Изобретение относится к устройству для контроля нанесения ароматизатора на сигаретную оберточную бумагу, а также к машине для изготовления сигарет, снабженной устройством для контроля нанесения ароматизатора.
В общем, сигаретой является жгут резаного табака, обернутого в оберточную бумагу, противоположные стороны которой склеены вместе по линии клеевого шва. Для улучшения вкуса таких сигарет известно добавление ароматизатора к резаному табаку. Недавно было предложено предварительное добавление ароматизатора к клеевому шву (смотри, например, прошедшую экспертизу, опубликованную заявку Японии hei 6-95921).
Можно наносить ароматизатор на сигаретную оберточную бумагу вместо добавления ароматизатора в резаный табак или в клеевой шов. Ароматизатор наносят на сигаретную оберточную бумагу для улучшения вкуса сигарет и/или уменьшения запаха побочного дыма. Следует заметить, что для получения хорошего вкуса сигарет путем нанесения ароматизатора на оберточную бумагу должно регулироваться количество ароматизатора, наносимого на оберточную бумагу. В частности, когда устраняющий неприятный запах ароматизатор, способный уменьшить запах побочного дыма, наносят на оберточную бумагу, количество нанесенного ароматизатора должно быть отрегулировано более точно. Кроме того, сигареты, изготовленные с использованием такого участка оберточной бумаги, на котором нанесено слишком маленькое или слишком большое количество ароматизатора, должны быть удалены как бракованная продукция. Чтобы управлять работой устройства для нанесения ароматизатора и устройства для удаления бракованной продукции, для точной регулировки количества наносимого ароматизатора и удаления бракованной продукции, важно надлежащим образом определять ароматизатор, нанесенный на оберточную бумагу. Однако трудно определить нанесенный ароматизатор.
В частности, большинство ароматизаторов являются бесцветными и поэтому очень трудно визуально определить ароматизатор, нанесенный на оберточную бумагу. Не прошедшая экспертизу опубликованная заявка Японии hei 4-34348 описывает устройство для обнаружения дефектов из-за неоднородности листа или подобного материала, такого как лист бумаги или полимерная пленка с использованием флуоресценции, излучаемой из флуоресцентного вещества. Принцип этого контроля заключается в том, что если лист или подобный материал, содержащий флуоресцирующее вещество, имеет структурную неоднородность на поверхности или внутри, то свет, возбужденный флуоресцентной реакцией при облучении листа или подобного материала ультрафиолетом, не является однородным. Неоднородный свет регистрируется в качестве указания на наличие дефектов.
Такую флуоресцентную реакцию можно применить для инспекции ароматизатора, нанесенного на сигаретную оберточную бумагу. В частности, можно излучать ультрафиолет на оберточную бумагу, на которую нанесен ароматизатор, содержащий флуоресцентное вещество, или с добавленным флуоресцентным веществом, чтобы вызвать флуоресценцию для определения состояния нанесенного ароматизатора, посредством детекции излучаемой флуоресценции.
Однако, даже если флуоресценция флуоресцентного вещества, содержащегося в ароматизаторе, может быть обнаружена при облучении ультрафиолетом, это позволяет лишь установить участок оберточной бумаги, на который нанесен ароматизатор, и определить, есть ли на этом участке дефекты или нет. Трудно определять состояние нанесения ароматизатора с точностью, достаточной для определения того, являются сигареты бракованными или нет.
Задача настоящего изобретения состоит в создании устройства для контроля состояния нанесения ароматизатора, пригодного для контроля применяемого состояния ароматизатора, нанесенного на сигаретную оберточную бумагу.
Другая задача изобретения состоит в создании машины для изготовления сигарет, снабженной устройством для контроля состояния нанесения ароматизатора, нанесенного на сигаретную оберточную бумагу.
Для разработки технологии определения состояния нанесения ароматизатора, нанесенного на оберточную бумагу, с использованием флуоресценции авторы настоящего изобретения исследовали флуоресцентное излучение, направляя ультрафиолет на оберточную бумагу, на которую был нанесен ароматизатор, содержащий флуоресцентное вещество, в различных условиях. В частности, ароматизатор, содержащий флуоресцентное вещество, или с добавленным флуоресцентным веществом был линейно нанесен на длинную полосу оберточной бумаги, используемую для изготовления сигарет; изображение области заданной площади оберточной бумаги было получено камерой от флуоресцентного излучения при направлении ультрафиолета на поверхность оберточной бумаги, на которую нанесен ароматизатор; и по изображению получали распределение интенсивности излучения. Используя различные типы ароматизаторов (а именно, ароматизаторы, содержащие различные флуоресцентные вещества, или с добавлением различных флуоресцентных веществ) и изменяя количество нанесенного ароматизатора и других веществ, этот эксперимент повторяли, чтобы получить зависимость между количеством нанесенного ароматизатора и распределением интенсивности излучения для различных типов ароматизаторов. В результате, оказалось, что имеется взаимосвязь между количеством ароматизатора, нанесенного на сигаретную оберточную бумагу, и распределением интенсивности излучения на изображении и что имеется особенно отчетливая зависимость между количеством нанесенного ароматизатора и шириной особой зоны изображения (т.е. зоны изображения с пикселями большей интенсивности излучения, чем заданная интенсивность, называемой здесь также «зоной флуоресцентного излучения»). В частности, было обнаружено, что между количеством нанесенного ароматизатора и интенсивностью излучения существует зависимость, показанная в Фиг. 1А и Фиг. 1В. На этих фигурах символы Р, F и D0 представляют оберточную бумагу, ароматизатор и ширину, на которую нанесен ароматизатор, соответственно. Символы D1 и D2, каждый, представляет ширину указанной особой зоны.
В эксперименте, к которому относятся Фиг. 1А и Фиг. 1В, ароматизатор F, с добавленным флуоресцентным веществом или содержащий флуоресцентное вещество, был нанесен по заданной ширине на оберточную бумагу Р, и ультрафиолетовый свет направили на оберточную бумагу Р, на которую был нанесен ароматизатор, перед тем как ароматизатор впитался в оберточную бумагу Р (например, в пределах около 5 с после нанесения ароматизатора). Сигнал изображения от камеры оцифровывали путем сравнения яркости каждого пикселя с заданным пороговым значением, и были получены ширины D1 и D2 флуоресцентных зон излучения, которые имеют пиксели изображения с большей яркостью, чем пороговое значение. В этом эксперименте, к которому относятся Фиг. 1А и Фиг. 1В, количество нанесенного ароматизатора было больше в примере, представленном Фиг. 1В, чем в примере, представленном Фиг. 1А, в то время как ширина D0, по которой наносили ароматизатор, была одинаковой. Из-за этого интенсивность излучения на изображении была сильнее в примере по Фиг. 1А, а ширина флуоресцентной зоны излучения была больше в примере Фиг. 1В (D2>D1). Предположительно, это является результатом разной толщины ароматизатора F на оберточной бумаге Р, вызванной разницей в количестве нанесенного ароматизатора.
Кроме того, авторы рассчитали площадь зоны флуоресцентного излучения на изображении и получили зависимость между площадью зоны флуоресцентного излучения и количеством нанесенного ароматизатора. В частности, ряд изображений оберточной бумаги, на которую было нанесено известное количество ароматизатора, последовательно получали камерой, получали ширину флуоресцентной зоны излучения на каждом изображении и затем ширину этой зоны умножали на известную длину флуоресцентной зоны излучения, получая площадь зоны флуоресцентного излучения. Далее, складывая вместе площади всех зон флуоресцентного излучения в ряде изображений, получили общую площадь зон флуоресцентного излучения. В различных экспериментальных условиях, в которых использовали различные флуоресцентные вещества и изменяли количество нанесенного ароматизатора, общую площадь зон флуоресцентного излучения рассчитывали таким же образом.
На фиг. 2 представлена зависимость между общей площадью зон флуоресцентного излучения, которая была подсчитана таким образом, и количеством нанесенного ароматизатора, которое было известно. Эта зависимость была получена в двух примерах, в которых были использованы различные флуоресцирующие вещества, показанных соответственно, сплошной линией и штрихпунктирной линией. На этой фигуре общая площадь зон флуоресцентного излучения и количество нанесенного ароматизатора выражено в процентах (%) относительно типовой площади и количества. Как видно на Фиг. 2, общая площадь зон флуоресцентного излучения почти пропорциональна количеству нанесенного ароматизатора.
Как отмечено выше, эксперимент показал, что существует зависимость между количеством ароматизатора, нанесенного на сигаретную оберточную бумагу (более широко, состоянием нанесения ароматизатора) и распределением интенсивности флуоресцентного излучения на изображении, и что имеется особенно отчетливая зависимость между шириной зоны флуоресцентного излучения и количеством нанесенного ароматизатора. На основе этого авторы создали настоящее изобретение.
Согласно одному объекту изобретения предлагается устройство для контроля состояния нанесения ароматизатора, нанесенного на сигаретную оберточную бумагу, содержащее источник света для направления ультрафиолетового света на поверхность ароматизируемой сигаретной оберточной бумаги, на которую нанесен ароматизатор с добавленным флуоресцентным веществом или содержащий флуоресцентное вещество; камеру для получения изображения поверхности с нанесенным ароматизатором от флуоресцентного излучения, возникающего из-за ультрафиолетового света, средство обработки изображения для получения информации, соответствующей состоянию нанесения ароматизатора, нанесенного на сигаретную оберточную бумагу, исходя из распределения интенсивности флуоресцентного излучения на изображении; средство определения состояния нанесения ароматизатора, нанесенного на сигаретную оберточную бумагу, на основе информации, соответствующей состоянию нанесения ароматизатора.
Это изобретение основано на том, что при получении изображения оберточной бумаги, на которую нанесен ароматизатор, содержащий флуоресцентное вещество или с добавленным флуоресцентным веществом, от флуоресцентного излучения, вызванного направленным на оберточную бумагу ультрафиолетовым светом, обнаружена зависимость между распределением интенсивности флуоресцентного излучения на изображении и состоянием нанесения ароматизатора, нанесенного на оберточную бумагу. Таким образом, существо изобретения состоит в определении состояния нанесения ароматизатора на основе информации, соответствующей состоянию нанесения ароматизатора, получаемой исходя из распределения интенсивности флуоресцентного излучения. Таким образом, используя флуоресцентную реакцию, состояние нанесения ароматизатора, нанесенного на оберточную бумагу, может быть определено надежно и легко. Кроме того, используя информацию, полученную при этом, в качестве информации для управления устройством для нанесения ароматизатора, предусмотренным в машине для изготовления сигарет, можно эффективно управлять нанесением ароматизатора на оберточную бумагу устройством для нанесения ароматизатора, для контроля состояния нанесения ароматизатора. Таким образом, можно изготавливать сигареты, имеющие хороший вкус, в частности сигареты, способные подавлять запах побочного дыма.
В настоящем изобретении предпочтительно камера последовательно получает ряд изображений установленного заранее (заданного) контролируемого участка сигаретной оберточной бумаги; средство обработки изображения обнаруживает зону флуоресцентного излучения, которая имеет интенсивность флуоресцентного излучения больше заданного значения, исходя из распределения интенсивности флуоресцентного излучения на каждом изображении; и средство определения идентифицирует область оберточной бумаги с нанесенным ароматизатором из зоны флуоресцентного излучения, обнаруженной на каждом изображении. В этом предпочтительном выполнении из зоны флуоресцентного излучения, определенной на каждом изображении, может быть идентифицирован участок нанесения ароматизатора на исследуемом участке на каждом изображении оберточной бумаги, и таким образом может быть определено, присутствует ли участок нанесения ароматизатора на исследуемом участке или нет и имеет ли участок нанесения ароматизатора разрыв или нет.
Еще предпочтительнее средство обработки изображения определяет, исходя из распределения интенсивности флуоресцентного излучения на каждом изображении, ширину участка флуоресцентного излучения на каждом изображении в качестве информации, соответствующей состоянию нанесения ароматизатора, и, кроме того, получает площадь участка флуоресцентного излучения на каждом изображении на основе ширины участка флуоресцентного излучения на каждом изображении. Кроме того, средство определения определяет количество нанесенного ароматизатора на основе общей площади участков флуоресцентного излучения на изображениях. Существует отчетливая зависимость между шириной участка флуоресцентного излучения, определенной на каждом изображении, и количеством нанесенного ароматизатора. Кроме того, существует отчетливая зависимость между общей площадью участков флуоресцентного излучения на изображениях и количеством нанесенного ароматизатора. Таким образом, в предпочтительном варианте количество ароматизатора, которое хорошо указывает состояние нанесения ароматизатора, может быть точно определено, и состояние нанесения ароматизатора может быть надежно проверено.
Предпочтительно ароматизатор наносят линейно, вдоль длины сигаретной оберточной бумаги, и камера получает ряд изображений заданного исследуемого участка сигаретной оберточной бумаги таким образом, чтобы охватить по ширине ту часть сигаретной оберточной бумаги, на которую нанесен ароматизатор. В этом предпочтительном варианте состояние нанесения ароматизатора может быть проверено по всей части оберточной бумаги, на которую нанесен ароматизатор. Состояние нанесения ароматизатора, нанесенного на оберточную бумагу, таким образом, может быть надежно проверено.
Другой объект настоящего изобретения касается машины для изготовления сигарет, содержащей секцию обертывания резаного табака в сигаретную оберточную бумагу; устройство для нанесения ароматизатора на ароматизируемую поверхность оберточной бумаги; устройство для контроля состояния нанесения ароматизатора, нанесенного на сигаретную оберточную бумагу, причем устройство контроля состояния нанесения ароматизатора включает источник света для направления ультрафиолетового света на поверхность оберточной бумаги, на которую нанесен ароматизатор, с добавленным флуоресцентным веществом или содержащий флуоресцентное вещество; камеру для получения изображения ароматизированной поверхности от флуоресцентного излучения, вызванного ультрафиолетовым светом, средство обработки изображения для получения информации, соответствующей состоянию нанесения ароматизатора, нанесенного на сигаретную оберточную бумагу, исходя из распределения интенсивности флуоресцентного излучения на изображении; и средство определения состояния нанесения ароматизатора, нанесенного на сигаретную оберточную бумагу, на основе информации, соответствующей состоянию нанесения ароматизатора, причем камера устройства для контроля состояния нанесения ароматизатора и устройство для нанесения расположены перед секцией обертывания.
В этом изобретении состояние нанесения ароматизатора, нанесенного на сигаретную оберточную бумагу, которая должна подаваться в секцию обертывания, может хорошо контролироваться. Таким образом, изобретение обеспечивает машину для изготовления сигарет, пригодную для изготовления сигарет, имеющих хороший вкус, в частности сигарет, способных подавить запах побочного дыма.
Предпочтительно сигаретная оберточная бумага включает внутреннюю обертку для обертывания в нее резаного табака и наружную обертку для обертывания вокруг внутренней обертки, и устройство для нанесения ароматизатора наносит его на внутреннюю поверхность наружной обертки, образующую ароматизированную поверхность сигаретной оберточной бумаги.
В этом предпочтительном варианте машины для изготовления сигарет ароматизатор наносится на внутреннюю поверхность наружной обертки сигаретной оберточной бумаги (т.е. на поверхность наружной обертки, обращенную к внутренней обертке). Поэтому могут быть изготовлены сигареты, способные подавить запах побочного дыма без ухудшения вкуса сигарет. В частности, при нанесении ароматизатора, способного подавить запах побочного дыма, на наружную оберточную бумагу ароматизатор лучше устраняет этот запах по сравнению, например, с тем же ароматизатором, добавляемым в резаный табак, и запах побочного дыма может быть значительно уменьшен. Кроме того, внутренняя обертка, расположенная между внешней оберткой и резаным табаком, предохраняет ароматизатор от попадания в основной поток дыма выкуриваемой сигареты. Таким образом, уменьшается риск того, что действие другого ароматизатора, добавленного в резаный табак для улучшения вкуса, будет уменьшено. Кроме того, по сравнению с тем, когда ароматизатор добавляют на наружную поверхность наружной обертки, изменение со временем состояния ароматизатора, нанесенного на наружную обертку, может быть уменьшено, и может быть уменьшен риск того, что сигарета ухудшит свой внешний вид. Предпочтительно камера устройства для контроля состояния нанесения ароматизатора расположена дальше по ходу за устройством для нанесения на пути подачи, вдоль которого подается сигаретная оберточная бумага, для получения изображения ароматизируемой поверхности оберточной бумаги немедленно после нанесения ароматизатора. Более предпочтительно камера и устройство для нанесения находятся на расстоянии друг от друга, соответствующем заданному времени, меньшему, чем время для впитывания нанесенного ароматизатора в сигаретную оберточную бумагу, или времени испарения летучих компонентов ароматизатора, нанесенного на сигаретную оберточную бумагу. В этих предпочтительных вариантах состояние нанесения ароматизатора, в частности количество нанесенного ароматизатора, может быть надежно проверено, до того как ароматизатор впитается в оберточную бумагу, или до того как его летучие компоненты испарятся.
Предпочтительно машина для изготовления сигарет включает секцию контроля количества ароматизатора, нанесенного устройством для нанесения на основе данных о состоянии нанесения ароматизатора, нанесенного на сигаретную оберточную бумагу, предоставляемых средством определения устройства для контроля состояния нанесения ароматизатора. В этом предпочтительном варианте количество ароматизатора, нанесенного на оберточную бумагу, хорошо контролируется.
Предпочтительно машина для изготовления сигарет может удалять сигарету, полученную с той частью сигаретной оберточной бумаги, на которую, по заключению средства определения устройства для контроля состояния нанесения ароматизатора, ароматизатор нанесен неправильно, в соответствии с сигналом удаления бракованной продукции, который выдает средство определения, когда оно устанавливает, что ароматизатор нанесен неправильно. В этом предпочтительном варианте сигарета, образованная с дефектной частью оберточной бумаги, может надежно удаляться.
Предпочтительно камера устройства для контроля состояния нанесения ароматизатора получает изображение ароматизируемой поверхности оберточной бумаги в синхронизации с управляемой работой машины для изготовления сигарет. В этом предпочтительном варианте контроль состояния нанесения ароматизатора на оберточную бумагу и удаление сигареты, образованной с дефектной частью оберточной бумаги, могут быть обеспечены надлежащим образом на основе информации о состоянии нанесения ароматизатора синхронно с работой машины для изготовления сигарет.
На чертежах:
Фиг. 1А - диаграмма, показывающая зависимость между количеством ароматизатора, содержащего флуоресцентное вещество или с добавленным флуоресцентным веществом, нанесенным на оберточную бумагу, и распределением интенсивности излучения на изображении оберточной бумаги, полученном от флуоресцентного излучения, когда ультрафиолетовый свет попадает на оберточную бумагу.
Фиг. 1В - диаграмма, показывающая зависимость между количеством нанесенного ароматизатора и распределением интенсивности излучения, при увеличенном количестве нанесенного ароматизатора.
Фиг. 2 - диаграмма, показывающая зависимость между количеством нанесенного ароматизатора и площадью участка флуоресцентного излучения, относительно двух примеров, в которых использованы разные флуоресцентные вещества.
Фиг. 3 - блок-схема устройства для контроля состояния нанесения ароматизатора в качестве предпочтительного варианта осуществления этого изобретения.
Фиг. 4А - схема, показывающая первый заданный исследуемый участок изображения для контроля ароматизированной поверхности оберточной бумаги устройством для контроля состояния нанесения ароматизатора по Фиг. 3.
Фиг. 4В - схема, показывающая второй заданный исследуемый участок изображения.
Фиг. 5 - схема, показывающая внешний вид сигареты с двойной оберткой.
Фиг. 6 - схема, показывающая структуру сигареты с двойной оберткой в поперечном сечении, и
Фиг. 7 - схематичный вид машины для изготовления сигарет с встроенным устройством для контроля состояния нанесения ароматизатора.
Со ссылкой на чертежи ниже описано устройство для контроля состояния нанесения ароматизатора в качестве варианта выполнения настоящего изобретения.
Это устройство может быть, например, встроено в машину для изготовления сигарет, для контроля состояния нанесения ароматизатора, нанесенного на оберточную бумагу Р, используемую для изготовления сигарет. Как показано на Фиг. 3, устройство для контроля состояния нанесения ароматизатора включает источник света 10 для направления ультрафиолетового света на ароматизируемую поверхность оберточной бумаги Р, на которую нанесен ароматизатор, камеру 20 для получения изображения ароматизируемой поверхности оберточной бумаги Р, освещенной источником света 10, и средство 30 обработки изображения, полученного камерой 20.
Ароматизатор, нанесенный на оберточную бумагу Р, является ароматизатором для ослабления или скрытия запаха при курении сигареты, особенно запаха побочного дыма. Ароматизатор включает один или несколько компонентов, выбранных из группы, состоящей из терпенов, эфиров, спиртов, таких как линалоол, нерол и гераниол, фенолов, таких как анетол, альдегидов, таких как ванилин и этил-ванилат, лактонов, экстрактов растений, фруктовых экстрактов и др. Ароматизатор может быть любым ароматизатором, описанным в заявке JP 2002-146386.
Ароматизатор может быть жидким и содержать флуоресцентное вещество или его ингредиент, или флуоресцентное вещество может быть добавлено к ароматизатору. В качестве флуоресцентного вещества, добавленного к ароматизатору, может использоваться, например, метил-антранилат, эфирное масло из апельсиновой кожуры, где флуоресцентный бензоловый спирт или подобное вещество может быть использовано в качестве растворителя.
Ароматизатор, содержащий флуоресцентное вещество, как упомянуто выше, подают к насадке 41, например, насосом 40, из которой он линейно наносится на ароматизируемую поверхность Р1 оберточной бумаги Р. Наносящая насадка 41 размещена на пути движения оберточной бумаги, которая разматывается из рулона (не показан) к секции обертывания (не показана) машины для изготовления сигарет. Хотя в данном варианте наносящая насадка 41 используется в качестве устройства для нанесения ароматизатора, ароматизатор можно наносить с использованием ролика.
Наносящая насадка 41 имеет конец, который контактирует по ширине с центральной частью ароматизируемой поверхности Р1 оберточной бумаги Р, и ароматизатор, выданный из этой насадки, ложится на ароматизируемую поверхность. Выданный из конца насадки во время движения оберточной бумаги Р ароматизатор наносится на ароматизируемую поверхность Р1 оберточной бумаги в виде линии заданной ширины, продолжающейся по длине оберточной бумаги. Количество нанесенного ароматизатора оптимизируют, управляя работой насоса 40 секции 42 контроля нанесения ароматизатора, как описано ниже. Оберточная бумага Р с нанесенным на нее ароматизатором подается в секцию обертывания машины по изготовлению сигарет и используется для обертывания в нее резаного табака. Необходимо отметить, что, хотя в приведенном здесь примере ароматизатор наносится на оберточную бумагу Р с образованием единственной линии, ароматизатор можно наносить с образованием двух или более линий в ширину отделенных друг от друга заданным интервалом.
Источник света 10 включает ультрафиолетовую лампу 12, в качестве своей основной части лампа 12 питается высокочастотным генератором 11 для излучения ультрафиолетового света (с длиной волны, например, от 300 до 400 нм). Источник света 10 также включает фотодатчик 13 для определения интенсивности (количества) ультрафиолетового света от ультрафиолетовой лампы 12 и автоматическое устройство 14 регулировки света, управляющее высокочастотным генератором, в зависимости от количества света, обнаруженного фотодатчиком 13, для поддержания постоянного освещения ультрафиолетовой лампой 12. Регулировка света выполняется автоматическим устройством 14 для интенсивности освещения, установленного устройством 15, устанавливающим интенсивность освещения, чтобы таким образом гарантировать, что оберточная бумага Р освещается с постоянной интенсивностью освещения. Источник света 10 не ограничивается представленным здесь в качестве примера, и может использоваться любой источник света 10, способный освещать ароматизируемую поверхность Р1 оберточной бумаги ультрафиолетовым светом.
Камера 20 для получения изображения ароматизируемой поверхности Р1 оберточной бумаги Р является малоразмерным твердокристаллическим распознающим изображение устройством, таким как CCD. Эта камера приводится в действие в заданные моменты времени пусковой схемой 21 и управляется для последовательного получения изображений, заданной длины ароматизированной поверхности Р1 непрерывной движущейся оберточной бумаги Р. Размер изображения, захватываемого камерой 20, устанавливается, например, в виде прямоугольного участка, у которого стороны, параллельные ширине оберточной бумаги Р, длиннее общей ширины оберточной бумаги, а стороны, параллельные длине оберточной бумаги, имеют заданную длину (смотри Фиг. 4А). А именно, при общей ширине оберточной бумаги Р 30 мм размер изображения камеры 20 устанавливается как прямоугольный участок, у которого стороны, параллельные ширине оберточной бумаги, имеют длину 34 мм, а стороны, параллельные длине оберточной бумаги, имеют длину 36 мм. Камера 20 настроена таким образом, чтобы получать изображение ароматизированной поверхности оберточной бумаги Р с линейными ароматизированными участками, расположенными в центре изображения. Кроме того, камера имеет поляризующий фильтр 20b, установленный перед линзами 20a, для получения изображения, который усиливает флуоресцентное излучение ароматизатора, вызванное действием ультрафиолетового света.
Это устройство способно контролировать состояние нанесения ароматизатора, нанесенного на оберточную бумагу Р, на основе изображений оберточной бумаги Р, полученных камерой 20, бумаги, на которую ароматизатор нанесен наносящей насадкой 41. Для эффективного осуществления этого контроля желательно получить изображения ароматизируемой поверхности Р1 камерой 20, до того как ароматизатор, нанесенный на ароматизируемую поверхность Р1 оберточной бумаги Р, впитается в оберточную бумагу Р, или до того как летучие компоненты ароматизатора испарятся из него. Поэтому в данном варианте выполнения для эффективного контроля камера 20 расположена дальше по ходу (вслед за) наносящей насадкой 41 на коротком расстоянии от нее, соответствующем заданному времени, которое меньше времени впитывания ароматизатора в оберточную бумагу или времени испарения летучих компонентов из ароматизатора. Хотя заданное время будет меняться в зависимости от типа оберточной бумаги, типа амортизатора, скорости, с которой движется оберточная бумага, и т.п., это время обычно составляет 5 секунд или меньше, а в некоторых случаях от 0,02 до 0,5 секунд или меньше. Расстояние между камерой 20 и наносящей насадкой 41, соответственно, меньше времени, заданного таким образом.
Пусковая схема 21 для включения камеры 20 управляется генератором импульсов 23, который генерирует заданный импульсный сигнал при получении выходного сигнала от схемы синхронизации 22, такой как датчик положения, выдающий сигнал для синхронизации с работой машины для изготовления сигарет, и включает камеру 20 синхронно с движением оберточной бумаги Р. В частности, пусковая схема 21 управляет камерой 20 для получения изображения оберточной бумаги Р в синхронизации с разрезанием сигарет заданной длины. Оберточная бумага Р последовательно изображается в такие моменты с заданной длиной на основе положений, в которых оберточная бумага разрезается на последней стадии. Полученные изображения используются для контроля состояния нанесения ароматизатора средством обработки изображения, которое описано ниже.
Средство 30 обработки изображения в устройстве для контроля состояния нанесения ароматизатора использует процессор общего назначения, который обрабатывает изображения, полученные камерой 20, и проверяет нанесенный ароматизатор. Средство 30 обработки изображения имеет функцию оцифрования 31, то есть функцию преобразования в цифровую форму изображения, полученного камерой 20, используя заданную пороговую величину для получения изображения, функцию 32 определения присутствия, то есть функцию определения того, присутствует или нет в полученном изображении ароматизированный участок, функцию 33 определения площади, то есть функцию определения размера ароматизируемого участка, и функцию 34 обнаружения разрыва, то есть функцию обнаружения разрыва в ароматизируемом участке. Схемой 35, всесторонне оценивающей информацию, полученную функциями определения и обнаружения 32, 33 и 34, определяется, нанесен ли ароматизатор надлежащим образом, или нет.
Пороговое значение, используемое при оцифровывании изображения, устанавливается средством 36 установки в зависимости от конкретных параметров, а именно от оптимального нанесенного количества ароматизатора, что будет описано далее. Оценка состояния нанесения ароматизатора, осуществляемая оценивающей схемой 35, поступает к внешнему устройству через выходную схему 37, например, в форме сигнала удаления бракованной продукции, к машине для изготовления сигарет, или предупреждающего сообщения о такой продукции. Далее, оценка поступает в персональный компьютер (не показан) или т.п. в качестве данных проверки, а также передается назад по каналу обратной связи к секции 42 контроля нанесенного количества в качестве данных контроля нанесенного количества.
Как показано на Фиг. 4А в изображении, полученном функцией 31 оцифровывания средства 30 обработки изображения, первый контрольный участок А установлен таким, чтобы он охватывал ароматизированный участок L, появляющийся в исследуемом изображении. Кроме того, как показано на Фиг. 4В, несколько, например шесть, вторых контрольных участков В, на которые участок А делится по длине, устанавливаются в исследуемом изображении. А именно, когда ароматизатор наносят на оберточную бумагу Р шириной 30 мм, для изображения линии около 3 мм в ширину в ее центральной части первый контрольный участок А устанавливают, как прямоугольный участок 6мм×36мм, расположенный в центральной части исследуемого изображения, чтобы охватить ароматизируемый участок. Вторые контрольные участки устанавливают размером 6мм×6мм. Как описано ниже, состояние нанесения (наличие ароматизируемого участка, площадь (размер) его и наличие разрыва) ароматизатора контролируется для каждого первого и второго контрольных участков А и В.
Функцией определения присутствия 32 средства 30 обработки изображения участок L, излучающий флуоресценцию из-за ультрафиолетового облучения, т.е. участок, имеющий интенсивность флуоресцентного излучения выше порогового значения в цифровой форме, в каждом первом и втором контрольных участках А и В определяется как ароматизированный участок. Функцией 33 определения площади получают площадь участка L флуоресцентного излучения в каждом первом и втором контрольных участках А и В путем подсчета пикселей изображения на участке L флуоресцентного излучения. Кроме того, функцией 34 определения разрыва определяется, имеет или нет ароматизированный участок разрыв, путем контроля непрерывности участков L флуоресцентного излучения вдоль длины оберточной бумаги, в частности путем проверки того, что каждый из вторых участков контроля В имеет заданную площадь или больше площади участка L флуоресцентного излучения.
Оценивающая схема 35 определяет избыток или недостаток нанесенного ароматизатора на участке оберточной бумаги Р, который соответствует одному исследуемому изображению, например, путем получения отношения (пропорции) числа количества пикселей на участке L флуоресцентного излучения к количеству пикселей, содержащихся на первом контрольном участке А, и также определяет локальное изменение количества нанесенного ароматизатора и его локальный избыток или недостаток путем получения отношения (пропорции) количества пикселей на участке L флуоресцентного излучения к количеству пикселей на каждом втором контрольном участке В. Всесторонне оценив полученную таким образом информацию, оценивающая схема 35 определяет, нанесен ли ароматизатор на оберточную бумагу Р надлежащим образом (в надлежащем количестве) или нет. При обнаружении избытка или недостатка нанесенного ароматизатора или разрыва в линейном участке нанесения выходит сигнал удаления сигарет, обернутых в часть оберточной бумаги Р, у которой такой избыток, недостаток или разрыв был обнаружен.
После этого часть оберточной бумаги Р, у которой было проверено нанесение ароматизатора, подается для обертывания в нее резаного табака, сигнал удаления подается в секцию удаления, в соответствии с временем, когда сигаретный жгут, образованный из этой части оберточной бумаги, будет нарезан на отрезки заданной длины. Этим контролем удаления сигареты, обернутые в часть оберточной бумаги, на которую ароматизатор нанесен в ненадлежащем количестве и ненадлежащим образом, удаляются, как бракованная продукция из других непрерывно изготавливаемых сигарет, для гарантии качества сигарет.
Кроме того, количество нанесенного ароматизатора, полученное из площади участка L флуоресцентного излучения, передается по каналу обратной связи к секции 42 контроля нанесенного количества, для управления количеством ароматизатора, подаваемым к наносящей насадке 41 насосом 40. Контролируя количество подаваемого ароматизатора, количество нанесенного насадкой 41 ароматизатора на оберточную бумагу Р делается постоянным.
Устройство для контроля состояния нанесения ароматизатора, выполненное, как описано выше, использует эффект того, что флуоресцирующее вещество, которое содержится в ароматизаторе, нанесенном на оберточную бумагу, флуоресцирует при освещении ультрафиолетом. Это устройство может определить площадь участка L флуоресцентного излучения на исследуемом изображении, получаемом преобразованием в цифровую форму изображения, полученного от флуоресцентного излучения, сравнивая пиксели, полученные на этом изображении с заданным пороговым значением. Кроме того, получая количество нанесенного ароматизатора, исходя из площади участка L флуоресцентного излучения, это устройство может определить избыток или недостаток нанесенного ароматизатора, а также легко определить разрыв на ароматизируемом участке. Этим достигается преимущество в том, что контроль качества может быть выполнен легко и эффективно при непрерывном нанесении ароматизатора на длинную полосу оберточной бумаги Р и при изготовлении сигарет из этой оберточной бумаги Р.
Далее, что касается машины для изготовления сигарет со встроенным вышеописанным устройством для контроля состояния нанесения ароматизатора, ниже описана машина для изготовления сигарет с двойной оберткой.
Как показано на фиг. 5, сигаретой с двойной оберткой является сигарета, в которой резаный табак (наполнитель) К обернут внутренней оберткой 1 для образования цилиндрического жгута и наружной оберткой 2, концентрически обернутой вокруг внутренней обертки 1, а фильтр присоединен к концу этого жгута. Как схематично показано на фиг. 6, внутренняя обертка 1 имеет ширину, пригодную для обертывания в нее резаного табака К, с ее соединенными противоположными сторонами. Наружная обертка 2 имеет ширину больше ширины внутренней обертки 1. Наружная обертка 2, обернутая вокруг внутренней обертки 1, имеет противоположные стороны, уложенные друг на друга и соединенные клеевым швом. Между внутренней оберткой 1 и наружной оберткой 2 расположено ароматическое вещество 4. Ароматическое вещество 4 является смесью вышеописанного ароматизатора и носителя, такого как клей, и нанесенного, например, на внутреннюю обертку, полностью или частично покрывая ее внешнюю поверхность, или на наружную обертку 2, полностью или частично покрывая ее внутреннюю поверхность.
Для уменьшения запаха побочного дыма желательно наносить ароматическое вещество 4, содержащее устраняющий запах ароматизатор, способный уменьшить запах побочного дыма, на внутреннюю поверхность наружной обертки 2 (т.е. на поверхность наружной обертки 2, обращенную к внутренней обертке). В этом случае можно уменьшить запах побочного дыма без ухудшения вкуса сигареты. При нанесении такого ароматизатора на наружную обертку 2 ароматизатор обеспечивает лучшее устранение запаха и таким образом лучше уменьшает запах побочного дыма по сравнению с тем, например, когда такой ароматизатор добавляют в резаный табак К. Дополнительно внутренняя обертка 1, расположенная между наружной оберткой 2 и резаным табаком К, предотвращает перенос аромата в основной поток дыма выкуриваемой сигареты. Таким образом, например, снижается вредное влияние на другой ароматизатор, добавленный в резаный табак для улучшения вкуса. Кроме того, сравнивая со случаем, когда ароматизатор добавляют на наружную поверхность наружной обертки 2, изменение со временем состояния ароматизатора, нанесенного на наружную обертку, может быть уменьшено, и снижается риск ухудшения внешнего вида сигареты. Резаный табак К является смесью резаного табака, полученного резанием табачного листа и средней жилки листа, кусков, полученных разрезанием восстановленного табачного листа, и расширенного табака, полученного расширением резаного табака. Внутренняя обертка 1 и наружная обертка 2 изготавливаются из льняного волокна, древесной пульпы или другой растительной массы с такими добавками, как карбонат кальция или магниевое соединение. Внутренняя обертка 1 и наружная обертка 2 могут содержать регулятор горения, такой как органическая кислая соль, или регулятор пепла, такой как фосфорная кислота.
Машина для изготовления вышеописанной сигареты с двойной оберткой схематично показана на фиг. 7.
Эта машина снабжена рулоном R1 оберточной бумаги W1 для внутренней обертки 1 и рулоном R2 оберточной бумаги W2 для наружной обертки 2. Оберточная бумага W1 и оберточная бумага W2 выходят из рулонов R1 и R2 по путям подачи 51 и 52. Пути подачи 51 и 52 определены множеством направляющих роликов. Пути подачи поднимаются вверх к входу в секцию обертывания 60. Для каждого пути подачи 51 и 52 имеются подающий ролик (не показан) и контейнер 53, расположенные вдоль пути.
Секция обертывания 60 имеет бесконечную армированную ленту 61. Оберточная бумага W1 и оберточная бумага W2 последовательно подаются с концов путей подачи 51 и 52 на армированную ленту 61. Оберточная бумага W1 укладывается на оберточной бумаге W2 на армированной ленте 61 с образованием двойной обертки. Армированная лента продолжается вокруг ведущего барабана 62. При вращении ведущего барабана 62 армированная лента 61 перемещается с двойной оберткой в одном направлении в формующую канавку (не показана) в формующем основании 63. Формующая канавка в формующем основании 63 имеет такую форму, что ее ширина и радиус закругления ее дна постепенно уменьшаются от входной к выходной стороне секции обертывания, таким образом, что формующая канавка образует приблизительно полуокружность в поперечном сечении на выходной стороне секции обертывания 60.
К входной стороне секции обертывания 60 резаный табак К поступает на верхней стороне оберточной бумаги W1, которая образует внутреннюю обертку 1 двойной обертки, а именно резаный табак К прижимается всасыванием к нижней стороне бесконечной табачной ленты 70 с образованием слоя KL резаного табака и доставляется к входной стороне секции обертывания 60, с перемещением табачной ленты 70. Слой KL, прижатый к табачной ленте 70, снимается с табачной ленты 70 башмаком 64, размещенным на входной стороне секции обертывания 60, и перемещается на оберточную бумагу W1, которая образует внутреннюю обертку.
После поступления на оберточную бумагу W1 таким путем слой KL резаного табака проходит через секцию обертывания 60, а именно последовательно через башмак 64, короткий держатель 65, насадку 66 для нанесения клея и длинный держатель 67. При прохождении через секцию обертывания резаный табак К обертывается в двойную обертку с образованием дважды обернутого стержня TR. Дважды обернутый стержень TR выдается из выхода секции обертывания 60.
Подробнее, башмак 64 формует давлением сверху слой KL резаного табака в дуговой сегмент в сечении, в то время как формующая канавка в формующем основании 63 сгибает двойную обертку снизу в U-образную форму в сечении вместе с армированной лентой 21. Таким образом, слой резаного табака сжимается в форме сверху и снизу таким образом, что его верхняя и нижняя половины, каждая, образуют в сечении дуговой сегмент. Короткий держатель 65 сгибает боковую часть (первую боковую часть) двойной обертки с армированной лентой 61, чтобы описать дугу, и помещает эту первую боковую часть над половиной верхней половины слоя KL резаного табака. В это время насадка 66 для нанесения клея наносит клеевую линию на другой боковой части (второй боковой части) оберточной бумаги W2 двойной обертки. Тогда длинный держатель 67 сгибает вторую боковую часть двойной обертки вместе с армированной лентой 61, чтобы описать аналогичную дугу, и помещает эту вторую боковую часть поверх другой, верхней половины слоя KL резаного табака. Таким образом, вторая часть оберточной бумаги W2 перекрывает первую ее боковую часть и приклеивается к ней по клеевому шву. В результате образуется дважды обернутый табачный жгут TR.
Затем при подаче из выхода секции обертывания 60 табачный жгут TR проходит через нагревательное устройство 68, и клеевой шов высыхает. Затем при прохождении табачного жгута через секцию резки 71 табачный жгут TR разрезается на сигаретные отрезки SR заданной длины, а именно на сигареты двойной длины с двойной оберткой, вращаемым ножом 72, предусмотренным в секции резки 60. Сигареты SR при помощи выбрасывателя 73 подаются на следующую стадию, а именно на стадию присоединения фильтра (не показано).
На стадии присоединения фильтра каждая сигарета SR двойной длины разрезается на две сигареты с двойной оберткой, а затем штранг фильтрующего материала помещается между этими двумя сигаретами, затем эти две сигареты со штрангом фильтрующего материала между ними соединяются путем обертывания вокруг них куска тонкой бумаги для образования двойной сигареты с двойным фильтром, а затем эта двойная сигарета с двойным фильтром делится пополам с образованием сигареты с фильтром, показанной на фиг. 1.
В соответствии с настоящим вариантом осуществления в машине для изготовления сигарет, в основном выполненной таким образом, устройство 80 для нанесения ароматизатора, которое включает, например, наносящую насадку 41 для нанесения ароматизатора на оберточную бумагу W1 или W2, установлено на пути 51, дальше по ходу за контейнером 53, как показано на фиг. 7. Устройство 80 для нанесения ароматизатора приспособлено для нанесения ароматического вещества (ароматизатора) 4 в жидкой форме на внутреннюю поверхность оберточной бумаги W2, на некоторый участок, исключая участок, на который нанесен клеевой шов, или на участок заданной ширины. На входной стороне секции обертывания 60 ароматизатор, нанесенный устройством 80 для нанесения ароматизатора, образует слой ароматического вещества 4 между оберточной бумагой W1 и оберточной бумагой W2.
Ароматическое вещество 4, используемое здесь, является смесью упомянутого ароматизатора и носителя, такого как клей EVA или PVAC, используемый в качестве клея для шва. Таким образом, ароматическое вещество 4 служит в качестве связующего для соединения вместе оберточной бумаги W1 и оберточной бумаги W2. Клей PVAC является более сильным для удержания ароматизатора, чем клей EVA и клей СМС, и лучше высвобождает аромат при курении сигареты. Как показано на фиг. 7, устройство 81 для контроля состояния нанесения ароматизатора в соответствии с настоящим изобретением расположено за устройством 80 для нанесения ароматизатора для контроля состояния нанесения ароматизатора, немедленно после нанесения ароматического вещества 4 устройством 80 для нанесения ароматизатора на оберточную бумагу W2.
Таким образом, в вышеописанной машине для изготовления сигарет при непрерывном изготовлении сигарет состояние нанесения ароматизатора, нанесенного на оберточную бумагу W2, используемую для изготовления сигарет, может контролироваться в реальном времени. Если ароматизатор нанесен ненадлежащим образом, сигареты, обернутые в такую дефектную часть оберточной бумаги, могут быть быстро удалены. Таким образом, стабильно гарантируется качество изготавливаемых сигарет.
Машина для изготовления сигарет не ограничивается машиной, показанной на фиг. 7. В ней возможны различные модификации. Например, устройство 80 для нанесения ароматизатора может образовывать слой из нескольких полосок на внутренней поверхности оберточной бумаги W1. Настоящее изобретение может быть применено к машине, в которой устройство 80 для нанесения ароматизатора расположено на пути подачи 52, как показано двойным пунктиром. В этом случае устройство 80 для нанесения ароматизатора наносит ароматическое вещество на наружную поверхность оберточной бумаги W1. Кроме того, устройство 80 для нанесения ароматизатора может располагаться, соответственно, на путях подачи 51 и 52.
Устройство 80 для нанесения ароматизатора может быть приспособлено для напыления ароматического вещества в форме порошка на оберточную бумагу W1 или W2. В этом случае связующее наносится на поверхность оберточной бумаги W2, а затем ароматическое вещество напыляется на поверхность с нанесенным на нее связующим. Ароматическим веществом в форме порошка может быть такое вещество, как порошкообразный декстрин или курдлан, или носитель, такой как β-циклодекстрин, несущий ароматизатор, как упомянуто выше.
Настоящее изобретение не ограничивается вышеописанным вариантом осуществления и модификациями.
Например, в вышеописанном варианте для уменьшения побочного дыма используется двойная обертка, которая включает внутреннюю обертку 1 и наружную обертку 2, ароматическое вещество, которое содержит устраняющий запах ароматизатор, способный уменьшить запах побочного дыма, нанесенный на наружную обертку 2. Изобретение, однако, не ограничивается таким нанесением ароматизатора. Например, устраняющий запах ароматизатор или ароматизатор для улучшения вкуса могут быть нанесены на единственную обертку.
Пороговое значение, которое используется при оцифровывании изображений ароматизированной поверхности, должно быть установлено в зависимости от условий, в которых ароматизированная поверхность освещается ультрафиолетовым светом для получения изображений, и свойствами флуоресценции флуоресцентного вещества, содержащегося в ароматизаторе. Размеры изображения, захватываемого камерой 20, могут быть определены в зависимости от размера контрольного участка и др. Разрешающая способность камеры 20 может быть выбрана в зависимости от конкретных параметров контроля. В других отношениях настоящее изобретение может быть модифицировано различными путями без отхода от его существа.
Устройство для контроля состояния нанесения ароматизатора, пригодное для проверки того, что ароматизатор, содержащий флуоресцентное вещество, нанесен на сигаретную оберточную бумагу равномерно и в надлежащем количестве. Это устройство включает источник света для направления ультрафиолетового света на ароматизируемую поверхность сигаретной оберточной бумаги, на которую наносят ароматизатор, с добавленным флуоресцентным веществом или содержащий флуоресцентное вещество, камеру для получения изображения от флуоресцентного излучения, вызванного ультрафиолетовым светом, и средство обработки изображения для обнаружения участка флуоресцентного излучения на изображении, полученного путем оцифровывания изображения, полученного камерой, и определения состояния нанесения ароматизатора, нанесенного на сигаретную оберточную бумагу, исходя из площади участка флуоресцентного излучения. Технический результат - контроль состояния нанесения ароматизатора на сигаретную оберточную бумагу с помощью машины для изготовления сигарет, снабженной устройством контроля. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 9 ил.
| US 6020969 А, 01.02.2000 | |||
| Походная разборная печь для варки пищи и печения хлеба | 1920 |
|
SU11A1 |
| RU 2000103214 А, 20.12.2001. | |||
