JP2023181906A - 射出成形機、および射出成形機の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】可塑化部材の動作を規制するための冷間起動防止期間を簡単かつ適切に調整することができる技術を提供する。【解決手段】射出成形機は、金型に射出する成形材料を保持するシリンダと、前記シリンダ内に移動可能かつ回転可能に設けられる可塑化部材と、前記シリンダまたは前記金型の温度を検出する温度検出器と、前記温度検出器が検出した温度に基づき、前記成形材料の温度または前記金型の温度が昇温するまでの間、前記金型への前記成形材料の射出を規制する期間である冷間起動防止期間を設定するように構成された期間設定部と、を備える。前記期間設定部は、前記温度検出器が検出した前記温度を時間に紐づけた温度時間データを記憶し、記憶されている前記温度時間データの温度実績に基づいて、前記冷間起動防止期間を調整する。【選択図】図６

Description

本開示は、射出成形機、および射出成形機の制御装置に関する。

射出成形機は、シリンダに複数の温度検出器を備え、各温度検出器が検出する温度に基づきシリンダを昇温している。ただし、射出成形機の起動時には、温度がヒータの設定温度になったとしても、シリンダ内の成形材料の温度が設定温度に到達していない。成形材料の温度が充分に昇温していない状態でスクリュ等を動かすと、スクリュ等の可塑化部材に過度な負荷を与えて破損等が生じる可能性がある。また、温度が充分に昇温していない状態で射出成形機から金型に成形材料を射出すると、金型は、当該金型が齧る、成形品が離型しない、バリが発生する等の充填状態の不良となる可能性がある。特に、射出成形機が熱硬化成形（反応成形）を行う場合は、成形材料が正常に固化しない、成形品に必要な機能性能が得られない等の不都合が生じる。

このため、射出成形機は、成形材料の温度が充分に上がるまで待機する期間(冷間起動防止期間)を設定しており、この冷間起動防止期間の間は可塑化部材の動作を規制するインターロックを行っている。

ところで、停電や操作ミス等により射出成形機の運転を一時的に停止した後、直ぐに再運転する等の状況では、成形材料や金型の温度が高く、部品破損のリスクが低い場合がある。この場合でも、初期に設定された冷間起動防止期間にわたって装置の動作を待機していると、再運転に時間がかかることになる。このため、特許文献１には、射出成形機の運転停止後の一定時間以内であれば、樹脂の種別、および成形停止後から再起動までの停止時間に基づき、射出成形機の動作を可能にする射出成形機が開示されている。

特開平１１‐１７０３２７号公報

しかしながら、特許文献１のように、樹脂の種別に応じた制御は、樹脂特性に合わせた複雑な計算プログラムを用意しなければならず、また計算プログラムを実施するための特殊な電装部品が必要となる。さらに、射出成形機の動作前には樹脂情報（例えば、せん断力、粘度、ｐｖＴ特性等）の入力等が要求されることで、オペレータの負荷が増えることになる。特に、射出成形機によっては、樹脂を変更する度に樹脂情報の入力をオペレータに要求することで、オペレータに多大な負荷がかけていた。

本発明は、可塑化部材の動作を規制するための冷間起動防止期間を簡単かつ適切に調整することができる技術を提供する。

本発明の一態様に係る射出成形機は、金型に射出する成形材料を保持するシリンダと、前記シリンダ内に移動可能かつ回転可能に設けられる可塑化部材と、前記シリンダまたは前記金型の温度を検出する温度検出器と、前記成形材料の温度または前記金型の温度が昇温するまでの間、前記可塑化部材の動作を規制する期間である冷間起動防止期間を設定するように構成された期間設定部と、を備え、前記期間設定部は、前記温度検出器が検出した前記温度を時間に紐づけた温度時間データを記憶し、記憶されている前記温度時間データの温度実績に基づいて、前記冷間起動防止期間を設定する。

また、本発明の他の態様は、金型に射出する成形材料を保持するシリンダまたは前記金型の温度を温度検出器により検出して、前記温度検出器が検出した温度に基づき前記シリンダまたは前記金型の温度を温調機構により調整させる射出成形機の制御装置であって、前記成形材料の温度または前記金型の温度が昇温するまでの間、前記シリンダ内に移動可能かつ回転可能に設けられる可塑化部材の動作を規制する期間である冷間起動防止期間を設定するように構成された期間設定部を備え、前記期間設定部は、前記温度検出器が検出した前記温度を時間に紐づけた温度時間データを記憶し、記憶されている過去の前記温度時間データの温度実績に基づいて、前記冷間起動防止期間を調整する。

本発明に係る射出成形機、および射出成形機の制御装置は、可塑化部材の動作を規制するための冷間起動防止期間を簡単かつ適切に調整することができる。

一実施形態に係る射出成形機の型開完了時の状態を示す図である。 一実施形態に係る射出成形機の型締時の状態を示す図である。 制御装置の構成要素の一例を機能ブロックで示す図である。 成形サイクルの工程の一例を示す図である。 記憶媒体に記憶される温度時間データの一例を示す図である。 冷間起動防止期間を設定する処理フローを示すフローチャートである。 ヒータ選択制御におけるトリガ条件のディシジョンテーブルを示す図表である。 温度時間データの補間を説明するための図である。

以下、図面を参照して本開示を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

（射出成形機）
図１は、一実施形態に係る射出成形機の型開完了時の状態を示す図である。図２は、一実施形態に係る射出成形機の型締時の状態を示す図である。本明細書において、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向は互いに垂直な方向である。Ｘ軸方向およびＹ軸方向は水平方向を表し、Ｚ軸方向は鉛直方向を表す。型締装置１００が横型である場合、Ｘ軸方向は型開閉方向であり、Ｙ軸方向は射出成形機１０の幅方向である。Ｙ軸方向負側を操作側と呼び、Ｙ軸方向正側を反操作側と呼ぶ。

図１～図２に示すように、射出成形機１０は、金型装置８００を開閉する型締装置１００と、金型装置８００で成形された成形品を突き出すエジェクタ装置２００と、金型装置８００に成形材料を射出する射出装置３００と、金型装置８００に対し射出装置３００を進退させる移動装置４００と、射出成形機１０の各構成要素を制御する制御装置７００と、射出成形機１０の各構成要素を支持するフレーム９００とを有する。フレーム９００は、型締装置１００を支持する型締装置フレーム９１０と、射出装置３００を支持する射出装置フレーム９２０とを含む。型締装置フレーム９１０および射出装置フレーム９２０は、それぞれ、レベリングアジャスタ９３０を介して床２に設置される。射出装置フレーム９２０の内部空間に、制御装置７００が配置される。以下、射出成形機１０の各構成要素について説明する。

（型締装置）
型締装置１００の説明では、型閉時の可動プラテン１２０の移動方向（例えばＸ軸正方向）を前方とし、型開時の可動プラテン１２０の移動方向（例えばＸ軸負方向）を後方として説明する。

型締装置１００は、金型装置８００の型閉、昇圧、型締、脱圧および型開を行う。金型装置８００は、固定金型８１０と可動金型８２０とを含む。

型締装置１００は例えば横型であって、型開閉方向が水平方向である。型締装置１００は、固定金型８１０が取付けられる固定プラテン１１０と、可動金型８２０が取付けられる可動プラテン１２０と、固定プラテン１１０に対し可動プラテン１２０を型開閉方向に移動させる移動機構１０２と、を有する。

固定プラテン１１０は、型締装置フレーム９１０に対し固定される。固定プラテン１１０における可動プラテン１２０との対向面に固定金型８１０が取付けられる。

可動プラテン１２０は、型締装置フレーム９１０に対し型開閉方向に移動自在に配置される。型締装置フレーム９１０上には、可動プラテン１２０を案内するガイド１０１が敷設される。可動プラテン１２０における固定プラテン１１０との対向面に可動金型８２０が取付けられる。

移動機構１０２は、固定プラテン１１０に対し可動プラテン１２０を進退させることにより、金型装置８００の型閉、昇圧、型締、脱圧、および型開を行う。移動機構１０２は、固定プラテン１１０と間隔をおいて配置されるトグルサポート１３０と、固定プラテン１１０とトグルサポート１３０を連結するタイバー１４０と、トグルサポート１３０に対して可動プラテン１２０を型開閉方向に移動させるトグル機構１５０と、トグル機構１５０を作動させる型締モータ１６０と、型締モータ１６０の回転運動を直線運動に変換する運動変換機構１７０と、固定プラテン１１０とトグルサポート１３０の間隔を調整する型厚調整機構１８０と、を有する。

トグルサポート１３０は、固定プラテン１１０と間隔をおいて配設され、型締装置フレーム９１０上に型開閉方向に移動自在に載置される。尚、トグルサポート１３０は、型締装置フレーム９１０上に敷設されるガイドに沿って移動自在に配置されてもよい。トグルサポート１３０のガイドは、可動プラテン１２０のガイド１０１と共通のものでもよい。

尚、本実施形態では、固定プラテン１１０が型締装置フレーム９１０に対し固定され、トグルサポート１３０が型締装置フレーム９１０に対し型開閉方向に移動自在に配置されるが、トグルサポート１３０が型締装置フレーム９１０に対し固定され、固定プラテン１１０が型締装置フレーム９１０に対し型開閉方向に移動自在に配置されてもよい。

タイバー１４０は、固定プラテン１１０とトグルサポート１３０とを型開閉方向に間隔Ｌをおいて連結する。タイバー１４０は、複数本（例えば４本）用いられてよい。複数本のタイバー１４０は、型開閉方向に平行に配置され、型締力に応じて伸びる。少なくとも１本のタイバー１４０には、タイバー１４０の歪を検出するタイバー歪検出器１４１が設けられてよい。タイバー歪検出器１４１は、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。タイバー歪検出器１４１の検出結果は、型締力の検出などに用いられる。

尚、本実施形態では、型締力を検出する型締力検出器として、タイバー歪検出器１４１が用いられるが、本発明はこれに限定されない。型締力検出器は、歪ゲージ式に限定されず、圧電式、容量式、油圧式、電磁式などでもよく、その取付け位置もタイバー１４０に限定されない。

トグル機構１５０は、可動プラテン１２０とトグルサポート１３０との間に配置され、トグルサポート１３０に対し可動プラテン１２０を型開閉方向に移動させる。トグル機構１５０は、型開閉方向に移動するクロスヘッド１５１と、クロスヘッド１５１の移動によって屈伸する一対のリンク群と、を有する。一対のリンク群は、それぞれ、ピンなどで屈伸自在に連結される第１リンク１５２と第２リンク１５３とを有する。第１リンク１５２は可動プラテン１２０に対しピンなどで揺動自在に取付けられる。第２リンク１５３はトグルサポート１３０に対しピンなどで揺動自在に取付けられる。第２リンク１５３は、第３リンク１５４を介してクロスヘッド１５１に取付けられる。トグルサポート１３０に対しクロスヘッド１５１を進退させると、第１リンク１５２と第２リンク１５３とが屈伸し、トグルサポート１３０に対し可動プラテン１２０が進退する。

尚、トグル機構１５０の構成は、図１および図２に示す構成に限定されない。例えば図１および図２では、各リンク群の節点の数が５つであるが、４つでもよく、第３リンク１５４の一端部が、第１リンク１５２と第２リンク１５３との節点に結合されてもよい。

型締モータ１６０は、トグルサポート１３０に取付けられており、トグル機構１５０を作動させる。型締モータ１６０は、トグルサポート１３０に対しクロスヘッド１５１を進退させることにより、第１リンク１５２と第２リンク１５３とを屈伸させ、トグルサポート１３０に対し可動プラテン１２０を進退させる。型締モータ１６０は、運動変換機構１７０に直結されるが、ベルトやプーリなどを介して運動変換機構１７０に連結されてもよい。

運動変換機構１７０は、型締モータ１６０の回転運動をクロスヘッド１５１の直線運動に変換する。運動変換機構１７０は、ねじ軸と、ねじ軸に螺合するねじナットとを含む。ねじ軸と、ねじナットとの間には、ボールまたはローラが介在してよい。

型締装置１００は、制御装置７００による制御下で、型閉工程、昇圧工程、型締工程、脱圧工程、および型開工程などを行う。

型閉工程では、型締モータ１６０を駆動してクロスヘッド１５１を設定移動速度で型閉完了位置まで前進させることにより、可動プラテン１２０を前進させ、可動金型８２０を固定金型８１０にタッチさせる。クロスヘッド１５１の位置や移動速度は、例えば型締モータエンコーダ１６１などを用いて検出する。型締モータエンコーダ１６１は、型締モータ１６０の回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。

尚、クロスヘッド１５１の位置を検出するクロスヘッド位置検出器、およびクロスヘッド１５１の移動速度を検出するクロスヘッド移動速度検出器は、型締モータエンコーダ１６１に限定されず、一般的なものを使用できる。また、可動プラテン１２０の位置を検出する可動プラテン位置検出器、および可動プラテン１２０の移動速度を検出する可動プラテン移動速度検出器は、型締モータエンコーダ１６１に限定されず、一般的なものを使用できる。

昇圧工程では、型締モータ１６０をさらに駆動してクロスヘッド１５１を型閉完了位置から型締位置までさらに前進させることで型締力を生じさせる。

型締工程では、型締モータ１６０を駆動して、クロスヘッド１５１の位置を型締位置に維持する。型締工程では、昇圧工程で発生させた型締力が維持される。型締工程では、可動金型８２０と固定金型８１０との間にキャビティ空間８０１（図２参照）が形成され、射出装置３００がキャビティ空間８０１に液状の成形材料を充填する。充填された成形材料が固化されることで、成形品が得られる。

キャビティ空間８０１の数は、１つでもよいし、複数でもよい。後者の場合、複数の成形品が同時に得られる。キャビティ空間８０１の一部にインサート材が配置され、キャビティ空間８０１の他の一部に成形材料が充填されてもよい。インサート材と成形材料とが一体化した成形品が得られる。

脱圧工程では、型締モータ１６０を駆動してクロスヘッド１５１を型締位置から型開開始位置まで後退させることにより、可動プラテン１２０を後退させ、型締力を減少させる。型開開始位置と、型閉完了位置とは、同じ位置であってよい。

型開工程では、型締モータ１６０を駆動してクロスヘッド１５１を設定移動速度で型開開始位置から型開完了位置まで後退させることにより、可動プラテン１２０を後退させ、可動金型８２０を固定金型８１０から離間させる。その後、エジェクタ装置２００が可動金型８２０から成形品を突き出す。

型閉工程、昇圧工程および型締工程における設定条件は、一連の設定条件として、まとめて設定される。例えば、型閉工程および昇圧工程におけるクロスヘッド１５１の移動速度や位置（型閉開始位置、移動速度切換位置、型閉完了位置、および型締位置を含む）、型締力は、一連の設定条件として、まとめて設定される。型閉開始位置、移動速度切換位置、型閉完了位置、および型締位置は、後側から前方に向けてこの順で並び、移動速度が設定される区間の始点や終点を表す。区間毎に、移動速度が設定される。移動速度切換位置は、１つでもよいし、複数でもよい。移動速度切換位置は、設定されなくてもよい。型締位置と型締力とは、いずれか一方のみが設定されてもよい。

脱圧工程および型開工程における設定条件も同様に設定される。例えば、脱圧工程および型開工程におけるクロスヘッド１５１の移動速度や位置（型開開始位置、移動速度切換位置、および型開完了位置）は、一連の設定条件として、まとめて設定される。型開開始位置、移動速度切換位置、および型開完了位置は、前側から後方に向けて、この順で並び、移動速度が設定される区間の始点や終点を表す。区間毎に、移動速度が設定される。移動速度切換位置は、１つでもよいし、複数でもよい。移動速度切換位置は、設定されなくてもよい。型開開始位置と型閉完了位置とは同じ位置であってよい。また、型開完了位置と型閉開始位置とは同じ位置であってよい。

尚、クロスヘッド１５１の移動速度や位置などの代わりに、可動プラテン１２０の移動速度や位置などが設定されてもよい。また、クロスヘッドの位置（例えば型締位置）や可動プラテンの位置の代わりに、型締力が設定されてもよい。

ところで、トグル機構１５０は、型締モータ１６０の駆動力を増幅して可動プラテン１２０に伝える。その増幅倍率は、トグル倍率とも呼ばれる。トグル倍率は、第１リンク１５２と第２リンク１５３とのなす角θ（以下、「リンク角度θ」とも呼ぶ）に応じて変化する。リンク角度θは、クロスヘッド１５１の位置から求められる。リンク角度θが１８０°のとき、トグル倍率が最大になる。

金型装置８００の交換や金型装置８００の温度変化などにより金型装置８００の厚さが変化した場合、型締時に所定の型締力が得られるように、型厚調整が行われる。型厚調整では、例えば可動金型８２０が固定金型８１０にタッチする型タッチの時点でトグル機構１５０のリンク角度θが所定の角度になるように、固定プラテン１１０とトグルサポート１３０との間隔Ｌを調整する。

型締装置１００は、型厚調整機構１８０を有する。型厚調整機構１８０は、固定プラテン１１０とトグルサポート１３０との間隔Ｌを調整することで、型厚調整を行う。なお、型厚調整のタイミングは、例えば成形サイクル終了から次の成形サイクル開始までの間に行われる。型厚調整機構１８０は、例えば、タイバー１４０の後端部に形成されるねじ軸１８１と、トグルサポート１３０に回転自在に且つ進退不能に保持されるねじナット１８２と、ねじ軸１８１に螺合するねじナット１８２を回転させる型厚調整モータ１８３とを有する。

ねじ軸１８１およびねじナット１８２は、タイバー１４０ごとに設けられる。型厚調整モータ１８３の回転駆動力は、回転駆動力伝達部１８５を介して複数のねじナット１８２に伝達されてよい。複数のねじナット１８２を同期して回転できる。尚、回転駆動力伝達部１８５の伝達経路を変更することで、複数のねじナット１８２を個別に回転することも可能である。

回転駆動力伝達部１８５は、例えば歯車などで構成される。この場合、各ねじナット１８２の外周に従動歯車が形成され、型厚調整モータ１８３の出力軸には駆動歯車が取付けられ、複数の従動歯車および駆動歯車と噛み合う中間歯車がトグルサポート１３０の中央部に回転自在に保持される。尚、回転駆動力伝達部１８５は、歯車の代わりに、ベルトやプーリなどで構成されてもよい。

型厚調整機構１８０の動作は、制御装置７００によって制御される。制御装置７００は、型厚調整モータ１８３を駆動して、ねじナット１８２を回転させる。その結果、トグルサポート１３０のタイバー１４０に対する位置が調整され、固定プラテン１１０とトグルサポート１３０との間隔Ｌが調整される。尚、複数の型厚調整機構が組み合わせて用いられてもよい。

間隔Ｌは、型厚調整モータエンコーダ１８４を用いて検出する。型厚調整モータエンコーダ１８４は、型厚調整モータ１８３の回転量や回転方向を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。型厚調整モータエンコーダ１８４の検出結果は、トグルサポート１３０の位置や間隔Ｌの監視や制御に用いられる。尚、トグルサポート１３０の位置を検出するトグルサポート位置検出器、および間隔Ｌを検出する間隔検出器は、型厚調整モータエンコーダ１８４に限定されず、一般的なものを使用できる。

型締装置１００は、金型装置８００の温度を調節する金型温調器を有してもよい。金型装置８００は、その内部に、温調媒体の流路を有する。金型温調器は、金型装置８００の流路に供給する温調媒体の温度を調節することで、金型装置８００の温度を調節する。

尚、本実施形態の型締装置１００は、型開閉方向が水平方向である横型であるが、型開閉方向が上下方向である竪型でもよい。

尚、本実施形態の型締装置１００は、駆動部として、型締モータ１６０を有するが、型締モータ１６０の代わりに、油圧シリンダを有してもよい。また、型締装置１００は、型開閉用にリニアモータを有し、型締用に電磁石を有してもよい。

（エジェクタ装置）
エジェクタ装置２００の説明では、型締装置１００の説明と同様に、型閉時の可動プラテン１２０の移動方向（例えばＸ軸正方向）を前方とし、型開時の可動プラテン１２０の移動方向（例えばＸ軸負方向）を後方として説明する。

エジェクタ装置２００は、可動プラテン１２０に取付けられ、可動プラテン１２０と共に進退する。エジェクタ装置２００は、金型装置８００から成形品を突き出すエジェクタロッド２１０と、エジェクタロッド２１０を可動プラテン１２０の移動方向（Ｘ軸方向）に移動させる駆動機構２２０とを有する。

エジェクタロッド２１０は、可動プラテン１２０の貫通穴に進退自在に配置される。エジェクタロッド２１０の前端部は、可動金型８２０のエジェクタプレート８２６と接触する。エジェクタロッド２１０の前端部は、エジェクタプレート８２６と連結されていても、連結されていなくてもよい。

駆動機構２２０は、例えば、エジェクタモータと、エジェクタモータの回転運動をエジェクタロッド２１０の直線運動に変換する運動変換機構とを有する。運動変換機構は、ねじ軸と、ねじ軸に螺合するねじナットとを含む。ねじ軸と、ねじナットとの間には、ボールまたはローラが介在してよい。

エジェクタ装置２００は、制御装置７００による制御下で、突き出し工程を行う。突き出し工程では、エジェクタロッド２１０を設定移動速度で待機位置から突き出し位置まで前進させることにより、エジェクタプレート８２６を前進させ、成形品を突き出す。その後、エジェクタモータを駆動してエジェクタロッド２１０を設定移動速度で後退させ、エジェクタプレート８２６を元の待機位置まで後退させる。

エジェクタロッド２１０の位置や移動速度は、例えばエジェクタモータエンコーダを用いて検出する。エジェクタモータエンコーダは、エジェクタモータの回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。尚、エジェクタロッド２１０の位置を検出するエジェクタロッド位置検出器、およびエジェクタロッド２１０の移動速度を検出するエジェクタロッド移動速度検出器は、エジェクタモータエンコーダに限定されず、一般的なものを使用できる。

（射出装置）
射出装置３００の説明では、型締装置１００の説明やエジェクタ装置２００の説明とは異なり、充填時のスクリュ３３０の移動方向（例えばＸ軸負方向）を前方とし、計量時のスクリュ３３０の移動方向（例えばＸ軸正方向）を後方として説明する。

射出装置３００はスライドベース３０１に設置され、スライドベース３０１は射出装置フレーム９２０に対し進退自在に配置される。射出装置３００は、金型装置８００に対し進退自在に配置される。射出装置３００は、金型装置８００にタッチし、金型装置８００内のキャビティ空間８０１に成形材料を充填する。射出装置３００は、例えば、成形材料を加熱するシリンダ３１０と、シリンダ３１０内に進退自在に且つ回転自在に配置されるスクリュ３３０と、スクリュ３３０を回転させる計量モータ３４０と、スクリュ３３０を進退させる射出モータ３５０と、射出モータ３５０とスクリュ３３０の間で伝達される荷重を検出する荷重検出器３６０と、を有する。

シリンダ３１０は、円筒状のシリンダ本体３１５と、シリンダ本体３１５の前端部に設けられるロート状のノズル３２０と、を含む。シリンダ本体３１５は、供給口３１１から内部に供給された成形材料を加熱する。成形材料は、例えば樹脂などを含む。成形材料は、例えばペレット状に形成され、固体の状態で供給口３１１に供給される。供給口３１１はシリンダ本体３１５の後部に形成される。シリンダ本体３１５の後部の外周には、水冷シリンダなどの冷却器３１２が設けられる。ノズル３２０は、金型装置８００に対し押し付けられ、金型装置８００に成形材料を充填する部分を構成する。

また、本実施形態に係る射出成形機１０は、シリンダ３１０の軸方向（Ｘ軸方向）に沿って、シリンダ３１０の加熱を独立して制御するために複数のゾーンを設定している。例えば、複数のゾーンとして、シリンダ本体３１５には後方から前方に向かって、第１ゾーン、第２ゾーン、第３ゾーン、第４ゾーンがこの順番で設定される。第４ゾーンがシリンダ本体３１５の前端部である。

シリンダ３１０は、複数のゾーン毎に、加熱器３１３（温調機構）と、温度検出器３１４と、を備える。各加熱器３１３および温度検出器３１４は、シリンダ３１０の外周面に接触するように（または外周面から離間した近傍位置）に設けられる。例えば、加熱器３１３は、シリンダ３１０の外周面を周回する、バンドヒータ等のヒータを適用し得る。制御装置７００は、それぞれのゾーン毎に設けられた加熱器３１３の各々を制御してシリンダ３１０の軸方向の温度を調整する。制御において、制御装置７００は、各温度検出器３１４の温度がゾーン毎に設定された設定温度となるように、各加熱器３１３を制御する。

スクリュ３３０は、シリンダ３１０内に回転自在に且つ進退自在に配置される。スクリュ３３０を回転させると、スクリュ３３０の螺旋状の溝に沿って成形材料が前方に送られる。成形材料は、前方に送られながら、シリンダ３１０からの熱によって徐々に溶融される。液状の成形材料がスクリュ３３０の前方に送られシリンダ３１０の前部に蓄積されるにつれ、スクリュ３３０が後退させられる。その後、スクリュ３３０を前進させると、スクリュ３３０前方に蓄積された液状の成形材料がノズル３２０から射出され、金型装置８００内に充填される。

スクリュ３３０の前部には、スクリュ３３０を前方に押すときにスクリュ３３０の前方から後方に向かう成形材料の逆流を防止する逆流防止弁として、逆流防止リング３３１が進退自在に取付けられる。

逆流防止リング３３１は、スクリュ３３０を前進させるときに、スクリュ３３０前方の成形材料の圧力によって後方に押され、成形材料の流路を塞ぐ閉塞位置（図２参照）までスクリュ３３０に対し相対的に後退する。これにより、スクリュ３３０前方に蓄積された成形材料が後方に逆流するのを防止する。

一方、逆流防止リング３３１は、スクリュ３３０を回転させるときに、スクリュ３３０の螺旋状の溝に沿って前方に送られる成形材料の圧力によって前方に押され、成形材料の流路を開放する開放位置（図１参照）までスクリュ３３０に対し相対的に前進する。これにより、スクリュ３３０の前方に成形材料が送られる。

逆流防止リング３３１は、スクリュ３３０と共に回転する共回りタイプと、スクリュ３３０と共に回転しない非共回りタイプのいずれでもよい。

尚、射出装置３００は、スクリュ３３０に対し逆流防止リング３３１を開放位置と閉塞位置との間で進退させる駆動源を有していてもよい。

計量モータ３４０は、スクリュ３３０を回転させる。スクリュ３３０を回転させる駆動源は、計量モータ３４０には限定されず、例えば油圧ポンプなどでもよい。

射出モータ３５０は、スクリュ３３０を進退させる射出駆動源である。射出モータ３５０とスクリュ３３０との間には、射出モータ３５０の回転運動をスクリュ３３０の直線運動に変換する運動変換機構などが設けられる。運動変換機構は、例えばねじ軸と、ねじ軸に螺合するねじナットとを有する。ねじ軸とねじナットの間には、ボールやローラなどが設けられてよい。スクリュ３３０を進退させる駆動源は、射出モータ３５０に限定されず、例えば油圧シリンダなどでもよい。

荷重検出器３６０は、射出モータ３５０とスクリュ３３０との間で伝達される荷重を検出する。検出した荷重は、制御装置７００で圧力に換算される。荷重検出器３６０は、射出モータ３５０とスクリュ３３０との間の荷重の伝達経路に設けられ、荷重検出器３６０に作用する荷重を検出する。

荷重検出器３６０は、検出した荷重の信号を制御装置７００に送る。荷重検出器３６０によって検出される荷重は、スクリュ３３０と成形材料との間で作用する圧力に換算され、スクリュ３３０が成形材料から受ける圧力、スクリュ３３０に対する背圧、スクリュ３３０から成形材料に作用する圧力などの制御や監視に用いられる。

尚、成形材料の圧力を検出する圧力検出器は、荷重検出器３６０に限定されず、一般的なものを使用できる。例えば、ノズル圧センサ、又は型内圧センサが用いられてもよい。ノズル圧センサは、ノズル３２０に設置される。型内圧センサは、金型装置８００の内部に設置される。

射出装置３００は、制御装置７００による制御下で、計量工程、充填工程および保圧工程などを行う。充填工程と保圧工程とをまとめて射出工程と呼んでもよい。

計量工程では、計量モータ３４０を駆動してスクリュ３３０を設定回転速度で回転させ、スクリュ３３０の螺旋状の溝に沿って成形材料を前方に送る。これに伴い、成形材料が徐々に溶融される。液状の成形材料がスクリュ３３０の前方に送られシリンダ３１０の前部に蓄積されるにつれ、スクリュ３３０が後退させられる。スクリュ３３０の回転速度は、例えば計量モータエンコーダ３４１を用いて検出する。計量モータエンコーダ３４１は、計量モータ３４０の回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。尚、スクリュ３３０の回転速度を検出するスクリュ回転速度検出器は、計量モータエンコーダ３４１に限定されず、一般的なものを使用できる。

計量工程では、スクリュ３３０の急激な後退を制限すべく、射出モータ３５０を駆動してスクリュ３３０に対して設定背圧を加えてよい。スクリュ３３０に対する背圧は、例えば荷重検出器３６０を用いて検出する。スクリュ３３０が計量完了位置まで後退し、スクリュ３３０の前方に所定量の成形材料が蓄積されると、計量工程が完了する。

計量工程におけるスクリュ３３０の位置および回転速度は、一連の設定条件として、まとめて設定される。例えば、計量開始位置、回転速度切換位置および計量完了位置が設定される。これらの位置は、前側から後方に向けてこの順で並び、回転速度が設定される区間の始点や終点を表す。区間毎に、回転速度が設定される。回転速度切換位置は、１つでもよいし、複数でもよい。回転速度切換位置は、設定されなくてもよい。また、区間毎に背圧が設定される。

充填工程では、射出モータ３５０を駆動してスクリュ３３０を設定移動速度で前進させ、スクリュ３３０の前方に蓄積された液状の成形材料を金型装置８００内のキャビティ空間８０１に充填させる。スクリュ３３０の位置や移動速度は、例えば射出モータエンコーダ３５１を用いて検出する。射出モータエンコーダ３５１は、射出モータ３５０の回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。スクリュ３３０の位置が設定位置に達すると、充填工程から保圧工程への切換（所謂、Ｖ／Ｐ切換）が行われる。Ｖ／Ｐ切換が行われる位置をＶ／Ｐ切換位置とも呼ぶ。スクリュ３３０の設定移動速度は、スクリュ３３０の位置や時間などに応じて変更されてもよい。

充填工程におけるスクリュ３３０の位置および移動速度は、一連の設定条件として、まとめて設定される。例えば、充填開始位置（「射出開始位置」とも呼ぶ。）、移動速度切換位置およびＶ／Ｐ切換位置が設定される。これらの位置は、後側から前方に向けてこの順で並び、移動速度が設定される区間の始点や終点を表す。区間毎に、移動速度が設定される。移動速度切換位置は、１つでもよいし、複数でもよい。移動速度切換位置は、設定されなくてもよい。

スクリュ３３０の移動速度が設定される区間毎に、スクリュ３３０の圧力の上限値が設定される。スクリュ３３０の圧力は、荷重検出器３６０によって検出される。スクリュ３３０の圧力が設定圧力以下である場合、スクリュ３３０は設定移動速度で前進される。一方、スクリュ３３０の圧力が設定圧力を超える場合、金型保護を目的として、スクリュ３３０の圧力が設定圧力以下となるように、スクリュ３３０は設定移動速度よりも遅い移動速度で前進される。

尚、充填工程においてスクリュ３３０の位置がＶ／Ｐ切換位置に達した後、Ｖ／Ｐ切換位置にスクリュ３３０を一時停止させ、その後にＶ／Ｐ切換が行われてもよい。Ｖ／Ｐ切換の直前において、スクリュ３３０の停止の代わりに、スクリュ３３０の微速前進または微速後退が行われてもよい。また、スクリュ３３０の位置を検出するスクリュ位置検出器、およびスクリュ３３０の移動速度を検出するスクリュ移動速度検出器は、射出モータエンコーダ３５１に限定されず、一般的なものを使用できる。

保圧工程では、射出モータ３５０を駆動してスクリュ３３０を前方に押し、スクリュ３３０の前端部における成形材料の圧力（以下、「保持圧力」とも呼ぶ。）を設定圧に保ち、シリンダ３１０内に残る成形材料を金型装置８００に向けて押す。金型装置８００内での冷却収縮による不足分の成形材料を補充できる。保持圧力は、例えば荷重検出器３６０を用いて検出する。保持圧力の設定値は、保圧工程の開始からの経過時間などに応じて変更されてもよい。保圧工程における保持圧力および保持圧力を保持する保持時間は、それぞれ複数設定されてよく、一連の設定条件として、まとめて設定されてよい。

保圧工程では金型装置８００内のキャビティ空間８０１の成形材料が徐々に冷却され、保圧工程完了時にはキャビティ空間８０１の入口が固化した成形材料で塞がれる。この状態はゲートシールと呼ばれ、キャビティ空間８０１からの成形材料の逆流が防止される。保圧工程後、冷却工程が開始される。冷却工程では、キャビティ空間８０１内の成形材料の固化が行われる。成形サイクル時間の短縮を目的として、冷却工程中に計量工程が行われてよい。

尚、本実施形態の射出装置３００は、インライン・スクリュ方式であるが、プリプラ方式などでもよい。プリプラ方式の射出装置は、可塑化シリンダ内で溶融された成形材料を射出シリンダに供給し、射出シリンダから金型装置内に成形材料を射出する。可塑化シリンダ内には、スクリュが回転自在に且つ進退不能に配置され、またはスクリュが回転自在に且つ進退自在に配置される。一方、射出シリンダ内には、プランジャが進退自在に配置される。

また、本実施形態の射出装置３００は、シリンダ３１０の軸方向が水平方向である横型であるが、シリンダ３１０の軸方向が上下方向である竪型であってもよい。竪型の射出装置３００と組み合わされる型締装置は、竪型でも横型でもよい。同様に、横型の射出装置３００と組み合わされる型締装置は、横型でも竪型でもよい。

（移動装置）
移動装置４００の説明では、射出装置３００の説明と同様に、充填時のスクリュ３３０の移動方向（例えばＸ軸負方向）を前方とし、計量時のスクリュ３３０の移動方向（例えばＸ軸正方向）を後方として説明する。

移動装置４００は、金型装置８００に対し射出装置３００を進退させる。また、移動装置４００は、金型装置８００に対しノズル３２０を押し付け、ノズルタッチ圧力を生じさせる。移動装置４００は、液圧ポンプ４１０、駆動源としてのモータ４２０、液圧アクチュエータとしての液圧シリンダ４３０などを含む。

液圧ポンプ４１０は、第１ポート４１１と、第２ポート４１２とを有する。液圧ポンプ４１０は、両方向回転可能なポンプであり、モータ４２０の回転方向を切換えることにより、第１ポート４１１および第２ポート４１２のいずれか一方から作動液（例えば油）を吸入し他方から吐出して液圧を発生させる。尚、液圧ポンプ４１０はタンクから作動液を吸引して第１ポート４１１および第２ポート４１２のいずれか一方から作動液を吐出することもできる。

モータ４２０は、液圧ポンプ４１０を作動させる。モータ４２０は、制御装置７００からの制御信号に応じた回転方向および回転トルクで液圧ポンプ４１０を駆動する。モータ４２０は、電動モータであってよく、電動サーボモータであってよい。

液圧シリンダ４３０は、シリンダ本体４３１、ピストン４３２、およびピストンロッド４３３を有する。シリンダ本体４３１は、射出装置３００に対して固定される。ピストン４３２は、シリンダ本体４３１の内部を、第１室としての前室４３５と、第２室としての後室４３６とに区画する。ピストンロッド４３３は、固定プラテン１１０に対して固定される。

液圧シリンダ４３０の前室４３５は、第１流路４０１を介して、液圧ポンプ４１０の第１ポート４１１と接続される。第１ポート４１１から吐出された作動液が第１流路４０１を介して前室４３５に供給されることで、射出装置３００が前方に押される。射出装置３００が前進され、ノズル３２０が固定金型８１０に押し付けられる。前室４３５は、液圧ポンプ４１０から供給される作動液の圧力によってノズル３２０のノズルタッチ圧力を生じさせる圧力室として機能する。

一方、液圧シリンダ４３０の後室４３６は、第２流路４０２を介して液圧ポンプ４１０の第２ポート４１２と接続される。第２ポート４１２から吐出された作動液が第２流路４０２を介して液圧シリンダ４３０の後室４３６に供給されることで、射出装置３００が後方に押される。射出装置３００が後退され、ノズル３２０が固定金型８１０から離間される。

尚、本実施形態では移動装置４００は液圧シリンダ４３０を含むが、本発明はこれに限定されない。例えば、液圧シリンダ４３０の代わりに、電動モータと、その電動モータの回転運動を射出装置３００の直線運動に変換する運動変換機構とが用いられてもよい。

（制御装置）
制御装置７００は、例えばコンピュータで構成され、図１～図２に示すようにＣＰＵ（Central Processing Unit）７０１と、メモリなどの記憶媒体７０２と、入力インターフェース７０３と、出力インターフェース７０４とを有する。制御装置７００は、記憶媒体７０２に記憶されたプログラムをＣＰＵ７０１に実行させることにより、各種の制御を行う。また、制御装置７００は、入力インターフェース７０３で外部からの信号を受信し、出力インターフェース７０４で外部に信号を送信する。

制御装置７００は、計量工程、型閉工程、昇圧工程、型締工程、充填工程、保圧工程、冷却工程、脱圧工程、型開工程、および突き出し工程などを繰り返し行うことにより、成形品を繰り返し製造する。成形品を得るための一連の動作、例えば計量工程の開始から次の計量工程の開始までの動作を「ショット」または「成形サイクル」とも呼ぶ。また、１回のショットに要する時間を「成形サイクル時間」または「サイクル時間」とも呼ぶ。

一回の成形サイクルは、例えば、計量工程、型閉工程、昇圧工程、型締工程、充填工程、保圧工程、冷却工程、脱圧工程、型開工程、および突き出し工程をこの順で有する。ここでの順番は、各工程の開始の順番である。充填工程、保圧工程、および冷却工程は、型締工程の間に行われる。型締工程の開始は充填工程の開始と一致してもよい。脱圧工程の完了は型開工程の開始と一致する。

尚、成形サイクル時間の短縮を目的として、同時に複数の工程を行ってもよい。例えば、計量工程は、前回の成形サイクルの冷却工程中に行われてもよく、型締工程の間に行われてよい。この場合、型閉工程が成形サイクルの最初に行われることとしてもよい。また、充填工程は、型閉工程中に開始されてもよい。また、突き出し工程は、型開工程中に開始されてもよい。ノズル３２０の流路を開閉する開閉弁が設けられる場合、型開工程は、計量工程中に開始されてもよい。計量工程中に型開工程が開始されても、開閉弁がノズル３２０の流路を閉じていれば、ノズル３２０から成形材料が漏れないためである。

尚、一回の成形サイクルは、計量工程、型閉工程、昇圧工程、型締工程、充填工程、保圧工程、冷却工程、脱圧工程、型開工程、および突き出し工程以外の工程を有してもよい。

例えば、保圧工程の完了後、計量工程の開始前に、スクリュ３３０を予め設定された計量開始位置まで後退させる計量前サックバック工程が行われてもよい。計量工程の開始前にスクリュ３３０の前方に蓄積された成形材料の圧力を削減でき、計量工程の開始時のスクリュ３３０の急激な後退を防止できる。

また、計量工程の完了後、充填工程の開始前に、スクリュ３３０を予め設定された充填開始位置まで後退させる計量後サックバック工程が行われてもよい。充填工程の開始前にスクリュ３３０の前方に蓄積された成形材料の圧力を削減でき、充填工程の開始前のノズル３２０からの成形材料の漏出を防止できる。

制御装置７００は、ユーザによる入力操作を受け付ける操作装置７５０や画面を表示する表示装置７６０と接続されている。操作装置７５０および表示装置７６０は、例えばタッチパネル７７０で構成され、一体化されてよい。表示装置７６０としてのタッチパネル７７０は、制御装置７００による制御下で、画面を表示する。タッチパネル７７０の画面には、例えば、射出成形機１０の設定、現在の射出成形機１０の状態等の情報が表示されてもよい。また、タッチパネル７７０の画面には、例えば、ユーザによる入力操作を受け付けるボタン、入力欄等の操作部が表示されてもよい。操作装置７５０としてのタッチパネル７７０は、ユーザによる画面上の入力操作を検出し、入力操作に応じた信号を制御装置７００に出力する。これにより、例えば、ユーザは、画面に表示される情報を確認しながら、画面に設けられた操作部を操作して、射出成形機１０の設定（設定値の入力を含む）等を行うことができる。また、ユーザが画面に設けられた操作部を操作することにより、操作部に対応する射出成形機１０の動作を行わせることができる。なお、射出成形機１０の動作は、例えば、型締装置１００、エジェクタ装置２００、射出装置３００、移動装置４００等の動作（停止も含む）であってもよい。また、射出成形機１０の動作は、表示装置７６０としてのタッチパネル７７０に表示される画面の切り替え等であってもよい。

尚、本実施形態の操作装置７５０および表示装置７６０は、タッチパネル７７０として一体化されているものとして説明したが、独立に設けられてもよい。また、操作装置７５０は、複数設けられてもよい。操作装置７５０および表示装置７６０は、型締装置１００（より詳細には固定プラテン１１０）の操作側（Ｙ軸負方向）に配置される。

（制御装置の詳細）
次に、図３を参照して、制御装置７００の構成要素の一例について説明する。なお、図３に図示される各機能ブロックは概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。各機能ブロックの全部または一部を、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することが可能である。各機能ブロックにて行われる各処理機能は、その全部または任意の一部が、ＣＰＵにて実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。

図３に示すように、制御装置７００は、例えば、型締制御部７１１と、エジェクタ制御部７１２と、射出制御部７１３と、計量制御部７１４と、を有する。型締制御部７１１は、型締装置１００を制御し、図４に示す型閉工程、昇圧工程、型締工程、脱圧工程、及び型開工程を実施する。エジェクタ制御部７１２は、エジェクタ装置２００を制御し、突き出し工程を実施する。

射出制御部７１３は、射出装置３００の射出モータ３５０を制御して、射出工程、冷却工程を実施する。また、射出工程は、充填工程と保圧工程を含み、図４に示すように本実施形態では型締工程中に行われる。充填工程は、シリンダ３１０の内部に設けられる射出部材の移動速度の実績値が設定値になるように射出モータ３５０を制御する工程である。充填工程は、射出部材を前方に移動させることで、射出部材の前方に蓄積された液状の成形材料を金型装置８００の内部に充填させる。射出部材は、例えばスクリュ３３０（図１及び図２参照）であるが、プランジャであってもよい。

充填工程における射出部材の移動速度は、射出モータエンコーダ３５１を用いて検出する。充填工程では、射出部材が前進に伴って成形材料に作用する圧力が上昇するため、保圧工程の直前に、射出部材を一時停止させる工程、又は射出部材を後退させる工程を含んでもよい。

保圧工程は、射出部材を前方に押すことで、金型装置８００内での冷却収縮による不足分の成形材料を補充する工程である。保圧工程では、充填圧力の実績値が設定値になるように射出モータ３５０を制御する。充填圧力は、荷重検出器３６０などの圧力検出器を用いて検出する。圧力検出器として、ノズル圧センサ、又は型内圧センサが用いられてもよい。

一方、計量制御部７１４は、射出装置３００の計量モータ３４０を制御し、計量工程を実施する。本実施形態において計量工程は、冷却工程中に行われる。また、計量制御部７１４は、計量工程時に、シリンダ３１０の各ゾーンの設定温度を読み出して、当該設定温度に基づきヒータ（加熱器３１３）の動作を制御する。ヒータ制御において、計量制御部７１４は、各温度検出器３１４が検出した温度をフィードバックすることで、設定温度を維持する。

（冷間起動防止制御）
次に、以上の射出成形機１０が行う冷間起動防止制御について説明する。射出成形機１０は、機器の起動後に、金型装置８００に充填する成形材料を溶融するために、シリンダ３１０の各ゾーンの加熱器３１３を動作させて、シリンダ３１０を加熱する。ただし、シリンダ３１０の温度に成形材料の温度が達するのにタイムラグがある。特に加熱器３１３の起動時には相互の温度に大きな差が生じる。このため、射出制御部７１３は、射出成形機１０の起動時において、各ゾーンの成形材料の温度がシリンダ３１０の温度に達するまでの間、射出装置３００の可塑化部材の動作（例えば、スクリュ３３０の移動動作や回転動作）を規制（インターロック）する冷間起動防止制御を行う。インターロックの対象としては、例えば、射出モータ３５０があげられ、射出装置３００は、射出モータ３５０への電力供給を、ハードウェア的またはソフトウェア的に遮断する。冷間起動防止制御において、射出制御部７１３は、記憶媒体７０２に予め記憶された冷間起動防止期間を読み出して、この冷間起動防止期間にわたって射出モータ３５０の回転を停止する。尚、型締装置１００においてインターロックがかかるタイミングは、任意に設定してよく、例えば、型閉工程の実施前とすることがあげられる。

冷間起動防止期間は、可塑化部材の動作を規制している間の時間情報であり、射出装置３００の構成や成形材料の種類等に基づいて、その初期値（初期の冷間起動防止期間）が記憶媒体７０２に予め記憶されている。冷間起動防止期間としては、例えば、１５分に設定することがあげられる。尚、冷間起動防止期間の初期値は、ユーザが入力する構成でもよく、あるいは射出成形機１０が成形材料の種類の情報を取得することで自動的に設定する構成でもよい。

ここで、射出成形機１０は、運転時に一時的に運転を停止して、その後に再運転を行う場合がある。運転を一時的に停止する例としては、停電、ユーザの操作ボタンの押し間違い（操作ミス）、装置の異常停止、装置の設定温度の変更等があげられる。仮に、この再運転時に、冷間起動防止期間の初期値にわたって充填工程をインターロックすると、成形材料の温度がシリンダ３１０の温度に達しているにもかかわらず充填工程に移行できず、再運転に時間がかかることになる。その結果、作業効率が低下することになる。

そこで、本実施形態に係る射出成形機１０は、運転を一時的に停止した後の再運転において、冷間起動防止期間を適切に調整して、再運転にかかる時間を短縮化するようにしている。尚、射出成形機１０は、運転中に、シリンダ３１０の設定温度を上昇させた場合にも、シリンダ３１０の温度と成形材料の温度と間に温度差が生じる。このため、射出成形機１０は、シリンダ３１０の設定温度の変更に伴う昇温時にも、冷間起動防止制御およびその冷間起動防止期間の調整を行う。

具体的には図３に示すように、制御装置７００は、冷間起動防止期間を調整するように構成された期間設定部７１５を有する。期間設定部７１５は、シリンダ３１０の所定のゾーンにおいて温度検出器３１４が検出する温度を取得して、記憶媒体７０２に記憶する。この際、期間設定部７１５は、制御装置７００にて計時している時間と記憶媒体７０２に記憶された温度とを紐づけた温度時間データＴＤを生成して、この温度時間データＴＤを記憶媒体７０２に記憶する。

図５は、記憶媒体７０２に記憶される温度時間データＴＤの一例を示す図である。図５に示すように、温度時間データＴＤは、射出成形時等において温度検出器３１４が検出した温度と、検出した時間とを一対一で対応付けている。このように、温度実績（温度検出器３１４が検出した温度と時間とを紐付けた個々のデータ）を用いることで、例えば、温度履歴の追跡や分析が可能となり、異常等のイベントの発生時刻を特定できる。

温度のサンプリング間隔は、特に限定されず、例えば、１０秒毎、３０秒毎、１分毎、３分毎等に設定されればよい。サンプリング間隔は、予め決められた固定値であってもよく、ユーザにより変更可能となっていてもよい。期間設定部７１５は、射出成形機１０の工程等に応じて、サンプリング間隔を自動的に変更してもよい。

また、温度を記憶する対象のゾーンの温度検出器３１４も、特に限定されないが、例えば、シリンダ本体３１５の前端部（例えば第４ゾーン）であることがより好ましい。シリンダ本体３１５の前端部の内部は、成形材料が溶融した状態となっている領域であり、この部分が溶融不足になった場合に想定以上の負荷がかかって可塑化部材（スクリュ３３０先端のスクリューヘッド、逆流防止リング３３１、シートリングの３点セット、シリンダ本体３１５、ノズル３２０等）の破損につながるからである。以下では、期間設定部７１５が、第４ゾーンの温度検出器３１４の温度を取得する構成を例にあげて説明する。

期間設定部７１５は、射出装置３００の運転中において、温度検出器３１４の温度を継続的にサンプリングして、記憶媒体７０２に記憶していく。そして、期間設定部７１５は、射出成形機１０の運転を一時的に停止した後に再運転を行う場合、またはシリンダ３１０の設定温度の変更に伴いシリンダ３１０を昇温させる場合等において、冷間起動防止制御を行う。この際、期間設定部７１５は、記憶媒体７０２に記憶された所定時間前の温度時間データＴＤの温度実績と、この温度時間データＴＤを記憶したゾーンの設定温度とを比較して、冷間起動防止期間の長さを設定する。なお、冷却起動防止期間の設定とは、制御装置７００による冷却起動防止期間を自動的に調整する他に、冷却起動防止期間を入力する際の入力範囲を制限することを含む。

また、制御装置７００は、図３に示すように報知制御部７２０を有する。報知制御部７２０は、射出成形機１０の動作における各種情報、異常時のエラー等の画像情報を表示装置７６０に表示させる。また、報知制御部７２０は、冷間起動防止期間の長さを調整した場合に、表示装置７６０を介してその情報をユーザに報知する機能を有している。これにより、ユーザは、調整された冷間起動防止期間を容易に認識することができる。

以下、冷間起動防止期間を調整する処理について、図６を参照しながら説明する。図６は、冷間起動防止期間を設定する処理フローを示すフローチャートである。

射出成形機１０は、ユーザによる機器の起動操作によって起動する（ステップＳ１）。この起動に伴って制御装置７００も起動し、ＣＰＵ７０１が記憶媒体７０２に記憶されたプログラムを実行することで、期間設定部７１５による処理が可能となる。

制御装置７００内に形成された期間設定部７１５は、射出成形機１０の運転時に、冷間起動防止期間の調整を行うトリガ条件が成立しているか否かを判定する（ステップＳ２）。例えば、トリガ条件としては、以下の（ａ）～（ｃ）のうちいずれか１つが成立することがあげられる。

（ａ）ヒータ（各加熱器３１３）がオフ状態からオン状態となった
（ｂ）ヒータ選択制御が変更されると共に、ヒータ制御がオン状態となった
（ｃ）ヒータの設定温度が変更されてヒータが昇温中となった

（ａ）のトリガ条件は、運転停止に伴ってヒータの運転が停止したが、再運転に伴ってヒータの加熱動作も再開した際の条件である。つまり、装置を一時的に停止した後に、再運転を行った場合は、ヒータがオフ状態からオン状態に切り替わるので、このトリガ条件に当てはまる。

（ｂ）のトリガ条件のヒータ選択制御とは、射出装置３００のシリンダ３１０を加熱する複数のモードのうちいずれかのモードを選択することをいう。例えば、複数のモードは、射出成形を実際に行う際の温度である「成形」、射出成形を待機している際の温度である「保温」、成形材料を排出する際の温度である「パージ」等があげられる。これらのモードが変更される場合には、シリンダ３１０の温度と成形材料の実際の温度に差が生じる可能性がある。このため、射出制御部７１３は、冷間起動防止制御を実施し、このときの冷間起動防止期間を調整する。

モードの変更に応じてシリンダ３１０の温度を上げる必要がある場合、射出制御部７１３は、ヒータを動作させてシリンダ３１０を加熱する。モードの変更に応じてシリンダ３１０の温度を上げる必要がある場合としては、例えば「保温」から「成形」に変更した場合、「パージ」から「保温」または「成形」に変更した場合等があげられる。この際、シリンダ３１０の温度に成形材料の実際の温度が直ぐに追従しないことで、温度差が生じる。逆に、モードの変更に応じてシリンダ３１０の温度を下げる必要がある場合、射出制御部７１３は、ヒータの加熱動作を停止してシリンダ３１０を放熱する。

図７は、ヒータ選択制御におけるトリガ条件のディシジョンテーブルを示す図表である。期間設定部７１５は、トリガ条件を判定する際に、図７に示すようなディシジョンテーブルを参照して、モード選択の信号およびヒータ制御（加熱動作）の信号を監視する。そして期間設定部７１５は、モード選択が変更され、かつヒータ制御がオン状態となった場合に、トリガ条件が成立したとするフラグを立てる。

（ｃ）のトリガ条件は、ヒータ（各加熱器３１３）の設定温度をユーザの任意により変更してヒータが昇温した場合である。ヒータの昇温は、シリンダの温度が設定変更後に所定差分以上となった状態をいう。この場合でも、シリンダ３１０の温度と成形材料の温度に差が生じるため、期間設定部７１５は、冷間起動防止制御を実施し、このときの冷間起動防止期間を調整する。

つまり、（ｂ）および（ｃ）のトリガ条件は、シリンダ３１０の設定温度の変更に伴う昇温を判定するための条件である。このように、期間設定部７１５は、加熱器３１３の設定温度が変更された場合もトリガ条件に含めることで、シリンダ３１０の温度と成形材料の温度とに差が生じる可能性がある種々の状況に対応して、冷間起動防止期間を適切に調整できる。

図６に戻り、期間設定部７１５は、以上のトリガ条件が成立した場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、冷間起動防止期間を調整するための処理フローであるステップＳ３に進む。一方、期間設定部７１５は、トリガ条件が成立しない場合（ステップＳ２：ＮＯ）、射出成形の運転時等において、このステップＳ２の判定を繰り返すことで、トリガ条件を監視し続ける。そして、射出成形の運転時等においてトリガ条件が成立した場合には、ステップＳ３に進む。

ステップＳ３において、期間設定部７１５は、冷間起動防止期間を短縮できるか否かを判断するためのデータとして、記憶媒体７０２に記憶された温度時間データＴＤを参照して、トリガ条件の成立時点から所定時間前の温度実績Ｔｚを抽出する。記憶媒体７０２の温度時間データＴＤは、上記したように、シリンダ３１０の所定のゾーン（例えば、第４ゾーン）の温度を温度検出器３１４により検出したものである。

また、温度時間データＴＤにおいて抽出する時刻を指定する「所定時間前」は、シリンダ３１０の温度実績が加熱器３１３の設定温度に到達した後に、シリンダ３１０内の成形材料の温度が充分に昇温される時間に基づいて適切な値に設定される。この所定時間前は、実験、シミュレーション、経験またはユーザの任意に基づき予めセットしておく。

次に、期間設定部７１５は、抽出した所定時間前の温度実績Ｔｚと、所定のゾーンにおける今回の温度調整の設定温度Ｔｓとを比較する。温度の比較において、期間設定部７１５は、現在の設定温度Ｔｓから所定時間前の温度実績Ｔｚを差し引いた温度差ＴＧを算出する（ステップＳ４）。そして、期間設定部７１５は、設定された複数の温度範囲および判定フラグうち算出した温度差ＴＧがいずれに含まれるかを判定する（ステップＳ５）。例えば、複数の温度範囲および判定フラグとしては、以下のパターンがあげられる。

（１）ＴＧ＜Ｔ１ …判定０
（２）Ｔ１≦ＴＧ＜Ｔ２ …判定１
（３）Ｔ２≦ＴＧ …判定２

上記の温度範囲を規定しているＴ１、Ｔ２は、温度差ＴＧを判定するための所定の温度閾値に相当する。なお、温度閾値Ｔ１と温度閾値Ｔ２とは、Ｔ１＜Ｔ２の関係が成立している。ここで、（１）の温度差ＴＧがＴ１未満の場合は、所定時間前の温度実績Ｔｚと設定温度Ｔｓとの間の差が小さいと言える。このため、期間設定部７１５は、判定フラグとして判定０を立てて、冷間起動防止期間をゼロとする処理を行う。また（２）の温度差ＴＧがＴ１以上Ｔ２未満の場合とは、所定時間前の温度実績Ｔｚと設定温度Ｔｓとの間の差が若干大きいと言える。そのため、期間設定部７１５は、判定フラグとして判定１を立てて冷間起動防止期間を短くする処理を行う。（３）の温度差ＴＧがＴ２以上の場合とは、所定時間前の温度実績Ｔｚと設定温度Ｔｓの差が充分に大きいと言える。よって、期間設定部７１５は、判定フラグとして判定２を立てて初期値の冷間起動防止期間をそのまま使用する。尚、ステップＳ３において、仮に所定時間前の温度時間データＴＤがない場合には、期間設定部７１５は冷間起動防止期間の調整を行うことができない。よってこの場合も、期間設定部７１５は、判定フラグとして判定２を立てて、初期値の冷間起動防止期間をそのまま使用する。

ステップＳ４において判定０、判定１、判定２のいずれかを判定すると、期間設定部７１５は、この判定に基づき冷間起動防止期間を設定する（ステップＳ６）。冷間起動防止期間は、射出成形機１０の構成（射出モータ３５０）をインターロックする冷間起動防止制御の実施期間となる。期間設定部７１５は、インターロックの実施期間が冷間起動防止期間に達すると可塑化部材の動作を許容する。例えば、期間設定部７１５は、判定０の場合に冷間起動防止期間を非実施とし、判定１の場合に冷間起動防止期間を初期値よりも短い期間（第２期間）とし、判定２の場合に冷間起動防止期間を初期値（第１期間）に維持する。なお、冷間起動防止期間を調整するための温度範囲および判定フラグの数は、３つに限定されず、少なくとも２つあればよい。これにより、現在の設定温度Ｔｓから所定時間前の温度実績Ｔｚを減算した温度差ＴＧが、所定の温度閾値以上の場合に第１期間を設定する一方で、所定の温度閾値未満の場合に第２期間を設定することができる。あるいは、温度範囲および判定フラグの数は、４以上でもよいことは勿論である。

その後、期間設定部７１５は、初期値に設定されていた冷間起動防止期間について、ステップＳ６で設定した冷間起動防止期間に調整（変更または維持）する（ステップＳ７）。この際、射出成形機１０は、期間設定部７１５において冷間起動防止期間を自動的に変更する構成でもよく、設定変更可能な冷間起動防止期間の入力範囲をユーザに報知して、入力範囲に基づきユーザが判断して変更する構成でもよい。冷間起動防止期間を自動的に変更する場合に、報知制御部７２０（図３参照）は、期間設定部７１５から情報を受信して、冷間起動防止期間の設定状態をユーザに報知する。例えば、報知制御部７２０は、表示装置７６０の表示画面上で冷間起動防止期間の色を変更することで、変更をユーザの視覚的に報知する。これにより、ユーザは、射出成形をインターロックしている期間を容易に認識できる。あるいは、報知制御部７２０は、表示画面にポップアップ画面を生じさせてもよく、アラーム音、音声の出力、ランプを点灯させる等により変更を報知してもよい。また、ユーザが判断する場合は、冷間起動防止期間を変更できる旨の情報を報知し、その後にユーザによる冷間起動防止期間の変更後は冷間起動防止期間の設定完了の情報を報知するとよい。

そして、射出制御部７１３は、期間設定部７１５において設定された冷間起動防止期間に基づき冷間起動防止制御を実施する（ステップＳ８）。あるいは冷間起動防止期間がゼロの場合、射出制御部７１３は、冷間起動防止制御を非実施とする。

射出制御部７１３は、冷間起動防止制御において設定された冷間起動防止期間にわたってインターロックを行った後、可塑化部材の動作を許可する（ステップＳ９）。これにより、射出成形機１０は、冷間起動防止制御の後に、ユーザが設定した動作（充填工程、計量工程を伴うパージ、成形モード等）を直ちに行うことが可能となる。例えば、射出制御部７１３は、可塑化部材の動作の許可後にパージ動作を開始する。これにより、射出装置３００は、可塑化部材や金型装置８００に大きな負荷をかけることなく、成形品を安定して成形できる。

なお、射出制御部７１３は、記憶媒体７０２に記憶している温度時間データＴＤについて、所定時間前の温度実績Ｔｚのデータがない場合に、その前後の温度時間データＴＤを用いて所定時間前の温度実績Ｔｚを算出してもよい。所定時間前の温度実績Ｔｚのデータがない場合としては、例えば、装置の動作の停止（停電を含む）、温度検出器や通信機能等の一時的な障害等があげられる。

図８は、温度時間データＴＤの補間を説明するための図であり、（Ａ）は、温度時間データＴＤを例示する表であり、（Ｂ）は、（Ａ）のグラフである。図８に示すように、射出制御部７１３は、冷間起動防止期間の調整のために、記憶媒体７０２に記憶した温度時間データＴＤにおいて所定時間前の温度を読み出す際に、所定時間前の温度実績Ｔｚがない（空白の）場合、その空白期間の前後の温度および時間を読み出す。そして、射出制御部７１３は、空白期間の直前の温度と、空白期間の直後の温度とに基づき、空白期間の温度を直線補間する。

図８の例では、１６時４分に射出成形機１０の電源がオフとなった後、１６時１３分に射出成形機１０の電源がオンとなっている。そのため、１６時４分～１６時１３分にわたって温度の情報がない空白期間になる。そして、射出制御部７１３は、１６時２１分に冷間起動防止期間の調整を判定している。この冷間起動防止期間の判定において、所定時間前として１５分前（１６時６分）の温度実績Ｔｚを抽出しようとしても温度の情報がないことになる。

そのため、射出制御部７１３は、電源オフの直前に検出された温度である１６時３分の温度（２５０℃）を抽出すると共に、電源オンの直後に検出された温度である１６時１４分の温度（１９５℃）を抽出する。射出制御部７１３は、１６時３分～１６時１４分までの期間と、２つの温度２５０℃、１９５℃に基づき線形的に低下する温度の仮想線を算出する。そして、射出制御部７１３は、算出した仮想線に基づき１６時６分の温度である２３５℃を抽出する。

このように、射出制御部７１３は、温度実績Ｔｚがない空白期間の温度を補間することで、記憶媒体７０２に所定時間前の温度実績Ｔｚがない場合でも、所定時間前の温度実績Ｔｚに充分に近似した温度を、スムーズかつ精度よく得ることができる。射出成形機１０は、この所定時間前の温度実績Ｔｚを用いて冷間起動防止期間を良好に調整することが可能となる。

以上のように、本実施形態に係る射出成形機１０は、期間設定部７１５により、シリンダ３１０の温度と成形材料の温度とに差がある場合に、可塑化部材の動作（例えば、スクリュ３３０の移動動作や回転動作）を規制する期間である冷間起動防止期間を簡単かつ適切に調整できる。例えば、停電や操作ミス等により射出成形機１０の運転を一時的に停止した後、シリンダ３１０の温度がそれ程下がらない段階で再起動した場合、期間設定部７１５は、冷間起動防止期間を短くする。これにより、射出成形機１０は、スクリュ３３０等の可塑化部材を保護しつつ、成形材料の充填までの時間を短くできる。よって、射出成形機１０は、装置の短時間の停止等において早期に復旧することが可能となり、また起動時の成形材料の消費量を削減できる。

また、期間設定部７１５は、過去の温度実績Ｔｚと、加熱器３１３の設定温度とを比較することで、冷間起動防止期間を簡単に調整できる。この比較において、期間設定部７１５は、現在の設定温度Ｔｓから過去の温度実績Ｔｚを減算した温度差ＴＧを用いることで、より最適な冷間起動防止期間を設定することができる。さらに、射出成形機１０は、設定温度に対して過去の温度実績Ｔｚが近い場合に冷間起動防止期間を短くすることで、金型装置８００への成形材料の充填をより短縮できる。

射出成形機１０は、冷間起動防止期間を調整するための温度検出器３１４をシリンダ３１０の前端部に備えることで、可塑化部材に負荷をかけ易いシリンダ３１０の前端部内における成形材料の状態を容易に監視できる。

なお、本発明に係る射出成形機１０、および射出成形機１０の制御装置７００は、上記の実施形態に限定されず、種々の変形例をとり得る。例えば、射出成形機１０は、温度検出器３１４をシリンダ３１０に設置することに限定されず、金型装置８００（固定金型８１０等）に設置された温度検出器により金型装置８００の温度を検出する構成でもよい。金型装置８００の温度が設定された温度範囲に入っていない状態で、射出成形機から金型に成形材料を射出すると、金型は、当該金型が齧る、成形品が離型しない、バリが発生する等の充填状態の不良となる可能性がある。特に、射出成形機が熱硬化成形（反応成形）を行う場合は、成形材料が正常に固化しない、成形品に必要な機能性能が得られない等の不都合が生じる。したがって、金型装置８００の温度を検出して、当該金型装置８００の温度に基づき冷間起動防止期間を設定し、当該金型装置８００の動作または可塑化部材の動作の一つ以上を規制することで、充填状態の不良を安定的に抑制することができる。

この場合、金型装置８００の温調機構は、ヒータに限定されず、図示しない温調媒体循環装置と金型装置８００との間で、温調媒体を循環させる構成であってもよい。なお、温調媒体を循環させる構成はシリンダ３１０に適用してもよい。

また、温調媒体を循環させる構成の場合、射出成形機１０は、記憶媒体７０２に記憶した所定時間前の温度実績Ｔｚが設定温度よりも高ければ、シリンダ３１０に供給した温調媒体によりシリンダ３１０を冷却してもよい。そして、射出成形機１０は、この間に装置の動作をインターロックしてよく、またインターロックの期間を温度実績Ｔｚに基づき設定してよい。

また、上記の実施形態では、期間設定部７１５は、複数の温度範囲および判定フラグに紐づいた冷間起動防止期間について温度差ＴＧを用いて設定した。しかしながら、期間設定部７１５は、例えば、温度差ＴＧと冷間起動防止期間とを対応付けた数式を用いて、冷間起動防止期間をリニアに変更してもよい。

今回開示された実施形態に係る射出成形機１０、および射出成形機１０の制御装置７００は、すべての点において例示であって制限的なものではない。実施形態は、添付の請求の範囲およびその主旨を逸脱することなく、様々な形態で変形および改良が可能である。上記複数の実施形態に記載された事項は、矛盾しない範囲で他の構成も取り得ることができ、また、矛盾しない範囲で組み合わせることができる。

１０ 射出成形機
３１０ シリンダ
３１３ 加熱器（温調機構）
３１４ 温度検出器
７００ 制御装置
７１５ 期間設定部
８００ 金型装置

Claims (11)

1. 金型に射出する成形材料を保持するシリンダと、
   前記シリンダ内に移動可能かつ回転可能に設けられる可塑化部材と、
   前記シリンダまたは前記金型の温度を検出する温度検出器と、
   前記成形材料の温度または前記金型の温度が昇温するまでの間、前記可塑化部材の動作を規制する期間である冷間起動防止期間を設定するように構成された期間設定部と、を備え、
   前記期間設定部は、
   前記温度検出器が検出した前記温度を時間に紐づけた温度時間データを記憶し、
   記憶されている前記温度時間データの温度実績に基づいて、前記冷間起動防止期間を設定する、
   射出成形機。
2. 前記期間設定部は、所定時間前の前記温度実績と、現在の前記シリンダまたは前記金型の温度を調整する温調機構の設定温度とを比較する、
   請求項１に記載の射出成形機。
3. 前記期間設定部は、
   前記冷間起動防止期間として、第１期間と、前記第１期間よりも短い第２期間と、を予め保有しており、
   現在の前記温調機構の設定温度から所定時間前の前記温度実績を減算した温度差が、所定の温度閾値以上の場合に前記第１期間を設定し、前記所定の温度閾値未満の場合に前記第２期間を設定する、
   請求項２に記載の射出成形機。
4. 前記期間設定部は、現在の前記温調機構の設定温度から所定時間前の前記温度実績を減算した温度差が許容範囲内である場合に、前記冷間起動防止期間としてゼロを設定する、
   請求項２または３に記載の射出成形機。
5. 前記期間設定部は、所定時間前の前記温度実績がない場合に、前記温度実績がない期間の前後の前記温度実績に基づき温度変化を補間する、
   請求項２または３のいずれか１項に記載の射出成形機。
6. 前記期間設定部は、トリガ条件の成立に基づき、前記冷間起動防止期間を調整し、
   前記トリガ条件は、前記温調機構のオフ状態からオン状態への切り替えた場合を含む、
   請求項２または３に記載の射出成形機。
7. 前記トリガ条件は、前記温調機構の設定温度が変更されて、かつ当該温調機構がオン状態となっている場合を含む、
   請求項６に記載の射出成形機。
8. 前記シリンダは、前記成形材料を加熱するシリンダ本体と、前記シリンダ本体で加熱された前記成形材料を前方の前記金型に射出するノズルと、を有し、
   前記温度検出器は、前記シリンダ本体の前端部に設けられる、
   請求項１乃至３のいずれか１項に記載の射出成形機。
9. 前記期間設定部による前記冷間起動防止期間を設定変更する情報または入力範囲を制限する情報をユーザに報知するように構成された報知制御部を有する、
   請求項１乃至３のいずれか１項に記載の射出成形機。
10. 金型に射出する成形材料を保持するシリンダまたは前記金型の温度を温度検出器により検出して、前記温度検出器が検出した温度に基づき前記シリンダまたは前記金型の温度を温調機構により調整させる射出成形機の制御装置であって、
    前記成形材料の温度または前記金型の温度が昇温するまでの間、前記シリンダ内に移動かつ回転可能に設けられる可塑化部材の動作を規制する期間である冷間起動防止期間を設定するように構成された期間設定部を備え、
    前記期間設定部は、
    前記温度検出器が検出した前記温度を時間に紐づけた温度時間データを記憶し、
    記憶されている前記温度時間データの温度実績に基づいて、前記冷間起動防止期間を設定する、
    射出成形機の制御装置。
11. 前記期間設定部による前記冷間起動防止期間を設定変更する情報または入力範囲を制限する情報をユーザに報知するように構成された報知制御部を有する、
    請求項１０に記載の射出成形機の制御装置。

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