(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
初期信号を喫煙具フィルタに向けて送信するように構成されたエミッタであって、前記初期信号が、０．１テラヘルツ〜１０テラヘルツの周波数を有するエミッタと、
前記初期信号と前記喫煙具フィルタとの相互作用から生じた生成信号を検出するように構成されたセンサーと、
前記喫煙具フィルタをその長手方向軸に沿って直線的に移動させ、同時に前記センサーと前記エミッタに対し前記喫煙具フィルタを前記長手方向軸の周りに回転させ、それにより、前記初期信号を前記喫煙具フィルタの周囲に入射させるように構成された移動装置と、
前記センサーからの前記生成信号を受け、前記生成信号に基づいてフィルタ状態を判定し、前記フィルタ状態を示す情報を出力するように構成された分析ユニットとを、
含むシステム。
【請求項２】
前記センサーと前記エミッタが、それらの間に前記喫煙具フィルタを収容するように構成された請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記喫煙具フィルタの長手方向軸に垂直に前記初期信号を収束させるように構成された収束レンズと、前記生成信号を実質的にまっすぐにするように構成されたコリメーターレンズとをさらに含む請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記収束レンズと前記コリメーターレンズの少なくとも１つが、ポリメチルペンテンを含む請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記初期信号の前記周波数が、０．４８テラヘルツである請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記フィルタ状態が、前記喫煙具フィルタ内のカプセルの存在、前記喫煙具フィルタ中のカプセルの非存在、前記喫煙具フィルタ中へのカプセルの適切な挿入、前記喫煙具フィルタ中へのカプセルの不良挿入、前記喫煙具フィルタ内の適切なカプセル、及び前記喫煙具フィルタ内の不良カプセルの内の少なくとも１種を含む請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記フィルタ状態が、前記喫煙具フィルタ中のカプセルの非存在、前記喫煙具フィルタ中へのカプセルの不良挿入、及び前記喫煙具フィルタ内の不良カプセルの内の少なくとも１種を示す場合に、前記分析ユニットと通信して不良喫煙具フィルタを除去するように構成された不良喫煙具フィルタ除去装置をさらに含む請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記分析ユニットが、前記生成信号の伝送時間と前記生成信号の振幅の内の少なくとも１つを判定するように構成された請求項１〜７のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項９】
前記分析ユニットが、前記生成信号の前記伝送時間と参照信号の伝送時間との間の差異、及び前記生成信号の前記振幅と前記参照信号の前記振幅との間の差異の内の少なくとも１つを判定するようにさらに構成された請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
カプセルを前記喫煙具フィルタ中に挿入するように構成されたカプセル挿入ユニットを含むロッド製造装置をさらに含み、前記センサーと前記エミッタが、前記カプセル挿入ユニットの下流に配置される請求項１〜７のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１１】
前記センサーと前記エミッタが、チップ材料を前記喫煙具フィルタ及びタバコロッドの周りに巻くように構成されたチッピング装置の下流に配置される請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
喫煙具フィルタをその長手方向軸の周りに回転させ、同時に前記喫煙具フィルタを前記長手方向軸に沿って直線的に移動させることと、
０．１テラヘルツ〜１０テラヘルツの周波数の初期信号を前記喫煙具フィルタに向けて送信し、それにより、前記初期信号を前記喫煙具フィルタの周囲に入射させることと、
前記初期信号と前記喫煙具フィルタとの相互作用から生じた生成信号を検出することと、
前記生成信号に基づいてフィルタ状態を判定することと、
前記フィルタ状態を示す情報を出力することとを、
含む方法。
【請求項１３】
前記生成信号を検出するセンサーと前記初期信号を送信するエミッタとの間に前記喫煙具フィルタを配置することをさらに含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記初期信号を前記喫煙具フィルタの長手方向軸に垂直に収束させることと、
前記生成信号をまっすぐにすることとをさらに含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記初期信号の前記周波数が、０．４８テラヘルツである請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記フィルタ状態が、前記喫煙具フィルタ内のカプセルの存在、前記喫煙具フィルタ中のカプセルの非存在、前記喫煙具フィルタ中へのカプセルの適切な挿入、前記喫煙具フィルタ中へのカプセルの不良挿入、前記喫煙具フィルタ内の適切なカプセル、及び前記喫煙具フィルタ内の不良カプセルの内の少なくとも１種を含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記フィルタ状態が、前記喫煙具フィルタ中のカプセルの非存在、前記喫煙具フィルタ中へのカプセルの不良挿入、及び喫煙具フィルタ内の不良カプセルの内の少なくとも１種を示す場合に、不良喫煙具フィルタを除去することをさらに含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
前記フィルタ状態を判定することが、前記生成信号の伝送時間を判定することと、前記生成信号の振幅を判定することの内の少なくとも１種を含む請求項１２〜１７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
前記フィルタ状態を判定することが、前記生成信号の前記伝送時間と参照信号の伝送時間との間の差異を判定すること、及び前記生成信号の前記振幅と前記参照信号の前記振幅との間の差異を判定することの内の少なくとも１種をさらに含む請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
カプセルを前記喫煙具フィルタ中に挿入することをさらに含み、
前記初期信号を送信することと前記生成信号を検出することが、前記喫煙具フィルタ中への前記カプセルの挿入後に発生する請求項１２〜１７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２１】
前記喫煙具フィルタとタバコロッドの周りにチップ材料を巻くことをさらに含み、
前記初期信号を送信することと前記生成信号を検出することが、前記喫煙具フィルタと前記タバコロッドの周りに前記チップ材料を巻くことの後で発生する請求項２０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、タバコから作られるもしくはこれに由来する、又は他の方法でタバコを組み込んでいる人の消費向けの製品及びそれらの製造方法に関する。これに関連する本開示の実施形態は、フィルタロッドとそのようなフィルタロッドを組み込んだ喫煙具との製造に関し、より詳しくは、シガレットなどの喫煙具に付随する喫煙具フィルタを分析して、それに関するフィルタ状態を判定するシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シガレットなどの一般的な喫煙具は、実質的に円柱ロッド形状の構造を有し、細断タバコ（例えば、カットフィラー形態の）などの喫煙可能材料の充填物、ロール、もしくはカラムを巻紙で取り囲むことによって所謂「喫煙可能なロッド」又は「タバコロッド」を形成したものを含む。通常、シガレットは、タバコロッドと端と端をつないで配置した円柱状フィルタ要素を有する。典型的には、フィルタ要素はトリアセチンを使用して可塑化されたセルロースアセテートトウを備え、トウは「プラグラップ」として知られる紙材料によって外包される。シガレットは複数セグメントを有するフィルタ要素を組み込むことが可能であり、それらのセグメントの１つは活性炭粒子を含むことが可能である。典型的には、フィルタ要素は、「チップペーパー」として知られる外包用巻き材料を使用してタバコロッドの一端に取り付けられる。いくつかの実施形態では、吸い込まれる主流煙を周囲空気により希釈するために、チップ材料及びプラグラップを穿孔処理することも望ましくなってきた。シガレット及びその種々の要素の説明は、Ｔｏｂａｃｃｏ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ， Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、Ｄａｖｉｓら（編）（１９９９）に示されている。シガレットは、その一端に火をつけて、タバコロッドを燃やすことによって、喫煙者に使用される。次いで、喫煙者は、シガレットの反対端（例えば、フィルタ端）で吸い込むことにより、彼／彼女の口に主流煙を受け入れる。
【０００３】
主流煙の特性を変える種々の手段（その煙の感覚的な面を向上させる手段を含む）、及び壊れやすい風味含有カプセルなどの物体を組み込んだ喫煙具要素の製造に適する種々の装置も同様にＡｄｅｍｅらの米国特許第８，１８６，３５９号の背景技術に記載されている。この特許はその全体が参照により本明細書に組み込まれる。さらに、壊れやすいカプセルなどの物体を組み込んだ喫煙具要素の製造に適する種々の装置も同様にＡｄｅｍｅらの米国特許第８，１８６，３５９号の背景技術に記載されている。例えば、Ｈａｒｔｍａｎｎらの米国特許出願公開第２００９／００５０１６３号；Ｎｅｌｓｏｎらの同２０１０／０１０５８９号；Ｚｈａｎｇの同２０１０／０２９４２９０号；Ｐｒｅｓｔｉａらの同２０１０／０１８４５７６号；Ｎｉｋｏｌｏｖらの同２０１１／０１６２６６２号；Ｂｕｒｏｖらの同２０１１／０１６２６６５号；Ｂｒａｎｔｌｅｙらの同２０１１／０１６９９４２号；Ｃａｒｐｅｎｔｅｒらの同２０１１／０２７１９６８号；Ｈｅｎｌｅｙらの同２０１２／０２４５００６号、及びＨｅｎｌｅｙらの同２０１２／０２４５００７号に記載のシガレットの型、シガレット要素及びシガレット要素製造装置も参照されたい。これらの特許は、参照により全体が本明細書に組み込まれる。
【０００４】
典型的には、壊れやすいカプセルを組み込んだシガレットは、これらのカプセルをこれらのシガレットのフィルタ要素内に配置している。これらのフィルタ要素の製造プロセス中に、フィルタ材料は、ロッド内で物体をその長手方向軸に沿って配置させた壊れやすいカプセルを有する連続ロッドに形成される。次いで連続ロッドは所定間隔で細分されて、各ロッド部分が内部に配置された１つ又は複数の壊れやすいカプセルを有するように複数のフィルタロッド又はロッド部分を形成する。フィルタロッド製造中のフィルタロッド内の壊れやすいカプセルを検査する様式と方法は、Ａｄｅｍｅらの米国特許第８，１８６，３５９号及びＢｒａｎｔｌｅｙらの米国特許出願公開第２０１１／０１６９９４２号に記載されている。しかし、シガレット製造プロセスの種々の段階でシガレット要素内の壊れやすいカプセルを改善された正確さで検査するのが望ましいであろう。このように、向上したセンシング能力を備えた検査／検出システムへの要求が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第８，１８６，３５９号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００９／００５０１６３号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２０１０／０１０５８９号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２０１０／０２９４２９０号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開第２０１０／０１８４５７６号明細書
【特許文献６】米国特許出願公開第２０１１／０１６２６６２号明細書
【特許文献７】米国特許出願公開第２０１１／０１６２６６５号明細書
【特許文献８】米国特許出願公開第２０１１／０１６９９４２号明細書
【特許文献９】米国特許出願公開第２０１１／０２７１９６８号明細書
【特許文献１０】米国特許出願公開第２０１２／０２４５００６号明細書
【特許文献１１】米国特許出願公開第２０１２／０２４５００７号明細書
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ｔｏｂａｃｃｏ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、Ｄａｖｉｓら（編）（１９９９）
【発明の概要】
【０００７】
上記及び他の要求は、特定の態様において、喫煙具にそれぞれ付随するフィルタ要素内に、又はフィルタロッドの長さに沿って挿入され、配置された１つ又は複数の物体（例えば、破壊可能なカプセル、ペレット、ストランド、又はそれらの組み合わせ）を検出及び検査するシステム及びプロセスに関する本開示により対処される。
【０００８】
一態様では、システムが提供される。システムは、喫煙具フィルタに向けて約０．１テラヘルツ〜約１０テラヘルツの周波数を有する初期信号を送信するように構成されたエミッタと、初期信号と喫煙具フィルタとの相互作用から生じた生成信号を検出するように構成されたセンサーと、センサーからの生成信号を受け、生成信号に基づいてフィルタ状態を判定し、フィルタ状態を示す情報を出力するように構成された分析ユニットとを含むことができる。
【０００９】
一実施形態では、センサー及びエミッタは、それらの間に喫煙具フィルタを収容するように構成されてもよい。収束レンズは、初期信号を喫煙具フィルタの長手方向軸に垂直に収束させるように構成し、また、生成信号を実質的にまっすぐにするようにコリメーターレンズを構成してもよい。収束レンズとコリメーターレンズの少なくとも１つは、ポリメチルペンテンを含んでよい。
【００１０】
いくつかの実施形態では、システムは、喫煙具フィルタをその長手方向軸に沿って直線的に移動させること、及びセンサー及びエミッタに対し長手方向軸の周りに喫煙具フィルタを回転させることの内の少なくとも１種を行うように構成された移動装置をさらに含んでもよい。分析ユニットは、生成信号の伝送時間と生成信号の振幅の内の少なくとも１種を判定するように構成されてもよい。分析ユニットは、生成信号の伝送時間と参照信号の伝送時間との間の差異、及び生成信号の振幅と参照信号の振幅との間の差異の内の少なくとも１種を判定するようにさらに構成されてもよい。
【００１１】
いくつかの実施形態では、初期信号の周波数は、約０．４８テラヘルツであってよい。さらに、フィルタ状態は、喫煙具フィルタ内のカプセルの存在、喫煙具フィルタ中のカプセルの非存在、喫煙具フィルタ中へのカプセルの適切な挿入、喫煙具フィルタ中へのカプセルの不良挿入、喫煙具フィルタ内の適切なカプセル、及び喫煙具フィルタ内の不良カプセルの内の少なくとも１種を含んでよい。また、システムは、カプセルを喫煙具フィルタ中に挿入するように構成されたカプセル挿入ユニットを含むロッド製造装置を含んでもよい。この場合、センサーとエミッタは、カプセル挿入ユニットの下流に配置できる。センサーとエミッタは、さらに、チップ材料を喫煙具フィルタ及びタバコロッドの周りに巻くように構成されたチッピング装置の下流に配置されてもよい。システムは、フィルタ状態が、喫煙具フィルタ中のカプセルの非存在、喫煙具フィルタ中へのカプセルの不良挿入、及び喫煙具フィルタ内の不良カプセルの内の少なくとも１種を示す場合に、分析ユニットと通信して不良喫煙具フィルタを除去するように構成された不良喫煙具フィルタ除去装置をさらに含んでよい。
【００１２】
追加の態様では、方法が提供される。方法は、喫煙具フィルタに向けて約０．１テラヘルツ〜約１０テラヘルツの周波数を有する初期信号を送信することと、初期信号と喫煙具フィルタとの相互作用から生じた生成信号を検出することと、生成信号に基づいてフィルタ状態を判定することと、フィルタ状態を示す情報を出力することとを含むことができる。
【００１３】
いくつかの実施形態では、方法は、センサーとエミッタとの間に喫煙具フィルタを配置することをさらに含んでもよい。さらに、方法は、初期信号を喫煙具フィルタの長手方向軸に垂直に収束させることと、生成信号をまっすぐにすることとを含んでもよい。また、方法は、喫煙具フィルタをその長手方向軸に沿って直線的に移動させることと、長手方向軸の周りに喫煙具フィルタを回転させることの内の少なくとも１種を含んでもよい。
【００１４】
いくつかの実施形態では、フィルタ状態を判定することは、生成信号の伝送時間を判定すること及び生成信号の振幅を判定することの内の少なくとも１種を含めてもよい。さらに、フィルタ状態を判定することは、生成信号の伝送時間と参照信号の伝送時間との間の差異を判定すること、及び生成信号の振幅と参照信号の振幅との間の差異を判定することの内の少なくとも１種を含んでもよい。
【００１５】
いくつかの実施形態では、初期信号の周波数は、約０．４８テラヘルツであってよい。さらに、フィルタ状態は、喫煙具フィルタ内のカプセルの存在、喫煙具フィルタ中のカプセルの非存在、喫煙具フィルタ中へのカプセルの適切な挿入、喫煙具フィルタ中へのカプセルの不良挿入、喫煙具フィルタ内の適切なカプセル、及び喫煙具フィルタ内の不良カプセルの内の少なくとも１種を含んでよい。また、方法は、カプセルを喫煙具フィルタ中に挿入することを含んでもよく、この場合、初期信号を送信することと生成信号を検出することは、喫煙具フィルタ中へのカプセルの挿入後に発生する。さらに、方法は、喫煙具フィルタとタバコロッドの周りにチップ材料を巻くことを含んでもよく、この場合、初期信号を送信することと生成信号を検出することは、喫煙具フィルタとタバコロッドの周りにチップ材料を巻くことの後で発生する。また、方法は、フィルタ状態が、喫煙具フィルタ中のカプセルの非存在、喫煙具フィルタ中へのカプセルの不良挿入、及び喫煙具フィルタ内の不良カプセルの内の少なくとも１種を示す場合に、不良喫煙具フィルタを除去することを含んでもよい。
【００１６】
本発明は、以下の実施形態を含むがこれらに限定されない。
実施形態１：
喫煙具フィルタに向けて約０．１テラヘルツ〜約１０テラヘルツの周波数の初期信号を送信するように構成されたエミッタと、
初期信号と喫煙具フィルタとの相互作用から生じた生成信号を検出するように構成されたセンサーと、
センサーからの生成信号を受け、生成信号に基づいてフィルタ状態を判定し、フィルタ状態を示す情報を出力するように構成された分析ユニットとを、
含むシステム。
【００１７】
実施形態２：センサーとエミッタが、それらの間に喫煙具フィルタを収容するように構成されている前出又は後出のいずれかの実施形態のシステム。
【００１８】
実施形態３：喫煙具フィルタの長手方向軸に垂直に初期信号を収束させるように構成された収束レンズと、生成信号を実質的にまっすぐにするように構成されたコリメーターレンズとをさらに含む前出又は後出のいずれかの実施形態のシステム。
【００１９】
実施形態４：収束レンズとコリメーターレンズの少なくとも１つが、ポリメチルペンテンを含む前出又は後出のいずれかの実施形態のシステム。
【００２０】
実施形態５：喫煙具フィルタをその長手方向軸に沿って直線的に移動させること、及びセンサー及びエミッタに対し長手方向軸の周りに喫煙具フィルタを回転させることの内の少なくとも１種を行うように構成された移動装置をさらに含む前出又は後出のいずれかの実施形態のシステム。
【００２１】
実施形態６：初期信号の周波数が約０．４８テラヘルツである前出又は後出のいずれかの実施形態のシステム。
【００２２】
実施形態７：フィルタ状態が、喫煙具フィルタ内のカプセルの存在、喫煙具フィルタ中のカプセルの非存在、喫煙具フィルタ中へのカプセルの適切な挿入、喫煙具フィルタ中へのカプセルの不良挿入、喫煙具フィルタ内の適切なカプセル、及び喫煙具フィルタ内の不良カプセルの内の少なくとも１種を含む前出又は後出のいずれかの実施形態のシステム。
【００２３】
実施形態８：フィルタ状態が、喫煙具フィルタ中のカプセルの非存在、喫煙具フィルタ中へのカプセルの不良挿入、及び喫煙具フィルタ内の不良カプセルの内の少なくとも１種を示す場合に、分析ユニットと通信して不良喫煙具フィルタを除去するように構成された不良喫煙具フィルタ除去装置をさらに含む前出又は後出のいずれかの実施形態のシステム。
【００２４】
実施形態９：分析ユニットが、生成信号の伝送時間と生成信号の振幅の内の少なくとも１種を判定するように構成された前出又は後出のいずれかの実施形態のシステム。
【００２５】
実施形態１０：分析ユニットが、生成信号の伝送時間と参照信号の伝送時間との間の差異、及び生成信号の振幅と参照信号の振幅との間の差異の内の少なくとも１種を判定するようにさらに構成された前出又は後出のいずれかの実施形態のシステム。
【００２６】
実施形態１１：カプセルを喫煙具フィルタ中に挿入するように構成されたカプセル挿入ユニットを含むロッド製造装置をさらに含み、センサーとエミッタが、カプセル挿入ユニットの下流に配置される前出又は後出のいずれかの実施形態のシステム。
【００２７】
実施形態１２：センサーとエミッタが、チップ材料を喫煙具フィルタ及びタバコロッドの周りに巻くように構成されたチッピング装置の下流に配置される前出又は後出のいずれかの実施形態のシステム。
【００２８】
実施形態１３：
喫煙具フィルタに向けて約０．１テラヘルツ〜約１０テラヘルツの周波数の初期信号を送信することと、
初期信号と喫煙具フィルタとの相互作用から生じた生成信号を検出することと、
生成信号に基づいてフィルタ状態を判定することと、
フィルタ状態を示す情報を出力することとを、
含む方法。
【００２９】
実施形態１４：センサーとエミッタとの間に喫煙具フィルタを配置することをさらに含む前出又は後出のいずれかの実施形態の方法。
【００３０】
実施形態１５：初期信号を喫煙具フィルタの長手方向軸に垂直に収束させることと、生成信号をまっすぐにすることとをさらに含む前出又は後出のいずれかの実施形態の方法。
【００３１】
実施形態１６：喫煙具フィルタをその長手方向軸に沿って直線的に移動させることと、
長手方向軸の周りに喫煙具フィルタを回転させることの内の少なくとも１種をさらに含む前出又は後出のいずれかの実施形態の方法。
【００３２】
実施形態１７：初期信号の周波数が約０．４８テラヘルツである前出又は後出のいずれかの実施形態の方法。
【００３３】
実施形態１８：フィルタ状態が、喫煙具フィルタ内のカプセルの存在、喫煙具フィルタ中のカプセルの非存在、喫煙具フィルタ中へのカプセルの適切な挿入、喫煙具フィルタ中へのカプセルの不良挿入、喫煙具フィルタ内の適切なカプセル、及び喫煙具フィルタ内の不良カプセルの内の少なくとも１種を含む前出又は後出のいずれかの実施形態の方法。
【００３４】
実施形態１９：フィルタ状態が、喫煙具フィルタ中のカプセルの非存在、喫煙具フィルタ中へのカプセルの不良挿入、及び喫煙具フィルタ内の不良カプセルの内の少なくとも１種を示す場合に、不良喫煙具フィルタを除去することをさらに含む前出又は後出のいずれかの実施形態の方法。
【００３５】
実施形態２０：フィルタ状態を判定することが、生成信号の伝送時間を判定することと、生成信号の振幅を判定することの内の少なくとも１種を含む前出又は後出のいずれかの実施形態の方法。
【００３６】
実施形態２１：フィルタ状態を判定することが、生成信号の伝送時間と参照信号の伝送時間との間の差異を判定すること、及び生成信号の振幅と参照信号の振幅との間の差異を判定することの内の少なくとも１種をさらに含む前出又は後出のいずれかの実施形態の方法。
【００３７】
実施形態２２：カプセルを喫煙具フィルタ中に挿入することをさらに含み、
初期信号を送信することと生成信号を検出することが、喫煙具フィルタ中へのカプセルの挿入後に発生する前出又は後出のいずれかの実施形態の方法。
【００３８】
実施形態２３：喫煙具フィルタとタバコロッドの周りにチップ材料を巻くことをさらに含み、
初期信号を送信することと生成信号を検出することが、喫煙具フィルタとタバコロッドの周りにチップ材料を巻くことの後で発生する前出又は後出のいずれかの実施形態の方法。
【００３９】
本開示の前述及びその他の特徴、態様及び利点は、下記で簡単に説明される添付図面と一緒に以下の詳細説明を読むことで、より明らかとなるであろう。本発明は、上述の実施形態の２つ、３つ、４つ、又はそれを越える任意の組み合わせを含み、また、本開示中に記載の任意の２つ、３つ、４つ、又はそれを越える特徴又は要素の組み合わせも、このような特徴又は要素が本明細書の特定の実施形態の記載中で明示的に組み合わされているかどうかに関係なく、同様に含む。文脈上別段の明確な記載がない限り、本開示は、開示発明の分離可能な特徴又は要素のいずれも、その種々の態様と実施形態のいずれにおいても、組み合わせ可能であることが意図されていると見なされるように総体的に読み取られることが意図されている。
【００４０】
従って、本開示の態様は、本明細書で別に詳述されるように大きな利点をもたらす。
【００４１】
本開示を一般論としてこのように述べてきたが、以降で添付図面に言及する。添付図面は必ずしも縮尺通りではない。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本開示の例示的実施形態によるフィルタ要素中に収容した物体を含むシガレットの形態を有する喫煙具の断面である。
【図２】本開示の例示的実施形態によるフィルタ材料及びその中に配置された物体を含むフィルタロッドの断面である。
【図３】本開示の例示的実施形態によるロッド製造装置、シガレット製造装置、検査／検出システム、及び不良喫煙具除去装置を含む喫煙具を形成するシステムの概略図である。
【図４】本開示の例示的実施形態による図３の検査／検出システムの要素の図である。
【図５】本開示の例示的実施形態によるフィルタ材料及び物体からの生成信号、ならびに参照信号の振幅対信号遅延時間のグラフである。
【図６】本開示の例示的実施形態によるフィルタ材料及び物体からの生成信号、ならびに参照信号の振幅対周波数のグラフである。
【図７】本開示の例示的実施形態による無傷及び壊れた物体を含むフィルタ材料の画像、ならびに、それに関連する生成信号の振幅対信号遅延時間のグラフである。
【図８】本開示の例示的実施形態による無傷及び壊れた物体を含むフィルタ材料の画像、ならびに、それに関連する生成信号の振幅対周波数のグラフである。
【図９】本開示の例示的実施形態による直前に破壊された物体に関連する生成信号の振幅の経時変化のグラフである。
【図１０】本開示の例示的実施形態による直前に破壊された物体に関連する生成信号の信号遅延時間の経時変化のグラフである。
【図１１】本開示の例示的実施形態によるフィルタ状態を判定する方法を示すチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
本開示について、以降で添付図面を参照しながらさらに充分な記述がなされる。添付図面には、全てではなく一部の実施形態が示されている。実際、本開示は、多くの異なる形態で具体化することができ、本明細書に示す実施形態に限定されるものと解釈すべきでなく、むしろ、これらの実施形態は、本開示が適用可能な法的要件を満たすように提供されている。全体を通して類似の番号は類似の要素を指す。
【００４４】
シガレットロッドは、従来の自動シガレットロッド製造機などのシガレット製造機を使用して製造される。代表的なシガレットロッド製造機は、Ｍｏｌｉｎｓ ＰＬＣ又はＨａｕｎｉ−Ｗｅｒｋｅ Ｋｏｒｂｅｒ ＆ Ｃｏ．ＫＧから市販されている型のものである。例えば、ＭｋＸ（Ｍｏｌｉｎｓ ＰＬＣから市販されている）又はＰＲＯＴＯＳ（Ｈａｕｎｉ−Ｗｅｒｋｅ Ｋｏｒｂｅｒ ＆ Ｃｏ．ＫＧから市販されている）として知られている型のシガレットロッド製造機を採用することができる。ＰＲＯＴＯＳシガレット製造機の記載は、Ｂｒａｎｄの米国特許第４，４７４，１９０号、５段４８行目〜８段３行目に示されている。この特許は、参照により本明細書に組み込まれる。シガレットを製造するために適切なタイプの装置についても、Ｌａ Ｈｕｅの米国特許第４，７８１，２０３号、Ｈｏｌｚｎａｇｅｌの同４，８４４，１００号、Ｈｏｌｍｅｓらの同５，１５６，１６９号、Ｍｙｒａｃｌｅ，Ｊｒ．らの同５，１９１，９０６号、Ｂｌａｕらの同６，６４７，８７０号、Ｋｉｔａｏらの同６，８４８，４４９号、Ｋｉｔａｏらの同６，９０４，９１７号、Ｈａｒｔｍａｎの同７，２１０，４８６号、Ｆｉｔｚｇｅｒａｌｄらの同７，２３４，４７１号、Ｈａｎｃｏｃｋらの同７，２７５，５４８号、及びＢａｒｎｅｓらの同７，２８１，５４０号に記載されており、それぞれが参照により本明細書に組み込まれる。
【００４５】
従来の自動化シガレット製造機の要素及び操作は、シガレット製造機の設計及び操作の当業者には容易に明らかとなろう。例えば、いくつかの型の煙管、タバコフィルタ供給装置、サクションコンベアシステム及びガーニチャーシステムの要素及び操作の記載は、Ｍｏｌｉｎｓらの米国特許第３，２８８，１４７号；Ｈｅｉｔｍａｎｎらの同３，９１５，１７６号；Ｆｒａｎｋの同４，２９１，７１３号；Ｒｕｄｓｚｉｎａｔの同４，５７４，８１６号；Ｈｅｉｔｍａｎｎらの同４，７３６，７５４号；Ｐｉｎｃｋらの同４，８７８，５０６号；Ｈｅｉｔｍａｎｎの同５，０６０，６６５号；Ｋｅｒｉｔｓｉｓらの同５，０１２，８２３号及びＦａｇｇらの同６，３６０，７５１号；ならびにＭｕｌｌｅｒの米国特許出願公開第２００３／０１３６４１９号に示されている。これらの特許はそれぞれ参照により本明細書に組み込まれる。本明細書に示されている型の自動化シガレット製造機は、所望の長さの喫煙可能な成形ロッドに細分することができる連続的な成形紙巻タバコロッド又は喫煙可能なロッドを提供する。
【００４６】
フィルタロッドから提供されるフィルタ要素を組み込んだフィルタ付きシガレットは、従来のタイプのシガレット製造技術を使用して製造することが可能である。フィルタ付きシガレットの製造に従来使用されている一般的な形式及び構成の、例えば、所謂「シックスアップ（ｓｉｘ−ｕｐ）」のフィルタロッド、「フォーアップ（ｆｏｕｒ−ｕｐ）」のフィルタロッド、及び「ツーアップ（ｔｗｏ−ｕｐ）」のフィルタロッドは、従来のタイプの、又は適切に改造されたシガレットロッド取り扱い装置、例えば、Ｈａｕｎｉ−Ｗｅｒｋｅ Ｋｏｒｂｅｒ＆Ｃｏ．ＫＧ．からＬａｂ ＭＡＸ、ＭＡＸ、ＭＡＸ Ｓ、又はＭＡＸ８０として販売されているチッピング装置などを使用して処理することが可能である。例えば、Ｅｒｄｍａｎｎらの米国特許第３，３０８，６００号、Ｈｅｉｔｍａｎｎらの同４，２８１，６７０号、Ｒｅｕｌａｎｄらの同４，２８０，１８７号、Ｖｏｓらの同６，２２９，１１５号、Ｒｅａｄ，Ｊｒの同７，２９６，５７８号、及びＨｏｌｍｅｓの同７，４３４，５８５号に記載されているタイプの装置を参照されたい。これらの特許は、それぞれが参照により本明細書に組み込まれる。これらのタイプの装置の操作は、自動シガレット製造の当業者には容易に明らかとなろう。
【００４７】
タバコのタイプと、タバコのブレンドと、トップドレッシング及びケーシング材料と、ブレンド充填密度と、タバコロッド用巻紙材料のタイプと、チップ材料のタイプと、空気希釈の程度とを含む様々なタイプのシガレット要素を採用可能である。例えば、Ｇｅｎｔｒｙの米国特許第５，２２０，９３０号、Ｋｒａｋｅｒの同６，７７９，５３０号、Ａｓｈｃｒａｆｔらの同７，２３７，５５９号、Ｔｈｏｍａｓらの同７，５６５，８１８号、及びＮｅｓｔｏｒらの米国特許出願公開第２００５／００６６９８６号、Ｏｇｌｅｓｂｙらの同２００７／０２４６０５５号に記載されているシガレット要素の様々な代表的なタイプ、ならびに様々なシガレットのデザイン、形式、構成、及び特徴を参照されたい。これらの特許は、それぞれが参照により本明細書に組み込まれる。
【００４８】
フィルタロッドはロッド製造装置を使用して製造することが可能であり、代表的なロッド製造装置はロッド形成ユニットを含む。代表的なロッド形成ユニットが、Ｈａｕｎｉ−Ｗｅｒｋｅ Ｋｏｒｂｅｒ＆Ｃｏ．ＫＧ．からＫＤＦ−２、ＫＤＦ−２Ｅ、ＫＤＦ−３、及びＫＤＦ−３Ｅとして、またＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｏｂａｃｃｏ ＭａｃｈｉｎｅｒｙからＰｏｌａｒｉｓ−ＩＴＭ Ｆｉｌｔｅｒ Ｍａｋｅｒとして販売されている。セルロースアセテートのフィラメントトウなどのフィルタ材料は、典型的には従来のフィルタトウ処理ユニットを使用して処理される。例えば、フィルタトウは、バッセルジェット（ｂｕｓｓｅｌ ｊｅｔ）法又はスレッドロール（ｔｈｒｅａｄｅｄ ｒｏｌｌ）法を使用して開繊することが可能である。代表的なトウ処理ユニットが、Ａｒｊａｙ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｃｏｒｐ．，Ｗｉｎｓｔｏｎ−Ｓａｌｅｍ ＮＣによってＥ−６０として販売されている。他の代表的なトウ処理ユニットもＨａｕｎｉ−Ｗｅｒｋｅ Ｋｏｒｂｅｒ＆Ｃｏ．ＫＧ．からＡＦ−２、ＡＦ−３、及びＡＦ−４として、またＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｏｂａｃｃｏ ＭａｃｈｉｎｅｒｙからＣａｎｄｏｒ−ＩＴＭ Ｔｏｗ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒとして販売されている。当業者に知られている他のタイプの販売されているトウ処理装置を使用することも可能である。ギャザー紙、不織ポリプロピレンウェブ、又は細断ウェブのギャザーストランドなどの他のタイプのフィルタ材料を、Ｐｒｙｏｒらの米国特許第４，８０７，８０９号とＲａｋｅｒの同５，０２５，８１４号とに記載されたタイプの材料、装置、及び技術を使用して提供することが可能である。さらに、フィルタ材料供給ユニット及びフィルタ製造ユニットを操作する代表的な方式ならびに方法は、Ｂｙｎｒｅの米国特許第４，２８１，６７１号；Ｇｒｅｅｎ，Ｊｒ．らの同４，８５０，３０１号；Ｇｒｅｅｎ，Ｊｒ．らの同４，８６２，９０５号；Ｓｉｅｍｓらの同５，０６０，６６４号；Ｒｉｖｅｒｓの同５，３８７，２８５号；及びＬａｎｉｅｒ，Ｊｒ．らの同７，０７４，１７０号に記載されている。
【００４９】
風味含有カプセル又はペレットなどの物体を組み込んだ、代表的なタイプのフィルタロッドと、そのような物体を組み込んだ代表的なタイプのフィルタ要素を有するシガレットとは、Ｇｒｅｅｎ，Ｊｒ．らの米国特許第４，８６２，９０５号、Ｄｅａｌの同７，１１５，０８５号、Ｔｈｏｍａｓらの同７，４７９，０９８号、Ｎｅｌｓｏｎらの同７，７４０，０１９号、Ｓｔｏｋｅｓらの同７，９７２，２５４号，及びＤｉｘｏｎらの米国特許出願公開第２０１２／００３７５４６号に記載されたタイプの構成要素、形式、及び構成を有することが可能であり、またそれらに記載されたタイプの技術及び装置を使用して製造することが可能である。これらの特許は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。また、Ｎｉｋｏｌｏｖらの米国特許出願公開第２０１１／０１６２６６２号；Ｂｕｒｏｖらの同２０１１／０１６２６６５号；Ｎｉｋｏｌｏｖらの同２０１２／００７７６５８号；Ｈｅｎｌｅｙらの同２０１２／０２４５００６号、及びＨｅｎｌｅｙらの同２０１２／０２４５００７号も参照されたい。これらの特許は、参照により全体が本明細書に組み込まれる。
【００５０】
シガレットフィルタロッドを使って、多重セグメントフィルタロッドを提供することが可能である。このような多重セグメントフィルタロッドを採用して、多重セグメントフィルタ要素を有するフィルタ付きシガレットを生産することが可能である。２セグメントのフィルタ要素の例として、一端に活性炭粒子を組み込んだ第１の円柱状セグメント（例えば「ダルメーション（ｄａｌｍａｔｉａｎ）」タイプのフィルタセグメント）と、物体が挿入された、又は挿入されていないフィルタロッドから生産された第２の円柱状セグメントとを有するフィルタ要素がある。多重セグメントのフィルタロッドの生産は、多重セグメントのシガレットフィルタ要素を提供するために使用されているロッド形成ユニットタイプを使用して実施することが可能である。多重セグメントのシガレットフィルタロッドは、例えば、Ｈａｕｎｉ−Ｗｅｒｋｅ Ｋｏｒｂｅｒ＆Ｃｏ．ＫＧ．（Ｈａｍｂｕｒｇ，Ｇｅｒｍａｎｙ）から商品名Ｍｕｌｆｉで販売されているシガレットフィルタロッド製造装置を使用して製造することが可能である。
【００５１】
図１を参照すると、喫煙具の特定の代表的な要素を有するシガレットなどの喫煙具１０が示されている。シガレット１０は、外包する巻き材料２０内に含まれた喫煙可能な充填材料１６の充填物又はロールからなる概ね円柱状のロッド１５を含んでいる。ロッド１５は通常「タバコロッド」と呼ばれている。タバコロッド１５の両端は、喫煙可能な充填材料１６を暴露するよう開いている。喫煙具１０は、巻き材料２０に塗布さられる１本の任意のバンド２５（例えば、デンプン、エチルセルロースもしくはアルギン酸ナトリウムなどのフィルム形成剤を含む印刷コーティング）を有するものとして示されており、このバンドは、喫煙具の長手方向軸を横切る方向で喫煙可能な充填材料１６を取り囲む。即ち、バンド２５は、喫煙具１０の長手方向軸に対して横断方向領域を形成する。バンド２５は、図示するように巻き材料２０の内面（即ち、喫煙可能な充填材料１６に面する）に印刷することができ、又はあまり好ましくないが、巻き材料の外面に印刷することもできる。喫煙具１０は、１本の任意のバンドを有する巻き材料を有することができるが、喫煙具はまた、間隔を開けた２、３又はそれ超の数の任意のさらなるバンドを有する巻き材料を備えることもできる。
【００５２】
タバコロッド１５の巻き材料２０は、広範な組成及び特性であってよい。特定の巻き材料２０の選択は、喫煙具のデザイン及び製造の当業者には容易に明らかになろう。タバコロッドは一層の巻き材料を有することが可能であり、又は所謂「２重巻紙」のタバコロッドの場合のように、タバコロッドは外包する巻き材料を２層以上巻くことが可能である。代表的なタイプの巻き材料、巻き材料の成分、及び処理された巻き材料について、Ｇｅｎｔｒｙの米国特許第５，２２０，９３０号、Ｈａｎｃｏｃｋらの同７，２７５，５４８号、Ｂａｒｎｅｓらの同７，２８１，５４０号、Ｈａｎｃｏｃｋらの国際公開第ＷＯ２００４／０５７９８６号、Ａｓｈｃｒａｆｔらの国際公開第ＷＯ２００４／０４７５７２号で記載されている。これらの特許は、それぞれの全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【００５３】
タバコロッド１５の一端は点火端２８であり、反対端にフィルタ要素３０が配置される。フィルタ要素３０は、フィルタ要素とタバコロッドが端と端を接した関係で軸方向に位置合わせされ、好ましくは互いに当接するように、タバコロッド１５の一端に隣接して位置決めされる。フィルタ要素３０は、略円柱形を有することができ、その直径は、タバコロッド１５の直径と実質的に等しくてよい。フィルタ要素３０の両端は、空気及び煙が中を通過することを可能にする。フィルタ要素３０は、その長手方向に伸びる表面に沿って外包するプラグ巻き材料４５で上包みされたフィルタ材料４０（例えば、トリアセチン可塑剤を含浸させたセルロースアセテートのトウ）を含む。即ち、フィルタ要素３０はその外周又は長手方向周囲に沿ってプラグラップ４５の層によって外包され、両端はフィルタ材料４０を露出させるように開いている。
【００５４】
フィルタ要素３０は、チップ材料５８（例えば、本質的に空気不透過性のチップペーパー）を使用してタバコロッド１５に取り付けられている。チップ材料５８は、フィルタ要素の全体長さとタバコロッド１５の隣接領域を外包できる。チップ材料５８の内面は、適当な接着剤を使用して、プラグラップ４５の外面及びタバコロッド１５の巻き材料２０の外面にしっかりと固定されるので、フィルタ要素３０及びタバコロッドは、互いに連結される。
【００５５】
フィルタ要素３０内には少なくとも１つの物体５０が配置でき、場合によっては、複数の物体５０（例えば、カプセル、ペレット、ストランドが含まれる）を配置でき、これらには異なる物体の様々な組み合わせを含めることが可能である。各フィルタ要素３０内の物体５０の数は通常、所定の数であり、その数は１、２、３、又はそれ超が可能である（即ち少なくとも１つ）。場合によっては、各フィルタ要素３０は、複数の物体５０をフィルタ要素のフィルタ材料４０内に配置して含んでおり、さらなる例では、物体は特にフィルタ要素の中央領域に向かって配置できる。フィルタ材料４０は、物体５０をフィルタ要素３０内で定位置に固定又は保持する性質を有する。場合によっては、物体５０（又は一部もしくは全ての複数の物体）は、壊れやすいカプセルなどの中空物であってもよい。物体５０は、フィルタ要素３０を通して吸い込まれる主流煙の性質又は特徴に一定の変化を導入するための化合物（例えば、香味剤）を組み込んだペイロード５２（例えば、液体又はゲル）を保持できる。即ち、一部の中空物体５０のシェル５４は、喫煙者の判断で、物体のペイロード５２を放出するように破裂させてもよい。あるいは、一部の物体５０は、フィルタ要素を通して吸い込まれる煙及び／又は空気を変えることができる高表面積を備えた固体の多孔質材料でもよい。一部の物体は、香味剤の基材又はマトリックス支持体として作用するポリエチレンビーズなどの固体材料であってもよい。一部の物体は使用者の意志で作用剤を放出することができる。例えば、液体ペイロードを含む壊れやすい中空物体は、喫煙者が、中空物体を破裂させるのに充分な物理的力を意図的に加える時点までペイロードの放出に対して耐えることができる。典型的には、セルロースアセテートトウなどのフィルタ材料４０、又は挿入ストランドは、一般的に、ペイロード５２を構成するタイプの液体材料を吸収する。したがって放出されたペイロードの成分は、フィルタ要素３０の全体にわたって毛管現象を示す（又は他の形で移動もしくは移送を受ける）ことができる。各フィルタ要素３０には少なくとも１つの物体５０を含むことができることから、フィルタ要素には、必要又は所望に応じて様々なタイプの物体の組み合わせを含めることができる。
【００５６】
物体５０は変えることができる。各物体は概ね球形状を有してもよく、場合によっては、事実上高度に球形であってもよい。一部の物体は事実上概ね固体であってもよい。一部の物体はプラスチック材料で構成されることが可能であり、それぞれが、例えば、ポリエチレンと香味料の混合物で構成された固体球形ビーズ、又は交換樹脂もしくはジェルの形態を有する球形ビーズであってよい。一部の物体は無機材料で構成でき、例えば、球形アルミナビーズであってもよい。物体はそれぞれ炭素質材料で構成された球形ビーズの形態を有してもよい。物体はまた、それぞれ中空球形の形態を有してもよい。典型的な中空物体は、壊れやすいカプセルなどの液体を含んだ物体であって、高度に球形であり、寸法及び重量が均一であり、自動フィルタ製造装置を使用して効率的かつ効果的にこのような物体が処理されることを可能にする表面特性を有し、組成が高度に均一である。一部の物体は約３ｍｍ〜約４ｍｍ、好ましくは、約３．５ｍｍの直径であってよく、本開示の好ましいフィルタロッド製造装置の要素は、これらのタイプの物体を組み込んだフィルタロッドを効率的かつ効果的に製造するように適切に適合又は設計される。
【００５７】
上述のフィルタロッド製造技術及び装置を使用してフィルタロッドを製造するために使用可能な、他のタイプの物体（例えば、ビーズ、ペレット、カプセル、及びカプセル要素）は、Ｃａｒｐｅｎｔｅｒらの米国特許出願公開第２０１１／０２７１９６８号に記載されたタイプのものであり、この特許は参照により本明細書に組み込まれる。さらなる例には、Ｒ． Ｊ． Ｒｅｙｎｏｌｄｓ Ｔｏｂａｃｃｏ Ｃｏｍｐａｎｙによる「Ｃａｍｅｌ Ｌｉｇｈｔｓ ｗｉｔｈ Ｍｅｎｔｈｏｌ Ｂｏｏｓｔ」，「Ｃａｍｅｌ Ｃｒｕｓｈ」，「Ｃａｍｅｌ Ｓｉｌｖｅｒ Ｍｅｎｔｈｏｌ」，「Ｃａｍｅｌ Ｆｉｌｔｅｒｓ Ｍｅｎｔｈｏｌ」，及び「Ｃａｍｅｌ Ｃｒｕｓｈ Ｂｏｌｄ」などの市販のフィルタ付きシガレット中に含まれる物体がある。
【００５８】
物体５０はストランドに取り付けられるか、又は他の形でストランドに組み合わせることができ、物体のストランドの寸法は様々でよく、その直径は最大約２．５ｍｍ、又は最大約３ｍｍ、時として最大約４ｍｍである。しかしながら、例えば、フィルタロッド又はフィルタ要素のサイズ（直径）が制限されていることから、所望の寸法のフィルタロッド又はフィルタ要素を提供すると同時にストランドを含むフィルタ材料内に他の物体を挿入することが可能であるように、大きな直径のストランドほど、他の物体（即ち、カプセル及び／又はペレット）が小さな直径を有することが必要となる可能性がある。一部の例では、カプセル又はペレットなどの少なくとも１つの他の物体に加えて、１つ又は複数の個別ストランドがフィルタ材料内に挿入される。例えば、カプセル及び／又はペレットを含む他の物体の例で、フィルタロッドがストランドも含んでいる場合、カプセル及び／又はペレットはフィルタロッド又はフィルタ要素内で、それに沿って所定位置に配置され、ストランドは、存在する場合、フィルタロッド又はフィルタ要素を通って伸びる。
【００５９】
図２を参照すると、フィルタロッド２４は一般的に、従来のシガレット製造に精通した当業者によって知られている技術を使用して、円柱形状フィルタ要素又はロッド部分に細分可能である。フィルタロッド２４は、従来の空気透過性又は空気不透過性の紙プラグラップ又は他の適切な巻き材料などの外包巻き材料４５に包み込まれたフィルタ材料４０を含む。一例として、フィルタロッド２４の長手方向軸に沿ってその中に、１つの物体のみ、少なくとも１つの物体５０、又は複数の物体（明確にするために間隙を介して配置された群として示されているが、実質的に互いに隣接している）が配置されてもよい。複数の物体５０がフィルタロッド２４内に挿入される場合、物体は互いに間隙を介して配置されても、又は一部の例では順次に係合されるように互いに直接隣接して配置されてもよい。他の例では（図示せず）、物体は、空間によって分離された物体又は物体の群（各群は１つ又は複数の物体を含む）の反復パターンを有するように配置でき、空間はフィルタロッド部分の境界に相当する。当業者なら、フィルタロッドが細分されたときに各フィルタロッド部分が同じ数（即ち、１つ又は複数）の物体を含むように、フィルタロッド全体が充分な物体を含むことができるように留意するであろう。例えば、フォーアップのフィルタロッドは、細分時に各フィルタロッド部分が、例えば、１つ、２つ、３つ、又は４つの物体を含むことができるように４の倍数単位で物体を含んでもよい。その際、例えば、図２のフィルタロッド２４は、線Ａ−Ａ、Ｂ−Ｂ、及びＣ−Ｃに沿って細分して、それぞれが内部に物体５０を含む４つのフィルタ要素３０を製造出来る。
【００６０】
図３は、喫煙具形成システム２００を示す。システム２００は、球形、カプセル状、円柱状（即ちペレット）、ストランド付き、又は他の適切な形状の物体などの少なくとも１つの物体をそれぞれが組み込んでいるフィルタロッド２４を製造するように構成されたロッド製造装置２１０を含むことができる。代表的なロッド製造装置２１０は、ロッド形成ユニット２１２（例えば、Ｈａｕｎｉ−Ｗｅｒｋｅ Ｋｏｒｂｅｒ＆Ｃｏ．ＫＧから販売されているＫＤＦ−２ユニット）と、物体（図示せず）のフィルタ材料４０の連続長内への配置を行うように適切に適合された物体挿入ユニット２１４とを含む。フィルタ材料４０中にカプセルを挿入するように構成される場合、物体挿入ユニット２１４は、カプセル挿入ユニットと呼ばれることもある。連続長又は連続ウェブのフィルタ材料４０は、保管ベール、ボビン、スプールなどの供給源（図示せず）から供給される。
【００６１】
フィルタ材料４０は変えることができ、シガレット用のタバコの煙フィルタを備えるために使用できるタイプの任意の材料とすることが可能である。好ましくは、セルロースアセテートトウ、セルロースアセテートギャザーウェブ、ポリプロピレントウ、セルロースアセテートギャザーウェブ、ギャザー紙、再構成タバコのストランドなどの従来のシガレットフィルタ材料が使用される。特に好ましいのは、セルロースアセテート、ポリプロピレンなどのポリオレフィン等のフィラメントトウである。適切なフィルタロッドを可能とする極めて好ましいフィルタ材料の１つとして、１フィラメントについて３デニール、総計４０，０００デニールを有するセルロースアセテートトウがある。他の例として、１フィラメントについて３デニール、総計３５，０００デニールを有するセルロースアセテートトウが適切なフィルタロッドを可能にする。他の例として、１フィラメントについて８デニール、総計４０，０００デニールを有するセルロースアセテートトウが適切なフィルタトウを可能とする。さらなる例は、Ｎｅｕｒａｔｈの米国特許第３，４２４，１７２号、Ｃｏｈｅｎらの同４，８１１，７４５号、Ｈｉｌｌらの同４，９２５，６０２号、Ｔａｋｅｇａｗａらの同５，２２５，２７７号、Ａｒｚｏｎｉｃｏらの同５，２７１，４１９号に記載されたフィルタ材料タイプを参照されたい。
【００６２】
一般的に、フィルタ材料４０は、Ａｒｊａｙ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｃｏｒｐ．（Ｗｉｎｓｔｏｎ−Ｓａｌｅｍ，Ｎ．Ｃ）から市販されているＥ−６０などのフィルタ材料処理ユニット２１８を使用して処理される。当業者に知られている他のタイプの市販トウ処理装置も同様に使用できる。通常、既知の技術を使用して従来の量のトリアセチンなどの可塑剤がフィラメントトウに加えられる。フィルタ要素を構成するための他の適切な材料は、シガレットフィルタのデザイン及び製造の当業者に容易に明らかになるであろう。
【００６３】
連続長のフィルタ材料４０はロッド形成ユニット２１２の作用によってブロック２３０を通して引っ張られ、物体は物体挿入ユニット２１４によりフィルタ材料のウェブの長さに沿ってその中に挿入される。しかしながら、物体は、処理中の他の箇所でフィルタ材料内に導入されてもよく、この代表的実施形態は、その点に関し限定することを目的としていない。物体挿入ユニット２１４は、垂直面内で回転するように配置できるホィールの形状を有する回転可能な挿入部材２４８を含んでもよい。物体挿入ユニット２１４は、物体（例えば、カプセル及び／又はペレット）を挿入部材２４８に供給又は他の形で移送するための、ホッパアセンブリ２５２及び／又は他の移送装置を含んでもよい。挿入部材２４８が回転するにつれて、ホィールの周辺面上のポケット（図示せず）内に保持された個々の物体（図示せず）がブロック２３０内のフィルタ材料４０と接触させられ、そこで物体はポケットからギャザーフィルタ材料４０内に押し出される。このような物体挿入装置は、例えば、Ｄｅａｌの米国特許第７，１１５，０８５号、Ｔｈｏｍａｓらの同７，４７９，０９８号、Ｎｅｌｓｏｎらの同７，７４０，０１９号、及びＳｔｏｋｅｓらの同７，９７２，２５４号でさらに詳述されている。
【００６４】
物体がフィルタ材料４０の連続ウェブ内に挿入される速度は、ロッド製造装置２１０の動作速度と直接的な関係にある。物体挿入ユニット２１４は、ロッド製造装置２１０の駆動アセンブリと直結駆動により連動させることが可能である。あるいは、物体挿入ユニット２１４は、ロッド形成ユニットの駆動アセンブリと同期させた直結駆動モーターを備えることが可能である。一部の例では、物体挿入ユニット２１４は、例えば、フィードバックループの形態の検査／検出システム（例えば、下記の検査検出システム４００）と通信するように構成でき、それにより、検査／検出システムによって検出された一部の欠陥が、上流の物体挿入ユニットを調整することによって除去できる。本開示の実施形態は、物体挿入装置とロッド製造装置２１０の速度の関係を考慮して、フィルタ材料内の物体の配置に悪影響を及ぼすことなく、ロッド製造装置の生産速度を維持又は上昇させることも目的としている。
【００６５】
フィルタ材料４０はさらにロッド形成ユニット２１２の収集領域２３２内に向けられる。収集領域２３２は、トング部とホーン部の構成、収集ファネルの構成、充填機又は移送ジェットの構成、又は他の適切なタイプの収集装置を有することが可能である。トング領域２３２は、ブロック２３０からの円柱状複合物を実質的に円柱状（即ちロッド状）形状にさらに集結、締め固め、変換、又は形成することが可能となり、それにより、フィルタ材料４０の連続的に伸びるストランド又はフィラメントは、本質的にそのように形成された円柱の長手方向軸に沿って伸びる。一部の例では、物体は、必要に応じて収集領域２３２中のフィルタ材料内に配置できる。
【００６６】
円柱状複合体に圧縮されたフィルタ材料４０は、さらにロッド形成ユニット２１２に受け取られる。円柱状複合体は巻き付け装置２３４内に供給される。巻き付け装置２３４はエンドレスガーニチャーコンベヤーベルト２３６又は他のガーニチャー装置を含む。ガーニチャーコンベヤーベルト２３６は、リボンホィール又は協働ドラムなどの前進機構２３８を使用して連続的かつ長手方向に前進して、円柱状複合物を巻き付け装置２３４を通して移送できる。巻き付け装置２３４は、円柱状複合体の外面に巻き材料４５（例えば、非多孔性プラグラップ紙）のストリップを供給して、連続巻き上げフィルタロッド２２０を生成する。一部の例では、物体は、必要に応じて巻き上げ領域又はガーニチャー領域２３２内のフィルタ材料に係合されてもよい。例えば、細長い部材は、本明細書の別の場所で開示されているように、物体を付着させた、又は別の形で物体を係合させた巻き材料４５の形態であってもよい。一部の例では、細長い部材は、物体の代わりに、又は物体に加えて、例えば、マイクロカプセル（例えば、参照により本明細書に組み込まれるＦａｇｇの米国特許出願公開第２００８／０１４２０２８号を参照されたい）を含んでもよく、細長い部材／巻き材料は、物体／マイクロカプセルがそれらに付けられるようにフィルタ材料のまわりに巻き付けられる。
【００６７】
一般的に、巻き材料４５のストリップ又はウェブは回転可能なボビン２４２から供給される。巻き材料４５はボビンから引き出され、一連のガイドローラを経由して、ブロック２３０の下を通過し、ロッド形成ユニットの巻き付け装置２３４に入る。エンドレスガーニチャーコンベヤーベルト２３６は、長手方向に延在する形で巻き材料４５のストリップと円柱状複合体との両方を巻き付け装置２３４を通して移送しながら、巻き材料を円柱状複合物のまわりに掛けるか、又は包む。
【００６８】
巻き材料の重なり合った縁辺部分によって形成された継ぎ目に対し、巻き材料がフィルタ材料４０用の筒状容器を形成できるように、接着剤（例えば、ホットメルト接着剤）を塗布領域２４４に塗布する。あるいは、ホットメルト接着剤は、場合によっては、巻き材料が巻き付け装置２３４又はブロック２３０のガーニチャー内に進入するところよりも上流で直接塗布してもよい。接着剤を迅速に硬化させるために、冷却バー２４６を使用して接着剤を冷却することが可能である。連続した巻き上げロッドを実現する際に、様々な他の封止装置及び他のタイプの接着剤が使用できることを理解されたい。
【００６９】
連続した巻き上げフィルタロッド２２０は封止装置を通過し、切断アセンブリ２２２を使用して、一定間隔で所望の所定長さに細分（例えば、分断）される。切断アセンブリ２２２には、回転カッター、高度に鋭利にされたナイフ、又は他の適切なロッド切断又は細分装置が含まれる。切断アセンブリ２２２は押しつぶさないことが特に望ましい。そうでない場合、ロッドの形状に悪影響を与える。切断アセンブリ２２２が連続ロッドを所望の箇所で切断する速度は、調節可能な機械歯車列（図示せず）、又は他の適切なデバイスを介して制御される。得られたフィルタロッド２４は、シガレット製造機に直接移送されるか、又はトレイ、回転収集ドラム、搬送システムなどであってよい収集デバイスで使用するために収集されることが可能である。このようにして、毎分、５００個を超える長さ各約１００ｍｍのフィルタロッド２４が製造できる。
【００７０】
このプロセスの制御では、制御システムは適切な制御ハードウェア及び／又はソフトウェアを含むことができる。代表的な制御システム２９０は、例えば、Ｓｉｅｍｅｎｓ ３１５−２ＤＰ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ、Ｓｉｅｍｅｎｓ ＦＭ３５２−５ Ｂｏｏｌｅａｎ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ、及び１６入力ビット／１６出力ビットモジュールを組み込むことが可能である。このようなシステムは、Ｓｉｅｍｅｎｓ ＭＰ３７０表示器などのシステムディスプレイ２９３を利用することが可能である。代表的なロッド製造ユニット２１２は、所望長さのロッドを得るために、切断ユニットのナイフの速度を連続ロッド形成の速度に対して時間的に調節するように構成された制御部を含むことができる。このような例では、ロッド製造ユニットの駆動ベルトと接続することによってエンコーダ２９６と、物体挿入ユニット２１４の制御ユニット２９９とが、挿入ユニットのホィールの位置に対する切断アセンブリ２２２のナイフの位置の基準を提供できる。このようにして、エンコーダ２９６は、フィルタトウの連続ウェブがロッド製造ユニットを通過する速度に対して挿入ユニットのホィールの回転速度を制御する１つの方法を提供することができる。代表的なエンコーダ２９６が、Ｈｅｉｄｅｎｈａｉｎ Ａｂｓｏｌｕｔｅ ２０４８エンコーダとして入手可能である。
【００７１】
ロッド製造装置２１０に、ロッド製造及び動作分析に関連する情報を提供するシステムを含めることも可能である。例えば、販売されているＫＤＦ−２タイプユニットなどのロッド製造装置２１０は、例えば、Ｓｉｅｍｅｎｓ ３１４−Ｃプロセッサなどの処理ユニット又は分析ユニットを含むように適合させることが可能である。処理／分析ユニットは、関連入出力モジュールを含んでもよい。従って、処理ユニットは、ロッド製造装置２１０の動作を監視し、生成されたデータを収集するように構成できる。処理ユニットによって受け取られた収集データは、例えば、ビデオ画面を介して提示可能であり、又は高水準オペレーティングシステムを介して（例えば、イーサネット（登録商標）を介して）他の方法で送信もしくは取り出すことができる。例えば、入力、出力、及びカウンタモジュール（例えば、Ｓｉｅｍｅｎｓ ＦＭ３５０−２モジュールとして販売されている）を備えたＳｉｅｍｅｎｓ ＩＭ−１５３ユニットなどの遠隔データ収集ユニットが、処理ユニットからバスシステム（例えば、Ｐｒｏｆｉｂｕｓ）を介して収集データを受け取る送信ユニット内に取り付けられてもよい。集められた特定の情報に応じて、例えば、特定時間中に製造されたロッドの数と、機械動作速度と、ロッド製造装置の製造効率と、製造プロセス内の中断の数と、ロッド製造ユニットに供給されるフィルタ要素の数と、あらゆる停止の理由とに関するデータを収集することが可能である。
【００７２】
さらに、システム２００は、図３に概略的に示すシガレット製造装置３００を含むことができる。シガレット製造装置３００は、巻き材料２０を巻き付けたタバコロッド１５を、チップ材料５８を介してフィルタロッド２４に取り付けることができる。より詳細には、タバコロッド製造機３０２は、巻き材料２０を喫煙可能な充填材料１６の周りに巻き付けることによりタバコロッド１５を形成できる。さらに、チッピング装置３０４は、チップ材料５８を使って１つ又は複数のタバコロッド１５をフィルタロッド２４に取り付けて、例えば、一体化ツーアップロッド３０５を形成できる。切断装置３０６は、ツーアップロッド３０５を喫煙具１０に分割できる。シガレット製造装置３００として採用できる装置の代表的実施形態は、上記で説明した。
【００７３】
図３に示すように、本開示の実施形態は、喫煙具フィルタを分析する検査／検出システム４００をさらに含むことができる。本明細書で用いられる喫煙具フィルタは、喫煙具の一部であるフィルタ、又は喫煙具中に含まれるように構成されたフィルタを意味する。その際、例えば、喫煙具フィルタは、連続的なフィルタロッド２２０（巻き上げられた、又は未巻き上げの）の一部、分割されたフィルタロッド２４、及び完成フィルタ要素３０を含む。従って、検査／検出システム４００は、全体として、喫煙具フィルタ又は喫煙具の任意の製造段階にある喫煙具フィルタを分析できる。
【００７４】
検査／検出システム４００は、喫煙具フィルタのフィルタ状態を判定できる。本明細書で使用する場合、用語のフィルタ状態は、喫煙具フィルタの全体としての及び／又はその要素としての存在、サイズ、形、健全性（例えば、不適切に接着又は配置された要素）、構成要素、組成、及び／又は性質（例えば、重量）、及び／又はフィルタが仕様に合格か、不合格か、及び／又は喫煙具フィルタを商業的に許容可能とするか、許容不可とするかなどに関し判断できる任意の他の因子に関する任意の情報を意味する。その際、いくつかの実施形態では、フィルタ状態は、喫煙具フィルタそれ自体に関連してよい。例えば、検査／検出システム４００は、フィルタ材料４０が適切なフィルタ材料であるかどうかを判定できる。従って、検査／検出システム４００は、予測フィルタ材料と、検出フィルタ材料を比較できる。さらなる例では、検査／検出システム４００は、喫煙具フィルタが適切な形状であるかどうかを判定できる。その際、フィルタ要素は、通常円柱状である。しかし、その他の実施形態では、フィルタ要素は別の形状を画定してもよい。例えば、Ｒ．Ｊ．Ｒｅｙｎｏｌｄｓ Ｔｏｂａｃｃｏ Ｃｏｍｐａｎｙにより「Ｖａｎｔａｇｅ」の商標名で販売されているシガレットは、内部に円錐形の孔を備えたフィルタ要素を含む。従って、検査／検出システム４００は、喫煙具フィルタの予測形状と、喫煙具フィルタの検出形状を比較できる。
【００７５】
いくつかの実施形態では、フィルタ状態は、喫煙具フィルタに対する物体５０の物体挿入状態を含むことができる。その際、検査／検出システム４００の全体又は一部を、物体挿入ユニット２１４の下流に配置し、物体挿入状態を判定できる。例えば、挿入物体の実施形態は、繊維、チューブ、カプセルなどを含む。例えば、物体挿入状態には、フィルタ要素内の物体の存在、フィルタ要素中の物体の非存在、適切な物体（即ち、所望の物体）、不適切な物体（即ち、検出物体が所望の物体でなく、例えば、所望のカプセルでなく繊維が挿入された）、フィルタ要素内への物体の適正な挿入、フィルタ要素内への物体の不良挿入、フィルタ要素内の物体が適正、フィルタ要素内の物体が不良（即ち、物体が存在するが適正に挿入されていない（誤って位置合わせされている）、又は物体が存在して適正に挿入されているが他の因子が不良（歪んでいる、漏れている、又は破裂している））、の状態の内の１種又は複数種を含むことができる。従って、このような検査／検出システム４００は、不良喫煙具フィルタを特定する、又は別の方法で許容可能な喫煙具フィルタと、許容不可（又は不良）の喫煙具フィルタとを鑑別するのに有益である。
【００７６】
喫煙具フィルタのこのような不良には、物体が無い状態、物体が誤って配置されている状態、物体が誤って位置合わせされている状態、又は破壊可能な（壊れやすい）要素の場合には、既に物体が破裂されている状態を含めてもよい。例えば、カプセルなどの破壊可能な要素は、喫煙具の生産プロセスに沿って進行する間に、フィルタロッド又は要素内への挿入中、又は挿入後に破裂又は破壊する場合がある。このような不良は、既に−破壊された−カプセル（「ＡＢＣ」）と呼ばれる場合がある。他の例では、例えば、物体をフィルタ材料４０に挿入するために使用される挿入ユニット２１４が正常に動作しないために、フィルタロッド中に物体が全く無い場合がある。さらに他の例では、物体５０が、喫煙具フィルタ内で誤って配置され、誤って位置合わせされ、又は誤って位置決めされている場合があり、連続フィルタロッド２２０をフィルタロッド２４に分割する間に、１つ又は複数の物体が切断されることがあり、それによって不良を引き起こす。
【００７７】
喫煙具２００を形成するシステムは、不良喫煙具フィルタ除去装置５００をさらに含むことができる。不良喫煙具フィルタ除去装置５００は、検査／検出システムにより判定された物体挿入状態が、喫煙具フィルタ中の物体の非存在、喫煙具フィルタ中への物体の不良挿入、及び喫煙具フィルタ内の不良物体、の内の少なくとも１種を示す場合に、検査／検出システム４００と通信して不良喫煙具フィルタを除去するように構成できる。喫煙具１０がその形成後に検査される実施形態では、不良喫煙具フィルタの除去は、図３に示す不良喫煙具１０’の除去を含むことができる。しかし、不良喫煙具フィルタの除去は、連続フィルタロッド２２０（巻き付けられた又は巻き付けられていない）の不良部分又は不良フィルタロッド２４の除去、又はその他の実施形態ではその一部の除去を含んでもよい。その際、不良喫煙具フィルタ除去装置５００は、喫煙具フィルタ又は喫煙具の任意の製造又はパッケージング段階で、概して、検査／検出システム４００の下流又は検査／検出システム４００に配置できる。
【００７８】
一部の例では、検査／検出システム４００は、好ましくは１つ又は複数の物体が連続フィルタロッド２２０中に挿入された後、及び／又は連続フィルタロッドが個々のフィルタロッド２４又はフィルタ要素３０に分割された後、生産プロセスに沿って「オンライン」で実装できる。従って、喫煙具フィルタの物体挿入状態の判定は、喫煙具２００を形成するシステムの処理量に悪影響を及ぼすことなく（又は低減されたもしくは最小の影響で）、生産プロセス中で行うことができる。あるいは、検査／検出システム４００は、生産プロセスから分離された「オフライン」の形で実施できる。このようにして、喫煙具フィルタは、「オフライン」の検査のために生産プロセスから取り除くか、又は別の方向に流すことができ、その後受け入れ可能な喫煙具フィルタは、喫煙具生産及び／又はパッケージングプロセスに戻される。例えば、喫煙具フィルタは、喫煙具の形成システム及び検査／検出システムへ／から空気圧によって移送できる（「豆鉄砲（ｐｅａｓｈｏｏｔｉｎｇ）」として当業者に知られている）。いずれの例でも、検査／検出システム４００は、１つ又は複数の物体の喫煙具フィルタ内への挿入後に、製造プロセス中の任意の箇所で、又は製造プロセスの完了後に、実施できる。したがって、一部の例では、最終的な喫煙具１０（フィルタ要素３０とタバコロッド１５を含む）が検査されてもよく、他の例では、連続フィルタロッド２２０又は個々のフィルタロッド２４又はフィルタ要素３０が検査されてもよい。
【００７９】
一実施形態では、検査／検出システム４００は、ロッド製造装置２１０の切断アセンブリ２２２に隣接して、例えば、切断アセンブリの直前などに配置できる。このような例では、連続巻き上げフィルタロッド２２０は、ロッド製造装置２１０に沿って進み、切断アセンブリ２２２による分割の前又は後で、検査／検出システム４００によって分析される。検査／検出システム４００は、喫煙具フィルタ（例えば、連続巻き上げフィルタロッド２２０及び／又は個別フィルタロッド２４）の物体挿入状態を判定し、出力して、適切な情報を制御システム２９０及び／又は不良喫煙具フィルタ除去装置５００に送るように構成される。したがって、いずれの不良喫煙具フィルタ（即ち、物体挿入状態が、フィルタ要素中に物体の非存在、フィルタ要素内への物体の不良挿入、及びフィルタ要素内の不良物体のうちの１つを示す喫煙具フィルタ）を特定でき、したがって喫煙具１０の最終製品中で気付かれる前に製造プロセスからこれらを取り除くことができる。
【００８０】
その他の例では、検査／検出システム４００は、製造プロセスのさらに下流に、又は製造プロセスが完了した後に、配置できる。その際、出願人らは、チッピング装置３０４がタバコロッド１５及びフィルタロッド２４の周りにチップ材料５８を巻くときに、又はフィルタロッド２４をフィルタ要素３０に分割する間に、物体が損傷を受ける可能性があると判断した。従って、例えば、図３の検査／検出システム４００は、シガレット製造装置３００に配置され、不良喫煙具フィルタ除去装置５００は、そこから下流であってよいが、検査／検出システム及び不良喫煙具フィルタ除去装置は、喫煙具２００の形成システム内の、又はそれから離れた、他の様々な位置に配置できる。
【００８１】
従って、最終製品を配送する前に、不良喫煙具フィルタを適宜不合格として取り除くことができる。さらに、全体的な製品品質を促進し、高めるために、多重検査／検出システム４００及び／又は他の多重測定スキームを冗長手段として実施してもよい。例えば、複数分析を実現するように、フィルタロッド２４及び／又は喫煙具１０の製造で、オンラインとオフラインの両方の検査／検出システムを実施してもよい。即ち、検査／検出システムを、フィルタロッド２４が形成される間及び／又はその後に、個々のフィルタ要素３０が形成される間及び／又はその後に、及び／又はシガレットもしくは他の喫煙具１０が形成される間及び／又はその後に、オンライン及び／又はオフラインの処理に採用してもよい。
【００８２】
検査／検出システムの既存の実施形態を採用する場合には、喫煙具が相対的に短時間で製造・パッケージ化されるために、製造及びパッケージングプロセスの間に漏れ出る液体又はゲルの量が比較的微量の場合があることから、破壊可能な物体からの漏れを検出することが困難な場合がある。その際、検査／検出システムの既存の実施形態は、フィルタの密度及び／又は湿分含量を検出するために、例えば、マイクロウェーブ放射センサー及び／又はベータ線放射センサーを用いてもよい。しかし、破壊可能な物体が直前に破壊された場合、フィルタの密度及び湿分含量は大きくは変化しない。従って、破壊された物体を検出するのが困難になるであろう。検査／検出システムの既存の実施形態で開示されている他の種々のセンサーの実施形態もまた、製造プロセス中に破壊し、比較的少量の液体又はゲルがフィルタの検査前に物体から漏出するような物体の検出に関して困難に直面する可能性がある。
【００８３】
従って、本明細書で開示の検査／検出システム４００の実施形態は、上述のフィルタ状態に関連する可能性のある種々の他の条件の判定に加えて、新たに破壊したカプセルを検出するように構成できる。その際、いくつかの実施形態では、検査／検出システム４００は、喫煙具フィルタに対するカプセルの状態（例えば、液体又はゲルで充填されている、又は空の中空物体）を判定するように構成できる。従って、いくつかの実施形態では、検査／検出システム４００により判定されるカプセル状態は、喫煙具フィルタ内のカプセルの存在、喫煙具フィルタ中のカプセルの非存在、喫煙具フィルタ中へのカプセルの適切な挿入、喫煙具フィルタ中へのカプセルの不良挿入、喫煙具フィルタ内の適切なカプセル、及び喫煙具フィルタ内の不良カプセルの内の少なくとも１種を含んでよい。しかし、上記のように、検査／検出システム４００は、物体の他の種々の実施形態の物体挿入状態及び／又は種々のその他のフィルタ状態を判定するようにさらに構成できる。
【００８４】
図４は、検査／検出システム４００の例示的実施形態を示す。図示した実施形態では、検査／検出システム４００は、喫煙具１０のフィルタ要素３０を検査する。従って、以下では、検査／検出システム４００の操作を、喫煙具１０のフィルタ要素３０の検査の観点から一般的に説明する。しかし、上述のように、検査／検出システム４００を採用して、喫煙具フィルタの種々の他の実施形態を検査できることを理解されたい。
【００８５】
図に示すように、検査／検出システム４００は、エミッタ４０２、センサー４０４、及び分析ユニット４０６を含むことができる。エミッタ４０２は、初期信号４０８をフィルタ要素３０に向けて送信しそれと相互作用させるように構成できる。センサー４０４は、初期信号４０８とフィルタ要素３０との相互作用から生じた生成信号４１０を検出するように構成できる。いくつかの実施形態では、図４に示すように、エミッタ４０２とセンサー４０４が、それらの間にフィルタ要素３０を収容するように構成されてもよい。さらに、センサー４０４とエミッタ４０２は、上記で考察のように、物体挿入ユニット２１４の下流に配置してもよい。別の例示的実施形態では、センサー４０４とエミッタ４０２は、フィルタ要素３０とタバコロッド１５の周りにチップ材料５８を巻き付けるように構成されたチッピング装置３０４の下流に配置してもよい。
【００８６】
操作中、図４に示すように、喫煙具１０のフィルタ要素３０を、センサー４０２とエミッタ４０４との間に収容してもよい。第１と第２のミラー４１２、４１４を採用して、それぞれ、初期信号４０８をフィルタ要素３０の方向に向け、生成信号４１０をセンサー４０４の方向に向けることができる。さらに、収束レンズ４１６は、初期信号４０８をフィルタ要素３０（又は別の分析位置）の長手方向軸４１８に垂直に収束させるように構成し、また、コリメーターレンズ４２０を生成信号４１０が実質的にまっすぐになるように構成でき、それにより、センサー４０４が生成信号を適切に判断できる。一実施形態では、収束レンズ４１６とコリメーターレンズ４１８の少なくとも１つは、ポリメチルペンテンを含んでよい。ポリメチルペンテンの使用は、ポリメチルペンテンがテラヘルツ周波数範囲の信号に対し透過性であるという理由で好ましい。
【００８７】
検査／検出システム４００は、本明細書では、喫煙具フィルタを通る信号を伝達し、それを通って伝達された信号を受信するように構成されているとして一般的に記載されているが、その他の実施形態では、検査／検出システムを、追加で、又は代わりに、喫煙具フィルタを狙った信号の反射部分を検出するように構成してもよいことに留意されたい。その際、追加又は代わりのセンサーを、喫煙具フィルタに対しエミッタと同じ側に配置し、反射信号を検出できる。
【００８８】
検査／検出システム４００は、喫煙具１０をその長手方向軸４１８に沿って直線的に移動させること、及び長手方向軸の周りに喫煙具を回転させることの内の少なくとも１種を行うように構成された移動装置４２２をさらに含んでもよい。その際、図示した実施形態では、ホルダー４２４は、喫煙具１０の点火端２８を掴むように構成されるが、喫煙具をその他の位置と方式で掴むことも可能である。ホルダー４２４は、喫煙具１０が長手方向軸４１８の周りに回転するように、モーター４２６により回転させることができる。さらに、シリンダー４２８は、喫煙具１０が同様に長手方向軸に沿って動くように、ピストン４３０を長手方向軸４１８に沿って前後に動かすことができる。いくつかの実施形態では、シリンダー４２８とピストン４３０は、空気圧により又は水圧により駆動できる。図示した実施形態では、シリンダー４２８は、喫煙具１０が同様に長手方向軸に沿って動くように、ピストン４３０、モーター４３６、及びホルダー４２４を長手方向軸４１８に沿って動かす。しかし、移動装置４２２を、喫煙具１０を他の方式で動かすように構成できることは理解されよう。あるいは、移動装置は、喫煙具１０を静止させたままで、センサー４０４とエミッタ４０２の片方又は両方を動かすことができる。その際、喫煙具１０の動きは、エミッタ４０２とセンサー４０４に対してであってよい。
【００８９】
移動装置４２２は、喫煙具１０と、センサー４０４及びエミッタ４０２との間で、多くの方式で相対的な動きを生成することができる。例えば、移動装置４２２は、喫煙具１０を長手方向軸４１８に沿って直線的に移動させ、続けて、長手方向軸の周りに喫煙具を回転させることができる。例えば、移動装置４２２は、喫煙具１０を長手方向軸４１８に沿って移動させ、長手方向軸の周りに喫煙具１０を回転させ、その後、喫煙具を長手方向軸に沿って再度移動させることができる（いくつかの実施形態では、これを繰り返してもよい）。しかし、好ましい実施形態では、喫煙具１０を長手方向軸４１８に沿って直線的に移動させ、同時に、長手方向軸の周りに喫煙具を回転させることができる。それにより、長手方向軸４１８上の点以外の喫煙具１０上の点は、ヘリカル軌道に沿って移動でき、それにより、信号４０８、４１０が喫煙具を素早く走査できる。別の実施形態では、初期信号のビーム幅は十分に広く、そのために、移動装置は、喫煙具を回転させるだけでよい。
【００９０】
初期信号４０８は、約０．１テラヘルツ〜約１０テラヘルツの周波数に設定できる。その際、出願人らは、テラヘル周波数帯で動作するように構成されたエミッタとセンサーを使って、特に、破壊可能な物体が破壊されたかどうかを判定する観点から、検査／検出システムの既存の実施形態に比べて、特定の状況下の物体挿入状態をより正確に判定できる可能性があるという結論に至った。一例示的実施形態では、初期信号は、約０．４８テラヘルツの初期信号に設定でき、幾つかの態様では、出願人らは物体挿入状態を判定するためにこの周波数を採用した。いくつかの実施形態では、エミッタ４０２とセンサー４０４は、Ｚｏｍｅｇａ Ｔｅｒａｈｅｒｔｚ Ｃｏｒｐ．（Ｅａｓｔ Ｇｒｅｅｎｂｕｓｈ，ＮＹ）から販売されているＭｉｎｉ−Ｚ Ｈｉｇｈ−Ｓｐｅｅｄ（ＨＳ）テラヘルツ時間領域分光装置を含んでもよい。しかし、エミッタ４０２とセンサー４０４の他の種々の実施形態を採用してもよい。例えば、Ｋａｒｐｏｗｉｃｚらの米国特許出願公開第２００９／００６６９４８号に、エミッタ及びセンサーの片方又は両方を設定できる追加の分光装置が記載されている。この特許は、参照により本明細書に組み込まれる。
【００９１】
分析ユニット４０６は、センサー４０４からの生成信号４１０を受け、生成信号に基づいてフィルタ状態を判定するように構成できる。分析ユニット４０６は、生成信号４１０を分析して、物体挿入状態を判定できる。例えば、図５は検査／検出システム４００の採用による波形のグラフ５００を示す。特に、参照信号５０２、ならびに第１と第２の生成信号５０４、５０６が示されている。示した例示的実施形態では、参照信号５０２は、初期信号の空気中伝送に伴う生成信号である。第１の生成信号５０４は、初期信号の喫煙具フィルタの物体が内部に存在しない位置を通る伝送による生成信号である。第２の生成信号５０６は、初期信号の喫煙具フィルタの物体が内部に存在する位置を通る伝送による生成信号である。
【００９２】
グラフ５００の水平軸５０８は、初期信号の伝送と信号受信との間の遅延時間を示す。グラフ５００の垂直軸５１０は、信号の振幅を示す。その際、分析ユニット４０６は、生成信号の伝送時間と生成信号の振幅の内の少なくとも１種を検出するように構成されてもよい。従って、分析ユニット４０６は、生成信号の伝送時間と参照信号の伝送時間との間の差異、及び生成信号の振幅と参照信号の振幅との間の差異の内の少なくとも１種を判定するようにさらに構成されてもよい。
【００９３】
図に示すように、参照信号５０２は、第１と第２の生成信号５０４、５０６の振幅５０４ａ、５０６ａより大きい振幅５０２ａを有する。さらに、第１の生成信号５０４の振幅５０４ａは、第２の生成信号５０６の振幅５０６ａより大きい。これに関し、出願人らは、相対的により小さい振幅を有する生成信号は、より大きな密度の塊を通って（例えば、物体のないフィルタ要素を通った場合とは対照的に、物体を通って、）移動した生成信号に対応すると結論付けた。
【００９４】
さらに、図５は、参照信号５０２の信号遅延時間５０２ｂは、第１と第２の生成信号５０４、５０６の信号遅延時間５０４ｂ、５０６ｂより小さいことを示す。さらに、第１の生成信号５０４の信号遅延時間５０４ｂは、第２の生成信号５０６の信号遅延時間５０６ｂより小さい。これに関し、出願人らは、相対的により大きい信号遅延時間を有する生成信号は、より大きな密度の塊を通って（例えば、物体のないフィルタ要素を通った場合とは対照的に、物体を通って、）移動した生成信号に対応すると結論付けた。
【００９５】
図６は、検査／検出システム４００の採用による波形に関する追加のグラフ６００を示す。特に、参照信号５０２、ならびに第１と第２の生成信号５０４、５０６が示されている。さらに、ノイズ信号６０２が示されている。ノイズ信号６０２は、周囲条件及び／又はその他の因子に伴う生成信号に対応するが、信号が進む媒質に無関係であるために無視されるべきである。グラフ６００は、垂直軸６０４に振幅を、水平軸６０６に周波数を示す。
【００９６】
上述したように、参照信号５０２の振幅５０２ａは、第１の生成信号５０４の振幅５０４ａより大きく、この振幅５０４ａは、第２の生成信号５０６の振幅５０６ａより大きい。図６でさらに示されるように、参照信号５０２の周波数帯５０２ｃは、第１の生成信号５０４の周波数帯５０４ｃより広く、この周波数帯５０４ｃは、第２の生成信号５０６の周波数帯５０６ｃより広い。さらに、参照信号５０２の最大周波数５０２ｄは、第１の生成信号５０４の最大周波数５０４ｄより大きく、この最大周波数５０４ｄは、第２の生成信号５０６の最大周波数５０６ｄより大きい。これに関し、出願人らは、喫煙具フィルタの物体は、相対的により高い周波数の信号を吸収可能なために、相対的に狭い周波数帯の信号が内部を通過するのを可能とするという結論に至った。
【００９７】
このように、本明細書で開示の検査／検出システム４００は、喫煙具フィルタのフィルタ状態を判定できる。その際、生成信号を参照信号と比較して、フィルタ状態を判定できる。参照信号は、一般的に、初期信号の空気中の伝送に対応する生成信号として上記で説明しているが、他の実施形態では、参照信号は、初期信号それ自体を含んでもよく、又は参照信号は、初期信号の内部に物体のない喫煙具フィルタ中の伝送に、もしくは内部に物体を含む喫煙具フィルタ中の伝送に対応する生成信号を含んでもよい。従って、生成信号と参照信号との間の差異、又はその差異の欠如に関して分析ユニット４０６で計算して、フィルタ状態を判定することができる。従って、例えば、振幅、信号遅延時間、周波数帯、及び／又は最大周波数の参照信号と生成信号との間の差異を用いてフィルタ状態の判定を行うことができる。
【００９８】
図７は、フィルタ材料７０４中に液体又はゲルを充填した無傷の物体７０２を含む喫煙具フィルタの画像７００、及びフィルタ材料７１０中に液体又はゲルが漏れ出た状態の破壊された物体７０８を含む喫煙具フィルタの画像７０６を示す。画像７００、７０６の垂直軸７１２、７１４は、喫煙具フィルタの長手方向軸の周りの回転の角度に対応し、一方、水平軸７１６、７１８は、喫煙具フィルタの長手方向軸に沿った距離に対応する。画像７００、７０６のより暗い領域は、相対的に大きな信号吸収に対応し、一方、より白い領域は、相対的に大きな信号透過に対応する。喫煙具フィルタの長手方向軸に沿った、及び周囲の画像化により（例えば、上記の長手方向及び回転運動により）、物体の何らかの非対称性又はその配置の非対称性が検出できることに留意されたい。
【００９９】
無傷の物体７０２を含む喫煙具フィルタ、及び破壊された物体７０８を含む喫煙具フィルタに対応する生成信号のグラフ７５０、７５２も、同様に図７に示されており、ここでは、垂直軸７５４、７５６は振幅に、水平軸７５８、７６０は信号遅延時間に、それぞれ対応する。グラフ７５０に示されるように、フィルタ材料７０４を通って受信された生成信号７６２は、フィルタ材料と無傷の物体７０２を通って受信された生成信号７６４の振幅７６４ａと遅延時間７６４ｂに比較して、より大きな振幅７６２ａ及びより小さな遅延時間７６２ｂを示す。
【０１００】
さらに、グラフ７５２に示されるように、フィルタ材料７１０を通って受信された生成信号７６６は、フィルタ材料と破壊された物体７０８を通って受信された生成信号７６８の振幅７６８ａと遅延時間７６８ｂに比較して、より大きな振幅７６６ａ及びより小さな遅延時間７６６ｂを示す。しかし、振幅７６６ａ、７６８ａ及び信号遅延時間７６６ｂ、７６８ｂの間の差異は、信号が無傷の物体を通過する場合に比較して、相対的に小さい。この場合、破壊されたカプセル７０８から漏れ出た流体又はゲルは、フィルタ材料７１０を相対的に低い信号透過性にし、物体を相対的により高い信号透過性にすることができる。さらに、無傷の物体７０２と破壊された物体７０８に対するグラフ７５０、７５２を比較することにより、破壊された物体に対する生成信号７６８の振幅７６８ａと信号遅延時間７６８ｂに比べて、無傷の物体を通って受信された生成信号７６４の振幅７６４ａがより小さく、信号遅延時間７６４ｂがより大きいことがわかる。これは、通常、無傷の物体７０２中で液体又はゲルが信号を吸収するが、液体又はゲルがそれから流出すると、破壊された物体７０８は、それを通る信号の吸収がより少ないという理由により発生する。
【０１０１】
図８は、フィルタ材料８０４中に配置された液体又はゲルを含有する無傷の物体８０２を含む喫煙具フィルタの画像８００、及びフィルタ材料８１０中で液体又はゲルが漏れ出た状態の破壊された物体８０８を含む喫煙具フィルタの画像８０６を示す。画像８００、８０６の両方は、約０．４８テラヘルツの周波数の初期信号を使って生成された。画像８００、８０６の垂直軸８１２、８１４は、喫煙具フィルタの長手方向軸の周りの回転の角度に対応し、一方、水平軸８１６、８１８は、喫煙具フィルタの長手方向軸に沿った距離に対応する。画像８００、８０６のより暗い領域は、相対的に大きな信号吸収に対応し、一方、より白い領域は、相対的に大きな信号透過に対応する。喫煙具フィルタの長手方向軸に沿った、及び周囲の画像化により（例えば、上記の長手方向及び回転運動により）、物体又はその配置の何らかの非対称性が検出できることに留意されたい。
【０１０２】
無傷の物体８０２を含む喫煙具フィルタ、及び破壊された物体８０８を含む喫煙具フィルタに対応する生成信号のグラフ８５０、８５２も、同様に図８に示されており、ここでは、垂直軸８５４、８５６は振幅に、水平軸８５８、８６０は周波数に、それぞれ対応する。グラフ８５０に示されるように、フィルタ材料８０４を通って受信された生成信号８６２は、フィルタ材料と無傷の物体８０２を通って受信された生成信号８６４の振幅８６４ａより大きな振幅８６２ａを示す。しかし、グラフ８５２に示されるように、フィルタ材料８１０を通って受信された生成信号８６６は、フィルタ材料と破壊された物体８０８を通って受信された生成信号８６８の振幅８６８ａと実質的に類似した振幅８６６ａを示す。
【０１０３】
図９は、物体が破壊された後の、流体又はゲル充填物体を通る生成信号９０２の振幅の経時変化のグラフ９００を示す。垂直軸９０４に生成信号９０２の振幅を、水平軸９０６に物体の破壊からの時間を示す。図に示すように、生成信号９０２の振幅は、最初は急速に増加する。それに応じて、本明細書で開示の検査／検出システム４００は、破壊の直後に破壊された物体を検出できる。
【０１０４】
図１０は、流体又はゲル充填物体を通る生成信号１００２の遅延時間の経時変化のグラフ１０００を示す。垂直軸１００４に生成信号１００２の遅延時間（伝送と受信との間の時間）を、水平軸１００６に物体の破壊からの時間を示す。図に示すように、生成信号１００２の遅延時間は、最初は急速に減少する。従って、この追加の理由により、本明細書で開示の検査／検出システム４００は、破壊の直後に破壊された物体を検出できる。その際、物体からの大部分の流体又はゲルの拡散は、物体が破壊された後の最初の数秒間で発生するようにみえる。
【０１０５】
このように、本明細書で開示の検査／検出システム４００は、フィルタ状態を判定できる。さらに、フィルタ状態は、物体の破壊が懸念されるイベント又はプロセスの直後に（例えば、チッピング装置３０４がタバコロッド１５及びフィルタロッド２４の周りにチップ材料５８を巻いた直後、又はフィルタロッド２４をフィルタ要素３０に分割する間に）判定できる。従って、破壊された直後に破壊された物体を特定できないことに関する問題は回避される。
【０１０６】
フィルタ状態を判定することに加えて、分析ユニット４０６は、フィルタ状態を示す情報を出力するように構成することもできる。その際、分析ユニット４０６は、喫煙具フィルタの画像（例えば、画像７００、７０６、８００、８０６を参照）又は生成信号のグラフ（例えば、グラフ５００、６００、７５０、７５２、８５０、８５２を参照）を出力できる。しかし、他の実施形態では、例えば、フィルタ状態が許容可能である（例えば、フィルタ要素内に物体の存在、物体のフィルタ要素への適切な挿入、及びフィルタ要素内の適切な物体を判定された喫煙具フィルタ）か、又は許容可能でない（例えば、フィルタ要素中の１つ又は複数の物体の非存在、フィルタ要素中への物体の不良挿入、及びフィルタ要素内の不良物体を判定された喫煙具）かを示すことにより、情報はフィルタ状態をさらに直接に記載できる。その際、フィルタ状態は、不良喫煙具フィルタ除去装置５００に伝送でき、それにより、フィルタ状態が、喫煙具フィルタ中の物体の非存在、喫煙具フィルタ中への物体の不良挿入、及び喫煙具フィルタ内の不良物体、の内の少なくとも１種を示す場合に、不良喫煙具フィルタを除去できる。上述のように、分析ユニットは、振幅、信号遅延時間、周波数帯、及び／又は最大周波数の参照信号と生成信号との間の差異を測定することによりフィルタ状態の判定を行うことができる。例えば、それらの間の差異を閾値と比較して、フィルタ状態を判定できる。
【０１０７】
関連方法も同様に提供される。図１１に示すように、方法は、操作１１００の約０．１テラヘルツ〜約１０テラヘルツの周波数の初期信号を喫煙具フィルタに向けて送信することを含むことができる。さらに、方法は、操作１１０２の初期信号と喫煙具フィルタとの相互作用から生じた生成信号を検出することを含むことができる。方法は、操作１１０４の生成信号に基づいて挿入カプセル状態を判定することをさらに含むことができる。方法は、操作１１０６のカプセル状態を示す情報を出力することも含むことができる。
【０１０８】
いくつかの実施形態では、初期信号の周波数は、約０．４８テラヘルツであってよい。また、操作１１０４のカプセル状態を判定することは、生成信号の伝送時間を判定することと、生成信号の振幅を判定することの内の少なくとも１つを含めることができる。操作１１０４のカプセル状態を判定することは、生成信号の伝送時間と参照信号の伝送時間との間の差異を判定することと、生成信号の振幅と参照信号の振幅との間の差異を判定することの内の少なくとも１つをさらに含めることができる。さらに、いくつかの実施形態では、カプセル状態は、喫煙具フィルタ内の物体の存在、喫煙具フィルタ中の物体の非存在、喫煙具フィルタ中への物体の適切な挿入、喫煙具フィルタ中への物体の不良挿入、喫煙具フィルタ内の適切な物体、及び喫煙具フィルタ内の不良物体の内の少なくとも１種を含むことができる。
【０１０９】
いくつかの実施形態では、方法は、操作１１０８の喫煙具フィルタ中へ物体を挿入することをさらに含むことができる。さらに、方法は、操作１１１０の喫煙具フィルタとタバコロッドの周りにチップ材料を巻くことを含むことができる。操作１１００の初期信号を送信すること及び操作１１０２で生成信号を検出することは、操作１１０８の喫煙具フィルタ中に物体を挿入すること及び操作１１１０の喫煙具フィルタ及びタバコロッドの周りにチップ材料を巻き付けることの後で発生する。
【０１１０】
方法は、操作１１１２のセンサーとエミッタとの間に喫煙具フィルタを配置することをさらに含むことができる。方法は、操作１１１４の初期信号を喫煙具フィルタの長手方向軸に垂直に収束させることをさらに含むことができる。さらに、方法は、操作１１１６の喫煙具フィルタをその長手方向軸に沿って直線的に移動させることと、長手方向軸の周りに喫煙具フィルタを回転させることの内の少なくとも１つを含むことができる。方法は、操作１１１８の生成信号をまっすぐにすることも含むことができる。さらに、方法は、カプセル状態が、喫煙具フィルタ中の物体の非存在、喫煙具フィルタ中への物体の不良挿入、及び喫煙具フィルタ内の不良物体の内の少なくとも１種を示す場合に、操作１１２０の不良喫煙具フィルタを除去することを含むことができる。
【０１１１】
前出の記載及び関連する図面で提示された教示から利益を得られる本開示に関係する当業者なら、本明細書に記載の本開示の多くの修正及び他の実施形態を思いつくであろう。従って、本開示は、開示された特定の実施形態に限定されないこと、ならびに修正物及び他の実施形態は、添付の特許請求の範囲に含まれることが意図されていることを理解されたい。本明細書では特定の用語が使用されているが、これらは一般的かつ説明的な意味でのみ使用されているものであり、限定を目的としたものではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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