(57)【要約】【課題】充填量の頻度分布の形状によらず一定量の物質からより多くの製品を出荷でき、かつ、複数の入れ物に設定重量以上の物質を充填する際の煩雑な作業をより少なくすることのできる、充填量制御装置および充填量制御方法を提供する。【解決手段】ホッパー１１０の末端には、充填機１１１が設置されている。充填機１１１は、設定重量に到達するまで製品袋９０にホッパー１１０内の粉末状の製品を充填する。充填機１１１における充填が完了すると、製品袋９０は、ベルトコンベア１６０へ送られ、重量計測装置１６０で、重量を計測される。出荷処理部３００は、前日のすべての製品袋９０の重量の計測結果に基づいて、設定重量の補正値を算出する。【選択図】図１
2008120432.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物質を充填された入れ物の重量が規定重量になるまで前記物質の前記入れ物への充填機による充填動作を継続する充填装置に対する充填量制御装置であって、
前記規定重量を読込む読込み手段と、
充填機によって前記物質を充填された前記入れ物の重量を計測する計測手段と、
前記計測手段によって計測された前記入れ物の重量と前記規定重量に応じて、充填機の設定重量に対する補正値を算出する算出手段とを含む充填量制御装置。
【請求項２】
前記計測手段は、複数の前記入れ物の重量を計測し、
前記算出手段は、前記規定重量と、前記計測手段で計測された複数の前記入れ物の重量の小さい方から特定の個数番目の重量値との差に基づいて、前記補正値を算出する、請求項１に記載の充填量制御装置。
【請求項３】
前記計測手段は、複数の前記入れ物の重量を計測し、
前記算出手段は、前記規定重量と、前記計測手段で計測された複数の前記入れ物の重量に対して複数の階級を定義して作成されたヒストグラムにおいて少ない重量に対応する階級側から度数を足し合わせたときに度数の和が特定の数以下であって最大の数となる階級の代表値との差に基づいて、前記補正値を算出する、請求項１に記載の充填量制御装置。
【請求項４】
前記算出手段は、さらに、前記計測手段についての、前記差を算出するのに用いた前記複数の入れ物の重量を計測した一定期間の複数個の傾向を示す値に基づいて、前記補正値を算出する、請求項２または請求項３に記載の充填量制御装置。
【請求項５】
物質を充填された入れ物の重量が規定重量になるまで前記物質の前記入れ物への充填動作を継続する充填装置における充填機の設定重量を制御する充填量制御方法であって、
前記規定重量を読込むステップと、
充填機によって前記物質を充填された前記入れ物の重量を計測するステップと、
前記計測された前記入れ物の重量と前記規定重量に応じて、充填機の設定重量に対する補正値を算出するステップとを含む充填量制御方法。
【請求項６】
前記入れ物の重量を計測するステップは、複数の前記入れ物の重量を計測し、
前記補正値を算出するステップは、前記規定重量と、前記計測された複数の前記入れ物の重量の小さい方から特定の個数番目の重量値との差に基づいて、前記補正値を算出する、請求項５に記載の充填量制御方法。
【請求項７】
前記入れ物の重量を計測するステップは、複数の前記入れ物の重量を計測し、
前記補正値を算出するステップは、前記計測された複数の前記入れ物の重量に対して複数の階級を定義して作成されたヒストグラムを作成し、そして、前記規定重量と、前記ヒストグラムにおいて少ない重量に対応する階級側から度数を足し合わせたときに度数の和が特定の数以下であって最大の数となる階級の代表値との差に基づいて、前記補正値を算出する、請求項５に記載の充填量制御方法。
【請求項８】
前記補正値を算出するステップは、さらに、前記入れ物の重量を計測するステップにおいて利用される装置についての、前記差を算出するのに用いた前記複数の入れ物の重量を計測した一定期間の複数個の傾向を示す値に基づいて、前記補正値を算出する、請求項６または請求項７に記載の充填量制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の入れ物への物質の充填に関し、特に、物質の充填量を制御する装置である充填量制御装置および充填量制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、粉体の袋詰など、複数の入れ物への予め定められた重量の物質の充填について、種々の技術が開示されている。
【０００３】
たとえば、特許文献１では、ホッパー内の粉体を定量ポケットを介して袋詰する粉体定量供給装置において、定量ポケットを複数設け、ホッパー内の粉体を当該複数の定量ポケットに交互に供給することにより、袋への粉体の供給を高速化する技術が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、フレキシブルコンテナバックに粉体を充填する粉体充填装置において、粉体が所定量充填されると、フレキシブルコンテナバックに対してその一部を吊上げて偏心吊上げ力を作用させることにより、フレキシブルコンテナバックに高密度に粉体を充填させる技術が開示されている。
【０００５】
また、特許文献３には、粉体の嵩比重を大きくした後に小袋等に粉体を充填包装する粉体充填装置において、粉体の充填運転の開始と同時に脱気を開始し、全充填時間の３０〜７０％（好ましくは、４０〜６０％）の時間で脱気を停止させることで高速に正確な重量を充填する技術が開示されている。
【特許文献１】特開平１０−１１９９０３号公報
【特許文献２】特開２０００−３１８７０２号公報
【特許文献３】特開平８−２３１０５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
入れ物に充填する物質の重量に関しては、上記したように、特許文献３において検討がなされている。ただし、特許文献３では、充填量の制御は、粉体をホッパーから包装容器へ搬送するスクリューコンベアの回転速度と駆動時間を制御することによって行なわれている。なお、このようなシステムでは、ホッパー内の粉体の状態や貯留量、および、ホッパーにかかる粉体圧を一定にするために粉面制御が必要となり、システムの制御が煩雑であるという課題があった。
【０００７】
また、従来の他のシステムでは、粉体を充填する袋に記載された重量（記載重量）以上の粉体を確実に袋に充填させるために、充填の際に、粉体の充填量が設定重量以上となるまで、充填量（または、物質を充填されている袋の重量）を計測しながら、粉体の充填を複数回に分けて行なわれるものもあった。このようなシステムでは、充填が完了すると、再度各製品は、その重量が別途計測され、設定重量以上の重量となっていることを検査した上で出荷されていた。なお、再度重量を計測されたときに、製品袋の重量が記載重量未満である場合には、当該製品袋は製品ラインから外されて粉体を追加された後、出荷されていた。
【０００８】
このようなシステムでは、規定重量未満の製品について、開封して物質の再充填を行なうことは煩雑であるため、できる限り回避することが望まれる。
【０００９】
なお、物質の再充填を回避するためには、個々の入れ物への物質の充填の重量についての設定重量を大きい値に設定すればよいと考えられる。
【００１０】
しかしながら、単に個々の入れ物への充填重量を増加させたのでは、一定の重量の物質から得られる製品の数が少なくなるという問題が生じ、特に、充填重量が大幅に記載重量を上回った場合には、運搬過程で、積載量超過や入れ物の破損の可能性を考慮する必要が出てくるという問題が生じる。
【００１１】
本発明は係る実情に鑑み考え出されたものであり、その目的は、一定量の物質からより多くの製品を出荷でき、かつ、複数の入れ物に設定重量以上の物質を充填する際の煩雑な作業をより少なくすることのできる、充填量制御装置および充填量制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に従った充填量制御装置は、物質を充填された入れ物の重量が規定重量になるまで前記物質の前記入れ物への充填機による充填動作を継続する充填装置に対する充填量制御装置であって、前記規定重量を読込む読込み手段と、充填機によって前記物質を充填された前記入れ物の重量を計測する計測手段と、前記計測手段によって計測された前記入れ物の重量と前記規定重量に応じて、充填機の設定重量に対する補正値を算出する算出手段とを含むことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に従った充填量制御装置では、前記計測手段は、複数の前記入れ物の重量を計測し、前記算出手段は、前記規定重量と、前記計測手段で計測された複数の前記入れ物の重量の小さい方から特定の個数番目の重量値との差に基づいて、前記補正値を算出することが好ましい。
【００１４】
また、本発明に従った充填量制御装置では、前記計測手段は、複数の前記入れ物の重量を計測し、前記算出手段は、前記規定重量と、前記計測手段で計測された複数の前記入れ物の重量に対して複数の階級を定義して作成されたヒストグラムにおいて少ない重量に対応する階級側から度数を足し合わせたときに度数の和が特定の数以下であって最大の数となる階級の代表値との差に基づいて、前記補正値を算出することが好ましい。
【００１５】
また、本発明に従った充填量制御装置では、前記算出手段は、さらに、前記計測手段についての、前記差を算出するのに用いた前記複数の入れ物の重量を計測した一定期間の複数個の傾向を示す値に基づいて、前記補正値を算出することが好ましい。
【００１６】
本発明に従った充填量制御方法は、物質を充填された入れ物の重量が規定重量になるまで前記物質の前記入れ物への充填動作を継続する充填装置における充填機の設定重量を制御する充填量制御方法であって、前記規定重量を読込むステップと、充填機によって前記物質を充填された前記入れ物の重量を計測するステップと、前記計測された前記入れ物の重量と前記規定重量に応じて、充填機の設定重量に対する補正値を算出するステップとを含むことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に従った充填量制御方法では、前記入れ物の重量を計測するステップは、複数の前記入れ物の重量を計測し、前記補正値を算出するステップは、前記規定重量と、前記計測された複数の前記入れ物の重量の小さい方から特定の個数番目の重量値との差に基づいて、前記補正値を算出することが好ましい。
【００１８】
また、本発明に従った充填量制御方法では、前記入れ物の重量を計測するステップは、複数の前記入れ物の重量を計測し、前記補正値を算出するステップは、前記計測された複数の前記入れ物の重量に対して複数の階級を定義して作成されたヒストグラムを作成し、そして、前記規定重量と、前記ヒストグラムにおいて少ない重量に対応する階級側から度数を足し合わせたときに度数の和が特定の数以下であって最大の数となる階級の代表値との差に基づいて、前記補正値を算出することが好ましい。
【００１９】
また、本発明に従った充填量制御方法では、前記補正値を算出するステップは、さらに、前記入れ物の重量を計測するステップにおいて利用される装置についての、前記差を算出するのに用いた前記複数の入れ物の重量を計測した一定期間の複数個の傾向を示す値に基づいて、前記補正値を算出することが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、物質を入れ物に充填する際に利用される設定重量の値が、実際に当該設定重量の値を用いられて上記の物質を充填された入れ物の重量の計測結果に基づいて補正される。
【００２１】
これにより、充填動作に関与する装置の性能のばらつきや物質の形状のばらつきや湿度の変化などによって入れ物に充填される物質の重量にばらつきが生じる場合であっても、上記の設定重量の値が、個々の充填装置の状態に応じて補正される。
【００２２】
したがって、本発明によれば、設定重量の値を充填装置の状態に応じた値とすることができ、このため、一定量の物質からより多くの入れ物に所望の量以上の物質を充填することができ、かつ、充填量が所望の量、すなわち規定重量未満となった入れ物に物質を充填し直す作業の量を削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の充填量制御装置の一実施形態を含む粉体充填システムの構成を模式的に示す図である。図１を参照して、粉体充填システム１は、主に包装ライン１００、充填量制御部２００、および、出荷処理部３００を含む。なお、本明細書では、充填される物質の一例としてアミノ酸等の粉末状の製品を示すが、本発明に従った充填量制御装置において充填の対象とされる物質の種類はこれに限定されず、また、充填される物質の形態も粉体に限定されず、液体や流動体であってもよい。
【００２４】
包装ライン１００では、遠心分離されたウエットケーキ状の製品が、ホッパー１０１に導入される。そして、ホッパー１０１内のウエットケーキは、乾燥機１０２に導入される。乾燥機１０２内には、配管１０２Ａが設置されている。配管１０２Ａにスチームが供給されることにより、乾燥機１０２内で製品を粉末状になるまで乾燥させることができる。
【００２５】
乾燥機１０２で粉末状とされた製品は、冷却機１０３に導入される。冷却機１０３は、外部から空気を導入されることにより、導入された粉末を振動させながら冷却する。製品は、冷却機１０３で冷却された後、ふるい１０４へ導入される。
【００２６】
ふるい１０４では、製品は、ふるいにかけられることにより、均質な粒径の粉末にされる。ふるい１０４でふるいにかけられた後、製品は、スクリューコンベア１０，２０，３０，４０を介して、ホッパー１１０，１２０，１３０，１４０にそれぞれ導入される。
【００２７】
ホッパー１１０，１２０，１３０，１４０の末端には、それぞれ、充填機１１１，１２１，１３１，１４１が設置されている。充填機１１１，１２１，１３１，１４１は、製品袋９０が装着されることにより、後述する設定重量に到達するまで製品袋９０に粉末状の製品を充填させる。
【００２８】
製品を充填された製品袋は、コンベア１６０上に排出される。ベルトコンベア１６０は、駆動ローラ１６１と対向ローラ１６２が取付けられている。
【００２９】
ベルトコンベア１６０の下流側には、各製品袋９０の重量を計測する重量計測装置１５０が設置されている。重量計測装置１５０によって後述する規定重量以上の重量を有する製品袋９０は、クレーン１７０によって、パレット９００上に積まれて、出荷される。
【００３０】
充填量制御部２００は、主に、充填機１１１，１２１，１３１，１４１における製品の充填量を制御する。具体的には、充填量制御部２００は、充填機１１１，１２１，１３１，１４１に、製品袋９０の重量が後述する設定重量になるまで製品袋９０への製品の充填動作を継続させる。
【００３１】
出荷処理部３００は、重量計測装置１５０における製品袋９０の重量の計測結果に基づいて、充填量制御部２００において充填の制御に利用される設定重量に対する補正値を算出し出力する。
【００３２】
図２は、ホッパー１１０および充填機１１１、ならびに、その周辺の構成要素を模式的に示す図である。また、図３は、図２に示された充填機１１１の拡大図である。なお、図３は、充填機１１１の内部構造を示すため、その外郭が一部破断されて記載されている。
【００３３】
まず、図２を参照して、ホッパー１１０の内部には、仕切り弁１１０Ａが設置されている。これにより、仕切り弁１１０Ａを開いて製品をホッパー１１０の下部に導入し、仕切り弁１１０Ａを閉じて管１１３から加圧エアーを吹き込んで製品を製品袋９０に吐出すると共に、管１１２からエアーが適宜吸引される仕組みとなっている。
【００３４】
次に、主に図３を参照して、充填機１１１内では、製品を導入される管１１１Ａが、３つの経路に分岐している。分岐した各経路の末端は、ギロチンラバー１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃにそれぞれ接続されている。ギロチンラバー１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの出口は管１１１Ｂに接続され、分岐した３つの経路が１つに合流されている。管１１１Ｂの末端には吐出口１１１Ｃが設けられ、製品を製品袋９０に対して吐出する。つまり、充填機１１１内では、製品の経路は、一旦３つに分岐した後、再度合流して、吐出口１１１Ｃへと接続されている。
【００３５】
図２および図３を参照して、充填機１１１の近傍には、製品を充填される製品袋９０の重量を計測する重量計測装置２２１が設置され、製品袋９０を吊り下げた状態で製品の充填量が計測されている。重量計測装置２２１による計測結果は、主制御部２１０に導入される。主制御部２１０は、導入された計測結果に基づいて、ギロチンラバー駆動部２３０を制御する。ギロチンラバー駆動部２３０は、主に図３に示されるように、ギロチンラバー１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃによる経路の開閉を制御する。ギロチンラバー駆動部２３０によるギロチンラバー１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの開閉の制御の内容については後述する。
【００３６】
なお、充填機１１１では、３つに分岐された経路の中で、ギロチンラバー１１Ａによって接続される経路は、ギロチンラバー１１Ｂ，１１Ｃによって接続される経路よりも断面積が広く構成されている。
【００３７】
以上図３を参照して、充填機１１１の内部構造について説明したが、充填機１２１，１３１，１４１についても、充填機１１１と同様に、その内部では製品の経路が３つに分岐し、３つの経路のそれぞれはギロチンラバーによって開閉される。
【００３８】
図４は、充填量制御部２００および出荷処理部３００の制御ブロック図である。
図４を参照して、充填量制御部２００は、主制御部２１０、重量計測部２２０、および、ギロチンラバー駆動部２３０を含む。重量計測部２２０は、充填機１１１，１２１，１３１，１４１のそれぞれについて、製品を充填する製品袋９０の重量を当該製品袋９０を吊り下げた状態で計測しながら、主制御部２１０は、重量計測部２２０から入力された計測結果に基づいて、充填機１１１，１２１，１３１，１４１のそれぞれについて、ギロチンラバー駆動部２３０を適宜動作させることにより、ギロチンラバー１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの開閉を制御する。
【００３９】
出荷処理部３００は、主制御部３１０、重量計測部３２０、搬送制御部３３０、および、積込み制御部３４０を含む。重量計測部３２０は、重量計測装置１５０を含み、ベルトコンベア１６０上の各製品袋９０の重量を一時静置して計測する。そして、重量計測部３２０は、各製品袋９０の重量の計測結果を、主制御部３１０へ送信する。主制御部３１０は、重量計測部３２０から送信されてきた計測結果に基づいて、搬送制御部３３０および積込み制御部３４０を制御する。搬送制御部３３０は、充填機１１１，１２１，１３１，１４１で製品を充填された後の製品袋９０の搬送経路を制御する。具体的には、製品袋９０の重量が規定重量以上である場合には、当該製品袋９０をクレーン１７０に向けて搬送し、また、製品袋９０の重量が規定重量未満である場合には、製品袋９０に製品を再充填するための作業が行なわれる場所へ搬送する。積込み制御部３４０は、クレーン１７０の動作を制御する。具体的には、搬送制御部３３０によって、重量計測装置１５０による重量の計測後の製品袋９０であってクレーン１７０に向けて搬送された製品袋９０を、クレーン１７０にパレット９００上に積込ませる。
【００４０】
ここで、充填機１１１（，１２１，１３１，１４１）における製品袋９０への充填のために実行される処理について、当該処理のフローチャートである図５を参照しつつ説明する。なお、本実施の形態の粉体充填システムでは、１日を単位として作業工程が実行される。そこで、ここでは１日に実行される処理の内容が説明される。また、図５に示されるフローチャートは、充填量制御部２００において実行される処理である。
【００４１】
図５を参照して、まずステップＳＡ１０では、主制御部２１０が、出荷処理部３００から設定重量に関する補正値を受信したか否かを判断し、受信したと判断すると、ステップＳＡ４０へ処理を進める。なお、設定重量とは、後述するステップＳＡ７０において１つの製品袋９０への製品の充填を完了させるか否かを判断する際に利用される値である。
【００４２】
ステップＳＡ２０では、主制御部２１０は、受信した補正値を利用して設定重量を補正し、設定重量を補正後の値に更新し、ステップＳＡ３０へ処理を進める。なお、設定重量の補正とは、それまでの設定重量に受信した補正値を足し合わせることによって行なわれる。なお、補正値は、正の数の場合もあれば、負の数の場合もある。補正値が負の数の場合、設定重量は、補正によりその値が低下する。
【００４３】
ステップＳＡ３０では、主制御部２１０は、充填の開始を指示する操作がなされたか否かを判断し、なされたと判断すると、ステップＳＡ４０へ処理を進める。
【００４４】
ステップＳＡ４０では、主制御部２１０は、充填機１１１に空の製品袋９０を装着し、ステップＳＡ５０へ処理を進める。
【００４５】
ステップＳＡ５０では、主制御部２１０は、充填機１１１に、大口径噴射で製品を製品袋９０内に噴射させて、ステップＳＡ６０へ処理を進める。
【００４６】
本実施の形態では、充填機１１１から製品袋９０への製品の噴射について、「大口径噴射」と「小口径噴射」という文言が使用される。大口径噴射とは、ギロチンラバー１１Ａを開状態として製品を噴射することを言い、小口径噴射とは、ギロチンラバー１１Ｂまたはギロチンラバー１１Ｃのみを開状態として製品を噴射することをいう。上記したように、充填機１１１では、３つに分岐された製品の経路の中で、ギロチンラバー１１Ａで接続されている経路は、他の２つの経路（ギロチンラバー１１Ｂ，ギロチンラバー１１Ｃで接続された経路）よりも径が広く構成されている。これにより、ギロチンラバー１１Ａを開状態とする大口径噴射は、ギロチンラバー１１Ｂまたはギロチンラバー１１Ｃを開状態とする小口径噴射よりも、単位時間当たりに噴射される製品の量は多くなる。
【００４７】
ステップＳＡ６０では、主制御部２１０は、重量計測装置２２１において計測される製品袋９０の重量が上記した設定重量以上であるか否かを判断し、設定重量未満であると判断すると、ステップＳＡ１００へ処理を進める。ステップＳＡ１００では、主制御部２１０は、上記した小口径噴射によって製品袋９０へさらに製品を噴射させて、ステップＳＡ６０へ処理を戻す。一方、設定重量以上であると判断すると、主制御部２１０は、ステップＳＡ７０で、現在装着されている製品袋９０を密封し、ステップＳＡ８０へ処理を進める。ステップＳＡ８０では、主制御部２１０は、製品袋９０をベルトコンベア１６０に排出し、ステップＳＡ９０へ処理を進める。
【００４８】
ステップＳＡ９０では、主制御部２１０は、作業工程を終了させるための条件が成立したか否かを判断し、成立していないと判断するとステップＳＡ４０へ処理を戻し、成立したと判断すると制御処理を終了させる。なお、作業工程を終了させるための条件とは、特定の操作がなされたことであってもよいし、充填機１１１，１２１，１３１，１４１において所定個数の製品袋９０に対して製品の充填が完了したことであってもよいし、特定の時刻が到来したことであってもよい。
【００４９】
本実施の形態の粉体充填システムでは、出荷処理部３００は、充填機１１１，１２１，１３１，１４１によって製品を充填された製品袋９０の重量を管理するとともに、上記した設定重量に対する補正値を算出する。出荷処理部３００において実行されるこのような処理の内容を、当該処理のフローチャートである図６を参照しつつ以下に説明する。
【００５０】
図６を参照して、製品重量管理処理では、主制御部３１０は、まずステップＳＢ１０において、前述の製品重量管理処理において記憶された前日の製品袋９０の重量値に基づいてヒストグラムを作成する。図７に、ステップＳＢ１０で作成されるヒストグラムの一例を示す。また、図８に、作成されるヒストグラムの他の例を示す。
【００５１】
図７および図８を参照して、ヒストグラムでは、横軸に所定の幅を持たせた重量の階級が定義され、縦軸には、各階級に対応する製品袋９０の数（頻度）が定義されている。また、各ヒストグラムには、各階級の頻度の累積値が一点鎖線で示されている。各ヒストグラムでは、グラフの右端付近では累積値はたとえば１０００を越える値まで到達する。
【００５２】
各ヒストグラムにおいて、製品袋９０への充填量の頻度分布は、正規分布とはならず、右側（重量の重い方）に尾を引く分布となっている。このような傾向は、製品袋９０への製品の充填方法にあると考えられる。このことを、図９を参照して説明する。
【００５３】
図９では、大口径噴射のオン／オフ、小口径噴射のオン／オフ、および、これらから予想される製品袋への充填量の頻度分布が模式的に示されている。
【００５４】
図５を参照して説明したように、製品袋９０へ製品が充填される際には、まず一度大口径噴射が行なわれた後、製品袋９０の重量が設定重量以上となるまで小口径噴射が継続される。そして、図９では、一度目の噴射（大口径噴射）に基づく噴射確率も考慮した頻度分布がグラフＤ１で示され、２回目の噴射（小口径噴射）に基づく噴射確率も考慮した頻度分布がグラフＤ２で示され、３回目の噴射（小口径噴射）に基づく噴射確率も考慮した頻度分布がグラフＤ３で示され、そして、４回目の噴射（小口径噴射）に基づく噴射確率も考慮した頻度分布がグラフＤ４で示されている。そして、グラフＤ１に対して、グラフＤ２〜グラフＤ４のそれぞれを所定の割合で足し合わせることにより、破線で示されたグラフＤＸが求められる。つまり、本実施の形態において得られるヒストグラムは、グラフＤＸで示されるように、大口径噴射と小口径噴射とが組合されて製品の充填が行なわれることによって、右方に尾を引く分布となる。ここで、製品袋９０の重量は、充填機１１１に吊り下げられた不安定な状態で、かつ充填作業中に行なわれるため、静置後の重量は、充填機の特性や気象条件とも相まって規定重量以上でばらつく性質がある。
【００５５】
再度図６を参照して、ステップＳＢ１０でヒストグラムを作成した後、主制御部３１０は、ステップＳＢ２０で、ヒストグラムを利用して仕切り値を決定する。ここで、仕切り値の決定方法について、図１０を参照して説明する。
【００５６】
図１０を参照して、仕切り値を決定する際に、主制御部３１０は、ヒストグラムの最も低い重量に対応する階級から高い重量に対応する階級に向けて、頻度を足し合わせていく。そして、足し合わせた頻度が所定の値（たとえば「３０」）以下となる最大の階級を求める。図１０に示された例であれば、階級Ｘ１からＸ２，Ｘ３…と順に頻度を足し合わせる。なお、図１０に示された例では、階級Ｘ１の頻度が２、階級Ｘ２の頻度が５、階級Ｘ３の頻度が１３、そして、階級Ｘ４の頻度が２１であるとする。この例によれば、階級Ｘ１〜Ｘ３の頻度を足し合わせると２０となるが、階級Ｘ１〜Ｘ４の頻度を足し合わせると４１となる。そして、このような場合、主制御部３１０は、階級Ｘ３に含まれる最大重量（階級の代表値の一例）を仕切り値と決定する。
【００５７】
再度図６を参照して、ステップＳＢ２０で仕切り値を決定した後、主制御部３１０は、重量計測装置１５０に記憶されている規定重量を読出す。具体的には、重量計測装置１５０に対して、読出要求を送信し、規定重量の値の送信を待つ。
【００５８】
次に、主制御部３１０は、ステップＳＢ４０で、ステップＳＢ２０で決定した仕切り値とステップＳＢ３０で読出して規定重量から、補正値を算出する。具体的には、主制御部３１０は、次の式（１）に従って、補正値を算出する。
【００５９】
補正値＝（仕切り値−規定重量）×（σｙ／σａ）  …（１）
なお、式（１）において、σｙは、前述の製品重量管理処理において重量計測装置１５０で製品袋９０の重量の標準偏差であり、σａは、これまで製品重量管理処理が実行されてきた期間を通しての重量計測装置１５０で計測された製品袋９０の重量の平均的な標準偏差である。平均的なσａは、前日までの期間にわたって標準偏差の算術平均を取ったものでも良いし、加重平均あるいは指数平滑平均を取ったものでも良い。たとえば、指数平滑平均を用いたものでは、次の式（２）でσａが算出される。なお、式（２）中では、αは指数平滑係数（α＝０〜１）であり、ｔは時刻である。
【００６０】
σａ（ｔ）＝α×σａ（ｔ−１）＋（１−α）×σｙ（ｔ−１）  …（２）
したがって、本実施の形態では、式（１）中の「σｙ／σａ」は、１日のばらつきの変化で変動し得る仕切り値と規定値の差を、前日までの期間にわたる平均的な標準偏差σａで緩和することにより、精度良い補正値を得ることができるといった効果を奏する。
【００６１】
本実施の形態では、式（１）中の「σｙ／σａ」は、後述するヒストグラムの元となる重量が計測された日の充填機１１１，１１２，１１３，１１４で充填された製品重量の傾向を示す値であり、この値により、「計測手段についての、差を算出するのに用いた複数の入れ物の重量を計測した一定期間の複数個の傾向を示す値」が構成されている。
【００６２】
ステップＳＢ４０で補正値を算出した後、主制御部３１０は、ステップＳＢ５０で、算出した補正値を充填量制御部２００に対して送信する。ここで送信された補正値は、充填量制御部２００において、ステップＳＡ１０（図５参照）で受信される。ステップＳＢ５０で補正値を送信した後、主制御部３１０は、ステップＳＢ６０へ処理を進める。
【００６３】
ステップＳＢ６０では、主制御部３１０は、重量計測装置１５０に製品袋９０の重量を計測させるべきタイミングであるか否かを判断し、そのようなタイミングであると判断するとステップＳＢ７０へ処理を進める。なお、重量を計測させるべきタイミングであるか否かは、たとえば、重量計測装置１５０による重量の計測が可能な位置に製品袋９０が搬送されてきたことが光センサなどによって検出されたか否かによって判断される。
【００６４】
ステップＳＢ７０では、主制御部３１０は、重量計測装置１５０で計測した製品袋９０の重量が、規定重量以上であるか否かを判断する。ここで、規定重量とは、出荷される製品袋９０に対して最低限必要とされる重量であり、たとえば、製品袋９０に記載された製品の重量と、製品袋９０自体の重量と、湿度などの環境変化分を考慮した増し量とを足し合わせた重量である。具体的には、たとえば、乾燥した環境下で製品に含有される水分が蒸発した場合の製品の重量の現状を補うためのものである。
【００６５】
そして、ステップＳＢ７０において、計測された重量が規定重量以上であると判断すると主制御部３１０はステップＳＢ８０へ処理を進め、規定重量未満であると判断すると、ステップＳＢ１００へ処理を進める。
【００６６】
ステップＳＢ１００では、主制御部３１０は、製品袋が再充填の処理の行なわれる場所に搬送されるようにベルトコンベア１６０の経路を変更して、ステップＳＢ６０へ処理を戻す。これにより、規定重量に満たない製品袋９０は、たとえば作業員が手作業により、規定重量以上となるまで製品を再充填する。
【００６７】
一方、ステップＳＢ８０では、主制御部３１０は、計測した製品袋の重量を記憶して、ステップＳＢ９０へ処理を進める。ステップＳＢ９０では、主制御部３１０は、作業工程が終了するための条件が成立したか否かを判断し、まだ成立していないと判断するとステップＳＢ６０へ処理を戻し、成立したと判断すると製品重量管理処理を終了させる。
【００６８】
以上説明した製品重量管理処理によれば、ステップＳＢ８０およびステップＳＢ１００で、重量計測装置１５０で重量を計測された製品袋９０の重量の値１日分が記憶される。これにより、翌日製品重量管理処理が実行されたとき、ステップＳＢ１０において、これらの値が用いられて、ヒストグラムが作成される。
【００６９】
以上説明した製品重量管理処理において、仕切り値は、低い重量に対応する階級から頻度を足し合わせていった結果、頻度の和が所定の値以下となる最大の階級の代表値とされる。これにより、再充填を必要とされる製品袋の数を、当該所定の値以下となるように、設定重量を補正することができる。
【００７０】
なお、ステップＳＢ２０において、仕切り値を、前日の重量の計測結果の中から重量の軽い方から所定の値番目（所定の値が３０であれば、３０番目）の重量値としても、同様の結果が得られると考えられる。
【００７１】
また、以上説明した本実施の形態では、製品重量管理処理（図６参照）において出荷処理部３００で算出された補正値が、充填量制御部２００へ送信される。なお、充填量制御部２００への補正値の供給は、このような態様に限定されず、補正値を出荷処理部３００において表示等によって出力し、当該出力結果を見た作業員が、手動で、充填量制御部２００へ補正値を入力することにより、行なわれても良い。
【００７２】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の物質充填システムの一実施形態である粉体充填システムの構成を模式的に示す図である。
【図２】図１のホッパーおよび充填機ならびにこれらの周辺の機器を模式的に示す図である。
【図３】図２の充填機の内部構造を示す図である。
【図４】図１の充填量制御部および出荷処理部のブロック構成を示す図である。
【図５】図１の充填量制御部が実行する充填制御処理のフローチャートである。
【図６】図１の出荷処理部が実行する製品重量管理処理のフローチャートである。
【図７】図６の製品重量管理処理において作成されるヒストグラムの一例を示す図である。
【図８】図６の製品重量管理処理において作成されるヒストグラムの他の例を示す図である。
【図９】図７および図８のヒストグラムにおける充填量の分布を説明するための図である。
【図１０】図６の製品重量管理処理における仕切り値の決定方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００７４】
１  粉体充填システム、１０〜４０  スクリューコンベア、１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ  ギロチンラバー、９０  製品袋、１００  包装ライン、１０１  ホッパー、１０２  乾燥機、１０２Ａ  配管、１０３  冷却機、１０４  ふるい、１１０，１２０，１３０，１４０  ホッパー、１１１，１２１，１３１，１４１  充填機、１１１Ａ，１１１Ｂ  管、１１１Ｃ  吐出口、１５０，２２１  重量計測装置、１６０  ベルトコンベア、１６１  駆動ローラ、１６２  対向ローラ、１７０  クレーン、２００  充填量制御部、２１０，３１０  主制御部、２２０，３２０  重量計測部、２２２  製品袋装着状態検出部、２３０  ギロチンラバー駆動部、３００  出荷処理部、３３０  搬送制御部、３４０  積込み制御部、９００  パレット。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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