(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出装置の少なくとも加熱筒を、軸方向に沿って配設した複数のヒータを有する加熱部により加熱した際の軸方向に生じる所定の温度分布を矯正する射出成形機の温度分布矯正装置であって、前記加熱筒におけるフィードゾーンを加熱する後部ヒータの後方に配設し、前記後部ヒータよりも、軸方向長さが短く、かつワット密度が大きい矯正ヒータと、前記後部ヒータの後端から前記矯正ヒータの軸方向中央位置間に配設して、加熱筒の温度を検出する矯正温度センサと、前記矯正温度センサにより検出した温度（矯正検出温度）と予め設定した矯正目標温度に基づいて温度のフィードバック制御を行う制御手段と、を備えることを特徴とする射出成形機の温度分布矯正装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記加熱筒におけるフィードゾーンの中間位置の温度を後部温度センサにより検出し、かつ検出した後部検出温度と予め設定した後部目標温度に基づいて温度のフィードバック制御を行う制御機能を備えることを特徴とする請求項１記載の射出成形機の温度分布矯正装置。
【請求項３】
前記矯正ヒータの軸方向長さは、前記後部ヒータの軸方向長さに対して、１／３以下に選定することを特徴とする請求項１又は２記載の射出成形機の温度分布矯正装置。
【請求項４】
前記矯正ヒータのワット密度は、前記後部ヒータのワット密度に対して、３倍以上に選定することを特徴とする請求項１，２又は３記載の射出成形機の温度分布矯正装置。
【請求項５】
前記矯正温度センサは、前記後部ヒータの後端と前記矯正ヒータの前端間に配設することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の射出成形機の温度分布矯正装置。
【請求項６】
前記矯正目標温度は、前記後部目標温度に対して、所定の係数を乗じ、かつ前記後部目標温度よりも低い温度に設定することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の射出成形機の温度分布矯正装置。
【請求項７】
前記係数は、０．９０〜０．９９の範囲に選定することを特徴とする請求項６記載の射出成形機の温度分布矯正装置。
【請求項８】
前記加熱筒の前端に設けた射出ノズルを加熱するノズルヒータの前方に配設し、前記ノズルヒータよりも、軸方向長さが短く、かつワット密度が大きい第二矯正ヒータ，及び当該第二矯正ヒータにおける前記射出ノズルの温度を検出する第二矯正温度センサを備えるとともに、前記制御手段に、前記第二矯正温度センサにより検出した温度（第二矯正検出温度）と予め設定した第二矯正目標温度に基づいて温度のフィードバック制御を行う制御機能を設けたことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の射出成形機の温度分布矯正装置。
【請求項９】
前記加熱筒のコンプレッションゾーンを加熱する中間部ヒータの前方であって、前記加熱筒のメータリングゾーンを加熱する前部ヒータの後方に配設し、前記前部ヒータよりも、軸方向長さが短く、かつワット密度が大きい第三矯正ヒータ，及び当該第三矯正ヒータにおける前記加熱筒の温度を検出する第三矯正温度センサを備えるとともに、前記制御手段に、前記第三矯正温度センサにより検出した温度（第三矯正検出温度）と予め設定した第三矯正目標温度に基づいてフィードバック制御を行う制御機能を設けたことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の射出成形機の温度分布矯正装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のヒータを有する加熱部により加熱筒を加熱した際の温度分布を矯正する際に用いて好適な射出成形機の温度分布矯正装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、射出成形機では、加熱筒の外周面軸方向に、加熱筒前部（メータリングゾーン）を加熱する前部ヒータ，加熱筒中間部（コンプレッションゾーン）を加熱する中間部ヒータ，加熱筒後部（フィードゾーン）を加熱する後部ヒータ，さらには加熱筒前端に設けた射出ノズルを加熱するノズルヒータをそれぞれ配設して構成する加熱部を備え、これにより、加熱筒の軸方向に所定の温度分布が生じるように、各ヒータに対する温度のフィードバック制御を行っている。
【０００３】
ところで、加熱筒は、通常、２００〜３００〔℃〕程度の高温に加熱されるとともに、加熱筒の前端及び後端は冷却部位に接続される。特に、加熱筒の後端は、材料が供給される材料供給部に接続されるが、この材料供給部は、供給途中の材料が溶融しないように、５０〔℃〕程度の低温に冷却されている。したがって、加熱筒後部におけるフィードゾーンの温度が低くなり、この結果、ヒータに対する制御量が増加し、温度センサよりも前側の温度分布に高温側のオーバーシュートが生じ、加熱筒における温度制御が正常に行われている場合であっても温度分布特性に乱れを生じてしまう。結局、オーバシュートの発生は、成形材料が本来溶融すべきでないゾーンで融点を越えることになり、溶融の早期開始により計量が不安定化する不具合を招く。また、射出ノズルは冷却されている金型に当接することから、加熱筒の前端における射出ノズルの先端部位でも同様の現象が発生し、この場合には樹脂焼け等の発生原因となる。
【０００４】
従来、このような不具合に対処した装置も知られており、特許文献１には、加熱シリンダにヒータを付設してなる射出成形機の加熱装置において、加熱シリンダの温度を検出する温度センサの検出位置を基準として、他の位置におけるヒータの温度を補正する温度補正手段を設けた射出成形機の加熱装置が開示され、また、特許文献２には、長手方向の外周面に多数のヒータを備えたシリンダと、同シリンダの同じく長手方向の所定位置に設置される複数の温度検出手段と、各温度検出手段からの信号を受けてヒータの２以上を１組として温度制御する、温度検出手段と同数の温度調節手段とを備え、シリンダの加熱温度を各温度調節手段に対応させて所定領域毎に制御するシリンダ温度制御装置において、シリンダ基部のホッパ入口に最も近いヒータ部のシリンダ温度を直接検出する温度検出手段を新たに設けるとともに、適宜切換手段を介して温度制御領域を選択的に変更し得るようにしたシリンダ温度制御装置が開示され、さらに、特許文献３には、フィードゾーンにその筒方向の複数の位置に温度センサが着脱自在に取り付けられる温度制御部位が設けられていて、必要により一の温度制御部位を選択して温度センサを取り付け、もって、温度制御部位の選択によって異なった温度制御を行うことができるようにした射出成形機の加熱筒の温度制御装置が開示され、さらに、特許文献４には、複数のヒータの軸方向両端の温度を測定する複数の温度センサと、複数の温度センサが測定する温度に対して、それぞれ重み係数を設定する複数の重み設定器と、複数の温度センサが測定した複数のヒータの軸方向両端の温度に対して、複数の重み設定器が設定した重み係数を用いて重み付けを行うことにより、仮想温度を算出する複数の演算回路と、複数の演算回路が算出した仮想温度に基づいて、複数のヒータの温度を制御する複数の温度調節計を備える射出成形機の加熱筒温度制御装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平２−５５１１４号公報
【特許文献２】実開平２−３１７１６号公報
【特許文献３】特開平１０−３４７２５号公報
【特許文献４】特開２００６−３４１５０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、加熱筒の温度分布に対処した従来の装置は、次のような解決すべき課題が存在した。
【０００７】
第一に、加熱筒後部で発生するオーバシュートを排除する手法として、主に、フィードゾーンを加熱する後部ヒータの一部又は全部を変更したり、或いは温度センサの取付位置を変更する手法を採用するため、フィードゾーンに必要な本来の（正規の）温度分布特性に影響を及ぼしてしまう。即ち、オーバシュートは排除されるとしても、フィードゾーンの特に後半部位は緩やかな低下傾向となり、部分的に熱量不足が生じるなど、オーバシュートのみを排除して、正規の温度分布特性になるように正確に矯正する観点からは必ずしも十分であるとは言えなかった。
【０００８】
第二に、材料の変更や成形条件の変更等により、加熱筒の温度分布特性も変更する必要が生じた場合、温度分布特性の変更、更には最適化を行うことが容易でない。即ち、上述のように、後部ヒータの一部又は全部を変更したり、或いは温度センサの取付位置を変更するなどにより、温度分布特性に対する修正を行っているため、変更できる要素は限定的となる。したがって、変更に対する自由度（柔軟性）を高め、更には適応性及び汎用性を高める観点からも更なる改善の余地があった。
【０００９】
本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決した射出成形機の温度分布矯正装置の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上述した課題を解決するため、射出装置Ｍの少なくとも加熱筒２を、軸方向Ｆｓに沿って配設した複数のヒータ３ｍ，３ｃ，３ｆ…を有する加熱部３により加熱した際の軸方向Ｆｓに生じる所定の温度分布を矯正する射出成形機Ｍの温度分布矯正装置１を構成するに際して、加熱筒２におけるフィードゾーンＺｆを加熱する後部ヒータ３ｆの後方に配設し、後部ヒータ３ｆよりも、軸方向Ｆｓ長さが短く、かつワット密度が大きい矯正ヒータ３ｓと、後部ヒータ３ｆの後端３ｆｒから矯正ヒータ３ｓの軸方向Ｆｓ中央位置間に配設して、加熱筒２の温度を検出する矯正温度センサ４ｓと、矯正温度センサ４ｓにより検出した温度（矯正検出温度）Ｔｓｄと予め設定した矯正目標温度Ｔｓｓに基づいて温度のフィードバック制御を行う制御手段５と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
この場合、発明の好適な実施の態様により、制御手段５には、加熱筒２におけるフィードゾーンＺｆの中間位置の温度を後部温度センサ４ｆにより検出し、かつ検出した後部検出温度Ｔｆｄと予め設定した後部目標温度Ｔｆｓに基づいて温度のフィードバック制御を行う制御機能を設けることができる。一方、矯正ヒータ３ｓの軸方向Ｆｓ長さは、後部ヒータ３ｆの軸方向Ｆｓ長さに対して、１／３以下に選定するとともに、矯正ヒータ３ｓのワット密度は、後部ヒータ３ｆのワット密度に対して、３倍以上に選定することが望ましい。また、矯正温度センサ４ｓは、後部ヒータ３ｆの後端３ｆｒと矯正ヒータ３ｓの前端３ｓｆ間に配設することができる。さらに、矯正目標温度Ｔｓｓは、後部目標温度Ｔｆｓに対して、所定の係数Ｋｓを乗じ、かつ当該後部目標温度Ｔｆｓよりも低い温度に設定することができる。なお、係数Ｋｓとしては、０．９０〜０．９９の範囲に選定することが望ましい。他方、加熱筒２の前端に設けた射出ノズル２ｎを加熱するノズルヒータ３ｎの前方に配設し、ノズルヒータ３ｎよりも、軸方向Ｆｓ長さが短く、かつワット密度が大きい第二矯正ヒータ３ｎｓ，及び当該第二矯正ヒータ３ｎｓにおける射出ノズル２ｎの温度を検出する第二矯正温度センサ４ｎｓを設けるとともに、制御手段５に、第二矯正温度センサ４ｎｓにより検出した温度（第二矯正検出温度）と予め設定した第二矯正目標温度に基づいて温度のフィードバック制御を行う制御機能を設けることができる。さらに、加熱筒２のコンプレッションゾーンＺｃを加熱する中間部ヒータ３ｃの前方であって、加熱筒２のメータリングゾーンＺｍを加熱する前部ヒータ３ｍの後方に配設し、前部ヒータ３ｍよりも、軸方向長さが短く、かつワット密度が大きい第三矯正ヒータ３ｍｓ，及び当該第三矯正ヒータ３ｍｓにおける加熱筒２の温度を検出する第三矯正温度センサ４ｍｓを設けるとともに、制御手段５に、第三矯正温度センサ４ｍｓにより検出した温度（第三矯正検出温度）と予め設定した第三矯正目標温度に基づいてフィードバック制御を行う制御機能を設けることができる。
【発明の効果】
【００１２】
このような本発明に係る射出成形機Ｍの温度分布矯正装置１によれば、次のような顕著な効果を奏する。
【００１３】
（１）  加熱筒２におけるフィードゾーンＺｆを加熱する後部ヒータ３ｆの後方に、当該後部ヒータ３ｆよりも、軸方向Ｆｓ長さが短く、かつワット密度が大きい矯正ヒータ３ｓを配設し、加熱筒２の後端部位に対する温度のフィードバック制御を行うようにしたため、フィードゾーンＺｆの後方に、いわば材料供給部（冷却部位）による吸熱作用を遮断する断熱壁を設けることができ、フィードゾーンＺｆに対する冷却部位の温度による影響を可及的に低減できる。したがって、温度制御時に、フィードゾーンＺｆの温度分布において発生する無用なオーバシュートを排除し、正規の温度分布となるように、より正確な矯正を行うことができる。
【００１４】
（２）  加熱筒２のフィードゾーンＺｆに対する温度の制御系に対し、加熱筒２の後端部位における温度を、追加した矯正ヒータ３ｓ及び矯正温度センサ４ｓを含み、かつ独立したフィードバック制御系により制御するようにしたため、例えば、材料の変更や成形条件の変更等により、温度分布特性を変更する必要が生じた場合であっても、矯正目標温度Ｔｓｓに対する設定変更等により容易に最適化できるなど、変更に対する自由度（柔軟性）、更には適応性及び汎用性を高めることができる。
【００１５】
（３）  好適な態様により、制御手段５に、加熱筒２におけるフィードゾーンＺｆの中間位置の温度を後部温度センサ４ｆにより検出し、かつ検出した後部検出温度Ｔｆｄと予め設定した後部目標温度Ｔｆｓに基づいて温度のフィードバック制御を行う制御機能を設ければ、矯正ヒータ３ｓ及び矯正温度センサ４ｓを追加的に設けた場合であっても、フィードゾーンＺｆの温度制御は、特に変更することなく、従前からのフィードバック制御により安定に行うことができる。
【００１６】
（４）  好適な態様により、矯正ヒータ３ｓの軸方向Ｆｓ長さを、後部ヒータ３ｆの軸方向Ｆｓ長さに対して、１／３以下に選定すれば、フィードゾーンＺｆにおける無用なオーバシュートを排除し、正規の温度分布特性となるように正確に矯正する観点から必要十分な作用効果を確保できる。
【００１７】
（５）  好適な態様により、矯正ヒータ３ｓのワット密度を、後部ヒータ３ｆのワット密度に対して、３倍以上に選定すれば、フィードゾーンＺｆにおける無用なオーバシュートを排除し、正規の温度分布特性となるように正確に矯正する観点から必要十分な作用効果を確保できるとともに、矯正ヒータ３ｓの軸方向Ｆｓの長さ選定と相俟って、より大きな作用効果を期待できる。
【００１８】
（６）  好適な態様により、矯正温度センサ４ｓを、後部ヒータ３ｆの後端３ｆｒと矯正ヒータ３ｓの前端３ｓｆ間に配設すれば、本発明に基づく十分な作用効果を確保し、矯正温度センサ４ｓの配設位置を最適化する観点から最も望ましい態様として実施することができる。
【００１９】
（７）  好適な態様により、矯正目標温度Ｔｓｓを、後部目標温度Ｔｆｓに対して、所定の係数Ｋｓを乗じ、かつ当該後部目標温度Ｔｆｓよりも低い温度に選定すれば、本発明に基づく必要十分な作用効果を確保する観点から最適な矯正目標温度Ｔｓｓを設定できるとともに、設定も容易に行うことができる。
【００２０】
（８）  好適な態様により、第二矯正ヒータ３ｎｓ及び第二矯正温度センサ４ｎｓを設けるとともに、制御手段５に、第二矯正温度センサ４ｎｓにより検出した温度（第二矯正検出温度）と予め設定した第二矯正目標温度に基づいて温度のフィードバック制御を行う制御機能を設ければ、加熱筒２の前端側、即ち、射出ノズル２ｎの先端部位における温度分布の矯正も、加熱筒２の後端部位における温度分布の矯正と同様に実現することができ、全体において、より望ましい温度分布特性に矯正することができる。
【００２１】
（９）  好適な態様により、第三矯正ヒータ３ｍｓ及び第三矯正温度センサ４ｍｓを設けるとともに、制御手段５に、第三矯正温度センサ４ｍｓにより検出した温度（第三矯正検出温度）と予め設定した第三矯正目標温度に基づいてフィードバック制御を行う制御機能を設ければ、加熱筒２におけるメータリングゾーンＺｍの温度分布をより緻密に制御でき、温度分布特性の平坦性をより高めることができるなど、より理想的な温度分布特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の好適実施形態に係る温度分布矯正装置を備える射出成形機（射出装置）の要部を示す断面側面図、
【図２】同温度分布矯正装置における温度制御系のブロック系統図及び対応する温度分布特性図、
【図３】同温度分布矯正装置を用いた場合の落下口からの位置に対する温度を示す温度分布特性図、
【図４】背景技術に係る装置を用いた場合の落下口からの位置に対する温度を示す温度分布特性図、
【図５】本発明の変更実施形態に係る温度分布矯正装置を備える射出成形機（射出装置）の要部を示す断面側面図、
【図６】同温度分布矯正装置における温度制御系のブロック系統図及び対応する温度分布特性図、
【発明を実施するための形態】
【００２３】
次に、本発明に係る好適実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。
【００２４】
まず、本実施形態に係る温度分布矯正装置１を備える射出成形機Ｍの基本構成について、図１及び図２を参照して説明する。
【００２５】
図１中、Ｍｉは射出装置であり、この射出装置Ｍｉと不図示の型締装置により射出成形機Ｍが構成される。射出装置Ｍｉは、加熱筒２を備え、この加熱筒２は、前端に射出ノズル２ｎを有するとともに、加熱筒２の後端は、加熱筒２の内部に成形材料を供給する材料供給部１１に結合する。材料供給部１１は、上端にホッパ１１ｈを備えるとともに、このホッパ１１ｈの下端口は、鉛直方向に設けた材料落下孔１１ｒを介して加熱筒２の内部に連通する。この材料落下孔１１ｒ及びこの材料落下孔１１ｒの下方に位置する加熱筒２は、図示を省略した冷却用のウォータジャケットを含む冷却部位Ｘｃとして冷却される。
【００２６】
また、射出ノズル２ｎを含む加熱筒２の外周面には加熱部３を配設する。加熱部３は、軸方向Ｆｓに沿って順次配設したバンドヒータ等を用いた複数のヒータ３ｎ，３ｍ，３ｃ，３ｆ、即ち、射出ノズル２ｎ（ノズルゾーンＺｎ）の外周面に装着したノズルヒータ３ｎ，加熱筒２の前部に装着してメータリングゾーンＺｍを加熱する前部ヒータ３ｍ，加熱筒２の中間部に装着してコンプレッションゾーンＺｃを加熱する中間部ヒータ３ｃ，加熱筒２の後部に装着してフィードゾーンＺｆを加熱する後部ヒータ３ｆを備え、これらの各ヒータ３ｎ，３ｍ，３ｃ，３ｆは、加熱部３を加熱する一般的な基本態様に基づいて装着される。
【００２７】
さらに、加熱筒２には、各加熱部位における温度を検出する熱電対等を用いた複数の温度センサ４ｎ，４ｍ，４ｃ，４ｆをそれぞれ付設する。即ち、ノズルヒータ３ｎの軸方向Ｆｓ中央位置における射出ノズル２ｎの温度を検出するノズル温度センサ４ｎ，前部ヒータ３ｍの軸方向Ｆｓ中央位置となる加熱筒２におけるメータリングゾーンＺｍの温度を検出する前部温度センサ４ｍ，中間部ヒータ３ｃの軸方向Ｆｓ中央位置となる加熱筒２におけるコンプレッションゾーンＺｃの温度を検出する中間部温度センサ４ｃ，後部ヒータ３ｆの軸方向Ｆｓ中央位置となる加熱筒２におけるフィードゾーンＺｆの温度を検出する後部温度センサ４ｆを備える。各温度センサ４ｎ，４ｍ，４ｃ，４ｆは、加熱筒２（射出ノズル２ｎ）の外周面に形成した装着孔に差込んで付設する。
【００２８】
一方、加熱筒２の内部にはスクリュ１２を挿入し、このスクリュ１２の後端は、材料供給部１１の後方へ延出することにより、当該スクリュ１２を回転駆動及び進退駆動するスクリュ駆動部１３に接続する。
【００２９】
他方、射出成形機Ｍは、全体の制御を司る成形機コントローラ２１を備え、この成形機コントローラ２１のヒータ出力ポートに、上述した各ヒータ３ｎ，３ｍ，３ｃ，３ｆを接続するとともに、センサ入力ポートに、上述した各温度センサ４ｎ，４ｍ，４ｃ，４ｆを接続する。成形機コントローラ２１は、図２に示すように、コンピュータ機能を有するコントローラ本体２２を備え、このコントローラ本体２２には、各種データを表示（グラフィック表示）するディスプレイ２３及び各種設定を行う設定部２４が付属する。なお、設定部２４は、ディスプレイ２３に付設したタッチパネル入力方式により構成する。
【００３０】
また、成形機コントローラ２１には、加熱部３に対して温度制御を行う温度制御部３１を内蔵し、この温度制御部３１はコントローラ本体２２に接続する。この場合、温度制御部３１は、各ヒータ３ｆ，３ｃ，３ｍ，３ｎに対応する独立した制御系を構成する温度制御ユニット３１ｆ，３１ｃ…を備える。したがって、任意の温度制御ユニット、例えば、温度制御ユニット３１ｆには、後部温度センサ４ｆと後部ヒータ３ｆが接続される。これにより、温度制御ユニット３１ｆには、コントローラ本体２２から後部目標温度Ｔｆｓが転送されているため、温度制御時には、後部ヒータ３ｆに通電してフィードゾーンＺｆを加熱するとともに、この温度は後部温度センサ４ｆにより後部検出温度Ｔｆｄとして検出され、後部検出温度Ｔｆｄが、後部目標温度Ｔｆｓになるように、温度に対する独立したフィードバック制御が行われる。なお、残りの各温度制御ユニット３１ｃ，３１ｍ，３１ｎにおいても同様の制御が行われる。
【００３１】
次に、本実施形態に係る温度分布矯正装置１の構成について、図１及び図２を参照して説明する。
【００３２】
まず、後部ヒータ３ｆの後方に矯正ゾーンＺｓを確保し、この矯正ゾーンＺｓにおける加熱筒２の外周面に、本発明に従って、矯正ヒータ３ｓを装着する。この場合、後部ヒータ３ｆの後方に、矯正ヒータ３ｓの装着スペースが無い場合には、後部ヒータ３ｆの後端側を短くして矯正ヒータ３ｓに必要な装着スペースを確保する。また、矯正ヒータ３ｓの軸方向Ｆｓ長さは、後部ヒータ３ｆの軸方向Ｆｓ長さに対して、短く選定、望ましくは、１／３以下に選定するとともに、さらに、矯正ヒータ３ｓのワット密度は、後部ヒータ３ｆのワット密度に対して、大きく選定、望ましくは、３倍以上に選定する。
【００３３】
このように、矯正ヒータ３ｓの軸方向Ｆｓ長さを、後部ヒータ３ｆの軸方向Ｆｓ長さに対して、１／３以下に選定すれば、フィードゾーンＺｆにおける無用なオーバシュートを排除し、正規の温度分布特性となるように正確に矯正する観点から必要十分な作用効果を確保できるとともに、矯正ヒータ３ｓのワット密度を、後部ヒータ３ｆのワット密度に対して、３倍以上に選定すれば、フィードゾーンＺｆにおける無用なオーバシュートを排除し、正規の温度分布特性となるように正確に矯正する観点から必要十分な作用効果を確保できるとともに、矯正ヒータ３ｓの軸方向Ｆｓの長さ選定と相俟って、より大きな作用効果を期待できる。
【００３４】
一方、矯正ヒータ３ｓに対応して、矯正ヒータ３ｓにより加熱される加熱筒２の後端部位の温度を検出する熱電対等を用いた矯正温度センサ４ｓを付設する。矯正温度センサ４ｓは、後部ヒータ３ｆの後端３ｆｒと矯正ヒータ３ｓの前端３ｓｆ間、即ち、後部ヒータ３ｆと矯正ヒータ３ｓの境界位置に付設する。矯正温度センサ４ｓも、加熱筒２の外周面に形成した装着孔に差込んで付設できる。ところで、前述した各温度センサ４ｎ，４ｍ，４ｃ，４ｆは、加熱筒２の温度を検出する一般的な基本態様、即ち、各ヒータ３ｆ…における軸方向Ｆｓ中央位置を選定して付設するが、矯正温度センサ４ｓの場合は、矯正ヒータ３ｓの軸方向Ｆｓ中央位置ではなく、後部ヒータ３ｆと矯正ヒータ３ｓの境界位置に付設する。
【００３５】
このように、矯正温度センサ４ｓを、後部ヒータ３ｆの後端３ｆｒと矯正ヒータ３ｓの前端３ｓｆ間に配設すれば、本発明に基づく十分な作用効果を確保し、矯正温度センサ４ｓの配設位置を最適化する観点から、最も望ましい態様として実施することができる。なお、矯正温度センサ４ｓは、後部ヒータ３ｆと矯正ヒータ３ｓの境界位置に配設する態様が最も良好なパフォーマンスを得ることができるが、後部ヒータ３ｆの後端３ｆｒから矯正ヒータ３ｓの軸方向Ｆｓ中央位置間の範囲において選定してもよい。この場合、後部ヒータ３ｆと矯正ヒータ３ｓの境界位置に配設する場合に比べて温度分布に対する矯正効果はやや劣るとしても比較的良好なパフォーマンスを得ることができる。
【００３６】
さらに、矯正温度センサ４ｓにより検出した温度（矯正検出温度）Ｔｓｄと予め設定した矯正目標温度Ｔｓｓに基づいて温度のフィードバック制御を行う制御手段５を設ける。この制御手段５は、前述した成形機コントローラ２１により構成される。このため、成形機コントローラ２１におけるコントローラ本体２２には、図２に示す演算部２２ａが付属する。また、コントローラ本体２２に内蔵する内部メモリには、本実施形態に係る温度分布矯正装置１を機能させるための各種制御（シーケンス制御）処理及び各種演算処理を実行する処理プログラムが格納されている。一方、温度制御部３１には、矯正ヒータ３ｓに対する独立した温度制御系を構成する温度制御ユニット３１ｓを備え、この温度制御ユニット３１ｓに、矯正温度センサ４ｓ及び矯正ヒータ３ｓを接続する。これにより、温度制御ユニット３１ｓには、コントローラ本体２２から矯正目標温度Ｔｓｓが転送されるため、温度制御時には、矯正ヒータ３ｓの通電により、加熱筒２の後端部位が加熱され、このときの温度が矯正温度センサ４ｓにより矯正検出温度Ｔｓｄとして検出されるとともに、矯正検出温度Ｔｓｄが、矯正目標温度Ｔｓｓになるように、温度に対する独立したフィードバック制御が行われる。
【００３７】
次に、このような構成を有する温度分布矯正装置１の動作（機能）を含む温度制御系の動作について、図１〜図４を参照して説明する。
【００３８】
まず、設定部２４により目標温度を入力する。即ち、フィードゾーンＺｆに対しては、後部目標温度Ｔｆｓを入力するとともに、他のゾーンＺｃ，Ｚｍ，Ｚｎに対してもそれぞれ対応する目標温度を同様に入力する。これにより、コントローラ本体２２に、各目標温度Ｔｆｓ…が設定される。なお、矯正目標温度Ｔｓｓは、後述するように、後部目標温度Ｔｆｓの設定に基づいて自動で設定される。そして、設定された各目標温度Ｔｆｓ…は、対応する各温度制御ユニット３１ｆ…に転送される。図２にグラフィック表示される温度分布特性において、Ｔｆｓは後部目標温度を示し、例示の後部目標温度Ｔｆｓは、２２０〔℃〕である。
【００３９】
一方、フィードゾーンＺｆの後部目標温度Ｔｆｓが設定されれば、矯正ゾーンＺｓにおける矯正目標温度Ｔｓｓは演算部２２ａにより自動で算出される。即ち、後部目標温度Ｔｆｓが設定されれば、演算部２２ａにおいて、後部目標温度Ｔｆｓに対して所定の係数Ｋｓを乗じて矯正目標温度Ｔｓｓを演算する。そして、得られた矯正目標温度Ｔｓｓがコントローラ本体２２に設定され、さらに、温度制御ユニット３１ｓに転送される。係数Ｋｓとしては、０．９０〜０．９９の範囲に選定することが望ましい。これにより、矯正目標温度Ｔｓｓは、後部目標温度Ｔｆｓよりも低い温度に設定される。図２には、係数Ｋｓを０．９７とし、矯正目標温度Ｔｓｓが２１３〔℃〕として設定された場合を例示する。なお、このような矯正目標温度Ｔｓｓは、オペレータによりマニュアル設定できるようにしてもよい。また、係数Ｋｓの値は、射出成形機Ｍの種類毎に実験等により最適値を求めることができる。このように、矯正目標温度Ｔｓｓを、後部目標温度Ｔｆｓに対して、所定の係数Ｋｓを乗じ、かつ当該後部目標温度Ｔｆｓよりも低い温度に選定すれば、本発明に基づく必要十分な作用効果を確保する観点から最適な矯正目標温度Ｔｓｓを設定できるとともに、設定も容易に行うことができる。
【００４０】
他方、温度制御時（稼動時）には、各温度制御ユニット３１ｆ…，３１ｓにより各ヒータ３ｆ，３ｃ，３ｍ，３ｎ，３ｓに通電が行われ、対応する加熱筒２（射出ノズル２ｎ）の各部位が加熱される。また、各部位の温度は、対応する各温度センサ４ｆ，４ｃ，４ｍ，４ｎ，４ｓにより検出され、各温度制御ユニット３１ｆ…，３１ｓに付与されることによりそれぞれ温度に対する独立したフィードバック制御が行われる。例えば、加熱筒２におけるフィードゾーンＺｆの温度は、このフィードゾーンＺｆの中間位置に配した後部温度センサ４ｆにより後部検出温度Ｔｆｄとして検出され、温度制御ユニット３１ｆに付与される。温度制御ユニット３１ｆには、後部目標温度Ｔｆｓが設定されているため、後部検出温度Ｔｆｄが、後部目標温度Ｔｆｓとなるように、温度制御ユニット３１ｆから後部ヒータ３ｆに、対応する制御信号（制御量）が付与される。このように、加熱筒２におけるフィードゾーンＺｆの中間位置の温度を後部温度センサ４ｆにより検出し、かつ検出した後部検出温度Ｔｆｄと予め設定した後部目標温度Ｔｆｓに基づいて温度のフィードバック制御を行う制御機能を設ければ、矯正ヒータ３ｓ及び矯正温度センサ４ｓを追加的に設けた場合であっても、フィードゾーンＺｆの温度制御は、特に変更することなく、従前からのフィードバック制御により安定に行うことができる。
【００４１】
また、加熱筒２の後端部位に装着した矯正ヒータ３ｓに対しても、基本的には同様のフィードバック制御が行われる。即ち、後部ヒータ３ｆと矯正ヒータ３ｓ間の境界位置に付設された矯正温度センサ４ｓにより、加熱筒２の温度が矯正検出温度Ｔｓｄとして検出され、温度制御ユニット３１ｓに付与される。温度制御ユニット３１ｓには、矯正目標温度Ｔｓｓが設定されているため、矯正検出温度Ｔｓｄが矯正目標温度Ｔｓｓとなるように、温度制御ユニット３１ｓから矯正ヒータ３ｓに対して制御信号（制御量）が付与され、温度に対するフィードバック制御が独立して行われる。
【００４２】
ところで、矯正ヒータ３ｓを設けない場合には、冷却部位Ｘｃの低温（通常，５０〔℃〕程度）状態が直接フィードゾーンＺｆにおける加熱温度に影響する。この場合、冷却部位Ｘｃの吸熱作用により、フィードゾーンＺｆの後半は、途中から図２に仮想線で示す温度分布特性Ａｒのように温度が大きく低下する。この結果、後部ヒータ３ｆに対する制御量が大きくなり、特に、後部温度センサ４ｆからフィードゾーンＺｆの前側はオーバシュートＡｒｅの発生により設定温度よりも高くなる不具合を生じる。
【００４３】
しかし、本実施形態に係る温度分布矯正装置１によれば、加熱筒２におけるフィードゾーンＺｆを加熱する後部ヒータ３ｆの後方に、当該後部ヒータ３ｆよりも、軸方向Ｆｓ長さが短く、かつワット密度が大きい矯正ヒータ３ｓを配設し、加熱筒２の後端部位に対する温度のフィードバック制御を行うようにしたため、フィードゾーンＺｆの後方に、いわば材料供給部（冷却部位）による吸熱作用を遮断する断熱壁を設けることができ、フィードゾーンＺｆに対する冷却部位の温度による影響を可及的に低減できる。したがって、温度制御時に、フィードゾーンＺｆの温度分布において発生する無用なオーバシュートを排除し、正規の温度分布となるように、より正確な矯正を行うことができる。
【００４４】
加えて、加熱筒２のフィードゾーンＺｆに対する温度の制御系に対し、加熱筒２の後端部位における温度を、追加した矯正ヒータ３ｓ及び矯正温度センサ４ｓを含み、かつ独立したフィードバック制御系により制御するようにしたため、例えば、材料の変更や成形条件の変更等により、温度分布特性を変更する必要が生じた場合であっても、矯正目標温度Ｔｓｓに対する設定変更等により容易に最適化できるなど、変更に対する自由度（柔軟性）、更には適応性及び汎用性を高めることができる。
【００４５】
図３には、本実施形態に係る温度分布矯正装置１を用いた際における温度分布特性をより詳細に示す。図３に示す温度分布特性Ａｉは、本実施形態に係る温度分布矯正装置１を設けた場合であり、ＴＳ１５０，ＴＳ２００，ＴＳ２５０，ＴＳ３００は、それぞれ設定温度が、１５０〔℃〕，２００〔℃〕，２５０〔℃〕，３００〔℃〕の場合を示す。また、図４には、比較例として、背景技術、特に、特許文献１における第一実施例に基づく温度分布特性Ａｒｐを示す。即ち、フィードゾーンの後部ヒータを前後二つに等分し、かつ前後のワット密度を変更するとともに、フィードゾーンにおける温度を検出する後部温度センサを、後部ヒータの軸方向中央位置に付設した場合であり、本実施形態における矯正温度センサ４ｓは存在しない。なお、図３の場合と同様に、ＴＳ１５０，ＴＳ２００，ＴＳ２５０，ＴＳ３００は、それぞれ設定温度が、１５０〔℃〕，２００〔℃〕，２５０〔℃〕，３００〔℃〕の場合を示す。
【００４６】
図３と図４を対比した場合、背景技術における温度分布特性Ａｒは、フィードゾーンＺｆの設定温度が１５０〔℃〕であれば、オーバシュートはほとんど生じないが、設定温度が高くなるに従ってオーバシュートが大きくなり、３００〔℃〕では、＋２５〔℃〕となる。これに対して、本実施形態における温度分布特性Ａｉは、設定温度の大きさが異なっても（高くなっても）ほとんどオーバシュートは生じない。したがって、本実施形態に係る温度分布矯正装置１は、融点の高い成形材料に用いて最適であり、例えば、融点の高いエンジニアプラスチック等の成形も可能となる。
【００４７】
また、背景技術の温度分布特性Ａｒｐの傾向から、設定温度が３００〔℃〕の場合、フィードゾーンＺｆの設定温度を２６０〔℃〕まで低下させれば、オーバシュートを排除することが可能となる。しかし、この場合、加熱筒２の後部における温度勾配が緩やかになり、この結果、フィードゾーンＺｆの温度分布特性Ａｒｐの特に後半側は平坦性を確保できない。これに対して、本実施形態に係る温度分布矯正装置１を用いた場合には、矯正ヒータ３ｓの軸方向Ｆｓ長さを、後部ヒータの軸方向Ｆｓ長さに対して、十分に短く設定し、矯正ヒータ３ｓのワット密度を、後部ヒータ３ｆのワット密度に対して、十分に大きく設定するため、加熱筒２の後端部位における温度が低下する勾配は、設定温度に拘わらず急峻な特性となり、フィードゾーンＺｆのほぼ全域における温度分布特性の平坦性を確保できるとともに、最適な（理想的な）温度分布特性を確保できる。
【００４８】
次に、本発明の変更実施形態に係る温度分布矯正装置１について、図５及び図６を参照して説明する。
【００４９】
前述した図１及び図２に示した実施形態は、加熱筒２のフィードゾーンＺｆを加熱する後部ヒータ３ｆの後方に配設し、当該後部ヒータ３ｆよりも、軸方向Ｆｓ長さが短く、かつワット密度が大きい矯正ヒータ３ｓ，及び後部ヒータ３ｆの後端３ｆｒから矯正ヒータ３ｓの軸方向Ｆｓ中央位置間に配設して、加熱筒２の温度を検出する矯正温度センサ４ｓを設けるとともに、矯正温度センサ４ｓにより検出した温度（矯正検出温度）Ｔｓｄと予め設定した矯正目標温度Ｔｓｓに基づいてフィードバック制御を行う制御手段５と、を備えて構成したが、図５及び図６に示す変更実施形態は、同様の原理に基づく構成を射出ノズル２ｎの先端部位に適用したものである。
【００５０】
即ち、加熱筒２の前端に設けた射出ノズル２ｎを加熱するノズルヒータ３ｎの前方に第二矯正ゾーンＺｎｓを確保し、この第二矯正ゾーンＺｎｓにおける射出ノズル２ｎの外周面に、ノズルヒータ３ｎよりも、軸方向Ｆｓ長さが短く、かつワット密度が大きい第二矯正ヒータ３ｎｓを追加して設けるとともに、当該第二矯正ヒータ３ｎｓにおける射出ノズル２ｎの温度を検出する第二矯正温度センサ４ｎｓを追加して設ける。また、制御手段５には、第二矯正温度センサ４ｎｓにより検出した温度（第二矯正検出温度）と予め設定した第二矯正目標温度に基づいて温度のフィードバック制御を行う制御機能を追加して設ける。
【００５１】
このような第二矯正ヒータ３ｎｓ及び第二矯正温度センサ４ｎｓを設ければ、加熱筒２の前端側、即ち、射出ノズル２ｎの先端部位における温度分布の矯正も、加熱筒２の後端部位における温度分布の矯正と同様に実現することができる。したがって、加熱筒２の全体において、より望ましい温度分布特性に矯正することができる。なお、図５及び図６に示す変更実施形態では、第二矯正温度センサ４ｎｓを第二矯正ヒータ３ｎｓの軸方向Ｆｓ中央位置に付設した場合を例示する。射出ノズル２ｎ側は、加熱筒２の後端側に対しては、さほど大きな乱れ（オーバシュート）は生じないため、第二矯正温度センサ４ｎｓの配設位置は、必ずしも図１及び図２に示したように、第二矯正ヒータ３ｎｓとノズルヒータ３ｎ間の境界位置に配設することを要しない。
【００５２】
また、図５及び図６に示す変更実施形態では、同様の構成を加熱筒２のメータリングゾーンＺｍに適用した場合を例示する。即ち、加熱筒２のコンプレッションゾーンＺｃを加熱する中間部ヒータ３ｃの前方であって、加熱筒２のメータリングゾーンＺｍを加熱する前部ヒータ３ｍの後方に、第三矯正ゾーンＺｍｓを確保し、この第三矯正ゾーンＺｍｓにおける加熱筒２の外周面に、前部ヒータ３ｍよりも、軸方向長さが短く、かつワット密度が大きい第三矯正ヒータ３ｍｓを追加して設けるとともに、当該第三矯正ヒータ３ｍｓにおける加熱筒２の温度を検出する第三矯正温度センサ４ｍｓを追加して設ける。さらに、制御手段５には、第三矯正温度センサ４ｍｓにより検出した温度（第三矯正検出温度）と予め設定した第三矯正目標温度に基づいてフィードバック制御を行う制御機能を追加して設ける。
【００５３】
なお、メータリングゾーンＺｍへの適用は、加熱筒２（射出ノズル２ｎを含む）の前端及び後端に適用する場合とその目的及び作用がやや異なり、オーバシュートの排除というよりも温度分布特性をより緻密に設定する目的で適用することができる。このような第三矯正ヒータ３ｍｓ及び第三矯正温度センサ４ｍｓを設けるとともに、制御手段５に、第三矯正温度センサ４ｍｓにより検出した温度（第三矯正検出温度）と予め設定した第三矯正目標温度に基づいてフィードバック制御を行う制御機能を設ければ、加熱筒２におけるメータリングゾーンＺｍの温度分布をより緻密に制御できるため、温度分布特性の平坦性をより高めることができるなど、より理想的な温度分布特性を得ることができる。
【００５４】
なお、図６には、このような変更実施形態に係る温度分布矯正装置１を用いた場合の温度分布特性をＡｉにより示すとともに、温度分布矯正装置１を用いない場合の温度分布特性をＡｒにより示す。なお、図５及び図６において、図１及び図２と同一部分には同一符号を付してその構成を明確にするとともに、その詳細な説明は省略する。
【００５５】
以上、好適実施形態（変更実施形態）について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成，形状，素材，数量，数値等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更，追加，削除することができる。例えば、矯正ヒータ３ｓの軸方向Ｆｓ長さを、後部ヒータ３ｆの軸方向Ｆｓ長さに対して、１／３以下に選定し、また、矯正ヒータ３ｓのワット密度を、後部ヒータ３ｆのワット密度に対して、３倍以上に選定することが望ましいが、必ずしもこれらの条件を必須とするものではない。一方、矯正目標温度Ｔｓｓは、後部目標温度Ｔｆｓに対して低い温度に設定することが望ましいが、射出成形機Ｍの形態や成形条件等に対応して、同一に設定してもよいし、後部目標温度Ｔｆｓに対して高い温度に設定する場合を排除するものではない。さらに、ヒータにはバンドヒータをはじめ、各種加熱手段を適用できるとともに、温度センサには、熱電対をはじめ、各種温度検出手段を適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明に係る温度分布矯正装置は、加熱筒の軸方向に所定の温度分布を生じさせる複数のヒータを有する加熱部を備える各種タイプの射出成形機に利用することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１：温度分布矯正装置，２：加熱筒，２ｎ：射出ノズル，３：加熱部，３ｆ：後部ヒータ，３ｆｒ：後部ヒータの後端，３ｓ：矯正ヒータ，３ｓｆ：矯正ヒータの前端，３ｍ：前部ヒータ，３ｃ：中間部ヒータ，３ｎ：ノズルヒータ，３ｍｓ：第三矯正ヒータ，３ｎｓ：第二矯正ヒータ，４ｓ：矯正温度センサ，４ｍｓ：第三矯正温度センサ，４ｎｓ：第二矯正温度センサ，４ｆ：後部温度センサ，５：制御手段，Ｍ：射出装置，Ｆｓ：軸方向，Ｚｆ：フィードゾーン，Ｚｃ：コンプレッションゾーン，Ｚｍ：メータリングゾーン，Ｔｓｄ：検出した温度（矯正検出温度），Ｔｓｓ：矯正目標温度，Ｔｆｄ：後部検出温度，Ｔｆｓ：後部目標温度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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