JP5289201B2 - 計量包装システム - Google Patents

Description

本発明は、組合せ秤と包装機とを有する計量包装システムに関する。

組合せ秤で計量されて所定重量とされた菓子類等の被計量物は、包装機によって袋詰めされるのが一般的である。このような被計量物の計量及び袋詰めを行うシステムでは、例えば、組合せ秤の下方に包装機が設置されており、組合せ秤により計量されて排出される被計量物が包装機にて包装される。

このような従来の計量包装システムでは、組合せ秤で例えば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。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。この場合、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（包装用フィルム）を成形しながら上部開口を有する袋を形成し、その上部開口から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、上部開口を封じて密封するように構成されている。

このような包装機では、包材が無くなると作業者がフィルムロールを新しいものと交換するように構成されたものが多い。この場合、包材の残量が少なくなり、残量が所定量になると、警告ランプあるいはブザー等を作動させて作業者に報知するように構成されている（例えば、特許文献１参照）。包材の残量が所定量になったことを検知する構成としては、例えば、フィルムロールの直径あるいは重量等に基づいて検知するなど様々な構成がある（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。

特開平７−２２８４００号公報 実開昭５９−４９６０７号公報

上記のように作業者がフィルムロールの交換を行う包装機では、包材が無くなるとフィルムロールを新しいものと交換しなければならず、フィルムロールを交換している間は、計量包装システム全体の動作が一時停止状態になり、包装機より上流側の装置、すなわち、組合せ秤や、組合せ秤へ被計量物を供給する装置等において、被計量物が滞留した状態になる。フィルムロールの交換には、熟練者でも１分間以上必要であり、また、熟練者で無い場合にはさらに時間を要し、その間、包装機より上流側の装置において被計量物が滞留状態になると、例えば、被計量物が、グミ（果汁などをゼラチンで固めた菓子）などの粘着物や、冷凍えびや冷凍野菜等の冷凍食品である場合には、被計量物同士がくっついたり、被計量物が装置の部品に付着するという問題がある。また、生野菜や生肉などの生鮮食品である場合には、鮮度が劣化するという問題がある。

特に、組合せ秤では、計量ホッパや供給ホッパなどの排出ゲートの駆動装置や振動フィーダ（直進フィーダ及び分散フィーダ）の駆動源などによって発生する上昇熱により、上部の部品（直進フィーダや分散フィーダ）の温度が高くなっているため、直進フィーダや分散フィーダ上の被計量物の状態が変化しやすくなり、上述の問題が発生しやすくなる。

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、被計量物が粘着物、冷凍食品、生鮮食品のように温度の上昇によってその状態が変化するものであっても、包装機のフィルムロールの交換のための運転の停止時に、状態が変化する被計量物の量を少なくすることができる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、本発明の計量包装システムは、被計量物を供給する秤前段供給装置と、前記秤前段供給装置から供給される被計量物を受け取って複数に小分けし、この小分けした被計量物を組合せた合計重量が所定重量範囲内になる被計量物を順々に排出するように構成された組合せ秤と、フィルムロールから繰り出されるフィルムを成形しながら袋を順々に形成し、前記袋に前記組合せ秤から排出される被計量物が充填された包装品を順々に生産するように構成された包装機とを備えた計量包装システムであって、前記包装機は、前記フィルムロールのフィルムの残量が所定量になったときに前記組合せ秤へ包材終了予告信号を送信するように構成され、前記組合せ秤は、前記包装機から前記包材終了予告信号を受信した後、前記包装機へ被計量物を排出するたびに、組合せ秤内に存在する被計量物の総重量である組合せ秤内重量を算出する組合せ秤内重量算出手段と、前記包装機から前記包材終了予告信号を受信した後、前記包装機へ被計量物を排出するたびに、前記フィルムロールのフィルムを使い終わるまでに生産可能な最大個数の包装品を生産するために必要な被計量物の重量である必要重量を算出する必要重量算出手段と、前記組合せ秤内重量と前記必要重量とを比較し、前記組合せ秤内重量が前記必要重量以上になったときに前記秤前段供給装置に対し被計量物の供給を停止させる判定指令手段とを有するように構成されている。

この構成によれば、組合せ秤は、包装機のフィルムの残量が少なくなり、包装機から包材終了予告信号を受信した後、前記組合せ秤内重量が前記必要重量以上になったときに秤前段供給装置に対し組合せ秤への被計量物の供給を停止させるので、フィルムが無くなったときに組合せ秤内に存在する被計量物を少量にすることができる。したがって、被計量物が粘着物、冷凍食品、生鮮食品のように温度の上昇によってその状態が変化するものであっても、包装機のフィルムロールの交換のための運転の停止時に、組合せ秤内において状態が変化する被計量物の量を少なくすることができる。

また、前記秤前段供給装置へ被計量物を供給する上流側供給装置をさらに備え、前記組合せ秤は、前記包装機から前記包材終了予告信号を受信すると、前記上流側供給装置へ停止指令信号を送信するように構成され、前記上流側供給装置は、前記組合せ秤からの前記停止指令信号に基づいて前記秤前段供給装置への被計量物の供給を停止するように構成されていてもよい。

この構成によれば、組合せ秤は、包装機からの包材終了予告信号を受信すると、停止指令信号を上流側供給装置へ送信し、上流側供給装置から秤前段供給装置への被計量物の供給を停止させることができる。したがって、包装機のフィルムロールの交換のための運転の停止時に、秤前段供給装置内においても状態が変化する被計量物の量を少なくすることができる。

また、前記秤前段供給装置へ被計量物を供給する上流側供給装置をさらに備え、前記包装機は、前記包材終了予告信号を前記組合せ秤に加えて前記上流側供給装置へも送信するように構成され、前記上流側供給装置は、前記包装機からの前記包材終了予告信号に基づいて前記秤前段供給装置への被計量物の供給を停止するように構成されていてもよい。

この構成によれば、包装機から包材終了予告信号が送信されると、上流側供給装置から秤前段供給装置への被計量物の供給を停止させることができる。したがって、包装機のフィルムロールの交換のための運転の停止時に、秤前段供給装置内においても状態が変化する被計量物の量を少なくすることができる。

また、前記秤前段供給装置へ被計量物を供給する第１の上流側供給装置と、前記第１の上流側供給装置へ被計量物を供給する第２の上流側供給装置とをさらに備え、前記組合せ秤は、前記包装機から前記包材終了予告信号を受信すると、前記第２の上流側供給装置へ停止指令信号を送信するように構成され、前記第２の上流側供給装置は、前記組合せ秤からの前記停止指令信号に基づいて前記第１の上流側供給装置への被計量物の供給を停止するように構成されていてもよい。

この構成によれば、組合せ秤は、包装機からの包材終了予告信号を受信すると、停止指令信号を第２の上流側供給装置へ送信し、第２の上流側供給装置から第１の上流側供給装置への被計量物の供給を停止させることができる。したがって、包装機のフィルムロールの交換のための運転の停止時に、第１の上流側供給装置内においても状態が変化する被計量物の量を少なくすることができる。

また、前記秤前段供給装置へ被計量物を供給する第１の上流側供給装置と、前記第１の上流側供給装置へ被計量物を供給する第２の上流側供給装置とをさらに備え、前記包装機は、前記包材終了予告信号を前記組合せ秤に加えて前記第２の上流側供給装置へも送信するように構成され、前記第２の上流側供給装置は、前記包装機からの前記包材終了予告信号に基づいて前記第１の上流側供給装置への被計量物の供給を停止するように構成されていてもよい。

この構成によれば、包装機から包材終了予告信号が送信されると、第２の上流側供給装置から第１の上流側供給装置への被計量物の供給を停止させることができる。したがって、包装機のフィルムロールの交換のための運転の停止時に、第１の上流側供給装置内においても状態が変化する被計量物の量を少なくすることができる。

また、前記組合せ秤は、小分けした被計量物が供給され、供給されている被計量物の合計重量が所定重量範囲内になる組合せに選択されたときに被計量物を排出する複数の組合せ用ホッパと、前記組合せ用ホッパの上方に配設され、供給される被計量物を一時保持した後、前記組合せ用ホッパへ供給する複数の供給ホッパと、前記供給ホッパの上方に配設され、被計量物を前記供給ホッパへ供給する複数の直進フィーダと、前記秤前段供給装置から供給される被計量物を分散させて前記複数の直進フィーダへ供給する分散フィーダとを有し、前記組合せ秤内重量算出手段は、前記組合せ用ホッパと前記供給ホッパと前記直進フィーダと前記分散フィーダとに供給されている被計量物の総重量を前記組合せ秤内重量として算出するように構成されていてもよい。

この構成の場合、包装機のフィルムロールの交換のための運転の停止時に、組合せ秤内に存在する被計量物を、いくつかの組合せ用ホッパ内に入っている少量の被計量物のみとすることが可能であり、温度が高くなりやすい組合せ秤の上部に配設された分散フィーダ及び直進フィーダ上には被計量物が残らないようにすることができる。

さらに、前記組合せ秤は、各々の前記直進フィーダに対して設けられ前記直進フィーダに供給されている被計量物の重量を計測し、その計測値を前記組合せ秤内重量算出手段へ出力する複数の第１の重量検出手段と、前記分散フィーダに対して設けられ前記分散フィーダに供給されている被計量物の重量を計測し、その計測値を前記組合せ秤内重量算出手段へ出力する第２の重量検出手段とを有していてもよい。

この構成によれば、組合せ秤内重量算出手段が組合せ秤内重量を算出する時、各直進フィーダ及び分散フィーダに供給されている被計量物の重量に実測値（計測値）を用いることができる。

本発明は、以上に説明した構成を有し、計量包装システムにおいて、被計量物が粘着物、冷凍食品、生鮮食品のように温度の上昇によってその状態が変化するものであっても、包装機のフィルムロールの交換のための運転の停止時に、状態が変化する被計量物の量を少なくすることができるという効果を奏する。

本発明の実施形態の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包装機に用いられる包材の終端及びその近傍部分を示す図である。 （ａ）、（ｂ）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。 本発明の実施形態の計量包装システムにおける各装置間の信号の授受及び被計量物の流れを示す図である。

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。

図１は、本発明の実施形態の計量包装システムの概略構成を示す模式図である。

本実施形態の計量包装システムは、組合せ秤１へ被計量物を供給する供給装置（秤前段供給装置）１０と、組合せ秤制御部２１及び組合せ秤操作表示部２２を有する組合せ秤１と、包装機制御部４１及び包装機操作表示部４２を有する包装機２とを備えている。

供給装置１０は、被計量物が載せられる大型のトラフ１０ａと、そのトラフ１０ａを振動させる振動装置１０ｂとを備え、例えば図示されない搬送コンベヤ（上流側供給装置）から供給される被計量物を振動によって搬送して組合せ秤１の分散フィーダ１１の中央部へ供給する。

組合せ秤１は、その装置上部の中央に、供給装置１０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は、被計量物が載せられる円錐形の被計量物載置部１１ａと、被計量物載置部１１ａを振動させる振動装置１１ｂとを備え、供給装置１０からその中央部に供給される被計量物を振動によってその周縁部方向へ送り出す。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に送りこむための複数の直進フィーダ１２が放射状に設けられている。各直進フィーダ１２には、被計量物を載せて搬送するための搬送トラフ１２ａと、搬送トラフ１２ａを振動させる振動装置１２ｂとが備えられている。各直進フィーダ１２の下方には、供給ホッパ１３及び計量ホッパ１４がそれぞれ対応して設けられ、それぞれ円状に配設されている。供給ホッパ１３は直進フィーダ１２から送りこまれた被計量物を受け取り、その下方に配置された計量ホッパ１４が空になると排出ゲートを開いて計量ホッパ１４へ被計量物を投入する。各計量ホッパ１４にはロードセル等の重量センサ１５が取り付けられており、この重量センサ１５により計量ホッパ１４内の被計量物の重量が計測される。各重量センサ１５の計測値は組合せ秤制御部２１へ出力される。円状に列設された計量ホッパ１４の下方には、略逆円錐台形状の集合シュート１６が配設され、集合シュート１６の下方には集合ファネル１７が設けられている。組合せ秤制御部２１によって後述の排出組合せに選択された計量ホッパ１４はその排出ゲートを開いて被計量物を排出し、その排出された被計量物は集合シュート１６上を滑り落ち、集合ファネル１７を介して包装機２へ排出される。

また、本実施形態では、分散フィーダ１１上に載っている被計量物の重量を検出するための重量センサ（第２の重量検出手段）１８が分散フィーダ１１に取り付けられており、直進フィーダ１２上に載っている被計量物の重量を検出するための重量センサ（第１の重量検出手段）１９が各直進フィーダ１２に取り付けられている。それぞれの重量センサ１８，１９で計測される被計量物の重量値は組合せ秤制御部２１へ出力される。

組合せ秤制御部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のメモリ等を備えたマイクロコンピュータからなり、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、供給装置１０及び組合せ秤１の全体の動作の制御を行うとともに組合せ処理等を行う。

すなわち、組合せ秤制御部２１は、供給装置１０の振動装置１０ｂの制御、分散フィーダ１１及び各直進フィーダ１２の振動装置１１ｂ、１２ｂの制御、供給ホッパ１３及び計量ホッパ１４の排出ゲートの開閉制御を行う。また、組合せ処理では、それぞれの重量センサ１５により計測される被計量物の重量値に基づいて組合せ演算を行い、複数の計量ホッパ１４の中から、供給されている被計量物の重量値の合計が、予め定められた所定重量範囲（目標組合せ重量に対する許容範囲）内になる計量ホッパ１４の組合せを１つ求め、その組合せを排出組合せとする。所定重量範囲内にある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組合せ重量との差の絶対値が最も小さい計量ホッパ１４の組合せを１つ求め、それを排出組合せに決める。

組合せ秤操作表示部２２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、組合せ秤の操作およびその動作パラメータの設定等を行うための入力手段としての機能を有する。

この組合せ秤２では、その中央部にセンター装置部２０が配設され、このセンター装置部２０に供給ホッパ１３及び計量ホッパ１４が支持されている。そして、センター装置部２０内に供給ホッパ１３及び計量ホッパ１４の排出ゲートの駆動装置（図示せず）等が設けられており、この駆動装置等において発生する上昇熱により、センター装置部２０の上方に配設された分散フィーダ１１や直進フィーダ１２の温度が高くなりやすい。

包装機２は、袋を製造しながら、この袋に組合せ秤から排出される被計量物を充填して包装するように構成されている。この包装機２では、繰り出しローラ４０によってフィルムロールＦｒから繰り出されるシート状の包材(フィルム)Ｆ１は、ガイドローラ３６〜３９を介してフォーマ３２へ送られ、フォーマ３２によってチューブ３１に巻かれて筒状に成形され、プルダウンベルト機３３により吸着されて下方に送られ、筒状にされた包材Ｆ２の重ねられた縦の縁が縦シール機３４によりシール（溶着による封止）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３１を通って筒状の包材Ｆ２内に充填され、チューブ３１の下方に配置される横シール機３５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（溶着による封止）が行われる。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Ｆ３となり、さらに、横シール機３５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、１個の包装品が製造される。なお、フィルムロールＦｒは包装機のロール軸３０に回転自在に装着されている。

また、図２は、包材の終端及びその近傍部分を示す図であり、包材Ｆ１には、例えば、その終端からの残りが所定量Ｌ１の位置から終端までの間の終端近傍領域に、その端縁に一定間隔毎にマークＭが記されており、このマークＭを検出するマークセンサ４３が包装機２に設けられている。マークセンサ４３は例えば反射型あるいは透過型の光電センサ等によって構成され、マークセンサ４３による検出信号は、包装機制御部４１へ入力される。

包装機制御部４１は、ＣＰＵと、このＣＰＵの動作プログラム等が記憶されているＲＯＭ及びＲＡＭのメモリ等を備えており、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２の全体の動作の制御を行う。また、包装機制御部４１は、組合せ秤１から排出される被計量物の受入準備が完了したときに、受入準備完了信号を組合せ秤制御部２１へ送信する。

包装機操作表示部４２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、包装機の操作およびその動作パラメータの設定等を行うための入力手段としての機能を有する。

上述の組合せ秤制御部２１と包装機制御部４１とは通信可能に構成され、組合せ秤制御部２１では、排出組合せを求め、包装機制御部４１からの受入準備完了信号が入力されていれば、排出組合せに選択されている計量ホッパ１４から被計量物を排出させるとともに、排出信号を包装機制御部４１へ送信する。包装機制御部４１では、組合せ秤制御部２１からの排出信号が入力されるタイミングに基づいて包装機の動作タイミングを制御する。

図３（ａ）、（ｂ）は、本計量包装システムにおける組合せ秤１の動作の一例を示すフローチャートである。この動作は、組合せ秤制御部２１によって遂行される。ここで、組合せ秤制御部２１は、組合せ秤内重量算出手段、必要重量算出手段及び判定指令手段等として機能する。また、図４は、本計量包装システムにおける各装置間の信号の授受及び被計量物の流れを示す図である。図４において、被計量物の流れ方向（移動方向）は、破線の矢印Ａで示している。上流側装置５０、組合せ秤１及び包装機２の各装置は、各々の制御装置（上流側装置５０の制御装置、組合せ秤制御部２１、包装機制御部４１）が、例えばＬＡＮによって通信可能に接続されている。ここで、上流側装置５０とは、供給装置１０より上流側の装置であり、例えば、供給装置１０へ被計量物を供給する搬送コンベヤである。

本実施形態において、包装機制御部４１では、マークセンサ４３の検出信号に基づいて、包材の残りが少なくなり所定量Ｌ１になったときを判断し、そのときに包材終了予告信号を組合せ秤制御部２１へ送信するとともに、包材の残りが少なくなったことを作業者に報知するために例えば包装機操作表示部４２の近傍に設けられた警告ブザーあるいは警告ランプ（図示せず）を作動させる。そして、包装機の包材が無くなり、包装機が停止すると、作業者はフィルムロールＦｒを新しいものと交換する。その後、作業者が、包装機操作表示部４２を操作して再起動スイッチを入れると、包装機制御部４１は、包装機２の運転を再開するとともに、再起動信号を組合せ秤制御部２１へ送信する。

組合せ秤制御部２１では、包装機制御部４１から包材終了予告信号を受信（入力）すると、上流側装置５０に停止指令信号を送信（出力）する。また、包材終了予告信号を受信した後、排出組合せに選択されている計量ホッパ１４から被計量物を排出させる排出処理を行うたびに、組合せ秤内に存在する被計量物の重量（組合せ秤内重量）Ｗｄを算出するとともに、残パック数の生産に必要な被計量物の重量（残パック必要重量）Ｗｋを算出し、組合せ秤内重量Ｗｄが残パック必要重量Ｗｋ以上になると、供給装置１０の動作を停止させるようにしている。残パック数とは、残りの包材によって生産可能な包装品の個数である。そして、包装機制御部４１から再起動信号を受信（入力）すると、上流側装置５０に再起動指令信号を送信するとともに、供給装置１０の動作を再開させるようにしている。上流側装置５０は、組合せ秤制御部２１から送信される停止指令信号を受信するとその動作を停止し、また、再起動指令信号を受信するとその動作を再開するように構成されている。

図３に基づいてより詳しく説明する。組合せ秤制御部２１は、その内部のメモリ内の所定のフラグ領域に供給装置停止フラグが設定され、その供給装置停止フラグがＯＦＦであれば、重量センサ１８の計測値に基づいて、分散フィーダ１１上に載っている被計量物の重量が所定の範囲内となるように供給装置１０の動作を制御し、供給装置停止フラグがＯＮであれば、供給装置１０を動作停止状態にする。また、後述の包材終了処理中フラグ及び包材終了処理完了フラグも、供給装置停止フラグ同様、組合せ秤制御部２１のメモリ内のそれぞれの所定のフラグ領域に設定される。これらの包材終了処理中フラグ、包材終了処理完了フラグ及び供給装置停止フラグは、はじめはＯＦＦに設定されている。

組合せ秤制御部２１は、包装機２から包材終了予告信号を受信するまでは、ステップＳ１からステップＳ２、Ｓ３、Ｓ４の順に進み、ステップＳ４からステップＳ１へ戻って同様に繰り返す。ここで、ステップＳ３の処理は、組合せ秤１において通常なされる、供給処理と前述の組合せ処理と排出処理とからなる一連の処理であり、供給処理には、分散フィーダ１１を動作させて被計量物を直進フィーダ１２へ供給する処理と、直進フィーダ１２を動作させて被計量物を空の供給ホッパ１３へ供給する処理と、供給ホッパ１３の排出ゲートを開閉させて被計量物を空の計量ホッパ１４へ供給する処理とを含む。また、排出処理は、組合せ処理により排出組合せに選択されている計量ホッパ１４の排出ゲートを開閉させて被計量物を排出させる処理である。

そして、包装機２から包材終了予告信号を受信すると、ステップＳ２からステップＳ２１、Ｓ２２へ進み、包材終了処理中フラグをＯＮし、上流側装置５０に停止指令信号を送信する。さらに、ステップＳ２３へ進み、予め記憶している残パック数設定値を残パック数カウント値ｋにセットする。残パック数設定値は、包材終了予告信号を受信した時点から（言い換えれば、包装機のマークセンサ４３がマークＭを最初に検出した時点から）、残りの包材によって生産可能な包装品の最大個数である。

次に、ステップＳ２３からステップＳ１へ戻る。このとき包材終了処理中フラグはＯＮしているので、ステップＳ１からステップＳ３へ進み、さらにステップＳ４、Ｓ５へ進む。このとき包材終了処理完了フラグはＯＮしていないのでステップＳ５からステップＳ６へ進む。そして、ステップＳ３の処理により残パック数は１つ減少しているので、ステップＳ６で、残パック数カウント値ｋを１減少させる。

次に、ステップＳ７で残パック必要重量Ｗｋを算出し、ステップＳ８で組合せ秤内重量Ｗｄを算出し、ステップＳ９で、組合せ秤内重量Ｗｄが残パック必要重量Ｗｋ以上であるか否かを判定する。組合せ秤内重量Ｗｄが残パック必要重量Ｗｋ未満の場合には、ステップＳ９からステップＳ１へ戻り、次にステップＳ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８、Ｓ９の処理が同様に繰り返される。

残パック必要重量Ｗｋは、例えば次式により算出する。

Ｗｋ＝目標組合せ重量×ｋ＋α
ｋは残パック数カウント値であり、αは所定値である。所定値αは、予め設定された値であり、例えば目標組合せ重量の２／３倍〜３／２倍程度の値に設定しておく。これは、最後の１パック分の排出組合せを求める際に、余裕がないと組合せができないので、組合せを行うための余裕分である。なお、α＝０として、例えば最後の１パック分に、後述の全排出機能を起動させて組合せ秤１内に存在する被計量物を全て排出させるようにしてもよい。

また、組合せ秤内重量Ｗｄは、例えば次のようにして算出する。

組合せ秤内重量Ｗｄは、分散フィーダ１１上の被計量物の重量と、各直進フィーダ１２上の被計量物の重量と、各供給ホッパ１３及び各計量ホッパ１４内の被計量物の重量との総和である。ここで、分散フィーダ１１上の被計量物の重量は重量センサ１８による計測値、各直進フィーダ１２上の被計量物の重量は各重量センサ１９による計測値、各計量ホッパ１４内の被計量物の重量は各重量センサ１５による計測値を用いる。各供給ホッパ１３内の被計量物の重量は、推測値を用いる。推測値としては、例えば、供給ホッパ１３から直前に排出した被計量物の重量すなわち計量ホッパ１４内にて重量センサ１５により計測された被計量物の重量を用いてもよい。あるいは、目標組合せ重量の１／ｎの重量（計量ホッパの目標投入重量）を各供給ホッパ１３内の被計量物の重量の推測値としてもよい。ｎは、１回の排出組合せに選択される計量ホッパ１４の予定個数であり、例えば、４〜６の所定値とすることができる。あるいは、供給ホッパ１３内の被計量物の重量として、その供給ホッパ１３に対応する計量ホッパ１４の平均投入重量を算出し、その重量値を用いてもよい。計量ホッパ１４の平均投入重量は、その計量ホッパ１４へ供給ホッパ１３から直近に所定回数供給された被計量物の平均重量値であり、組合せ秤制御部２１で算出される。

なお、本実施形態では、ステップＳ２２で上流側装置（例えば搬送コンベヤ）５０へ停止指令信号を送信して上流側装置５０を停止させたときに、供給装置１０内の被計量物と組合せ秤１内の被計量物との合計重量が、そのときの残パック必要重量Ｗｋ以上であることを想定している。

ステップＳ９において、組合せ秤内重量Ｗｄが残パック必要重量Ｗｋ以上であると判定されると、ステップＳ１０へ進み、供給装置停止フラグと包材終了処理完了フラグとをＯＮする。そして、このステップＳ１０の処理を行うと、さらに組合せ秤制御部２１は、図２（ｂ）のフローチャートで示すプログラムを起動させる。また、供給装置停止フラグをＯＮすることにより、供給装置１０を動作停止状態にさせる。

次に、ステップＳ１へ戻り、次にステップＳ３、Ｓ４、Ｓ５の処理へ進む。前述のステップＳ１０で包材終了処理完了フラグがＯＮされているので、ステップＳ５からステップＳ１へ戻り、次にステップＳ３、Ｓ４、Ｓ５の処理が同様に繰り返される。

そして、包装機２の包材が無くなると、包装機２は運転停止状態になる。このとき、組合せ秤１内には、前述の所定値αとほぼ等しい量の被計量物が存在すると予想されるが、これはいくつかの計量ホッパ１４内に入っている被計量物であり、少量である。

そして、作業者が、包装機２に新しいフィルムロールＦｒをセットして、包装機２の運転を再開するために、包装機操作表示部４２を操作して例えば再起動スイッチを入れると、包装機制御部４１は、包装機２の運転を再開するとともに、組合せ秤制御部２１へ再起動信号を送信する。

組合せ秤制御部２１は、包装機から再起動信号を受信すると（ステップＳ３１）、包材終了処理中フラグと包材終了処理完了フラグと供給装置停止フラグとをＯＦＦし（ステップＳ３２）、上流側装置５０に再起動指令信号を送信する（ステップＳ３３）。

上記において、上流側装置（搬送コンベヤ）５０は、ステップＳ２２による停止指令信号を受信すると、運転を停止し、ステップＳ３３による再起動指令信号を受信すると、運転を再開するように構成されている。なお、上流側装置５０が停止指令信号を受信した時点において、供給装置１０内の被計量物と組合せ秤１内の被計量物との合計重量が、そのときの残パック必要重量Ｗｋ未満になるような場合には、停止指令信号を受信してから所定時間経過後に運転を停止させ、その停止させたときの供給装置１０内の被計量物と組合せ秤１内の被計量物との合計重量が、そのときの残パック必要重量Ｗｋとほぼ同じか少し重くなるように構成されていてもよい。

なお、上記では、フィルムロールＦｒの交換時に作業者が組合せ秤１の操作を行わない場合について説明したが、次のようにしてもよい。例えば、作業者は、包装機２の包材の残量が少なくなり、残パック数が１〜３個程度になったときに、組合せ秤操作表示部２２を操作し、組合せ秤１に設けられている全排出機能を起動させて組合せ秤１内の被計量物を全て排出させるようにしてもよい。

本実施形態では、組合せ秤１は、包装機２の包材（フィルム）の残量が少なくなり、包装機２から包材終了予告信号を受信した後、組合せ秤１内に存在する被計量物の重量Ｗｄが残パック数（ｋ個）の包装品を生産するのに必要な重量Ｗｋ以上になったときに、供給装置１０から組合せ秤１への被計量物の供給を停止させるので、包材が無くなったときに組合せ秤１内に存在する被計量物を、いくつかの計量ホッパ１４内に入っている少量の被計量物のみとすることができ、温度が高くなりやすい分散フィーダ１１及び直進フィーダ１２上には被計量物は存在しない。したがって、被計量物が粘着物、冷凍食品、生鮮食品のように温度の上昇によってその状態が変化するものであっても、包装機２のフィルムロールの交換のための運転の停止時に、組合せ秤１内において状態が変化する被計量物の量を少なくすることができる。

さらに、組合せ秤１は、包装機２から包材終了予告信号を受信すると、上流側装置５０に停止指令信号を送信し、上流側装置５０から供給装置１０への被計量物の供給を停止させることができる。したがって、包装機２のフィルムロールの交換のための運転の停止時に、供給装置１０内において状態が変化する被計量物の量を少なくすることができる。

なお、組合せ秤内重量Ｗｄの算出方法は、次のようにしてもよい。

本実施形態では、組合せ秤内重量Ｗｄを算出する際、各供給ホッパ１３内の被計量物の重量として推測値を用いるようにしたが、各計量ホッパ１４に重量センサ１５が取り付けられているのと同様に、各供給ホッパ１３にその内部の被計量物の重量を計測する重量センサを取り付け、その計測値を用いるようにしてもよい。この場合、図１において、各供給ホッパ１３に重量センサが取り付けられた構成となり、組合せ秤内重量Ｗｄを、推測値を用いることなく、分散フィーダ１１、直進フィーダ１２、供給ホッパ１３及び計量ホッパ１４のそれぞれに取り付けられた重量センサ（重量検出手段）の計測値に基づいて算出することができる。

また、各直進フィーダ１２に重量センサ１９を取り付け、各直進フィーダ１２上の被計量物の重量を求めるようにしたが、重量センサ１９を設けずに、直進フィーダ１２上の被計量物の重量として概算値を算出してそれを用いてもよい。例えば、各直進フィーダ１２上にはそれに対応する計量ホッパ１４の平均投入重量の２倍の重量の被計量物が載っているものとして、概算値を算出し、この概算値を用いて組合せ秤内重量Ｗｄを算出するようにしてもよい。

また、分散フィーダ１１に重量センサ１８を取り付け、分散フィーダ１１上の被計量物の重量を求めるようにしたが、重量センサ１８を設けずに、分散フィーダ１１上の被計量物の量（層厚）を検出する例えば光電式等のレベルセンサを分散フィーダ１１の上方に配設し、組合せ秤制御部２１がレベルセンサの検出値を分散フィーダ１１上の被計量物の重量に換算できるように構成し、この換算した重量を用いて組合せ秤内重量Ｗｄを算出するようにしてもよい。レベルセンサの検出値を重量に換算する方法としては例えば数式あるいは換算テーブルを用いた方法が考えられる。また、この場合、組合せ秤制御部２１は、供給装置１０を動作させるときには、レベルセンサの検出値を基に、分散フィーダ１１上の被計量物を一定量に保つように、供給装置１０を制御するように構成される。

なお、運転中においても組合せ秤の総重量を例えば目標組合せ重量程度の精度で測定可能な重量測定手段があれば、同重量測定手段で運転中に測定される組合せ秤の総重量から、同重量測定手段で予め測定された被計量物が存在しないときの組合せ秤のみの重量を差し引いた値を、組合せ秤内重量Ｗｄとして算出することができる。

また、組合せ秤１が停止指令信号及び再起動指令信号を送信する上流側装置５０としては、供給装置１０に被計量物を供給する搬送コンベヤに限らず、搬送コンベヤへ被計量物を供給する装置、例えば被計量物を製造する被計量物製造装置であってもよい。この場合の被計量物の流れを説明すれば、例えば被計量物製造装置から搬送コンベヤへ被計量物が供給され、搬送コンベヤによって被計量物が搬送されて供給装置１０へ供給され、さらに供給装置１０から組合せ秤１へ被計量物が供給される。本実施形態では、組合せ秤１は、包装機２からの包材終了予告信号を受信すると、上流側装置５０へ停止指令信号を送信し、上流側装置５０からの被計量物の供給が停止される。ここで、上流側装置５０が搬送コンベヤである場合、搬送コンベヤ上に被計量物が滞留した状態となる。例えば、被計量物が冷凍食品であり、この冷凍食品を製造する被計量物（冷凍食品）製造装置から搬送コンベヤへ被計量物（冷凍食品）が供給される場合、搬送コンベヤが低温状態の保たれた保冷エリアに配設されていれば問題ないが、搬送コンベヤが常温エリアに配設されている場合に、搬送コンベヤが停止すると搬送コンベヤ上の被計量物（冷凍食品）が融け始めて、被計量物が搬送コンベヤに付着したり、被計量物同士がくっつくというような問題が生じる。ここで、被計量物がお菓子のグミのような粘着物の場合も同様の問題が生じ、また、生鮮食品の場合には鮮度が劣化するという問題が生じる。なお、供給装置１０と組合せ秤１と包装機２とは、常温エリアに配置され、包装機２から排出される包装品は、検査装置等を通過した後、保冷エリアに送られる。ここで、供給装置１０と組合せ秤１と包装機２とを保冷エリア内に設置することは、設備費が非常に高額となる上、それらの機器の動作に支障をきたすことも考えられ、現実的ではない。

そこで、搬送コンベヤが常温エリアに配設されており、包装機２からの包材終了予告信号を受信した時点において、供給装置１０及び組合せ秤１内に存在する被計量物だけでは残りの包材を使い終わるまでに充分な量ではなく、搬送コンベヤ上に存在する被計量物と供給装置１０及び組合せ秤１内に存在する被計量物とを合わせた被計量物によって残りの包材を使い終わるまでに充分な量が得られるような構成になっている場合には、包装機２から包材終了予告信号が送信されたときに被計量物製造装置から搬送コンベヤへの被計量物の供給を停止させるようにすることが好ましい。すなわち、この場合、組合せ秤１から停止指令信号及び再起動指令信号を送信（ステップＳ２２、Ｓ３３）する上流側装置５０を被計量物製造装置とすることにより、包装機２から包材終了予告信号が送信されたときに被計量物製造装置（第２の上流側供給装置）から搬送コンベヤ（第１の上流側供給装置）への被計量物の供給を停止させることができる。したがって、包装機２のフィルムロールの交換のための運転の停止時に、搬送コンベヤ上において状態が変化する被計量物の量を少なくすることができる。

なお、場合によっては、組合せ秤１は、包装機２からの包材終了予告信号を受信した後、すぐに上流側装置５０へ停止指令信号を送信せずに、例えば所定時間経過後に送信するように構成されていてもよい。あるいは、上流側装置５０は、組合せ秤１からの停止指令信号を受信した後、例えば所定時間経過後にその動作を停止するように構成されていてもよい。

また、本実施形態では、組合せ秤１が、包装機２からの包材終了予告信号に基づいて停止指令信号を上流側装置５０へ送信し、包装機２からの再起動信号に基づいて再起動指令信号を上流側装置５０へ送信するようにしたが、組合せ秤１から上流側装置５０へ停止指令信号及び再起動指令信号を送信せずに、包装機２から包材終了予告信号及び再起動信号を組合せ秤１と上流側装置５０との両方へ送信するようにし、上流側装置５０は包材終了予告信号を入力（受信）したことに基づいてその動作を停止し、再起動信号を入力（受信）したことに基づいてその動作を再開するように構成してもよい。

なお、本実施形態では、包装機２は、包材の終端近傍領域に設けられたマークＭを最初に検出したときに包材終了予告信号を送信するようにしたが、終端近傍領域を除く領域に一定間隔毎にマークが記された包材を用い、このマークが検出されなくなったときに包材終了予告信号を送信するように構成してもよい。また、このようなマークを検出・非検出する構成に限らず、他の構成でもよい。例えば、フィルムの残量が少なくなるとフィルムロールＦｒの重量が軽くなるので、フィルムロールＦｒの重量を検出し、その重量が所定重量になったときに包材終了予告信号を送信するように構成してもよい。また、フィルムの残量が少なくなるとフィルムロールＦｒの直径が小さくなるので、フィルムロールＦｒの直径を検出し、その直径が所定値になったときに包材終了予告信号を送信するように構成してもよい。また、フィルムの残量が少なくなるとフィルムロールＦｒの回転速度が速くなるので、フィルムロールＦｒの回転速度を検出し、その回転速度が所定速度になったときに包材終了予告信号を送信するように構成してもよい。

また、組合せ秤は、図１の例では、排出組合せの選択対象となるホッパ（組合せ用ホッパ）として計量ホッパ１４のみを有する構成であるが、合計重量値が所定重量範囲内である被計量物が排出されるように構成されてあればよく、排出組合せの選択対象となるホッパの構成としては種々変更が可能である。一例を挙げれば、それぞれの計量ホッパ１４に対応して計量ホッパ１４の斜め下方に、それぞれ対応する計量ホッパ１４から計量済みの被計量物が投入されるメモリホッパを配設し、計量ホッパ１４が、対応するメモリホッパと集合シュート１６とへ選択的に被計量物を排出可能なように構成されていてもよい。この場合、計量ホッパ１４とメモリホッパとが排出組合せの選択対象になる。

また、本実施形態における組合せ秤では、組合せ用ホッパが円状に列設された構成としたが、この構成に限られない。例えば、計量ホッパ等の組合せ用ホッパが直線状に列設された構成であってもよい。例えば、計量ホッパが直線状に列設されている場合、それに合わせてその上方に設けられる複数の供給ホッパ及び直進フィーダを配置し、複数の直進フィーダへ被計量物を供給できるような形状にして分散フィーダを構成すればよい。

また、本実施形態では、組合せ秤へ被計量物を供給する秤前段供給装置として、大型のトラフ１０ａ及び振動装置１０ｂを備えた供給装置１０を用いたが、これに限られない。例えば、無端のベルトに所定間隔をあけて多数のバケットが取り付けられたバケットコンベヤを用いてもよいし、大型の振動フィーダからなるコンベヤ等を用いてもよい。

本発明は、粘着物、冷凍食品、生鮮食品などの被計量物を計量し包装する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
１０ 供給装置
２１ 組合せ秤制御部
２２ 組合せ秤操作表示部
４１ 包装機制御部
４２ 包装機操作表示部
５０ 上流側装置

Claims (7)

1. 被計量物を供給する秤前段供給装置と、
   前記秤前段供給装置から供給される被計量物を受け取って複数に小分けし、この小分けした被計量物を組合せた合計重量が所定重量範囲内になる被計量物を順々に排出するように構成された組合せ秤と、
   フィルムロールから繰り出されるフィルムを成形しながら袋を順々に形成し、前記袋に前記組合せ秤から排出される被計量物が充填された包装品を順々に生産するように構成された包装機とを備えた計量包装システムであって、
   前記包装機は、
   前記フィルムロールのフィルムの残量が所定量になったときに前記組合せ秤へ包材終了予告信号を送信するように構成され、
   前記組合せ秤は、
   前記包装機から前記包材終了予告信号を受信した後、前記包装機へ被計量物を排出するたびに、組合せ秤内に存在する被計量物の総重量である組合せ秤内重量を算出する組合せ秤内重量算出手段と、
   前記包装機から前記包材終了予告信号を受信した後、前記包装機へ被計量物を排出するたびに、前記フィルムロールのフィルムを使い終わるまでに生産可能な最大個数の包装品を生産するために必要な被計量物の重量である必要重量を算出する必要重量算出手段と、
   前記組合せ秤内重量と前記必要重量とを比較し、前記組合せ秤内重量が前記必要重量以上になったときに前記秤前段供給装置に対し被計量物の供給を停止させる判定指令手段とを有するように構成された、計量包装システム。
2. 前記秤前段供給装置へ被計量物を供給する上流側供給装置をさらに備え、
   前記組合せ秤は、前記包装機から前記包材終了予告信号を受信すると、前記上流側供給装置へ停止指令信号を送信するように構成され、
   前記上流側供給装置は、前記組合せ秤からの前記停止指令信号に基づいて前記秤前段供給装置への被計量物の供給を停止するように構成された、請求項１に記載の計量包装システム。
3. 前記秤前段供給装置へ被計量物を供給する上流側供給装置をさらに備え、
   前記包装機は、前記包材終了予告信号を前記組合せ秤に加えて前記上流側供給装置へも送信するように構成され、
   前記上流側供給装置は、前記包装機からの前記包材終了予告信号に基づいて前記秤前段供給装置への被計量物の供給を停止するように構成された、請求項１に記載の計量包装システム。
4. 前記秤前段供給装置へ被計量物を供給する第１の上流側供給装置と、
   前記第１の上流側供給装置へ被計量物を供給する第２の上流側供給装置とをさらに備え、
   前記組合せ秤は、前記包装機から前記包材終了予告信号を受信すると、前記第２の上流側供給装置へ停止指令信号を送信するように構成され、
   前記第２の上流側供給装置は、前記組合せ秤からの前記停止指令信号に基づいて前記第１の上流側供給装置への被計量物の供給を停止するように構成された、請求項１に記載の計量包装システム。
5. 前記秤前段供給装置へ被計量物を供給する第１の上流側供給装置と、
   前記第１の上流側供給装置へ被計量物を供給する第２の上流側供給装置とをさらに備え、
   前記包装機は、前記包材終了予告信号を前記組合せ秤に加えて前記第２の上流側供給装置へも送信するように構成され、
   前記第２の上流側供給装置は、前記包装機からの前記包材終了予告信号に基づいて前記第１の上流側供給装置への被計量物の供給を停止するように構成された、請求項１に記載の計量包装システム。
6. 前記組合せ秤は、
   小分けした被計量物が供給され、供給されている被計量物の合計重量が所定重量範囲内になる組合せに選択されたときに被計量物を排出する複数の組合せ用ホッパと、
   前記組合せ用ホッパの上方に配設され、供給される被計量物を一時保持した後、前記組合せ用ホッパへ供給する複数の供給ホッパと、
   前記供給ホッパの上方に配設され、被計量物を前記供給ホッパへ供給する複数の直進フィーダと、
   前記秤前段供給装置から供給される被計量物を分散させて前記複数の直進フィーダへ供給する分散フィーダとを有し、
   前記組合せ秤内重量算出手段は、前記組合せ用ホッパと前記供給ホッパと前記直進フィーダと前記分散フィーダとに供給されている被計量物の総重量を前記組合せ秤内重量として算出するように構成された、請求項１〜５のいずれかに記載の計量包装システム。
7. 前記組合せ秤は、
   各々の前記直進フィーダに対して設けられ前記直進フィーダに供給されている被計量物の重量を計測し、その計測値を前記組合せ秤内重量算出手段へ出力する複数の第１の重量検出手段と、
   前記分散フィーダに対して設けられ前記分散フィーダに供給されている被計量物の重量を計測し、その計測値を前記組合せ秤内重量算出手段へ出力する第２の重量検出手段とを有した、請求項６に記載の計量包装システム。

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