(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出コイルが巻回された融着ホーンと高周波発生コイルとを、互いに重ね合わせた熱可塑性樹脂及び被融着材を介在させて配設し、高周波誘導により加熱された前記融着ホーンによってこの熱可塑性樹脂及び被融着材を融着する高周波融着における熱可塑性樹脂の高周波誘導加熱度の検出方法で、前記熱可塑性樹脂が融けると、前記融着ホーンと前記高周波発生コイルとが急速に接近することで、前記検出コイルの高周波誘導電圧が急上昇することに基づいて前記熱可塑性樹脂の溶融を検出して前記熱可塑性樹脂の加熱状態を検出する熱可塑性樹脂の高周波誘導加熱度の検出方法であって、
前記高周波発生コイルに接続された高周波発振器を駆動する電源電圧の変動による高周波電力の強弱が前記検出コイルの高周波誘導電圧の変動として現れるまでの時間だけ遡った時刻における前記電源電圧の初期電圧値に対する変動量を求め、この変動量に基づく補正値を、前記高周波発生コイルから前記検出コイルに誘導した高周波誘導電圧値から減算することにより前記高周波誘導電圧値を補正し、この補正された高周波誘導電圧値に基づいて前記熱可塑性樹脂の加熱状態を検出することを特徴とする熱可塑性樹脂の高周波誘導加熱度の検出方法。
【請求項２】
検出コイルが巻回された融着ホーンと高周波発生コイルとを、互いに重ね合わせた熱可塑性樹脂及び被融着材を介在させて配設し、高周波誘導により加熱された前記融着ホーンによってこの熱可塑性樹脂及び被融着材を融着する高周波融着における熱可塑性樹脂の高周波誘導加熱度の検出装置で、前記熱可塑性樹脂が融けると、前記融着ホーンと前記高周波発生コイルとが急速に接近することで、前記検出コイルの高周波誘導電圧が急上昇することに基づいて前記熱可塑性樹脂の溶融を検出して前記熱可塑性樹脂の加熱状態を検出する熱可塑性樹脂の高周波誘導加熱度の検出装置であって、
前記高周波発生コイルに接続された高周波発振器の駆動電源電圧を検出する第１の検出器と、
前記高周波発生コイルから前記検出コイルに誘導した高周波誘導電圧を検出する第２の検出器と、
前記駆動電源電圧に基づいて前記高周波誘導電圧を補正する演算装置と、を備え、
前記演算装置は、前記第１の検出器により検出された前記駆動電源電圧の変動が前記第２の検出器により検出された高周波誘導電圧の変動として現れるまでの時間だけ遡った時刻における前記電源電圧の初期電圧値に対する変動量を求め、この変動量に基づく補正値を、前記第２の検出器により検出された高周波誘導電圧値から減算することにより当該高周波誘導電圧値を補正し、この補正された高周波誘導電圧値に基づいて前記熱可塑性樹脂の加熱状態を検出することを特徴とする熱可塑性樹脂の高周波誘導加熱度の検出装置。
【請求項３】
請求項２記載の熱可塑性樹脂の高周波誘導加熱度の検出装置において、前記第１の検出器に代えて、前記高周波発生コイルの出力電圧を検出する第３の検出器を備えることを特徴とする熱可塑性樹脂の高周波誘導加熱度の検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱可塑性樹脂の高周波誘導加熱度の検出方法および検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の内装、例えばドアトリム等においては、熱可塑性樹脂の芯材（成形材）の表面にカーペットまたはファブリックを張り付けて装飾したものがある。この芯材とカーペットとは、接着剤、タッカー止め等によって接合する方法もあるが、この方法によると、接着剤の塗布、圧着、端部のタッカー止めを行う必要がある。そのため、組み付け工程数が多いという問題を抱えていた。
【０００３】
そこで、本出願人は、特開平４−１０３３３８号公報にて、ファブリックを熱可塑性樹脂へ高周波誘導加熱によって接合する技術を提案し、さらに特願平９−２０２４６７号明細書にて、融着ホーンに巻回された検出コイルの起電力を監視することによって熱可塑性樹脂に生ずるアンカー効果の発生するタイミングを捉える技術等を提案した。そして、このアンカー効果の発生するタイミングを捉える技術によると、融着ホーンの検出コイルに生ずる起電力を監視し、その急激な増大から所定時間経過をアンカー効果の発生するタイミングとしている。このため、検出コイルの起電力の急激な増大を基準にすることから、この「急激な増大」を除けば比較的安定した起電力が検出コイルから得られることを必要としている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した特願平９−２０２４６７号明細書に開示したアンカー効果の発生するタイミングを捉える技術によると、融着ホーンに巻回された検出コイルに誘起する高周波電力が安定していない場合には、本来、監視すべき検出コイルによる起電力の「急激な増大」の他に、高周波発生源の不安定を要因とする急激な増大または減少が生じるため、「急激な増大」を誤って検出するおそれがある。具体的には、例えば工場構内等の電源環境が良好でない場合に生じ得る高周波発生源の電源電圧変動に伴う高周波電力の強弱がその要因となる。
【０００５】
この高周波発生源の電源電圧変動は、高周波発生源の一次電源側に自動電圧調整装置を介在させ一次側電源電圧を安定させることによって解決し得るが、高周波発生源の消費電力が極めて多いことから、大電力仕様の自動電圧調整装置を必要とする。したがって、多大な設備コストの増大を免れ得ないという新たなる問題を生ずる。
【０００６】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、高周波発生源の電源電圧変動の有無に拘らず熱可塑性樹脂の加熱状態を検出し得る熱可塑性樹脂の高周波誘導加熱度の検出方法および検出装置を提供することにある。
【０００７】
【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の熱可塑性樹脂の高周波誘導加熱度の検出方法では、検出コイルが巻回された融着ホーンと高周波発生コイルとを、互いに重ね合わせた熱可塑性樹脂及び被融着材を介在させて配設し、高周波誘導により加熱された前記融着ホーンによってこの熱可塑性樹脂及び被融着材を融着する高周波融着における熱可塑性樹脂の高周波誘導加熱度の検出方法で、前記熱可塑性樹脂が融けると、前記融着ホーンと前記高周波発生コイルとが急速に接近することで、前記検出コイルの高周波誘導電圧が急上昇することに基づいて前記熱可塑性樹脂の溶融を検出して前記熱可塑性樹脂の加熱状態を検出する熱可塑性樹脂の高周波誘導加熱度の検出方法であって、
前記高周波発生コイルに接続された高周波発振器を駆動する電源電圧の変動による高周波電力の強弱が前記検出コイルの高周波誘導電圧の変動として現れるまでの時間だけ遡った時刻における前記電源電圧の初期電圧値に対する変動量を求め、この変動量に基づく補正値を、前記高周波発生コイルから前記検出コイルに誘導した高周波誘導電圧値から減算することにより前記高周波誘導電圧値を補正し、この補正された高周波誘導電圧値に基づいて前記熱可塑性樹脂の加熱状態を検出することを技術的特徴とする。
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項２の熱可塑性樹脂の高周波誘導加熱度の検出装置では、検出コイルが巻回された融着ホーンと高周波発生コイルとを、互いに重ね合わせた熱可塑性樹脂及び被融着材を介在させて配設し、高周波誘導により加熱された前記融着ホーンによってこの熱可塑性樹脂及び被融着材を融着する高周波融着における熱可塑性樹脂の高周波誘導加熱度の検出装置で、前記熱可塑性樹脂が融けると、前記融着ホーンと前記高周波発生コイルとが急速に接近することで、前記検出コイルの高周波誘導電圧が急上昇することに基づいて前記熱可塑性樹脂の溶融を検出して前記熱可塑性樹脂の加熱状態を検出する熱可塑性樹脂の高周波誘導加熱度の検出装置であって、
前記高周波発生コイルに接続された高周波発振器の駆動電源電圧を検出する第１の検出器と、
前記高周波発生コイルから前記検出コイルに誘導した高周波誘導電圧を検出する第２の検出器と、
前記駆動電源電圧に基づいて前記高周波誘導電圧を補正する演算装置と、を備え、
前記演算装置は、前記第１の検出器により検出された前記駆動電源電圧の変動が前記第２の検出器により検出された高周波誘導電圧の変動として現れるまでの時間だけ遡った時刻における前記電源電圧の初期電圧値に対する変動量を求め、この変動量に基づく補正値を、前記第２の検出器により検出された高周波誘導電圧値から減算することにより当該高周波誘導電圧値を補正し、この補正された高周波誘導電圧値に基づいて前記熱可塑性樹脂の加熱状態を検出することを技術的特徴とする。
【００１１】
また、請求項３の熱可塑性樹脂の高周波誘導加熱度の検出装置では、請求項２記載の熱可塑性樹脂の高周波誘導加熱度の検出装置において、前記第１の検出器に代えて、前記高周波発生コイルの出力電圧を検出する第３の検出器を備えることを技術的特徴とする。
【００１２】
請求項１の発明では、高周波発生コイルに接続された高周波発振器を駆動する電源電圧の変動による高周波電力の強弱が検出コイルの高周波誘導電圧の変動として現れるまでの時間だけ遡った時刻における電源電圧の初期電圧値に対する変動量を求め、この変動量に基づく補正値を、高周波発生コイルから検出コイルに誘導した高周波誘導電圧値から減算することにより高周波誘導電圧値を補正し、この補正された高周波誘導電圧値に基づいて熱可塑性樹脂の加熱状態を検出する。これにより、高周波発振器の電源電圧変動に伴う高周波電力の強弱が生じても、電源電圧の変動量に基づき電源電圧に対する高周波誘導電圧の位相遅れ時間だけ遡って検出コイルの高周波誘導電圧値を補正することができる。
【００１５】
請求項２の発明では、高周波発生コイルに接続された高周波発振器の駆動電源電圧を検出する第１の検出器と、高周波発生コイルから融着ホーンに巻回された検出コイルに誘導した高周波誘導電圧を検出する第２の検出器と、高周波発振器の駆動電源電圧に基づいて高周波誘導電圧を補正する演算装置とを備え、演算装置は、第１の検出器により検出された駆動電源電圧の変動が第２の検出器により検出された高周波誘導電圧の変動として現れるまでの時間だけ遡った時刻における電源電圧の初期電圧値に対する変動量を求め、この変動量に基づく補正値を、第２の検出器により検出された高周波誘導電圧値から減算することにより当該高周波誘導電圧値を補正し、この補正された高周波誘導電圧値に基づいて熱可塑性樹脂の加熱状態を検出する。即ち、第１の検出器により検出した高周波発振器の駆動電源電圧に基づいて、第２の検出器により検出した検出コイルの高周波誘導電圧を演算装置によって補正する。これにより、高周波発振器の電源電圧変動に伴う高周波電力の強弱が生じても、電源電圧の変動量に基づき電源電圧に対する高周波誘導電圧の位相遅れ時間だけ遡って検出コイルの高周波誘導電圧値を補正することができる。
【００１６】
請求項３の発明では、高周波発生コイルの出力電圧を検出する第３の検出器と、高周波発生コイルから融着ホーンに巻回された検出コイルに誘導した高周波誘導電圧を検出する第２の検出器と、高周波発振器の駆動電源電圧に基づいて高周波誘導電圧を補正する演算装置とを備える。即ち、第３の検出器により検出した高周波発生コイルの出力電圧に基づいて、第２の検出器により検出した検出コイルの高周波誘導電圧を演算装置によって補正する。これにより、電源電圧の変動或いはその他の要因による高周波発振器の高周波電力の強弱が生じても、高周波発生コイルの出力電圧に基づいて検出コイルの高周波誘導電圧値を補正することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る熱可塑性樹脂の高周波誘導加熱度の検出方法および検出装置の実施形態について図１〜図７を参照して説明する。
まず、本発明の一実施形態を適用する高周波融着装置（以下「融着装置」）の構成を図１および図２に基づいて説明する。
図１に示すように、この融着装置は、ドアトリムの形状に適合するように構成した押圧型３０と、この押圧型３０の形状に合わせて形成した図示しない押圧型とからなる。そして、この図示しない押圧型には後述する高周波融着用のホーン（以下「融着ホーン」）４０が配設され、押圧型３０には融着ホーン４０に対向して高周波発生用のコイル（以下「高周波コイル」）３２が配設されている。
【００１８】
押圧型３０の上にはカーペット１０が載置され、このカーペット１０の上に不織布１８を介在させて、ドアトリムを形成する熱可塑性のポリプロピレン樹脂（以下「ＰＰ樹脂」）２０が重ねられている。カーペット１０は、ナイロン毛１２が植毛される基布１４と、このナイロン毛１２の脱毛を防ぐために基布１４の裏面側に配設される熱可塑性のポリエチレン樹脂（以下「ＰＥ樹脂」）製のＰＥバッキング１６とからなる。
なお、図示の便宜上、押圧型３０等はその一部のみを示しているが、押圧型３０等はドアトリムの形状に合わせて３次元的に曲面が形成され、その曲面に沿って複数組の高周波コイル３２および融着ホーン４０が配設されている。
【００１９】
融着ホーン４０は円柱形状からなり、高周波コイル３２により高周波が印加されると渦電流によって発熱し得るように磁性体材料（例えば鉄）により形成されている。融着ホーン４０の先端部には、山形状の突起が設けられるとともに、この突起の先端から先端周縁に向かって円弧形状の縦断面をなす凹部が形成されている。このように形成された融着ホーン４０の先端部が高周波電力により加熱されることによって、融着ホーン４０に押圧されたＰＰ樹脂２０とカーペット１０とが融着される。
【００２０】
ストッパ５０は融着ホーン４０の外周を取り巻くリング形状からなり、高周波が印加されても渦電流が発生し難いように低磁性率のセラミック材料により形成されている。このストッパ５０は融着ホーン４０によって溶融したＰＰ樹脂２０の流出を防止するために設けられ、その下端周縁から下端中央部に向かってリング状の凹部が形成されている。このようにストッパ５０の下端部を形成することにより、溶融したＰＰ樹脂をストッパ５０の凹部内に溜め外部に漏れ出ることを防止して溶融した樹脂をカーペット１０との融着に利用するようになっている。またストッパ５０は、次述するピックアップコイル５２を巻回するコイルボビンの役割をも果たしている。
【００２１】
ピックアップコイル５２はストッパ５０の外周に巻回され、その両端部は整流器５４に電気的に接続されている。つまり、高周波コイル３２から発せられた高周波を高周波誘導により検出し、整流器５４によってピックアップコイル電圧として取り出すことを可能にしている。なお、この整流器５４により取り出されたピックアップコイル電圧は、誘導する高周波電力の強弱によって連続的に変化するアナログ値として出力されるものであるから、後述するＡ／Ｄ変換器５６により段階的に変化するディジタル値に変換される。これにより、高周波電力の強弱が、所定の演算処理を行うシーケンサ６０に取込み可能なデータ形式に変換される。
【００２２】
高周波コイル３２は線径が比較的大きく設定された大電力用の巻線材からなり、その両端部は高周波発振器３３に電気的に接続されている。つまり、高周波発振器３３により印加される高周波電力を、カーペット１０およびＰＰ樹脂２０を介在させながら対向して位置する融着ホーン４０に高周波エネルギーとして誘導させることを可能にしている。
【００２３】
高周波発振器３３は一次電源３４から供給された交流電力を所定周波数の高周波エネルギーに変換して高周波コイル３２に供給する装置である。そのため、高周波コイル３２に供給し得る高周波電力は一次電源３４の電圧変動に影響を受け易い。例えば融着装置が設置される工場構内等において、大電力を必要とする他の機械装置等が起動すると、その起動に伴い一次電源３４の負荷が大きく変動するため、一次電源３４の電圧にいわゆる「ゆらぎ」や「瞬断」が生じたりする場合がある。このような良好ではない電源環境にあっては、一次電源３４の電圧変動に伴う高周波発振器３３の高周波電力の出力変動が生ずるため、高周波電力の強弱を検出しピックアップコイル電圧として出力するピックアップコイル５２の高周波誘導電圧にも影響を与えることになる。
【００２４】
したがって、この一次電源３４に整流器３６を電気的に接続し、一次電源３４の電圧を取り出すことによって負荷変動等に伴う電源電圧変動量の情報をシーケンサ６０に取り込む。そして、取り込んだ変動量情報に基づいて前述したピックアップコイル５２に誘導したピックアップコイル電圧を後述する所定のアルゴリズムによって補正することで、正確なピックアップコイル電圧を得ることができる。また、この整流器３６により取り出された電源電圧も、前述したピックアップコイル電圧と同様に、連続的に変化するアナログ値として出力されるものであるから、後述するＡ／Ｄ変換器３８により段階的に変化するディジタル値に変換される。これにより、高周波電力の強弱が、所定の演算処理を行うシーケンサ６０に取込み可能なデータ形式に変換される。
【００２５】
なお、本実施形態では、一次電源３４に接続された整流器３６から一次電源３４の電圧を取り出すことによって負荷変動等に伴う電源電圧変動量の情報をシーケンサ６０に取り込んだが、高周波発振器３３の出力側に電気的に接続された第２の検出器としての整流器から取り出した高周波発振器３３の出力電圧変動量の情報をシーケンサ６０に取り込んでも良い。これにより、高周波発振器３３の出力変動を直接検出することができるため、一次電源３４の電圧変動による高周波発振器３３の出力変動のみならずその他の要因による出力変動についても、高周波発振器３３の出力電圧に基づいてピックアップコイル５２のピックアップコイル電圧を補正することができる。
【００２６】
一次電源３４は、高周波発振器３３に交流電力を供給し得る交流電源装置であり、その投入または切断の制御、即ちオンオフ制御は図示しないインタフェースを介して遠隔でも操作可能に構成されている。これにより、後述するシーケンサ６０によっても、オンオフ制御インタフェースを介して一次電源３４のオンオフ制御がなされる。
【００２７】
Ａ／Ｄ変換器３８、５６はアナログ信号をディジタル信号に信号変換する装置である。つまり、Ａ／Ｄ変換器３８は整流器３６からアナログ信号として出力される一次電源３４の電圧信号を、またＡ／Ｄ変換器５６は整流器５４からアナログ信号として出力されるピックアップコイル５２のピックアップコイル電圧を、それぞれ所定のサンプリング処理に従って数十ビットのディジタル信号に変換してシーケンサ６０に出力する。そして、このディジタル信号として出力された電源電圧情報やピックアップコイル電圧情報は、シーケンサ６０によって後述する高周波誘導加熱度の検出処理等に用いられる。
【００２８】
次に、前述したピックアップコイル電圧および電源電圧に基づいて後述する補正処理、融着制御処理を行うシーケンサ６０の構成について図２を参照して説明する。
シーケンサ６０は、主に、表示部６２、操作部６４、ＣＰＵ６６ａ、メモリ６６ｂ、外部記憶装置６６ｃおよびインタフェース６６ｄ、６６ｅから構成されている。ＣＰＵ６６ａはいわゆる中央演算処理装置であり、表示部６２、操作部６４、メモリ６６ｂ、外部記憶装置６６ｃ等の支援を受けながら所定の演算処理、各種制御処理等を行う。メモリ６６ｂはシステムバスを介してＣＰＵ６６ａと接続されており、所定の制御プログラムの記憶や作業領域等に用いられる。また外部記憶装置６６ｃには融着装置を制御するプログラムや後述するピックアップコイル電圧補正処理を行うプログラム、データ等が格納されており、これらのプログラムが必要に応じてメモリ６６ｂにロードされる。さらにインタフェース６６ｄには、表示部６２、操作部６４や外部記憶装置６６ｃが接続されており、ＣＰＵ６６ａとそれぞれの間とのデータのやり取りを制御している。他方、インタフェース６６ｅには前述したＡ／Ｄ変換器３８、５６、一次電源３４のオンオフ制御インタフェースが接続されている。そして、Ａ／Ｄ変換器３８、５６から送出されてくるピックアップコイル電圧情報や電源電圧情報をＣＰＵ６６ａに順次転送するとともに、ＣＰＵ６６ａから出力される一次電源３４のオンオフ信号を一次電源３４のオンオフ制御インタフェースに送出している。
【００２９】
続いて、上述した融着装置による熱可塑性樹脂の融着工程を図１に基づいて説明する。先ず、高周波発振器３３によって高周波コイル３２に高周波を印加し融着ホーン４０を加熱する。そして、この加熱した融着ホーン４０をＰＰ樹脂２０に押圧すると、融着ホーン４０の先端部によってＰＰ樹脂２０がカーペット１０の裏面側に押圧されるため、加熱した融着ホーン４０でＰＰ樹脂２０およびカーペット１０のＰＥバッキング１６を加熱、溶融する。これにより、ＰＰ樹脂２０、即ちドアトリムにカーペット１０が融着されるのである。そして、所定時間経過した後、高周波発振器３３の電源を切断することにより高周波コイル３２への高周波の印加を停止し、融着ホーン４０を冷却させてから融着箇所より融着ホーン４０を引き抜くことで融着工程が終了する。このように融着されたＰＰ樹脂２０とＰＥバッキング１６とは、接合部にて互いに複雑に入り組み合うことからアンカー効果が発生し、このアンカー効果によってドアトリムにカーペット１０を強固に融着することが可能となる。
【００３０】
ここで、前述した融着装置による熱可塑性樹脂の融着工程を、図３に示すピックアップコイル５２により検出するピックアップコイル電圧の経時変化に基づいて捉えると、次のように説明できる。なお、図３（Ａ）  において、実線はリアルタイムの融着ホーン４０の高周波誘導電圧、即ちピックアップコイル５２のピックアップコイル電圧の波形であり、鎖線はＤＴ分の遅延を与えた波形を示している。また、図３（Ｂ）  は、図３（Ａ）  の符号Ｆ部を拡大して表した説明図である。
【００３１】
先ず、時刻Ｃ１において図１に示す高周波発振器３３によって高周波コイル３２に高周波電力を印加し、融着ホーン４０の加熱を開始する。この高周波電力の印加によって融着ホーン４０の温度が高まり、ピックアップコイル電圧が徐々に上昇するとともに（時刻Ｃ１〜Ｃ２）、ＰＰ樹脂２０が溶け始めることにより融着ホーン４０が僅かに高周波コイル３２側に近づく。すると、高周波コイル３２に接近した分、融着ホーン４０の受け得る高周波電力が増大することから、ピックアップコイル電圧がさらに上昇する（時刻Ｃ２〜Ａ）。そして、ＰＰ樹脂２０が完全に溶融することによって融着ホーン４０が高周波コイル３２に急速に接近することから、ピックアップコイル電圧も急上昇する（時刻Ａ〜Ｄ）。このピックアップコイル電圧が急上昇した時刻Ａから所定時間経過後の時刻Ｂにて、高周波電力の印加を停止、即ち時刻Ａ〜時刻Ｂまでの時間を制御する。これにより、融着ホーン４０の温度管理を行い得るため、最適なアンカー効果、即ち最も高い融着力を発揮するように融着ホーン４０の温度コントロールがなされる。
【００３２】
さらに、前述したＰＰ樹脂２０が完全に溶融し、融着ホーン４０が高周波コイル３２に急速に接近、即ちピックアップコイル電圧が急上昇したか否かの判断について説明する。
ピックアップコイル電圧が急上昇したか否かの判断は、図３（Ａ）  中の実線で示すリアルタイムのピックアップコイル電圧と、鎖線で示す遅延を与えたピックアップコイル電圧との差分の大きさに基づいて行われる。つまり、図３（Ｂ）  中の時刻Ｇにて指示するようにピックアップコイル電圧が緩やかに上昇しているときには、リアルタイムのピックアップコイル電圧値と遅延を与えたピックアップコイル電圧値との差分は小さな値になるのに対し、ピックアップコイル電圧が急上昇することにより時刻Ｈにて指示するようなリアルタイムのピックアップコイル電圧値と遅延を与えたピックアップコイル電圧値との差分は大きな値となる。このような差分の大小によりピックアップコイル電圧の急上昇を判断する。
【００３３】
しかしながら、実際にピックアップコイル５２により検出したピックアップコイル電圧ＰＶの測定波形を観察すると、図５（Ｂ）  に示すように、本来の「ピックアップコイル電圧の急上昇（時刻Ａ〜Ｄ）」（図５（Ｂ）  中の符号α）の他に、それに類似するピックアップコイル電圧の急上昇（図５（Ｂ）  中の符号β、γ）を複数箇所において確認することができる。これは、前述したように例えば融着装置が設置される工場構内等の電源環境が良好ではない場合に生じ得る一次電源３４の電圧ＶＰＳの「ゆらぎ」等を要因とする高周波発振器３３の高周波電力の出力変動によるものである。したがって、この図５（Ｂ）  中の符号β、γに示す「類似するピックアップコイル電圧の急上昇」と「本来のピックアップコイル電圧の急上昇（時刻Ａ〜Ｄ）」との区別がつき難く、両者を誤って検出する等の誤作動を招くおそれが生じ得る。そこで、次に説明するピックアップコイル電圧の補正処理が必要となる。
【００３４】
ピックアップコイル電圧の補正処理を図２および図４に基づいて説明する。
図４に示すピックアップコイル電圧の補正処理は、前述したシーケンサ６０により行われる。まず、ステップＳ１０において、補正基本データの設定値の取り込みが行われる。つまり、ピックアップコイル電圧の位相遅れ時間ＰＤＴと補正係数Ｋとを図２に示す外部記憶装置６６ｃまたは操作部６４から読み込む。ここにいう位相遅れ時間ＰＤＴとは、高周波発振器３３の電源電圧の変動による高周波電力の強弱が、ピックアップコイル５２のピックアップコイル電圧の変動として現れるまでの時間をいい、この位相遅れ時間だけ遡ってピックアップコイル電圧の補正を行うための補正基本データである。また補正係数Ｋとは、電源電圧の変動に基づいてピックアップコイル電圧の変動を補正する際に、双方の変動幅の割合の違いを吸収するために用いられる定数である。例えば位相遅れ時間ＰＤＴは０．２秒、補正係数Ｋは０．４に設定される。
【００３５】
ステップ１２では、電源電圧の初期値ＶPS（０）の取り込みが行われる。つまり、図２に示す一次電源３４の現在の電圧情報を、整流器３６およびＡ／Ｄ変換器３８を介してシーケンサ６０に読み込む。この電源電圧の初期値ＶPS（０）は電源電圧の変動幅を求めるための基準値になるもので、後述するステップ１６の補正計算において用いられる。このステップ１２までがいわゆる初期設定に相当するもので、実際のピックアップコイル電圧等の読み込みとその補正は、次のステップ１４とステップ１６とによって繰り返し行われる。
【００３６】
ステップＳ１４では、電源電圧ＶＰＳ（Ｔ）とピックアップコイル電圧ＰＶ（Ｔ）の読み込みが行われる。つまり、任意時刻Ｔにおいて、一次電源３４の電圧情報とピックアップコイル５２のピックアップコイル電圧情報を、それぞれＡ／Ｄ変換器３８、Ａ／Ｄ変換器５６等を介して読み込み、一旦、メモリ６６ｂの作業領域等に記憶する。そして、ステップＳ１６において、時刻Ｔから位相遅れ時間だけ遡った時刻（Ｔ−ＰＤＴ）における電源電圧ＶＰＳから電源電圧の初期値ＶＰＳ（０）を引いたもの、即ち電源電圧の変動幅を求め、この電源電圧の変動幅に補正係数Ｋを掛けたものを時刻Ｔにおけるピックアップコイル電圧ＰＶから減算することによって、ピックアップコイル補正電圧Ｖ（Ｔ）を算出する。
【００３７】
上述したピックアップコイル電圧の補正処理によると、高周波コイル３２に接続された高周波発振器３３を駆動する一次電源３４の電圧変動（ＶＰＳ（Ｔ−ＰＤＴ）−ＶＰＳ（０））に基づいて、融着ホーン４０に巻回されたピックアップコイル５２のピックアップコイル電圧ＰＶ（Ｔ）を補正し、ピックアップコイル補正電圧Ｖ（Ｔ）を得る。これにより、図５（Ａ）  に示すように、一次電源３４の電圧ＶＰＳに「ゆらぎ」等が含まれていても、その「ゆらぎ」等の影響を受けない良好なピックアップコイル電圧Ｖを求めることができる。したがって、前述したような融着装置が設置される工場構内等の電源環境が良好ではない場合であっても、本来の「ピックアップコイル電圧の急上昇（時刻Ａ〜Ｄ）」（図５（Ａ）  中の符号Ｘ）を正確に捉えることができる。つまり、高周波発振器３３の一次電源３４の電圧変動の有無に拘らず熱可塑性樹脂の加熱状態を正確に検出することができる。
【００３８】
次に、前述したピックアップコイル電圧の補正処理を適用した融着装置による融着制御処理を図６および図７に基づいて説明する。
図６に示すように、先ず、ステップＳ１１０において、経過時間をＴに、時刻Ｔでの電圧をＶとして設定し、次ぐステップＳ１１２において、データ処理変数を定義する。ここでは遅れ時間（遅延時間）ＤＴに例えば０．２秒を、判定無効時間Ｃｕｔ  Ｔｉｍｅに所定時間を設定する。ここにいう判定無効時間とは、図３（Ａ）  中に示す電源投入（時刻Ｃ１）からピックアップコイル電圧の急上昇（時刻Ａ）に至るまでの所定時間をいい、この間はピックアップコイル電圧の急上昇は生じないため、その検出を休止する。さらに電源立ち上がり検出シキイ値Ｓｌａｎｔ１として例えば１Ｖを設定する。この値は、図３（Ａ）  中の時刻Ｃ１から時刻Ｃ２の一次電源３４の投入時に生ずるピックアップコイル電圧の傾きを判断するもので、この傾きに基づいて一次電源３４の投入を検出する。さらにまた樹脂交差開始検出電圧シキイ値Ｖｏｌｔを設定する。この値は、図３（Ａ）  中の時刻Ａから時刻Ｄのピックアップコイル電圧の急上昇を検出するためのものである。さらに加えてピーク発生電圧誤差ＤＶを設定する。この値は、ピックアップコイル５２を介して検出することによりピックアップコイル電圧に含まれるノイズ成分を、ソフトウェア的に除去するためのものである。また樹脂交差促進時間ＪＴを設定する。この値は、図３（Ａ）  中の時刻Ｄから時刻Ｂまでの時間であって、融着ホーン４０への高周波加熱を継続することによって樹脂を交差させ高い融着力を発揮させるためのものである。
【００３９】
次に、ステップＳ１１３において、前述した補正基本データの設定値の取り込みを行う。つまり、ピックアップコイル電圧の位相遅れ時間ＰＤＴと補正係数Ｋとを図２に示す外部記憶装置６６ｃまたは操作部６４から読み込む。ここにいう位相遅れ時間ＰＤＴおよび補正係数Ｋは、先に説明した通りであり、例えば位相遅れ時間ＰＤＴは０．２秒、補正係数Ｋは０．４に設定される。
【００４０】
引き続き、ステップＳ１１４においてデータ初期値を設定する。ここでは、最大電圧Ｐｅｅｋ  Ｖｏｌｔ  を０に、最大電圧発生時間Ｐｅｅｋ  Ｔｉｍｅ  を０に、経過時間Ｔを０、即ちリセットに、それぞれ設定する。そして、図１に示す一次電源３４の投入により高周波発振器３３への通電を開始（Ｓ１１６）することにより、高周波コイル３２から発せられる高周波によって融着ホーン４０の加熱を始める。次いでタイマーＴのカウントをスタートし（Ｓ１１８）、スタートタイムをＴに設定する（Ｓ１２０）。その後、現在のピックアップコイル電圧Ｖ（Ｔ）から遅延時間を与えたピックアップコイル電圧Ｖ（Ｔ−ＤＴ）を減算した値が、上述したステップＳ１１２にて設定した電源立ち上がり検出シキイ値Ｓｌａｎｔ１未満か否かを判断する（Ｓ１２２）。そして、減算値がＳｌａｎｔ１未満、即ち一次電源３４の投入が確認されるまでは（Ｓ１２２がＹｅｓ）、ステップＳ１２０に戻りスタートタイムをＴに設定し直す。他方、減算値がＳｌａｎｔ１越えて一次電源３４の投入が確認されたならば（Ｓ１２２がＮｏ）、ステップＳ１２３において一次電源３４による電源電圧の初期値を取り込む。
【００４１】
ステップＳ１２３では、前述したように補正計算の基準値となる一次電源３４の電源電圧を初期値ＶＰＳ（０）として取り込む。このように、投入後の一次電源３４の電圧を測定することによって、高周波発振器３３の通電に伴う電源負荷変動による電圧変動の影響を受けることのない電圧を初期値ＶＰＳ（０）として得ることができる。したがって、前述した補正計算をより正確に行うことができる。電源電圧を初期値ＶＰＳ（０）として取り込んだ後は、判定無効時間Ｃｕｔ  Ｔｉｍｅが経過するまで待機する（Ｓ１２４）。
【００４２】
所定時間の判定無効時間Ｃｕｔ  Ｔｉｍｅが経過すると（Ｓ１２４がＮｏ）、図３（Ａ）  に示すピックアップコイル電圧の急上昇の検出を開始する。
なお、以下のステップにおいて検出または演算に用いられるピックアップコイル補正電圧Ｖ（Ｔ）は、図７に示すピックアップコイル電圧補正サブルーチンによって予め補正されたものである。つまり、図４に示すステップＳ１４に対応する図７のステップＳ１５０では、電源電圧ＶＰＳ（Ｔ）とピックアップコイル電圧ＰＶ（Ｔ）の読み込みが行われる。また図４に示すステップＳ１６に対応する図７のステップＳ１５２では、時刻Ｔから位相遅れ時間だけ遡った時刻（Ｔ−ＰＤＴ）の電源電圧ＶＰＳから電源電圧の初期値ＶＰＳ（０）を引いたもの、即ち電源電圧の変動幅を求め、この電源電圧の変動幅に補正係数Ｋを掛けたものを時刻Ｔにおけるピックアップコイル電圧ＰＶから減算することによって、ピックアップコイル補正電圧Ｖ（Ｔ）を算出する。このようにして算出されたピックアップコイル補正電圧Ｖ（Ｔ）が、ステップＳ１２５およびステップＳ１２９のピックアップコイル電圧補正サブルーチンによって得られる。
【００４３】
ステップＳ１２６では、現在のピックアップコイル補正電圧Ｖ（Ｔ）から遅延を与えたピックアップコイル補正電圧Ｖ（Ｔ−ＤＴ）を減算した値が、測定された最大電圧Ｐｅｅｋ  Ｖｏｌｔ  を越えたか否かを判断する。ここで、減算値が、最大電圧Ｐｅｅｋ  Ｖｏｌｔ  を越えたときには（Ｓ１２６がＹｅｓ）、最大電圧値としてこの減算値を設定する（Ｓ１２８）。即ち現在のピックアップコイル補正電圧Ｖ（Ｔ）と遅延を与えたピックアップコイル補正電圧Ｖ（Ｔ−ＴＤ）との差分のうちで、最も大きな値を最大電圧Ｐｅｅｋ  Ｖｏｌｔ  として設定するのである。
【００４４】
次いでステップＳ１３０では、現在のピックアップコイル補正電圧Ｖ（Ｔ）から遅延を与えたピックアップコイル補正電圧Ｖ（Ｔ−ＴＤ）と、上述したノイズを除去するためのピーク発生電圧誤差ＤＶとを減算した値が、最大電圧Ｐｅｅｋ  Ｖｏｌｔ  を越えるか否かを判断する。ここで、減算値が、最大電圧Ｐｅｅｋ  Ｖｏｌｔ  を越えたときには（Ｓ１３０がＹｅｓ）、最大電圧の発生した時刻Ｐｅｅｋ  Ｔｉｍｅ  を現時刻Ｔに設定する（Ｓ１３２）。即ち、ノイズによる誤差に左右されないように最大電圧発生時間Ｐｅｅｋ  Ｔｉｍｅ  を設定する。
【００４５】
ステップＳ１３４では、測定された最大電圧Ｐｅｅｋ  Ｖｏｌｔ  が、図３（Ａ）  中の時刻Ａから時刻Ｄのピックアップコイル補正電圧の急上昇を検出するため、前述したステップＳ１１２により設定した樹脂交差開始検出電圧シキイ値Ｖｏｌｔ未満か否かを判断する。ここで、検出した最大電圧Ｐｅｅｋ  Ｖｏｌｔ  が、樹脂交差開始検出電圧シキイ値Ｖｏｌｔ未満のとき、即ちピックアップコイル補正電圧が急上昇する以前であれば（Ｓ１３４がＹｅｓ）、ステップＳ１２５に戻って最大電圧Ｐｅｅｋ  Ｖｏｌｔ  の検出を継続する。他方、検出した最大電圧Ｐｅｅｋ  Ｖｏｌｔ  が、樹脂交差開始検出電圧シキイ値Ｖｏｌｔ以上のとき、即ちピックアップコイル補正電圧が急上昇したときには（Ｓ１３４がＮｏ）、現在の時刻Ｔから最大電圧の発生した時刻Ｐｅｅｋ  Ｔｉｍｅ  を引いた値が、前述したステップＳ１１２により設定した樹脂交差促進時間ＪＴ未満か否かを判断する（Ｓ１３６）。ここで、この樹脂交差促進時間ＪＴを経過、即ち図３（Ａ）  に示す時刻Ｄから時刻Ｂまで図１に示す融着ホーン４０への高周波加熱を継続すると（Ｓ１３６がＮｏ）、高周波発振器３３の通電を終了して（Ｓ１３８）、全ての処理を完了する。
【００４６】
以上説明したように本実施形態によると、高周波コイル３２に接続された高周波発振器３３を駆動する一次電源３４の電圧変動（ＶＰＳ（Ｔ−ＰＤＴ）−ＶＰＳ（０））に基づいて、融着ホーン４０に巻回されたピックアップコイル５２のピックアップコイル電圧ＰＶ（Ｔ）を補正し、ピックアップコイル補正電圧Ｖ（Ｔ）を得る。このため、一次電源３４の電圧ＶＰＳに「ゆらぎ」等が含まれていても、その「ゆらぎ」等の影響を受けない良好なピックアップコイル電圧Ｖを求めることができる。これにより、融着装置が設置される工場構内等の電源環境が良好ではない場合であっても、高周波発振器３３の一次電源３４の電圧変動の有無に拘らず熱可塑性樹脂の加熱状態を正確に検出し得る効果がある。したがって、良好ではない電源環境下でも、融着ホーン４０の適切な温度管理ができるため、最適なアンカー効果、即ち最も高い融着力を発揮する熱可塑性樹脂の高周波融着を可能にし得る効果がある。
【００４７】
また、本実施形態によると、整流器３６により検出した高周波発振器３３の一次電源３４の電圧に基づいて、整流器５４により検出したピックアップコイル５２のピックアップコイル電圧をシーケンサ６０によって補正する。このため、一次電源３４の「ゆらぎ」等による高周波発振器３３の出力に強弱が生じても、高周波出力の変動要因である一次電源３４の電圧変動に基づいてピックアップコイル５２のピックアップコイル電圧値を補正することができる。これにより、高周波発振器３３の一次電源３４の電圧変動の有無に拘らず所定の熱可塑性樹脂の加熱状態を正確に検出し得る効果がある。したがって、良好ではない電源環境下であっても、融着ホーン４０の適切な温度管理ができるため、最も高い融着力を発揮する熱可塑性樹脂の高周波融着を可能にし得る効果がある。
【００４８】
さらに、本実施形態によると、融着装置において、整流器３６により検出した高周波発振器３３の一次電源３４の電圧に基づいて、整流器５４により検出したピックアップコイル５２のピックアップコイル電圧をシーケンサ６０によって補正する。このため、一次電源３４の「ゆらぎ」等による高周波発振器３３の出力に強弱が生じても、高周波出力の変動要因である一次電源３４の電圧変動に基づいてピックアップコイル５２のピックアップコイル電圧値を補正することができる。これにより、高周波発振器３３の一次電源３４の電圧変動の有無に拘らず所定の熱可塑性樹脂の加熱状態を正確に検出し得る効果がある。したがって、良好ではない電源環境下でも、融着ホーン４０の適切な温度管理ができるため、最適なアンカー効果、即ち最も高い融着力を発揮する熱可塑性樹脂の高周波融着装置を提供し得る効果がある。
【００４９】
本実施形態では、２枚以上の熱可塑性樹脂（例えば、ＰＰ樹脂２０，カーペット１０）を融着し得る他、熱可塑性樹脂と熱可塑性樹脂以外の被融着材（例えば、起毛材、布材）とを融着することができる。
【００５０】
【発明の効果】
請求項１の発明では、高周波発生コイルに接続された高周波発振器を駆動する電源電圧の変動による高周波電力の強弱が検出コイルの高周波誘導電圧の変動として現れるまでの時間だけ遡った時刻における電源電圧の初期電圧値に対する変動量を求め、この変動量に基づく補正値を、高周波発生コイルから検出コイルに誘導した高周波誘導電圧値から減算することにより高周波誘導電圧値を補正し、この補正された高周波誘導電圧値に基づいて熱可塑性樹脂の加熱状態を検出する。これにより、高周波発振器の電源電圧変動に伴う高周波電力の強弱が生じても、電源電圧の変動量に基づき電源電圧に対する高周波誘導電圧の位相遅れ時間だけ遡って検出コイルの高周波誘導電圧値を補正することができる。したがって、高周波発生源の電源電圧変動の有無に拘らず熱可塑性樹脂の加熱状態を検出し得る効果がある。
【００５３】
請求項２の発明では、高周波発生コイルに接続された高周波発振器の駆動電源電圧を検出する第１の検出器と、高周波発生コイルから融着ホーンに巻回された検出コイルに誘導した高周波誘導電圧を検出する第２の検出器と、高周波発振器の駆動電源電圧に基づいて高周波誘導電圧を補正する演算装置とを備え、演算装置は、第１の検出器により検出された駆動電源電圧の変動が第２の検出器により検出された高周波誘導電圧の変動として現れるまでの時間だけ遡った時刻における電源電圧の初期電圧値に対する変動量を求め、この変動量に基づく補正値を、第２の検出器により検出された高周波誘導電圧値から減算することにより当該高周波誘導電圧値を補正し、この補正された高周波誘導電圧値に基づいて熱可塑性樹脂の加熱状態を検出する。即ち、第１の検出器により検出した高周波発振器の駆動電源電圧に基づいて、第２の検出器により検出した検出コイルの高周波誘導電圧を演算装置によって補正する。これにより、高周波発振器の電源電圧変動に伴う高周波電力の強弱が生じても、電源電圧の変動量に基づき電源電圧に対する高周波誘導電圧の位相遅れ時間だけ遡って検出コイルの高周波誘導電圧値を補正することができる。したがって、高周波発生源の電源電圧変動の有無に拘らず熱可塑性樹脂の加熱状態を検出し得る効果がある。したがって、高周波発生源の電源電圧変動の有無に拘らず所定の高周波誘導加熱度を検出し得る効果がある。
【００５４】
請求項３の発明では、第３の検出器により検出した高周波発生コイルの出力電圧に基づいて、第２の検出器により検出した検出コイルの高周波誘導電圧を演算装置によって補正する。これにより、電源電圧の変動或いはその他の要因による高周波発振器の高周波電力の強弱が生じても、高周波発生コイルの出力電圧に基づいて検出コイルの高周波誘導電圧値を補正することができる。したがって、高周波発生源の電源電圧変動のみならず、他の外的或いは内的要因によって高周波発振器の高周波電力の強弱が生じても、それらの有無に拘らず所定の高周波誘導加熱度を検出し得る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による融着装置の構成を示す模式的説明図である。
【図２】本実施形態による融着装置のシーケンサの概略構成を示すブロック図である。
【図３】図３（Ａ）  は本実施形態の融着装置により検出されたピックアップコイル電圧を示す特性図であり、図３（Ｂ）  は図３（Ａ）  中のＦ部を拡大した説明図である。
【図４】本実施形態によるピックアップコイル電圧の補正処理を示すフローチャートである。
【図５】図５（Ａ）  は本実施形態によるピックアップコイル電圧の補正処理後のピックアップコイル電圧を示す特性図であり、図５（Ｂ）  は当該補正処理前のピックアップコイル電圧を示す特性図である。
【図６】本実施形態の融着装置による融着制御処理を示すフローチャートである。
【図７】図６に示す融着制御処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０    カーペット        （熱可塑性樹脂）
１６    ＰＥバッキング    （熱可塑性樹脂）
２０    ＰＰ樹脂          （熱可塑性樹脂）
３０    押圧型
３２    高周波コイル      （高周波発生コイル）
３３    高周波発振器
３４    一次電源
３６    整流器            （第１の検出器）
４０    融着ホーン
５２    ピックアップコイル（検出コイル）
５４    整流器            （第２の検出器）
６０    シーケンサ        （演算装置）
【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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【図７】
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