成形品の製造方法及び製造装置
【課題】高精度な成形品を繰り返し安定して製造する成形品の製造方法及び製造装置を提供する。
【解決手段】成形型及びこの成形型内に供給した熱可塑性素材を加熱工程において加熱し、この加熱された成形型及び熱可塑性素材を加熱手段によって保温しつつ押圧成形して成形品を製造する成形品の製造方法において、上記熱可塑性素材を収容した状態の上記成形型の高さ（型セット高さＨ）が基準高さＨ0に到達するまでの成形時間ｔの変化（ズレ時間Δｔ）に応じて、上記加熱手段の温度（温度、或いは、温度変更のタイミング）を調整して上記成形時間を適正な基準成形時間ｔ0に収束させるようにする。
【解決手段】成形型及びこの成形型内に供給した熱可塑性素材を加熱工程において加熱し、この加熱された成形型及び熱可塑性素材を加熱手段によって保温しつつ押圧成形して成形品を製造する成形品の製造方法において、上記熱可塑性素材を収容した状態の上記成形型の高さ（型セット高さＨ）が基準高さＨ0に到達するまでの成形時間ｔの変化（ズレ時間Δｔ）に応じて、上記加熱手段の温度（温度、或いは、温度変更のタイミング）を調整して上記成形時間を適正な基準成形時間ｔ0に収束させるようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形型及びこの成形型内に供給したガラス、プラスチック等の熱可塑性素材を加熱工程において加熱し、この加熱された成形型及び熱可塑性素材を加熱手段によって保温しつつ押圧成形して成形品を製造する成形品の製造方法及び製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱可塑性素材の成形品を製造する場合には、熱可塑性素材を収容する成形型の成形面精度が、製造される成形品の精度に影響する。さらに、成形型の老朽化（酸化・劣化）、熱可塑性素材の体積・組成のばらつき、ヒータ等の製造装置構成物の経時変化等（酸化・劣化・磨耗）により、同一の条件設定のままで、初期の有効面の転写精度を繰り返し維持し続けるのが困難になってくる。一方、転写精度を維持するために温度或いは圧力を高めに設定すると、熱可塑性素材に焼き付き、割れ等の発生の危険性が増し、歩留りが得にくくなってしまう。
【０００３】
そこで、加熱・成形という連続する工程の流れにおいて、前工程である加熱工程における一定時間内のガラス（熱可塑性素材）の変形量に応じて、続く成形工程における温度、圧力或いは時間のいずれかの条件を調整することにより、成形工程後の変形品質を安定させる成形方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−５８８３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１記載の成形方法は、加熱工程での変形量のばらつきを次工程である成形工程で補正しようとするものであり、成形工程における実質上の条件変動を補正するものではなかった。さらに、成形時間で調整した場合は温度分布及び粘度分布のばらつきを発生させ、成形転写精度を不安定にしていた。
【０００５】
そのため、成形工程における上述のような条件変動の要因となる成形型の老朽化、熱可塑性素材の体積・組成のばらつき、製造装置構成物の経時変化等によって、同一条件で高精度な転写を維持することができなくなった時に、上述のような調整を行ったとしても、実質的に成形品を繰り返し安定して高精度に製造することはできなかった。
【０００６】
本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、高精度な成形品を繰り返し安定して製造する成形品の製造方法及び製造装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の成形品の製造方法は、成形型及びこの成形型内に供給した熱可塑性素材を加熱工程において加熱し、この加熱された成形型及び熱可塑性素材を成形工程における加熱手段によって保温しつつ押圧成形して成形品を製造する成形品の製造方法において、上記熱可塑性素材を収容した状態の上記成形型の高さが基準高さに到達するまでの成形時間の変化に応じて、上記加熱手段の温度（温度、或いは、温度変更のタイミング）を調整して上記成形時間を適正な基準成形時間に収束させるようにする。
【０００８】
また、上記成形型の高さが基準高さに到達するまでの、予め設定した基準成形時間からの超過又は短縮した時間を基にして、段階的に予め設定された調整温度幅から選択するようにするとよい。
【０００９】
また、上記成形型の高さが基準高さに到達するまでの、予め設定した基準成形時間からの超過又は短縮した時間を基にして、関数式により調整温度幅を決定するようにしてもよい。
【００１０】
また、上記加熱手段の温度を成形過程において切り替えて上記熱可塑性素材を成形する方法において、上記成形型の高さが基準高さに到達するまでの、予め設定した基準成形時間からの超過又は短縮した時間を基にして、上記加熱手段の温度を切り替えるタイミングを遅くする又は早くすることで、上記成形時間を適正な基準成形時間に収束させるようにしてもよい。この場合の多くは、段階的に温度低下方向に切り替えが行われる。
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の成形品の製造装置は、成形型及びこの成形型内に供給した熱可塑性素材を加熱工程において加熱し、この加熱された成形型及び熱可塑性素材を加熱手段によって保温しつつ押圧成形して成形品を製造する成形品の製造装置において、上記熱可塑性素材及びこの熱可塑性素材を収容した成形型を保温する加熱手段と、上記熱可塑性素材を収容した状態の上記成形型の高さを測定する高さ測定手段と、上記測定した成形型の高さが基準高さに到達するまでの成形時間に応じて、上記加熱手段の温度（温度、或いは、温度変更のタイミング）を調整して上記成形時間を適正な基準成形時間に収束させる制御手段とを備える構成とする。
【００１２】
また、上記制御手段は、上記成形型の高さが基準高さに到達するまでの、予め設定した基準成形時間からの超過又は短縮した時間を基にして、段階的に予め設定された調整温度幅から選択する構成とするとよい。
【００１３】
また、上記制御手段は、上記成形型の高さが基準高さに到達するまでの、予め設定した基準成形時間からの超過又は短縮した時間を基にして、関数式により調整温度幅を決定する構成としてもよい。
【００１４】
また、上記制御手段は、上記加熱手段の温度を成形過程において切り替えて上記熱可塑性素材を成形する方法において、上記成形型の高さが基準高さに到達するまでの、予め設定した基準成形時間からの超過又は短縮した時間を基にして、上記加熱手段の温度を切り替えるタイミングを遅くする又は早くすることで、上記成形時間を適正な基準成形時間に収束させる構成としてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明では、熱可塑性素材を収容した状態の成形型の高さが基準高さに到達するまでの成形時間に応じて、加熱手段の温度を調整して成形時間を適正な基準成形時間に収束させている。そのため、熱可塑性素材の圧力及び変形量を一定に保持すると共に成形時間を適正な基準成形時間に収束させることで、成形型や製造装置構成物の経時変化等による熱可塑性素材の実温度のズレを解消し、熱可塑性素材の温度、粘度及びこれらの分布を実質的に安定化させることができる。したがって、本発明によれば、成形品を高精度に繰り返し安定して製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態に係る熱可塑性素材の製造方法及び製造装置について、図面を参照しながら説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る成形品の製造装置の成形工程における時間変化を示す説明図である。
【００１７】
同図において、熱可塑性素材１は、成形型２に収容され、加熱工程を経て加熱軟化した状態である。成形型２は、上型３、下型４、これら上型３及び下型４の外周面に当接するスリーブ５、このスリーブ５と下型４との間に介在する外径枠６から構成されている。以下、成形型２及びこの成形型２に収容された熱可塑性素材１を併せて型セット７と呼ぶ。
【００１８】
型セット７は、加熱手段としてのヒータ８ａ，９ａがそれぞれ４本嵌入された保温プレート上８及び保温プレート下９により、一定の圧力で成形されている。保温プレート上８は、図示しない駆動手段により駆動される軸１０に固定されて加圧・昇降可能となっている。また、保温プレート上８の高さ位置は、装置天板１１上に配置された高さ測定手段としての高さ測定部１２により測定されている。
【００１９】
高さ測定部１２、加熱手段としての保温プレート上８及び保温プレート下９（ヒータ８ａ及びヒータ９ａ）は、制御手段としての制御部１３に接続されている。この制御部１３は、入力された制御プログラム１３ａに基づくシーケンス制御等により、高さ測定部１２から高さ検出信号１４を受信すると共に、保温プレート上８及び保温プレート下９に温度制御信号１５を送信している。
【００２０】
制御部１３は、詳しくは後述するが、高さ測定部１２により測定された型セット７の高さが基準高さに到達することを高さ検出信号１４により判断し、熱可塑性素材１の成形時間が一定になるように、必要に応じて温度制御信号１５によって保温プレート上８及び保温プレート下９のプレート温度を制御している。
【００２１】
なお、同図の左側に示す熱可塑性素材１は、成形によって変形し、同図中の右側に示す熱可塑性素材１´へと成形される。これに伴い型セット７（保温プレート上８）の高さは小さくなる（変位Ｄ）。そして、型セット７の高さが基準高さに到達したことをもって制御部１３が成形工程の完了を捉える。
【００２２】
図２は、上記成形工程における成形時間と型セット高さとの関係を示す特性図である。
図３は、上記成形工程における制御を示すフローチャートである。
図４は、上記成形工程におけるズレ時間と調整温度幅との関係の例を示す図表である。
【００２３】
図２に示す高さ変化曲線Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を例に説明する。高さ変化曲線Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３は、上述のように、成形時間が経過すると熱可塑性素材１が圧力を加えられて変形して、型セット高さＨは小さくなり、成形工程が終了となる基準高さＨ0に到達する。この基準高さＨ0に到達するまでに要する高さ変化曲線Ｐ１の成形時間ｔを適正な基準成形時間ｔ0として制御部１３に初期設定しておく。
【００２４】
そして、図３に示すように、基準高さＨ0到達までの基準成形時間ｔ0からの超過又は短縮したズレ時間Δｔを測定する（Ｓ１）。この時間測定は、高さ測定部１２からの高さ検出信号１４を制御部１３において検知し、基準高さＨ0に到達するまでの時間を制御部１３に設けたタイマ機能により測定することができる。
【００２５】
ここで、基準成形時間ｔ0からのズレ時間Δｔに応じて段階的に設定された図４の例に示す調整温度幅Ｔを基に、制御部１３によって温度を調整する条件であるか否かを判断する（Ｓ２）。本実施形態では、ズレ時間Δｔが±５秒の範囲内であれば調整温度幅Ｔが０℃であり、温度調整をしないと判断する。
【００２６】
一方、図２に示す高さ変化曲線Ｐ２のように基準高さＨ0に到達するまでの成形時間ｔが基準成形時間ｔ0よりも長くなり、そのズレ時間Δｔが＋５秒を超える場合、及び、高さ変化曲線Ｐ３のように基準高さＨ0に到達するまでの成形時間ｔが基準成形時間ｔ0よりも短くなり、そのズレ時間Δｔが−５秒を超える場合には、制御部１３によって成形温度の調整温度幅Ｔを選択する（Ｓ３）。
【００２７】
本実施形態では、図４に示すように、ズレ時間Δｔに対する調整温度幅Ｔを、ズレ時間Δｔが＋５〜＋１０秒で調整温度幅＋１℃、＋１０〜＋１５秒で＋２℃、＋１５〜＋２０秒で＋４℃、−５〜−１０秒で−１℃、−１０〜−１５秒で−３℃、−１５〜−２０秒で−５℃に設定している。なお、ズレ時間Δｔが設定範囲を超える場合（ここでは＋２０秒又は−２０秒を超える場合）には、制御部１３により、熱可塑性素材１の成形を停止するか警告を発するようにするとよい。そのため、成形を継続することができるズレ時間Δｔの範囲まで調整温度幅Ｔを設定しておくとよい。
【００２８】
そして、調整温度幅Ｔを基に制御部１３から温度制御信号１５を送信し、保温プレート上８及び保温プレート下９の成形温度を調整する（Ｓ４）。なお、図４に示すようなズレ時間Δｔに対する調整温度幅Ｔの決定方法は、実際の成形時間ｔが基準成形時間ｔ0に近づくように、成形する熱可塑性素材１或いは成形型２の物性、形状等を基にしたシミュレーションにより、或いは、経験的に、決めることができる。
【００２９】
また、一度の補正で修正するというより何度も繰り返しの補正で理想値に収束していくようにするとよい。
以上説明した第１実施形態では、熱可塑性素材１を収容した成形型２（型セット７）の高さが基準高さＨ0に到達するまでの成形時間ｔに応じて、加熱手段（保温プレート上８及び保温プレート下９）の温度を調整して成形時間を適正な基準成形時間ｔ0に収束させている。つまり、熱可塑性素材１の圧力及び変形量を一定に保持すると共に成形時間を適正な基準成形時間ｔ0に収束させることで、成形型２や製造装置構成物の経時変化等による熱可塑性素材１の実温度のズレを解消する。これによって、熱可塑性素材１の熱伝導による熱的分布が安定することになり、成形工程中の熱可塑性素材１の温度、粘度及びこれらの分布を実質的に安定化させることができる。したがって、本実施形態によれば、高精度な成形品を繰り返し安定して製造することができる。
【００３０】
また、本実施形態では、型セット７が基準高さＨ0に達するまでの基準成形時間ｔ0からの超過又は短縮した時間（ズレ時間Δｔ）に基づいて、段階的に設定された加熱手段の温度の調整温度幅Ｔを選択しているため、制御部１３による制御が簡略化する。したがって、本実施形態によれば、簡単な構成で、高精度な成形品を繰り返し安定して製造することができる。
【００３１】
図５は、上記第１実施形態の変形例に係る成形工程における成形時間と型セット高さとの関係を示す特性図である。
同図に示すように、本変形例においては、成形工程完了前の型セット高さを基準高さＨ0とし、この基準高さＨ0における高さ変化曲線Ｐ１の成形時間ｔを適正な基準成形時間ｔ0として、上記実施形態に係る制御部１３に初期設定している。そして、この基準成形時間ｔ0を基にしたズレ時間Δｔに応じて、制御部１３により、調整温度幅Ｔを選択すると共に、温度制御信号１５を送信して保温プレート上８及び保温プレート下９のプレート温度を調整する。
【００３２】
ここで、本変形例のように成形工程の完了前の型セット高さを基準高さＨ0に設定する場合、上記実施形態よりもズレ時間Δｔの絶対値が少なく計測されるため、設定した基準高さＨ0に応じたズレ時間Δｔと調整温度幅Ｔとの関係を設定する必要がある。
【００３３】
本変形例においても、熱可塑性素材１を収容した成形型２（型セット７）の高さが基準高さＨ0に到達するまでの時間に応じて、加熱手段（保温プレート上８及び保温プレート下９）の温度を調整して成形時間を適正な基準成形時間ｔ0に収束させている。つまり、熱可塑性素材１の圧力及び変形量を一定に保持すると共に成形時間を適正な基準成形時間ｔ0に収束させることで、成形型２や製造装置構成物の経時変化等による熱可塑性素材１の実温度のズレを解消する。これによって、熱可塑性素材１の熱伝導による熱的分布が安定することになり、成形工程中の熱可塑性素材１の温度、粘度及びこれらの分布を実質的に安定化させることができる。したがって、本実施形態によれば、高精度な成形品を繰り返し安定して製造することができる。
【００３４】
＜第２実施形態＞
図６は、本発明の第２実施形態に係る成形工程における制御を示すフローチャートである。
【００３５】
図７は、上記成形工程におけるズレ時間と調整温度幅との関係の例を示すグラフである。
本実施形態では、ズレ時間Δｔを関数式に入力して調整温度幅Ｔを出力する点を除いて、上記第１実施形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００３６】
予め、上記第１実施形態及びその変形例と同様に、基準高さＨ0を決めて、この基準高さＨ0に到達するまでの適正な基準成形時間ｔ0を図１に示す制御部１３に初期設定しておく。
【００３７】
そして、図６に示すように、基準高さＨ0に到達するまでのズレ時間Δｔを測定する（Ｓ１１）。
ここで、基準成形時間ｔ0からのズレ時間Δｔを基にして、例えば対応する温度変化率を係数化した関数式（調整温度幅Ｔ＝０．１×ズレ時間Δｔ）により、成形温度の調整温度幅Ｔを決定する（Ｓ１２）。
【００３８】
この調整温度幅Ｔを基に制御部１３から温度制御信号１５を送信し、保温プレート上８及び保温プレート下９のプレート温度を調整する（Ｓ１３）。なお、ズレ時間Δｔに対する調整温度幅Ｔの関数式の決定方法は、実際の成形時間ｔが基準成形時間ｔ0に近づくように、成形する熱可塑性素材１或いは成形型２の物性、形状等を基にしたシミュレーションにより、或いは、経験的に、決めることができる。また、関数式を２次関数、３次関数等にすることも有効である。
【００３９】
以上説明した第２実施形態においても、上記第１実施形態と同様に、熱可塑性素材１を収容した成形型２（型セット７）の高さが基準高さＨ0に到達するまでの時間に応じて、加熱手段の温度を調整して成形時間を適正な基準成形時間ｔ0に収束させている。つまり、熱可塑性素材１の圧力及び変形量を一定に保持すると共に成形時間を適正な基準成形時間ｔ0に収束させることで、成形型２や製造装置構成物の経時変化等による熱可塑性素材１の実温度のズレを解消する。これによって、熱可塑性素材１の熱伝導による熱的分布が安定することになり、成形工程中の熱可塑性素材１の温度、粘度及びこれらの分布を実質的に安定化させることができる。したがって、本実施形態によれば、高精度な成形品を繰り返し安定して製造することができる。
【００４０】
また、本実施形態では、型セット７の高さが基準高さＨ0に到達するまでの、予め設定した基準成形時間ｔ0からの超過又は短縮した時間を基にして、関数式（調整温度幅Ｔ＝０．１×ズレ時間Δｔ）により成形温度の調整温度幅Ｔを決定している。そのため、より正確に熱可塑性素材１の成形時間を適正な基準成形時間ｔ0に収束させることができる。したがって、本実施形態によれば、より高精度な成形品を繰り返し安定して製造することができる。
【００４１】
＜第３実施形態＞
図８は、本発明の第３実施形態に係る成形工程における制御を示すフローチャートである。
【００４２】
図９は、上記成形工程における温度切り替えを説明するための説明図である。
本実施形態では、図９の上段のグラフに示すように、成形過程において第１の温度ＰＴ１（成形時間ｔ１）から第２の温度ＰＴ２（成形時間ｔ２）へとプレート温度ＰＴを切り替えて成形する（ただし、ＰＴ１＞ＰＴ２）。そして、詳しくは後述するが、本実施の形態ではプレート温度ＰＴ１，ＰＴ２自体を変更するのではなく、プレート温度ＰＴを切り替えるタイミングを遅くする又は早くすることで成形時間ｔを直接調整して、成形時間ｔを予め設定した適正な基準成形時間ｔ0に収束させている。この点を除いては、上記第１及び第２実施形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００４３】
予め、上記第１及び第２実施形態と同様に、型セット高さＨが基準高さＨ0に到達するまでの適正な基準成形時間ｔ0を制御部１３に設定しておく。
そして、図８に示すように、基準高さＨ0到達までの基準成形時間ｔ0からのズレ時間Δｔを測定する（Ｓ２１）。なお、図９の中段のグラフでは、ズレ時間Δｔがプラス（＋）の値である場合を示している。
【００４４】
ここで、基準成形時間ｔ0からのズレ時間Δｔに基づいて、第１の温度ＰＴ１（成形時間ｔ１）から第２の温度ＰＴ２（成形時間ｔ２）へとプレート温度ＰＴを切り替えるタイミングの調整時間αを、制御部１３により決定する（Ｓ２２）。このタイミングの調整時間αの決定方法は、実際の成形時間ｔが基準成形時間ｔ0に近づくように、成形する熱可塑性素材１或いは成形型２の物性、形状等を基にしたシミュレーションにより、或いは、経験的に、決めることができる。
【００４５】
そして、図９の下段のグラフに示すように、第１の温度ＰＴ１（成形時間ｔ１）から第２の温度ＰＴ２（成形時間ｔ２）への切り替えタイミングを、調整時間αに従い調整する（Ｓ２３）。これにより、第１の温度ＰＴ１で成形する時間はｔ１＋αとなり、第２の温度ＰＴ２で成形する時間はｔ２−αとなる。こうすることによって、高温側の温度ＰＴ１である時間が調整時間αだけ長くなり、低温側の温度ＰＴ２である時間が調整温度αだけ短くなるので、結果、低粘度である時間が長くなることによって、変形速度を早めることができる。そうして、ズレ時間Δｔを短縮していく。
【００４６】
以上説明した第３実施形態においては、熱可塑性素材１を収容した成形型２（型セット７）の高さが基準高さＨ0に到達するまでの時間に応じて、加熱手段のプレート温度ＰＴ１からＰＴ２への切り替えタイミングを調整している。つまり、熱可塑性素材１の圧力及び変形量を一定に保持すると共に成形時間を適正な基準成形時間ｔ0に収束させることで、成形型２や製造装置構成物の経時変化等による熱可塑性素材１の実温度のズレを解消する。これによって、熱可塑性素材１の熱伝導による熱的分布が安定することになり、成形工程中の熱可塑性素材１の温度、粘度及びこれらの分布を実質的に安定化させることができる。したがって、本実施形態によれば、高精度な成形品を繰り返し安定して製造することができる。
【００４７】
また、本実施形態では、ズレ時間Δｔを基にして、プレート温度ＰＴを切り替えるタイミングを遅くする又は早くすることで（タイミング調整時間α）、上記ズレ時間Δｔを直接調整している。そのため、プレート温度ＰＴを成形過程において切り替えて熱可塑性素材１を成形する場合に、各段階でのプレート温度ＰＴ１，ＰＴ２の値自体を変更する必要がなく、制御部１３による制御が簡略化する。したがって、本実施形態によれば、簡単な構成で、高精度な成形品を繰り返し安定して製造することができる。
【００４８】
なお、本実施形態では、プレート温度ＰＴ１，ＰＴ２の値自体は変更せずに、プレート温度ＰＴ１からプレート温度ＰＴ２への切り替えタイミングを変更する例を説明したが、切り替えタイミングを変更せずに各段階でのプレート温度ＰＴ１，ＰＴ２の値自体を変更しても、切り替えタイミングを変更して更に各段階でのプレート温度ＰＴ１，ＰＴ２の値自体を変更しても、本発明の効果を得ることは可能である。
【００４９】
また、本実施形態では、プレート温度ＰＴを２段階に設定した場合の例を説明したが、３段階以上に設定する場合にも、各段階の成形時間を同様に調整すれば、結果として上記成形時間を調整することができる。
【００５０】
また、本発明の成形工程における適正な基準成形時間に収束させる手段は、上記第１〜第３実施形態で説明したものに限定されず、例えば、成形温度を連続的に下げながら成形する場合には、温度を一定（直線状）に下げるのではなく、曲線状に下げるようにすることでも、成形時間の調整は可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る成形品の製造装置の加熱工程における時間変化を示す説明図である。
【図２】上記成形工程における成形時間と型セット高さとの関係を示す特性図である。
【図３】上記成形工程における制御を示すフローチャートである。
【図４】上記成形工程におけるズレ時間と調整温度幅との関係の例を示す図表である。
【図５】上記第１実施形態の変形例に係る成形工程における成形時間と型セット高さとの関係を示す特性図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る成形工程における制御を示すフローチャートである。
【図７】上記成形工程におけるズレ時間と調整温度幅との関係の例を示すグラフである。
【図８】本発明の第３実施形態に係る成形工程における制御を示すフローチャートである。
【図９】上記成形工程における温度切り替えを説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００５２】
１ 熱可塑性素材
２ 成形型
３ 上型
４ 下型
５ スリーブ
６ 外径枠
７ 型セット
８ 保温プレート上
８ａ ヒータ
９ 保温プレート下
９ａ ヒータ
１０ 軸
１１ 装置天板
１２ 高さ測定部
１３ 制御部
１３ａ 制御プログラム
１４ 高さ検出信号
１５ 温度制御信号
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形型及びこの成形型内に供給したガラス、プラスチック等の熱可塑性素材を加熱工程において加熱し、この加熱された成形型及び熱可塑性素材を加熱手段によって保温しつつ押圧成形して成形品を製造する成形品の製造方法及び製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱可塑性素材の成形品を製造する場合には、熱可塑性素材を収容する成形型の成形面精度が、製造される成形品の精度に影響する。さらに、成形型の老朽化（酸化・劣化）、熱可塑性素材の体積・組成のばらつき、ヒータ等の製造装置構成物の経時変化等（酸化・劣化・磨耗）により、同一の条件設定のままで、初期の有効面の転写精度を繰り返し維持し続けるのが困難になってくる。一方、転写精度を維持するために温度或いは圧力を高めに設定すると、熱可塑性素材に焼き付き、割れ等の発生の危険性が増し、歩留りが得にくくなってしまう。
【０００３】
そこで、加熱・成形という連続する工程の流れにおいて、前工程である加熱工程における一定時間内のガラス（熱可塑性素材）の変形量に応じて、続く成形工程における温度、圧力或いは時間のいずれかの条件を調整することにより、成形工程後の変形品質を安定させる成形方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−５８８３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１記載の成形方法は、加熱工程での変形量のばらつきを次工程である成形工程で補正しようとするものであり、成形工程における実質上の条件変動を補正するものではなかった。さらに、成形時間で調整した場合は温度分布及び粘度分布のばらつきを発生させ、成形転写精度を不安定にしていた。
【０００５】
そのため、成形工程における上述のような条件変動の要因となる成形型の老朽化、熱可塑性素材の体積・組成のばらつき、製造装置構成物の経時変化等によって、同一条件で高精度な転写を維持することができなくなった時に、上述のような調整を行ったとしても、実質的に成形品を繰り返し安定して高精度に製造することはできなかった。
【０００６】
本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、高精度な成形品を繰り返し安定して製造する成形品の製造方法及び製造装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の成形品の製造方法は、成形型及びこの成形型内に供給した熱可塑性素材を加熱工程において加熱し、この加熱された成形型及び熱可塑性素材を成形工程における加熱手段によって保温しつつ押圧成形して成形品を製造する成形品の製造方法において、上記熱可塑性素材を収容した状態の上記成形型の高さが基準高さに到達するまでの成形時間の変化に応じて、上記加熱手段の温度（温度、或いは、温度変更のタイミング）を調整して上記成形時間を適正な基準成形時間に収束させるようにする。
【０００８】
また、上記成形型の高さが基準高さに到達するまでの、予め設定した基準成形時間からの超過又は短縮した時間を基にして、段階的に予め設定された調整温度幅から選択するようにするとよい。
【０００９】
また、上記成形型の高さが基準高さに到達するまでの、予め設定した基準成形時間からの超過又は短縮した時間を基にして、関数式により調整温度幅を決定するようにしてもよい。
【００１０】
また、上記加熱手段の温度を成形過程において切り替えて上記熱可塑性素材を成形する方法において、上記成形型の高さが基準高さに到達するまでの、予め設定した基準成形時間からの超過又は短縮した時間を基にして、上記加熱手段の温度を切り替えるタイミングを遅くする又は早くすることで、上記成形時間を適正な基準成形時間に収束させるようにしてもよい。この場合の多くは、段階的に温度低下方向に切り替えが行われる。
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の成形品の製造装置は、成形型及びこの成形型内に供給した熱可塑性素材を加熱工程において加熱し、この加熱された成形型及び熱可塑性素材を加熱手段によって保温しつつ押圧成形して成形品を製造する成形品の製造装置において、上記熱可塑性素材及びこの熱可塑性素材を収容した成形型を保温する加熱手段と、上記熱可塑性素材を収容した状態の上記成形型の高さを測定する高さ測定手段と、上記測定した成形型の高さが基準高さに到達するまでの成形時間に応じて、上記加熱手段の温度（温度、或いは、温度変更のタイミング）を調整して上記成形時間を適正な基準成形時間に収束させる制御手段とを備える構成とする。
【００１２】
また、上記制御手段は、上記成形型の高さが基準高さに到達するまでの、予め設定した基準成形時間からの超過又は短縮した時間を基にして、段階的に予め設定された調整温度幅から選択する構成とするとよい。
【００１３】
また、上記制御手段は、上記成形型の高さが基準高さに到達するまでの、予め設定した基準成形時間からの超過又は短縮した時間を基にして、関数式により調整温度幅を決定する構成としてもよい。
【００１４】
また、上記制御手段は、上記加熱手段の温度を成形過程において切り替えて上記熱可塑性素材を成形する方法において、上記成形型の高さが基準高さに到達するまでの、予め設定した基準成形時間からの超過又は短縮した時間を基にして、上記加熱手段の温度を切り替えるタイミングを遅くする又は早くすることで、上記成形時間を適正な基準成形時間に収束させる構成としてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明では、熱可塑性素材を収容した状態の成形型の高さが基準高さに到達するまでの成形時間に応じて、加熱手段の温度を調整して成形時間を適正な基準成形時間に収束させている。そのため、熱可塑性素材の圧力及び変形量を一定に保持すると共に成形時間を適正な基準成形時間に収束させることで、成形型や製造装置構成物の経時変化等による熱可塑性素材の実温度のズレを解消し、熱可塑性素材の温度、粘度及びこれらの分布を実質的に安定化させることができる。したがって、本発明によれば、成形品を高精度に繰り返し安定して製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態に係る熱可塑性素材の製造方法及び製造装置について、図面を参照しながら説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る成形品の製造装置の成形工程における時間変化を示す説明図である。
【００１７】
同図において、熱可塑性素材１は、成形型２に収容され、加熱工程を経て加熱軟化した状態である。成形型２は、上型３、下型４、これら上型３及び下型４の外周面に当接するスリーブ５、このスリーブ５と下型４との間に介在する外径枠６から構成されている。以下、成形型２及びこの成形型２に収容された熱可塑性素材１を併せて型セット７と呼ぶ。
【００１８】
型セット７は、加熱手段としてのヒータ８ａ，９ａがそれぞれ４本嵌入された保温プレート上８及び保温プレート下９により、一定の圧力で成形されている。保温プレート上８は、図示しない駆動手段により駆動される軸１０に固定されて加圧・昇降可能となっている。また、保温プレート上８の高さ位置は、装置天板１１上に配置された高さ測定手段としての高さ測定部１２により測定されている。
【００１９】
高さ測定部１２、加熱手段としての保温プレート上８及び保温プレート下９（ヒータ８ａ及びヒータ９ａ）は、制御手段としての制御部１３に接続されている。この制御部１３は、入力された制御プログラム１３ａに基づくシーケンス制御等により、高さ測定部１２から高さ検出信号１４を受信すると共に、保温プレート上８及び保温プレート下９に温度制御信号１５を送信している。
【００２０】
制御部１３は、詳しくは後述するが、高さ測定部１２により測定された型セット７の高さが基準高さに到達することを高さ検出信号１４により判断し、熱可塑性素材１の成形時間が一定になるように、必要に応じて温度制御信号１５によって保温プレート上８及び保温プレート下９のプレート温度を制御している。
【００２１】
なお、同図の左側に示す熱可塑性素材１は、成形によって変形し、同図中の右側に示す熱可塑性素材１´へと成形される。これに伴い型セット７（保温プレート上８）の高さは小さくなる（変位Ｄ）。そして、型セット７の高さが基準高さに到達したことをもって制御部１３が成形工程の完了を捉える。
【００２２】
図２は、上記成形工程における成形時間と型セット高さとの関係を示す特性図である。
図３は、上記成形工程における制御を示すフローチャートである。
図４は、上記成形工程におけるズレ時間と調整温度幅との関係の例を示す図表である。
【００２３】
図２に示す高さ変化曲線Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を例に説明する。高さ変化曲線Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３は、上述のように、成形時間が経過すると熱可塑性素材１が圧力を加えられて変形して、型セット高さＨは小さくなり、成形工程が終了となる基準高さＨ0に到達する。この基準高さＨ0に到達するまでに要する高さ変化曲線Ｐ１の成形時間ｔを適正な基準成形時間ｔ0として制御部１３に初期設定しておく。
【００２４】
そして、図３に示すように、基準高さＨ0到達までの基準成形時間ｔ0からの超過又は短縮したズレ時間Δｔを測定する（Ｓ１）。この時間測定は、高さ測定部１２からの高さ検出信号１４を制御部１３において検知し、基準高さＨ0に到達するまでの時間を制御部１３に設けたタイマ機能により測定することができる。
【００２５】
ここで、基準成形時間ｔ0からのズレ時間Δｔに応じて段階的に設定された図４の例に示す調整温度幅Ｔを基に、制御部１３によって温度を調整する条件であるか否かを判断する（Ｓ２）。本実施形態では、ズレ時間Δｔが±５秒の範囲内であれば調整温度幅Ｔが０℃であり、温度調整をしないと判断する。
【００２６】
一方、図２に示す高さ変化曲線Ｐ２のように基準高さＨ0に到達するまでの成形時間ｔが基準成形時間ｔ0よりも長くなり、そのズレ時間Δｔが＋５秒を超える場合、及び、高さ変化曲線Ｐ３のように基準高さＨ0に到達するまでの成形時間ｔが基準成形時間ｔ0よりも短くなり、そのズレ時間Δｔが−５秒を超える場合には、制御部１３によって成形温度の調整温度幅Ｔを選択する（Ｓ３）。
【００２７】
本実施形態では、図４に示すように、ズレ時間Δｔに対する調整温度幅Ｔを、ズレ時間Δｔが＋５〜＋１０秒で調整温度幅＋１℃、＋１０〜＋１５秒で＋２℃、＋１５〜＋２０秒で＋４℃、−５〜−１０秒で−１℃、−１０〜−１５秒で−３℃、−１５〜−２０秒で−５℃に設定している。なお、ズレ時間Δｔが設定範囲を超える場合（ここでは＋２０秒又は−２０秒を超える場合）には、制御部１３により、熱可塑性素材１の成形を停止するか警告を発するようにするとよい。そのため、成形を継続することができるズレ時間Δｔの範囲まで調整温度幅Ｔを設定しておくとよい。
【００２８】
そして、調整温度幅Ｔを基に制御部１３から温度制御信号１５を送信し、保温プレート上８及び保温プレート下９の成形温度を調整する（Ｓ４）。なお、図４に示すようなズレ時間Δｔに対する調整温度幅Ｔの決定方法は、実際の成形時間ｔが基準成形時間ｔ0に近づくように、成形する熱可塑性素材１或いは成形型２の物性、形状等を基にしたシミュレーションにより、或いは、経験的に、決めることができる。
【００２９】
また、一度の補正で修正するというより何度も繰り返しの補正で理想値に収束していくようにするとよい。
以上説明した第１実施形態では、熱可塑性素材１を収容した成形型２（型セット７）の高さが基準高さＨ0に到達するまでの成形時間ｔに応じて、加熱手段（保温プレート上８及び保温プレート下９）の温度を調整して成形時間を適正な基準成形時間ｔ0に収束させている。つまり、熱可塑性素材１の圧力及び変形量を一定に保持すると共に成形時間を適正な基準成形時間ｔ0に収束させることで、成形型２や製造装置構成物の経時変化等による熱可塑性素材１の実温度のズレを解消する。これによって、熱可塑性素材１の熱伝導による熱的分布が安定することになり、成形工程中の熱可塑性素材１の温度、粘度及びこれらの分布を実質的に安定化させることができる。したがって、本実施形態によれば、高精度な成形品を繰り返し安定して製造することができる。
【００３０】
また、本実施形態では、型セット７が基準高さＨ0に達するまでの基準成形時間ｔ0からの超過又は短縮した時間（ズレ時間Δｔ）に基づいて、段階的に設定された加熱手段の温度の調整温度幅Ｔを選択しているため、制御部１３による制御が簡略化する。したがって、本実施形態によれば、簡単な構成で、高精度な成形品を繰り返し安定して製造することができる。
【００３１】
図５は、上記第１実施形態の変形例に係る成形工程における成形時間と型セット高さとの関係を示す特性図である。
同図に示すように、本変形例においては、成形工程完了前の型セット高さを基準高さＨ0とし、この基準高さＨ0における高さ変化曲線Ｐ１の成形時間ｔを適正な基準成形時間ｔ0として、上記実施形態に係る制御部１３に初期設定している。そして、この基準成形時間ｔ0を基にしたズレ時間Δｔに応じて、制御部１３により、調整温度幅Ｔを選択すると共に、温度制御信号１５を送信して保温プレート上８及び保温プレート下９のプレート温度を調整する。
【００３２】
ここで、本変形例のように成形工程の完了前の型セット高さを基準高さＨ0に設定する場合、上記実施形態よりもズレ時間Δｔの絶対値が少なく計測されるため、設定した基準高さＨ0に応じたズレ時間Δｔと調整温度幅Ｔとの関係を設定する必要がある。
【００３３】
本変形例においても、熱可塑性素材１を収容した成形型２（型セット７）の高さが基準高さＨ0に到達するまでの時間に応じて、加熱手段（保温プレート上８及び保温プレート下９）の温度を調整して成形時間を適正な基準成形時間ｔ0に収束させている。つまり、熱可塑性素材１の圧力及び変形量を一定に保持すると共に成形時間を適正な基準成形時間ｔ0に収束させることで、成形型２や製造装置構成物の経時変化等による熱可塑性素材１の実温度のズレを解消する。これによって、熱可塑性素材１の熱伝導による熱的分布が安定することになり、成形工程中の熱可塑性素材１の温度、粘度及びこれらの分布を実質的に安定化させることができる。したがって、本実施形態によれば、高精度な成形品を繰り返し安定して製造することができる。
【００３４】
＜第２実施形態＞
図６は、本発明の第２実施形態に係る成形工程における制御を示すフローチャートである。
【００３５】
図７は、上記成形工程におけるズレ時間と調整温度幅との関係の例を示すグラフである。
本実施形態では、ズレ時間Δｔを関数式に入力して調整温度幅Ｔを出力する点を除いて、上記第１実施形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００３６】
予め、上記第１実施形態及びその変形例と同様に、基準高さＨ0を決めて、この基準高さＨ0に到達するまでの適正な基準成形時間ｔ0を図１に示す制御部１３に初期設定しておく。
【００３７】
そして、図６に示すように、基準高さＨ0に到達するまでのズレ時間Δｔを測定する（Ｓ１１）。
ここで、基準成形時間ｔ0からのズレ時間Δｔを基にして、例えば対応する温度変化率を係数化した関数式（調整温度幅Ｔ＝０．１×ズレ時間Δｔ）により、成形温度の調整温度幅Ｔを決定する（Ｓ１２）。
【００３８】
この調整温度幅Ｔを基に制御部１３から温度制御信号１５を送信し、保温プレート上８及び保温プレート下９のプレート温度を調整する（Ｓ１３）。なお、ズレ時間Δｔに対する調整温度幅Ｔの関数式の決定方法は、実際の成形時間ｔが基準成形時間ｔ0に近づくように、成形する熱可塑性素材１或いは成形型２の物性、形状等を基にしたシミュレーションにより、或いは、経験的に、決めることができる。また、関数式を２次関数、３次関数等にすることも有効である。
【００３９】
以上説明した第２実施形態においても、上記第１実施形態と同様に、熱可塑性素材１を収容した成形型２（型セット７）の高さが基準高さＨ0に到達するまでの時間に応じて、加熱手段の温度を調整して成形時間を適正な基準成形時間ｔ0に収束させている。つまり、熱可塑性素材１の圧力及び変形量を一定に保持すると共に成形時間を適正な基準成形時間ｔ0に収束させることで、成形型２や製造装置構成物の経時変化等による熱可塑性素材１の実温度のズレを解消する。これによって、熱可塑性素材１の熱伝導による熱的分布が安定することになり、成形工程中の熱可塑性素材１の温度、粘度及びこれらの分布を実質的に安定化させることができる。したがって、本実施形態によれば、高精度な成形品を繰り返し安定して製造することができる。
【００４０】
また、本実施形態では、型セット７の高さが基準高さＨ0に到達するまでの、予め設定した基準成形時間ｔ0からの超過又は短縮した時間を基にして、関数式（調整温度幅Ｔ＝０．１×ズレ時間Δｔ）により成形温度の調整温度幅Ｔを決定している。そのため、より正確に熱可塑性素材１の成形時間を適正な基準成形時間ｔ0に収束させることができる。したがって、本実施形態によれば、より高精度な成形品を繰り返し安定して製造することができる。
【００４１】
＜第３実施形態＞
図８は、本発明の第３実施形態に係る成形工程における制御を示すフローチャートである。
【００４２】
図９は、上記成形工程における温度切り替えを説明するための説明図である。
本実施形態では、図９の上段のグラフに示すように、成形過程において第１の温度ＰＴ１（成形時間ｔ１）から第２の温度ＰＴ２（成形時間ｔ２）へとプレート温度ＰＴを切り替えて成形する（ただし、ＰＴ１＞ＰＴ２）。そして、詳しくは後述するが、本実施の形態ではプレート温度ＰＴ１，ＰＴ２自体を変更するのではなく、プレート温度ＰＴを切り替えるタイミングを遅くする又は早くすることで成形時間ｔを直接調整して、成形時間ｔを予め設定した適正な基準成形時間ｔ0に収束させている。この点を除いては、上記第１及び第２実施形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００４３】
予め、上記第１及び第２実施形態と同様に、型セット高さＨが基準高さＨ0に到達するまでの適正な基準成形時間ｔ0を制御部１３に設定しておく。
そして、図８に示すように、基準高さＨ0到達までの基準成形時間ｔ0からのズレ時間Δｔを測定する（Ｓ２１）。なお、図９の中段のグラフでは、ズレ時間Δｔがプラス（＋）の値である場合を示している。
【００４４】
ここで、基準成形時間ｔ0からのズレ時間Δｔに基づいて、第１の温度ＰＴ１（成形時間ｔ１）から第２の温度ＰＴ２（成形時間ｔ２）へとプレート温度ＰＴを切り替えるタイミングの調整時間αを、制御部１３により決定する（Ｓ２２）。このタイミングの調整時間αの決定方法は、実際の成形時間ｔが基準成形時間ｔ0に近づくように、成形する熱可塑性素材１或いは成形型２の物性、形状等を基にしたシミュレーションにより、或いは、経験的に、決めることができる。
【００４５】
そして、図９の下段のグラフに示すように、第１の温度ＰＴ１（成形時間ｔ１）から第２の温度ＰＴ２（成形時間ｔ２）への切り替えタイミングを、調整時間αに従い調整する（Ｓ２３）。これにより、第１の温度ＰＴ１で成形する時間はｔ１＋αとなり、第２の温度ＰＴ２で成形する時間はｔ２−αとなる。こうすることによって、高温側の温度ＰＴ１である時間が調整時間αだけ長くなり、低温側の温度ＰＴ２である時間が調整温度αだけ短くなるので、結果、低粘度である時間が長くなることによって、変形速度を早めることができる。そうして、ズレ時間Δｔを短縮していく。
【００４６】
以上説明した第３実施形態においては、熱可塑性素材１を収容した成形型２（型セット７）の高さが基準高さＨ0に到達するまでの時間に応じて、加熱手段のプレート温度ＰＴ１からＰＴ２への切り替えタイミングを調整している。つまり、熱可塑性素材１の圧力及び変形量を一定に保持すると共に成形時間を適正な基準成形時間ｔ0に収束させることで、成形型２や製造装置構成物の経時変化等による熱可塑性素材１の実温度のズレを解消する。これによって、熱可塑性素材１の熱伝導による熱的分布が安定することになり、成形工程中の熱可塑性素材１の温度、粘度及びこれらの分布を実質的に安定化させることができる。したがって、本実施形態によれば、高精度な成形品を繰り返し安定して製造することができる。
【００４７】
また、本実施形態では、ズレ時間Δｔを基にして、プレート温度ＰＴを切り替えるタイミングを遅くする又は早くすることで（タイミング調整時間α）、上記ズレ時間Δｔを直接調整している。そのため、プレート温度ＰＴを成形過程において切り替えて熱可塑性素材１を成形する場合に、各段階でのプレート温度ＰＴ１，ＰＴ２の値自体を変更する必要がなく、制御部１３による制御が簡略化する。したがって、本実施形態によれば、簡単な構成で、高精度な成形品を繰り返し安定して製造することができる。
【００４８】
なお、本実施形態では、プレート温度ＰＴ１，ＰＴ２の値自体は変更せずに、プレート温度ＰＴ１からプレート温度ＰＴ２への切り替えタイミングを変更する例を説明したが、切り替えタイミングを変更せずに各段階でのプレート温度ＰＴ１，ＰＴ２の値自体を変更しても、切り替えタイミングを変更して更に各段階でのプレート温度ＰＴ１，ＰＴ２の値自体を変更しても、本発明の効果を得ることは可能である。
【００４９】
また、本実施形態では、プレート温度ＰＴを２段階に設定した場合の例を説明したが、３段階以上に設定する場合にも、各段階の成形時間を同様に調整すれば、結果として上記成形時間を調整することができる。
【００５０】
また、本発明の成形工程における適正な基準成形時間に収束させる手段は、上記第１〜第３実施形態で説明したものに限定されず、例えば、成形温度を連続的に下げながら成形する場合には、温度を一定（直線状）に下げるのではなく、曲線状に下げるようにすることでも、成形時間の調整は可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る成形品の製造装置の加熱工程における時間変化を示す説明図である。
【図２】上記成形工程における成形時間と型セット高さとの関係を示す特性図である。
【図３】上記成形工程における制御を示すフローチャートである。
【図４】上記成形工程におけるズレ時間と調整温度幅との関係の例を示す図表である。
【図５】上記第１実施形態の変形例に係る成形工程における成形時間と型セット高さとの関係を示す特性図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る成形工程における制御を示すフローチャートである。
【図７】上記成形工程におけるズレ時間と調整温度幅との関係の例を示すグラフである。
【図８】本発明の第３実施形態に係る成形工程における制御を示すフローチャートである。
【図９】上記成形工程における温度切り替えを説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００５２】
１ 熱可塑性素材
２ 成形型
３ 上型
４ 下型
５ スリーブ
６ 外径枠
７ 型セット
８ 保温プレート上
８ａ ヒータ
９ 保温プレート下
９ａ ヒータ
１０ 軸
１１ 装置天板
１２ 高さ測定部
１３ 制御部
１３ａ 制御プログラム
１４ 高さ検出信号
１５ 温度制御信号
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形型及び該成形型内に供給した熱可塑性素材を加熱工程において加熱し、該加熱された成形型及び熱可塑性素材を加熱手段によって保温しつつ押圧成形して成形品を製造する成形品の製造方法において、
前記熱可塑性素材を収容した状態の前記成形型の高さが基準高さに到達するまでの成形時間の変化に応じて、前記加熱手段の温度を調整して前記成形時間を適正な基準成形時間に収束させることを特徴とする成形品の製造方法。
【請求項２】
前記成形型の高さが基準高さに到達するまでの、予め設定した基準成形時間からの超過又は短縮した時間を基にして、段階的に予め設定された調整温度幅から選択することを特徴とする請求項１記載の成形品の製造方法。
【請求項３】
前記成形型の高さが基準高さに到達するまでの、予め設定した基準成形時間からの超過又は短縮した時間を基にして、関数式により調整温度幅を決定することを特徴とする請求項１記載の成形品の製造方法。
【請求項４】
前記加熱手段の温度を成形過程において切り替えて前記熱可塑性素材を成形する方法において、
前記成形型の高さが基準高さに到達するまでの、予め設定した基準成形時間からの超過又は短縮した時間を基にして、前記加熱手段の温度を切り替えるタイミングを遅くする又は早くすることで、前記成形時間を適正な基準成形時間に収束させることを特徴とする請求項１記載の成形品の製造方法。
【請求項５】
成形型及び該成形型内に供給した熱可塑性素材を加熱工程において加熱し、該加熱された成形型及び熱可塑性素材を加熱手段によって保温しつつ押圧成形して成形品を製造する成形品の製造装置において、
前記熱可塑性素材及び該熱可塑性素材を収容した成形型を保温する加熱手段と、
前記熱可塑性素材を収容した状態の前記成形型の高さを測定する高さ測定手段と、
前記測定した成形型の高さが基準高さに到達するまでの成形時間に応じて、前記加熱手段の温度を調整して前記成形時間を適正な基準成形時間に収束させる制御手段と
を備えることを特徴とする成形品の製造装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記成形型の高さが基準高さに到達するまでの、予め設定した基準成形時間からの超過又は短縮した時間を基にして、段階的に予め設定された調整温度幅から選択することを特徴とする請求項５記載の成形品の製造装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記成形型の高さが基準高さに到達するまでの、予め設定した基準成形時間からの超過又は短縮した時間を基にして、関数式により調整温度幅を決定することを特徴とする請求項５記載の成形品の製造装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記加熱手段の温度を成形過程において切り替えて前記熱可塑性素材を成形する方法において、前記成形型の高さが基準高さに到達するまでの、予め設定した基準成形時間からの超過又は短縮した時間を基にして、前記加熱手段の温度を切り替えるタイミングを遅くする又は早くすることで、前記成形時間を適正な基準成形時間に収束させることを特徴とする請求項５記載の成形品の製造装置。
【請求項１】
成形型及び該成形型内に供給した熱可塑性素材を加熱工程において加熱し、該加熱された成形型及び熱可塑性素材を加熱手段によって保温しつつ押圧成形して成形品を製造する成形品の製造方法において、
前記熱可塑性素材を収容した状態の前記成形型の高さが基準高さに到達するまでの成形時間の変化に応じて、前記加熱手段の温度を調整して前記成形時間を適正な基準成形時間に収束させることを特徴とする成形品の製造方法。
【請求項２】
前記成形型の高さが基準高さに到達するまでの、予め設定した基準成形時間からの超過又は短縮した時間を基にして、段階的に予め設定された調整温度幅から選択することを特徴とする請求項１記載の成形品の製造方法。
【請求項３】
前記成形型の高さが基準高さに到達するまでの、予め設定した基準成形時間からの超過又は短縮した時間を基にして、関数式により調整温度幅を決定することを特徴とする請求項１記載の成形品の製造方法。
【請求項４】
前記加熱手段の温度を成形過程において切り替えて前記熱可塑性素材を成形する方法において、
前記成形型の高さが基準高さに到達するまでの、予め設定した基準成形時間からの超過又は短縮した時間を基にして、前記加熱手段の温度を切り替えるタイミングを遅くする又は早くすることで、前記成形時間を適正な基準成形時間に収束させることを特徴とする請求項１記載の成形品の製造方法。
【請求項５】
成形型及び該成形型内に供給した熱可塑性素材を加熱工程において加熱し、該加熱された成形型及び熱可塑性素材を加熱手段によって保温しつつ押圧成形して成形品を製造する成形品の製造装置において、
前記熱可塑性素材及び該熱可塑性素材を収容した成形型を保温する加熱手段と、
前記熱可塑性素材を収容した状態の前記成形型の高さを測定する高さ測定手段と、
前記測定した成形型の高さが基準高さに到達するまでの成形時間に応じて、前記加熱手段の温度を調整して前記成形時間を適正な基準成形時間に収束させる制御手段と
を備えることを特徴とする成形品の製造装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記成形型の高さが基準高さに到達するまでの、予め設定した基準成形時間からの超過又は短縮した時間を基にして、段階的に予め設定された調整温度幅から選択することを特徴とする請求項５記載の成形品の製造装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記成形型の高さが基準高さに到達するまでの、予め設定した基準成形時間からの超過又は短縮した時間を基にして、関数式により調整温度幅を決定することを特徴とする請求項５記載の成形品の製造装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記加熱手段の温度を成形過程において切り替えて前記熱可塑性素材を成形する方法において、前記成形型の高さが基準高さに到達するまでの、予め設定した基準成形時間からの超過又は短縮した時間を基にして、前記加熱手段の温度を切り替えるタイミングを遅くする又は早くすることで、前記成形時間を適正な基準成形時間に収束させることを特徴とする請求項５記載の成形品の製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−１６９０６７（Ｐ２００８−１６９０６７Ａ）
【公開日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２８０１（Ｐ２００７−２８０１）
【出願日】平成１９年１月１０日（２００７．１．１０）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月１０日（２００７．１．１０）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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