JP2012021816A - 組合せ秤及びそれを用いた計量包装システム - Google Patents

Abstract

【課題】生産能力の大幅な低下を招くことなく、突発的に大量の被計量物がホッパに供給された場合でも、同ホッパの被計量物の全ての排出を確実に行ない、誤計量を防止できる組合せ秤を提供する。
【解決手段】複数のホッパ１４，１５と、保持している被計量物の重量の合計が目標重量に対する許容範囲内となるホッパ１４，１５の組合せからなる排出組合せを１つ求める組合せ処理と、排出組合せに選択されているホッパの排出ゲートを開き、ゲート全開状態を所定時間維持した後、排出ゲートを閉じることによりホッパから被計量物を排出させる排出処理とを繰り返し行う組合せ秤制御部３１と、集合シュート１６，１７とを備え、組合せ秤制御部３１は、過量ホッパが排出組合せに含まれるか否かを判定し、過量ホッパが含まれるときには、排出処理を行うときに過量ホッパがゲート全開状態を維持する時間を前記所定時間より長い時間にするように構成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、菓子類等の被計量物を計量する組合せ秤及びそれを用いた計量包装システムに関する。

従来、菓子類等の被計量物を計量する計量装置として例えば組合せ秤がある。そして、組合せ秤で計量された被計量物は、包装機へ供給されて袋詰めされるのが一般的である。このような計量包装システムでは、例えば、組合せ秤の下方に包装機が設置されており、組合せ秤で所定重量範囲内の重量に計量された被計量物が包装機へ供給される。

従来の組合せ秤では、例えば、被計量物の重量を計測するための複数の計量ホッパと、これら計量ホッパの下方に配設され計量ホッパから排出される被計量物を集合させて包装機へ排出するための集合シュートとが備えられている。また、各計量ホッパの上方には、計量ホッパへ被計量物を供給する供給ホッパ、その供給ホッパへ被計量物を供給するリニアフィーダが備えられ、さらに各リニアフィーダへ被計量物を供給する分散フィーダ等が備えられている。この組合せ秤では、組合せ演算を行うことにより複数の計量ホッパに供給されている被計量物の重量を組合せて所定重量範囲（目標重量に対する許容範囲）内の重量となる計量ホッパの組合せ（排出組合せ）を求め、その排出組合せに選択されている計量ホッパのゲートを開閉して被計量物を集合シュート上へ排出するように構成されている。集合シュート上へ排出された被計量物は集合シュートの下部の排出口から包装機へ供給される。

このような組合せ秤において、正常な高速動作を行うためには、計量ホッパのゲート開閉時間やそのタイミングを決定する値などを適正な値に設定することが重要である。例えば、特許文献１には、所定回数の組合せ排出動作で事前に得られた複数のデータの平均値等に基づいて計量ホッパのゲート開閉時間などを設定するようにした構成が記載されている。

また、包装機（例えば縦ピロー包装機）では、袋を製造しながら、組合せ秤から排出される被計量物を受け入れて袋詰めする。このような包装機では、例えば、フィルムロールから繰り出される包材を成形しながら上部開口を有する袋を形成し、その上部開口を通じて組合せ秤から排出される被計量物が袋内に投入された後、横方向のシールを行うことにより上部開口を封じて密封するように構成されている。

一方、組合せ秤と包装機との連係動作を可能にするため、組合せ秤と包装機間で相互に信号の授受を行うように構成されている。例えば、包装機では、所定のタイミングで組合せ秤に対して被計量物の排出を要求する排出要求信号を出力し、組合せ秤では、所定のタイミングで包装機に対して被計量物の排出を知らせる排出完了信号を出力するようにしている。そして、組合せ秤では、排出組合せを求め、包装機からの排出要求信号が入力されれば被計量物を排出して排出完了信号を出力し、包装機では、組合せ秤からの排出完了信号に応答して横方向のシールを行うように構成されている。

このような計量包装システムにおいて、組合せ秤から排出された被計量物が包装機の１つの袋に入ってしまうまでに横方向のシールが行われると、そのシール部分に被計量物の噛み込みが生じ、製袋不良（シール不良）が発生する。このような包装機での噛み込みが生じるのは、組合せ秤から排出される被計量物の先端（先頭）から終端（最後尾）までの長さ（以下、「被計量物の長さ」という）が長くなり、被計量物が落下して袋内に完全に収まるまでの時間が長くなるからである。この噛み込みを防止するために、包装機で横方向のシールを行う時間間隔を長くすると、生産能力が低下してしまう。

例えば特許文献２には、被計量物が排出されるホッパの組合せ（排出組合せ）によって被計量物の長さに差が生じることに着目し、集合シュートの排出口に被計量物検出センサを設けて被計量物の先端から終端までが集合シュートの排出口を通過するのに要する通過時間を算出するように構成し、繰り返し求められる排出組合せに対応させて上記通過時間を記憶するとともに、包装機で被計量物の噛み込みが発生したときの上記通過時間を非許容通過時間として記憶しておいて、次の排出組合せを求めるときに、排出組合せに対応して記憶されている通過時間を参照して、同通過時間が非許容通過時間未満となることを条件として排出組合せを求めることにより、包装機での噛み込みを防止するようにした構成が記載されている。また、上記のような条件を満足する排出組合せが無かった場合には、同条件を外して被計量物の合計重量が所定重量範囲内となる組合せを排出組合せとして被計量物を排出し、排出完了信号を出力するタイミングを遅らせることにより包装機での噛み込みを防止するようにしている。

特開平５−９９７３２号公報 特開２００６−７１５１５号公報

組合せ秤では、計量ホッパへ被計量物を供給するためのリニアフィーダ等に供給されている被計量物の種類、量あるいは状態によっては、計量ホッパへ突発的に非常に大量（例えば目標重量の８割程度）の被計量物が供給される場合がある。例えば、被計量物同士が絡みやすい被計量物の場合には、リニアフィーダから供給ホッパへ供給されるときに絡みあった被計量物が大量に供給ホッパへ落下し、その大量の被計量物が計量ホッパへ供給される場合がある。しかしながら、特許文献１、２の構成では、上記のような場合を想定していないと考えられる。

例えば、ある１つの計量ホッパに突発的に非常に大量（例えば目標重量の８割程度）の被計量物が供給され、その計量ホッパが排出組合せに選択された場合、予め設定された所定のゲート開閉時間による開閉動作では、大量の被計量物の全てを排出することができず、計量ホッパ内に被計量物が残ったり、同ホッパのゲートに被計量物が噛み込んだ状態となる場合があり、その場合には所定重量範囲内の被計量物が排出されず、誤計量（不良品）となる場合がある。

特許文献１の構成では、所定回数の組合せ排出動作によって事前に得られた複数のデータ（被計量物の先頭から最後尾までが集合シュートの排出口を通過するのに要する時間）の平均値等に基づいて計量ホッパのゲート開閉時間を決定しているため、上記のように突発的に非常に大量の被計量物が供給される場合には対応できない。万一、これに対応できるようにゲート開閉時間が決定されていた場合には、生産能力の大幅な低下を招くことになる。

また、上記のような大量の被計量物が供給されている計量ホッパを含む排出組合せのホッパから被計量物が排出された場合、包装機の袋に被計量物が収納されるのに要する時間が長くなり、袋の横方向のシール部分に被計量物の噛み込みが生じ、製袋不良が発生する確率が高くなる。

特許文献２の構成では、上記のように突発的に非常に大量の被計量物がある計量ホッパに供給される場合を想定しているわけではないので、上記のような場合の包装機での製袋不良に対しては対応できない。

また、特許文献１，２の構成では、集合シュートの排出口に被計量物の通過を検出するためのセンサが必要になる。このようなセンサは汚れ等による誤検出も生じる。

本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、生産能力の大幅な低下を招くことなく、突発的に大量の被計量物がホッパに供給された場合でも、同ホッパの被計量物の全ての排出を確実に行ない誤計量となるのを防止できる、またさらにはそのような場合に包装機での製袋不良の発生を低減することができる組合せ秤及びそれを用いた計量包装システムを提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明の組合せ秤は、供給される被計量物を保持し、保持している被計量物を排出するための排出ゲートを有する複数のホッパと、保持している被計量物の重量の合計が目標重量に対する許容範囲内となる前記ホッパの組合せからなる排出組合せを１つ求める組合せ処理と、所定の第１のタイミングで前記排出組合せに選択されている前記ホッパの排出ゲートを開き、全開となった状態であるゲート全開状態を所定時間維持した後、前記排出ゲートを閉じることにより前記ホッパから被計量物を排出させる排出処理とを繰り返し行う制御手段と、前記複数のホッパの下方に配設され、前記ホッパから排出される被計量物を集合させて下部に設けられた排出口から排出するための集合シュートとを備え、前記制御手段は、前記組合せ処理を行うたびに保持している被計量物の重量の前記目標重量に対する比率である重量比率が所定比率を超えるホッパ(以下、「過量ホッパ」と記載)が前記排出組合せに含まれるか否かを判定し、前記過量ホッパが含まれるときには、前記排出処理を行うときに前記過量ホッパが前記ゲート全開状態を維持する時間を前記所定時間より長い時間にするように構成されている。

この構成によれば、排出組合せに過量ホッパが含まれるときには、その過量ホッパのゲート全開状態を維持する時間（ゲート全開時間）を、過量ホッパではないホッパのゲート全開時間である所定時間より長い時間とすることにより、突発的に大量の被計量物がホッパに供給された場合でも、同ホッパの被計量物の全ての排出を確実に行ない誤計量となるのを防止することができる。また、排出組合せに過量ホッパが含まれるときにのみ、その過量ホッパのゲート全開時間を長くするので、生産能力の大幅な低下を招くこともない。また、集合シュートの排出口に被計量物の通過を検出するためのセンサのような特別な機械的部品の追加は不要であり、上記センサの誤検出というような問題もない。

また、前記集合シュートの排出口から排出される被計量物が袋の中に供給され、排出完了信号に応答して前記袋の上端を封止する包装機が後段に配置され、前記制御手段は、前記排出処理を行うたびに、所定の第２のタイミングで前記包装機へ前記排出完了信号を出力する排出通知処理を行い、前記排出組合せに前記過量ホッパが含まれるときには、前記排出通知処理における前記排出完了信号を出力するタイミングを前記第２のタイミングより遅くするように構成されていてもよい。

この構成によれば、排出組合せに過量ホッパが含まれないときは排出完了信号を所定の第２のタイミングで包装機へ出力し、排出組合せに過量ホッパが含まれるときには、排出完了信号を出力するタイミングを第２のタイミングより遅くすることにより、包装機が被計量物の供給された袋の上端を封止するタイミングを遅らせることができるため、突発的に大量の被計量物が供給されている過量ホッパを含む排出組合せに選択されたホッパから排出される被計量物が包装機の袋に完全に収納されるのに要する時間が長くなっても、袋の上端の封止部分に被計量物が噛み込むのを防止して、包装機での製袋不良の発生を低減することができる。

また、前記制御手段は、前記排出組合せに前記過量ホッパが含まれるときに、前記過量ホッパの前記重量比率を用いて前記過量ホッパが前記ゲート全開状態を維持する時間であるゲート全開時間を算出するためのゲート全開時間算出式に基づいて、前記所定時間より長い前記ゲート全開時間を算出し、この算出したゲート全開時間に基づいて前記過量ホッパのゲートの開閉を行うとともに、前記過量ホッパの前記重量比率を用いて所定の時点から前記排出完了信号の出力開始時点までの時間である排出通知時間を算出するための排出通知時間算出式に基づいて、前記排出通知時間を算出し、この算出した排出通知時間に基づいて前記排出完了信号を出力するように構成されていてもよい。

この構成によれば、ゲート全開時間算出式を実験あるいはシミュレーション等の結果に基づいて作成しておくことにより、突発的に大量の被計量物がホッパに供給された場合でも、同ホッパの被計量物の全ての排出をより確実に行ない誤計量となるのをより防止することができる。また、排出通知時間算出式を実験あるいはシミュレーション等の結果に基づいて作成しておくことにより、突発的に大量の被計量物が供給されている過量ホッパを含む排出組合せに選択されたホッパから被計量物が排出されても、袋の上端の封止部分に被計量物が噛み込むのをより防止して、包装機での製袋不良の発生をより低減することができる。

また、前記制御手段は、前記排出組合せに含まれる前記過量ホッパが保持している被計量物の重量を計量するための計量ホッパである場合に前記過量ホッパの被計量物の重量を記憶する記憶手段を有し、現在求めた前記排出組合せに前記過量ホッパが含まれ、この過量ホッパが前記計量ホッパであって、前記過量ホッパに保持されている被計量物の重量が前記記憶手段に過去に記憶されていた重量のうちの最大値を超える場合に、前記現在求めた前記排出組合せに選択されている前記ホッパから被計量物を排出させた後、前記過量ホッパに新たな被計量物が供給されない状態での前記過量ホッパの計量値に基づいて前記過量ホッパ内に被計量物が残存しているか否かを判定し、残存していると判定したときには、任意の前記重量比率に対して算出されるゲート全開時間が長くなるように前記ゲート全開時間算出式を補正するように構成されていてもよい。

この構成によれば、現在求めた排出組合せに含まれる過量ホッパ（以下、「現在の過量ホッパ」という）の被計量物の重量が、過去の排出組合せに含まれた過量ホッパの被計量物の重量の最大値を超える場合に、現在の過量ホッパから被計量物を全て排出できたか否かを判定し、万一、現在の過量ホッパから被計量物を全て排出できなかった場合には、ゲート全開時間が長くなるようにゲート全開時間算出式を補正することにより、その後に過量ホッパが発生した場合には同過量ホッパから被計量物を全て排出できることがより確実になり、誤計量を防止できる。

また、前記包装機は、前記袋の上端を封止する際に、この封止した部分に被計量物の噛み込みが発生した場合に、噛み込み検出信号を前記制御手段へ出力するように構成されており、前記制御手段は、前記過量ホッパを含む排出組合せに選択されている前記ホッパから被計量物を排出させた場合に前記包装機から噛み込み検出信号を入力したときには、任意の前記重量比率に対して算出される前記排出通知時間が長くなるように前記排出通知時間算出式を補正するように構成されていてもよい。

この構成によれば、例えば周囲温度の変化等による被計量物の状態の変化等により、万一、過量ホッパを含む排出組合せに選択されているホッパから被計量物を排出したときに包装機で袋の上端の封止部分に被計量物が噛み込んだ場合には、排出通知時間が長くなるように排出通知時間算出式を補正することにより、その後の包装機での噛み込みを防止して製袋不良の発生を低減することができる。

また、本発明の計量包装システムは、組合せ秤と、この組合せ秤の後段に配置され、前記組合せ秤から排出される被計量物が袋の中に供給され、排出完了信号に応答して前記袋の上端を封止する包装機とを備え、前記組合せ秤は、供給される被計量物を保持し、保持している被計量物を排出するための排出ゲートを有する複数のホッパと、保持している被計量物の重量の合計が目標重量に対する許容範囲内となる前記ホッパの組合せからなる排出組合せを１つ求める組合せ処理と、所定の第１のタイミングで前記排出組合せに選択されている前記ホッパの排出ゲートを開き、全開となった状態であるゲート全開状態を所定時間維持した後、前記排出ゲートを閉じることにより前記ホッパから被計量物を排出させる排出処理と、前記排出処理を行うたびに所定の第２のタイミングで前記包装機へ前記排出完了信号を出力する排出通知処理とを繰り返し行う制御手段と、前記複数のホッパの下方に配設され、前記ホッパから排出される被計量物を集合させて下部に設けられた排出口から前記包装機へ排出するための集合シュートとを備え、前記制御手段は、前記組合せ処理を行うたびに保持している被計量物の重量の前記目標重量に対する比率である重量比率が所定比率を超えるホッパ(以下、「過量ホッパ」と記載)が前記排出組合せに含まれるか否かを判定し、前記過量ホッパが含まれるときには、前記排出処理を行うときに前記過量ホッパが前記ゲート全開状態を維持する時間を前記所定時間より長い時間にするとともに、前記排出通知処理における前記排出完了信号を出力するタイミングを前記第２のタイミングより遅くするように構成されている。

この構成によれば、排出組合せに過量ホッパが含まれるときには、その過量ホッパのゲート全開状態を維持する時間（ゲート全開時間）を、過量ホッパではないホッパのゲート全開時間である所定時間より長い時間とすることにより、突発的に大量の被計量物がホッパに供給された場合でも、同ホッパの被計量物の全ての排出を確実に行ない誤計量となるのを防止することができる。また、排出組合せに過量ホッパが含まれるときにのみ、その過量ホッパのゲート全開時間を長くするので、生産能力の大幅な低下を招くこともない。また、排出組合せに過量ホッパが含まれないときは排出完了信号を所定の第２のタイミングで包装機へ出力し、排出組合せに過量ホッパが含まれるときには、排出完了信号を出力するタイミングを第２のタイミングより遅くすることにより、包装機が被計量物の供給された袋の上端を封止するタイミングを遅らせることができるため、突発的に大量の被計量物が供給されている過量ホッパを含む排出組合せに選択されたホッパから排出される被計量物が包装機の袋に完全に収納されるのに要する時間が長くなっても、袋の上端の封止部分に被計量物が噛み込むのを防止して、包装機での製袋不良の発生を低減することができる。

本発明は、以上に説明した構成を有し、生産能力の大幅な低下を招くことなく、突発的に大量の被計量物がホッパに供給された場合でも、同ホッパの被計量物の全ての排出を確実に行ない誤計量となるのを防止できる、またさらにはそのような場合に包装機での製袋不良の発生を低減することができる組合せ秤及びそれを用いた計量包装システムを提供することができるという効果を奏する。

本発明の実施形態における組合せ秤と包装機とで構成される計量包装システムの概略構成を示す模式図である。 本発明の実施形態における組合せ秤の制御系統の概略を示すブロック図である。 本発明の実施形態における組合せ秤の排出組合せに選択されているホッパのゲートの開閉動作と包装機の横シール機の動作の一例を示すタイミングチャートである。 （ａ）は、ゲート全開時間算出式をグラフ化した図であり、（ｂ）は、排出通知時間算出式をグラフ化した図である。 本発明の実施形態における組合せ秤の動作の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施形態における組合せ秤の動作の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図面を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。また、本発明は、以下の実施形態に限定されない。

（実施形態）
図１は、本発明の実施形態における組合せ秤と包装機とで構成される計量包装システムの概略構成を示す模式図である。

この計量包装システムは、組合せ秤１と、組合せ秤１の後段に配置され、組合せ秤１から排出される被計量物が製袋する袋の中に落下される包装機２とを備えている。

本実施形態の組合せ秤１は、装置上部の中央に、外部の供給装置（図示せず）から供給される被計量物を振動によって放射状に分散させる円錐形の分散フィーダ１１が設けられている。分散フィーダ１１には、ロードセル等の重量レベルセンサ１８が取り付けられ、重量レベルセンサ１８の計測値は組合せ秤制御部３１へ出力され、組合せ秤制御部３１は重量レベルセンサ１８の計測値に基づいて分散フィーダ１１上の被計量物を一定量に保つように、図示されない供給装置を制御する。分散フィーダ１１の周囲には、分散フィーダ１１から送られてきた被計量物を振動によって各供給ホッパ１３に送りこむためのリニアフィーダ１２が設けられている。リニアフィーダ１２の下方には、複数の供給ホッパ１３、計量ホッパ１４及びメモリホッパ１５がそれぞれ対応して設けられ、円状に配置されている。供給ホッパ１３はリニアフィーダ１２から送りこまれた被計量物を一時保持し、その下方に配置された計量ホッパ１４へ被計量物を排出するための排出ゲート１３ｇを有している。

計量ホッパ１４は、その上方の供給ホッパ１３から供給される被計量物を一時保持し、その被計量物を上部集合シュート１６へ排出するための排出ゲート１５ａと、斜め下方に配置されたメモリホッパ１５へ排出するための排出ゲート１５ｂとを有し、被計量物を上部集合シュート１６とメモリホッパ１５とへ選択的に排出可能な構成になっている。また、計量ホッパ１４にはロードセル等の重量センサ１９が取り付けられており、この重量センサ１９によって計量ホッパ１４内の被計量物の重量が計測される。各重量センサ１９の計測値は組合せ秤制御部３１へ出力される。

メモリホッパ１５は、その斜め上方の計量ホッパ１４から供給される被計量物を一時保持し、その被計量物を上部集合シュート１６へ排出するための排出ゲート１５ｇを有している。

上部集合シュート１６は、計量ホッパ１４およびメモリホッパ１５の下方に設けられ、また、上部集合シュート１６の下方にはファネル状の下部集合シュート１７が配設されている。計量ホッパ１４およびメモリホッパ１５から排出された被計量物は上部集合シュート１６上を滑り落ち下部集合シュート１７で集められてその排出口１７ａから包装機２へ排出される。下部集合シュート１７は上部集合シュート１６とともに集合シュートを構成している。

図２は、本実施形態における組合せ秤１の制御系統の概略を示すブロック図である。

組合せ秤制御部（制御手段）３１は、ＣＰＵと、このＣＰＵの動作プログラム及び動作パラメータ等が記憶されているＲＯＭ及びＲＡＭのメモリと、Ｉ/Ｏ部と、タイマ等を備えたマイクロコンピュータ等によって構成され、上記ＣＰＵ、Ｉ/Ｏ部及びタイマ等からなる演算制御部３１１と、上記メモリからなる記憶部３１２とを有している。そして、演算制御部３１１のＣＰＵが記憶部３１２のＲＯＭに記憶されている動作プログラムを実行することにより、組合せ秤１の全体の動作の制御を行うとともに組合せ処理を行う。また、組合せ秤制御部３１は、組合せ秤１から包装機２へ被計量物を排出する場合に排出完了信号ｘ（図１）を包装機制御部２１へ出力する。

図１には図示していない操作設定表示器３は、例えばタッチスクリーン式のディスプレイ画面を備え、組合せ秤１の操作およびその動作設定等を行うための入力手段と、運転速度、計量値等を画面に表示する表示手段とを備えている。

組合せ秤制御部３１は、包装機制御部２１と信号の授受を行うとともに、操作設定表示器３と信号の授受を行う。また、組合せ秤制御部３１は、Ａ/Ｄ変換回路３３を介して入力される重量レベルセンサ１８の計測値を基に、図示されない供給装置を制御する。また、振動制御回路３２を介して分散フィーダ１１の振動振幅およびその動作時間を制御する。また、振動制御回路３４を介してリニアフィーダ１２の振動振幅およびその動作時間を制御する。また、ゲート駆動回路３５を介して供給ホッパ１３の排出ゲート１３ｇおよび計量ホッパ１４の排出ゲート１４ａ、１４ｂの開閉を行うためのアクチュエータを制御する。また、計量ホッパ１４に取り付けられた重量センサ１９の計測値をＡ/Ｄ変換回路３６を介して受け取る。また、ゲート駆動回路３７を介してメモリホッパ１５の排出ゲート１５ｇの開閉を行うためのアクチュエータを制御する。

なお、リニアフィーダ１２及びその振動制御回路３４と、供給ホッパ１３，計量ホッパ１４及びそれらのゲート駆動回路３５と、重量センサ１９及びＡ／Ｄ変換回路３６と、メモリホッパ１５及びそのゲート駆動回路３７とからなる計量ユニット４１は、複数備えられている。

組合せ秤制御部３１による組合せ処理では、複数の計量ホッパ１４およびメモリホッパ１５の中から、被計量物の重量値の合計が目標重量に対して許容範囲となるホッパの組合せを１つ求め、その組合せを排出組合せとする。上記の許容範囲となるホッパの組合せが複数存在する場合には、被計量物の重量値の合計と目標重量との差の絶対値が最も小さいホッパの組合せを１つ求めて排出組合せに決める。ここで、計量ホッパ１４内の被計量物の重量値には重量センサ１９による計測値が用いられ、メモリホッパ１５内の被計量物の重量値には、その上方の計量ホッパ１４において重量センサ１９により計測されたときの値が記憶部３１２に記憶されており、その値が用いられる。

上記の組合せ処理により求められた排出組合せに選択されているホッパ（以下、「排出ホッパ」ともいう）の被計量物が上部集合シュート１６上へ排出される。

なお、組合せ秤制御部３１は、必ずしも単独の制御装置で構成される必要はなく、複数の制御装置が分散配置されていて、それらが協働して組合せ秤１の動作を制御するよう構成されていてもよい。

また、包装機２は、縦ピロー包装機であり、図１に示すように、組合せ秤１から排出される被計量物の受入れ口となるチューブ５１と、包材のロール（図示せず）から引き出されたシート状の包材５０をチューブ５１に巻きつけて筒状に成形するためのフォーマ５２と、包材５０を吸着して下方へ送るプルダウンベルト機５３と、筒状にされた包材５０の重ねられた縦の縁をシール（溶着による封止）する縦シール機５４と、チューブ５１の下方に配置され先行する袋の上端と後続の袋の下端とにまたがって横方向のシール（溶着による封止）を行う横シール機（一対のシールジョー）５５とを備えている。また、横シール機５５には先行する袋と後続の袋とを分離するためのカッターが内蔵されている。

また、包装機２には、噛み込み検出手段（図示せず）が備えられている。この噛み込み検出手段は、例えば近接センサ等を用いて構成され、横シール機５５によりシールを行う時に、横シール機５５が袋を両側から挟むがこのときに挟んだ間隔が所定値より大きい場合に噛み込みを検出する。なお、噛み込み検出手段としては公知のものを用いればよい。

また、包装機２は、その全体の動作を制御する包装機制御部２１を備えている。この包装機制御部２１は、ＣＰＵと、このＣＰＵの動作プログラム及び動作パラメータ等が記憶されているＲＯＭ及びＲＡＭのメモリと、Ｉ/Ｏ部と、タイマ等を備えたマイクロコンピュータ等によって構成され、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されている動作プログラムを実行することにより、包装機の全体の動作の制御を行う。また、包装機制御部２１は、組合せ秤１に対し被計量物の排出を要求する排出要求信号ｙを組合せ秤制御部３１へ出力するとともに、上記噛み込み検出手段によって噛み込みを検出したときに、噛み込み検出信号ｚを組合せ秤制御部３１へ出力する。組合せ秤制御部３１では、包装機２からの噛み込み検出信号ｚを受けて包装機２での噛み込みの発生を認識することができる。

以上のように構成される本実施形態における組合せ秤１および包装機２からなる計量包装システムの動作について、まずその概略を説明する。組合せ秤１の動作は組合せ秤制御部３１（以下、単に「制御部３１」ともいう）によって制御され、包装機２の動作は包装機制御部２１によって制御される。

まず、被計量物は、図示されない供給装置によって組合せ秤１の上方に搬送されてきて、分散フィーダ１１上に載せられる。そして、分散フィーダ１１の振動によって放射状に分散されて、分散フィーダ１１に続く各リニアフィーダ１２を介して供給ホッパ１３に被計量物が供給される。各供給ホッパ１３の下方に位置する計量ホッパ１４が空の場合に、各供給ホッパ１３の被計量物が計量ホッパ１４に供給される。また、各計量ホッパ１４の下方に位置するメモリホッパ１５が空の場合に、各計量ホッパ１４の被計量物がメモリホッパ１５に供給される。

そして、制御部３１は、前述の組合せ処理により計量ホッパ１４およびメモリホッパ１５の中から排出組合せを求め、包装機２からの排出要求信号ｙを入力すると、排出組合せに選択されている排出ホッパから被計量物を上部集合シュート１６上へ排出させ、包装機２へ排出完了信号ｘを出力する。排出ホッパから排出された被計量物は上部集合シュート１６上を滑落して下部集合シュート１７の排出口１７ａから包装機２へ排出される。

包装機２では、袋を製造しながら、この袋に組合せ秤１から排出されてきた被計量物を充填して包装する。この包装機２は、包材のロールから引き出されたシート状の包材５０が、フォーマ５２によってチューブ５１に巻かれて筒状に成形され、プルダウンベルト機５３により吸着されて下方に送られ、筒状にされた包材５０の重ねられた縦の縁が縦シール機５４によりシールされる。そして、組合せ秤１から排出された被計量物がチューブ５１を通って筒状の包材５０内に充填され、横シール機５５により先行する袋の上端と後続の袋の下端とにまたがって横方向のシールが行われる。この横方向のシールは、組合せ秤１からの排出完了信号ｘに応答して開始される。この横方向のシールが行われることにより、先行する袋は、前回での横方向のシールにより下端は封止されているので上下がシールされた完全な袋となる。そして、横シール機５５に内蔵されているカッターにより横方向のシール部分の中央が切断されて、先行する袋と後続の袋とが分離される。以降、上記の動作が繰り返される。

以下、本実施形態の計量包装システムの動作についてより詳細に説明する。図３は、本実施形態の計量包装システムにおける組合せ秤の排出ホッパのゲートの開閉動作と包装機の横シール機の動作の一例を示すタイミングチャートである。

この図３において、制御部３１は、包装機制御部２１から排出要求信号ｙが入力されると、その排出要求信号ｙに応答して排出組合せに選択されている排出ホッパのゲートを同時に開いて被計量物を排出させる（時刻ｔ１）。

そして、排出ホッパのゲートを開き始めてから時間Ｔ２経過後に、排出完了信号ｘを包装機制御部２１へ出力する。

包装機制御部２１は、組合せ秤制御部３１から排出完了信号ｘを入力すると、横シール機５５の作動を開始して横シールを行う。すなわち、時刻ｔ１で、ゲートを開き始めた排出ホッパから排出される被計量物は、時刻ｔ２までに包装袋へ投入され、時刻ｔ２でその包装袋の上端となる部分をシールする横シールが横シール機５５により開始される。

そして、以上の動作が繰り返し行われる。なお、ここでは、包装機制御部２１は、排出完了信号ｘを入力すると直ちに横シール機５５の作動を開始させるようにしているが、排出完了信号ｘを入力してから所定時間経過後に横シール機５５の作動を開始させるように構成されていてもよい。また、組合せ秤制御部３１は、排出要求信号ｙを入力すると直ちに排出ホッパのゲートを開き始めるようにしているが、排出要求信号ｙを入力してから所定時間経過後にゲートを開き始めるように構成されていてもよい。

本実施形態では、排出組合せに選択される計量ホッパ１４及びメモリホッパ１５に対して、そのゲートを開き始めてから完全に開いた全開状態となるまでの開動作時間Ｔｏと、全開状態を維持する時間（ゲート全開時間）Ｔ１の初期設定値Ｔ１ｓと、全開状態から閉じ始めて完全に閉じた全閉状態となるまでの閉動作時間Ｔｃとは、予め設定されている。また、排出ホッパがそのゲートを開き始めてから排出完了信号ｘを出力開始するまでの時間（排出通知時間）Ｔ２の初期設定値Ｔ２ｓも予め設定されている。なお、本実施形態では、ゲート開閉動作における各時間Ｔｏ、Ｔ１ｓ、Ｔｃは計量ホッパ１４とメモリホッパ１５とで同一に設定されている。また、計量ホッパ１４とメモリホッパ１５とのゲート全開時間Ｔ１が同一に設定された状態において、そのゲート開閉動作における被計量物の排出可能な量は、計量ホッパ１４とメモリホッパ１５とでは同様であるものとする。

そして、制御部３１は、各々の排出ホッパに保持されている被計量物の重量値Ｗｘの目標重量値Ｗｔに対する割合である重量比率ｒ（＝Ｗｘ／Ｗｔ）を算出し、その重量比率ｒに応じて、ゲート全開時間Ｔ１及び排出通知時間Ｔ２を次のようにして求める。

排出組合せに選択されている全ての排出ホッパについて、
ｒ≦ｒ_ｔ
であれば、ゲート全開時間Ｔ１及び排出通知時間Ｔ２はそれぞれ初期設定値Ｔ１ｓ、Ｔ２ｓである。なお、ｒ_ｔは、所定の値（例えば０．５）である。ｒ_ｔが０．５である場合、全ての排出ホッパの各々に保持されている被計量物の重量値Ｗｘが目標重量値Ｗｔの５０％以下であれば、ゲート全開時間Ｔ１及び排出通知時間Ｔ２はそれぞれ初期設定値Ｔ１ｓ、Ｔ２ｓである。

また、排出組合せに選択されているホッパのうち、重量比率ｒが
ｒ＞ｒ_ｔ
となるホッパ（以下、「過量ホッパ」という）があれば、その過量ホッパのゲート全開時間Ｔ１を初期設定値Ｔ１ｓより大きな値にするとともに、排出通知時間Ｔ２を初期設定値Ｔ２ｓより大きな値にする。

この過量ホッパのゲート全開時間Ｔ１は、例えば、次の（１）式で示されるゲート全開時間算出式に基づいて算出する。
Ｔ１＝Ｔ１ｓ＋ｆ（ｒ）・・・（１）
この（１）式において、ｆ（ｒ）＝ａ（ｒ−ｒ_ｔ）とした場合のゲート全開時間算出式は次の（２）式になる。なお、ａは所定値である。
Ｔ１＝Ｔ１ｓ＋ａ（ｒ−ｒ_ｔ）・・・（２）
ここで、例えば、計量サイクルが１秒で、Ｔｏ＝Ｔｃ＝２００（ｍｓ）の場合に、Ｔ１ｓ＝１０（ｍｓ）、ｒ_ｔ＝０．５、ａ＝８０とすれば、過量ホッパの重量比率ｒが０．８の場合、過量ホッパのゲート全開時間Ｔ１＝３４（ｍｓ）となる。

また、（１）式において、ｆ（ｒ）＝ｂ√（ｒ−ｒ_ｔ）とした場合のゲート全開時間算出式は次の（３）式になる。なお、ｂは所定値である。
Ｔ１＝Ｔ１ｓ＋ｂ√（ｒ−ｒ_ｔ）・・・（３）
ここで、例えば、計量サイクルが１秒で、Ｔｏ＝Ｔｃ＝２００（ｍｓ）の場合に、Ｔ１ｓ＝１０（ｍｓ）、ｒ_ｔ＝０．５、ｂ＝５０とすれば、過量ホッパの重量比率ｒが０．８の場合、過量ホッパのゲート全開時間Ｔ１は約３７（ｍｓ）となる。

図４（ａ）は、ゲート全開時間算出式をグラフ化した図であり、直線Ｌ１が（２）式で示されるゲート全開時間算出式を表し、曲線Ｌ２が（３）式で示されるゲート全開時間算出式を表す。

なお、ゲート全開時間の初期設定値Ｔ１ｓは、目標重量値Ｗｔに応じて設定される値である。各々の計量ホッパ１４に供給される被計量物の目標供給量（ホッパ目標供給量）は、目標重量値Ｗｔを組合せ選択予定個数（１つの排出組合せに選択されるホッパの予定個数）で割った値であり、このホッパ目標供給量に応じて、リニアフィーダ１２の振動振幅及び動作時間等が設定されている。また、供給ホッパ１３、計量ホッパ１４及びメモリホッパ１５の各ホッパ内の被計量物を排出させるために開閉するゲートのゲート全開時間（初期設定値Ｔ１ｓ）を含む開閉動作パターンもホッパ目標供給量（目標重量値Ｗｔを組合せ選択予定個数で割った値）に応じて設定される。したがって、ゲート全開時間の初期設定値Ｔ１ｓは、目標重量値Ｗｔに応じて設定される値である。

そこで、本実施形態では、目標重量値Ｗｔに対する排出ホッパの被計量物の重量値Ｗｘの重量比率ｒに基づいて、過量ホッパの有無を判定し、過量ホッパがある時にその過量ホッパのゲート全開時間Ｔ１を過量ホッパの重量比率ｒに応じて長くするようにしている。

例えば、開動作時間Ｔｏ及び閉動作時間Ｔｃを一定とした場合に、計量ホッパ内の被計量物の重量値を数回変化させ、各回において、計量ホッパ内の被計量物の重量値と同計量ホッパ内の被計量物を全て排出可能な最小のゲート全開時間とを、予め実験あるいはシミュレーションを行って求める。そしてその結果から、各回における重量比率（計量ホッパ内の被計量物の重量値÷目標重量値Ｗｔ）と最小のゲート全開時間とを求める。これに基づいて、（２）式あるいは（３）式のようなゲート全開時間算出式を導き出して、それを記憶部３１２に予め記憶しておく。なお、各回における重量比率と最小のゲート全開時間とを求めたときには、目標重量値Ｗｔとゲート全開時間の初期設定値Ｔ１ｓは既知の値であり、（２）式を導き出す場合には、所定値ａ、ｒ_ｔを求めればよく、（３）式を導き出す場合には、所定値ｂ、ｒ_ｔを求めればよい。いずれの場合も近似的に導き出すことになる。なお、上記で求めた各回における重量比率と最小のゲート全開時間とを用いて、最小二乗法等の周知の方法により重量比率と最小のゲート全開時間との関係を示す近似式を求め、その近似式をゲート全開時間算出式としてもよい。

また、ゲート全開時間算出式を用いる代わりに、例えば上記実験あるいはシミュレーションの結果に基づいて鎖線Ｌ３で示す関係を作成し、その関係を例えばテーブルとして記憶部３１２に記憶しておいて、過量ホッパがあるときには、同テーブルを参照してゲート全開時間Ｔ１を求めるようにしてもよい。

また、過量ホッパがある場合の排出通知時間Ｔ２は、例えば、次の（４）式で示される排出通知時間算出式に基づいて算出する。
Ｔ２＝Ｔ２ｓ＋ｇ（ｒ）・・・（４）
この（４）式において、ｇ（ｒ）＝ｃ（ｒ−ｒ_ｔ）とした場合の排出通知時間算出式は次の（５）式になる。なお、ｃは所定値である。
Ｔ２＝Ｔ２ｓ＋ｃ（ｒ−ｒ_ｔ）・・・（５）
この場合、例えば、Ｔ２ｓ＝５００（ｍｓ）、ｒ_ｔ＝０．５、ｃ＝２００とすれば、過量ホッパの重量比率ｒが０．８の場合、排出通知時間Ｔ２＝５６０（ｍｓ）となる。

また、（４）式において、ｇ（ｒ）＝ｄ√（ｒ−ｒ_ｔ）とした場合の排出通知時間算出式は次の（６）式になる。なお、ｄは所定値である。
Ｔ２＝Ｔ２ｓ＋ｄ√（ｒ−ｒ_ｔ）・・・（６）
この場合、例えば、Ｔ２ｓ＝５００（ｍｓ）、ｒ_ｔ＝０．５、ｄ＝１４０とすれば、過量ホッパの重量比率ｒが０．８の場合、排出通知時間Ｔ２は約５７７（ｍｓ）となる。

図４（ｂ）は、排出通知時間算出式をグラフ化した図であり、直線Ｌ４が（５）式で示される排出通知時間算出式を表し、曲線Ｌ５が（６）式で示される排出通知時間算出式を表す。

なお、排出組合せに選択されている全てのホッパから排出される被計量物は、その量が多い（重量値が大きい）ほど、集合シュート１６，１７を滑り落ちて包装機２の袋に完全に収納されるまでの時間は長くなるので、排出通知時間の初期設定値Ｔ２ｓは、目標重量値Ｗｔに応じて設定される値である。一方、１つのホッパから排出される被計量物は、その量が多い（重量値が大きい）ほど、同ホッパから全ての被計量物を排出するための時間が長くなり、集合シュート１６，１７を滑り落ちて包装機２の袋に完全に収納されるまでの時間は長くなる。

そこで、本実施形態では、目標重量値Ｗｔに対するホッパの被計量物の重量値Ｗｘの重量比率ｒに基づいて、過量ホッパの有無を判定し、排出組合せに過量ホッパが含まれる時に排出通知時間Ｔ２を過量ホッパの重量比率ｒに応じて長くするようにしている。

例えば、複数の計量ホッパの被計量物の合計重量を排出組合せに選択可能な目標重量値Ｗｔに対する許容範囲内の重量とし、かつ、そのうちのある計量ホッパ内の被計量物の重量値（過大重量値）を大きくし、同複数の計量ホッパの排出ゲートを開いて被計量物を排出させる（ここでは排出ゲートを閉じなくてもよい）。このときの排出ゲートを開き始めてから被計量物の全てが包装機２の袋に収納されるまでに要する時間（排出通知時間）を、予め実験あるいはシミュレーションを行って求める。そして、過大重量値を数回変更して、各回における排出通知時間を同様に実験あるいはシミュレーションを行って求める。これらの結果から各回における重量比率（過大重量値÷目標重量値Ｗｔ）と排出通知時間を求める。これに基づいて、（５）式あるいは（６）式のような排出通知時間算出式を導き出して、それを記憶部３１２に予め記憶しておく。なお、目標重量値Ｗｔと排出通知時間の初期設定値Ｔ２ｓは既知の値であり、所定比率ｒ_ｔは先にゲート全開時間算出式を求めるときに求めている。（５）式を導き出す場合には、所定値ｃを求めればよく、（６）式を導き出す場合には、所定値ｄを求めればよい。いずれの場合も近似的に導き出すことになる。なお、上記で求めた各回における重量比率と排出通知時間とを用いて、最小二乗法等の周知の方法により重量比率と排出通知時間との関係を示す近似式を求め、その近似式を排出通知時間算出式としてもよい。また、いずれの方法で排出通知時間算出式を求める場合においても、所定比率ｒ_ｔを未知の値として算出し、その算出値を排出通知時間算出式の所定比率ｒ_ｔとして用いるように構成することもできる。この場合、ゲート全開時間算出式と排出通知時間算出式とにおける所定比率ｒ_ｔが異なることがある。なお、以下では、ゲート全開時間算出式と排出通知時間算出式とにおける所定比率ｒ_ｔが同一の場合について説明する。

また、排出通知時間算出式を用いる代わりに、例えば上記実験あるいはシミュレーションの結果に基づいて鎖線Ｌ６で示す関係を作成し、その関係を例えばテーブルとして記憶部３１２に記憶しておいて、排出組合せに過量ホッパが含まれるときには、同テーブルを参照して排出通知時間Ｔ２を求めるようにしてもよい。

図５及び図６は、本発明の実施形態における組合せ秤の動作の一例を示すフローチャートである。この動作は制御部３１によって遂行される。なお、以下の動作を行うために必要な情報（例えば、目標重量Ｗｔ、重量比率ｒ、ゲート全開時間の初期設定値Ｔ１ｓ、排出通知時間の初期設定値Ｔ２ｓ、ゲート全開時間算出式及び排出通知時間算出式など）は全て記憶部３１２に記憶されており、動作中に記憶すべき計量値等の情報も全て記憶部３１２に記憶される。

また、本動作例では、各々の計量ホッパ１４に対応して供給停止フラグ及び過量フラグが設けられ、組合せ秤全体に対して過量ホッパ排出フラグが設けられ、それぞれのフラグ領域は記憶部３１２内に設けられている。以下では、フラグをたてる（値を１にセットする）ことをフラグをＯＮにすると言い、フラグを降ろす（値を０にセットする）ことをフラグをＯＦＦにすると言う。これらのフラグは、組合せ秤の電源を投入した後の最初の運転開始時には、全てＯＦＦにされている。また、ここでは、計量ホッパ１４が過量ホッパであるときには、同計量ホッパ１４からメモリホッパ１５へ被計量物を供給しないようにしているが、この限りではない。また、ここでは、包装機２の後段に重量選別機（図示せず）が設置され、この重量選別機において、包装機２で袋詰めされた被計量物の重量が所定重量範囲内であるか否かが検査され、所定重量範囲内でないものは不良品として排除される。

まず、図５のステップＳ１では、供給停止フラグがＯＮになっている計量ホッパが有るか否かを判定し、有ればステップＳ１１へ進み、無ければステップＳ２へ進む。

ステップＳ２では、供給処理をおこなう。この供給処理では、空のメモリホッパ１５に対してその上方の計量ホッパ１４の排出ゲート１４ｂを開閉させて同計量ホッパ１４から被計量物を供給させるとともに、空になった計量ホッパ１４に対してその上方の供給ホッパ１３の排出ゲート１３ｇを開閉させて同供給ホッパ１３から被計量物を供給させる。但し、過量フラグがＯＮしている計量ホッパ１４からメモリホッパ１５への被計量物の供給は行われない。

次にステップＳ３では、各計量ホッパ１４の計量値（各重量センサ１９によって計測される各計量ホッパ１４に保持されている被計量物の重量値）を取得し、過量ホッパであるか否かを判定し、過量ホッパであると判定した計量ホッパ１４に対応する過量フラグをＯＮにする（計量処理）。過量ホッパであるか否かの判定は、各計量ホッパ１４について前述の重量比率ｒを算出し、その重量比率ｒを所定比率ｒ_ｔと比較し、所定比率ｒ_ｔを超える場合にその計量ホッパ１４を過量ホッパと判定する。

そして次のステップＳ４では、前述の組合せ処理を行い、排出組合せを求める。

次のステップＳ５では、ステップＳ４で求めた排出組合せに選択されているホッパに対応する過量フラグがＯＮしているものがあるか否かを判定することにより、排出組合せに過量ホッパが含まれるか否かを判定し、含まれていればステップＳ２１へ進み、含まれていなければステップＳ６へ進む。

そして、ステップＳ６で包装機から排出要求信号ｙを入力すれば、ステップＳ７へ進み、排出処理を行う。この排出処理では、排出組合せに選択されているホッパから上部集合シュート１６上へ被計量物を排出させる。このステップＳ７で、被計量物を排出するホッパのゲート全開時間は初期設定値（Ｔ１ｓ）である。

次のステップＳ８では、過量ホッパ排出フラグがＯＮしているか否かを判定し、ＯＮしていなければステップＳ１０へ進み、ＯＮしていればステップＳ９で過量ホッパ排出フラグをＯＦＦにしてステップＳ１０へ進む。ステップＳ１０では、排出通知時間の初期設定値Ｔ２ｓに基づくタイミングで排出完了信号ｘを包装機制御部２１へ出力し、ステップＳ１へ戻る。

また、ステップＳ５で、過量ホッパが排出組合せに含まれていた場合、ステップＳ２１へ進み、ステップＳ２１では、排出組合せに含まれている過量ホッパ（計量ホッパ１４）の計量値を、記憶部３１２内に設けられた過量ホッパ計量値記憶領域に記憶する。次に、ステップＳ２２では、ステップＳ２１で今回記憶した計量値がそれまでに過量ホッパ計量値記憶領域に記憶されている中で最大の計量値（過去の最大の計量値）を超えたか否かを判定し、超えていなければステップＳ２４へ進み、超えていれば今回の過量ホッパである計量ホッパ１４に対応する供給停止フラグをＯＮにし（ステップＳ２３）、ステップＳ２４へ進む。

次に、ステップＳ２４では、前述のゲート全開時間算出式に基づいて同過量ホッパのゲート全開時間を算出し、ステップＳ２５では、前述の排出通知時間算出式に基づいて排出通知時間を算出する。

そして、ステップＳ２６で包装機から排出要求信号ｙを入力すれば、ステップＳ２７へ進み、排出処理を行う。この排出処理では、ステップＳ７と同様、排出組合せに選択されているホッパから上部集合シュート１６上へ被計量物を排出させるが、過量ホッパのゲート全開時間をステップＳ２４で算出した時間にする。過量ホッパ以外のホッパのゲート全開時間は、ステップＳ７の場合と同様、初期設定値（Ｔ１ｓ）である。そして、被計量物を排出した過量ホッパに対応する過量フラグをＯＦＦにする。

次にステップＳ２８で過量ホッパ排出フラグをＯＮにし、ステップＳ２９では、ステップＳ２５で算出した排出通知時間Ｔ２に基づくタイミングで排出完了信号ｘを包装機制御部２１へ出力し、ステップＳ１へ戻る。

また、ステップＳ１で、供給停止フラグがＯＮしている計量ホッパ１４が有る場合には、ステップＳ１１へ進み、供給停止フラグがＯＮしている計量ホッパ１４を除くホッパに対して、ステップＳ２と同様の供給処理を行う。すなわち、ステップＳ１１では、空のメモリホッパ１５の上方の計量ホッパ１４に計量済みの被計量物が保持されており、同計量ホッパ１４の過量フラグがＯＦＦである場合に、同計量ホッパ１４からメモリホッパ１５へ被計量物を供給させるとともに、供給停止フラグがＯＦＦであって空になった計量ホッパ１４に対してその上方の供給ホッパ１３から被計量物を供給させる。

次にステップＳ１２では、ステップＳ３と同様、各計量ホッパ１４の計量値を取得し、過量ホッパであるか否かを判定し、過量ホッパに対応する過量フラグをＯＮにする（計量処理）。そして、ステップＳ１３では、供給停止フラグがＯＮしている計量ホッパ１４に被計量物が残っていないか否か（すなわち同計量ホッパ１４の計量値が零であるか否か）を判定し、残っていない場合には、ステップＳ１４で同計量ホッパ１４の供給停止フラグをＯＦＦにしてステップＳ４へ進む。また、被計量物が残っていると判定した場合には、ステップＳ１５でゲート全開時間算出式を補正してステップＳ４へ進む。

ステップＳ１５では、ゲート全開時間算出式によって求められる任意の重量比率ｒにおけるゲート全開時間が長くなるように同算出式を補正する。具体的には、例えば、ゲート全開時間算出式が（２）式である場合には、所定値ａの値を増加させる。例えば、所定値ａの値を１．２倍にする。また、ゲート全開時間算出式が（３）式である場合には、所定値ｂの値を増加させる。例えば、所定値ｂの値を１．２倍にする。

また、制御部３１は、包装機制御部２１から噛み込み検出信号ｚを入力すると、以下の処理を行う。すなわち、図６のステップＳ４１で噛み込み検出信号ｚを入力すると、過量ホッパ排出フラグがＯＮしているか否かを判定し、ＯＮしていなければステップＳ４５へ進み、ＯＮしていれば、ステップＳ４３へ進み、排出通知時間算出式を補正し、過量ホッパ排出フラグをＯＦＦにしてステップＳ４５へ進む。

ステップＳ４３では、排出通知時間算出式によって求められる任意の重量比率ｒにおける排出通知時間が長くなるように同算出式を補正する。具体的には、例えば、排出通知時間算出式が（５）式である場合には、所定値ｃの値を増加させる。例えば、所定値ｃの値を１．２倍にする。また、排出通知時間算出式が（６）式である場合には、所定値ｄの値を増加させる。例えば、所定値ｄの値を１．２倍にする。

次にステップＳ４５では、例えば操作設定表示器３から包装機で噛み込みが検出された旨を知らせる警報を出力し、組合せ秤の運転を停止させる（ステップＳ４６）。この場合、包装機では噛み込みが発生し、動作を停止しているので、作業者は所定の復旧処置を行った後、包装機及び組合せ秤の運転を再開させる。

ステップＳ４３、Ｓ４４が行われて運転が停止された場合、運転を再開後に、組合せ秤制御部３１がステップＳ２５を行う場合には、ステップＳ４３で補正された排出通知時間算出式に基づいて排出通知時間を算出する。

本実施形態では、排出組合せに過量ホッパが含まれるときには、その過量ホッパのゲート全開時間Ｔ１を、過量ホッパではないホッパのゲート全開時間Ｔ１ｓより長い時間とすることにより、突発的に大量の被計量物がホッパに供給された場合でも、同ホッパの被計量物の全ての排出を確実に行ない誤計量となるのを防止することができる。また、排出組合せに過量ホッパが含まれるときにのみ、その過量ホッパのゲート全開時間Ｔ１を長くするので、生産能力の大幅な低下を招くこともない。ここで、過量ホッパのゲート全開時間Ｔ１を算出するためのゲート全開時間算出式を実験あるいはシミュレーション等の結果に基づいて作成しておくことにより、過量ホッパの被計量物の全ての排出をより確実に行ない誤計量となるのをより防止することができる。

また、排出組合せに過量ホッパが含まれるときには、包装機２へ排出完了信号ｘを出力するタイミングを遅らせることにより、包装機２の横シール機５５がシールするタイミングを遅らせることができるため、突発的に大量の被計量物が供給されている過量ホッパを含む排出組合せに選択されたホッパから排出される被計量物が包装機２の袋に完全に収納されるのに要する時間が長くなっても、袋の横方向のシール部分（封止部分）に被計量物が噛み込むのを防止して、包装機２での製袋不良の発生を低減することができる。ここで、排出組合せに過量ホッパが含まれるときには、包装機２へ排出完了信号ｘを出力するタイミングを決定する排出通知時間Ｔ２を算出するための排出通知時間算出式を実験あるいはシミュレーション等の結果に基づいて作成しておくことにより、包装機２の袋のシール部分での被計量物の噛み込みによる製袋不良の発生をより低減することができる。

なお、本実施形態では、排出組合せに過量ホッパが含まれるときに、過量ホッパのみ、そのゲート全開時間Ｔ１を長くしたが、同排出組合せに含まれる他のホッパのゲート全開時間Ｔ１も同様に長くしてもよい。但し、例えば、組合せ秤１に設定された被計量物の排出速度よりも包装機２に設定された包装速度が速い場合には、過量ホッパのみのゲート全開時間Ｔ１を長くし、組合せ処理を一定周期で行うことにより、組合せ秤１の排出速度を遅らせることなく、一定速度を維持することが可能になる場合がある。

また、本実施形態では、現在求めた排出組合せに含まれる過量ホッパ（以下、「現在の過量ホッパ」という）の被計量物の重量が、過去の排出組合せに含まれた過量ホッパの被計量物の重量の最大値を超える場合に、現在の過量ホッパから被計量物を全て排出できたか否かを判定し、万一、現在の過量ホッパから被計量物を全て排出できなかった場合には、ゲート全開時間が長くなるようにゲート全開時間算出式を補正する（ステップＳ１５）ことにより、その後に過量ホッパが発生した場合には同過量ホッパから被計量物を全て排出できることがより確実になり、誤計量を防止できる。

また、本実施形態では、例えば周囲温度の変化等による被計量物の状態の変化等により、万一、過量ホッパを含む排出組合せに選択されているホッパから被計量物を排出したときに包装機２で袋のシール部分に被計量物が噛み込んだ場合には、排出通知時間Ｔ２が長くなるように排出通知時間算出式を補正する（ステップＳ４３）ことにより、その後の包装機２での噛み込みを防止して製袋不良の発生を低減することができる。

また、本実施形態では、集合シュートの排出口１７ａに被計量物の通過を検出するためのセンサのような特別な機械的部品の追加は不要であり、上記センサの誤検出というような問題もない。

なお、本実施形態における組合せ秤１の構成は一例であり、種々変更が可能である。例えば、メモリホッパ１５を設けていない場合もある。メモリホッパ１５を設けていない場合には、計量ホッパ１４は２方向へ被計量物を排出する必要はなく、集合シュート１６上へのみ被計量物を排出できればよい。この場合、計量ホッパ１４のみの組合せによって排出組合せを求めるように構成される。

本発明は、生産能力の大幅な低下を招くことなく、突発的に大量の被計量物がホッパに供給された場合でも、同ホッパの被計量物の全ての排出を確実に行ない誤計量となるのを防止できる、組合せ秤及びそれを用いた計量包装システム等として有用である。

１ 組合せ秤
２ 包装機
３ 操作設定表示器
１１ 分散フィーダ
１２ リニアフィーダ
１３ 供給ホッパ
１４ 計量ホッパ
１５ メモリホッパ
１６ 上部集合シュート
１７ 下部集合シュート
１７ａ 排出口
１８ 重量レベルセンサ
１９ 重量センサ
２１ 包装機制御部
３１ 組合せ秤制御部
５０ 包材
５１ チューブ
５２ フォーマ
５３ プルダウンベルト機
５４ 縦シール機
５５ 横シール機

Claims (6)

1. 供給される被計量物を保持し、保持している被計量物を排出するための排出ゲートを有する複数のホッパと、
   保持している被計量物の重量の合計が目標重量に対する許容範囲内となる前記ホッパの組合せからなる排出組合せを１つ求める組合せ処理と、所定の第１のタイミングで前記排出組合せに選択されている前記ホッパの排出ゲートを開き、全開となった状態であるゲート全開状態を所定時間維持した後、前記排出ゲートを閉じることにより前記ホッパから被計量物を排出させる排出処理とを繰り返し行う制御手段と、
   前記複数のホッパの下方に配設され、前記ホッパから排出される被計量物を集合させて下部に設けられた排出口から排出するための集合シュートとを備え、
   前記制御手段は、前記組合せ処理を行うたびに保持している被計量物の重量の前記目標重量に対する比率である重量比率が所定比率を超えるホッパ(以下、「過量ホッパ」と記載)が前記排出組合せに含まれるか否かを判定し、前記過量ホッパが含まれるときには、前記排出処理を行うときに前記過量ホッパが前記ゲート全開状態を維持する時間を前記所定時間より長い時間にするように構成された、組合せ秤。
2. 前記集合シュートの排出口から排出される被計量物が袋の中に供給され、排出完了信号に応答して前記袋の上端を封止する包装機が後段に配置され、
   前記制御手段は、
   前記排出処理を行うたびに、所定の第２のタイミングで前記包装機へ前記排出完了信号を出力する排出通知処理を行い、
   前記排出組合せに前記過量ホッパが含まれるときには、前記排出通知処理における前記排出完了信号を出力するタイミングを前記第２のタイミングより遅くするように構成された、請求項１に記載の組合せ秤。
3. 前記制御手段は、前記排出組合せに前記過量ホッパが含まれるときに、
   前記過量ホッパの前記重量比率を用いて前記過量ホッパが前記ゲート全開状態を維持する時間であるゲート全開時間を算出するためのゲート全開時間算出式に基づいて、前記所定時間より長い前記ゲート全開時間を算出し、この算出したゲート全開時間に基づいて前記過量ホッパのゲートの開閉を行うとともに、
   前記過量ホッパの前記重量比率を用いて所定の時点から前記排出完了信号の出力開始時点までの時間である排出通知時間を算出するための排出通知時間算出式に基づいて、前記排出通知時間を算出し、この算出した排出通知時間に基づいて前記排出完了信号を出力するように構成された、請求項２に記載の組合せ秤。
4. 前記制御手段は、
   前記排出組合せに含まれる前記過量ホッパが保持している被計量物の重量を計量するための計量ホッパである場合に前記過量ホッパの被計量物の重量を記憶する記憶手段を有し、
   現在求めた前記排出組合せに前記過量ホッパが含まれ、この過量ホッパが前記計量ホッパであって、前記過量ホッパに保持されている被計量物の重量が前記記憶手段に過去に記憶されていた重量のうちの最大値を超える場合に、前記現在求めた前記排出組合せに選択されている前記ホッパから被計量物を排出させた後、前記過量ホッパに新たな被計量物が供給されない状態での前記過量ホッパの計量値に基づいて前記過量ホッパ内に被計量物が残存しているか否かを判定し、残存していると判定したときには、任意の前記重量比率に対して算出されるゲート全開時間が長くなるように前記ゲート全開時間算出式を補正するように構成された、請求項３に記載の組合せ秤。
5. 前記包装機は、
   前記袋の上端を封止する際に、この封止した部分に被計量物の噛み込みが発生した場合に、噛み込み検出信号を前記制御手段へ出力するように構成されており、
   前記制御手段は、
   前記過量ホッパを含む排出組合せに選択されている前記ホッパから被計量物を排出させた場合に前記包装機から噛み込み検出信号を入力したときには、任意の前記重量比率に対して算出される前記排出通知時間が長くなるように前記排出通知時間算出式を補正するように構成された、請求項３に記載の組合せ秤。
6. 組合せ秤と、この組合せ秤の後段に配置され、前記組合せ秤から排出される被計量物が袋の中に供給され、排出完了信号に応答して前記袋の上端を封止する包装機とを備え、
   前記組合せ秤は、
   供給される被計量物を保持し、保持している被計量物を排出するための排出ゲートを有する複数のホッパと、
   保持している被計量物の重量の合計が目標重量に対する許容範囲内となる前記ホッパの組合せからなる排出組合せを１つ求める組合せ処理と、所定の第１のタイミングで前記排出組合せに選択されている前記ホッパの排出ゲートを開き、全開となった状態であるゲート全開状態を所定時間維持した後、前記排出ゲートを閉じることにより前記ホッパから被計量物を排出させる排出処理と、前記排出処理を行うたびに所定の第２のタイミングで前記包装機へ前記排出完了信号を出力する排出通知処理とを繰り返し行う制御手段と、
   前記複数のホッパの下方に配設され、前記ホッパから排出される被計量物を集合させて下部に設けられた排出口から前記包装機へ排出するための集合シュートとを備え、
   前記制御手段は、前記組合せ処理を行うたびに保持している被計量物の重量の前記目標重量に対する比率である重量比率が所定比率を超えるホッパ(以下、「過量ホッパ」と記載)が前記排出組合せに含まれるか否かを判定し、前記過量ホッパが含まれるときには、前記排出処理を行うときに前記過量ホッパが前記ゲート全開状態を維持する時間を前記所定時間より長い時間にするとともに、前記排出通知処理における前記排出完了信号を出力するタイミングを前記第２のタイミングより遅くするように構成された、
   計量包装システム。

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