(57)【要約】【課題】金型に形成されたキャビティ空間の内圧を均一にすることにより、薄型でかつ均一な厚さの平板を形成する。【解決手段】金型１００内に形成された平板状のキャビティ空間１０３に樹脂を充填して、キャビティ空間１０３と同型の平板状の樹脂成形体を製造する際、金型１００内のキャビティ空間１０３を一定の大きさに保持した状態で、金型１００外から樹脂を加圧してキャビティ空間１０３内に加圧充填するとともにキャビティ空間１０３を回転させ、キャビティ空間１０３内の樹脂に遠心力を与えて、キャビティ空間１０３の端部方向に樹脂を移動させる。【選択図】図１
2006069154.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型内に形成された平板状のキャビティ空間に樹脂を充填して、前記キャビティ空間と同型の平板状の樹脂成形体を製造する成形方法において、
前記金型内のキャビティ空間を一定の大きさに保持した状態で、前記金型外から樹脂を加圧して前記キャビティ内に加圧充填しながら前記キャビティ空間を回転させ、前記キャビティ空間内の樹脂に遠心力を与えて、前記キャビティ空間の端部方向に前記樹脂を移動させることを特徴とする成形方法。
【請求項２】
前記キャビティ空間の回転が所定の回転数になった状態で前記金型内に樹脂を充填することを特徴とする請求項１記載の成形方法。
【請求項３】
前記金型内への樹脂の充填開始から充填完了までの間に、前記キャビティ空間の回転を所定の回転数に到達させることを特徴とする請求項１記載の成形方法。
【請求項４】
前記キャビティ空間の回転中心から前記キャビティ空間内に樹脂を充填することを特徴とする請求項１，２または３記載の成形方法。
【請求項５】
前記キャビティ空間の形状が円形であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の成形方法。
【請求項６】
前記キャビティ空間に樹脂を導く流路を、回転軸を中心として放射状に配置し、前記流路における前記回転軸と接する側と反対側に、キャビティ空間を配置することを特徴とする請求項１記載の成形方法。
【請求項７】
前記樹脂が熱可塑性樹脂または熱硬化樹脂であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の成形方法。
【請求項８】
前記キャビティ空間の加熱を、高周波誘導によって加熱することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載の成形方法。
【請求項９】
金型内に形成された平板状のキャビティ空間に樹脂を充填して、前記キャビティ空間と同型の平板状の樹脂成形体を製造する成形装置において、
前記金型外で前記樹脂を加圧してキャビティ空間内に充填する充填手段と、前記金型内に設けられかつ前記キャビティ空間を形成するキャビティ形成手段と、前記キャビティ形成手段を回転させて、前記キャビティ空間内に充填された前記樹脂に遠心力を与える回転手段と、前記キャビティ形成手段を回転させながら前記キャビティ空間内に樹脂を充填するように、前記充填手段および前記回転手段を制御する制御手段とを有することを特徴とする成形装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、前記キャビティ形成手段内に前記充填手段による前記樹脂がほぼ充填完了した時に、前記キャビティ形成手段が所定の回転数で回転するように前記回転手段を制御することを特徴とする請求項９記載の成形装置。
【請求項１１】
前記制御手段は、前記回転手段による前記キャビティ形成手段の回転が所定の回転数になった状態で前記充填手段により前記キャビティ形成手段内に前記樹脂を充填するように前記回転手段を制御することを特徴とする請求項９記載の成形装置。
【請求項１２】
前記キャビティ形成手段が形成するキャビティ空間の形状を円形としたことを特徴とする請求項９，１０または１１記載の成形装置。
【請求項１３】
前記キャビティ形成手段が形成するキャビティ空間に樹脂を導く流路を前記キャビティ空間の回転軸を中心として放射状に配置し、前記流路における前記回転軸と接する側の反対側に前記キャビティ空間を配置したことを特徴とする請求項９記載の成形装置。
【請求項１４】
前記キャビティ形成手段を高周波誘導によって加熱する加熱手段を有することを特徴とする請求項９〜１３のいずれか１項記載の成形装置。
【請求項１５】
前記キャビティ形成手段におけるキャビティ空間側表面が高透磁材料で形成されていることを特徴とする請求項１４記載の成形装置。
【請求項１６】
前記キャビティ形成手段を分離可能な複数の部品から構成し、前記複数の部品を固定する固定手段を有することを特徴とする請求項９〜１５のいずれか１項記載の成形装置。
【請求項１７】
前記固定手段を、磁力によるものとしたことを特徴とする請求項１６記載の成形装置。
【請求項１８】
前記キャビティ形成手段の外周部に、磁石を隣り合う極性が逆になるように交互に配置し、前記キャビティ形成手段を囲むようにリング部品を設け、このリング部品上に磁極を複数個設け、前記磁極の励磁を回転方向に移動させることによって前記キャビティ形成手段を回転させる回転制御手段を有することを特徴とする請求項９〜１７のいずれか１項記載の成形装置。
【請求項１９】
前記回転制御手段は、前記磁極を励磁する電流をパルス状に出力して回転制御を行うことを特徴とする請求項１８記載の成形装置。
【請求項２０】
請求項１〜８のいずれか１項の成形方法または請求項９〜１９のいずれか１項の成形装置で形成されたことを特徴とする成形品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂成形方法および成形装置に関し、特に薄肉で大面積の成形品表面に微細な凹凸パターンやマイクロレンズなどの形状を転写する成形方法および成形装置、さらにこれらによって製造された成形品に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ディスク状の記録媒体が市場に普及している。特に、最近ではＣＤ系の記録媒体の他にＤＶＤ系の記録媒体の需要も増大している。ディスク状記録媒体を製造するためには薄型の樹脂基板が必要であり、その厚さはＣＤ系の記録媒体は１．２ｍｍ、ＤＶＤ系の記録媒体０．６ｍｍ程度であり、薄型でかつ厚さが均一な樹脂基板であることが求められる。さらに最近では、保護膜として使用するために０．１ｍｍの厚さも要求されるようになってきた。
【０００３】
このような、薄型の要求に応えるためには、金型のキャビティ空間内で樹脂が広がるように、樹脂の粘度を低くする必要がある。しかし、粘度を低くするために加熱が行われるが、加熱温度を高くすると酸化、炭化が発生して逆に粘度が高くなることから、加熱によって樹脂の粘度を低くすることには限界がある。また、厚さが薄くなると、樹脂がキャビティ空間の端部に行くほど充填圧力が低くなり、移動速度が遅くなることから、途中で硬化するおそれがある。
【０００４】
例えば、ポリカーボネイト樹脂を３８０℃程度に加熱し、金型を１３０℃に加熱し、直径１２０ｍｍの大きさを有するキャビティ空間の厚さを変えて金型に充填する実験行ったところ、厚さ０．４ｍｍでは、直径１２０ｍｍまで到達したが、ため、厚さ０．３ｍｍでは直径１２０ｍｍまで到達しなかった。
【０００５】
従来におけるこの種の技術としては、特許文献１〜４に記載されたものがある。特許文献１には、可撓性材料により構成された型を回転させ、ゲートから溶融樹脂を遠心力により注入して成形することにより、成形された樹脂製品にバリや気泡、さらには型から取り出す際の欠け等が生じないようにする樹脂製品の成形方法について記載されている。
【０００６】
特許文献２には、原盤の凹部および凸部が形成された面と補強板との間に、液状で光透過性を有するインク充填層前駆体を設け、補強板と原盤とを、間隔が狭まる方向に加圧しかつ回転させて、凹部および凸部をインク充填層前駆体に転写するとともに、インク充填層前駆体を遠心力により広げた後に固化させ、固化されたインク充填層前駆体を剥離させることにより、気泡を除去することができる光学基板の製造方法について記載されている。
【０００７】
特許文献３には、金型内のゲート近傍とゲートから離れた箇所にそれぞれ、第１、第２の型内圧センサを設置し、射出前の型締め力は最大型締め力よりも十分に小さな値にしておき、射出後、前記第１の型内圧センサで検出された値が所定値に達するか、あるいはスクリュが所定に位置に達した時に、型締め圧を昇圧させて高速圧縮を行い、さらに、前記第１の型内圧センサの検出圧力と前記第２の型内圧センサの検出圧力との差を監視して、前記差があらかじめ設定した値になった時に、スクリュの後退動作を実行することにより、薄肉の成形品の成形を高速圧縮成形により行う場合に、成形品の板厚の均一化や反り等の形状不良の防止を図ることができるようにした射出成形機の型内圧による制御方法について記載されている。
【０００８】
特許文献４には、スタンパを搭載支持する下型の中心側に挿着されるスタンパ内周押えの上面を、スタンパの上面と面一にし、キャビティの隙間を内周側から外周側に向かって均一にし溶融樹脂の流動の円滑化を図ることができるようにした光ディスク基板成形用金型について記載されている。
【特許文献１】特開平６−２５４８６３号公報
【特許文献２】特開２０００−１９４７６号公報
【特許文献３】特開２０００−３５５０３０号公報
【特許文献４】特開平１０−８６１９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
薄いディスクを作成するために、フィルムを基にし、その上に紫外線硬化樹脂を用いて、スタンパに設けられた案内溝を複製する方法がある。この方法では、紫外線硬化樹脂が硬化する際、樹脂が収縮するため、フィルムと紫外線効果樹脂との間に寸法差が生じ、結果、薄いディスクに必ず反りが生じる。
【００１０】
そこで、特許文献１に記載されているように、スピンコート法など用いる等速円運動による遠心力を用い、慣性力で充填する成形方法が提案されている。
【００１１】
ここで、遠心力は（数１）の式に示すように、回転半径が大きく、また回転数が高いほど、大きな遠心力を得ることができる。
【００１２】
【数１】
2006069154.tif 000003
しかし、遠心力を用いた成形方法においては、中心軸(回転軸)から放射状にキャビティを配置して回転させるため、充填末端になるほど回転半径が大きくなり、かかる遠心力も大きくなる。そのため、キャビティ内でも充填末端になるほどキャビティ内圧が高くなる圧力偏在が発生し、このような偏在するキャビティ内圧を受けた結果、特許文献１のようにシリコーンゴムでできたキャビティ形状が不均一に変形し、この変形した形状を樹脂が転写することになる。
【００１３】
このような不具合を防止するためには、低粘度の材料を用いて、キャビティ内圧が低い状態で成形を行わなければならず、熱可塑性樹脂のような高粘度の材料を用いることは困難であるため、材料の選択が限られる。また、キャビティ形状が金属などの固い材質で作られた場合でも、キャビティ内の樹脂圧力偏在による応力がある状態で固化するため、成形品が変形する。
【００１４】
遠心力を用いた成形方法とは別に、射出成形法などのように、樹脂を加圧して充填する成形方法がある。加圧した樹脂を注入口(以下ゲート)からキャビティに充填すると、樹脂は粘弾性体であるため充填中に圧力損失が生じキャビティ内の樹脂圧力はゲート側が高く充填末端が低くなる圧力偏在が生じる。そのため、偏在した樹脂圧力を受けて金型の変形が不均一になる、キャビティ内樹脂に発生する密度差により収縮に差が起きることで成形品に変形が発生する、また、表面パターンの転写にばらつきが生じるなどの不具合が起きる。
【００１５】
この問題点を解決するために、特許文献２によれば、樹脂を充填する装置として射出成形機を用い、射出前の型締め圧を十分小さい圧力にしておき、射出後所定の条件になった時、２つの型圧力センサの差分を小さくするように、射出圧力と型締め圧力を制御して所定の型内圧を発生させる射出圧縮成形方法を提案している。
【００１６】
しかし、樹脂は粘弾性流体であるため圧力伝達に時間差が生じる、またキャビティ内に樹脂を充填する時、温度の低い金型に接しながら流れるため樹脂温度はキャビティ末端になるに従い低下し固化し始めるため、加圧する圧力を制御しても、圧力に対して樹脂の動きは遅れる、または動かなくなるので、キャビティ内圧は均一状態にはならない。
【００１７】
本発明は、キャビティを回転させる工程と加圧した樹脂をキャビティに充填する工程を同時に行うことでキャビティ内圧を均一にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
前記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、金型内に形成された平板状のキャビティ空間に樹脂を充填して、前記キャビティ空間と同型の平板状の樹脂成形体を製造する成形方法において、前記金型内のキャビティ空間を一定の大きさに保持した状態で、前記金型外から樹脂を加圧して前記キャビティ内に加圧充填しながら前記キャビティ空間を回転させ、前記キャビティ空間内の樹脂に遠心力を与えて、前記キャビティ空間の端部方向に前記樹脂を移動させることを特徴とする。
【００１９】
請求項１に係る発明によれば、遠心力により充填する場合のキャビティ内圧は充填末端になるほど高くなる圧力偏在が生じ、加圧して充填する場合のキャビティ内圧は、ゲート側が高く、充填末端側が低くなる圧力偏在が生じていることから、遠心力による成形方法と加圧充填による方法とにおけるキャビティ内圧の偏在は、相反するものであるため、これらの方法を同時に行う期間を設けることにより、圧力偏在が補完されて、均一なキャビティ圧力を得ることができる。
【００２０】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記キャビティ空間の回転が所定の回転数になった状態で前記金型内に樹脂を充填することを特徴とする。
【００２１】
請求項３に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記金型内への樹脂の充填開始から充填完了までの間に、前記キャビティ空間の回転を所定の回転数に到達させることを特徴とする。
【００２２】
従来、スピンコート法などキャビティ回転による遠心力を受けてキャビティ空間内を樹脂が流動する場合、充填初期では回転軸からの距離（径）が短いので遠心力が小さく、樹脂流動が遅くなるため、高速回転が必要となる。また、金型外で樹脂を加圧してキャビティ空間内に加圧充填する場合、キャビティ空間を流動する途中で充填圧は損失するため流動長が長くなると樹脂流動が遅くなる。そこで、請求項２，３に係る発明のように、所定の回転数で回転しているキャビティ空間に樹脂を充填することで、キャビティ空間に充填された樹脂に、回転から受ける遠心力と、充填圧の２つの力を与えることにより、キャビティ空間内において樹脂を流動させることが可能になる。
【００２３】
請求項４に係る発明は、請求項１，２または３に係る発明において、前記キャビティ空間の回転中心から前記キャビティ空間内に樹脂を充填することを特徴とする。
【００２４】
請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれか１項に係る発明において、前記キャビティ空間の形状が円形であることを特徴とする。
【００２５】
請求項６に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記キャビティ空間に樹脂を導く流路を、回転軸を中心として放射状に配置し、前記流路における前記回転軸と接する側と反対側に、キャビティ空間を配置することを特徴とする。
【００２６】
遠心力は、回転中心からその回転半径方向に沿って外向きに作用し、半径が大きくなるほど大きくなることから、樹脂充填による圧力分布が、回転中心側が高く半径方向が低くなるようになると、遠心力による圧力で補うことが可能となる。請求項４，５，６に係る発明によれば、キャビティ空間内の樹脂の流れが半径方向に向かうように設置することにより、回転による遠心力を効率よく圧力に変換できる。特に、請求項５に係る発明によれば、キャビティ空間形状を円形とすることにより与えることにより、遠心力をさらに効率よく圧力に変換することができ、請求項６に係る発明によれば、複数個のキャビティ空間に効率よく樹脂を流動させることができる。
【００２７】
請求項７に係る発明は、請求項１〜６のいずれか１項に係る発明において、前記樹脂が熱可塑性樹脂または熱硬化樹脂であることを特徴とする。
【００２８】
特許文献１記載の従来技術によれば、樹脂を供給する工程と遠心力を与える工程を順に行う工法が提案されている。この工法は、紫外線硬化型樹脂など材料コストが高い樹脂では可能であるが、材料コストの低い熱可塑性、または熱硬化性樹脂では、キャビティ空間に充填された直後から冷却固化するので、樹脂を供給する工程と遠心力を与える工程を順に行う工法では成形が難しい。請求項７に係る発明によれば、熱により可塑化、固化する材料を用いて成形するために、キャビティが回転する機構を有する金型と射出成形機を用いて成形することが可能になる。
【００２９】
請求項８に係る発明は、請求項１〜７のいずれか１項に係る発明において、前記キャビティ空間の加熱を、高周波誘導にて加熱することを特徴とする。
【００３０】
加熱冷却により樹脂を可塑化、固化する熱可塑性樹脂などを成形する場合、金型を加熱する必要がある。従来は、キャビティ形成部品にヒータを埋め込み、スリップリングによる電力供給で加熱している。しかし、この方法では、接触部があるため、スリップリングの摩耗など故障の要因が多い。請求項８に係る発明によれば、回転するキャビティ空間の加熱を簡略化した金型の構成で行うことが可能になる。
【００３１】
請求項９に係る発明は、金型内に形成された平板状のキャビティ空間に樹脂を充填して、前記キャビティ空間と同型の平板状の樹脂成形体を製造する成形装置において、前記金型外で前記樹脂を加圧してキャビティ空間内に充填する充填手段と、前記金型内に設けられかつ前記キャビティ空間を形成するキャビティ形成手段と、前記キャビティ形成手段を回転させて、前記キャビティ空間内に充填された前記樹脂に遠心力を与える回転手段と、前記キャビティ形成手段を回転させながら前記キャビティ空間内に樹脂を充填するように、前記充填手段および前記回転手段を制御する制御手段とを有することを特徴とする。
【００３２】
請求項９に係る発明によれば、樹脂を充填して型形状を転写する成形装置にキャビティ空間を回転させる工程と加圧した樹脂をキャビティ空間に充填する工程を同時に行う機能を設けることにより、均一なキャビティ圧力を得ることができる。
【００３３】
請求項１０に係る発明は、請求項９に係る発明において、前記制御手段は、前記キャビティ形成手段内に前記充填手段による前記樹脂がほぼ充填完了した時に、前記キャビティ形成手段が所定の回転数で回転するように前記回転手段を制御することを特徴とする。
【００３４】
請求項１１に係る発明は、請求項９に係る発明において、前記制御手段は、前記回転手段による前記キャビティ形成手段の回転が所定の回転数になった状態で前記充填手段により前記キャビティ形成手段内に前記樹脂を充填するように前記回転手段を制御することを特徴とする。
【００３５】
請求項１０，１１に係る発明によれば、キャビティに充填された樹脂に、キャビティ回転から受ける遠心力と、充填圧の２つの力を効率よく与えるように制御することができる。
【００３６】
請求項１２に係る発明は、請求項９，１０または１１に係る発明において、前記キャビティ形成手段が形成するキャビティ空間の形状を円形としたことを特徴とする。
【００３７】
請求項１３に係る発明は、請求項９に係る発明において、前記キャビティ形成手段が形成するキャビティ空間に樹脂を導く流路を前記キャビティ空間の回転軸を中心として放射状に配置し、前記流路における前記回転軸と接する側の反対側に前記キャビティ空間を配置したことを特徴とする。
【００３８】
請求項１２,１３に係る発明によれば、キャビティ空間内の樹脂の流れが半径方向に向かうように流路またはキャビティ形状を設定していることにより、回転による遠心力を効率よく圧力に変換でき、特に、請求項１３に係る発明によれば、複数個のキャビティ空間を設置しても、各キャビティ空間における内圧を安定させることが可能になる。
【００３９】
請求項１４に係る発明は、請求項９〜１３のいずれか１項に係る発明において、前記キャビティ形成手段を高周波誘導によって加熱する加熱手段を有することを特徴とする。
【００４０】
請求項１５に係る発明は、請求項１４に係る発明において、前記キャビティ形成手段におけるキャビティ空間側表面が高透磁材料で形成されていることを特徴とする。
【００４１】
請求項１４，１５に係る発明によれば、回転するキャビティ空間の加熱を簡略化した金型の構成で行うことが可能になる。
【００４２】
請求項１６に係る発明は、請求項９〜１５のいずれか１項に係る発明において、前記キャビティ形成手段を分離可能な複数の部品から構成し、前記複数の部品を固定する固定手段を有することを特徴とする。
【００４３】
従来、スピンコート法などで用いられる装置は、特許文献３のように、テーブルの上に樹脂を滴下した後テーブルを回転する、または、滴下した樹脂の上に別の基板を重ねた後テーブルを回転し、樹脂を振り切ることで成形している。そのため、成形品形状を得るためには、後加工などの工程が必要であった。また、加圧充填する方法では、キャビティ空間内の成形品を取り出すことができるキャビティを形成するためには、最低２部品を開閉できるように形成し、樹脂充填時は、キャビティ空間を、注入口を除いて閉じた空間とし、取り出し時は開くようになっている必要がある。射出成形機を用いた場合では、油圧を圧力発生源として充填時に型締め方向に圧力をかけて閉じた空間を形成、その後キャビティ空間を開いて成形品を取り出している。そこで、キャビティ空間を構成する部品に型締め方向に圧力をかけた状態で、キャビティ構成部品を回転させる方法が考えられるが、キャビティを構成する部品に型締め方向に圧力をかけた状態で、キャビティ構成部品を回転させると、型締め方向の力は、キャビティ回転方向に垂直に加わっており、また、型締め圧をキャビティ構成部品に伝達するためキャビティ構成部品とキャビティ構成部品を受ける部品（例えばテーブルやプラテン、以下プラテン）は接触しているので、プラテンとキャビティ構成部品の間には摩擦力が発生し、キャビティ回転の抵抗となる。
【００４４】
【数２】
2006069154.tif 000004
Ｆ：摩擦力  μ：摩擦係数  Ｎ：垂直抗力
一般に摩擦力を低減するために金型とキャビティ部品の間にベアリングや潤滑部材を設けるが、ベアリングを用いても、ベアリング、およびベアリングと接する金型部分の圧力が高くなり変形、破損が生じる。また、潤滑剤などの粘性流体を用いた場合、（数３）の式に示すように、型締め力により粘性流体が加圧され粘性が高くなり、キャビティ回転の抵抗となる。
【００４５】
【数３】
2006069154.tif 000005
η：高圧下の粘度  ：常圧の粘度  ：圧力Pにより増加する時の圧力係数  ｐ：圧力
請求項１６に係る発明によれば、キャビティ空間を独立した型締め圧力で形成することで、型締め圧力による抵抗を低減することができる。
【００４６】
請求項１７に係る発明は、請求項１６に係る発明において、前記固定手段を、磁力によるものとしたことを特徴とする。
【００４７】
請求項１７に係る発明によれば、キャビティ空間を電磁気による独立した型締め圧力でキャビティ空間を形成することで、型締め圧力による抵抗を低減し、金型の型締め構成を簡略化することが可能になる。
【００４８】
請求項１８に係る発明は、請求項９〜１７のいずれか１項に係る発明において、前記キャビティ形成手段の外周部に、磁石を隣り合う極性が逆になるように交互に配置し、前記キャビティ形成手段を囲むようにリング部品を設け、このリング部品上に磁極を複数個設け、前記磁極の励磁を回転方向に移動させることによって前記キャビティ形成手段を回転させる回転制御手段を有することを特徴とする。
【００４９】
請求項１９に係る発明は、請求項１８に係る発明において、前記回転制御手段は、前記磁極を励磁する電流をパルス状に出力して回転制御を行うことを特徴とする。
【００５０】
キャビティ空間を回転させる方法として、キャビティ構成部品に回転軸を設け回転させる、またはキャビティ構成部品の外周に駆動力を与えて回転させるなどの機械的な方法が用いられている。しかし、これら方法は駆動力伝達のため連結してなければならず、キャビティ空間を有する金型構造が複雑になっている。請求項１８，１９に係る発明によれば、回転するキャビティ空間を有する金型を回転させる駆動力を機械的な伝達ではなく電磁気を用いて行うことにより、駆動力伝達のための機構を簡略化することが可能になる。
【００５１】
請求項２０に係る発明は、請求項１〜８のいずれか１項の成形方法または請求項９〜１９のいずれか１項の成形装置で形成された成形品であることを特徴とする。
【００５２】
加圧した樹脂を注入口(以下ゲート)からキャビティ空間に充填すると、樹脂は粘弾性体であるため充填中に圧力損失が生じキャビティ空間内の樹脂圧力はゲート側が高く充填末端が低くなる圧力偏在が生じる。そのため、偏在した樹脂圧力を受けて金型の変形が不均一になる、キャビティ空間内の樹脂に発生する密度差により収縮に差が起きることで成形品に変形が発生するなどで、成形品の精度を高めることが困難であった。請求項２０に係る発明によれば、キャビティ空間内の圧力が均一な状態で成形を行うことにより、高品質の成形品を得ることができる。
【発明の効果】
【００５３】
本発明は、遠心力による成形方法と加圧充填による方法とを同時に行う期間を設けることにより、圧力偏在が補完されて、均一なキャビティ圧力を得ることができ、高品質の薄型の平板を成形することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５４】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００５５】
図１は本発明の成形方法の基本原理を説明するための説明図であり、１００は上型１０１と下型１０２とからなる金型、１０３は上型１０１と下型１０２を組み合わせた際に内部に形成されるキャビティ空間、１０４は、上型１０１に形成され、キャビティ空間１０３に連通する流路を示す。キャビティ空間１０３は円盤状に形成されており、このキャビティ空間１０３の円形中心に流路１０４の開口が形成されている。
【００５６】
そして、樹脂成形に使用する射出成形機には、金型を回転させる機能が備えられており、金型１００を取り付けた時、射出成形機の回転軸上にキャビティ空間１０３の円形中心が位置しており、流路１０４を介してキャビティ空間１０３の円形中心から樹脂が充填される。
【００５７】
本発明の成形方法は、図１に示すように、樹脂を加圧してキャビティ空間１０３内に充填する工程と同期して、または所定条件でキャビティ空間を回転させて、キャビティ空間内に充填された樹脂にキャビティ空間内の樹脂に遠心力を付与するものである。
【００５８】
ここで理論上、キャビティ空間の中心から樹脂を充填した場合におけるキャビティ内圧は、図２中のＡに示すように、外周のキャビティ末端になるほど低下する。一方、充填工程中にキャビティ空間を等速回転運動することにより、キャビティ空間内にある樹脂も回転する。回転している樹脂は遠心力を受けるため、樹脂には密度と半径位置と回転速度とによる前述した（数１）の式で求められる圧力が発生する。
【００５９】
ここで、（数１）の式および図２の中のＢに示すように、遠心力にて回転する樹脂に発生する圧力は、半径の２乗に比例することから回転中心軸から離れるほど、また、角速度の２乗に比例することから回転数が高いほど圧力が大きくなることがわかる。各半径位置、回転数による発生圧力を図３に示す。
【００６０】
このように、図２中のＡ，Ｂで示すように、充填時のキャビティ内圧と遠心力による圧力、それぞれのキャビティ空間内での分布は逆の傾向をもっている。そのため、充填工程中に入れ子を回転させることで、流動先端部に流動方向に圧力を与えることができるため、図２中のＣで示すようにキャビティ空間内の圧力を均一にすることができる。
【００６１】
次に、上述した原理を利用した成形方法による実験結果について説明する。
【００６２】
図４は実験装置を示す説明図であり、６０はスピンコータ（ミカサ（株）  IH-DX2）のターンテーブル、６１はアクリル板を示す。このアクリル板６１には、φ１２０ｍｍ、深さ０．６ｍｍの形状が彫り込まれ、さらに中心にはφ８ｍｍの供給口６３が彫り込まれている。そして、ターンテーブル６０の上に彫り込み部をかぶせるようにアクリル板６１が載置され、アクリル板６１の外周部がボルトによってターンテーブル６０の上に固定される。このときアクリル板６１外周とターンテーブル６０の間には２０ミクロンの隙間を設けてある。このように、アクリル板６１が固定されることにより、φ１２０ｍｍ、深さ０．６ｍｍの彫り込み部によって図１におけるキャビティ空間６２に相当するキャビティ空間６２が形成される。なお、供給口６３は図１における流路１０４に相当する。
【００６３】
キャビティ空間６２の中心に設けた供給口６３には外形φ８ｍｍ内径φ６ｍｍの樹脂製のチューブ６４の一端部が接続されており、このチューブ６４にはチューブ６７内を流れる材料の圧力を計測するための圧力ゲージ６５が取り付けられ、さらにチューブ６４の他端部は材料を貯蔵するためのタンク６６に接続されている。タンク６６にはエア供給用のチューブ６７が別に取り付けられ、タンク６６内をエアで加圧することによって材料がチューブ６７に供給される。このとき、エアの圧力を制御することによって材料の供給圧を制御することが可能である。
【００６４】
そして、キャビティ空間６２に充填する材料として１×１０６ｍＰａ・ｓ（＝ｃＰ）のブルックフィールド粘度標準液を用い、ターンテーブル６０を６００ｒｐｍで回転させ、回転するキャビティ空間６２に粘度標準液を０．４ＭＰａの供給圧で流したところ、粘度標準液は、キャビティ空間６２末端（φ１２０ｍｍ）まで流動した。
【００６５】
比較のため、キャビティ空間６２に粘度標準液をφ１０ｍｍまで充填し、その後、ターンテーブル６０を６００ｒｐｍで回転させてキャビティ空間６２を回転させたところ、キャビティ空間６２内での樹脂の流動はみられなかった。さらに、ターンテーブル６０を停止してキャビティ空間６２内に粘度標準液を０．４ＭＰａの供給圧で供給したところ、φ６８ｍｍのところで流動が停止し、キャビティ空間６２の末端（φ１２０ｍｍ）まで充填されなかった。
【００６６】
図５は本発明の成形装置の第１実施形態における基本構成を示す説明図であり、１は射出成形装置、２は入れ子、３は回転機構、４は金型、５は制御装置、６は制御コントローラを示す。
【００６７】
金型４には、型締め力を独立して保持形成できる入れ子２、射出装置のスクリュウ進行方向と同一仮想軸上に回転軸を有しかつキャビティ空間（図示なし）を回転させる回転機構３、およびキャビティ空間を加熱する手段（図示なし）が備えられており、この金型４が射出成形機１に取り付けられ、金型４に制御装置５および温度コントローラ６が接続される。
【００６８】
図６は金型の構造を示す断面図であり、金型４の内部には入れ子２が回転可能に備えられている。この入れ子２は、樹脂充填用のゲート１４が設けられたゲート側プレート１１と、直径１２０ｍｍ深さ０．６ｍｍの円盤状の凹部が形成されたキャビティ側プレート１２の２枚を組み合わせることによって構成され、前記凹部によって、ゲート１４に連通したキャビティ空間１３が形成される。
【００６９】
２枚のプレート１１，１２は図７に示すようにボルト１９で締め込むことによって固定されており、キャビティ空間１３に樹脂が充填されてキャビティ内圧が発生しても入れ子２が開かないようにしている。
【００７０】
また、金型４は、射出された樹脂をキャビティ空間１３に導くスプル２４を備えた固定側金型２１と、入れ子２を入れる空間および入れ子２を回転させる回転機構３を備えた可動側金型２２とから構成されている。固定側金型２１とゲート側プレート１１、可動側金型２２とキャビティ側プレート１２の間には、入れ子２の回転を滑らかにするためにベアリング２３が設けられており、射出成形機１にて金型４が型締めされていても入れ子２が回転自在になるようになっている。ここで、２枚のプレート１１，１２はボルト１９によって締め込まれているため、型締め圧力はキャビティ回転が安定して行われる程度で良い。また、固定側金型２１に取り付けられたスプル２４とゲート側プレート１１のクリアランス２０は、金型４および入れ子２を加熱した時に０．０２ｍｍ以下になるように、金型４および入れ子２の熱膨張を考慮して部品寸法が設定されている。これによりクリアランスが０．０２ｍｍ以下であるため、入れ子２が回転中に樹脂をキャビティ空間１３に充填してもスプル２４とゲート側プレート１１の間に樹脂が漏れ広がることはなくなる。
【００７１】
図８は入れ子の加熱装置を示す斜視図である。ゲート側プレート１１とキャビティ側プレート１２の中には電熱ヒータ（図示せず）が埋め込まれており、この電熱ヒータの電極４１がキャビティ側プレート１２の表面にリング状に形成されており、図８（ａ）に示すように、回転可能なスリップリング４０，４０を電極４１，４１に当接させる。そして、金型４からスリップリング４０，４０および電極４１，４１を介して入れ子２の電熱ヒータに電力が供給される。また、電熱ヒータ（図示せず）の温度制御は金型４内に設けられた放射温度計（図示せず）にて入れ子２の表層温度が計測、温度コントローラ６によるＰＩＤ制御によって供給電力が制御される。なお、スリップリング４０および電極４１は、図８（ｂ）のように入れ子２の側面に設けるなど、任意の位置に設けてよい。
【００７２】
次に、金型４を使用した成形例について説明する。
【００７３】
図５において、金型４内に入れ子２をセットし、射出成形機１により金型４を閉じた後に射出成形機１の射出ユニットから樹脂を金型４に充填する。本実施形態においては、射出成形機１として、日精樹脂工業（株）ＭＯ４０Ｄ３Ｈ（型締め圧力４０トン）を用い、型締め圧力を１０トンとした。成形樹脂としては、帝人化成パンライトＡＤ５５０３（Ｔｇ点１４７℃）を用い、射出ユニットの加熱シリンダ温度を３４０℃に設定し、可塑化溶融した樹脂を最大射出速度４００ｍｍ/ｓとし、温度制御装置６にてキャビティ空間１３を金型温度１３０℃に加熱制御した成形金型４にスプル２４を通して充填した。この時、樹脂の充填時間は０．１秒以下であり、樹脂を射出する前に入れ子２をあらかじめ回転させて、充填中においてキャビティ空間１３を一定の回転数で回転させた。
【００７４】
（数１）の式から直径１００ｍｍ以上の領域で遠心力による圧力が２３０ｋｇｆ／ｃｍ２になる回転数は８４０ｒｐｍ以上であることから、キャビティをあらかじめ８４０ｒｐｍにて回転させた状態で射出充填したところ、成形品の厚みの内外差は０．０１３ｍｍと小さくすることができた。
【００７５】
比較のため、直径４０ｍｍ、および直径１１０ｍｍの位置に圧力センサを設けた入れ子２を用いて、キャビティを回転させずに成形した場合、樹脂充填直後のキャビティ内圧は直径４０ｍｍの位置で３４８ｋｇｆ／ｃｍ２、直径１１０ｍｍの位置で２２７ｋｇｆ／ｃｍ２であった。このとき、成形品の厚みは内外差で０．０７８ｍｍであった。
【００７６】
次に、成形装置の第２実施形態について説明する。
【００７７】
第２実施形態は、図６に示す第１実施形態の装置における金型４を、図９に示す金型としたものである。なお、図６に示す第１実施形態の金型における部材と同一の部材若しくは同一機能の部材については同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。
【００７８】
図９に示すように、金型４の内部は、キャビティ空間１３を独立して保持できるように３枚のプレート１５，１６，１８によって形成される入れ子２を有する。すなわち、入れ子２は、樹脂充填用のゲート１４が設けられたゲート側プレート１５、直径１２０ｍｍ深さ０．６ｍｍの円盤状のキャビティ空間が形成されたキャビティリング１６、およびスタンパ１７を表面に乗せるキャビティ側プレート１８の３枚によって構成され、凹凸パターンを有するスタンパ１７の外周をキャビティリング１６およびキャビティ側プレート１８によって挟むことで固定する。３枚のプレートは図６に示すようにボルト１９で締め込むことで、キャビティ空間１３に樹脂が充填されキャビティ内圧が発生しても入れ子２が開かないようにしている。なお、本実施形態においては、スタンパ１７が情報記録メディアＤＶＤ＋Ｒの案内溝を成形基板に形成するための幅０．３μｍ、深さ０．１８μｍ、溝ピッチ０．７４ミクロンの凹凸パターンを有するものとする。
【００７９】
また、金型４は、射出ユニットから射出された樹脂をキャビティ空間１３に導くスプル２４をもつ固定側金型２１と、入れ子２を入れる空間、および入れ子２を回転させる機構３をもつ可動側金型２２とからなる。固定側金型２１とゲート側プレート１５ならびに可動側金型２２およびキャビティ側プレート１８の間には、入れ子２の回転を滑らかにするためにベアリング２３が設けられており、射出成形機１によって金型４が型締めされていても入れ子２が回転自在になるようになっている。また、固定側金型２１に取り付けられたスプル２４とゲート側プレート１５のクリアランス２０は、金型４および入れ子２を加熱した時に０．０２ｍｍ以下になるように、金型４および入れ子２の熱膨張を考慮して部品寸法が設定されている。これによりクリアランス２０が０．０２ｍｍ以下であるため、入れ子２が回転中に樹脂をキャビティ空間１３に充填してもスプル２４とゲート側プレート１５の間に樹脂が漏れ広がることはなかった。
【００８０】
次に、射出成形機１により金型４を閉じ、射出成形機１の射出ユニットから樹脂を金型に充填する。ここで射出成形機は、日精樹脂工業（株）ＭＯ４０Ｄ３Ｈ（型締め圧力４０トン）を用い、成形樹脂は、帝人化成パンライトＡＤ５５０３（Ｔｇ点１４７℃）を用い、射出ユニットの加熱シリンダ温度を３７０℃に設定して、可塑化溶融した樹脂を最大射出速度３５０ｍｍ／ｓで、温度制御装置６にてキャビティ空間１３を金型温度１３０℃に加熱制御した成形金型４にスプル２４を通して充填した。この時、樹脂の充填時間は０．４秒以下であり、充填後のキャビティ空間１３を一定の回転数で回転させたるために樹脂を射出する前に入れ子２をあらかじめ指定の回転数で回転させておいた。
【００８１】
直径４０ｍｍ、および直径１１０ｍｍの位置に圧力センサを設けた入れ子２を用いて、キャビティ空間１３を回転させずに成形した場合、樹脂充填直後のキャビティ内圧は直径４０ｍｍの位置で３４８ｋｇｆ／ｃｍ２、直径１１０ｍｍの位置で２２７ｋｇｆ／ｃｍ２であった。この時、スタンパ溝の転写率は、直径４８ｍｍの位置においてはＤＶＤ＋Ｒの案内溝として求められている転写率９６％以上を満たす、９７％の転写率を得ているが、直径１１６ｍｍの位置においては６２％の転写率であった。
【００８２】
次に（数１）の式から直径１００ｍｍ以上の領域で遠心力による圧力が２３０ｋｇｆ／ｃｍ２になる回転数は８４０ｒｐｍ以上であることから、キャビティ空間１３をあらかじめ８４０ｒｐｍにて回転させた状態で成形した成形基板における、スタンパ溝の転写率は、直径４８ｍｍの位置で９８％、直径１１６ｍｍの位置で９６％と全面でほぼ均一な転写率を得ることができた。
【００８３】
比較例１として、同じ射出成形機１、同じ溝形状を有するスタンパを用いて、通常の光ディスク基板成形用金型で射出成形法にて成形した場合、直径４８ｍｍの位置で９７％、直径１１６ｍｍの位置で８４％の転写率を得ている。また、比較例２として射出成形機１の型締めをあらかじめ０．２ｍｍ金型を開いた状態で充填し、充填完了のタイミングで型締め圧力を４０トンに制御する射出圧縮成形法にて成形した場合、直径４８ｍｍの位置で９７％、直径１１６ｍｍの位置で９２％の転写率を得ている。
【００８４】
図１０は本発明の成形装置の第３実施形態の要部を示す説明図である。なお、図５〜図９に示す第１，第２実施形態における部材と同一または同一機能の部材については同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。
【００８５】
ところで、上述した第１，第２実施形態においては、入れ子２に１つのキャビティ空間１３を形成したものであり、一回の樹脂の充填によって１つの成形品が得られるものであるが、第３実施形態は、図１０に示すように、回転軸の周囲に複数のキャビティ空間を形成するように入れ子２を作成したものである。
【００８６】
すなわち、ゲート側プレート１１には回転軸と同軸のゲート１４が形成されており、キャビティ側プレート１２におけるゲート側プレート１１との対向面には、回転軸を交点とする十字状の凹部およびこの十字状の凹部の各端部に連通する方形の凹部が形成されており、ゲート側プレート１１とキャビティ側プレート１２とを組み合わせた時に、十字状の凹部によって流路２５が形成され、方形の凹部によってキャビティ空間１３が形成される。そして、射出成形機１からスプルおよび流路２５を介して、各キャビティ空間１３へ樹脂を導くことにより、各キャビティ１３に樹脂が充填される。
【００８７】
このように、射出成形機１からスプルを介して、各キャビティ空間１３へ樹脂を導く流路２５を回転軸に対して垂直かつ放射状に配置することにより、円形以外のキャビティ形状でも、第１実施形態のように樹脂の充填を促進させることが可能となり、また、図１０の各キャビティ空間１３に凹凸パターンを設けることにより、第２実施形態と同様に均一な転写をすることが可能となる。なお、図１０においては、流路２５が方形のキャビティ空間１３の辺部に連結しているが、それに限らず、流路２５を方形のキャビティ空間１３の角部に連結させ、キャビティ空間１３の対角線方向に樹脂を流すようにしても良い。この場合、入れ子２が大型化するが、キャビティ空間１３の流路２５の側部に樹脂が流れやすくなる。
【００８８】
図１１は本発明の成形装置の第４実施形態の要部を示す説明図である。図５〜図９に示す第１，２実施形態においては、入れ子２の型締めとして、図７に示すように、ゲート側プレート１１とキャビティ側プレート１２をボルト１９で締め込む方法を用いていることに対し、第４実施形態は、図１１に示すように、ゲート側プレート１１とキャビティ側プレート１２の外周部を、一方の半円周の型締めリング３１の内側面に形成したアリ溝３２に嵌め込み、他方の半円周の型締めリング３１を締め込むことで入れ子の型締めを行うものである。型締めリング３１は、所定のウェイトを有する金属材によって構成されている。
【００８９】
このように構成することにより、入れ子２に対して型締めリング３１がウェイトとなるため、入れ子２が回転する時に型締めリング３１に慣性が生じ、入れ子の回転が安定する効果が得られる。
【００９０】
図１２は本発明の成形装置の第５実施形態の要部を示す説明図であり、２３はベアリングを示す。第５実施形態は、上述した第１，２実施形態において、図示しない金型にベアリング２３を３箇所設置し、入れ子２におけるゲート側プレート１１の側面にベアリング２３を当接させたものであり、各ベアリング２３は回転軸に対して１２０°間隔で配置されている。
【００９１】
そして、入れ子２の回転軸は、図１０に示すように、キャビティ側プレート１２と連結した回転機構３の回転軸中心を通る回転軸（イ）と、ゲート側プレート１１と連結した回転軸の中心（ロ）を一致させるように配置されるが、この時、各ベアリング２３によって、回転軸（イ）と中心（ロ）が一致した状態が維持される。その結果、入れ子２の回転軸のふれ（歳差運動）が防止され、入れ子２の回転を安定させることが可能になる。
【００９２】
図１３は図１２に示す第５実施形態の変形例の要部を示す説明図である。図１３に示すように、入れ子２の外周側面に接する支持ローラまたはベアリング２３を、ゲート側プレート１１、キャビティ側プレート１２にそれぞれ設けることで、入れ子２の回転軸のふれを抑えることができる。そのため、回転機構３を回転軸からずらして設置して、入れ子２の両平面の中心軸位置を開放させることも可能である。ここで、入れ子２の外周側面を支える点は、図１３のように最低３点の支持点であれば、円の中心を決めることができる。
【００９３】
なお、図８（ｂ）におけるスリップリング４０の機能と、図１３におけるベアリング２３の機能を兼用させるように構成することも可能である。
【００９４】
図１４は本発明の第６実施形態の要部を示す説明図であり、４２は高周波誘導コイルを示す。
【００９５】
第６実施形態は、図８に示す第１実施形態における入れ子２の加熱方法が異なるものであり、図１４（ａ）に示すように、入れ子２の平面と隣接するように高周波誘導コイル４２を設置して高周波誘導加熱法にて入れ子２を加熱するものである。この時、図１４（ｂ）に示すように、キャビティ空間４を形成するプレート１０，１１表面部位に、透磁性の高い透磁性材料４３を用いることにより、入れ子２を加熱することができる。透磁性材料４３として、鉄、ニッケル、１８−０ステンレスなど磁石のつきやすい材料が特に良い。さらに、透磁性材料４３の背面に断熱層４４を設けることで加熱効果を促進させることができる。断熱層４４は、透磁性材料４３より熱伝導率が低ければ機能するが、無機材料ではビスマス、有機材料ではポリイミドが特に熱伝導率、加工性で優れている。
【００９６】
図１５は本発明の成形装置の第７実施形態の要部を示す説明図である。第１実施形態においては図７に示すようにボルト１９によって入れ子２の型締めを行ったことに対し、第７実施形態は、図１５に示すように、入れ子２の型締めに磁力を用いたものである。ゲート側プレート１１にはＳ極、キャビティ側プレート１２にはＮ極の磁極が設けられており、各プレート１１，１２を組み合わせると、磁気の閉回路が形成させるために強力に吸着するようになる。また、ゲート側プレート１１と対する固定側金型２１にはＳ極、キャビティ側プレート１２と対する可動側金型２２にはＮ極の磁極が設けられており、入れ子２と金型４の間に反発力を発生させることで入れ子の型締めをさらに強力にすることが可能になる。しかも、入れ子２が金型４から浮上、接触しないようにすることが可能となる。なお、磁極については部分的に着磁しても良く、要は、ゲート側プレート１１とキャビティ側プレート１２においては互いに異なる磁極が対向するように配置され、ゲート側プレート１１と固定側金型２１，キャビティ側プレート１２と可動側金型２２においては同じ磁極が対向するように配置されていれば良い。
【００９７】
ところで、ゲート側プレート１１とキャビティ側プレート１２との型締め用として、図１５に示すように磁力を用いた構成の場合には、その型締めに用いた磁力を入れ子２の回転に用いることもできる。
【００９８】
図１６は入れ子を回転させるために磁力を用いた構成例を示す説明図であり、ゲート側プレート１１の外周に、径方向の複数領域（図１４では６極）に磁化させたリング状磁石５１を設け、このリング状磁石５１の磁力によりゲート側プレート１１をキャビティ側プレート１２に固定させる。ゲート側プレート１１外周のリング状磁石５１のさらに外周にリング状磁石５１を囲むようにステータ５２が設けられている。なお、図４に示す部材と同一の部材または同一機能の部材については、同一の符号を付して、詳細な説明は省略した。
【００９９】
ステータ５２には６つの磁極になるステータコア５３が６０°間隔で配置されており、各ステータコア５３には励磁コイル５４が図１７に示すように巻かれている。ここで、ステータコア５３のＬ２にφ２のスイッチを入れて励磁コイル５４に電流を流した場合にはステータコア５３がＮ極になり、リング状磁石５１のＮ極と反発力、Ｓ極と吸引することになり、入れ子２は回転する。このとき図１８に示すように各ステータコア５３の励磁コイル５４にφ１→φ２→φ３→φ４→φ５→φ６の順に電流を流すことで、磁極が移動し、この動きに追従するようにリング状磁石５１が回転することにより入れ子２が回転する。
【０１００】
図１９は第７実施形態の変形例を示す説明図であり、ゲート側プレート１１にＳ極を設け、キャビティ側プレート１２をＮ極の磁極を設けることで入れ子２の型締めは図１５に示す入れ子２と同じように行うことができる。ここで、ゲート側プレート１１の外周側面、キャビティ側プレート１２の外周側面に５０個のリブがそれぞれ設けられており、ゲート側プレート１１とキャビティ側プレート１２のリブは１／２ピッチだけ機械的にずれている。
【０１０１】
さらにゲート側プレート１１と相対する固定側金型２１、およびキャビティ側プレート１２と相対する可動側金型２２に１０数個のステータコア５３を設ける。ステータコア５３の内周側面には、入れ子２の外周側面に設けたリブと同じ大きさのリブを設け、ステータコア５３にはコイルを巻き、また、巻き線は向かい合ったステータコア５３にもつながっており、相対する２つのステータコア５３への巻き線の向きは互いに逆向きで巻き付けている。
【０１０２】
ここで、Ｌ１を励磁してＬ１のステータコア５３をＳ極にすると、入れ子２外周、ステータコア５３間には
【０１０３】
【数４】
2006069154.tif 000006
（数４）の式で表されるクーロンの法則に従い、入れ子外周、ステータコア間のリブが相対する時、リブ間隔が最も狭くなり磁力が最大となるため、ゲート側プレート１１の外周側面のＮ極と引き合い、キャビティ側プレート１２の外周側面のＳ極と反発する。ゲート側プレート１１の外周側面、キャビティ側プレート１２の外周側面に５０個のリブをそれぞれ設け、ゲート側プレート１１とキャビティ側プレート１２のリブは１／２ピッチだけ機械的にずれているため、ステータコアの励磁を１相進めると全周の１／２００°だけ入れ子が回転することになる。したがって、図１８に示すようにＬ１→Ｌ２→Ｌ３→Ｌ４→Ｌ５と励磁することによって、入れ子２は０．７２°ずつ回転することになる。
【０１０４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上述した実施形態においては、樹脂として熱可塑性樹脂であるポリカーボネイトを適用したが、それ以外であっても、樹脂の粘性やＴｇ点等を考慮して、適宜加熱温度や充填タイミング、回転数等を設定することにより、安定した成形品を製造することが可能になる。特に回転数については、充填した樹脂が硬化するまでの間に樹脂がキャビティ末端まで到達する程度の回転速度、若しくはそれ以上の回転数に設定するのが望ましい。また、樹脂の充填を開始するタイミングについては、樹脂を充填している間に入れ子が回転していれば良いため、回転開始前、回転開始と同時、回転の加速時、回転の安定時のいずれでも良く、樹脂の特性に合わせて適宜設定すると良い。
【０１０５】
また、熱硬化性樹脂によって成形する場合には、成形工程を変えることによって対応可能である。例えば、熱可塑性樹脂の成形の場合には、入れ子の加熱、入れ子の回転、樹脂の充填、回転停止、冷却、取り出し、といった工程となるが、熱硬化性樹脂の成形の場合には、入れ子の回転、樹脂の充填、回転停止、入れ子の加熱、冷却、取り出し、といった工程となる。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明は、液晶を用いた表示装置の照明光を画面全体に拡散照射するための導光板や、大容量のデジタル情報を記録、保存する媒体である光ディスク用の基板、さらに、遺伝子情報を解明するため用いる分析用バイオチップなど、薄型の平板を用いる分野に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本発明の成形方法の基本原理を説明するための説明図
【図２】キャビティ空間内における半径位置に対応する内圧を示す特性図
【図３】各半径位置、回転数と発生圧力との関係を示す特性図
【図４】実験装置を示す説明図
【図５】本発明の成形装置の第１実施形態の基本構成を示す説明図
【図６】金型の構造を示す断面図
【図７】入れ子の型締め構造を示す斜視図
【図８】入れ子の加熱装置を示す斜視図
【図９】本発明の成形装置の第２実施形態における金型の基本構成を示す説明図
【図１０】本発明の成形装置の第３実施形態の要部を示す説明図
【図１１】本発明の成形装置の第４実施形態の要部を示す説明図
【図１２】本発明の成形装置の第５実施形態の要部を示す説明図
【図１３】図１３に示す第５実施形態の変形例の要部を示す説明図
【図１４】本発明の成形装置の第６実施形態の要部を示す説明図
【図１５】本発明の成形装置の第７実施形態の要部を示す説明図
【図１６】入れ子を回転させるために磁力を用いた構成例を示す説明図
【図１７】図１６におけるステータの巻き線を示す説明図
【図１８】図１７における各巻き線への電流の供給タイミングを示す説明図
【図１９】第７実施形態の変形例を示す説明図
【符号の説明】
【０１０８】
１  射出成形装置
２  入れ子
３  回転機構
４  金型
５  制御装置
６  制御コントローラ
１１  ゲート側プレート
１２  キャビティ側プレート
１３  キャビティ空間
１４  ゲート
１５  ゲート側プレート
１６  キャビティリング
１７  スタンパ
１８  キャビティ側プレート
１９  ボルト
２０  クリアランス
２１  固定側金型
２２  可動側金型
２３  ベアリング
２４  スプル
２５  流路
３１  型締めリング
３２  アリ溝
４０  スリップリング
４１  電極
４２  高周波誘導コイル
４３  透磁性材料
４４  断熱層
５１  リング状磁石
５２  ステータ
５３  ステータコア
５４  励磁コイル
６０  ターンテーブル
６１  アクリル板
６２  キャビティ空間
６３  供給口
６４  チューブ
６５  圧力ゲージ
６６  タンク
６７  チューブ
１００  金型
１０１  上型
１０２  下型
１０３  キャビティ空間
１０４  流路
【図１】
2006069154.tif 000007
【図２】
2006069154.tif 000008
【図３】
2006069154.tif 000009
【図４】
2006069154.tif 000010
【図５】
2006069154.tif 000011
【図６】
2006069154.tif 000012
【図７】
2006069154.tif 000013
【図８】
2006069154.tif 000014
【図９】
2006069154.tif 000015
【図１０】
2006069154.tif 000016
【図１１】
2006069154.tif 000017
【図１２】
2006069154.tif 000018
【図１３】
2006069154.tif 000019
【図１４】
2006069154.tif 000020
【図１５】
2006069154.tif 000021
【図１６】
2006069154.tif 000022
【図１７】
2006069154.tif 000023
【図１８】
2006069154.tif 000024
【図１９】
2006069154.tif 000025