(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次充填部で規定の充填量に満たない量の充填液を容器内に充填し、計量部で前記一次充填部で液体が充填された容器の重量を計測し、補充充填部で前記一次充填部で充填された容器に規定の充填量まで充填液を補充する充填工程を有し、前記計量部で計量された充填量に基づいて、前記補充充填部で補充すべき充填量を求めるとともに、前記一次充填部の充填量を補正するようにした充填方法において、
前記一次充填部に、設定された時間に応じて容器に充填液を投入する小投充填工程および大投充填工程を設けるとともに前記補充充填部に小投充填工程を設け、前記一次充填部で小投充填を行ってから大投充填を行って規定充填量の大部分を充填し、前記計量部での計量後、前記補充充填部で残りの量を小投充填で補充するものであって、前記一次充填部における大投充填工程は小投充填工程よりも単位時間あたりの投入量および調節可能な最小流量が大きく、一次充填部における設定充填量と計量部で計量された充填量とを比較して、その誤差量が大投充填工程の調節可能な最小流量以上の場合は、小投充填工程および大投充填工程の設定時間を増減させて一次充填部における充填量を調節し、大投充填工程の調節可能な最小流量より小さい所定量以下であった場合には、前記小投充填工程の設定時間のみを増減させて一次充填部における充填量を調節することを特徴とする充填方法。
【請求項２】
規定の充填量に満たない量の充填液を容器内に充填する一次充填部と、この一次充填部で液体が充填された容器の重量を計測する計量部と、前記一次充填部で充填された容器に規定の充填量まで充填液を補充する補充充填部と、容器を搬送して前記一次充填部、計量部および補充充填部に順次位置させる搬送手段と、前記計量部で計量された充填量に基づいて、前記補充充填部で補充すべき充填量を設定するとともに、一次充填部の充填量を補正する制御装置とを備えた充填装置において、
前記一次充填部に、設定された時間に応じて容器に充填液を投入する複数の充填ノズルを設け、かつ、これら複数の充填ノズルを、少なくとも一つの小投用充填ノズルと、小投用充填ノズルよりも単位時間あたりの投入量および調節可能な最小流量の大きな少なくとも一つの大投用充填ノズルとから構成するとともに前記補充充填部に小投用充填ノズルを設け、前記一次充填部で小投充填を行ってから大投充填を行って規定充填量の大部分を充填し、前記計量部での計量後、前記補充充填部で残りの量を小投充填で補充するものであって、  前記制御装置は、補正すべき一次充填部の充填量が、大投用充填ノズルの調節可能な最小流量以上の場合は、小投用充填ノズルおよび大投用充填ノズルの設定時間を増減させて一次充填部における充填量を補正し、大投用充填ノズルの調節可能な最小流量より小さい所定量以下であった場合には、前記小投用充填ノズルの設定時間のみを増減させて一次充填部における充填量を補正することを特徴とする充填装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は容器内に液体を充填する充填方法および充填装置に係り、特に、複数の充填部において、複数回に分けて充填を行うとともに、その充填量をロードセルによって計測する充填方法および充填装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
１個の容器内に充填する規定量の充填液の全量を、複数の充填部にそれぞれ設けられた充填ノズルによって複数回に分けて投入し、最終的に充填された液量を一定にする充填装置は従来から知られている。また、特に正確な充填量を得るために、複数回の充填の途中で容器内への充填量を計測してこの計測重量に応じてフィードバック制御し、さらに、フィードフォワード制御を行うようにした充填装置もすでに知られている（特公昭６２−２５９７１号公報）。
【０００３】
前記公報に記載された従来の充填装置は、空の容器の重量を測定する風袋重量測定部、空の容器に製品重量の９０〜９５％を充填する粗充填機、この粗充填機による充填後の容器の重量を測定する粗充填重量測定部、粗充填機により充填された容器に不足重量分を充填する補正充填機、この補正充填機による充填後の容器の重量を測定する総重量測定部とを備えている。
【０００４】
そして、前記粗充填機において粗充填された容器を粗充填重量測定部で測定した後、制御装置によって、この測定値と設定値（設定された粗充填量）との比較を行い、この比較値に応じて粗充填機をフィードバック制御し、また、粗充填重量の測定値と目標となる充填量（最終充填量）との差を補正充填機により充填するフィードフォワード制御を行っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の充填装置のように単一の粗充填機で粗充填（一次充填）を行っている場合には、粗充填機において全重量の大部分（前記例では９０〜９５％）を充填するために、単位時間あたりの充填重量を大きくしなければ高能力を得ることができない。しかしながら、このように単位時間あたりの充填重量が大きい粗充填機では、フィードバック制御を行う際に充填量の微妙な調整を行うことはできず、正確な充填量の充填を行うことは困難であった。
【０００６】
請求項１に記載の発明は前記課題を解決するためになされたもので、単位時間あたりの投入量の大きい大投充填工程において全充填量の大部分を高速で充填することができ、しかも、単位時間あたりの投入量の少ない小投充填工程において前記充填量を微妙に調整することを可能にして正確な最終充填量を得ることができるようにした充填方法を提供することを目的とするものである。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明も同様に前記課題を解決するためになされたもので、単位時間あたりの投入量の大きい大投用充填ノズルによって全充填量の大部分を高速で充填することができ、しかも、単位時間あたりの投入量の少ない小投用充填ノズルによって前記充填量を微妙に調整することを可能にして正確な最終充填量を得ることができるようにした充填装置を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る充填方法は、一次充填部で規定の充填量に満たない量の充填液を容器内に充填し、計量部で前記一次充填部で液体が充填された容器の重量を計測し、補充充填部で前記一次充填部で充填された容器に規定の充填量まで充填液を補充する充填工程を有し、前記計量部で計量された充填量に基づいて、前記補充充填部で補充すべき充填量を求めるとともに、前記一次充填部の充填量を補正するようにした充填方法において、前記一次充填部に、設定された時間に応じて容器に充填液を投入する小投充填工程および大投充填工程を設けるとともに前記補充充填部に小投充填工程を設け、前記一次充填部で小投充填を行ってから大投充填を行って規定充填量の大部分を充填し、前記計量部での計量後、前記補充充填部で残りの量を小投充填で補充するものであって、前記一次充填部における大投充填工程は小投充填工程よりも単位時間あたりの投入量および調節可能な最小流量が大きく、一次充填部における設定充填量と計量部で計量された充填量とを比較して、その誤差量が大投充填工程の調節可能な最小流量以上の場合は、小投充填工程および大投充填工程の設定時間を増減させて一次充填部における充填量を調節し、大投充填工程の調節可能な最小流量より小さい所定量以下であった場合には、前記小投充填工程の設定時間のみを増減させて一次充填部における充填量を調節するようにしたものである。
【００１１】
また、第２の発明に係る充填装置は、規定の充填量に満たない量の充填液を容器内に充填する一次充填部と、この一次充填部で液体が充填された容器の重量を計測する計量部と、前記一次充填部で充填された容器に規定の充填量まで充填液を補充する補充充填部と、容器を搬送して前記一次充填部、計量部および補充充填部に順次位置させる搬送手段と、前記計量部で計量された充填量に基づいて、前記補充充填部で補充すべき充填量を設定するとともに、一次充填部の充填量を補正する制御装置とを備えた充填装置において、前記一次充填部に、設定された時間に応じて容器に充填液を投入する複数の充填ノズルを設け、かつ、これら複数の充填ノズルを、少なくとも一つの小投用充填ノズルと、小投用充填ノズルよりも単位時間あたりの投入量および調節可能な最小流量の大きな少なくとも一つの大投用充填ノズルとから構成するとともに前記補充充填部に小投用充填ノズルを設け、前記一次充填部で小投充填を行ってから大投充填を行って規定充填量の大部分を充填し、前記計量部での計量後、前記補充充填部で残りの量を小投充填で補充するものであって、  前記制御装置は、補正すべき一次充填部の充填量が、大投用充填ノズルの調節可能な最小流量以上の場合は、小投用充填ノズルおよび大投用充填ノズルの設定時間を増減させて一次充填部における充填量を補正し、大投用充填ノズルの調節可能な最小流量より小さい所定量以下であった場合には、前記小投用充填ノズルの設定時間のみを増減させて一次充填部における充填量を補正するようにしたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す実施の形態により本発明を説明する。図１は本発明の一実施の形態に係る充填装置の正面図、図２はその平面図である。この充填装置（全体として符号１で示す）は、容器２を受け入れる複数のポケット４ａが外周面に等角度間隔で形成されたスターホイール（搬送手段）４と、このスターホイール４の外周部に配置された二個所の充填部（上流側の一次充填部Ｂと下流側の補充充填部Ｄ）を備えている。前記スターホイール４は、図示しないサーボモータによって駆動されて、前記ポケット４ａ一つ分の角度ずつ間欠的に回転するようになっており、容器供給コンベヤ６によって搬送されてきた容器２が、スターホイール４の各ポケット４ａ内に一本ずつ引き渡されて保持され、ポケット４ａ一つ分の角度ずつ間欠的に回転搬送される間に、前記各充填部Ｂ，Ｄにおいて順次液体の充填が行われる。液体が充填された容器２は、容器排出コンベヤ８によってこの充填装置１から排出される。
【００１４】
前記スターホイール４の下方には固定プレート１０が配置され、また、スターホイール４の外周側には環状の搬送ガイド１２が配置されており、前記供給コンベヤ６からスターホイール４の各ポケット４ａに引き渡された容器２は、この固定プレート１０上に載り、外面側を搬送ガイド１２に支持されて回転搬送される。
【００１５】
前記一次充填部Ｂには、スターホイール４のポケット４ａの間隔と同一の間隔で４本の充填ノズル１４，１６，１８，２０が配置されており、スターホイール４の回転によって間欠的に搬送される容器２が、各充填ノズル１４，１６，１８，２０の下方に停止している間に、各充填ノズル１４，１６，１８，２０から所定量ずつ液体が充填される。
【００１６】
一次充填部Ｂに配置されている４本の充填ノズル１４，１６，１８，２０は、いずれも、エアシリンダで駆動されタイマーにより設定された時間だけ開放して容器２内に充填液を投入するタイマー充填ノズルであり、その最も上流側に配置された第１充填ノズル１４は、単位時間あたりの投入量が小さい小投用充填ノズルである。また、その下流側に順次配置されている第２ないし第４充填ノズル１６，１８，２０は、いずれも、前記小投用充填ノズル１４よりも単位時間あたりの投入量が大きい大投用充填ノズルである。
【００１７】
一次充填部Ｂの上流側には、前記容器供給コンベヤ６から供給された空の容器２の風袋を計量する風袋重量計量部Ａが設けられている。この風袋重量計量部Ａは、前記固定プレート１０に形成された容器２の底部の径よりもやや大きい穴内に、ロードセル２４に連結された計量台２６が設置されており、前記スターホイール４によって一ピッチ（スターホイール４のポケット４ａ一つ分の角度）分ずつ間欠的に回転搬送されてくる容器２が、この風袋重量計量部Ａの計量台２６上に位置して停止したときに、前記ロードセル２４によって重量が測定される。
【００１８】
また、一次充填部Ｂの下流側には、一次充填部Ｂで液体が充填された後の容器２の重量を測定する一次充填重量計量部Ｃが設けられている。この一次充填重量計量部Ｃも、前記風袋重量計量部Ａと同様に、固定プレート１０に開けられた容器２の底部の径よりも大きい穴内に、ロードセル２４に連結された計量台２６が位置しており、前記スターホイール４によって間欠的に回転搬送されてくる容器２が、この一時充填重量計量部Ｃの計量台２６上に位置して停止したときに、前記ロードセル２４によって重量が測定される。
【００１９】
一次充填重量計量部Ｃの下流側には、一本の補充用充填ノズル２８を備えた補充充填部Ｄが設けられている。この補充用充填ノズル２８も、前記一次充填部Ｂに配置された充填ノズル１４，１６，１８，２０と同様に、エアシリンダで駆動されタイマーにより設定された時間の間だけ容器２内に充填液を投入するタイマー充填ノズルである。一般に、一次充填部と補充充填部とを備え、複数の充填ノズルで、複数回に分けて充填を行う充填装置では、一次充填部で規定充填量の大部分を充填し、その残りの量を補充充填部で追加して正確な充填量を得るようになっているので、この補充用充填ノズル２８も、単位時間あたりの充填量が少なく、しかも、微少な流量の調整が可能な小投用充填ノズルを用いている。
【００２０】
補充充填部Ｄの下流側には、補充充填部Ｄで液体が充填された容器２の重量を測定する最終充填重量計量部Ｅが設けられている。この最終充填重量計量部Ｅも、前記風袋重量計量部Ａおよび一次充填重量計量部Ｃと同様に、固定プレート１０に形成されている容器２の底部の径よりも大きい穴内に、ロードセル２４に連結された計量台２６が位置しており、スターホイール４によって一ピッチ（スターホイール４のポケット４ａ一つ分の角度）分ずつ搬送されてきた容器２が、この計量台２６上に位置して停止すると、前記ロードセル２４によって容器２の重量が計測される。
【００２１】
前記一次充填部Ｂの各充填ノズル１４，１６，１８，２０と補充充填部Ｄの充填ノズル２８は、いずれも、昇降スタンド３０上に設置された充填液タンク３２の下面にブラケット３４を介して取り付けられている。昇降スタンド３０は、上方の充填液タンク３２を昇降させて上下位置を調節できるようになっており、容器２のサイズ等に応じて充填液タンク３２および充填ノズル１４，１６，１８，２０，２８の高さを調節する。
【００２２】
また、回転するスターホイール４で容器２を安定して搬送するためには、スターホイール４の外周面に容器２を保持するポケット４ａを形成して、このポケット４ａ内に容器２を収容するとともに、スターホイール４の外方には、このスターホイール４と同心の円弧状の搬送ガイド１２を配置して容器２の外面側をガイドしなければならない。しかしながら、ロードセル２４によって容器２の計量をする際に、この容器２が前記スターホイール４や搬送ガイド１２に接触していると、正確に計量することができない。そこで、本実施の形態に係る充填装置１では、各計量部Ａ，Ｃ，Ｅで計量を行う際に、容器２がスターホイール４や搬送ガイド１２に接触しないようにして正確な計量を行えるように、各計量部Ａ，Ｃ，Ｅの搬送ガイド１２側に、進退動可能な可動ガイド２２を設けている。この可動ガイド２２は、シリンダ等の駆動手段（図示せず）によって搬送ガイド１２のガイド面の一部を構成する位置（図２に示す位置）と、外方に離隔して容器２に接触しない位置とに進退動できるようになっている。また、スターホイール４側には、進退動して容器２を押し出してスターホイール４との接触を解除するシリンダ等の駆動手段（図示せず）を設けている。
【００２３】
前記各充填ノズル１４，１６，１８，２０，２８の充填時間は、制御装置３６のタイマー３８によって制御される。これら各充填ノズル１４，１６，１８，２０，２８は、それぞれ、タイマー３８により設定された時間だけ開放し、スターホイール４によって一ピッチずつ間欠的に搬送されてくる容器２内に充填液を投入して充填を行う。
【００２４】
制御装置３６には、前記風袋重量計量部Ａ、一次充填重量計量部Ｃおよび最終充填重量計量部Ｅにおいてそれぞれ測定された測定値が入力され、この実際に測定された充填量と設定された充填量とを比較演算する演算部４０が設けられており、この比較値に応じて前記タイマー３８の設定時間を調整し、一次充填部Ｂの各充填ノズル１４，１６，１８，２０および補充充填部Ｄの充填ノズル２８の充填時間を変更する。
【００２５】
例えば、一次充填部Ｂにおいて充填液が充填された容器２を一次充填重量計量部Ｃで測定した実際の充填量と、予め設定された充填量とを比較し、誤差があった場合には、これをフィードバックし、一次充填部Ｂの小投用充填ノズル１４および大投用充填ノズル１６，１８，２０のいずれか一つまたは複数のノズルのタイマー設定時間を補正する。また、前記一次充填重量計量部Ｃでの測定値と、最終的に充填される規定充填量との差を演算し、この差つまり規定充填量に達するまでの不足分を補充充填部Ｄの補充充填バルブ２８によって充填するように、必要な充填時間を演算し指示する。
【００２６】
さらに、補充充填部Ｄの補充用充填バルブ２８は、予め前記一次充填部Ｂの小投用充填バルブ１４および大投用充填バルブ１６，１８，２０のそれぞれと、一定時間の充填を行うことにより流量を測定して比較し流量比のデータを取得してある。従って、この補充用充填バルブ２８について、一次充填部Ｂにおける小投用充填バルブ１４および大投用充填バルブ１６，１８，２０による充填量の実際の測定値から、現状の液質による流量を予測できるようになっている。そこで、一次充填部Ｂでのタイマー３８による設定充填量と、一次充填重量計量部Ｃにおける実際の測定値から、前記規定充填量に達するまでの不足分を充填するために必要な時間を演算し、補充用充填ノズル２８に指令するフィードフォワード制御を行う。
【００２７】
補充充填部Ｄでの補充用充填ノズル２８による充填後、最終充填重量計量部Ｅにおいて容器２の重量を測定する。この実際の測定値と、前記フィードフォワード制御における推定値とを比較し、その誤差を、次回の充填のための補正データとして、前記補充用充填ノズル２８にフィードバックする。また、最終充填量としてのデータを収集する。さらに、規定の充填量の範囲を越えた場合には、異常表示を行い、または、リジェクト信号を出力する。
【００２８】
前記充填液タンク３２には、液面高さの検出手段および圧力計のいずれかまたは双方が設けられており、充填液タンク３２内の充填液の液面高さまたは圧力を測定して流量の判断のデータとする。
【００２９】
次に、前記構成に係る充填装置の作動について、実施例により説明する。充填する液体がＸである場合に、各充填ノズル１４，１６，１８，２０，２８について、この充填液Ｘの充填を実際に行うことにより単位時間あたりの流量のデータを取得する。また、この流量のデータから、タイマー３８の時間設定によって調整可能な最小流量のデータを得る。
【００３０】
この実施例では、充填液がＸの場合の各充填ノズル１４，１６，１８，２０，２８の単位時間あたりの流量は、一次充填部Ｂの小投用充填ノズル１４が１秒あたり１００ｇ、一次充填部Ｂの３本の大投用充填ノズル１６，１８，２０が、それぞれ、１秒あたり２００ｇ、補充充填部Ｄの充填ノズル２８は、１秒あたり８０ｇであるとする。また、前記小投用充填ノズル１４の充填量は、タイマー３８により０．０１秒単位で調整が可能であり、その調節可能な最小流量は１ｇである。また、大投用充填ノズル１６，１８，２０は、タイマー３８により０．０５秒単位で調整可能であり、その調節可能な最小流量は１０ｇである。さらに、補充用充填ノズル２８は、タイマー３８により０．００１秒単位で調整可能であり、その調節可能な最小流量は０．０８ｇである。
【００３１】
また、この実施例では、容器２内に最終的に充填される規定充填量が６８０ｇであり、タイマー３８を以下の時間に初期設定して各充填ノズル１４，１６，１８，２０，２８からそれぞれ充填を行うことにより、５本の充填ノズル１４，１６，１８，２０，２８による充填量の合計が前記６８０ｇになるようにしている。先ず、一次充填部Ｂの小投用充填ノズル１４のタイマー設定時間を１秒とし、１００ｇ×１秒＝１００ｇの充填を行う。次に、一次充填部Ｂの３本の大投用充填ノズル１６，１８，２０は、それぞれのタイマー設定時間を０．９秒として、２００ｇ×０．９秒×３＝５４０ｇの充填を行う。従って、一次充填部Ｂでは全体として６４０ｇの充填を行うように設定されている。そして、最後の補充充填部Ｄの充填ノズル２８は、タイマー３８を０．５秒に設定し、８０ｇ×０．５秒＝４０ｇの充填を行う。前記一次充填部Ｂと補充充填部Ｄのタイマー３８による充填時間を前記のように設定することにより、トータルの設定充填量が６８０ｇになる。
【００３２】
各充填ノズル１４，１６，１８，２０，２８のタイマー充填時間を前記のように設定して、充填装置１の生産運転を開始する。容器供給コンベヤ６によって搬送されてきた容器２は、スターホイール４の各ポケット４ａに一本ずつ引き渡され、このスターホイール４が間欠的に回転することによって、ポケット４ａの１ピッチ分ずつ回転搬送される。スターホイール４によって搬送された容器２が、風袋重量計量部Ａの位置に停止すると、この風袋重量計量部Ａには、ロードセル２４に連結された計量台２６が配置されており、この計量台２６上に載った空の容器２の重量が計測される。風袋重量計量部Ａで容器２の計量を行う際には、スターホイール４側の駆動手段によって容器２を押し出すとともに、可動ガイド２２を後退させて容器２に接触しないようにする。
【００３３】
風袋重量計量部Ａで計量された空の容器２は、スターホイール４が１ピッチ分回転して、一次充填部Ｂの小投用充填ノズル１４が設けられている位置に停止する。ここでは、タイマー３８によって予め設定された時間（この実施例では１秒間）充填が行われる（小投充填工程）。小投用充填ノズル１４によって第１回目の充填が行われた容器２は、スターホイール４の次の１ピッチ分の回転によって、第２充填ノズル（最初の大投用充填ノズル１６）の下方に停止する。この大投用充填ノズル１６では、０．９秒間の充填が行われる。この容器２は、その後も同様にして、第３充填ノズル（２番目の大投用充填ノズル１８）および第４充填ノズル（３番目の大投用充填ノズル２０）の下方に停止して、それぞれ、０．９秒間ずつ充填が行われる（大投充填工程）。
【００３４】
一次充填部Ｂにおいて、最初の小投用充填ノズル１４と、その下流側の３本の大投用充填ノズル１６，１８，２０によって充填が行われた容器２は、スターホイール４の回転によって、一次充填重量計量部Ｃに送られる。この一次充填重量計量部Ｃにもロードセル２４に連結された計量台２６が配置されており、この計量台２６上に載った容器２が計量される。計量の時点では、前記風袋重量計量部Ａと同様に、スターホイール４側の駆動手段によって容器２を押し出すとともに、可動ガイド２２が後退して容器２と接触しない状態にして、正確な計量が行われるようになっている。
【００３５】
この一次充填重量計量部Ｃでの実際の測定値が制御装置３６に入力され、演算部４０において、前記タイマー設定時間による設定充填量と比較される。前記タイマー設定時間による一次充填部Ｂでの設定充填量は６４０ｇであるが、この設定充填量と計量部Ｃにおいて計測された実測充填量（一次充填重量計量部Ｃの測定値−風袋重量計量部Ａの測定値）が異なっている場合には、下記のように前記一次充填部Ｃの各充填ノズル１４，１６，１８，２０へのフィードバックが行われる。
【００３６】
一次充填重量計量部Ｃでの実測充填量に基づいて一次充填部Ｂの各充填ノズル１４，１６，１８，２０のタイマー設定時間を調整するフィードバック制御が行われる場合に、この実施例では、１０ｇ以上の誤差は大投用充填ノズル１６，１８，２０および小投用充填ノズル１４によって調整し、１ないし９ｇつまり９ｇ以下の誤差は小投用充填ノズル１４のみによって調節するようになっている。例えば、実測充填量が６２９ｇであった場合には、前記設定充填量（６４０ｇ）との誤差が−１１ｇであるから、小投用充填ノズル１４で＋１ｇ、大投用充填ノズル１６，１８，２０のいずれか一つで＋１０ｇの調節を行う。つまり、小投用充填ノズル１４で１ｇプラスするためには、タイマー設定時間を０．０１秒プラスし、１．０１秒に変更する。また、大投用充填ノズル１６，１８，２０で１０ｇプラスするためには、いずれか一つのタイマー設定時間を０．０５秒プラスし、０．９５秒に変更する。
【００３７】
また、例えば、一次充填重量計量部Ｃでの実測充填量が６４３ｇであった場合には、前記設定充填量（６４０ｇ）との誤差が＋３ｇであるから、小投用充填ノズル１４で−３ｇの調節を行う。つまり、タイマー設定時間を０．０３秒マイナスして０．９７秒に変更する。
【００３８】
制御装置３６は、前述のように、一次充填重量計量部Ｃでの実測充填量に応じて、一次充填部Ｂの各充填ノズル１４，１６，１８，２０に対しフィードバック制御を行うが、さらに、前記実測充填量に基づいて補充充填部Ｄへのフィードフォワード制御を行う。例えば、一次充填重量計量部Ｃの実測充填量が６３５ｇであった場合には、補充充填部Ｄで規定の充填量（最終的な充填量）から一次充填部Ｂでの充填量を引いた量（６８０ｇ−６３５ｇ＝４５ｇ）を補充する必要がある。
【００３９】
最終的に規定の充填量（６８０ｇ）にするために、補充充填部Ｄの充填ノズル２８が４５ｇの充填を行うように、タイマー３８の時間を設定して指令するが、一次充填部Ｂでの実測充填量と、当初の単位時間あたりの流量に基づいたタイマー設定時間による充填量とでは誤差が生じている（６４０ｇ充填されるべきところが６３５ｇしか充填されていない）ので、補充充填部Ｄでも、タイマーによる充填時間を当初の流量データ（１秒あたり８０ｇ）のままで設定すると、実際の充填量に誤差が生じてしまう。
【００４０】
そこで、充填液Ｘの現状の液質による流量を予測して、補充充填部Ｄの充填ノズル２８のタイマー設定時間を補正する。すなわち、一次充填部での設定充填量は６４０ｇであったのに対し、実測充填量は６３５ｇであった。つまり、現状の液質では、設定充填量の９９．２％（６３５ｇ÷６４０ｇ≒９９．２％）しか充填することができなかった。この実測値から、補充充填部Ｄでの単位時間あたりの流量を予測して、補充用充填ノズル２８のタイマー設定時間を補正する。すなわち、補充用充填ノズル２８の単位時間あたりの流量は、８０ｇ／１秒×９９．２％＝７９．３６ｇ／１秒であると予測されるので、タイマー３８による充填時間を、４５ｇ÷７９．３６ｇ／１秒≒０．５６７秒に設定する。このようにフィードフォワード制御することにより正確な充填量を得ることができる。
【００４１】
なお、前記実施の形態では、一次充填部Ｂの上流側に風袋重量計量部Ａを設けて空の容器２の重量を測定しているが、ペットボトルのように個々の重量にばらつきがほとんどないため風袋の重量を測定する必要のない容器２もあるので、このような容器の場合には、風袋重量計量部Ａの設置を省略することもできる。また、一次充填部Ｂの大投用充填ノズル１６，１８，２０を３本設けているが、必ずしも３本に限るものではなく、少なくとも１本の小投用充填ノズルと少なくとも１本の大投用充填ノズルとを備えていればよい。しかも、前記実施の形態のように、３本の大投用充填ノズル１６，、１８，２０の単位時間あたりの流量を同一にする必要はなく、異なる設定にしても良い。また、タイマー設定時間も大投用充填ノズル１６，１８，２０をすべて同一にする必要はなく、適宜設定することができる。
【００４２】
前記実施の形態では、一次充填部に単位時間あたりの充填液の投入量の小さい小投用充填ノズルと、単位時間あたりの投入量の大きい大投用充填ノズルとを設けて、それぞれタイマーにより設定された時間の間充填を行い、また、この充填時間を制御するようにしているが、このように小投充填と大投充填を続けて行う場合に、小投用と大投用に別個の充填ノズルを設けるのではなく、一本の充填ノズルの液バルブを二段式のエアシリンダによって作動させて、開放度を二段階に切換え可能にしたものが従来から知られている（特許第２８５３２４０号）。このような二段階切換式の充填ノズルを一次充填部に用い、小開放度で充填を行う小投充填工程と、大開放度で充填を行う大投充填工程の充填時間を予め設定し、スターホイールが停止している間に、液バルブの開放度を切り換えて、それぞれタイマーにより設定された時間の間充填を行い、計量部での計量結果に応じて前記実施の形態と同様にフィードバック制御し、前記小投充填時間および大投充填時間を変更するようにしても良い。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の充填方法によれば、一次充填部に、設定された時間に応じて容器に充填液を投入する小投充填工程および大投充填工程を設けるとともに前記補充充填部に小投充填工程を設け、前記一次充填部で小投充填を行ってから大投充填を行って規定充填量の大部分を充填し、前記計量部での計量後、前記補充充填部で残りの量を小投充填で補充するものであって、前記一次充填部における大投充填工程は小投充填工程よりも単位時間あたりの投入量および調節可能な最小流量が大きく、一次充填部における設定充填量と計量部で計量された充填量とを比較して、その誤差量が大投充填工程の調節可能な最小流量以上の場合は、小投充填工程および大投充填工程の設定時間を増減させて一次充填部における充填量を調節し、大投充填工程の調節可能な最小流量より小さい所定量以下であった場合には、前記小投充填工程の設定時間のみを増減させて一次充填部における充填量を調節するようにしたことにより、一次充填量の大部分は大投充填工程によって高速充填することができ、しかも、充填量の微妙な調整は小投充填工程によって行うことができる。従って、高能力で正確な充填を行うことができる。
【００４４】
また、請求項２に記載の充填装置は、一次充填部に、設定された時間に応じて容器に充填液を投入する複数の充填ノズルを設け、かつ、これら複数の充填ノズルを、少なくとも一つの小投用充填ノズルと、小投用充填ノズルよりも単位時間あたりの投入量および調節可能な最小流量の大きな少なくとも一つの大投用充填ノズルとから構成するとともに前記補充充填部に小投用充填ノズルを設け、前記一次充填部で小投充填を行ってから大投充填を行って規定充填量の大部分を充填し、前記計量部での計量後、前記補充充填部で残りの量を小投充填で補充するものであって、  前記制御装置は、補正すべき一次充填部の充填量が、大投用充填ノズルの調節可能な最小流量以上の場合は、小投用充填ノズルおよび大投用充填ノズルの設定時間を増減させて一次充填部における充填量を補正し、大投用充填ノズルの調節可能な最小流量より小さい所定量以下であった場合には、前記小投用充填ノズルの設定時間のみを増減させて一次充填部における充填量を補正するようにしたので、一次充填量の大部分は大投用充填ノズルによって高速充填することができ、しかも、充填量の微妙な調整は小投用充填ノズルによって行うことができる。従って、高能力で正確な充填が可能な充填装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る充填装置の正面図である。
【図２】前記充填装置の平面図である。
【符号の説明】
Ｂ    一次充填部
Ｃ    計量部（一次充填重量計量部）
Ｄ    補充充填部
２    容器
４    搬送手段（スターホイール）
１４    小投用充填ノズル
１６    大投用充填ノズル
１８    大投用充填ノズル
２０    大投用充填ノズル
３６    制御装置
４０    演算部
【図１】
0004461571.tif 000002
【図２】
0004461571.tif 000003