(57)【要約】      （修正有）【課題】喫煙品または喫煙品のフィルタ要素を評価して製品品質および／または製品完全性を判断する方法およびシステムを提供する。【解決手段】製品Ｃの中にガス試料Ｇを通すステップと、少なくとも１つの風味化合物Ｘを検出するために、ガス試料Ｇを製品Ｃの下流のセンサ組立体Ｓに送るステップと、ガス試料Ｇをセンサ組立体Ｓで分析して、ガス試料Ｇ内の少なくとも１つの風味化合物Ｘを検出するステップとを含む。システム１は、製品Ｃをガス入口Ｉからガス出口Ｏまでを有するテスト・ゾーン２で保持するホルダ手段Ｈと、テスト・ゾーン２を入口Ｉから出口Ｏまで通るガス試料Ｇのフローを提供または生成する手段と、テスト・ゾーン２の下流に配置され、ガス試料Ｇ内の風味化合物Ｘを検出するためにガス試料Ｇが送られるセンサ組立体Ｓとを含む。【選択図】図１
2020058352.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
製品（Ｃ）の中または周囲にガス試料（Ｇ）を通すステップと、
少なくとも１つの風味化合物（Ｘ）を検出するために、前記ガス試料（Ｇ）を前記製品（Ｃ）の下流のセンサ組立体（Ｓ）に送るステップと、
前記ガス試料（Ｇ）を前記センサ組立体（Ｓ）で分析して、前記ガス試料（Ｇ）の前記少なくとも１つの風味化合物（Ｘ）を検出するステップと、を含み、
前記センサ組立体（Ｓ）が、複数のセンサ（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）を含み、
前記ガス試料（Ｇ）を前記センサ組立体（Ｓ）に送る前記ステップが、前記ガス試料（Ｇ）内の前記風味化合物（Ｘ）を検出した後、ガス流（Ｇ）の流路をあるセンサ（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）から別のセンサ（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）に切り替えるステップを含む、前記製品（Ｃ）、特に喫煙品または喫煙品のフィルタ要素を評価して製品品質および／または製品完全性を判断する方法。
【請求項２】
前記ガス試料（Ｇ）を前記センサ組立体（Ｓ）で分析する前記ステップが、
前記センサ組立体（Ｓ）からの応答信号を確立するステップと、
前記応答信号を参照信号と比較して前記ガス試料（Ｇ）内における前記少なくとも１つの風味化合物（Ｘ）の存在を検出するステップと、を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ガス試料（Ｇ）を前記製品（Ｃ）の中に通す前記ステップが、
前記製品（Ｃ）をガス入口（Ｉ）とガス出口（Ｏ）の間のテスト・ゾーン（２）で保持するステップと、
前記テスト・ゾーン（２）を前記ガス入口（Ｉ）から前記ガス出口（Ｏ）まで通る前記ガス試料（Ｇ）のフローまたはストリームを生成するステップと、を含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記テスト・ゾーン（２）を通る前記ガス試料（Ｇ）のフローまたはストリームを生成する前記ステップが、
前記テスト・ゾーン（２）の前記ガス入口（Ｉ）で圧縮ガスを導入するステップと、
前記テスト・ゾーン（２）の前記ガス出口（Ｏ）を減圧源または真空源に連結するステップと、を含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記ガス試料（Ｇ）を前記製品（Ｃ）の中に通す前記ステップが、約０．１  ｌ／ｍｉｎから約２０  ｌ／ｍｉｎまでの範囲、好ましくは約５  ｌ／ｍｉｎから１５  ｌ／ｍｉｎまでの範囲の流速で前記ガス試料（Ｇ）を前記製品（Ｃ）の中に流すステップを含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記ガス試料（Ｇ）を前記センサ組立体（Ｓ）で分析する前記ステップの前に、前記ガス試料（Ｇ）を前記製品（Ｃ）の下流で希釈化するステップ、および／または、
前記ガス試料（Ｇ）を前記センサ組立体（Ｓ）で分析する前記ステップの前に、前記ガス試料（Ｇ）を前記製品（Ｃ）の下流で加熱するステップをさらに含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記ガス試料（Ｇ）内の前記少なくとも１つの風味化合物（Ｘ）を検出した後、前記センサ組立体（Ｓ）のセンサ（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）を再生させるステップをさらに含み、
前記センサ（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）を再生させる前記ステップが、当該センサにクリーン・ガス（ＣＧ）を渡すステップを好ましくは含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記センサ組立体（Ｓ）が、金属酸化物センサ、熱伝導センサ、および水素炎イオン化センサからなる群より選択される少なくとも１つのセンサ（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）を含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製品、特にシガレット等の喫煙品または喫煙品フィルタ要素を評価する方法およびシステムに関する。より詳細には、本発明は、そのような製品を検査および／または分析して製品の品質または完全性を確保するように設計された方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
シガレット等の喫煙品は、一般的な消費者製品であり、典型的には略円筒形のロッド状構成を有し、（たとえば、カット・フィラ形式の）刻みたばこ等の喫煙可能な材料のチャージ、ロール、またはカラムが包装紙に巻かれて含まれ、いわゆる「たばこロッド」を形成する。またシガレットは、たばこロッドと端部どうしが接するよう配置された円筒形のフィルタ要素を有する。フィルタ要素は、たとえば、セルロース・アセテート・トウを含み、当該トウが「プラグ・ラップ」と呼ばれる紙材料で囲まれる。典型的には、フィルタ要素は、「被覆紙」と呼ばれる包囲材料を使用して、たばこロッドの一端に取り付けられる。
【０００３】
近年、喫煙品、特にシガレットの官能特性を、シガレットの主流煙に風味を追加する媒体としてフィルタ要素を使用することにより変更するためのさまざまな提案がなされている。たとえば、これらの提案は、破壊可能な風味ペレットもしくはカプセル、風味付きもしくは風味なしのストランド、交換樹脂ビーズ、吸着剤／吸着材粒子、またはそれらの組み合わせ等の煙変化物質を、シガレット・フィルタに自動化された態様で導入することを含んでいる。フィルタ要素の製造時に、フィルタ材料は、そのような煙変化物質がたとえば長手方向軸に沿って内部に配置された連続的なフィルタ・ロッドに形成される。次に、この連続的なフィルタ・ロッドが所定の間隔で分離または切断されて、上記物質の少なくとも１つをそれぞれ含む複数のフィルタ要素が形成される。
【０００４】
しかし、フィルタ・ロッド内に物質を挿入する工程は、欠陥のあるフィルタ要素をいくつか作り出す可能性がある。たとえば、フィルタ・ロッド内に挿入される１つまたは複数の物質は、誤って省略されたり、間違って方向付けられたりする可能性があり、破壊可能なペレットまたはカプセルの場合は、誤って破壊される可能性がある。よって、欠陥のあるフィルタ・ロッドまたは欠陥のあるフィルタ要素を製造工程から除去できるように検出することが望ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって本発明の目的は、製品、特に喫煙品または喫煙品のフィルタ要素を評価する改善された方法およびシステムを提供することである。詳細には、本発明の目的は、この種の喫煙品の製造工程の歩留まりを向上させること、および／または欠陥のあるフィルタ要素を備えた喫煙品が消費者に届くのをより確実に防ぐことである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明によると、請求項１および請求項１３に記載された特徴をそれぞれ有する、製品、特に喫煙品を評価する方法およびシステムが提供される。本発明の有利または好ましい特徴は、従属請求項に記載される。
【０００７】
よって一態様によると、本発明は、製品、特に喫煙品または喫煙品のフィルタ要素もしくはフィルタ・ロッドを評価して製品品質および／または製品完全性を判断する方法であって、
製品中または周囲にガス試料を通すステップと、
少なくとも１つの化学化合物、特に風味化合物を検出するために、ガス試料を製品の下流のセンサ組立体に送るステップと、
ガス試料をセンサ組立体で分析して、ガス試料内の少なくとも１つの化学化合物を検出するステップと、を含む方法を提供する。
【０００８】
喫煙品のフィルタ・ロッドまたはフィルタ要素に挿入された破壊可能なペレットまたはカプセルが喫煙品の製造中に破壊または破裂した場合、ペレットまたはカプセルに含まれる風味化合物または香り化合物は、周囲のフィルタ材料内に漏出する。よって本発明の方法では、喫煙品またはフィルタ要素に破壊されたペレットまたはカプセルが存在することを、ガス試料の分析から判断することができる。詳細には、センサ組立体がガス試料内の特定の風味化合物を、特に所定のレベルまたは閾値レベルで検出した場合、フィルタ要素内の当該風味化合物を含むペレットまたはカプセルが破壊されていることの信頼できる指標となる。詳細には、ペレットまたはカプセルから漏れた風味化合物は、ガス試料を製品中に通すステップで、ガス試料により拾われるか、またはガス試料に移る。ガス試料は、喫煙品（たとえば、シガレット）の中に、または複数の喫煙品の中に同時に、圧縮空気等のガスを通すことによって得られる。その後、ガス試料はセンサ組立体により分析されて、ポジティブまたはネガティブの反応が提供される。上述したように、ガスの試料は、空気であることが好ましいが、他のガスも考えられる。
【０００９】
方法の好ましい実施形態では、製品中、特に喫煙品またはフィルタ要素の中にガス試料を通すステップは、製品（たとえば、喫煙品）をガス入口とガス出口の間のテスト・ゾーンで保持するステップと、テスト・ゾーンを入口から出口までを通るガス試料のフローまたはストリームを生成するステップとを含む。喫煙品は、当該喫煙品の一端がガス入口で保持され、他端がガス出口で保持されるため、ガス試料のフローが喫煙品の中、すなわちフィルタ要素の中を長手方向に通る。テスト・ゾーンを通るガス試料のフローまたはストリームを生成するステップは、テスト・ゾーンの入り口で圧縮された試料ガスを導入するステップを含む。代替的または追加として、テスト・ゾーンを通るガス試料のフローまたはストリームを生成するステップは、テスト・ゾーンの出口を減圧源または真空源に連結するステップを含む。ガス試料の流速は、入口と出口の間で製品全体にわたる（たとえば、喫煙品全体にわたる）圧力差を制御または変更することにより制御することができる。加圧と減圧の組み合わせによって最良の結果（シガレットを損傷しない高い流速）が得られることが証明されたが、加圧と減圧のいずれかのみを使用することもできる。
【００１０】
特に好ましい実施形態では、製品中にガス試料を通すステップは、約０．１  ｌ／ｍｉｎから約２０  ｌ／ｍｉｎまでの範囲、より好ましくは約５  ｌ／ｍｉｎから１５  ｌ／ｍｉｎまでの範囲の流速でガス試料を製品中に流すステップを含む。製品、すなわち喫煙品またはシガレットを通るガス試料の流速は、フィルタ要素（たとえば、風味カプセル）とセンサ組立体の間の移動時間を決定するものであるため、重要である。移動時間と測定時間の合計は、欠陥のある製品が検出された場合に、分析されたシガレットを除外できるようにするものであることが望ましい。シガレット作製機械では、テストおよび除外の可能性のために利用できる時間が非常に短く、典型的には、機械の種類に応じて、約１２０ｍｓから３００ｍｓまでの範囲である。したがって、ガス試料の流速は、評価方法に影響を与える。理論的には、ガス試料の流速を高めることは、ガス・ストリーム内の揮発物の濃度をより希釈化することと同等であり、検出速度に影響を与えるはずである。しかし実際には、このようなことは上述した流速では観測されなかった。同じ理由から、すなわち、高速での使用を目的とした評価時間の低減のために、方法の実装は、製品（たとえば、喫煙品またはフィルタ要素）からセンサ組立体までのガス試料の移動距離を最小化することが望ましい。
【００１１】
好ましい実施形態では、センサ組立体は、金属酸化物センサ（ＭＯＳ）、熱伝導センサ（ＴＣＳ）、および水素炎イオン化センサ（ＦＩＳ）からなる群より選択される少なくとも１つのセンサを含む。センサ組立体でのセンサ測定時間は、典型的には、センサのモデルおよび／または製造業者に応じて、約１０ｍｓから１００ｍｓまでの範囲である。このシステムには複数の種類のガスセンサを適用できるが、好ましい実施形態は、金属酸化物センサ（ＭＯＳ）、特に酸化スズをベースとするセンサを使用することに着目している。この選択は、これらのデバイスの可用性およびコストに関する考慮事項と、初期の実験結果によってなされた。構造の観点からいうと、これらのセンサは、センサ室に入るガス分子を分解する加熱回路と、それらのガス分子を捕捉して酸化させる網状構造（金属酸化物格子）とを含む。格子を通る抵抗により、酸化された種の有無が決まる。センサは、センサの動作温度に基づいて、異なる感度／選択度および回復プロファイルを呈する。重要なのは、空気のフローが開始または停止される開始／停止動作時等の唐突な温度変化により、センサが異なるゼロ点に達することである。動力学の観点からいうと、これらのセンサは、化学化合物に露出した後に最初の高速上昇を呈し、最高点に達した後、ベースライン・レベルに向かってゆっくりと減少する。上記の構造的説明より、反応工程は、最初は試料が過剰で格子を通って流れている（強制）拡散駆動であり、その後は脱着する試料を格子が触媒的に酸化する際の反応駆動である。
【００１２】
好ましい実施形態では、この方法は、ガス試料をセンサ組立体で分析するステップの前に、ガス試料を製品の下流で加熱するステップをさらに含む。金属酸化物センサは、一般的には加熱要素に依存して試料ガス内の化学物質を分解する。加えて、動作温度は、センシング回路の抵抗に影響を与える。よって、一定かつ安定した測定温度を維持することは、センサの選択度およびその精度に関係している。高い試料流速などの特定の条件下において、正しい動作温度を維持することは、センサの組み込みヒータの容量を超える可能性があり、センサの感度を損なう原因となる。この理由により、たとえば製品の下流で、分析ステップのためにガス試料をセンサ組立体に配送する前または最中に、ガス試料を加熱することが有用である。
【００１３】
特に好ましい実施形態では、センサ組立体は、複数のセンサを含む。よってガス試料をセンサ組立体に送るステップは、センサ組立体で化学化合物を検出した後、ガス試料の流路を、あるセンサから別のセンサに切り替えるステップを含む。センサ、特に金属酸化物センサは、化合物を検出してから効果的に再利用可能な状態になるまでに回復時間または再生時間を必要とするため、シガレット作製機械等を高速で使用したい場合に制約が生じる。たとえば、単一のシガレットで検出に成功した場合、センサは最初の露出から回復するための時間を必要とするため、次の１０個のシガレットで正しい判断ができなくなる可能性がある。この理由により、本実施形態では、センサ組立体が、センサ組立体での検出後に新規または再生したセンサに切り替えられるように並列に配置された複数のセンサを含むことを想定している。この方式では、あるセンサが動作している間に、他のセンサ（他のセンサの正確な数は予想されるポジティブ検出数に依存する）がスタンバイ・モードで維持される。検出後、次のガス試料のフローが、現在のセンサからスタンバイ・モードである他のセンサの１つに切り替えられ、以前のセンサは、再生を経てから再びスタンバイ・モードに置かれる。
【００１４】
よって特に好ましい実施形態では、この方法は、ガス試料内の少なくとも１つの化学化合物を検出した後、センサ組立体のセンサを再生させるステップをさらに含む。センサを再生させるステップは、当該センサにクリーン・ガスのフローを渡すステップを含むことが好ましい。クリーン・ガスのフローは、たとえば、センサの高速な再生または回復を促進するクリーンな空気のフローおよび／または酸素のフローを含む。さらに、センサを再生させるステップは、当該センサへのクリーン・ガスのフローを加熱するステップを含むことが好ましい。クリーン・ガスのフローの加熱は、金属酸化物センサ（ＭＯＳ）の格子に堆積した吸着揮発物の分解速度を向上させることにより、当該センサの再生または回復を加速させる。
【００１５】
好ましい実施形態では、ガス試料をセンサ組立体で分析するステップは、センサ組立体からの応答信号を確立するステップと、応答信号を参照信号と比較して少なくとも１つの化学化合物がガス試料に存在することを検出するステップとを含む。これを達成するために、検出は、典型的には、センサからの現在の値を所定の閾値と比較し、閾値をまたいだところで反応がトリガされるようにすること、および／または特定の履歴範囲での値の変化率を検査し、所定の閾値と比較すること、の一方または組み合わせで実現される。高速で使用したい場合には、センサの回復時間を考慮して追加処理を伴う後者の選択肢が好ましい。
【００１６】
好ましい実施形態では、この方法は、ガス流をセンサ組立体で分析するステップの前に、製品の下流でガス流を希釈化するステップをさらに含む。試料ガスのストリームにおける揮発物濃度（すなわち、化学化合物または風味化合物の濃度）は、典型的には、検出の速度、反応の大きさ、およびセンサのその後の回復プロファイルに影響を与える。この理由により、ガス試料は、揮発物（すなわち、化学化合物または風味化合物）の濃度を低減し、それによってセンサの回復を高速化するために、たとえば希釈ガスを導入する弁を介して希釈化される。
【００１７】
好ましい実施形態では、この方法は、分析ステップで欠陥があることが検出された喫煙品等の製品を除外するステップを含む。このステップは、たとえば欠陥のある喫煙品に刺激を与えることにより、欠陥のある喫煙品をシガレット作製機械の搬送経路から排出または除去するステップを含むことが好ましい。
【００１８】
本発明の好ましい実施形態では、製品または喫煙品が、個別または相互に独立した評価のために、テスト・ゾーンに提供または配置される。ただし、代替的な好ましい実施形態では、複数の製品または喫煙品を、集合的またはグループでの評価のために、テスト・ゾーンに提供または配置することができる。そのようなケースでは、欠陥のある製品または喫煙品がポジティブ検出された場合、製品または喫煙品のグループ全体を除外するほうが、各製品または喫煙品をさらにテストするよりも現実的である。
【００１９】
好ましい形式では、本発明の方法は、喫煙品が製造または組み立てられてから梱包されるまでの間に実行される。テスト・ゾーンを梱包器具に隣接して配置し、および／または梱包器具のすぐ上流に配置することで、製造工程の歩留まりおよび喫煙品全体の信頼性を向上させることができる。喫煙品の梱包の直前の位置は、欠陥のある喫煙品を梱包器具から選別し、そのような喫煙品が消費者に送られる最終的な梱包製品に含まれるのを防ぐための最後の機会を提供する。テスト・ゾーンは、喫煙品をパッケージに梱包するために喫煙品を製造器具から梱包器具に運ぶように設けられた搬送経路に位置する。テスト・ゾーンは、梱包器具に隣接して、または梱包器具のすぐ上流で、喫煙品の集まりを一時的に格納するバッファに関連付けられるか、または当該バッファに組み合わされる。
【００２０】
別の態様によると、本発明は、製品、特に喫煙品または喫煙品フィルタ要素を評価して製品品質および／または製品完全性を判断するシステムであって、
製品をテスト・ゾーンで保持するホルダ手段と、
ガス試料をテスト・ゾーンの中に通す手段と、
テスト・ゾーンの下流に配置され、ガス試料内の化学化合物、特に風味化合物または香り化合物を検出するためにガス試料が送られるセンサ組立体と、を含むシステムを提供する。
【００２１】
上述したように、好ましい実施形態では、製品は、ガス入口とガス出口の間のホルダ手段によりテスト・ゾーンで保持される。よって、製品（たとえば、喫煙品）は、当該製品の一端がガス入口で保持され、他端がガス出口で保持され、それによりガス試料が喫煙品の中、すなわちフィルタ要素の中を長手方向に通る。このため、ホルダ手段は、テスト・ゾーンの入口にある第１のホルダ部材と、テスト・ゾーンの出口にある第２のホルダ部材とを含む。第１および第２のホルダ部材は、製品に係合して周囲を密封する１つまたは複数の密封要素を含むことが好ましい。
【００２２】
好ましい実施形態では、ガス試料をテスト・ゾーンの中に通す手段は、テスト・ゾーンを入口から出口まで通るガス試料のフローまたはストリームを生成する手段を含む。テスト・ゾーンを通るガス試料のフローまたはストリームを生成する手段は、たとえば、テスト・ゾーンの入口に連結された圧縮空気等の圧縮された試料ガスを含む。代替的にまたは追加で、テスト・ゾーンを通るガス試料のフローまたはストリームを生成する手段は、テスト・ゾーンの出口に連結された減圧源または吸入源を含む。
【００２３】
好ましい実施形態では、システムのセンサ組立体は、少なくとも１つのセンサと、テスト・ゾーンの出口からのガス試料に化学化合物が存在することを検出するために、センサからの応答信号を確立し、当該応答信号を基準信号と比較するように構成された信号処理デバイスとを含む。センサ組立体の少なくとも１つのセンサは、金属酸化物センサ（たとえば、酸化錫センサ）、熱伝導センサ、および水素炎イオン化センサからなる群より選択されることが好ましい。
【００２４】
特に好ましい実施形態では、センサ組立体が、テスト・ゾーンからのガス試料をいずれか１つのセンサに送ることができるように配置された複数のセンサを含む。すなわち、システムは、ガス試料のフローを複数のセンサの間で切り替える切替機構を含むことが好ましい。切替機構は、ガス試料を各センサに運ぶ導管の配列と、各導管を通るガス試料のフローを制御する弁とを含む。さらに、切替機構は、ガス試料をセンサ組立体の各センサに送るために弁の動作を制御する、典型的にはコンピュータ・プロセッサを含むコントローラを含む。上述したように、センサ組立体の１つのセンサが動作している間に、他のセンサ（他のセンサの正確な数は予想されるポジティブ検出数に依存する）はスタンバイ・モードで維持される。１つのセンサが風味化合物を検出すると、次のガス試料のフローが、現在のセンサからスタンバイ・モードである別のセンサのうちの１つに切り替えられる。その後、以前のセンサは、再生を経て再びスタンバイ・モードに入る。
【００２５】
好ましい実施形態では、システムは、テスト・ゾーンの下流かつセンサ組立体の上流でガス試料を希釈化する手段をさらに含む。ガス試料内の化学化合物または風味化合物の濃度を希釈化または低減することで、センサ組立体のセンサの回復を高速化できることが確認された。このために、希釈化手段は、テスト・ゾーンの後ろかつセンサ組立体の上流で空気等の希釈化ガスをガス試料に導入する導管および／または弁構成を含む。希釈化手段は、弁の動作を制御する、コンピュータ・プロセッサ等を有するコントローラをさらに含む。
【００２６】
好ましい実施形態では、システムは、テスト・ゾーンの下流かつガス試料がセンサ組立体に到達する前にガス試料を加熱する少なくとも１つのヒータをさらに含む。センサ組立体、特に金属酸化物センサの動作温度がセンシング回路の抵抗に影響を与えること、それ故に一定かつ安定した測定温度を維持することがセンサの選択度およびその精度にとって重要であることが確認された。したがって、ガス試料の流速が高いなどの特定の条件下で、ヒータは、センサ自体の組み込みの加熱デバイスでは所望の動作温度を維持することができず、センサの感度が損なわれる可能性がある場合に、所望の動作温度を維持するために有用である。
【００２７】
好ましい実施形態では、システムは、ポジティブが検出された後にセンサ組立体の各センサを再生させる装置を含む。この再生装置は、再生ガスまたは「クリーン」ガス（すなわち、検出される化学化合物を含んでいない）をセンサ組立体の各センサに供給または運搬する手段を含むことが好ましい。たとえば、再生ガスまたは「クリーン」ガスは、空気、酸素、および／または窒素のいずれか１つまたは複数を含む。さらに、再生装置は、センサ組立体の各センサに供給または運搬される再生ガスまたは「クリーン」を加熱するように構成された少なくとも１つのヒータを含む。金属酸化物センサの回復または再生は、当該センサの格子に堆積した吸着揮発物の分解速度を向上させることにより加速することができ、当該分解の工程は温度を向上させることにより高速化することができる。
【００２８】
特に好ましい実施形態では、本発明のシステムは、少なくとも１つのセンサにより欠陥があると判断された喫煙品を梱包装置への搬送経路から除去する選別手段を含む。選別手段は、たとえば欠陥のある喫煙品に刺激を与えることにより、欠陥のある喫煙品を搬送経路から排出または除去するように設計される。
【００２９】
本発明およびその利点をより完全に理解するために、本発明の例示的な実施形態が、以下の詳細な説明で添付の図面を参照しながら、より詳細に説明される。図面において、同様の符号は、同様の部品を表す。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の基本的な実施形態に係る、喫煙品を評価する方法およびシステムの概略図である。
【図２】図１の実施形態に係るシステムの概略側面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る、喫煙品を評価する方法およびシステムでのセンサの応答曲線を概略的に示すグラフである。
【図４】本発明の別の実施形態に係る、喫煙品を評価する方法およびシステムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
添付の図面は、本発明のさらなる理解を促すために含まれる。これらの図面は、本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を成す。図面は、本発明の具体的な実施形態を示し、説明と共に、本発明の原理を説明する役割を果たす。本発明の他の実施形態および本発明の多数の付随する利点は、以下の詳細な説明を参照することで理解が深まるため、容易に認識される。
【００３２】
商業的に実行可能な実施形態において有用または必要である共通またはよく理解された要素は、実施形態のより概略的な視点を促すために、必ずしも描かれていないことが認識される。図面の要素は、必ずしも相対的な比率で示されていない。また、方法の実施形態における特定の動作および／またはステップは、特定の発生順序で説明または描画されることが認識されるが、当業者は、順序についてのそのような特定が実際には必須でないことを理解する。さらに、本明細書で使用される用語および表現は、特定の意味が本明細書で別途示されている場合を除き、対応する探究および研究の領域に関して、それらの用語および表現にふさわしい通常の意味を有することが理解される。
【００３３】
最初に図面の図１および図２を参照すると、単純な実施形態に係る、シガレット等の喫煙品を評価するシステム１が概略的に示されている。システム１は、望ましくは、シガレットを生産および／または梱包する設備または機械に組み込まれる。単一の喫煙品またはシガレットＣが示されており、このシガレットＣは、略円筒形のロッド状構成を有し、刻みたばこをシガレット紙で巻いたたばこロッドＲと、たばこロッドＲと端部どうしが接する関係で配置され、被覆紙を介してたばこロッドＲに連結されたフィルタ要素Ｆとを含む。フィルタ要素Ｆは、液状の風味付け化合物を含む破壊可能なカプセルまたはペレットＰが埋め込まれたものとして視認できる。
【００３４】
図１および図２に示されているように、システム１は、ガス入口Ｉとガス出口Ｏの間のテスト・ゾーン２でシガレットＣを保持するホルダ機構Ｈを含む。ホルダ機構Ｈは、テスト・ゾーン２の入口ＩでシガレットＣの一端を保持する第１のホルダ部材Ｈ１と、テスト・ゾーン２の出口ＯでシガレットＣの他端を保持する第２のホルダ部材Ｈ２とを含む。第１および第２のホルダ部材Ｈ１、Ｈ２は、シガレットＣの端部に係合して周囲を密封するために、比較的柔らかくて柔軟な密封要素３を含む。
【００３５】
システム１は、入口Ｉから出口Ｏまでテスト・ゾーン２を通るガス試料Ｇ（この事例では、空気）のフローまたはストリームを生成する手段を含む。ガス試料Ｇは、シガレットＣを長手方向に、すなわち、フィルタ要素Ｆを通る。特に、システム１のこの実施形態は、ガス入口Ｉと連通する配管または導管を介してテスト・ゾーン２に連結されてガスのフローを生成する、試料ガスＧとしての圧縮空気の供給４を含む。また、ガス試料のフローを促進するために、吸入源５がテスト・ゾーン２のガス出口Ｏと連通して連結される。供給４からテスト・ゾーン２を通るガス試料Ｇのフローは、制御弁ＣＶ１により規制または制御され、流速は典型的には約５  ｌ／ｍｉｎから約１５  ｌ／ｍｉｎまでの範囲内である。制御弁ＣＶ１は、たとえば、ニードル弁であり、ガスの圧力を規制する（たとえば、低減する）ために使用される。
【００３６】
加えて、喫煙品またはシガレットＣを評価するシステム１は、テスト・ゾーン２の下流のガス試料Ｇの流路に配置されたセンサ組立体Ｓを含む。この実施形態では、センサ組立体Ｓは、容易に入手可能であり、比較的低コストであり、満足のいく結果をもたらす酸化錫センサである金属酸化物（ＭＯＳ）型の単一のガスセンサＳ１と、センサＳ１からの応答信号を確立し、ガス試料Ｇに風味化合物Ｘが存在することを検出するために応答信号を基準信号と比較するように構成された信号処理デバイス（図示せず）とを含む。よって、ガス試料Ｇは、シガレットＣを通った後、ガス試料Ｇ内の特定の風味化合物Ｘを検出するために、（たとえば、フロー調節要素６を介して）センサ組立体Ｓに送られる。金属酸化物センサＳ１は、センサ室または筐体７に入るガス分子を分解する加熱回路と、それらのガス分子を捕らえて酸化させる網状構造８（すなわち、金属酸化物格子）とを含む。格子８を通る抵抗により、酸化された種の有無が決まる。
【００３７】
ここで図面の図３も参照すると、センサＳ１は、当該センサの動作温度に基づいて、異なる感度／選択度および回復プロファイルを呈する。図３の点（１）で、ガス試料が導入され、たとえば５ｍｓ後に停止される。図３の点（２）で、風味化合物Ｘの検出の初期兆候が存在する。センサＳ１は、風味化合物Ｘを運ぶガス試料Ｇへの露出に続く点（２）から点（３）までの期間で、最初の高速上昇を呈し、点（４）で最高値に達する。続いて、点（４）から点（５）までの期間で、ベースラインに向かってゆっくりと減少または回復する。反応工程は、最初はガス試料Ｇが過剰であり格子８を通って流れている（強制）拡散駆動であり、その後は脱着する風味化合物Ｘを格子が触媒的に酸化する際の反応駆動である。なお、最初の高速上昇時、すなわち点（２）から点（３）の期間でガス試料Ｇのフローを中断しても、センサＳ１が点（４）で最大値に到達することは妨げられない。よって、センサＳ１は、点（５）までの回復または再生期間が終わるまで、本質的に無効または「盲目」であるため、高速で使用したい場合の制約となる。この制約は、以下に説明する図４の好ましい実施形態で対処される。金属酸化物センサＳ１の反応または挙動のこの特性曲線に鑑み、風味化合物Ｘの検出は、（ｉ）閾値をまたぐことで反応がトリガされる態様で、センサ電流を所定の閾値と比較すること、または（ｉｉ）特定の履歴範囲での電流の変化率を検査し、閾値と比較すること、の一方または組み合わせを介して達成される。高速で使用したい場合、センサの回復時間を考慮する追加処理を伴う２番目の選択肢が好ましい。
【００３８】
ここで図面の図４を参照すると、本発明のより洗練された実施形態に係るシガレット等の喫煙品を評価するシステム１が概略的に示されている。この実施形態は、並列に配置され、電磁弁ＳＶ１、ＳＶ２、ＳＶ３等の各弁を介してテスト・ゾーンの出口Ｏと選択的に連通するように連結された複数のセンサＳ１、Ｓ２、Ｓ３をセンサ組立体Ｓに設けることで、センサ組立体Ｓの個別のセンサに求められる回復または再生時間の制約に対処する。この方法では、センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３のいずれか１つ（たとえば、第１のセンサＳ１）がつねに動作し、その間に残りのセンサ（たとえば、第２および第３のセンサＳ２、Ｓ３）がスタンバイ・モードとなる。第１のセンサＳ１がガス試料Ｇ内の風味化合物Ｘを検出した場合、センサ組立体Ｓの信号処理デバイス（図示せず）を含むコントローラ（図示せず）が、弁ＳＶ１、ＳＶ２、ＳＶ３の動作を制御して、回復または再生手続きを経ている第１のセンサＳ１を（すなわち、電磁弁ＳＶ１を閉じることにより）分離し、次のガス試料Ｇをスタンバイ・モードである他のセンサの１つ、たとえば第２のセンサＳ２に、第２の電磁弁ＳＶ２を開くことにより送る。よって、第２のセンサＳ２が使用され、第１のセンサＳ１が回復または再生を経ている間に、第３のセンサＳ３はスタンバイ・モードのまま（すなわち、第３の弁ＳＶ３が閉じた状態）となる。
【００３９】
この実施形態では、各センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３の回復または再生は、再生装置９により促進または加速され、再生装置９は、いかなる風味化合物Ｘも含まない圧縮空気および／または酸素などのクリーン・ガスＣＧを、追加ガス供給１０から、回復または再生手続き中の各センサに送るように構成される。クリーン・ガスＣＧの供給１０は、独立した圧縮空気供給および酸素供給を含み、それぞれが各制御弁ＣＶ２、ＣＶ３を介して制御または規制される。空気および／または酸素であるクリーン・ガスＣＧは、テスト・ゾーン２をバイパスし、混合弁ＭＶ２を介してこれらのガスの混合を許容する経路または導管１１を介して、センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３に配送または伝達される。再生器経路または導管１１のさらなる制御弁ＣＶ４は、各センサに配送されるクリーン・ガス混合物の圧力を規制する。再生装置９は、再生するセンサに配送または供給される前にクリーン・ガスＣＧを予備加熱するヒータＨＥ１をさらに含む。クリーン・ガスＣＧの温度が高くなると、金属酸化物センサの格子に堆積した吸着揮発物の分解速度を向上させることができ、それによって各センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３の回復を加速することができる。また、クリーン・ガスＣＧ回復ストリームに追加された酸素は、Ｏ２に対して本質的に一次である酸化反応をサポートするものと見なされる。３つの電磁弁ＳＶ７、ＳＶ８、ＳＶ９のそれぞれは、コントローラ（図示せず）を介して、経路１１の回復ガス・ストリームＣＧをヒータＨＥ１から回復または再生中の特定のセンサ（のみ）に選択的に送るように制御される。
【００４０】
一方、テストされる次のシガレットＣは、テスト・ゾーン２に既に導入または配置されており、次の評価が実行されている。たとえば、センサＳ１により破壊または破裂したカプセルまたはペレットＰについてポジティブであると判断されたシガレットＣは、梱包器具に運ばれるのを防ぐためにテスト・ゾーン２のホルダＨから除去され、廃棄物の集まりに排出されており、テストされる次のシガレットＣが、テスト・ゾーン２に運搬または配送され、ホルダ機構Ｈにより保持されており、供給４からの圧縮空気である次のガス試料Ｇが、テスト・ゾーン２の当該シガレットＣに送られ、さらに第１のセンサが再生している間に分析を行うために、センサ組立体Ｓの第２のセンサＳ２に運搬または送られている。
【００４１】
テスト・ゾーン２からセンサ組立体Ｓまでのガス試料Ｇの経路を再び参照すると、追加ガス供給１０が、混合弁ＭＶ１（ならびに弁ＣＶ２、ＣＶ３、およびＭＶ２）を介して、圧縮空気および／または酸素の一方または両方を含むクリーン・ガスＣＧを、テスト・ゾーン２の下流かつセンサ組立体Ｓの上流でもガス試料Ｇに導入できるようにしていることがわかる。これは、ガス試料Ｇ内の任意の風味化合物Ｘの濃度をセンサ組立体による分析の前に希釈化するように作動する。なぜなら、ガス試料ストリーム内の揮発物の濃度は、センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３の検出の速度、反応の大きさ、およびその後の回復プロファイルに影響を与えるからである。よって、ガス試料を希釈化して濃度を下げることで、センサ回復の速度を向上させることができる。さらに、第２のヒータ・デバイスＨＥ２が、テスト・ゾーン２とセンサ組立体Ｓの間のガス試料Ｇの経路に含まれている。これは、安定した測定温度を維持することが、金属酸化物センサの選択度および精度にとって重要だからである。センサ組立体Ｓの上流でガス試料Ｇを所定の温度まで加熱することで、各金属酸化物センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３の内部加熱要素を支援して、正しい動作温度の確保に役立てることができる。
【００４２】
本発明の具体的な実施形態について本明細書で図示および説明してきたが、当業者は、多様な代替的および／または同等の実施形態が存在することを認識する。例示的な実施形態は単なる例であり、範囲、適用性、または構成をいかなる方法でも限定することを意図したものではないことを認識する必要がある。むしろ、上記の概要および詳細な説明は、少なくとも１つの例示的な実施形態を実装するための便利なロード・マップを当業者に提供するものであり、例示的な実施形態で説明された要素の機能および配置に、添付の請求項および当該請求項の法的な同等物で示される範囲から逸脱することなく、さまざまな変更を加えることが可能であることが理解される。一般に、本願は、本明細書で説明された具体的な実施形態のあらゆる適応および変形を網羅することを意図している。
【００４３】
本文書において、「備える」、「備えている」、「含む」、「含んでいる」、「有する」、「有している」、およびそれらの変形である用語は、包括的な（すなわち、非排他的な）意味で理解されることを意図したものであり、本明細書で説明される工程、方法、デバイス、装置、またはシステムは、記載された特徴、部品、要素、またはステップに限定されるものではなく、明示的に挙げられていないかまたはそれらの工程、方法、品目、または装置に固有の他の要素、特徴、部品、またはステップを含む可能性がある。また、本明細書で使用されている「ａ」および「ａｎ」という用語は、別途明示的に述べられていない限り、１つまたは複数を意味するものとして理解されることを意図している。さらに、「第１の」、「第２の」、「第３の」等の用語は、単なる表示として使用されており、数値的な要件を課したり、それらの用語の目的物の重要性について特定の順位を確立したりすることを意図したものではない。
【符号の説明】
【００４４】
１  システム
２  テスト・ゾーン
３  密封要素
４  ガス供給
５  吸入源
６  フロー調節要素
７  センサ室または筐体
８  金属格子または網状構造
９  再生装置
１０  追加ガス供給
１１  再生器経路
Ｒ  たばこロッド
Ｆ  フィルタ要素
Ｐ  カプセルまたはペレット
Ｃ  シガレット
Ｇ  ガス試料
Ｈ  ホルダ機構
Ｈ１  第１のホルダ部材
Ｈ２  第２のホルダ部材
ＣＶ１  制御弁
ＣＶ２  制御弁
ＣＶ３  制御弁
ＣＶ４  制御弁
Ｉ  ガス入口
Ｏ  ガス出口
Ｓ  センサ組立体
Ｓ１  第１のセンサ
Ｓ２  第２のセンサ
Ｓ３  第３のセンサ
ＳＶ１  第１の電磁弁
ＳＶ２  第２の電磁弁
ＳＶ３  第３の電磁弁
ＳＶ４  第４の電磁弁
ＳＶ５  第５の電磁弁
ＳＶ６  第６の電磁弁
ＳＶ７  第７の電磁弁
ＳＶ８  第８の電磁弁
ＳＶ９  第９の電磁弁
ＭＶ１  混合弁
ＭＶ２  混合弁
ＨＥ１  ヒータ・デバイス
ＨＥ２  ヒータ・デバイス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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