JP7522522B2 - 天びんの計量性能確認方法およびそのための天びん - Google Patents

Description

本発明は、電子天びんの計量性能を確認する方法およびそのための電子天びんに関する。

電子天びんが高精度の計量を行うためには、計量性能の確認として、計量値のばらつきの程度（繰り返し性）を知ることが重要である。このため、精度の高い電子天びんは、質量が既知の分銅を内蔵し（以下、内蔵分銅と称する）、定期的に、或いはユーザの操作時に、重量センサに対して内蔵分銅を自動で加除し、内蔵分銅の標準偏差を測定する自動校正機能を備えている（例えば特許文献１）。また、精度の高い電子天びんには、風防が備えられていることも多い（例えば特許文献２）。風防で計量皿を覆うことで、計量精度の低下の要因の一つである計量皿周囲の空気の流動を防ぐことができるからである。

特許４８５１８８２号 特許５０６２８８０号

風防付き電子天びんの場合、上記した繰り返し性の確認、即ち内蔵分銅の標準偏差を求めるための内蔵分銅の加除動作は、風防を閉めた状態で行われる。しかしながら、実際の計量時には、ユーザは、風防の扉を開けて被計量物を載せ、扉を閉じて被計量物の計量データを測定し、扉を開けて被計量物を降ろす、という一連の流れで計量を行う。このため、風防を閉めた状態で測定された標準偏差は、ユーザが実際に行う計量とは異なる条件で得られたものであるから、実際の計量時には、どの程度の繰り返し性（計量性能）が出ているのか分からないという問題があった。

本発明は、上記の問題を解決するためのものであり、ユーザの実使用に近い条件で、計量性能を確認するための方法およびそのための電子天びんを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の電子天びんは、被計量物を載置する計量皿と、前記計量皿を囲う風防と、前記風防の扉を自動で開閉する扉開閉機構と、前記計量皿が受けた荷重が伝達される重量センサと、前記重量センサに載せ降ろしされる内蔵分銅と、前記内蔵分銅の分銅加除機構と、前記扉開閉機構および前記分銅加除機構を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記扉開閉機構によって前記扉を開け、前記分銅加除機構によって前記内蔵分銅を載せ、前記扉開閉機構によって前記扉を閉め、前記内蔵分銅の計量データを取得し、前記扉開閉機構によって前記扉を開け、前記分銅加除機構によって前記内蔵分銅を降ろし、前記扉開閉機構によって前記扉を閉める、の一連の開閉動作を伴って、前記内蔵分銅の標準偏差を実使用標準偏差として測定することを特徴とする。

上記態様において、前記制御部は、前記実使用標準偏差が基準よりも悪い場合、前記扉の開閉により前記天びんの計量性能が下がっていることをユーザに通知するのも好ましい。

上記態様において、前記制御部は、前記実使用標準偏差とスペック標準偏差との差分の値、または前記実使用標準偏差の２乗と前記スペック標準偏差の２乗の差の平方根の値を、前記電子天びんの内部設計を考慮して設定された評価閾値に応じてランク付けし、前記天びんの計量性能を評価するのも好ましい。

上記態様において、前記制御部は、前記実使用標準偏差が基準よりも悪い場合、前記被計量物を計量する時の、前記扉が開いている開時間を測定し、基本設定の開時間を経過すると警告を出すのも好ましい。

上記態様において、前記制御部は、前記実使用標準偏差が基準よりも悪い場合、前記扉開閉機構を制御して、前記被計量物を計量する時の前記扉の開口幅の大きさを、基本設定の開口幅よりも小さくするのも好ましい。

上記態様において、前記制御部は、前記実使用標準偏差が基準よりも悪い場合、前記扉開閉機構を制御して、前記被計量物を計量する時の前記扉を開け閉めする速度を、基本設定の開閉速度よりも速くするのも好ましい。

上記態様において、前記制御部は、前記実使用標準偏差が基準よりも悪い場合、前記扉開閉機構を制御して、前記被計量物を計量する時の前記被計量物の計量データの取得時間を基本設定の取得時間よりも長くするのも好ましい。

上記態様において、前記制御部は、前記実使用標準偏差をランク付けし、ランクが下がるほど、上記に記載の制御を組み合わせて行うのも好ましい。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の電子天びんの計量性能確認方法は、被計量物を載置する計量皿と、前記計量皿を囲う風防と、前記風防の扉を自動で開閉する扉開閉機構と、前記計量皿が受けた荷重が伝達される重量センサと、前記重量センサに載せ降ろしされる内蔵分銅と、前記内蔵分銅の分銅加除機構と、前記扉開閉機構および前記分銅加除機構を制御する制御部とを備えた、電子天びんの計量性能確認方法であって、前記扉開閉機構によって前記風防の前記扉を開くステップと、前記分銅加除機構によって前記内蔵分銅を載せるステップと、前記扉開閉機構によって前記風防の前記扉を閉じるステップと、前記内蔵分銅の計量データを取得するステップと、前記扉開閉機構によって前記風防の前記扉を開くステップと、前記分銅加除機構によって前記内蔵分銅を降ろすステップと、前記扉開閉機構によって前記風防の前記扉を閉じるステップと、をこの順に繰り返し、前記内蔵分銅の標準偏差を実使用標準偏差として測定するステップと、を有することを特徴とする。

本発明によれば、ユーザの実使用に近い条件で、電子天びんの計量性能を確認することができる。

本発明の実施の形態に係る電子天びんの要素ブロック図である。 同電子天びんの装置構成の一例である。 同電子天びんにおける分銅加除機構の構成例である。 同電子天びんにおける扉開閉機構の構成例である。 本発明の実施の形態に係る計量性能確認のフロー図である。 同フローにおける評価結果の表示例である。 同フローにおける評価結果の出力例である。 本発明の実施の形態の変形例１に係る電子天びんの要素ブロック図である。 本発明の実施の形態の変形例２に係る電子天びんの要素ブロック図である。 本発明の実施の形態の変形例３に係る電子天びんの要素ブロック図である。 本発明の実施の形態の変形例４に係る電子天びんの要素ブロック図である。 本発明の実施の形態の変形例５に係る電子天びんの要素ブロック図である。

次に、本発明の好適な実施の形態について図面に基づき説明する。

（電子天びんの構成）
図１は本発明の実施の形態に係る電子天びんの要素ブロック図である。図２は、図１の電子天びんの装置構成の一例であり、同構成例の右方斜視図である。図１に示すように、電子天びん１（以下、単に天びん１と称する）は、計量皿２と、風防３と、天びん本体４と、操作部５と、表示部６と、タイマ８と、重量センサ１１と、扉開閉機構１２と、内蔵分銅１３と、分銅加除機構１４と、制御部１５と、を備える。図２は上記天びん１を体現する一つの構成例であるが、以下、図２を用いて上記要素を説明する。

天びん本体４は、重量センサ１１，扉開閉機構１２，内蔵分銅１３，分銅加除機構１４，制御部１５，タイマ８を内包するケースであり、計量皿２は、天びん本体４の上部中央に配置されている。

操作部５および表示部６は、コントロールパネル７に備えられており、コントロールパネル７は天びん本体４とケーブル接続されている。操作部５は天びん１の操作に必要なキースイッチを有しており、表示部６の画面には、計量に関するメニューおよび結果、さらに、後述する計量性能確認に関するメニューおよび結果が表示される。但し、コントロールパネル７と天びん本体４は無線接続されていてもよい。また、操作部５および表示部６は天びん本体４に備えられていてもよい。また、操作部５は、後述する扉開閉機構１２の自動開閉のトリガーとなる扉開閉センサ（またはボタン）５１を備えているのも好ましい。

風防３は、無底箱型で、天びん本体４に対して着脱可能に構成されている。着脱機構には従来周知の構成、例えば特許文献として開示した特許５０６２８８０号の構成等が使用可能である。但し、風防３は天びん本体４に一体不可分に構成されていてもよい。風防３は、前に正面板３１、後ろに背面ケース３２、左右に開閉扉（以下、左側の扉を左ドア３３、右側の扉を右ドア３４と称する）、上に開閉扉（以下、上ドア３５と称する）を備える。正面板３１，背面ケース３２，左ドア３３，右ドア３４，および上ドア３５によって、計量皿２の全方位を囲う計量室が形成される。なお、本明細書における前後左右上下は、それぞれ図２に示す矢印Ｆｒ－Ｒｅ（前－後）、Ｌｅ－Ｒｉ（左－右）、Ｕｐ－Ｌｏ（上－下）が指す方向とする。

正面板３１，左ドア３３，右ドア３４，および上ドア３５は、内部の状態が観察可能なように透明なガラス又は樹脂で構成される。背面ケース３２は、例えば、ガラス、金属又はプラスチックで構成される。上ドア３５，左ドア３３，および右ドア３４には、それぞれ、扉のスライドを補助する取手が設けられている。上ドア３５は手動で前後に開閉可能であり、左ドア３３および右ドア３４は後述する扉開閉機構１２によって自動で前後に開閉可能である。

重量センサ１１には、電磁平衡式、歪ゲージ式、または静電容量式などが用いられる。重量センサ１１には、計量皿２に載置された被計量物の荷重が、ビーム等の荷重伝達機構（図示せず）を介して伝達される。重量センサ１１が検出した荷重は、計量データとして制御部１５に出力される。重量センサ１１には、内蔵分銅１３も負荷され、内蔵分銅１３の計量データも制御部１５に出力される。

タイマ８は、ハードウェアタイマとソフトウェアタイマのカウント値を演算することにより、天びん１の現在時刻（システムタイム）を取得する。但し、タイマ８は制御部１５の内蔵時計であってもよい。

制御部１５は、例えばＣＰＵおよびメモリ等を集積回路に実装したマイクロコントローラである。制御部１５は、重量センサ１１が検出した計量データから計量値を算出する計量部１５１と、扉開閉機構１２を制御する扉開閉制御部１５２と、分銅加除機構１４を制御する分銅加除制御部１５３と、そして計量性能確認部１５４を備える。これらの機能部１５１～１５４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などのＰＬＤ（Programmable Logic Device）などの電子回路により構成される。

計量部１５１は、重量センサ１１が検出したアナログ信号をデジタル信号に変換して、被計量物の計量データを取得する。計量部１５１は、被計量物が計量皿２上に載せられた場合、被計量物の計量データが安定すると見込まれる所定の時間（以降、「取得時間」と称する。取得時間は予め設定され、制御部１５のメモリに記憶されている）だけ待ち、計量データから、被計量物が計量皿２上に無い状態での計量データを差し引いて、計量値を算出する。扉開閉制御部１５２，分銅加除制御部１５３，および計量性能確認部１５４の機能の詳細については、後述する。

内蔵分銅１３は、天びんの校正用に、天びん本体４の中に配置されている、質量が既知のおもりである。内蔵分銅１３の既知のおもさは、予め制御部１５のメモリに記憶されている。

内蔵分銅１３は、分銅加除機構１４によって、重量センサ１１に対し載せ降ろしされる。図３は、分銅加除機構１４の構成例であり、同構成例の縦断面である。分銅加除機構１４は、内蔵分銅１３と、分銅ホルダー１４１と、バネ１４２と、荷重受け部１４３と、空気袋１４４と、袋加圧ポンプ１４５と、袋用一方電磁弁１４６を備える。内蔵分銅１３は分銅ホルダー１４１に保持されており、分銅ホルダー１４１はバネ１４２により上方向に付勢されている。空気袋１４４は分銅ホルダー１４１を下方向に押し下げる位置に配置されており、袋加圧ポンプ１４５と袋用一方電磁弁１４６は空気袋１４４に接続されている。荷重受け部１４３は、計量皿２とは異なる荷重伝達機構（図示略）を介して、重量センサ１１に接続されている。

分銅加除機構１４は、制御部１５の分銅加除制御部１５３により制御される。分銅加除制御部１５３は、内蔵分銅１３を重量センサ１１に載せる時は、袋加圧ポンプ１４５を作動して、空気袋１４４を膨らませ、バネ１４２の付勢力に抗して分銅ホルダー１４１を押し下げ、内蔵分銅１３を荷重受け部１４３に負荷し、内蔵分銅１３の全荷重を重量センサ１１に伝達する。一方、分銅加除制御部１５３は、内蔵分銅１３を重量センサ１１から降ろす時は、袋用一方電磁弁１４６を大気に開放し、空気袋１４４を萎ませ、バネ１４２の付勢力によって分銅ホルダー１４１を押し上げ、内蔵分銅１３の荷重受け部１４３への負荷を解除する。

図４は扉開閉機構１２の構成例であり、同構成例のブロック図である。扉開閉機構１２は、左ドア３３と右ドア３４にそれぞれ設けられ、扉開閉制御部１５２により独立に制御される。以下、右ドア３４を用いて説明する。

右ドア３４に対し、扉開閉機構１２は、第１加圧ポンプ１２１Ａ、第２加圧ポンプ１２１Ｂ、第１圧力センサ１２２Ａ、第２圧力センサ１２２Ｂ、第１一方電磁弁１２３Ａ、第２一方電磁弁１２３Ｂ、およびエアシリンダ１２４を備える。第１加圧ポンプ１２１Ａおよび第２加圧ポンプ１２１Ｂはエアポンプである。第１一方電磁弁１２３Ａおよび第２一方電磁弁１２３Ｂは、弁の出口側は大気に開放されており、弁の開閉によりエアの流止を制御する。第１圧力センサ１２２Ａは第１加圧ポンプ１２１Ａから吐出されたエアの圧力を、第２圧力センサ１２２Ｂは、第２加圧ポンプ１２１Ｂから吐出されたエアの圧力を、それぞれ監視する。第１圧力センサ１２２Ａおよび第２圧力センサ１２２Ｂは、それぞれエアシリンダ１２４に接続され、エアシリンダ１２４内のエアの圧力を監視する。エアシリンダ１２４は、ピストンロッド１２５とともに右ドア３４の上端部に収容されている（図２）。その他の要素は、背面ケース３２に収容されている。そして、エアシリンダ１２４の後方には、右ドア３４を前進させるための第１加圧ポンプ１２１Ａが接続され、エアシリンダ１２４の前方には、右ドア３４を後進させるための第２加圧ポンプ１２１Ｂが接続されている。

扉開閉機構１２は、制御部１５の扉開閉制御部１５２により制御される。扉開閉制御部１５２は、右ドア３４を開ける時（ドアを後方へ移動する時）は、第１加圧ポンプ１２１Ａを作動せずに第１一方電磁弁１２３Ａを開け、第２一方電磁弁１２３Ｂを閉じて第２加圧ポンプ１２１Ｂを加圧し、第２加圧ポンプ１２１Ｂのエア圧力で右ドア３４を後進させる。一方、扉開閉制御部１５２は、右ドア３４を閉じる時（ドアを前方へ移動する時）は、第２加圧ポンプ１２１Ｂを作動せずに第２一方電磁弁１２３Ｂを開け、第１一方電磁弁１２３Ａを閉じて第１加圧ポンプ１２１Ａを加圧し、第１加圧ポンプ１２１Ａのエア圧力で右ドア３４を前進させる。扉開閉制御部１５２は、右ドア３４が開ききった時、閉じきった時は、それぞれ、圧力センサ１２２Ｂ，１２２Ａが圧力の急激な上昇を検知するので、加圧を停止し、弁を開きエアを大気に開放して、右ドア３４の移動を停止する。

分銅加除機構１４に関し、図３の構成は特許文献として開示した特許４８５１８８２号に詳細が記載されている。但し、分銅加除機構１４は、モータとカム機構によって、重量センサ１１に接続される荷重受け部に対して内蔵分銅１３を載せ降ろしする構成等であってもよい。扉開閉機構１２に関し、図４の構成は国際出願番号ＰＣＴ／ＪＰ２０２０／０１１７４８に詳細が記載されている。但し、扉開閉機構１２は、モータとラックピニオンまたは送りねじでドアを移動させる構成等であってもよい。

（計量性能確認フロー）
次に、上記の天びん１を使用した計量性能確認方法について説明する。図５は本発明の実施の形態に係る計量性能確認のフロー図である。

まずステップＳ１で、例えば、ユーザが操作部５から計量性能確認メニューを開き、開始を選択すると、これをトリガーとして、計量性能確認が開始される。或いは、計量の開始前に、例えばユーザが扉を開けようと扉開閉センサ５１を操作した時に、計量性能確認が自動で開始されるようにしてもよい。

ステップＳ２に移行すると、計量部１５１が機能して、取得時間経過後に、重量センサ１１に内蔵分銅１３も被計量物も負荷されていない状態での計量データ（以降、「ゼロ計量データ」と称する）を取得する。

次にステップＳ３に移行して、扉開閉制御部１５２が機能して、扉開閉機構１２を制御し、左右どちらか一方の扉（ユーザによって設定されるものとする。以下、右ドア３４で説明する）を開ける。この時、扉開閉制御部１５２は、右ドア３４を開ききる（図２の破線の位置）。右ドア３４を開けることにより、計量室の環境は、計量室外の環境の影響を受ける。

次にステップＳ４に移行して、分銅加除制御部１５３が機能して、分銅加除機構１４を制御し、内蔵分銅１３を荷重受け部１４３に載せる。

次にステップＳ５に移行して、扉開閉制御部１５２が扉開閉機構１２を制御して、右ドア３４を閉める（図２の実線の位置）。

次にステップＳ６に移行して、計量部１５１が、取得時間経過後に、内蔵分銅１３の計量データ（以降、「フル計量データ」と称する）を取得する。

次にステップＳ７に移行して、扉開閉制御部１５２が扉開閉機構１２を制御して、右ドア３４を開ける（開ききる）。右ドア３４を開けることにより、計量室の環境は、再び計量室外の環境の影響を受ける。

次にステップＳ８に移行して、分銅加除制御部１５３が分銅加除機構１４を制御して、内蔵分銅１３を荷重受け部１４３から降ろす。

次にステップＳ９に移行して、扉開閉制御部１５２が扉開閉機構１２を制御して、右ドア３４を閉める。

次にステップＳ１０に移行して、計量性能確認部１５４が機能して、内蔵分銅１３の測定回数をカウントアップする。

次にステップＳ１１に移行して、計量性能確認部１５４は、内蔵分銅１３の測定回数が予め設定された回数（ｎ回）に到達したか判定する。到達していない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ２に戻る。到達した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ１２に移行する。なお、ｎは５回～１０回が好適である。

ステップＳ１２に移行すると、計量性能確認部１５４は、各測定のスパン値（フル計量データとゼロ計量データの差）を算出する。

次にステップＳ１３に移行して、計量性能確認部１５４は、スパン値の標準偏差（繰り返し性）を算出する。ここで、本ステップＳ１３で得た標準偏差は、ステップＳ２～Ｓ９の通り、内蔵分銅１３の載せ降ろしの際に扉を開閉して測定した、実際に被計量物を計量する時に行う手順を経て得た標準偏差（繰り返し性）である。以降、本ステップＳ１３の標準偏差を、実使用標準偏差ＳＤreal （standard deviation of real）と称する。

次にステップＳ１４に移行して、計量性能確認部１５４は、実使用標準偏差ＳＤrealを使用して、天びん１の計量性能を確認する。計量性能の確認は、実使用標準偏差ＳＤrealを、天びん１のカタログで公称する繰り返し性（以降、スペック標準偏差ＳＤspecと称する）と比較して、実使用標準偏差ＳＤrealがスペック標準偏差ＳＤspecより大きいかを確認する。ＳＤrealがＳＤspecより大きい場合、実際の計量においても、カタログから期待される繰り返し性が出ない可能性がある。

次にステップＳ１５に移行して、計量性能確認部１５４は、ステップＳ１４の計量性能確認の結果を、表示部６に表示する。計量性能確認の結果として、表示部６には、少なくとも、実使用標準偏差ＳＤrealとスペック標準偏差ＳＤspecの数値が表示される。

また、実使用標準偏差ＳＤrealがスペック標準偏差ＳＤspecよりも大きい場合（請求項における「実使用標準偏差が基準よりも悪い場合」である）は、周囲環境判断部１５４は、数値とともに、扉開閉により天びん１の計量性能が下がっていることをユーザに通知するコメント、例えば「風による性能への影響が考えられます」などを表示するのが好ましい。但し、「実使用標準偏差が基準よりも悪い場合」を決定するための「基準」は、スペック標準偏差ＳＤspecだけでなく、平均偏差やドリフト量を採用してもよい。

（計量性能評価）
また、ステップＳ１４において、計量性能確認部１５４は、天びん１の計量性能の確認とともに、天びん１の固有の内部設計を考慮して評価閾値を設定し、計量性能の評価も行うのが好ましい。以下に、計量性能評価の具体例を示す。但し、以下は例であって、評価閾値の値や対応するランクは、天びん固有の内部設計（最小表示やひょう量だけではなく、例えば、天びんの重量センサの種類、本体ケースの内部構造や気密性等）を総合的に考慮して設計されるものとする。また、以下の例で、評価閾値の設定に用いられている表示カウント１ｄは、単位を１ｇ（グラム）からより小さい単位に変換するために用いたものであり、１ｇ（グラム）の単位のまま設定されてもよいし、また、その他の単位が用いられるのを拒むものではない。

－例１－
（１）例として、天びんの表示カウント１ｄを使用して評価閾値を設定する（天びんの表示カウントとは表示部に表示される計量値の最小桁のことであり、最小表示が１μｇの天びんでは１ｄ＝０．０００００１ｇ、最小表示が０．１ｍｇの天びんでは１ｄは０．０００１ｇである）。
（２）天びん１の固有の内部設計として、最小表示が１μｇであったとすると、さらに、天びん１のひょう量を考慮して、評価閾値を設定する。例えば、天びん１のひょう量が２０ｇであればランク「Ａ」の評価閾値を２ｄと設定し、天びん１のひょう量が５ｇであればランク「Ａ」の評価閾値はより厳しく１ｄに設定する。
（３）天びん１の評価閾値が下記のように設定された場合で、
評価Ａ：ＳＤreal－ＳＤspecが１ｄ以下
評価Ｂ：ＳＤreal－ＳＤspecが１ｄ超かつ３ｄ以下
評価Ｃ：ＳＤreal－ＳＤspecが３ｄ超
天びん１のスペック標準偏差ＳＤspec＝１．０μｇで、計量性能確認により実使用標準偏差ＳＤreal＝３．０μｇが得られた場合は、
３．０μｇ－１．０μｇ＝２．０μｇ＝２ｄ
が得られるため、「Ｂ」評価となる。

－例２－
スペック標準偏差ＳＤspecを天びん１の性能と仮定すると、扉の開閉を伴って得た実使用標準偏差ＳＤrealは、スペック標準偏差ＳＤspecと扉開閉の影響分の標準偏差ＳＤｏｃ（open-close）の合成と考えることができる。分散の加法性から、ＳＤrealの２乗は、ＳＤspecの２乗とＳＤｏｃの２乗の和として表すことができる。このため、扉開閉の影響分の標準偏差ＳＤｏｃは、数式１で求めることができる。

この扉開閉の影響分の標準偏差ＳＤｏｃに対して、天びん固有の内部設計を考慮して評価閾値を設定し、天びん１の計量性能を評価する。
（１）例として、天びんの表示カウント１ｄを使用して評価閾値を設定する。
（２）天びん１の固有の内部設計を考慮して、ランク「Ａ」の評価閾値をより厳しく０．５ｄに設定する。
（３）天びん１の評価閾値が下記のように設定された場合で、
評価Ａ：ＳＤｏｃが０．５ｄ以下
評価Ｂ：ＳＤｏｃが０．５ｄ超かつ１．０ｄ以下
評価Ｃ：ＳＤｏｃが１．０ｄ超
天びん１で、標準偏差ＳＤｏｃ＝１．９２μｇが得られた場合は、「Ｃ」評価となる。

ステップＳ１４で評価が行われた場合、ステップＳ１５で、計量性能確認部１５４は、実使用標準偏差ＳＤrealの数値と、評価レベルと、レベルに応じたコメントを、表示部６に表示する。一例として、表示部６には、Ａ評価の場合「性能に問題はありません」、Ｂ評価の場合「性能がやや悪化しています」、Ｃ評価の場合「性能が悪化しています」が表示される。図６は評価結果の表示例である。

なお、計量性能確認および評価の結果は、ＲＳ２３２Ｃケーブル，ＵＳＢ，またはＢＬＥ（ブルートゥースローエナジー。ブルートゥースは登録商標）等により、天びん１からプリンタやパーソナルコンピュータ等の外部装置に出力することも可能とする。図７はプリンタへの評価結果の出力例である。

（効果）
精度の高い電子天びんであるほど、さらに風防があるほど、風防の扉が開いた時に、計量室に流入する空気が計量に影響を与えることが知られている。このため、計量性能の確認として、風防を閉めた状態で測定された繰り返し性は、扉が開閉される計量時の繰り返し性とは異なる可能性が高い。実際に、計量前に繰り返し性を確かめたにも関わらず、天びんが保証している計量性能が出ないという報告が多々あった。

これに対し、本形態の天びん１およびその計量性能確認方法によれば、風防３を閉めた状態では無く、ユーザが実際に被計量物を計量する際に行う条件と同じ、すなわち、風防３の扉を開けて、内蔵分銅１３を載せ、扉を閉じ、計量データを測定し、扉を開け、内蔵分銅１３を降ろす、という条件で、繰り返し性（実使用標準偏差ＳＤreal）を測定する。このため、計量時の条件（実使用の条件）下で、どの程度の繰り返し性（計量性能）が出るのかが分かる。

実使用の条件での繰り返し性（実使用標準偏差ＳＤreal）が確認できれば、ユーザ自身がその場で計量続行の可否を判断することができる。さらに、計量性能が実使用標準偏差ＳＤrealの値に応じて評価という形で示されれば、ユーザはより分かりやすく計量続行の可否を判断することができる。

次に、実施の形態に係る天びん１の好適な変形例を示す。実施の形態と同一の構成については、同一の符号を用いて説明を割愛する。

（変形例１）
図８は本発明の実施の形態の変形例１に係る電子天びん１Ａ（以下、単に天びん１Ａと称する）の要素ブロック図である。天びん１Ａは、実施の形態の構成（図１）に、さらに、警告部９と、計量性能改善部１５５を備える。警告部９はブザーや点灯ランプ等である。計量性能改善部１５５は、制御部１５に電子回路により構成される。

天びん１Ａは、実施の形態と同様、計量性能確認フロー（図５）を行う。そして、実使用標準偏差ＳＤrealがスペック標準偏差ＳＤspecより大きかった場合（請求項における「実使用標準偏差が基準よりも悪い場合」である）、計量改善部１５５が機能して、計量性能確認後の計量において、次の変更を適用する。但し、「実使用標準偏差が基準よりも悪い場合」を決定するための「基準」は、スペック標準偏差ＳＤspecだけでなく、平均偏差やドリフト量を採用してもよい。

計量性能改善部１５５は、ユーザが計量を開始し、扉開閉センサ５１を介して扉（右ドア３４で説明する）を自動で開けた時、右ドア３４の開動作終了時からの経過時間を、タイマ８を使用して測定する。計量性能改善部１５５は、基本設定の開時間（「基本設定の開時間」は、予め制御部１５のメモリに記憶されている）を経過したことを検出すると、警告部８からブザー音または光を発して、扉を開けすぎていることをユーザに警告する。

実使用標準偏差ＳＤrealが基準よりも悪い場合、これは即ち、計量室の環境が計量室外から悪環境の影響を受けている状態にある。このため、扉を出来る限り開放しないようにして計量を行うことが、計量性能の改善につながる。変形例１では、ユーザが扉を開けている時間が長いと判断した時、警告を出し、できるだけ早く扉を閉めるよう促すことで、計量性能の改善に努める。

（変形例２）
図９は本発明の実施の形態の変形例２に係る電子天びん１Ｂ（以下、単に天びん１Ｂと称する）の要素ブロック図である。天びん１Ｂは、実施の形態の構成（図１）に、さらに、計量性能改善部１５５を備える。

天びん１Ｂは、実施の形態と同様、計量性能確認フロー（図５）を行う。そして、実使用標準偏差ＳＤrealがスペック標準偏差ＳＤspecより大きかった場合（請求項における「実使用標準偏差が基準よりも悪い場合」である）、計量改善部１５５が機能して、計量性能確認後の計量において、次の変更を適用する。

計量性能改善部１５５は、ユーザが計量を開始し、扉開閉センサ５１を介して扉（右ドア３４で説明する）を自動で開けた時、右ドア３４を開ききることをせず、開口幅の大きさが、基本設定の開口幅（扉が全開の状態の開口幅。図２の一点鎖線で示す符号ＤＢ）よりも小さくなるよう制御する。具体的に、計量性能改善部１５５は、図４の扉開閉機構１２に対し、右ドア３４を開ける時の第２加圧ポンプ１２１Ｂへのポンプ駆動時間Ａを短くすることで、右ドア３４の開口幅を小さくする。または、風防３の背面ケース３２に複数の反射フォトセンサを設け、計量性能改善部１５５は、右ドア３４の通過の有無を検出することで、開口幅を制御してもよい。

実使用標準偏差ＳＤrealが基準よりも悪い場合、これは即ち、計量室の環境が計量室外から悪環境の影響を受けている状態にある。このため、扉を出来る限り開放しないようにして計量を行うことが、計量性能の改善につながる。変形例２では、扉の開口幅を狭め、計量室外から計量室内への空気の流入をできるだけ阻止することで、計量性能の改善に努める。

（変形例３）
図１０は本発明の実施の形態の変形例３に係る電子天びん１Ｃ（以下、単に天びん１Ｃと称する）の要素ブロック図である。天びん１Ｃは、実施の形態の構成（図１）に、さらに、計量性能改善部１５５を備える。

天びん１Ｃは、実施の形態と同様、計量性能確認フロー（図５）を行う。そして、実使用標準偏差ＳＤrealがスペック標準偏差ＳＤspecより大きかった場合（請求項における「実使用標準偏差が基準よりも悪い場合」である）、計量改善部１５５が機能して、計量性能確認後の計量において、次の変更を適用する。

計量性能改善部１５５は、ユーザが計量を開始し、被計量物を計量皿２に載せるために扉開閉センサ５１を介して扉（右ドア３４で説明する）を自動で開けた時、右ドア３４の扉開速度を、基本設定の開閉速度（「基本設定の開閉速度」は、予め制御部１５のメモリに記憶されている）よりも速くする。具体的に、計量性能改善部１５５は、図４の扉開閉機構１２に対し右ドア３４を開ける時の第２加圧ポンプ１２１Ｂへのポンプ駆動信号のドューティー比ｔ／Ｔ（Ｔは制御周期、ｔは駆動時間である）を基本設定よりも大きくすることで、右ドア３４の扉開速度を速くする。同様に、ユーザが被計量物を計量皿２に載せ終わり、扉開閉センサ５１を介して右ドア３４を自動で閉めた時、右ドア３４の扉閉速度を、基本設定の開閉速度よりも速くする。

実使用標準偏差ＳＤrealが基準よりも悪い場合、これは即ち、計量室の環境が計量室外から悪環境の影響を受けている状態にある。このため、扉を出来る限り開放しないようにして計量を行うことが、計量性能の改善につながる。変形例３では、扉の開閉速度を速め、計量室外から計量室内への空気の流入をできるだけ阻止することで、計量性能の改善に努める。

（変形例４）
図１１は本発明の実施の形態の変形例４に係る電子天びん１Ｄ（以下、単に天びん１Ｄと称する）の要素ブロック図である。天びん１Ｄは、実施の形態の構成（図１）に、さらに、計量性能改善部１５５を備える。

天びん１Ｄは、実施の形態と同様、計量性能確認フロー（図５）を行う。そして、実使用標準偏差ＳＤrealがスペック標準偏差ＳＤspecより大きかった場合（請求項における「実使用標準偏差が基準よりも悪い場合」である）、計量改善部１５５が機能して、計量性能確認後の計量において、次の変更を適用する。

計量性能改善部１５５は、ユーザが計量を開始し、被計量物を計量皿２に載せた時、被計量物の信号が安定するのを待つ「取得時間」を、基本設定（予め設定され制御部１５のメモリに記憶されている）の取得時間よりも長くして、計量データを取る。

実使用標準偏差ＳＤrealが基準よりも悪い場合、これは即ち、計量室の環境が計量室外から悪環境の影響を受けている状態にある。このため、基本設定の取得時間内では信号がバラつき、誤差に繋がる信号が多く含まれる可能性がある。変形例４では、計量データの取得時間を長くし、計量室外からの影響を時間的に緩和させた上で、計量値を算出することで、計量性能の改善に努める。

（変形例５）
本発明の実施の形態の変形例５に係る電子天びん１Ｅ（以下、単に天びん１Ｅと称する）の計量性能改善部１５５は、変形例１～４に記載した計量性能改善の制御を、少なくとも二つ以上組み合わせて備える。例として、天びん１Ｅは、変形例１～４に記載した計量性能改善の制御を全て行うことができるものとする。図１２は、この場合における、天びん１Ｅの要素ブロック図である。

天びん１Ｅの計量性能確認部１５４は、天びん１Ｅのひょう量または最小表示の表示カウントを基にして、計量性能を評価し、ランク付けする。実施の形態の説明で記載した例に従って、計量性能確認部１５４は、評価をＡ，Ｂ，Ｃでランク付けする（この順にランクが下がる）。

計量性能改善部１５５は、ランクを参照し、ランクが下がるほど、変形例１～４に記載した計量性能改善のための制御を組み合わせる。例えば、Ａ評価（性能に問題が無い）の場合は、変形例１の制御（扉を開けすぎていることをユーザに警告する）を行い、Ｂ評価（性能がやや悪化している）の場合は、変形例１に加えて変形例２の制御（扉の開口幅を狭める）を行い、Ｃ評価（性能が悪化している）の場合は、変形例１と変形例２に加えて変形例３（扉の開閉速度を速める）と変形例４（取得時間を長くする）の制御を行う。

変形例５では、実使用標準偏差ＳＤrealがスペック標準偏差ＳＤspecより大きくなるほど、計量性能の改善のための制御を増やすことで、計量性能の改善に努める。

以上、本発明の好ましい実施の形態および変形を述べたが、各形態および各変形を当業者の知識に基づいて組み合わせることは可能であり、そのような形態は本発明の範囲に含まれる。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ 電子天びん
２ 計量皿
３ 風防
３３ 左ドア（扉）
３４ 右ドア（扉）
４ 天びん本体
５ 操作部
６ 表示部
８ タイマ
９ 警告部
１１ 重量センサ
１２ 扉開閉機構
１３ 内蔵分銅
１４ 分銅加除機構
１５ 制御部
１５１ 計量部
１５２ 扉開閉制御部
１５３ 分銅加除制御部
１５４ 計量性能確認部
１５５ 計量性能改善部

Claims (9)

1. 被計量物を載置する計量皿と、
   前記計量皿を囲う風防と、
   前記風防の扉を自動で開閉する扉開閉機構と、
   前記計量皿が受けた荷重が伝達される重量センサと、
   前記重量センサに載せ降ろしされる内蔵分銅と、
   前記内蔵分銅の分銅加除機構と、
   前記扉開閉機構および前記分銅加除機構を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記扉開閉機構によって前記扉を開け、前記分銅加除機構によって前記内蔵分銅を載せ、前記扉開閉機構によって前記扉を閉め、前記内蔵分銅の計量データを取得し、前記扉開閉機構によって前記扉を開け、前記分銅加除機構によって前記内蔵分銅を降ろし、前記扉開閉機構によって前記扉を閉める、の一連の開閉動作を伴って、
   前記内蔵分銅の標準偏差を実使用標準偏差として測定する
   ことを特徴とする電子天びん。
   
2. 前記制御部は、前記実使用標準偏差が基準よりも悪い場合、前記扉の開閉により前記天びんの計量性能が下がっていることをユーザに通知する
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子天びん。
   
3. 前記制御部は、前記実使用標準偏差とスペック標準偏差との差分の値、または前記実使用標準偏差の２乗と前記スペック標準偏差の２乗の差の平方根の値を、前記電子天びんの内部設計を考慮して設定された評価閾値に応じてランク付けし、前記天びんの計量性能を評価する
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子天びん。
   
4. 前記制御部は、前記実使用標準偏差が基準よりも悪い場合、前記被計量物を計量する時の、前記扉が開いている開時間を測定し、基本設定の開時間を経過すると警告を出すことを特徴とする請求項１に記載の電子天びん。
   
5. 前記制御部は、前記実使用標準偏差が基準よりも悪い場合、前記扉開閉機構を制御して、前記被計量物を計量する時の前記扉の開口幅の大きさを、基本設定の開口幅よりも小さくすることを特徴とする請求項１に記載の電子天びん。
   
6. 前記制御部は、前記実使用標準偏差が基準よりも悪い場合、前記扉開閉機構を制御して、前記被計量物を計量する時の前記扉を開け閉めする速度を、基本設定の開閉速度よりも速くすることを特徴とする請求項１に記載の電子天びん。
   
7. 前記制御部は、前記実使用標準偏差が基準よりも悪い場合、前記扉開閉機構を制御して、前記被計量物を計量する時の前記被計量物の計量データの取得時間を基本設定の取得時間よりも長くすることを特徴とする請求項１に記載の電子天びん。
   
8. 前記制御部は、前記実使用標準偏差をランク付けし、ランクが下がるほど、請求項４、５、６、または７に記載の制御を組み合わせて行うことを特徴とする電子天びん。
   
9. 被計量物を載置する計量皿と、前記計量皿を囲う風防と、前記風防の扉を自動で開閉する扉開閉機構と、前記計量皿が受けた荷重が伝達される重量センサと、前記重量センサに載せ降ろしされる内蔵分銅と、前記内蔵分銅の分銅加除機構と、前記扉開閉機構および前記分銅加除機構を制御する制御部とを備えた、電子天びんの計量性能確認方法であって、
   前記扉開閉機構によって前記風防の前記扉を開くステップと、
   前記分銅加除機構によって前記内蔵分銅を載せるステップと、
   前記扉開閉機構によって前記風防の前記扉を閉じるステップと、
   前記内蔵分銅の計量データを取得するステップと、
   前記扉開閉機構によって前記風防の前記扉を開くステップと、
   前記分銅加除機構によって前記内蔵分銅を降ろすステップと、
   前記扉開閉機構によって前記風防の前記扉を閉じるステップと、
   をこの順に繰り返し、
   前記内蔵分銅の標準偏差を実使用標準偏差として測定するステップと、
   を有することを特徴とする、電子天びんの計量性能確認方法。

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