JP2015164782A - 射出成形機の加熱バレル温度制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】温度検出手段により検出される各加熱手段の各部位の実温度に基づかず、予め設定される補正開始点と温度補正式とに基づいて、加熱バレルの温度制御を行う、射出成形機の加熱バレル温度制御方法を提供する。【解決手段】目標可塑化樹脂温度Ｔｍと、スクリュ２１の供給部及び圧縮部の範囲に配置される各加熱手段に設定される初期加熱設定温度Ｔｚｘとが、Ｔｍ≧Ｔｚｘの関係において、各加熱手段の、補正１回分の加熱設定温度補正値ΔＴｚｘを、式ΔＴｚｘ＝α（Ｔｍ−Ｔｚｘ）で設定する加熱設定温度補正準備工程と、補正開始点１において、新たな加熱設定温度Ｔ’ｚｘを、温度補正式１、Ｔ’ｚｘ＝Ｔｚｘ＋ΔＴｚｘで再設定すると共に、次の補正開始点１に到達する度に、温度補正式１に基づき、新たな加熱設定温度を漸次昇温させる加熱設定温度補正工程１と、を有する射出成形機の加熱バレル温度制御方法によって達成される。【選択図】図３

Description

本発明は、射出成形機の射出装置の加熱バレルの温度制御方法に関する。

射出成形機の射出装置の加熱バレル内で行われる可塑化・計量工程においては、加熱バレル外周の長手方向に配置される複数のバンドヒータ等の加熱手段により、加熱バレル先端のノズル部と、スクリュの供給部（フィードゾーン）、圧縮部（コンプレッションゾーン）及び計量部（メータリングゾーン）に相当する加熱バレルの各部位の温度、あるいは、それぞれの部位を更に長手方向に分割した各分割部位の温度が適宜制御される。これは、加熱バレル内に供給されたペレット状の樹脂材料を、それぞれの部位の機能に応じて加熱させ、最終的に、最適な状態で可塑化（溶融状態化）・計量させるためである。このような、加熱バレル温度を最適に制御するための様々な制御方法が開示されている。

例えば、特許文献１は、従来の加熱バレル温度制御方法では、最も高い温度に温度設定されるノズル部の熱容量が最も小さく、最も低い温度に設定される供給部の熱容量が最も大きいため、各加熱手段への通電開始時から設定成形温度に達するまでの昇温時間が、ノズル部で最も短く、供給部で最も長くなることを問題としている。すなわち、最も高い温度に温度設定されるノズル部における成形開始待機時間が長時間となり、樹脂の分解や焼け等が発生する虞があるというものである（特許文献１／段落０００６）。

特許文献１の加熱バレル温度制御方法では、各部位の設定温度に、最も低い設定温度以下の二次設定温度を設定し、この二次設定温度をノズル部において最も低温に設定し、供給部において最も高温に設定することにより、各部位の二次設定温度到達後から正規設定温度に到達するまでの時間短縮が可能になり、ノズル部における樹脂不良の発生を防止できるとしている（特許文献１／段落００１１）。

また、特許文献２は、従来の加熱バレル温度制御方法に採用されるＰＩＤ制御において、射出機メーカーが予め制御手段に組み込むＰＩＤ制御定数や、ＰＩＤ制御定数のオートチューニング機能では、ユーザーの工場環境をはじめ使用樹脂、金型温度及び加熱シリンダの設定温度などが異なるため、連続自動成形時の温度のオーバーシュートやアンダーシュート現象を十分に軽減することができないことを問題としており（特許文献１／段落０００８他）、これを解決できるとする、射出成形機用の温度制御装置及び温度制御方法を開示している。

特開平８−２８１７５４号公報 特開２００６−２８９７８１号公報

連続成形運転の開始前、加熱バレルの加熱手段に通電し、加熱バレルの各部位がそれぞれの加熱設定温度に到達した後、供給部への材料供給が開始され、連続成形運転が開始される。供給される樹脂材料は、通常、常温でペレット状の固形材料であるため、供給部及び隣接する圧縮部の前半部のスクリュのフライトは、スクリュの回転によって、樹脂材料をノズル側へ流動させるために適した仕様（形状・ピッチ等）に設計されている。一方、加熱バレルの加熱により、供給部及び隣接する圧縮部の前半部の樹脂材料が必要以上に加熱され、表面の一部が溶融すると、樹脂材料同士が付着し供給部及び隣接する圧縮部の前半部でのブリッジ形成による閉塞や、供給部及び隣接する圧縮部の前半部のスクリュへの付着等による樹脂送り不良が生じる。そのため、供給部及び隣接する圧縮部の前半部の加熱手段は、供給される樹脂材料の温度よりは高く、供給された樹脂材料が供給部及び隣接する圧縮部の前半部で溶融しない程度に、圧縮部の後半部や計量部と比較して加熱設定温度が低く設定される。

このように、一般的な射出成形機による射出成形においては、加熱バレルの加熱設定温度よりも低い常温で、連続して供給される樹脂材料により、連続成形運転の開始前に、予め設定された加熱設定温度まで予熱された供給部及び隣接する圧縮部の前半部の加熱バレルが抜熱され、その実温度が加熱手段の加熱設定温度以下に低下し、供給部及び隣接する圧縮部の前半部の樹脂材料への加熱不足により、圧縮部や計量部において最適な可塑化（溶融状態化）が困難となり、供給部、圧縮部及び計量部の全体の樹脂送り不良等が生じる。その結果、可塑化・計量工程の不安定化を招くという問題がある。尚、吸湿しやすい成形材料においては、水分が除去できる程度に予め乾燥加熱した状態で材料供給されるが、乾燥加熱の温度は加熱バレルの加熱設定温度よりも低く、加熱バレルの抜熱による樹脂送り不良は発生する。

しかしながら、特許文献１のように、連続成形運転の開始前の加熱バレルの予熱に関する温度制御方法においては、このような、低い温度で連続して供給される樹脂材料による射出装置系の抜熱に対応する制御は想定されていない。

これに対して、特許文献２の射出成形機用の温度制御装置及び温度制御方法においては、連続自動成形時（連続成形運転時）の温度のオーバーシュートやアンダーシュート現象を十分に軽減することができるとされている。しかしながら、特許文献２のように、加熱バレルの各加熱手段が配置される部位、あるいは、配置される部位の近傍毎に温度検出手段が配置され、該温度検出手段により検出される加熱バレル自体の実温度に基づき、該加熱手段の加熱設定温度のフィードバック制御が行われる温度制御方法においては、後述する要因により、各部位が意図する温度に到達するまでのタイムラグが大きく、各部位の温度制御が難しいという問題がある。また、このタイムラグに起因して、検出された各部位の温度と、対応する各部位内の樹脂材料の温度とは必ずしも一致しないという問題がある。

ここで、加熱バレルの制御方法において、各部位が意図する温度に到達するまでのタイムラグが大きく、各部位の温度と対応する各部位内の樹脂材料の温度とが一致しない理由について簡単に説明する。加熱バレル内の可塑化・計量工程において、供給部から供給されたペレット状の樹脂材料は、加熱バレル内壁及びスクリュ間の樹脂流路において、回転するスクリュのフライトが、樹脂材料をせん断・混錬させることにより、樹脂材料に直接的に付与されるせん断熱エネルギーと、加熱バレルの外周面に配置される加熱手段から、加熱バレルを介して、樹脂材料に間接的に付与される熱エネルギーと、の２種類の熱エネルギーにより可塑化される。前者のせん断エネルギーに対して、後者の加熱手段の熱エネルギーは、加熱バレル内の樹脂材料を直接加熱させることができない。これが先に説明したタイムラグの主要因である。

すなわち、加熱手段による熱エネルギーは、まず、加熱バレル自体を加熱し、加熱された加熱バレルと直接接触している樹脂が、接触熱伝達のみで加熱される。ここで、加熱バレル等を構成する金属素材に対して、熱伝導率の低い樹脂材料の加熱には、加熱バレル以上の加熱時間を要する。一方、樹脂材料は前者のせん断エネルギーによっても加熱されるが、樹脂材料が接触しているスクリュの温度に対する、樹脂材料のその位置における温度関係により、互いに熱エネルギーの移動が生じる。

このように、加熱手段により直接加熱される加熱バレル、加熱バレルにより加熱される熱伝導率の低い樹脂材料、その樹脂材料との接触により加熱されるスクリュ、そして、これらの熱エネルギーの移動等、様々な部位及び樹脂材料間の熱エネルギーの移動が生じ、これら熱エネルギーの移動がサチュレートして、初めて、加熱バレル自体の各部位の温度と対応する各部位内の樹脂材料の温度とが安定する。そのため、上記のような熱エネルギーの移動がサチュレートするまでのタイムラグ、すなわち、各部位や対応する各部位内の樹脂材料が各加熱手段の加熱設定温度に到達するまでのタイムラグが大きい。また、上記のような熱エネルギーの移動がサチュレートする前に検出される各部位の実温度は、各部位の最終的にサチュレートする実温度とは異なる。当然ながら、サチュレートする前の樹脂材料の実温度も、サチュレートする前に検出される各部位の温度とは一致しない。尚、上記は加熱バレルの温度を昇温させる場合について説明したが、降温させる場合も同様である。

一方、射出成形機の連続成形運転の停止時にも同様の問題がある。所定の成形サイクル終了条件を満たした後、射出装置への樹脂材料の供給を停止させる場合、通常、次回の運転を鑑み、樹脂材料の供給が停止された後も、加熱バレル内の樹脂材料をすべて排出（パージ）させるために、可塑化・計量工程が継続される（パージ工程）。このパージ工程は、通常の可塑化・計量工程と異なり、射出装置を後退させ、加熱バレルのノズル部を固定型から離間させた状態で行われる。具体的には、ノズル部にパージ樹脂受け等を配置させた上で、前回成形サイクルの射出工程完了時のスクリュ前進限位置もしくはその近傍位置にスクリュを前進させたまま回転動作を行わせ、加熱バレル内の樹脂材料をすべて可塑化させて、貯留部に貯留させずにノズルから連続して排出させるものである。

このパージ工程の際、加熱バレル内の樹脂材料の量が漸次パージされ減少していく状態に対して、各加熱手段の加熱設定温度が一定であれば、加熱バレルに付与される熱エネルギーの総量は一定で変化しない。そのため、加熱バレル内の樹脂材料に付与される熱エネルギーは過多状態となり、加熱バレル内に残っている樹脂材料が、スクリュ内に焼き付いたり、炭化したりして、運転再開前の加熱バレル内の清掃に時間がかかるという問題がある。加熱バレル内の樹脂材料の減少に合わせて、加熱バレル温度の制御を漸次降温させる温度補正制御を行おうとしても、温度検出手段により検出される各加熱手段の各部位の実温度に基づくフィードバック制御である限り、先に説明したようなタイムラグは回避することができず、問題を解消することは困難である。

本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたもので、具体的には、温度検出手段により検出される各加熱手段の各部位の実温度に基づかず、予め設定される補正開始点と温度補正式とに基づいて、加熱バレルの温度制御を行う、射出成形機の加熱バレル温度制御方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための、本発明に係る、射出成形機の加熱バレル温度制御方法は、射出成形機の射出装置の、加熱バレルの長手方向に配置される複数の加熱手段が、それぞれ独立して制御される、射出成形機の加熱バレル温度制御方法において、
射出させる樹脂の目標可塑化樹脂温度Ｔｍと、可塑化スクリュの供給部及び圧縮部の範囲に配置される前記各加熱手段に設定される初期加熱設定温度Ｔｚｘとが、Ｔｍ≧Ｔｚｘの関係において、前記各加熱手段の、補正１回分の加熱設定温度補正値ΔＴｚｘを、式ΔＴｚｘ＝α（Ｔｍ−Ｔｚｘ）で設定する加熱設定温度補正準備工程と、
予め設定した補正開始点１において、新たな加熱設定温度Ｔ’ｚｘを、温度補正式１、Ｔ’ｚｘ＝Ｔｚｘ＋ΔＴｚｘで再設定すると共に、次の前記補正開始点１に到達する度に、前記温度補正式１に基づき、前記新たな加熱設定温度を漸次昇温させる加熱設定温度補正工程１と、
を有する。

また、本発明に係る、射出成形機の加熱バレル温度制御方法における補正開始点は、最初の前記補正開始点１が、計量時間、成形品重量及びスクリュの平均回転負荷率の少なくとも１つの差異が、予め設定される許容量Ｑ１を超えた時点であって、
最初の前記補正開始点１から、予め設定される所定時間Ｔ１後、前記差異が前記許容量の範囲を超える場合を、２回目以降の前記補正開始点１とするとすることが好ましい。

更に、本発明に係る、射出成形機の加熱バレル温度制御方法は、前記新たな加熱設定温度Ｔ’ｚｘが、Ｔｍ＋（Ｔｍ−Ｔｚｘ）≧Ｔ’ｚｘ≧Ｔｍを満たす状態となった時点で、前記加熱設定温度補正工程１を終えることが好ましい。

次に、本発明に係る、射出成形機の加熱バレル温度制御方法は、前記加熱設定温度補正工程１における前記補正開始点１に、成形サイクルの停止予定から所定時間Ｔ２前である、成形サイクル停止準備補正開始点を含み、前記成形サイクル停止準備補正開始点において、前記温度補正式１を、温度補正式２、Ｔ”ｚｘ＝Ｔ’ｚｘ−ΔＴｚｘに切り換え、前記新たな加熱設定温度Ｔ”ｚｘを再設定すると共に、前記成形サイクル停止準備補正開始点以降の補正開始点２を、所定時間Ｔ３経過後とし、次の前記補正開始点２に到達する度に、前記温度補正式２に基づき、前記新たな加熱設定温度を漸次降温させる加熱設定温度補正工程２を更に含んでいても良い。

同様に、本発明に係る、射出成形機の加熱バレル温度制御方法は、前記加熱設定温度補正工程１において、前記差異が、予め設定される許容量Ｑ２を超えた時点で、前記温度補正式１を前記温度補正式２に切り換え、前記新たな加熱設定温度を漸次降温させても良い。

ここで、上記のような補正１回分の加熱設定温度補正値の係数αについて、前記加熱設定温度補正値ΔＴｚｘのαの範囲を０．１≦α≦１とすることが好ましい。

一方、本発明に係る、射出成形機の加熱バレル温度制御方法は、前記加熱設定温度補正工程１、又は、前記加熱設定温度補正工程２における、前記加熱設定温度Ｔ’ｚｘ、又は、前記加熱設定温度Ｔ”ｚｘの再設定以外に、前記初期加熱設定温度Ｔｚｘ及び前記目標可塑化樹脂温度Ｔｍの少なくとも一方の設定変更が行われる場合、新たに設定された初期加熱設定温度Ｔｚｘ又は目標可塑化樹脂温度Ｔｍに基づいて、前記加熱設定温度補正準備工程、前記加熱設定温度補正工程１、又は、前記加熱設定温度補正工程２を行っても良い。

本発明に係る、射出成形機の加熱バレル温度制御方法は、射出成形機の射出装置の、加熱バレルの長手方向に配置される複数の加熱手段が、それぞれ独立して制御される、射出成形機の加熱バレル温度制御方法において、
射出させる樹脂の目標可塑化樹脂温度Ｔｍと、スクリュの供給部及び圧縮部の範囲に配置される前記各加熱手段に設定される初期加熱設定温度Ｔｚｘとが、Ｔｍ≧Ｔｚｘの関係において、前記各加熱手段の、補正１回分の加熱設定温度補正値ΔＴｚｘを、式ΔＴｚｘ＝α（Ｔｍ−Ｔｚｘ）で設定する加熱設定温度補正準備工程と、
予め設定した補正開始点１において、新たな加熱設定温度Ｔ’ｚｘを、温度補正式１、Ｔ’ｚｘ＝Ｔｚｘ＋ΔＴｚｘで再設定すると共に、次の前記補正開始点１に到達する度に、前記温度補正式１に基づき、前記新たな加熱設定温度を漸次昇温させる加熱設定温度補正工程１と、
を有するため、温度検出手段により検出される各加熱手段の各部位の実温度に基づかず、予め設定される補正開始点と温度補正式とに基づいて、加熱バレルの温度制御を行うことができる。

射出成形機の加熱バレル及び加熱手段を示す概略断面図である。 加熱設定温度まで予熱された加熱バレルが、供給される樹脂材料により抜熱され、各部位が各加熱手段の加熱設定温度以下になる状況のイメージを示すグラフである。 部位Ｈ３における加熱設定温度補正工程１による加熱バレルの昇温のイメージを示すグラフである。 部位Ｈ３における、成形サイクル停止準備補正開始点以降の加熱設定温度補正工程２による加熱バレルの降温のイメージを示すグラフである。

以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。尚、本発明は、上記の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に示される範囲において、様々な方法で実施できる。

図１乃至図３を参照しながら、本発明の実施例１に係る、射出成形機の加熱バレル温度制御方法を説明する。本発明に係る、射出成形機の加熱バレル温度制御方法は、射出成形機側に特別な構成は不要であり、一般的な射出成形機を使用して実施することができる。よって、最初に、図１を参照しながら、一般的な射出成形機の射出装置の加熱バレル１０の基本構成及び加熱バレル１０内で行われる可塑化・計量工程（以下：計量工程）を簡単に説明する。

加熱バレル１０内のスクリュ２１の先端部には、円錐形状のスクリュヘッド２２が固定されている。そして、スクリュヘッド２２には、リング状の逆止弁２４（チェックリング等とも呼称される。）が、スクリュヘッド２２の長手方向に所定量移動可能に配置されている。

また、加熱バレル１０には、図１の左側（以下：前方）から、ノズル部１２、貯留部１１が形成されている。そして、スクリュヘッド２２の逆止弁２４より図面右側（以下：後方）のスクリュ２１は、逆止弁２４側（前方）から、計量部（メータリングゾーン）、圧縮部（コンプレッションゾーン）及び供給部（フィードゾーン）と呼称される３つの部位に分けられ、スクリュ２１の外周面には、その全長に亘って、螺旋状のフライト２１ａが連続して形成されている。フライト２１ａの形状やピッチは、それぞれの部位（ゾーン）の機能に適した仕様で設計されている。

更に、加熱バレル１０のノズル部１２及び貯留部１１の２つの部位の外周面、そして、スクリュ２１の計量部、圧縮部及び供給部の３つの部位に対応する加熱バレル１０の外周面には、各部位を加熱するための、加熱手段Ｈｎ、加熱手段Ｈ０、加熱手段Ｈ１、加熱手段Ｈ２及び加熱手段Ｈ３が配置されている。説明を簡単にするために、これら各加熱手段が配置される加熱バレル１０の外周面についても、部位Ｈｎ（ノズル部１２）、部位Ｈ０（貯留部１１）、部位Ｈ１（計量部）、部位Ｈ２（圧縮部）及び部位Ｈ３（供給部）と呼称するものとする。本実施例１においては、説明を簡単にするために、加熱バレル１０の各部位に配置される加熱手段を１つとしたが、先に説明したように、それぞれの部位を長手方向に更に分割した各分割部位に、複数の加熱手段が配置される形態であっても良い。

計量工程の間、加熱バレル１０後方上部の材料供給部１３から加熱バレル１０内に供給されたペレット状の樹脂材料は、その外周面に螺旋状のフライト２１ａが形成されたスクリュ２１の回転により、加熱バレル１０の内周面とスクリュ２１の外周面との間に形成される樹脂流路１４において貯留部１１側（前方）へ流動される。その間、加熱バレル１０の外周面に配置された、加熱手段Ｈｎから加熱手段Ｈ３の熱エネルギーと、スクリュ２１の回転によりフライト２１ａから樹脂材料に直接付与されるせん断エネルギー（熱エネルギー）と、の２種類の熱エネルギーにより可塑化される。

そして、この樹脂流動によって発生する樹脂圧力により、逆止弁２４が貯留部１１側へと押圧され、貯留部１１側（前進限位置）へ移動された逆止弁２４と、スクリュ２１との間が開放される。更に、この状態において、開放された樹脂流路１４と、スクリュヘッド２２の、図示しない長手方向の凹部が連通され、スクリュ２１の樹脂流路１４の可塑化された樹脂がスクリュヘッド２２前方の貯留部１１に連続して貯留される。

また、計量工程の間、貯留部１１に貯留される樹脂量の増加に伴い、スクリュ２１は、
その回転動作は維持されつつ、材料供給部１３側（後方）へ押圧され移動する（スクリュ後退動作）。このスクリュ後退動作は、貯留部１１に貯留される可塑化された樹脂に所定の圧力を付与させるために、後退動作に伴う抵抗力（背圧）をスクリュ２１に付与させた状態で行われる。そして、予め設定された可塑化樹脂量が貯留部１１に貯留された後、材料供給部１３への材料供給及びスクリュ２１の回転動作を停止させる（計量工程完了）。

その後、スクリュ２１を所定速度・所定圧力で前進させる射出工程へと移行させる。射出工程においては、前進するスクリュ２１の前端が、スクリュ２１の前進動作に追従しない逆止弁２４の後端に接触することにより樹脂流路１４が閉鎖され、逆止弁２４はそのまま、貯留部１１側の可塑化された樹脂の増大する樹脂圧力を受ける。この、スクリュ２１側に押圧される逆止弁２４が、貯留部１１からスクリュ２１側の樹脂流路１４への可塑化樹脂の逆流を防止する。本発明に係る、射出成形機の加熱バレル温度制御方法は、射出工程中における加熱バレルの温度制御とは直接関係ないため、射出工程の詳細な説明は割愛する。

先に説明したように、計量工程においては、低い温度で、連続して供給される樹脂材料により、連続成形運転の開始前に、予め設定された加熱設定温度まで予熱された加熱バレル１０が抜熱され、各部位の実温度が、各加熱手段の加熱設定温度以下となり、供給される樹脂材料の量が多いほど、計量時間が長いほど、成形サイクルが短いほど、抜熱の程度が大きくなり、加熱手段による加熱バレルの加熱が間に合わず、各部位の実温度が大きく低下する。抜熱の程度と加熱手段による加熱が平衡状態となると、各部位の実温度は大きく低下した状態でサチュレートする。これを図２に示す。図２は、加熱設定温度まで予熱された加熱バレルが、供給される樹脂材料により抜熱され、各部位が各加熱手段の加熱設定温度以下になる状況のイメージを示すグラフである。図２の横軸は加熱バレル１０における各部位（部位Ｈ０、部位Ｈ１、部位Ｈ２及び、部位Ｈ３）を示し、縦軸は温度を示す。

図２に示すように、貯留部１１（部位Ｈ０）、計量部（部位Ｈ１）、圧縮部（部位Ｈ２）、及び供給部（部位Ｈ３）までの各加熱手段の初期加熱設定温度Ｔｚｘは、それぞれ、Ｔｚ_０、Ｔｚ_１、Ｔｚ_２及びＴｚ_３である。射出させる樹脂の目標可塑化樹脂温度Ｔｍに対して、貯留部１１（部位Ｈ０）の加熱手段Ｈ０の加熱設定温度Ｔｚ_０と、計量部（部位Ｈ１）の加熱手段Ｈ１の加熱設定温度Ｔｚ_１は、図２のようにＴｍと同じ温度が設定される。そして、これより後方の各部位の加熱設定温度が、供給部（部位Ｈ３）に近い程低く設定される。すなわち、各部位の加熱設定温度の関係は、Ｔｍ＝Ｔｚ_０＝Ｔｚ_１＞Ｔｚ_２＞Ｔｚ_３、とされることが一般的である。

しかしながら、ほぼ、低い温度で、連続して供給される樹脂材料により加熱バレル１０が抜熱され、抜熱作用の大きな供給部（部位Ｈ３）に近い程、各部位の実温度の低下幅が大きい。一方、樹脂材料が可塑化（溶融）された後の、樹脂材料による加熱バレルに対する抜熱作用の影響はほとんどないため、樹脂材料の可塑化が完了している貯留部１１（部位Ｈ０）や計量部（部位Ｈ１）、及び、可塑化が進行する圧縮部（部位Ｈ２）後半における抜熱作用の影響は少ない。よって、図２においては、貯留部１１（部位Ｈ０）及び計量部（部位Ｈ１）における抜熱作用の影響は無視できるものとして、供給部（部位Ｈ３）の実温度がＴｍ_３まで、圧縮部（部位Ｈ２）の実温度がＴｍ_２まで降温することを示している（点線：Ｔｘ₂−Ｔｍ_２＞Ｔｘ_１−Ｔｍ_１）。尚、ノズル部１２（部位Ｈｎ）については、他の部位と独立した温度制御も可能ではあるが、貯留部１１と同様に抜熱作用の影響は無視できるものとする。

このように、加熱バレル１０の各部位の実温度が、成形サイクル毎の計量工程において抜熱され、対応する各加熱手段の加熱設定温度以下に降温される過程においては、樹脂材料が可塑化状態になるまでに供給される熱エネルギーの総量も減少するため、樹脂材料の可塑化状態が不安定となる。そして、加熱バレル１０の各部位の降温による加熱バレル１０の熱容量の減少量と、供給される樹脂材料による抜熱量とがサチュレートすると、各加熱手段の加熱設定温度に何らかの温度補正制御を行わない限り、各部位の温度が各加熱手段の加熱設定温度より低い温度でサチュレートしてしまう。その結果、想定外の軟化・溶融状態で圧縮部や計量部へ樹脂材料が流動され、樹脂送り不良等が生じ、計量工程の不安定化を招く。

この状態を、温度検出手段により検出される各加熱手段の各部位の実温度に基づいてフィードバック制御しても、先に説明したタイムラグにより、意図するような加熱バレルの温度制御が難しいことは先に説明したとおりである。一方、各加熱手段の加熱設定温度に、このようなタイムラグを減少させるような大きな温度制御幅を設定し、無理に加熱バレル１０の各部位の実温度をフィードバック制御しようとすれば、目標制御温度からのハンチング幅が大きくなり、かえって、計量工程が不安定になる虞がある。

次に、図３を参照しながら、本発明の実施例１に係る、射出成形機の加熱バレル温度制御方法を説明する。図３は、部位Ｈ３における加熱設定温度補正工程１による加熱バレルの昇温のイメージを示すグラフである。図３の横軸は経過時間を示し、縦軸は温度を示す。本実施例１において、各部位における各加熱手段の加熱設定温度の制御方法については基本的に同じため、部位Ｈ３（供給部）を代表して、本発明に係る、射出成形機の加熱バレル温度制御方法を説明するものである。

まず、連続成形運転の開始前に、図示しない射出成形機の制御手段に、射出させる樹脂の目標可塑化温度Ｔｍや、各加熱手段の初期加熱設定温度Ｔｚｘ等を、操作盤等のインターフェイスから入力する。制御手段では、Ｔｍ≧Ｔｚｘの関係において、各加熱手段の、補正１回分の加熱設定温度補正値ΔＴｚｘを、式ΔＴｚｘ＝α（Ｔｍ−Ｔｚｘ）で自動的に設定する（加熱設定温度補正準備工程）。部位Ｈ３（供給部）における、加熱手段Ｈ３の初期加熱設定温度はＴｚ_３（Ｔｍ＞Ｔｚ_３）、補正１回分の加熱設定温度補正値ΔＴｚ_３はΔＴｚ_３＝α（Ｔｍ−Ｔｚ_３）となる。

また、この加熱設定温度補正準備工程において、許容量Ｑ１及び所定時間Ｔ１を入力する。許容量Ｑ１は、最初の補正開始点１を設定するための、成形サイクル毎にモニタされる、計量時間、成形品重量及びスクリュの平均回転負荷率の少なくとも１つの項目の差異の許容量である。成形サイクル毎にモニタされるこれら項目を成形サイクル毎に比較し、差異を求め、これら差異の少なくとも１つの差異が、対応する項目の許容量Ｑ１を超えた時点が、最初の補正開始点１として射出成形機の制御手段に認識される。

最初の補正開始点１後、成形サイクル毎に前成形サイクルとこれら項目の比較を行い、それら差異の少なくとも１つの項目の差異が再び許容量Ｑ１を超えた時点を次の補正開始点１としても良い。また、最初の補正開始点１から所定時間Ｔ１経過毎にこれら項目の比較を行い、それら差異の少なくとも１つの項目の差異が再び許容量Ｑ１を超えた時点を以降の補正開始点１としても良い。具体的には、成形サイクル毎の計量時間、成形品重量及びスクリュの平均回転負荷率の代わりに、１つの成形サイクル中の計量工程における、微少時間内のスクリュ２１の後退量の関係、すなわち、スクリュ２１の後退速度や、微少時間内のスクリュの平均回転負荷率を、所定時間Ｔ１経過毎にモニタさせてその差異を求め、これらに対応する許容量Ｑ１を超えた時点を以降の補正開始点１としても良い。

一方、成形サイクル毎にこれら項目の比較を行なわず、所定時間Ｔ１を２回以上の複数成形サイクル毎になるような入力を行い、最初の補正開始点１後、複数成形サイクル毎を以降の補正開始点１としても良い。

これら許容量Ｑ１及び所定時間Ｔ１は、射出させる樹脂の種類や計量樹脂量及び成形サイクル等に応じて、テスト成形を予め行って求めることが好ましい。また、加熱設定温度補正値ΔＴｚｘを設定する、式ΔＴｚｘ＝α（Ｔｍ−Ｔｚｘ）のαの範囲は、０．１≦α≦１であることが好ましい。その理由は後述する。これら加熱設定温度補正準備工程における諸設定値は、当初の値を、その後の射出成形や経験から得られた知見に基づき、より好適な値に修正することがより好ましい。

このように、補正開始点１は加熱バレルの各部位の実温度ではなく、成形サイクル毎の、計量時間、成形品重量及びスクリュの平均回転負荷率の少なくとも１つの項目の差異、あるいは、１つの成形サイクル内における、スクリュ２１の後退速度や、微小時間内のスクリュの平均回転負荷率の少なくとも１つの項目の差異に関するものである。スクリュの平均回転負荷率は、先に説明したような、樹脂材料に直接的に付与されるせん断熱エネルギーと深く関連する項目であり、計量時間及び成形品重量や、これに代替されるスクリュ２１の後退速度はその結果としての項目であるため、加熱バレル１０内の樹脂材料の可塑化状態を把握するのに、加熱バレルの各部位の実温度に対してタイムラグが少ない。そのため、このような補正開始点１の設定により、適切なタイミングで、各加熱手段の新たな加熱設定温度を再設定することができる。

加熱設定温度補正準備工程が完了し、加熱バレル１０の各部位がそれぞれの初期加熱設定温度Ｔｚｘに到達した後、スクリュ２１を回転させ、材料供給部１３への材料供給を開始させて、連続成形運転を開始させる。図３に示すように、供給部（部位Ｈ３）においては、加熱手段Ｈ３の初期加熱設定温度Ｔｚ_３に対して、加熱バレル１０の部位Ｈ３の実温度（点線）がＴｂ_３まで降温した状態である。この降温により、固形樹脂材料の可塑化状態が変化し、最初の補正開始点１Ｃ１が射出成形機の制御手段に認識されたものとする。

最初の補正開始点１Ｃ１の認識により、加熱設定温度補正工程１が開始される。射出成形機の制御手段は、加熱設定温度補正準備工程において予め、式ΔＴｚｘ＝α（Ｔｍ−Ｔｚｘ）、で設定されたΔＴｚｘと、温度補正式１、Ｔ’ｚｘ＝Ｔｚｘ＋ΔＴｚｘ、により、各加熱手段の新たな加熱設定温度Ｔ’ｚｘを再設定し、各加熱手段の加熱設定温度は初期加熱設定温度ＴｚｘからＴ’ｚｘへとΔＴｚｘ分だけ昇温される。部位Ｈ３の新たな加熱設定温度は、Ｔ’ｚ_３＝Ｔｚ_３＋ΔＴｚ_３、である。この加熱手段Ｈ３の加熱設定温度の昇温（補正）により、部位Ｈ３の実温度Ｔｂ_３もΔＴｚ_３に準ずる程度に上昇する。ここで、実施例１に係る加熱バレル温度制御方法は、この各部位の実温度の上昇幅の制御が目的ではなく、降温した各部位をその状態から、最小のタイムラグで回復させ、安定した可塑化状態へと、可能な限り早く回復させることを目的としている。

最初の補正開始点１Ｃ１の後、各部位の実温度の上昇が十分でなく、射出成形機の制御手段により２回目の補正開始点１Ｃ２が認識されると、温度補正式１、Ｔ’ｚｘ＝Ｔｚｘ＋ΔＴｚｘ、により、再び、各加熱手段の、新たな加熱設定温度が設定される。このとき、温度補正式１左辺のＴ’ｚｘは、最初の補正開始点Ｃ１において設定された新たな加熱設定温度Ｔ’ｚｘではなく、２回目の補正開始点において設定される、更に新たな加熱設定温度Ｔ’ｚｘであることは言うまでもない。同様に、温度補正式１右辺のＴｚｘも、初期加熱設定温度Ｔｚｘではなく、最初の補正開始点１Ｃ１において設定された新たな加熱設定温度Ｔ’ｚｘである。この加熱手段Ｈ３の２回目の加熱設定温度の昇温（補正）により、部位Ｈ３の実温度Ｔｂ_３もΔＴｚ_３に準ずる程度に再び上昇する。

このように、本実施例１に係る加熱バレル温度制御方法の加熱設定温度補正工程１においては、補正開始点１が認識される度に、補正量ΔＴｚｘ及び温度補正式１に基づき、各加熱手段の加熱設定温度の再設定が行われ、各加熱手段に対応する各部位の実温度に依らず、ステップ状に各加熱手段の加熱設定温度を昇温させる。この昇温により、各加熱手段に対応する各部位の実温度もステップ状に上昇し、本来想定していた各加熱手段の初期加熱設定温度Ｔｚｘに近づく。

また、本実施例１に係る加熱バレル温度制御方法の加熱設定温度補正工程１においては、補正開始点１の数に依らず、補正開始点１において再設定された新たな加熱設定温度Ｔ’ｚｘが、最初に、Ｔｍ＋（Ｔｍ−Ｔｚｘ）≧Ｔ’ｚｘ≧Ｔｍを満たす状態となった時点でその補正を終えることが好ましい。再設定させる加熱手段の加熱設定温度の上限を、射出させる樹脂の目標可塑化樹脂温度Ｔｍ基準とすることにより、経験や勘に依らず設定することができる。また、必要以上に大きな温度制御幅を設定することによる、供給部における、過剰な加熱による成形材料の溶融による材料送り不良の発生を防止できる。

図３においては、補正を終える条件をＴ’ｚ_３＝Ｔｍとした場合を示している。具体的には、４回の補正開始点１において新たな加熱設定温度の再設定を行い、４回目の補正開始点１Ｃ４において加熱設定温度補正工程１が完了している（Ｔ’ｚ_３＝Ｔｍ）。また、この時の部位Ｈ３の実温度Ｔｂ_３が、加熱手段Ｈ３の初期加熱設定温度Ｔｚ_３に近い温度まで上昇している。しかしながら、先に説明したように、本実施例１においては、加熱設定温度補正工程完了時において、部位Ｈ３の実温度Ｔｂ_３と加熱手段Ｈ３の初期加熱設定温度Ｔｚ_３とが、必ずしも、Ｔｂ_３＝Ｔｚ_３、あるいは、Ｔｂ_３≒Ｔｚ_３、になる必要はない。また、加熱温度補正工程完了時において、新たな加熱設定温度Ｔ’ｚ_３が、目標樹脂温度Ｔｍよりも高くなっても良い（Ｔ’ｚ_３＞Ｔｍ）。

すなわち、連続成形運転の開始後に発生する、供給される樹脂材料による加熱バレル１０の抜熱に対して、本実施例１に係る加熱バレル温度制御方法が実施され、最終的に、補正開始点１が発生しない連続成形運転が継続されれば良い。補正開始点１が発生しない状態とは、言い換えれば、加熱バレル１０が抜熱状態から回復して、樹脂材料が適切な実温度範囲で且つ安定した可塑化状態にあるということである。各加熱手段の加熱設定温度Ｔｚｘの増減に対するタイムラグが大きい、加熱バレル１０の各部位の実温度Ｔｂｘは、制御上の目安にはなっても、樹脂材料の実温度とは必ずしも一致しないため、各加熱手段の加熱設定温度の制御に取り込むには好適でない要素と言える。

これまで説明したように、本実施例１の、射出成形機の加熱バレル温度制御方法においては、各加熱手段の加熱設定温度を、加熱バレル１０の実温度ではなく、予め設定した補正開始点１において再設定するため、射出装置系全体の温度変化のタイムラグの影響を受けることなく、適切なタイミングで、各加熱手段の新たな加熱設定温度を設定することができる。また、新たな加熱設定温度を設定する温度補正式１において、補正１回分の加熱設定温度補正値ΔＴｚｘが、射出させる樹脂の目標可塑化樹脂温度Ｔｍと、加熱手段毎に設定される初期加熱設定温度Ｔｚｘに基づいた数値であるため、経験や勘に依らず設定可能であり、本数値に乗ずる係数αの変更のみで、実際の成形状況に応じて本数値を適切な数値に変更することができる。

ここで、温度補正式１における、補正１回分の加熱設定温度補正値ΔＴｚｘに係る係数αの範囲について、０．１≦α≦１とすることが好ましい理由について説明する。加熱設定温度補正値ΔＴｚｘは、射出させる樹脂の目標可塑化樹脂温度Ｔｍと、加熱手段毎に設定される初期加熱設定温度Ｔｚｘとが、Ｔｍ≧Ｔｚｘの関係において、これら温度の差異に乗じられる係数である。よって、先に説明したように、１回分の補正値がこのような差異を超えるような補正値（すなわち、α≧１）の場合、制御上、ハンチング幅が大きくなる可能性が高い。

よって、このように、大きな補正が必要な場合は、１回分の補正値を大きくするよりは、補正開始点１の適切な設定により、補正回数を増やす制御の方が好ましい。具体的には、所定時間Ｔ１と合わせて、許容量Ｑ１をより狭い範囲に設定すれば良い。一方、１回分の補正値がこのような差異を大きく下回るような補正値（すなわち、α＜０.１）の場合、１回の補正による効果が少ない。また、補正回数を増やして対応するにも、補正回数にも限度がある。これらを鑑みると、加熱設定温度補正値ΔＴｚｘのαの範囲は、０．１≦α≦１とした上で、所定時間Ｔ１及び許容量Ｑ１を適切に設定することにより、加熱設定温度補正工程が行われることが好ましい。

また、本実施例１の、射出成形機の加熱バレル温度制御方法１においては、成形サイクル中に、射出成形機のオペレータ等が、成形品を確認してその状況に応じて、当初設定した数値から、初期加熱設定温度Ｔｚｘや目標可塑化樹脂温度Ｔｍの設定変更を行っても、新たに入力された初期加熱設定温度Ｔｚｘや目標可塑化樹脂温度Ｔｍに基いて、先に説明した加熱設定温度補正工程１が行われることは言うまでもない。当然ながら、上記α、許容量Ｑ１及び所定時間１の、成形サイクル中の設定変更もこれに含まれるものである。

次に、図４を参照しながら、本発明の実施例２に係る射出成形方法を説明する。図４は、部位Ｈ３における、成形サイクル停止準備補正開始点以降の加熱設定温度補正工程２による加熱バレルの降温のイメージを示すグラフである。

実施例２に係る加熱バレル温度制御方法２が実施例１に係る加熱バレル温度制御方法１と異なる点は、連続成形運転の開始時における、加熱バレルの抜熱に対する温度補正制御（昇温）ではなく、予め、成形回数等で決められている成形サイクル停止時における、実施例１に係る加熱バレル温度制御方法１により昇温された加熱バレルに対する温度補正制御（降温）である点である。実施例１と同じく、一般的な射出成形機の射出装置の加熱バレル１０における、本実施例２に係る加熱バレル温度制御方法を、実施例１との相違点を中心に説明する。

成形サイクル停止時の運転内容は、2通りに分けられる。１つは、次回の運転を鑑み、樹脂材料の供給が停止された後も、加熱バレル１０内の樹脂材料をすべて排出（パージ）させるために、計量工程が継続されるパージ工程で行われる停止運転である。もう１つは、例えば同じ樹脂材料で次回の運転を行う場合、加熱バレル１０内の樹脂材料は排出せずに、そのまま残存した状態で停止させる停止運転である。前者の場合は、先に説明したように、加熱バレル１０内の樹脂材料の量が漸次パージされ減少していく状態に対して、各加熱手段の加熱設定温度が一定であれば、加熱バレルに付与される熱エネルギーの総量は一定で変化しない。そのため、加熱バレル１０内の樹脂材料に付与される熱エネルギーが過多状態とならないように、各加熱手段の加熱設定温度を漸次降温させる制御が必須となる。後者の場合は、加熱バレル１０内に残存する樹脂材料が過剰に加熱されることによる樹脂材料の送り不良等の危険性が高くなる。特に、加熱温度補正工程１の完了時において、新たな加熱設定温度Ｔ’ｚｘが射出時の目標樹脂温度Ｔｍよりも高くなっている（Ｔ’ｚｘ＞Ｔｍ）温度補正の場合においては、更に危険性が増す。そのため、各加熱手段の加熱設定温度を漸次降温させる制御が必須となる。

図４を参照しながら、本発明の実施例２に係る、射出成形機の加熱バレル温度制御方法（降温）を説明する。図４は、部位Ｈ３における、成形サイクル停止準備補正開始点以降の加熱設定温度補正工程２による加熱バレルの降温のイメージを示すグラフである。図４の横軸は経過時間を示し、縦軸は温度を示す。各部位における各加熱手段の加熱設定温度の制御については基本的に同じため、部位Ｈ３（供給部）を代表して、本発明に係る、射出成形機の加熱バレル温度制御方法を説明するものである。

連続成形運転の開始前に、図示しない射出成形機の制御手段に、射出させる樹脂の目標可塑化温度Ｔｍや、加熱手段毎に初期加熱設定温度Ｔｚｘ等を、操作盤等のインターフェイスから入力する点や、制御手段において、加熱手段毎の、補正１回分の加熱設定温度補正値ΔＴｚｘが、式ΔＴｚｘ＝α（Ｔｍ−Ｔｚｘ）で自動的に設定される（加熱設定温度補正準備工程）点は実施例１と同じである。Ｔｍ＞Ｔｚｘの関係を前提とする点も同様である。

次に、本実施例２においては、この加熱設定温度補正準備工程において、所定時間Ｔ２及び所定時間Ｔ３を入力する。前者の所定時間Ｔ２の入力により、成形サイクル停止準備補正開始点Ｃ’１が設定される。成形サイクル停止準備補正開始点Ｃ’１は、成形サイクルの停止予定から所定時間Ｔ２前の、昇温された加熱バレル１０に対する温度補正制御（降温）を開始させる点である。また、後者の所定時間Ｔ３の入力により、補正開始点２が設定される。補正開始点２は、成形サイクル停止準備補正開始点Ｃ’１以降、昇温された加熱バレル１０に対する温度補正制御（降温）を行う点であり、成形サイクル停止準備補正開始点Ｃ’１以降、射出成形機の制御手段により、所定時間Ｔ３毎に補正開始点２が認識され、この温度補正制御（降温）が、成形サイクル完了まで補正開始点２毎に繰り返されるものである。

連続成形運転中、成形サイクルの停止予定から所定時間Ｔ２前に到達し、成形サイクル停止準備補正開始点Ｃ’１が、射出成形機の制御手段に認識されたものとする。

成形サイクル停止準備補正開始点Ｃ’１の認識により、加熱設定温度補正工程２が開始される。この成形サイクル停止準備補正開始点Ｃ’１以降の、加熱設定温度補正工程２においては、加熱設定温度補正準備工程で予め設定されたΔＴｚｘはそのままで、昇温用の温度補正式１、Ｔ’ｚｘ＝Ｔｚｘ＋ΔＴｚｘ、が、降温用の温度補正式２、Ｔ”ｚｘ＝Ｔ’ｚｘ−ΔＴｚｘ、に切り換えられる。そして、この温度補正式２により、各加熱手段の新たな加熱設定温度Ｔ”ｚｘが再設定され、各加熱手段の加熱設定温度は、成形サイクル停止準備補正開始点Ｃ’１における加熱設定温度Ｔ’ｚｘからＴ”ｚｘへと降温される。部位Ｈ３の新たな加熱設定温度は、Ｔ”ｚ_３＝Ｔ’ｚ_３−ΔＴｚ_３、である。この加熱手段Ｈ３の加熱設定温度の降温（補正）により、部位Ｈ３の実温度Ｔｂ_３もΔＴｚ_３に準ずる程度に下降する。

実施例２に係る成形サイクル停止前の加熱バレル温度制御方法も、この各部位の実温度の下降幅の制御が目的ではなく、昇温された各部位をその状態から適宜降温させ、加熱バレル１０内の樹脂材料に付与される熱エネルギーが過多状態とならないようにすることを目的としている。

本実施例２の温度補正制御（降温）における最初の補正開始点である成形サイクル停止準備補正開始点Ｃ’１の後、所定時間Ｔ３毎に２回目以降の補正開始点２（２回目の補正開始点２Ｃ’２、３回目の補正開始点２Ｃ’３・・・）が認識され、温度補正式２、Ｔ”ｚｘ＝Ｔ’ｚｘ−ΔＴｚｘ、により、各加熱手段の新たな加熱設定温度Ｔ”ｚｘが次々と再設定される。このとき、温度補正式２左辺のＴ”ｚｘは、成形サイクル停止準備補正開始点Ｃ’１において設定された新たな加熱設定温度Ｔ”ｚｘではなく、２回目の補正開始点２Ｃ’２において設定される、更に新たな加熱設定温度Ｔ”ｚｘであることは言うまでもない。

同様に、温度補正式２右辺のＴ’ｚｘも、昇温された加熱設定温度Ｔ’ｚｘではなく、成形サイクル停止準備補正開始点Ｃ’１において設定された新たな加熱設定温度Ｔ”ｚｘである。この加熱手段Ｈ３の２回目の加熱設定温度の昇温（補正）により、部位Ｈ３の実温度Ｔｂ_３もΔＴｚ_３に準ずる程度に再び下降する。

このように、本実施例２に係る加熱バレル温度制御方法の加熱設定温度補正工程２においては、成形サイクル停止準備補正開始点Ｃ’１の後、補正開始点２が認識される度に、補正量ΔＴｚｘ及び温度補正式２に基づき、各加熱手段の加熱設定温度の再設定が行われ、各加熱手段に対応する各部位の実温度に依らず、ステップ状に各加熱手段の加熱設定温度を降温させる。この降温により、各加熱手段に対応する各部位の実温度もステップ状に下降する。

図４においては、３回の補正開始点２Ｃ’３における、新たな加熱設定温度の再設定の後、時間Ｔｆにおいて、パージ工程が完了し、成形サイクルが完了している。尚、パージ工程を必要としない成形サイクル停止においては、時間Ｔｆは削除される。この時の部位Ｈ３の実温度Ｔｂ３も、成形サイクル停止準備補正開始点Ｃ’１以降の、加熱手段Ｈ３の加熱設定温度の降温に準ずる程度に下降している。先に説明したように、成形サイクル完了時の各加熱手段の加熱設定温度Ｔ”ｚｘが、必ずしも、Ｔ”ｚｘ＝Ｔｚｘ、あるいは、Ｔ”ｚｘ≒Ｔｚｘ、になる必要はない。

これまで説明したように、本実施例２の、射出成形機の加熱バレル温度制御方法においては、予め決定されている成形サイクルの完了タイミング及び所定時間Ｔ２から、成形サイクル停止準備補正開始点Ｃ’１として設定しておき、そのまま各加熱手段の温度補正制御（降温）が行われなければ発生する可能性のある可塑化不良を、加熱バレル１０の実温度ではなく、予め設定した補正開始点２（成形サイクル停止準備補正開始点Ｃ’１後、所定時間Ｔ３毎）において再設定するため、射出装置系全体の温度変化のタイムラグの影響を受けることなく、適切なタイミングで、各加熱手段の新たな加熱設定温度を設定することができる。

所定時間Ｔ３については、成形サイクル停止工程に要する所定時間Ｔ２を、本実施例１に係る加熱バレル温度制御方法の加熱設定温度補正工程２において決定されている、補正１回分の加熱設定温度補正値ΔＴｚｘに応じて、成形サイクル停止準備補正開始点Ｃ’１の各加熱手段の加熱設定温度Ｔ’ｚｘを何℃程度降温させるかによって決定すれば良く、実際に行われる連続成形運転の状況やデータから、適宜設定値を変更していけば良い。

また、成形サイクル完了後、各加熱手段の加熱を継続させるか停止させるかに依らず、少なくとも各加熱手段の加熱設定温度の設定値を、自動的に各加熱手段の初期設定温度Ｔｚｘに設定し直すようにしても良い。この再設定により、次回成形サイクル再開時において、各加熱手段の加熱設定温度を初期設定温度に再設定する手間や、再設定を失念したまま運転を再開させてしまう虞を開始することができる。

更に、補正１回分の加熱設定温度補正値ΔＴｚｘに係る係数αについて、実施例１に係る、加熱バレル温度制御方法の加熱設定温度補正工程時の温度補正式１と、本実施例２に係る、加熱バレル温度制御方法の加熱設定温度補正工程時の温度補正式２とで、異なるαが設定されても良い。これにより、より適切な昇温制御と降温制御とが可能になる。

また、本実施例２の、射出成形機の加熱バレル温度制御方法２においても、成形サイクル中に、射出成形機のオペレータ等が、成形品を確認してその状況に応じて、当初設定した数値から、初期加熱設定温度Ｔｚｘや目標可塑化樹脂温度Ｔｍの設定変更を行っても、新たに入力された初期加熱設定温度Ｔｚｘや目標可塑化樹脂温度Ｔｍに基いて、先に説明した加熱設定温度補正工程２が行われることは言うまでもない。

本発明に係る、射出成形機の加熱バレル温度制御方法は、実施例１の加熱設定温度補正工程１と、実施例２の加熱温度補正工程２とを組み合わせて、連続成形運転中の可塑化状況の異常発生時における、加熱バレルの各加熱手段の加熱設定温度の温度補正制御（降温）も可能である。

具体的には、実施例１の加熱設定温度補正準備工程において、同準備工程で説明した許容値Ｑ１とは別に、許容値Ｑ２を設定する。先に説明したように、許容値Ｑ１は、成形サイクル毎の、計量時間、成形品重量及びスクリュの平均回転負荷率の少なくとも１つの項目の差異、あるいは、１つの成形サイクル内における、スクリュ２１の後退速度や、微小時間内のスクリュの平均回転負荷率の少なくとも１つの項目の差異に関するもので、これらは、樹脂材料に直接的に付与されるせん断熱エネルギーと深く関連する項目やその項目に基づく結果である。そのため、加熱バレル１０内の樹脂材料の可塑化状況を最小のタイムラグで把握するのに好適な項目である。

そのため、許容値Ｑ１は、連続して供給される樹脂材料による加熱バレル１０の抜熱に対して、計量工程の不安定化を防止するために、加熱バレル１０を昇温させる温度補正制御の開始タイミング（補正開始点１）として設定される。同様に、成形サイクル毎の、計量時間、成形品重量及びスクリュの平均回転負荷率の少なくとも１つの項目の差異について、計量工程の不安定より更に問題が大きな、可塑化状態の異常状態が予想されるような、許容値Ｑ１を超える差異が、新たに許容量Ｑ２として設定されることにより、これら項目の少なくとも１つの項目の差異が許容値Ｑ２を超えた時点を、計量工程の異常発生として、射出成形機の制御手段に認識させることができる。

尚、１つの成形サイクル内における、スクリュ２１の後退速度や、微小時間内のスクリュの平均回転負荷率の少なくとも１つの項目の差異に基づいて許容量Ｑ２を設定することも可能ではあるが、短時間での各項目の差異で、計量工程の異常発生を判断させることは難しく、必要以上に厳しい許容量Ｑ２を設定すれば、連続成形運転を停止させる程の異常でない場合や、異常とは見なせないような差異が生じた場合でも、射出成形機の制御手段が異常と認識してしまう虞がある。そのため、成形サイクル毎、もしくは、複数サイクル毎の差異に基づく許容量Ｑ２の設定が好ましい。

一般的に、連続成形運転時の、射出成形機の運転を停止させざるを得ないような計量工程の異常とは、供給部における樹脂材料の供給不良や、圧縮部や計量部への樹脂送り不良が悪化し、樹脂材料がほとんど供給されない状態や、供給された樹脂材料が可塑化不良等により閉塞し、加熱バレル１０内の樹脂流路１４における樹脂流動が停止してしまう状態等が考えられる。

前者の場合、樹脂温度の上昇に伴う樹脂粘度の低下と、樹脂流路１４中の樹脂量の低下とにより、スクリュ２１の回転トルクが減少し、平均回転負荷率も減少する。後者の場合、樹脂温度の上昇に伴い、樹脂粘度が低下しても、樹脂流路１４中の樹脂材料の閉塞により、スクリュ２１の回転トルクが増加し、平均回転負荷率も増加する。また、両者いずれの場合も、当然ながら計量時間が長くなり、かろうじて成形可能であったとしても、成形品重量が安定しないことは疑いない。更に、両者いずれの場合も、計量工程における樹脂材料への熱エネルギー供給が過多状態となり、加熱バレル１０の各部位の実温度が上昇する。

このような異常発生が確認された場合、異常の程度にも依るが、装置の保護という観点からは、ただちに連続成形運転を停止させることが好ましい。しかしながら、いきなり、各加熱手段の加熱を停止させ、連続成形運転を停止させるのは、加熱バレル１０内の樹脂材料のスクリュ２１への固着等による後処理工程を鑑みると好ましくはない。そのため、加熱バレル１０の各部位の加熱手段の加熱設定温度が漸次降温され、そのままパージ工程を開始させ、できるだけ早く連続成形運転を停止させることが、装置の保護及び後処理工程の両方の観点から好ましい。

そこで、本実施例３に係る、射出成形機の加熱バレル温度制御方法においては、連続成形運転中において、成形サイクル毎の、計量時間、成形品重量及びスクリュの平均回転負荷率の少なくとも１つの項目の差異が、許容値Ｑ２を超えた時点を、計量工程の異常発生として、射出成形機の制御手段に認識させる。この時点を、射出成形機の制御手段に、実施例２における成形サイクル停止準備補正開始点Ｃ’１と同様に認識させることにより、加熱設定温度補正工程１における温度補正式を温度補正式１から温度補正式２に切り換え、実施例２における加熱設定温度補正工程２に基づき、各加熱手段のその時点における加熱設定温度Ｔ’ｚｘを漸次降温させる。

このように、許容値Ｑ２の設定により、計量工程における加熱バレル１０内の可塑化状態の異常状態を、射出成形機の制御手段に認識させることができるので、射出成形機のオペレータに、異常の発生可能性を、最小のタイムラグで、自動的にアナウンスすることができる。また、実施例２において説明したように、加熱設定温度補正工程２に基づき、各加熱手段の加熱設定温度を漸次降温させて、加熱バレル１０の必要以上の加熱状態を回避して、成形サイクルの緊急停止に対応させることができる。これによって、射出成形機の装置としての保護が図れると共に、停止後の後処理工程の負荷を低減させることができる。

１０ 加熱バレル
Ｃ１ 最初の補正開始点１
Ｃ２ ２回目の補正開始点１
Ｃ３ ３回目の補正開始点１
Ｃ４ ４回目の補正開始点１
Ｃ’１ 成形サイクル停止準備補正開始点
Ｃ’２ ２回目の補正開始点２
Ｃ’３ ３回目の補正開始点２
Ｈｎ 加熱手段／部位（ノズル部）
Ｈ０ 加熱手段／部位（貯留部）
Ｈ１ 加熱手段／部位（計量部）
Ｈ２ 加熱手段／部位（圧縮部）
Ｈ３ 加熱手段／部位（供給部）
Ｔ１ 所定時間
Ｔ２ 所定時間
Ｔ３ 所定時間

Claims (8)

1. 射出成形機の射出装置の、加熱バレルの長手方向に配置される複数の加熱手段が、それぞれ独立して制御される、射出成形機の加熱バレル温度制御方法において、
   射出させる樹脂の目標可塑化樹脂温度Ｔｍと、スクリュの供給部及び圧縮部の範囲に配置される前記各加熱手段に設定される初期加熱設定温度Ｔｚｘとが、Ｔｍ≧Ｔｚｘの関係において、前記各加熱手段の、補正１回分の加熱設定温度補正値ΔＴｚｘを、式ΔＴｚｘ＝α（Ｔｍ−Ｔｚｘ）で設定する加熱設定温度補正準備工程と、
   予め設定した補正開始点１において、新たな加熱設定温度Ｔ’ｚｘを、温度補正式１、Ｔ’ｚｘ＝Ｔｚｘ＋ΔＴｚｘで再設定すると共に、次の前記補正開始点１に到達する度に、前記温度補正式１に基づき、前記新たな加熱設定温度を漸次昇温させる加熱設定温度補正工程１と、
   を有する射出成形機の加熱バレル温度制御方法。
2. 最初の前記補正開始点１が、計量時間、成形品重量及びスクリュの平均回転負荷率の少なくとも１つの差異が、予め設定される許容量Ｑ１を超えた時点であって、
   最初の前記補正開始点１から、予め設定される所定時間Ｔ１後、前記差異が前記許容量の範囲を超える場合を、２回目以降の前記補正開始点１とする、請求項１に記載の射出成形機の加熱バレル温度制御方法。
3. 前記新たな加熱設定温度Ｔ’ｚｘが、Ｔｍ＋（Ｔｍ−Ｔｚｘ）≧Ｔ’ｚｘ≧Ｔｍを満たす状態となった時点で、前記加熱設定温度補正工程１を終える、請求項１及び請求項２のいずれか１項に記載の射出成形機の加熱バレル温度制御方法。
4. 前記加熱設定温度補正工程１における前記補正開始点１に、成形サイクルの停止予定から所定時間Ｔ２前である、成形サイクル停止準備補正開始点を含み、前記成形サイクル停止準備補正開始点において、前記温度補正式１を、温度補正式２、Ｔ”ｚｘ＝Ｔ’ｚｘ−ΔＴｚｘに切り換え、前記新たな加熱設定温度Ｔ”ｚｘを再設定すると共に、前記成形サイクル停止準備補正開始点以降の補正開始点２を、所定時間Ｔ３経過後とし、次の前記補正開始点２に到達する度に、前記温度補正式２に基づき、前記新たな加熱設定温度を漸次降温させる加熱設定温度補正工程２を更に含む、請求項１乃至請求項３に記載の射出成形機の加熱バレル温度制御方法。
5. 前記加熱設定温度補正工程１において、前記差異が、予め設定される許容量Ｑ２を超えた時点で、前記温度補正式１を前記温度補正式２に切り換え、前記新たな加熱設定温度を漸次降温させる、請求項４に記載の射出成形機の加熱バレル温度制御方法。
6. 前記加熱設定温度補正値ΔＴｚｘのαの範囲を０．１≦α≦１とする、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の射出成形機の加熱バレル温度制御方法。
7. 前記加熱設定温度補正工程１における、前記加熱設定温度Ｔ’ｚｘの再設定以外に、前記初期加熱設定温度Ｔｚｘ及び前記目標可塑化樹脂温度Ｔｍの少なくとも一方の設定変更が行われる場合、新たに設定された初期加熱設定温度Ｔｚｘ又は目標可塑化樹脂温度Ｔｍに基づいて、前記加熱設定温度補正準備工程、前記加熱設定温度補正工程１を行う、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の射出成形機の加熱バレル温度制御方法。
8. 前記加熱設定温度補正工程２における、前記加熱設定温度Ｔ”ｚｘの再設定以外に、前記初期加熱設定温度Ｔｚｘ及び前記目標可塑化樹脂温度Ｔｍの少なくとも一方の設定変更が行われる場合、新たに設定された初期加熱設定温度Ｔｚｘ又は目標可塑化樹脂温度Ｔｍに基づいて、前記加熱設定温度補正準備工程、前記加熱設定温度補正工程１、又は、前記加熱設定温度補正工程２を行う、請求項４乃至請求項６のいずれか１項に記載の射出成形機の加熱バレル温度制御方法。

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