(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バンド含有材料のウェブ上に放射線を向けるためのエミッターであって、前記放射線は前記材料のウェブの表面上に当たり、反射を作るエミッターと、
前記反射を受け、前記反射を表す電気信号を形成するための検知器と、
前記ウェブ上のバンドの存在を決定することによって前記電気信号を処理して出力信号を生成するための回路と、
前記出力信号を受けとって反射が紙の前記ウェブ上の不整なバンドを表すかどうかを決定するためのコンピュータと
を含む、バンド含有材料のウェブを検査するための光学システムであって、前記回路が、前記電気信号のピークレベル信号を確認して複数の連続するピークのピーク値の平均である平均ピークレベル信号を形成するためのピーク検知器と、前記平均ピークレベル信号の百分率であるしきい値信号を形成するためのしきい値回路と、及び前記しきい値信号を前記電気信号と比較するためのコンパレータ回路とを含み、前記しきい値信号を越える電気信号はバンド含有ウェブの領域を示し、前記しきい値信号を越えない電気信号はバンド非含有ウェブの領域を示す光学システム。
【請求項２】
前記百分率がオペレータによって選択されることができる請求項１記載の光学システム。
【請求項３】
前記出力信号が、ウェブの長手方向における少なくとも一つのバンドの長さが規定値より短いこと、ウェブの長手方向における少なくとも一つのバンドの長さが規定値より長いこと、ウェブの長手方向における少なくとも二つの隣接バンドの間の間隔が規定値より小さいこと、又はウェブの長手方向における少なくとも二つの隣接バンドの間の間隔が規定値より大きいことを表すことを検知することによって、少なくとも一つのバンドが不整であることを前記コンピュータが評価する請求項１又は２記載の光学システム。
【請求項４】
前記コンパレータ回路が前記電気信号の交流成分を増幅するための増幅器を含む請求項１〜３のいずれか一項記載の光学システム。
【請求項５】
前記増幅器が調整要素を含み、それによってオペレータが増幅器のゲインの値を調整できる請求項４記載の光学システム。
【請求項６】
前記ウェブの表面を、反射を形成する放射線で照射する工程と、
検知器を使用して前記反射を感知し、前記反射を表す電気信号を形成する工程と、
前記ウェブ上のバンドの存在を検知して出力信号を生成するために前記電気信号を処理する工程と、
不整バンドを検知するために前記出力信号を分析する工程と
を含むバンド含有ウェブを光学検査するための方法であって、
前記ウェブ上のバンドの存在を検知して出力信号を生成するために前記電気信号を処理する工程が、
複数の連続するピークのピーク値の平均を表す平均ピークレベル信号を形成する工程と、
前記平均ピークレベル信号の百分率であるしきい値信号を形成する工程と、
前記しきい値を前記電気信号と比較する工程と
をさらに含む方法。
【請求項７】
前記ウェブ上のバンドの存在を検知して出力信号を生成するために前記電気信号を処理する工程が、
前記平均ピークレベル信号の百分率を表すしきい値信号を形成する工程と、
前記ウェブ上の前記バンドの存在を決定するために前記しきい値を前記電気信号と比較する工程と
をさらに含む請求項６記載の方法。
【請求項８】
不整バンドを検知するために前記出力信号を分析する工程が、ウェブの長手方向における少なくとも一つのバンドの長さが規定値より短いかどうか、ウェブの長手方向における少なくとも一つのバンドの長さが規定値より長いかどうか、ウェブの長手方向における少なくとも二つの隣接バンドの間の間隔が規定値より小さいかどうか、又はウェブの長手方向における少なくとも二つの隣接バンドの間の間隔が規定値より大きいかどうかを評価する工程をさらに含む請求項６又は７記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
背      景
本発明はシガレット紙上に形成されたバンド（band）が適切な幅及び間隔を有することを確認するため、及び許容外のバンド幅及び間隔を有するシガレット紙から作られたシガレットを拒絶するためのシステム及び方法を含むシガレット製造機に関する。
【０００２】
高品質製品を確保するため、多くの製造業者は製造物品の製造ラインにおける様々な段階において光学検査システムを設置する。典型的には、各検査ステーションは製造物品の表面の方に放射線を向けてその表面が反射を作る電磁放射線の源を含むだろう。１以上のセンサーが反射を受ける。受けた反射の分析は製造物品への洞察、特に物品が不整であるかどうかを与える。
【０００３】
上で記載したタイプの従来技術のセンサーは典型的には特定の物品を検知するために設計及び測定される。このように、これらのセンサーは異なる物品について同様の分析を実施するために容易に適応されることができない。もし物品が変わるなら、製造業者は新しい物品との適合性のためにセンサーを強引に再設計するだろう。例えば、技術者は様々な反射特性を有する異なる物品に適応するためにセンサーの回路のゲインを測定するためのセンサーと組み合わせた１以上の回路構成要素を置換しなければならない。
【０００４】
さらに、従来技術の検査システムは主に材料のウェブ中のピンホール、引裂及び傷の如き局部的な点異常の存在を確認するために向けられている。米国特許No.５４２６５０９（Peplinkski）はこの技術を例示する。このシステムでは、移動ウェブにおける異常の存在はセンサーの出力において“スパイク（spike）”を生じ、それはオシロスコープを使用して可視化されてもよい。しかしながら、他の異常は製造物品の部分又は要素の間の空間関係における不整によって特徴づけられる。上記したように物品上の単一点の独立した分析はこれらの異常を現さないだろう。
【０００５】
図によって、バンドを付けられたシガレットの製造を考えて下さい。その一つが図１に示されている。そこに示されているように、シガレット７はベースシガレット紙３上にセルロースパルプの層を配置することによって形成された材料の二つのバンド５を含む。Cellulon、微結晶セルロース、アミロペクチンがバンドを形成するために使用される様々な物質である。高品質製品を与えるために、これらのシガレットを製造するために使用される紙が適切な幅を有するバンド５を含むことを確実にすることが望ましい。さらに、隣接バンド間の間隔が許容内であることを確実にすることが必要である。図２に示されているように、シガレット紙３は適切な幅（例えばバンドＢ１−Ｂ５）を有するバンド、及び許容外の幅（例えばバンドＢ６）を有する少なくとも一つのバンドを含む。また、シガレット紙は許容外の間隔（例えばＢ４とＢ５の間の間隔）を有する少なくとも二つの隣接バンドを含む。上記従来技術の光学検査システムはこれらの異常を検知する能力を持っていない。
【０００６】
従って、本発明の目的は上で述べた欠点のない、材料のウェブの分析のためのシステム及び方法を提供することである。本発明の別の目的はセンサーのやっかいな再設計又は再校正を必要とせずに様々なタイプのウェブ材料についての異常を検知することができるセンサーを提供することである。本発明の別の目的はバンド含有紙が許容外のバンド幅又は許容外の隣接バンド間の間隔を有するバンドを含むかどうかを確認する光学検査システムを提供することである。
【０００７】
本発明の特別な目的はシガレット製造機においてバンド含有シガレット紙を検査するため及びシガレット紙の不整区域から作られたシガレットを拒絶するためのシステム及び方法を提供することである。
【０００８】
概      要
これらの及び他の目的はシガレット製造機又は類似システム上に装着し、不整な幅又はバンド間の間隔を有するバンドの存在を検知する光学検査システムを通して本発明に従って達成される。シガレット紙の不整部分を伴って構成されるシガレットはそれらがシガレット製造機を進むとき追跡され、シガレット製造機の拒絶口の一つに追い出される。
【０００９】
光学検査システムは様々な反射特性を有するバンド材料及び様々なタイプのシガレット紙に適応できるセンサーを含む。操作においてセンサー回路はセンサー検知器によって生成される電圧の範囲を検知し、その値の範囲についてピーク値（又は平均ピーク値）を明確にする。次いで回路はこのピーク値の規定した百分率をとり、しきい値を形成する。このしきい値はセンサー検知器から交流信号と比較される。もし交流信号がしきい値を越えるなら、その時回路はバンドが存在することを示すための信号を出す。
【００１０】
回路はセンサー検知器からの信号の交流成分を増幅するための交流増幅器を含む。様々な反射特性を有するバンド材料及び様々なタイプの紙にさらに適応するために、この増幅器のゲインは例えばディップスイッチの設定を調整することによって調整されることができる。同様に、しきい値回路によって選択されるしきい値を調整して複数の異なるしきい値（例えば３０％，４０％，５０％，６０％など）の一つを選択することができる。
【００１１】
図面の簡単な説明
本発明のさらなる他の目的、特徴及び利点は図面と組み合わされた以下の詳細な記述を読んで容易に理解されるだろう。
図１はバンドを付けられた領域を含むシガレットの例を示す。
図２は不整な部分を有するバンドを含むシガレット材料のウェブの例を示す。
図３はバンドを検知するためのセンサー（２１０）を含むシガレット製造機の例を示す。
図４は図３の製造機に使用するためのチッピング（tipping）機の例を示す。
図５は本発明によるセンサーの光学的構成要素の例を示す。
図６は本発明によるセンサーの概略図を示す。
図７は本発明によるセンサーハウジングの機械的構成の例を示す。
図８は本発明によるバンドを付けられた紙の特性を検知するために使用されるセンサーの電気回路の例を示す。
図９は本発明に使用される交流増幅器の詳細な概略図を示す。
図１０は本発明に使用されるしきい値回路及び信号コンパレータの詳細な概略図を示す。
図１１（ａ）〜図１１（ｇ）は本発明による様々なユーザーが特定した許容値とバンドセンサーの出力の比較の例を示す。
図１２は本発明によるセンサーと組み合わされるコンピューターによって分析されるバンド幅及び空間の全体に関する統計を与えるための表示例を示す。
【００１２】
詳 細 な 記 述
以下の記載において、限定ではない説明目的のために、本発明の完全な理解を得るための特定の詳細例を述べる。しかしながら、本発明がこれらの特定の詳細例から逸脱する他の例において本発明を実施できることは当業者に明らかだろう。他の例では、公知の方法、手段、及び回路の詳細な記述は不必要な詳細で本発明の記述をぼかさないように省略される。図では、同様の参照符号は同様の部分を示す。
【００１３】
図３はボビン２０８から供給されたシガレット紙上に形成されたバンドを検知するためのセンサー２１０を含むシガレット製造機２００の概略図を示す。業界で良く知られているように、空気が通路２０６を流れ、コンベヤベルト２１２上に上方へタバコ粒子を吹きつける。粒子はコンベヤベルト２１２におけるせん孔を通して供給された吸引力に反応してコンベヤベルト２１２に付着する。粒子はコンベヤベルト２１２が右から左に動くにつれてコンベヤベルト２１２の下側上にタバコの層を形成する。コンベヤベルトの通路のある場所において、トリマー２２０がディスクなどを回転することによって（シガレットフィルターロッドを形成する）層から過剰のタバコを除去する。
【００１４】
コンベヤベルト２１２上のフィルターロッドの形成と同時に、バンド（その区域が図２に示される）を含有するシガレット紙は供給ボビン２０８からコンベヤベルト２１２の一端の下の領域に供給される。その場所において、コンベヤベルト２１２はベルト上に保持されたタバコをシガレット紙に移す。シガレット紙は次いでフィルターロッドのまわりに巻かれ、接着剤がその集成体に適用されてシガレット紙をフィルターロッドに固定する。ロッドは次いで個々のタバコロッド（例えば２倍の長さのタバコロッドから二つのシガレットが製造されるだろう）に切断される。上で参照した包装、接着及び切断は業界で一般的であり、図３をぼかさないように図３においてロッド形成ユニット２０４として単に表されている。
【００１５】
タバコロッド（例えば２倍の長さのタバコロッド）はこのようにして形成された後、それらはフィルターロッドをタバコロッドに加えて複数の完成シガレットを形成するチッピング機２０２に移される。チッピング機はHauni-Werke Koerber and Co., AG，ハンブルグ，ドイツによって製造される一般的なＭＡＸ１００機械を含む。この機械は図４に示されている。そこに示されているように、機械はロッド形成ユニット２０４によって形成された２倍の長さのロッドを回転ドラム２３２に移す回転ドラム２２６を含み、回転ドラム２３２は回転カッター２３０を使用して単一の長さタバコロッドを形成するために２倍の長さのロッドを半分に切断する。ドラム２３４はフィルター栓をタバコロッド間に挿入できるように二つの単一長さのタバコロッドに分離する。
【００１６】
フィルターロッドはビン２４４から生じ、そこでそれらは元々４倍の形（即ち、四つのフィルター栓に相当する長さを含む）である。フィルターロッドはドラム２４６，２４２，２４０及び２３８を介してドラム２３６に移される。ドラム２４６はさらに４倍の形のフィルター栓を二つの２倍の形のフィルター栓に切断する。ドラム２３６において、フィルター栓はドラム２３４から分離されたタバコロッドの間に挿入される。フィルター栓及びタバコロッドは次いでドラム２５０に移され、それはドラム２９０によってボビン２２２又は２２４からタバコロッドとフィルター栓の組合せにチッピング紙を適用する。チッピング紙は巻き取り装置２７０を使用してドラム２５２においてタバコロッドとフィルター栓の組合せの周囲に巻かれる。生じたシガレットロッドは次いでドラム２５４に移され、さらにドラム２５６に移される。ドラム２５６においてシガレットロッドは半分に切断されて個々のシガレットを形成する。シガレットは次いでドラム２５８，２６０，２６２，２７４及び２６８を介して出力ビン２６３に移される。しかしながら、不整なシガレットは出力ビン２６３に入ることなく出力ドラム２７４において追い出される。上述のチッピング機には例えばドラム２５２，２５６及び２３６のような他の拒絶口がある。また、詳細に示されていないが、様々な拒絶口が当業者によって理解されるように機械のタバコロッド製造部のさらなる上流に存在する。
【００１７】
図３に戻ると、センサー２１０はバンドが付けられた紙が通過する遊びローラー又はガイドポストに隣接して位置されることができる。しかしながら、この位置は例にすぎない。センサー２１０は他の位置に設けることもできる。さらに、複数のセンサーをシガレット製造機中の様々な位置に設けることもできる。
【００１８】
後でより詳細に述べるように、センサー２１０は通過するシガレット紙上で感知したバンドを示す出力信号を生成する。一つの例によれば、センサーの出力はパルス列であり、そこでは各パルスの幅は各々感知したバンドの幅（即ち、シガレット紙の長手方向におけるバンドの長さ）に相当する。センサーのパルス列出力は次いで外部Ｉ／Ｏインターフェース２１６に向けられる。センサーの出力はインターフェース２１６に直接供給されることができるか、又はシガレット製造機のジャンクションボックス２１４に送られることができ、次いでインターフェース２１６に移される。Ｉ／Ｏインターフェース２１６はシガレット製造機のエンコーダ（図示せず）からデータを受けとる。エンコーダは例えば製造機における機械シャフトの一つの回転速度によって測定されるように機械が測定する速度（例えばシステムを通るタバコロッドの移動速度）を示す。センサー出力及びエンコーダ出力は次いで組み合わされるカウンター／タイマーボード及びＩ／Ｏボード（図示せず）を含む外部コンピューター２１８に移される。特に、コンピューターは分離したワークステーションであり、Ｐｅｎｔｉｕｍ  １３３ＭＨｚマイクロプロセッサー、モニター、キーボード、ハードドライブ及びフロッピーディスク（図示せず）を含むことができる。Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｂｏａｒｄｓ（登録商標）ＣＩＯ−ＤＩＯ２４ＨをＩ／Ｏボードのために使用することができ、一方Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｂｏａｒｄｓ（登録商標）ＣＩＯ−ＣＴＲ０５をコンピューターボードのために使用することができる。コンピューター２１８は感知したバンド幅及びバンド間隔がセンサーの出力に基づいて及びエンコーダの出力に基づいて許容外であるかどうかを決定する。
【００１９】
もしバンド幅及び／又はバンド間隔が許容外であるなら、コンピューターはシガレット紙の不整部分から作られたシガレットを拒絶するためにジャンクションボックス２１４を介してシガレット製造機２００に信号を与える。特に、センサー２１０を通過した後の不整なシガレット紙の位置は製造機のエンコーダによって生成されるタイミングパルスを使用して追跡されることができる。即ち、タイミングパルスをカウントすることによって、システムはいつシガレットが１以上の拒絶口（例えば図４のドラム２７４，２５２，２５６及び２３６に相当する拒絶口及び特に示されていないが他の拒絶口）を通過するかを予測することができる。不整なシガレットが（規定されたカウントに到達するカウンターによって示されているように）拒絶口を通過するとき、それはシガレット製造機によって追い出される。当業者はシガレットの拒絶を制御する他の方法が存在することを認識するだろう。例えば、この機能を実施する別の方法は紙の不整区域が拒絶口を通過するためにかかる時間に相当する初期値でタイマーを設定することである。タイマーがカウントダウンするとき、その不整な区域を含むシガレットは拒絶口に位置され、それゆえ追い出される。一般的なことに関して、シガレットの拒絶のための適切なタイミングはシガレット移動通路の特性の認識（例えばセンサーと通路中の様々な下流場所の間の距離）及び機械が操作されるスピードの認識から決定されることができる。
【００２０】
センサーとコンピューターの機能は続く説明と添付図面を参照してより良く理解されることができる。センサーの機械的及び電気的構成要素がまず説明された後、コンピューターによって行われる分析の説明を行う。
【００２１】
図５から開始すると、センサーは赤外線を放出するための赤外ＬＥＤ２０を含む。例えば、ＬＥＤ２０は８５０ｎｍ（±２０ｎｍ）の波長を有する放射線を放出するために選択されることができる。ＬＥＤ２０からの赤外線は紙２６がローラー２４を通過するとき焦点レンズ２２によって収束されてバンドが付けられた紙２６上に１ｍｍ直径のスポットを形成する。
【００２２】
紙２６がローラー２４上を通過するにつれて紙２６の表面上に当たる赤外光が反射を作る。これらの反射は検知レンズ２３を通過し、それは迷光拒絶フィルター２８、次いで偏光子３０上に反射された光を収束する。迷光拒絶フィルター２８は（ＬＥＤ２０によって生成される赤外線とは異なる周波数で生じる）周囲光の大部分を濾過する。偏光子３０はベース紙及び紙２６上のバンドが付けられた領域からの反射における差異を強調する規定された直線状偏光方向を有する光を選択する。迷光拒絶フィルター２８及び偏光子３０はもし紙が非バンド部分とバンド部分を明確に区別する反射特性を示す（即ち、信号対ノイズ比が十分に大きい）なら所望により省略されることができる。最後に、反射された光は反射された赤外線を感知した放射線の大きさに比例した電気信号に変換する光検知器３２によって受けとられる。
【００２３】
上記構成要素は図６を参照して示されているように囲い４０内に収容される。そこで示されているように、囲い４０は一般に矩形である。囲い４０はローラー２４上の短い距離でローラー２４をまたぐノッチ４１を含む。赤外ＬＥＤ２０はノッチ４１の一つの側に付けられ、一方検知器３２はノッチ４１の他の側に付けられる。
【００２４】
ほこり又は他の残留物が光学的構成要素上に積もることを防ぐため、センサー囲い４０はクリーンエアーを受けるための導管５２を含む。このクリーンエアーはエアーノズル４２によって光学的構成要素に向けられる。さらに、囲いはセンサーのコンディショニング（conditioning）回路４４に電力を供給するために電力を受けるための入力ジャック５４を含む。
【００２５】
囲い４０の機械的構造のさらに詳細な例示が図７を参照して見出されることができる。そこに示されているように、囲いはノッチ４１の側部に埋め込まれた検知レンズ２３及び光源レンズ２２を含む。赤外ＬＥＤ２０は第１フレーム２１によって光源レンズ２２に対応する場所に固定される。同様に、光検知器３２は第２フレーム３１によって検知レンズ２３に対応する場所に固定される。図示されていないが、迷光拒絶フィルター２８及び偏光子３０は第２フレーム３１内に収容されることもできる。回路５２は上で述べたようにクリーンエアーの供給を受け、エアーをノズル４２に流す。囲い４０全体はボルト穴６０，６２，６４及び６６によってその支持構造に固定されることができる。穴はセンサーをその支持構造に最初にゆるく取付けることができるように過大にされる。校正及び位置調整後、センサーは次いで適所にしっかりボルト締めされることができる。図示されていないが、囲い４０は上部プレートを含み、それは光学的構成要素が操作中残留物を蓄積してそれらの性能を低下することからさらに保護する。
【００２６】
本発明の検査システムの電気的構成は図８−図１０を参照して理解されることができる。図８は囲い４０内に収容された回路４４の概略を表す。そこに示されているように、検知器３２はＬＥＤ２０から反射された赤外線を受ける。反射された放射線は電気信号に変換され、次いで予備増幅器７０で増幅される。増幅された信号は異質の信号反応を除去するバンドパスフィルター７２に向けられる。この場所において、波形９６に示されているように、信号は交流及び直流成分を有する。信号は信号レベルの減少がバンドの存在を示す負に行こうとするパルスである。
【００２７】
この段階において、予備増幅されバンドパスフィルターされた信号は信号の直流成分から交流を分離する交流結合器７４に向けられる。交流成分は次いで交流増幅器７６に供給される。交流増幅器７６は信号の交流成分を所望のレベルまで増幅する。図９を参照して簡単に記載されるように、交流増幅器７６のゲインは異なる反射特性を有する異なるタイプのウェブを用いたセンサーの使用を適応するために調整可能である。この点において、信号は例示的波形９４に似ている。
【００２８】
次いで、増幅した交流成分はピーク検知器７８に向けられ、ピーク検知器は波形のピーク電圧の大きさを検知する（再び、それは波形９４を参照して評価されることができる）。一つの例によれば、ピーク検知器は複数の連続波形ピークのピーク値の平均を形成するだろう。この値は紙上のバンド領域と非バンド領域の間の電圧の一般的な範囲の表示を与え、様々な紙及び様々なタイプのバンド材料に対して変化することができる。
【００２９】
平均ピーク値は次いでしきい値として使用するためのピーク値のある百分率をとるしきい値回路８０に移される。波形９４を参照して示されるように、ピーク波形の６０％をしきい値として選択することができる。本発明の他の例によれば、このしきい値はオペレータによって調整可能であり、多数のいかなる値も仮定することができる（それは図１０の説明で述べられるだろう）。
【００３０】
しきい値回路８０からのしきい値はコンパレータ回路８２に利用可能である。コンパレータ回路８２は現在感知した信号の交流成分としきい値を比較する。もし交流成分がしきい値より上であるなら、そのときコンパレータ回路８２は正（又は負）のパルスを生成する。一つの例では、コンパレータ回路はバンドに従う方式で設定されてもよい。この方式では、パルスの長さは検知されたバンドの幅及びローラー２４上を移動する紙２６のスピードに相当する。この方式の出力は例示的波形９８によって示される。
【００３１】
バンド検知出力に加えて、センサーはアラーム信号出力も与える。特に、信号の直流成分は直流レベルコンパレータ８６に供給され、直流レベルコンパレータ８６は直流レベルが与えられた電圧値のウィンドウより上か又は下かを検知する。同様に、交流成分のピーク値は交流レベルコンパレータ８４に移され、交流レベルコンパレータ８４は交流レベルが与えられた電圧値のウィンドウより上か又は下かを検知する。各コンパレータの出力はＬＥＤ（ＬＥＤ９０及び９２のそれぞれ）に移され、ＬＥＤは信号値が規定されたウィンドウの外側であるときに赤く光り、信号値が規定されたウィンドウ内であるときに緑に光る。ＬＥＤ９０及び９２の状態はセンサーの状況に関する有用な診断情報を与える。特に、次の表はＬＥＤ９０及び９２の異なる状態について例示的診断を与える。
【００３２】
【表１】
0003980267.tif 000002
【００３３】
ＬＥＤ９０及び９２はセンサーの囲い４０に物理的に取付けることができる。あるいは、もしセンサーが容易にアクセスできない場所に位置されるなら、ＬＥＤ９０及び９２はセンサー囲い４０から離れて位置されることができる。
【００３４】
ＬＥＤ９０及び９２の出力に加えて、コンディショニング回路４４はコンパレータ８４及び８６から出力結合器８８にアラーム信号を移す。この回路はコンパレータ回路８４又は８６がアラーム信号を発生するとき積極的なアラーム信号を発生する。従って、出力結合器は当業者によって容易に理解されるようにＯＲゲート回路又はその均等物を使用することができる。コンパレータ８２及びアラーム結合器回路８８の出力はインターフェースユニットに、次いでコンピューターに向けられる。
【００３５】
図９は図８に示された交流増幅器７６の例示的構成を示す。そこに示されるように、組み合わされる抵抗Ｒ９及びＲ１０及びコンデンサＣ２を伴う増幅器１０４のゲインはＤＩＰスイッチ１０２上のスイッチの状況によって変化されることができる。八つのスイッチを含むＤＩＰスイッチは様々な抵抗値を有する抵抗Ｒ１−Ｒ８に接続される。例示的な具体例によれば、抵抗値は八つのスイッチのＤＩＰスイッチによって達成される生じたゲインがスイッチのバイナリ状況に対応する増分のベースゲインを上げるように選択される。例えば、もしＤＩＰスイッチの第１及び第８のスイッチだけがつけられているなら、回路は増幅器にベースゲインプラス１２９に等しい相対値を有するゲインを与えるだろう。ＤＩＰスイッチが八つのスイッチを有するので、回路は２５６段階を有するゲイン値を生成することができる。
【００３６】
しきい値回路８０によって選択されるしきい値は図１０に示されているように同様の方法で選択されることができる。図示されているように、四つのスイッチのＤＩＰスイッチ１１０はオペレータが四つの異なるしきい値（３０％，４０％，５０％及び６０％）の間で選択することができる。しかしながら、増幅器７６と違って、ＤＩＰスイッチ１１０はバイナリコード化されていない。一つのスイッチは１回でオンされるべきであり、それは抵抗Ｒ１２−Ｒ１５の一つを選択する。これらの抵抗は抵抗Ｒ１６及びＲ１７によって与えられた抵抗を補い、信号分割器１１２と結合して入力のための所望のしきい値レベル信号をコンパレータ回路８２に与える。
【００３７】
コンパレータ回路８２はしきい値信号を交流増幅器７６の出力と比較してバンドが存在するかどうかの表示を生成する。コンパレータ回路は当業者によってすぐ理解されるように、抵抗Ｒ１８及びＲ１９、コンデンサＣ３及びＣ４及びコンパレータ１１４の如き従来のコンパレータ構成要素を含むことができる。同様に、図８に示された回路ブロックの残りは従来の回路を含むことができ、説明をぼやかさないようにここではさらに述べない。
【００３８】
コンパレータ８２の出力はインターフェース２１６、次いでコンピューター２１８に送られる（図３参照）。本発明の例によれば、コンピューターは０．２５ｍｍ毎にセンサーからデータをサンプリングする。述べたように、コンピューターはシガレット製造機２００に拒絶信号を送るために使用されることができる。さらに、コンピューターはセンサーによって検知されるバンドの全体の統計表示を与えることができる。
【００３９】
操作において、コンピューター２１８はバンド幅及び間隔が許容外であるかどうかの表示を与えるために、エンコーダ信号と結合してセンサーからバンド信号出力を分析するために使用される。この目的のため、コンピューターは最小バンド幅、最大バンド幅、最小バンド間隔、及び最大バンド間隔を示すオペレータによって入力された値を含むバッチファイルを記憶する。センサーからの信号はこれらの許容値を参照して比較される。コンピューターはユーザーへの表示のために許容外のバンド幅及び間隔のログを維持する。
【００４０】
また、述べたように、コンピューターは信号をシガレット製造機２００に与えて不整なバンドを含むシガレット紙の部分から構成されるシガレットを拒絶することを製造機に知らせる。特に、この信号はバンド幅が長すぎるか又は短すぎるとき、又はバンド間隔が長すぎるか又は短すぎるときシガレット製造機に送信されるだろう。追加の予防措置として、もし正常なバンド間の距離が２０の最大バンド間隔を越えるなら、見落としたバンド検知器は１０の適切な間隔のバンドを見つけるまでシガレット製造機に拒絶信号を送信するように構成されることができる。コンピューター２１８はセンサーがアラーム状態を発生するときシガレット製造機にシガレット拒絶信号を送信することもできる。しかしながら、上の条件の全てにおいて、コンピューターはもしエンコーダが製造機が規定値外（例えば下）のスピードで操作していることを示すならシガレット製造機にいかなる信号も送信するのを妨げることができる。
【００４１】
コンピューター２１８がシガレット紙上のバンドの全体をアクセスするために使用したアルゴリズムの操作は図１１（ａ）〜図１１（ｇ）を参照して容易に理解されることができる。図１１（ａ）はバンドに従う方式でのセンサーの出力がオペレータによる最大バンド間隔入力を越えてコンピューターが異常信号を出す状況を示す。異常信号は正常なバンド間隔が測定されるとき、又はどんなに長くても５ｍｓ後に非活動化される。図１１（ｂ）はセンサーの出力が短すぎるバンドを表す反対の状況を示す。コンピューターはバンド間隔が正常になるまで、又はどんなに長くても５ｍｓ後に異常信号を出す。
【００４２】
図１１（ｃ）は短すぎるバンドの発生を検知したときの異常信号の生成を示す。図１１（ｄ）は長すぎるバンドの発生を検知したときの異常信号の生成を示す。両方の場合において異常信号は正常な幅を有するバンドが測定されるとき、又はどんなに長くても５ｍｓ後に非活動化される。
【００４３】
図１１（ｅ）はバンドがなくなっていることを検知したときの異常信号の発生を示す。特に、異常信号はオペレータによって特定されるような最大間隔がバンドの検知なしで到達されるときに出される。同様に、図１１（ｆ）はなくなった間隔の検知に反応した異常信号の発生を示す。異常信号はオペレータによって特定されるような最大バンド幅が間隔の検知なしに到達されるときに出される。
【００４４】
最後に、図１１（ｇ）はアルゴリズムがセンサーの出力における小さな撹乱を濾過及び除去するソフトウェアを含むことができることを示す。従って、これらの小さな（ノイズスパイク及び信号ドロップアウトの如き）小さな撹乱がバンド又は間隔の始まり又は終結を誤って信号に出すことはない。
【００４５】
シガレット紙のボビンに関する統計はコンピューター２１８によって蓄積され、オペレータに表示される。表示例が図１２に示されている。表示は最小バンド幅（ｍｍ）、最大バンド幅、最小バンド間隔及び最大バンド間隔を含むバッチファイルからのセットアップ情報を示す。表示は限界内のバンドの数、限界外のバンドの数、及び限界外の間隔の数を与える。表示はバンド幅の平均及び標準偏差、最小及び最大バンド幅を与える。表示はバンド間隔に関して同じ情報を与える。参照のフレームのため、表示はエンコーダによって測定される紙スピード、及びアラーム状態が現在活動しているかどうかを与える。オペレータの選択によって、システムは装置がエラーモードである間、バンド統計を蓄積することをできなくすることができる。
【００４６】
上記の情報の全てはコンピューターによって記憶され、後で他の実行との比較又は分析のために検索されることができる。
【００４７】
上記例は本発明の全ての点に関して説明するものであり、制限するものではないことを意図される。従って、本発明は当業者によってここで含まれる記述から逸脱した多くの変形例が可能である。かかる変形例及び修正例は請求項に規定されるような本発明の範囲及び精神内であると考えられる。
【００４８】
具体例によって、本発明はバンド含有シガレット紙の光学的検査の内容を記載した。しかしながら、本発明の原理は様々なタイプの印を上部に形成された他のタイプのウェブ材料の検査に適用する。さらに、センサーはシガレット製造機の周囲において記載された。しかしながら、センサーは他の用途を有する。例えば、センサーは紙が第１ボビン（繰り出されるボビン）から第２ボビン（巻き取られるボビン）に移されるときにシガレット紙上に形成されたバンドを検知するために使用されることができる。関連特許出願ＵＳシリアルNo.０８／８９３５００（０２１２３８−１７７／ＰＭ−１８０３）（それは参考としてここに組入れられる）はかかる機械におけるセンサーの用途を示す。
【図面の簡単な説明】
【図１】  バンドを付けられた領域を含むシガレットの例を示す。
【図２】  不整な部分を有するバンドを含むシガレット材料のウェブの例を示す。
【図３】  バンドを検知するためのセンサー（２１０）を含むシガレット製造機の例を示す。
【図４】  図３の製造機に使用するためのチッピング（tipping）機の例を示す。
【図５】  本発明によるセンサーの光学的構成要素の例を示す。
【図６】  本発明によるセンサーの概略図を示す。
【図７】  本発明によるセンサーハウジングの機械的構成の例を示す。
【図８】  本発明によるバンドを付けられた紙の特性を検知するために使用されるセンサーの電気回路の例を示す。
【図９】  本発明に使用される交流増幅器の詳細な概略図を示す。
【図１０】  本発明に使用されるしきい値回路及び信号コンパレータの詳細な概略図を示す。
【図１１】  （ａ）〜（ｇ）は本発明による様々なユーザーが特定した許容値とバンドセンサーの出力の比較の例を示す。
【図１２】  本発明によるセンサーと組み合わされるコンピューターによって分析されるバンド幅及び空間の全体に関する統計を与えるための表示例を示す。
【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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