(57)【要約】スタンパの情報面の転写精度及び光学特性を低下させることなく成形サイクルを短くすることができる射出成形機及び射出成形方法を提供することを目的とする。型閉じを行う型閉処理手段と、可動プラテン（２３）が、型開限位置と型閉限位置との間に設定された射出開始位置（Ｓｂ）に到達したかどうかを判断する可動プラテン位置判定処理手段と、前記可動プラテン（２３）が前記射出開始位置（Ｓｂ）に到達したときに、射出工程を開始する射出処理手段とを有する。この場合、可動プラテン（２３）が型閉限位置に到達する前に射出工程が開始されるので、射出工程の開始が早くなった分だけ成形サイクルを短くすることができる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）可動プラテンを前進させて型閉じを行う型閉処理手段と、
（ｂ）前記可動プラテンが、型開限位置と型閉限位置との間に設定された射出開始位置に到達したかどうかを判断する可動プラテン位置判定処理手段と、
（ｃ）前記可動プラテンが前記射出開始位置に到達したときに、射出工程を開始する射出処理手段とを有することを特徴とする射出成形機。
【請求項２】
前記射出工程の開始に伴って昇圧工程が開始される請求項１に記載の射出成形機。
【請求項３】
前記射出処理手段は、型閉工程が完了する前に射出工程を開始する請求項１に記載の射出成形機。
【請求項４】
前記射出処理手段は、昇圧工程が完了する前に射出工程を完了させる請求項１に記載の射出成形機。
【請求項５】
（ａ）可動プラテンを前進させて型閉じを行い、
（ｂ）前記可動プラテンが、型開限位置と型閉限位置の間に設定された射出開始位置に到達したかどうかを判断し、
（ｃ）前記可動プラテンが前記射出開始位置に到達したときに、射出工程を開始することを特徴とする射出成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、射出成形機及び射出成形方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  従来、射出成形機は射出装置を備え、該射出装置は、前端に射出ノズルを備えた加熱シリンダ、該加熱シリンダ内において回転自在に、かつ、進退自在に配設されたスクリュー、及び該スクリューを回転させたり、進退させたりするための駆動装置を備える。【０００３】  そして、計量工程において、前記スクリューを回転させ、ホッパから落下し、加熱シリンダ内に供給された樹脂を加熱し、溶融させてスクリューヘッドの前方に蓄える。それに伴って、スクリューは後退させられる。続いて、射出工程において、前記スクリューを前進させ、スクリューヘッドの前方に蓄えられた樹脂を前記射出ノズルから射出して金型装置のキャビティ空間に充填（てん）し、冷却工程において、前記キャビティ空間内の樹脂を冷却し、固化させることによって成形品としてディスク基板を成形するようにしている。このとき、前記金型装置に配設されたスタンパの情報面がディスク基板に転写される。なお、前記金型装置は、固定金型及び可動金型から成り、型締装置によって前記可動金型を固定金型に対して接離させることにより、金型装置の型閉じ、型締め及び型開きが行われる（例えば、特許文献１参照。）。【０００４】  図１は従来の射出成形機の動作を示すタイムチャートである。【０００５】  まず、型締装置において、タイミングｔ１で型閉工程が開始されると、可動プラテンが前進させられ、タイミングｔ２で可動金型が固定金型に当接して型閉工程が完了すると、昇圧工程が開始され、型締力が大きくされる。これに伴って、型締装置のタイバーが伸び、可動プラテンがその分だけ更に前進させられる。【０００６】  そして、タイミングｔ３で前記可動プラテンが停止させられると、昇圧工程が完了し、型締工程が開始され、第１型締が行われるとともに、射出装置において射出工程が開始され、所定の射出圧力で樹脂が射出される。【０００７】  続いて、タイミングｔ４で射出装置において射出工程が完了し、保圧工程が開始され、所定の保圧力でキャビティ空間内の樹脂の圧力が保持される。その後、型締装置において、前記第１型締が終了し、第２型締が行われる。【０００８】  そして、タイミングｔ５で射出装置において保圧工程が完了し、冷却工程が開始されるとともに、型締装置において第３型締が行われ、タイミングｔ６で射出装置において冷却工程が完了するとともに、型締装置において型締工程が完了する。【０００９】  これに伴って、型締装置において脱圧・型開工程が開始され、可動プラテンが後退させられる。そして、タイミングｔ７で脱圧・型開工程が完了し、可動プラテンが停止させられると、取出工程が開始され、ディスク基板が取り出され、タイミングｔ８で取出工程が完了し、射出成形が終了する。
【特許文献１】特開２００２−８６５０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】  しかしながら、前記従来の射出成形機においては、前記タイミングｔ１〜ｔ８の成形サイクルを短くしようとすると、金型装置、加熱シリンダ等の温度を低くし、成形温度を低くする必要があるが、該成形温度を低くすると、スタンパの情報面の転写精度が低下するだけでなく、成形後のディスク基板に歪（ひず）み、残留応力等が発生し、複屈折等の光学特性が低下してしまう。【００１１】  本発明は、前記従来の射出成形機の問題点を解決して、スタンパの情報面の転写精度及び光学特性を低下させることなく成形サイクルを短くすることができる射出成形機及び射出成形方法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】
【００１２】  そのために、本発明の射出成形機においては、可動プラテンを前進させて型閉じを行う型閉処理手段と、前記可動プラテンが、型開限位置と型閉限位置との間に設定された射出開始位置に到達したかどうかを判断する可動プラテン位置判定処理手段と、前記可動プラテンが前記射出開始位置に到達したときに、射出工程を開始する射出処理手段とを有する。
【発明の効果】
【００１３】  本発明によれば、射出成形機においては、可動プラテンを前進させて型閉じを行う型閉処理手段と、前記可動プラテンが、型開限位置と型閉限位置との間に設定された射出開始位置に到達したかどうかを判断する可動プラテン位置判定処理手段と、前記可動プラテンが前記射出開始位置に到達したときに、射出工程を開始する射出処理手段とを有する。【００１４】  この場合、可動プラテンが型閉限位置に到達する前に射出工程が開始されるので、射出工程の開始が早くなった分だけ成形サイクルを短くすることができる。【００１５】  また、金型装置、加熱シリンダ等の温度を低くする必要がなく、成形温度を十分に高くすることができるので、スタンパの情報面の転写精度が低下するのを防止することができる。その結果、成形後の成形品に歪み、残留応力等が発生することがなくなり、成形品の機械的特性を向上させることができるだけでなく、複屈折等が発生するのを抑制することができ、成形品の光学特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】従来の射出成形機の動作を示すタイムチャートである。
【図２】本発明の第１の実施の形態における射出成形機の概略図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における制御回路のブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における射出成形機の動作を示すタイムチャートである。
【図５】本発明の第１の実施の形態における射出成形方法と従来の射出成形方法との工程比較図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態における射出成形機の動作を示すタイムチャートである。
【図７】本発明の第２の実施の形態における射出成形方法と従来の射出成形方法との工程比較図である。
【符号の説明】
【００１７】２３  可動プラテン
４６  制御部
Ｓａ  後退限位置
Ｓｂ  射出開始位置
Ｓｄ  前進限位置
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】  以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。【００１９】  図２は本発明の第１の実施の形態における射出成形機の概略図、図３は本発明の第１の実施の形態における制御回路のブロック図である。【００２０】  図において、１１は固定側の金型ユニット、１３は第１の支持部材としての固定プラテン、１４は第１の金型としての固定金型であり、該固定金型１４は、金型取付板１５、該金型取付板１５に固定された円盤プレート１６、該円盤プレート１６に固定された鏡面盤１８を備える。なお、該鏡面盤１８には、図示されないスタンパが取り付けられ、該スタンパに複数の微細な凹凸から成る情報面が形成される。【００２１】  また、２１は可動側の金型ユニット、２３は前記固定プラテン１３に対して進退（図２において左右方向に移動）自在に配設された第２の支持部材としての可動プラテン、２４は前記固定金型１４と対向させられ、可動プラテン２３の進退に伴って固定金型１４と接離させられる第２の金型としての可動金型であり、該可動金型２４は、金型取付板２５、該金型取付板２５に固定された円盤プレート２６、該円盤プレート２６に固定され、前記鏡面盤１８との間に、図示されないキャビティ空間を形成するための鏡面盤２８を備える。前記固定金型１４及び可動金型２４によって金型装置が構成される。【００２２】  また、前記固定プラテン１３の後方（図２において右方）には、射出装置３１が配設される。該射出装置３１は、加熱シリンダ３２、該加熱シリンダ３２の前端（図２において左端）に取り付けられた射出ノズル３３、前記加熱シリンダ３２内において回転自在に、かつ、進退自在に配設された図示されないスクリュー、及び駆動装置３４を備え、該駆動装置３４は、前記スクリューを回転させるための計量用の駆動部としての計量用モータ４１、及び前記スクリューを進退させるための射出用の駆動部としての射出用モータ４３等を備える。【００２３】  そして、計量工程において、制御部４６の図示されない計量処理手段は、計量処理を行い、前記計量用モータ４１を駆動してスクリューを回転させ、図示されないホッパから落下し、加熱シリンダ３２内に供給された樹脂を加熱し、溶融させてスクリューの前端に配設されたスクリューヘッドの前方に蓄える。それに伴って、スクリューは後退させられる。また、射出工程において、前記制御部４６の図示されない射出処理手段は、射出処理を行い、前記射出用モータ４３を駆動してスクリューを前進させ、スクリューヘッドの前方に蓄えられた樹脂を前記射出ノズル３３から射出し、前記キャビティ空間に充填する。そして、冷却工程において、前記キャビティ空間内の樹脂を冷却し、固化させることによって成形品としてのディスク基板を成形するようにしている。このとき、前記スタンパの情報面がディスク基板に転写され、該ディスク基板に複数の微細なピットが形成される。【００２４】  前記可動プラテン２３より後方（図２において左方）には型締装置３０が配設され、該型締装置３０は、第３の支持部材としての図示されないトグルサポート、該トグルサポートと可動プラテン２３との間に配設された図示されないトグル機構、該トグル機構を作動させる型締用の���動部としての型締用モータ４５を備える。なお、前記固定プラテン１３、可動プラテン２３、トグル機構、型締用モータ４５等によって型締装置３０が構成される。【００２５】  そして、型閉工程において、制御部４６の図示されない型閉処理手段は、型閉処理を行い、前記型締用モータ４５を駆動してトグル機構を作動させ、可動プラテン２３を前進させ、型閉じを行う。また、型締工程において、前記制御部４６の図示されない型締処理手段は、型締処理を行い、前記トグル機構を更に作動させ、鏡面盤２８を鏡面盤１８に押し付け、型締めを行う。そして、該型締めに伴って、凹部によって鏡面盤１８と鏡面盤２８との間にディスク形状を有する前記キャビティ空間が形成される。続いて、脱圧・型開工程において、前記制御部４６の図示されない型開処理手段は、型開処理を行い、トグル機構を作動させ、鏡面盤２８の鏡面盤１８への押付けを停止させて脱圧し、続いて、可動プラテン２３を後退させて型開きを行う。【００２６】  ところで、前記可動プラテン２３の位置を検出するために、前記型締用モータ４５に臨ませて位置検出部としてのエンコーダ４７が配設され、該エンコーダ４７の検出信号が制御部４６に送られ、可動プラテン２３の位置を、型締用モータ４５の回転速度に基づいて認識することができるようになっている。なお、位置検出部として、エンコーダ４７に代えて可動プラテン２３と図示されない射出成形機フレームとの間に配設されたリニアセンサを使用することもできる。【００２７】  また、前記制御部４６には、各種の入力操作を行うための操作部４８及び記録部４９が接続される。そして、前記制御部４６は、コンピュータとして機能し、図示されないＣＰＵ、ＭＰＵ等のプロセッサ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等のメモリを備える。【００２８】  次に、前記構成の射出成形機による射出成形方法について説明する。【００２９】  図４は本発明の第１の実施の形態における射出成形機の動作を示すタイムチャート、図５は本発明の第１の実施の形態における射出成形方法と従来の射出成形方法との工程比較図である。【００３０】  まず、型締装置３０（図２）において、タイミングｔ１１で前記型閉処理手段は、型閉工程を開始し、可動プラテン２３を、型開限位置を表す後退限位置Ｓａから、可動金型２４の型閉限位置を表す前進限位置Ｓｄに向けて前進させる。【００３１】  そして、型閉工程が行われている間、前記制御部４６の図示されない可動プラテン位置判定処理手段は、可動プラテン位置判定処理を行い、前記可動プラテン２３が、後退限位置Ｓａと前進限位置Ｓｄとの間にあらかじめ設定された射出開始位置Ｓｂに到達したかどうかを判断する。続いて、所定のタイミングｔ１２で可動プラテン２３が射出開始位置Ｓｂに到達すると、前記射出処理手段は、射出装置３１において射出工程を開始し、スクリューを前進させて所定の射出圧力のパターンＰａで樹脂を射出する。なお、前記射出開始位置Ｓｂにおいて、可動金型２４は固定金型１４に当接していない。【００３２】  次に、前記可動プラテン２３が射出開始位置Ｓｂと前進限位置Ｓｄとの間を移動する間に、タイミングｔ１３でキャビティ空間に充填された樹脂の圧力が所定の値より高くなると、型閉処理が完了し、昇圧工程が開始され、型締力が大きくなる。なお、この場合、樹脂の圧力が所定の値より高くなると、型締力は自然に大きくなるので、型閉処理の完了及び昇圧工程の開始は自動的に行われる。続いて、可動金型２４が固定金型１４に当接するのに伴って型締力が更に大きくなる。なお、昇圧工程が開始される位置を昇圧開始位置Ｓｃとする。【００３３】  そして、前記昇圧工程において、型締力が大きくなると、型締装置３０の図示されないタイバーが伸び、可動プラテン２３がその分だけ更に前進させられる。そして、タイミングｔ１４で可動プラテン２３が前進限位置Ｓｄに到達し、昇圧工程が完了すると、前記型締処理手段は、型締工程を開始する。一方、射出装置３１において、前記射出処理手段は射出工程を完了させる。【００３４】  ここで、可動プラテン２３は、可動金型２４が固定金型１４に当接するまで停止することはなく、前進動作中の可動プラテン２３の慣性力を利用して型閉じが行われる。したがって、高速で前進している可動プラテン２３の運動を停止させる必要がなく、可動プラテン２３の制動動作を行うためのエネルギーを使用する必要がないので、消費される電力を小さくすることができる。【００３５】  次に、前記射出工程が完了すると、前記制御部４６の図示されない保圧処理手段は、保圧処理を行い、射出装置３１において保圧工程を開始し、所定の保圧力のパターンＰｂでキャビティ空間内の樹脂の圧力を保持する。このとき、前記型締処理手段は、型締装置３０において、第１の型締力Ｐ１で第１型締を行った後、第２の型締力Ｐ２（Ｐ２＜Ｐ１）で第２型締を行う。【００３６】  なお、本実施の形態においては、タイミングｔ１４において射出工程の完了と共に第１型締が開始されるようになっているが、第１型締が開始された後、型締工程が完了するまでの所定のタイミングで射出工程を完了させることもできる。【００３７】  そして、射出装置３１において、タイミングｔ１５で、前記保圧処理手段は保圧工程を完了させ、制御部４６の図示されない冷却処理手段は、冷却処理を行い、冷却工程を開始し、固定金型１４及び可動金型２４を所定の温度に冷却する。続いて、型締装置３０において、前記型締処理手段は、第２型締に続いて第３の型締力Ｐ３（Ｐ３＜Ｐ２）で第３型締を行う。【００３８】  そして、射出装置３１において、タイミングｔ１６で、前記冷却処理手段が冷却工程を完了させるとともに、型締装置３０において、前記型締処理手段は型締工程を完了させる。【００３９】  これに伴って、前記型開処理手段は、型開処理を行い、型締装置３０において脱圧・型開工程を開始し、可動プラテン２３を前進限位置Ｓｄから後退限位置Ｓａまで後退させる。続いて、タイミングｔ１７で、前記型開処理手段は、脱圧・型開工程を完了させ、可動プラテン２３を停止させる。そして、前記制御部４６の図示されない取出処理手段は、取出処理を行って取出工程を開始し、図示されない取出機を作動させて鏡面盤２８からディスク基板を取り出し、タイミングｔ１８で取出工程を完了させ、射出成形を終了する。【００４０】  なお、前記射出開始位置Ｓｂ及び前進限位置Ｓｄは、操作部４８（図３）を操作することによって設定され、前記射出開始位置��ｂは前進限位置Ｓｄより後方に設定される。【００４１】  このように、可動プラテン２３が前進限位置Ｓｄに到達する前、すなわち、型閉工程が完了する前に、かつ、昇圧工程が開始されるより前に射出工程が開始されるので、図５に示されるように、射出工程の開始が早くなった分、すなわち、時間τだけ成形サイクルを短くすることができる。【００４２】  また、固定金型１４、可動金型２４、加熱シリンダ３２等の温度を低くする必要がなく、成形温度を十分に高くすることができるので、スタンパの情報面の転写精度が低下するのを防止することができる。その結果、成形後のディスク基板に歪み、残留応力等が発生することがなくなり、ディスク基板の機械的特性を向上させることができるだけでなく、複屈折等が発生するのを抑制することができ、ディスク基板の光学特性を向上させることができる。【００４３】  次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。【００４４】  図６は本発明の第２の実施の形態における射出成形機の動作を示すタイムチャート、図７は本発明の第２の実施の形態における射出成形方法と従来の射出成形方法との工程比較図である。【００４５】  まず、型締装置３０（図２）において、タイミングｔ２１で前記型閉処理手段は、型閉工程を開始し、第２の支持部材としての可動プラテン２３を、型開限位置を表す後退限位置Ｓａから型閉限位置を表す前進限位置Ｓｄに向けて前進させる。【００４６】  そして、型閉工程が行われている間、前記可動プラテン位置判定処理手段は、可動プラテン２３が射出開始位置Ｓｂに到達したかどうかを判断する。続いて、所定のタイミングｔ２２で可動プラテン２３が射出開始位置Ｓｂに到達すると、前記射出処理手段は、射出装置３１において射出工程を開始し、スクリューを前進させて所定の射出圧力のパターンＰａで樹脂を射出する。なお、前記射出開始位置Ｓｂにおいて、第２の金型としての可動金型２４は第１の金型としての固定金型１４に当接していない。【００４７】  次に、前記可動プラテン２３が射出開始位置Ｓｂと前進限位置Ｓｄとの間を移動する間に、タイミングｔ２３でキャビティ空間に充填された樹脂の圧力が所定の値より高くなると、型閉処理が完了し、昇圧工程が開始され、型締力が大きくなる。なお、この場合、樹脂の圧力が所定の値より高くなると、型締力は自然に大きくなるので、型閉処理の完了及び昇圧工程の開始は自動的に行われる。続いて、可動金型２４が固定金型１４に当接するのに伴って型締力が更に大きくなる。なお、昇圧工程が開始される位置を昇圧開始位置Ｓｃとする。【００４８】  そして、前記昇圧工程において、型締力が大きくなると、前記タイバーが伸び、可動プラテン２３がその分だけ更に前進させられる。【００４９】  続いて、射出装置３１において、タイミングｔ２４で前記射出処理手段は、射出工程を完了させ、前記保圧処理手段は保圧工程を開始し、所定の保圧力のパターンＰｂでキャビティ空間内の樹脂の圧力を保持する。なお、本実施の形態において、前記タイミングｔ２４は、可動金型２４が固定金型１４に当接するのと同じタイミングに設定されるが、可動金型２４が固定金型１４に当接するわずかに前又は後のタイミングに設定することができる。【００５０】  その後、型締装置３０において、タイミングｔ２５で可動プラテン２３が前進限位置Ｓｄに到達するまでの間に、キャビティ空間内の樹脂は、鏡面盤１８及び鏡面盤２８によってはさまれた状態で圧縮させられる。【００５１】  そして、タイミングｔ２５で可動プラテン２３が前進限位置Ｓｄに到達すると、昇圧工程が完了するとともに、前記型締処理手段は、型締工程を開始し、第１の型締力Ｐ１で第１型締を行った後、第２の型締力Ｐ２で第２型締を行う。【００５２】  続いて、射出装置３１において、タイミングｔ２６で、前記保圧処理手段は保圧工程を完了させ、前記冷却処理手段は、冷却処理を行い、冷却工程を開始し、固定金型１４及び可動金型２４を所定の温度に冷却する。続いて、型締装置３０において、前記型締処理手段は、第２型締に続いて第３の型締力Ｐ３で第３型締を行う。【００５３】  そして、射出装置３１において、タイミングｔ２７で、前記冷却処理手段が冷却工程を完了させるとともに、型締装置３０において、前記型締処理手段は型締工程を完了させる。【００５４】  これに伴って、前記型開処理手段は、型開処理を行い、型締装置３０において脱圧・型開工程を開始し、可動プラテン２３を前進限位置Ｓｄから後退限位置Ｓａまで後退させる。続いて、タイミングｔ２８で、前記型開処理手段は、脱圧・型開工程を完了させ、可動プラテン２３を停止させる。そして、前記取出処理手段は、取出処理を行って取出工程を開始し、前記取出機を作動させて鏡面盤２８から成形品としてのディスク基板を取り出し、タイミングｔ２９で取出工程を完了させ、射出成形を終了する。【００５５】  このように、可動プラテン２３が前進限位置Ｓｄに到達する前、すなわち、型閉工程が完了する前に、かつ、昇圧工程が開始されるより前に射出工程が開始されるので、図７に示されるように、射出工程の開始が早くなった分、すなわち、時間τだけ成形サイクルを短くすることができる。【００５６】  さらに、昇圧工程が完了する前に射出工程が完了するので、キャビティ空間に充填された樹脂は、温度が高いままキャビティ空間内の周縁までいきわたる。したがって、スタンパの情報面の転写精度を一層向上させることができる。【００５７】  なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００５８】  本発明をディスク基板を成形するための射出成形機に適用することができる。
【図１】
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【図２】
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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】
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【国際調査報告】
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