(57)【要約】【課題】  天然及び合成ゴム・コンパウンドの加硫のための方法および装置を提供する。【解決手段】  インジェクション・モールド（１８）内の加硫ゴム・コンパウンド（１６）は、そこで、それがセンサ（１７）とモールド（１８）の表面または成形されている部分内の金属性の挿入物（対向電極）との間に挟まれて、形成されるキャパシタ内の誘電体となる。ゴムの誘電特性は、ゴムが加硫されていく時変化するので、形成されたキャパシタのインピーダンスも同様に変化し、それがモールド（１８）内での加硫を監視、制御する非侵襲的な方法を可能とする。
2005532196.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）対向側に備えられた誘電体又はインピーダンス手段により、硬化処理中のゴム部分又はその部分を表すウィットネス・キャビティを通じて硬化条件を測定し、特定のゴム・コンパウンドのための、そのゴム・コンパウンドのレオメトリック特性とゴム部分の所望の又は特定された機械的特性とに相関する、プロセス・カーブを作成する工程；
ｂ）プロセス・カーブとそのゴム・コンパウンドのレオメトリック特性及び所望の部分の機械的特性との相関関係を定義し定量化するソフトウエア・アルゴリズムにより、特定のゴム・コンパウンドのためのプロセス・カーブを解析する工程；
ｃ）その相関関係を、硬化処理を完了し且つ均一な品質のゴム部材を減少したプロセス・サイクル時間で製造するように、リアルタイムで適用する工程；
を備える、充填物を含む天然又は合成ゴムを種々の加硫装置を用いて硬化する方法。
【請求項２】
その誘電体又はインピーダンス測定回路が、非ブリッジ型である、請求項１記載の方法。
【請求項３】
その相関が、硬化条件の定義された範囲又は統計的に計画された実験を使って達成される、請求項１記載の方法。
【請求項４】
その相関が、ＯＤＲ，ＭＤＲ又は同様のレオメトリック装置に設置されたセンサを使って達成される、請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記ソフトウエア・アルゴリズムが、硬化時間の終点を計算するためにプロセス・カーブの特定の時間セグメント内の極大値及び／又は極大値の時刻を同定し、使用する、請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記ソフトウエア・アルゴリズムが、硬化時間の終点を計算するためにプロセス・カーブの特定の時間セグメント内の極小値及び／又は極小値の時刻を同定し、使用する、請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記アルゴリズムが、そのプロセス・カーブの特定の時間セグメントにわたり、式：
ｙ＝ｍｘ＋ｂ
中のｍとして定められる、測定されたセグメントのスロープに最も良く適合する線形最小二乗法により測定されるような硬化のレートを使用する、請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記アルゴリズムが、そのプロセス・カーブの特定の時間セグメントにわたり、式：
ｙ＝Ａｅ‐α
中のαとして定められる、測定されたセグメントのダンピング係数に最も良く適合する指数関数により測定されるような硬化のレートを使用する、請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記アルゴリズムが、そのプロセス・カーブの特定の時間セグメントにわたり、式：
ｙ＝Ａｅ‐αｘ
中のＡとして定められる、測定されたセグメントの振幅係数に最も良く適合する指数関数により測定されるような硬化のレートを使用する、請求項１記載の方法。
【請求項１０】
前記アルゴリズムが、その硬化時間の終点を計算するためにプロセス・カーブ又はそのカーブの一部の下の、積分された面積を使用する、請求項１記載の方法。
【請求項１１】
その誘電体又はインピーダンス測定値が、ｘ軸上の時間に対してプロットされたプロセス・カーブのｙ軸のための値として、インピーダンス（Ｚ）、位相角（Φ）、抵抗（Ｒ）、リアクタンス（Ｘ）、コンダクタンス（Ｇ）、及びキャパシタンス（Ｃ）を含む、請求項１記載の方法
【請求項１２】
その相関が、プロセス・カーブの数学的測定値とゴム・コンパウンドのレオメトリック特性測定値との間で、所望の又は特定した部分のテンサイル・ストレングス（抗張力）、コンプレッション・セット（圧縮ひずみ）、ダイナミック・スティッフネス（動剛度）又はエラスチック・トルクのような機械的特性のために作成される、請求項１記載の方法。
【請求項１３】
その部分の機械的特性への最終的相関が、Ｔ９０又はレオメトリック相関方程式に線形調節を提供するモディファイヤを用いて作成される、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
そのインピーダンス測定が、約１０Ｈｚから１００，０００Ｈｚの周波数でなされる、請求項１記載の方法。
【請求項１５】
前記天然及び合成ゴム・コンパウンドが、典型的にスチレン−ブタヂエン、ポリブタヂエン、ポリイソプレン、エチレン−プロピレン、ブチル、ハロブチル、ニトリル、ポリアクリリック、ネオプレン、ハイパロン、シリコーン、フルオロカーボン・エラストマー類、ポリウレタン・エラストマー類及びそれらの混合物より成る群より選択される、請求項１記載の方法。
【請求項１６】
そのゴム・コンパウンドの充填物が、カーボン・ブラック、クレー類、オイル類、シリカ類などより成る、請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
前記プロセスがコンピュータにより制御される、請求項１記載の方法。
【請求項１８】
前記コンピュータがプロセスを、加硫装置からの「硬化スタート」の信号を受け、予め定義されたソフトウエア・アルゴリズムが「硬化エンド」の信号を加硫装置に送ることに基づいて制御する、請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
そのゴム部分が、加硫装置及びそれに関連する機器を用いて処理され、そのインピーダンス測定手段が、加硫装置及び／又はそれに関連する機器を含む、請求項１記載の方法。
【請求項２０】
そのインピーダンス測定手段が、加硫装置又はそれに関連する機器の一部である対向接地表面電極と対をなす主センサ電極を含む、請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
そのインピーダンス・センサがその部分と接するか、その部分を表わしているゴムで満たされたウィットネス・キャビティと接するように配置されている、請求項１９記載の方法。
【請求項２２】
そのインピーダンス・センサが、主電極の受信不良（フリンギング)又は非線形化を防止することを補助するために付加的なガード電極を含んでいる、請求項１９記載の方法。
【請求項２３】
そのインピーダンス・センサの主電極及びガード電極が、アルミナ・セラミック又はその他の安定した抗磨耗性の誘電材料により、処理中のゴム・コンパウンドから分離されている、請求項１９記載の方法。
【請求項２４】
そのインピーダンス・センサの主電極、ガード電極及びハウジングが互いに、シアネート・エステルのような誘電的に安定したポリマー及びアルミナ・セラミックにより電気的に分離されている、請求項１９記載の方法。
【請求項２５】
そのインピーダンス・センサの主電極、ガード電極及びハウジングが一緒に溶融され、ガラス又は、アルミナ・セラミック又は類似の材料にドープされたガラスにより電気的に分離されている、請求項１９記載の方法。
【請求項２６】
その主電極及びガード電極が金属化され層状になったセラミック回路に内蔵されている、請求項１９記載の方法。
【請求項２７】
その主電極、ガード電極及びハウジングが一緒に圧入され、ダイヤモンド又はダイヤモンド類似コーテイングにより、互いに、そして硬化中のゴム・コンパウンドから電気的に分離されている、請求項１９記載の方法。
【請求項２８】
前記加硫装置が、インジェクション成形機類、圧縮及びトランスファー成形プレス類、ベルト作成プレス類、オートクレーブ類、タイヤ成形機類、等を含んでいる、請求項１８記載の方法。
【請求項２９】
前記機器が、インジェクション・モールド類、圧縮及びトランスファー・モールド類、マンドレル類、プラテン類、タイヤ・モールド類、等を含む、請求項１９記載の方法。
【請求項３０】
前記制御が、処理を監視する１つ以上のセンサを使用して達成され、サイクルからサイクルへと（遅れる）ラッギング・センサが、任意の与えられた硬化サイクルの終点を制御するのに使われる、請求項１８記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カーボン・ブラック、油類、クレー等のような充填物を含む天然及び合成ゴム・コンパウンド加硫の監視及び制御のための新規且つ改良された方法及び装置に係る。採用可能な典型的な基本成分のゴム・ポリマー類には、スチレン−ブタヂエン、ポリブタヂエン、ポリイソプレン、エチレン−プロピレン、ブチル、ハロブチル、ニトリル、ポリアクリリック、ネオプレン、ハイパロン、シリコーン、フルオロカーボン・エラストマー類、ポリウレタン・エラストマー類及びそれらの混合物が含まれる。
【背景技術】
【０００２】
これまでの方法は、ポリメリック・ゴム・コンパウンドの加硫処理工程の間に、固定したプロセス・パラメータを適用するものであるが、これは過度に保守的な硬化時間による減少した生産性、及びこの固定したプロセス・パラメータが、このプロセスにおける生来の変化を受け入れることが出来ないことによる不満足な製品の均質性の両方の結果をもたらしてきた。
【０００３】
ポリマー類の誘電特性と硬化の状態及びレートとの間の関係は良く知られている。この分野の関連する刊行物には次のものが含まれる：
【特許文献１】米国特許第４，３４４，１４２号  １９８２年８月  デイアー，II他
【特許文献２】米国特許第４，３７３，０９２号  １９８３年２月  ツオルネイ
【特許文献３】米国特許第４，３９９，１００号  １９８３年８月  ツオルネイ他
【特許文献４】米国特許第４，４２３，３７１号  １９８３年１２月  センチュリア他
【特許文献５】米国特許第４，４９６，６９７号  １９８５年１月  ツオルネイ他
【特許文献６】米国特許第４，５１０，１０３号  １９８５年４月  ヤマグチ他
【特許文献７】米国特許第４，５５１，８０７号  １９８５年１１月  ヒンリヒス他
【特許文献８】米国特許第４，７２３，９０８号  １９８８年２月  クランブエル
【特許文献９】米国特許第４，７７７，４３１号  １９８８年１０月  デイ他
【特許文献１０】米国特許第４，７７３，０２１号  １９８８年９月  ハリス他
【特許文献１１】米国特許第４，８６８，７６９号  １９８９年９月  ペールソン他
【特許文献１２】米国特許第５，０３２，５２５号  １９９１年７月  リー他
【特許文献１３】米国特許第５，２１９，４９８号  １９９３年６月  ケラー他
【特許文献１４】米国特許第５，３１７，２５２号  １９９４年５月  クランブエル
【特許文献１５】米国特許第５，４８６，３１９号  １９９６年１月  ストーン他
【特許文献１６】米国特許第５，５２８，１５５号  １９９６年６月  キング他
【特許文献１７】米国特許第５，８７２，４４７号  １９９９年２月  ハーゲル，III
【非特許文献１】「天然ゴム／カーボン・ブラック・コンパウンドの加硫中の電気的特性の変化」、１９５７年、Ｈ．デサンジェス著、フランスゴム研究所
【非特許文献２】「硬化を測定する新規な方法―誘電体バルカメトリ」、１９８６年、スチュア・ペールソン著、英国プラスチック及びゴム研究所
【非特許文献３】「段階硬化と連続硬化法の比較研究」１９９４年、Ｄ．カスチギル著、インド技術研  究所
【非特許文献４】「カーボン・ブラック−ゴム・コンポジットのＡＣインピーダンス・スペクトロスコピー」、１９９９年、Ｋ．ラジェスバール著、テキサス大学アーリントン校
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術は、当該技術に熟達した者に誘電的手段で認識し得る、融解、蒸発リリース（volatile release）、ゲル化及び交差結合のようなレオメトリック（流動、変形）及び化学的ビヘビア（ある一定の状況下での物理の作用、性質、反応）を示すポリメリック樹脂の誘電（ここでは、インピーダンスとも呼ばれる）特性と、これらの樹脂の物理的特性との間の関係を明確にしている。
なお、レオメータとは、物質にずれ応力を与え、そのとき生じる変形流動による速度を検出し、ずれ応力とずれ速度との関係を求めて物質の流動性を測定する計測器である（丸善株式会社昭和６０年３月５日刊  科学大辞典）。従ってレオメトリックとは、その測定器で測られる性質と言えよう。
しかしながら、ポリメリック樹脂と異なり、ポリメリック・ゴム・コンパウンドは、硬化又は加硫中に融解したりゲル化を示すことは無く、それゆえ誘電的手段により性格付けしたり、監視及び制御することは、より一層困難である。更に、ポリメリック・ゴムの硬化（「加硫」とも呼ばれる）に関連した従来技術は、いずれも生産工程、とりわけインジェクション成形の高度な磨耗や高圧の環境下で、直接的に測定値を採取する実用的な側面に言及していない。加えて、従来技術は、得られた電気的情報を、広い範囲の成形方法及び条件にわたって、硬化又は加硫工程の閉ループ制御を達成するために活用する方法を示していない。
【０００５】
また、従来技術は、コンパウンドのバッチ間及びバッチ内の変動やバルカナイゼイトの厚みの差に対し、加硫工程で補填する方法を示していない。更に、従来技術は、加硫装置、器具の性質及びコンパウンドの熱履歴により工程に導入された付加的変動を補填していない。
【０００６】
更に、従来技術は、正確な面積及び分離間隔で対向し且つ平行である電極を採用し、その電極がゴム・コンパウンドに直接接している誘電体又はインピーダンス測定装置を使用している。そのような電極及び装置は、硬化中のインピーダンス特性を測定するための手段を提供するものであるが、それらは、生産環境で用いるには全く実用的ではない。例えば、多くのゴム・コンパウンドは、インジェクション成形技術を使用して作られるが、そこでは、センサが最大で３０，０００ｐｓｉまでの圧力及び４２５°Ｆまでの温度にさらされる。更に、インジェクション中の型内部の流れにより、多くのゴム・コンパウンドに存在するカーボン及びシリカの充填物に加えて、このセンサが高度な磨耗環境（highly  adrasive environment)で生き残らなければならない。最後に、このセンサは、ＣＯ２及びプラスチック・ビーズ・ブラストのような、典型的な清掃方法による清掃にも生き残らなければならない。
【０００７】
したがって、加硫工程の監視及び制御のためにインピーダンス・データ測定値を使用するに際しての、上記の欠点を和らげるための装置及び方法を入手することが望ましい。この場合、加硫施設に備えられたインピーダンス・センサは、極端に丈夫で、より容易に使用でき、その電極が、正確な面積である必要が無く、互いに正確な分離距離である必要が無く、加硫される材料と直接接触する必要が無いようなものである。更に、このゴム製品の所望の特性をインピーダンス測定値に相関させるための方法が確立される。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
《定義及び用語》
以下の説明には数多くの技術用語及び略号が使われている。したがって、これらの用語及び略号の多くは便宜上このセクションで説明される。それゆえ、用語が読者になじみがないなら、その未知の用語の説明を得るためにこのセクションを参照されることを推奨される。
【０００９】
ゴム・ポリメリック・コンパウンド：採用可能な典型的なベース・ゴム・ポリメリック・コンパウンドには、スチレン−ブタヂエン、ポリブタヂエン、ポリイソプレン、エチレン−プロピレン、ブチル、ハロブチル、ニトリル、ポリアクリリック、ネオプレン、ハイパロン、シリコーン、フルオロカーボン・エラストマー類、ポリウレタン・エラストマー類及びそれらの混合物が含まれる。  
【００１０】
ＯＤＲ：オシレイティング・ディスク・レオメータ  ―  加硫中のポリマーのレオロジカル特性（エラスチック・トルク、ビスカス・トルクなど）を測定する装置で、硬化中のポリマーにストレスを加えるのに振動する円板を使用している。
【００１１】
ＭＤＲ：ムービング・ダイ・レオメータ  ―  加硫中のポリマーのレオロジカル特性（エラスチック・トルク、ビスカス・トルクなど）を測定する装置で、硬化中のポリマーに圧力を加えるのに可動の金型（ダイ）を使用している。
【００１２】
レオメトリック・インスツルメント：加硫中のポリマーのレオロジカル特性（エラスチック・トルク、ビスカス・トルクなど）を測定する装置。
【００１３】
Ｔ９０タイム：ＯＤＲ又はＭＤＲで測定したとき、任意の硬化温度にある任意のゴム・コンパウンドが、その最高エラスチック・トルク値の９０％に達する時間。
【００１４】
デジグネイテッド・エクスペリメント：実験計画のための方法の本体に見出されるべき計画の一つのタイプから引き出された、実際に関連している実験の単一のセット。
【００１５】
エクスポネンシャル・ダンプニング：一組の生データに適合する最良の指数関数により定義される減衰係数（α）、そこで適合カーブ（ｙ）は、式  ｙ＝Ａｅ−αｔ，（ｔは時間）で表わされる。
【００１６】
エクスポネンシャル・アンプリチュード・コエフィシェント：一組の生データに適合する最良の指数関数により定義される振幅係数（Ａ）、そこで適合曲線（ｙ）は、式  ｙ＝Ａｅ−αｔ，（ｔは時間）で表わされる。
【００１７】
トポロジカル・フィーチャーズ・オブ・インピーダンス・リレイテッド・データ：ピーク（極大値）、谷（極小値）又はフラット（スロープ無し）のようなはっきりとして明確な硬化曲線の特性。
【００１８】
ロー・ＣＴＥ・メタリック・マテリアル：低い熱膨張係数を有する材料。
【００１９】
ツール・スチール：ＡＩＳＩ  Ｔｙｐｅ  Ａ２工具鋼のような、インジェクション及びコンプレッション・モールド（型）の製作に用いるのに適する鋼。
【００２０】
ウィットネス・キャビティ：加硫の計測のためのモールド中の小さな空洞で、それにより、誘電体センサが製造されている部分を直接的には感知しないようにされている。その代わりに、センサは「証人」位置（ウイットネス  ロケイション）で硬化を監視する。
【００２１】
Ｒ―スクエア（Ｒ２）：Ｒ―スクエア（決定の係数としても知られる）は、独立変数に起因する従属変数の全変動で低下する統計的尺度（スタティスカル  メジャア  オブ  ザ  レダクション  イン  ザ  トータル  バリエイション  オブ  ザ  ディペンデント  バリアブル  デュー  トゥ  ザ  インディペンデント  バリアブル）である。Ｒスクエアが１．０に近付くことは、このモデル（ここでは、アルゴリズムとして使われる）が各変数の変動のほとんどすべての割合を占めることを示唆している。
【００２２】
コンフィデンス・インターバル：その中で、関心のある特定の数が９５％のようなある特定の確率のレベルに落ちるように計算される値の範囲。
【００２３】
［発明の概要］  
本発明は、ゴム・ポリメリック・コンパウンド類の加硫（ここでは「硬化」とも言う）を制御するための方法及びシステムである。とりわけ、本発明は、ゴム・ポリメリック・コンパウンド類（ここでは、単にゴム・コンパウンド類とも言う）から作られる部材の製造のため、重合を監視し、且つその最適の硬化時間をリアルタイムで決定する新規な特徴を含むものである。本発明によれば、ゴム・ポリメリック・コンパウンド類の硬化の間、顕著な時間対インピーダンス特性のグラフ（ここでは、「プロセス・カーブ」とも言う）が、動作的に構成された１つ以上のキャパシタ回路から得られ、その構成は、硬化するゴム・ポリメリック・コンパウンドが前記各キャパシタ回路の一部となり、とりわけ、前記回路の誘電体となるようになっている。より特定的には、本発明は、これらのキャパシタ回路の１つ以上のものの作動により信号応答出力から導き出された、例えば時間対インピーダンス（Ｚ）、位相角（Φ）、抵抗（Ｒ）、リアクタンス（Ｘ）、コンダクタンス（Ｇ）、又はキャパシタンス（Ｃ）の形状又は曲線特性のグラフを活用する、ここで、前記起動とは、少なくとも１つの結果であり、より一般的には、前記キャパシタ回路に入力される複数の異なる信号である。そのように、本発明のいくつかの実施例においては、そのキャパシタ回路へ入力する複数の異なる周波数の各々に対応するプロセス・カーブの形状（あるいは、その他の演算可能な特性）が、硬化工程の結果を監視、制御及び／又は予測するのに利用できる。
【００２４】
本発明のいくつかの実施例においては、種々の時系列・キャパシタ回路出力データ成分（即ち、インピーダンス（Ｚ）、位相角（Φ）、抵抗（Ｒ）、リアクタンス（Ｘ），コンダクタンス（Ｇ）、又はキャパシタンス（Ｃ））は、別々に処理され、それにより、これらの成分の各々について顕著な形状（又は、他の特徴）を有するプロセス・カーブを得ている。したがって、インピーダンス（Ｚ）、位相角（Φ）、抵抗（Ｒ）、リアクタンス（Ｘ）、コンダクタンス（Ｇ）、又はキャパシタンス（Ｃ）のグラフ（例えば時間に対してプロットされた）から前記特徴が、プロセス・カーブの部分を計測し、最適の硬化時間を計算又は予測することにより硬化時間を監視及び制御するために使用できることは、本発明の一側面である。それゆえに、前記プロセス・カーブの特有な形状（又は、他の演算可能な特性）が、その特定の材料の硬化のために、実質的に反復可能であるので、前記特性は、一貫して高品質の硬化製品（例えば、シール、ガスケット及びタイヤ）を製造するための大量生産環境に効果的に活用できる。
【００２５】
更に、任意の硬化すべき材料に対して、本発明が、当該技術に熟達した者が理解するように、モールドのランナー・システムに組込まれた「ウィットネス・キャビティー」の使用により、製造されている製品の形状とは実質的に無関係に、これらのプロセス・カーブの演算可能な特性の少なくともいくつかを同定できることは、本発明の更なる側面である。とりわけ、前記演算可能な特性は、硬化工程の間に起こる化学的及びレオメトリック変化と関連付けられ得る。
【００２６】
そのように、前記プロセス・カーブは、振幅と持続時間で（例えば、硬化部分の厚み、熱履歴、モールド温度及び加熱レート、硬化レベル、コンパウンド・バッチ変動、及び種々の他のファクターにより）変化し得るが、本発明は、製造される製品がかなりのプロセス及びゴム・コンパウンドの変動にさらされている大量生産環境で、製品の硬化状態を監視、制御及び／又は予測するのに使用できる。
【００２７】
例えば、硬化すべき特定のサンプル又は製品について、上述のプロセス・カーブの１つ以上の特性が、特定の測定周期に対して計算され得る、そこでは、サンプルのプロセス・カーブに対応するデータの一部が、製品の所望の最終的硬化状態に関連付けられ、それゆえ、そのような相互関連が、製造中の部分を適切に硬化させるための時間を定めるために使用できる。とりわけ、本発明は、以下で十分に説明するように、硬化時間を予測する。あるゴム・コンパウンドについて、上述のプロセス・カーブの１つ以上の対応する形状が、硬化時間を監視、制御及び／又は予測する有用な情報を推測するのにも使用できる任意の時間の「極大値」及び／又は「極小値」を示し得ることも、本発明の更なる側面である。
【００２８】
その実施例が、硬化されるゴム・コンパウンドから得たプロセス・カーブの前記演算可能な特性を導出し、前記特性を各生産硬化サイクルに対する最適の硬化時間をリアルタイムで決定するのに活用することの両方に対して、信号処理、その他のソフトウエア及びハードウエア（「コンポーネント」）を含むことも、本発明の更なる側面である。
【００２９】
更に、前記硬化時間が、得られた硬化部分における抗張力、動剛度（ダイナミック・スチフネス）、又は圧縮ひずみのような所望の性質を達成するために決定されることも本発明の一側面である。
【００３０】
本発明の付加的な側面、特徴及び有利性は、添付図面及び以下の詳細な説明から明らかとなるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
［好ましい実施例の説明］
重要な要素：
本発明の範囲は、基本的に５つの重要な要素（キー・エレメント）に分解でき、それらは一緒になって、インジェクション成形、及び圧縮成形、トランスファー成形等のような他のゴム成形環境で、インピーダンス特性の監視のために使われる装置及び機器を形成するものである。これらの要素を以下に説明する：
（１）プロダクション−ケイパブル・センサ
（２）センサ回路（ブリッジ無し）
（３）センサ信号のための復調方法（モデュレーション  メソドロジー）
（４）制御アルゴリズムを確立するための方法論（メソドロジー）
（５）リアルタイム制御アプリケーション
【００３２】
要素  １：プロダクション−ケイパブル・センサ
従来技術は、正確な面積と分離間隔を有する対向型の平行電極を採用した誘電体又はインピーダンス測定装置を使用している。更に、金属性の電極が、典型的にゴム・コンパウンドと直接接している。前記電極及び装置は、硬化中のインピーダンス特性測定の手段を提供しているが、生産環境での使用のためには全く実用的ではない。例えば、多くのゴム部品が、インジェクション成形技術を用いて生産され、そこでは、センサは３０，０００ｐｓｉまでの圧力及び４２５°Ｆまでの温度にさらされる。更に、インジェクション中のモールド内の流れにより、また多くのゴム・コンパウンド中にカーボン及びシリカの充填物が存在することにより、センサは高度な磨耗環境で生き残らなければならない。最後に、このセンサは、ＣＯ２ビーズ・ブラスト、プラスチック・ビーズ・ブラストなどの使用によるモールドの清掃に生き残らなければならない。
【００３３】
それゆえ、加硫工程の監視及び制御のための本来のインピーダンス・データを使用するために、上述の欠点を緩和するセンサを入手することが望まれているが、そこでは加硫装置に備えられたインピーダンス・センサは、極端に丈夫で、その電極が正確な面積である必要がなく、互いに正確な分離間隔である必要がなく、また加硫されている材料と直接接触する必要がない程に、より容易に使用されるものである。
【００３４】
これらの要件に適合するインピーダンス・センサは、キャパシタ板として働く主電極１０を含む。ガード電極１１として作用する追加のキャパシタは、各センサの主電極を取囲む。電極１０とともに励起されるガード電極１１は、センサの主電極１０に誘起された電界が、受信不良（fringing)あるいは非線形になるのを防止することを助ける。両電極は、コバールのようなロー・ＣＴＥ・メタリック・マテリアルであっても良く、ラミナ・セラミックス・オブ・プリンストン，ＮＪが開発した方法を使用して層状のセラミック回路に内蔵されるか、あるいは図２に示す他の実施例では、ハウジング１２を構成するＡ２工具鋼部材の入れ子構造体に嵌め込まれ、主電極１０とガード電極１１とは、シアネート・エステル注型（potting)材料により半径方向に分離され、アルミナ・セラミック又はその類似材料のような薄いセラミック・コーテイングにより軸方向に分離されている。このアルミナ・セラミック・コーテイングは、溶射工程（即ち、当該技術に熟達した者に知られるような、爆発ガン（detonation gun)、プラズマ、又はＨＶＯＦスプレー）により施され、電気的絶縁を提供し、且つその工程により発生した圧縮負荷を伝達する。更に、その電極及びガードは、硬化中のゴム・コンパウンドと、爆発ガン又は他の高速度セラミック・スプレー工程で施されたアルミナ・セラミック又はその類似物質の薄いコーテイング１３のような誘電的に安定した材料により隔てられており、その材料は加硫工程の温度範囲（例えば、３００°Ｆ−４２５°Ｆ）にわたって誘電的に安定している。同軸ケーブルは、このセンサに、ジョンソン・コンポーネンツのＭＣＸコネクタ１４、ｐ.ｎ.１３３−８３３−４０１のような、ガードにねじ込まれたＭＣＸコネクタを経て接続される。中心導体は、電極と一体に機械加工又はそれに圧入されたピンで結合する。図２に示すセンサの他の実施例において、主電極１０、ガード電極１１及びハウジング１２は、アルミナ・セラミックの面とともに一緒に溶着されていても良く、ガラス又はアルミナ・セラミックにドープされたガラスにより電気的に分離されている。図２に示すセンサの別の実施例において、主電極１０、ガード電極１１及びハウジング１２は、ダイヤモンド、又はスプリングフィールド，ＶＡのアナテックＬｔｄ．より供給されるカシディウムのようなダイヤモンド類似の２−４ミクロン・コーティングで覆われ、そのダイヤモンド又はダイヤモンド類似コーティングが、この三個の要素間、及びゴム・コンパウンドとセンサの面との間に電気的絶縁を与えるように一緒に圧入されても良い。
【００３５】
したがって、この生産即応型（production-ready)センサは、極端に丈夫な装置であり、高圧、高磨耗及び高温の環境で生き残ることができる。このセンサの基本的な電気的機能は、キャパシタの単一プレートを形成するガード又はシールドされた電極として作用することである。
【００３６】
加硫装置内部の任意の別の平板又は半平板導体面が、このキャパシタの対向電極プレートとして役立つ。この対向プレートはキャパシタの第三電極として作用し、それゆえこの対向プレートが主電極と電気的に結合することに注目すべきである。更に、この対向プレートは共通の信号基準点を提供するように接地２５されていることにも注目すべきである。
【００３７】
インジェクション・モールド１８内の加硫されるゴム・コンパウンド１６は、センサ１７とモールド１８又は成形されている部分内の金属性の挿入物（対向電極）との間に挟まれたとき、形成されたキャパシタ内の誘電体になる。ゴムの誘電的特性は、そのゴムが加硫されるに従い変化するので、形成されたキャパシタのインピーダンスも変化し、それがモールド１８内での加硫の監視及び制御の非侵襲的方法を可能にする。図１は、モールド１８内のセンサの配置を模式的に示している。
【００３８】
このセンサはモールド内で、成形中の部分と接して面一に取れ付けられても良く、あるいは部分キャビティを与えるランナー・システムと接して配置されても、「ウィットネス・キャビティ」と接して交互に配置されても良い。このウィットネス・キャビティは、センサが硬化している部分と直接接触することなしにゴムの硬化を測定することを可能にするようモールドに機械加工して得た小さな空洞（キャビティ）である。いくつかの用途では、その部分が小さ過ぎて、あるいは寸法的仕様が厳密過ぎて、その部分にセンサを直接置くことを許さないことがある。これらの場合、ウィットネス・キャビティは、モールド内の利用可能なスペースに機械加工で作られ、センサはウィットネス・キャビティ内で、硬化を監視する。例えば、このウィットネス・キャビティは、モールドのインジェクション・ランナー・システム内に置かれても良い。このゴムは、同一バッチからのもので、同じモールド温度を経験し、且つ同じ熱履歴を経ているので、それは、その部分自体に観察された硬化行動の良い代表を提供する。更に、この工程を監視するために１つ以上のセンサを使用しても良く、また任意の与えられた硬化サイクルの終点を制御するために、サイクルからサイクルまでラッギング（遅れ）センサを使用しても良い。
【００３９】
要素２：センサ回路（ブリッジ無し）
本発明の第二の重要な要素は、それにより電気回路が完成する方法を含む。従来技術で説明されている電気回路は、ブリッジ回路の使用を含むが、このブリッジ回路は、典型的にブリッジを手動で平衡させるオペレータを必要とするので、しばしば複雑で、オートメーションには向いていない。
【００４０】
本発明で使用するセンサ回路は、簡単なＲＣ電圧分割器のみを含み、そこでは、電流が硬化中のゴムを通じて接地２５されているモールド１８（キャパシタの対向プレート）へと駆動される。負荷抵抗器１９（典型的に２００ｋ-ｏｈｍ）が電流の流れに沿って設置され、得られた抵抗器１９の両端の電圧２０，Ｖ２は高精度の増幅器を用いて測定される。同時に印加電圧（励起電圧としても知られる）を測定することにより、複合的電流の流れに由来する減衰量及び位相シフトを容易に決定することができる。図３は、このセンサの電気回路を示しており、印加（励起）電圧２１、Ｖ０＝ｓｉｎωｔが、増幅器の一端子に設置され、この電位は負荷抵抗器１９（Ｒ）を経て、最終的にセンサ２４、ゴム・コンパウンド２３及び電気的に接地２５されているモールド１８により形成されたキャパシタを流れる複合的電流Ｉ＊を駆動する。
【００４１】
以下の説明は、励起Ｖ０につき１ボルトの電圧振幅を仮定している。しかしながら、その後の解析の全ては、もし、電圧が単一でなければ、同一のままであり、非単一の場合、ｋが負ピン電圧と正ピン電圧との比となる。
【００４２】
上の図解から励起電圧２１（Ｖ０＝ｓｉｎωｔ）は、複合的電流（Ｉ＊）を抵抗器１９，Ｒを通じ接地２５へと駆動する。Ｖ０はデジタル的に発生したサイン波で、例えば、オースチン，ＴＸ，のナショナル・インスツルメントが製造するＰＣＩ−ＭＩＯ−１６Ｅ４カードのような高速データ取得カードにより発生させられ、それは、１０Ｈｚから１０ｋＨｚ（使用者が特定する）まで変化する周波数で高品質の正弦波信号を作るものである。負荷抵抗器１９の両端に電圧降下が起こり、負ピン２２に減衰し位相シフトした信号、Ｖ１＝ｋｓｉｎ（ωｔ＋θ）＝ｋ＜θ、ここで、＜は「の位相角で」の用語を示すために使われる、を残す。センサ２４と電気的に接地２５されたモールド１８との間のゴム・コンパウンド２３は、位相角Φにおける大きさＺの複合インピーダンスを提供する。
【００４３】
要素３：センサ信号の復調
Ｚ及びΦの計算は、励起信号Ｖ０（ｓｉｎ（ωｔ））と増幅器出力電圧Ｖ２  ２０とを同時にデジタル的に捕捉することによりなされる、ここでＶ２＝ｓｉｎ（ωｔ）−ｋｓｉｎ（ωｔ＋θ）。先に言及した高速データ取得カードは、以後のデジタル信号処理のために波型のデジタル表現を保存しながら、信号Ｖ０  ２１及びＶ２  ２０をデジタル化するために使用される。
【００４４】
デジタル的に保存された信号Ｖ０  ２１及びＶ２  ２０を備え、量ｋ及びθの測定は、当該技術に熟達した者に理解されるような標準の復調実行（デモデュレーション  プラクティス）によりなされる。
【００４５】
量ｋ及びθが測定されたなら、Ｚ及びΦの決定は、図３で説明した回路を解析することによりなされる。
ｉ．  Ｉ＊＝（Ｖ０−Ｖ１）／Ｒ
ii．  Ｚ＝Ｖ１／Ｉ＊
iii． 置換すると、Ｖ１＝ｋ＜θ且つＶ０＝１であるから
iv．  インピーダンス（Ｚ）＝Ｒ＊（ｋ＜θ）／（１−ｋ＜θ）＝Ｚ＜Φ
ｖ．  上記の式でわかるように、大きさＺ及び位相角は、既知のＲ，ｋ及びθから容          易に導き出せる。
vi．  この極数を複合数に変換すると、実数及び虚数成分、つまり抵抗とリアクタン          スに分離する。
vii． リアクタンス（Ｘ）＝ＺｓｉｎΦ＝１／ｗＣ，ここで、ｗ＝２πｆ
viii．抵抗（Ｒ）＝ＺｃｏｓΦ
ix．  これらの量のコンダクタンス及びキャパシタンスへの変換は、vii及びviiiの          式を反転することにより達成される。
ｘ．  キャパシタンス（Ｃ）＝１／（ｗ＊ＺｓｉｎΦ）
ｘｉ．コンダクタンス（Ｇ）＝１／ＺｃｏｓΦ
【００４６】
このデータ・ペア（ＺとΦ、ＲとＸ、ＧとＣ）の任意のものが、得られた硬化データ（「プロセス・カーブ」とも言う）を表わすものとして使用できる。図４は、あるゴム硬化から集められたキャパシタンス（Ｃ）データの典型的なセットで、３ｋＨｚから９ｋＨｚまでの４個の異なる励起周波数で集められたデータを表わしている。図５は、同一のゴム硬化から集められたコンダクタンス（Ｇ）データの典型的なセットで、３ｋＨｚから９ｋＨｚまでの４個の異なる励起周波数で集められたデータを表わしている。  
【００４７】
要素４：制御アルゴリズムを確立するための方法論
図４及び５に描かれたように、ある硬化中にインピーダンス特性データ（ＺとΦ、ＲとＸ、ＧとＣ）が観察され記録されたとすると、次の段階は、
（１）生産工程で直接インピーダンス特性データを測定する、そして、
（２）データ測定に基づいて、特定の生産サイクルのために適切な硬化時間に関する        結論に達する、
ことができる制御方法を確立することである。
【００４８】
アルゴリズム開発の手順を以下に概説する：
【００４９】
実施例１（生産モールド及びレオメータを使用するアルゴリズム開発）：
（１）関心のあるアプリケーション（部分のタイプ、コンパウンドのタイプ等）を確認        する。
（２）硬化中のゴムのインピーダンス特性データを得るために使えるように、生産モー        ルド内にセンサを設置する。
（３）アルゴリズム開発の一部として、硬化条件の範囲２６、又は正常な生産工程内で        起こると期待される変動の範囲を含み、また適切な又は期待された硬化時間の範        囲内となる統計的に計画された実験を定義する。
【００５０】
ａ．例えば、あるバッチ変化が通常の生産工程に起こると予想され、また新しいバ          ッチが異なる硬化特性を有することもあるので、最適の硬化状態に達するため          に異なる硬化時間を必要とする。同様に、モールド温度における＋／−５°Ｆ          の変化も予想され、それは同一の硬化状態に達するために異なる硬化時間を必          要とする。
【００５１】
ｂ．典型的な硬化条件の定義範囲は、下に説明するように、温度範囲にわたって、          種々のバッチを含むであろう。：
【００５２】
【表１】
2005532196.tif 000003
【００５３】
（４）以上で、潜在的条件の範囲が定義されたので、各条件に対して最適の硬化時間及        び／又は硬化の相対的レートをレオメトリカリーに決定することもできる。典型        的な最適の硬化時間の目標は、その他の硬化状態の時間にも適当な目標（Ｔ５０        、Ｔ７５など）があるが、硬化しているゴムがその最終エラスチック・トルク最        大値の９０％に達する時間であるＴ９０タイムである。それゆえ、上表に述べた        各々の硬化条件に対して、特定した温度にレオメータをセットし、特定のバッチ        を入力して、適切なＴ９０タイム２７を測定する事ができる。観測されたデータ        のタイプの例は次の通りである：
【００５４】
【表２】
2005532196.tif 000004
【００５５】
基本的に、レオメトリーの目的は、種々の条件下での、相対的硬化レートを確立        することにある。モールド内の条件は、レオメトリック計器の条件とはかなり変        化しているので、最適な生産硬化時間は、レオメータからのＴ９０タイムとは同        一でないことがある。しかしながら、レオメトリック・データは、ゴム・コンパ        ウンド・バッチ及び硬化温度変動により観測された相対的硬化レート、及び時間        に関する有用な情報を供給するものである。
【００５６】
（５）以上で、レオメトリックな手段で測定した適切な硬化時間へのプロセス変化の効        果に関する情報が確立されたので、これらの条件を生産モールドでシミュレート        し、これらの硬化２８中に得られたインピーダンス特性データを観察することが        必要となる。硬化条件の多数の複製が理想的で−少なくとも３個の複製が推薦さ        れる。それゆえ、この実施例では、生産モールドは温度を名目の５度下に設定し        、バッチＡはコンパウンドとして使われる。インピーダンス・データを記録しな        がら、３例の硬化を行い、図４及び５と同様の形状が現れた。そこで、コンパウ        ンドをバッチＢに変え、さらに３例の硬化を記録等した。完了した時、そのイン        ピーダンス・データ・ファイルは、下表に述べる各硬化条件と関連するであろ          う：
【００５７】
【表３】
2005532196.tif 000005
【００５８】
（６）これらの条件が、レオメータ内及びモールド内の両方で設定されるとすると、次        の段階には、レオメトリカルに決定されたＴ９０タイムとインピーダンス・デー        タとの間の統計的相関を探索することが含まれる。言い換えると、インピーダン        ス・データは、硬化状態を反映する測定値のために検索されなければならない。        この相関を数学的に決定するために、インピーダンス・データをあるやり方で測        定することが必要である。測定は次のように行われる：
【００５９】
ａ．各データ・ストリーム（データ・ストリームとは、特定の周波数における時間          に対してのＺ，Φ，Ｒ，Ｘ，Ｇ又はＣのプロットである）は５つ以上の特定の          時間セグメント又は「ウインドウ」に分割される。
【００６０】
ｉ．オースチン，ＴＸのナショナル・インスツルメントから入手可能なラブビュ            ーに書かれたソフトウエアを使用すれば、このセグメント・スタート時間、            ストップ時間及び長さは、プリセット値又はこのソフトウエアの使用者によ            りカスタム・スペシファイドされたものを使って自動的に発生させることが            できる。
【００６１】
ii．最初の３つのセグメントは、特定されたスタート時間、ストップ時間及び長            さを含む固定セグメントである。第４及び第５のセグメントは、可変のセグ            メントとして知られ、そこで、固定の長さの測定値は、データ・ストリーム            がインピーダンス特性（Ｚ，Φ，Ｒ，Ｘ，Ｇ又はＣ）の極大値又は極小値を            経過した後に初めて測定される。
【００６２】
ｂ．各セグメントは、そこで、次の８つの方法で測定される：
【００６３】
ｉ．  極大値を記録する。
ii．  極大値の時刻を記録する。
iii． 極小値を記録する。
iv．  極小値の時刻を記録する。
ｖ．  そのセグメントの下の積分面積を記録する。
vi．  最も良く適合する線形最小二乗法をセグメント・データに行い、線のスロ              ープを記録する。｛式ｙ＝ｍｘ＋ｂ中のｍ）      
vii． 最も良く適合する指数関数探しをセグメント・データに行い、ダンピング              係数を記録する。｛式ｙ＝Ａｅ−αｘ中のα）
viii．最も良く適合する指数関数探しをセグメント・データに行い、振幅係数を              記録する。｛式ｙ＝Ａｅ−αｘ中のＡ）
【００６４】
（７）測定完了に続き、データ・テーブル２９が、次のようにして作成される（各ファ        イルに付き典型的に合計６４０個のインピーダンス測定がなされるが、−テーブ        ルの一部のみを示す：８周波数倍、２個のデータ・タイプ（ＲとＸ，ＧとＣ又は        ＺとΦ）倍、５ウィンドウ倍、８測定タイプ＝６４０測定値）
【００６５】
【表４】
2005532196.tif 000006
【００６６】
ここに多数の測定値が与えられたので、全ての測定値を通じて、硬化のレートを        最も強く反映していると見られる測定値を見出すように検索することができるよ        うになった。これは、レオメトリー・データ３０に最高の相関を有する尺度を見        出すことによりなされる。オースチン，ＴＸのナショナル・インスツルメントか        ら入手可能なラブビューに書かれたソフトウエアは、システマティックに、Ｔ９        ０データと測定値との間の相関を実行し、次いで硬化レートを最も良く反映して        いる測定値をランク付けして戻す。図６は、観測されたＴ９０タイムとインピー        ダンス測定値との間の典型的な相関を示す。
【００６７】
この相関は、硬化レートを最も良く反映している尺度を同定することを助けるだ        けでなく、その尺度の使用法を定義する。図６で最も良く適合している線のプロ        ットは、Ｔ９０＝Ａ＊（Ｘ３Ｋスロープ）＋Ｂの形に書くことができる。
【００６８】
それゆえ、各硬化に対しての適切な硬化時間を決定する機器のためになすべきこ        とは、定義された測定ウインドウ中の項（Ｘ３Ｋスロープ）を測定し、次いで測        定値を係数Ａ及びＢと共に、上式に挿入することである。得られたタイム出力は、        その硬化サイクルのための適切な硬化時間である。
【００６９】
この相関値は、多重回帰（multiple regression)３１の使用により改善すること        もできる。種々の付加的な測定値が利用できるので、これらの測定値の組合せが        硬化状態のより良い反映を提供できる。先に述べたソフトウエアは、トップ２０        の測定値（Ｔ９０に最高の相関）を選び出し、そしてできる限り４項多重回帰を        レビューし、次の形の最良のＲ−スクエア相関を有する多重回帰式に戻ってく          る：
【００７０】
Ｔ９０＝Ａ１＊Ｚ１＋Ａ２＊Ｚ２＋Ａ３＊Ｚ３＋Ａ４＊Ｚ４＋Ｂ
【００７１】
ここで、全てのＡ項及びＢ項は係数であり、全てのＺ項は、先に定義した様にイ        ンピーダンス特性の測定値の何らかの形である。それゆえ、この制御システムは        、この４測定値を得て、それらを適切な硬化時間を計算するためにその式に挿入        するだけで良い。
【００７２】
図７は、４項多重回帰を使った、Ｔ９０タイムに対する得られたアルゴリズム選        択硬化時間のプロットを示す。０．８８９から０．９６７へのＲ−スクエアの改        善に注目すべきである。
【００７３】
（８）この点に至り、硬化制御方程式は、その方程式が硬化レートに影響するプロセス        における変化のみに真に応答するという例外を有し、そしてそれが必ずしも特定        した所望の硬化状態を与えるものでないことを前提として、定義されている。こ        れは、相関に用いられたレオメトリックＴ９０タイムが単に相対的なもので、生        産工程で成形される製品に望まれる特定の特性を提供しないことがあるという事        実による。それが真に最適な硬化時間を提供するように硬化制御方程式を調節す        るためには、それがその標準出力のいくらかの多重において作動するようにする        線形調節（「モディファイヤ」として知られる）も入手する必要がある。このモ        ディファイヤは、次のように硬化制御方程式に含まれる：
【００７４】
Ｔ９０（最適化済）＝（モディファイヤ）＊（Ａ１＊Ｚ１＋Ａ２＊Ｚ２
＋Ａ３＊Ｚ３＋Ａ４＊Ｚ４＋Ｂ）
【００７５】
ａ．最適のモディファイヤの設定を決定するために、生産プレスが、硬化時間３２          を制御する制御システムとともに作動される。このモディファイヤの設定は、          比較的大きな範囲にわたって、いくらかの増分で変化し、これに伴う部分特性          が測定される。この様にして、モディファイヤの設定に対する部分特性（即ち          、ばね定数、圧縮ひずみ、ダイナミック・スチフネス等）のプロットを作成す          ることができる。良い代表特性を得るために複数パーツを作り出するべきであ          る。プロットの例を図８に示している。
【００７６】
先に論じた実施例において、顧客は、ある量（例えば、９％）より少ない圧縮ひず      み設定値を常に得ることを望むかもしれない。そのような仕様が与えられたとする      と、少なくとも０．８のモディファイヤが要求されるだろうし、いくらかの安全フ      ァクタを含めて、０．９がより適当であろうことが明らかである。より高いモディ      ファイヤの設定は、圧縮ひずみを改善することなしに単に硬化時間を延ばすだけで      あろう。より低いモディファイヤの設定は、特定の圧縮ひずみ設定値を与えないだ      ろう。適当なモディファイヤを選んだ後、アルゴリズムがプロセス３３を制御する      ために使用可能となる。
【００７７】
実施例１で説明した制御アルゴリズムを開発する手順は図９にも示されている。
【００７８】
実施例２（レオメータだけを使ったアルゴリズム開発）：    
本発明の他の実施例においては、アルゴリズム開発の初期段階には生産プレスを使う必要が無い。その代わりに、センサはレオメータ内に直接設置され、インピーダンス・データとレオメトリーとが同時に集められる。生産プレスは、まだ要素４の段階８で説明するようにモディファイヤを設定する必要がある。
【００７９】
要素５：リアルタイム制御応用
制御システムと加硫装置４５との関係が図１０に示されている。この制御ユニットは次のものを備えている：
（１）データを上述のように処理する産業用コンピュータ３４。
（２）制御アルゴリズム４３。
（３）ｉ．正弦波の励起電圧の発生。
ii．増幅器出力の読み取りとデジタル化。
のために、コンピュータに設置されたデータ取得カード３５。
（４）デジタル信号発生器ソフトウエア・ルーチン４１。
（５）デジタル信号復調ソフトウエア・ルーチン４２。
（６）リアルタイム・インピーダンス・データを集めるための増幅器３６。
（７）サイクルの開始又はゴム・コンパウンドの注入時の表示、又はその他の重要な          非連続のデータを受け取るためのデジタル入力３７。
（８）オペレータに硬化終了を知らせ、又はプレスを開くリレーの活性化あるいはそ        の他の重要な非連続の出力を供給するためのデジタル出力３８。
（９）部材を保護し、隔離する筐体３９。
【００８０】
生産プレスの実際の制御は、図１１に示すように比較的簡単なものである。その手順は次の様に要約できる：
（１）装置のオペレータが新しい生産サイクル４６を始めたなら、加硫装置４５から、        サイクルが開始されたこと４７の制御アルゴリズム４３を告げるデジタル出力３        ７が取り出される４０。
（２）デジタル信号発生器ルーチン４１及びデータ取得カード３５が、次いで制御アル        ゴリズム４３（たとえば、１ｋＨｚ，５ｋＨｚ，７ｋＨｚ及び９ｋＨｚが、要素        ４において作られたアルゴリズムにより特定されるような要求される周波数であ        り得る）により定義された様に、１つ以上のセンサ４８のためにデジタルの正弦        波の励起電圧を発生させる。
（３）次いで、データ取得カード３５及び復調ルーチン４２がセンサ応答４９を読み取        る。
（４）復調したセンサ応答が、インピーダンス・データの対（ＺとΦ、ＲとＸ又はＧと        Ｃ）５０として、コンピュータ３４に記録される。
（５）このデータは次いで、分割され、要素４で定義５０された制御アルゴリズム４３        により要求される様に測定される。
（６）そこで、これらの測定値は、制御アルゴリズム４３方程式に代入される：
【００８１】
Ｔ９０［最適化済］＝（モディファイヤ）＊（Ａ１＊Ｚ１＋Ａ２＊Ｚ２
＋Ａ３＊Ｚ３＋Ａ４＊Ｚ４＋Ｂ）
【００８２】
所望の部分的機械特性を達成するために計算された硬化時間は方程式５０の積で        ある。
（７）この計算された硬化時間が経過した時、デジタル出力３８が、加硫装置４５，５        １，５３，５６を開くために励起される４４。
（８）もし、プロセスが要求するなら、制御アルゴリズム４３は、この計算された硬化        時間を使用者が定義した最小及び最大硬化時間と比較し、これらの時間を、プロ        セス５２，５４，５５，５６終了のために代替基準として使うこともできる。
【００８３】
本発明の種々の実施例を詳細に述べられてきたが、その間にこれらの実施例の改良及び応用が、当該分野に精通した者に見出されることは明らかである。しかしながら、その様な改良及び応用は、各請求項に示すように、本発明の精神及び範囲内にあることを明白に理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】図１は、モールド内におけるセンサの配置を模式的に示している。
【図２】図２は、センサの一実施例の分解図を示している。
【図３】図３は、センサの電気回路を示している。
【図４】図４は、３ｋＨｚから１０ｋＨｚまでの８周波数において、集めたセンサ・キャパシタンス・データを示している。
【図５】図５は、３ｋＨｚから１０ｋＨｚまでの８周波数において、集めたセンサ・コンダクタンス・データを示している。
【図６】図６は、観測されたＴ９０タイムとインピーダンス測定値との間の相互関連を示している。
【図７】図７は、観測されたＴ９０タイムとインピーダンス測定値の４項多重回帰との間の相互関連を示している。
【図８】図８は、特定の部分特性（圧縮ひずみ）に対するモディファイヤ設定のプロットを示している。
【図９】図９は、制御アルゴリズム開発論理を示している。
【図１０】図１０は、制御システムの概略を示している。
【図１１】図１１は、制御システム論理を示す。
【符号の説明】
【００８５】
１０  電極
１１  ガード電極
１２  センサ・ハウジング
１３  スプレイされたセラミックセンサ面
１４  ＭＣＸ同軸コネクタ
１６  ゴム・コンパウンド
１７  センサ
１８  モールド
１９  抵抗
２０  増幅出力器
２３  ゴム・コンパウンド
２４  センサ
２５  接地
３４  産業用コンピュータ
３５  データ取得カード
３６  増幅器
３７  入力
３８  出力
３９  制御システム筐体
４１  ディジタル信号発生器ルーチン
４２  復調ルーチン
４５  加硫装置
【図１】
2005532196.tif 000007
【図２】
2005532196.tif 000008
【図３】
2005532196.tif 000009
【図４】
2005532196.tif 000010
【図５】
2005532196.tif 000011
【図６】
2005532196.tif 000012
【図７】
2005532196.tif 000013
【図８】
2005532196.tif 000014
【図９】
2005532196.tif 000015
【図１０】
2005532196.tif 000016
【図１１】
2005532196.tif 000017
【国際調査報告】
2005532196.tif 000018