特許 6367369 フィルタ検査装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6367369

(24)【登録日】2018年7月13日

(45)【発行日】2018年8月1日

(54)【発明の名称】フィルタ検査装置

(51)【国際特許分類】

   A24C 5/34 20060101AFI20180723BHJP

   A24D 3/04 20060101ALI20180723BHJP

   G01N 21/3581 20140101ALI20180723BHJP

【ＦＩ】

   A24C5/34

   A24D3/04

   G01N21/3581

【請求項の数】9

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2016-565821(P2016-565821)

(86)(22)【出願日】2014年12月26日

(86)【国際出願番号】JP2014084599

(87)【国際公開番号】WO2016103477

(87)【国際公開日】20160630

【審査請求日】2017年2月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004569

【氏名又は名称】日本たばこ産業株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】593179808

【氏名又は名称】八光オートメーション株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100131392

【弁理士】

【氏名又は名称】丹羽 武司

(74)【代理人】

【識別番号】100126505

【弁理士】

【氏名又は名称】佐貫 伸一

(74)【代理人】

【識別番号】100123098

【弁理士】

【氏名又は名称】今堀 克彦

(74)【代理人】

【識別番号】100146330

【弁理士】

【氏名又は名称】本間 博行

(74)【代理人】

【識別番号】100160945

【弁理士】

【氏名又は名称】菅家 博英

(72)【発明者】

【氏名】木田 信三

(72)【発明者】

【氏名】中村 智史

(72)【発明者】

【氏名】石田 直樹

(72)【発明者】

【氏名】是枝 雄一

【審査官】 大山 広人

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１１−５１８５４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１３１８５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０９０８０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０４−００１４３７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特表２００５−５１６１８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３５１６７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１７８１１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０６３３２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２１９８５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５９−１３１３７５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ２４Ｃ ５／３４

Ａ２４Ｄ ３／０４

Ｇ０１Ｎ ２１／３５８１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

喫煙物品用フィルタ内に配置されるべき所定配置物の配置状態に関する良否を検査するフィルタ検査装置であって、
所定周波数の検査電磁波を、検査の対象となる前記喫煙物品用フィルタである対象フィルタに対して照射する照射部と、
前記照射部によって照射された前記検査電磁波による、前記対象フィルタからの反射電磁波を受信する受信部と、
前記対象フィルタに対向するように配置され、前記検査電磁波と前記反射電磁波を伝搬させるアンテナ部と、
前記受信部によって得られた反射信号に基づいて、前記対象フィルタ内の所定配置物の配置状態に関連する該反射信号の強度、又は該反射信号の位相ずれに関する所定情報を取得する取得部と、
前記取得部によって取得された前記所定情報に基づいて、前記対象フィルタに配置された前記所定配置物の配置状態の良否を判定する判定部と、
を備え、
前記検査電磁波は、雑音源から前記アンテナ部に供給される、
フィルタ検査装置。

【請求項2】

前記アンテナ部は、同一のアンテナ筐体において前記検査電磁波を前記対象フィルタに送信するとともに前記反射電磁波を該対象フィルタから受信するように形成される、
請求項１に記載のフィルタ検査装置。

【請求項3】

前記所定周波数は、１０ＧＨｚ〜１００ＧＨｚの範囲に属する周波数である、
請求項１又は請求項２に記載のフィルタ検査装置。

【請求項4】

前記所定周波数は、２０ＧＨｚ〜３０ＧＨｚの範囲に属する周波数である、
請求項１又は請求項２に記載のフィルタ検査装置。

【請求項5】

前記アンテナ部とは反対側の、前記対象フィルタの背部に配置され、照射された前記検査電磁波の一部であって該対象フィルタを透過した透過電磁波を再び該対象フィルタ側に反射するように形成された反射部を、更に備え、
前記受信部は、前記対象フィルタからの反射電磁波に加えて、前記透過電磁波が前記反射部によって反射された電磁波である二次反射電磁波を受信するように構成される、
請求項１から請求項４の何れか１項に記載のフィルタ検査装置。

【請求項6】

複数の前記喫煙物品用フィルタを搬送台に載せた状態で搬送する搬送装置であって、該搬送装置によって搬送される喫煙物品用フィルタに含まれる前記対象フィルタに対して前記検査電磁波が照射されるように、前記アンテナ部に対して配置される搬送装置を、更に備え、
前記反射部は、前記搬送台に含まれる、金属製の所定部材である、
請求項５に記載のフィルタ検査装置。

【請求項7】

前記所定情報は、前記反射信号の強度に関する情報であって、
前記所定周波数の検査電磁波が前記所定配置物を内部に配置されていない喫煙物品用フィルタである基準フィルタに対して照射されることで予め得られた基準信号強度に関する情報に基づいて、前記取得部によって取得された前記所定情報を補正する補正部を、更に備え、
前記判定部は、前記補正部によって補正された前記所定情報に基づいて、前記対象フィルタに配置された前記所定配置物の配置状態の良否を判定する、
請求項１から請求項６の何れか１項に記載のフィルタ検査装置。

【請求項8】

搬送されている前記対象フィルタに対して、前記照射部からの前記検査電磁波の照射が行われ、
前記照射部による前記検査電磁波の照射及び前記受信部による反射電磁波の受信が可能となるように設定された所定の照射範囲を、前記対象フィルタが通過している間に、前記取得部は、前記反射信号の強度に関する情報、又は前記反射信号の位相ずれに関する情報を複数回取得し、該取得された強度情報、又は該位相ずれ情報の中から、該検査電磁波に対する変化が最大の強度情報、又は該検査電磁波に対する変化が最大の位相ずれ情報を前記所定情報として取得する、
請求項１から請求項７の何れか１項に記載のフィルタ検査装置。

【請求項9】

前記所定配置物は、所定の香料液体が充填された液充填カプセルである、
請求項１から請求項８の何れか１項に記載のフィルタ検査装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、喫煙物品用フィルタ内に配置されるべき所定配置物の配置状態に関する良否を検査する検査装置に関する。

【背景技術】

【0002】

シガレットに備えられるフィルタ内には液充填カプセルが配置されたものが知られており、この液充填カプセルの内容液は例えば香料と、この香料を溶解させた溶媒とからなる。このようなカプセル入りのフィルタを備えるシガレットを使用する場合には、ユーザは、喫煙に先立ち又は喫煙中に当該液充填カプセルを押し潰すことで、その内容液を漏出させ、シガレットの主流煙に香料の芳香を含ませることができる。このようなフィルタを備えるシガレットにあっては、その液充填カプセルの存在がその品質に大きく影響することから、フィルタ内に液充填カプセルが正常に配置されているか否かを検査する必要がある。例えば、特許文献１には、シガレットのフィルタ内に配置されるべきカプセルの配置状態を判定するために、０．１ＴＨｚ〜１０ＴＨｚの周波数帯域の電磁波を検査対象のフィルタに照射し、その透過電磁波を利用する形態が開示されている。

【0003】

また、特許文献２に示す技術では、ドラム上に設けられた複数の溝のそれぞれの底部にセンサ送信機が配置され、ドラムの外部に固定された形でセンサ受信機が配置されるように検査装置が形成される。そして、検査時には、フィルタがドラムの収容部のセンサ送信機を覆うように置かれた状態でドラムが回転され、このときセンサ送信機から送信された電磁波がフィルタを透過したことによる透過電磁波が複数のセンサ受信機で受信できるように構成されている。これらのセンサ受信機の受信結果に基づいて、フィルタ内のカプセルの状態の検出が行われる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】国際公開第２０１４／０７８２９０号

【特許文献2】国際公開第２０１４／００５６７７号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

フィルタ内に配置されるべきカプセル等の所定配置物の配置状態の良否を検査するために、従来技術では、対象となるフィルタに対して電磁波を照射し、その電磁波がフィルタを透過することで得られる透過電磁波が利用されている。このような電磁波透過型の判定技術では、フィルタを電磁波が透過する際に、フィルタ内の所定配置物の配置状態が電磁波に反映されることで、当該配置状態に関する検査が可能となる。そのため、電磁波の照射部と透過電磁波の受信部とを、対象のフィルタを挟んでそれぞれ反対側に配置する必要があり、その結果、配置状態の検査のための構成（以下、「検査構成」という）に要する空間容積が大きくならざるを得ない。

【0006】

また、シガレットのフィルタのように大量生産されるフィルタにおいて、その内部に配置されるべき所定配置物の配置状態を判定する際は、フィルタやシガレットの効率的な生産を妨げないようにその判定が行われるのが好ましい。そこで、対象となるフィルタが生産ライン上で搬送等されている際に、フィルタ内の所定配置物の配置状態に関する判定が行われるのが好ましいが、従来技術のように透過電磁波を利用して検査を行おうとすると検査構成に要する空間容積が大きくなり、生産ライン上に、特に、フィルタが搬送されているライン上に検査構成を的確に配置することが困難となる。

【0007】

本発明は、上記した問題点に鑑みてなされたものであり、喫煙物品用フィルタ内での所定配置物の配置状態を検査する検査装置の小型化を図ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明において、上記課題を解決するために、一つのアンテナ部が、検査対象となる対象フィルタへの検査電磁波の照射と、該照射電磁波に起因して該対象フィルタから戻ってくる反射電磁波の受信とを行う構成を採用した。この構成により、対象フィルタ内での所定配置物の配置状態に関連する情報を取得するために必要とする空間容積を小さく抑えることができる。

【0009】

具体的には、本発明は、喫煙物品用フィルタ内に配置されるべき所定配置物の配置状態に関する良否を検査する検査装置であって、所定周波数の検査電磁波を、検査の対象となる前記喫煙物品用フィルタである対象フィルタに対して照射する照射部と、前記照射部によって照射された前記検査電磁波による、前記対象フィルタからの反射電磁波を受信する受信部と、前記対象フィルタに対向するように配置され、前記検査電磁波と前記反射電磁波を伝搬させるアンテナ部と、前記受信部によって得られた反射信号に基づいて、前記対象フィルタ内の所定配置物の配置状態に関連する該反射信号の強度、又は該反射信号の位相ずれに関する所定情報を取得する取得部と、前記取得部によって取得された前記所定情報に基づいて、前記対象フィルタに配置された前記所定配置物の配置状態の良否を判定する判定部と、を備える。

【0010】

本発明に係る検査装置は、対象フィルタに対して対向するように配置されたアンテナ部を有している。このアンテナ部は、検査電磁波と反射電磁波を搬送するものである。したがって、照射部から照射された検査電磁波はアンテナ部を通して対象フィルタに到達したとき、少なくともその一部が対象フィルタによって反射され、アンテナ部を通して受信部によって受信されることになる。また、検査電磁波のうち対象フィルタを透過したものであっても、対象フィルタ以外の箇所で反射され受信部に向かってくる電磁波も、アンテナ部を通して受信部によって受信される場合もある。このような検査電磁波が反射された電磁波は、対象フィルタに照射された検査電磁波と区別して反射電磁波と称する。そして、この反射電磁波には、対象フィルタにおける所定配置物の配置状態に起因した物理的な作用が反映される。すなわち、検査電磁波が対象フィルタに照射され、対象フィルタで反射される場合、所定配置物の形状やその変形状態、フィルタ内での位置等、所定配置物の配置状態が、反射電磁波の強度や位相に反映されることになる。

【0011】

ここで、本発明の検査装置により配置状態に関する良否が検査される所定配置物は、フィルタ内に配置されるべきものであって、検査電磁波によって、その配置状態に関する情報が反射電磁波に反映可能な物体、構造物等であれば、何れの物であっても構わない。例えば、所定配置物としては、所定の香料液体が充填された液充填カプセルが例示できる。液充填カプセルは、カプセル内に所定の香料液体が充填されたものであり、当該香料液体によって、検査電磁波の反射による電磁波強度の変化や位相ずれが反射電磁波に反映されることになる。また、配置状態としては、フィルタ内での所定配置物の配置に関する状態であり、例えば、フィルタ内での所定配置物の位置に関し好適に配置されている状態、フィルタ内で所定配置物が破損や変形等せずに好適に配置されている状態、フィルタ内に所定配置物が存在している状態等を例示することができる。

【0012】

ここで、受信部によって反射電磁波が受信され、そこで形成された反射信号は、所定配置物の配置状態が反映された反射電磁波の強度や位相ずれに関する信号である。そこで、取得部が、受信部によって得られた反射信号に基づいて、所定配置物の配置状態を反映する情報として、反射信号の強度や位相ずれに関する所定情報を取得する。そして、判定部が、当該所定情報に基づいて、所定配置物の配置状態を把握することが可能となり、以て、当該配置状態の良否を判定する。例えば、所定情報としての反射信号の強度や位相ずれが、基準となる範囲に属すれば、所定配置物の配置状態が好適な状態である等の判定を判定部が行うことが可能となる。

【0013】

このように、アンテナ部を対象フィルタに対向させ該アンテナ部を通して検査電磁波を送信するとともに反射電磁波を受信するように構成することで、所定配置物の配置状態に関する良否の検査のために必要な検査は、アンテナ部と対象フィルタとの間に存在する空間のみとなり、従来の透過型の検査装置と比べて検査空間をコンパクトにすることが可能となる。更に、本発明のような反射型の検査装置においては、検査電磁波の周波数範囲を比較的低く設定することが可能であることを本願の発明者は見出した。例えば、１０ＧＨｚ〜１００ＧＨｚの範囲に属する周波数の電磁波を検査電磁波として好適に利用することが可能である。より好適には、２０ＧＨｚ〜３０ＧＨｚの範囲に属する周波数の電磁波を検査電磁波として利用できる。

【0014】

また、上述までの検査装置において、前記アンテナ部は、同一のアンテナ筐体において前記検査電磁波を前記対象フィルタに送信するとともに前記反射電磁波を該対象フィルタから受信するように形成されてもよい。このように構成することで、アンテナ部の構成をよりコンパクトにしその配置に要する空間容積を可及的に小さくできるため、検査装置の小型化を促進させることができる。

【0015】

また、本発明の検査装置において、受信部は、検査電磁波が対象フィルタによって直接反射された反射電磁波だけではなく、検査電磁波が対象フィルタから何らかの作用を受け、所定配置物の配置状態が反映された電磁波であって、対象フィルタから受信部に向かってくる電磁波も反射電磁波として受信可能となるように構成されてもよい。このように複数種類の、所定配置物の配置状態が反映された電磁波を反射電磁波として利用することで、取得部が取得する所定情報に、所定配置物の配置状態をより的確に反映させ、判定部による判定精度を向上させることができる。

【0016】

一例としては、上述の検査装置が、前記アンテナ部とは反対側の、前記対象フィルタの背部に配置され、照射された前記検査電磁波の一部であって該対象フィルタを透過した透過電磁波を再び該対象フィルタ側に反射するように形成された反射部を、更に備えてもよく、その場合、前記受信部は、前記対象フィルタからの反射電磁波に加えて、前記透過電磁波が前記反射部によって反射された電磁波である二次反射電磁波を受信するように構成される。当該二次反射電磁波は、照射部から反射部に至るまでの過程で一度対象フィルタ内を透過し、そして、反射部によって反射され受信部に至るまでの過程でもう一度対象フィルタ内を透過することになる。したがって、二次反射電磁波には、対象フィルタ内での所定配置物の配置状態が、比較的強く反映されることになる。そのため、上記反射電磁波に加えて当該二次反射電磁波を受信部によって受信し、そこから所定情報を取得することで、より的確な配置状態の良否に関する判定を判定部が行うことが可能となる。

【0017】

ここで、上記のような反射部による二次反射電磁波を受信部が受信し得る構成としては、本発明の検査装置が、複数の前記喫煙物品用フィルタを搬送台に載せた状態で搬送する搬送装置であって、該搬送装置によって搬送される喫煙物品用フィルタに含まれる前記対象フィルタに対して前記検査電磁波が照射されるように、前記アンテナ部に対して配置される搬送装置を、更に備え、前記反射部は、前記搬送台に含まれる、金属製の所定部材である形態を例示することができる。当該形態では、複数のフィルタが搬送装置の搬送台に載せられて搬送されている状態で、その中の対象フィルタに対してアンテナ部の照射部から検査電磁波が照射されると、当該対象フィルタによる直接の反射電磁波に加えて、搬送台の金属製の所定部材によって反射された二次反射電磁波がアンテナ部の受信部によって受信されることになる。したがって、当該形態によれば、フィルタの搬送中にフィルタ内の所定配置物の配置状態に関する良否判定が行われるため、効率的かつ高精度の判定を実現できる。

【0018】

ここで、上述までの検査装置において、前記所定情報は、前記反射信号の強度に関する情報であって、該検査装置は、前記所定周波数の検査電磁波が前記所定配置物を内部に配置されていない喫煙物品用フィルタである基準フィルタに対して照射されることで予め得られた基準信号強度に関する情報に基づいて、前記取得部によって取得された前記所定情報を補正する補正部を、更に備えてもよい。そして、前記判定部は、前記補正部によって補正された前記所定情報に基づいて、前記対象フィルタに配置された前記所定配置物の配置状態の良否を判定してもよい。

【0019】

所定配置物が配置されていない基準フィルタに対して検査電磁波が照射されたときの、受信部によって得られた基準信号強度には、フィルタにおける所定配置物の配置状態以外の情報、換言すれば、当該配置状態に関する情報に対するノイズが反映されていると言うことができる。そこで、補正部は、この基準信号強度に関する情報に基づいて所定情報を補正することで、対象フィルタでの所定配置物の配置状態に関する情報を的確に抽出することができると言え、その結果、この補正された所定情報に基づいて判定部が配置状態の
良否に関する判定を行うことで、その判定精度の向上を図ることができる。

【0020】

また、上述までの検査装置において、搬送されている前記対象フィルタに対して、前記照射部からの前記検査電磁波の照射が行われてもよく、その場合、前記照射部による前記検査電磁波の照射及び前記受信部による反射電磁波の受信が可能となるように設定された所定の照射範囲を、前記対象フィルタが通過している間に、前記取得部は、前記反射信号の強度に関する情報、又は前記反射信号の位相ずれに関する情報を複数回取得し、該取得された強度情報、又は該位相ずれ情報の中から、該検査電磁波に対する変化が最大の強度情報、又は該検査電磁波に対する変化が最大の位相ずれ情報を前記所定情報として取得してもよい。このように複数回の反射信号の強度に関する情報、又は反射信号の位相ずれに関する情報の取得が行われる場合、その中でも検査電磁波に対する変化が最大の強度情報又は最大の位相ずれ情報は、反射電磁波が、対象フィルタでの所定配置物の配置状態を最も的確に反映している状態に対応する情報と言える。したがって、変化が最大の強度情報、又は変化が最大の位相ずれ情報である所定情報を利用して判定部による判定を行うことで、その精度の向上が図られる。

【発明の効果】

【0021】

本発明によれば、喫煙物品用フィルタ内での所定配置物の配置状態を検査する検査装置の小型化を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】喫煙物品用フィルタ及びシガレットの製造工程への、本発明に係る検査装置による検査工程の適用を概略的に示す図である。

【図2】本発明に係る検査装置の概略構成を示す図である。

【図3】図２に示す検査装置での、喫煙物品用フィルタの配置されたドラム上の位置と反射電磁波の受信強度との相関を説明するための図である。

【図4】本発明に係る検査装置において使用される検査電磁波の周波数と、反射電磁波の受信強度との相関を示す図である。

【図5】本発明に係る検査装置において実行される検査処理のフローチャートである。

【図6】本発明に係る検査装置において使用される検査電磁波の周波数と、反射電磁波の位相ずれとの相関を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

【0024】

図１は、シガレットに取り付けられるフィルタの、カプセルフィルタ巻上機１０上での製造工程、及びシガレット巻上機１５上でのシガレットの製造工程、及び、シガレット巻上機１５上で行われる、該フィルタ内に配置された液充填カプセル（以下、単に「カプセル」という）の検査工程の流れを示す図である。以下、各工程の内容を簡単に説明する。先ず、カプセルフィルタ巻上機１０上での流れについて説明する。カプセルフィルタ巻上機１０では、フィルタ材供給工程１１から供給される、アセテート繊維の束であるフィルタ材料に対してカプセル供給工程１２よりカプセルが供給、挿入され、その後、巻上げ工程１３で、そのカプセルが挿入されたフィルタ材料が巻取紙にてロッド形状に巻上げられる。その後、切断工程１４で、図示しないカッタにてフィルタロッドが所定の長さ毎に切断され、カプセルフィルタロッドが得られる。

【0025】

製造されたカプセルフィルタロッドは、シガレット巻上機１５でのフィルタチップアタッチメント１６に送られる。そこでは、先ず、カプセルフィルタロッドが、チップ巻きつけ工程１７で、前工程で製造されたシガレットロッドに対してチップペーパーを介して一体に巻きつけられる。通常、カプセルフィルタロッドは２倍長の長さを有しており、ドラム上にて２倍長のカプセルフィルタロッドの両端側にシガレットロッドが配置され、チップペーパーが巻きつけられ、ダブルシガレットが製造される。このダブルシガレットは別のドラム上で行われる切断工程１８に送られ、そこで切断されて一本分の長さを有したシガレットが製造される。そして、その製造されたシガレットは検査工程１９に送られ、フィルタチップアタッチメント１６に設けられた、図２に図示されたカプセル検査装置によって、シガレットのフィルタに対してオンマシン上で効率的なカプセルに関する検査が行われる。なお、当該カプセル検査装置が、本発明に係る検査装置に相当する。

【0026】

そこで、図２に基づいて、カプセル検査装置の構成について説明する。図２に示すように、カプセル検査装置は、当該検査装置で実行される各種の処理を実行するための制御装置２０と、シガレット２のフィルタ１におけるカプセル１ａの配置状態の良否に関する検査のためのプローブアンテナ２３と、検査の対象となるフィルタを有するシガレット２を複数本搬送可能とするドラム３０とを有している。

【0027】

ここで、プローブアンテナ２３にはサーキュレータ２４が接続され、サーキュレータ２４には、雑音源２１から供給される検査電磁波がローパスフィルタ２２を通り所定の周波数帯の検査電磁波が生成される。そして、その検査電磁波がサーキュレータ２４に入力される。なお、好ましくは、雑音源２１で生成された発振周波数２２ＧＨｚ〜４０ＧＨｚの電磁波がローパスフィルタ２２に通されて２０〜３０ＧＨｚの検査電磁波が生成される。別例としては、サーキュレータ２４に入力される検査電磁波の周波数は、１０〜１００ＧＨｚに属するものでもよい。

【0028】

更に、サーキュレータ２４には、その出力部に検波器２５が接続される。この検波器２５は、後述する反射電磁波に対応する電気的な反射信号を取り出し、その後、アンプフィルタ２６により、反射信号に対する増幅、フィルタリング等の所定の電気処理が行われ、制御装置２０に反射信号が引き渡される。

【0029】

ここで、プローブアンテナ２３は、細長いアンテナ筐体を有し、その先端部が検査対象となるフィルタ１に対向するように配置される。そして、その先端部から検査電磁波が照射される。そして、照射された検査電磁波が、後述するようにフィルタ１又はドラム本体３１で反射され、その反射電磁波を再びプローブアンテナ２３で受信する。したがって、図２に示すカプセル検査装置では、検査電磁波と反射電磁波がともにプローブアンテナ２３内を搬送されることになる。そのため、検査電磁波の送信部位と反射電磁波の受信部位とが、フィルタ１に対して同一の側に配置されることになる。

【0030】

そのため、プローブアンテナ２３の検査電磁波の送信部位と、反射電磁波の受信部位とが、回転駆動するドラム３０に対面する位置に設置されることになる。このドラム３０は、回転可能となるように支持されたドラム本体３１に、シャフトを介してロータリーエンコーダ３２が接続されている。

【0031】

そして、検査対象となるフィルタ１を有するシガレット２が、図２に示すようにドラム３０のドラム本体３１上に配置されている。具体的には、ドラム本体３１は、金属製の円筒物体であり、シガレット２が軸方向に収容されるように形成された収容部が、当該円筒物体の表面上にその軸方向に沿って配置されており、シガレット２は、そのフィルタ１が図２におけるドラム本体３１の右端面側に位置し、そのタバコロッドが図２におけるドラム本体３１の左端面側に位置する状態で、ドラム本体３１上の収容部内に収容される。なお、図２に示すシガレット２の配置は、当該収容部に収容された一本のシガレット２を、当該円筒物体の軸を含む断面に投影した状態である。

【0032】

そして、ドラム本体３１の円筒物体の表面には複数本のシガレット２が同時に収容された状態で、回転搬送されることになる。ドラム本体３１上で回転搬送されているシガレット２のフィルタ１は、ドラム本体３１の円筒物体の表面上に配置されているため、その回転搬送の工程の一部において、上述したように、プローブアンテナ２３の検査電磁波の送信部位と、反射電磁波の受信部位と対向可能な位置関係、すなわち、プローブアンテナ２３により検査電磁波が照射され、且つ反射電磁波を受け取ることが可能な検査領域に属する位置関係が、プローブアンテナ２３とフィルタ１との間に形成されることになる。したがって、ドラム３０により複数のシガレット２が回転搬送される工程において、図２に示すカプセル検査装置により、複数のシガレット２のそれぞれのフィルタ１が順次、プローブアンテナ２３からの検査電磁波の照射による検査処理に付されることになる。

【0033】

なお、ドラム駆動シャフトによりロータリーエンコーダ３２が駆動され、そこから得られるパルス信号と巻上機が発生させるシガレット１本毎に対応するドラムクロックパルス（ＤＣＰ）は、カプセル検査装置の制御装置２０に渡されている。そのため、当該パルス信号とＤＣＰに基づいて、カプセル検査装置は、ドラム３０上の何れのシガレットのフィルタ１に対して検査処理が行われているかを把握することが可能である。

【0034】

ここで、図３に基づいて、カプセル検査装置によるフィルタ１内のカプセル１ａの配置状態の検査の詳細について説明する。なお、本実施例における配置状態としては、カプセル１ａが破損せずに、すなわち内部の香料液体が漏出せずにフィルタ１内に正常に配置されている状態（以下、「正常配置状態」という）と、カプセル１ａが破損し内部の香料液体が漏出した状態（以下、「異常配置状態」という）とが例示できる。図３の上段（ａ）、中段（ｂ）、下段（ｃ）では、それぞれドラム３０におけるシガレット２の収容状態を模式的に示すとともに、その収容状態に対応した反射電磁波の受信強度を示す。具体的には、（ａ）〜（ｃ）のそれぞれは、検査電磁波が照射された状態において、ドラム３０によってフィルタ１がプローブアンテナ２３に対してその幅方向（図３の紙面垂直方向）に搬送されたときに、その幅方向の搬送距離に対する反射電磁波の受信強度の推移を示している。詳細には、線Ｌ１は、フィルタ１でのカプセル１ａの配置状態が正常配置状態である場合の受信強度推移であり、線Ｌ２は、フィルタ１でのカプセル１ａの配置状態が異常配置状態である場合の受信強度推移である。

【0035】

そして、図３の上段（ａ）は、シガレット２のフィルタ１の端面（図３における右端面）が、ドラム本体３１の右端面と面一となった状態、すなわち、フィルタ１の右端面の、ドラム本体３１の右端面からの突出量ΔＬ１がゼロとなった状態の、シガレット２の収容状態に対応している。この収容状態では、フィルタ１内にあるカプセル１ａの、プローブアンテナ２３の反対側には、ドラム本体３１の金属側面３１ａが位置した状態となっている。また、図３の中段（ｂ）は、フィルタ１の右端面が、ドラム本体３１の右端面から突出し、その突出量がΔＬ２となった、シガレット２の収容状態を示している。この収容状態では、フィルタ１がドラム本体３１の右端面より突出してはいるものの、フィルタ１内にあるカプセル１ａの、プローブアンテナ２３の反対側には、まだドラム本体３１の金属側面３１ａが位置した状態となっている。更に、図３の下段（ｃ）は、フィルタ１の右端面が、ドラム本体３１の右端面から突出し、その突出量がΔＬ３となった、シガレット２の収容状態を示している。この収容状態では、フィルタ１がドラム本体３１の右端面より突出し、フィルタ１内にあるカプセル１ａの、プローブアンテナ２３の反対側には、ドラム本体３１の金属側面３１ａは位置していない状態となっている。

【0036】

照射部２３ｂから照射された検査電磁波は、一定の広がりをもってフィルタ１に対して照射されるため、図３の（ａ）〜（ｃ）の各収容状態におけるフィルタ１は、照射部２３ｂからの検査電磁波が照射される領域に位置している。ここで、照射された検査電磁波の一部は、フィルタ１側で反射されてプローブアンテナ２３に向かう反射電磁波となる。そして、当該反射電磁波には、フィルタ１側での様々な部位において反射された電磁波が含まれており、概略的には、次の４つの反射電磁波の形態を例示できる。
（１）フィルタ１の表面での反射電磁波
（２）フィルタ１内のカプセル１ａの表面（すなわち、カプセル１ａとフィルタ１との境界面）での反射電磁波
（３）フィルタ１を透過するもののカプセル１ａを透過しない透過電磁波による、ドラム本体３１の金属側面３１ａでの反射電磁波
（４）フィルタ１及びカプセル１ａを透過した透過電磁波による、ドラム本体３１の金属側面３１ａでの反射電磁波

【0037】

上記反射電磁波（１）〜（４）のうち反射電磁波（１）及び（３）は、検査電磁波が実質的にカプセル１ａに作用していないため、反射電磁波（１）及び（３）には、カプセル１ａの配置状態に関する情報が反映されていないことになる。一方で、反射電磁波（２）については、検査電磁波が、香料液体が充填されているべきカプセル１ａによって反射されているため、その反射に際して検査電磁波の一部が吸収等され、結果として、カプセル１ａ内の香料液体の存在が反射電磁波の受信強度に反映されることになる。また、反射電磁波（４）については、電磁波の反射は金属側面３１ａによって行われるが、その反射の過程において検査電磁波がカプセル１ａ内を透過しているため、検査電磁波の一部が吸収等され、結果として反射電磁波（２）と同じようにカプセル１ａ内の香料液体の存在が反射電磁波の受信強度に反映されることになる。

【0038】

本発明に係るカプセル検査装置は、この反射電磁波の受信強度への、カプセル１ａ内の香料液体存在の反映を利用して、フィルタ１でのカプセル１ａの配置状態の良否、すなわち、正常配置状態か異常配置状態であるかの検査処理を行うものである。具体的には、図３（ａ）に示す収容状態では、プローブアンテナ２３から見たときにカプセル１ａの背面には金属側面３１ａが存在しているため、上記反射電磁波（２）及び（４）をプローブアンテナ２３によって受信可能である。そこで、カプセル１ａが正常配置状態にあると、フィルタ１内の一定の領域に香料液体がまとまって存在しているため、検査電磁波の吸収度合いが大きくなり、プローブアンテナ２３による受信強度は大きく低下することになる。なお、本実施例では、カプセル１ａは、フィルタ１の幅において概ねその中央に配置されているため、カプセル１ａが正常配置状態にあれば、搬送距離の概ね中央値で受信強度が大きく低下した推移を示すことが図３（ａ）から理解できる。一方で、カプセル１ａが異常配置状態にあると、香料液体がフィルタ１内に拡散してしまうため、検査電磁波の吸収度合いが小さくなり、正常配置状態の場合と比べて、受信強度推移における受信強度の低下量が小さくなる。この結果、正常配置状態と異常配置状態とで受信強度推移における受信強度の低下量を比べると、図３（ａ）に示すように、明確な差異ΔＶ１を見出すことができる。そこで、この受信強度の低下量の差異ΔＶ１を利用して、正常配置状態と異常配置状態を分別して判定することが可能となる。

【0039】

また、図３（ｂ）に示す収容状態でも、フィルタ１がドラム本体３１の端面から突出してはいるものの、プローブアンテナ２３から見たときにカプセル１ａの背面には金属側面３１ａが存在しているため、やはり上記反射電磁波（２）及び（４）をプローブアンテナ２３によって受信可能である。そのため、この場合でも、正常配置状態と異常配置状態とで受信強度推移における受信強度の低下量を比べると、図３（ｂ）に示すように、明確な差異ΔＶ２を見出すことができる。

【0040】

ここで、図３（ｃ）に示す収容状態では、プローブアンテナ２３から見たときにカプセル１ａの背面には金属側面３１ａが存在していないため、上記反射電磁波（２）はプローブアンテナ２３によって受信可能であるが、反射電磁波（４）が発生せずにその受信はできないことになる。そのため、当該収容状態では、正常配置状態と異常配置状態とで受信強度推移における受信強度の低下量の差異ΔＶ３は、上記の図３（ａ）、（ｂ）に示す状態と比べて小さくはなるが、ある程度は明確な受信強度の低下量として把握可能である。したがって、このような収容状態であっても、差異ΔＶ３を利用して正常配置状態と異常配置状態を分別して判定することが可能となる。

【0041】

ここで、本実施例のカプセル検査装置では、２２〜２８ＧＨｚの検査電磁波が照射される。上記のように受信強度の低下量の差異を利用して正常配置状態と異常配置状態を分別するには、２２〜２８ＧＨｚの周波数帯域のうち、正常配置状態と異常配置状態とで、受信強度の低下量の差異が最も大きくなる周波数の電磁波を利用するのが好ましい。そこで、検査電磁波の周波数と受信強度の相関を理解するために、図４に、各周波数の検査電磁波を利用したときのプローブアンテナ２３による反射電磁波の受信強度の推移を示している。具体的には、図４の（ａ）〜（ｅ）のそれぞれは、検査電磁波の周波数が２２ＧＨｚ、２４ＧＨｚ、２６ＧＨｚ、２８ＧＨｚ、３０ＧＨｚに対応しており、線Ｌ３が、フィルタ１でのカプセル１ａの配置状態が正常配置状態である場合の受信強度推移であり、線Ｌ４が、フィルタ１でのカプセル１ａの配置状態が異常配置状態である場合の受信強度推移である。なお、図４に示す各受信強度推移の受信強度の符号が、図３に示す各受信強度推移の受信強度の符号と逆になっている。

【0042】

図４から理解できるように、本実施例では２２〜２８ＧＨｚの周波数帯域の何れの周波数でも、正常配置状態と異常配置状態とで受信強度の変化量の差異が比較的大きく発現されるため、その周波数を有する検査電磁波はカプセル１ａの配置状態に関する検査処理には好適に利用できると言える。しかし、特に、検査電磁波の周波数が２４ＧＨｚ又は２６ＧＨｚの場合に、当該差異が最も大きくなることを見出せることから、最も好ましくは２４ＧＨｚ又は２６ＧＨｚの検査電磁波を利用してカプセル１ａの配置状態に関する検査処理を行う。なお、この検査処理のための好適な検査電磁波の周波数は、カプセル１ａやフィルタ１の形状、大きさ、カプセル１ａ内の香料液体の成分やフィルタ１の材質等によって変動すると考えられるため、これらの要素を考慮して適宜、検査電磁波の周波数を設定すればよい。

【0043】

ここで、図４に基づいて、本発明のカプセル検査装置で実行されるフィルタ１の検査処理、すなわち上述した検査電磁波を利用した、フィルタ１内のカプセル１ａの配置状態に関する検査処理の詳細を説明する。当該検査処理では、制御装置２０において所定の制御プログラムが実行される。また、当該検査処理は、一本のシガレット２に備えられたフィルタ１に対して実行される処理である。したがって、上記のようにドラム３０によってシガレットが順次、カプセル検査装置に送り込まれる場合には、その各シガレット２のフィルタ１に対して、当該検査処理が繰り返し実行されることになる。なお、本実施例の検査処理は、ドラム本体３１に対するシガレット２の収容状態が図３（ａ）に示す収容状態で行われるものとする。

【0044】

先ず、Ｓ１０１では、検査の対象となるシガレットのフィルタ１が、検査領域内に到達しているか否か、すなわち、フィルタ１が、プローブアンテナ２３からの検査電磁波の照射領域内に到達しているか否かが判定される。上記の通り、制御装置２０は、ロータリーエンコーダ３２からのパルス信号等を利用することで、検査領域に対するシガレットの相対位置を把握でき、以て、ドラム３０により搬送されてきたシガレット２のフィルタ１が検査領域内に到達していると判定することができる。Ｓ１０１で肯定判定されるとＳ１０２へ進み、否定判定されるとＳ１０１の処理が繰り返され、フィルタ１の検査領域への到達が待たれることになる。

【0045】

次に、Ｓ１０２では、検査領域に到達したフィルタ１に対して、プローブアンテナ２３から検査電磁波の照射が行われる。Ｓ１０２の処理が終了すると、Ｓ１０３へ進む。Ｓ１０３では、プローブアンテナ２３による反射電磁波の受信が行われる。上記の通り、本検査処理では、ドラム本体３１に対するシガレット２の収容状態が図３（ａ）に示す収容状態であるため、プローブアンテナ２３によって受信される反射電磁波は、上記の反射電磁波（１）〜（４）の全てを含む。Ｓ１０３の処理が終了すると、Ｓ１０４へ進む。

【0046】

Ｓ１０４では、Ｓ１０３で受信された反射電磁波の受信強度の補正が行われる。具体的には、制御装置２０は、基準となるフィルタであってカプセル１ａが配置されていない未配置フィルタに対してプローブアンテナ２３から検査電磁波を照射したときの、該プローブアンテナ２３による受信強度を、基準信号強度として予め有している。そして、Ｓ１０３で受信された反射電磁波の受信強度から当該基準信号強度を差し引くことで得られる受信強度（以下、「補正受信強度」という）は、理論的には、カプセル１ａの配置状態のみが反映された受信強度と言える。したがって、当該補正受信強度を利用することで、カプセル１ａの配置状態に関する検査処理の精度を向上させることができる。Ｓ１０４の処理が終了すると、Ｓ１０５へ進む。

【0047】

Ｓ１０５では、Ｓ１０４で取得された補正受信強度が更新されたか否か、すなわち、より強度の低い補正受信強度が取得されたか否かが判定される。図３に従って説明したように、フィルタ１が検査領域内に到達してから１回目の検査電磁波の照射が行われた場合には、過去に取得された補正受信強度は存在しないため、その場合はＳ１０５は肯定判定される。また、２回目以降の検査電磁波の照射が行われた場合には、過去の検査電磁波の照射で取得された補正受信強度（制御装置２０のメモリ内に記憶されている補正受信強度）と、今回の検査電磁波の照射で取得された補正受信強度とを比較し、今回の補正受信強度が小さい場合には、Ｓ１０５において肯定判定されることになる。そして、Ｓ１０５で肯定判定されるとＳ１０６へ進み、Ｓ１０６で、制御装置２０内のメモリに記憶されていた補正受信強度のデータが、今回の検査電磁波の照射で得られた補正受信強度に書き替えられる。なお、１回目の検査電磁波の照射の場合には、メモリ内には補正受信強度が記憶されていないため、１回目の検査電磁波の照射で得られた補正受信強度がそのままメモリに書き込まれる。一方で、Ｓ１０５で否定判定されるとＳ１０７へ進み、Ｓ１０７では、制御装置２０内のメモリに記憶されていた過去の補正受信強度のデータが維持され、今回の検査電磁波の照射で得られた補正受信強度は利用されないことになる。

【0048】

このように補正受信強度のデータ更新を行うのは、検査電磁波がカプセル１ａの表面で反射しその反射電磁波が受信されるとともに、カプセル１ａを透過した検査電磁波が金属側面３１ａで反射し、その反射電磁波が再びカプセル１ａを透過した後に受信された場合、すなわち、プローブアンテナ２３が、上記の反射電磁波（２）及び（４）を受信する場合に、反射電磁波にカプセル１ａの配置状態が最も効果的に反映され、その際の反射電磁波の受信強度、又は、補正受信強度が最も小さくなると考えられるからである。Ｓ１０６又はＳ１０７の処理が終了すると、Ｓ１０８へ進む。

【0049】

次に、Ｓ１０８では、フィルタ１が、検査領域内を出たか否かが判定される。なお、上述したＳ１０２〜Ｓ１０６、Ｓ１０７の処理が行われる間もドラム３０によってシガレットは回転搬送されている。そこで、ロータリーエンコーダ３２からのパルス信号等を利用して、現時点での検査領域に対するシガレットの相対位置を把握し、Ｓ１０８の判定処理が行われる。Ｓ１０８で肯定判定されるとＳ１０９へ進み、否定判定されるとＳ１０２以降の処理が繰り返され、再び、フィルタ１への検査電磁波の照射による補正受信強度の取得処理が行われることになる。

【0050】

次に、Ｓ１０９では、最終的に制御装置２０のメモリ内に記憶されている補正受信強度を、ピーク受信強度Ｖｐとして決定する。当該ピーク受信強度Ｖｐは、検査対象となったフィルタ１において、その内部に配置されたカプセル１ａの配置状態を最も強く反映している受信強度である。Ｓ１０９の処理が終了すると、Ｓ１１０へ進む。Ｓ１１０では、ピーク受信強度Ｖｐに基づいて、検査対象のフィルタ１でのカプセルの配置状態に関する判定が行われる。具体的には、ピーク受信強度Ｖｐが、所定の閾値Ｒｖより小さいとき、フィルタ１内においてカプセル１ａは正常配置状態にあると判定される（Ｓ１１１の処理）。カプセル１ａ内に香料液体が適切に充填された状態が維持されている正常配置状態では、フィルタ１において香料液体が分散せず局所的に存在した状態となっている。そのため、反射電磁波にその香料液体の存在状態が反映され、ピーク受信強度Ｖｐが好適に小さい値となる。その点を考え、Ｓ１１０の判定が行われることになる。

【0051】

一方で、ピーク受信強度Ｖｐが、所定の閾値Ｒｖより小さくないとき、フィルタ１内においてカプセル１ａは異常配置状態にあると判定する（Ｓ１１２の処理）。カプセル１ａ内に香料液体が適切に充填された状態が維持されていない異常配置状態では、フィルタ１において香料液体が分散した状態となっている。そのため、反射電磁波には香料液体の吸収効果が反映されにくく、ピーク受信強度Ｖｐが比較的大きな値となる。その点を考え、Ｓ１１０の判定が行われることになる。また、Ｓ１１２において異常判定されたフィルタ１を有するシガレット２については、Ｓ１１３においてドラム３０から排除される。この排除処理は、図示しない公知の排除のための装置（例えば、圧縮エアを用いて排除する装置）が使用される。このように異常判定されたシガレットが排除されることで、当該シガレットが包装され市場に出ていくことを回避することができる。

【0052】

このように本検査処理では、検査電磁波の送信と反射電磁波の受信を行うプローブアンテナ２３を用いて、フィルタ１側からの反射電磁波を利用した、フィルタ１内でのカプセル１ａの配置状態に関する検査が行われる。このように反射型の検査を行う場合、従来技術の透過型の検査を行う場合と比べて、検査に要する空間容積を可及的に小さくすることが可能となり、以てカプセル検査装置の小型化を促進させることができる。

【0053】

更に、上記のカプセル検査装置では、サーキュレータ２４を介することで、プローブアンテ２３ナへの検査電磁波の供給及び反射電磁波の取り出しが行われる。これにより一つのプローブアンテナ２３において検査電磁波と反射電磁波が搬送されることになる。このような構成を採用した場合、プローブアンテナ２３とフィルタ１との間の検査空間において、検査電磁波と反射電磁波が概ね同一経路上を通ることになる。そのため、検査電磁波がフィルタ１を透過し、それが反射電磁波としてプローブアンテナ２３に受信される場合、フィルタ１の同じ個所を通過することになるため、仮に検査電磁波がカプセル１ａを透過していれば、反射電磁波にカプセル１ａの状態を強く反映させることが可能になり、検査装置の精度向上が見込まれる。

【0054】

＜変形例１＞
上記の実施例においては、反射電磁波の受信強度に基づいて、フィルタ１内でのカプセル１ａの配置状態に関する検査が行われるが、その態様に代えて、反射電磁波の位相ずれに基づいて当該検査を行ってもよい。なお、この位相ずれは、検査電磁波と反射電磁波との間の位相のずれを意味する。ここで、検査電磁波の周波数と位相ずれの相関を理解するために、図６に、各周波数の検査電磁波を利用したときの位相ずれの推移を示している。具体的には、図６の（ａ）〜（ｅ）のそれぞれは、検査電磁波の周波数が２２ＧＨｚ、２４ＧＨｚ、２６ＧＨｚ、２８ＧＨｚ、３０ＧＨｚに対応しており、線Ｌ５が、フィルタ１でのカプセル１ａの配置状態が正常配置状態である場合の位相ずれ推移であり、線Ｌ６が、フィルタ１でのカプセル１ａの配置状態が異常配置状態である場合の位相ずれ推移である。

【0055】

図６から理解できるように、位相ずれを利用して正常配置状態と異常配置状態とを分別するには、検査電磁波の周波数が２６ＧＨｚ又は２８ＧＨｚの場合に、正常配置状態に対応する位相ずれと異常配置状態に対応する位相ずれとの差異が大きくなることを見出せる。そこで、好ましくは２６ＧＨｚ又は２８ＧＨｚの検査電磁波を利用して位相ずれに基づくカプセル１ａの配置状態に関する検査処理を行う。なお、この検査処理のための好適な検査電磁波の周波数は、カプセル１ａやフィルタ１の形状、大きさ、カプセル１ａ内の香料液体の成分やフィルタ１の材質等によって変動すると考えられるため、これらの要素を考慮して適宜、検査電磁波の周波数を設定すればよい。

【符号の説明】

【0056】

１ フィルタ
１ａ カプセル
２０ 制御装置
２３ プローブアンテナ
３０ ドラム
３１ ドラム本体
３１ａ 金属側面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】