(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
たばこ加工産業における棒状の物品の直径を測定するための方法において、物品をその連続的な移送或いは非連続的な移送の間フイルタ装着機の転動路内において回転させること、物品に回転している間光学的な光線を照射すること、この光線の物品によって誘起される多数の陰影の大きさを短時間に検出し、電気的な測定信号に変換すること、および多数の測定信号から物品の直径に関する信号を形成することを特徴とするたばこ加工産業における棒状の物品の直径を測定するための方法。
【請求項２】
物品が回転している間この物品によって誘起される多数陰影の大きさを検出し、次に移送されて来る物品が回転している間この物品によって誘起される多数の陰影の大きさを先行して移送された物品の位置と転動ドラムの回転軸線に対する角度が異なる位置で検出すること、陰影を電気的な信号に変換すること、および多数の物品の測定信号から物品の直径を測定信号を形成することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
続いて送られて来る他の物品が回転している間この物品によって誘起される多数の陰影の大きさを先行して移送された物品の位置と転動ドラムの回転軸線に対する角度が異なる位置で検出すること、陰影を電気的な測定信号に変換すること、および多数の物品の測定信号から物品の直径に関する信号を形成することを特徴とする請求項１或いは２に記載の方法。
【請求項４】
物品にこれが回転している間少なくとも一つの短い光学的な光線を照射すること、この物品によって誘起される多数の陰影の大きさを検出し、電気的な信号に変換すること、および多数の物品によって誘起される測定信号の多数から物品の直径に関する信号を形成することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
物品にこれが回転している間、光学的な光線を照射すること、この物品によって誘起される多数の陰影の大きさを短い時間の間に検出し、電気的な信号に変換すること、および多数の物品によって誘起される多数の測定信号から多数の物品の直径に関する信号を形成することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
物品をその縦軸線を中心にして回転させること、およびレーザ、特にレーザダイオードにより短時間の光線を発生させることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
多数の物品によって誘起される陰影の大きさをビデオカメラ、特に電荷結合素子カメラにより検出することを特徴とする請求項１から４までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項８】
多数の物品によって誘起される陰影の大きさに関する多数の測定信号から平均値に相当する信号を形成することを特徴とする請求項１から５までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項９】
作動する転動ドラムと停止する或いは比較的低い速度で或いは比較的大きな速度で作動しかつ物品の直径よりも幾分小さな間隔で設けられている相手方転動面によって形成されている転動路を回転させながら物品を案内することを特徴とする請求項１から６までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項１０】
シガレットとして形成された物品を転動路を経て移送し、この転動路内において物品を回転させながら糊が塗布されている結合テープによりフイルタプラグを装着することを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
物品の或る陰影、特に最大の陰影を多数の陰影の大きさの平均値と比較し、差を検出することを特徴とする請求項１から８までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項１２】
たばこ加工産業における棒状の物品の直径を測定するための装置において、物品（１１）をその連続的な移送或いは非連続的な移送の間フイルタ装着機の転動路内において回転させる回転装置（２０）、物品にこれが回転している間光線照射を行うための特に光学的な照射装置（４）、回転する物品（１１）によって誘起される多数のの陰影（２６，１９）の大きさを短い時間に検出し、電気的な測定信号に変換し、直径の平均値に相当する信号を形成するための検出装置（１６）が設けられていることを特徴とするたばこ加工産業における棒状物品の直径を測定するための装置。
【請求項１３】
回転する物品（１１）によって誘起される多数の陰影の大きさ（１９，２６）を検出するための検出装置（１６）が設けられており、この検出装置が次に移送されて来る回転している物品によって誘起される多数の陰影の大きさを先行して移送された物品の位置と転動ドラムの回転軸線に対する角度が異なる位置で検出し、この測定装置によって得られた電気的な出力信号が物品の直径の平均値を形成するように構成されていることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
回転する物品（１１）によって誘起される多数の陰影の大きさ（１９，２６）を検出するための検出装置（１６）が設けられており、この検出装置が続いて送られて来る回転している他の物品によって誘起される多数の陰影の大きさを先行して移送された物品の位置と転動ドラムの回転軸線に対する角度が異なる位置で検出し、この装置によって得られた電気的な出力信号が物品の直径の平均値を形成するように構成されていることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１５】
物品が回転している間で短時間作用する特に光学的な照射装置（４）が設けられていることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１６】
物品にその回転の間、光学的な光線を照射する照射装置および物品によって誘起される多数の陰影の大きさを短い時間の間に検出する検出装置が設けられており、これらの装置から得られる測定信号から多数の物品の直径の関する信号が形成されるように構成されていることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１７】
物品をその縦軸線を中心にして回転させるための回転装置（２０）と、照射装置としてレーザ装置（４）、特にレーザダイオードが設けられていることを特徴とする請求項１２から１６までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項１８】
陰影の大きさのための検出装置として電荷結合素子カメラ（１６）が設けられていることを特徴とする請求項１２から１７までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項１９】
陰影の大きさに相当する測定信号に関する平均値形成器が設けられていることを特徴とする請求項１２から１８までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項２０】
物品のための作動する転動ドラム（２０ａ）と停止している或いは比較的低い速度で或いは比較的大きな速度で作動しかつ物品の直径よりも幾分小さな間隔で設けられている相手方転動面（２０ｂ）によって形成されている転動路（２０）が設けられており、この転動路を経て物品が回転しながら案内されるように構成されていることを特徴とする請求項１２から１９までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項２１】
シガレットとして形成された物品が糊が塗布されている結合テープにより回転されながらフイルタプラグが装着される転動路が設けられていることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たばこ加工産業における棒状の物品の直径を測定するための方法に関する。
更に、本発明は、たばこ加工産業における棒状の物品の直径を測定するための装置に関する。
【０００２】
“たばこ加工産業における棒状の物品”と言う概念は、フイルタを備えた或いは備えていないシガレット、他の棒状の喫煙物品、フイルタロッド、シガリロおよび葉巻を意味する。
シガレット或いはフイルタロッドを製造する際、直径はシガレット製造或いはフイルタの製造の際に監視される一つの重要な品質特徴である。この直径測定には色々な測定方法が知られている。例えば、ヨーロッパ特許公報第０  ３５９
６６４号或いは米国特許第５，３１１，２９１号からこのような方法が知られている。
【０００３】
直径を正確に測定することの困難さは、シガレットがしばしば“非円形”であること、即ち断面が縦軸線に対して垂直方向で環状線から多少ずれていることにある。
このようなことから、公知の直径測定方法にあっては不正測定が結果される。  本発明はこのような不正測定を排除することを意図している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の根底をなす課題は、非円形の物品にあっても直径測定が有利に行なわれるように上記の直径測定方法を更に改良発展させることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は、本発明による直径測定方法にあって、物品をその連続的な移送或いは非連続的な移送の間フイルタ装着機の転動路内において回転させること、物品に回転している間光学的な光線を照射すること、この光線の物品によって誘起される多数の陰影の大きさを短時間に検出し、電気的な測定信号に変換すること、および多数の測定信号から物品の直径に関する信号を形成することによって解決される。
【０００６】
本発明による直径測定方法の他の構成は、特許請求の範囲の請求項２から１１項に記載した。
【０００７】
上記の方法を実施するための装置の特徴とするところは、物品をその連続的な移送或いは非連続的な移送の間フイルタ装着機の転動路内において回転させる回転装置、物品にこれが回転している間光線照射を行うための特に光学的な照射装置、回転する物品によって誘起される多数の陰影の大きさを短い時間に検出し、電気的な測定信号に変換し、直径の平均値に相当する信号を形成するための検出装置が設けられていることである。
【０００８】
本発明による装置の他の構成は、特許請求の範囲の請求項１３から２１項に記載した。  本発明の枠内において、光線の代わりに、液体、例えば測定空気をこの物品を回転させながら迅速に物品に作用させ、直径に依存した測定値から、場合によっては電気的な測定値に変換した後物品直径に関する信号を形成することが可能である。
【０００９】
以下に添付した図面に図示した発明の実施の形態につき本発明を詳細に説明する。
【００１０】
【発明の実施の態様】
図１において、フオトカプラ１は発光器２と光電気的な受光器３とによって構成されている。発光器２はパルスレーザデイオード４、例えばドイツ連邦共和国２２７６１ハンブルク  セルジウスベーク１５在  シェフター・アンド・キルヒホフ社によって市販されている型式ＬＤ  ６５─９０４ｎｍのパルスレーザデイオードを備えており、これは電気的な励起パルスを与えられた際短いレーザ光線パルスを発射する。このレーザ光線は、図面に対して垂直方向に延在している、テレセントリック系の光カーテン８（平行な光線）の様式の、コリメータレンズ７を備えている（上記の会社によって型式ＳＫ  ９６３５として市販されている）コリメータ６から光照射出口９を経て照射され、シガレット１１の傍らを案内され、シガレットの直径を測定する。光線は光線入射口１２を経て光電気的な受光器３の内部に到達し、この受光器内でシリンドリカルレンズ１０が光カーテン８を集光する。偏向鏡１３はこの光を光学的なフイルタ１４を介して上記の会社製の電荷結合素子カメラ１６（例えば２０４８Ｐｉｘｅｌを備えた型式ＳＫ２０４８ＪＲ）方向に偏向する。光電気的な要素を備えた電荷結合素子カメラ(Zeilenkamere)１６のアレイ１５は図面に対して垂直方向で延在している。
【００１１】
シガレット１１は、これが光カーテン８を通過する際、フイル装着機の参照符号２０を付して概略図でのみで示した転動路内でその縦軸線を中心にして転動する。このような転動路は、たばこ加工産業において広く使用されている本出願人の製造にかかわるＭａｘ型−シガレット製造ライン内に設けられており、糊付けされた結合テープでシガレットにフイルタプラグを結合装着するのに使用される。この目的のため、フイルタプラグと貼付される結合テープとを備えたシガレットは、ドラム、即ち参照符号２０ａを付して概略図示したいわゆる転動ドラムから転動路内に移送される。この転動路は、転動ドラムと固定された面、即ち参照符号２０ｂを付して概略図示した、いわゆる相手方転動面とによって形成されている。転動ドラムに対する相手方面の間隔がシガレットの直径よりも僅かに小さいので、シガレットはこれがドラム上を移送されている間回転運動させられる。シガレット１１は転動ドラム上を回転されながら移送されている間、光ビーム８を通して運動させられる。上記の様式の転動装置の詳細は、米国特許第３，１７６，６９４号公報から知ることができるが、この公報にはシガレットが転動路を経て移送される間、側方で転動ドラムと相手方転動面から突出しており、従ってシガレットがその端部でもって光ビーム８を経て移動されることが記載されている。
【００１２】
電気的な励起パルスによりダイオード制御が時間的に正しく開始されるように、かつこの制御の時間的に正しい順序を機械速度に依存することのなく保証するために、クロックパルス発生器１７が機械の周期作動に依存したパルスを発生させ、このパルスは走査ロジック機構１８に供給される。走査ロジック−回路機構は１８はいわゆるインターフェースカード１９（例えば上記のシェフター・アンド・キルヒホフ社製の型式ＳＦ９１５０〔ＥＣ〕）の入力ａに制御パルスを与え、このインターフェースカード１９は出力ｂを介して励起信号をレーザダイオード４の出力段２１（例えば上記の会社製の型式ＳＫ９６０８８）に与える。走査形ロジック−回路機構は１８は、例えばシガレット１１の半回転毎に１０の測定が行われるように構成されている。このことは、約１６，５°の回転の後に照射閃光が発射されることを意味している。レーザダイオード４によって与えられる光パルスは極めて明るく、短く（例えば３００ｎｓｅｃの領域内にあり）、コリメータ６により幅の狭い光ビーム８に変換される。光フイールドはシリンドリカルレンズ１０により狭められ、鏡１３により偏向された後電荷結合素子カメラ１６のアレイ１５に達する。この際、シガレット１１がこのアレイ１５の上に入射する光の一部分を隠蔽する。インターフェースカ−ド１９は出力ｃにおいて読取りパルス（例えばシフトパルス）を電荷結合素子カメラ１６の入力ａに与え、この電荷結合素子カメラのビデオ信号は出力信号としてこの電荷結合素子カメラの出力ｂからインターフェースカ−ド１９の入力ｄに導かれる。
【００１３】
時間２３にわたって生じる信号２２は図２に示した。シガレット１１による陰影２６が生じるので光の強弱に応じた電気的な信号２４が位置ａから位置ｂの最低にまで急激に降下し、その後位置ｃにおいて再び元の値ａにまで上昇する。陰影の幅（水準降下）は一定の高さ、即ち位置ｄにおいて測定され、記憶される。その後ほぼ１６，５°のシガレットの回転に相当する短い時間の後、次の励起パルスにより再びレーザ閃光が開始され、次の陰影の幅が検出され、記憶される。
【００１４】
例えば１０の陰影幅の検出後これらの幅が合計され、−場合によっては陰影幅の数によって割り算された後−殆どシガレットの変形に依存いないシガレットの直径に関する寸法が形成される。その後、測定されたシガレットは光ビームの検出領域から脱出し、そして次のシガレットが光ビームの検出領域に到達する。このシガレットは光ビームの検出領域において上記の方法によりこれが回転している間その直径に関して測定が行われる。
【００１５】
上記の作業経過の制御は計算段２５が行う。
一本のシガレットの単個の直径が決定された後、最大と最低の値の比較により、最大の変形が検出される。
位置２０に相当する転動路内で、物品は連続して移送される。測定と関連した非連続的な移送−その間物品の移送は中断され、一方その間物品は回転され測定される−は本発明により運動させられる相手方転動面２０ｂによって達することが可能であり、この面の運動方向は転動ドラム２０ａの移送方向と反対方向を指向しており、その効果的な速度は転動ドラムの速度と同程度である。移送の周期的な停止を伴ったこのような移送装置の詳細は、米国特許第４，２８１，６７０号公報に記載されており、従ってここではその詳細な説明は省略する。
【００１６】
前記したように、個々の回転する物品に数度短時間照射し、陰影の大きさを検出し、相応する測定値から物品の直径を現示する平均値を形成する代わりに、本発明による他の実施の態様により多数の物品を測定することによって形成された多数の測定信号から多数の平均値を形成することも可能である。この目的のため、物品を例えば上記の転動路を経て、或いは米国特許第４，２８１，６７０号公報に記載されている方法により、或いは他の方法により相前後して順次移送され、その際回転される物品に、一度或いは数度短時間光を照射し、その際陰影の大きさを検出し、相当する測定信号を形成する。その際、短時間の照射の際の物品の位置はそれぞれ先行して行われる照射位置に対して位置ずれしている。即ち、物品は僅かに回転されている。このことは、例えばそれぞれ一度だけ照射される相前後して来る物品にも当てはまることである。次いで、このようにして得られた測定信号から、再び平均値が形成され、この平均値は照射された物品の直径を現示する。この方法は、直径がゆっくりと変動するので、また個々の物品の走査位置がずれているので、直径に関する極めて正確な平均値が与えわれる。
【００１７】
上記の発明の実施の形態において、測定されるべき物品は一回或いは多数回短時間照射、即ち閃光され、この目的にはレーザダイオードが適している。
本発明による他の発明の実施の形態により、回転する物品に測定の間一定した光を、特に永続光を照射すること、および受光機構、即ち電荷結合素子カメラを写真カメラのシャッターの様式で短時間開放し、こうして極めて短時間照射を行うことも可能である。
【００１８】
本発明により、短時間照射（閃光）とシャッター開放とを組合わせることも可能である。
【００１９】
【発明の効果】
本発明により得られる利点は、非円形の物品であっても直径が極めて正確に測定できることである。フイルタ装着機の転動路内において物品を回転させることにより、回転のための設備費を必要としないので特別有利である。
【００２０】
【図面の簡単な説明】
【図１】  シガレットの直径を検出するための光学的な光源を備えた回路機構の図である。
【図２】  直径を測定するための光学的光線のシガレットによる形成される陰影の状態を示す図である。
【符号の説明】
１  フオトカプラ
２  投光器
３  光電気的な受光器
４  パルスレーザダイオード
６  コリメータ
７  レンズ
８  光ビーム
９  光照射口
１０  シリンドリカルレンズ
１１  シガレット
１２  光入射口
１３  偏向鏡
１４  光学的フイルタ
１５  アレイ
１６  電荷結合素子カメラ
１７  クロックパルス発生器
１８  走査形ロジック回路
１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ  インターフェースカード
２０  転動路
２１  制御機構
２２  信号
２３  時間
２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ  光水準
２５  計算段
２６  陰影
【図１】
0003881058.tif 000002
【図２】
0003881058.tif 000003