JPH0587371B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、射出成形機の色替制御方法および装
置に関し、特に溶融樹脂の透過光および反射光を
用いて、色替開始の色を基準とした時の色替中の
色差変化を求めて、色替完了の判定を行なうため
の新規な改良に関する。

［従来の技術］ 従来用いられていたこの種の射出成形機の色替
制御方法としては種々あるが、一般的に用いられ
ていた方法としては、次の二種がある。

(1) 射出成形機のシリンダおよびノズル内の溶融
樹脂を、色の異なる樹脂Ａから樹脂Ｂに色替え
を行なう場合、樹脂Ｂの成形に必要な所定温度
に、シリンダおよびノズルの温度が到達してい
ることを確認した後、成形者が手動操作によつ
て適当量計量してエアパージを行ない、さら
に、計量、および、エアパージを任意回数繰り
返して行ない、樹脂Ｂの所定の色の変わつたこ
とを確認するという動作を試行錯誤的に行う
か、もしくは、自動パージ回路を利用して、予
め計量ストローク、背圧、パージ速度、パージ
回数の経験的数値を入力しておいて自動で色替
作業を行ない、樹脂Ｂの所定の色に変わつたこ
とを確認するか何れかの方法であつた。

(2) また、金型内へ射出して色替えを行なう場
合、又は、通常成形中の成形品の色のバラツキ
管理を行なう場合、成形品を取り出した後、人
間の目による判定、もしくは、色相、色差判別
機を利用しての定量的な判定を行なつていた。

［発明が解決しようとする課題］ この従来の射出成形機の色替制御方法は、以上
のように構成されていたため、次のような課題が
存在していた。

すなわち、従来方法(1)の場合、成形者が手動操
作で行なうために人手が必要であり、作業効率の
向上、および、原価低滅を行なうことが困難であ
つた。さらに、色判別は、成形者の経験と勘で行
なうために、定性的であつて誤差が大きく、製品
の品質に問題が発生していた。

また、従来方法(1)の後者の場合、自動化は可能
であるが、パージ回数等の設定条件によつて、必
ずしも色替えが完了しない場合でも、運転を停止
してしまう可能性があつた。

また、従来方法(2)においては、成形品を取り出
した後に色差判別を行なう為に、タイムラグが大
きく、次のシヨツト成形条件へのフイードバツク
制御に役立たないので、単に良否判別だけで不良
品を排出するという処置のみとなり、真のオンラ
イン計測・制御とはならないという課題があつ
た。

本発明は、以上のような課題を解決するために
なされたもので、特に溶融樹脂の透過光および反
射光を用いて、色替開始の色を基準とした時の色
替中の色差変化を求めて色替完了の判定を行なう
ようにした射出成形機の色替制御方法および装置
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］ 本発明による射出成形機の色替制御方法は、射
出成形機のシリンダ内の溶融樹脂の色を、前記シ
リンダ内に投入する別の新樹脂の色へ変更するよ
うにした射出成形機の色替制御方法において、 前記シリンダに連通するノズル又は金型内の溶
融樹脂に対して光を照射する第１工程と、前記溶
融樹脂からの透過光または表面反射光を受光用光
フアイバーを介して、保圧・冷却中のある時期に
色識別センサーへ取り込み、演算器により毎シヨ
ツト次の射出前までに色定量値Ｒ、Ｇ、Ｂ値に定
量化し、かつ色替開始後サンプリング開始第１シ
ヨツト目の色定量値との色差ΔEに変換する第２
工程と、第ｉシヨツト目の色差ΔE(i)と第（ｉ−
１）シヨツト目の色差値ΔE（ｉ−１）との差すな
わち色差値の変化率：［ΔE(i)−ΔE（ｉ−１）］と
設定値ＡおよびＢと比較する第３工程とより成
り、前記色差値の変化率が前記設定値Ａ以上にな
つた後、さらに色替動作継続後、設定値Ｂ以下の
比較条件となつた時には、色替完了として完了信
号を発し、前記比較条件を満たさない時には、色
替動作を継続するようにした方法である。

また、本発明による射出成形機の色替制御装置
は、射出成形機のシリンダ内の溶融樹脂の色を、
前記シリンダ内に投入する別の新樹脂の色へ変更
するようにした射出成形機の色替制御装置におい
て、前期シリンダに連通するノズル又は金型内の
溶融樹脂に光を照射する投光用光フアイバーと、
前期溶融樹脂からの透過光または反射光の光を取
り込むための受光用光フアイバーと、前期光の色
識別を行うための色識別センサと、前期色識別セ
ンサに接続された演算器と、前期演算器に接続さ
れ設定値ＡおよびＢを設定するための設定器とを
備え、前期演算器により、色定量値Ｒ、Ｇ、Ｂ値
を得ると共に、前記色定量値Ｒ、Ｇ、Ｂ値から色
差ΔE(i)を得、毎シヨツト前のシヨツトの色差ΔE
（ｉ−１）との変化率［ΔE(i)−ΔE（ｉ−１）］と
を演算するようにした構成である。

さらに詳細には、前記演算器に接続された比較
器を有し、前記色差ΔEの変化率と設定値Ａおよ
びＢとを比較し、比較条件を満たした場合に色替
完了信号を発生するようにした方法である。

さらに詳細には、前記投光用光フアイバーおよ
び受光用光フアイバーは、前記シリンダの透明窓
の高硬質ガラスに設けられている構成である。

さらに詳細には、前記投光用光フアイバーおよ
び受光用光フアイバーは、フアイバー固定治具に
よつて固定されている構成である。

［作用］ 本発明による射出成形機の色替制御方法および
装置においては、溶融樹脂からの透過光または表
面反射光を受光用光フアイバーを介して保圧・冷
却中のある時期に色識別センサーへ取り込み、演
算器により毎シヨツト次の射出直前までに色定量
値Ｒ、Ｇ、Ｂ値に定量化し、かつ、色替開始後、
サンプリング開始第１シヨツト目の色定量値との
色差ΔEに変換し、第ｉシヨツト目の色差値ΔE(i)
と第（ｉ−１）シヨツト目の色差値ΔE（ｉ−１）
との差すなわち色差値の変化率［ΔE(i)−ΔE（ｉ
−１）］と設定値ＡおよびＢと比較し、その結果、
前記色差値の変化率が前記設定値Ａ以上になつた
後、さらに、色替動作継続後、設定値Ｂ以下の比
較条件となつた時には、色替完了として完了信号
を発生する。

また、前記比較条件を満たさない時には、色替
動作を継続することにより、比較条件を満たすよ
うにして色替えの確認を行うことができる。

［実施例］ 以下、図面と共に本発明による射出成形機の色
替制御方法および装置の好適な実施例について詳
細に説明する。

第１図は、本発明による射出成形機の色替制御
方法および装置を示す断面図付ブロツク構成図で
あり、図において符号１で示されるものは、円筒
状をなすシリンダであり、このシリンダ１の外周
にはヒータ２が設けられている。

前記シリンダ１内の案内路１の内には、スクリ
ユ３が回転自在に設けられ、このスクリユ３は、
カツプリング４を介して接続された駆動源５によ
つて、回転および軸方向移動できるように構成さ
れている。前記シリンダ１の先端１ｂには、吐出
孔６ａを有するノズル６が取り付けられており、
このノズル６の周面には、前記吐出孔６ａに連通
する取付孔３０が互いに対向して２個形成され、
この取付孔３０には耐圧、耐熱、透光性に優れた
高硬質ガラス７および高硬度鋼８およびシール部
材より成る透明窓９が各々挿入され、フアイバー
固定治具１０にてノズル６に固定して取り付けら
れるようにネジ締結されている。

前記ノズル６外に設けられた光源１３に接続さ
れている投光用光フアイバー１２，１２′および
色識別センサ１４に接続されている受光用光フア
イバー２０は、前記透明窓９の高硬質ガラス７の
末端に密着した状態で設けられると共に前記フア
イバー固定治具１０に付属するセツトボルト１１
を締めることにより、前記光フアイバー１２，１
２′，２０が固定されている。さらに、保圧完了
時に発するサンプリング信号２１によつてサンプ
リングが開始される構成でありこのサンプリング
信号２１は前記色識別センサー１４に入力され、
この色識別センサー１４からの出力値は、アンプ
１５、インターフエース１６を経てＡ／Ｄ変換器
１７によつてデジタル値１７ａに変換され、演算
機１８によつて毎シヨツト次の射出直前までに前
記デジタル値１７ａを色定量値Ｒ、Ｇ、Ｂ値に定
量化し、かつサンプリング開始第１シヨツト目の
色定量値との色差ΔEを演算し、表示器１９によ
つて毎シヨツトのＲ、Ｇ、Ｂ値かつ／または、
ΔEを表示する。

一方、設定器２２に設定した色差ΔEのシヨツ
ト毎の変化率が設定値ＡおよびＢと順次比較器２
４にて比較され、前記変化率がＡ以上となりその
後Ｂ以下となつた時色替完了信号を発し、そうで
ない場合は色替動作を継続する。

また、色替開始信号２５は、コントローラ２６
に入力され、このコントローラ２６からの信号２
６ａはアンプ２７を介して前記駆動源５に入力さ
れている。

ここで、投光用光フアイバー１２，１２′およ
び受光用光フアイバー２０は、フレキシブル型で
あることが望ましいが、ストレート型であつても
差しつかえない。さらに投光用光フアイバー１
２′および受光用光フアイバー２０は分離してい
るように図示したが、多数の極細径光フアイバー
が各々点在するように配置されても効果が同じで
あることは言うまでもない。またサンプリング信
号は、保圧完了時以外でも樹脂流動の少ない時な
らば効果は同じである。

次に、第２図のフローチヤートに従つて本発明
による色替制御方法をさらに詳細に述べる。

成形またはパージ開始（第１ステツプ：30）
後、色替開始信号２５（第２ステツプ：31）とと
もに色替したい樹脂が投入され成形またはパージ
が継続されている状態下で、サンプリング開始信
号２１がONする（第３ステツプ：32）と、光源
１３ON（第４ステツプ：33）より投光用光フア
イバー１２，１２′、透明窓９を介してノズル６
内の樹脂１Ａに投光され、透明窓９、受光用光フ
アイバー２０を介して樹脂１Ａからの受光波長を
伝送し色識別素子１４、アンプ１５、インターフ
エース１６、Ａ／Ｄ変換器１７にて色差値である
Ｒ、Ｇ、Ｂ値に分解し（第５ステツプ：34）、演
算器１８にてＲ、Ｇ、Ｂ値よりＸ、Ｙ、Ｚ値に変
換し（第６ステツプ：35）、さらにＸ、Ｙ、Ｚ値
をＬ、ａ、ｂ値に変換する（第７ステツプ：36）。

変換式は、一般式に Ｘ＝2.7689R＋1.7517G＋1.1302B Ｙ＝1.000R＋4.5907G＋0.0601B Ｚ＝0.0565G＋5.5943B …… Ｌ＝10Y^1/2 ａ＝17.5（1.02X−Ｙ）／Y^1/2 ｂ＝7.0（Ｙ−0.847Z）／Y^1/2 …… を用いる。

サンプリング開始シヨツトを第１シヨツトとし
て以後毎シヨツトＬ、ａ、ｂ値を次シヨツト射出
前までに演算機１８にて演算し、Ｌ(i)、ａ(i)、ｂ
(i)としてメモリーしておく（第８ステツプ：37）。

次に演算機１８にて第ｉシヨツト目のＬ(i)、ａ
(i)、ｂ(i)と第１シヨツト目のＬ(1)、ａ(1)、ｂ(1)と
の差をΔL(i)、Δa(i)、Δb(i)として演算してメモ
リしておく（第９ステツプ：38）。

ΔL(i)≡Ｌ(i)−Ｌ(1) Δa(i)≡ａ(i)−ａ(1) Δb(i)≡ｂ(i)−ｂ(1) …… 次に演算器１８にて第ｉシヨツト目と第１シヨ
ツト目との色差ΔE(i)を演算する（第10ステツ
プ：39）。変換式は、一般的に次式 ΔE(i)＝［（ΔL(i)）²＋（Δa(i)）²＋（Δb(i)）²
］^1/2
…… を用いる。

ここで式は、「新編 色彩科学ハンドブツク」
P.92、式、は「JIS」P.1401に記載されてい
る周知のものを用いた。

前記ｉシヨツト目の色差ΔE(i)をｙ軸に、シヨ
ツト数をｘ軸に、第３図に示すように毎シヨツ
ト、グラフ表示した後（第11ステツプ：40）、第
ｉ−１シヨツト目と第ｉシヨツト目との差すなわ
ち色差の変化率を設定値Ａと比較し、前記変化率
が設定値Ａ以上になつた時、フラツグＦを１とし
て（第12ステツプ：41）色替を続行し、第ｊ−１
シヨツト（ｉ＜ｊ−１）目の色差値と第ｊシヨツ
ト目の色差値との差すなわち色差の変化率を設定
値Ｂと比較し、前記変化率がＢ以下になつた時、
（０≦Ｂ＜Ａ）色替完了信号を発し、該変化率が
Ｂ以下にならない時は、色替動作を続行する。

ここで、（ｉ、ΔE(i)）は毎シヨツトグラフ表示
するとあるが、色替完了信号ON後、まとめて表
示しても差しつかえない。

また本実施例では、色差ΔEの変化率［ΔE(i)−
ΔE（ｉ−１）］を設定値Ａ、Ｂと比較したが、微
分器を用いて設定値と比較しても差しつかえな
い。

また本発明は、ノズル部での色検出にて色差判
別を行う例を説明したが、図示しない金型におけ
る金型内スプルー部、ランナー部、キヤビテイ部
に適用しても同様の効果が得られることは言うま
でもない。

［発明の効果］ 本発明による射出成形機の色替制御方法および
装置は、以上のように構成されているため、次の
ような効果を得ることができる。

すなわち、溶融樹脂中を透過した透過光または
反射した反射光より溶融樹脂の色の波長を受光用
光フアイバーを経由して色識別センサーへ取り込
み、演算器によりＲ、Ｇ、Ｂ値に定量化し、かつ
サンプリング開始第１シヨツト目の色定量値との
色差ΔE(i)に変換し色差の変化率（ΔE(i)−ΔE（ｉ
−１））が大きく変化した後、限りなくゼロに近
くなつた時すなわち色の変化が無くなつた時自動
的に色替完了信号を出すので誤差が少なくまた省
力化を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第３図迄は、本発明による射出成形
機の色替制御方法及び装置を示すためのもので、
第１図は射出成形機の制御系も含む全体構成を示
す断面図付ブロツク図、第２図は制御方法を示す
フロー図、第３図はシヨツト数と色差の関係を示
す特性図である。 １はシリンダ、１Ａは溶融樹脂、６はノズル、
７は高硬質ガラス、９は透明窓、１０はフアイバ
ー固定治具、１２，１２′は投光用光フアイバー、
１４は色識別センサー、１８は演算器、２０は受
光用光フアイバー、２２は設定器、２３は色替完
了信号、２４は比較器である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 射出成形機のシリンダ１内の溶融樹脂１Ａの
   色を、前記シリンダ１内に投入する別の新樹脂の
   色へ変更するようにした射出成形機の色替制御方
   法において、 前記シリンダ１に連通するノズル６又は金型内
   の溶融樹脂１Ａに対して光を照射する第１工程
   と、前記溶融樹脂１Ａからの透過光または表面反
   射光を受光用光フアイバー２０を介して、保圧・
   冷却中のある時期に色識別センサー１４へ取り込
   み、演算器１８により毎シヨツト次の射出前まで
   に色定量値Ｒ、Ｇ、Ｂ値に定量化し、かつ色替開
   始後サンプリング開始第１シヨツト目の色定量値
   との色差△Ｅに変換する第２工程と、第ｉシヨツ
   ト目の色差値ΔE(i)と第（ｉ−１）シヨツト目の
   色差値ΔE（ｉ−１）との差すなわち色差値の変化
   率：［ΔE(i)−ΔE（ｉ−１）］と設定値ＡおよびＢ
   と比較する第３工程とより成り、前記色差値の変
   化率が前記設定値Ａ以上になつた後、さらに色替
   動作継続後、設定値Ｂ以下の比較条件となつた時
   には、色替完了として完了信号を発し、前記比較
   条件を満たさない時には、色替動作を継続するよ
   うにしたことを特徴とする射出成形機の色替制御
   方法。 ２ 射出成形機のシリンダ１内の溶融樹脂の色
   を、前記シリンダ１内に投入する別の新樹脂の色
   へ変更するようにした射出成形機の色替制御装置
   において、 前記シリンダ１に連通するノズル６又は金型内
   の溶融樹脂１Ａに光を照射する投光用光フアイバ
   ー１２，１２′と、前記溶融樹脂１Ａからの透過
   光又は反射光の光を取り込むための受光用光フア
   イバー２０と、前記光の色識別を行うための色識
   別センサー１４と、前記色識別センサー１４に接
   続された演算器１８と、前記演算器１８に接続さ
   れ設定値ＡおよびＢを設定するための設定器２２
   とを備え、前記演算器１８により、色定量値Ｒ、
   Ｇ、Ｂ値を得ると共に、前記色定量値Ｒ、Ｇ、Ｂ
   値から色差ΔE(i)を得、毎シヨツト前のシヨツト
   の色差ΔE（ｉ−１）との変化率［ΔE(i)−ΔE（ｉ
   −１）］を演算するように構成したことを特徴と
   する射出成形機の色替制御装置。 ３ 前記演算器１８に接続された比較器２４を有
   し、前記色差ΔEの変化率と設定値ＡおよびＢと
   を比較し、比較条件を満たした場合に色替完了信
   号２３を発生するようにしたことを特徴とする請
   求項２記載の射出成形機の色替制御装置。 ４ 前記投光用光フアイバー１２，１２′および
   受光用光フアイバー２０は、前記シリンダ１の透
   明窓９の高硬質ガラス７に設けられていることを
   特徴とする請求項２又は３記載の射出成形機の色
   替制御装置。 ５ 前記投光用光フアイバー１２，１２′および
   受光用光フアイバー２０は、フアイバー固定治具
   １０によつて固定されていることを特徴とする請
   求項４記載の射出成形機の色替制御装置。