JP3886799B2 - 樹脂シート加熱装置および樹脂シート加熱方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂シート加熱装置および樹脂シート加熱方法に関し、特に、熱成形に際して樹脂シートの上下面を加熱する樹脂シート加熱装置および樹脂シート加熱方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の樹脂シート加熱装置は、樹脂シートの上下面を加熱する上下ヒータを有するものが知られている。当該樹脂シート加熱装置は、加熱制御に際して、樹脂シートを上下ヒータにて挟み、この上ヒータにて樹脂シートの上面を加熱し、下ヒータにて下面を加熱していた。従来、この加熱を行なう場合、上ヒータ側に樹脂シートの上面のシート温度を測定可能な温度センサーを配設し、この温度センサーを加熱制御を実行する制御コントローラに接続していた。そして、この制御コントローラには上述した上下ヒータを接続し、同制御コントローラは温度センサーから上面のシート温度を入力し、このシート温度に基づいて、上下ヒータが所定の目標温度になるように加熱を制御していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の樹脂シート加熱装置においては、上下ヒータを個別に加熱制御することができないという課題があった。
【０００４】
本発明は、上記課題にかんがみてなされたもので、上下ヒータに対して異なる手法の加熱制御を実行することが可能であるとともに、樹脂シートが積層であって上層の樹脂シートと下層の樹脂シートとの性質が異なる場合に当該異なる性質に対応した加熱制御を実現することが可能な樹脂シート加熱装置および樹脂シート加熱方法の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１にかかる発明は、樹脂シートの上面を加熱する上ヒータと、同樹脂シートの下面を加熱する下ヒータと、上記樹脂シートの上下面の何れか一方のシート温度を測定するシート温度測定手段と、上記上下ヒータの何れか一方に対し、上記測定されたシート温度に基づいて上記樹脂シートの上下面のうち上記シート温度が測定された面のシート温度を所定の加熱温度にさせるフィードバック加熱制御を実行する第一加熱制御手段と、上記上下ヒータのうち上記第一加熱制御手段にて加熱制御されない他方のヒータに対して、上記樹脂シートの上下面のシート温度とは無関係に同第一加熱制御手段と異なる加熱制御を実行する第二加熱制御手段とを具備し、上記第二加熱制御手段は、上記他方のヒータに対して上記シート温度とは無関係に所定の設定温度にさせるフィードフォワード加熱制御を実行する構成としてある。
【０００６】
上記のように構成した請求項１にかかる発明においては、樹脂シートを加熱軟化させるにあたり、上ヒータにて樹脂シートの上面を加熱し、下ヒータにて樹脂シートの下面を加熱する。そして、シート温度測定手段にて樹脂シートの上下面の何れか一方のシート温度を測定する。シート温度が測定されると第一加熱制御手段は、上下ヒータの何れか一方に対し、この測定されたシート温度に基づいて上記樹脂シートの上下面のうち上記シート温度が測定された面のシート温度を所定の加熱温度にさせるフィードバック加熱制御を実行する。一方、第二加熱制御手段では上記上下ヒータのうち第一加熱制御手段にて加熱制御されない他方のヒータに対して、上記樹脂シートの上下面のシート温度とは無関係に当該第一加熱制御手段と異なる加熱制御を実行する。
【０００７】
測定されたシート温度に基づくフィードバック制御とは異なる手法の加熱制御を実行する第二加熱制御手段における加熱制御方法として、請求項１にかかる発明は、上記第二加熱制御手段は、上記他方のヒータに対して上記シート温度とは無関係に所定の設定温度にさせるフィードフォワード加熱制御を実行する構成としてある。
上記のように構成した請求項１にかかる発明において、第二加熱制御手段では上記他方のヒータに対して上記設定温度にさせるフィードフォワード加熱制御を実行する。すなわち、シート温度に基づくフィードバック制御ではなく、設定温度に基づくフィードフォワード制御を実行する。
【０００８】
測定されたシート温度に基づくフィードバック制御が実行される第一加熱制御手段による制御対象を適宜選択できると好適である。そこで、請求項２にかかる発明は、上記請求項１に記載の樹脂シート加熱装置において、上記第一加熱制御手段にて加熱制御を実行する上下ヒータの何れか一方を選択するヒータ選択手段を備える構成としてある。
上記のように構成した請求項２にかかる発明においては、当該樹脂シート加熱装置にヒータ選択手段を備えさせる。そして、このヒータ選択手段にて第一加熱制御手段にて加熱制御を実行する上下ヒータの何れか一方を選択する。
【０００９】
上述した第二加熱制御手段にてフィードフォワード加熱制御する場合の設定温度の一例として、上記請求項１または請求項２に記載の樹脂シート加熱装置において、上記第二加熱制御手段は、上記設定温度を上記第一加熱制御手段における上記加熱温度に比較して大幅な温度差が生じるように設定する構成としてもよい。
上記のように構成した発明においては、第二加熱制御手段にて実行する加熱制御の設定温度を第一加熱制御手段における加熱温度と比較して大幅な温度差が生じるように設定する。
【００１０】
シート温度を測定する部位および上下ヒータと第一，第二加熱制御手段との組み合わせに採用して好適な一例として、請求項４にかかる発明は、上記請求項１〜請求項３のいずれかに記載の樹脂シート加熱装置において、上記シート温度測定手段は、上記樹脂シートの上面のシート温度を測定するとともに、上記第一加熱制御手段は、上記上ヒータの加熱制御を実行し、上記第二加熱制御手段は、上記下ヒータの加熱制御を実行する構成としてある。
上記のように構成した請求項４にかかる発明においては、シート温度測定手段にて樹脂シート上面のシート温度を測定する。そして、第一加熱制御手段にて上ヒータの加熱制御を実行し、第二加熱制御手段にて下ヒータの加熱制御を実行する。
【００１１】
樹脂シートのシート温度を上下個別に測定するとともに、上下ヒータの加熱制御をこの個別に測定したシート温度に基づいて個別に実行することが可能な構成として、上記シート温度測定手段は、上記樹脂シートの上面のシート温度を測定する上面シート温度測定手段と、上記樹脂シートの下面のシート温度を測定する下面シート温度測定手段とを備え、上記第一加熱制御手段は、上記上面シート温度測定手段にて測定された樹脂シートの上面のシート温度に基づいて上ヒータを所定の加熱温度に加熱制御するとともに、上記第二加熱制御手段は、上記下面シート温度測定手段にて測定された樹脂シートの下面のシート温度に基づいて下ヒータを所定の加熱温度に加熱制御する構成としてもよい。
【００１２】
上記のように構成した発明においては、シート温度測定手段に樹脂シートの上面のシート温度を測定する上面シート温度測定手段と、樹脂シートの下面のシート温度を測定する下面シート温度測定手段とを備えさせる。そして、第一加熱制御手段は上面シート温度測定手段にて測定された樹脂シート上面のシート温度に基づいて上ヒータを所定の加熱温度に加熱制御を実行する。一方、第二加熱制御手段は下面シート温度測定手段にて測定された樹脂シート下面のシート温度に基づいて下ヒータを所定の加熱温度に加熱制御する。
上記発明によれば、樹脂シートの上下面のシート温度を個別に測定可能であるとともに、このシート温度に基づいて樹脂シート上下面に対して個別にフィードバック制御を実行することが可能になる。
【００１３】
シート温度測定手段の具体的構成として採用して好適な一例として、上記請求項１〜請求項４のいずれかに記載の樹脂シート加熱装置において、上記シート温度測定手段は、放射温度計にて形成される構成としてもよい。
上記のように構成した発明においては、シート温度測定手段を放射温度計にて形成する。
上記発明によれば、シート温度測定手段に適用して好適な構成を提示することができる。
【００１４】
上下ヒータを第一，第二加熱制御手段にて異なる加熱制御を実行するに際して、樹脂シートに採用して好適な一例として、請求項５にかかる発明は、上記請求項１〜請求項４のいずれかに記載の樹脂シート加熱装置において、上記樹脂シートは、積層にて形成されている構成としてある。
上記のように構成した請求項５にかかる発明においては、樹脂シートを積層にて形成する。樹脂シートが積層である場合、上層の樹脂シートと下層の樹脂シートとの性質が異なる場合が多い。かかる場合、この性質に応じて加熱制御を異ならせる必要がある。従って、本発明を利用して上下ヒータにて上層および下層に対して異なる加熱制御を実行することによって、異なる性質に対応した加熱制御を実現することが可能になる。
【００１５】
また、このような上下ヒータにて樹脂シートの上下面を加熱する手法は必ずしも実体のある装置に限られる必要はなく、その方法としても機能することは容易に理解できる。
このため、請求項６にかかる発明は、上下ヒータにて樹脂シートの上下面を加熱する樹脂シート加熱方法であって、上記樹脂シートの上下面の何れか一方のシート温度を測定するシート温度測定工程と、上記上下ヒータの何れか一方に対し、上記測定されたシート温度に基づいて上記樹脂シートの上下面のうち上記シート温度が測定された面のシート温度を所定の加熱温度にさせるフィードバック加熱制御を実行する第一加熱制御工程と、上記上下ヒータのうち上記第一加熱制御工程にて加熱制御されない他方のヒータに対して、上記樹脂シートの上下面のシート温度とは無関係に同第一加熱制御工程と異なる加熱制御を実行する第二加熱制御工程とを具備し、上記第二加熱制御工程では、上記他方のヒータに対して上記シート温度とは無関係に所定の設定温度にさせるフィードフォワード加熱制御を実行する構成としてある。
すなわち、必ずしも実体のある装置に限らず、その方法としても有効であることに相違はない。
また、上下ヒータを第一，第二加熱制御工程にて異なる加熱制御を実行するに際して、樹脂シートに採用して好適な一例として、請求項７にかかる発明は、上記請求項６に記載の樹脂シート加熱装置において、上記樹脂シートは、積層にて形成されている構成としてある。
上記のように構成した請求項７にかかる発明においては、樹脂シートを積層にて形成する。樹脂シートが積層である場合、上層の樹脂シートと下層の樹脂シートとの性質が異なる場合が多い。かかる場合、この性質に応じて加熱制御を異ならせる必要がある。従って、本発明を利用して上下ヒータにて上層および下層に対して異なる加熱制御を実行することによって、異なる性質に対応した加熱制御を実現することが可能になる。
【００１６】
上述した樹脂シート加熱装置は樹脂シートに対する加熱制御を実行するに際して上下ヒータの加熱制御方法を異ならせた。ここで、所定の設定温度に対して加熱制御を実行する場合、その具体的制御手法を適宜選択可能である。そこで、この具体的制御手法の一例として、熱成形に際して樹脂シートに対する加熱制御を実行する樹脂シート加熱制御装置であって、上記加熱制御における設定温度を取得する設定温度取得手段と、上記樹脂シートを加熱する加熱手段と、上記取得した設定温度に対応して同設定温度に対するゲインを変更しつつ上記加熱手段に対する加熱制御を実行する加熱制御手段とを具備する構成としてもよい。
【００１７】
上記のように構成した発明においては、熱成形に際して樹脂シートに対する加熱制御を実行する樹脂シート加熱制御装置を提供するに際して、設定温度取得手段にて加熱制御における設定温度を取得する。そして、加熱制御手段にて取得した設定温度に対応して同設定温度に対するゲインを変更しつつ加熱手段に対する加熱制御を実行する。
上記発明によれば、設定温度に対応してゲインの変更を行なうことが可能な樹脂シート加熱制御装置を提供することができる。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、上下ヒータに対して異なる手法の加熱制御を実行することが可能になるとともに、樹脂シートが積層であって上層の樹脂シートと下層の樹脂シートとの性質が異なる場合に当該異なる性質に対応した加熱制御を実現することが可能な樹脂シート加熱装置を提供することができる。
また、請求項２にかかる発明によれば、フィードバック制御を実行するヒータを任意に選択することが可能になる。
さらに、請求項３にかかる発明によれば、樹脂シート上下面にて温度差を設けて好適な素材、熱成形条件に適用することが可能になる。
さらに、請求項４にかかる発明によれば、具体的構成の一例を提示することができる。
【００１９】
さらに、請求項５、請求項７にかかる発明によれば、上下面を個別に加熱制御して好適な素材の一例を提示することができる。
さらに、請求項６にかかる発明によれば、上下ヒータに対して異なる手法の加熱制御を実行することが可能になるとともに、樹脂シートが積層であって上層の樹脂シートと下層の樹脂シートとの性質が異なる場合に当該異なる性質に対応した加熱制御を実現することが可能な樹脂シート加熱方法を提供することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
ここでは、下記の順序に従って本発明の実施形態について説明する。
（１）発明の概要について：
（２）熱成形装置の構成について：
（３）樹脂シート加熱装置の構成について：
（４）制御システムの構成について：
（５）加熱制御処理について：
（６）制御システムの変形構成について：
（７）ヒータ切替加熱制御処理について：
（８）加熱制御処理の変形例について：
（９）加熱制御方法について：
（１０）まとめ：
【００２１】
（１）発明の概要について：
図１は本発明にかかる樹脂シート加熱装置の概要を示した発明概要図である。
同図において、樹脂シート加熱装置Ｃは、上ヒータＣ１と、下ヒータＣ２と、シート温度測定手段Ｃ３と、第一加熱制御手段Ｃ４と、第二加熱制御手段Ｃ５とから構成されている。上ヒータＣ１と下ヒータＣ２との間には樹脂シートＳが介在し、上ヒータＣ１は樹脂シートＳの上面を加熱し、下ヒータＣ２は樹脂シートＳの下面を加熱する。シート温度測定手段Ｃ３は、この樹脂シートＳの上下面の何れか一方のシート温度を測定可能に配設されているとともに、シート温度測定手段Ｃ３にて測定されたシート温度は第一加熱制御手段Ｃ３に入力される。シート温度を入力した第一加熱制御手段Ｃ４は、このシート温度に基づいて上ヒータＣ１あるいは下ヒータＣ２の何れか一方に対し、所定の加熱温度を目標温度とした加熱制御を実行する。
【００２２】
すなわち、シート温度に基づいてフィードバック加熱制御を実行する。このとき、ヒータ選択手段Ｃ６を備えさせ、第一加熱制御手段Ｃ４が加熱制御を実施する対象を選択可能にしても良い。これにより、適宜状況に応じて上下ヒータＣ１，Ｃ２からフィードバック加熱制御を実行するヒータを選択することが可能になる。一方、第二加熱制御手段Ｃ５は、第一加熱制御手段Ｃ４によって加熱制御されないヒータに対して加熱制御を実行する。この加熱制御は第一加熱制御手段Ｃ４にて実行される加熱制御とは異なる手法にて実行する。このように樹脂シートＳの上下面を一方はシート温度に基づくフィードバック加熱制御を実行し、他方はこれと異なる加熱制御を実行することによって、上下面にて温度差を設けた加熱制御を実行したり、上下面にてシート温度に基づく加熱制御と、シート温度に基づかない加熱制御とを区別して実行することが可能になる。
【００２３】
（２）熱成形装置の構成について：
図２は、本発明にかかる樹脂シート加熱装置が配置される熱成形装置の全体構成を示した構成図である。
同図において、熱成形装置１０には工程順にシート供給装置２０、樹脂シート加熱装置３０、成形装置４０、トリミング装置５０およびスクラップ回収装置６０が備えられている。かかる構成により、シート供給装置２０から樹脂シートＳを順次繰り出し、樹脂シート加熱装置３０を介して成形装置４０に供給すると、この成形装置４０は樹脂シートＳに対して所定の成形型をプレスすることによって当該樹脂シートＳのシート面に成形品Ｓ１を所定間隔で形成していく。そして、型成形が終了した樹脂シートＳはトリミング装置５０に繰り出されるため、このトリミング装置５０は樹脂シートＳから成形品Ｓ１をトリミングして成形品Ｓ１を回収する。そして、スクラップ回収装置６０は成形品Ｓ１がトリミングされたスクラップシートＳ２を巻き取って回収する。
【００２４】
ここで、シート供給装置２０は樹脂シートＳを巻き回して形成されたシートロール２０ａを回転可能に支持しており、樹脂シートＳを繰り出して供給することが可能になっている。また、樹脂シート加熱装置３０は相対面して配設された上下ヒータ３０ａ，３０ｂを備えており、シート供給装置２０から供給される樹脂シートＳはこの上下ヒータ３０ａ，３０ｂ間を通過する。このとき、樹脂シートＳは上下テーブル３０ａ，３０ｂから出力される輻射熱によって加熱軟化される。成形装置４０は上下型４０ａ，４０ｂから構成される型成形機構を備えており、樹脂シート加熱装置３０にて加熱軟化された樹脂シートＳに対してこの上下型４０ａ，４０ｂをプレスさせることによって型成形を実行する。また、トリミング装置５０は上方に押し切り刃が備えられた押し切り刃型５０ａが配置されるとともに、下方にこの押し切り刃の当接を受ける押し切り受型５０ｂが配設されている。
【００２５】
そして、トリミングに際して、押し切り刃型駆動部５０ａ１にて押し切り刃型５０ａを下降駆動させるとともに、押し切り受型駆動部５０ｂ１にて押し切り受型５０ｂを上昇駆動させることによって、押し切り刃型５０ａと押し切り受型５０ｂとを樹脂シートＳを介して相互に当接させる。そして、この当接によって、同樹脂シートＳに成形された成形品Ｓ１をトリミング可能になっている。トリミングされた成形品Ｓ１はトリミング装置５０内に設置されている成形品回収装置５１にて回収され、スクラップシートＳ２が排出される。ここで、スクラップ回収装置６０は所定の巻取機構を備えており、トリミング装置５０から排出されるスクラップシートＳ２を順次巻き取り可能になっている。本実施形態の熱成形装置１０にはシート供給装置２０に回転可能に支持されたロールシートから樹脂シートＳを繰り出して、樹脂シート加熱装置３０、成形装置４０、トリミング装置５０に連続的に樹脂シートＳを搬送するための樹脂シート搬送装置７０が配設されている。
【００２６】
（３）樹脂シート加熱装置の構成について：
図３は、樹脂シート加熱装置３０の概略構成を斜視図により示している。
同図において、樹脂シート加熱装置３０は、上下方向に所定間隔をおいて配置された上ヒータ３０ａと、下ヒータ３０ｂとを備えており、図左方よりロールシートから繰り出された樹脂シートＳを上下ヒータ３０ａ，３０ｂの間に介在させつつ加熱して軟化させている。なお、この軟化された樹脂シートＳは、同図の右方に配置された成形装置４０に搬送されて所定形状の成形品が成形される。
【００２７】
図４は、上ヒータ３０ａの主要構成を平面図により示し、図５は、下ヒータ３０ｂの主要構成を平面図により示している。
図において、上ヒータ３０ａは、所定の間隔を取りつつ碁盤目状に配置された３６個（６個×６個）のヒータユニット３０ａ１と、このヒータユニット３０ａ１の間に配置された放射温度計（パイロメータ）３０ａ２，３０ａ３とを備えている。そして、上ヒータ３０ａの中央付近に形成された二箇所の空隙には、ヒータ面に対して略直交する方向へ軸線を配向させた略筒状の保護部材３０ａ４，３０ａ５が配置されており、保護部材３０ａ４，３０ａ５には、上述した放射温度計３０ａ２，３０ａ３が挿入される。
【００２８】
このように、ヒータユニット３０ａ１を密着させつつ配置するため、樹脂シートＳの加熱時における加熱バランスの悪化を防ぐことが可能となる。また、放射温度計３０ａ２，３０ａ３を配置するため、樹脂シートＳの表面のシート温度を検出し、このヒータ温度に基づいてフィードバック加熱制御を実行することにより、成形品ごとに軟化度合いの偏りを生じさせることなく、均一な樹脂シートＳの加熱を実現可能としている。同様に、下ヒータ３０ｂには、３６個（６個×６個）のヒータユニット３０ｂ１が碁盤目状に配置されている。
【００２９】
各ヒータユニット３０ｂ１は、上ヒータ３０ａと同様に、略矩形形状の外形を有しているため、隣接するヒータユニット３０ｂ１の直線部位に自身の直線部位を対向させ、各角部を突き合わせつつ配置される。なお、この下ヒータ３０ｂも各ヒータユニット３０ｂ１が所定の間隔を取りつつ配置されており、上ヒータ３０ａにおけるヒータ面積と、下ヒータ３０ｂにおけるヒータ面積とが均等になるように構成されている。本実施形態においては、ヒータユニット３０ａ１およびヒータユニット３０ｂ１は輻射加熱可能な赤外線ヒータが利用される。
【００３０】
（４）制御システムについて：
図６は、樹脂シート加熱装置３０の加熱制御を実行する制御システムの構成を示した構成図である。
同図において、制御システム１００は、概略、加熱制御処理を実行する制御コントローラ１０１を有し、この制御コントローラ１０１に放射温度計３０ａ２，３０ａ３を接続するとともに、上ヒータ３０ａおよび下ヒータ３０ｂを接続して構成される。制御コントローラ１０１は内部に図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の機器を具備し、ＣＰＵがＲＯＭに格納された所定の制御プログラムを読み出し、ＲＡＭをワークエリアとして使用しつつ当該制御プログラムを実行することによって、上ヒータ３０ａのヒータユニット３０ａ１および下ヒータ３０ｂのヒータユニット３０ｂ１のヒータ温度を加熱制御する。
【００３１】
（５）加熱制御処理について：
図７は、制御システム１００にて実行される上ヒータ加熱制御処理の処理内容を示したフローチャートである。同図において、制御コントローラ１０１にて放射温度計３０ａ２，３０ａ３からシート温度を入力する（ステップＳ１００）。次に、熱成形の諸条件に基づいて図示しない操作盤により制御コントローラ１０１のＲＡＭに設定された樹脂シートＳの目標温度を入力する（ステップＳ１０５）。そして、入力したシート温度が入力した目標温度より高いか否かを判別する（ステップＳ１１０）。判別の結果、シート温度が目標温度より高い場合は、このシート温度を低下させるために制御コントローラ１０１は、上ヒータ３０ａのヒータユニット３０ａ１のヒータ温度を微少温度Δｔだけ下降させる加熱制御を実行する（ステップＳ１１５）。
【００３２】
一方、シート温度が目標温度より低いと判別された場合は（ステップＳ１２０）、このシート温度を上昇させるために制御コントローラ１０１は、上ヒータ３０ａのヒータユニット３０ａ１のヒータ温度を微少温度Δｔだけ上昇させる加熱制御を実行する（ステップＳ１２５）。また、シート温度が目標温度と一致している場合はヒータ温度を維持する加熱制御を実行する（ステップＳ１３０）。すなわち、上ヒータ３０ａに対してはシート温度に基づいて目標温度に対するフィードバック加熱制御を実行する。
【００３３】
図８は、制御システム１００にて実行される下ヒータ加熱制御処理の処理内容を示したフローチャートである。
同図において、最初に、熱成形の諸条件に基づいて図示しない操作盤により制御コントローラ１０１のＲＡＭに設定された設定ヒータ温度を入力する（ステップＳ２００）。そして、制御コントローラ１０１はこの入力した設定ヒータ温度に基づいて下ヒータ３０ｂのヒータユニット３０ｂ１のヒータ温度の加熱制御を実行する（ステップＳ２０５）。
【００３４】
図９は、上ヒータ加熱制御処理および下ヒータ加熱制御処理が実行された場合のヒータ温度の変化を示した変化態様図である。
同図においては、縦軸に上ヒータ３０ａおよび下ヒータ３０ｂのヒータ温度を示すとともに、横軸に時間経過を示す。上ヒータ３０ａはシート温度の目標温度に対する変動に基づいてヒータ温度が加熱制御され、出力が微少に上下動する。一方、下ヒータ３０ｂは設定ヒータ温度に基づいて出力が一定に保持される。すなわち、樹脂シートＳの上面は微少に上下動する上ヒータ３０ａの出力を受けてシート温度が目標温度に略保持される。また、樹脂シートＳの下面はシート温度の変動に拘わらず、一定の下ヒータ３０ｂの出力を受ける。
【００３５】
このように、上ヒータ３０ａに放射温度計３０ａ２，３０ａ３を配設するとともに制御コントローラ１０１にて上ヒータ３０ａに対してはこの放射温度計３０ａ２，３０ａ３によって測定されるシート温度によるフィードバック加熱制御を実行し、下ヒータ３０ｂに対しては設定ヒータ温度によるフィードフォワード加熱制御を実行し、上下ヒータ３０ａ，３０ｂを個別に加熱制御することを可能にする。また、かかる場合、上ヒータ３０ａによる加熱制御の基準となる目標温度と、下ヒータ３０ｂによる加熱制御の基準となる設定ヒータ温度とに温度差を設けることによって、樹脂シートＳの上下面を異なるシート温度とすることが可能となる。
【００３６】
上述した実施形態においては、上ヒータ３０ａに放射温度計３０ａ２，３０ａ３を配設し、上ヒータ３０ａのヒータ温度を加熱制御するに際して、この放射温度計３０ａ２，３０ａ３にて測定されたシート温度を参照し、シート温度を所定の目標温度に加熱制御する手法を採用した。むろん、上述した本実施形態とは逆の構成、すなわち、上ヒータ３０ａには放射温度計を配設せず、当該上ヒータ３０ａを所定の設定ヒータ温度に基づいてフィードフォワード加熱制御を実行し、図１０に示すように、下ヒータ３０ｂに放射温度計３０ｂ２，３０ｂ３を配設し、当該下ヒータ３０ｂのヒータ温度をこの放射温度計３０ｂ２，３０ｂ３にて測定されたシート温度に基づいてフィードバック加熱制御を実行する手法を採用しても良い。
【００３７】
また、上述した実施形態においては、上ヒータ３０ａに配設された放射温度計３０ａ２，３０ａ３にて測定されたシート温度に基づいて、上ヒータ３０ａのヒータ温度に対するフィードバック加熱制御を実行する構成を採用した。むろん、上ヒータ３０ａに配設された放射温度計３０ａ２，３０ａ３にて測定されたシート温度に基づいて、下ヒータ３０ｂをフィードバック加熱制御するようにしても良い。また、樹脂シートＳの性質や熱成形条件等の状況に応じて、放射温度計３０ａ２，３０ａ３にて測定されたシート温度に基づいてフィードバック加熱制御を実行するヒータを選択することができるようにしても良い。
【００３８】
（６）制御システムの変形構成について：
図１１は、制御システムの構成を示した構成図である。
同図において、制御システム１００は、上述した制御コントローラ１０１に切替回路１０２を内蔵させるとともに、この切替回路１０２に対してヒータ選択部１０３を接続させる。そして、この切替回路１０２に上ヒータ３０ａおよび下ヒータ３０ｂを接続し、切替回路１０２の内部に配置される図示しないスイッチによってフィードバック加熱制御対象を切り替え可能になっている。一方、作業者は、ヒータ選択部１０３にてフィードバック加熱制御対象を選択可能になっている。このヒータ選択部１０３にて上ヒータ３０ａが選択された場合は、この選択が切替回路１０２に通知され、切替回路１０２はフィードバック加熱制御対象を上ヒータ３０ａに切り替える。一方、ヒータ選択部１０３にて下ヒータ３０ｂが選択された場合は、この選択が切替回路１０２に通知され、切替回路１０２はフィードバック加熱制御対象を下ヒータ３０ｂに切り替える。
【００３９】
（７）ヒータ切替加熱制御処理について：
図１２は、ヒータ切替加熱制御処理の処理内容を示したフローチャートである。同図において、制御コントローラ１０１は最初にヒータ選択部１０３からの通知を切替回路１０２にて入力する（ステップＳ３００）。ここで、この通知が上ヒータ３０ａであるか下ヒータ３０ｂであるかを判別し（ステップＳ３０５）、上ヒータ３０ａであると判別された場合はスイッチを上ヒータ３０ａ側に切り替える（ステップＳ３１０）。このように、切替回路１０２が上ヒータ３０ａに切り替えられると、上ヒータ３０ａに対して、放射温度計３０ａ２，３０ａ３にて測定されたシート温度を目標温度に加熱制御するフィードバック加熱制御を実行する（ステップＳ３１５）。一方、ステップＳ３０５にて通知が下ヒータ３０ｂであると判別された場合はスイッチを下ヒータ３０ｂ側に切り替える（ステップＳ３２０）。このように、切替回路１０２が下ヒータ３０ｂに切り替えられると、下ヒータ３０ｂに対して、放射温度計３０ａ２，３０ａ３にて測定されたシート温度を目標温度に加熱制御するフィードバック加熱制御を実行する（ステップＳ３２５）。
【００４０】
また、樹脂シートＳの上下面に対して異なる加熱制御を実行し、この上下面に温度差を設ける観点においては、樹脂シートＳの上面と下面とのシート温度を個別に測定し、上面のシート温度に基づいて上ヒータ３０ａの加熱制御を実行するとともに、下面のシート温度に基づいて下ヒータ３０ｂの加熱制御を実行するようにしても良い。かかる場合、上ヒータ３０ａを上述した図４の構成にすることにより、同上ヒータ３０ａに放射温度計３０ａ２，３０ａ３を配設し、下ヒータ３０ｂを上述した図１０の構成にすることにより、同下ヒータ３０ｂに放射温度計３０ｂ２，３０ｂ３を配設すれば良い。
【００４１】
（８）加熱制御処理の変形例について：
図１３は、下ヒータ３０ｂに放射温度計３０ｂ２，３０ｂ３を配設した場合に、制御システム１００にて実行される下ヒータ加熱制御処理の処理内容を示したフローチャートである。同図において、制御コントローラ１０１にて放射温度計３０ｂ２，３０ｂ３からシート温度を入力する（ステップＳ４００）。次に、熱成形の諸条件に基づいて図示しない操作盤により制御コントローラ１０１のＲＡＭに設定された樹脂シートＳの目標温度を入力する（ステップＳ４０５）。そして、入力したシート温度が入力した目標温度より高いか否かを判別する（ステップＳ４１０）。判別の結果、シート温度が目標温度より高い場合は、このシート温度を低下させるために制御コントローラ１０１は、下ヒータ３０ｂのヒータユニット３０ｂ１のヒータ温度を微少温度Δｔだけ下降させる加熱制御を実行する（ステップＳ４１５）。
【００４２】
一方、シート温度が目標温度より低いと判別された場合は（ステップＳ４２０）、このシート温度を上昇させるために制御コントローラ１０１は、下ヒータ３０ｂのヒータユニット３０ｂ１のヒータ温度を微少温度Δｔだけ上昇させる加熱制御を実行する（ステップＳ４２５）。また、シート温度が目標温度と一致している場合はヒータ温度を維持する加熱制御を実行する（ステップＳ４３０）。すなわち、上ヒータ３０ｂに対してはシート温度に基づいて目標温度に対するフィードバック加熱制御を実行する。
【００４３】
（９）加熱制御方法について：
ここで、目標温度に対してヒータ温度を加熱制御する場合、目標温度に対するゲインの設定は特に限定されない。このとき、目標温度とシート温度との温度差に基づいてゲインを設定しても良いし、目標温度に対応してゲインの設定を行なっても良い。
【００４４】
（１０）まとめ：
以上、説明してきたように、上ヒータ３０ａに放射温度計３０ａ２，３０ａ３を配設してこの放射温度計３０ａ２，３０ａ３にて測定されたシート温度に基づいて当該上ヒータ３０ａに対してフィードバック加熱制御を実行するとともに、下ヒータ３０ｂに対しては所定の設定ヒータ温度によるフィードフォワード加熱制御を実行することによって、上下ヒータ３０ａ，３０ｂに対して異なる加熱制御を実行することが可能になるとともに、樹脂シートが積層であって上層の樹脂シートと下層の樹脂シートとの性質が異なる場合に当該異なる性質に対応した加熱制御を実現することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明にかかる樹脂シート加熱装置の概要を示した発明概要図である。
【図２】 熱成形装置の全体構成を示した構成図である。
【図３】 樹脂シート加熱装置の概略構成を示した斜視図である。
【図４】 上ヒータの主要構成の平面図である。
【図５】 下ヒータの主要構成の平面図である。
【図６】 加熱制御を実行する制御システムの構成を示した構成図である。
【図７】 上ヒータ加熱制御処理の処理内容を示したフローチャートである。
【図８】 下ヒータ加熱制御処理の処理内容を示したフローチャートである。
【図９】 ヒータ温度の変化を示した変化態様図である。
【図１０】 下ヒータの変形例の主要構成の平面図である。
【図１１】 制御システムの変形構成を示した構成図である。
【図１２】 ヒータ切替加熱制御処理の処理内容を示したフローチャートである。
【図１３】 下ヒータ加熱制御処理の変形処理内容を示したフローチャートである。
【符号の説明】
Ｃ…樹脂シート加熱装置
Ｃ１…上ヒータ
Ｃ２…下ヒータ
Ｃ３…シート温度測定手段
Ｃ４…第一加熱制御手段
Ｃ５…第二加熱制御手段
Ｃ６…ヒータ選択手段
Ｓ…樹脂シート

Claims (7)

1. 樹脂シートの上面を加熱する上ヒータと、
   同樹脂シートの下面を加熱する下ヒータと、
   上記樹脂シートの上下面の何れか一方のシート温度を測定するシート温度測定手段と、
   上記上下ヒータの何れか一方に対し、上記測定されたシート温度に基づいて上記樹脂シートの上下面のうち上記シート温度が測定された面のシート温度を所定の加熱温度にさせるフィードバック加熱制御を実行する第一加熱制御手段と、
   上記上下ヒータのうち上記第一加熱制御手段にて加熱制御されない他方のヒータに対して、上記樹脂シートの上下面のシート温度とは無関係に同第一加熱制御手段と異なる加熱制御を実行する第二加熱制御手段とを具備し、
   上記第二加熱制御手段は、上記他方のヒータに対して上記シート温度とは無関係に所定の設定温度にさせるフィードフォワード加熱制御を実行することを特徴とする樹脂シート加熱装置。
2. 上記第一加熱制御手段にて加熱制御を実行する上下ヒータの何れか一方を選択するヒータ選択手段を備えることを特徴とする上記請求項１に記載の樹脂シート加熱装置。
3. 上記第二加熱制御手段は、上記設定温度を上記第一加熱制御手段における上記加熱温度と比較して温度差が生じるように設定することを特徴とする上記請求項１または請求項２に記載の樹脂シート加熱装置。
4. 上記シート温度測定手段は、上記樹脂シートの上面のシート温度を測定するとともに、上記第一加熱制御手段は、上記上ヒータの加熱制御を実行し、上記第二加熱制御手段は、上記下ヒータの加熱制御を実行することを特徴とする上記請求項１〜請求項３のいずれかに記載の樹脂シート加熱装置。
5. 上記樹脂シートは、積層にて形成されていることを特徴とする上記請求項１〜請求項４のいずれかに記載の樹脂シート加熱装置。
6. 上下ヒータにて樹脂シートの上下面を加熱する樹脂シート加熱方法であって、
   上記樹脂シートの上下面の何れか一方のシート温度を測定するシート温度測定工程と、
   上記上下ヒータの何れか一方に対し、上記測定されたシート温度に基づいて上記樹脂シートの上下面のうち上記シート温度が測定された面のシート温度を所定の加熱温度にさせるフィードバック加熱制御を実行する第一加熱制御工程と、
   上記上下ヒータのうち上記第一加熱制御工程にて加熱制御されない他方のヒータに対して、上記樹脂シートの上下面のシート温度とは無関係に同第一加熱制御工程と異なる加熱制御を実行する第二加熱制御工程とを具備し、
   上記第二加熱制御工程では、上記他方のヒータに対して上記シート温度とは無関係に所定の設定温度にさせるフィードフォワード加熱制御を実行することを特徴とする樹脂シート加熱方法。
7. 上記樹脂シートは、積層にて形成されていることを特徴とする上記請求項６に記載の樹脂シート加熱方法。

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