特開 2021-173546 製品検査装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2021-173546(P2021-173546A)

(43)【公開日】2021年11月1日

(54)【発明の名称】製品検査装置

(51)【国際特許分類】

   G01G 11/00 20060101AFI20211004BHJP

   G01G 19/62 20060101ALI20211004BHJP

   B07C 5/18 20060101ALI20211004BHJP

   B07C 5/30 20060101ALI20211004BHJP

【ＦＩ】

   G01G11/00 H

   G01G19/62

   B07C5/18

   B07C5/30

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2020-74908(P2020-74908)

(22)【出願日】2020年4月20日

(71)【出願人】

【識別番号】000000572

【氏名又は名称】アンリツ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100067323

【弁理士】

【氏名又は名称】西村 教光

(74)【代理人】

【識別番号】100124268

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 典行

(72)【発明者】

【氏名】佐野 純一

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 尚文

【テーマコード（参考）】

3F079

【Ｆターム（参考）】

3F079AD11

3F079CB12

3F079EA10

(57)【要約】

【課題】製品Ｗが内包する物品Ａの過不足を低コストで精度よく検査する。
【解決手段】製品検査装置１は、製品群Ｇの秤量信号から、測定タイミングＴを可変させて取得した部分計量値と所定の基準値から計量誤差Ｅを算出する。計量誤差Ｅと測定タイミングＴの関係（図３）に基づいて、計量誤差Ｅが閾値未満になるような測定タイミングＴを決定すれば、実際に製品群Ｇを計量した場合に製品Ｗごとに得られる重量値の信頼性が高くなり、高価な設備を用いることなく個々の製品が内包する物品の過不足を低コストで精度よく検査できる。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定個数の物品（Ａ）を収容した製品（Ｗ）が所定数連続してなる製品群（Ｇ）を搬送しながら計量して取得した計量値に基づいて各製品に収容された物品の個数の過不足を検査する製品検査装置（１）であって、
製品群の全体が載置される長さの計量コンベア（２）と、
前記計量コンベアに搬送される製品を計量して秤量信号を出力する秤（３）と、
前記計量コンベアに搬入される製品を検知するセンサ（４）と、
前記センサが製品を検知したタイミングを基準として前記秤から出力される秤量信号を記憶する記憶部（６）と、
前記記憶部の秤量信号を用いて、測定タイミングを変化させて取得した一部の製品の重量値である部分計量値と、所定の基準値との差分である計量誤差を算出する算出部（８）と、
前記計量誤差を、前記測定タイミングと対応させて出力する出力部（１０）と、
を具備することを特徴とする製品検査装置（１）。

【請求項2】

前記記憶部（６）は、前記物品（Ａ）の個数について過不足がある過不足製品（ＷＢ）を少なくとも１つ含むサンプル製品群（ＳＧ）から得られたサンプル秤量信号を記憶し、
前記算出部（８）は、前記秤量信号として前記サンプル秤量信号を用いて、前記計量誤差を算出することを特徴とする請求項１に記載の製品検査装置（１）。

【請求項3】

前記記憶部（６）は、前記物品（Ａ）の個数について過不足がない正規製品（ＷＧ）を少なくとも１つ含む前記サンプル製品群（ＳＧ）から得られたサンプル秤量信号を記憶し、
前記算出部（８）は、前記サンプル秤量信号を用いて、前記サンプル製品群の各製品に関する前記計量誤差を算出し、
前記出力部（１０）は、前記サンプル製品群における該計量誤差を、前記測定タイミングと対応させて出力することを特徴とする請求項２に記載の製品検査装置（１）。

【請求項4】

前記算出部（８）は、前記物品（Ａ）の個数について過不足がないｎ個の正規製品（ＷＧ）からなるサンプル製品群（ＳＧ）の重量に対応する総計量値をｎで除算して得た値に基づいて前記基準値を算出することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一つに記載の製品検査装置（１）。

【請求項5】

前記出力部は、前記計量誤差と前記測定タイミングとの関係を示すグラフを表示することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一つに記載の製品検査装置（１）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、所定個数の物品を収容した製品が所定数連続してなる製品群を検査対象とし、その各製品に収容された物品の個数の過不足を検査する製品検査装置に係り、特に物品の種類や態様等の如何に関わらず製品内の物品の個数の過不足を安価な手段で安定して検査できる製品検査装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

下記特許文献１には、複数の物品がパック詰めされた製品の重量に基づき、製品に含まれる物品の個数が正規の個数であるか否かを判定する重量選別機の発明が開示されている。この重量選別機には、判定の基準となる基準重量値と、基準重量値からの上限許容重量値及び下限許容重量値が設定されており、計量した製品の重量値が許容重量値の範囲内に入っている場合は製品に含まれる物品の個数が正規の個数であると判定する。そして、この重量選別機は、合格と判定された製品が所定個数計量される度に、この所定個数の製品の平均重量値を算出し、この平均重量値が前記基準重量値と異なる場合は、前記基準重量値を平均重量値に自動的に修正する。

【0003】

下記特許文献２には、Ｘ線質量測定装置の発明が開示されている。このＸ線質量測定装置では、搬送される連包ワークＷの境界位置を境界検知部５で検知し、この検知信号を所定の信号処理後に境界信号として質量積算部１１に出力する。また、ライン質量算出部１０が、Ｘ線検出器４からのＸ線透過データに基づいて連包ワークＷに吸収されたＸ線吸収量を算出し、ラインセンサ１周期分を合算した後に風袋部分のＸ線吸収量を減算して内容物のみのＸ線吸収量を取得し、これに質量換算係数を乗算してライン質量値を算出し、質量積算部１１に出力する。質量積算部１１では、境界信号の入力タイミングに応じてライン質量値の積算を開始し、次に入力した境界信号の入力タイミングでライン質量値の積算を終了し、個装袋の内容物質量値を算出する。この発明によれば、連続的に巻き取られるような連包ワークにおける個装袋毎の質量測定や空袋検査及び欠品検査をリアルタイムに且つ連続的に行うことができるものとされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】実開昭６２−１００８５号公報

【特許文献2】特開２０１３−１９６８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

前記特許文献１に開示された重量選別機によれば、パック詰めされた製品に含まれる物品の個数が正規の個数であるか否かを判定することはできるが、包装材に所定個数の物品を収容した製品が所定個数連続しているような製品群を対象とした場合、連なった製品群の全体の重量を測定することはできても、個々の製品に収容された物品の過不足を検査することはできなかった。

【0006】

前記特許文献２に開示されたＸ線質量測定装置によれば、上述したような製品群、すなわち連包ワークにおける欠品検査を行なうことは可能であるが、Ｘ線を用いた装置であるため高価であり、さらに次の様な問題があった。すなわち、Ｘ線を用いても、包装材の中身である物品が均一な状態の粉や液体であれば有効であるが、物品の成分や素材が均一でなかったり、物品が複雑な形状であったり、包装材の中で物品同士の重なり姿勢が変化してしまう等の事情がある場合には、Ｘ線透過画像の画像処理による判別（個々の物品の識別）が安定せず、包装された製品の中にある物品の個数の検査を精度よく行なうことができない。

【0007】

本発明は、以上説明した従来の技術における課題に鑑みてなされたものであり、連続品の個々の製品が内包する物品の過不足を低コストで精度よく検査できる製品検査装置及び方法を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

請求項１に記載された製品検査装置１は、
所定個数の物品Ａを収容した製品Ｗが所定数連続してなる製品群Ｇを搬送しながら計量して取得した計量値に基づいて各製品に収容された物品Ａの個数の過不足を検査する製品検査装置１であって、
製品群Ｇの全体が載置される長さの計量コンベア２と、
前記計量コンベア２に搬送される製品Ｗを計量して秤量信号を出力する秤３と、
前記計量コンベア２に搬入される製品Ｗを検知するセンサ４と、
前記センサ４が製品Ｗを検知したタイミングを基準として前記秤３から出力される秤量信号を記憶する記憶部６と、
前記記憶部６の秤量信号を用いて、測定タイミングを変化させて取得した一部の製品Ｗの重量値である部分計量値と、所定の基準値との差分である計量誤差を算出する算出部８と、
前記計量誤差を、前記測定タイミングと対応させて出力する出力部１０と、
を具備している。

【0009】

請求項２に記載された製品検査装置１は、請求項１に記載の製品検査装置１において、 前記記憶部６は、前記物品Ａの個数について過不足がある過不足製品ＷＢを少なくとも１つ含むサンプル製品群ＳＧから得られたサンプル秤量信号を記憶し、
前記算出部８は、前記秤量信号として前記サンプル秤量信号を用いて、前記計量誤差を算出することを特徴としている。

【0010】

請求項３に記載された製品検査装置１は、請求項２に記載の製品検査装置１において、 前記記憶部６は、前記物品Ａの個数について過不足がない正規製品ＷＧを少なくとも１つ含む前記サンプル製品群ＳＧから得られたサンプル秤量信号を記憶し、
前記算出部８は、前記サンプル秤量信号を用いて、前記サンプル製品群ＳＧの各製品Ｗに関する前記計量誤差を算出し、
前記出力部１０は、前記サンプル製品群ＳＧにおける該計量誤差を、前記測定タイミングと対応させて出力することを特徴としている。

【0011】

請求項４に記載された製品検査装置１は、請求項１乃至３の何れか一つに記載の製品検査装置１において、
前記算出部８は、前記物品Ａの個数について過不足がないｎ個の正規製品ＷＧからなるサンプル製品群ＳＧの重量に対応する総計量値をｎで除算して得た値に基づいて前記基準値を算出することを特徴としている。

【0012】

請求項５に記載された製品検査装置１は、請求項１乃至４の何れか一つに記載の製品検査装置１において、
前記出力部１０は、前記計量誤差と前記測定タイミングとの関係を示すグラフを表示することを特徴としている。

【発明の効果】

【0013】

請求項１に記載された製品検査装置によれば、製品群を計量して得られた秤量信号を用いて、一部の製品に関する部分計量値を測定タイミングをずらして取得し、この部分計量値と所定の基準値との差分である計量誤差を算出することができる。この計量誤差と測定タイミングの関係に基づいて、計量誤差が小さくなるような測定タイミングを決定すれば、実際に製品群を計量した場合に、製品ごとに算出される重量値の信頼性が高くなる。このため、Ｘ線検査装置などの高価な設備を用いることなく、製品群の個々の製品が内包する物品の過不足を低コストで精度よく検査することができる。

【0014】

請求項２に記載された製品検査装置によれば、過不足がある過不足製品を含むサンプル製品群を用いているので、過不足品の計量誤差が把握できまる。また、過不足を判定するための閾値を、製品の生産管理基準としての標準重量値を基準としてではなく、過不足のある製品の計量値に基づいて、適切に設定できる。

【0015】

請求項３に記載された製品検査装置によれば、過不足がある過不足製品に加え、過不足のない正規製品を含んだサンプル製品群を用いて計量誤差を得るので、当該計量誤差と、過不足製品を含むサンプル製品群を用いて把握した計量誤差との中間の値を閾値とすることもでき、過不足の判定がより高い精度で行える。

【0016】

また、サンプル製品群から得られたサンプル秤量信号を用いて各製品に関する計量誤差を測定タイミングと対応させて出力するので、各製品について、製品に含まれる物品の位置のばらつきの影響を加味した測定タイミングとすることができ、過不足の判定が精度よくできる。例えば、製品1 個中に含まれる物品の個数が少ない場合は、１個や２個の欠品であっても、製品１個の計量値に対する影響が大きいため、算出される計量誤差は大きくなるので、計量誤差と測定タイミングの関係だけに基づいて、各製品の物品の個数の過不足を正確に判定することは比較的容易である。しかし、製品１個中に含まれる物品の個数が多い場合には、欠品があったとしても、その欠品数が少ないと、製品１個の計量値の減少は小さく、算出される計量誤差は小さくなる傾向にあるため、各製品の物品の個数の過不足の判断は比較的困雖となる。このような場合は、計量誤差と測定タイミングの関係から好ましい測定タイミングの範囲を定めたとしても、その測定タイミングの範囲において、過不足がある過不足製品に含まれる物品の位置のばらつきで計量誤差が閾値内に入ってしまうことがありうる。

【0017】

しかしながら、請求項３に記載された製品検査装置によれば、過不足のない正規製品の計量誤差と測定タイミングの関係に基づいて、好ましい測定タイミングを決定した後、過不足がある過不足製品の計量誤差と測定タイミングの関係に基づいて、過不足がある過不足製品が閾値内に入ってしまう測定タイミングの範囲を、先に決めた好ましい測定タイミングから除くことにより、過不足のない正規製品のみについて計量誤差が閾値内に入るような最良の測定夕イミングを決定することができる。

【0018】

請求項４に記載された製品検査装置によれば、製品群を構成する製品の数を一般化してｎとした場合に、不足がないｎ個の正規製品からなる正規サンプル製品群の重量に対応する総計量値をｎで除算して得た値に基づいて基準値を算出することにより、その基準値とｎ個目の製品Ｗの重量値である部分計量値とからｎ個目の製品に係る計量誤差を算出することができる。

【0019】

請求項５に記載された製品検査装置によれば、秤量信号から算出した計量誤差が小さくなるような好ましい測定タイミングを決定するに際し、計量誤差と測定タイミングの関係を示すグラフを、表示部に表示することができる。このため、製品群の計量誤差が小さくなるような好ましい測定夕イミングを視覚的にも容易に認識することができ、測定タイミングの設定作業の容易化に資することとなる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】第１実施形態の製品検査装置の構成図である。

【図2】第１実施形態の製品検査装置において、２連包の製品群を測定した秤が出力する秤量信号の波形をフィルタで整形されたものとして示した図である。

【図3】第１実施形態の製品検査装置において算出部が正規製品群の秤量信号と過不足製品群の秤量信号からそれぞれ算出した計量誤差と測定タイミングの関係を示すグラフである。

【図4】第２実施形態の製品検査装置において算出部が正規製品群の秤量信号と過不足製品群の秤量信号からそれぞれ算出した計量誤差と測定タイミングの関係を示すグラフである。

【図5】第３実施形態の製品検査装置において、３連包の製品群を測定した秤が出力する秤量信号の波形をフィルタで整形されたものとして示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

本発明の第１実施形態について図１〜図３を参照して説明する。
図１に示す第１実施形態の製品検査装置１は、同図中の上部に示す連結された２個の製品Ｗから構成される製品群Ｇを対象としている。図１は、前段の搬送手段ＣＶによって搬送されている製品群Ｇが製品検査装置１に順次搬入される状況を示す。

【0022】

図１に示す製品群Ｇは、包装材に所定個数の物品Ａを収容した製品Ｗを２個含んでおり、２個の製品Ｗは包装材Ｐの一部において連結されている。ここで、特に搬送方向の先方の製品Ｗを先方製品ＷＦと称し、搬送方向の後方の製品Ｗを後方製品ＷＲと称する。また連結とは各製品Ｗの一部（この場合は包装材Ｐ）が互いに結合されていることを意味する。製品群Ｇを構成する２個の製品Ｗ（ＷＦ，ＷＲ）は、製品群Ｇを一単位として製造されているため、製造又は包装工程において、製品群Ｇの全体としては物品Ａの個数が規定通りであっても、一方の製品Ｗに入るべき物品Ａが他方の製品Ｗに入ってしまう場合があり、製品Ｗによって入数に過不足が生じる場合があるため、これを検査する必要が生じる。

【0023】

このような製品群Ｇにおける物品Ａの個数の過不足の検査では、製品群Ｇとして重量を測定しても物品Ａの個数の過不足を検出することはできないが、以下に説明するように、本第１実施形態の製品検査装置１及び方法によれば、製品群Ｇを構成する個々の製品Ｗにおける物品Ａの個数の過不足を低コストで精度よく検査できる。

【0024】

図１に示すように、第１実施形態の製品検査装置１は、製品群Ｇの全体を載置できるだけの長さを備えた計量コンベア２と、計量コンベア２を支持する秤３と、製品群Ｇを検出するセンサ４と、製品検査装置１の全体を制御して製品群Ｇの各製品Ｗに収容された物品Ａの過不足を判定する制御手段５を有している。

【0025】

図１に示す例では、秤３は一つの製品群Ｇに属する２個の製品Ｗ（ＷＦ，ＷＲ）を計量コンベア２で搬送しながら計量し、図２に示すような秤量信号を出力する。図２に示す秤量信号の波形は、秤３が出力する秤量信号の波形そのものではなく、これを後述する信号処理部７のフィルタで整形した状態として示したものである。この第１実施形態では、製品群Ｇは２個の製品Ｗ（ＷＦ，ＷＲ）からなるため、図２から理解されるように、製品群Ｇの秤量信号には、先方の１個の製品Ｗ（先方製品ＷＦ）が計量コンベア２に載り込んだ時（時間ｔ１）に計量された計量値Ｍ１と、計量コンベア２が２個の製品Ｗ（ＷＦ，ＷＲ）を搬送している時（時間ｔ２）に計量された２個の製品Ｗの計量値Ｍ２が含まれる。
なお、以後、製品群Ｇの一部の製品Ｗの重量値を「部分計量値」と称し、製品群Ｇの全体の重量値を「総計量値」と称するものとする。

【0026】

なお、図２のグラフ中には符号では示していないが、秤量信号には、時間ｔ２よりも後に計量値が略一定となる水平な部分で示すように、先方の１個の製品Ｗ（先方製品ＷＦ）が計量コンベア２から下りた時に計量された後方の１個の製品Ｗ（後方製品ＷＲ）の計量値が含まれるので、この計量値を利用してもよい。この後方製品ＷＲの計量値は前述した「部分計量値」である。図１に示すように、秤３からの秤量信号は制御手段５に入力され、記憶部６に記憶される。

【0027】

図１に示すように、センサ４は、計量コンベア２に製品群Ｇが搬入される搬入位置に設けられており、製品群Ｇの通過を検知して検知信号を出力する。図１に示すように、センサ４からの検知信号は制御手段５に入力され、秤３が出力した秤量信号から前述した計量値Ｍ１，Ｍ２等を算出するタイミングを計るために使用される。

【0028】

図１に示すように、制御手段５は、前述した記憶部６の他、信号処理部７と、算出部８と、過不足判定部９と、表示部１０及び操作部１１を備えている。

【0029】

信号処理部７は、記憶部６に記憶された秤量信号を用いて計量値を算出するために、必要な時間帯について秤量信号に必要なフィルタ処理を行なうための手段であり、フィルタ処理された秤量信号は算出部８に送られる。

【0030】

算出部８は、センサ４が製品群Ｇを検知したタイミングと、製品Ｗが計量コンベア２に載り込むために必要な載り込み時間Ｔ１と、製品Ｗが計量コンベア２に載り込んだ後に秤の状態が安定するまでの安定時間Ｔ２を考慮して、計量値を算出するのに好ましい測定タイミングＴ（前記時間ｔ１及びｔ２に相当）を定め、計量コンベア２上の製品Ｗに対応する前記計量値Ｍ１，Ｍ２等を、信号処理部７で処理された秤量信号から算出する。これらの計量値のうち、計量値Ｍ１は先方製品ＷＦの重量を示しており、計量値Ｍ２は先方製品ＷＦと後方製品ＷＲの合計の重量を示している。従って算出部８は、計量値Ｍ１を先方製品ＷＦの重量値とし、計量値Ｍ２から計量値Ｍ１を減じた値を後方製品ＷＲの重量値とすることができる。

【0031】

なお、先方製品ＷＦが計量コンベア２から下りた時に後方製品ＷＲの計量値が取得されているなら、これを後方製品ＷＲの重量値とし、計量値Ｍ２から後方製品ＷＲの計量値を減じた値を前方製品ＷＦの重量値とすることもできる。

【0032】

さらに、まず製品群Ｇの先方製品ＷＦの計量を行い、次に先方製品ＷＦと後方製品ＷＲの計量を行なうだけでなく、一つ目の先方製品ＷＦが計量コンベア２から降りるタイミングで後方製品ＷＲの計量を行なった場合には、これら三つの計量値を用いた平均値の演算により、先方製品ＷＦと後方製品ＷＲのより正確な重量値を得ることができる。

【0033】

過不足判定部９は、対象となっている製品Ｗに含まれる物品Ａの１個の重量データと、対象となっている製品Ｗに含まれる物品Ａの正規の個数のデータ（正規入数）を保有している。これらのデータは、操作部１１から入力することができる。過不足判定部９は、算出部８から送られた各製品Ｗの重量を物品Ａの１個の重量で除して、当該製品Ｗに含まれる物品Ａの個数を算出する。そして過不足判定部９は、各製品Ｗの重量が、物品Ａの１個の重量に正規入数を乗じた値に基づいて設定される許容範囲内にあるか否かで過不足を判定し、その結果を表示部１０に表示する。具体的には、先方製品ＷＦ又は後方製品ＷＲの各々について、物品Ａの実際の個数と、正規入数と、物品Ａの個数と正規入数に対応する重量との差分（重量）と、合否判定を表示部１０に表示する。

【0034】

以上のように、第１実施形態の製品検査装置１によれば、部分計量値と総計量値を用いた演算により、各製品Ｗの重量を算出し、各製品Ｗに含まれる物品Ａの個数の過不足を検査することができる。

【0035】

しかしながら、計量値Ｍ２のような総計量値の測定は、すべての製品Ｗが計量コンベア２に載っているため、部分計量値の測定に較べて相対的に安定しているとしても、計量値Ｍ１のような部分計量値を正確に算出するためには、部分計量値の算出に好ましい測定タイミングＴ（前記時間ｔ１に相当）を適切に設定しなければならない。先に説明したように、測定タイミングＴは、製品Ｗが計量コンベア２に載り込むために必要な載り込み時間Ｔ１と、製品Ｗが計量コンベア２に載り込んだ後に秤の状態が安定するまでの安定時間Ｔ２を考慮して定めるのであるが、これら各時間Ｔ１，Ｔ２を見極めて最適な測定タイミングＴを設定することは必ずしも容易ではない。測定タイミングＴが適当でない場合には、演算誤差が大きくなり、個々の製品Ｗごとに得られる重量値の信頼性が低下し、結果として製品群Ｇの各製品Ｗに含まれる物品Ａの個数の過不足の検査結果も信頼性が低下してしまう。

【0036】

そこで、本第１実施形態の製品検査装置１は、部分計量値を算出する測定タイミングＴを適切に設定するための構成を備えている。
第１実施形態の製品検査装置１によって、ある製品群Ｇの実際の検査を行なう場合には、製品群Ｇの実際の測定に先立って、測定タイミングＴを適切に設定するための作業及び設定を行なう。まず、各製品Ｗが含む物品Ａの個数について過不足がない正規製品ＷＧからなる製品群Ｇである正規製品群ＧＧを、サンプル製品群ＳＧとして使用する。この正規製品群ＧＧを計量コンベア２で搬送しながら計量し、図２に示すような秤量信号を取得して記憶部６に記憶する。算出部８は、信号処理部７で処理された記憶部６の前記秤量信号を用いて次のような演算を行なう。

【0037】

算出部８は、計量値の測定タイミングＴに相当する秤量信号の時間ｔ１を、時間軸の適当な範囲で可変させ、可変させた各時間ｔにおいて、部分計量値である計量値Ｍ１をそれぞれ算出する。また、総計量値である計量値Ｍ２から、部分計量値である計量値Ｍ１を減じる演算（Ｍ２−Ｍ１）を行い、複数の演算結果を算出する。総計量値から部分計量値である計量値Ｍ１を減じた計量値（Ｍ２−Ｍ１）は、後方製品ＷＲの計量値に対応する。

【0038】

本実施形態では、所定の基準値を正規製品ＷＧの標準的な重量とするが、仮に基準値を０ｇとすれば、計量誤差は計量により得られた重量値と同じ値になる。このように、基準値は、正規製品ＷＧの生産管理基準で定められた標準的な重量値でもよいし、正規製品ＷＧを実際に計量して得られた正規重量値や、複数の正規重量値の平均値でもよい。なお、正規重量値を用いた場合、包装材料の分も風袋として加味された値とすることもできる。

【0039】

そして、算出部８は、部分計量値である計量値Ｍ１から、基準値を減ずる演算を、各計量値Ｍ１ごとに行う。この演算結果を「計量誤差」（符号Ｅで示す。）と称する。従って、測定タイミングＴに相当する可変させた多数の時間ｔ１ごとに、計量誤差Ｅが取得される。計量誤差Ｅは、１個の製品Ｗを単位とする計量値の基準値に対する差分である。

【0040】

図３は、以上のように正規製品群ＧＧの秤量信号から算出された、部分計量値である計量値Ｍ１に係る計量誤差Ｅ（縦軸）と、測定タイミングＴ（横軸）との関係を示すグラフＦＧである。算出部８が計量誤差Ｅの演算を行なってグラフＦＧを取得した場合、そのデータは表示部１０に送られて表示される。このグラフＦＧの縦軸には、物品の個数の過不足を判定する許容範囲を規定する値としての閾値が表示されている。この閾値は、製品群Ｇにおいて、製品Ｗについて許容されている重量のばらつきを考慮して設定される。すなわち、製品Ｗが含む物品Ａの重量にはばらつきがあるため、各製品Ｗの重量は必ずしも同じにはならないが、重量が同じでなくても製品Ｗが正規品として許容される限度があり、これを考慮して閾値を設定する。この第１実施形態では、仮に製品Ｗに含まれる物品Ａの生産管理基準上の標準重量値が４ｇであるとした場合、閾値の具体例として、これよりやや重い５ｇ（ここでは簡単のため絶対値として±５ｇを指すがこれに限らない）を例示した。閾値は操作部１１から設定する。

【0041】

図３は、過不足製品群ＧＢの秤量信号から複数のタイミングでの演算で得られたグラフＦＢと、正規製品群ＧＧの秤量信号から得られたグラフＦＧと同一座標面上に示したもので、製品群Ｇのうちのある製品Ｗに対応する計量誤差Ｅが、ほぼ同じ測定タイミングＴ０において谷を形成した例である。このグラフＦＢが、図示のような形状であるとき、計量誤差ＥがＴ０近辺で谷の底となって安定し、又は谷がなければ傾きの緩やかな範囲で安定すれば、そこでの計量誤差ＥＢが把握される。この計量誤差ＥＢを仮に７ｇとし、ばらつきを考慮して、これよりも若干小さい６ｇあるいは５ｇを閾値とし、この閾値よりも計量誤差Ｅが小さければ、製品群Ｇにおける製品Ｗには物品Ａが過不足なく収容されていると判定する。

【0042】

すなわち、計量誤差ＥＢが必ずしも物品Ａの一個分の重量に相当するかが定かでなくても、実際に過不足が１個ある製品Ｗに対する秤量信号から計量誤差Ｅを把握することにより、閾値を決定できるようになり、収容された物品Ａの過不足を判定するためには必ずしも製品Ｗの正確な重量を得る必要がない。

【0043】

一方で、製品Ｗの正確な重量を得る必要がないという点に関して、過不足のない製品Ｗを計量したときの計量誤差Ｅが、必ずしも０ｇ( ±０ｇ) となるかも定かでないことがある。これに対しては、図３に示すグラフＦＧが用いられる。つまり、過不足のない製品Ｗの秤量信号から計量誤差Ｅを把握し、上記した過不足のある製品Ｗの計量誤差ＥＢとの関係により、過不足を判定するために信頼性の高い閾値を設定できる。

【0044】

正規製品群ＧＧの秤量信号から得られたグラフＦＧによって過不足のない正規製品ＷＧについて計量誤差Ｅが得られれば（先に示した例では最小値の１ｇ）、上述した６ｇもしくは５ｇの閾値が１ｇから７ｇの間にあって妥当であることが把握できるうえ、さらに正規製品群ＧＧの計量誤差の最小値と、前述した過不足製品群ＧＢの計量誤差ＥＢの中間点（この具体例では４ｇ）を閾値とすることもでき、より過不足の判定が精度よくできる。

【0045】

製品Ｗについて物品Ａの過不足を判定するための閾値が決定されると、この閾値によって過不足を信頼性高く判定できる測定タイミングＴの範囲が把握できるようになる。すなわち、過不足のない製品Ｗの計量誤差Ｅが閾値未満となり、過不足のある製品Ｗの計量誤差Ｅが閾値以上となるような測定タイミングＴを設定する。

【0046】

図３に示すグラフＦＧによれば、計量誤差Ｅが閾値を下回る測定タイミングＴの範囲ＴＧ１内で測定タイミングＴを個々の製品Ｗの重量のばらつきが閾値である５ｇ未満になるように定めることができる。例えば、グラフＦＧにおいて、計量誤差Ｅが最小値の１ｇとなる測定タイミングＴ０を検査時の計量値Ｍ１の測定タイミングＴとして定めればよいし、図３に示すグラフＦＧのように明らかな谷となる測定タイミングＴ０が設定できない場合であっても、範囲ＴＧ１内で計量誤差Ｅの変動が小さい安定点を測定タイミングＴに設定できるようになる。このようにして測定タイミングＴを設定すれば、計量値Ｍ１と計量値Ｍ２を用いた演算で得られる個々の製品Ｗの重量値の信頼性が担保され、従って製品群Ｇの各製品Ｗに含まれる物品Ａの個数の過不足の検査についても信頼性が確保される。

【0047】

計量値Ｍ１の好ましい測定タイミングＴは、表示部１０に表示されたグラフＦＧを見たユーザーが目視で認識し、操作部１１から入力、設定して以後の検査時に有効となるようにしてもよいし、自動的に設定されるようにしてもよい。

【0048】

以上、計量値Ｍ１を用いた演算で得られる製品Ｗの重量値の信頼性を担保する手法として、計量誤差Ｅと測定タイミングＴの関係を示すグラフＦＧを用いる手法を図３を参照して説明したが、次に、この手法の変形例を説明する。先に説明した手法では、サンプル製品群ＳＧとして正規製品群ＧＧを用いたが、変形例では、サンプル製品群ＳＧとして過不足製品群ＧＢを用いることにより、過不足製品ＷＢの計量誤差を把握する。過不足製品群ＧＢは、過不足製品ＷＢを少なくとも一つ含む製品群Ｇである。

【0049】

本変形例によれば、製品Ｗにおける物品Ａの過不足を判定するための閾値（図３では一具体例として５ｇとした。）を、製品の生産管理基準としての標準重量値を基準としてではなく、物品Ａの入数に過不足のある製品Ｗの計量値Ｍ１に基づいて、より適切な閾値を設定できる。一般的には、物品Ａの過不足が１個ある製品Ｗを判定するためには、物品Ａの１個分の重量に基づいて閾値を設定するが、重量そのものを正確に測定することがそもそも困難という前提とし、いかに過不足を精度よく、すなわち過不足製品ＷＢと正規製品ＷＧとを過誤なく判定するかという観点からすれば、必ずしも製品Ｗに収容された物品Ａ１個分の重量を閾値にすることが適切とは限らない。

【0050】

具体的には、本来２０ｇとなるはずの正規製品ＷＧであっても、前後の製品Ｗの影響（特に連結されている場合）により、測定結果が２０ｇになるとは限らない。同様に、正規製品ＷＧなら本来２０ｇとなるはずの製品Ｗの測定において、物品Ａが１個４ｇなので閾値を仮に±４ｇに設定したとしても、物品Ａの過不足がある製品Ｗを実際に測定した場合に例えば実際に１６ｇ又は２４ｇになるか否かは不明であり、計量値を把握しないと適切な閾値かどうかはわからない。

【0051】

さらに、本変形例において、過不足製品ＷＧ、正規製品ＷＧともに複数のデータが得られれば、両者について計量誤差Ｅのばらつきが把握できるので、これに基づいて設定される閾値の信頼性はより向上する。

【0052】

以上説明したように、第１実施形態の製品検査装置１によれば、製品群Ｇの秤量信号から、測定タイミングＴを可変させて複数の部分計量値を算出し、この部分計量値と所定の基準値との差分として複数の計量誤差Ｅを算出できる。これら複数の計量誤差Ｅと測定タイミングＴの関係（図３）に基づいて、計量誤差Ｅが閾値未満になるような測定タイミングＴを決定すれば、実際に製品群Ｇを計量した場合に、製品Ｗごとに得られる重量値の信頼性が高くなる。このため、Ｘ線検査装置などの高価な設備を用いることなく、製品群の個々の製品が内包する物品の過不足を低コストで精度よく検査できるという効果が確実に得られることとなる。

【0053】

また、そのような好ましい測定タイミングを決定するに際し、計量誤差Ｅと測定タイミングＴの関係を示すグラフを表示部１０に表示し、測定タイミングＴを視覚的に容易に認識できるようにしているため、測定タイミングＴの設定を手動で行なうとしても、その作業は容易になる。

【0054】

次に、第２実施形態を、図４を参照して説明する。
第２実施形態の製品検査装置の構成は第１実施形態と同一であるが、部分計量値の測定タイミングＴの設定方法が第１実施形態とはやや異なるので、相違する部分を中心に説明し、その他の部分については第１実施形態の説明を援用する。

【0055】

第１実施形態のように、正規製品群ＧＧの秤量信号から得た計量誤差Ｅと測定タイミングＴの関係から、部分計量値の測定タイミングＴの好ましい範囲を具体的に定めたとしても、物品Ａの個数について過不足がある製品Ｗを含む過不足製品群ＧＢを対象とした場合には、過不足製品群ＧＢの製品Ｗの計量誤差Ｅが閾値未満になってしまう場合がありうる。

【0056】

例えば、１個の製品Ｗ中に含まれる物品Ａの正規入数が少ない場合は、１個や２個の欠品であっても、製品Ｗの計量値に対する影響が大きいため、算出される計量誤差Ｅは大きくなるので、正規製品群ＧＧの計量誤差Ｅと測定タイミングＴの関係だけに基づいて、各製品Ｗの物品Ａの個数の過不足を正確に判定することは比較的容易である。

【0057】

しかし、１個の製品Ｗに含まれる物品Ａの正規入数が多い場合には、欠品があったとしても、それが例えば１個や２個といった少数に止まる場合には、製品Ｗの計量値の減少は小さく、算出される計量誤差は小さくなる傾向にあるため、各製品Ｗの物品Ａの個数の過不足の判断は比較的困難となる。

【0058】

このような場合は、正規製品群ＧＧの計量誤差Ｅと測定タイミングＴの関係（図３）から好ましい測定タイミングＴの範囲を定めたとしても、その測定タイミングＴの範囲において、製品Ｗに含まれる物品Ａの位置のばらつきの影響で、過不足製品群ＧＢの秤量信号から得た計量誤差Ｅが許容範囲内に入ってしまうことがありうる。例えば、物品Ａの過不足が２個乃至３個といった程度の大きい過不足のある製品Ｗでは、物品Ａの収容位置が偏る場合があり、計量誤差Ｅが測定タイミングＴ０で谷を形成しないことがある。

【0059】

そこで、第２実施形態では、好ましい測定タイミングＴを決定した後、さらに、過不足数が異なる過不足製品群ＧＢについても計量誤差Ｅと測定タイミングＴの関係を求め、両方のグラフを表示部１０に表示させ、好ましい測定タイミングＴの設定について修正を図るものとした。

【0060】

図４は、図３に示したグラフＦＧと、グラフＦＧと同様の計量及び演算に基づき、物品Ａの個数が２個過剰である製品Ｗを含む過不足製品群ＧＢについて取得したグラフＦＢとを、一つの座標軸上にグラフとして重ねて示した図である。このグラフも表示部１０で表示される。

【0061】

図４に示すグラフＦＧ及びグラフＦＢにおいて、前述した測定タイミングＴの範囲ＴＧ１から、グラフＦＢの計量誤差Ｅが閾値を下回る測定タイミングＴの範囲を除去し、修正された好ましい測定タイミングＴの範囲ＴＧ２とした。

【0062】

図４において、測定タイミングＴの範囲ＴＧ１内において、グラフＦＢの計量誤差Ｅが閾値を越える領域Ｘでは、過不足製品群ＧＢの計量誤差Ｅが製品Ｗに許される重量値のばらつきを越えているので、当該製品Ｗが不良品であることは検出できる。しかし、グラフＦＢの計量誤差Ｅが閾値を下回る領域Ｙでは、過不足製品群ＧＢの計量誤差Ｅが製品Ｗに許される重量値のばらつきよりも小さいために、当該製品Ｗが良品か不良品かの区別がつかない。このため、測定タイミングＴのこの領域Ｙは、正規製品群ＧＧに基づいて設定した好ましい測定タイミングＴの範囲ＴＧ１から除外するものとした。

【0063】

第２実施形態では、測定タイミングＴは範囲ＴＧ２内で設定すればよく、例えばグラフＦＧにおいて計量誤差Ｅが最小値の１ｇとなる測定タイミングＴ０を検査時の計量値Ｍ１の測定タイミングＴとして定めればよい。このようにして設定した測定タイミングＴによれば、正規製品群ＧＧの製品Ｗの計量誤差Ｅが許容範囲内に入るため、良品を良品として判断できるとともに、過不足製品群ＧＢの製品Ｗについては、正規製品群ＧＧの製品Ｗと確実に識別することができる。

【0064】

次に、第３実施形態を、図５を参照して説明する。
第３実施形態の製品検査装置の構成は第１実施形態と同一であるが、対象とする製品群Ｇの構成が異なるので、計量誤差Ｅの演算方法について説明し、その他の部分については第１及び第２実施形態の説明を援用する。

【0065】

第３実施形態における製品群Ｇは、包装材Ｐに所定個数の物品Ａを収容した製品Ｗを３個含んでおり、３個の製品Ｗは包装材の一部において連結されている。ここで、特に搬送方向の先方の製品Ｗを先方製品ＷＦと称し、搬送方向の中間の製品Ｗを中間製品ＷＭと称し、搬送方向の後方の製品Ｗを後方製品ＷＲと称する。

【0066】

図５に示す例では、秤３は一つの製品群Ｇに属する３個の製品Ｗ（ＷＦ，ＷＭ，ＷＲ）を計量コンベア２で搬送しながら計量し、図５に示すような秤量信号を出力する。図５に示す秤量信号の波形は、秤３が出力する秤量信号の波形そのものではなく、これを信号処理部７のフィルタで整形した状態として示したものである。第３実施形態では、製品群Ｇは３個の製品Ｗ（ＷＦ，ＷＭ，ＷＲ）からなるため、図５から理解されるように、製品群Ｇの秤量信号には、先方の１個の製品Ｗ（先方製品ＷＦ）が計量コンベア２に載り込んだ時（時間ｔ１）に計量された計量値Ｍ１と、計量コンベア２に２個の製品Ｗ（ＷＦ，ＷＭ）が載り込んだ時（時間ｔ２）に計量された２個の製品Ｗの計量値Ｍ２と、計量コンベア２に３個の製品Ｗ（ＷＦ，ＷＭ，ＷＲ）が載り込んだ時（時間ｔ３）に計量された３個の製品Ｗの計量値Ｍ３が含まれる。

【0067】

なお、図５のグラフ中には符号では示していないが、秤量信号には、時間ｔ３よりも後の計量値が略一定となる２つの部分で示すように、先方の１個の製品Ｗ（先方製品ＷＦ）が計量コンベア２から下りた時に計量された後方の２個の製品Ｗ（ＷＭ，ＷＲ）の計量値と、先方の２個の製品Ｗ（ＷＦ，ＷＭ）が計量コンベア２から下りた時に計量された後方の１個の製品Ｗ（後方製品ＷＲ）の計量値が含まれるので、これらの計量値を利用してもよい。

【0068】

第３実施形態における各製品Ｗにおける物品Ａの個数の過不足の検査方法は第１実施形態と同様である。すなわち、部分計量値である計量値Ｍ１，Ｍ２と、総計量値である計量値Ｍ３から算出した基準値を用いた演算により、先方製品ＷＦと中間製品ＷＭと後方製品ＷＲの重量を算出し、各製品Ｗに含まれる物品Ａの個数を求めて、その過不足を判断する。

【0069】

第３実施形態においても、第１実施形態と同様に、製品Ｗに含まれる物品Ａの個数の過不足を適切に判定するため、秤量信号から部分計量値（計量値Ｍ１，Ｍ２）を適切に算出するため、部分計量値（計量値Ｍ１，Ｍ２）の測定タイミングＴをそれぞれ適切に設定する必要がある。そこで、３つの製品ＷＦ，ＷＭ，ＷＲからなる製品群Ｇを対象とする第３実施形態では、２つの部分計量値の測定タイミングを好ましく決定するため必要な計量誤差Ｅを、次のような演算式で算出する。

【0070】

先方製品ＷＦに係る計量誤差ＥＦ＝（Ｍ１）−（Ｍ３／３）…式（１）
中間製品ＷＭに係る計量誤差ＥＭ＝（Ｍ２−Ｍ１）−（Ｍ３／３）…式（２）
中間製品ＷＭに係る計量誤差ＥＭを演算するための上記式（２）は、（Ｍ２／２）−（Ｍ３／３）としてもよい。

【0071】

すなわち、算出部８は、先方製品ＷＦに係る計量誤差ＥＦを算出するために、計量値の測定タイミングＴに相当する秤量信号の時間ｔ１を時間軸の適当な範囲で可変させ、各時間において、部分計量値である計量値Ｍ１を複数算出する。そして、式（１）に示すように、総計量値である計量値Ｍ３を製品Ｗの個数である３で除して製品Ｗ１個の重量値を取得してこれを基準値とし、また部分計量値である計量値Ｍ１から前記基準値を減じて先方製品ＷＦに係る計量誤差ＥＦを演算する。そして、算出された計量誤差ＥＦと測定タイミングＴの関係を図３と同様なグラフに表し、部分計量値である計量値Ｍ１の算出に最も適した測定タイミングＴを設定する。

【0072】

また算出部８は、中間製品ＷＭに係る計量誤差ＥＭを算出するために、計量値の測定タイミングＴに相当する秤量信号の時間ｔ２を時間軸の適当な範囲で可変させ、各時間において、部分計量値である計量値Ｍ２を複数算出する。そして、式（２）に示すように、総計量値である計量値Ｍ３を製品Ｗの個数である３で除して製品Ｗ１個の重量値を取得してこれを基準値とし、また部分計量値である計量値Ｍ２から部分計量値である計量値Ｍ１を減じて中間製品ＷＭの重量値を取得し、この中間製品ＷＭの重量値から前記基準値を減じることによって中間製品ＷＭに係る計量誤差ＥＦを演算する。そして、算出された計量誤差ＥＦと測定タイミングＴの関係を図３と同様なグラフに表し、部分計量値である計量値Ｍ１の算出に最も適した測定タイミングＴを設定する。

【0073】

以上説明したように、第３実施形態の製品検査装置１によれば、第１実施形態と同様、製品群Ｇを計量した場合に、製品Ｗごとに得られる重量値の信頼性が高くなるので、Ｘ線検査装置などの高価な設備を用いることなく、製品群の個々の製品が内包する物品の過不足を低コストで精度よく検査できるという効果が確実に得られることとなる。なお、第３実施形態においても、予め過不足製品群ＧＢの製品Ｗを用いて測定タイミングＴの適正範囲の修正を行なってもよい。また、基準値は、第１実施形態と同様正規製品ＷＧの生産管理基準で定められた標準的な重量値等を用いてもよい。

【0074】

次に、第４実施形態を説明する。
第４実施形態の製品検査装置１の構成は第１実施形態と同一であるが、対象とする製品群Ｇは、製品Ｗの数を一般化してｎ個としている。そして、製品検査装置１は、このような製品群Ｇを計量コンベア２で搬送しながら秤３で計量し、得られた秤量信号を記憶部６に記憶する。そして算出部８は、この秤量信号において、１〜（ｎ−１）個目の各製品Ｗが計量コンベア２に載り込んだ後の各部分計量値の測定ごとに、当該部分計量値の測定タイミングＴを可変させ、次の式に従って各部分計量値ごとに複数の計量誤差Ｅを演算する。

【0075】

製品Ｗの数がｎ個である製品群Ｇに関する計量誤差Ｅの演算方法は、次のような符合及び表記要領に従って説明する。
［個数］
製品Ｗの総個数：ｎ
製品Ｗの個数：ｍ（＜ｎ）
［計量値］
製品群Ｇの１個目の製品Ｗの計量値（部分計量値）：Ｍ１
製品群Ｇの２個目までの製品Ｗの計量値（部分計量値）：Ｍ２
製品群Ｇのｍ個目までの製品Ｗの計量値（部分計量値）：Ｍｍ
製品群Ｇの全体の計量値（総計量値）：Ｍｎ
［計量誤差］
１個目の製品Ｗに係る計量誤差：Ｅ１
２個目の製品Ｗに係る計量誤差：Ｅ２
ｍ個目の製品Ｗに係る計量誤差：Ｅｍ

【0076】

以上のような符合及び表記要領に従えば、１〜ｍ個目の各製品がそれぞれ計量コンベア２に載り込んだ際の測定タイミングＴで算出される各計量誤差Ｅは、次の演算式で表される。
計量誤差Ｅ１＝Ｍ１−（Ｍｎ／ｎ）
計量誤差Ｅ２＝（Ｍ２−Ｍ１）−（Ｍｎ／ｎ）
…
計量誤差Ｅｍ＝（Ｍｍ−Ｍ（ｍ−１））−（Ｍｎ／ｎ）
…
上記演算式の第１項は、一部の製品の重量値を、部分計量値又は部分計量値に基づく演算で表した項である。すなわち、ｍ個目の製品Ｗの計量誤差Ｅｍは、ｍ個目までの製品Ｗの計量値から（ｍ−１）個目までの製品Ｗの計量値を減じたものである。また、上記演算式の第２項は、所定の基準値として、総計量値Ｍｎと総個数ｎの除算で得られた製品の重量値の平均値を示す項である。

【0077】

算出部８は、１〜（ｎ−１）個目の各製品Ｗが計量コンベア２に載り込んだ後の各部分計量値の測定ごとに、測定タイミングＴを可変させて複数の計量誤差Ｅを算出し、各部分計量値の測定タイミングＴごとに、図２又は図５に示したようなグラフを取得することができる。従って、このような複数の計量誤差Ｅと測定タイミングＴの関係に基づいて、計量誤差Ｅが閾値未満になるような測定タイミングＴを決定すれば、実際に製品群Ｇを計量した場合に、第１実施形態と同様、製品Ｗごとに得られる重量値の信頼性が高くなる。このため、Ｘ線検査装置などの高価な設備を用いることなく、製品群の個々の製品が内包する物品の過不足を低コストで精度よく検査できるという効果が確実に得られることとなる。

【0078】

このように、第４実施形態によれば、製品群Ｇを構成する製品Ｗの数を一般化してｎとした場合にあっても、部分計量値から得た製品Ｗの１個あたりの計量値と、部分外計量値から得た製品Ｗの１個あたりの計量値から、簡易な演算によってｍ（＜ｎ）個目の製品Ｗに係る計量誤差を安定して算出することができる。

【0079】

以上説明した各実施形態では、対象となる製品群Ｇは、複数の製品Ｗが包装材Ｐの一部で連結された所謂連包品であったが、複数の製品Ｗからなる製品Ｗの組が、複数組連続して群を構成するような製品群であっても本発明の対象となりうる。

【符号の説明】

【0080】

１…製品検査装置
２…計量コンベア
３…秤
４…センサ
５…制御手段
６…フィルタの設定手段である信号処理部
７…計量部
８…算出部
９…過不足判定部
Ａ…物品
Ｗ…製品
ＷＦ…前方製品
ＷＭ…中間製品
ＷＲ…後方製品
ＷＧ…正規製品
ＷＢ…過不足製品
Ｇ…製品群
ＧＧ…正規製品群
ＧＢ…過不足製品群
Ｍ…計量値
Ｅ…計量誤差
Ｔ…測定タイミング
Ｐ…包装材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】