(57)【要約】【課題】本発明の目的は、低スループットの期間中に、接着剤の温度を自動的に低下させて、接着剤を塗布温度に保持することによって生じる接着剤の劣化を低減するように構成されている接着剤吐出システムを提供することである。【解決手段】本システムのコントローラーは、充填システムによる本システムへの接着剤の直近の供給から設定閾値時間が経過するまで、ヒーターユニットを動作させて、ユニット設定点温度を維持して接着剤を加熱及び溶融させる。接着剤の直近の供給からの経過時間が設定閾値時間を超えると、ヒーターユニットの温度を低下させ、接着剤の温度を低下させる。この温度の低下は、劣化及び脱ガスを最小限に抑えるには十分に大きいが、接着剤の新たな供給が行われた後で迅速なウォームアップ時間を可能にするには十分に小さい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接着剤吐出システムによって接着剤を吐出する方法であって、該方法は、
前記接着剤を溶融させて塗布温度に加熱するのに十分なユニット設定点温度を維持するように、ヒーターユニットを動作させることと、
前記接着剤吐出システムが接着剤の供給を必要としていることを判断することと、
接着剤を前記接着剤吐出システムに供給するように、充填システムを作動させることと、
前記充填システムの直近の作動後に第１の設定閾値時間が経過したか否かを判断することと、
前記第１の設定閾値時間が経過したら、前記ヒーターユニットの温度を前記ユニット設定点温度未満に低下させながら、前記ヒーターユニットを動作させ続けることと、
を含む、方法。
【請求項２】
前記充填システムが作動させられるときに、前記ヒーターユニットの温度を前記ユニット設定点温度に戻すように上昇させることを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法であって、前記接着剤吐出システムは、前記ヒーターユニットから加熱された接着剤を受け取るように構成されている貯留槽と、該貯留槽に関連付けられる加熱装置とを備え、該方法は、
前記ヒーターユニットの温度が低下する前において、前記接着剤を前記塗布温度に維持する貯留槽設定点温度を維持するように、前記加熱装置を動作させることと、
前記ヒーターユニットの温度が低下した後で前記貯留槽設定点温度を維持するように、前記加熱装置を動作させ続けることであって、それによって、前記接着剤を前記塗布温度に戻すウォームアップ時間が最小限に抑えられるように前記接着剤吐出システム内の前記接着剤の温度変化を制限する、前記ヒーターユニットの温度が低下した後で前記貯留槽設定点温度を維持するように、前記加熱装置を動作させ続けることと、
を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ヒーターユニットの温度を低下させること及び前記加熱装置を動作させ続けることによって前記ヒーターユニットの温度変化が約１０℃になる、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記充填システムの直近の作動後に第２の設定閾値時間が経過したか否かを判断することと、
前記第２の設定閾値時間が経過したら、前記加熱装置の温度を前記貯留槽設定点温度未満に低下させながら、前記加熱装置を動作させ続けることであって、それによって、前記接着剤吐出システム内の前記接着剤の温度を更に低下させるとともに前記充填システムの作動後に前記接着剤の温度の段階的な低下を提供する、前記加熱装置の温度を前記貯留槽設定点温度未満に低下させながら、前記加熱装置を動作させ続けることと、
を更に含む、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法であって、該方法は、前記充填システムが作動させられるときに、
前記ヒーターユニットの温度を前記ユニット設定点温度に戻すように上昇させることと、
前記加熱装置の温度を前記貯留槽設定点温度に戻すように上昇させることと、
を更に含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記ヒーターユニットの温度の前記ユニット設定点温度未満への直近の低下後に設定再加熱閾値時間が経過したか否かを判断することと、
前記設定再加熱閾値時間が経過したら、前記ヒーターユニットの温度を前記ユニット設定点温度に戻すように上昇させることと、
を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記充填システムの充填の作動と作動との間の平均サイクル時間を監視することと、
前記平均サイクル時間に基づいて前記第１の設定閾値時間及び前記設定再加熱閾値時間を調整することと、
を更に含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記ヒーターユニットの温度が前記ユニット設定点温度に上昇して戻った後で前記第１の設定閾値時間が再び経過したか否かを判断することと、
前記第１の設定閾値時間が再び経過したら、前記ヒーターユニットの温度を前記ユニット設定点温度未満に低下させることと、
前記充填システムが再び作動されるまで、前記設定再加熱閾値時間及び前記第１の設定閾値時間によって規定される間隔に従って前記ヒーターユニットの温度を上昇及び低下させることを繰り返すことであって、それによって、前記ヒーターユニットに、前記ユニット設定点温度と、該ユニット設定点温度未満に低下した温度との間で定期的な周期をとらせる、前記ヒーターユニットの温度を上昇及び低下させることを繰り返すことと、
を更に含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記充填システムの直近の作動後に設定待機閾値時間が経過したか否かを判断することと、
待機モードの間に前記接着剤への熱エネルギーの印加を停止するように、前記ヒーターユニットをオフにすることによって該待機モードを起動することであって、該待機モードを起動することによって、前記ユニット設定点温度と前記低下した温度との間の前記ヒーターユニットの定期的な周期が終了する、待機モードを起動することと、
を更に含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記充填システムの直近の作動後に設定待機閾値時間が経過したか否かを判断することと、
待機モードの間に前記接着剤への熱エネルギーの印加を停止するように、前記ヒーターユニットをオフにすることによって該待機モードを起動すること、
を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記接着剤吐出システム内の接着剤のレベルが、充填がまもなく必要となることを示す閾値未満に低下したことを判断することと、
前記接着剤吐出システム内の前記接着剤のレベルが前記閾値未満に低下したら、前記ヒーターユニットの温度を前記ユニット設定点温度に戻すように上昇させることであって、それによって、前記充填システムを作動させる前に前記接着剤を温める、前記ヒーターユニットの温度を前記ユニット設定点温度に戻すように上昇させることと、
を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記動作させるステップ、前記判断するステップ、前記作動させるステップ、前記判断するステップ及び前記続けるステップを行うように、前記接着剤吐出システムを用いることを更に含み、前記接着剤吐出システムは、
前記ヒーターユニットと、
該接着剤吐出システム内の接着剤のレベルを検出するレベルセンサーと、
前記充填システムと、
前記接着剤のレベルが充填閾値未満であることを前記レベルセンサーが検出すると、前記充填システムを作動して前記接着剤を供給するように構成されているコントローラーであって、前記ヒーターユニットを動作させるようにも構成されている、コントローラーと、
前記コントローラーに動作可能に連結されているとともに、前記充填システムの直近の作動からの経過時間を追跡するように構成されているタイマーであって、それによって、前記コントローラーが、該タイマーによって追跡された前記経過時間が前記第１の設定閾値時間を超えると前記ヒーターユニットの温度を低下させる、タイマーと、
を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
接着剤吐出システムであって、
接着剤を溶融させて塗布温度に加熱するように構成されているヒーターユニットと、
前記ヒーターユニットによって溶融及び加熱される残りの接着剤のレベルを検出するレベルセンサーと、
前記接着剤を前記ヒーターユニットに供給するように動作可能な充填システムと、
前記接着剤のレベルが充填閾値未満であることを前記レベルセンサーが検出すると、前記充填システムを作動して前記接着剤を供給するように構成されているコントローラーであって、前記ヒーターユニットを動作させ、前記接着剤を溶融させて前記塗布温度に加熱するのに十分なユニット設定点温度を維持するようにも構成されている、コントローラーと、
前記コントローラーに動作可能に連結されているとともに、前記充填システムの直近の作動からの経過時間を追跡するように構成されているタイマーであって、それによって、前記コントローラーが、該タイマーによって追跡された前記経過時間が第１の設定閾値時間を超えると前記ヒーターユニットの温度を低下させながら前記ヒーターユニットを動作させ続ける、タイマーと、
を備える、接着剤吐出システム。
【請求項１５】
前記コントローラーは、前記充填システムの各作動後に前記タイマーをリセットするように構成されており、この結果として、前記経過時間が前記第１の設定閾値時間を再び超えるまで前記ヒーターユニットの温度を前記ユニット設定点温度に上昇させて戻すように、前記ヒーターユニットが動作する、請求項１４に記載の吐出システム。
【請求項１６】
前記ヒーターユニットから溶融した接着剤を受け取るように位置決めされている貯留槽と、
熱エネルギーを前記貯留槽内の前記溶融した接着剤に印加するように構成されている加熱装置であって、前記コントローラーは、該加熱装置を動作させて、前記接着剤を前記貯留槽内で前記塗布温度に維持する貯留槽設定点温度を維持するように構成されている、加熱装置と、
を更に備える、請求項１４に記載の吐出システム。
【請求項１７】
前記コントローラーは、前記ヒーターユニットの温度が低下した後で、前記加熱装置を動作させて前記貯留槽設定点温度を維持し続け、それによって、接着剤を前記ヒーターユニットに供給するよう前記充填システムが作動した後で前記接着剤を前記塗布温度に戻すウォームアップ時間を最小限に抑える、請求項１６に記載の吐出システム。
【請求項１８】
前記コントローラーは、前記充填システムの直近の作動後に第２の設定閾値時間が経過したか否かを判断するように構成されており、また、前記第２の設定閾値時間が経過したら、前記加熱装置の温度を低下させながら該加熱装置を動作させ続けるように構成されており、それによって、前記接着剤の段階的な温度の低下を提供する、請求項１６に記載の吐出システム。
【請求項１９】
前記レベルセンサーは、前記接着剤のレベルが、前記充填システムからの供給がまもなく必要となることを示す閾値未満に低下すると、前記コントローラーに第１の表示を提供し、前記接着剤のレベルが前記充填システムからの即時の供給を必要とするレベル未満に低下すると前記コントローラーに第２の表示を提供するように構成されており、前記コントローラーは、前記第２の表示を受け取る前に、前記第１の表示を前記レベルセンサーから受け取ると前記ヒーターユニットの温度を前記ユニット設定点温度に上昇させて戻し、前記接着剤を先制的に加熱し直す、請求項１４に記載の吐出システム。
【請求項２０】
前記コントローラーは、前記充填システムの直近の作動後に設定待機閾値時間が経過したか否かを判断するように構成されており、また、前記ヒーターユニットをオフにすることによって待機モードを起動し、該待機モードの間に前記接着剤への熱エネルギーの印加を停止するように構成されている、請求項１４に記載の吐出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包括的には接着剤吐出システムに関し、より詳細には、接着剤吐出システムにおいて接着剤を溶融させるヒーターユニットとともに用いられる制御構成部材及び制御方法に関する。
【０００２】
［関連出願の相互参照］
本願は、２０１２年１０月２５日に出願された米国仮特許出願第６１／７１８，３１１号（係属中）の利益を主張し、この出願の開示は引用することによりその全体が本明細書の一部をなす。
【背景技術】
【０００３】
加熱された接着剤を供給する従来の吐出システム（すなわち、ホットメルト接着剤吐出システム）は、概して、接着剤を固体形態又は液体形態で受け取る入口と、接着剤を加熱及び／又は溶融させる、入口と連通しているヒーターグリッドと、加熱された接着剤をヒーターグリッドから受け取る、ヒーターグリッドと連通している出口と、加熱された接着剤の出口を通した吐出を駆動及び制御する、ヒーターグリッド及び出口と連通しているポンプとを備える。１本又は複数本のホースも出口に接続し、加熱された接着剤の吐出を、ポンプの下流に位置付けられる接着剤吐出ガン又はモジュールに方向付けることができる。さらに、従来の吐出システムは概して、コントローラー（例えばプロセッサ及びメモリ）と、吐出システムとのユーザーインターフェースを提供するようにコントローラーに電気的に接続されている入力制御部とを備える。コントローラーは、加熱された接着剤の吐出を制御するように、ポンプ、ヒーターグリッド、及び／又は吐出システムの他の構成部材と連通している。
【０００４】
従来のホットメルト接着剤吐出システムは通常、受け取った接着剤を溶融させるとともに、接着剤を高温の塗布温度に加熱してからこの加熱された接着剤を吐出するのに十分な温度範囲で動作する。接着剤吐出システムは、ガン（複数の場合もある）及びモジュール（複数の場合もある）からの加熱された接着剤の要求が満たされることを確実にするために、溶融接着剤の所定の最大流量を発生させることができるように設計されている。従来から、スループット要件が（例えば最高約９．１ｋｇ／時（２０ｌｂ／時）以上にまで）増大するにつれて、接着剤吐出システムでは、溶融接着剤の最大流量を供給することができることを確実にするために、ヒーターグリッドのサイズ、並びにヒーターグリッドに連結しているホッパー及び貯留槽のサイズが増大してきている。
【０００５】
しかし、大型のホッパー及び貯留槽では、接着剤吐出システム内で大量のホットメルト接着剤が高温の塗布温度で保持されることになる。このホットメルト接着剤の高温の塗布温度での保持によって、ホットメルト接着剤を、最大流量の間に約１時間〜２時間だけ高温に保つことはできるが、ほとんどの従来の接着剤吐出システムは、最大流量で連続的に動作することはない。このために、接着剤吐出システムは通常、長期間、製造ラインが使用されず、溶融接着剤の要求がゼロであるか又は最大流量よりも少ない状態で動作する。これらの動作期間中、大量のホットメルト接着剤は長期間高温の塗布温度で保持され得るが、このことは、接着剤の劣化及び／又は炭化（charring）、接着剤の結合特性に対する悪影響、接着剤吐出システムの詰まり、及び／又は更なるダウンタイムにつながる可能性がある。
【０００６】
接着剤において生じる劣化を回避するか又は劣化の程度を低減するために、幾つかの従来の接着剤吐出システムは待機モードを含んでいる。待機モードは、起動されると、吐出システムの構成部材によって印加される熱エネルギーをオフにし、それによって、吐出システム内の接着剤の温度を低下させる。待機モードは、コントローラーにおいてガン又はモジュールから受け取った入力に基づいて起動され、この入力は、ガン又はモジュールからコントローラーに戻るように延在する１本又は複数本の付加的なワイヤー又はケーブルを設けることを必要とする。この付加的な配線は、見た目を悪くする可能性があり、ガン又はモジュールの動作中にワイヤー接続部が周囲の構造体に引っかかるリスクを増す。さらに、吐出システムは一般的に、吐出システムが或る期間の間待機モードであった後に、吐出システム内の接着剤を高温の塗布温度に戻すには、比較的時間のかかる（５分〜３０分）ウォームアップ時間を必要とする。システムをウォームアップさせるときのこれらの付加的な遅延はエンドユーザーにとっては望ましくない。その結果、ほぼ全てのエンドユーザーが、従来の接着剤吐出システムにおいて利用可能な待機モードを使用しない。このとき、この待機モードは、接着剤吐出システムが長期間非アクティブである間の劣化を回避するように設けられる機構でしかなくなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
これらのような理由から、接着剤の劣化を更に低減する制御プロセスを含む、改良されたホットメルト接着剤吐出システムが望ましい。
【０００８】
本発明の一実施形態によれば、接着剤吐出システムによって接着剤を吐出する方法が実行される。本方法は、接着剤を溶融させて塗布温度に加熱するのに十分なユニット設定点温度を維持するようにヒーターユニットを動作させることを含む。本方法はまた、接着剤吐出システムが接着剤の供給を必要としているか否かを判断することと、次に接着剤を接着剤吐出システムに供給するように充填システムを作動させることとを含む。接着剤の供給後、充填システムの直近の作動後に第１の設定閾値時間が経過したか否かを判断する。直近の作動から第１の設定閾値時間が経過した場合、ヒーターユニットを動作させ続けながら、ヒーターユニットの温度をユニット設定点温度未満に低下させる。これによって、接着剤が接着剤吐出システム内で保持される温度が低下する。
【０００９】
一態様では、本方法はまた、充填システムが作動されるとヒーターユニットの温度をユニット設定点温度に戻るように上昇させることを含む。充填システムの作動時にタイマーをリセットすることができ、タイマーは、直近の接着剤の供給から第１の設定閾値時間を超えているか否かを判断するのに用いられる。その結果、長期間比較的非アクティブであること又は低スループットであることによって自動的に接着剤が冷却され、これによって、接着剤の劣化速度が低下し、接着剤吐出システム内の接着剤／空気界面における脱ガスが最小限に抑えられる。
【００１０】
接着剤吐出システムは、ヒーターユニットから加熱された接着剤を受け取るように構成されている貯留槽も備えることができ、貯留槽は加熱装置を含む。これらの状況では、本方法は、第１の設定閾値時間が経過する前及び第１の設定閾値時間が経過した後の双方で、貯留槽内の接着剤の温度を維持する貯留槽設定点温度を維持するように加熱装置を動作させることを含むこともできる。その結果、ヒーターユニットの温度低下によって生じるヒーターユニットの接着剤の温度変化が（例えば約１０℃に）制限され、このことによって、このスマートメルト状態からのウォームアップ時間を短縮することが可能となる。このために、ヒーターユニットのウォームアップ時間を、ヒーターユニットがスマートメルト状態から戻るときに吐出動作が遅延なく即座に進行するほど短くすることができる。
【００１１】
代替的には、タイマーを用いて、充填システムの直近の作動後に第２の設定閾値時間が経過したか否かを判断することができる。第２の設定閾値時間が経過したら、加熱装置を動作させ続けながら、貯留槽の温度を低下させることもでき、これによって、接着剤吐出システム内の接着剤の温度変化が増して接着剤の劣化を更に低減する。例えば、接着剤の全体的な温度変化は、そのような構成では更に５℃であるものとすることができる。貯留槽における温度の低下は、ヒーターユニットにおける温度の低下から時間的にオフセットされ、接着剤の温度の段階的な低下を提供することができる。ヒーターユニットにおける温度の低下は、定期的な周期をとり、充填システムにおいて接着剤の新たな供給が作動される前に接着剤を先制的に温め直すこともできる。
【００１２】
別の態様では、接着剤吐出システムでは、スマートメルトモードに待機モードを伴うこともできる。このために、充填システムの直近の作動後に設定待機閾値時間が経過したか否かを時間によって判断することができる。この設定待機閾値時間は通常、スマートメルトモードが起動されるときを判断する第１の設定閾値時間よりも大幅に長い。設定待機閾値時間が経過したら、ヒーターユニットをオフにすることによって待機モードが起動され、接着剤吐出システムへの次の接着剤の供給まで接着剤への熱エネルギーの印加が停止される。したがって、待機モードの利点をスマートメルトモードと組み合わせることによっても、接着剤吐出システムへの接着剤の充填又は供給に基づいて制御される接着剤吐出システムの改善された動作を可能にすることができる。
【００１３】
別の実施形態では、接着剤吐出システムが、接着剤を塗布温度に加熱するように構成されているヒーターユニットと、ヒーターユニットによって溶融及び加熱される残りの接着剤のレベルを検出するレベルセンサーと、接着剤をヒーターユニットに供給するように動作可能な充填システムとを備える。コントローラーは、接着剤のレベルが充填閾値未満であることをレベルセンサーが検出すると、充填システムを作動して接着剤を接着剤吐出システムに供給するように構成されている。コントローラーはまた、ヒーターユニットを動作させ、接着剤を溶融させて塗布温度に加熱するのに十分なユニット設定点温度を維持するようにも構成されている。タイマーが、コントローラーに動作可能に連結されているとともに、充填システムの直近の作動からの経過時間を追跡するように構成されている。コントローラーは、経過時間が第１の設定閾値時間を超えるとヒーターユニットの温度を低下させながらヒーターユニットを動作させ続ける。これに関して、スマートメルトプロセスは、低スループットの期間中に、接着剤吐出システムからの接着剤の劣化及び炭化を低減することを可能にする。
【００１４】
本発明のこれらの目的及び利点並びに他の目的及び利点は、図面と併せて読まれる本明細書における以下の詳細な説明においてより容易に明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の１つの実施形態による接着剤吐出システムの概略的なブロック図である。
【図２】図１の接着剤吐出システムに含まれるメルトサブアセンブリの正面断面図である。
【図３】接着剤吐出システムとともに用いられる方法の第１の実施形態による、図１の接着剤吐出システムのコントローラーによって行われる一連の動作を示すフローチャートである。
【図４】高容量スループットの期間中に図３の一連の動作を行う、図１の接着剤吐出システムの充填システム及びヒーターユニットの動作状態を示す時間グラフである。
【図５】低容量スループットの期間中に図３の一連の動作を行う、図１の接着剤吐出システムの充填システム及びヒーターユニットの動作状態を示す時間グラフである。
【図６】接着剤吐出システムとともに用いられる方法の別の実施形態による、図１の接着剤吐出システムのコントローラーによって行われる一連の動作を示すフローチャートである。
【図７】高容量スループットの期間中に図６の一連の動作を行う、図１の接着剤吐出システムの充填システム、ヒーターユニット及び貯留槽の動作状態を示す時間グラフである。
【図８】低容量スループットの期間中に図６の一連の動作を行う、図１の接着剤吐出システムの充填システム、ヒーターユニット及び貯留槽の動作状態を示す時間グラフである。
【図９】接着剤吐出システムとともに用いられる方法のまた別の実施形態による、図１の接着剤吐出システムのコントローラーによって行われる一連の動作を示すフローチャートである。
【図１０】図９の一連の動作を行う、図１の接着剤吐出システムの充填システム及びヒーターユニットの動作状態を示す時間グラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本明細書に援用されるとともに本明細書の一部を構成する添付の図面は、本発明の実施形態を示し、上記の本発明の概説とともに、以下に示す実施形態の詳細な説明は本発明の原理を説明する役割を果たす。
【００１７】
図１及び図２を参照すると、本発明の１つの実施形態による接着剤吐出システム１０が示されている。接着剤吐出システム１０は、スマートメルトヒーター制御プロセスを用いることによって吐出動作を最適化し、低スループットの期間中に吐出システム１０内に保持されるホットメルト接着剤の温度を低下させるように構成されている。この温度の低下は、吐出システム１０内のホッパー１２を充填する頻度に基づいて自動的に作動され、それによって、低スループットの期間中の接着剤の劣化速度を大幅に低減する。その上、吐出動作に戻るのに時間のかかるウォームアップ時間を必要とする待機モード手順とは異なり、スマートメルトヒータープロセスによって行われる接着剤の温度の低下は、温度の低下後の吐出動作への急速な又は即時のウォームアップを可能にするように調整される。加えて、待機モードを、長期の低スループット時間が経過した後で依然として用いることができるが、スマートメルトヒータープロセスは、以下で更に詳細に説明するように、待機モードが必要になるまでのほとんどの時間、劣化の可能性を低減する。したがって、ホットメルト接着剤を長期間高温の塗布温度で保持することによって生じる劣化が、いかなる付加的な配線も、又は吐出システム１０のエンドユーザーが措置を取る必要もなく低減される。
【００１８】
スマートメルトヒーター制御プロセスに関連する特定の動作及び機能を記載する前に、例示的な接着剤吐出システム１０の簡単な説明を以下で提供する。接着剤吐出システム１０のこの例示的な実施形態は、有利なスマートメルトヒーター制御プロセスを行うために用いることができる構造的な構成部材を説明するのに幾分詳細に記載されるが、本発明の制御プロセスは、本発明の範囲から逸脱することなく、異なる構成部材の構成を有する接着剤吐出システムとともに用いてもよいことが認識されるであろう。特に図１を参照すると、例示的な接着剤吐出システム１０は、上述したホッパー１２と、レベルセンサー１６と、ホッパー１２から接着剤を受け取るヒーターユニット１８と、ヒーターユニット１８から接着剤を受け取る貯留槽／マニホルド２０とを有するメルトサブアセンブリ１４を備えることができる。メルトサブアセンブリ１４は、貯留槽／マニホルド２０からディスペンサーガン２４又はモジュールに加熱された接着剤を送るように構成されているポンプ２２も備える。メルトサブアセンブリ１４のこれらの要素のそれぞれを以下で更に詳細に説明する。接着剤吐出システム１０は、接着剤吐出システム１０内の接着剤のレベルが低くなると固体又は半固体の接着剤をホッパー１２に送りホッパー１２を充填するように動作可能な充填システム２６も備える。したがって、ヒーターユニット１８及びポンプ２２が溶融接着剤を基材上に吐出するガン２４に供給するように動作すると、ホッパー１２は定期的に空になり、これが生じると、充填システム２６は接着剤を定期的に供給して接着剤吐出システム１０を充填する。
【００１９】
図１に示されている接着剤吐出システム１０は、吐出システム１０の種々の構成部材を動作させるコントローラー２８も備える。図１の接続線によって示されているように、コントローラー２８は、充填システム２６、レベルセンサー１６、ポンプ２２、並びにヒーターユニット１８及び貯留槽／マニホルド２０内の加熱装置（図１には示さず）に動作可能に接続されている。コントローラー２８は、プロセッサとメモリ（図示せず）とを含み、メモリ内にあり、プロセッサによって実行されるように構成されているプログラムコードも含む。以下で更に詳細に説明するように、プログラムコードは、ホッパー１２内の接着剤のレベルを監視し、充填システム２６による充填動作を作動させ、かつ、ヒーターユニット１８及び／又は貯留槽／マニホルド２０において印加される熱エネルギーを制御してメルトサブアセンブリ１４内に保持される接着剤の劣化を低減するように動作する。このために、コントローラー２８は、充填システム２６の直近の充填動作からの経過時間を測定するように構成されているタイマー３０を含むか又はタイマー３０に接続されている。その結果、コントローラー２８は、スマートメルトヒーター制御プロセスを用い、充填動作からの経過時間が閾値時間を超えるとメルトサブアセンブリ１４における接着剤の温度を低下させることができ、閾値時間を超えたことは、吐出システム１０がその時点では低スループットで動作していることを示す。この温度の低下は、スループットを再び増大させるときに高温の塗布温度への急速な又は即時のウォームアップ又は回復を可能にするほど十分に小さくもありながら、メルトサブアセンブリ１４内の接着剤の劣化速度を大幅に低減するのに十分である。スマートメルトヒーター制御プロセスは、本発明の範囲から逸脱することなく、異なる構成部材の構成を有する他のタイプの吐出システムとともに用いてもよいことが理解されるであろう。
【００２０】
図１に概略的に示されている例示的な接着剤吐出システム１０は、図２に更に詳細に示されている。接着剤吐出システム１０の構成部材の多くは、「Adhesive Dispensing Device having Optimized Reservoir and Capacitive Level Sensor」と題するClark他への同時係属中の米国特許出願第            号（弊社整理番号：ＮＯＲ−１４９６ＵＳ）にも記載されており、この開示は本明細書に引用することによりその全体が本明細書の一部をなす。
【００２１】
図２を参照すると、サイクロン分離ユニット４０をホッパー１２の上部に取り付けることができ、サイクロン分離ユニット４０はヒーターユニット１８及びホッパー１２によって貯留槽／マニホルド２０から分離されている。したがって、接着剤の概して重力によって駆動される流れが、サイクロン分離ユニット４０から、溶融させるヒーターユニット１８に、次にヒーターユニット１８から貯留槽／マニホルド２０内へ生じる。貯留槽／マニホルド２０は、ヒーターユニット１８に連結されている貯留槽４２と、ヒーターユニット１８とは反対側で貯留槽４２に連結されているマニホルド４４とを含む。このために、マニホルド４４は貯留槽４２の底面を規定する。これらの要素は図２には別個の要素として示されているが、貯留槽／マニホルド２０は代替的には一体的な部材として形成してもよいことが理解されるであろう。その上、貯留槽４２はより大きいメルトタンクによって規定されることができ、マニホルド４４は、他の実施形態では、貯留槽４２に隣接して位置付けられるのではなく、貯留槽４２から距離を置いて位置決めすることができる。例示的な実施形態のマニホルド４４は、ポンプ２２（図２には示さず）へ、及びディスペンサーガン（複数の場合もある）２４につながる１つ又は複数の出口へと延在する種々の導管を含む。要するに、メルトサブアセンブリ１４は、充填システム２６から固体の接着剤を受け取り、接着剤を溶融及び加熱し、溶融した接着剤をディスペンサーガン２４に送るように動作する。
【００２２】
引き続き図２を参照すると、サイクロン分離ユニット４０は、充填システム２６につながる入口ホース（図示せず）を通して加圧空気流によって運ばれる接着剤ペレット（pellet）を受け取る。サイクロン分離ユニット４０は、接着剤ペレット及び空気の流れを受け取り、接着剤ペレットがホッパー１２内に堆積する前にこの流れを減速させる概ね円筒形のパイプ５２を含む。ホッパー１２は、サイクロン分離ユニット４０に隣接して位置決めすることができるエンクロージャーを画定し、エンクロージャーは、ヒーターユニット１８と連通する開口底部７０を含む。接着剤吐出システム１０のこの例示的な実施形態の説明を通して「ホッパー」という用語が用いられるが、固体の接着剤を充填システム２６からヒーターユニット１８内に給送するのに代替的な構造を設けてもよいことが理解されるであろう。これに関して、ホッパー１２は、本発明の範囲に適う他の実施形態では、ヒーターユニット１８内に接着剤を給送するように構成されている任意の形状及びサイズの収納スペース若しくはチャンバーによって画定されてもよく、又は収納スペース若しくはチャンバーを代わりに用いてもよい。
【００２３】
レベルセンサー１６は、接着剤吐出システム１０内の接着剤のレベルを監視するようにホッパー１２内に設けられる。例えば、レベルセンサー１６は、ホッパー１２の外周側壁７８のうちの１つに沿って取り付けられるプレート部材７６の形態の容量レベルセンサーを含むことができる。プレート部材７６は、１つの励振電極８０を含み、ホッパー１２の側壁７８の一部又は別の側壁７８がレベルセンサー１６の第２の（接地）電極として働く。例えば、プレート部材７６は幾つかの実施形態では接地電極を含むこともできる。レベルセンサー１６は、容量レベルが励振電極８０と接地との間で変化する（例えばホッパー１２内の開スペース又は空気が、接着剤がホッパー１２内にあるときとは異なる容量を提供する）場合にプレート部材７６を用いて検出することによって、接着剤吐出システム１０内の接着剤の量又はレベルを判断する。レベルセンサー１６は、コントローラー２８に接続されており、接着剤吐出システム１０内の接着剤のレベルに対応する情報をコントローラー２８に提供する。より詳細には、図２に示されている例示的なレベルセンサー１６は、ホッパー１２内の複数の閾値レベル（例えば、充填がまもなく必要となる第１の閾値レベル、及び充填閾値とも称される第２の閾値レベルであり、第２の閾値レベルでは、充填システム２６からの充填が即座に必要とされる）を超える接着剤レベルに対応する表示を提供するように動作することができる。代替的には、レベルセンサー１６の代わりに、接着剤が特定のレベルに位置するか否かをそれぞれ感知する、コントローラー２８に接続される複数のより小さいレベルセンサー（図示せず）を用い、それによって、図２に示されているより大きいレベルセンサー１６と同様の表示を提供してもよい。レベルセンサー１６はしたがって、接着剤吐出システム１０への接着剤の供給が行われようとしているとき、及び供給が必要であるときに関する情報をコントローラー２８に提供することによって、以下で説明するスマートメルトヒーター制御プロセスの更なる改良を可能にする。
【００２４】
例示的な実施形態のヒーターユニット１８は、ホッパー１２と貯留槽４２との間のスペースにわたって延在する外周壁８８と複数の仕切り９０とを含む。これに関して、例示的な実施形態のヒーターユニット１８はヒーターグリッドの形態である。ヒーターユニット１８はしたがって、接着剤を流すように、ヒーターユニット１８を通る、仕切り９０間の複数の開口部９２を画定する。複数の開口部９２は、ヒーターユニット１８の他の実施形態では、本発明の範囲から逸脱することなく、限定はされないが外周壁８８から延在するフィン状の構造を含む、グリッド状の仕切りとは異なる構造によって画定されてもよいことが理解されるであろう。これに関して、「ヒーターユニット」１８は、本発明の他の実施形態では、接着剤を加熱するグリッド状ではない構造さえも含むことができるが、これは、ヒーターユニット１８が接着剤を接着剤吐出システム１０内で流す１つ又は複数の開口部９２を提供することが唯一必要な要件であるためである。以下で説明する例示的な実施形態に関して、ヒーターユニット１８はグリッド設定点温度（すなわち、ユニット設定点温度）で通常は動作するヒーターグリッドと称され得るが、このグリッドという用語の使用は、本発明の範囲内にあるヒーターユニット１８のこれらの代替的な構造を除外することを意図するものではない。
【００２５】
外周壁８８は、ヒーターユニット１８に挿入又は鋳造することができる抵抗ヒーター、管状ヒーター、加熱カートリッジ、又は別の同様の加熱素子等の加熱素子９６を収納するように構成されている。加熱素子９６は、コントローラー２８から信号を受信し、ヒーターユニット１８に熱エネルギーを印加し、熱エネルギーは、外周壁８８及び仕切り９０（又は上述したような加熱ユニット１８の代替的な構造）を通して伝導され、熱エネルギーは、開口部９２を通って流れる接着剤に、並びに伝導によってホッパー１２及び貯留槽４２に伝達される。ヒーターユニット１８は、ヒーターユニット１８の温度（以下の幾つかの例ではグリッド設定点温度と称される）等の動作データをコントローラー２８に提供するように構成されている１つ又は複数のセンサーも備えることができる。例えば、ヒーターユニット１８の例示的な実施形態は、ヒーターユニット１８の温度を検出する温度センサー９８を備える。温度センサー９８は、外周壁８８における温度を感知するように位置決めされ、接着剤の温度も間接的に感知することができるが、接着剤の温度はヒーターユニット１８の温度変化からは僅かに遅れをとる傾向にあることが理解されるであろう。この検出された温度は、スマートメルトヒーター制御プロセスの動作中等にヒーターユニット１８の加熱素子９６による熱エネルギーの出力を制御するのに用いることができる。複数の付加的なセンサーを、接着剤吐出システム１０の正確な動作を監視するように、ヒーターユニット１８内及びコントローラー２８と通信するためのメルトサブアセンブリ１４の種々の要素内に位置付けることができることが理解されるであろう。
【００２６】
貯留槽４２は、ヒーターユニット１８と連通する開口した上端１０２と、マニホルド４４と連通するとともにマニホルド４４によって境界を定められる開口した下端１０４との間に延在する外周壁１００を含む。貯留槽４２及びマニホルド４４のうちの少なくとも一方は、ヒーターユニット１８の下流のこれらの位置において接着剤に熱エネルギーを印加する、貯留槽４２又はマニホルド４４の位置に挿入又は鋳造することができる抵抗ヒーター、管状ヒーター、加熱カートリッジ、又は別の同様のタイプの加熱素子の形態の加熱装置１０６を含む。加熱装置１０６は、コントローラー２８から信号を受信し、貯留槽／マニホルド２０内の接着剤に熱エネルギーを印加する。貯留槽４２は、貯留槽４２の温度（以下の幾つかの例では貯留槽設定点温度と称される）等の動作データをコントローラー２８に提供するように構成されている１つ又は複数のセンサーも含むことができる。例えば、貯留槽４２の例示的な実施形態は、貯留槽４２の周囲壁１００における温度を検出する温度センサー１０８を含む。上述した温度センサー９８と同様に、貯留槽の温度センサー１０８は、他の実施形態で代替的には貯留槽４２において接着剤内にプローブのように延在してもよい。この検出された温度は、スマートメルトヒーター制御プロセスの動作中等に貯留槽／マニホルド２０の加熱装置１０６による熱エネルギーの出力を制御するのに用いることができる。
【００２７】
動作時に、ヒーターユニット１８は加熱素子９６によって温度が上昇し、貯留槽／マニホルド２０は加熱装置１０６によって温度が上昇し、それによって、接着剤は所望の高温の塗布温度まで加熱される。コントローラー２８は、高温の塗布温度に達すると温度センサー９８、１０８から信号を受信し、この信号は、メルトサブアセンブリ１４が溶融接着剤を送る準備が整っていることを示す。次に、ポンプ２２が動作して、下流のガン２４による要求に応じて貯留槽４２から溶融接着剤を押し出す。ポンプ２２が接着剤を押し出すと、重力によって残りの接着剤の少なくとも一部が下方へ移動してホッパー１２及びヒーターユニット１８から貯留槽４２内に入る。ホッパー１２内での接着剤ペレットのレベルの低下はレベルセンサー１６によって感知され、更なる接着剤ペレットをメルトサブアセンブリ１４に送る必要があることを示す信号がコントローラー２８に送信される。コントローラー２８は次に、充填システム２６からサイクロン分離ユニット４０を通ったホッパー１２内への接着剤ペレットの送出を作動させる信号を送信し、ホッパー１２を充填する。このプロセスは、接着剤吐出システム１０がアクティブ動作している限り続く。
【００２８】
図３を参照すると、コントローラー２８は、スマートメルトヒーター制御プロセスを規定する一連の動作を行うようにも構成されており、スマートメルトヒーター制御プロセスの１つの実施形態が図３にフローチャートの形式で示されている。接着剤吐出システム１０を形成するのに用いられる特定の構造に関係なく、コントローラー２８は、レベルセンサー１６及び１つ又は複数の温度センサー９８、１０８からフィードバックを受け取り、スマートメルトヒーター制御プロセスを行うために１つ又は複数の加熱素子９６、１０６に作動信号を送信する。このために、コントローラー２８は、接着剤吐出システム１０が充填を必要としているという表示を受け取る（ブロック２００）。例えば、上述したように、コントローラー２８は、ホッパー１２内のレベルセンサー１６から、接着剤のレベルが何らかの設定閾値を下回っていることを示す信号を受信することができる。ホッパー１２が完全に接着剤を切らしてヒーターユニット１８を露出させる（uncovering）ことを防止するために、コントローラー２８は信号を送信して充填システム２６を作動させ、接着剤吐出システム１０に接着剤を供給する（ブロック２０２）。この充填が行われるたびに、コントローラー２８はまた変数ｔ＝０に設定し、タイマー３０に、充填動作からの経過時間ｔの測定を開始させる（ブロック２０４）。したがって、コントローラー２８は、充填システム２６の各作動間の時間間隔を監視する。容易に理解されるように、より迅速な充填動作は、接着剤吐出システム１０が高容量スループットで機能していることを示し、これは、ディスペンサーガン２４が接着剤を比較的速い速度で出力していることを意味する。
【００２９】
コントローラー２８は、次に、経過時間ｔがスマートメルトモードを作動する第１の設定閾値時間以上であるか否かを判断する（ブロック２０６）。第１の設定閾値時間は、エンドユーザーへの送出（delivery）の前に、コントローラー２８において、吐出システム１０の低スループットと吐出システム１０の高スループットとの差異を示す特定の期間に自動的に予め設定することができる。例示的な実施形態では、第１の設定閾値時間は、約５分〜約６０分の範囲内のどの時点にも設定することができる。より詳細には、第１の設定閾値時間は約１０分であるように設定することができる。経過時間が第１の設定閾値時間を超えていない場合、コントローラー２８は、ヒーターユニット１８（より詳細にはヒーターユニット１８の加熱素子９６）を動作させて、ヒーターユニット１８の温度を、メルトサブアセンブリ１４の通常の動作中に用いられるグリッド設定点温度に維持する（ブロック２０８）。換言すると、直近の接着剤の充填から経過した時間が第１の設定閾値時間を超えない限り、ヒーターユニット１８は、接着剤を溶融させて高温の塗布温度に加熱するのに十分なグリッド設定点温度に温度を維持する。コントローラー２８は、次に、接着剤吐出システム１０が充填を必要としているか否かを判断する（ブロック２１０）。接着剤吐出システム１０が充填を必要としていない場合、コントローラー２８はブロック２０６に戻り、第１の設定閾値時間を超えたかどうかを再びチェックする。接着剤吐出システム１０が充填を必要としている場合、コントローラー２８はブロック２００に戻り、充填システム２６の作動と作動との間の間隔を計るプロセスを再び開始する。
【００３０】
他方で、接着剤吐出システム１０の直近の充填からの経過時間が第１の設定閾値時間を超えたと判断されると、コントローラー２８は、ヒーターユニット１８の温度を通常の動作時に用いられるグリッド設定点温度未満に低下させ（ブロック２１２）ながら、ヒーターユニット１８を動作させ続けることによってスマートメルトモードで動作する。例えば、コントローラー２８は、所望の温度を、約６℃〜約２２０℃の範囲内のいずれの温度にも下げることができる。１つの特定の例では、コントローラー２８は、ヒーターユニット１８を操作してグリッド設定点温度未満の２０℃の温度にさせる。熱エネルギーが依然として貯留槽／マニホルド２０において加熱装置１０６によって印加される結果として、ヒーターユニット１８及びホッパー１２における接着剤は、スマートメルトモードの間、例えば高温の塗布温度よりも１０℃低いといった、僅かにより低い温度に維持される。
【００３１】
試験結果によって、幾つかのホットメルト接着剤の劣化速度を、温度が１０℃低下するごとに５０％超低減することができ、そのため、この小さい温度変化は、メルトサブアセンブリ１４内の接着剤の劣化を遅らせることに対して相当な効果を有することが示されている。その上、接着剤の温度変化は、接着剤吐出システム１０の新たな充填後の必要時に接着剤吐出システム１０において高温の塗布温度に迅速に回復させることを可能にするほど十分に小さいままである。この迅速な回復は理想的には、いずれの吐出動作にも影響を与えないか又は遅らせない。これは、スマートメルトモードにおいてでさえも、高温の塗布温度に保持されて吐出の準備が整っている幾らかの接着剤が貯留槽／マニホルド２０に依然としてあるためである。さらに、ホットメルト接着剤の温度は有利には、ホッパー１２内で接着剤と空気との間に界面が形成される位置で低下する。低減した劣化速度に加えて、空気／接着剤界面における温度の低下は、ホッパー１２内における接着剤からのより少ない脱ガスを提供し、それによって、接着剤吐出システム１０の性能を改善すると考えられる。
【００３２】
スマートメルトヒーター制御プロセスのブロック２１２から引き続いて、コントローラー２８は次に、接着剤吐出システム１０が充填を必要としているか否かをチェックする（ブロック２１４）。接着剤吐出システム１０が充填を必要としていない場合、コントローラー２８はブロック２１２に戻り、スマートメルトモードを続ける。接着剤吐出システム１０が充填を必要としている場合、コントローラー２８は、ヒーターユニット１８の温度をグリッド設定点温度にリセットし戻した（ブロック２１６）後でブロック２００に戻り、したがって、充填システム２６の作動と作動との間の間隔を計るプロセスを再び開始する。示したやり方でスマートメルトモードを用いることによって、接着剤を高スループットの期間に依然として高温の塗布温度で送ることができるが、接着剤は、低スループットの期間の間等の、充填と充填との間の長期間の間に劣化を低減又は回避するように僅かに冷却される。これに関して、待機モードの利点の幾つか（劣化／炭化がより少ない）は、完全なシャットダウン及び長いウォームアップ時間又は回復時間を必要とすることなくコントローラー２８のバックグラウンド処理において達成される。加えて、吐出システム１０がバックグラウンドで自動的に作動して吐出システム１０の動作を改善するため、吐出システム１０のエンドユーザーがスマートメルトモードを動作させるように積極的な措置をとる必要がない。
【００３３】
図３に示されている一連の動作の間の接着剤吐出システム１０の有利な動作が図４及び図５にグラフの形式で示されている。このために、図４は、高スループット期間中の充填システム２６のオン／オフ信号、及びヒーターユニット１８の温度設定点レベルの概略図を示しており、図５は、低スループット期間中の同じ信号を示している。より詳細には、図４では、メルトサブアセンブリ１４によって送られる接着剤のスループットは、約６分又は７分おきにホッパー１２の充填を必要とするほど十分に高い。スマートメルトモードを作動する第１の設定閾値時間が約１０分であると仮定すると、スマートメルトモードはこの高スループット期間中には用いられない。したがって、ヒーターユニット１８は、接着剤を溶融させて所望の高温の塗布温度に加熱し続けるために、示されている約６０分の期間中はグリッド設定点温度にあるままである。当然ながら、ヒーターユニット１８の「グリッド設定点」信号は、ヒーターユニット１８をグリッド設定点温度に維持するのに必要な加熱素子９６の作動の量のみを指すものである。上述したように、「グリッド設定点」という用語の使用は、説明のためだけに用いられ、ヒーターユニット１８の構造を限定するものではない。実際の吐出システム１０では、加熱素子９６は、この「グリッド設定点」信号の間に何度もオンオフの周期をとり、ヒーターユニット１８をグリッド設定点温度に維持するために全時間の約５０％〜８０％だけアクティブであることができる。しかし、このヒーターユニット１８の状態は、分かりやすくするために一定の状態として示されている。
【００３４】
図５を参照すると、接着剤吐出システム１０は、低スループット期間中には、２５分〜３０分おきにしか充填を必要としない場合がある。そのような場合、また、第１の設定閾値時間が同様に約１０分である場合、ヒーターユニット１８は、これらの充填がいつ行われても、その後１０分間は、グリッド設定点温度で「グリッド設定点」状態にあるままである。しかし、接着剤吐出システム１０が充填と充填との間で１０分を超えて動作するとき、充填からの経過時間が１０分の設定閾値時間を超えるといつでも（例えば図５では１５分の時点及び４０分の時点で）ヒーターユニット１８を「低下した温度」状態にすることによってスマートメルトモードが起動される。その結果、より遅いペースでメルトサブアセンブリ１４を移動する接着剤が、高温の塗布温度に長期間は保持されず、それによって、生じる可能性がある劣化及び炭化の全体的な速度を低減する。上記で示したように、接着剤は、熱が貯留槽／マニホルド２０の加熱装置１０６からホッパー１２まで伝達及び伝導される結果として、ヒーターユニット１８によるこれらの非アクティブ期間中に約１０℃しか温度変化しないものとすることができるが、そのような温度変化は、劣化を半分以上大幅に低減するのに十分である。したがって、スマートメルトヒーター制御プロセスによって可能となるとともに自動的に行われるスマートメルトモードは、エンドユーザー側のいかなる措置も必要とすることなく、またメルトサブアセンブリ１４内でヒーターユニット１８の下に位置付けられる高価でメンテナンス集約的な（maintenance-intensive）センサーを全く必要とすることなく、低スループット期間中の接着剤の劣化を低減する。ウォームアップ期間又は回復期間も最小限に抑えられ、接着剤吐出システム１０の動作の中断を回避する。
【００３５】
他の実施形態ではスマートメルトヒーター制御プロセスを変更してもよいことが理解されるであろう。例えば、特定の設定閾値時間、及びスマートメルトモードの間にコントローラー２８によってヒーターユニット１８が下げられる特定の温度（amount）を、本発明から逸脱することなく変更することができる。スマートメルトモードをオフにすることが望ましくなると、これらの値（設定閾値時間、及びユニット温度の変化）のそれぞれをゼロに設定することができる。加えて、接着剤吐出システム１０内の、ホッパー１２等の種々の位置に更なる加熱素子を設けることができる。複数の加熱素子を用いる実施形態では、スマートメルトヒーター制御プロセスを、複数の加熱素子の温度の低下を経時にわたって段階分けすることによって変更することができる。これに関して、独立した加熱素子が接着剤吐出システム１０の複数の構成部材（例えばホッパー１２、ヒーターユニット１８、及び貯留槽４２）に設けられる場合、コントローラー２８は、第１の設定閾値時間後にヒーターユニット１８のみの設定点を下げることができ、次に、コントローラー２８は、第２の設定閾値時間後にヒーターユニット１８及び貯留槽４２の設定点を下げることができる。その結果、接着剤温度の低下を段階的にし、スマートメルト状態が短期間だけ作動される状況において、スマートメルトヒーター制御プロセスから戻るのに必要なウォームアップ時間の量を制限することができる。
【００３６】
図６を参照すると、コントローラー２８は、上述した例によるスマートメルトモードを規定する、僅かに変更された一連の動作を行うことができる。このために、接着剤吐出システム１０内の接着剤の温度の段階的な低下は、接着剤吐出システム１０内に位置付けられる複数の加熱素子によって可能となる。変更された一連の動作は、図３に記載されている第１の実施形態を参照して上述したステップ２００〜２１４のそれぞれを含み、これらのステップは、以下で再び詳細には説明しない。従って、図６に示されているコントローラー２８の動作方法は、接着剤吐出システム１０の直近の充填からの経過時間が第１の設定閾値を超えたか否かを判断することを含み、ヒーターユニット１８は、経過時間が第１の設定閾値を超えている場合にはグリッド設定点温度未満に温度を低下させられる。
【００３７】
引き続き図６の付加的なステップを参照すると、一連の動作は、ブロック２１４における接着剤吐出システム１０が充填を必要としないという判断に続いて、前述した方法とは異なる方法で続く。上述したように、この判断は、ブロック２１２でヒーターユニットの温度をグリッド設定点温度未満に低下させることによってスマートメルトモードに入った後で行われる。この実施形態では、この方法は次に、経過時間ｔが第２の設定閾値時間を超えているかどうかを判断することによって続く（ブロック２２０）。経過時間ｔが第２の設定閾値時間を超えていない場合、コントローラー２８はブロック２１４に戻り、接着剤吐出システム１０が充填を必要としているか否かを再び判断する。第２の設定閾値時間が経過した場合には、コントローラー２８は、貯留槽４２の加熱装置１０６を貯留槽設定点温度未満に下げることによって貯留槽４２における温度を低下させ（ブロック２２２）ながら、加熱装置１０６を動作させ続ける。例えば、加熱装置１０６は、第２の設定閾値時間が経過すると５℃下げられることができ、これによって、接着剤吐出システム１０内の接着剤が更に冷却される。したがって、スマートメルトモードにおけるウォームアップ時間又は回復時間を可能な限り制限し続けながらも接着剤の劣化を低減することを高めるために、接着剤がより長期間にわたって段階的に冷却される。
【００３８】
貯留槽４２における温度が低下した後で、コントローラー２８は、接着剤吐出システム１０が新たな接着剤の供給を必要としているか否かを判断する（ブロック２２４）。接着剤の充填が必要ではない場合、コントローラー２８はブロック２２４にループバックし、接着剤吐出システム１０が接着剤の充填を必要としているか否かを監視し続ける。コントローラー２８のこの周期の間、スマートメルトモードは、接着剤の冷却を高めるようにヒーターユニット１８及び貯留槽４２の双方がそれらのそれぞれの設定点から下げられた状態でアクティブであることを維持する。コントローラー２８は、ブロック２２４において接着剤の充填が必要であると判断すると、ブロック２１６に戻ってヒーターユニット１８をグリッド設定点温度に設定し直し（必要であれば貯留槽４２を貯留槽設定点温度に戻し）、次にブロック２００に戻って接着剤吐出システム１０を充填するプロセスを再び開始する。図６に示されているこの動作シーケンスは、上述した理由からスマートメルトモードの利点を高める。
【００３９】
図６に示されている一連の動作の間の接着剤吐出システム１０の有利な動作が図７及び図８にグラフの形式で示されている。このために、図７は、高スループット期間中の充填システム２６のオン／オフ信号、並びにヒーターユニット１８及び貯留槽４２の温度設定点レベルの概略図を示しており、図８は、低スループット期間中の同じ信号を示している。より詳細には、図７では、接着剤吐出システム１０によって送られる接着剤のスループットは、約６分又は７分おきに充填システム２６を用いた接着剤の充填を必要とするほど十分に高い。スマートメルトモードを作動する第１の設定閾値時間が約１０分であると仮定すると、スマートメルトモードはこの高スループット期間中には用いられない。したがって、接着剤を溶融させて所望の高温の塗布温度に加熱し続けるために、示されている約６０分の期間中は、ヒーターユニット１８はグリッド設定点温度にあるままであり、貯留槽４２は貯留槽設定点温度にあるままである。当然ながら、ヒーターユニット１８の「グリッド設定点」信号は、ヒーターユニット１８をグリッド設定点温度に維持するのに必要な加熱素子９６の作動の量のみを指すものである。実際の吐出システム１０では、加熱素子９６は、この「グリッド設定点」信号の間に何度もオンオフの周期をとり、ヒーターユニット１８をグリッド設定点温度に維持するために全時間の約５０％〜８０％だけアクティブであることができる。しかし、このヒーターユニット１８の状態は、分かりやすくするために一定の状態として示されている。同じ論理が、貯留槽のグラフに分かりやすくするために示されている一定の信号に当てはまる。
【００４０】
図８を参照すると、接着剤吐出システム１０は、低スループット期間中には、２５分〜３０分おきにしか充填を必要としない場合がある。そのような場合、また、第１の設定閾値時間が約１０分であるとともに第２の設定閾値時間が約２０分である場合、ヒーターユニット１８は、これらの充填がいつ行われても、その後１０分間は、グリッド設定点温度で「グリッド設定点」状態にあるままである。しかし、接着剤吐出システム１０が充填と充填との間で１０分を超えて動作するとき、充填からの経過時間が１０分の設定閾値時間を超えるといつでも（例えば図８では１５分の時点及び４０分の時点で）ヒーターユニット１８を「低下した温度」状態にすることによってスマートメルトモードが起動される。その結果、より遅いペースでメルトサブアセンブリ１４を移動する接着剤が、高温の塗布温度に長期間は保持されず、それによって、生じる可能性がある劣化及び炭化の全体的な速度を低減する。上記で示したように、接着剤は、熱が貯留槽／マニホルド２０の加熱装置１０６から伝達及び伝導される結果として、ヒーターユニット１８によるこれらの非アクティブ期間中に約１０℃しか温度変化しないものとすることができるが、そのような温度変化は、劣化を半分以上大幅に低減するのに十分である。
【００４１】
この実施形態では、スマートメルトモードは、充填の２０分後（例えば図８では２５分である時点、及びｔ＝５０分の時点）に、貯留槽４２が次の充填が作動されるまで「貯留槽設定点」から「低下した温度」に下げられるように、段階分けされている。したがって、グラフに示されているｔ＝３０分における充填につながる５分間の期間及びｔ＝６０分における充填につながる１０分間の期間にわたって、接着剤の温度が更に下げられ、より長期間にわたって生じる可能性がある劣化及び炭化を低減することを高める。一方で、ウォームアップ期間又は回復期間は実質的に最小限に抑えられたままであり、接着剤吐出システム１０の動作を大きく中断することを回避する。この実施形態では、ウォームアップ時間又は回復時間を最小限に付加するだけで接着剤のまた更なる劣化が回避される。この場合も同様に、最小限に抑えられたウォームアップ時間は吐出動作に影響を与えないものとすることができる。これは、貯留槽／マニホルド２０の接着剤のうちの幾らかの温度を、スマートメルトモードの終わりにおいて即座に吐出するのに十分に高い温度で依然として維持することができるためである。従って、スマートメルトモードのこの実施形態を用いて接着剤の温度を段階的に低下させることは、接着剤吐出システム１０の使用を改善する別の方法である。
【００４２】
別の代替形態では、コントローラー２８は、接着剤吐出システム１０の以前の動作周期に基づいて加熱素子９６、１０６の動作を予測及び調整するようにスマートメルトヒーター制御プロセスを動作させることができる。このために、コントローラー２８は、複数の空にする周期及び充填する周期にわたって、接着剤吐出システム１０の充填と充填との間の平均期間又は標準的な期間を監視することができる。例えば、コントローラー２８は、接着剤吐出システム１０が６分おきに充填されるという図４及び図７に示されている高スループットのシナリオにおいて判断し、一方で、コントローラー２８は、接着剤吐出システム１０がおよそ２７分おきに充填されるという図５及び図８に示されている低スループットのシナリオにおいて判断する。コントローラー２８は、最近の充填の作動と作動との間のこの平均時間又は標準的な時間に基づいて、低レベル信号をレベルセンサー１６から受信する前に次の充填の作動を予測し、次に、充填が作動される前に加熱素子９６を作動して接着剤のグリッド設定点温度への再加熱を開始させるようにプログラミングされることができる。この予測による再加熱は充填信号が生成される前に常に起動されるわけではない場合があるが、再加熱は、ほとんどの吐出／充填周期の場合に早めに開始するべきであり、ウォームアップのためのいかなる生じ得るダウンタイムも最小限に抑えられる。
【００４３】
より包括的には、この実施形態のコントローラー２８は、充填後、スマートメルトモードが起動されるまでに経過しなければならない時間に相当する第１の閾値時間Ｘと、スマートメルトモードの起動後、次の充填の前に加熱素子９６がグリッド設定点温度に戻るまでに経過しなければならない時間に相当する設定先制再加熱閾値時間Ｙとを格納する。充填の作動と作動との間が約２７分である図５及び図８の例の場合、第１の閾値時間は例えば１０分であるものとすることができ、設定先制再加熱閾値時間は例えば１５分であるものとすることができる。この例におけるＸ及びＹに関するこれらの値は、充填周期と充填周期との間の２７分おきのうち１５分間は接着剤を冷却することを可能にし、一方で、予期される充填の約２分前にウォームアッププロセスを開始することによってウォームアップ時間も最小限に抑えるか又は排除する。当然ながら、変数Ｘ及びＹは、動作周期が経時にわたって変化するにつれて変更することができ、それによって、接着剤吐出システム１０のその時点の通常の動作周期に適合する。特定のＸ及びＹの値は、エンドユーザーの好みによっても変更されることができる。コントローラー２８は、この実施形態では経時にわたってパターンを効果的に学習して接着剤吐出システム１０の動作に適合し、システム１０の吐出機能を中断させることなくスマートメルトヒーター制御プロセスを可能にする。
【００４４】
代替的には、ホッパー１２内の接着剤の先制的なウォームアップは、他の実施形態では、設定先制再加熱閾値時間Ｙを用いることなく達成されてもよい。より詳細には、レベルセンサー１６（又は複数のレベルセンサー）を、ホッパー１２内で複数の閾値を超える接着剤のレベルを検出するように設計することができる。例えば、図２に示されているレベルセンサー１６は、接着剤のレベルが、充填が必要とされる少し前の第１のレベルの閾値未満に低下したときの第１の表示、及び、接着剤のレベルが、ほぼ空のホッパー１２を示す第２のレベルの閾値（充填閾値とも称される）未満に低下したときの第２の表示を提供するほど十分に大きいものとすることができる。そのような構成では、コントローラー２８は、加熱素子９６の温度がスマートメルトモードにおいて下げられており、接着剤のレベルが第１のレベルの閾値未満に低下していると検出されたときは、いつでもウォームアッププロセスを起動することができる。次に、接着剤のレベルが第２のレベルの閾値未満に低下したときには、ウォームアッププロセスは、充填システム２６において充填が作動されるまでに既に開始されているか又は完了している。前述の実施形態と同様に、この制御プロセスは、ホッパー１２の充填時にスマートメルトモードを終了するときに必要なウォームアップ時間をなくすか又は低減する。第２の表示が第１の表示（及び加熱素子９６を対応してオンにして加熱すること）の閾値時間以内に受け取られなかった場合、コントローラー２８は、加熱素子９６における温度を下げることによってスマートメルトモードを再び作動することができることも理解されるであろう。
【００４５】
スマートメルトヒーター制御プロセスのまた別の実施形態では、コントローラー２８は、所定のスケジュールに従ってスマートメルトモードがオンオフの周期をとるように構成することができる。例えば、コントローラー２８は、（１）第１の長さの時間後にヒーターユニット１８において温度を低下させてスマートメルトモードを開始し、（２）第２の長さの時間後に加熱素子９６をグリッド設定点温度に設定し直し、（３）制御プロセスのタイマーをリセットする充填が作動されるまでステップ１及びステップ２を繰り返すようにプログラミングされることができる。低スループットの接着剤吐出システム１０の実施形態では、例えば、この変更された制御プロセスは、スマートメルトモードの実質的に全ての利点を維持しながら、より長いウォームアップ時間を回避する。スマートメルトモードは、（スマートメルトモードを起動する閾値時間が例えば１０分である場合）接着剤を５０分の期間にわたって大幅に冷却するのではなく、そのより長い期間内で２０分おきにオンオフの周期をとることができる。スマートメルトモードにおける２０分の動作後、加熱素子９６を作動してグリッド設定点温度に加熱し戻し、その温度が達成されると、スマートメルトモードを再び開始することができる。したがって、充填と充填との間のより長い間隔の期間にわたって、接着剤は、長いウォームアップ時間が次の充填時に必要とされるような程度までは冷却されない。スマートメルトモードに、より長い間隔でオンオフの周期をとらせることは、可能性のあるウォームアップ時間の欠点を最小限に抑えながら、スマートメルトモードの利点を維持する。加えて、この実施形態又は上述した実施形態のスマートメルトモードは、長期間の低スループット又は非アクティブ後にヒーターユニット１８をシャットダウンする待機モードと組み合わせることができる。スマートメルトモードと待機モードとを組み合わせるサンプルの一連の動作が以下の図９において提供されている。本来の範囲、並びに本発明のスマートメルトヒーター制御プロセス及び接着剤吐出システム１０の利点から逸脱することなく他の変更形態が可能であることが理解されるであろう。
【００４６】
図９を参照すると、接着剤吐出システム１０とともに用いられる方法の別の実施形態が一連の動作として示されている。この一連の動作は、図３及び図６において上述した他の動作と多くの点で同様であるが、後述する複数の点で異なる。これらの一連の動作は、信号をディスペンサーガン２４からコントローラー２８に送り戻す必要なくスマートメルトモード及び待機モードの双方を用いることを可能にする。
【００４７】
図９の一連の動作は、コントローラー２８が、接着剤吐出システム１０が充填を必要としているという表示を受け取ることから開始する（ブロック３００）。この表示は、上述したようなホッパー１２内のレベルセンサー１６によって促されることができる。コントローラー２８は、この充填の表示を受け取ると、充填システム２６を作動して接着剤吐出システム１０に更なる接着剤を供給する（ブロック３０２）。コントローラー２８は次に、２つの時間変数Ｔ（合計時間を示す）及びｔ（その時点のサイクル時間を示す）をゼロに設定し、タイマー３０を始動させる（ブロック３０４）。コントローラー２８は、その時点のサイクル時間ｔが第１の設定閾値時間よりも大きいかどうかを判断する（ブロック３０６）。その時点のサイクル時間ｔが第１の設定閾値時間を超えていない場合、コントローラー２８は、接着剤吐出システム１０が接着剤の充填を必要としているかどうかを判断する（ブロック３０８）。そのような接着剤の充填が必要とされている場合、コントローラー２８はブロック３００に戻り、接着剤吐出システム１０を充填することによってプロセスを再び開始する。接着剤吐出システム１０が接着剤の供給を必要としていない場合、コントローラー２８は、合計時間Ｔが設定待機閾値時間を超えているかどうかを判断する（ブロック３１０）。合計時間Ｔが設定待機閾値時間を超えている場合、待機モードを、以下で更に詳細に説明するように起動する。合計時間Ｔが設定待機閾値時間を超えていない場合、コントローラー２８はブロック３０６に戻り、その時点のサイクル時間ｔが第１の設定閾値時間を超えるか、接着剤吐出システム１０が充填を必要とするか、又は合計時間Ｔが設定待機閾値時間を超えるまで、この３つの問い合わせのセット（ブロック３０６、３０８、３１０）を繰り返す。
【００４８】
ここで、コントローラー２８が、ブロック３０６においてその時点のサイクル時間ｔが第１の設定閾値時間を超えていると判断すると仮定する。そのような状況では、コントローラー２８は、ヒーターユニット１８の温度をグリッド設定点温度未満に低下させ（ブロック３１２）ながら、ヒーターユニットを動作させ続けることによってスマートメルトモードを起動する。コントローラー２８は次に、その時点のサイクル時間ｔをゼロにリセットし、タイマー３０を動作させ続ける（ブロック３１４）。なお、合計時間Ｔは、以下でより詳細に記載する目的のために、一連の動作の初めから進み続ける。コントローラー２８は次に、ブロック３０６、３０８及び３１０に関して上述した問い合わせと同様の３つの問い合わせを行う。このために、コントローラー２８は、接着剤吐出システム１０が接着剤の充填を必要としているかどうかを判断する（ブロック３１６）。そのような接着剤の充填が必要とされている場合、コントローラー２８はブロック３００に戻り、接着剤吐出システム１０を充填することによってプロセスを再び開始する。接着剤吐出システム１０が接着剤の供給を必要としていない場合、コントローラー２８は、その時点のサイクル時間ｔが設定再加熱閾値時間よりも大きいかどうかを判断する（ブロック３１８）。その時点のサイクル時間ｔが設定再加熱閾値時間をまだ超えていない場合、コントローラー２８は合計時間Ｔが設定待機閾値時間を超えているかどうかを判断する（ブロック３２０）。合計時間Ｔが設定待機閾値時間を超えている場合、以下で更に詳細に説明するように、待機モードを起動する。合計時間Ｔが設定待機閾値時間を超えていない場合、コントローラー２８はブロック３１６に戻り、その時点のサイクル時間ｔが設定再加熱閾値時間を超えるか、接着剤吐出システム１０が充填を必要とするか、又は合計時間Ｔが設定待機閾値時間を超えるまで、この３つの問い合わせのセット（ブロック３１６、３１８、３２０）を繰り返す。
【００４９】
ここで、コントローラー２８が、ブロック３１８において、その時点のサイクル時間ｔが設定再加熱閾値時間を超えていると判断すると仮定する。そのような状況では、コントローラー２８は、ヒーターユニット１８の温度をグリッド設定点温度に上昇させて戻し（ブロック３２２）ながら、ヒーターユニットを動作させ続けることによってスマートメルトモードを一時的に停止する。コントローラー２８は次に、その時点のサイクル時間ｔをゼロにリセットし、タイマー３０を動作させ続ける（ブロック３２４）。なお、合計時間Ｔは、以下でより詳細に記載する目的ために、一連の動作の初めから進み続ける。コントローラー２８は次にブロック３０６に戻り、ブロック３０６、３０８及び３１０に関して上述した３つの問い合わせを繰り返す。したがって、コントローラー２８は、充填の作動と作動との間の長期間にわたって、スマートメルトモードを繰り返し起動及び停止にするように動作し、それのため、接着剤吐出システム１０内の接着剤は冷却されるが、吐出動作が再び高スループットで開始するときにウォームアップ時間が過度になる程度までは冷却されない。
【００５０】
コントローラー２８は、ブロック３１０又は３２０において合計時間Ｔが設定待機閾値時間を超えていると判断すると、ヒーターユニット１８をオフにすることによって待機モードを起動する（ブロック３２６）。必要であれば、貯留槽４２又は他の位置の他の加熱素子もこの待機モードの間にオフにすることができる。待機モードは、充填周期と充填周期との間の長い期間の後に接着剤の温度を大幅に低下させるため、接着剤吐出システム１０が長期間使用されていない場合に加熱エネルギーが無駄にならない。従って、待機モードが、接着剤吐出システム１０が長期間非アクティブであることが明らかである場合にのみ起動されるように、設定待機閾値時間は通常、第１の設定閾値時間及び設定再加熱閾値時間よりもはるかに長い。当然ながら、待機モードは、他の実施形態では、手動制御ボタンにおける操作者の入力によっても作動されるようにプログラミングすることもできる。コントローラー２８は、待機モードである間に、接着剤吐出システムが充填を必要としているかどうかを繰り返し判断する（ブロック３２８）。そのような充填が必要となると、コントローラー２８は、ヒーターユニット１８及び任意の他のオフにされた加熱機器をオンに戻した後で（ブロック３３０）、ブロック３００に戻ってプロセスを再び開始する。待機モードから脱する場合にはより長いウォームアップ時間が必要となる可能性が高いが、これは、接着剤吐出システム１０において吐出機能が実際に停止しない限り待機モードが起動されないため、許容可能である。スマートメルトモード及び待機モードを組み合わせる結果として、接着剤吐出システム１０の全ての動作状態においてエネルギー効率及び時間効率が最大限に高められる。
【００５１】
図９に示されている一連の動作の間の接着剤吐出システム１０の有利な動作が図１０にグラフの形式で示されている。このために、図１０は、非常に低いスループットの期間中の充填システム２６のオン／オフ信号、及びヒーターユニット１８の温度設定点レベルの概略図を示している。この例の目的のために、第１の設定閾値時間が１０分に設定されると仮定すると、設定再加熱閾値時間も１０分に設定され、設定待機閾値時間は４５分に設定される（これはほとんどの状況においては非現実的に短いが、このグラフにおける待機モードの例示を可能にする）。接着剤吐出システム１０は、充填システム２６による充填動作がｔ＝５分、２０分及び９０分の時点で行われるように動作する。充填システム２６の最初の２回の作動間の間隔においてわかるように、この時間間隔は、第１の設定閾値時間よりも長い１５分である。その結果、スマートメルトモードは、ｔ＝１５分の時点からｔ＝２０分の時点まで起動され、それによって、接着剤の温度を低下させてこの期間にわたる接着剤のいなかる劣化も制限する。同様に、充填システム２６の２回目の作動と３回目の作動との間の時間間隔も、スマートメルトモードが作動されるほど十分に長い。
【００５２】
加えて、この後者の時間間隔は７０分であり、これは、１０分の第１の設定閾値時間及び１０分の設定再加熱閾値時間が繰り返し生じることを可能にする。これは、スマートメルトモードがｔ＝３０分の時点で開始して１０分おきにオンオフの周期をとることにつながる。最後の充填からの合計時間が設定待機閾値時間よりも長くなると（ｔ＝６５分の時点）、待機モードが起動され、ヒーターユニット１８が図示のように完全にオフになる。この待機状態は、次の充填が行われるまで続き、それによって、グリッド設定点温度と設定点未満に低下した温度との間でのヒーターユニット１８の繰り返し周期が停止する。その結果、接着剤吐出システム１０内の接着剤の劣化が低減し、接着剤吐出システム１０は、（推定の）長い非アクティブ期間中に効果的にシャットダウンされる。接着剤を全９０分もの間同じ高温の設定点に保持する従来のシステムに勝る、この例中のエネルギー節減及び接着剤寿命の向上は、重要であるとともに有利である。
【００５３】
本発明を幾つかの実施形態の記載によって説明し、これらの実施形態をかなり詳細に記載したが、添付の特許請求の範囲の範囲をそのような詳細に限定すること又はいかようにも制限することを意図しない。更なる利点及び変更形態が当業者には容易に明らかとなるであろう。したがって、本発明はその最も広範な態様では、図示及び記載される特定の詳細に限定されない。本明細書において開示されている種々の特徴は、特定の用途のために必要又は所望の任意の組み合わせで用いることができる。したがって、添付の特許請求の範囲の趣旨又は範囲から逸脱することなく、本明細書において記載されている詳細から逸脱することができる。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【外国語明細書】
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