(57)【要約】【課題】各工程部における構成部材の位置変化や温度変化が安定化した時点を捉えて成形作業を開始することで、成形品の肉厚精度の向上を図る。【解決手段】この成形装置１０は、熱可塑性素材１３を収容した型セット２０を挟持可能に対向して配置された一対のヒータブロック３０（４０，５０）と、この一対のヒータブロック３０（４０，５０）を上下方向に相対移動させる加圧部材３２（４２，５２）を備え、一対のヒータブロック３０（４０，５０）に設けられたヒータ３１（４１，５１）と、このヒータ３１（４１，５１）の加熱に伴う加圧部材３２（４２，５２）の温度変動による上下方向の位置を検出する高さゲージ３８（４８，５８）と、高さゲージ３０（４０，５０）により検出された単位時間あたりの位置の変化量を演算し、目標とする誤差範囲内に収束していることを確認する動作制御盤２４とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性素材を挟んで対向する一対の成形型と該成形型が嵌挿されるスリーブとを有する型セットを、挟持可能かつ夫々異なる温度に設定されて対向方向に相対移動可能な一対のヒータブロックを備えた加熱工程、成形工程、及び冷却工程を順に移動させながら成形する熱可塑性素材の成形方法において、
前記各一対のヒータブロックへの加熱を開始し、
該加熱開始した後の温度変動に伴う前記各一対のヒータブロックの一方に夫々連動可能に連結された加圧部材の1つの前記対向方向の位置を検出し、
該検出された前記位置の単位時間当たりの変化量が目標とする誤差範囲内に収束していることを確認した後に、前記加熱工程、成形工程、及び冷却工程を実行する
ことを特徴とする熱可塑性素材の成形方法。
【請求項２】
前記検出された位置の変化量が、前記一対のヒータブロックの一方に連結された前記加圧部材を含む複数の構成部材の前記対向方向の変化量の総和である
ことを特徴とする請求項１に記載の熱可塑性素材の成形方法。
【請求項３】
前記目標とする誤差範囲が、成形品の肉厚精度に応じて設定される
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の熱可塑性素材の成形方法。
【請求項４】
熱可塑性素材を挟んで対向する一対の成形型と該成形型が嵌挿されるスリーブとを有する型セットを、挟持可能かつ夫々異なる温度に設定されて対向方向に相対移動可能な一対のヒータブロックを備えた加熱工程、成形工程、及び冷却工程を順に移動させながら成形する熱可塑性素材の成形方法において、
前記各一対のヒータブロックへの加熱を開始し、
該加熱開始した後の温度変動に伴う前記各一対のヒータブロックの一方に夫々連動可能に連結された加圧部材の1つの温度を測定し、
該測定された前記温度の単位時間当たりの変化量が目標とする誤差範囲内に収束していることを確認した後に、前記加熱工程、成形工程、及び冷却工程を実行する
ことを特徴とする熱可塑性素材の成形方法。
【請求項５】
前記測定された温度の変化量が、前記一対のヒータブロックの一方に連結された前記加圧部材を含む複数の構成部材の１つの温度の変化量である
ことを特徴とする請求項４に記載の熱可塑性素材の成形方法。
【請求項６】
上記目標とする誤差範囲が、成形品の肉厚精度に応じて設定される
ことを特徴とする請求項４又は５に記載の熱可塑性素材の成形方法。
【請求項７】
熱可塑性素材を挟んで対向する一対の成形型と該成形型が嵌挿されるスリーブとを有する型セットを挟持可能に対向して配置された一対のヒータブロックと、該一対のヒータブロックを対向方向に相対移動させる加圧手段と、を備えた熱可塑性素材の成形装置において、
前記一対のヒータブロックに設けられた加熱手段と、
該加熱手段の加熱に伴う前記加圧手段の温度変動による前記対向方向の位置を検出する検出手段と、
該検出手段により検出された単位時間あたりの前記位置の変化量を演算し、該変化量が目標とする誤差範囲内に収束していることを確認する制御手段と、を備える
ことを特徴とする熱可塑性素材の成形装置。
【請求項８】
熱可塑性素材を挟んで対向する一対の成形型と該成形型が嵌挿されるスリーブとを有する型セットを挟持可能に対向して配置された一対のヒータブロックと、該一対のヒータブロックを対向方向に相対移動させる加圧手段と、を備えた熱可塑性素材の成形装置において、
前記一対のヒータブロックに設けられた加熱手段と、
該加熱手段の加熱に伴う前記加圧手段の温度を測定する測定手段と、
該測定手段により測定された単位時間あたりの前記温度の変化量を演算し、該変化量が目標とする誤差範囲内に収束していることを確認する制御手段と、を備える
ことを特徴とする熱可塑性素材の成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性素材を収容した型セットを加熱工程、成形工程、及び冷却工程を順に移動させながら成形する熱可塑性素材の成形方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ガラス等の熱可塑性素材を、成形型を用いて加熱・成形・冷却の各工程を順に移動させて高精度で成形し、非球面等の光学素子であっても容易に成形可能とする製造方法が実用化されている。
【０００３】
従来、このような熱可塑性素材の成形装置として、例えば特許文献１には、上ヒータブロック及び下ヒータブロックの間に、熱可塑性素材を挟持した金型を配置し、この熱可塑性素材を加熱軟化させた状態で上ヒータブロックを下ヒータブロックに対し鉛直方向に接近移動させ、成形品を成形する旨が開示されている。
【０００４】
また、この特許文献１では、プレス量測定手段を設け、上ヒータブロックの鉛直方向の移動量を測定することによって、熱可塑性素材のプレス量を測定している。
【特許文献１】特開２００４−９１２８１号公報
【発明の開示】
【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では、上・下ヒータブロックのヒータに通電した後に、夫々の工程部において構成部材が除々に加熱され、しばらくの間は各工程部の構成部材の温度が安定することはない。すなわち、熱膨張によって各工程部の構成部材の相対位置が時々刻々と変化するので、上ヒータブロックの移動量や熱可塑性素材のプレス量の測定結果もすぐには安定することがない。これにより、成形品の肉厚寸法精度等に支障が生じるおそれがある。
【０００６】
このため、特許文献１によれば、夫々の工程部における構成部材の温度や相対位置が安定化するまで、成形作業を開始せずに待つ必要があった。しかしながら、熱可塑性素材の種類や成形品の必要精度は、ロット等によって異なるため、例えばロット毎にどの程度の時間を待つ必要があるのかを作業者が把握するのは困難であった。
【０００７】
本発明は、斯かる課題を解決するためになされたもので、夫々の工程部における構成部材の位置変化や温度変化が安定化した時点を捉えて成形作業を開始することで、成形品の肉厚精度の向上を図り得る熱可塑性素材の成形方法及びその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】
【０００８】
前記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、
熱可塑性素材を挟んで対向する一対の成形型と該成形型が嵌挿されるスリーブとを有する型セットを、挟持可能かつ夫々異なる温度に設定されて対向方向に相対移動可能な一対のヒータブロックを備えた加熱工程、成形工程、及び冷却工程を順に移動させながら成形する熱可塑性素材の成形方法において、
前記各一対のヒータブロックへの加熱を開始し、
該加熱開始した後の温度変動に伴う前記各一対のヒータブロックの一方に夫々連動可能に連結された加圧部材の1つの前記対向方向の位置を検出し、
該検出された前記位置の単位時間当たりの変化量が目標とする誤差範囲内に収束していることを確認した後に、前記加熱工程、成形工程、及び冷却工程を実行することを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の熱可塑性素材の成形方法において、
前記検出された位置の変化量が、前記一対のヒータブロックの一方に連結された前記加圧部材を含む複数の構成部材の前記対向方向の変化量の総和であることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の熱可塑性素材の成形方法において、
前記目標とする誤差範囲が、成形品の肉厚精度に応じて設定されることを特徴とする。
請求項４に係る発明は、
熱可塑性素材を挟んで対向する一対の成形型と該成形型が嵌挿されるスリーブとを有する型セットを、挟持可能かつ夫々異なる温度に設定されて対向方向に相対移動可能な一対のヒータブロックを備えた加熱工程、成形工程、及び冷却工程を順に移動させながら成形する熱可塑性素材の成形方法において、
前記各一対のヒータブロックへの加熱を開始し、
該加熱開始した後の温度変動に伴う前記各一対のヒータブロックの一方に夫々連動可能に連結された加圧部材の1つの温度を測定し、
該測定された前記温度の単位時間当たりの変化量が目標とする誤差範囲内に収束していることを確認した後に、前記加熱工程、成形工程、及び冷却工程を実行することを特徴とする。
【００１１】
請求項５に係る発明は、請求項４に記載の熱可塑性素材の成形方法において、
前記測定された温度の変化量が、前記一対のヒータブロックの一方に連結された前記加圧部材を含む複数の構成部材の１つの温度の変化量であることを特徴とする。
【００１２】
請求項６に係る発明は、請求項４又は５に記載の熱可塑性素材の成形方法において、
上記目標とする誤差範囲が、成形品の肉厚精度に応じて設定されることを特徴とする。
請求項７に係る発明は、
熱可塑性素材を挟んで対向する一対の成形型と該成形型が嵌挿されるスリーブとを有する型セットを挟持可能に対向して配置された一対のヒータブロックと、該一対のヒータブロックを対向方向に相対移動させる加圧手段と、を備えた熱可塑性素材の成形装置において、
前記一対のヒータブロックに設けられた加熱手段と、
該加熱手段の加熱に伴う前記加圧手段の温度変動による前記対向方向の位置を検出する検出手段と、
該検出手段により検出された単位時間あたりの前記位置の変化量を演算し、該変化量が目標とする誤差範囲内に収束していることを確認する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項８に係る発明は、
熱可塑性素材を挟んで対向する一対の成形型と該成形型が嵌挿されるスリーブとを有する型セットを挟持可能に対向して配置された一対のヒータブロックと、該一対のヒータブロックを対向方向に相対移動させる加圧手段と、を備えた熱可塑性素材の成形装置において、
前記一対のヒータブロックに設けられた加熱手段と、
該加熱手段の加熱に伴う前記加圧手段の温度を測定する測定手段と、
該測定手段により測定された単位時間あたりの前記温度の変化量を演算し、該変化量が目標とする誤差範囲内に収束していることを確認する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、夫々の工程部を構成する構成部材の位置変化や温度変化が安定化した時点を捉えて成形作業を開始するようにしたことにより、成形品の肉厚精度の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本実施形態に係る熱可塑性素材の成形装置の全体構成を示す図である。
【００１６】
この熱可塑性素材の成形装置１０は、成形室１２内に収容された加熱工程部１４、成形工程部１６、及び冷却工程部１８を備えている。
加熱工程部１４は、上下に対向配置された一対の上ヒータブロック３０1及び下ヒータブロック３０2と、上ヒータブロック３０1を上下方向に加圧する加圧手段としての加圧部材（シリンダロッド）３２と、を備えている。上ヒータブロック３０1及び下ヒータブロック３０2には、それぞれ通電により加熱される加熱手段としてのヒータ３１1、３１2が内蔵されている。
【００１７】
上ヒータブロック３０1には、断熱板３４1、冷却板３６1、及び加圧部材３２が一体的に連結されている。同様に、下ヒータブロック３０2にも、断熱板３４2、冷却板３６2が一体的に連結されている。下ヒータブロック３０2には、後述する型セット２０が搬入載置されるようになっている。
【００１８】
この加熱工程部１４では、加圧部材３２を加圧して、上ヒータブロック３０1を下ヒータブロック３０2との対向方向（以下、「上下方向」という）に移動させることにより、型セット２０の挟持、解放の動作が行われる。そして、ヒータ３１1、３１2に通電された後に、上ヒータブロック３０1及び下ヒータブロック３０2間に型セット２０が載置されて挟持される。
【００１９】
こうして、挟持された型セット２０には、上ヒータブロック３０1及び下ヒータブロック３０2からの熱が伝導されて加熱される。これにより、型セット２０に収容された熱可塑性素材１３（図２参照）が所定温度に加熱される。
【００２０】
また、加圧部材３２には、検出片３２ａが側方に突設されている。この検出片３２ａの上下方向の位置は、成形室１２の本体ケース１２Ａに固定された検出手段としての高さゲージ３８によって高精度に検出されるようになっている。この高さゲージ３８は、不図示の信号ケーブルにより制御手段としての動作制御盤２４に接続されている。これにより、検出片３２ａの上下方向の位置は、動作制御盤２４によって常に把握されるようになっている。
【００２１】
動作制御盤２４は、例えばコンピュータで構成され、内部に設定されたプログラムにより、夫々の工程部での上ヒータブロック３０1，４０1、５０1及び下ヒータブロック３０2，４０2、５０2の温度設定、加熱、冷却の温度制御、及び加圧部材３２，４２，５２による荷重の作用の有無等のタイミング制御を行う機能を備えている。
【００２２】
更に、この動作制御盤２４は、例えば高さゲージ３８によって検出された検出片３２ａの上下方向の位置の単位時間当たりの変化量が、目標とする誤差範囲内に収束しているか否か等を確認する機能を備えている。
【００２３】
成形工程部１６は、上下に対向配置された一対の上ヒータブロック４０1及び下ヒータブロック４０2と、上ヒータブロック４０1を上下方向に加圧する加圧部材４２と、を備えている。上ヒータブロック４０1及び下ヒータブロック４０2には、前述と同様にヒータ４１1、４１2が内蔵されている。
【００２４】
この成形工程部１６では、上ヒータブロック４０1と下ヒータブロック４０2との間に、加熱工程部１４で加熱された後の型セット２０が搬入される。そして、この成形工程部１６において、加圧部材４２を介して上ヒータブロック４０1を加圧して、型セット２０の挟持、押圧、解放等の動作が行われる。これにより、型セット２０内の熱可塑性素材１３（図2参照）が所定形状に成形される。
【００２５】
また、前記と同様に、加圧部材４２には、検出片４２ａが側方に突設されている。この検出片４２ａの上下方向の位置は、成形室１２の本体ケース１２Ａに固定された高さゲージ４８によって検出されるようになっている。これは、ヒータ４１1、４１2に通電されると、上ヒータブロック４０1に連結された加圧部材４２等が膨張し、検出片４２ａの上下方向の位置が変動するため、その変動後の相対位置を検出するためである。
【００２６】
上ヒータブロック４０1には、断熱板４４1、冷却板４６1、及び加圧部材４２が一体的に連結されている。同様に、下ヒータブロック４０2には、断熱板４４2、冷却板４６2が一体的に連結されている。また、加圧部材４２には測定手段としての温度測定器２２が接続されている。この温度測定器２２により、加圧部材４２の温度の測定が行われる。
【００２７】
また、動作制御盤２４には、高さゲージ４８からの検出信号が入力されるようになっている。この動作制御盤２４は、前述のように、検出された検出片４２ａの位置の単位時間当たりの変化量が、目標とする誤差範囲内に収束しているか否かを確認する機能を有している。なお、温度測定器２２は、動作制御盤２４に接続されていて、測定された温度は連続的に動作制御盤２４に入力されるようになっている。
【００２８】
なお、図１では、この温度測定器２２は、成形工程部１６の加圧部材４２に接続された場合を図示しているが、同様に、加熱工程部１４の加圧部材３２、及び冷却工程部１８の加圧部材５２にも接続することができる。また、高さゲージ４８は、不図示の信号ケーブルにより動作制御盤２４に接続されている。
【００２９】
冷却工程部１８は、上下に対向配置された一対の上ヒータブロック５０1及び下ヒータブロック５０2と、上ヒータブロック５０1を上下方向に加圧する加圧部材５２と、を備えている。上ヒータブロック５０1及び下ヒータブロック５０2には、前記と同様に、ヒータ５１1、５１2が内蔵されている。上ヒータブロック５０1と下ヒータブロック５０2の間には、成形工程部１６で成型された後の型セット２０が搬入される。
【００３０】
また、上ヒータブロック５０1には、断熱板５４1、冷却板５６1、及び加圧部材５２が一体的に連結されている。同様に、下ヒータブロック５０2には、断熱板５４2、冷却板５６2が一体的に連結されている。冷却板５６1、５６2には、上ヒータブロック５０1及び下ヒータブロック５０2を冷却可能に、冷却水を流す水管が配設されている。
【００３１】
この冷却工程部１８において、加圧部材５２を介して上ヒータブロック５０1が上下移動することにより、型セット２０の挟持、解放の動作が行われる。そして、上ヒータブロック５０1及び下ヒータブロック５０2間に型セット２０が挟持されると、型セット２０は冷却板５６1、５６2から熱を奪われて所定温度に冷却される。また、加圧部材５２には、検出片５２ａが側方に突設されている。この検出片５２ａの上下方向の位置は、成形室１２の本体ケース１２Ａに固定された高さゲージ５８によって検出されるようになっている。
【００３２】
次に、図２は、型セット２０の全体構成を示している。
同図に示すように、型セット２０は、上型２６、下型２８、及びスリーブ２９を有している。上型２６及び下型２８は、スリーブ２９の内部で、それぞれの成形面２６ａ，２８ａが対向するようにスリーブ２９の両端側から嵌挿されている。上型２６は、スリーブ２９の軸方向に摺動可能となっている。上型２６の成形面２６ａと下型２８の成形面２８ａとの間には、熱可塑性素材１３が配置されている。
【００３３】
本実施の形態では、上型２６及び下型２８はタングステンカーバイド（ＷＣ）等の超硬合金を研磨して製作されている。また、熱可塑性素材１３は、例えば球形状の市販の光学ガラスが用いられている。
（成形方法）
熱可塑性素材の成形装置10による成形作業を開始する前に、加熱工程部１４、成形工程部１６、及び冷却工程部１８における全ての上下ヒータブロック３０、４０、５０のヒータ３１、４１、５１を密着させた状態とした上で通電される。これにより、夫々の上下ヒータブロック３０、４０、５０は、夫々の工程に応じて予め設定された温度に加熱される。この加熱後、高さゲージ３８、４８、５８により、加圧部材３２、４２、５２における検出片３２ａ、４２ａ、５２ａの、夫々の本体ケース１２Ａからの上下方向の距離（高さＨ）が検出される。
【００３４】
そして、この高さＨが、加熱工程部１４、成形工程部１６、及び冷却工程部１８の夫々において、ヒータ３１、４１、５１への通電（加熱）が開始されてから連続的に検出される。ここでの検出値は動作制御盤２４に入力され、そこで演算処理される。その結果、図３に示すように、夫々の工程部において、個別に加熱後からの経過時間（ｓｅｃ）と高さＨとの関係が得られる。この図３は、各上下ヒータブロック３０と３１（４０と４１，５０と５１）が密着された上で、各ヒータ３１（４１、５１）に通電されてからの時間と検出片３２ａ（４２ａ、５２ａ）の高さＨとの関係を示す図である。
【００３５】
これにより、加熱工程部１４、成形工程部１６、及び冷却工程部１８の夫々において、予め特定された単位時間Ｔ（ｓｅｃ）に対する高さ変化量Δｈ（μｍ）の値を演算することができる。この場合の高さ変化量Δｈ（μｍ）は、夫々の工程部１４、１６、１８での加圧部材３２、４２、５２の本体ケース１２Ａからの高さの変化量である。
【００３６】
そして、動作制御盤２４では、このときの高さの変化量Δｈ（μｍ）が、予め設定された高さの変化量以下に収束した時点を捉えて、成形装置１０に対して作業開始のＯＫランプ（図示せず）を点灯する。又は、成形装置１０のスタートスイッチ（図示せず）のロックを解除するなどして、成形作業の開始を指示したり、又は装置を成形可能な状態とする。
【００３７】
なお、本体ケース１２Ａからの高さの変化量が、予め設定された高さの変化量以下に収束しないうちには、成形装置１０の作動を開始することなく、引き続き高さの変化量が安定化するまで待つ。これにより、特定の単位時間Ｔ（ｓｅｃ）の間に当該高さの変化量Δｈ（μｍ）が、求める高さの変化量以上になっている状態で作業が開始されることはない。
【００３８】
また、図３に示した「安定化時間」が、ヒータ３１、４１、５１に通電されてから予め設定された高さの単位時間あたりの変化量以下に収束するまでの時間（例えば26分程度）である。この場合、求める高さの変化量Δｈ（μｍ）を、当該成形品の目標肉厚精度の幅内に設定することで、求める成形品の肉厚品質を高精度に抑えることができる。
【００３９】
例えば、「安定化時間」を経過すると成形作業が開始されるが、この開始後、夫々の工程部１４、１６、１８での作業を終了するまでの時間は、例えば２４０ｓｅｃとなる。また、例えば、成形品の目標肉厚精度の幅が２０μｍであるとすると、上記品質を維持するためには、単位時間Ｔ（ｓｅｃ）に対する高さ変化量Δｈ（μｍ）が、少なくとも、２０μｍ／２４０ｓｅｃ以下に安定化させる必要がある。
【００４０】
なお、実際の測定中の時間間隔Ｔと高さ変化量Δｈとの関係は、比例配分して、１μｍ／１２ｓｅｃ、２μｍ／２４ｓｅｃ、５μｍ／６０ｓｅｃとしても同様の効果を得ることができる。
【００４１】
この場合、測定中の時間間隔を短くすることで、早めに高さが安定化する時点を捉えることができる。逆に長くすることで突発的ノイズによるエラーを防止できる。なお、安定化するまでの時間は、夫々の工程部１４、１６、１８によって異なるが、例えば、安定化するまでに最も多くの時間を要したいずれかの工程部１４、１６、１８での時間を待ってから成形作業を開始するようにする。
【００４２】
本実施形態によれば、成形作業の開始前に、ヒータ３１、４１、５１への通電後から加圧部材３２、４２、５２の本体ケース１２Ａからの高さ変化量を検出し、この高さ変化量の安定化を待って成形作業を開始することにより、求める成形品の肉厚精度を高く維持することができる。
【００４３】
すなわち、ヒータ３１、４１、５１への通電に伴い、最初は熱膨張により除々に各工程部を構成する構成部材（加圧部材等）の上下方向の相対位置の変化量が増大する。しかし、やがて減少して安定化した状態になる。よって、この安定化した時点を捉え、この時点から成形工程を開始する。これにより、作業工程中における各工程部の構成部材の相対位置の変動による影響をなくし、高精度な成形を行うことができる。
【００４４】
また、加圧部材３２、４２、５２の高さ位置のばらつきや変動は、熱可塑性素材１３の押し量不足や押し過ぎを起こすおそれがあるので、成形品の肉厚精度のみでなく転写精度の悪化の原因ともなる。よって、肉厚精度が良くても面精度を確保するためには高さ位置の高精度な制御が必要となる。
【００４５】
しかし、本実施形態によれば、成形品の肉厚精度を良くすることで、併せて転写精度を良くすることができる。このため、例えば肉厚精度が必要のない部品で転写精度が求められた場合であっても、肉厚精度を良くすることで転写精度も良くすることができる。
（第２の実施の形態）
本実施形態では、加圧部材３２、４２、５２の本体ケース１２Ａからの高さの変化量を検出する代わりに、加圧部材３２、４２、５２の温度を測定して温度の安定化時点を捉えるようにしたものである。
【００４６】
このために、加熱工程部１４、成形工程部１６、及び冷却工程部１８における全ての上下のヒータブロック３０、４０、５０のヒータ３１、４１、５１に通電した後、夫々の工程部１４、１６、１８を構成する構成部材の温度変化を測定した。
【００４７】
図４は、例えば加熱工程部１4を構成する構成部材の位置関係を示す図である。なお、成形工程部１６、冷却工程部１８においても同様の構成を有している。
本実施形態では、図４に示すように、上下ヒータブロック3０1、3０2、断熱板3４1、3４2、冷却板3６1、3６2、及び加圧部材3２の軸部3２ｂ，3２ｃの温度変化を測定した。
【００４８】
図５は、このとき測定した各部材の温度と安定化時間との関係を示す図である。
この図５に示すように、ヒータ3１1，3１2から近い位置にある部材ほど高い温度で安定化し、また、遠い位置にある部材の温度ほど低い温度で安定化している。しかし、安定化するまでの時間は、加圧部材3２の下部の軸部3２ｃの温度が最も長い時間ｔ５（２６分）を要している。そして、他の部位での安定化までの時間は、上下ヒータブロック3０1、3０2がｔ１、加圧部材3２の中間の軸部3２ｂがｔ２、断熱板3４1、3４2がｔ３、冷却板3６１、3６2がｔ４の順であった。
【００４９】
つまり、加圧部材3２の下部の軸部3２ｃの部分が、ヒータ3１1，3１2からの熱の伝導が最も遅い部位であるので、ここが安定化すれば装置全体がほぼ安定状態になると予測できる。
【００５０】
なお、温度測定器22によって測定された温度の単位時間当たりの変化量が、目標とする誤差範囲内に収束しているか否かは、動作制御盤２４によって行われる。
次に、図６は、ヒータ3１1，3１2への通電後における加圧部材3２の下部の軸部3２ｃの温度と、加圧部材3２の本体ケース１２Ａからの高さの伸びを測定したデータを示している。
【００５１】
この図６によれば、軸部3２ｃの温度上昇と軸高さの伸びには相関関係があることがわかる。すなわち、軸部3２ｃの温度が６００〜７００℃の領域においては、１００℃の温度差が約２００μｍの高さの差に相当している。このため、軸部3２ｃの温度を測定することによって、高さ測定による方法の代用とすることができる。
【００５２】
例えば、各部の温度が安定化した後、成形作業を開始してから終了するまでの時間を２４０ｓｅｃとする。また、例えば成形品の目標肉厚精度の幅を２０μｍとする。すると、上記品質を維持するためには、少なくとも２０μｍ／２４０ｓｅｃ以下に高さを安定化させる必要がある。
【００５３】
そして、この２０μｍは、軸部3２ｃの温度幅で約１０℃（２００μｍ⇒１００℃）に相当するので、１０℃／２４０ｓｅｃと置き換えることができる。なお、これを比例配分して、０．５℃／１２ｓｅｃ、１℃／２４ｓｅｃ、２．５℃／６０ｓｅｃとしても同様である。
【００５４】
このように、加圧部材３２、４２、５２の本体ケース１２Ａからの高さを温度に変換することによって、さらに熱伝導の遅い部位で管理することによって、制御を簡単かつ安価な構成とすることができる。
【００５５】
図７は、図３と対応するもので、各工程部の構成部材の温度と安定化するまでの時間との関係を示す図である。すなわち、この場合においても、ヒータ３１、４１、５１への通電を開始してから、各工程部１４、１６、１８における単位時間Ｔに対する温度変化量Δ
ｋが、目標とする温度差以内になるまでの時間が安定化時間となる。
【００５６】
本実施形態によれば、各工程部１４、１６、１８における加圧部材３２、４２、５２の本体ケース１２Ａからの高さの変化量を測定する代わりに、温度を測定して安定化時点を捉え、この安定化時点から成形作業を開始することで、求める成形品の肉厚精度（及び転写精度）を高く維持することができる。
【００５７】
このため、加圧部材３２、４２、５２から検出片３２ａ，４２ａ，５２ａを側方に突設し、高さゲージ３８，４８，５８を用いて高精度に位置検出を行う等の煩雑な作業を省略することができる。よって、温度を測定するという簡単な構成で、加圧部材３２、４２、５２等の高さ変化の安定化時点を精度良く把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本実施形態に係る熱可塑性素材の成形装置の全体構成を示す図である。
【図２】型セットの断面図である。
【図３】ヒータに通電されてからの時間と加圧部材の高さとの関係を示す図である。
【図４】加熱工程部を構成する構成部材の位置関係を示す図である。
【図５】各工程部の構成部材の温度と安定化時間との関係を示す図である。
【図６】ヒータへの通電後における加圧部材の下部の軸部の温度と加圧部材の高さの伸びを測定したデータを示す図である。
【図７】他の実施形態の各工程部の温度と安定化までの時間との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００５９】
１０      熱可塑性素材の成形装置
１２      成形室
１２Ａ    本体ケース
１３      熱可塑性素材
１４      加熱工程部
１６      成形工程部
１８      冷却工程部
２０      型セット
２２      温度測定器（測定手段）
２４      動作制御盤（制御手段）
２６      上型
２６ａ    成形面
２８      下型
２８ａ    成形面
２９      スリーブ
３０1      上ヒータブロック
３０2      下ヒータブロック
３１1      ヒータ（加熱手段）
３１2      ヒータ（加熱手段）
３２      加圧部材（加圧手段）
３２ａ    検出片
３４1      断熱板
３４2      断熱板
３６1      冷却板
３６2      冷却板
３８      高さゲージ（検出手段）
４０1      上ヒータブロック
４０2      下ヒータブロック
４１1      ヒータ（加熱手段）
４１2      ヒータ（加熱手段）
４２      加圧部材（加圧手段）
４２ａ    検出片
４４1      断熱板
４４2      断熱板
４６1      冷却板
４６2      冷却板
４８      高さゲージ（検出手段）
５０1      上ヒータブロック
５０2      下ヒータブロック
５１1      ヒータ（加熱手段）
５１2      ヒータ（加熱手段）
５２      加圧部材（加圧手段）
５２ａ    検出片
５２ｂ    軸部
５２ｃ    軸部
５４1      断熱板
５４2      断熱板
５６1      冷却板
５６2      冷却板
５８      高さゲージ（検出手段）
【図２】
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【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2008280200.tif 000009