(57)【要約】【課題】光学的特性により優れたディスク基板が成形可能であると共に、射出充填時間の短縮化を図り、以って、成形サイクルの短縮化を可能とすること。【解決手段】ディスク基板の成形を行う射出成形機において、射出充填の駆動源としてリニアサーボモータを用い、射出充填時の減速度を５Ｇ以上に制御するように、構成する。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスク基板の成形を行う射出成形機において、
射出充填時の減速度を５Ｇ以上に制御する手段を有することを特徴とする射出成形機。
【請求項２】
請求項１記載において、
射出充填の駆動源としてリニアサーボモータを用いることを特徴とする射出成形機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電動式の射出成形機に係り、特に、ディスク基板の成形を行うための射出成形機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスクのディスク基板を成形するための電動式のインラインスクリュータイプの射出成形機は、射出充填の駆動源として（スクリューを前進させるための駆動源として）回転型のサーボモータを用いている。そして、このサーボモータの回転をボールネジ機構によって直線運動に変換してスクリューを前進させ、これによって、加熱シリンダ内のスクリュー先端側に蓄えられた１ショット分の溶融樹脂を、金型のキャビティ内（ディスク基板の成形用空間内）に射出充填するようになっている。
【０００３】
ところで、ディスク基板の成形においては、ディスク中心から外周に向かって充填を行うため、充填過程で半径の拡がりに応じて（半径の２乗に比例して増加するように）溶融樹脂の充填量を制御できるように、射出速度を加速して均一な充填を行うとともに、キャビティの隅々まで溶融樹脂が行き渡るまで射出速度を加速して、キャビティの隅々まで溶融樹脂が行き渡った時点で、瞬時に射出速度を０（零）にするのが、良品成形の達成と成形サイクルの短縮化のための理想である。図２中の２点鎖線は、このような理想形の射出速度を示している。なお、図２においては、縦軸が射出速度（スクリューの前進速度）を表し、横軸が、スクリューの前進位置と対応するキャビティ５１内の溶融樹脂の拡がり先端位置を表している。
【０００４】
しかしながら、射出速度を瞬時に０（零）にするのは、慣性が存在するため、技術的に不能であり、過充填を防止するためには、充填過程の途上のある時点から射出速度を減速させる必要がある。従来の回転型のサーボモータを用いた射出成形機においては、回転イナーシャの影響で加減速の能力の限界は４Ｇ程度であり、このため、急減速させるための減速度も４Ｇ程度が限界値となって、射出充填時間の短縮化にも一定の限界があるものとなっていた。さらに、加速性能にも限界があるため、この点でも射出充填時間の短縮化を制限するものとなっていた。図２中の点線は、このような従来の回転型のサーボモータを用いた射出成形機における、射出速度の特性を示している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、従来の回転型のサーボモータを用いた射出成形機では減速度の限界値が４Ｇ程度であるため、射出充填時間の短縮化にも一定の限界があり、最も高速化を図った場合であっても、例えばディスク基板の射出充填時間は０．１４ｓｅｃを要するものとなっていた。したがって、成形サイクルの短縮化には自ずと限界のあるもとなっていた。
【０００６】
図４は、射出充填時間が０．１４ｓｅｃであるときの、ディスク半径位置に対する複屈折の関係を示しており、同図に示すように、複屈折は−２７ｎｍから＋１３ｎｍ程度のバラツキを示す。このようなバラツキの程度であっても、現状の光ディスクでは許容範囲内であるが、より一層の光学的特性の向上のためには、複屈折のバラツキがより小さい方が望ましいことは言うまでもなく、将来出現するであろうより一層高性能の光ディスクにあっては、複屈折のバラツキの許容範囲が、より一層シビアになることも十分に予想される。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、光学的特性により優れたディスク基板が成形可能であるとともに、射出充填時間の短縮化を図り、以って、成形サイクルの短縮化を可能とすることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記した目的を達成するために、ディスク基板の成形を行う射出成形機において、射出充填の駆動源としてリニアサーボモータを用い、射出充填時の減速度を５Ｇ以上に制御するように、構成される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る射出成形機の射出ユニット周辺の構成を示す図である。
【００１０】
図１において、１は、図示せぬ射出ユニットベース盤上に固設された前側保持プレート、２は、同じく図示せぬ射出ユニットベース盤上に固設された後側保持プレート、３は、その後端部を前側保持プレート１に固着された加熱シリンダ、４は、加熱シリンダ３の先端に取り付けられたノズル、５は、加熱シリンダ３の外周に巻装されたバンドヒータ、６は、加熱シリンダ３内に回転並びに前後進可能であるように配設されたスクリュー、７は、前側保持プレート１と後側保持プレート２との間に架け渡されたガイドバー、８は、ガイドバー７に挿通・案内されて前後進可能な移動体、９は、移動体８に回転可能に保持されると共に、スクリュー６の後端部が固着された被動プーリ、１０は、移動体８に搭載された計量用（スクリュー回転駆動用）の回転型サーボモータ、１１は、回転型サーボモータ１０の出力軸に固着され、図示せぬタイミングベルトを介して被動プーリ９に回転を伝える小プーリ、１２は、その固定子側１２ａを後側保持プレート２に固定・保持され、その可動子側１２ｂを移動体９に固定された、射出および背圧制御用（スクリュー前後進制御用）のリニアサーボモータ、１３は、回転型サーボモータ１０をフィードバック制御で駆動するサーボドライバ、１４は、リニアサーボモータ１２をフィードバック制御で駆動するサーボドライバ、１５は、あらかじめ設定された計量制御条件並びに射出制御条件にしたがって、サーボドライバ１３、１４に指令値を与えるシステムコントローラである。
【００１１】
図１に示す構成において、計量行程時には、システムコントローラ１５からの指令でサーボドライバ１３を介して回転型サーボモータ１０が回転駆動され、これにより、小プーリ１１、図示せぬタイミングベルトを介して被動プーリ９が回転駆動され、被動プーリ９と一体のスクリュー６が所定方向に回転する。このスクリュー６の回転によって、スクリュー６の後端側に供給された樹脂材料が、混練・可塑化されつつ、スクリュー６のネジ送り作用によって前方に移送され、スクリュー６の先端側に溶融樹脂が貯まるにしたがって、スクリュー６は後退する。このとき、システムコントローラ１５からの指令でサーボドライバ１４を介してリニアモータ１２が駆動制御されて、これによりスクリュー６は背圧を制御されつつ後退する。そして、スクリュー６の先端側に１ショット分の溶融樹脂が貯えられた時点で、回転型サーボモータ１０によるスクリュー６の回転駆動は停止される。
【００１２】
一方、射出充填行程時には、計量完了後の適宜タイミングで、システムコントローラ１５からの指令でサーボドライバ１４を介してリニアモータ１２が直線駆動されて、リニアモータ１２の可動子側１２ｂと一体の移動体８が急速に前進駆動され、これにより、スクリュー６が急速に加速されて前進し、スクリュー６の先端側に貯えられた溶融樹脂が、金型のキャビティ内（ディスク基板の成形用空間内）に射出充填される。そして、キャビティ内の大部分に溶融樹脂が充填された適宜タイミング（スクリューの適宜前進位置のタイミング）で、リニアモータ１２が急減速制御され、これにより、スクリュー６が急速に減速されて、キャビティ内に溶融樹脂が完全に行き渡った時点でスクリュー６が停止される。
【００１３】
本実施形態では、射出充填の駆動源としてリニアサーボモータ１２を用いているので、射出充填の駆動源として回転型サーボモータを用いた場合のような回転イナーシャが全くないので、応答性のきわめてよい加速や減速を行うことが可能となり、５Ｇ以上の加減速制御が容易に達成可能となる。これにより、従来困難であった減速度を５Ｇ以上、望ましくは６〜８Ｇとすることが可能となって、キャビティ内の大部分に溶融樹脂が充填されるまで加速制御を行い、そこから急減速させて射出充填動作を停止させることが可能となる。よって、これにより射出充填時間の短縮を図ることが可能となる。
【００１４】
図２中の実線は、本実施形態の射出成形機における射出速度の特性の１例を示しており、点線で示した従来の特性に較べると、より急加速と急減速を行っており、特に、減速度は５Ｇ以上となるように設定したものとしてある。また、本実施形態では、ディスク基板成形のための射出充填時間を０．１０ｓｅｃ以下にすることが容易に可能となっており、実験によれば、ディスク基板成形のための射出充填時間を０．０８〜０．０６ｓｅｃとすることも可能であることが確認された。
【００１５】
図３は、本実施形態において射出充填時間が０．１０ｓｅｃであるときの、ディスク半径位置に対する複屈折の関係を示しており、同図に示すように、複屈折は−７ｎｍから＋９ｎｍ程度の範囲に収まり、きわめて良好な複屈折特性を示すことが確認された。
【００１６】
このように本実施形態によれば、光学的特性に優れたディスク基板を成形できる。また、射出充填時間を短縮することが可能となり、さらに射出充填時間を短縮化することで冷却時間もこれに伴って大幅に短くすることができ、ソリのない良品成形が行えると共に、成形サイクル時間を大幅に短縮することが可能となる。さらにまた、高速充填が達成できるので充填樹脂圧が低下して、こりにより型締め力を小さくすることが可能となり、射出成形機の小型化にも貢献できる。
【００１７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、光学的特性により優れたディスク基板が成形可能であるとともに、射出充填時間の短縮化を図ることができ、以って、成形サイクルの短縮化を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る射出成形機の要部構成図である。
【図２】射出速度と位置との関係を示す説明図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る射出成形機で成形されたディスク基板の複屈折特性を示す説明図である。
【図４】従来技術による射出成形機で成形されたディスク基板の複屈折特性を示す説明図である。
【符号の説明】
１　前側保持プレート
２　後側保持プレート
３　加熱シリンダ
４　ノズル
５　バンドヒータ
６　スクリュー
７　ガイドバー
８　移動体
９　被動プーリ
１０　回転型サーボモータ
１１　小プーリ
１２　リニアサーボモータ
１２ａ　固定子側
１２ｂ　可動子側
１３　サーボドライバ
１４　サーボドライバ
１５　システムコントローラ
５１　キャビティ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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