(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々が長手方向軸（３）をもつ細長いたばこ物品（２）の一端（９）の末端充填を制御する方法であって、
各物品（２）の前記の軸（３）に対して平行な第１の方向に心合せされた一連の光センサ（１９）に対して、一定の与えられた発出強度（Ｉe ）をもつ少なくとも１本の電磁放射線のコリメートビーム（１６；３２，３３）を導く段階、前記の細長いたばこ物品（２）の一端（９）が前記のビーム（１６；３２，３３）を部分的に遮断するように、前記のビーム（１６；３２，３３）のエミッタ（１３；２６，２７）及び前記光センサ（１９）の間で、前記長手方向軸（３）に対して横断し、かつ前記のビーム（１６；３２，３３）に対して横断する走行方向（４）に前記の細長いたばこ物品（２）を補給する段階、及び入射放射線強度に比例した信号を発出する段階を含んで成り、前記方法は更に、
前記の物品（２）によって遮断されないビーム（１６；３２，３３）の部分が当たった光センサ（１９）により発出された信号を決定する段階、
前記の物品（２）によって遮断されて前記の物品（２）に浸透するビーム（１６；３２，３３）の部分が当たった光センサ（１９）により発出された信号を決定する段階、
前記の物品（２）によって遮断されないビーム（１６；３２，３３）の部分が当たった光センサ（１９）により発出された信号をしきい値測定を用いて拒絶する段階、及び
前記の物品（２）により遮断されて前記の物品（２）に浸透するビーム（１６；３２，３３）の部分が当たった光センサ（１９）により発出された信号を、前記の物品（２）の受容可能性を決定するために、前記発出強度（Ｉe ）の関数及び前記末端充填の特徴である限界値の１つの範囲（Ｉgmin，Ｉgmax）と比較する段階を含むことを特徴とするたばこ物品の末端充填を制御する方法。
【請求項２】
前記第１の方向に対し交差する第２の方向（４）で横並びに一続きの前記物品（２）を補給し、かくして各物品（２）の前記端部（９）が、前記第１の方向で測定した場合に一定の与えられた幅（Ｌ）に少くとも等しい幅をもつ前記ビーム（１６；３２，３３）の中を通って延びしかもこの与えられた幅（Ｌ）を有する経路（Ｐ）に沿って維持されるようにする段階をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記経路（Ｐ）は前記第２の方向（４）に対して平行な２つの相対する長手方向縁部を含んで成り、前記ビーム（１６；３２，３３）及び前記一連の光センサ（１９）は少なくとも前記２つの縁部の間の前記経路（Ｐ）の幅（Ｌ）全体を横切って前記第１の方向に延びていることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ビーム（１６；３２，３３）が前記第１及び第２の方向（４）に対し実質的に垂直である第３の方向に導かれることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記の光センサ（１９）により発出された信号を拒絶する段階には、分散エネルギーに比例する第１の成分と安全値に対応する第２の成分を含む１つの値（Ｉ0 ）を前記発出強度（Ｉe ）から減じたものに比例する限界値（Ｉs ）と、各々の光センサ（１９）により発出された信号を比較する下位段階、及び前記限界値（Ｉs ）より下の各信号が前記限界値範囲（Ｉgmin，Ｉgmax）内にあるか否かを決定する下位段階が含まれることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記電磁放射線が少なくとも１つのエミッタ（１３；２６，２７）によって発出されること及び、前記発出強度（Ｉe ）は、初期最小強度値（Ｉe1）と最大強度値（Ｉe2）の間で変動させられることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
最小強度（Ｉe1）の放射線及び最大強度（Ｉe2）の放射線が、それぞれ第１（２８）及び第２（２９）のビームを発出するため第１（２６）及び第２（２７）のエミッタにより発出されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第１及び前記第２のビーム（２８，２９）がそれぞれ前記光センサ（１９）の第１（３４）及び第２（３５）の列によりとらえられることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記一連の光センサ（１９）の長さに等しい第１の距離と、前記限界値（Ｉs ）以上のそれぞれの信号を発出する隣接する光センサ（１９）の間の距離の合計に等しい距離との差を決定することによって、前記一連の光センサ（１９）内の第１の端部の光センサ（１９）との関係における前記物品（２）の位置を決定する段階を含んで成ることを特徴とする請求項５〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
全ての光センサ（１９）によって発出された信号が前記限界値（Ｉs ）以上である場合に、前記物品（２）の不在を表わす信号を発出するさらなる段階を含んで成ることを特徴とする請求項５〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記電磁放射線が赤外線であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
少なくとも１つの光センサ（１９）によって発出された信号の値が前記限界値（Ｉs ）より低くかつ前記限界値範囲（Ｉgmin，Ｉgmax）の外側にある場合、拒絶信号を生成するさらなる段階を含んで成ることを特徴とする請求項５〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たばこ物品の末端充填（ｅｎｄｆｉｌｌ）を制御する方法に関する。
より特定的に言うと、本発明は、紙巻きたばこの末端充填を制御する方法に関するものであり、以下の記述はこれについて純粋に単なる一例として示されるものである。
【０００２】
【従来の技術】
紙巻きたばこの末端充填は、通常、紙巻きたばこが並んで搬送されるにつれて、各紙巻きたばこの一定の与えられた端部部分におけるたばこの葉の存在を決定するためのセンサにより制御される。センサは、容量性、光学式、誘導性などである可能性があり、紙巻きたばこの一端の近くで、紙巻きたばこの経路に沿って位置設定されている。紙巻きたばこの端部は通常完璧に心合せされておらず、従ってセンサとの関係においてさまざまな形で位置づけされることから、センサの読取り値は、制御対象の端部とセンサの間の距離によって影響される。
【０００３】
この問題に対する１つの既知の解決法は、紙巻きたばこが前送りされるにつれてこれらを一列に押すように、傾斜した表面などといった機械的手段を介して紙巻きたばこの軸方向位置を補正するというものである。しかしながら、このような機械的手段によって紙巻きたばこ上に課せられる衝撃又は滑動動作は、紙巻きたばこに損傷を加える結果となる可能性がある。
【０００４】
もう１つの既知の解決法は、一続きの横並びの紙巻きたばこが一定の与えられた経路に沿って補給されるにつれて第１の光センサを用いて紙巻きたばこの端部の位置を決定し、紙巻きたばこの軸に対して平行な電磁放射線ビームを各紙巻きたばこの一端の前面に当て、最終的に第２のセンサを用いて、各紙巻きたばこの末端充填の特徴である、対応する信号を生成するべく前記端部の表面によって反射された放射線を決定することである。
【０００５】
第２のセンサの読取り値は、各紙巻きたばこの端部と第２のセンサの間の距離を考慮に入れて、物理的モデル又はテストデータに基づく数学的アルゴリズムを用いて補正され、特徴的信号が一定の与えられたしきい値よりも低い場合、拒絶信号が生成される。
しかしながら、上述の前面制御方法は、見かけ上満足のいく端部表面の下にある何らかのキャビティを見極めることができず、この方法には、紙巻きたばこの端部とセンサとの間の距離といったような不均質な数量と反射光の数量とを数学的に相関関係づけすることが関与している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上述の欠点を克服するように設計された方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に従うと、各々長手方向軸をもつ細長いたばこ物品の一端の末端充填を制御する方法において、各物品の前記軸に対して平行な第１の方向に心合せされた一連の光センサに対して、一定の与えられた発出強度をもつ少なくとも１本の電磁放射線のコリメートされたビーム（collimated beam ）を導く段階及び入射放射線強度に比例した信号を発出する段階を含んで成り、ビームが物品の前記端部によって部分的に遮断されるような形で導かれる方法であって、さらに、前記端部によって遮断されないビームの部分が当たった光センサにより発出された信号がしきい値測定を用いて拒絶される拒絶段階、及び物品により遮断され物品に浸透するビームの一部分が当たった光センサにより発出された信号が物品の受容可能性を決定する目的で、前記発出強度の関数及び末端充填の特徴である１つの限界値範囲と比較される比較段階を含むことを特徴とする制御方法が提供される。
【０００８】
特に限定的ではない本発明のいくつかの実施形態について、添付図面を参考にしながら以下で例として記述する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１の番号１は、各々長手方向軸３をもつ紙巻きたばこ２の末端充填を制御するための装置を表わしている。
図２及び図３に示されているように、紙巻きたばこ２は、既知の吸込み手段（図示せず）によってそれぞれの台座６の内部に紙巻きたばこ２を保持する搬送手段５によって、軸３に対し横断する走行方向４で並んで補給される。
【００１０】
図１，２及び３を参照すると、各々の紙巻きたばこ２は、細断されたたばこ８が封入される紙の包装材料７、自由な第１の端部９及び通常フィルタ１１を含んでいる第２の端部１０を含んで成る。各々の紙巻きたばこ２の第１の端部９は、最大値と最小値の間で変動する長さだけ搬送用部材５から突出しており、前記最大値と最小値の間の距離Ｌは、紙巻きたばこ２のそれぞれの端部９がそれに沿って存在している方向４に延びる１本の経路Ｐの幅を表わす。
【００１１】
図１を参照すると、制御装置１は、それ自体電磁放射線のビーム１４を発出するためのエミッタ１３、コリメートされたビーム１６を形成するための光学コリメートデバイス（optical collimating device）１５及び受信用アセンブリ１７を含む光学アセンブリ１２を含んで成る。
図３にさらに明確に示されている通り、受信アセンブリ１７は、軸３に対して平行な方向で等間隔に置かれ、各々それ自体（光センサ１９）の上に衝突する電磁エネルギーの強度に比例する信号を発出するための一連の光センサ１９を支持するプレート１８を含んで成る。
【００１２】
制御装置１は同様に、エミッタ１３を制御し光センサ１９が発出した信号を処理するための器具２０も含んで成り、この器具２０の方には、光センサ１９から受信した信号を増幅するための増幅器２１が含まれている。増幅器２１は、エミッタ１３を駆動するための駆動装置２２、及び搬送部材５上の台座６との関係における位置信号及び増幅器２１により増幅された光センサ１９の信号の両方を受信する同期化／記憶用装置２３に接続されており、該同期化／記憶用装置２３は、各しきい値に基づいて拒絶信号を処理するための処理ユニット２５に対してデジタル化された信号を伝送するアナログ／デジタル変換器２４に接続される。
【００１３】
実際の使用においては、搬送部材５上の台座６が光学アセンブリ１２に近づくにつれて、駆動装置２２はエミッタ１３を活性化させてビーム１６を発出させ、このビーム１６は、コリメートされた時点で経路Ｐの幅Ｌに少なくとも等しい幅をもち光学コリメートデバイス１５とプレート１８の間に延びる。台座６が１本の紙巻きたばこ２を収納している場合には、ビーム１６又はその一部分は紙巻きたばこ２の端部９に衝突し、コリメートされたビーム１６は端部９によりある一定数の成分に分割され、そのうち、端部９による影響を受けないエネルギー含有量をもつ第１の成分１６ａ及びプレート１８に到達するべく端部９の中に浸透する第２の成分１６ｂが、問題の制御を目的として考慮されることになる。各成分１６ａ，１６ｂの、軸３に対して平行な延長は、紙巻きたばこ２が搬送部材５から遠くへ突出すればするほど、成分１６ｂの延長と相補的なものである成分１６ａの延長はますます小さくなるという意味で、紙巻きたばこ２の位置によって左右される。
【００１４】
成分１６ａ及び１６ｂは、プレート１８上で、光センサ１９の第１のグループ１９ａと第２のグループ１９ｂを構成する。
図４のグラフは、Ｙ軸に沿って、関与する電磁エネルギー強度値を示し、Ｘ軸に沿って、軸３に平行な方向で固定した基準点との関係における各々の光センサ１９の位置を示し、第１の曲線Ａは、エミッタ１３によって発出されたエネルギー強度Ｉe1との関係における受信したエネルギー強度を示し、第２の曲線Ｂは、エミッタ１３により発出されたエネルギー強度Ｉe2との関係における受信したエネルギー強度を示している。
【００１５】
コリメートビーム１６を遮断する端部９の存在に起因して、各々の曲線Ａ及びＢは、受信したエネルギー強度値Ｉe における急速な変動を示し、これにより、光センサ１９の第１のグループ１９ａと第２のグループ１９ｂとを区別することができる。従って、光センサ１９のプレート１８に沿った位置が分かっていると、プレート１８及び／又は経路Ｐ及び／又はその他の何らかの基準点との関係において紙巻きたばこの位置を決定することが可能となる。
【００１６】
第１のグループ１９ａ内のセンサ１９によって検出された電磁エネルギー強度値は、実質的に、エミッタ１３によって発出された電磁エネルギー強度の値Ｉe に対応し、互いに等しい。一方第２のグループ１９ｂ内のセンサ１９によって検出された電磁エネルギー値は、エネルギーの一部が吸収され、部分的に屈折されまた部分的に反射され、エネルギーの一部分のみが紙巻きたばこ２の端部９を通して伝送されることから、発出されたエネルギー値をはるかに下回る。
【００１７】
グループ１９ｂ内の光センサ１９により発出された信号は、端部９の末端充填に特徴的なものであり、紙巻きたばこ２の軸３に沿った充填の不均等性に起因して異なる値をとる。
各光センサ１９により発出された信号は、光学コリメートデバイス１５によって控除された（減じられた）エネルギー量に対応する第１の成分及び安全値に対応する第２の成分を含む値Ｉ0 を、発出されたエネルギーの強度値Ｉe から差し引いたものに等しい限界値Ｉs と比較される。換言すると、値Ｉs は、エミッタ１３により発出されたエネルギー強度の値Ｉe よりわずかに低い。
【００１８】
各々の曲線Ａ及びＢについて、図４は、それぞれの発出されたエネルギー強度値Ｉe1，Ｉe2及びそれぞれの値Ｉs1，Ｉs2を示す。
グループ１９ａ内の光センサ１９によって発出された信号は拒絶され、一方グループ１９ｂ内の光センサ１９によって発出された信号の各々は、ゼロ以外である場合には、各端部９の末端充填の受容可能性を見極めるべく、末端充填の特徴であるしきい値Ｉgmin及びＩgmaxの範囲と比較される。
【００１９】
異なるタイプの細断されたたばこ８、異なるタイプの包装材料７及び発出された異なる電磁強度値について実験的に末端充填しきい値Ｉgmin及びＩgmaxを設定することもできるし、或いは又、一定の与えられた発出強度Ｉe 及び多数の紙巻きたばことの関係において第２のグループ１９ｂ内の光センサ１９により検出された平均値を中心とする１つの範囲を規定することによってこれらのしきい値を適切に設定することも可能である。
【００２０】
図４は、発出されたエネルギー強度値Ｉe2との関係におけるしきい値Ｉgmin及びＩgmaxを示す。
紙巻きたばこ２を制御するときに、限界値Ｉs より低い信号がまたＩgmin−Ｉgmax範囲の外側にある場合、紙巻きたばこ２に関する拒絶信号が生成され、その後このたばこは拒絶される（排除される）。
【００２１】
上述の方法においては、紙巻きたばこ２の位置信号を特別なアルゴリズムを用いて特徴的な末端充填信号と相関関係づけする必要が全くなく、端部９を通って伝送された値のみがＩgmin−Ｉgmaxの範囲と比較されることから、紙巻きたばこ２の位置が末端充填の検出に影響を及ぼすことは全く無い。
しかしながら、必要な場合には、例えばプレート１８の端部に位置する光センサ１９との関係における紙巻きたばこ２の位置は、プレート１８の相対する端部にある２つの光センサ１９により構成されたセグメントから、それぞれの特徴的位置値Ｉs 以上のそれぞれの信号を発出する隣接する光センサ１９の間の距離の合計を単純に控除することによって決定することができる。
【００２２】
従って、光センサ１９によって発出される単一の一連の信号は、紙巻きたばこ２の位置及びその端部９の末端充填の両方に関する情報を得ることを可能にする。
好ましい作動モードに従うと、駆動装置２２はエミッタ１３を活性化して最初に低いエネルギー強度Ｉe を発出させ、光センサ１９により発出された信号に応じて、紙巻きたばこ２の端部９が検出された場合には、発出されたエネルギーの強度Ｉe を増大させ、端部９が不在である場合には発出を中断する。
【００２３】
通常、低エネルギー強度Ｉe1は、図４の曲線Ａに対応し、ここで、グループ１９ｂ内の光センサ１９により発出された信号の強度は、発出されたエネルギーＩe1が紙巻きたばこ２の端部９により実際に完全に反射又は吸収されることに起因して、ゼロに等しいか又はそれに近いものである。この第１段階では、端部９の位置を決定し、光センサ１９の第１のグループ１９ａを第２のグループ１９ｂから区別することが可能である。その後、発出されたエネルギーＩe は、グループ１９ｂ内の光センサ１９からゼロ以外の信号を得るべく値Ｉe2まで増大させられる。換言すると、各々の紙巻きたばこ２の制御サイクルは、最小の初期値と最大値の間の範囲の電磁エネルギー強度Ｉe を発出することを可能にする。
【００２４】
グループ１９ｂ内の光センサ１９からゼロ以外の信号を得るために必要とされる最小値に最大エネルギー強度値を制限することは、光センサ１９上に衝突する高い電磁放射線強度が光センサにより発出される信号にひずみを与える可能性があるという点において、重要なことである。
このようにすることにより、紙巻きたばこ２が不在の場合に高いエネルギーが使用されることを回避できるばかりでなく、共に異なる分光測光特性（spectrophotometric characteristics）をもつ異なるタイプの細断たばこ８及び異なるタイプの包装材料７によって特徴づけされる可能性のある異なる銘柄の紙巻きたばこ２に対し装置１の作動を適合させることも可能となる。
【００２５】
図５及び６の変形形態においては、アセンブリ１２には、紙巻きたばこ２の走行方向４に並んで位置設定され、それぞれのコリメートされたビーム３２及び３３を形成するべくそれぞれの光学コリメートデバイス３０及び３１を通してそれぞれの電磁放射線ビーム２８及び２９を生成する第１のエミッタ２６及び第２のエミッタ２７が含まれており、同様に、プレート１８には、並んで位置設定され、それぞれのコリメートされたビーム３２及び３３をとらえるための光センサ１９の２本の列３４及び３５が備わっている。
【００２６】
実際の使用においては、エミッタ２６及び２７は、異なる強度のそれぞれのビーム２８及び２９を生成し、第１のエミッタ２６は最小の強度で作動し、第２のエミッタ２７は最大の強度で作動する。
この代替的解決法においては、制御サイクルは、２つのコリメートされたビーム３２及び３３を用いて行なわれる。第１のビーム３２は、比較的高い感度の光センサ１９の第１の列３４によって検出され、第２のビーム３３は、比較的低い感度の光センサ１９の第２の列３５によって検出される。
【００２７】
２つのコリメートされたビーム３２及び３３は、光センサ１９を目隠しし光センサ１９のヒステリシスのために制御サイクルを減速させかくして方向４での紙巻きたばこ２の走行速度の低下を要求する可能性のある特に高い放射線強度の使用を必要とする低い放射線透明度（radiation transparency）をもつ特定の紙巻きたばこ２の末端充填を制御するために、有利に利用できる。
【００２８】
オペレータの安全を確保するため、赤外線スペクトル内の放射線が好ましい。ここで記述された方法は、明らかに、端部９の前面点検といったような既知の他の制御方法と組合せて使用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従った方法を実施する第１の制御装置の好ましい実施形態を概略的に示す図である。
【図２】図１の正面詳細図である。
【図３】図２のラインIII −III に沿った一断面を示す図である。
【図４】本発明の方法に従って決定された物理的数量の変動のグラフを示す図である。
【図５】図２の詳細図の一変形形態の正面図である。
【図６】図５のラインVI−VIに沿った一断面を示す図である。
【符号の説明】
２…たばこ物品
３…長手方向軸
９…たばこ物品の端部
１９…光センサ
１６，３２，３３…ビーム
１３，２６，２７…エミッタ
３４，３５…第１及び第２の光センサ列
【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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