(57)【要約】      （修正有）【課題】たばこ加工産業のロッド状物品の直径及び／又は横断面形状を検出する簡単で迅速な方法を提供する。【解決手段】この装置は、特に直線状の光１４を物品１０に向けて放射する多数、特に３つより多い光源１２が設けられていて、かつ、物品の表面によって散乱された光１９を受信する１つのセンサ１７がそれぞれ、各光源１２に対して設けられていること、及び、これらのセンサの測定信号を評価する評価ユニットが設けられていることによって改良される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
たばこ加工産業のロッド状物品（１０）の直径及び／又は横断面形状を検出する装置において、特に直線状の光（１４）を物品（１０）に向けて放射する多数、特に３つより多い光源（１２）が設けられていて、かつ、物品の表面によって散乱された光（１９）を受信する１つのセンサ（１７）がそれぞれ、各光源（１２）に対して設けられていること、及び、これらのセンサの測定信号を評価する評価ユニット（２１）が設けられていることを特徴とする装置。
【請求項２】
光源（１２）は、物品（１０）の全周がほぼ完全に検出されるように配置及び／又は構成されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
センサ (１７）は、物品（１０）の垂直外形（２０）を検出するために構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
センサ（１７）はそれぞれ、位置を感知するセンサ（１７）として、特にいわゆるＰＳＤアレイ（１７）として構成されていることを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
光源（１２）は、光（１４）を線状に放射することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
放射された光ビーム（１４）は、１つの平面内に存在することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
光源（１２）は、レーザー光源（１２）として構成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
光源（１２）及び／又はセンサ（１７）は、物品（２０）の周りに放射状に、 特に均等に及び／又は対称に配置されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
評価ユニット（２１）は、物品（１０）の外形及び／又は直径の寸法を算出することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の装置を有するたばこ加工産業の機械、特にシガレット・ストランド機又はフィルタ装着機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たばこ加工産業のロッド状物品の直径及び／又は横断面形状を検出する装置に関する。さらに本発明は、たばこ加工産業の機械、特にシガレット製造機又はフィルタ装着機に関する。
【背景技術】
【０００２】
ここでの「たばこ加工産業のロッド状の物品」は、この関係では所定の直径のシガレット，フィルタロッド，フィルタシガレットや類似の物品と解する。第一に本発明は、シガレットロッド、連続して送られる特にフィルタロッドのようなロッド状の物品の直径を測定する。以下では便宜上、ロッド状の物品だけを問題にする場合、これらの物品がどの生産ステップに存在するかに関係なく、上述した種類のロッド状の物品が、どんな場合でも排除されてはならない。さらに用語「ロッド状の物品」は、特定の生産ステップで完全に又は既に分割されたストランド片として、例えば上述したシガレットを製造するために存在する無限のストランドも含む。
【０００３】
シガレット及びフィルタの製造の場合、直径は、製造時に監視しなければならない重要な品質の目安である。この場合、一般にロッド状の物品は、測定装置によって長手方向に、すなわちこれらの物品の長手軸線方向に連続して又は断続して送られる。直径の精確な測定の難しさは、ロッド状の物品が多くの場合に「円くない」点にある。すなわち、長手軸線に対して垂直な横断面が、多かれ少なかれ円形からずれている。
【０００４】
例えばフィルタロッドのような押し出し成形法で製造される製品の場合、直径の変動は、可能な限り僅かに抑えなければならない。隙間が、巻紙とフィルタ材(Filterstopfen) 又はシガレットとの間に残ることなしに、フィルタ材とシガレットとが、例えば巻紙(Verbindungsblattchen)によって接合されるように、フィルタ材とシガレットとから構成されたフィルタ付シガレットのときに、シガレット材とシガレットとが同じ直径を有する必要がある場合、それ故にフィルタストランドの直径に対するずれは、特に不利である。二次空気が、これらの隙間を通じて侵入して、煙の特性が劣化しうる。
空気式検査システムを用いてフィルタストランドの直径を測定する装置が、  （米国特許第4,543,816 号明細書に相当する）ドイツ連邦共和国特許出願公開第34 14 247 号明細書から公知である。
【０００５】
さらにヨーロッパ特許発明第1 445 576 号明細書中には、たばこ加工産業のロッド状の物品の直径を測定する測定装置が記されている。この場合、ロッド状の物品が、光の断面によって測定される。十分な直径の点を確保するためには、レーザー光源が、ロッド状の物品の周りを旋回する必要がある。
【特許文献１】ドイツ連邦共和国特許出願公開第34 14 247 号明細書
【特許文献２】米国特許第4,543,816 号明細書
【特許文献３】ヨーロッパ特許発明第1 445 576 号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、この従来の技術から出発してたばこ加工産業のロッド状の物品の直径を簡単で迅速な方法で測定することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題は、たばこ加工産業のロッド状の物品の直径及び／又は横断面形状を検出する装置において、特に直線状の光を物品に向けて放射する多数、特に３つより多い光源が設けられていて、かつ、物品の表面によって散乱された光を受信する１つのセンサがそれぞれ、各光源に対して設けられていること、及び、これらのセンサの測定信号を評価する評価ユニットが設けられていることによって解決される。
【０００８】
本発明は、ロッド状の物品が全ての光源によって一箇所で同時に照射されるという思想に基づく。その結果、光が、物品の表面によって照射箇所で散乱され、この散乱光が、センサによって検出される。この場合、１つのセンサがそれぞれ、１つの光源に割り当てられている。その結果、物品の全ての周囲面のうちの１つの光源によって照射された部分面の外形が、１つのセンサによって検出される。物品の所定の一箇所に対する直径を同時にかつ影領域なしに検出できるようにするためには、多数の光源を物品のこの地点に対して照射することが必要である。これによって、物品の直径の迅速で確実な検出が保証される。さらに、物品を完全に、すなわち影等なしに検出するためには、多数の光源が必要である。
【０００９】
好適な構成によれば、物品の周囲、特に所定の箇所がほぼ完全に検出されるように、これらの光源が配置され及び／又は構成されていることが提唱される。
【００１０】
さらに、物品の垂直外形を検出するセンサが構成されていることが利点である。
【００１１】
さらに、センサがそれぞれ、位置を感知する検出器として、特にいわゆるＰＳＤアレイとして構成されている。用語「ＰＳＤ」は、位置を感知する検出器又はセンサと解する。これらの検出器又はセンサ、簡単な構造に加えて非常に高い信頼性で作動する。さらに、位置を感知する検出器は、僅かな測定誤差及び短い測定時間を特徴とする。このようなセンサは、多くの場合に三角測量の原理にしたがって作動する距離センサとして使用される。この場合、良好にコリメートされた分析ビーム、例えばレーザービームが、試料面に向けて放射される。その結果、散乱光が、照射された表面から光学系を介して位置を感知する検出器（ＰＳＤ−位置感知検出器）に到達する。発生する散乱光の場所は、物体の表面の距離に依存する。位置を感知する検出器は、検出器上の光点の座標を電気信号に一義的に変換する。その結果、測定物体に対する距離が、迅速にかつ精確に測定され得る。
【００１２】
物体の垂直外形を容易にかつ迅速に検出するため、説明したＰＳＤアレイが使用される。その結果、全ての垂直外形線が、単一の測定工程で検出される。
【００１３】
さらに、複数の光源が光を直線状に放射することが好適に提唱されている。その結果、１つの光源によって部分照射された物品の垂直外形が、所定の一箇所で散乱されて１つのＰＳＤアレイによって検出される。
【００１４】
より良好な配置は、複数の光源の放出された光ビームが一平面内にあることによって実現される。このような平面は、例えば物品の長手軸線に対して垂直な一平面によって形成されている。
【００１５】
さらに、複数の光源及び／又はセンサが、放射状に、特に均等に及び／又は対称に物品の周りに配置されていることが好ましい。
【００１６】
さらに、評価ユニットが、ロッド状の物品の外形及び／又は直径の寸法を算出することが好ましい。
【００１７】
さらにこの課題は、上述した本発明の装置を備えるたばこ加工産業の機械、特にシガレット製造機又はフィルタ装着機によって解決される。繰り返しを避けるため、上述した構成を詳しく参照のこと。
【００１８】
以下に、本発明を本発明の全体の思想を制限することなしに図面に基づいて詳しく説明する。明細書中に詳しく説明されていない本発明の全ての詳細は、図面に示されている。      
【００１９】
以下の図では、同じか又は類似の要素又は対応する部分はそれぞれ、同じ符号を有する。この場合、対応する新たな概念が読み取られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
ストランド状のシガレット１０の直径の部分外形を測定する光学配置を概略的に示す。シガレット１０は、停止中にも測定中にも移動、すなわち送られ得る。所定の幅を有するコリメートされた光ビーム１４が、レーザーダイオード１１及びシリンダ光学系１３を有する送信器１２によって放射される。
【００２１】
シガレット１０の照射された地点上で散乱された光が、１つの角度範囲内で受信器１５によって受信される。この受信器１５は、結像光学系１６と位置を感知する検出器アレイ（ＰＳＤ）とで構成されている。光ビーム１４から検出されたシガレット１０の部分面の外形が、ＰＳＤアレイ１７によって垂直外形として検出される。このＰＳＤアレイ１７は、接続部を介して評価ユニット２１に接続されている。これによって、シガレット１０の照射された部分面の円形性又は非円形性が算出される。
【００２２】
図２中には、シガレット１０の部分照射された面の外形の検出が、別の投影図から示されている。コリメートされた光ビーム１４が、光送信器１２によってシガレット１０の表面に向かって放射される。散乱光（符号１９）が、そこからＰＳＤアレイ１７に到達する。
【００２３】
図２の右下の部分中には、ＰＳＤアレイ１７が拡大して概略的に示されている。この場合、垂直外形が、シガレット１０の照射された箇所の形に応じて記録される。発生する散乱光の場所は、円形のシガレット１０からの距離に依存する。これによって、このシガレットの距離が迅速にかつ精確に算定され得る。
【００２４】
図３中には、ストランド状のシガレット１０の直径を検出又は測定する装置が概略的に示されている。シガレット１０が、４つの面を有するガラス本体２２を長手軸線方向に通過する。コリメートされた光を生成する放射状又は十字状の４つの送信器１２が、ガラス本体２２又はシガレット１０の周りに配置されている。この場合、放出された光ビーム１４が、長手軸線又はシガレット１０の送り方向に対して垂直な面内に存在する。
【００２５】
放出された光ビーム１４は、物品１０の表面上に当たる。その結果、シガレット１０の四分円弧が、それぞれの光ビーム１４によって照射される。散乱光を記録するＰＳＤアレイ１７が、それぞれの四分円弧内で光源１２の各々に対して配置されている。その結果、シガレット１０の表面の精確な外形が、評価ユニット２１によって算出される。シガレットの直径が、この測定結果に基づいて迅速にかつ精確に測定できる。この場合、所定の箇所の直径が算出される。さらにこの配置による直径の測定に加えて、ストランドの形やシガレット・ストランドの巻紙片の接着継目も検査され得る。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】部分照射されたシガレットロッドの垂直外形を検出する配置を概略的に示す。
【図２】ＰＳＤアレイを詳細に示している別の配置を示す。
【図３】シガレットロッドの直径を測定する測定配置を示す。
【符号の説明】
【００２７】
１０  シガレット
１１  レーザーダイオード
１２  送信器
１３  シリンダ光学系
１４  光ビーム
１５  受信器
１６  結像光学系
１７  ＰＳＤアレイ
１９  散乱光
２０  垂直外形
２１  評価ユニット
２２  ガラス本体
【図１】
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【図２】
2006153872.tif 000004
【図３】
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