(57)【要約】【課題】固定プラテンの倒れやたわみによる固定金型のズレを防止して，面別偏心の優れた高精度の光学部品を作製することのできる射出成形装置を提供すること。【解決手段】本発明の射出成形装置は，固定金型７と，その固定金型７に対して接離可能に設けられた可動金型８と，固定金型７の反型合わせ面側に設けられ，両金型７，８間の空隙に溶融樹脂を供給する射出ユニット１１とを有し，外径が１２ｍｍ以内で面粗度Ｒａが２０ｎｍ以下の光学部品を複数個同時に形成する射出成形装置であって，固定金型７に対して可動金型８を移動させて型締めするモータ駆動装置４３と，射出ユニット１１を固定金型７に対して接離させるモータ駆動装置４１と，固定金型７と可動金型８とが型締めされていない状態におけるモータ駆動装置４１による射出ユニット１１の固定金型７への接触を禁止するコントローラ４５とを有する。【選択図】            図１
2007090660.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定側金型と，その固定側金型に対して接離可能に設けられた可動側金型と，前記固定側金型の反型合わせ面側に設けられ，両金型間の空隙に溶融樹脂を供給する射出ユニットとを有し，外径が１２ｍｍ以内で面粗度Ｒａが２０ｎｍ以下の光学部品を複数個同時に形成する射出成形装置において，
前記固定側金型に対して前記可動側金型を移動させて型締めする型締め駆動部と，
前記射出ユニットを前記固定側金型に対して接離させる接離駆動部と，
前記固定側金型と前記可動側金型とが型締めされていない状態における前記接離駆動部による前記射出ユニットの前記固定側金型への接触を禁止する禁止部とを有することを特徴とする射出成形装置。
【請求項２】
請求項１に記載の射出成形装置において，
前記接離駆動部による前記射出ユニットの駆動に関するユーザの操作を受け付ける入力部を有し，
前記禁止部は，前記固定側金型と前記可動側金型とが型締めされていない状態では，ユーザによる前記入力部の操作にかかわらず，前記接離駆動部による前記射出ユニットを前記固定側金型に接近させる動作を禁止するものであることを特徴とする射出成形装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の射出成形装置において，
前記固定側金型と前記可動側金型とが型締めされているか否かを判定する型締め判定部と，
前記固定側金型と前記射出ユニットとの距離が所定値以下であるか否かを判定する近接判定部とを有し，
前記禁止部は，前記型締め判定部の判定が「型締めされていない」であり，かつ，前記近接判定部の判定が「所定値以下」である場合に，前記接離駆動部による前記射出ユニットを前記固定側金型に接近させる動作を禁止するものであることを特徴とする射出成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，金型を用いて光学部品を成形する射出成形装置に関する。さらに詳細には，固定プラテンのたわみを防止して成形精度の向上を図った射出成形装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から，金型を用いて射出成形により種々の成形品を製造することが行われている。例えば特許文献１には，情報記録媒体用のディスクを成形するための射出成形機が開示されている。この文献に記載されている成形機は概略，図２に示すように構成されている。すなわちこの成形機は，固定プラテン１０１と，シリンダ１０３とを有しており，これらの間に４本のタイバー１０４が架設されている。そしてタイバー１０４には可動プラテン１０５が摺動可能に支持されている。可動プラテン１０５はシリンダ１０３により駆動されるようになっている。固定プラテン１０１，可動プラテン１０５にはそれぞれ固定金型１０７，可動金型１０８が取り付けられている。そして，シリンダ１０３により可動金型１０８を固定金型１０７に対して型締めした状態で，射出ユニット１１１から樹脂材料を供給してディスクを成形するのである。
【０００３】
このような射出成形装置による射出成形時には，射出ユニット１１１を固定プラテン１０１に所定の圧力で圧接させる。そのため従来より，射出ユニット１１１には，図２中左右方向へ進退させる駆動手段が備えられている。例えば特許文献２には，駆動手段として油圧シリンダを備えた射出ユニットが開示されている。射出ユニットの駆動手段としては，この他にボールネジによるものもある。また，射出ユニットを進退させる代わりに，油圧シリンダによって固定プラテンを射出ユニット側へ引きつけることにより圧接させるものもある。いずれも，型締め力が１５０ｋＮ以下のマイクロ成形機においては特に，成形精度の向上と装置の小型化とが要求されている。
【０００４】
射出成形装置を使用して連続成形する場合には，一般に，射出ユニット１１１は固定プラテン１０１に圧接された状態が保持される。そして，可動プラテン１０５を駆動させて型締めして樹脂を射出し，冷却後金型を開いて成形品を取り出す。そして再び可動プラテン１０５を駆動させて型締めすることが繰り返される。すなわち，射出ユニット１１１を固定プラテン１０１に圧接するノズルタッチ圧を印加したままで，可動金型１０８を固定金型１０７に対して開閉させている。
【特許文献１】特開平１０−３２３８７２号公報
【特許文献２】特開平８−１１１７５号公報（図５）
【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，前記した従来の射出成形装置では，金型開時に固定プラテン１０１のたわみが発生するという問題点があった。例えば，射出ユニット１１１をボールネジ等で固定プラテン１０１に押し当てているタイプでは，図３に破線で示すように，金型開時に固定プラテン１０１の上部が可動プラテン１０５側へたわむおそれがあった。このようにたわんだ状態で次回の成形のために型締めを行うと，図４に示すように，可動プラテン１０５および可動金型１０８の芯ズレが発生するという問題点があった。もちろんこれらの図では，たわみやズレを誇張して示している。
【０００６】
あるいは，油圧シリンダ等によって固定プラテン１０１を射出ユニット１１１側へ引き込むタイプでは，図５に示すように，油圧シリンダが取り付けられている付近の固定プラテン１０１が射出ユニット１１１側へたわむおそれがあった。このようにたわんだ状態で次回の成形のために型締めを行うと，図６に示すように，可動プラテン１０５および可動金型１０８の芯ズレが発生するという問題点があった。なお，これらの図５および図６は，図２中上方から見た様子を示している。もちろんこれらの図でも，たわみやズレを誇張して示している。
【０００７】
上記のように固定プラテン１０１にたわみが発生した状態で次回の成形を行うと，特に金型タッチ時や型締め時等に，固定プラテン１０１と可動プラテン１０５との芯ズレの原因となり，さらには金型の寿命を短くする原因ともなるという問題点があった。これに対し，固定プラテン１０１を厚くしたり，固定プラテン１０１の保持をその中心で行ったりすることにより機械剛性を高める工夫がなされているが，装置が大型化するという問題点があった。特に，マイクロ成形機においては面別偏心の精度が特に厳しく，機械剛性を保ちながらも小型化を図り，さらに高精度の光学部品を連続成形できる射出成形装置が望まれていた。
【０００８】
本発明は，前記した従来の射出成形装置が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，固定プラテンの倒れやたわみによる固定金型のズレを防止して，面別偏心の優れた高精度の光学部品を作製することのできる射出成形装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題の解決を目的としてなされた本発明の射出成形装置は，固定側金型と，その固定側金型に対して接離可能に設けられた可動側金型と，固定側金型の反型合わせ面側に設けられ，両金型間の空隙に溶融樹脂を供給する射出ユニットとを有し，外径が１２ｍｍ以内で面粗度Ｒａが２０ｎｍ以下の光学部品を複数個同時に形成する射出成形装置であって，固定側金型に対して可動側金型を移動させて型締めする型締め駆動部と，射出ユニットを固定側金型に対して接離させる接離駆動部と，固定側金型と可動側金型とが型締めされていない状態における接離駆動部による射出ユニットの固定側金型への接触を禁止する禁止部とを有するものである。
【００１０】
本発明の射出成形装置によれば，固定側金型に可動側金型が当接されてその間の空隙に溶融樹脂が供給されることにより，光学部品が成形される。ここで，禁止部を有するので，固定側金型と可動側金型とが型締めされていない状態での，射出ユニットの固定側金型への接触が禁止されている。すなわち，射出ユニットを固定側金型に接触させるときには，固定側金型は可動側金型とともに強固に保持されている。従って，射出ユニットを押圧しても固定側金型のズレは生じない。これにより，固定プラテンの倒れやたわみによる固定金型のズレを防止して，面別偏心の優れた高精度の光学部品を作製することのできる射出成形装置となっている。
【００１１】
本発明ではさらに，接離駆動部による射出ユニットの駆動に関するユーザの操作を受け付ける入力部を有し，禁止部は，固定側金型と可動側金型とが型締めされていない状態では，ユーザによる入力部の操作にかかわらず，接離駆動部による射出ユニットを固定側金型に接近させる動作を禁止するものであることが望ましい。
このようなものであれば，ユーザが手順を誤って指示入力した場合でも，固定プラテンの倒れやたわみの原因となるような射出ユニットと固定側金型との接触は禁止されている。
【００１２】
本発明ではさらに，固定側金型と可動側金型とが型締めされているか否かを判定する型締め判定部と，固定側金型と射出ユニットとの距離が所定値以下であるか否かを判定する近接判定部とを有し，禁止部は，型締め判定部の判定が「型締めされていない」であり，かつ，近接判定部の判定が「所定値以下」である場合に，接離駆動部による射出ユニットを固定側金型に接近させる動作を禁止するものであることが望ましい。
このようなものであれば，固定側金型と射出ユニットとの距離が所定値以下でない範囲では，型締め状態にかかわらず射出ユニットを移動させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の射出成形装置によれば，固定プラテンの倒れやたわみによる固定金型のズレを防止して，面別偏心の優れた高精度の光学部品を作製することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下，本発明を具体化した最良の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，携帯端末搭載カメラ用のレンズを製造するためのレンズ成形装置として本発明を具体化したものである。本形態は，外径が１２ｍｍ以下の小形の光学部品を成形するための成形装置であり，成形される光学部品はその光学面の面粗度がＲａ２０ｎｍ以下の精度が求められる。また，本形態は，型締め力が１５０ｋＮ以下のマイクロ射出成形装置に適用される。
【００１５】
本形態のレンズ成形装置は，図１に示すように構成されている。すなわち，フレーム２上に，固定プラテン１と後部プラテン３とが配置されている。これらのプラテンは，フレーム２に対して固定して設けられている。これらのプラテンを図１中側方から見ると，ほぼ正方形である。そして，固定プラテン１と後部プラテン３との間には，４本のタイバー４が架設されている。タイバー４は，固定プラテン１および後部プラテン３の四隅に配置され，固定プラテン１および後部プラテン３に対して固定して設けられており，互いに平行である。
【００１６】
固定プラテン１と後部プラテン３との間に，可動プラテン５が配置されている。可動プラテン５は，図１中側方から見てほぼ正方形であり，その四隅付近を各タイバー４が貫通している。可動プラテン５は，各タイバー４に対して摺動可能である。固定プラテン１における可動プラテン５側の面には，固定金型７が取り付けられている。可動プラテン５における固定プラテン１側の面には，可動金型８が取り付けられている。
【００１７】
固定プラテン１における可動プラテン５側の裏側には，射出ユニット１１が設けられている。射出ユニット１１は，射出部１２，シリンダ１３，ノズル１４，ホッパ１５を有している。ホッパ１５から供給される樹脂材料は，シリンダ１３中で可塑化されて，ノズル１４へ搬送される。ノズル１４に貯留された溶融樹脂は，射出部１２によって射出される。この射出部１２は，キャリッジ１６に固定されて，スライドベース１７に乗せられている。
【００１８】
また，射出ユニット１１には，ノズルタッチ機構２０が備えられている。そのために，キャリッジ１６にはボールネジ２１が取り付けられ，ボールネジ２１には歯車２２が螺合している。歯車２２には歯車２３が噛み合い，歯車２３はサーボモータ２４によって駆動される。サーボモータ２４には，その回転数を計測するカウンタ２５が取り付けられている。従って，サーボモータ２４の駆動により，キャリッジ１６をスライドベース１７上で図中左右方向へスライドさせることができる。これによって，射出ユニット１１は，そのノズル１４を固定金型７に対して接離可能にされている。
【００１９】
一方，後部プラテン３と可動プラテン５との間には，型締め機構３０が備えられている。図１では，シングルトグル式の型締め機構３０を例示している。この型締め機構３０では，スクリュー３１を有し，スクリュー３１の回転によってリンク３２が開閉する。スクリュー３１は，サーボモータ３３によってギアボックス３４内のギアを介して回転される。サーボモータ３３には，その回転量を取得するパルスエンコーダ３５が取り付けられている。
【００２０】
また，本形態ではノズルタッチ機構２０と型締め機構３０とを互いに関連させて制御する制御部４０を有している。制御部４０には，モータ駆動装置４１，４２，ノズル位置判定部４３，型締め力判定部４４，コントローラ４５が設けられている。モータ駆動装置４１は，サーボモータ２４を駆動する。モータ駆動装置４２は，サーボモータ３３を駆動する。ノズル位置判定部４３は，カウンタ２５の出力に基づいてノズル１４の位置を判定する。型締め力判定部４４は，パルスエンコーダ３５の出力に基づいて型締め力を判定する。コントローラ４５は，ノズル位置判定部４３と型締め力判定部４４との結果に基づいてモータ駆動装置４１，４２を制御する。
【００２１】
さらに，コントローラ４５には，入力部５１と表示部５２とが接続されている。入力部５１は，ユーザによって各種の指示入力を受ける。ユーザの指示入力としては，ノズルタッチ指示，型締め指示，射出指示，型開け指示等がある。また，表示部５２は，レンズ成形装置の駆動状況や各種の警告等を表示する。
【００２２】
射出ユニット１１では，ホッパ１５から供給された樹脂が溶融，可塑化される。使用する溶融樹脂の種類は，例えば，特開２００４−１４４９５１号公報，特開２００４−１４４９５３号公報，特開２００４−１４４９５４号公報に記載されているものであればよい。溶融された樹脂は，所定量計量されてノズル１４とその基部に溜められる。
【００２３】
射出成形時には，ユーザは入力部５１によって型締め指示を入力する。これを受けて，コントローラ４５は，モータ駆動装置４２によってサーボモータ３３を駆動して型締めする。すなわち，サーボモータ３３によってスクリュー３１が回転されることによりリンク３２が開かれる。そして，可動プラテン５が図中右方向に移動される。そして，固定金型７と可動金型８とが所定の型締め力で型締めされる。型締め力は例えば約６８．８ｋＮである。
【００２４】
さらに，ユーザはノズルタッチ指示と射出指示を入力する。これを受けて，コントローラ４５は，モータ駆動装置４１によってサーボモータ２４を駆動して，ノズルタッチ圧を印加する。すなわち，カウンタ２５が所定の回転数となるまでサーボモータ２４を駆動し，キャリッジ１６を図中左方向へスライドさせる。そして，ノズル１４は所定のノズルタッチ圧で固定金型７に圧接される。ノズルタッチ圧は例えば約５．１ｋＮである。そして，射出部１２によって，ノズル１４に溜められた溶融樹脂が両金型間のキャビティへと射出される。
【００２５】
ここで，本形態のレンズ成形装置では，ユーザが手順を誤って指示入力したとしても，金型が型締め状態で無いときにノズルタッチ圧を印加することは禁止されている。すなわち，型締めされていない状態でノズルタッチ圧を印加する指示が入力された場合には，コントローラ４５によって表示部５２に警告表示が表示されるとともに，ノズル１４と固定金型７とが接触しない位置で停止される。
【００２６】
そのために本形態では，コントローラ４５は，ノズル１４と固定金型７とを接近させる指示を受けるとまず，ノズル位置判定部４３によってノズル１４の位置を判定する。ノズル１４と固定金型７との距離が所定値以下に近接していない範囲では，ノズル１４を移動させることが許容されている。そのためこの範囲では，ユーザの操作に応じてモータ駆動装置４１によってサーボモータ２４を駆動する。この距離は例えば１００ｍｍ程度であり，この状態ではノズル１４と固定金型７とは接触していない。すなわち本形態では，ノズル１４と固定金型７とが接していない範囲での射出ユニット１１の移動が必要な場合には，型締め状態にかかわらず移動可能なようにしている。ノズル１４と固定金型７との距離は，ノズル位置判定部４３によって常時判定されている。
【００２７】
そして，ノズル１４を所定の距離よりさらに固定金型７に近接させる指示あるいはノズルタッチ圧を印加する指示を受けた場合には，コントローラ４５は，型締め状態を確認する。すなわち，型締め力判定部４４によって，両金型７，８間に所定の型締め力が加えられているかどうかを判定する。型締め力判定部４４は，パルスエンコーダ３５の出力から所定の型締め力が加えられているかどうかを判定する。その結果，所定の型締め力が加えられていると判定された場合には，ユーザの操作に応じてノズルタッチ圧を印加する。
【００２８】
一方，所定の型締め力が加えられていないと判定された場合には，モータ駆動装置４１によるサーボモータ２４の駆動を停止する。そして，表示部５２に例えば「型締めされていません」と表示する。ユーザは，この表示を見ることにより手順の誤りに気づくことができる。そして，ノズルタッチ圧を印加する前に，まず型締め指示を入力する。これにより，型締め力がかかっていない状態で，ノズルタッチ圧のみが固定プラテン１にかかっている状態になることは防止されている。すなわち従来において問題となっていた図３や図５のような状態にはならない。
【００２９】
以上詳細に説明したように本形態のレンズ成形装置によれば，ノズルタッチ圧をかけるときには必ず，型締め状態とされている。従って，ノズルタッチ圧によって固定プラテン１がたわむことは無い。これにより，固定プラテン１の倒れやたわみによる固定金型７のズレを防止して，面別偏心の優れた高精度の光学部品を作製することのできるレンズ成形装置となっている。
【００３０】
なお，本形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。
例えば，可動プラテン５を駆動する手段は，電動ボールネジに限られない。油圧プレス方式，油圧によるシリンダー方式，油圧によるトグル方式，電動モータによるシリンダー方式，電動モータによるトグル方式，その他何でも良い。また，ノズルタッチ機構１５も，電動ボールネジ方式に限られない。油圧シリンダ等によって固定プラテン１を射出ユニット１１側へ引きつける方式等であっても良い。さらには，このノズルタッチ圧を印加するための駆動部が複数個備えられて，２箇所以上で印加するようにしても良い。
【００３１】
また，可動プラテン５の荷重をフレーム２で受けるフレーム支持タイプのレンズ成形装置に対しても，適用が可能である。このフレーム支持方式の場合，さらにＬＭガイド等のサポート付きの構成であっても良い。またタイバーの総本数は「４」に限定されるわけではない。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本形態に係るレンズ成形装置の概略構成を示す正面図である。
【図２】従来の射出成形機の概念図である。
【図３】従来の射出成形機の正面図である。
【図４】従来の射出成形機の正面図である。
【図５】従来の射出成形機の平面図である。
【図６】従来の射出成形機の平面図である。
【符号の説明】
【００３３】
７  固定金型
８  可動金型
１１  射出ユニット
２４，３３  サーボモータ
４１，４２  モータ駆動装置
４３  ノズル位置判定部
４４  型締め力判定部
４５  コントローラ
５１  入力部
【図１】
2007090660.tif 000003
【図２】
2007090660.tif 000004
【図３】
2007090660.tif 000005
【図４】
2007090660.tif 000006
【図５】
2007090660.tif 000007
【図６】
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