(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱シリンダの周囲にヒータが配設されると共に、温度センサが設置され、前記温度センサからの検出信号を受けて前記ヒータへの通電を通電制御手段を介して制御するコントローラを備えた射出成形機において、
加熱シリンダ内に樹脂が充填されしかもスクリュを回転させない状態にて、前記ヒータにより発生される熱量と前記加熱シリンダの温度との対応関係をあらかじめ計測しておき、
前記コントローラは、実成形において前記通電制御手段により前記ヒータに与えられた電流及び時間とに基づいて前記ヒータにより発生される熱量を算出すると共に、前記対応関係と算出された熱量とに基づいて前記ヒータの発熱による温度上昇分を求め、実成形において検出された加熱シリンダ温度と前記ヒータの発熱による温度上昇分との差又は割合をせん断発熱による温度上昇分として算出して出力することを特徴とする射出成形機の制御方法。
【請求項２】
請求項１記載の射出成形機の制御方法において、前記コントローラは更に、前記出力された差又は割合を用いて前記ヒータによる発熱とせん断発熱との割合が安定するように前記通電制御手段を制御することを特徴とする射出成形機の制御方法。
【請求項３】
請求項２記載の射出成形機の制御方法において、前記通電制御手段はソリッドステートリレーであることを特徴とする射出成形機の制御方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の射出成形機の制御方法において、前記算出された差又は割合を成型品の品質情報として記録あるいは表示することを特徴とする射出成形機の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は射出成形機の制御方法に関し、特に樹脂を加熱するためのヒータの制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
射出成形機においては、加熱シリンダ内で樹脂を溶融させ、この溶融樹脂を金型のキャビティ内に射出して成形を行う。加熱シリンダの温度、溶融樹脂の射出圧力や保圧等の制御の良し悪しは成型品の品質に大きな影響を与える。このうち、特に加熱シリンダの温度について言えば、内部の樹脂の溶融状態に影響を与える。
【０００３】
射出成形機において樹脂を溶融する手段として次の２種類がある。
【０００４】
Ａ．加熱シリンダの周囲に配設されたヒータに加えられる熱量による溶融。
【０００５】
Ｂ．加熱シリンダ内に配置されたスクリュによって樹脂がせん断されることにより発生する、いわゆるせん断発熱による溶融。
【０００６】
通常の射出成形機では、上記の２つが合わさった状態で樹脂の溶融が行われており、それぞれの比率が変わると樹脂の溶融状態も異なってくる。言い換えれば、加熱シリンダ内の樹脂の溶融の割合は、Ａによる溶融と、Ｂによる溶融の割合が時間によってばらつくことが避けられない。これによって、樹脂の溶融状態がばらつき、計量モータのトルク・計量時間等がばらついてしまう。これらのばらつきは、成型品の品質がばらつく原因となる。
【０００７】
また、成型品の良否に関わる樹脂の劣化の原因の１つとして、樹脂の溶融時に過大な発熱が生じることによるものがある。その主要因として、せん断発熱の過多があげられている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
これまで、加熱シリンダの周囲に配設されたヒータの制御は以下のようにして行われている。加熱シリンダには、その温度を検出するために熱電対等による温度センサが設置されている。そして、この温度センサからの検出信号に基づいてヒータへの通電を制御するためのコントローラが備えられている。コントローラは、ソリッドステートリレー（以下、ＳＳＲと呼ぶ）のような通電制御手段を介してヒータへの通電を制御する。すなわち、加熱シリンダの温度を安定に保つために、温度センサを用いて加熱シリンダの温度を計測し、その結果から、ヒータに流す電流をコントロールしているＳＳＲをコントローラで制御し、温度を制御するようにしている。
【０００９】
しかし、温度センサからは現在の温度状態及び温度の推移しか情報を得られない。このため、例えば温度が上昇した場合には、その温度上昇がヒータに加えられた熱量によるものなのか、せん断発熱によるものなのか分からなかった。よって、樹脂の溶融状態の変化による劣化がおこっても、それがせん断発熱の過多によるものなのか分からなかった。
【００１０】
また、これまでは、加熱シリンダ内の樹脂の溶融の割合、すなわちヒータに加えられた熱量による溶融と、せん断発熱による溶融との割合の変化を知ることはできなかった。
【００１１】
そこで、本発明の課題は、加熱シリンダにおけるヒータによる樹脂溶融とせん断発熱による樹脂溶融との割合を安定させることで樹脂の溶融状態を均一にすることのできる射出成形機の制御方法を提供することにある。
【００１２】
本発明の他の課題は、せん断発熱量の推移を知ることのできる射出成形機の制御方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明による射出成形機の制御方法は、加熱シリンダの周囲にヒータが配設されると共に、温度センサが設置され、前記温度センサからの検出信号を受けて前記ヒータへの通電を通電制御手段を介して制御するコントローラを備えた射出成形機において、加熱シリンダ内に樹脂が充填されしかもスクリュを回転させない状態にて、前記ヒータにより発生される熱量と前記加熱シリンダの温度との対応関係をあらかじめ計測しておき、前記コントローラは、実成形において前記通電制御手段により前記ヒータに与えられた電流及び時間とに基づいて前記ヒータにより発生される熱量を算出すると共に、前記対応関係と算出された熱量とに基づいて前記ヒータの発熱による温度上昇分を求め、実成形において検出された加熱シリンダ温度と前記ヒータの発熱による温度上昇分との差又は割合をせん断発熱による温度上昇分として算出して出力することを特徴とする。
【００１４】
前記コントローラはまた、前記出力された差又は割合を用いて前記ヒータによる発熱とせん断発熱との割合が安定するように前記通電制御手段を制御することを特徴とする。
【００１５】
前記通電制御手段はソリッドステートリレーで実現することができる。
【００１６】
また、前記算出された差又は割合は成型品の品質情報として記録あるいは表示されるのが好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図１において、加熱シリンダ１０の周囲にはヒータ１１が配設されている。図１ではヒータ１１は象徴的に１個のみ示しているが、実際には加熱シリンダ１０の軸方向に間隔をおいて複数箇所に設置される。ヒータ１１には、その温度を加熱シリンダ１０の温度として検出するために熱電対等による温度センサ１２が設置されている。そして、温度センサ１２からの検出信号及び後述する情報に基づいてヒータ１１への通電を制御するためのコントローラ１３が備えられている。コントローラ１３は、ＳＳＲによる通電制御部１４を介してヒータ１１への通電を制御する。
【００１８】
本発明による制御方法は以下のようにして実行される。
【００１９】
（１）あらかじめ、せん断発熱させない場合、すなわち加熱シリンダ１０内に樹脂を充填ししかもスクリュを回転させない場合における、ヒータ１１により発生される熱量（ヒータに流れる電流値と通電時間とにより算出される）とヒータ１１における温度上昇、すなわち加熱シリンダ１０の温度上昇（温度センサ１２の検出値）との対応関係を求めておく。この対応関係はコントローラ１３におけるメモリに保存される。図２は、上記の対応関係の一例を示す。
【００２０】
（２）実際の成形動作に入ると、コントローラ１３は温度センサ１２による検出温度をサンプリングして記憶すると共に、ヒータ１１に流される電流とその時間とによりヒータ１１で発生される熱量を上記サンプリング周期で算出して記憶する。
【００２１】
（３）コントローラ１３は更に、上記（１）、（２）で得られた情報、すなわち前記対応関係と算出された熱量とに基づいて、実際の成形において検出された加熱シリンダ温度とヒータ１１の発熱による温度上昇分との差又は割合をせん断発熱による温度上昇分として算出して出力する。これは、プリンタにより記録したり、ディスプレイにて表示することができる。
【００２２】
図３には、実際の加熱シリンダ１０の温度上昇（せん断発熱よる上昇分を含む）とヒータ１１の発熱量との関係の一例を示す。ここで、図３に示されたあるヒータ発熱量での加熱シリンダ温度と、図２に示された上記あるヒータ発熱量での加熱シリンダ温度との差又は割合が、せん断発熱によるものであることは明らかである。
【００２３】
このようにして、上記の対応関係からせん断発熱分を知ることができ、その推移を知ることもできる。これは、樹脂の溶融状態を左右しているせん断発熱とヒータ１１の発熱との割合の変化の推移が分かることを意味する。せん断発熱分の推移は、コントローラ１３から成型品の品質情報の１つとして出力される。
【００２４】
（４）一方、コントローラ１３は、せん断発熱とヒータ１１の発熱との割合を示す情報に基づいて、これらの割合が安定するように通電制御部１４を制御、すなわちヒータ１１に流す電流を調整する。
【００２５】
本形態によれば、加熱シリンダ１０の温度とヒータ１１に流す電流を調整している通電制御部１４の出力とにより、加熱シリンダ１０の温度上昇におけるせん断発熱の割合がわかる。よって、コントローラ１３の出力により、せん断発熱の推移がわかり、樹脂の溶融状態の推移を知ることができると共に、成型品の品質情報として出力することができる。勿論、上記（１）〜（３）におけるヒータ１１の温度設定条件は同じである。
【００２６】
なお、コントローラ１３は、射出成形機本体を制御するために備えられている制御装置で実現することもできるし、この制御装置とは別に専用に備えられても良い。また、本発明は、油圧式、電動式のいずれのタイプの射出成形機にも適用できることは言うまでも無い。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、加熱シリンダにおけるヒータによる樹脂溶融とせん断発熱による樹脂溶融との割合を安定させることができるので樹脂の溶融状態を均一にすることができ、もって成型品の品質のばらつきを無くすことができる。また、せん断発熱の推移もロギングデータとして知ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による制御方法を実施するための構成を示したブロック図である。
【図２】スクリュを回転させずヒータのみの発熱で樹脂の溶融を行った場合のヒータ発熱量と加熱シリンダ温度との関係を示した図である。
【図３】スクリュを回転させてせん断発熱とヒータの発熱で樹脂の溶融を行った場合のヒータ発熱量と加熱シリンダ温度との関係を示した図である。
【符号の説明】
１０    加熱シリンダ
１１    ヒータ
１２    温度センサ
１３    コントローラ
１４    通電制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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