(57)【要約】【課題】良好な中心開口を有するディスク基板を得るための成形条件の設定を容易にするとともに、成形を安定させる射出成形方法と射出成形機を提供することを目的とする。【解決手段】固定金型２と可動金型３が互いに型合わせされることによって形成されたキャビティ７に成形材料８を射出充填し、射出保持した後、前記可動金型３に設けられた雄カッタ４を前進させて、前記固定金型２に設けられた雌カッタ５と係合させることによりゲートカットするに際して、前記射出保持直後における成形材料８の射出圧力を正の所定値Ｆまで所定時間Ｇで減圧させる過程の任意の時点で前記雄カッタ４を前進開始させることを特徴とする射出成形方法。【選択図】図２
2005205848.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定金型と可動金型が互いに型合わせされることによって形成されたキャビティに成形材料を射出充填し、射出保持した後、前記可動金型に設けられた雄カッタを前進させて、前記固定金型に設けられた雌カッタと係合させることによりゲートカットするに際して、
前記射出保持直後における成形材料の射出圧力を正の所定値まで所定時間で減圧させる過程の任意の時点で前記雄カッタを前進開始させることを特徴とする射出成形方法。
【請求項２】
前記射出圧力の減圧過程の制御は、射出保持の終了時点の射出圧力から、射出保持終了時点の射出圧力の５ないし１５％の範囲に設定される前記正の所定値への間を時間経過とともに減少して変化するような所定の目標値に基づいて制御される請求項１に記載の射出成形方法。
【請求項３】
固定金型と可動金型が互いに型合わせされることによって形成されたキャビティに成形材料を射出充填し、射出保持した後、前記可動金型に設けられた雄カッタを前進させて、前記固定金型に設けられた雌カッタと係合させることによりゲートカットする射出成形機において、
前記射出保持直後の成形材料の射出圧力を正の所定値まで所定時間で減圧させ、その減圧中に前記雄カッタを前進開始させる制御を、射出保持の終了時点の射出圧力から、射出保持終了時点の射出圧力の５ないし１５％の範囲に設定される前記正の所定値への間を時間経過とともに減少して変化するような所定の目標値に基づいて実行する制御装置を備えた射出成形機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形方法とそれを実施する射出成形機に係り、特に、光ディスク基板等の成形に有利に適用され得る射出成形方法および射出成形機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載されたように、ディスク基板の中心開口を形成させるためディスク基板の金型内で行われるゲートカットは、その開始時期がディスクの中心開口やその近傍の品質に極めて大きな影響を及ぼすため、射出充填の終了直後の適切な時期に行われることが好ましい。すなわち、ゲートカットが射出充填の直後の射出保持中に行われた場合は、成形材料がまだ十分に固化していないために、雄カッタと雌カッタとの係合部分に成形材料が浸入してバリが多く発生するとともに、中心開口の縁部分の角が丸くなったり変形したりする。これに対して、ゲートカットが射出充填に続く射出保持後期や射出保持終了後に行われた場合は、成形材料が固化しているため、ゲートカットの切り口が粗面となり外観不良になったり、ゲートカットの際に成形材料の切削屑が多く発生してディスク基板を汚染させたり金型の作動不良を引き起こす。
【０００３】
また、ゲートカット時におけるスプルブッシュ内の成形材料の射出圧力は、ゲートカットのための雄カッタの前進駆動力に比較して低くなるようにすることで雄カッタの前進を容易にし、ゲートカットを良好に行っている。しかしながら、ゲートカット時にスプルブッシュ内の成形材料に射出圧力がない場合は、ディスク基板の中心開口近傍に割れが発生することがあるため、ゲートカット時におけるスプルブッシュ内の成形材料の射出圧力は雄カッタの前進駆動力に比較して低くなる範囲内においてある程度の圧力を有している必要がある。
【０００４】
このように、ゲートカットの開始時期は上記複数の相反する条件を相互に勘案しながら試行錯誤して決定されるのである。しかるに、その従来の成形方法においては、図３に示すように、ゲートカットは射出保持終了後０Mpaまで減圧する０．２秒程度の極めて短時間の間に雄カッタを前進開始するように設定して行わねばならず、ゲートカット開始時期を決定するタイマの設定が極めて困難であるとともに、成形条件の変動に対する許容幅が狭く安定した成形が望めなかった。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１８７７５２号公報（１乃至６頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記した問題を解決すべくなされたものであって、良好な中心開口を有するディスク基板を得るための成形条件の設定を容易にするとともに、成形を安定させる射出成形方法と射出成形機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】
【０００７】
本発明は、固定金型と可動金型が互いに型合わせされることによって形成されたキャビティに成形材料を射出充填し、射出保持した後、前記可動金型に設けられた雄カッタを前進させて、前記固定金型に設けられた雌カッタと係合させることによりゲートカットするに際して、前記射出保持直後における成形材料の射出圧力を正の所定値まで所定時間で減圧させる過程の任意の時点で前記雄カッタを前進開始させることを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、射出保持直後における成形材料の射出圧力を正の所定値まで所定時間で減圧させる過程で雄カッタを前進開始させるようにしたので、ゲートカット開始時期を決定することが容易になるとともに、成形を安定して継続させ得るという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図面に基づいて、本発明の形態を詳細に説明する。図１は、本発明を実施する射出成形機の要部である金型、射出装置および制御装置の概略を示すブロック図である。図２は、本発明の制御状況を示すグラフである。図３は、従来技術による制御状況を示すグラフである。
【００１０】
図１において、金型１は、固定金型２と可動金型３からなり、それぞれ図示しない固定盤と可動盤に取り付けられ、相互に離隔・近接し圧締可能に設けられている。固定金型２の中央部にはスプルブッシュ６を嵌挿する貫通孔が設けられている。固定金型２の可動金型３と対向する前記貫通孔の角部は雌カッタ５となっている。スプルブッシュ６の雌カッタ５側端面は、雌カッタ５から後退して設けられており、それにより形成される凹部へ、可動金型３の中央部に進退可能に設けられた雄カッタ４が嵌入してゲートカットが行われる。ただし、スプルブッシュが雌カッタ５から突出して凹部が形成されないように構成することもあり、その場合の雌カッタはスプルブッシュの端面に存在することになる。固定金型２と可動金型３の対向面のいずれかには図示しないスタンパが取り付けられる。固定金型２と可動金型３が型合わせされることによりキャビティ７が形成され、キャビティ７に成形材料８が射出充填されてディスク基板１６が成形される。その後、前記雄カッタ４と雌カッタ５とが係合することによりゲートカットが行われ、ディスク基板１６に中心開口が穿孔される。
【００１１】
雄カッタ４の反キャビティ側にはカッタ駆動部９が接続されている。カッタ駆動部９は、油圧シリンダ等からなり、油圧力を調節することにより雄カッタ４の前進駆動力が自在に変更可能である。
【００１２】
射出装置１０は、成形材料８を流動可能に加熱温調する加熱筒１１と、加熱筒１１の前端面に固着されスプルブッシュ６に当接して成形材料８をキャビティ７へ導くノズル１２と、加熱筒１１の中心孔に回転・往復動可能に嵌挿され成形材料８を溶融・混錬・射出するスクリュ１３と、スクリュ１３を回転・往復駆動する射出駆動部１４とからなる。射出駆動部１４は、サーボモータとボール螺子・ボールナット等からなる機械式のものかあるいはシリンダ等からなる油圧式のものが採用できる。いずれにしても、射出駆動部１４は、スクリュ１３を回転して成形材料８を可塑化する機能と、スクリュ１３を前進・押圧して成形材料８に射出圧力を発生させ、成形材料８をキャビティ７へ充填し保圧する機能とを有する。
【００１３】
制御装置１５は、マイクロプロセッサ等からなるＣＰＵを中心に構成され、射出圧力や射出速度、時間等の成形条件を入力しその実測値や各種情報を表示する設定・表示部と、成形条件や作動プログラムとそれに係る常数等を記憶する記憶部と、射出駆動部１４、カッタ駆動部９、および加熱筒１１等からのアクチュエータの位置、圧力、速度、および温度等の信号を入力する入力部と、作動プログラムや入力部からの信号に基づいてＣＰＵが演算した制御値をアクチュエータへ出力する出力部とからなる。
【００１４】
次に図２と、それに対比する従来の制御を説明する図３に基づいて本発明の作動について説明する。２０，２１は、射出駆動部１４においてロードセルで測定されたスクリュ１３の押圧力を時間経過で示すグラフであり、成形材料８の射出圧力の変化を示すことに相当する。３０，３１は、カッタ駆動部９において位置検出器で測定された雄カッタ４の位置を２０，２１と同軸の時間経過で示すグラフである。射出充填開始時点Ａは、加熱筒１１の前部内部に蓄積された成形材料８をスクリュ１３の前進によりキャビティ７へ射出充填開始したときである。制御装置１５は、成形材料８がキャビティ７に略充填された時点である射出充填完了時点Ｂをスクリュ１３の移動距離により検出し、射出圧力を所定の保持圧力に低下させる。その結果、成形材料８のキャビティ７内での流動は略停止し、射出圧力は降下する。しかしながら、成形材料８はまだ完全に固化せず保持圧力により若干流動するため、いったん下降した射出圧力は再び僅かに上昇する。そして、制御装置１５で設定された所定の時間が経過した射出保持終了時点Ｃにおいて、射出保持工程が終了する。すなわち、Ａ−Ｂ間が射出充填工程であり、Ｂ−Ｃ間が射出保持工程である。
【００１５】
その後、射出圧力は、射出保持終了時点Ｃにおける射出圧力から、射出保持終了時点Ｃの射出圧力の５ないし１５％の範囲に設定される正の所定値Ｆへの間を所定時間Ｇの時間経過とともに減少して変化するような所定の目標値に基づいて、制御装置１５によって制御される。この所定の目標値は、時間経過に対し直線的に変化するものであるが、任意の曲線状に変化するものであってもよい。このように、射出保持終了時点Ｃから減圧工程終了時点Ｄまでの制御が減圧工程であり、制御装置１５により制御されるが、閉ループで制御されることが好ましい。制御装置１５は、射出充填完了時点Ｂから計時開始したタイマの時間設定Ｈに基づいた信号をカッタ駆動部９に伝送して、雄カッタ４を減圧工程における射出圧力の減圧過程の任意の時点であるゲートカット開始時点Ｅで前進開始させる。
【００１６】
ところで、従来の射出成形方法は、図３から明らかなように、従来の所定時間Ｇ´が比較的短時間（０．２秒）に固定的に設定され、しかも減圧終了時の射出圧力の目標値が０Mpaであるため、減圧工程における射出圧力の減圧の変化は急激である。そのため、ゲートカットの開始時点Ｅ´を最適な射出圧力時に設定するためのタイマの時間設定Ｈ´の選択時間幅は狭くなり、成形条件を決定することが極めて困難であるとともに、その最適な成形条件の幅が狭いために成形を安定して継続させることが困難であった。
【００１７】
これに対し、本発明の射出成形方法によれば、図２から明らかなように、所定時間Ｇが比較的長時間（本実施例では０．５秒）まで可変で設定可能であり、しかも減圧終了時の射出圧力の目標値が射出保持の終了時点Ｃにおける射出圧力の５ないし１５％の範囲に設定される正の所定値Ｆ（本実施例では３Mpa）であるため、減圧工程における射出圧力の減圧の変化が緩慢である。そのため、ゲートカットの開始時点Ｅを最適な射出圧力時に設定するためのタイマの時間設定Ｈの選択時間幅は広くなり、成形条件を決定することが極めて容易であるとともに、その最適な成形条件の幅が広いために成形を安定して継続させることが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明を実施する射出成形機の要部である金型、射出装置および制御装置の概略を示すブロック図である。
【図２】本発明の制御状況を示すグラフである。
【図３】従来技術による制御状況を示すグラフである。
【符号の説明】
【００１９】
１    金型
２    固定金型
３    可動金型
４    雄カッタ
５    雌カッタ
６    スプルブッシュ
７    キャビティ
８    成形材料
９    カッタ駆動部
１０  射出装置
１１  加熱筒
１２  ノズル
１３  スクリュ
１４  射出駆動部
１５  制御装置
１６  ディスク基板
Ａ    射出充填開始時点
Ｂ    射出充填完了時点
Ｃ    射出保持終了時点
Ｄ    減圧工程終了時点
Ｅ    ゲートカット開始時点
Ｆ    所定値
Ｇ    所定時間
Ｈ    タイマの時間設定
【図１】
2005205848.tif 000003
【図２】
2005205848.tif 000004
【図３】
2005205848.tif 000005