JP2013167450A

JP2013167450A - 計量装置

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Publication number: JP2013167450A
Application number: JP2012029064A
Authority: JP
Inventors: Yoshikazu Nagane; 吉一長根; Yoshikuni Sato; 嘉國佐藤
Original assignee: A&D Co Ltd
Current assignee: A&D Holon Holdings Co Ltd
Priority date: 2012-02-14
Filing date: 2012-02-14
Publication date: 2013-08-29
Anticipated expiration: 2032-02-14
Also published as: JP6049001B2

Abstract

【課題】除電能力の自己診断機能を備え、劣化状態をふまえた上で、適切な除電針の清掃・交換タイミングを自身で診断する除電機能付き電子天秤を提供する。
【解決手段】計量室5と、荷重計測機構13と、プラス及びマイナスの除電針をそれぞれ１個以上同数個配置した除電手段11A〜11Dと、を備える電子天秤1で、除電手段11A〜11Dに電圧を印加，停止し、荷重計測機構13にて電圧印加前後の無負荷時の計量データの変動を検知して、該計量データの固有変動量を求める針劣化評価手段を備えた。各除電針からのコロナ放電によるイオン風に伴う無負荷時の計量データの変動を荷重計測機構で計量し、針劣化評価手段によって除電能力の自己診断のための評価指標を取得し、除電針の劣化状態をふまえ、針清掃・交換タイミングを天秤自身で診断する。
【選択図】図４（ｂ）

Description

本発明は、電子天秤に係り、特に除電機能を有する電子天秤に関する。

計量値の読み取り精度（最小表示）が０．１ｍｇ以下の分析用電子天秤、さらには１μｇ以下の超高精度のマイクロ(ミクロ)電子天秤のような、高分解能の電子天秤では、計測対象物である試料そのものが帯電した状態で測定すると、静電気の影響により、測定誤差が生じてしまう。

これに対し、計量室と背後の機構室とを有し、計量室の後壁の背後の機構室に各除電針に電圧を印加する除電器が配置された、除電機能付き電子天秤が提案されている（特許文献１）。係る電子天秤では、除電モードに入ると、各除電針のコロナ放電により計量室内にプラスイオンとマイナスイオンとを充満させ、イオンの重複エリアにて、試料に帯電している電荷を中和する（以下、除電と称す）。これにより、静電気の影響を受けることなく当該試料の計量を行うことができる。

特開２０１０−１９０６００（段落００１５〜００２１、００２５、図１〜３等）

しかし、前述した従来のコロナ放電を利用した除電機能付き電子天秤では、除電針による除電能力が劣化していても気付かずに使用している場合や、周囲環境による違いや個体差のあるそれぞれの電子天秤で、除電針の清掃・交換のメンテナンスをどの程度の頻度で行えば良いか分からない、また、メンテナンスを行ってもその効果が確認できないという問題があった。具体的には以下である。

（ｉ）除電針の劣化は、プラス針とマイナス針とで劣化の進行が異なる事が確認されている。プラス針では、周辺の空気中の分子（一般に水分子）が電離されプラスイオンになるが、電離するときに放出される電子が針に衝突して先端が磨耗し、イオン生成能力が劣化する傾向にある。マイナス針では、電子の衝突は無いが二酸化ケイ素等が先端に結晶として付着し汚れてくるのでイオン生成能力が劣化し、イオン生成能力が劣化する傾向にある。よって、全体としては、短期的には異物が付着するマイナスイオン針が先にイオン生成能力が劣化し、中長期的にはプラスイオン針の先端が磨耗するためゆっくりイオン生成能力が落ちていく現象となる。また、プラス/マイナスの各電極が汚れてくると、その度合いに応じてそれぞれの供給イオン量のバランスがくずれることとなり、適切に除電されない場合がある。よって、除電針のメンテナンスをするにしても、どの電極の針をどのタイミングで清掃したり交換したりすべきなのか、ユーザ側では認識のしようがなかった。

（ｉｉ）除電針の寿命（交換時期）としては一般的に、タングステン製では２年、ＳＵＳ製では１年などが針交換の目安と言われているが、電圧印加積算時間が考慮されたものではなく、また周囲環境（大気中のパーティクルの状態）の違いや天秤の個体差を考慮したものでも無いため、適切なメンテナンスが行えるものではなかった。

（ｉｉｉ）針交換を行っても、除電針と除電器との接触不良、或いは除電針とは別に内部の電子回路や配線、接触不良等による故障などにより、除電がされていない場合も生じうるが、これらが要因かどうかユーザ側では不明であった。
以上のことから、ユーザは非効率な針清掃・交換メンテナンスをするか、もしくは除電能力の劣化を放置したまま使用し、またメンテナンスが確実に実行されたか不安に思いながら使用していた。

本発明は、従来技術の問題点に基づいて為されたもので、その目的は、第１に、除電能力（プラス/マイナス電極のイオン生成能力）の自己診断機能を備えた除電機能付き電子天秤を提供することであり、第２に、自己診断機能によりその劣化状態をふまえた上で、適切な除電針の清掃・交換タイミングはいつか等を自身で診断することのできる除電機能付き電子天秤を提供するものである。

前記目的を達成するために、請求項１に係る除電機能付き電子天秤においては、計量室と、前記計量室に載置された試料の計量値を計測する荷重計測機構と、プラスの除電針及びマイナスの除電針をそれぞれ１個以上同数個配置した除電手段と、を備える除電機能付き電子天秤であって、前記除電手段に電圧を印加，停止し、前記荷重計測機構にて電圧印加前後の無負荷時の計量データの変動を検知して、該計量データの固有変動量を求める針劣化評価手段を備えることを特徴とする。

請求項２では、請求項１に記載の除電機能付き電子天秤において、前記針劣化評価手段で得られた無負荷時の計量データの固有変動量が、清掃閾値よりも小さい場合であったとき、針清掃すべきであると自己診断する清掃診断手段を備えることを特徴とする。

請求項３では、請求項１に記載の除電機能付き電子天秤において、前記針劣化評価手段で得られた無負荷時の計量データの固有変動量が、交換閾値よりも小さい場合であったとき、針交換すべきであると自己診断する交換診断手段を備えることを特徴とする。

請求項４では、請求項１に記載の除電機能付き電子天秤において、前記針劣化評価手段で得られた無負荷時の計量データの固有変動量が、故障閾値よりも大きい場合であったとき、装置故障であると自己診断する故障診断手段を備えることを特徴とする。

請求項５では、請求項２〜４のいずれかに記載の除電機能付き電子天秤において、前記交換診断手段、前記清掃診断手段、前記故障診断手段の後に、再度前記針劣化評価手段により無負荷時の計量データの固有変動量を求め、再度前記交換診断手段、前記清掃診断手段、前記故障診断手段を行う効果確認手段を備えることを特徴とする。

請求項６では、請求項１〜５のいずれかに記載の除電機能付き電子天秤において、前記除電針に電圧を印加した電圧印加積算時間を計測・評価する積算時間評価手段を備え、基準積算時間に対し、電圧印加積算時間が基準積算時間以上に長くなった場合、前記針劣化評価手段を自動で行うことを特徴とする。

請求項７では、請求項１〜６のいずれかに記載の除電機能付き電子天秤において、前記針劣化評価手段を、前記除電針に対し単極ずつ行うことを特徴とする。

以上より、本願発明の除電機能付き電子天秤によれば、除電手段に電圧を印加すると、各除電針からコロナ放電が起こり、その際に微少なイオン風が発生する。本願発明では、このイオン風の発生に伴って無負荷時の計量データが変動する現象を荷重計測機構で計量し、まず、電圧印加前後での無負荷時の計量データの固有変動量（無負荷時計量データの変動分）を求める針劣化評価手段によって、除電能力の自己診断を行うための評価指標を取得する。そして、除電針の除電能力が良好（針先が鋭利で、かつ汚れも略無い状態）であるときに発生するイオン風は所定量であり、従ってこれに伴う無負荷時の計量データの固有変動量も所定範囲内である。本願発明では、この現象を利用して、該計量データの固有変動量が良好状態所定範囲（規定範囲）より小さければ清掃が必要であり、清掃後にも、該計量データの固有変動量が一定値以下であれば交換が必要と判断できる。逆に、該計量データの固有変動量が一定値より高い場合は何らかの故障のおそれありと判断できる。

即ち、針劣化評価手段に、清掃診断手段、交換診断手段を備えることにより、コロナ放電に伴う無負荷時の計量データの変動現象と天秤の従来機能である荷重計測機能とを利用して、除電針の除電能力の自己診断機能を備えた電子天秤を提供することができる。これにより、除電針の劣化状態をふまえた上で、適切な針清掃・交換タイミングはいつかを、天秤自身で診断することができる。よって、従来のように、天秤の周囲環境の善し悪しに関わらず一律に設定されていた針清掃・交換指示とは異なり、周囲環境の状態も考慮された上の指示となるため、ユーザは適切な針清掃・交換メンテナンスが行える。また、併せて故障診断手段を備えることにより、除電能力の大きさを検出・診断し、除電器内の印加電圧の異常を含めた故障を天秤自身で発見できる。

また、針清掃や交換を行った場合、確実に汚れが払拭できたかどうか、針が正しく接触しているか等がユーザには分からなかった。よって、各メンテナンス後に、各メンテナンスが確実・有効に実行されたかを天秤自身で診断することができる効果確認手段を設けることで、ユーザに不安を感じることなく使用してもらう事ができる。

また、電圧を印加した時間（除電時間）を積算する事によって、積算時間のパラメータと天秤自身の無負荷時計量データの変動分とにより、効果的に針清掃タイミングや針交換のタイミングを指示することができる。即ち、係るメンテナンス指示のタイミングは、従来のように、電圧印加積算時間とは関係なしに、いかなる場合においても一律で設定されていたメンテナンス指示とは異なり、除電機能の使用状況（電圧印加積算時間）が考慮された上の指示であるため、効果的なものとなる。

また、電圧の印加は、除電室に設けられている除電針に対して単極ずつ（プラス極又はマイナス極側の除電針に対して印加，停止したのち、他極側の除電針に対して印加，停止する）行えば、プラス針とマイナス針とで個別に評価ができるため好ましい。

本発明に係る電子天秤の斜視図である。同電子天秤の正面図である。同電子天秤の構成を示すブロック図である。同電子天秤の自己診断手段処理フローを示すフローチャートであって、積算時間評価手段の一例を示すもの針劣化評価手段の一例を示すもの故障診断手段・清掃診断手段の一例を示すもの交換診断手段の一例を示すものである。無負荷時の計量データ変化量算出のためのデータ取得タイミングを示す図である。同電子天秤の自己診断手段処理による結果表示の例であって、（ａ）故障と診断した場合の表示例、（ｂ）清掃と診断した場合の表示例、（ｃ）交換と診断した場合の表示例である。

本発明の好適な実施例の構成を図１〜３を用いて説明する。図１は本発明に係る電子天秤の斜視図、図２は同電子天秤の正面図、図３は同電子天秤の構成を示すブロック図である。

符号１は、電子天秤の一種である電磁平衡式の電子天秤であり、装置前部には計量皿２が配置された計量室５が形成され、計量室５の後部（装置後部）には機構室３が形成されている。符号４は仕切板であり、電子天秤１の計量室５の空間を上下に仕切るように配置され、これにより上部空間が後述する除電部６、下部空間が計量部７に区間形成されている。なお、上記電子天秤１の構成は一例であって、仕切り板４により計量室５を分けることは、本願にとって必須の構成ではない。

除電部６の後壁６Ａには、直流型イオン発生手段として複数（図示の構成では４個）の除電針が配置されている。例えば除電針１１Ａと１１Ｄはプラス極、除電針１１Ｂと１１Ｃはマイナス極に設定することによりプラス極，マイナス極の除電針が上下左右に交互に同数個ずつ配置された構成となった、除電手段が設けられている。各除電針１１Ａ〜１１Ｄの背後には、後壁６Ａを介して機構室３内に除電針にイオン発生用の高電圧を印加するための除電器１２が配置されている。各除電針１１Ａ〜１１Ｄは、除電針を周方向に囲うリング状の防護ホルダー内に収納されるとともにユニット化されており、この除電針ユニットは特別な工具を用いることなく除電針を簡単かつ安全に挿着脱できるようになっている。なお、除電針の設置数は図示の４本に限るものではなく、より多数配置したり、或いは逆に除電バランスがやや劣るものの、プラス極，マイナス極の２本の除電針を配置する構成も可能である。

計量部７は、仕切板４を介して除電部６の下方に位置しており、計量部７の下部には計量皿２が設けられている。機構室３には、計量皿２に載置された試料の計量値を計測するための電磁部及び電磁部に荷重を伝達する荷重伝達機構、ＣＰＵ，メモリ等を搭載した電子回路等が配置された荷重計測機構１３が設けられている。符号１５、１６、１７は湿度センサであって、検知した湿度に応じて試料の除電の要否を表示部８に表示する。

そして、本願の除電機能付き電子天秤１は、荷重計測機構１３に、除電針１１Ａ〜１１Ｄに電圧を印加，停止し、電圧印加前後での無負荷時の計量データ（以下、ゼロ点と称す）の変動を検知して、該計量データの固有変動量（ゼロ点の変化量Ｒｎ）を求める針劣化評価手段と、針劣化評価手段で得られたゼロ点変化量Ｒｎが、交換閾値Ｒ３、清掃閾値Ｒ２に対しＲ３≦Ｒｎ＜Ｒ２であったとき、針清掃すべきであると自己診断する清掃診断手段と、針劣化評価手段で得られたＲｎが、交換閾値Ｒ３に対しＲｎ＜Ｒ３であったとき、針交換すべきであると自己診断する交換診断手段と、前記針劣化評価手段で得られたＲｎが、故障閾値Ｒ１に対しＲｎ＞Ｒ１であったとき、装置故障であると自己診断する故障診断手段と、除電針１１Ａ〜１１Ｄに電圧を印加した電圧印加積算時間Ｔａｍを計測し基準積算時間Ｔに対しＴａｍ≧Ｔとなったときに、前記針劣化評価手段を自動で行う積算時間評価手段と、前記清掃診断手段、前記交換診断手段、前記故障診断手段の後に、再度前記針劣化評価手段によりＲｎを求め、再度前記交換診断手段、前記交換診断手段、前記故障診断手段を行う効果確認手段と、を備えている。後述のフローチャートとともに具体的に説明する。

電子天秤１の除電能力自己診断モードの作動を、図４（ａ）〜（ｄ）に示すフローチャートに基づいて説明する。図４は同電子天秤の自己診断手段処理フローを示すフローチャートであって、（ａ）積算時間評価手段の一例を示すもの、（ｂ）針劣化評価手段の一例を示すもの、（ｃ）故障診断手段・清掃診断手段の一例を示すもの、（ｄ）交換診断手段の一例を示すものであり、図５は無負荷時の計量データの変化量算出のためのデータ取得タイミングを示す図、図６は同電子天秤の自己診断手段処理による結果表示の例であって、（ａ）故障と診断した場合の表示例、（ｂ）清掃と診断した場合の表示例、（ｃ）交換と診断した場合の表示例、である。

除電能力自己診断モードに入ると、まず、ステップ１において、除電針１１Ａ〜１１Ｄの除電能力自己診断を行うタイミングとなる、基準積算時間Ｔを操作部９から設定する（一例として、Ｔ＝１時間）。次に、ステップ２で、除電針１１Ａ〜１１Ｄに高圧が印加され除電を行う。この際、電圧を印加した時間（除電時間）Ｔａｎも計測し、記憶する。次に、ステップ３で、前回、到来した基準積算時間Ｔから現在までの除電時間Ｔａｎを積算した電圧印加積算時間Ｔａｍ（Ｔａｍ＝Ｔａ１＋Ｔａ２＋Ｔａ３＋・・・＋Ｔａｎ）を求める。同時に、電子天秤１の使用開始時から現在までの除電時間Ｔａｎを全て積算した総電圧印加積算時間Ｔ´ａｍ（Ｔ´ａｍ＝Ｔａ１＋Ｔａ２＋Ｔａ３＋・・・＋Ｔａｎ）も求める。次に、ステップ４で、総電圧印加積算時間Ｔ´ａｍが、一般に除電針の寿命と言われている１００００ｈに達したか否か、即ちＴ´ａｍ≧１００００ｈであるか否かを判断する。１００００ｈ以上である場合は、ステップ５を経由してステップ２５に移行し、除電針の寿命時間につき、表示部８に“ｒＥＰＬＡＣＥ”等の針交換指示メッセージを出す、針交換指示処理（Ｄ）を行う。もっとも、ここでの交換指示は従来一般の目安によって出されるものであるので、この後の除電能力自己診断の結果次第では、ユーザの判断にて無視しても良い。一方、１００００ｈ未満の場合は、ステップ６に移行し、電圧印加積算時間Ｔａｍが基準積算時間Ｔに達したか否か、即ちＴａｍ≧Ｔであるか否かを判断する（積算時間評価手段）。基準積算時間Ｔ未満の場合は、ステップ２に戻る。基準積算時間Ｔ以上である場合は、ステップ７に移行し、電圧印加積算時間Ｔａｍをクリア、即ちＴａｍ＝０としたのち、針劣化評価処理Ａのサブルーチン（図４ｂ）へ移行する。ステップ８〜ステップ１４が、針劣化評価手段となる。

針劣化評価処理Ａでは、まず、ステップ８で、除電針１１Ａ〜１１Ｄに電圧をかけない状態で電子天秤１の無負荷時の計量データ，即ちゼロ点の安定を待ち、ゼロ点のデータ（以降、印加前データＤｎとする）を取得する。次に、ステップ９で、プラス極側除電針１１Ａ，１１Ｄ又はマイナス極側除電針１１Ｂ，１１Ｃに電圧を印加し（コロナ放電をオンとし）、除電を開始する。プラス／マイナス針への診断は、どちらから開始する設定としても良い。そして、ステップ１０で、電圧印加状態での電子天秤１のゼロ点の安定を待ち、データ（以降、印加中データＤｎ＋１とする）を取得する。次に、ステップ１１で、電圧印加を停止し（コロナ放電をオフとし）、除電を停止する。そして、ステップ１２で、電圧印加停止状態での電子天秤１のゼロ点の安定を待ち、データ（以降、印加後データＤｎ＋２とする）を取得する。なお、印加前データＤｎ，印加中データＤｎ＋１，印加後データＤｎ＋２の取得タイミングの好適な例を、図５に示す。次に、ステップ１３で、電圧印加前後のゼロ点変化量Ｒｎ、即ち、プラス極側の診断であればゼロ点のデータ変化量Ｒｎ＋を式（１）で，マイナス極側の診断であればゼロ点のデータ変化量をＲｎ−を式（２）で求める。計算の起点となるデータは、電圧印加による変化前の印加前データＤｎと印加後データＤｎ＋２の２点のデータの平均を取ることによって、天秤の微妙なゼロ変化による影響を最小限とする。
Ｒｎ＋＝Ｄｎ＋１ − {( Ｄｎ＋Ｄｎ＋２ ) ／２ } （１）
Ｒｎ− ＝Ｄｎ＋１ − {( Ｄｎ＋Ｄｎ＋２ ) ／２ } （２）
次に、ステップ１４で、プラス／マイナス極の両方の劣化を確認したか否かを判断し、一方の極しか行われていない場合はステップ８に戻り、他方の極についても評価を行う。一方、両極ともに劣化評価が行われた場合は、以降、針の清掃・故障診断処理（Ｂ），交換診断処理（Ｃ）が行われる。ステップ１５〜ステップ１６が故障診断手段、ステップ１７〜ステップ１８が清掃診断手段、ステップ２４〜ステップ２５が交換診断手段となる。

ここで、除電針１１Ａ〜１１Ｄに電圧を印加すると、各除電針からコロナ放電が起こり、その際に微少なイオン風が発生し、計量室内の空気の動きが微妙に変わるため、イオン風の発生に伴って無負荷時の計量データ（ゼロ点）が変動する。除電針１１Ａ〜１１Ｄの除電能力が良好（針先が鋭利で、かつ汚れも略無い状態）であるときに発生するイオン風は所定量であり、これに伴って検知される良好時のゼロ点変化量Ｒｎも所定範囲内である。本願の電子天秤１は、この現象を利用する。ゼロ点変化量Ｒｎが良好状態所定範囲より小さければイオン風が弱まりイオン生成能力が減衰したと判断されるので針清掃が必要であり、清掃後もゼロ点変化量Ｒｎが一定値以下ならば清掃では戻らない針劣化により針交換が必要と判断できる。逆に、ゼロ点変化量Ｒｎが良好状態所定範囲より大きければ、異常電圧が発生しているなど何らかの故障のおそれありと判断できる。

なお、良好時のゼロ点変化量Ｒｎ（以下、規定範囲と称す）は、印加電圧、除電手段の針数、荷重計測機構の能力、除電手段と計量部との距離等により異なるため、装置タイプごとに異なってくる。よって、生産時検査によってその種の電子天秤のゼロ点変化量Ｒｎの規定範囲を把握し、これに応じて、交換閾値Ｒ３，清掃閾値Ｒ２，故障閾値Ｒ１を適宜に設定する事もできる。

本実施例では、各除電針への印加電圧は４ｋＶ、除電手段は前述の４本の除電針、最小表示が１μｇの超高精度のマイクロ電子天秤を用いた場合を一例に、除電針１１Ａ〜１１Ｄが全て良好状態のゼロ点変化量Ｒｎが約３０μｇ、であったことを受けて、規定範囲を２５μｇ＜Ｒｎ＜６０μｇ、故障閾値Ｒ１を６０μｇ、清掃閾値Ｒ２を２５μｇ、交換閾値Ｒ３を１５μｇに設定した。但し、これら閾値は一例である。

前述の針劣化評価処理Ａにおけるステップ１４で、両極を評価したと判断されると、サブルーチンから戻り、故障・清掃診断処理（Ｂ）に移る。処理（Ｂ）では、まず、ステップ１５で、ゼロ点変化量Ｒｎが故障閾値Ｒ１を越えないか否か、即ちＲｎ＞Ｒ１を判断する。ＲｎがＲ１超となる場合は、何らかの故障と判断できるため、表示部８に図６（ａ）の故障メッセージを出す、故障通知処理（Ｆ）を行う。一方、ＲｎがＲ１以下である場合は、清掃診断処理のステップ１７に移る。

清掃診断処理では、まず、ステップ１７で、ゼロ点変化量Ｒｎが清掃閾値Ｒ２を下回るか否か、即ちＲｎ＜Ｒ２を判断する。ＲｎがＲ２以上である場合は、規定範囲内であり、除電能力は良好に発揮されている状態であると判断できるため、ステップ２３を経由してステップ２に戻り、除電を行う場合には、除電時間Ｔａｎを計測する処理に進む。以降、除電機能が正常動作している場合は除電時間が積算され基準積算時間Ｔの周期にて針劣化評価処理Ａに移行し、針の清掃・交換の評価をする。一方、ＲｎがＲ２未満である場合は、規定範囲を下回っており、除電針に汚れが付着していると判断できるため、ステップ１８に移行し、清掃指示メッセージを出す。この際、清掃指示メッセージは、ゼロ点変化量Ｒｎ＋又はＲｎ−に基づいて、プラス極又はマイナス極側除電針のいずれに清掃が必要かを具体的に特定して指示することができる。一例として、プラス極に対する清掃指示メッセージを図６（ｂ）に示す。そして、これを受けたユーザは、ステップ１９で、指示された極側の針を清掃し、清掃後、操作部９から清掃終了キーを押す。次に、ステップ２０で、清掃終了キーが押されたか否かが判断され、キーが押されるまで待つ。キーが押された場合は、ステップ２１にて、針劣化評価処理Ａを再度実行し、清掃後のゼロ点変化量Ｒｎを改めて取得する。そして、ステップ２２で、再度Ｒｎ＜Ｒ２を判断する。清掃後のＲｎがＲ２以上である場合は、清掃の実行により規定範囲内となり、除電能力は良好に発揮されている状態となったと判断できるため、ステップ２３へ移行する。一方、ＲｎがＲ２未満である場合は、清掃を行っても除電能力改善に効果が出なかったこととなるため、交換診断処理（Ｃ）のステップ２４に移る。即ち、ステップ２０〜ステップ２２が、清掃メンテナンスの効果を検証する効果確認手段となる。

交換診断処理（Ｃ）では、まず、ステップ２４で、ゼロ点変化量Ｒｎが交換閾値Ｒ３を下回るか否か、即ちＲｎ＜Ｒ３を判断する。ＲｎがＲ３以上である場合は、計量誤差等による故障診断の見逃しや、清掃の不十分が考えられるので、再度故障・清掃診断処理（Ｂ）へ移行する。一方、ＲｎがＲ３未満である場合は、これ以上除電能力が発揮されない状態にまで除電針が磨耗していると判断できるため、除電針の寿命と判断され、ステップ２５で、表示部８に針交換指示メッセージを出す。この際も、具体的にプラス又はマイナス極側除電針のいずれに交換が必要かを特定して指示することができる（プラス極に対する交換指示メッセージの例を図６（ｃ）に示す）。この場合、周囲の環境条件によっては一般に言われる針の寿命１００００ｈよりも早い交換となることが当然に有り得る。これを受けたユーザは、ステップ２６で、指示された極側の針を交換し、交換後、操作部９から交換終了キーを押す。次に、ステップ２７で、交換終了キーが押されたか否かが判断され、キーが押されるまで待つ。キーが押された場合は、ステップ２８にて、再度針劣化評価処理Ａを実行し、交換後のゼロ点変化量Ｒｎを改めて取得する。そして、交換後の除電能力をチェックすべく、再度故障・清掃診断処理（Ｂ）へ移行する。即ち、ステップ２７〜ステップ２８が、交換メンテナンスの効果を検証する効果確認手段となる。

本実施例によれば、まず、電圧印加前後のゼロ点変化量Ｒｎを求める針劣化評価手段によって、除電能力の自己診断を行うための指標を取得する。そして、清掃診断手段、交換診断手段、故障診断手段によって、ゼロ点変化量Ｒｎが規定範囲より小さければ清掃が必要と自己診断し、清掃後にも、ゼロ点変化量Ｒｎが一定値より小さければ交換が必要と自己診断し、逆に、ゼロ点変化量Ｒｎが一定値より高い場合は何らかの故障のおそれありと自己診断するため、診断結果から自己診断機能によりその劣化状態をふまえた上で、適切な除電針の清掃・交換タイミングはいつか等を自身で診断し、ユーザに知らせることができる。即ち、除電手段からのコロナ放電に伴う無負荷時の計量データの固有変動量（ゼロ点の変動現象）と電子天秤の従来機能である荷重計測機能とを利用して、電子天秤に設置された除電針の除電能力の自己診断機能を備えた電子天秤となるため、非効率な針清掃・交換メンテナンスや、除電能力の劣化を放置したままの使用を解消することができる。

また、故障診断手段では、除電能力の劣化が、針の汚れ・摩耗によらない事象が原因であることが天秤自身で発見できる上に、ゼロ点変化量Ｒｎが異常に高い場合は、内部の高圧回路の異常が考えられ、ユーザへの危険信号でもあるので、コロナ放電を強制的にオフとし、危険をいち早くメッセージで知らせる事もできる（Ｅｒｒｏｒ２０）。なお、ゼロ点変化量Ｒｎがほとんどない等の場合は、内部の故障、針劣化、針のセッティングの不具合となるので針交換メッセージとして表示することも可能である(ｒＥＰＬＡＣＥ)。

そして、各メンテナンス後に、各メンテナンスが確実・有効に実行されたかを電子天秤自身で診断することができる効果確認手段を設けたことで、従来のように、針清掃や交換を行った場合、確実に汚れが払拭できたかどうか、針が除電器本体に確実に接触しているか等を不安に思うことなく安心して使用してもらう事ができるため、非常にユーザフレンドリーな電子天秤となる。

また、電圧の印加は、除電室に設けられている除電針１１Ａ〜１１Ｄに対して単極ずつ行っているので、プラス針とマイナス針とで個別的な評価が出せる。なお、針劣化評価手段における除電手段への電圧の印加方法は、上記以外に、除電室に設けられている除電針全てを一斉に駆動し、時間短縮を図ってもよい。或いは、除電室に設けられている除電針を個々に順に駆動し、１つ１つの除電針の劣化状態を確認することもできる。この場合、プラス極とマイナス極との劣化の特性も同時に診断を行なうので、例えば除電針１１Ａを針Ａ，除電針１１Ｂを針Ｂ，除電針１１Ｃを針Ｃ，除電針１１Ｄを針Ｄとし、除電針１１Ｃに清掃要と自己診断した場合には“ＣＬＥＡｎＣ”と表示し、よりきめ細やかな指示が出すことも可能である。なお、除電手段への印加電圧は、直流電圧印加方式、交流電圧印加方式のいずれでも、微少なイオン風が発生する形態であれば方式を問わない。

また、除電針の除電能力自己診断を行うタイミングは、従来のように、いかなる場合においても一律で設定されていたメンテナンス指示とは異なり、積算時間評価手段を備え、電圧印加積算時間Ｔａｍを考慮に入れたことによって、効果的に針清掃タイミングや針交換のタイミングを指示することができる。なお、除電針の除電能力自己診断を行うタイミングとしては、他に、（ｉ）電子天秤を使用していない休憩時刻（例；毎日１２時３０分など）に行う、（ｉｉ）周囲温度や周囲湿度等の周囲環境が変わったとき（例；３℃変化があったときなど）に行う、（ｉｉｉ）電圧印加積算時間Ｔａｍに無関係に定期的（例；２週間毎など）に行なう、等に設定しても良い。また、（ｉｉ）で、電子天秤の自動校正のタイミングと併せて針劣化評価処理Ａを行う（例えば３℃の周囲温度変化があったときに電子天秤が自動で内蔵分銅を昇降させ校正処理を行ったのちに、針劣化評価処理Ａをスタートする）設定も好ましい。

また、過去の２回のゼロ点変化量Ｒｎの履歴から、周囲環境等により予想以上に早めに劣化していると判断された場合は、次回の自己診断の時期を早く行う調整手段(即ち、基準積算時間Ｔを当初の設定値よりも短くする手段)を備えても良い。また、具体的に除電針の寿命から、あとどのくらい正しく除電できるかを逆算し、目安として表示部８に表しても良い。

また、イオン風をゼロ点変動として変換する際に個体差が出てくる場合もあるので、１台１台の天秤のゼロ点変化量に対応させて、故障閾値Ｒ１，清掃閾値Ｒ２，交換閾値Ｒ３の値を個々に記憶させても良い。

１電子天秤
３機構室
５計量室
６除電部
７計量部
１１Ａ〜１１Ｄ除電針（除電手段）
１３荷重計測機構

Claims

計量室と、前記計量室に載置された試料の計量値を計測する荷重計測機構と、プラスの除電針及びマイナスの除電針をそれぞれ１個以上同数個配置した除電手段と、を備える除電機能付き電子天秤であって、
前記除電手段に電圧を印加，停止し、前記荷重計測機構にて電圧印加前後の無負荷時の計量データの変動を検知して、該計量データの固有変動量を求める針劣化評価手段を備えることを特徴とする除電機能付き電子天秤。
前記針劣化評価手段で得られた無負荷時の計量データの固有変動量が、清掃閾値よりも小さい場合であったとき、針清掃すべきであると自己診断する清掃診断手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の除電機能付き電子天秤。
前記針劣化評価手段で得られた無負荷時の計量データの固有変動量が、交換閾値よりも小さい場合であったとき、針交換すべきであると自己診断する交換診断手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の除電機能付き電子天秤。
前記針劣化評価手段で得られた無負荷時の計量データの固有変動量が、故障閾値よりも大きい場合であったとき、装置故障であると自己診断する故障診断手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の除電機能付き電子天秤。
前記交換診断手段、前記清掃診断手段、前記故障診断手段の後に、再度前記針劣化評価手段により無負荷時の計量データの固有変動量を求め、再度前記交換診断手段、前記清掃診断手段、前記故障診断手段を行う効果確認手段を備えることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の除電機能付き電子天秤。
前記除電針に電圧を印加した電圧印加積算時間を計測・評価する積算時間評価手段を備え、基準積算時間に対し、電圧印加積算時間が基準積算時間以上に長くなった場合、前記針劣化評価手段を自動で行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の除電機能付き電子天秤。
前記針劣化評価手段を、前記除電針に対し単極ずつ行うことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の除電機能付き電子天秤。