JPS63317704A - タバコフィルター棒のくぼみの測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はたばこフィルター棒が適切に製造されているか
否かを決定する方法と装置に関する。更に詳しくは、本
発明はたばこフィルター棒のくぼみの長さを測定する方
法と装置に関する。

〔従来の技術〕

ここ千年のあいだに、非常に多種の商業的に使用しうる
たばこフィルターがそれらの接触点で相互に結合してい
る縦方向にのびる捲縮フィラメントを使用して製造され
ていた。米国特許第４５２２．６１６号に詳細に記載さ
れているように、このようなフィルターの製造は数千の
連続フィラメントのトウもしくは撚っていない束を製造
し、とのトウＩＩ：捲縮し、このトウを不整列の捲縮に
開繊し、そしてこのトウを毛ばだてて爾後の可塑剤の均
一塗布を可能にする諸工程を包含する。次いでこのトウ
を可塑化し処理してその寸法を減少させ、巻きたばこに
はソ等しい横断面をもつ凝縮物質とする。可塑化した成
形物を次いでその外側面のまわりに巻き紙を巻く。巻き
紙を巻いたトウを次いで予め定めた長さの棒に剪断する
。その後にこれらの棒を硬化させて隣接フィラメント同
士の間にそれらの接触点において結合分生せしめる。

たばこフィルターのトウ成分は高価なため、フィルター
棒製造装置は顧客の要求するデザイン基準を満たしなが
らトウの使用を最小にするように制御することが望まし
い。

この点で、フィルター棒製造業者は代表的にはフィルタ
ーＷＳ造装置を生成フィルター４の重量（所定の禅に使
用されるトウの量の尸度である）が許容しうるフィルタ
ー棒生成物を生ずるＮ量範囲で最小点にあるように操作
する。トウの使用がこの範囲の最小点より下に入ると、
生成たばこフィルター棒は堅牢性が小さく、喫煙時に許
容しうる吸引特性を示さない。

紙を巻いたたばこフィルター棒を製造工程中に望ましい
長さに切断するとき、成形トウは巻き紙の端部から内側
にへこむ。仁のようなくぼみはトウを張力下で（たとえ
ばローラセットによって）延延しながら紙を巻きつける
という事実に基因する。剪断操作中、トウに作用する張
力の若干は減少してトウを弛緩させへこませる。トウの
表面から巻き紙の端部までのくぼみの長さは、フィルタ
ー棒製造装置。

が最適に操作されているか否か換言すれば顧客の要件に
合う最小量のトウが使用されているか否かに関して正確
な指標を与える。フィルター棒のくぼみの長さはたばこ
トウの特性の指標であることが従来知られていた。

フィルター棒のくぼみの長さを横歪するための従来技術
は満足すべきものではなかった。たとえば、肉眼観察は
フィルター棒のくぼみの大きさを決定するのに使用され
る１つの従来技術の方法であった。この大ざっばな試み
において、熟練したフィルター棒製造業者は、くぼみが
たとえばミリメートルのオーダーで予め定めた標準のく
ぼみより上であるか下であるかを肉眼で決定する。明ら
かにこの従来技術は非常に主観的でちり、人間の眼がと
どくと現実的に予期されうるよりも多くのことをフィル
ター棒製造業者に問いかけている。フィルター棒製造業
者が「悪い」日をもっていると、所望のトウ特性をもた
ないフィルター棒が製造されることがある。

また、ひとたびトウ材料がフィルター棒を製造する顧客
に輸送されると、顧客は同様にしてくぼみの肉眼観察に
よってトウの品質を判断することがある。くぼみが許容
範囲について相互に一致した範囲にあるか否かについて
及び従ってトウ材料が同意した特性をもつか否かについ
て製造業者と顧客との間で不一致が容易に生じうろこと
は明らかである。

トウのくぼみの量を測定するための別の従来技術はトウ
材料に接触する機械的探査針の使用を包含する。このよ
うな従来技術の試みは接触探査針によってトウ材料に加
わる荷重のために、本発明によって提供されるような正
確度を与えない。接触探査針はトウ自身が探査針の力に
よって圧縮されるため不正確な読みを生せしめる。この
ような接触測定探査針は代表的にはバネ偏倚レバーを使
用するものであり、その位置は通常の機械的深さの計測
器によって監視される。このような探査針は多数の機械
的結合を含み、そしてバネの張力はこのような結合を相
互に移動させるため摩擦力に打ち勝つに十分に高くなけ
ればならない。この力はトウ材料を変形させ、えられる
読みを歪めるに十分である。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明はフィルター棒のくぼみを測定するために高度に
正確な非接触技術を使用するどとによって従来技術（肉
眼観察または探査針による計測）の方法の欠点を克服し
ようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明において、たばこフィルター棒はフィルター柿摺
動シュートに入れられ、端部の止めに到達するまでそれ
自身の重さでシュート中を降下する。次いで光学的信号
源／検出器がフィルター棒のくぼみのあるフィルター端
部の反対側に配置される（入射光がくぼみのあるフィル
ター端部の予め定めた部分に投影するように然も同様に
このような光の反射部分を受信し検出するように配置さ
れる）。

光源／検出器（および／″！たけフィルター棒）！／ｉ
これらの間の分離距離を変えるように制御自在に移動せ
しめられる。反射光の強度は、たとえば予め定めた数の
分離距離において適切にプログラムされたマイクロプロ
セッサと共同する記憶装置中に記録される。次いで、帰
大反射に相当する分離距離が機械的に決定される。測定
装置が適切に（たとえばくぼみゼロの見本フィルターを
用いて同じ方法を行なうことによって）キャリプレート
されたとすると、えられる分離距離を使用して試験下に
あるたばこフィルター棒のくぼみの距離を計算すること
ができる。

〔実施例〕

本発明の上述の目的ならびにその他の目的と利点は添付
図面を参照して本発明を具体的に述べる以下の実施例に
よって更に明らかになるであろう。

本発明は第１図に示すようなたばこフィルター棒（２）
のくぼみを測定するように設計される。フィルター棒（
２）は端部面（６）ヲもつたばこフィルターのトウ（４
）から成る。

このたばこフィルターのトウは巻き紙（８）で巻かれて
いる。

第１図に示すように、フィルター棒のくぼみは巻き紙の
縁（７）とたばこフィルターのトウの表面（６）との間
の距離である。

本発明のくぼみ測定装置の詳細を説明する前に、これに
使用する非接触フィルター棒測定技術を第２Ａ図〜第２
Ｃ図を参照してまず説明する。フィルター棒のくぼみを
測定するに当って、本発明は光電センサを使用する。こ
のセンサは光学エミッターと検知器（センサ機能を遂行
する）の双方を備える。本発明の好ましい具体例におい
て、光電センサはＨＥＤＳ−１００’０高解像光学反射
センサ［ＨｅｗｌｅｔｔＰａｃｋａｒｄ社製品；同社の
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｎｏｔｅ　１００８″０ｐｔ
ｉｃａｌ　　Ｓｅｎｓｉｎｇ　ｆｏｒ　　ｔｈｅ　ＨＥ
ＤＳ−１０００”″にその詳細が記載されている〕であ
シうる。

第２Ａ図において、センサ（１０）は反射面（６）から
距離（Ｌ）をへだてて配置されているものとして示して
あＱｏこの距離（Ｌ）はセンサの焦点距離に相当する。

焦点はセンサ装置の前面の固定距離に常に存在する。反
射面（６）がセンサ装置の前面に保持されると、光電流
が誘起されこれはたとえば電流計（１２）によって容易
に測定することができる。

当業者によって理解されるように、誘起光電流は反射面
がセンサの焦点にあるときに最大値にある。

第２Ｂ図および第２Ｃ図はフィルターのくぼみの大きさ
を決定するのに使用する手がかりを一般的に示すもので
ある。はじめに、第２Ｂ図に示すように、見本のフィル
ター（２）全計測器中の反射面から固定した距離（Ｄ）
に配置する。

計測器については後述する。見本のフィルターはゼロの
くぼみをもち、測定装置を適切にキャリプレートするた
めに使用する。見本のフィルターはたばこフィルター棒
と同じ材料で作ることができるけれども、必ずしもそう
である必要はない。それはたとえばステンレス鋼の棒で
あってもよい。

センサを次いで［が定された基準点Ｒからフィルター棒
に向って軸方向に移動させ、電流の読みが最大になる点
を後述の方法によって決定する。見本のフィルターの縁
から基準点（Ｒ）　’ｊでの距離（Ｄ）を記録し、そし
て基準点（Ｒ）から最大の電流の読みに相当する点にお
けるセンサの基準縁までの距離を基準距離（Ｓｏ）とし
て記録する。

その後に１第２Ｃ図に示すように、試験すべきフィルタ
ー棒を試験機器中に導入し、巻き紙の縁が始めに確立し
た基準点（Ｒ）から（第２Ｂ図に示すように）同じ距離
をへだてて配置されるようにフィルター棒を配置する。

次いでセンサ（１０）をフィルターに向けて軸方向に移
動させ、電流の読みが最大になる点を再び決定する。基
準点（Ｒ）からセンサ装置の基準縁までの新距離（Ｓｌ
　）を記録する。第２Ｂ図および第２Ｃ図かられかるよ
うに、ＳｌとＳｏとの間の差異が所望のくぼみの距離に
等しい。

゛　反射面がセンサの焦点距離にあるときに誘起光電流
は最大になるので、センサの出力電圧も最大になる。第
３Ａ図〜第３Ｅ図はトウ材料の表面から連続的に減少す
る距離をへだてで分離されているセンナ（１０）を示し
ている。第３Ｃ図はセンサの焦点距離に等しい距離をへ
だててトウ表面から分離されたセンサを示す。分離距離
（、単位）をセンサ出力電圧の関数としてプロットして
第３Ｆ図に示す。第３Ｆ図の曲線に示すＡ−Ｅの点はそ
れぞれ第３Ａ図〜第３Ｅ図のデータを示す点である。第
３Ｃ図に示す条件下で発生する出力電圧は最大出力電圧
の測点をもたらす。センサ出力電圧は緩衝増幅器に送信
され次いでマイクロコンピュータに送信されて貯蔵およ
び分析がＡ／Ｄ変換器により行なわれることが注目され
る。これについては第７図および第８図を参照して後述
する。

また、センサ出力電圧／光電流が最大になる分離距離は
反射面の性質とは無関係であることが注目される。たと
えば、第４図はセンサ出力電圧／光電流を反射面試料ｌ
および２（これらは異なった反射特性をもつ）の分離距
離の関数としてプロットして示すものである。最大のセ
ンサ出力電圧／光電流は試料１および試料２の双方につ
いて同じ分離距離において起る。

よく磨いた表面は鋭い曲がり点をもつ曲線を生ずる（た
とえば試料１の曲線参照）が、あまシ磨かれていない表
面は鈍い曲がシ点をもつ曲線を生ずる（たとえば試料２
の曲線参照）。異なったたばこフィルターのトウ試料は
判然と異なる反射特性をもつので、曲線の曲がり点を計
算するのに使用する技術は曲線が非常に鋭い曲がり点を
もつか鈍い曲がり点をもつかにかかわりなく正確な結果
をもたらすものでなければならない。

最大の点を決定するのに使用しうる１つの技術はすべて
のデータ点を分析し、通常の多項式曲線適合技術を使用
して記録データによって形成される曲ａｔ反映する多項
式を数学的に規定することである。その後に、曲線の最
大点は通常の数学技術を使用して計算することができる
。本発明者はデータ点のすべてによって形成される曲線
を規定する必要がないことを認識した。必要なのは最大
点の計算のみであり、代りに第７図に関連して後述する
試みを利用しうるからである。

くぼみの長さを計算し、第５図および第６図に示す測定
装置の部品を制御するコンピュータ制御装置を説明する
前に、この測定機器自体の詳細をまず説明する。第５図
はたばこフィルターのトウの棒のくぼみ測定の半組立体
を示し、第６図は同じ機器の透視図を示す。ただし第６
図にはカバー・プレート（３１）と末端ストリップ（４
０）は示していない。第５図および第６図において同じ
符号（数字）は同じ要素を示す。

くぼみ測定機器はアルミニウム製の主スタンド（１８）
に支持さね、該スタンドは基板（２０）に着座している
。フィルター棒のくぼみ測定機器の摺動シュート（２１
）はたばこフィルター棒を受入れ、このフィルター棒は
フィルター棒端部止め（２３）によって停止させられる
までそれ自身の重量下に空気排出室（２２）中を通るよ
うにシ二一）　（２１）中を下降する。

截頭円ｉ形の排出室（２２）は第５図に破線で示すよう
に孔（２５）を含む。孔（２５）は圧縮空気源（図示し
ていない）から圧縮空気を受取シ、この空気をフィルタ
ー棒の端部に向けてフィルター棒に上方の力を与えて摺
動シュー）（２１）中にバックして上昇し機器から出る
ように配置されている。

空気排出室（２２）は第７図に示すマイクロコンピュー
タ（６０）からの信号に応答してンレノイド作動される
。

第５図および第６図に示す測定機器の半組立体は第７図
に示す回転たばこフィルター棒供給ホッパー（６６）に
組合せて使用しうろことに注目すべきである。回転ホッ
パーはマイクロコンピュータ（６０）からのくぼみ試験
要求信号に応答し、そしてたばこフィルター棒を摺動シ
ュート（２１）に供給することによってこれに答える。

このようなホッパー　（６６）には摺動゛シュートが空
であることを検出するための光センサを備えるのが望ま
しい。このようなセンサの出カバ次いでマイクロコンピ
ュータ（６０）に送信され、マイクロコンピュータは摺
動シュートが空であるときにフィルター棒供給信号をホ
ッパーに送信することによって応答する。くぼみの測定
が終った後にマイクロコンピュータは空気排出室のソレ
ノイドを作動させる信号を発生してフィルター棒の排出
を開始させることに注目すべきである。自動供給ホッパ
ーの設置を述べたけれども、これは本発明にとって必須
のことではない。すなわち、フィルター棒は選択的に手
動で供給（および手動で排出）することができる。

フィルター棒端部の止めにごく近く隣接して探査針組立
部品（２６）があり、このものはＨＥＤＳ−１０００セ
ンサを含む。フィルター棒端部の止め（２３）とセンサ
の双方は包囲体（２４）内に含まれている。包囲体（２
４）は探査針とフィルター棒端部をとシ囲み、ノイズの
あるセンサ出力信号を受信する可能性を減少させている
。すなわち包囲体（２４）は周囲の光がセンサ出力信号
（特にセンサの焦点距離およびその付近で発生する信号
）をゆがめるのを防ぐ。

探査針組立部品（２６）中のセンサは探査針保持装［（
２８）によって保持される。この保持装置はセンサを容
易に取除き及びもとに戻すことができるように設計され
る。また、探査針保持装置（２８）は最も正確なセンナ
の読みを達成させる牟め探査針を所定の位置にしつかシ
と保持するのに役立つ。

探査針保持装置（２Ｂ）は付属の転回Ｔ結合部材（３０
）を備えている（第６図参照）。この部材は精密スライ
ド（３２）にスクリューで取付けられている。この結合
部材（３ｏ）はもちろん、十分な高さに設計されており
、包囲体（３８）がステッパー・モータ（３８）を空に
するのを可能にしている。

ステッパー・モータについては後述する。

探査針保持装置（２８）には［ＥＬＥｃＴＲＯＭＩＫＥ
Ｊターゲツ）　（２９）が取付けである。このターゲッ
トは本発明の好ましい具体例には使用されていない。本
発明の開発中にｒＥＬＥｃＴＲＯＭＩＫＥＪターゲット
をＩＥＬＥＣＴＲＯＭＩＫＥＪセンサ・モデル随８５０
０３と組合せて使用してフィルター棒のくぼみの深さの
データを得た。ｌ−ＥＬＥＣＴＲＯＭＩＫＥＪはブラケ
ットによってカバー・プレート（３１）に接続され、そ
してセンサ面がターゲット（２９）に平行に置かれるよ
うに配置された。

［ｇＬＥＣＴＲＯＭＩＫＥＪは約０．００１インチの精
密さで！ 距離測定値を記録するのに役立った。

精密スライド（３２）に戻って、このスライドはたとえ
ばオートメーション・ゲージズ・インコーホレーテッド
製のＰｒｅｃｉｓｉｏｎ　５ｌｉｄｅ　Ｍｏｄｅｌ　　
Ｊであ沙うる。スライド（３２）の下半分はプレート（
３７）に締着され、このプレートは同様に主スタンド（
１８）に締着される。精密スライド（３２）は非常な正
確さで上方スケールおよび下方スケールの方向に移動し
うるように設計されている。精密スライドはスライド（
３２）の上方半分に締着されているシャフト（３４）を
介してステッピング・モータ（３８）Ｋよって上方スケ
ール方向および下方スケールの方向に移動するよう調節
される（その上方スケールおよび下方スケールの移動は
第５図に矢印で示されている）。シャフト（３４）はス
テッピング・モータ（３８）の大きい直径のシャフト（
３６）にネジ込み式に接続される。シャフト（３６）は
シャツ）　（３４）を制御してシャツ）　（３６）が一
方向に回転するときシャツ）（３４）ｔｌ−シャ７）　
（３６）から離れて移動し、シャフト（３６）が上記と
反対方向に回転するときシャ７　ト（３４）をシャフト
（３６）に向って移動するようになした回転部材である
。すなわち、シャフト（３６）の回転運動は固定シャ７
）　（３４）の線状運動を開始させる。

モータ（３８）は通常のステッピング・モータであり、
たとえばエアパックス・インコーホレーテッド１９８３
年刊行のｒＤｉｇｉｔａｌ　Ｌｉｎｅａｒ　Ａｃｔｕａ
ｔｏｒｓＪに記載の種類のＡｉｒｐａｘデジタル・アク
チュエータであシうる。Ａｉ　ｒｐａｘデジタル・アク
チュエータは２方向線状アクチユエータであって、先導
スクリューシャフトに嵌合する酸ネジロータをくみ入れ
ている。適切な系列でこのアクチュエータのコイルを付
勢すると、アクチュエータはｏ、ｏｏｔインチ／パルス
の程度の線状増分でネジ付きシャフトを外方に移動させ
又は戻ってロータ中に移動させる。

第５図に示すように、信号ワイヤリング端末ストリップ
（４０）があり、このものは探査針装置（２６）中のセ
ンサおよびステッピング・モータ（３８）にそれぞれ結
合する端子を備える。このセンナおよびステッパーモー
タは次いで第７図に示スようにマイクロコンピュータ制
御装置に電気的に接続される。

本発明による測定および制御装置のブロック・ダイヤグ
ラムの例が第７図に示しである。第７図に示すように、
センサ（１０）の出力は高インピーダンス緩衝増幅器（
５２）中で緩衝される。増幅器（５２）はたとえばアナ
ログ・デバイス・インコーホレーテッド製の高インピー
ダンス緩衝増幅器モデルＮａＡＤ−５２１でありうる。

高インピーダンス緩衝増幅器はＩ（ＥＤＳ−１０００セ
ンサ（１０）とマイクロコンピュータ界面ボード（５６
）との間に高インピーダンス分離　　　　−を与えるの
に必要である。これに関して、ＨＥＤＳ−１０００の出
力を適切に一致させるためにはセンサ（１０）の出力に
接続する高インピーダンス装置が必要である。他方、マ
イクロコンピュータ界面ボード（５６）の実施例には低
インピーダンス入力信号が必要である。すなわち、緩衝
増幅器（５２）はセンサ（１０）の出力を界面ボード（
５６）の入力に適切に一致させるのに役立つ。緩衝増幅
器は比較的高い人力インピーダンスと低い出力インピー
ダンスをもっているからである。

セ／す（ｌＯ）からの出力はゼロから１０ボルトｒ）Ｃ
までの範囲でありうる。ゼロ・ボルト出力はセンサ（１
０）に戻るターゲット反射信号がない場合に存在する。

１０ポルトの出力は非常に反射性のターゲットがセンサ
（１０）からの焦点距離に置かれているときに現われる
。代表的には、たばこフィルターのトウ材料は、ＨＥＤ
Ｓ−１０００センサ（１０）からの焦点距離に置かれた
とき、５〜６ボルト程度の出力電圧を生じる。第７図に
示すセンサ（１０）ならびに高インピーダンス緩衝増幅
器（５２）とその他の要素は電力供給源（５０）によっ
て付勢される（ただし電力供給接続のすべては図示して
いない）。

緩衝増幅器（５２）の出力はマイクロコンピュータの界
面ボード（５６）に送信される。この界面ボードはアナ
ログからデジタルへの変換器を備え、そしてたとえばデ
ータ・トランスミッション・イクイプメント・インコー
ホレーテッドのＩｎｔｅｒｆａｃｅ　Ｂｏａｒｄ　Ｍｏ
ｄｅｌ　ｍＤＴ　−２８０８でありうる。界面ボード（
５６）は増幅５（５２）からアナログ電圧信号を受信し
てこのアナログ信号をデジタル文字に変換し、これは貯
蔵のためマイクロコンピュータ（６０）に送信される。

界面ボード（５６）はまたマイクロコンピュータ（６０
）とステッパー・モータ制御モジュール（５４）との間
の界面として役立つ。ステッパー・モータ制御モジュー
ル（５４）ＦｉたとえばＡｉｒｐａｘ　ＳＡＡ　　１０
２７であることができ、これは第５図および第６図に関
して述べたＡ　ｉ　ｒｐａｘＤｉｇｉｔａｌ　Ａｃｔｕ
ａｔｏｒを駆動するように設計されている。

ステッパー・モータ制御モジュール（５４）　Ｉｒ！、
界面ボード（５６）を介してマイクロコンピュータ（６
０）からのデジタル信号に応答してステッピング制耐言
号ならびに方向制御信号をステッパー・モータ（３８）
に与える。方向制御信号については、論理ｒｌＪの水茎
の制御モジュール（５４）の予め定めたピンへの適用は
ステッパー・モータシャツトラ制御して収縮させる。他
方、論理「ゼロ」の上記と同じピンへの適用はシャフト
を外側に移動させる。

第５図および第６Ｍに関して先に述べたようにして、制
御信号も界面ボード（５６）　ｉ介して回転ホッパー（
６６）と空気排出室（２２）とマイクロコンピュータ（
６０）との間に送信される。同様にして、本発明のもう
１つの具体例において、および以下に述べるやり方にお
いて、マイクロコンピュータ（６０）は許容限界を越え
るフィルターくぼみを検知すると、制御信号をフィルタ
ー棒製造機（６４）に送信してフィルター棒製造機を、
たとえばトウに加える張力を修正することによって、調
節する。

本発明の制御装置の心臓部はマイクロコンピュータ（６
０）であり、これはその主要メモリーと共に第７図に示
しである。実施例としてのみの説明として、マイクロコ
ンピュータ（６０）はＣＯＭＰＡＱマイクロコマイクロ
コンピュータ。

当業者によって理解されるように、多数の商業的に入手
しうるマイクロプロセッサのうちの任意のものをえらん
で本発明に要求される処理機能を遂行させることができ
る。

マイクロプロセッサ（６０）に付属してプリンター（６
２）があり、このものは試験試料についての計算された
くぼみの長さに関連のあるデータをプリントする。また
、この装置はＣＲＴディスプレイ／キイボードユニツ）
　（６１）を備える。ディスプレイは以下に詳細に述べ
る方法でオペレータの助言を目にみえるように表示する
ために使用される。

その上、くぼみの長さに関連のあるデータをプリントす
る代りに、このようなデータをＣＲＴ（６１）上に表示
することができる。また、キイボードはオペレーターウ
；フィルター棒のくぼみ測定系列のスタートを始動させ
るための少なくとも１つの制御キイを備える。

本発明のくぼみ測定装置を制御する際にマイクロコンピ
ュータによって行なわれる操作系列を表わすフローチャ
ートが第８図に示しである。このフローチャートは第５
図および第６図に示す測定機器にたばこフ９ルターを手
動で人　、れたり出したシするように設計されている。

然し、マイクロコンピュータ（６０）ｅ使用して制御信
号を発生させ、これによって回転ホッパーを作動させて
フィルター棒を摺動シュー）　（２１）に自動的に供給
しうろこと、ならびに第５図に関して述べたように排出
信号を発生させ、これによって空気排出室（２２）を制
御しうろことが当業者にとって明らかであろう。

測定装置がパワーオンになった後（２００）　、オペレ
ーターは測定装置を作動させてくぼみの長さの測定が行
ないうるようにする（２０２）。本発明はオペレーター
の入力が単にフィルター棒を摺動シュート（２１）に入
れることから特定の機器操作パラメータに関するデータ
に入ることまでの範囲にありうることを意図する。たと
えば、オペレーターはステッピング・モータに送られる
パルス毎にたとえば０．００１インチの距離に入るよう
移動させることができる。またセンナの移動距離に関す
るデータたとえば％インチに入ることもできる。同様に
、この範囲を越える移動速度たとえば５秒に入ることも
できる。

本発明の好ましい具体例において、このようなパラメー
タは予めプログラムされ、オペレーターが個々に入る（
関与する）必要はない。然しオペレーターは、所定のフ
ィルター棒について所望の回数のく沙かえし試験に入っ
て装置操作の正確さをオペレーターが試験することもで
きる。また、新しい試料の試験を開始する方法は試験前
にコンピュータのレジスター中に貯蔵されているデータ
を空にする（クリアにする）ことを包含する。

測定装置が作動された後、マイクロプロセッサはステッ
ピング・モータに１ゼロ」を与えてモータが十分に下方
スケールの位置にあることを確実にする（２０４）。こ
の点に関して、測定装置はモータがその十分に上方スケ
ールの位置にあったとき予めオフになっていた可能性が
あるので、新しい測定系列中に十分なパルスをステッパ
ー・モータ（３８）に送って測定装置が試験の始めに十
分に下方スケールの位置におかれていることを保証する
ことが必要である。

ステッパー・モータがその十分に下方の位置におかれた
後、マイクロコンピュータ（６０）はキイボード（６１
）に接続されている入力ポートを走査して「スタート」
測定系列信号がオペレーターによって入力されたか否か
を決定する（２０６）。このような信号が入っていなか
ったならば、スタート信号が受信されるまでプロセッサ
はキイボード入力ポートを走査しつづける。

スタート信号が受信されると、制御モジュール（ｓ４）
ｆｔ介してステッピング・モータ（３８）にパルスが送
られる（２０８）。モータ（３８）にステッピング・パ
ルスが送られた後１．マイクロコンピユータはモータが
センサを所望の０．００１インチ移動させるのを待つ（
２１０）。時間の遅延はもちろん予めプログラムされた
移動速度に関連する。

センナが所望の増分距離だけ移動したとき、センサの出
力覚圧とこれに対応する距離の値はマイクロコンピュー
タ界面ボード（５６）を介してコンピュータのメモリに
貯蔵される（２１２）。貯蔵された距離の値に関して、
ステッピング・モータ（３８）に送られるそれぞれのパ
ルスはステッパー・モータを制御して探査針を予め定め
た距離たとえば０．００１インチだけ移動させるので、
移動距離はステッパー・モータに送られるステッピング
・パルスの数の軌跡ヲ保つことによって容易に決定され
ることが注目される。すなワチ、ステッパー・モータが
０．００１インチの増分で移動して試験開始時に十分に
下方スケールの位置にあるとすると、１０００回のステ
ッピング・パルスの発生後に、探査針は１インチ上方ス
ケールにある。

次に、十分に上方スケールに到達したか否かを決定する
ためのチェックが行なわれる（２１４）。到達していな
ければ、ステッパー・モータはもう一度増分距離を進め
られ（２０８）、更なる値が貯蔵され、ブロック（２０
８）〜（２１４）の系列が、上方スケールの限界に達す
るまで、くりかえされる。

上方スケール限界に到達すると、コンピュータは次いで
センサから最大信号が発生する距離を決定し、次いでく
ぼみが貯蔵データを分析しそして第２Ｂ図および第２Ｃ
図に関して説明した技術を使用することによって計算さ
れる。

くりかえし簡単に述べると、マイクロコンピュータ（６
０）は始めに、くぼみをもたないそして固定された予め
定めた基準点（ゲージの十分に下方スケールの限界と十
分に上方スケールの限界との間の距離によってきまる）
に配置された見本フィルターの分析を行なう。次いで上
記のように、センサ（１０）が十分な下方スケール位置
から上方スケール限界まで０．００１インチ／パルスの
増分でステッピング・モータ（３８）によって見本フィ
ルターに向って前進せしめられる。

これらの分離距離とそれに伴なう出力電圧はコンピュー
タ（６０）のメモリーに貯蔵され、第３Ｆ図にプロット
されるＸ座標およびＹ座標を表わす。このような座標に
よって形成される曲線の少なくとも一部の分析を下記に
述べるようにコンピュータによって行ない曲線の最大値
、換言すれば曲がシ点の座標を決定する。このような曲
がυ点の座標（Ｄｌ、Ｙｌ）はメモリー中に貯蔵される
。

その後に、試験フィルターが導入され、上記の諸工程が
くりかえされる。試料フィルターの曲がり点の座標を次
いで計算する。これらの座標（Ｄ２．Ｙ２）は同様にコ
ンピュータのメモリー中に貯蔵される。それぞれのＸ座
標値のＤ２マイナスＤ１の値はくぼみの長さに等しい（
２１６）。

曲線の最大点換言すれば曲がり点を決定するために（ブ
ロック２１０中のくぼみの長さを計算するために）、本
発明の好ましい具体例において、ステッパー・モータ（
３８）が移動するにつれて、座標表がコンピュータ（６
０）のメモリー中に生成され、それぞれの分離距離につ
いて、対応するセンサ出力電力が予め定められた増分（
たとえば０．００１インチ）で生ずる。次いでこの表を
走査して検出された最大センサ出力電圧を決定する。次
いでこのデータを最大値のごく近くのまわりの点（複数
）においてのみ（たとえば最大値の±２０％の範囲内の
データ点においてのみ）分析する。

この限定された座標データのセットによって形成される
曲線は２次関数であると想定される。すなわち、このよ
うな曲線を形成する（ｘ、ｙ）座標はＹ　＝　ａＸ”　
＋　ｂＸ　＋　ｃなる関係式によって定義されると想定
される。

この限定されたデータ・セット中の座標の予め定めた数
の点について、常数ａ、　　ｂおよびＣはこれらの限定
されたデータ・セットによって規定される２次方程式を
十分に表わすように決定される。その後に、第１の差異
をとってゼロに等しくして最大点の座標を決定し、これ
を使用してくぼみの長さを前述のようにして決定する。

然し、この技術は正確なくぼみ測定値を生じたけれでも
、他の多項式曲線に適合する技術を使用して最大点を決
定することができ、そしてこρような技術も本発明にお
ける使用が意図されることは当業者にとって明らかであ
ろう。

第７図に戻って、くぼみの長さを計算した後、マイクロ
コンピュータは次いでくぼみの長さをプリントするか、
あるいはまたこの値をコンピュータのビデオ・ディスプ
レイ上に表示する（２１８）。

所望のメツセージをオペレーターにプリントまたはディ
スプレイによって伝達した後、マイクロコンピュータ（
６０）は次いでこの日常作業が、測定すべき最終試料が
到達したか否かに応じて、退出させるべきであるか退出
させるべきでないかを決定する（２２０）。更なる試料
が依然として測定を必要としているならば、ステッパー
・モータは次いで上記のようにして十分な下方スケール
位置に戻る（２２４）。

その後に、予め試験した試料の自動再試験が生じようと
していること（２２６）をオペレーターがブロック（２
０２）に示したか否かを決定するためのチェックが行な
われ、そうであるならばステッパー・モータは増分進行
せしめられ、試料は再試験される。ブロック（２２６）
における試練が自動サンプリングが生じようとしないこ
とを示すならば、日常作業のサイクルはブロック（２０
２）に戻る。ブロック（２２０）に戻って、試験が試験
すべき更なる試料の存在しないことを・　示す払日常作
業はブロック（２２２）において退出させられる。

マイクロコンピュータ（６０）が計算されたくぼみの長
さが所望の許容範囲からはづれているか否かについての
表示を行なうことも本発明によって更に意図される。計
算されたくぼみの長さが予め定めた閾値を越えているな
らば、マイクロコンピュータ（６０）を使用してフィル
ター棒製造機（６４）を制御してくぼみの長さを以下に
簡潔に述べる方法で許容境界内に戻すようにすることが
できる。

「従来の技術」の項で述べたように、フィルター棒のく
ぼノ×の長さはタバコ・フィルターのトウの特性の指標
であることが知られていた。この点に関して、たばこフ
ィルター棒はたばこフィルターのトウを張力下で引張り
、そしてトウ材料を巻き紙で巻くことによって部分的に
形成される。

トウ材料中の繊維に加わる引張シ張力が大きいほど、巻
き紙を巻いたトウを棒状に切断する際に生成するくぼみ
は大きい。同様に、加える張力が大きいほど、トウ材料
の繊維の密度は大きくなる。繊維の密度が大きくなるほ
ど、タバコ・フィルターを延伸する困難さは大きくなる
。従って、たばこフィルター棒の特性の指標であること
の他に、フィルターのくぼみはトウ材料が受けた張力の
量の指標である。

代表的なフィルター棒製造機中でたばこフィルターのト
ウに加わる張力は２組のトウ延伸ローラ間の速度差を変
えることによって制御される。すなわち、２組のローラ
が同じ速度でトウを引張ると、トウに加わる張力は無視
しうるほど小さい。ローラ速度の特定の速度差について
、それぞれのトウ張力はこれに従属する。同様に、この
ような張力はこのように加わる張力から生ずるくぼみの
長さに経験的に同伴されうる。このような経験的に決定
されるデータをマイクロコンピュータ（６０）のメモリ
ー中に貯蔵することによって、計算されたくぼみの長さ
が許容限界の外側にあると決定されたならば、簡単なテ
ーブル・ルックアップ法によって、プロセス・ローラ速
度制御信号を発生させて、許容限界内のくぼみを生ずる
張力をフィルター棒製造機中に作ることができる。

本発明を最も実用的で好ましい実施例であると現在考え
られているものに関して述べたけれども、本発明は上記
実施例に限定されるものではなくて、特許請求の範囲に
記載の発明の精神と範囲を逸脱することなしに種々の変
形および均等な配列がなしうろことを理解すべきである
。

【図面の簡単な説明】

第１図はたばこフィルター棒の断面図である。 第２Ａ図、２Ｂ図および第２Ｃ図はフィルター棒のくぼ
みの長さを測定するために使用する技術を説明する概要
図である。 第３Ａ図〜第３Ｅ図は第３Ｆ図のグラフに示すデータ点
Ａ−Ｅにそれぞれ相当するセンサとトウ表面との間の距
離を示す図である。 第３Ｆ図はセンサの出力電圧（縦軸）をセンサとトウ表
面との間の分離距離（横軸）の関数としてプロットした
グラフを示すものである。 第４図は２つの異なった反射面について第３Ｆ図と同様
にプロットして作成した２つのグラフを示すものである
。 第５図は本発明によるたばこフィルター棒のくぼみ測定
機器の実施例の詳細を示す前面図である。 第６図は第５図に示す測定機器の透視図である。 第７図は本発明によるコンピュータ制御測定装置の実施
例のブロック・ダイヤグラムである。 第８図は第７図中のマイクロコンピュータによって行な
われる操作系列の概要を示すフローチャートである。 ２・・・タバコ・フィルター棒；４・・・トウ；６・・
・端部面；７・・・巻き紙の縁；８・・・巻き紙；１０
・・・センサ；１２・・・電流計；１８・・・主スタン
ド；２０・・・基板；２１・・・シュート；２２・・・
排出室；２３・・・端部止め：２４・・・包囲体；２５
・・・孔；２６・・・探査針組立部品；２８・・・探査
針保持装置；２９・・・ターゲット；３０・・・結合部
材；３１・・・カバー・プレート；３２・・・スライド
；３４・・・シャフト；３６・・・シャフト；３７・・
・プレート；３８・・・ステッパー・モータ：４０・・
・末端ストリップ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、たばこ巻紙の一端部にくぼみのあるたばこフィルタ
   ーを包含するたばこフィルター棒のくぼみの深さを自動
   的に測定するための装置であつて、 くぼみのあるフィルター端部を露出するようにたばこフ
   ィルター棒を保持するための保持装置； センサに物理的に接触させないようにしながら保持装置
   に隣接して配置した、くぼみの深さに関係のあるデータ
   を発生するセンサ装置；および このセンサ装置に連結してセンサ装置からのデータを受
   信してフィルター棒のくぼみの深さを決定する制御装置
   ；を備えて成ることを特徴とするたばこフィルター棒の
   くぼみの測定装置。 ２、センサ装置が、保持装置に隣接して配置されて入射
   光をくぼみのあるフィルター端部の予め定めた部分に投
   影しそしてこの入射光の反射部分を受信して検出する光
   学的信号源／検出器装置、を備える請求項１記載のたば
   こフィルター棒のくぼみの測定装置。 ３、（ａ）保持装置および（ｂ）センサ装置の少なくと
   も一方と共同してセンサ装置とくぼみのあるフィルター
   端部との間の分離距離を制御自在に変える駆動装置を更
   に備える請求項１記載のたばこフィルター棒のくぼみの
   測定装置。 ４、フィルター棒とセンサ装置がたばこフィルター棒の
   縦軸にそつて共軸に配置され、制御自在に変える駆動装
   置がこの縦軸にそつてセンサとフィルター棒との間の分
   離を変える請求項３記載のたばこフィルター棒のくぼみ
   の測定装置。 ５、供給フィルター棒を受入れてこのフィルター棒を保
   持装置に向けて案内する供給装置を更に備える請求項１
   記載のたばこフィルター棒のくぼみの測定装置。 ６、供給装置が摺動シュートを備える請求項５記載のた
   ばこフィルター棒のくぼみの測定装置。 ７、保持装置が供給装置に連結しており且つフィルター
   棒の端部止め部材を備えている請求項５記載のたばこフ
   ィルター棒のくぼみの測定装置。 ８、保持装置に接続し且つ制御装置に接続していて制御
   装置からの制御信号を受信すると保持装置からフィルタ
   ー棒を排出する排出装置を更に備える請求項１記載のた
   ばこフィルター棒のくぼみの測定装置。 ９、排出装置がフィルター棒排出用流体を収容する空気
   排出室を備える請求項８記載のたばこフィルター棒のく
   ぼみの測定装置。 １０、駆動装置が制御装置からの制御信号に応答してセ
   ンサ装置と保持装置との間の分離距離を変えるステッピ
   ング・モータ装置を備える請求項３記載のたばこフィル
   ター棒のくぼみの測定装置。 １１、モータ装置に連結する摺動装置を更に備え、摺動
   装置がモータ装置によつて移動させられる距離に相当す
   る距離だけセンサ装置を移動させるようになした請求項
   １０記載のたばこフィルター棒のくぼみの測定装置。 １２、制御信号からの信号に応答してフィルター棒を収
   納用装置に供給するホッパー装置を備える請求項５記載
   のたばこフィルター棒のくぼみの測定装置。 １３、センサ装置からのデータを収容する界面装置を更
   に備え、そして制御装置がこの界面装置に連結して該デ
   ータに応答してくぼみの深さを決定するデータ処理装置
   を備える請求項１記載のたばこフィルター棒のくぼみの
   測定装置。 １４、センサ装置が、保持部材に隣接して配置されて入
   射光をくぼみのあるフィルターの予め定めた部分に投影
   しそしてこのような入射光の反射部分を受信し検出する
   光学信号源／検出器装置、を備え；測定装置が、（ａ）
   保持装置および（ｂ）光学信号源／検出器装置の少なく
   とも１つと共同して光学信号源／検出器装置とたばこフ
   ィルターのくぼみのある端部との間の分離距離を制御自
   在に変える駆動装置、を備え；そして制御装置が反射光
   の検出された最大値に相当する分離距離の強度を決定す
   るデータ処理装置を備える請求項１記載のたばこフィル
   ター棒のくぼみの測定装置。 １５、データ処理装置が種々の強度の多数の出力信号を
   貯蔵する且つ基準点とくぼみのあるフィルターとの間の
   対応分離距離に該出力信号を共同させる装置を備え、更
   にデータ処理装置が貯蔵出力信号を走査して最大強度の
   出力信号を決定する装備をも備え、そして最大強度の出
   力信号およびこれに近い強度の信号ならびに対応する分
   離距離を分析して分析値によつて形成される曲線によつ
   て規定される最大反射光に対応する分離距離を決定する
   装置を備える請求項１４記載のたばこフィルター棒のく
   ぼみの測定装置。 １６、該曲線が対応する分離距離の関数として出力信号
   によつて規定され且つ該曲線が２次方程式によつて規定
   されると仮定され、そしてデータ処理装置が更にこの仮
   定をもとにしてくぼみの深さを決定する装置を備える請
   求項１５記載のたばこフィルター棒のくぼみの測定装置
   。 １７、駆動装置が制御装置からの制御信号に応答してセ
   ンサ装置および保持装置の少なくとも一方を０．００１
   インチの増分で移動させる請求項３記載のたばこフィル
   ター棒のくぼみの測定装置。 １８、更にフィルター棒製造装置を備え、制御装置がこ
   のフィルター棒製造装置に連結されており且つ予め定め
   た限界外のフィルター棒のくぼみの深さに応答してフィ
   ルター棒製造装置に操作パラメータ修正用信号を送信す
   る装置を備える請求項１記載のたばこフィルター棒のく
   ぼみの測定装置。 １９、たばこ巻紙の一端部にくぼみのあるたばこフィル
   ターを包含するたばこフィルター棒のくぼみの深さを自
   動的に測定するための方法であつて、 少なくともくぼみのあるフィルター端部を露出するよう
   にたばこフィルター棒を保持装置に配置し；センサに物
   理的に接触させないようにしながら保持装置に隣接して
   センサ装置を配置することによつてくぼみの深さに関係
   のあるデータを発生させ；そして センサ装置によつて発生されるデータをもとにしてフィ
   ルター棒のくぼみの深さをセンサ装置に連結する制御装
   置により決定する； 諸工程から成ることを特徴とする方法。 ２０、データを発生させる工程が光学信号源／検出器装
   置を保持装置に隣接して配置し、入射光をくぼみのある
   フィルター端部の予め定めた部分に投影し、そしてこの
   入射光の反射部分を受信し検出することを含む請求項１
   ９記載の方法。 ２１、センサ装置とたばこフィルターのくぼみのある端
   部との間の分離距離を制御自在に変えることを更に含む
   請求項１９記載の方法。 ２２、センサ装置とフィルター棒をたばこフィルター棒
   の縦軸にそつて共軸に配置し、そして制御自在に変える
   工程がこの縦軸にそつたセンサとフィルター棒との間の
   分離距離を変えることを含む請求項２１記載の方法。 ２３、フィルター棒を保持装置に配置する工程が予め定
   めた既知量のくぼみをもつ見本フィルター棒を保持装置
   に配置し、その後に未知のくぼみの深さをもつフィルタ
   ー棒を配置することを含み；そしてくぼみの深さの測定
   方法が更に見本フィルター棒および未知のくぼみの深さ
   をもつフィルター棒に関係するデータを貯蔵する工程な
   らびに見本フィルターに関する貯蔵データを使用して未
   知のくぼみの深さをもつフィルター棒のくぼみの深さを
   計算する工程を含む請求項１９記載の方法。 ２４、フィルター棒を収容装置に供給する工程、および
   くぼみのあるフィルター棒の端部が保持装置中のフィル
   ター棒端部の止めに接近するまでフィルター棒を測定の
   場所に向つて摺動させる工程を更に含む請求項１９記載
   の方法。 ２５、制御装置から制御信号を受信したときフィルター
   棒を保持装置から排出する工程を更に含む請求項１９記
   載の方法。 ２６、制御信号からの信号に応答してフィルター棒を収
   容装置に供給する工程を更に含む請求項２４記載の方法
   。 ２７、センサ装置が（ａ）保持装置および（ｂ）光学的
   信号源／検出器装置の少なくとも一方と共同して光学的
   信号源とたばこフィルターのくぼみのある端部との間の
   分離距離を変える駆動装置を備え；そして反射光の検出
   最大値に対応する分離距離の大きさを制御装置によつて
   測定する請求項２０記載の方法。 ２８、制御装置が記憶装置を含むデータ処理装置であり
   ；フィルター棒のくぼみの深さを測定する方法が更に、
   多数のセンサ出力信号を貯蔵してこれらの出力信号を基
   準点とくぼみのあるフィルターとの間の対応する分離距
   離と共同させる工程、貯蔵信号を走査して最大強度をも
   つ出力信号を決定する工程、最大強度の出力信号および
   これに近い出力信号ならびに対応する分離信号を分析し
   て分析値によつて形成される曲線によつて規定されるよ
   うな最大反射光に対応する分離距離を決定する工程を含
   む請求項２７記載の方法。 ２９、曲線が分離距離データの関数として出力信号強度
   によつて規定され、そしてこの曲線が２次方程式によつ
   て規定されるものと仮定され、この仮定にもとづいてく
   ぼみの深さが決定される請求項２８記載の方法。 ３０、制御自在に変える工程が制御装置からの制御信号
   に応答してセンサ装置および保持装置の少なくとも一方
   を０．００１インチ程度の増分で移動させる工程を含む
   請求項２１記載の方法。 ３１、制御装置がフィルター棒製造装置に連結されてお
   り；そしてフィルター棒のくぼみの深さの測定方法が、
   予め定めた限界外のフィルター棒のくぼみの深さに応答
   して操作パラメータ修正用信号をフィルター棒製造装置
   に送信する工程、およびこの操作パラメータ修正信号に
   応答してフィルター棒製造装置の操作を修正する工程を
   含む請求項１９記載の方法。 ３２、修正用信号に応答してフィルター棒製造装置中の
   たばこフィルター棒材料に加わる張力を修正する工程を
   更に含む請求項３１記載の方法。 ３３、フィルター棒製造装置がたばこフィルターのトウ
   材料を延伸するための複数のローラを含み、たばこフィ
   ルター棒のくぼみの深さを測定する方法が修正用信号に
   応答して該ローラの相対速度を制御する工程を更に含む
   請求項３１記載の方法。 ３４、たばこ巻紙の一端部にくぼみのあるたばこフィル
   ターを包含するたばこフィルター棒のくぼみを自動的に
   測定するためのくぼみフィルターの計測装置であつて、
   少なくともくぼみのあるフィルターを露出するようにた
   ばこフィルター含有棒を保持するための保持装置；この
   保持装置に隣接して配置され（ａ）くぼみのあるフィル
   ター端部の予め定めた部分に入射光を投影し且つ（ｂ）
   この入射光の反射部分を受信し検出する光学的信号源／
   検出器装置； （ａ）保持部材および（ｂ）光学的信号源／検出器装置
   の少なくとも一方と共同して光学的信号源／検出器装置
   とたばこフィルターのくぼみのある端部との間の分離距
   離を制御自在に変える駆動装置；および 光学的信号源／検出器装置に及び駆動装置に接続して反
   射光の検出最大値に相当する分離距離の大きさを決定し
   、それによつてフィルター棒に関するくぼみの大きさ尸
   度を得るようになした制御装置； を備えて成ることを特徴とするくぼみフィルター計測装
   置。 ３５、フィルター棒と光学的信号源／検出器装置がたば
   こフィルター棒の縦軸にそつて共軸に配置され、制御自
   在に変えるための駆動装置がこの縦軸にそつたセンサと
   フィルター棒との間の分離距離を変える装置を備えてい
   る請求項３４記載のくぼみフィルター計測装置。 ３６、保持装置に接続され且つ制御装置に連結されて制
   御装置からの制御信号を受信すると保持装置からフィル
   ター棒を排出する排出装置を更に備える請求項３４記載
   のくぼみフィルター計測装置。 ３７、排出装置がフィルター棒排出用流体を収容する空
   気排出室を備える請求項３６記載のくぼみフィルター計
   測装置。