JP2000176983A - 射出成形機における樹脂温度の制御方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金型内に射出される溶融樹脂の温度を適正な
一定の値に維持するための方法を提供する。 【解決手段】 射出室１１内若しくは射出室壁または射
出室１１と金型７を連通する樹脂流路１２内若しくは樹
脂流路壁に樹脂温センサ１０ｅが配置される。樹脂温セ
ンサ１０ｅにより、樹脂の温度変動が、射出サイクルの
時間軸に関連づけて検出される。温度変動と温度変動が
生じた時間軸上の位置とに基づいて、温度変化に最も大
きな影響を及ぼした加熱ゾーンＺａ，Ｚｂ，Ｚｃ若しく
はＺｄが特定され、該当する加熱ゾーンに対して温度制
御が行われる。

Description

【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
方法および装置に係り、特に射出室から金型に射出され
る溶融樹脂の温度を所定の目標値に維持するための方法
および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】射出成形法により樹脂成形品を製造する
場合、高品質の製品を得るためには、溶融樹脂の温度を
適正に維持する必要がある。

【０００３】図１には、従来の方法により温度制御がな
された場合の、射出サイクル中における溶融樹脂温度の
変化の一例を示すグラフである。このグラフにおいて、
横軸は射出工程開始時を基準とした経過時間、縦軸は温
度をそれぞれ示している。そしてこのグラフにおいて、
Ｔｍは溶融樹脂温度の目標値（目標樹脂温度）、Ｔｍｎ
は溶融樹脂と直接接触可能にノズル部内に露呈された樹
脂温センサによる計測値、Ｔｈｎは樹脂温センサを取り
付けた部分のノズル壁の実温、Ｔｍｓはスクリュから射
出室に出た直後の樹脂の実温、をそれぞれ示している。
図１に示すように、金型に送り込まれる溶融樹脂の温度
は、射出開始から射出終了時にかけて刻々と変化してお
り、この現象は、高品質の成形品を得る上で好ましくな
いため、樹脂温度が極力一定の値を採るように改善が必
要である。

【０００４】このような現象が生じる原因について、従
来の樹脂温度の制御方法を示す図２乃至図４を参照して
説明する。図２乃至図４（図５においても同じ）におい
て、左欄は各加熱ゾーンの温度設定を示しており、符号
Ｚａはノズル部加熱ゾーン、符号Ｚｂは計量部加熱ゾー
ン、符号Ｚｃは圧縮混練部加熱ゾーン、符号Ｚｄは供給
部加熱ゾーンをそれぞれ示している。そして、破線Ｔｍ
は溶融樹脂の目標温度を示している。また、中央欄およ
び右欄において、項目Ａはノズル部および射出室に滞留
する溶融樹脂の軸方向温度分布を示しており、符号Ｐで
示す範囲がノズル内、符号Ｑで示す範囲が射出室内のも
のである。また、項目Ｂはノズル部樹脂流路内に配置さ
れた樹脂温度センサにより検出された射出開始（ＩS）
から射出終了（ＩE）までの樹脂温度の変化を示してい
る。なお、中央欄および右欄は、インラインスクリュ式
およびプリプラ式のものに関するデータをそれぞれ示し
ている。

【０００５】図２は最も一般的な従来の温度設定を示し
ている。図２の例では、ノズル部加熱ゾーンＺａ、計量
部加熱ゾーンＺｂ、圧縮混練部加熱ゾーンＺｃのすべて
を目標樹脂温度Ｔｍと同一に設定するか、若しくは計量
部加熱ゾーンＺｂを他のゾーンより高めに設定した場合
である。これらの場合、射出工程後半において樹脂温度
の低下が認められているが、これは、圧縮混練部から射
出室に送り込まれる樹脂の実温および樹脂滞留部（計量
部およびノズル部）の壁温が目標樹脂温度に対して誤差
が生じているためである。このような現象が生じるの
は、ヒーター部の温度管理を行うのみで、樹脂温度の管
理を行っていないためである。

【０００６】上記の問題を解決すべく、樹脂温センサに
よる検出値に基づいて加熱ゾーンの設定温度を制御しよ
うとする試みもなされている。図３はその一例であり、
ここでは、樹脂温センサにより射出サイクル中に樹脂の
実温を一度だけ計測し、その結果に基づいてバレル全体
の温度を上昇させるようにしている。しかし、本従来例
では、金型内に送り込まれる樹脂の平均温度は目標値に
近づくものの、樹脂滞留部における樹脂温度の軸方向の
温度勾配は依然として大きく、射出サイクル全体を通じ
て樹脂温度を一定の最適値に維持することは依然として
不可能である。

【０００７】また、図４は、樹脂温センサにより射出サ
イクル中に樹脂の実温を一度だけ計測し、その結果に基
づいて計量工程における可塑化スクリュの回転数や射出
プランジャの背圧を所定の関数に基づいて制御すること
により、軸方向の温度勾配の解消を試みた例を示してい
る。この場合、図中項目Ｂに示すように、樹脂温度はか
なり平準化される傾向を示す。しかし、この従来の方法
においても、樹脂の実温は射出サイクル中に一度しか測
定されていないため、いまだ樹脂温度の変動が認められ
る。

【０００８】以上述べたように、従来の樹脂温度制御方
法では、溶融樹脂の温度を一定の最適温度に維持するこ
とはできず、このため、溶融樹脂の質に不均一が生じ、
成形不良の原因、および成形再現性の欠如といった問題
が生じている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記実状に
鑑みてなされたものであり、溶融樹脂の温度を適正な一
定の値に維持するための方法および装置を提供すること
を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、複数の加熱ゾーンを有する射出成形機の
制御方法において、射出室内若しくは射出室壁または射
出室と金型を連通する樹脂流路内若しくは樹脂流路壁に
温度センサを配置し、前記温度センサにより、樹脂の温
度変動を、射出サイクルの時間軸に関連づけて検出し、
温度変動と温度変動が生じた時間軸上の位置とに基づい
て、温度変化に最も大きな影響を及ぼした加熱ゾーンを
特定し、この加熱ゾーンに対して温度制御を行うことを
特徴とする射出成形機の制御方法を提供する。

【００１１】本発明による制御方法は、具体的には、例
えば、まず、射出室若しくはノズル部内における溶融樹
脂の温度、または射出室若しくはノズル部の樹脂流路壁
の温度をそこに配置された温度センサにより監視して、
溶融樹脂の温度変化および目標とする溶融樹脂温度に対
する溶融樹脂の温度差を、射出サイクルの時間軸と関連
づけて抽出し、（なお、「射出サイクル」とは、射出開
始から射出完了までの射出工程を意味し、「時間軸と関
連づけて」とは、「ある温度状態が射出サイクル中のど
の時点で発生しているかを特定しつつ」、という意味で
ある。）そして、溶融樹脂温度の目標値との差が生じる
原因となった加熱ゾーンを、射出開始からの時間経過に
より特定して、当該加熱ゾーンの温度設定を変更するこ
とにより、射出室若しくはノズル部内における溶融樹脂
の温度、または射出室若しくはノズル部の樹脂流路壁の
温度を適正値に近づけるような制御を行うことにより、
実行することができる。

【００１２】また、本発明は、複数の加熱ゾーンを有す
る射出成形機の制御方法において、射出室内若しくは射
出室壁または射出室と金型を連通する樹脂流路内若しく
は樹脂流路壁に温度センサを配置し、前記温度センサに
より、樹脂の温度若しくはその変動を表現するサイクル
内温度状況値を、射出サイクルの時間軸上の少なくとも
２点で検出し、前記サイクル内温度状況値とこの温度状
況値を得た時間軸上の位置とに基づいて、少なくとも２
つの加熱ゾーンに対して温度制御を行うことを特徴とす
る射出成形機の制御方法を提供する。

【００１３】なお、温度状況値としては、具体的には、
射出サイクル内の時間軸上の２点間の温度変化、温度変
化率（第１のグループ）を選択することができる。ま
た、温度状況値として、射出サイクル内の最低温度、最
高温度、最大温度差、最大温度変化率、目標温度に対す
る最小温度差および目標温度に対する最大温度差（第２
のグループ）のいずれかを選択することができる。ま
た、第１のグループおよび第２のグループに含まれる項
目を選択して組み合わせて、温度状況値として用いるこ
とができる。

【００１４】なお、この場合、前述した温度状況値の１
つは、射出サイクル中における射出工程開始直後の温度
とすることが好ましく、この温度が樹脂温センサの基本
となる温度となる。この温度は、樹脂温センサが取り付
けられている部分（樹脂温センサがノズル部の樹脂流路
内にある場合は、ノズル壁）の温度の影響を大きく受け
ている。従って、この射出開始直後の樹脂温が目標樹脂
温となるように樹脂センサが取り付けられている部分の
温度を補正することにより、射出開始直後から射出終了
時にかけて現れる樹脂温の変化より明確に把握すること
ができる。

【００１５】これにより射出サイクルにおける樹脂温変
化のタイミングが明確になるため、樹脂温の変化量とタ
イミングに基づいて、樹脂温変化の原因となっている加
熱部を容易に特定することができる。なお、通常（あく
まで一例であるが）、樹脂温の変化が顕著に現れるのは
射出終了間際であり、この場合、その原因が圧縮混練部
加熱ゾーンの加熱ヒータの設定の不具合にあることがわ
かる。従って、この場合は、圧縮混練部加熱ゾーンの発
熱量に修正が加えられる。

【００１６】射出成形機がプリプラ式の場合、上記の補
正により樹脂温度を目標値とすることができるが、イン
ラインスクリュ式の場合には、計量部が圧縮混練部を兼
ねているため、上記の補正のみでは、射出室内に滞留し
た樹脂について軸方向の温度勾配が残ってしまう場合も
ある（図５参照）。このため、これを解消するため更に
補正（第２次補正）を加えることが好ましい。滞留樹脂
の軸方向の温度差（温度勾配）は、射出開始から終了時
にかけての樹脂温センサによる検出値に基づいて確認す
ることができる。通常（あくまで一例であるが）、イン
ラインスクリュ式の場合には、計量部加熱ゾーンの加熱
ヒータの設定温度、スクリュ回転数の制御関数および背
圧の制御関数のうちいずれか１つ、またはこれら３項目
のうち複数項目に関して補正を行うことにより、樹脂温
度を目標温度で均一化することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。

【００１８】まず、図６を参照して、本発明による制御
装置を備えたインラインスクリュ式射出成形機の構成に
ついて説明する。

【００１９】図６に示すように、射出成形機のバレル３
には、射出プランジャを兼ねるスクリュ１が、回転可能
に、かつ軸方向に移動可能に嵌挿されている。バレル３
の先端部にはノズル６が取り付けられており、ノズル６
の先端側は金型７に接続される。

【００２０】バレル３の基端側には、スクリュ１を回転
駆動するための回転駆動源（図示せず）と、スクリュ１
を軸方向に移動させるとともにスクリュ１の背圧調節を
行うための軸方向移動駆動源（図示せず）とが配置され
ている。

【００２１】ホッパ８からバレル３内に導入された固体
状の樹脂は、後述するバンドヒータにより加熱しつつス
クリュ１を回転させることにより可塑化され、これに伴
いスクリュ１は、生成された溶融樹脂の圧力によってノ
ズル６から離れる方向に後退する。スクリュ１が後退す
ることにより、バレル３内のノズル６とスクリュ１との
間に空間が形成され、この空間が射出室１１となる。

【００２２】ノズル６の内部には、樹脂流路１２が形成
されており、この樹脂流路１２を介してバレル３の射出
室１１と金型７のキャビティが連通している。射出室１
１に滞留した溶融樹脂は、スクリュ１をノズル６方向に
移動させることにより、樹脂流路１２を経て、金型７の
キャビティ内に流れ込む。

【００２３】バレル３の外周には、ノズル６に近い側か
ら順に、バンドヒータ９ｂ，９ｃ，９ｄが設けられてい
る。バレル３の各ヒータ９ｂ，９ｃ，９ｄに対応する領
域が、それぞれ「計量部加熱ゾーンＺｂ」、「圧縮混練
部加熱ゾーンＺｃ」および「供給部加熱ゾーンＺｄ」と
なっている。バレル３には、各ゾーンＺｂ，Ｚｃ，Ｚｄ
のバレル３の壁体の温度を測定するための熱電対すなわ
ち温度センサ１０ｂ，１０ｃ，１０ｄが埋め込まれてい
る。

【００２４】また、ノズル６の外周には、バンドヒータ
９ａが設けられており、このバンドヒータ９ａが設けら
れている領域が、「ノズル部加熱ゾーンＺａ」となって
いる。バンドヒータ９ａは、ノズル６の壁体に埋め込ま
れた温度センサ１０ａの検出値に基づいて制御される。
また、樹脂流路１２内には温度センサ１０ｅが配置され
ており、この温度センサ１０ｅは樹脂に直接接触して樹
脂温度を検出している。

【００２５】次に、図７を参照して、本発明による制御
装置を備えたプリプラ式射出成形機の構成について説明
する。

【００２６】図７に示すように、圧縮混練部バレル３Ａ
には、スクリュ１Ａが回転可能に嵌め合わされている。
圧縮混練部バレル３Ａの基端側には、スクリュ１Ａを回
転駆動するための回転駆動源（図示せず）が配置されて
いる。

【００２７】圧縮混練部バレル３Ａの先端側は、樹脂流
路１４を介して射出部バレル３Ｂの先端側に連通してい
る。射出部バレル３Ｂには、射出プランジャ１Ｂが軸方
向に移動可能に嵌め合わされている。射出部バレル３Ｂ
の基端側には、射出プランジャ１Ｂを軸方向に移動させ
るための軸方向移動駆動源（図示せず）が配置されてい
る。射出部バレル３Ｂの先端部には、ノズル６が取り付
けられており、このノズル６の先端側は金型７に接続さ
れる。

【００２８】ホッパ８から圧縮混練部バレル３Ａ内に導
入された固体状の樹脂は、後述するバンドヒータにより
加熱しつつスクリュ１Ａを回転させることにより可塑化
され、樹脂流路１４を通って射出部バレル３Ｂの先端側
に流れ込む。これにより、射出プランジャ１Ｂが後退し
て射出部バレル３Ｂの先端側において、ノズル６と射出
プランジャ１Ｂとの間に空間が形成されるが、この空間
が射出室１１となる。ノズル６内には、射出部バレル３
Ｂの射出室１１と金型７とを連通する樹脂流路１２が形
成されている。射出室１１に滞留した溶融樹脂は、射出
プランジャ１Ｂをノズル６方向に移動させることによ
り、ノズル６内の樹脂流路１２を経て、金型７のキャビ
ティ内に流れ込む。

【００２９】可塑化部バレル３Ａの外周には、その先端
側から順に、バンドヒータ９ｃ，９ｄが設けられてい
る。可塑化部バレル３Ａの各ヒータ９ｃ，９ｄに対応す
る領域が、それぞれ「圧縮混練部加熱ゾーンＺｃ」およ
び「供給部加熱ゾーンＺｄ」となっている。可塑化バレ
ル３Ａの壁体には、各ゾーンＺｃ，Ｚｄのバレル壁体の
温度を測定するための熱電対すなわち温度センサ１０
ｃ，１０ｄが埋め込まれている。

【００３０】また、射出部バレル３Ｂの外周には、バン
ドヒータ９ｂが設けられており、このバンドヒータ９ｂ
に対応する領域が「計量部加熱ゾーンＺｂ」となってい
る。射出部バレル３Ｂの壁体には、計量部加熱ゾーンＺ
ｂのバレル壁体の温度を測定するための熱電対すなわち
温度センサ１０ｂが埋め込まれている。

【００３１】更に、ノズル６の外周には、バンドヒータ
９ａが設けられており、このバンドヒータ９ａに対応す
る領域を、「ノズル部加熱ゾーンＺａ」となっている。
ノズル６の壁体には、ノズル壁体の温度を測定するため
の熱電対すなわち温度センサ１０ａが埋め込まれてい
る。

【００３２】また、樹脂流路１２内には温度センサ１０
ｅが配置されており、この温度センサ１０ｅは樹脂に直
接接触して樹脂温度を検出している。

【００３３】また、図６および図７に示すように（な
お、以下の構成は、インラインスクリュ式とプリプラ式
に共通である）、射出成形機は、制御部２０を備えてい
る。制御部２０は、ヒータコントローラ２１と、補正値
演算部２２と、補正値記憶部２３とを有している。ヒー
タコントローラ２１は、温度センサ１０ａ，１０ｂ，１
０ｃ，１０ｄの検出値に基づいて、各ゾーンＺａ，Ｚ
ｂ，Ｚｃ，Ｚｄの温度が予め定められた初期設定値とな
るように、バンドヒータ９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄの温度
調節を行う。

【００３４】また、ヒータコントローラ２１は、以下に
説明する手法により、補正値演算部２２が、各バンドヒ
ータ９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄの温度設定を変更すべきと
判断した場合には、ヒータコントローラ２１に記憶され
た各ゾーンＺａ，Ｚｂ，Ｚｃ，Ｚｄの設定温度を変更す
ることができる。なお、制御部２０は、補正値演算部２
２が射出プランジャを兼ねるスクリュ１の背圧若しくは
回転数（インラインスクリュ式の場合）またはスクリュ
１Ａの回転数または射出プランジャ１Ｂの背圧（プリプ
ラ式の場合）を調節すべきと判断した場合に、スクリュ
１，１Ａの回転状態を制御するために回転駆動源の動作
を制御するコントローラや、またはスクリュ１若しくは
射出プランジャ１Ｂの背圧を制御するために軸方向移動
駆動源の動作を制御するコントローラ（図示せず）を更
に含んで構成されている。

【００３５】次に、本発明よる具体的な制御方法につい
て、本発明による制御方法のうち最も簡単な制御形態で
ある、「１サイクル樹脂温２点計測２ゾーン制御」の場
合を例にとって説明する。なお、「１サイクル樹脂温２
点計測２ゾーン制御」とは、１サイクルの射出サイクル
中に、時間軸上の２点を選択して樹脂温センサ１０ｅに
より樹脂温度を測定するとともに、２つの加熱ゾーン
（なお、以下の場合、ノズル部加熱ゾーンＺａと計量部
加熱ゾーンＺｂとを１つのゾーンと見なしているため、
ノズル部加熱ゾーンＺａおよび計量部加熱ゾーンＺｂと
圧縮混練部加熱ゾーンＺｃとで２ゾーンと見なしてい
る）に対して発熱量の制御を行う制御形態を意味する。

【００３６】まず、各加熱ゾーンの初期温度設定につい
て説明する。ノズル部加熱ゾーンＺａの設定温度は、溶
融樹脂の目標温度と同一にする。これは、樹脂温センサ
１０ｅがノズル６に設けられているため、ノズル部加熱
ゾーンＺａの設定温度を溶融樹脂の目標温度と異なる値
とすると、樹脂温センサ１０ｅに影響（外乱）を与える
ため、制御の安定性の観点から好ましくないからであ
る。

【００３７】計量部加熱ゾーンＺｂの初期温度設定は、
原則的には、溶融樹脂の目標温度と同一にする。これ
は、計量部加熱ゾーンＺｂの設定温度を、溶融樹脂の目
標温度に対して高く設定すると、射出室１１内の樹脂に
バレル軸方向に関して温度の不均一が生じ、溶融樹脂の
目標温度に対して低く設定すると、射出室１１内への樹
脂の滞留時間が長くなった場合、射出室１１内の樹脂に
バレル径方向に関して温度の不均一が生じることになる
ためである。

【００３８】圧縮混練部加熱ゾーンＺｃの初期温度設定
は、溶融樹脂の目標温度と同一にする。

【００３９】なお、供給部加熱ゾーンＺｄの設定温度
は、フィード効率を考慮して設定する。なお、図２に示
すように、供給部加熱ゾーンＺｄの設定温度は、通常
は、他の加熱ゾーンの温度より低くされる。

【００４０】上記のような初期設定（図２（ａ）と同様
の設定）で、射出成形を行った際、１サイクル中の樹脂
温センサ１０ｅによる検出値Ｔｍｎが、図１に示すよう
な変化を示したとする。

【００４１】すなわち、図１においては、直前の射出工
程終了時から今回の射出開始までの間に、樹脂温センサ
１０ｅによる検出値Ｔｍｎは、樹脂温センサ１０ｅが取
り付けられている流路壁の温度、すなわちノズル部加熱
ゾーンＺａの流路壁の温度Ｔｈｎに近づくように推移し
ていく。また、図１においては、樹脂温センサ１０ｅに
よる検出値Ｔｍｎは、射出開始直後から射出終了直後に
かけて、スクリュ１（若しくは可塑化スクリュ１Ａ）か
ら射出室１１に出てきたばかりの溶融樹脂の実温Ｔｍｓ
に近づいてゆく。

【００４２】ここで、射出開始直後の樹脂温センサ１０
ｅの検出値をＴａ-1とした場合、Ｔａ-1と目標樹脂温度
Ｔｍとの差を△Ｔ２-1とし、射出開始から時間ｔ１-2が
経過した後における樹脂温センサ１０ｅの検出値Ｔｍｎ
と射出開始直後の樹脂温センサ１０ｅの検出値Ｔａ-1と
の差（すなわち射出サイクル間における２点間の温度変
化）を△Ｔ１-1とする。（なお、△Ｔ１-1はおよび△Ｔ
２-1は温度状況値である）。

【００４３】本発明の制御方法では、上記の△Ｔ１-1お
よび△Ｔ２-1の値を零とするように、各ヒータ９ａ〜９
ｄの設定を補正する。この補正により△Ｔ１-1および△
Ｔ２-1の値が零となった場合、温度センサ１０ｅが配置
されたノズル６の流路壁の壁温度と、スクリュ１（若し
くは可塑化スクリュ１Ａ）から射出室１１に出てきたば
かりの溶融樹脂の実温Ｔｍｓとが同一になったことにな
る。

【００４４】まず、△Ｔ２-1を零とする方法について説
明する。前述した樹脂温センサ１０ｅによる検出値Ｔｍ
ｎの変化挙動よりわかるように、△Ｔ２-1はノズル部加
熱ゾーンＺａの流路壁の温度に支配されているため、ノ
ズル部加熱ゾーンＺａのヒータ９ａの温度設定を変更し
て、ヒータ９ａの発熱量Ｈａを、△Ｔ２-1が零となるよ
うに、所定量（△Ｈａ）だけ補正する。なお、△Ｔ２-1
を零とすることにより、射出開始直後から射出終了時に
おける樹脂温度変化を明確に把握することができるよう
になる。

【００４５】なお、前述したように、計量部加熱ゾーン
Ｚｂの設定温度がノズル部加熱ゾーンＺａの設定温度と
異なっていることは原則的に好ましくないため、ノズル
部加熱ゾーンＺａおよび計量部加熱ゾーンＺｂを、溶融
樹脂の保温を目的とした１つのまとまった加熱ゾーンと
みなして、同じように制御することが好ましい。従っ
て、補正値△Ｈａ，△Ｈｂ（Ｈｂは、ヒータ９ｂによる
発熱量を意味する）が同じになるように、ヒータ９ａ，
９ｂの設定を同じように修正する。

【００４６】次に、△Ｔ１-1を零にする方法について説
明する。図１に示すように、樹脂温センサ１０ｅによる
検出値Ｔｍｎは、射出工程が進むにつれて低下し、射出
終了直後（射出終了時から樹脂温センサ１０ｅの熱容量
に起因した検出遅れ時間の経過後）に最小値を採ってい
る。このことから、△Ｔ１-1の値は圧縮混練部加熱ゾー
ンＺｃの設定温度に大きく依存していることがわかる。
従って、圧縮混練部加熱ゾーンＺｃのヒータ９ｃの温度
設定を変更して、ヒータ９ｃの発熱量Ｈｃを、△Ｔ１-1
が零となるように、所定量（△Ｈｃ）だけ補正する。具
体的には、図５上段に示すように、ヒータ９ｃの設定温
度を上昇させればよい。

【００４７】プリプラ式の射出成形機の場合、上記の補
正により、溶融樹脂温度の最適化を行うことができるが
（図５上段参照）、インラインスクリュ式の場合には、
計量部が圧縮混練部を兼ねている構造を採っているた
め、単に圧縮混練部加熱ゾーンＺｃの設定温度を上昇さ
せると、図５上段に示すように、射出工程開始時から
０．５秒後（この値は樹脂温センサ１０ｅの熱容量によ
り若干変動する）から射出終了時にかけて、樹脂温セン
サ１０ｅの検出値が上昇するため、この上昇を抑制する
か好ましくは上昇量を零とする必要がある。

【００４８】このためには、（１）計量部加熱ゾーンＺ
ｂの設定温度を変更するか（図５中段参照）（なお、こ
の場合、制御形態は「１サイクル樹脂温３点計測３ゾー
ン制御」となる）、または（２）スクリュ１の回転条件
を定める制御関数の変更若しくは（３）スクリュ１の背
圧条件を定める制御関数の変更により、計量工程時にス
クリュ１が前進位置Ｆから後退位置Ｒに移行する過程に
おいて、スクリュ１の背圧ＢＰ（若しくはスクリュ１の
回転数）を順次変化させる（図５下段参照）。なお、背
圧ＢＰは、例えばスクリュ１が前進位置Ｆにある場合に
低めに設定し、後退位置Ｒに位置した場合に初期設定値
ＢＰＩと同一となるように制御することができる。これ
により、射出室１１内に滞留樹脂の不均一な軸方向温度
分布を解消することができ、射出工程中における樹脂温
センサ１０ｅの検出値の上昇を抑制することができる。

【００４９】なお、上記手法（１）〜（３）は、そのう
ちの１つのみを実行してもよいし、複数を組み合わせて
実行してもよい。また、上記手法（１）〜（３）は、イ
ンラインスクリュ式の場合に好適に用いることができる
が、プリプラ式の場合に用いてもよい。

【００５０】以上述べた手法により補正を行うことによ
り、射出工程中の樹脂温センサ１０ｅの検出値を目標樹
脂温度と等しい一定の値にすることができる。すなわ
ち、補正を行う前においては樹脂温度の変化は射出工程
中徐々に樹脂温度が低下していた（図１、図２および図
６、特に図６参照）が、補正後には図５および図７、特
に図７に示すようにほぼ目標温度に等しい値で安定する
ようになった。

【００５１】なお、上記の補正は、複数回のショットを
繰り返してゆく過程で徐々に行われるのが通常である
が、この場合、補正値演算部２２により算出された補正
値は、その都度補正値記憶部２３に送られて更新され
る。

【００５２】なお、より短期間に補正を完了するため
に、以下の手法を採ることができる。

【００５３】すなわち、各ヒータ９ａ，９ｂ，９ｃの発
熱量の補正値を算出する関数を、 △Ｈａ＝△Ｈｂ＝α＊△Ｔ１-1＋β＊△Ｔ２-1・・・（式１） △Ｈｃ＝γ＊△Ｔ１-1＋δ＊△Ｔ２-1・・・（式２） （但し、α，β，γ，δは、可塑化時間、サイクル時
間、スクリュ１のストローク、スクリュ１（若しくは可
塑化スクリュ１Ａ）の回転数、スクリュ１若しくは射出
プランジャ１５の背圧、射出速度、射出圧、樹脂の材
質、成形機の運転条件、および計測点の時間軸上の位置
（例えば、溶融樹脂温度の時間軸上の計測基準点と計測
基準点から時間軸上の計測点までの経過時間）等により
定まる定数である）とした場合、△Ｔ１-1、△Ｔ２-1を
零に近づける補正を行う過程において、定数α，β，
γ，δの補正を並行して行うことにより、短期間に補正
を完了することができる。この場合、△Ｔ１-1、△Ｔ２
-1がある程度零に近づいたら、定数α，β，γ，δの補
正を中止して（すなわち不変の定数とみなして）△Ｈ
ａ，△Ｈｂ，△Ｈｃの補正を行うことができる。

【００５４】なお、上記の式１および式２においては、
△Ｈａ，△Ｈｂおよび△Ｈｃの補正量は△Ｔ１-1および
△Ｔ２-1を変数とする関数により定めていたがこれに限
定されるものではない。すなわち△Ｈａ，△Ｈｂおよび
△Ｈｃの補正量は、他の変数の関数である下記の式３ま
たは式４により決定することができる。 △Ｈｉ＝ｆ（Ｃt-j，Ｃd-k）・・・（式３） ここに、 △Ｈｉ：加熱ゾーンの発熱量の補正値（ｉ＝１〜ｎ1：
ｎ1は２以上） Ｃt-j：△Ｔ１-h，△Ｔ２-j，ｄ△Ｔ１／ｄｔ-j，Ｔmi
n，Ｔmax，△Ｔ２min，△Ｔ２max，△Ｔ１max，ｄ△Ｔ
１／ｄｔmaxおよびＴａ-jのいずれか（すべて同じとは
限らない）（ｊ＝１〜ｎ2：ｎ2は２以上） Ｃd-k：ｔｔ，ｔｋ，ｔｃ，ｓｔ，Ｒｓ，Ｐｂ，Ｓｉお
よびＰｉのうち少なくとも１項以上を含む運転条件とｔ
１-j，ｔbase-jの計測点情報によって定まる少なくとも
１つの定数（ｋ＝１〜ｎ3：ｎ3は１以上） △Ｔ１-h：樹脂温センサにより検出されたサイクル内の
時間軸上の２点間における温度変化（ｈ＝１〜ｎ4：ｎ4
は１以上） △Ｔ２-j：樹脂温センサの温度検出値と目標樹脂温度と
の差 ｄ△Ｔ１／ｄｔ-j：樹脂温センサにより検出されたサイ
クル内の温度変化率（ｊ＝１〜ｎ2：ｎ2は２以上） Ｔａ-j：樹脂温センサの温度検出値 Ｔmin：サイクル内の最低樹脂温度 Ｔmax：サイクル内の最高樹脂温度 △Ｔ２min：樹脂温センサの温度検出値と目標温度との
差の最小値 △Ｔ２max：樹脂温センサの温度検出値と目標温度との
差の最大値 △Ｔ１max：樹脂温センサの温度検出値のサイクル内２
点間最大温度変化 ｄ△Ｔ１／ｄｔmax：樹脂温センサの温度検出値のサイ
クル内最大温度変化率 ｔ１-j：計測基準点から計測点までの経過時間 ｔbase-j：計測基準点の時間軸上の位置（ｊ＝１〜ｎ
2：ｎ2は２以上） ｔｔ：計測基準点より計測するまでの時間経過量 ｔｋ：可塑化時間 ｔｃ：サイクル時間 ｓｔ：プランジャ（スクリュ）のストローク Ｒｓ：スクリュの回転数 Ｐｂ：プランジャ（スクリュ）の背圧 Ｓｉ：射出速度 Ｐｉ：射出圧 また、上記の説明においては、樹脂流路内において樹脂
と直接接触する樹脂温センサの検出値に基づいて、各加
熱ゾーンの補正値を定めるようにしているが、これに限
定されるものではなく、流路壁温センサの検出値に基づ
いて各加熱ゾーンの補正値を定めることも可能である。
この場合、流路壁温センサは、別個に設けてもよいし、
例えばノズル部加熱ゾーンのヒータ制御用センサを共用
することもできる。この場合、上記式３は下記の式４の
ように書き直して用いることができる。 △Ｈｉ＝ｆ（Ｃt-j，Ｃd-k）・・・（式４） ここに、 △Ｈｉ：加熱ゾーンの発熱量の補正値（ｉ＝１〜ｎ1：
ｎ1は２以上） Ｃt-j：△Ｔ１'-h，△Ｔ２'-j，ｄ△Ｔ１'／ｄｔ-j，
Ｔ'min，Ｔ'max，△Ｔ２'min，△Ｔ２'max，△Ｔ１'ma
x，ｄ△Ｔ１'／ｄｔmaxおよびＴａ'-jのいずれか（すべ
て同じとは限らない）（ｊ＝１〜ｎ2：ｎ2は２以上） Ｃd-k：ｔｔ，ｔｋ，ｔｃ，ｓｔ，Ｒｓ，Ｐｂ，Ｓｉお
よびＰｉのうち少なくとも１項以上を含む運転条件とｔ
１-j，ｔbase-jの計測点情報によって定まる少なくとも
１つの定数（ｋ＝１〜ｎ3：ｎ3は１以上） △Ｔ１'-h：流路壁温センサにより検出されたサイクル
内の時間軸上の２点間における温度変化（ｈ＝１〜ｎ
4：ｎ4は１以上） △Ｔ２'-j：流路壁温センサの温度検出値と目標樹脂温
度との差 ｄ△Ｔ１'／ｄｔ-j：流路壁温センサにより検出された
サイクル内の温度変化率（ｊ＝１〜ｎ2：ｎ2は２以上） Ｔａ'-j：流路壁温センサの温度検出値 Ｔ'min：サイクル内の最低樹脂温度 Ｔ'max：サイクル内の最高樹脂温度 △Ｔ２'min：流路壁温センサの温度検出値と目標温度と
の差の最小値 △Ｔ２'max：流路壁温センサの温度検出値と目標温度と
の差の最大値 △Ｔ１'max：流路壁温センサの温度検出値のサイクル内
２点間最大温度変化 ｄ△Ｔ１'／ｄｔmax：流路壁温センサの温度検出値のサ
イクル内最大温度変化率 ｔ１-j：計測基準点から計測点までの経過時間 ｔbase-j：計測基準点の時間軸上の位置（ｊ＝１〜ｎ
2：ｎ2は２以上） ｔｔ：計測基準点より計測するまでの時間経過量 ｔｋ：可塑化時間 ｔｃ：サイクル時間 ｓｔ：プランジャ（スクリュ）のストローク Ｒｓ：スクリュの回転数 Ｐｂ：プランジャ（スクリュ）の背圧 Ｓｉ：射出速度 Ｐｉ：射出圧 なお、上記式３および式４に関する変数および定数の定
義は図１に表示した変数および定数の定義と同一であ
る。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
金型内に射出される溶融樹脂の温度を適正な一定の値に
維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】射出サイクル中の樹脂温センサの検出値の一例
と、１サイクル樹脂温２点計測２ゾーン制御の場合の取
り出すデータの概念を説明する図。

【図２】従来の温度設定方法およびその結果もたらされ
る樹脂温度分布を説明する図。

【図３】従来の温度設定方法およびその結果もたらされ
る樹脂温度分布を説明する図。

【図４】従来の温度設定方法およびその結果もたらされ
る樹脂温度分布を説明する図。

【図５】本発明の制御方法およびその結果もたらされる
樹脂温度分布を説明する図。

【図６】本発明による制御装置を備えた射出成形機の構
成を示す図（インラインスクリュ式の場合）。

【図７】本発明による制御装置を備えた射出成形機の構
成を示す図（プリプラ式の場合）。

【図８】従来の制御方法による樹脂温変化を示すグラ
フ。

【図９】本発明の制御方法による樹脂温変化を示すグラ
フ。

【符号の説明】

Ｚａ，Ｚｂ，Ｚｃ，Ｚｄ 加熱ゾーン ９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ ヒータ ７ 金型 １０ｅ 樹脂温度センサ １１ 射出室 １２ 溶融樹脂通路 ２１ 制御部 ２２ 補正値演算部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の加熱ゾーンを有する射出成形機の制
   御方法において、 射出室内若しくは射出室壁または射出室と金型を連通す
   る樹脂流路内若しくは樹脂流路壁に温度センサを配置
   し、 前記温度センサにより、樹脂の温度変動を、射出サイク
   ルの時間軸に関連づけて検出し、 温度変動と温度変動が生じた時間軸上の位置とに基づい
   て、温度変化に最も大きな影響を及ぼした加熱ゾーンを
   特定し、 この加熱ゾーンに対して温度制御を行うことを特徴とす
   る、射出成形機の制御方法。
2. 【請求項２】複数の加熱ゾーンを有する射出成形機の制
   御方法において、 射出室内若しくは射出室壁または射出室と金型を連通す
   る樹脂流路内若しくは樹脂流路壁に温度センサを配置
   し、 前記温度センサにより、樹脂の温度若しくはその変動を
   表現するサイクル内温度状況値を、射出サイクルの時間
   軸上の少なくとも２点で検出し、 前記サイクル内温度状況値とこの温度状況値を得た時間
   軸上の位置とに基づいて、少なくとも２つの加熱ゾーン
   に対して温度制御を行うことを特徴とする、射出成形機
   の制御方法。
3. 【請求項３】前記サイクル内温度状況値とこの温度状況
   値を得た時間軸上の位置とに基づいて、少なとも２つの
   加熱ゾーンに対して温度制御を行うとともに、計量工程
   時における射出プランジャの背圧または可塑化スクリュ
   の回転数の制御を行うことを特徴とする、請求項２に記
   載の射出成形機の制御方法。
4. 【請求項４】複数の加熱ゾーンを含んでなり、各加熱ゾ
   ーンにそれぞれ温度調節用のヒータが設けられている射
   出成形機のための制御装置において、 射出室と金型とを連通する樹脂流路に設けられた樹脂温
   度センサと、 各加熱ゾーンのヒータの発熱量を制御するための制御部
   と、 前記樹脂温度センサによる検出値と、前記検出値が検出
   された射出サイクルにおける時間軸上の位置とに基づい
   て、検出値の変動に最も大きな影響を及ぼした加熱ゾー
   ンを特定し、特定された加熱ゾーンのヒータの発熱量の
   修正量を算出する補正値演算部と、を備えたことを特徴
   とする射出成形機の制御装置。
5. 【請求項５】複数の加熱ゾーンを含んでなり、各加熱ゾ
   ーンにそれぞれ温度調節用のヒータが設けられている射
   出成形機のための制御装置において、 射出室と金型とを連通する樹脂流路に設けられた樹脂温
   度センサと、 各加熱ゾーンのヒータの発熱量を制御するための制御部
   と、 前記樹脂温度センサにより検出された樹脂の温度若しく
   はその変動を表現するサイクル内温度状況値を、射出サ
   イクルの時間軸上の少なくとも２点で検出した結果に基
   づいて、少なくとも２つの加熱ゾーンのヒータの発熱量
   の修正量を算出する補正値演算部と、を備えたことを特
   徴とする射出成形機の制御装置。