射出成形機
【課題】加熱対象部材の温度をより柔軟に制御可能な射出成形機を提供すること。
【解決手段】本発明の実施例に係る射出成形機は、複数の温度制御ゾーンＺ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４に分割されて温度制御される加熱シリンダ１と、複数の温度制御ゾーンＺ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４のうちの所定の温度制御ゾーンＺ１を加熱するバンドヒータ３０と、バンドヒータ３０で所定の温度制御ゾーンＺ１以外の箇所Ｚ１．５の温度を所定温度に制御する温度制御部２０と、を有する。
【解決手段】本発明の実施例に係る射出成形機は、複数の温度制御ゾーンＺ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４に分割されて温度制御される加熱シリンダ１と、複数の温度制御ゾーンＺ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４のうちの所定の温度制御ゾーンＺ１を加熱するバンドヒータ３０と、バンドヒータ３０で所定の温度制御ゾーンＺ１以外の箇所Ｚ１．５の温度を所定温度に制御する温度制御部２０と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱対象部材を有する射出成形機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、射出成形機における加熱筒の温度を制御する装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この装置は、加熱筒における複数の温度制御ゾーンのそれぞれに取り付けられた温度センサからの温度データに基づいて、ＰＩＤ制御によるクローズドループ制御を実行しながら、複数の温度制御ゾーンのそれぞれに対応するバンドヒータをフィードバック制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１３７１１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の装置は、特定の温度制御ゾーンに対応するバンドヒータとその特定の温度制御ゾーンに対応する温度センサとの組み合わせを用いてその特定の温度制御ゾーンの温度を制御する。すなわち、特許文献１に記載の装置は、複数の温度制御ゾーンのそれぞれの温度を別個独立に制御する。そのため、特定の温度制御ゾーンの温度の調整が、その特定の温度制御ゾーンに対応するバンドヒータと温度センサのみに基づいて閉鎖的に行われ、温度制御の応答性が制限されるという問題がある。
【０００６】
上述の問題に鑑み、本発明は、加熱対象部材の温度をより柔軟に制御可能な射出成形機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の目的を達成するために、本発明の実施例に係る射出成形機は、複数の温度制御ゾーンに分割されて温度制御される加熱シリンダと、前記複数の温度制御ゾーンのうちの所定の温度制御ゾーンを加熱する加熱部と、前記加熱部で前記所定の温度制御ゾーン以外の箇所の温度を所定温度に制御する温度制御部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
上述の手段により、本発明は、加熱対象部材の温度をより柔軟に制御可能な射出成形機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施例に係る射出成形機に搭載される温度制御システムの構成例を示す概略図である。
【図２】図１の温度制御システムにおける温度制御部により温度制御される加熱シリンダの温度分布の一例を示す図である。
【図３】第一温度制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】図１の温度制御システムにおける温度制御部により温度制御される加熱シリンダの温度分布の別の一例を示す図である。
【図５】第二温度制御処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は、本発明の実施例に係る射出成形機に搭載される温度制御システム１００の構成例を示す概略図である。本実施例において、温度制御システム１００は、加熱対象部材としての加熱シリンダ１の温度を、温度検出部としての温度センサ４で測定しながら、加熱部としてのバンドヒータ３により加熱シリンダ１の温度を制御する。
【００１２】
加熱シリンダ１は、スクリュ（図示せず。）を回転可能且つ軸方向移動可能に収容する部材である。加熱シリンダ１は、主に、水冷シリンダ部１０、第一円筒部１１、第二円筒部１２、ノズル部１３で構成される。なお、水冷シリンダ部１０、第一円筒部１１、第二円筒部１２、及びノズル部１３は何れも金属で形成され、互いに熱をやり取りすることができる。水冷シリンダ部１０に取り付けられるホッパ（図示せず。）を介して供給される樹脂は、加熱シリンダ１内で溶融・可塑化され、スクリュによってノズル部１３の方向に給送される。
【００１３】
温度制御システム１００は、主に、制御部２、バンドヒータ３、及び温度センサ４から構成される。
【００１４】
制御部２は、温度制御システム１００の動作を制御する機能要素であり、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＲＯＭ（Read Only Memory）等を備えたコンピュータである。具体的には、制御部２は、温度制御部２０に対応するプログラムをＲＯＭから読み出してＲＡＭに展開しながら、温度制御部２０に対応する処理をＣＰＵに実行させる。
【００１５】
バンドヒータ３は、加熱シリンダ１を加熱する加熱部の一例である。本実施例では、バンドヒータ３は、加熱シリンダ１の第一円筒部１１を加熱する二つのバンドヒータ３０、３１と、第二円筒部１２を加熱する一つのバンドヒータ３２と、ノズル部１３を加熱する一つのバンドヒータ３３とを含む。なお、加熱シリンダ１の第一円筒部１１は、水冷シリンダ１０の近くに配置されるバンドヒータ３０によって加熱される温度制御ゾーンである第１ゾーンＺ１、第二円筒部１２の近くに配置されるバンドヒータ３１によって加熱される温度制御ゾーンである第２ゾーンＺ２、及び、第１ゾーンＺ１と第２ゾーンＺ２との間に配置されるゾーンＺ１．５を有する。また、加熱シリンダ１の第二円筒部１２は、バンドヒータ３２によって加熱される温度制御ゾーンである第３ゾーンＺ３を構成する。また、加熱シリンダ１のノズル部１３は、バンドヒータ３３によって加熱される温度制御ゾーンである第４ゾーンＺ４を構成する。以下では、バンドヒータ３０〜３３は、加熱対象となるゾーンに合わせて、第１ゾーンバンドヒータ３０、第２ゾーンバンドヒータ３１、第３ゾーンバンドヒータ３２、第４ゾーンバンドヒータ３３と称する。
【００１６】
また、バンドヒータ３は、制御部２が出力する制御信号に応じて動作し、例えば、制御部２が出力するＰＷＭ(Pulse Width Modulation)信号に応じてオン、オフを切り替える。
【００１７】
このように、加熱シリンダ１は、複数の温度制御ゾーンＺ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４に分割されて温度制御される。
【００１８】
温度センサ４は、加熱シリンダ１の温度を検出する温度検出部の一例であり、例えば、熱電対で構成される。本実施例では、温度センサ４は、第１ゾーンＺ１の温度を検出する第１ゾーン温度センサ４０と、ゾーンＺ１．５の温度を検出する第１．５ゾーン温度センサ４１と、第２ゾーンＺ２の温度を検出する第２ゾーン温度センサ４２と、第３ゾーンＺ３の温度を検出する第３ゾーン温度センサ４３と、第４ゾーンＺ４の温度を検出する第４ゾーン温度センサ４４とを含む。また、温度センサ４は、制御部２に対して所定周期で繰り返し検出値を出力する。
【００１９】
制御部２の温度制御部２０は、加熱シリンダ１の温度を所定の設定温度に制御する機能要素であり、例えば、温度センサ４の検出値に基づいてバンドヒータ３をＰＷＭ制御する。
【００２０】
図２は、温度制御システム１００における温度制御部２０により温度制御される加熱シリンダ１の温度分布の一例を示す図であり、加熱シリンダ１の概略図の下に、基準点からの距離と温度との関係を表すグラフを示す。なお、そのグラフの基準点は、水冷シリンダ１０の中心点であり、その距離は、基準点からノズル部１３の方向（図の左方）に向かって増大する。
【００２１】
温度制御部２０は、例えば、第２ゾーン温度センサ４２の検出値を継続的に監視し、その検出値が設定温度Ｔ１未満の場合に第２ゾーンバンドヒータ３１をオンにし、その検出値が設定温度Ｔ１を上回る場合に第２ゾーンバンドヒータ３１をオフにする。その結果、温度制御部２０は、第２ゾーンバンドヒータ３１により第２ゾーンＺ２の温度を設定温度Ｔ１に制御する。このように、温度制御ゾーンに対応するバンドヒータによりその温度制御ゾーンの温度を制御する方法を「第一温度制御方法」と称する。この場合、温度制御部２０は、設定温度Ｔ１と第２ゾーン温度センサ４２の現在の検出値（＜Ｔ１）との差が大きい程、第２ゾーンバンドヒータ３１に対するＰＷＭ信号のデューティ比を大きくして温度上昇率を増大させてもよい。第３ゾーンＺ３及び第４ゾーンの温度を設定温度Ｔ１に制御する場合についても同様である。なお、設定温度Ｔ１は、例えば、加熱シリンダ１に供給される樹脂の融点である。
【００２２】
また、温度制御部２０は、第１．５ゾーン温度センサ４１の検出値を継続的に監視し、その検出値が設定温度Ｔ１未満の場合に第１ゾーンバンドヒータ３０をオンにし、その検出値が設定温度Ｔ１を上回る場合に第１ゾーンバンドヒータ３０をオフにする。その結果、温度制御部２０は、第１ゾーンバンドヒータ３０によりゾーンＺ１．５の温度を設定温度Ｔ１に制御する。このように、温度制御ゾーンに直接対応しないバンドヒータによりその温度制御ゾーンの温度を制御する方法を「第二温度制御方法」と称する。この場合、ゾーンＺ１．５の温度が設定温度Ｔ１に達した時点では、第１ゾーンＺ１の温度は、通常、設定温度Ｔ１未満である。第１ゾーンＺ１は、比較的低温な水冷シリンダ部１０に接しており、ゾーンＺ１．５に比べ温度が上昇し難いためである。但し、ゾーンＺ１．５の温度が設定温度Ｔ１に達したときの第１ゾーンＺ１の温度は、設定温度Ｔ１より高い場合もある。なお、「設定温度に達した」とは、設定温度を含む所定幅の温度範囲内に、温度センサ４の検出値が所定時間にわたって留まった状態を含む概念である。
【００２３】
その後、温度制御部２０は、ゾーンＺ１．５の温度が設定温度Ｔ１に達した時点において第１ゾーン温度センサ４０が検出する温度を、第１ゾーンＺ１の設定温度Ｔ２とし、第１ゾーンバンドヒータ３０により第１ゾーンＺ１の温度を設定温度Ｔ２に制御する。このように、第二温度制御方法を実行した後で、第二温度制御方法において新たに設定した設定温度を用いて、温度制御ゾーンに対応するバンドヒータによりその温度制御ゾーンの温度を制御する方法を「第三温度制御方法」と称する。なお、第１ゾーンＺ１の設定温度Ｔ２は、ゾーンＺ１．５の温度が設定温度Ｔ１に達したときに第１ゾーン温度センサ４０が検出する温度そのものではなく、その温度に所定の係数を掛ける等、その温度に基づいて間接的に導き出される温度であってもよい。
【００２４】
温度制御部２０が第三温度制御方法を採用するのは、第１ゾーンＺ１の温度を設定温度Ｔ２に制御することによってゾーンＺ１．５の温度を設定温度Ｔ１に制御できるものと考えられるためである。また、温度制御部２０が第三温度制御方法に切り替えることなく第二温度制御方法を継続した場合には、ホッパから供給される樹脂や水冷シリンダ部１０の冷却により第１ゾーンＺ１の温度が急激に低下したときの第１ゾーンＺ１の加熱が遅れ、加熱シリンダ１の温度バランスを大きく崩すおそれがあるためである。
【００２５】
図２のグラフは、第１ゾーンＺ１〜第４ゾーンＺ４の全ての温度制御ゾーンに対して第一温度制御方法を採用した場合の温度分布（破線）と、ゾーンＺ１．５に対して第二温度制御方法を採用し且つ第１ゾーンＺ１に対して第三温度制御方法を採用した場合の温度分布（実線）とを示す。
【００２６】
図２の破線で示すように、第１ゾーンＺ１〜第４ゾーンＺ４の全ての温度制御ゾーンに対して第一温度制御方法を採用した場合には、第１ゾーンＺ１、第２ゾーンＺ２、第３ゾーンＺ３、及び第４ゾーンＺ４が設定温度Ｔ１に制御されるが、対応するバンドヒータが存在しないゾーンＺ１．５の温度が制御されずに設定温度Ｔ１を上回る温度となる。
【００２７】
一方、図２の実線で示すように、ゾーンＺ１．５に対しては第二温度制御方法を採用し且つ第１ゾーンＺ１に対しては第三温度制御方法を採用した場合には、第１ゾーンＺ１が設定温度Ｔ２に制御され、且つ、対応するバンドヒータが存在しないゾーンＺ１．５が設定温度Ｔ１に制御される。なお、第２ゾーンＺ２、第３ゾーンＺ３、及び第４ゾーンＺ４は、図２の破線で示す場合と同様、設定温度Ｔ１に制御される。
【００２８】
このようにして、温度制御システム１００は、第１ゾーンＺ１と第２ゾーンＺ２との間にある、対応するバンドヒータが存在しないゾーンＺ１．５における温度の非制御状態（例えば、オーバーシュートの状態である。）の発生を回避することができる。
【００２９】
次に、図３を参照しながら、温度制御部２０が加熱シリンダ１の温度を所望の状態に制御する処理（以下、「第一温度制御処理」とする。）の流れについて説明する。なお、図３は、第一温度制御処理の流れを示すフローチャートである。温度制御部２０は、例えば、タッチパネル等の入力部（図示せず。）を介した操作者の操作入力に応じて、この第一温度制御処理を実行する。
【００３０】
最初に、温度制御部２０は、第１ゾーンバンドヒータ３０によるゾーンＺ１．５の温度制御（第二温度制御方法）を開始する（ステップＳ１）。
【００３１】
具体的には、温度制御部２０は、第１．５ゾーン温度センサ４１の検出値を継続的に監視し、その検出値が設定温度Ｔ１未満の場合に第１ゾーンバンドヒータ３０をオンにし、その検出値が設定温度Ｔ１を上回る場合に第１ゾーンバンドヒータ３０をオフにする。
【００３２】
また、温度制御部２０は、第２ゾーンバンドヒータ３１による第２ゾーンＺ２の温度制御（第一温度制御方法）、第３ゾーンバンドヒータ３２による第３ゾーンＺ３の温度制御（第一温度制御方法）、及び、第４ゾーンバンドヒータ３３による第４ゾーンＺ４の温度制御（第一温度制御方法）を同様に開始する。
【００３３】
その後、温度制御部２０は、ゾーンＺ１．５の温度が設定温度Ｔ１に達したか否かを監視する（ステップＳ２）。なお、ゾーンＺ１．５の温度が設定温度Ｔ１に達したとの判断は、例えば、ゾーンＺ１．５の温度が設定温度Ｔ１になったまま所定時間が経過した場合に行われる。ゾーンＺ１．５の温度が安定的に設定温度Ｔ１になったことを確認するためであり、ゾーンＺ１．５の温度が瞬間的に設定温度Ｔ１になっただけであるにもかかわらず、第二温度制御方法を第三温度制御方法に切り替えてしまうことがないようにするためである。なお、設定温度Ｔ１は、所定の幅を有する温度範囲であってもよい。
【００３４】
ゾーンＺ１．５の温度が未だ設定温度Ｔ１に達していないと判断した場合（ステップＳ２のＮＯ）、温度制御部２０は、ゾーンＺ１．５の温度が設定温度Ｔ１に達したか否かの監視を継続する。
【００３５】
一方、ゾーンＺ１．５の温度が設定温度Ｔ１に達したと判断した場合（ステップＳ２のＹＥＳ）、温度制御部２０は、第１ゾーンＺ１の現在の温度、すなわち、第１ゾーン温度センサ４０の現在の検出値を、第１ゾーンＺ１の設定温度Ｔ２とする（ステップＳ３）。
【００３６】
その後、温度制御部２０は、第１ゾーンバンドヒータ３０による第１ゾーンＺ１の温度制御（第三温度制御方法）を開始する（ステップＳ４）。
【００３７】
具体的には、温度制御部２０は、第１ゾーン温度センサ４０の検出値を継続的に監視し、その検出値が設定温度Ｔ２未満の場合に第１ゾーンバンドヒータ３０をオンにし、その検出値が設定温度Ｔ２を上回る場合に第１ゾーンバンドヒータ３０をオフにする。
【００３８】
以上の構成により、温度制御システム１００は、第１ゾーンＺ１に対応する第１ゾーンバンドヒータ３０を用いて、対応するバンドヒータが存在しないゾーンＺ１．５の温度を制御する。その結果、温度制御システム１００は、対応するバンドヒータが存在しないゾーンの温度を所望の温度に制御でき、加熱対象部材としての加熱シリンダ１の温度をより柔軟に制御することができる。
【００３９】
また、温度制御システム１００は、第１ゾーンバンドヒータ３０を用いてゾーンＺ１．５の温度を目的温度Ｔ１に制御した後で、ゾーンＺ１．５の温度が設定温度Ｔ１に達したときの第１ゾーンＺ１の温度を設定温度Ｔ２とする。そして、温度制御システム１００は、第１ゾーンバンドヒータ３０を用いて、対応する第１ゾーンＺ１の温度を目的温度Ｔ２に制御する。その結果、温度制御システム１００は、第１ゾーンバンドヒータ３０により、第１ゾーンＺ１の温度を設定温度Ｔ２に制御しながら、ゾーンＺ１．５の温度を設定温度Ｔ１に制御することができる。
【００４０】
また、温度制御システム１００は、第１ゾーンバンドヒータ３０を用いて第１ゾーンＺ１の温度を目的温度Ｔ２に制御した後で、再び、第１ゾーンバンドヒータ３０を用いてゾーンＺ１．５の温度を設定温度Ｔ１に制御するようにしてもよい。この場合、温度制御システム１００は、ゾーンＺ１．５の温度制御と第１ゾーンＺ１の温度制御とを順番に繰り返すようにする。その結果、温度制御システム１００は、第１ゾーンバンドヒータ３０により、第１ゾーンＺ１の温度を設定温度Ｔ２に制御し、且つ、ゾーンＺ１．５の温度を設定温度Ｔ１に制御することができる。
【００４１】
また、温度制御システム１００は、所定の温度制御ゾーンを加熱する加熱部で、その所定の温度制御ゾーンとこれに隣接する温度制御ゾーンとの間の領域の温度を制御する。すなわち、温度制御システム１００は、第１ゾーンＺ１を加熱する第１ゾーンバンドヒータ３０で、第１ゾーンＺ１と第２ゾーンＺ２との間の領域であるゾーンＺ１．５の温度を制御する。しかしながら、本発明はこれに限定されない。例えば、温度制御システム１００は、所定の温度制御ゾーンを加熱する加熱部で、他の温度制御ゾーン間の領域の温度を制御するようにしてもよい。
【００４２】
次に、図４を参照しながら、温度制御部２０による別の温度制御処理（以下、「第二温度制御処理」とする。）について説明する。
【００４３】
図４は、温度制御システム１００における温度制御部２０により温度制御される加熱シリンダ１の温度分布の別の一例を示す図であり、図２に対応する。図４は、加熱シリンダ１の概略図の下に、基準点からの距離と温度との関係を表すグラフを示す。なお、図２の場合と同様、そのグラフの基準点は、水冷シリンダ１０の中心点であり、その距離は、基準点からノズル部１３の方向（図の左方）に向かって増大する。
【００４４】
温度制御部２０は、第一温度制御方法にしたがって、第３ゾーンバンドヒータ３２により第３ゾーンＺ３の温度を設定温度Ｔ１に制御し、且つ、第４ゾーンバンドヒータ３３により第４ゾーンＺ４の温度を設定温度Ｔ１に制御する。
【００４５】
以上の温度制御により、加熱シリンダ１の温度分布は、図４の一点鎖線で示すように、第３ゾーンＺ３及び第４ゾーンＺ４のそれぞれにおいて設定温度Ｔ１となる。
【００４６】
しかしながら、例えばサイクルアップや樹脂の供給量増大により加熱シリンダ１に対する必要熱量が第４ゾーンバンドヒータ３３の供給熱量を上回るような状態では、第４ゾーンＺ４の温度が設定温度Ｔ１に到達できない状況が発生し得る。
【００４７】
そこで、第４ゾーンＺ４の温度が閾値温度Ｔ３未満の温度のまま所定時間にわたって停滞した場合、温度制御部２０は、第４ゾーンＺ４に隣接する第３ゾーンＺ３に対応する第３ゾーンバンドヒータ３２による第４ゾーンＺ４の温度制御（第二温度制御方法）を開始する。第４ゾーンＺ４の温度を設定温度Ｔ１に制御するためである。なお、閾値温度Ｔ３は、第４ゾーンバンドヒータ３３の異常の有無を判定するための温度であり、例えば、設定温度Ｔ１から所定温度だけ低い温度である。
【００４８】
具体的には、温度制御部２０は、第４ゾーン温度センサ４４の検出値を継続的に監視し、その検出値が設定温度Ｔ１未満の場合に第３ゾーンバンドヒータ３２をオンにすることで、第３ゾーンバンドヒータ３２により第４ゾーンＺ４の温度を設定温度Ｔ１に制御する。この場合、温度制御部２０は、設定温度Ｔ１と第４ゾーン温度センサ４４の現在の検出値（＜Ｔ１）との差が大きい程、第３ゾーンバンドヒータ３２に対するＰＷＭ信号のデューティ比を大きくして温度上昇率を増大させてもよい。また、温度制御部２０は、第３ゾーン温度センサ４３の検出値を継続的に監視し、その検出値が閾値温度Ｔ４（＞Ｔ１）に達した場合に第３ゾーンバンドヒータ３２をオフしてもよい。第３ゾーンＺ３の温度が既に設定温度Ｔ１に達しているにもかかわらず、第４ゾーンＺ４の温度を上昇させるために第３ゾーンバンドヒータ３２を更に継続してオンにした結果、第３ゾーンＺ３の温度が設定温度Ｔ１を過度に上回ることを防止するためである。
【００４９】
図４のグラフは、上述の理想的な温度分布（一点鎖線）に加え、第４ゾーンバンドヒータ３３に異常が生じている場合に、第４ゾーンバンドヒータ３３によって第４ゾーンＺ４の温度を制御した場合、すなわち、第４ゾーンＺ４に対して第一温度制御方法を採用した場合の温度分布（破線）を示す。さらに、図４のグラフは、第３ゾーンバンドヒータ３２によって第４ゾーンＺ４の温度を制御した場合、すなわち、第４ゾーンＺ４に対して第二温度制御方法を採用した場合の温度分布（実線）を示す。
【００５０】
図４の破線で示すように、第４ゾーンバンドヒータ３３が第４ゾーンＺ４を十分加熱できない場合に、第４ゾーンＺ４に対して第一温度制御方法を採用し続けた場合には、第４ゾーンＺ４の温度は、設定温度Ｔ１に達することなく、閾値温度Ｔ３を下回る温度で推移する。
【００５１】
一方、図４の実線で示すように、第４ゾーンバンドヒータ３３が第４ゾーンＺ４を十分加熱できない場合に、第４ゾーンＺ４に対して第二温度制御方法を採用した場合には、第３ゾーンＺ３の温度を閾値温度Ｔ４（＞Ｔ１）未満としながらも、第４ゾーンＺ４の温度を設定温度Ｔ１に制御することができる。
【００５２】
このようにして、温度制御システム１００は、対応するバンドヒータの異常等に起因する温度制御ゾーンにおける温度の非制御状態を回避することができる。
【００５３】
次に、図５を参照しながら、第二温度制御処理の流れについて説明する。なお、図５は、第二温度制御処理の流れを示すフローチャートである。温度制御部２０は、例えば、第４ゾーンＺ４の温度、すなわち、第４ゾーン温度センサ４４の検出値が所定時間にわたって閾値温度Ｔ３を下回ったままである場合に、この第二温度制御処理を実行する。
【００５４】
最初に、温度制御部２０は、第３ゾーンバンドヒータ３２による第４ゾーンＺ４の温度制御（第二温度制御方法）を開始する（ステップＳ１１）。
【００５５】
具体的には、温度制御部２０は、第４ゾーン温度センサ４４の検出値を継続的に監視し、その検出値が設定温度Ｔ１未満の場合に第３ゾーンバンドヒータ３２をオンにする。
【００５６】
その後、温度制御部２０は、第４ゾーンＺ４の温度が設定温度Ｔ１に達したか否かを監視する（ステップＳ１２）。なお、第４ゾーンＺ４の温度が設定温度Ｔ１に達したとの判断は、例えば、第４ゾーンＺ４の温度が設定温度Ｔ１になったまま所定時間が経過した場合に行われる。第４ゾーンＺ４の温度が安定的に設定温度Ｔ１になったことを確認するためである。なお、設定温度Ｔ１は、所定の幅を有する温度範囲であってもよい。
【００５７】
第４ゾーンＺ４の温度が未だ設定温度Ｔ１に達していないと判断した場合（ステップＳ１２のＮＯ）、温度制御部２０は、第４ゾーンＺ４の温度が設定温度Ｔ１に達したか否かの監視を継続する。
【００５８】
一方、第４ゾーンＺ４の温度が設定温度Ｔ１に達したと判断した場合（ステップＳ１２のＹＥＳ）、温度制御部２０は、第３ゾーンＺ３の現在の温度、すなわち、第３ゾーン温度センサ４３の現在の検出値を、第３ゾーンＺ３の設定温度Ｔ５（＜Ｔ４）とする（ステップＳ１３）。なお、第３ゾーンＺ３の設定温度Ｔ５は、第４ゾーンＺ４の温度が設定温度Ｔ１に達したときに第３ゾーン温度センサ４３が検出する温度そのものではなく、その温度に所定の係数を掛ける等、その温度に基づいて間接的に導き出される温度であってもよい。
【００５９】
その後、温度制御部２０は、第３ゾーンバンドヒータ３２による第３ゾーンＺ３の温度制御（第三温度制御方法）を開始する（ステップＳ１４）。
【００６０】
具体的には、温度制御部２０は、第３ゾーン温度センサ４３の検出値を継続的に監視し、その検出値が設定温度Ｔ５未満の場合に第３ゾーンバンドヒータ３２をオンにし、その検出値が設定温度Ｔ５を上回る場合に第３ゾーンバンドヒータ３２をオフにする。
【００６１】
温度制御部２０が第三温度制御方法を採用するのは、第３ゾーンＺ３の温度を設定温度Ｔ５に制御することによって第４ゾーンＺ４の温度を設定温度Ｔ１に制御できるものと考えられるためである。但し、温度制御部２０は、第４ゾーンＺ４の温度が設定温度Ｔ１に達した後も、第三温度制御方法を採用することなく第二温度制御方法を採用し続けるようにしてもよい。第４ゾーンＺ４は、ノズル部１３が接触する金型装置（図示せず。）の温度変動の影響を直接的に受けるため、第３ゾーンＺ３に比べて温度が変動しやすい。このような状況において第二温度制御方法を採用し続けた場合、比較的変動しやすい第４ゾーンＺ４の温度を迅速に設定温度Ｔ１に制御できるためである。なお、第二温度制御方法を採用し続けた場合、第３ゾーンＺ３の温度が制御されないこととなるが、第３ゾーンＺ３の温度が閾値温度Ｔ４に達した場合に第３ゾーンバンドヒータ３２をオフすることによって、第３ゾーンＺ３の温度が過度に上昇するのを防止できる。
【００６２】
以上の構成により、温度制御システム１００は、第３ゾーンＺ３に対応する第３ゾーンバンドヒータ３２を用いて、対応するバンドヒータに異常が発生した第４ゾーンＺ４の温度を制御する。その結果、温度制御システム１００は、対応するバンドヒータに異常が発生したゾーンの温度を所望の温度に制御でき、加熱対象部材としての加熱シリンダ１の温度をより柔軟に制御することができる。
【００６３】
また、温度制御システム１００は、第３ゾーンバンドヒータ３２を用いて第４ゾーンＺ４の温度を目的温度Ｔ１に制御した後で、第４ゾーンＺ４の温度が設定温度Ｔ１に達したときの第３ゾーンＺ３の温度を設定温度Ｔ５とする。そして、温度制御システム１００は、第３ゾーンバンドヒータ３２を用いて、対応する第３ゾーンＺ３の温度を目的温度Ｔ５に制御する。その結果、温度制御システム１００は、第３ゾーンバンドヒータ３２により、第３ゾーンＺ３の温度を設定温度Ｔ５に制御しながら、第４ゾーンＺ４の温度を設定温度Ｔ１に制御することができる。
【００６４】
また、温度制御システム１００は、第３ゾーンバンドヒータ３２を用いて第３ゾーンＺ３の温度を目的温度Ｔ５に制御した後で、再び、第３ゾーンバンドヒータ３２を用いて第４ゾーンＺ４の温度を設定温度Ｔ１に制御するようにしてもよい。この場合、温度制御システム１００は、第４ゾーンＺ４の温度制御と第３ゾーンＺ３の温度制御とを順番に繰り返すようにする。その結果、温度制御システム１００は、第３ゾーンバンドヒータ３２により、第３ゾーンＺ３の温度を設定温度Ｔ５に制御し、且つ、第４ゾーンＺ４の温度を設定温度Ｔ１に制御することができる。
【００６５】
また、温度制御システム１００は、所定の温度制御ゾーンを加熱する加熱部で、その所定の温度制御ゾーンに隣接する温度制御ゾーンの温度を制御する。すなわち、温度制御システム１００は、第３ゾーンＺ３を加熱する第３ゾーンバンドヒータ３２で、第３ゾーンＺ３と隣接する第４ゾーンＺ４の温度を制御する。しかしながら、本発明はこれに限定されない。例えば、温度制御システム１００は、所定の温度制御ゾーンを加熱する加熱部で他の温度制御ゾーンの温度を制御するものであればよく、他の温度制御ゾーンは、隣接する温度制御ゾーンに限られない。
【００６６】
また、温度制御システム１００は、第一温度制御処理と第二温度制御処理とを同時並行で実行するようにしてもよい。
【００６７】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなしに上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００６８】
例えば、上述の実施例において、温度制御システム１００は、加熱シリンダ１の各ゾーンを加熱する加熱部としてバンドヒータを採用するが、加熱部はこれには限定されない。例えば、温度制御システム１００は、加熱流体を循環させる管路を各ゾーンの周りに配置した加熱装置を採用してもよい。この場合、温度制御部２０は、加熱流体の温度や流速を調整して各ゾーンの温度を制御する。
【符号の説明】
【００６９】
１・・・加熱シリンダ ２・・・制御部 ３・・・バンドヒータ ４・・・温度センサ １０・・・水冷シリンダ部 １１・・・第一円筒部 １２・・・第二円筒部 １３・・・ノズル部 ２０・・・温度制御部 ３０・・・第１ゾーンバンドヒータ ３１・・・第２ゾーンバンドヒータ ３２・・・第３ゾーンバンドヒータ ３３・・・第４ゾーンバンドヒータ ４０・・・第１ゾーン温度センサ ４１・・・第１．５ゾーン温度センサ ４２・・・第２ゾーン温度センサ ４３・・・第３ゾーン温度センサ ４４・・・第４ゾーン温度センサ １００・・・温度制御システム Ｚ１・・・第１ゾーン Ｚ２・・・第２ゾーン Ｚ３・・・第３ゾーン Ｚ４・・・第４ゾーン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱対象部材を有する射出成形機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、射出成形機における加熱筒の温度を制御する装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この装置は、加熱筒における複数の温度制御ゾーンのそれぞれに取り付けられた温度センサからの温度データに基づいて、ＰＩＤ制御によるクローズドループ制御を実行しながら、複数の温度制御ゾーンのそれぞれに対応するバンドヒータをフィードバック制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１３７１１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の装置は、特定の温度制御ゾーンに対応するバンドヒータとその特定の温度制御ゾーンに対応する温度センサとの組み合わせを用いてその特定の温度制御ゾーンの温度を制御する。すなわち、特許文献１に記載の装置は、複数の温度制御ゾーンのそれぞれの温度を別個独立に制御する。そのため、特定の温度制御ゾーンの温度の調整が、その特定の温度制御ゾーンに対応するバンドヒータと温度センサのみに基づいて閉鎖的に行われ、温度制御の応答性が制限されるという問題がある。
【０００６】
上述の問題に鑑み、本発明は、加熱対象部材の温度をより柔軟に制御可能な射出成形機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の目的を達成するために、本発明の実施例に係る射出成形機は、複数の温度制御ゾーンに分割されて温度制御される加熱シリンダと、前記複数の温度制御ゾーンのうちの所定の温度制御ゾーンを加熱する加熱部と、前記加熱部で前記所定の温度制御ゾーン以外の箇所の温度を所定温度に制御する温度制御部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
上述の手段により、本発明は、加熱対象部材の温度をより柔軟に制御可能な射出成形機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施例に係る射出成形機に搭載される温度制御システムの構成例を示す概略図である。
【図２】図１の温度制御システムにおける温度制御部により温度制御される加熱シリンダの温度分布の一例を示す図である。
【図３】第一温度制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】図１の温度制御システムにおける温度制御部により温度制御される加熱シリンダの温度分布の別の一例を示す図である。
【図５】第二温度制御処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は、本発明の実施例に係る射出成形機に搭載される温度制御システム１００の構成例を示す概略図である。本実施例において、温度制御システム１００は、加熱対象部材としての加熱シリンダ１の温度を、温度検出部としての温度センサ４で測定しながら、加熱部としてのバンドヒータ３により加熱シリンダ１の温度を制御する。
【００１２】
加熱シリンダ１は、スクリュ（図示せず。）を回転可能且つ軸方向移動可能に収容する部材である。加熱シリンダ１は、主に、水冷シリンダ部１０、第一円筒部１１、第二円筒部１２、ノズル部１３で構成される。なお、水冷シリンダ部１０、第一円筒部１１、第二円筒部１２、及びノズル部１３は何れも金属で形成され、互いに熱をやり取りすることができる。水冷シリンダ部１０に取り付けられるホッパ（図示せず。）を介して供給される樹脂は、加熱シリンダ１内で溶融・可塑化され、スクリュによってノズル部１３の方向に給送される。
【００１３】
温度制御システム１００は、主に、制御部２、バンドヒータ３、及び温度センサ４から構成される。
【００１４】
制御部２は、温度制御システム１００の動作を制御する機能要素であり、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＲＯＭ（Read Only Memory）等を備えたコンピュータである。具体的には、制御部２は、温度制御部２０に対応するプログラムをＲＯＭから読み出してＲＡＭに展開しながら、温度制御部２０に対応する処理をＣＰＵに実行させる。
【００１５】
バンドヒータ３は、加熱シリンダ１を加熱する加熱部の一例である。本実施例では、バンドヒータ３は、加熱シリンダ１の第一円筒部１１を加熱する二つのバンドヒータ３０、３１と、第二円筒部１２を加熱する一つのバンドヒータ３２と、ノズル部１３を加熱する一つのバンドヒータ３３とを含む。なお、加熱シリンダ１の第一円筒部１１は、水冷シリンダ１０の近くに配置されるバンドヒータ３０によって加熱される温度制御ゾーンである第１ゾーンＺ１、第二円筒部１２の近くに配置されるバンドヒータ３１によって加熱される温度制御ゾーンである第２ゾーンＺ２、及び、第１ゾーンＺ１と第２ゾーンＺ２との間に配置されるゾーンＺ１．５を有する。また、加熱シリンダ１の第二円筒部１２は、バンドヒータ３２によって加熱される温度制御ゾーンである第３ゾーンＺ３を構成する。また、加熱シリンダ１のノズル部１３は、バンドヒータ３３によって加熱される温度制御ゾーンである第４ゾーンＺ４を構成する。以下では、バンドヒータ３０〜３３は、加熱対象となるゾーンに合わせて、第１ゾーンバンドヒータ３０、第２ゾーンバンドヒータ３１、第３ゾーンバンドヒータ３２、第４ゾーンバンドヒータ３３と称する。
【００１６】
また、バンドヒータ３は、制御部２が出力する制御信号に応じて動作し、例えば、制御部２が出力するＰＷＭ(Pulse Width Modulation)信号に応じてオン、オフを切り替える。
【００１７】
このように、加熱シリンダ１は、複数の温度制御ゾーンＺ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４に分割されて温度制御される。
【００１８】
温度センサ４は、加熱シリンダ１の温度を検出する温度検出部の一例であり、例えば、熱電対で構成される。本実施例では、温度センサ４は、第１ゾーンＺ１の温度を検出する第１ゾーン温度センサ４０と、ゾーンＺ１．５の温度を検出する第１．５ゾーン温度センサ４１と、第２ゾーンＺ２の温度を検出する第２ゾーン温度センサ４２と、第３ゾーンＺ３の温度を検出する第３ゾーン温度センサ４３と、第４ゾーンＺ４の温度を検出する第４ゾーン温度センサ４４とを含む。また、温度センサ４は、制御部２に対して所定周期で繰り返し検出値を出力する。
【００１９】
制御部２の温度制御部２０は、加熱シリンダ１の温度を所定の設定温度に制御する機能要素であり、例えば、温度センサ４の検出値に基づいてバンドヒータ３をＰＷＭ制御する。
【００２０】
図２は、温度制御システム１００における温度制御部２０により温度制御される加熱シリンダ１の温度分布の一例を示す図であり、加熱シリンダ１の概略図の下に、基準点からの距離と温度との関係を表すグラフを示す。なお、そのグラフの基準点は、水冷シリンダ１０の中心点であり、その距離は、基準点からノズル部１３の方向（図の左方）に向かって増大する。
【００２１】
温度制御部２０は、例えば、第２ゾーン温度センサ４２の検出値を継続的に監視し、その検出値が設定温度Ｔ１未満の場合に第２ゾーンバンドヒータ３１をオンにし、その検出値が設定温度Ｔ１を上回る場合に第２ゾーンバンドヒータ３１をオフにする。その結果、温度制御部２０は、第２ゾーンバンドヒータ３１により第２ゾーンＺ２の温度を設定温度Ｔ１に制御する。このように、温度制御ゾーンに対応するバンドヒータによりその温度制御ゾーンの温度を制御する方法を「第一温度制御方法」と称する。この場合、温度制御部２０は、設定温度Ｔ１と第２ゾーン温度センサ４２の現在の検出値（＜Ｔ１）との差が大きい程、第２ゾーンバンドヒータ３１に対するＰＷＭ信号のデューティ比を大きくして温度上昇率を増大させてもよい。第３ゾーンＺ３及び第４ゾーンの温度を設定温度Ｔ１に制御する場合についても同様である。なお、設定温度Ｔ１は、例えば、加熱シリンダ１に供給される樹脂の融点である。
【００２２】
また、温度制御部２０は、第１．５ゾーン温度センサ４１の検出値を継続的に監視し、その検出値が設定温度Ｔ１未満の場合に第１ゾーンバンドヒータ３０をオンにし、その検出値が設定温度Ｔ１を上回る場合に第１ゾーンバンドヒータ３０をオフにする。その結果、温度制御部２０は、第１ゾーンバンドヒータ３０によりゾーンＺ１．５の温度を設定温度Ｔ１に制御する。このように、温度制御ゾーンに直接対応しないバンドヒータによりその温度制御ゾーンの温度を制御する方法を「第二温度制御方法」と称する。この場合、ゾーンＺ１．５の温度が設定温度Ｔ１に達した時点では、第１ゾーンＺ１の温度は、通常、設定温度Ｔ１未満である。第１ゾーンＺ１は、比較的低温な水冷シリンダ部１０に接しており、ゾーンＺ１．５に比べ温度が上昇し難いためである。但し、ゾーンＺ１．５の温度が設定温度Ｔ１に達したときの第１ゾーンＺ１の温度は、設定温度Ｔ１より高い場合もある。なお、「設定温度に達した」とは、設定温度を含む所定幅の温度範囲内に、温度センサ４の検出値が所定時間にわたって留まった状態を含む概念である。
【００２３】
その後、温度制御部２０は、ゾーンＺ１．５の温度が設定温度Ｔ１に達した時点において第１ゾーン温度センサ４０が検出する温度を、第１ゾーンＺ１の設定温度Ｔ２とし、第１ゾーンバンドヒータ３０により第１ゾーンＺ１の温度を設定温度Ｔ２に制御する。このように、第二温度制御方法を実行した後で、第二温度制御方法において新たに設定した設定温度を用いて、温度制御ゾーンに対応するバンドヒータによりその温度制御ゾーンの温度を制御する方法を「第三温度制御方法」と称する。なお、第１ゾーンＺ１の設定温度Ｔ２は、ゾーンＺ１．５の温度が設定温度Ｔ１に達したときに第１ゾーン温度センサ４０が検出する温度そのものではなく、その温度に所定の係数を掛ける等、その温度に基づいて間接的に導き出される温度であってもよい。
【００２４】
温度制御部２０が第三温度制御方法を採用するのは、第１ゾーンＺ１の温度を設定温度Ｔ２に制御することによってゾーンＺ１．５の温度を設定温度Ｔ１に制御できるものと考えられるためである。また、温度制御部２０が第三温度制御方法に切り替えることなく第二温度制御方法を継続した場合には、ホッパから供給される樹脂や水冷シリンダ部１０の冷却により第１ゾーンＺ１の温度が急激に低下したときの第１ゾーンＺ１の加熱が遅れ、加熱シリンダ１の温度バランスを大きく崩すおそれがあるためである。
【００２５】
図２のグラフは、第１ゾーンＺ１〜第４ゾーンＺ４の全ての温度制御ゾーンに対して第一温度制御方法を採用した場合の温度分布（破線）と、ゾーンＺ１．５に対して第二温度制御方法を採用し且つ第１ゾーンＺ１に対して第三温度制御方法を採用した場合の温度分布（実線）とを示す。
【００２６】
図２の破線で示すように、第１ゾーンＺ１〜第４ゾーンＺ４の全ての温度制御ゾーンに対して第一温度制御方法を採用した場合には、第１ゾーンＺ１、第２ゾーンＺ２、第３ゾーンＺ３、及び第４ゾーンＺ４が設定温度Ｔ１に制御されるが、対応するバンドヒータが存在しないゾーンＺ１．５の温度が制御されずに設定温度Ｔ１を上回る温度となる。
【００２７】
一方、図２の実線で示すように、ゾーンＺ１．５に対しては第二温度制御方法を採用し且つ第１ゾーンＺ１に対しては第三温度制御方法を採用した場合には、第１ゾーンＺ１が設定温度Ｔ２に制御され、且つ、対応するバンドヒータが存在しないゾーンＺ１．５が設定温度Ｔ１に制御される。なお、第２ゾーンＺ２、第３ゾーンＺ３、及び第４ゾーンＺ４は、図２の破線で示す場合と同様、設定温度Ｔ１に制御される。
【００２８】
このようにして、温度制御システム１００は、第１ゾーンＺ１と第２ゾーンＺ２との間にある、対応するバンドヒータが存在しないゾーンＺ１．５における温度の非制御状態（例えば、オーバーシュートの状態である。）の発生を回避することができる。
【００２９】
次に、図３を参照しながら、温度制御部２０が加熱シリンダ１の温度を所望の状態に制御する処理（以下、「第一温度制御処理」とする。）の流れについて説明する。なお、図３は、第一温度制御処理の流れを示すフローチャートである。温度制御部２０は、例えば、タッチパネル等の入力部（図示せず。）を介した操作者の操作入力に応じて、この第一温度制御処理を実行する。
【００３０】
最初に、温度制御部２０は、第１ゾーンバンドヒータ３０によるゾーンＺ１．５の温度制御（第二温度制御方法）を開始する（ステップＳ１）。
【００３１】
具体的には、温度制御部２０は、第１．５ゾーン温度センサ４１の検出値を継続的に監視し、その検出値が設定温度Ｔ１未満の場合に第１ゾーンバンドヒータ３０をオンにし、その検出値が設定温度Ｔ１を上回る場合に第１ゾーンバンドヒータ３０をオフにする。
【００３２】
また、温度制御部２０は、第２ゾーンバンドヒータ３１による第２ゾーンＺ２の温度制御（第一温度制御方法）、第３ゾーンバンドヒータ３２による第３ゾーンＺ３の温度制御（第一温度制御方法）、及び、第４ゾーンバンドヒータ３３による第４ゾーンＺ４の温度制御（第一温度制御方法）を同様に開始する。
【００３３】
その後、温度制御部２０は、ゾーンＺ１．５の温度が設定温度Ｔ１に達したか否かを監視する（ステップＳ２）。なお、ゾーンＺ１．５の温度が設定温度Ｔ１に達したとの判断は、例えば、ゾーンＺ１．５の温度が設定温度Ｔ１になったまま所定時間が経過した場合に行われる。ゾーンＺ１．５の温度が安定的に設定温度Ｔ１になったことを確認するためであり、ゾーンＺ１．５の温度が瞬間的に設定温度Ｔ１になっただけであるにもかかわらず、第二温度制御方法を第三温度制御方法に切り替えてしまうことがないようにするためである。なお、設定温度Ｔ１は、所定の幅を有する温度範囲であってもよい。
【００３４】
ゾーンＺ１．５の温度が未だ設定温度Ｔ１に達していないと判断した場合（ステップＳ２のＮＯ）、温度制御部２０は、ゾーンＺ１．５の温度が設定温度Ｔ１に達したか否かの監視を継続する。
【００３５】
一方、ゾーンＺ１．５の温度が設定温度Ｔ１に達したと判断した場合（ステップＳ２のＹＥＳ）、温度制御部２０は、第１ゾーンＺ１の現在の温度、すなわち、第１ゾーン温度センサ４０の現在の検出値を、第１ゾーンＺ１の設定温度Ｔ２とする（ステップＳ３）。
【００３６】
その後、温度制御部２０は、第１ゾーンバンドヒータ３０による第１ゾーンＺ１の温度制御（第三温度制御方法）を開始する（ステップＳ４）。
【００３７】
具体的には、温度制御部２０は、第１ゾーン温度センサ４０の検出値を継続的に監視し、その検出値が設定温度Ｔ２未満の場合に第１ゾーンバンドヒータ３０をオンにし、その検出値が設定温度Ｔ２を上回る場合に第１ゾーンバンドヒータ３０をオフにする。
【００３８】
以上の構成により、温度制御システム１００は、第１ゾーンＺ１に対応する第１ゾーンバンドヒータ３０を用いて、対応するバンドヒータが存在しないゾーンＺ１．５の温度を制御する。その結果、温度制御システム１００は、対応するバンドヒータが存在しないゾーンの温度を所望の温度に制御でき、加熱対象部材としての加熱シリンダ１の温度をより柔軟に制御することができる。
【００３９】
また、温度制御システム１００は、第１ゾーンバンドヒータ３０を用いてゾーンＺ１．５の温度を目的温度Ｔ１に制御した後で、ゾーンＺ１．５の温度が設定温度Ｔ１に達したときの第１ゾーンＺ１の温度を設定温度Ｔ２とする。そして、温度制御システム１００は、第１ゾーンバンドヒータ３０を用いて、対応する第１ゾーンＺ１の温度を目的温度Ｔ２に制御する。その結果、温度制御システム１００は、第１ゾーンバンドヒータ３０により、第１ゾーンＺ１の温度を設定温度Ｔ２に制御しながら、ゾーンＺ１．５の温度を設定温度Ｔ１に制御することができる。
【００４０】
また、温度制御システム１００は、第１ゾーンバンドヒータ３０を用いて第１ゾーンＺ１の温度を目的温度Ｔ２に制御した後で、再び、第１ゾーンバンドヒータ３０を用いてゾーンＺ１．５の温度を設定温度Ｔ１に制御するようにしてもよい。この場合、温度制御システム１００は、ゾーンＺ１．５の温度制御と第１ゾーンＺ１の温度制御とを順番に繰り返すようにする。その結果、温度制御システム１００は、第１ゾーンバンドヒータ３０により、第１ゾーンＺ１の温度を設定温度Ｔ２に制御し、且つ、ゾーンＺ１．５の温度を設定温度Ｔ１に制御することができる。
【００４１】
また、温度制御システム１００は、所定の温度制御ゾーンを加熱する加熱部で、その所定の温度制御ゾーンとこれに隣接する温度制御ゾーンとの間の領域の温度を制御する。すなわち、温度制御システム１００は、第１ゾーンＺ１を加熱する第１ゾーンバンドヒータ３０で、第１ゾーンＺ１と第２ゾーンＺ２との間の領域であるゾーンＺ１．５の温度を制御する。しかしながら、本発明はこれに限定されない。例えば、温度制御システム１００は、所定の温度制御ゾーンを加熱する加熱部で、他の温度制御ゾーン間の領域の温度を制御するようにしてもよい。
【００４２】
次に、図４を参照しながら、温度制御部２０による別の温度制御処理（以下、「第二温度制御処理」とする。）について説明する。
【００４３】
図４は、温度制御システム１００における温度制御部２０により温度制御される加熱シリンダ１の温度分布の別の一例を示す図であり、図２に対応する。図４は、加熱シリンダ１の概略図の下に、基準点からの距離と温度との関係を表すグラフを示す。なお、図２の場合と同様、そのグラフの基準点は、水冷シリンダ１０の中心点であり、その距離は、基準点からノズル部１３の方向（図の左方）に向かって増大する。
【００４４】
温度制御部２０は、第一温度制御方法にしたがって、第３ゾーンバンドヒータ３２により第３ゾーンＺ３の温度を設定温度Ｔ１に制御し、且つ、第４ゾーンバンドヒータ３３により第４ゾーンＺ４の温度を設定温度Ｔ１に制御する。
【００４５】
以上の温度制御により、加熱シリンダ１の温度分布は、図４の一点鎖線で示すように、第３ゾーンＺ３及び第４ゾーンＺ４のそれぞれにおいて設定温度Ｔ１となる。
【００４６】
しかしながら、例えばサイクルアップや樹脂の供給量増大により加熱シリンダ１に対する必要熱量が第４ゾーンバンドヒータ３３の供給熱量を上回るような状態では、第４ゾーンＺ４の温度が設定温度Ｔ１に到達できない状況が発生し得る。
【００４７】
そこで、第４ゾーンＺ４の温度が閾値温度Ｔ３未満の温度のまま所定時間にわたって停滞した場合、温度制御部２０は、第４ゾーンＺ４に隣接する第３ゾーンＺ３に対応する第３ゾーンバンドヒータ３２による第４ゾーンＺ４の温度制御（第二温度制御方法）を開始する。第４ゾーンＺ４の温度を設定温度Ｔ１に制御するためである。なお、閾値温度Ｔ３は、第４ゾーンバンドヒータ３３の異常の有無を判定するための温度であり、例えば、設定温度Ｔ１から所定温度だけ低い温度である。
【００４８】
具体的には、温度制御部２０は、第４ゾーン温度センサ４４の検出値を継続的に監視し、その検出値が設定温度Ｔ１未満の場合に第３ゾーンバンドヒータ３２をオンにすることで、第３ゾーンバンドヒータ３２により第４ゾーンＺ４の温度を設定温度Ｔ１に制御する。この場合、温度制御部２０は、設定温度Ｔ１と第４ゾーン温度センサ４４の現在の検出値（＜Ｔ１）との差が大きい程、第３ゾーンバンドヒータ３２に対するＰＷＭ信号のデューティ比を大きくして温度上昇率を増大させてもよい。また、温度制御部２０は、第３ゾーン温度センサ４３の検出値を継続的に監視し、その検出値が閾値温度Ｔ４（＞Ｔ１）に達した場合に第３ゾーンバンドヒータ３２をオフしてもよい。第３ゾーンＺ３の温度が既に設定温度Ｔ１に達しているにもかかわらず、第４ゾーンＺ４の温度を上昇させるために第３ゾーンバンドヒータ３２を更に継続してオンにした結果、第３ゾーンＺ３の温度が設定温度Ｔ１を過度に上回ることを防止するためである。
【００４９】
図４のグラフは、上述の理想的な温度分布（一点鎖線）に加え、第４ゾーンバンドヒータ３３に異常が生じている場合に、第４ゾーンバンドヒータ３３によって第４ゾーンＺ４の温度を制御した場合、すなわち、第４ゾーンＺ４に対して第一温度制御方法を採用した場合の温度分布（破線）を示す。さらに、図４のグラフは、第３ゾーンバンドヒータ３２によって第４ゾーンＺ４の温度を制御した場合、すなわち、第４ゾーンＺ４に対して第二温度制御方法を採用した場合の温度分布（実線）を示す。
【００５０】
図４の破線で示すように、第４ゾーンバンドヒータ３３が第４ゾーンＺ４を十分加熱できない場合に、第４ゾーンＺ４に対して第一温度制御方法を採用し続けた場合には、第４ゾーンＺ４の温度は、設定温度Ｔ１に達することなく、閾値温度Ｔ３を下回る温度で推移する。
【００５１】
一方、図４の実線で示すように、第４ゾーンバンドヒータ３３が第４ゾーンＺ４を十分加熱できない場合に、第４ゾーンＺ４に対して第二温度制御方法を採用した場合には、第３ゾーンＺ３の温度を閾値温度Ｔ４（＞Ｔ１）未満としながらも、第４ゾーンＺ４の温度を設定温度Ｔ１に制御することができる。
【００５２】
このようにして、温度制御システム１００は、対応するバンドヒータの異常等に起因する温度制御ゾーンにおける温度の非制御状態を回避することができる。
【００５３】
次に、図５を参照しながら、第二温度制御処理の流れについて説明する。なお、図５は、第二温度制御処理の流れを示すフローチャートである。温度制御部２０は、例えば、第４ゾーンＺ４の温度、すなわち、第４ゾーン温度センサ４４の検出値が所定時間にわたって閾値温度Ｔ３を下回ったままである場合に、この第二温度制御処理を実行する。
【００５４】
最初に、温度制御部２０は、第３ゾーンバンドヒータ３２による第４ゾーンＺ４の温度制御（第二温度制御方法）を開始する（ステップＳ１１）。
【００５５】
具体的には、温度制御部２０は、第４ゾーン温度センサ４４の検出値を継続的に監視し、その検出値が設定温度Ｔ１未満の場合に第３ゾーンバンドヒータ３２をオンにする。
【００５６】
その後、温度制御部２０は、第４ゾーンＺ４の温度が設定温度Ｔ１に達したか否かを監視する（ステップＳ１２）。なお、第４ゾーンＺ４の温度が設定温度Ｔ１に達したとの判断は、例えば、第４ゾーンＺ４の温度が設定温度Ｔ１になったまま所定時間が経過した場合に行われる。第４ゾーンＺ４の温度が安定的に設定温度Ｔ１になったことを確認するためである。なお、設定温度Ｔ１は、所定の幅を有する温度範囲であってもよい。
【００５７】
第４ゾーンＺ４の温度が未だ設定温度Ｔ１に達していないと判断した場合（ステップＳ１２のＮＯ）、温度制御部２０は、第４ゾーンＺ４の温度が設定温度Ｔ１に達したか否かの監視を継続する。
【００５８】
一方、第４ゾーンＺ４の温度が設定温度Ｔ１に達したと判断した場合（ステップＳ１２のＹＥＳ）、温度制御部２０は、第３ゾーンＺ３の現在の温度、すなわち、第３ゾーン温度センサ４３の現在の検出値を、第３ゾーンＺ３の設定温度Ｔ５（＜Ｔ４）とする（ステップＳ１３）。なお、第３ゾーンＺ３の設定温度Ｔ５は、第４ゾーンＺ４の温度が設定温度Ｔ１に達したときに第３ゾーン温度センサ４３が検出する温度そのものではなく、その温度に所定の係数を掛ける等、その温度に基づいて間接的に導き出される温度であってもよい。
【００５９】
その後、温度制御部２０は、第３ゾーンバンドヒータ３２による第３ゾーンＺ３の温度制御（第三温度制御方法）を開始する（ステップＳ１４）。
【００６０】
具体的には、温度制御部２０は、第３ゾーン温度センサ４３の検出値を継続的に監視し、その検出値が設定温度Ｔ５未満の場合に第３ゾーンバンドヒータ３２をオンにし、その検出値が設定温度Ｔ５を上回る場合に第３ゾーンバンドヒータ３２をオフにする。
【００６１】
温度制御部２０が第三温度制御方法を採用するのは、第３ゾーンＺ３の温度を設定温度Ｔ５に制御することによって第４ゾーンＺ４の温度を設定温度Ｔ１に制御できるものと考えられるためである。但し、温度制御部２０は、第４ゾーンＺ４の温度が設定温度Ｔ１に達した後も、第三温度制御方法を採用することなく第二温度制御方法を採用し続けるようにしてもよい。第４ゾーンＺ４は、ノズル部１３が接触する金型装置（図示せず。）の温度変動の影響を直接的に受けるため、第３ゾーンＺ３に比べて温度が変動しやすい。このような状況において第二温度制御方法を採用し続けた場合、比較的変動しやすい第４ゾーンＺ４の温度を迅速に設定温度Ｔ１に制御できるためである。なお、第二温度制御方法を採用し続けた場合、第３ゾーンＺ３の温度が制御されないこととなるが、第３ゾーンＺ３の温度が閾値温度Ｔ４に達した場合に第３ゾーンバンドヒータ３２をオフすることによって、第３ゾーンＺ３の温度が過度に上昇するのを防止できる。
【００６２】
以上の構成により、温度制御システム１００は、第３ゾーンＺ３に対応する第３ゾーンバンドヒータ３２を用いて、対応するバンドヒータに異常が発生した第４ゾーンＺ４の温度を制御する。その結果、温度制御システム１００は、対応するバンドヒータに異常が発生したゾーンの温度を所望の温度に制御でき、加熱対象部材としての加熱シリンダ１の温度をより柔軟に制御することができる。
【００６３】
また、温度制御システム１００は、第３ゾーンバンドヒータ３２を用いて第４ゾーンＺ４の温度を目的温度Ｔ１に制御した後で、第４ゾーンＺ４の温度が設定温度Ｔ１に達したときの第３ゾーンＺ３の温度を設定温度Ｔ５とする。そして、温度制御システム１００は、第３ゾーンバンドヒータ３２を用いて、対応する第３ゾーンＺ３の温度を目的温度Ｔ５に制御する。その結果、温度制御システム１００は、第３ゾーンバンドヒータ３２により、第３ゾーンＺ３の温度を設定温度Ｔ５に制御しながら、第４ゾーンＺ４の温度を設定温度Ｔ１に制御することができる。
【００６４】
また、温度制御システム１００は、第３ゾーンバンドヒータ３２を用いて第３ゾーンＺ３の温度を目的温度Ｔ５に制御した後で、再び、第３ゾーンバンドヒータ３２を用いて第４ゾーンＺ４の温度を設定温度Ｔ１に制御するようにしてもよい。この場合、温度制御システム１００は、第４ゾーンＺ４の温度制御と第３ゾーンＺ３の温度制御とを順番に繰り返すようにする。その結果、温度制御システム１００は、第３ゾーンバンドヒータ３２により、第３ゾーンＺ３の温度を設定温度Ｔ５に制御し、且つ、第４ゾーンＺ４の温度を設定温度Ｔ１に制御することができる。
【００６５】
また、温度制御システム１００は、所定の温度制御ゾーンを加熱する加熱部で、その所定の温度制御ゾーンに隣接する温度制御ゾーンの温度を制御する。すなわち、温度制御システム１００は、第３ゾーンＺ３を加熱する第３ゾーンバンドヒータ３２で、第３ゾーンＺ３と隣接する第４ゾーンＺ４の温度を制御する。しかしながら、本発明はこれに限定されない。例えば、温度制御システム１００は、所定の温度制御ゾーンを加熱する加熱部で他の温度制御ゾーンの温度を制御するものであればよく、他の温度制御ゾーンは、隣接する温度制御ゾーンに限られない。
【００６６】
また、温度制御システム１００は、第一温度制御処理と第二温度制御処理とを同時並行で実行するようにしてもよい。
【００６７】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなしに上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００６８】
例えば、上述の実施例において、温度制御システム１００は、加熱シリンダ１の各ゾーンを加熱する加熱部としてバンドヒータを採用するが、加熱部はこれには限定されない。例えば、温度制御システム１００は、加熱流体を循環させる管路を各ゾーンの周りに配置した加熱装置を採用してもよい。この場合、温度制御部２０は、加熱流体の温度や流速を調整して各ゾーンの温度を制御する。
【符号の説明】
【００６９】
１・・・加熱シリンダ ２・・・制御部 ３・・・バンドヒータ ４・・・温度センサ １０・・・水冷シリンダ部 １１・・・第一円筒部 １２・・・第二円筒部 １３・・・ノズル部 ２０・・・温度制御部 ３０・・・第１ゾーンバンドヒータ ３１・・・第２ゾーンバンドヒータ ３２・・・第３ゾーンバンドヒータ ３３・・・第４ゾーンバンドヒータ ４０・・・第１ゾーン温度センサ ４１・・・第１．５ゾーン温度センサ ４２・・・第２ゾーン温度センサ ４３・・・第３ゾーン温度センサ ４４・・・第４ゾーン温度センサ １００・・・温度制御システム Ｚ１・・・第１ゾーン Ｚ２・・・第２ゾーン Ｚ３・・・第３ゾーン Ｚ４・・・第４ゾーン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の温度制御ゾーンに分割されて温度制御される加熱シリンダと、
前記複数の温度制御ゾーンのうちの所定の温度制御ゾーンを加熱する加熱部と、
前記加熱部で前記所定の温度制御ゾーン以外の箇所の温度を所定温度に制御する温度制御部と、
を有することを特徴とする射出成形機。
【請求項２】
前記温度制御部は、前記所定の温度制御ゾーン以外の箇所に設けられた温度検出部の検出値に基づいて、前記加熱部で前記所定の温度制御ゾーン以外の箇所の温度を所定温度に制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載の射出成形機。
【請求項３】
前記所定の温度制御ゾーン以外の箇所は、前記複数の温度制御ゾーンの間の領域である、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の射出成形機。
【請求項４】
前記所定の温度制御ゾーン以外の箇所は、他の温度制御ゾーンである、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の射出成形機。
【請求項５】
前記所定の温度制御ゾーン以外の箇所は、該所定の温度制御ゾーンと隣接する温度制御ゾーンである、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の射出成形機。
【請求項６】
前記温度制御部は、前記所定の温度制御ゾーン以外の箇所の温度を所定温度に制御した後、前記加熱部で前記所定の温度制御ゾーンの温度を制御する、
ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の射出成形機。
【請求項７】
前記温度制御部は、前記加熱部で前記所定の温度制御ゾーン以外の箇所の温度を所定温度に制御したときの前記所定の温度制御ゾーンの温度を該所定の温度制御ゾーンの設定温度として、該所定の温度制御ゾーンの温度を制御する、
ことを特徴とする請求項６に記載の射出成形機。
【請求項８】
前記温度制御部は、前記加熱部で前記所定の温度制御ゾーンの温度を前記設定温度に制御した後、前記所定の温度制御ゾーン以外の箇所の温度を制御する、
ことを特徴とする請求項７に記載の射出成形機。
【請求項１】
複数の温度制御ゾーンに分割されて温度制御される加熱シリンダと、
前記複数の温度制御ゾーンのうちの所定の温度制御ゾーンを加熱する加熱部と、
前記加熱部で前記所定の温度制御ゾーン以外の箇所の温度を所定温度に制御する温度制御部と、
を有することを特徴とする射出成形機。
【請求項２】
前記温度制御部は、前記所定の温度制御ゾーン以外の箇所に設けられた温度検出部の検出値に基づいて、前記加熱部で前記所定の温度制御ゾーン以外の箇所の温度を所定温度に制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載の射出成形機。
【請求項３】
前記所定の温度制御ゾーン以外の箇所は、前記複数の温度制御ゾーンの間の領域である、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の射出成形機。
【請求項４】
前記所定の温度制御ゾーン以外の箇所は、他の温度制御ゾーンである、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の射出成形機。
【請求項５】
前記所定の温度制御ゾーン以外の箇所は、該所定の温度制御ゾーンと隣接する温度制御ゾーンである、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の射出成形機。
【請求項６】
前記温度制御部は、前記所定の温度制御ゾーン以外の箇所の温度を所定温度に制御した後、前記加熱部で前記所定の温度制御ゾーンの温度を制御する、
ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の射出成形機。
【請求項７】
前記温度制御部は、前記加熱部で前記所定の温度制御ゾーン以外の箇所の温度を所定温度に制御したときの前記所定の温度制御ゾーンの温度を該所定の温度制御ゾーンの設定温度として、該所定の温度制御ゾーンの温度を制御する、
ことを特徴とする請求項６に記載の射出成形機。
【請求項８】
前記温度制御部は、前記加熱部で前記所定の温度制御ゾーンの温度を前記設定温度に制御した後、前記所定の温度制御ゾーン以外の箇所の温度を制御する、
ことを特徴とする請求項７に記載の射出成形機。
【図３】
【図５】
【図１】
【図２】
【図４】
【図５】
【図１】
【図２】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−５２５１０（Ｐ２０１３−５２５１０Ａ）
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９００６１（Ｐ２０１１−１９００６１）
【出願日】平成２３年８月３１日（２０１１．８．３１）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月３１日（２０１１．８．３１）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
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