(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
喫煙マシンのための着火装置において、
前記喫煙マシンによって保持した喫煙品の一方の端部に着火する熱を発生し得る熱源と、
前記喫煙品の前記端部の位置を検出し得る自動センサと、
前記センサと通信する制御手段であって、
前記熱源の移動および／または前記喫煙マシンによって保持した前記喫煙品の移動を調整して、前記熱源を前記喫煙品の端部から離した状態にする離間距離を制御し得るよう構成し、また
前記センサによって検出された前記喫煙品の端部の位置に基づいて前記熱源を動作させるパラメータを自動的に調整し得るよう構成し、前記熱源を動作させる前記パラメータ調整として、前記熱源による前記喫煙品端部の着火を成功させるように、前記喫煙品に加わる熱量を調整するものとした
該制御手段と
を具えたことを特徴とする着火装置。
【請求項２】
前記熱源は、空気対流で前記喫煙品端部を着火させるための熱を発生するよう空気対流を生ずる熱源とし、前記制御手段は、前記パラメータ調整として、前記喫煙品端部と前記熱源との間における前記離間距離に比例して、前記熱源の温度を上昇させるよう自動的に調整し得る構成とした請求項１記載の着火装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の着火装置において、さらに、喫煙品端部から熱を選択的に分散させるおよび／または選択的に喫煙品に熱を指向させる経路手段を具え、前記制御手段は、前記パラメータ調整として、前記熱源から前記喫煙品端部への熱伝達の経路を調整し得るよう前記経路手段を制御する構成した着火装置。
【請求項４】
前記熱源は、電磁放射で前記喫煙品端部を着火させるための熱を発生する電磁放射を生ずる熱源とし、前記制御手段は、前記パラメータ調整として、前記離間距離に比例して前記喫煙品の着火性を高めるよう、前記熱源によって発生して前記喫煙品端部に加わる前記電磁放射のレベルおよび／または波長範囲を自動的に調整する、前記電磁放射を生ずる熱源自体および前記経路手段のうち少なくとも一方の制御を行う構成とした請求項３に記載の着火装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記パラメータ調整として、前記熱源から発生する電磁放射のレベルおよび／または波長範囲を自動的に調整し得るよう、前記電磁放射を生ずる熱源自体を制御するものとした請求項４記載の着火装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記パラメータ調整として、前記熱源から発生して前記喫煙品端部に伝達される電磁放射のレベルおよび／または波長範囲を調整し得るよう前記経路手段を制御するものとした請求項４または５記載の着火装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記パラメータ調整として、前記喫煙品端部から前記熱源の選択した領域を遮蔽するよう位置決めおよび調整できる調整自在遮蔽手段、調整自在反射手段、前記熱源から前記喫煙品端部に向かって発生する放射を集束放射させるか直接放射させるかを選択的に行う屈折手段、前記熱源から発生する放射を前記喫煙品端部から選択的に逸らすよう指向させる調整自在に屈折および／または偏向させる手段のうち、少なくとも一つの手段を有する経路手段を制御して、前記喫煙品端部に伝達される電磁放射のレベルおよび／または波長範囲を調整し得るものとした請求項６記載の着火装置。
【請求項８】
前記制御手段を、前記パラメータ調整として、入射する放射のある割合を吸収または反射する少なくとも１個の熱フィルタを有するものとして構成し、この熱フィルタは、前記熱源と前記喫煙品端部との間に取り外し可能に位置決めし、前記熱源から発生する放射のある割合を前記喫煙品に向かって伝達するのを防止するようにした請求項７記載の着火装置。
【請求項９】
前記制御手段を、前記パラメータ調整として、それぞれ異なる吸収／反射特性を有する複数個の離散領域を有する１個またはそれ以上の可変または二色性フィルタを有するものとして構成し、前記熱源と前記喫煙品端部との間で前記可変または二色性フィルタを位置決めし、前記可変または二色性フィルタを前記熱源および喫煙品に対して移動させ、前記熱源から前記喫煙品に伝達される電磁放射の量を調整するようにした請求項８記載の着火装置。
【請求項１０】
前記制御手段を、前記パラメータ調整として、前記喫煙品端部と前記熱源との間における前記離間距離に比例して喫煙品に着火するための前記喫煙品端部に加える熱の持続時間を、長くするよう自動的に調整し得るものとして構成した請求項１〜９のうちのいずれか一項に記載の着火装置。
【請求項１１】
前記制御手段を、前記パラメータ調整として、前記センサにより検出した喫煙品端部と前記熱源との間における前記離間距離に比例して喫煙マシンの吸引サイクルにおける加熱タイミングを早めるよう自動的に調整し得るものとして構成した請求項１〜１０のうちのいずれか一項に記載の着火装置。
【請求項１２】
前記熱源を、前記喫煙品に対して移動可能にし、前記制御手段は、前記熱源の移動を制御し得るようにし、前記制御手段の下で前記熱源が選択した位置に移動しまたは選択した位置で停止することができるようにした請求項１〜１１のうちいずれか一項に記載の着火装置。
【請求項１３】
前記制御手段を、前記喫煙マシンに保持した喫煙品の移動を制御し得るものとし、前記制御手段の制御の下に前記喫煙品を選択した位置に移動する、または選択した位置で停止させることができるようにした請求項１〜１２のうちいずれか一項に記載の着火装置。
【請求項１４】
前記センサを、前記喫煙品端部が前記熱源からの前記所定距離に位置するとき、もしくは前記喫煙品と前記熱源との間のプリセットした軌跡に沿って移動した後に前記喫煙品端部が前記熱源から所定距離にある位置をとるとき、喫煙品端部を検出し得るようにした請求項１〜１３のうちのいずれか一項に記載の着火装置。
【請求項１５】
前記着火装置を、前記センサによって前記喫煙品端部を検出した後、制御手段の制御の下に前記喫煙品を移動し、前記熱源と前記喫煙品端部との間に所定距離の離間を生ずるように構成した請求項１〜１４のうちのいずれか一項に記載の着火装置。
【請求項１６】
前記センサを、前記喫煙品端部が所定位置にあるときを決定し得るよう構成した請求項１〜１５のうちのいずれか一項に記載の着火装置。
【請求項１７】
前記センサを、喫煙品端部のとりうる位置の範囲において喫煙品端部位置を識別し得るものとして構成した請求項１〜１６のうちのいずれか一項に記載の
【請求項１８】
前記喫煙品端部を前記熱源から選択的に遮蔽し、前記熱源から前記喫煙品端部への実質的な熱伝達を阻止するよう構成した請求項１〜１７のうちのいずれか一項に記載の着火装置。
【請求項１９】
前記センサを、前記喫煙品から反射または発生する放射を検出するものとして構成した請求項１〜１８のうちいずれか一項に記載の着火装置。
【請求項２０】
前記センサは、ターゲットから反射され得る信号を伝達し、前記ターゲットから反射される信号を検出し得る、また前記反射信号を分析し得る測距センサを有するものとして構成した請求項１〜１９のうちいずれか一項に記載の着火装置。
【請求項２１】
前記センサは、喫煙品を可視化できるカメラタイプの装置により構成した請求項１〜２０のうちいずれか一項に記載の着火装置。
【請求項２２】
喫煙品の一方の端部を露出させて前記喫煙品を保持する保持手段と、前記喫煙品に空気を引き込むよう前記喫煙品の他方の端部に隣接配置した吸引手段と、前記喫煙品の前記一方の端部に着火するための請求項１乃至２１のうちのいずれか一項に記載の着火装置とを具え、前記喫煙品を喫煙することを特徴とする喫煙マシン。
【請求項２３】
複数個の喫煙品を保持し、前記着火装置は、前記喫煙品の各々を順次に着火し得るものとして構成した請求項２２記載の喫煙マシン。
【請求項２４】
センサにより喫煙品端部を検出する前に、前記喫煙品端部が着火ヘッドから、数センチまたは数ミリ程度の僅かな距離をとる位置に着火すべき各喫煙品を移動し、これに続いて着火ヘッドおよび／または喫煙品の位置を調整するようにした請求項２２または２３記載の喫煙マシン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シガレット、シガー（葉巻）およびシガリロ（細巻き葉巻）のような喫煙品のための喫煙マシンに関し、またその改良に関するものである。とくに、本発明は、喫煙マシンにより喫煙する喫煙品に着火するための改善した着火装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
喫煙マシンにおけるシガレットの通常試験は、いかなるシガレット製造工程であろうとも製造プロセスの重要な一部である。喫煙マシンは、シガレット喫煙分析のための再現可能な標準環境を作り出すのに使用する。ＩＳＯ標準３３０８（２０００）を含む国際および国内標準規格は、喫煙マシン動作の標準化を提案した。
【０００３】
喫煙マシンは、典型的には、シガレットのための少なくとも１個のホルダと、シガレットを喫煙するために制御した状態で空気をシガレットに吸込み規則的な短いふかしを行う吸引手段を有する。喫煙マシンは、シガレットに着火するための抵抗コイルのような熱源を有する少なくとも１個の着火ツールを有するか、このような着火ツールに掛合し得るようにするのが一般的である。喫煙マシンは、さらに、特別な喫煙特性、例えば、吸引の輪郭を測定または観測するツール、漏れチェックツールおよび／または空気速度ツールのような種々の他のツールを有するか、このような他のツールに掛合し得るようにするのが一般的である。
【０００４】
着火ツールは、シガレットを最初の試行で着火できることが望ましい。シガレット着火を何度も試みると、シガレットを予め焦がすことになり、シガレットの喫煙特性を変化させたり、採取すべき測定をだめにする。ＩＳＯ標準３３０８（２０００）は、実際、喫煙マシンが最初の試みでシガレットに着火でき、予めの焦がしがないようにすることを要求している。さらに、着火の多数回試行は、明らかに効率が悪い。
【０００５】
明らかに、着火ツールの熱源をシガレットから離す離間距離が、着火成功に重要な作用を有する。熱源がシガレット端部から離れすぎると、最初の着火試行で成功する可能性は減少する。他方、熱源がシガレットに接近しすぎると、この着火プロセスがシガレットに対して喫煙特性を変化させる熱ダメージを与える。着火中における熱源とシガレットとの間の直接接触は、特に好ましくなく、ＩＳＯ標準３３０８（２０００）の下では容認されていない。典型的には、熱源と着火ポイントにおけるシガレット端部との間には０．５〜１．０ｍｍの離間距離が望ましいとされている。
【０００６】
しかし、シガレットと着火ツールとを精密に位置決めする（約１．０ｍｍの範囲以内）には若干の困難がある。シガレットを喫煙マシンに装着したら、喫煙マシンに対する着火していない先端位置は、主にシガレットの長さ、喫煙マシン内へのシガレット挿入深さに左右される。また、製造プロセスの公差により、一つの製造バッチにおける個々のシガレットの長さは、１〜２ｍｍの範囲内で変動し、この製造バッチにおける一本のシガレットの予測長さには不確定性がある。一方、あるシガレットのある喫煙マシン内への挿入深さも、約１〜２ｍｍの変動があり、これは、主に、シガレットをマシンに挿入する力に左右されるからである。これらの不確定性の相乗作用により、単独のシガレット先端の喫煙マシンに対する予測位置に関する全体の不確定性は４ｍｍにも達する。したがって、各シガレット先端に対する着火ツールの精密位置決めは、シガレット先端の予測位置により、不可能である。
【０００７】
この問題に取り組む種々の試みがなされてきた。一つの方法として、各シガレットが所定距離だけマシンから突出するように、個別のシガレットを喫煙マシンに手作業で挿入することにより調整するものがある。この方法は、着火目的のためにシガレットを喫煙マシン内に均一位置決めすることに成功できるが、時間がかかり、非効率的である。さらに、数ミリメートル変動する距離範囲にわたりシガレットに信頼性高く着火できる着火ツールを設計する試みもなされた。しかし、このようなツールは、自動化の恩恵を保持できるものの、動作におけるパワー条件にコストがかかり、またシガレットに熱ダメージを与える恐れがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、喫煙マシンによって喫煙するシガレットを自動的にかつ信頼性高く着火させる改善した装置に対する要望は存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的を達成するため、本発明の一つの発明は、喫煙マシンのための着火装置において、前記喫煙マシンによって保持した喫煙品の一方の端部に着火する熱を発生し得る熱源と、前記喫煙品の前記端部の位置を検出し得る自動センサと、前記センサと通信する制御手段であって、熱源による前記喫煙品端部の着火を成功させるよう、前記センサによって検出された前記喫煙品の端部の位置に基づいて、前記熱源の動作のパラメータを自動的に調整し得る該制御手段とを具えたことを特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明の他の発明は、喫煙品を喫煙する喫煙マシンにおいて、喫煙品の一方の端部を露出させて前記喫煙品を保持する保持手段と、前記喫煙品に空気を引き込むよう前記喫煙品の他方の端部に隣接配置した吸引手段と、前記喫煙品の前記一方の端部に着火するための本発明による着火装置とを具えたことを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明を使用するにあたり、センサは、喫煙品端部位置を検出し、検出した情報を制御手段に通信するよう作用する。この情報に基づいて、制御手段は、熱源の動作に必要な調整を自動的に行い、および／または熱源と喫煙品との間の相対移動を行わせ、熱源による喫煙品の着火が成功できるようにする。着火成功は、一回または二回、好ましくは一回の試行での着火を意味する。さらに、着火成功は、好ましくない熱ダメージを喫煙品に与えることなく着火すること、および／または熱源による熱発生中に喫煙品と熱源との接触がないことを意味する。
【００１２】
着火装置は、複数個の喫煙品に着火し得るものとする。したがって、この着火装置は、複数個の熱源を有し、各熱源は、上述したように、それぞれに対応する自動センサに関連させる。
【００１３】
熱源は、熱伝導によって、または対流によって、または放射によって、これら熱伝導、対流、放射のうち任意の組み合わせによって喫煙品端部に着火する熱を発生するものと理解されたい。さらに、典型的には、熱源は、放射または対流によって、または放射および対流の組み合わせによって熱を発生するものとする。この熱源は、例えば、加熱可能コイル、プレート、素子または他の表面、例えば、抵抗コイル、抵抗プレート、または抵抗加熱素子、またはこれらによって加熱される表面により構成することができる。このような熱源は、電磁放射および加熱空気対流の組み合わせによって喫煙品端部を着火する熱を発生するものとすることもできる。この熱源のパワーは、３０〜１００Ｗの範囲、４０〜６０Ｗの範囲、例えば、約５０Ｗとすることができる。代案として、熱源は、レーザ、もしくはハロゲン電球のような白熱電球、例えば、約１２０〜２００Ｗのハロゲン電球とし、主に電磁放射により喫煙品端部に着火する熱を発生するものとすることができる。これらすべての熱源は、従来既知である。この熱源は、電気によって動作するのが都合がよい。
【００１４】
喫煙品端部の位置を正確に決定したとき、着火装置による喫煙品の着火を確実に成功させるために、種々の調整を着火装置および／または喫煙マシンのコンポーネントに対して行うことができることは当業者にとって理解できるであろう。
【００１５】
着火の信頼性を高め、着火を成功させるのを左右する熱源動作のパラメータとしては、熱源の温度、熱源から喫煙品端部への熱伝達経路、熱源によって喫煙品端部に加わる電磁放射のレベルおよび波長帯域、喫煙品に着火するよう喫煙品端部に熱を加える加熱時間、喫煙マシンの「吸入サイクル(puff cycle)」に対して着火のために喫煙品端部に熱を加えるタイミングがある。これらパラメータの幾つかまたはすべてを調整することにより、制御手段は、熱源と喫煙品との間の相対移動の調整をすることなく、熱源による喫煙品着火を成功させることができるようにする。制御手段は、したがって、（センサによって検出した）喫煙品端部の既知の位置を考慮して、着火成功に必要なこれらパラメータの幾つかのタイプおよび調整の度合いを計算しうるようにし、このような調整の実施を確実にする。しかし、制御手段は、熱源と喫煙品との間の相対移動を調整することに加えて熱源の動作の上述したパラメータの幾つか、またはすべてを調整するようにするのが望ましい。
【００１６】
熱源が空気対流による熱を発生して喫煙品端部を着火させる場合、制御手段は、センサによって検出した喫煙品端部位置に基づいて熱源温度を自動的に調整し得るようにする。喫煙品端部の熱源からの離間距離が所定距離よりも長くても、熱源温度を増大させることにより着火を成功させることができる。逆に、喫煙品端部の熱源からの離間距離が所定距離よりも短い場合でも、熱源温度を低下させることにより、喫煙品に不当な熱ダメージを与えることなく着火を成功させることができる。
【００１７】
例えば、熱源の温度変動は、熱源を付勢するパワー入力を調整することにより達成することができる。このようにして、制御手段は、熱源に作用的に接続したレギュレータまたはスイッチを有し、熱源へのパワー入力を制御できるようにする。とくに、熱源を電気で動作させる場合、制御手段は、熱源温度を上方修正または下方修正するよう、熱源に加える平均電圧もしくは平均電流を制御し得るようにする。したがって、制御手段は、例えば、可変抵抗、スイッチ手段、またはＦＥＴのようなパルス幅モジュレータとすることができる。代案として、または付加的に、制御手段は、熱源温度を減少させることが必要なときに動作するヒートシンクのような冷却手段とすることもできる。
【００１８】
代案として、または付加的に、制御手段は、喫煙品端部から熱を選択的に分散させるおよび／または必要に応じて喫煙品に熱を選択的に指向させることにより、熱源から喫煙品端部への経路を調整し得るようにする。このようにして、例えば、制御手段は、経路手段を第１の指向性に位置決めする複数個の調整自在フィンのような経路手段を設け、熱を喫煙品端部から逸らすおよび／または第２指向性に位置決めし、喫煙品端部に熱を指向させたり、随意に経路手段を取り外し可能にする。このようにして、例えば、喫煙品端部が、熱源から所定距離よりも長い距離離れて位置する場合、経路手段により熱を喫煙品端部に指向させるように調整し、熱源による喫煙品の着火を成功させるようにする。逆に、喫煙品端部が、熱源から所定距離よりも短い距離離れて位置する場合、経路手段により熱を喫煙品端部から逸らすように調整し、熱源による喫煙品の着火を成功させるようにする。
【００１９】
より長い離間距離としては、約２ｍｍ以上の距離、または約１．５ｍｍ以上の距離、または約１ｍｍ以上の距離を意味する。より短い離間距離としては、約１ｍｍ以下、または，０．５ｍｍ以下の距離を意味する。
【００２０】
この熱源が、（代案として、または付加的に）電磁放射により喫煙品端部に着火する熱を発生する場合、制御手段を、センサにより検出した喫煙品端部位置に基づいて、熱源によって加わる電磁放射のレベルおよび／または波長範囲を自動的に調整しうるよう構成する。電磁放射にさらされるとき、喫煙品（典型的にはタバコ）端部は、吸収スペクトルにしたがって、特定波長帯域の放射を吸収する。喫煙品端部により吸収される放射は、この端部を着火温度に近づきまた着火温度を越えて加熱し、着火に至らしめる。したがって、喫煙品端部によって吸収される波長帯域の放射で喫煙品端部を選択的に照射することにより、および／または喫煙品端部に加える放射の総レベルを増大させることにより、喫煙品端部に対する電磁放射の加熱効果を向上させることができる。逆に、喫煙品端部に吸収されないもしくは吸収効率が悪い波長帯域の放射で喫煙品端部を選択的に照射することによりおよび／または喫煙品端部に加える放射の総レベルを減少することにより、喫煙品端部に対する電磁放射の加熱効果を減少させることができる。
【００２１】
したがって、制御手段は、熱源から発生する放射のレベルおよび／または波長帯域を自動的に調整し得るようにする。発生する放射レベルの調整は、熱源に対するパワー入力を調整することにより容易に達成でき、これにより、熱源により発生する放射レベルを増減できる。このようにして、制御手段は、熱源へのパワー入力を制御するよう熱源に作用的に接続したスイッチまたはレギュレータにより構成する。熱源により発生する電磁放射の波長帯域調整は、同様に、熱源の動作を制御することにより達成することができる。例えば、熱源をハロゲン電球とした場合、ハロゲン電球は、電球から発生した光の波長を所要に応じて選択できるよう構成するのが一般的である。したがって、制御手段は、ハロゲン電球により発生する適切な波長を選択することができる。
【００２２】
代案として、もしくは付加的に、制御手段は、熱源から喫煙品端部に伝達される電磁放射のレベルおよび／または波長帯域を調整し得るようにする。熱源から喫煙品端部に伝達される電磁放射のレベルを調整するためには、制御手段は、熱源を喫煙品端部から遮蔽および／または妨害する、および／または熱源によって喫煙品端部に加わる放射を選択的に集束させる、および／または熱源によって発生する電磁放射を喫煙品端部から選択的に偏向させるようにする。このようにして、制御手段は、喫煙品端部に対する熱源の選択した領域を遮蔽するよう位置決めおよび調整できるアイリス（光量調整絞り）タイプの調整自在シールドのような調整自在シールドとする。この制御手段は、調整自在反射手段および／または前記熱源から前記喫煙品端部に向かって発生する放射を集束放射させるか直接放射させるかを選択的に行う屈折手段とする。付加的にもしくは代案として、制御手段は、熱源から発生する放射を前記喫煙品端部から選択的に逸らすよう指向させる調整自在屈折および／または偏向手段とする。さらに、付加的にもしくは代案として、制御手段は、入射する放射のある割合を吸収または反射する少なくとも１個の熱フィルタを有するものとして構成し、この熱フィルタは、前記熱源と前記喫煙品端部との間に取り外し可能に位置決めし、前記熱源から発生する放射のある割合を前記喫煙品に向かって伝達するのを防止するようにする。随意に、制御手段は、複数個の熱フィルタとし、この複数個の熱フィルタのうちの幾つかは熱源と喫煙品端部との間に平行に位置決めする。熱源と喫煙品との間に配置するフィルタの数は、熱源から喫煙品に伝達される電磁放射の量を必要に応じて調整する。代案として、制御手段は、それぞれ異なる吸収／反射特性を有する複数個の離散領域を有する１個またはそれ以上の可変フィルタを有するものとして構成し、前記熱源と前記喫煙品端部との間で前記可変フィルタを位置決めし、前記可変フィルタを前記熱源および喫煙品に対して移動させ、前記熱源から前記喫煙品に伝達される電磁放射の量を所要に応じて調整するよう構成する。
【００２３】
付加的または代案として、熱源から喫煙品端部に伝達される電磁放射の波長帯域を調整するため、制御手段は、特定の波長帯域の電磁放射を選択的反射または選択伝達しうる１個または複数個の二色性フィルタを有するものとして構成し、この二色性フィルタは、熱源と喫煙品端部との間に配置し、熱源から喫煙品端部に向かう放射のフィルタリングを行う。本発明に使用する二色性フィルタは、例えば、ガラスサブストレートのような透明のサブストレートを有し、このサブストレートに異なるフィルタ媒体の２個またはそれ以上の数の層を設け、各層のフィルタ媒体の性質並びに層の厚さおよび構成は、フィルタが電磁放射の特定波長のみ伝達できるよう選択する。フィルタ媒体の層は、例えば、１個またはそれ以上の数の二酸化珪素の層を介在させた１個またはそれ以上の数の層の二酸化チタン層とすることができる。ある実施例においては、フィルタ媒体並びに層の厚さおよび構成は、サブストレート表面にわたり変化させ、二色性フィルタの反射／伝達特性がフィルタ表面にわたり変化するようにする。このようにして、二色性フィルタは、フィルタの第１部分では、３８０ｎｍ〜７００ｎｍの範囲の放射のような第１波長帯域の放射のみ透過し、フィルタの第２部分では、１２００ｎｍ〜２０００ｎｍの範囲の放射のような第２波長帯域の放射のみ透過するよう構成できる。代案として、複数個の二色性フィルタを設け、各フィルタは、それぞれ、３８０ｎｍ〜８００ｎｍ、７００ｎｍ〜１０００ｎｍ、９００ｎｍ〜１２００ｎｍ、１１００ｎｍ〜１５００ｎｍの所定波長帯域の放射のみ透過し得るようにし、熱源と喫煙品端部との間のフィルタのうち１個またはそれ以上を選んで選択的に配置する手段を設け、特定の所定波長帯域の放射のみが熱源から喫煙品端部に伝達されるようにする。
【００２４】
制御手段は、前記喫煙品端部の位置に基づいて、喫煙品に着火するよう前記喫煙品端部に加える熱の持続時間を自動的に調整し得るものとして構成する。
【００２５】
熱源と喫煙品端部との間の離間距離が所定距離よりも長い場合でも、例えば、喫煙品端部に加える加熱時間を長くすることにより、着火を成功させることができる。この場合、制御手段は、喫煙品端部の着火を成功させるよう喫煙品端部に加えるべき加熱時間を計算し、この加熱時間が経過した後に、喫煙品端部に対する加熱を終了させるようにする。例えば、制御手段は、喫煙品端部に対しする加熱を開始しまた終了するよう熱源に対するパワー入力をスイッチオンまたはスイッチオフするスイッチ手段を有するものとして構成する。代案として、喫煙品端部に対する加熱を開始しまたは終了させるため、制御手段は、熱源を露出または遮蔽させるか、または熱源を配備するか撤去するか、または熱源による熱発生を許可するか阻止するかし得るようにする。
【００２６】
制御手段は、センサによって検出した喫煙品端部の位置に基づいて、喫煙マシンの吸引サイクルにおける加熱タイミングを自動的に調整し得るものとして構成する。喫煙マシンは、例えば、６０秒毎の規則的なふかし、もしくは「吸入」で喫煙品に空気を引き込むことによって動作する。一回の吸入の開始と次の吸入の開始との間の間隔は、「吸入(puff)サイクル」として知られている。この吸入サイクルは、２秒という持続時間の短い吸入で
その後休止が介在する。
【００２７】
喫煙品着火の最適な時間は、吸入サイクルの吸入段階中に行う。吸入サイクルの吸入段階における早い段階で喫煙品端部に対する加熱を開始することにより、したがって、吸入段階の喫煙品端部に熱を加える持続時間を長くすることにより、熱源が喫煙品端部からより一層離れた位置にあるときでも着火を成功させる可能性が向上する。さらに、着火の成功の可能性は、吸入段階を開始する直前に喫煙品端部に対する加熱を開始することによって一層向上する。
【００２８】
したがって、制御手段は、吸入サイクルのタイミングを検出しかつモニタするよう喫煙マシンに作用的に接続し、また、熱源から喫煙品端部に対する加熱の開始と、吸入サイクルのスタートとの相対的タイミングを制御し、喫煙品端部の着火成功を確実にし得るようにする。この制御手段は、熱源から喫煙品端部に対する加熱開始のタイミングおよび／または吸入サイクルスタートのタイミングを制御を制御し、これら事象の相対タイミングを制御し得るようにする。
【００２９】
熱源からの熱発生中に喫煙品端部から熱源を引き離す離間距離は、熱源により熱を発生する態様に無関係に、信頼性高く着火を成功させる重要な代表パラメータである。したがって、制御手段は、熱源が喫煙品端部から所定距離だけ離間させ、これにより、喫煙品端部は熱源による着火が成功するよう、熱源と喫煙品との間の相対移動を自動的に調整し得るものとする。
【００３０】
したがって、好適には、熱源は、喫煙品に対して移動可能にし、また制御手段は、熱源の移動を制御し得るようにし、制御手段の制御の下で熱源を選択した位置に移動、または選択した位置に停止することができるようにする。代案として、または付加的に、制御手段を、喫煙マシンによって保持した喫煙品を制御移動し得るようにし、制御手段の制御の下で喫煙品を選択した位置に移動、または選択した位置に停止することができるようにする。喫煙品端部の既知の位置を考慮して熱源と喫煙品との間の相対移動を制御することにより、喫煙品端部からの熱源の所定離間距離を容易に実現する。
【００３１】
センサは、喫煙品端部が熱源から所定距離離れた位置にあるとき、または喫煙品または熱源の所定軌跡に沿った移動の後に、喫煙品端部が熱源から所定距離離れた位置をとるとき、喫煙品端部を検出するよう構成する。代案として、センサによる喫煙品端部の検出に続いて、熱源および／または喫煙品を制御手段の制御の下に移動させ、熱源と喫煙品端部との間に所定距離が存在するようにする。
【００３２】
好適には、制御手段は、熱源による熱発生中に、熱源および喫煙品が互いに接触しないように確実に維持するようにする。
【００３３】
好適な実施例においては、センサを、前記熱源に対して既知の位置に固着し、喫煙品端部が熱源に対して所要の位置にあるとき、喫煙品端部を検出し、また制御手段に検出信号を伝送し得るようにする。このようにして、熱源およびセンサは、喫煙品に対して移動自在とし、制御手段は、センサからの検出信号を受信した際に熱源およびセンサの喫煙品に対する移動を終了させるよう構成する。この場合、センサは、喫煙品端部の「ハンティング」と概念化することができる。代案として、または付加的に、喫煙品を、熱源およびセンサに対して移動自在にし、制御手段は、センサからの検出信号を受信した際に熱源およびセンサに対する喫煙品の移動を終了させるよう構成する。この場合、喫煙品は、センサのための「プロービング」と概念化することができる。
【００３４】
喫煙品端部が特定位置にあるとき、喫煙品端部を検出することができるいかなるセンサもこれら実施例に適用することができる。例えば、センサは、信号を発生できるエミッタと、このエミッタからの信号を受け取って検出することができる検出器とを具え、これらエミッタおよび検出器は、喫煙品端部がエミッタと検出器との間に位置するとき、エミッタから検出器への信号伝送を中断し、検出信号をトリガするよう構成する。したがって、検出信号のトリガは、喫煙品端部がエミッタと検出器との間に位置することを意味する。代案として、センサは、信号を発生するエミッタと、このエミッタからの信号を受信しかつ検出する検出器とを具え、これらエミッタおよび検出器は、喫煙品端部がエミッタに対して所定位置にあるとき、エミッタから発生する信号を喫煙品端部から反射し、検出のための検出器に伝送し、検出信号をトリガするよう構成する。したがって、検出信号のトリガは、喫煙品端部が所定位置にあることを意味する。この信号は、電磁波信号、例えば、レーザ信号、または電波、マイクロ波、可視光信号または超音波信号のような音波信号とすることができる。さらに、代案として、センサは、喫煙品端部がセンサに接触するときまたはセンサの接触から離れたとき、喫煙品端部を検出し得る接触センサとすることもできる。
【００３５】
代案として、センサは、喫煙品端部が近接による信号、例えば、空気流もしくは空気圧における振動、または静電的もしくは容量的電界における振動を検出するものとし、また応答して検出信号をトリガするものとする。検出信号のトリガは、したがって、喫煙品端部がセンサに近接していることを意味する。
【００３６】
本発明の他の好適な実施例においては、センサを、とりうる位置の範囲内で喫煙品端部の位置を識別し得るものとする。一つのありうる実施例として、センサは、ターゲットから反射し得る信号を伝送し、ターゲットから反射した信号を検出し、また反射した信号を分析し、ターゲットの位置を計算することができる測距センサ、例えば、レーザセンサ、またはレーダセンサとすることができる。この測距センサは、熱源に対して既知の位置に固着し、熱源に対する喫煙品端部の位置を識別し得るようにする。代案として、測距センサは、保持手段に対して既知の位置に固着し、この保持手段に対する喫煙品端部の位置を測定し得るようにする。他のありうる実施例としては、センサは、喫煙品端部が特定位置にあるとき喫煙品端部を検出できる上述したような任意のセンサとすることができ、このセンサは、喫煙品端部をハントするよう熱源に対して移動し、センサによって検出したならば、喫煙品端部位置を識別できるよう、喫煙品端部位置を熱源に対するセンサの位置を識別するものとする。
【００３７】
さらに、他の実施例においては、センサは、喫煙品および／または喫煙品によりできる影を視覚化できるカメラ型装置により構成し、これにより、喫煙品端部の位置を検出するようにする。
【００３８】
ある実施例においては、喫煙品端部を前記熱源から選択的に遮蔽し、前記熱源から前記喫煙品端部への実質的な熱伝達を阻止するよう構成する。このようにして、熱源および喫煙品が着火のために位置決めされるとき、喫煙品端部は、熱源から遮蔽され、熱源が付勢されても、この付勢中に熱源から喫煙品端部への実質的な熱の伝達はされない。熱源が完全に付勢されたとき、喫煙品端部は熱源に晒され、喫煙品端部の着火が可能になる。
【００３９】
したがって、熱源は、プリセットした経路に沿って、喫煙品端部が熱源にさらされるよう熱源が喫煙品端部に対面する第１露出向きと、喫煙品端部が熱源から遮蔽されるよう熱源が喫煙品端部から逸れる第２遮蔽向きとの間で移動可能にする。代案として、または付加的に、非熱透過性材料から形成した１個またはそれ以上のバリヤを設け、喫煙品端部を熱源から選択的に遮蔽し得るようにする。この１個またはそれ以上のバリヤは、熱源を遮蔽するよう熱源に隣接配置し、また熱源を露出させるよう取り外し可能にする。
【００４０】
制御手段は、上述の機能実行を制御するようプログラムした制御ハードウェアを有するものとする。とくに、この制御ハードウェアは、検出信号を受信し、喫煙品の着火を成功させるよう着火装置のコンポーネントおよび／または喫煙マシンに対してなされる調整のタイプおよび程度を計算し、またその調整を実行させる処理手段を有するものとして構成する。制御ハードウェアは、喫煙マシンおよび／または着火装置に設ける構成とする。
【００４１】
喫煙品は、巻いた喫煙品、例えば、シガレット、シガー、またはシガリロとする。好適には、喫煙品端部は、使用時にスモーカーが着火する端部、すなわち、フィルタのない側の端部とする。
【００４２】
好適には、着火装置および喫煙マシンは、ＩＳＯ標準３３０８（２０００）を含む一つまたはそれ以上のＩＳＯ標準を満足するもの、一つまたはそれ以上のＦＴＣ標準、一つまたはそれ以上のＣＯＲＥＳＴＡ標準、他の適用可能な国内または国際標準のうちの少なくとも一つを満足するものとする。本発明に関連した使用に適合する喫煙マシンは、当業者で広く利用でき、また共通して使用されているものとする。
【００４３】
喫煙マシンは、複数個の喫煙品を保持できるものとし、また着火装置は、各喫煙品を連続して着火できるようにする。好適には、喫煙マシンは、センサにより喫煙品端部を検出する前に、前記喫煙品端部が着火ヘッドから、数センチまたは数ミリ程度の僅かな距離をとる位置に着火すべき各喫煙品を移動し、これに続いて着火ヘッドおよび／または喫煙品の位置を調整するように構成する。
【００４４】
着火装置のコンポーネントは、一体ツールの形式で設けるか、互いにまたは喫煙マシンに対して組み合わせ得るコンポーネントキットの形式として設け、着火装置が上述の機能を発揮することができるようにする。
【００４５】
以下に添付図面につき、単に例示としての本発明の実施例および本発明の動作モードを説明する。
【実施例１】
【００４６】
本発明による着火装置の実施例を図１〜図６に示す。これら図面に示すように、着火装置は、喫煙マシンに掛合し得るベースプレート１と、シガレットまたは他の喫煙品に着火する着火ヘッド２と、ビームエミッタ３およびビーム検出器４を設けてシガレットのような喫煙品の端部を検出するブレイクビーム式のセンサとを有する。
【００４７】
着火ヘッド２は、電源（図示せず）に接続し得る抵抗コイル７を有し、この抵抗コイル７を付勢すると、シガレットまたは他の喫煙品に着火するに十分な温度に加熱される。当業者には明らかなように、加熱されたときのコイルは、対流および電磁的放射の双方によって熱を発生する。抵抗コイル７は、セラミック材料のような断熱材料から形成した保護ホルダ内に取り付ける。図２に示すように、このホルダは、コイル７を露出させる開口１０を画成するボウル状の包囲遮蔽壁９を有する。このホルダの底部を、アルミニウムのような軽量材料で形成したスリーブ１３によって把持する。
【００４８】
この着火ヘッド２は、開口１０がベースプレート１から遠ざかる前方方向に指向するように、ベースプレート１に対して取り付ける。上述したように、着火ヘッド２はベースプレート１に対して前後に移動可能であり、開口１０がベースプレート１に対して揺動できるよう回動自在にする。
【００４９】
スリーブ１３は、このスリーブ１３の互いに対向する側面から外方に突出する２個のピン８を有する。これらピンをブラケット１５の内壁に取り付け、スリーブ１３およびこのスリーブ内に取り付けたホルダがブラケット１５に対して回動自在となる構成にする。
【００５０】
このブラケット１５の一方の側面をピストンヘッド５に堅固に連結し、ピストンヘッド１５は、第１空気シリンダ６の内部で摺動自在のピストンロッドに取り付け、ブラケット１５が第１空気シリンダ６に対して摺動自在となる構成にする。この第１空気シリンダ６は、ベースプレート１にボルト連結し、図１に示すようにベースプレート１から前方に突出させる。空気シリンダは、ピストンヘッド５を、ブラケット１５およびピストンヘッド５に取り付けた着火ヘッド２とともに、ベースプレート１に対して前後に摺動させるよう動作する。
【００５１】
ブラケット１５は、他方の側面を第２空気シリンダ１４に堅固に連結する。ピストンロッド１６を第２空気シリンダ１４内に摺動自在に取り付け、第２空気シリンダ１４の動作により摺動自在にする。ピストンロッド１６は、ブロック１２に作用し、第２空気シリンダ１４の動作の際に、ブロック１２が第２空気シリンダ１４から遠ざかるよう推進する構成とする。図１に示すように、第２空気シリンダ１４は、第１空気シリンダ６に対して平行に配列し、第２空気シリンダ１４の動作により、ブロック１２をブラケット１５に対して前方に推進し、ベースプレート１から遠ざかるようにする。
【００５２】
ブロック１２には、スピンドル１１を収容する溝孔１７を設ける。このスピンドル１１は、ブロック１２から側に突出し、スリーブ１３に堅固に連結する。この構成により、ブロック１２はベースプレート１から前方に推進され、スピンドル１１は、ベースプレート１から遠ざかるよう前方に移動させ、これによって、ピン８によって回動自在に取り付けられたスリーブ１３および着火ヘッド２を、図２および図４で見て時計方向に、ベースプレート１に対して前方に回動させる。
【００５３】
ばね（図示せず）を着火ヘッド２に作用させ、この着火ヘッド２を図２および図４に示すように反時計方向に押圧偏倚する。第２空気シリンダ１４、ピストンロッド１６、およびブロック１２の構成は、図２に示すようにピストンロッド１６が第２空気シリンダ１４の内部に十分引っ込んだとき、着火ヘッド２がベースプレート１に対して約４５゜の角度をなすよう構成する。この状態では、着火ヘッド２の開口１０は、図２で見て保護壁１８によって遮蔽され、この保護壁１８はピストンヘッド５に固着する。保護壁１８は、ステンレス鋼のような熱反射材料で形成し、また開口１０を効果的に遮蔽できるように、開口１０の形状にほぼ対応する形状にする。遮蔽位置を越えて着火ヘッド２を反時計方向に回転することは、ブラケット１５における第２空気シリンダ１４の固定位置によって阻止される。
【００５４】
第２空気シリンダ１４は、ブロック１２およびスピンドル１１を前方に推進するよう動作するとき、着火ヘッド２は、ばねの偏倚力に抗して図２で見て時計方向に回動する。ピストンロッド１６が、図４に示すように、第２空気シリンダ１４から完全に突出した状態になるとき、開口１０がベースプレート１から前方に指向する向きに着火ヘッド２を配置する。このようにして、ベースプレート１から前方に位置する喫煙品に着火するための着火ヘッド２の配備ができる。
【００５５】
図２および図４から明らかなように、ステンレス鋼で形成した第２保護壁１９を着火ヘッド２のスリーブ１３に固着し、開口１０から周辺に損失する熱を減少し、したがって、着火の前に好ましくない喫煙品の予加熱を減少する。
【００５６】
図面から明らかなように、ビームエミッタ３およびビーム検出器４を、ブラケット１５の互いに対向する側面にそれぞれ配置する。ビームエミッタ３は、可視光ビームのような検出可能な一定信号を発生し、このビームをビーム検出器４に指向させる。ビーム検出器４は、ビームを検出し、またモニタすることができる。シガレットまたは他の喫煙品の端部のような物体がビームエミッタ３とビーム検出器４との間に突入すると、ビームエミッタからビーム検出器へのビーム伝送が中断される。このビーム中断をビーム検出器が検出する。ビーム中断の際に、ビーム検出器は検出可能な信号を発生するよう構成する。
【００５７】
ビームエミッタ３およびビーム検出器４は、通常の機器とし、サンクス社(Sunx Ltd)から市販されて入手可能である（卸売業者は、アングリア社(Anglia Ltd)である。）。
【００５８】
第１空気シリンダ６、第２空気シリンダ１４、センサ、および抵抗コイル７を付勢する電源のそれぞれの動作は、これら上述の構成機器（コンポーネント）の動作を制御するようプログラムされた１個もしくはそれ以上のマイクロチップを有する制御ハードウェアによって制御する。この制御ハードウェアは、センサと通信するよう構成し、物体検出の際にセンサが発生した検出信号を制御ハードウェアに伝送するようにする。さらに、制御ハードウェアは、以下に説明するように喫煙マシンと通信し、またこの喫煙マシンの動作を制御し得るようにする。制御ハードウェアは、喫煙マシンに配置するか、もしくは着火装置の一部として設けることができる。例えば、制御ハードウェアは、１個もしくはそれ以上の適切にプログラムしたＰＩＣまたはＥＰＲＯＭを有するものとすることができる。
【００５９】
着火装置は、喫煙マシンに保持したシガレットもしくは他の喫煙品に着火するのに使用する。第１に、喫煙マシンは、以下のように準備する。着火装置のベースプレート１を、着火のために少なくとも１個の喫煙品を準備した喫煙マシンに掛合させる。ベースプレート１は、喫煙マシンの調整自在のコンポーネントに掛合させ、このコンポーネントは、着火装置を喫煙品に向けて、喫煙品の端部から数センチまたは数ミリの範囲内に移動させるよう調整することができる。喫煙マシンは、付加的にもしくは代案として、喫煙品を着火装置に向けて喫煙品の端部から数センチまたは数ミリの範囲内に移動する構成とすることができる。
【００６０】
喫煙品を検出し、また着火する着火装置の動作モードを図７（ａ）〜（ｃ）に示し、以下により詳細に説明する。ばね（図示せず）の偏倚作用により、着火装置は、初期的には図１および図２に示すように初期位置で休止しており、着火ヘッド２は、遮蔽された状態にある。着火装置の使用準備のため、制御ハードウェアは、抵抗コイル７を付勢し、着火のための加熱を行うよう電源スイッチオンの指示を与える。この制御ハードウェアは、さらに、センサスイッチオンの指示を与える。
【００６１】
ビームエミッタ３およびビーム検出器４との間に喫煙品の端部が存在することをセンサが検出した場合、上述したように、ビーム検出器４によって第１検出信号を発生する。この第１検出信号をセンサによって制御ハードウェアに伝送し、着火装置を喫煙品の端部から離れる後方に移動させるよう喫煙マシンに指示することを制御ハードウェアに促す。ビームエミッタ３とビーム検出器４との間に喫煙品の端部が存在することをセンサが検出しないようになったとき、センサは、第２検出信号を制御ハードウェアに伝送し（もしくは第１検出信号の制御ハードウェアへの伝送を停止し）、着火装置の後方移動を停止させるよう喫煙マシンに指示することを制御ハードウェアに促す。
【００６２】
センサがビームエミッタ３とビーム検出器４との間に喫煙品の端部の存在を検出しない場合、センサから制御ハードウェアには信号が伝送されず、したがって、制御ハードウェアは、着火装置を喫煙品端部に向けて前方方向に移動させるよう喫煙マシンに指示する。ビームエミッタ３とビーム検出器４との間に喫煙品の端部が存在することを検出した際に、センサから制御ハードウェアに信号を伝送し、着火装置を喫煙品に向けて前方に推進するよう喫煙マシンに指示する。
【００６３】
喫煙マシンの構成、配置により、機器の通常動作中にセンサが検出する物体は、喫煙マシンに保持したシガレットのような喫煙品の端部だけである。したがって、通常動作ではビームエミッタ３とビーム検出器４との間にいかなる物体を検出しても、喫煙品の端部検出の信号を発生する。
【００６４】
喫煙品の端部が検出されたら、着火装置の前方推進は、上述したように、停止し、制御ハードウェアは、第１空気シリンダ６および第２空気シリンダ１４のスイッチオンを指示する。第１空気シリンダ６および第２空気シリンダ１４の各々は、それぞれの空気シリンダの応答速度を制御する流れ制限器を装備する。第２空気シリンダ１４に装備される流れ制限器は迅速応答をもたらし、一方、第１空気シリンダ６に装備される流れ制限器は、緩慢応答をもたらす。このようにして、制御ハードウェアは、第２空気シリンダ１４をスイッチオンし、迅速応答させ、ブロック１２およびスピンドル１１を前方に推進し、着火ヘッド２をばねの偏倚力に抗して時計方向に遮蔽位置から配備位置に推進する。これに対して、制御ハードウェアが第１空気シリンダ６の動作を指示するとき、この第１空気シリンダはより緩慢に応答し、ブラケット１５および着火ヘッド２を支持するピストンヘッド５をベースプレート１から離れる方向の前方に推進する。図６に示すように、ピストン１４がベースプレート１に堅固に取り付けたプレートに設けた止め部３５に接触するまで、ピストンヘッド５は前方移動を継続する。この後ピストンヘッド５のさらなる前方移動は、止め部３５によって阻止される。
【００６５】
上述したように、ピストン１４が止め部３５に接触するとき、抵抗コイル７と喫煙品端部との間に所定距離の分離が存在するよう着火ヘッド２を位置決めし、加熱されたコイルによって喫煙品の効果的な着火が可能となるように、着火装置のコンポーネントを構成する。典型的には、着火ヘッドは、コイル７が喫煙品端部から０．５〜１．０ｍｍ離れるよう位置決めする。しかし、コイルと喫煙品端部との間のこの所定分離距離は、オペレータが必要とするならば、着火操作を開始する前に止め部３５の位置を適正に調整することにより自由に選択することができる。着火操作を開始する前に調整自在の止め部位置を適正に調整できるようにするため、喫煙品端部をセンサが検出できるよう、オペレータがビームエミッタとビーム検出器との間に喫煙品を配置し、つぎに加熱されていないコイルが喫煙品端部から選択した距離だけ離れ、この後、止め部３５を調整して着火ヘッド２がこの位置を越えて前方に移動するのを防止するよう着火ヘッド２を位置決めする。
【実施例２】
【００６６】
本発明による着火装置の第２実施例を図８〜図１０に示す。これら図面において、図１〜図６に示す実施例と共通のコンポーネントには同一の参照符号を付して示す。これらコンポーネントおよびその動作に関する詳細な説明は不要であろう。
【００６７】
図１〜図６に示す実施例と比べると、図８〜図１０に示す実施例は、「リアルタイム」動作の構成である点が異なる。したがって、図１〜図６に示す着火装置は、喫煙品の位置を検出し、着火ヘッドを遮蔽位置に配置してコイルを付勢した状態で着火装置の適切な調整を行い、この後、喫煙品に着火するため着火ヘッドを所定距離移動するものであるのに対し、図８〜図１０に示す着火装置は、喫煙品の位置を検出し、着火ヘッドを配備状態にしかつコイルを付勢した状態で着火装置の適正な調整を行う。したがって、この後者の実施例では、喫煙品に対する所定位置に着火ヘッドが達するときには喫煙品は着火されている。
【００６８】
したがって、上述の喫煙マシンの準備に従えば、図８〜図１０に示す実施例の制御ハードウェアは、まず、第２空気シリンダ１４をスイッチオンする指示をし、これにより、着火ヘッド２は、上述したように、遮蔽位置（図８参照）から配備位置（図９参照）に移動する。この後、制御ハードウェアは、第１空気シリンダ６をスイッチオンするよう指示し、ピストンヘッド５およびこのピストンヘッドに取り付けたコンポーネントを、ベースプレート１から離れる前方に移動する。図８（ｂ）および（ｃ）に示すように、第１空気シリンダ６に対するピストンヘッド５の移動を制動する制動機構を設ける。空気式制動シリンダ２０をベースプレート１に取り付けるとともに、制動細条２２をピストンヘッド５に取り付け、シリンダ６に平行に延在させる。制動シリンダ２０の作動の際に制動シュー２１が制動細条２２を第１空気シリンダ６に押し付け、したがって、第１空気シリンダ６に対するピストンヘッド５の移動を制動する作用を行うよう、この空気式制動シリンダ２０を制動シュー２１に連結する。
【００６９】
空気式制動シリンダ２０の作動は、制御ハードウェアによって制御する。この場合、センサが喫煙品の端部を検出するとき、検出信号を制御ハードウェアに伝送し、制御ハードウェアが第１空気シリンダ６をスイッチオフしかつ空気式制動シリンダ２０をスイッチオンする指示を与える。都合のよいことに、これらスイッチング動作は、制御ハードウェアからの命令に応答して、第１空気シリンダ６から空気式制動シリンダ２０に空気圧供給を切り替えるバルブ機構によって同時に行うことができる。
【００７０】
第１空気シリンダ６のスイッチオフおよび制動シリンダ２０のスイッチオンのダブル作用により、センサが喫煙品端部を検出した後に着火ヘッド２は迅速に停止する。着火装置は、加熱された抵抗コイルによる喫煙品の効果的な着火を可能にするよう、着火装置の抵抗コイル７が喫煙品端部から０．５〜１．０ｍｍの所定距離をとるよう構成する。
【００７１】
本発明による着火装置の動作モードの代替案を、図１１（ａ）〜（ｃ）で説明する。以下の説明から明らかなように、この動作モードは、喫煙マシンに保持された喫煙品位置が変更された喫煙マシンに関連してのみ有効である。このモードによれば、着火ヘッドおよびセンサの線形的移動は必要ではない。図１〜図６に示す実施例および図８〜図１０に示す実施例のいずれかをこのモードで動作させることができるが、シリンダ６を例えば、調整不能な取付アームに交換した他の実施例を以下に説明するモードにしたがって、動作させることもできる。
【００７２】
このモードによれば、着火装置は、調整自在のシガレットホルダを有する喫煙マシンに掛合する。着火装置の制御ハードウェアは、喫煙マシンと通信し、制御ハードウェアが喫煙マシンの少なくとも１個の調整自在シガレットホルダの移動を制御できるように構成する。着火ヘッド２は、図１１（ａ）に示すスタート位置をとり、抵抗コイルを制御ハードウェアの制御の下で付勢する。
【００７３】
シガレットもしくは他の喫煙品３０を、シガレットホルダに挿入し、制御ハードウェアの制御の下でシガレットホルダを着火ヘッドに向けて移動する。図１１（ｂ）に示すように、喫煙品端部をセンサによって検出するとき、上述したように、信号を制御ハードウェアに伝送し、この制御ハードウェアはシガレットホルダに対して移動を停止するよう指示する。つぎに、上述したように、着火ヘッド２を制御ハードウェアの制御の下に配備位置に移動し、同様に制御ハードウェアの制御の下に、ベースプレート１に対して短い所定距離だけ随意に接近もしくは遠ざかる移動を行わせる。喫煙品端部をセンサが検出し、また着火ヘッドが遮蔽位置から配備位置に移動し、ベースプレートに対して短い所定距離だけ接近もしくは遠ざかる移動を随意に行ったとき、コイルによる喫煙品の効果的着火を可能にするため着火ヘッドのコイルを喫煙品端部から所金距離離れた状態にするように構成する。典型的にはコイルと喫煙品端部との間の所定距離は０．５〜１．０ｍｍである。
【００７４】
上述の実施例および動作モードは、着火ヘッドに対する所定位置に達したときに喫煙品端部を検出し、その後（必要であれば）着火ヘッドが必要な位置および着火のための向きをとるよう着火ヘッドに所定の移動を行わせるものである。種々の他の実施例および動作モードも、同様の原理で動作することは当業者には想定できるものであろう。またこのようなすべての実施例および動作モードも本発明の範囲内である。
【００７５】
本発明の他の実施例および動作モードを図１２（ａ）および（ｂ）に示す。これら図面に示す実施例は、図１〜図６に示す実施例と多くの点で類似しており、これら類似点については詳述しない。図１２（ａ）および（ｂ）に示す実施例の特別な特徴を以下に説明する。
【００７６】
図１２（ａ）および（ｂ）に示すように、本発明による着火装置は、上述したように、ベースプレート１に摺動自在に取り付けた着火ヘッド２を有する。ベースプレート１に対する着火ヘッドの位置および向きの調整は、制御ハードウェア（図示せず）によって制御する。
【００７７】
着火装置は、喫煙マシンに使用するホルダ３１内の喫煙品３０の端部と、ホルダにおける既知のポイントとの間の距離を決定するための１個またはそれ以上の測定値を取得するセンサ２５を有する。このようにして、センサ２５は、喫煙マシンに、もしくは喫煙マシンに隣接させて位置決めする。このセンサ２５は、制御ハードウェアと通信し、測定に関連する情報を制御ハードウェアに伝送する。このセンサは、例えば、レーザセンサのような測距センサを有するものとすることができる。
【００７８】
着火装置の制御ハードウェアは、ホルダおよび喫煙品が喫煙マシンに据え付けられ、また着火装置および／またはホルダが喫煙マシンによって互いに接近するよう移動させられるとき、着火ヘッドがホルダから突出する喫煙品端部から所定距離離れた位置に位置決めされるよう、上記取得情報を処理し、着火ヘッド２の位置および向きを調整する。
【００７９】
上述のセンサによって検出された喫煙品端部位置を認知することにより、制御ハードウェアによって抵抗コイルの動作に対して調整を行い、着火を成功させるよう改善する。
【００８０】
例えば、喫煙マシンおよび着火位置に保持された喫煙品端部位置が、着火ポイントにおける抵抗コイルの位置から特定距離離れた位置（例えば、約１．０ｍｍまたは約１．５ｍｍ、または約２ｍｍ）よりももっと多く離れていることを測定した場合、コイルによって発生するパワーおよび／または喫煙品端部に伝達されるパワーおよび／または喫煙品端部がコイルに晒される時間の長さを適切に増大させ、コイルと喫煙品端部との間の長い離間距離を補償し、この大きな離間距離にもかかわらず喫煙品着火を確実に成功させるようにする。さらに他の代案として、喫煙品端部を、喫煙マシンの吸引サイクルにおける早い段階で、例えば、吸引を開始するときもしくは開始直後もしくは開始直前に、加熱したコイルに晒すようにすることもできる。さらにその他の代案として、喫煙品端部に伝達される電磁放射の波長範囲を、喫煙品端部によって効率的に吸収される波長となるよう選択することもできる。
【００８１】
逆に、喫煙マシンおよび着火位置に保持された喫煙品端部位置が、着火ポイントにおける抵抗コイルの位置から特定距離離れた位置（例えば、約１．０ｍｍ）よりももっと少ない距離しか離れていないことを測定した場合、コイルによって発生するパワーおよび／または喫煙品端部に伝達されるパワーおよび／または喫煙品端部がコイルに晒される時間の長さを適切に減少させ、コイルと喫煙品端部との間の大きな離間距離を補償し、またこの短い離間距離にもかかわらず、着火中に喫煙品に対して熱ダメージを与える可能性を減少する。さらに他の代案として、喫煙品端部を、喫煙マシンの吸引サイクルにおける遅い段階で、例えば、吸引の中間段階もしくは最終段階に、加熱したコイルに晒すようにすることもできる。さらにその他の代案として、二色性フィルタを設け、喫煙品端部によって吸収される波長を有する電磁放射を除去し、喫煙品端部がこのような放射に晒されることのないようにすることもできる。
【００８２】
この目的に適合する可変二色性フィルタを図１３に示す。この図面に示すように、二色性フィルタ４１は、ガラスサブストレート３３を有し、このガラスサブストレートを、二酸化珪素の層３４、二酸化チタンの層３５、二酸化珪素の第２層３６、二酸化チタンの第２層３７、中間濃度フィルタ媒体の層３８、および透明フィルム層３９で被覆する。これら層を保護ガラスカバー４０で被覆する。
【００８３】
図１３に示すように、二酸化珪素および二酸化チタンの各層の厚さは、サブストレート３３の表面にわたり変化させ、また中間濃度フィルタ媒体３８の層の厚さもサブストレート３３の表面にわたり変化させる。層の並置、および厚さの変化は、フィルタの異なる領域がそれぞれ異なる固有波長帯域の電磁放射を透過させ、その他のすべての波長は反射させることを意味する。
【００８４】
可変二色性フィルタ４１は、したがって、図１４に示すように、コイルと喫煙品端部との間に位置決めし、制御ハードウェアの制御の下にコイルと喫煙品とを相対移動させ、コイルから喫煙品に伝達される放射の伝達を所要に応じて変化させる。喫煙品端部の吸収スペクトルにしたがって、所定の放射波長が喫煙品端部に効率的に吸収されるとともに、他の波長の大部分もしくは全体が反射される。したがって、喫煙品端部に伝達される放射の加熱パワーは、二色性フィルタを使用し、所要に応じて変化させることができる。
【００８５】
着火装置の制御ハードウェアは、喫煙品端部の位置に応じて抵抗コイルの動作に必要ないかなる調整を計算し、またこのような調整の実行を制御できるようにする。例えば、コイルによって発生するパワーを、パワー入力例えば、抵抗コイルに加える電圧を制御することにより、例えば、可変抵抗により、増大または減少調整することができる。
【００８６】
喫煙品端部に対する加熱のタイミングおよび加熱持続時間は、制御ハードウェアの制御の下に可動シールドにより、もしくはコイルへのパワー入力に接続するスイッチ手段により都合よく制御することができるが、後者の制御は、コイルに必要とされる冷却時間の上で効率が落ちる。
【００８７】
コイルおよび喫煙品端部に対するフィルタまたはシールドの位置決めも、制御ハードウェアによって制御することができる。
【００８８】
制御ハードウェアを設けること、またハードウェアが上述したように着火装置の動作を指示および制御することができるようにプログラミングすることは、当業者にとっては普通の業務であろう。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明による着火装置の初期状態を示す頂面図である。
【図２】図１の着火装置の一部切除した側面図である。
【図３】図１の着火装置のシガレットを検出した後の状態頂面図である。
【図４】図３の着火装置の一部切除した側面図である。
【図５】図１の着火装置の着火ポイントにおける頂面図である。
【図６】図５の着火装置の一部切除した側面図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ図１〜図６に示す着火装置の動作モードの段階的説明図である。
【図８】（ａ）は、本発明による着火装置の第２実施例の動作モードの初期状態の説明図であり、（ｂ）は（ａ）に示す着火装置の頂面図であり、（ｃ）は（ｂ）に示す着火装置の一部切除した側面図である。
【図９】（ａ）は、図８に示す着火装置の動作モードの探査状態の説明図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す着火装置の頂面図であり、（ｃ）は（ｂ）の着火装置の一部切除した側面図である。
【図１０】（ａ）は、図８および図９に示す着火装置の動作モードの着火状態の説明図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す着火装置の頂面図であり、（ｃ）は（ｂ）の着火装置の一部切除した側面図である。
【図１１】（ａ）〜（ｃ）は、本発明による着火装置の代案的な動作モードの段階的説明図である。
【図１２】（ａ），（ｂ）は、本発明による着火装置の他の代案的な動作モードの段階的説明図である。
【図１３】本発明に使用する可変二色性フィルタの説明図である。
【図１４】本発明による着火装置の代案的動作モードの説明図である。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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