JP6774805B2 - 射出成形機および射出成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、１回の計量動作に続いて複数回の射出動作を行う射出成形機および射出成形方法に関する。

特許文献１に従来の射出成形機が開示されている。この射出成形機は、形状やサイズの異なった複数のキャビティを有する金型を用い、１回の計量動作を行ったのち、複数のキャビティのそれぞれに対して射出動作を行う。

この射出成形機では、一つの射出動作とそれに続く次の射出動作との間において、スクリューを駆動するサーボモータの電流を切ってトルクをゼロにすることで射出シリンダおよびそれに通じる樹脂通路の樹脂圧を抜く動作を行い、このときにスクリューが樹脂により押し戻された位置を次回の射出動作における射出開始位置としている。

特開２００４−１５５０７１号公報

このような射出成形機においては、スクリューを回転させて射出シリンダ前方に樹脂を送り込むように計量動作を行うことから、計量動作直後はスクリュー溝内に樹脂が充填されている。しかしながら、計量動作後に行う射出動作によりスクリュー溝内において樹脂の移動が生じてしまうので、１回の計量動作に対して複数回の射出動作を行ったあとのスクリュー溝内の樹脂の充填状態が安定せず、そのため、その後の計量動作においてスクリューの回転量や移動速度などに差異が生じて、計量した樹脂の樹脂密度にばらつきが生じるおそれがあった。

そこで、本発明は、複数回の射出動作のあとに計量した樹脂の密度のばらつきを抑制できる射出成形機および射出成形方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一態様の射出成形機は、射出シリンダと、前記射出シリンダ内に収容されたスクリューと、前記射出シリンダ内で前記スクリューを回転および前後進させる駆動部と、を有する射出成形機であって、前記射出シリンダ内における前記スクリューの前方空間に複数回分の射出量の樹脂を計量して溜めるように、前記駆動部により前記スクリューを回転させながら後退させる計量制御部と、前記前方空間に溜められた樹脂から１回分の射出量の樹脂を射出する射出動作を複数回行うように、前記駆動部により前記スクリューを複数回に分けて前進させる射出制御部と、前記射出制御部による一つの射出動作とその次の射出動作との間に、前記駆動部により前記樹脂を前方方向に送る正回転方向に前記スクリューを回転させる正回転制御部と、を有し、前記正回転制御部は、前記スクリューのフライトの間の溝に樹脂を充填しかつ前記前方空間に樹脂を送り出さないように前記スクリューを正回転方向に回転させることを特徴とする。

本発明によれば、複数回行われる射出動作のうちの一つの射出動作とその次の射出動作との間に、駆動部により樹脂を前方方向に送る正回転方向にスクリューを回転させる。このようにしたことから、スクリューの正回転により樹脂が順次前方方向に送られてスクリューの溝内に充填される。そのため、１つの射出動作が終了する毎にスクリューの溝内に樹脂が充填されるので、スクリュー溝内の樹脂の充填状態が安定し、計量した樹脂の密度のばらつきを抑制することができる。

本発明においては、前記射出制御部による一つの射出動作とその次の射出動作との間に、前記前方空間に溜められた樹脂の圧力が射出圧保証時間にわたって基準圧力値となるように、前記駆動部により前記スクリューの前後方向の位置を調整する射出圧保証制御部をさらに有していることが好ましい。このようにすることで、複数回の射出動作のそれぞれにおいて射出シリンダ内の前方空間の樹脂圧力が均等となるので、射出シリンダ内の樹脂状態のムラを抑制して、各射出動作において樹脂密度をそろえることができる。

本発明においては、前記射出制御部による前記射出動作が、前記１回分の射出量の樹脂を射出したあとの前記前方空間に溜められた樹脂の圧力が保圧時間にわたって保圧圧力値となるように、前記駆動部により前記スクリューの前後方向の位置を調整する動作を含んでいることが好ましい。このようにすることで、各射出動作における樹脂の充填不足を抑制することができる。

上記目的を達成するために、本発明の他の一態様の射出成形方法は、射出シリンダと、前記射出シリンダ内に収容されたスクリューと、前記射出シリンダ内で前記スクリューを回転および前後進させる駆動部と、を有する射出成形機で用いられる射出成形方法であって、前記射出シリンダ内における前記スクリューの前方空間に複数回分の射出量の樹脂を計量して溜めるように、前記駆動部により前記スクリューを回転させながら後退させる計量制御ステップと、前記前方空間に溜められた樹脂から１回分の射出量の樹脂を射出する射出動作を複数回行うように、前記駆動部により前記スクリューを複数回に分けて前進させる射出制御ステップと、前記射出制御ステップにおける一つの射出動作とその次の射出動作との間に、前記駆動部により前記樹脂を前方方向に送る正回転方向に前記スクリューを回転させる正回転制御ステップと、を含み、前記正回転制御ステップにおいて、前記スクリューのフライトの間の溝に樹脂を充填しかつ前記前方空間に樹脂を送り出さないように前記スクリューを正回転方向に回転させることを特徴とする。

本発明によれば、複数回行われる射出動作のうちの一つの射出動作とその次の射出動作との間に、駆動部により樹脂を前方方向に送る正回転方向にスクリューを回転させる。このようにしたことから、スクリューの正回転により樹脂が順次前方方向に送られてスクリューの溝内に充填される。そのため、１つの射出動作が終了する毎にスクリューの溝内に樹脂が充填されるので、スクリュー溝内の樹脂の充填状態が安定し、計量した樹脂の樹脂密度のばらつきを抑制することができる。

本発明によれば、複数回の射出動作のあとに計量した樹脂の密度のばらつきを抑制できる。これにより、成形品の品質が不安定になってしまうことを抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る射出成形機の概略構成を示す図である。 図１の射出成形機における動作の条件値の設定画面の一例を示す図である。 図１の射出成形機における動作の流れの一例（サックバック動作あり）を説明する図である。 図１の射出成形機における動作の流れの他の一例（サックバック動作なし）を説明する図である。

以下、本発明の一実施形態に係る射出成形機について、図１〜図４を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る射出成形機の概略構成を示す図である。図２は、図１の射出成形機における動作の条件値の設定画面の一例を示す図である。図３、図４は、図１の射出成形機における動作の流れの一例（サックバック動作あり／なし）を説明する図である。

図１に示すように、射出成形機１は、射出ユニット１０と、制御ユニット３０と、を有している。

射出ユニット１０は、射出シリンダ１１と、スクリュー１２と、回転制御用サーボモータ１３と、回転制御用タイミングベルト１４と、スクリュープーリ１５と、位置制御用サーボモータ１６と、位置制御用タイミングベルト１７と、ボールネジ機構１８と、回転検出用エンコーダ１９と、位置検出用エンコーダ２０と、ロードセル２１と、を有している。

射出シリンダ１１は、一端にノズル１１ａが設けられた筒状に形成されており、その外周面に図示しないヒータを備えている。スクリュー１２は、射出シリンダ１１内に回転および前後方向に移動可能（すなわち、前後進可能）に収容されている。なお、本明細書において、図１の射出シリンダ１１のノズル１１ａ側を前側、その反対側を後側としている。

回転制御用サーボモータ１３は、スクリュー１２を回転させる駆動部である。回転制御用サーボモータ１３は、その出力プーリ１３ａの回転が回転制御用タイミングベルト１４を介してスクリュー１２に同軸に固定されたスクリュープーリ１５に伝達される。これにより、スクリュー１２は軸を中心に回転される。樹脂を前方方向に送る回転方向を正回転方向、後方方向に送る回転方向を逆回転方向とする。

位置制御用サーボモータ１６は、スクリュー１２を前後進させる駆動部である。位置制御用サーボモータ１６は、その出力プーリ１６ａの回転が位置制御用タイミングベルト１７を介してボールネジ機構１８のねじ軸１８ａに同軸に固定されたねじ軸プーリ１８ｂに伝達される。これにより、ねじ軸１８ａは軸を中心に回転される。そして、ねじ軸１８ａの回転によりボール（図示なし）を介して螺合されたナット部１８ｃが軸方向（すなわち前後方向）に移動する。このナット部１８ｃの移動に伴って当該ナット部１８ｃに固定されたスクリュー１２も前後方向に移動される。位置制御用サーボモータ１６によって、スクリュー１２が前後方向に移動されることにより、スクリュー１２の位置および射出シリンダ１１内におけるスクリュー１２の前方空間Ｅに溜められている樹脂に加わる圧力（以下、単に「樹脂圧力Ｐ」という。）を調整する。

回転検出用エンコーダ１９は、回転制御用サーボモータ１３の回転位置を検出し、この回転位置に基づいて後述する制御ユニット３０の制御部３３がスクリュー１２の回転速度Ｒを検出する。位置検出用エンコーダ２０は、位置制御用サーボモータ１６の回転位置を検出し、この回転位置に基づいて制御部３３がスクリュー１２の前後方向の位置Ｌや移動速度Ｖを検出する。ロードセル２１は、スクリュー１２に加わる圧力を検出し、この圧力に基づいて制御部３３が樹脂圧力Ｐを検出する。

制御ユニット３０は、設定格納部３１と、表示操作部３２と、制御部３３と、回転制御用サーボアンプ３４と、位置制御用サーボアンプ３５と、を有している。

設定格納部３１は、例えばハードディスク装置や不揮発性メモリ等の書き換え可能な記憶媒体などを含んで構成されている。設定格納部３１には、各種動作時におけるスクリュー１２の回転速度Ｒ、位置Ｌおよび移動速度Ｖ、ならびに射出シリンダ１１内における樹脂圧力Ｐなどの条件値が格納（すなわち記憶）されている。各種動作には、（１）射出シリンダ１１内の前方空間Ｅに複数回分の射出量の樹脂を計量して溜める計量動作、（２）計量動作後に樹脂圧力Ｐを補正する計量後圧力補正動作、（３）前方空間Ｅに溜められた樹脂から１回分の射出量の樹脂を射出・保圧する射出動作、（４）一つの射出動作とその次の射出動作との間に、正回転方向にスクリューを回転させる正回転動作、（５）一つの射出動作とその次の射出動作との間に、射出圧保証時間Ｔｓにわたって樹脂圧力Ｐが基準圧力値Ｐｓとなるように保持する射出圧保証動作、（６）射出圧保証動作の後にオプションとして実行されるサックバック動作などが含まれる。設定格納部３１は、後述する表示操作部３２により設定値が書き込まれ、制御部３３により設定値が読み出されて各種動作において用いられる。

本実施形態において、設定格納部３１には、計量動作の条件値である、
（ａ）計量完了時におけるスクリュー１２の後退位置である計量後退位置Ｘｍ［ｍｍ］、
（ｂ）スクリュー１２の最も前進した位置０から計量後退位置Ｘｍに至るまでのスクリュー１２の計量回転速度Ｒｍ［ｒｐｍ］、
（ｃ）位置０から計量後退位置Ｘｍに至るまでに前方空間Ｅに溜められている樹脂に加える圧力値である計量圧力値Ｐｍ［ＭＰａ］、および
（ｄ）スクリュー１２の位置により再計量の実行要否を判定するための計量実行判定位置Ｘｅ［ｍｍ］についての設定値が格納されている。

また、設定格納部３１には、計量後圧力補正動作の条件値である、
（ｅ）計量動作後に前方空間Ｅに溜められている樹脂に加える圧力値である計量後補正圧力値Ｐｃ［ＭＰａ］および
（ｆ）その圧力値を保持する期間である計量後補正時間Ｔｃ［ｓ］についての設定値が格納されている。

また、設定格納部３１には、射出動作の条件値である、
（ｇ）射出動作を行う射出区間Ｌｉ（ｍｍ）、
（ｈ）射出区間Ｌｉにおけるスクリュー１２の射出移動速度Ｖｉ［ｍｍ／ｓ］、
（ｉ）射出動作時における樹脂に加える圧力の上限値である１次圧力値Ｐｉ［ＭＰａ］、
（ｊ）１回の射出動作におけるスクリュー１２のストローク量である射出ストロークＤｉ［ｍｍ］、
（ｋ）射出により金型のキャビティに樹脂を充填したあとに前方空間Ｅに溜められている樹脂に加える圧力値である保圧圧力値Ｐｈ［ＭＰａ］、および
（ｌ）その圧力値を保持する期間である保圧時間Ｔｈ［ｓ］についての設定値が格納されている。

射出区間Ｌｉを複数の区間（１速、２速、・・・、ｎ速）に分けて、各区間において異なる射出移動速度Ｖｉを設定することが可能である。また、保圧時間Ｔｈを複数の時間（１、２、・・・、ｎ）に分けて、各時間において異なる保圧圧力値Ｐｈを設定することが可能である。

また、設定格納部３１には、射出圧保証動作の条件値である、
（ｍ）一つの射出動作とその次の射出動作との間に、前方空間Ｅに溜められた樹脂に加える圧力値である基準圧力値Ｐｓ［ＭＰａ］、および
（ｎ）とその圧力値を保持する期間である射出圧保証時間Ｔｓ［ｓ］についての設定値が格納されている。基準圧力値Ｐｓは、保圧圧力値Ｐｈより小さいことが好ましい。

また、設定格納部３１には、サックバック動作の条件値である、
（ｏ）サックバック動作におけるスクリュー１２のストローク量であるサックバックストロークＤｓ［ｍｍ］、および
（ｐ）サックバック移動速度Ｖｓ［ｍｍ／ｓ］についての設定値が格納されている。

サックバック動作は、サックバックストロークＤｓに０を設定することによりサックバック動作を省略することができる。

表示操作部３２は、例えば、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどのフラットパネルディスプレイで構成された表示部３２ａと、この表示部３２ａの表示面に重ねて配置されたタッチパネルを備えた操作部３２ｂとを有している。表示部３２ａは、数値や画像、グラフ等の各種情報、および、キーボード、テンキー、チェックボックス、選択リスト、操作ボタン等の各種操作スイッチ画像などを表示する。操作部３２ｂのタッチパネルには、オペレータなどの利用者によって指やタッチ操作ペンなどの操作体によりタッチ操作が入力される。

表示操作部３２では、表示部３２ａに表示している操作スイッチ画像と操作部３２ｂのタッチパネルとを組み合わせてソフトウエア操作スイッチを実現している。以下、操作部３１ｂのタッチパネルにおける表示部３２ａに表示している操作スイッチ画像に対応する箇所をタッチ操作することを、単に「タッチ操作する」という。なお、操作部３２ｂはマウスを備え、このマウスにより各種操作を行ってもよい。

図２に、表示部３２ａに表示される設定画面Ｇ１の一例を示す。設定画面Ｇ１は、各種動作の条件値の設定値を表示および入力するための画面である。表示操作部３２は、表示部３２ａに設定画面Ｇ１を表示している状態において、（ａ）〜（ｐ）の各条件値の設定値表示箇所がタッチ操作されると設定画面Ｇ１に重ねてテンキー（図示なし）を表示する。そして、表示操作部３２は、テンキーがタッチ操作されて値が入力されると、入力された値が設定格納部３１に送られて条件値の設定値として格納される。

制御部３３は、マイクロコンピュータ等により構成されている。制御部３３は、各種動作において制御信号を生成し、この制御信号を回転制御用サーボアンプ３４および位置制御用サーボアンプ３５に出力して、回転制御用サーボモータ１３および位置制御用サーボモータ１６を制御する。

計量動作として、制御部３３は、設定格納部３１から計量回転速度Ｒｍ、計量圧力値Ｐｍおよび計量後退位置Ｘｍを読み出す。そして、制御部３３は、スクリュー１２が計量回転速度Ｒｍで回転しかつ樹脂圧力Ｐが計量圧力値Ｐｍとなるようにしながら、スクリュー１２が計量後退位置Ｘｍまで後退するように制御信号を生成する（計量制御ステップ）。

計量後圧力補正動作として、制御部３３は、設定格納部３１から計量後補正時間Ｔｃおよび計量後補正圧力値Ｐｃを読み出す。そして、制御部３３は、計量後補正時間Ｔｃにわたって樹脂圧力Ｐが計量後補正圧力値Ｐｃとなるように、スクリュー１２の前後方向の位置を調整する制御信号を生成する（計量後圧力補正制御ステップ）。

射出動作として、制御部３３は、設定格納部３１から射出区間Ｌｉ、射出移動速度Ｖｉ、１次圧力値Ｐｉ、射出ストロークＤｉ、計量実行判定位置Ｘｅ、保圧圧力値Ｐｈおよび保圧時間Ｔｈを読み出す。そして、制御部３３は、樹脂圧力Ｐが１次圧力値Ｐｉを超えないようにしながら、スクリュー１２が射出移動速度Ｖｉで射出ストロークＤｉに示される距離を前進するように制御信号を生成し、さらに、制御部３３は、保圧時間Ｔｈにわたって樹脂圧力Ｐが保圧圧力値Ｐｈとなるように、スクリュー１２の前後方向の位置を調整する制御信号を生成する（射出制御ステップ）。また、制御部３３は、スクリュー１２が計量実行判定位置Ｘｅより後側にあるとき、後述する正回転動作、射出圧保証動作およびサックバック動作の終了を待ったのち次の射出動作を行い、スクリュー１２が計量実行判定位置Ｘｅまたはそれより前側にあるとき、計量動作を行う。次の射出動作では、直前のサックバック動作終了時のスクリュー１２の位置を射出開始位置とし、サックバック動作を省略したときは、直前の射出圧保証動作終了時のスクリュー１２の位置を射出開始位置としている。

正回転動作として、制御部３３は、スクリュー１２が所定の回転量（例えば、半回転や１回転、３〜５回転など）の正回転をするように、または、比較的短い所定の時間（例えば、０．０５〜２秒間）の正回転をするように制御信号を生成する（正回転制御ステップ）。この正回転動作では、スクリュー１２のフライト１２ａの間の溝１２ｂにおける樹脂の充填状態を上記計量動作の終了時の充填状態に近づけまたはほぼ同一とし、かつ、前方空間Ｅに樹脂を実質的に送り出さない程度にスクリュー１２を正回転させる。

射出圧保証動作として、制御部３３は、設定格納部３１から射出圧保証時間Ｔｓおよび基準圧力値Ｐｓを読み出す。そして、制御部３３は、一つの射出動作とその次の射出動作との間に、射出圧保証時間Ｔｓにわたって樹脂圧力Ｐが基準圧力値Ｐｓとなるように、スクリュー１２の前後方向の位置を調整する制御信号を生成する（射出圧保証制御ステップ）。

サックバック動作として、制御部３３は、設定格納部３１からサックバック移動速度ＶｓおよびサックバックストロークＤｓを読み出す。そして、制御部３３は、射出圧保証時間Ｔｓの終了時におけるスクリュー１２の位置を開始位置として、スクリュー１２がサックバック移動速度ＶｓでサックバックストロークＤｓに示される距離を後退するように制御信号を生成する（サックバック制御ステップ）。

制御部３３は、上述した各種動作において、回転検出用エンコーダ１９の回転位置出力Ａ１、位置検出用エンコーダ２０の回転位置出力Ａ２およびロードセル２１の圧力出力Ａ３に基づいて、上述したスクリューの回転速度Ｒ、移動速度Ｖおよび位置Ｌ、ならびに樹脂圧力Ｐについてフィードバック制御を行う。

制御部３３は、計量制御部、計量後圧力補正制御部、射出制御部、正回転制御部、射出圧保証制御部およびサックバック制御部などの各種機能部として動作する。

次に、上述した射出成形機１が実行する射出成形サイクルの一例について、図３を参照して説明する。

射出成形機１は、まず表示操作部３２の表示部３２ａに設定画面Ｇ１を表示するとともに操作部３２ｂから（ａ）〜（ｐ）の各条件値の設定値が入力されて、各設定値を設定格納部３１に格納する。

そして、射出成形機１は、図３に示すように、計量動作、計量後圧力補正動作、複数の射出動作、複数の正回転動作、複数の射出圧保証動作および複数のサックバック動作を含む１つの射出成形サイクルを複数回実行する。

すなわち、射出成形機１は、計量動作１を実行して、スクリュー１２を計量回転速度Ｒｍで回転させかつ樹脂圧力Ｐが計量圧力値Ｐｍとなるようにしながら、スクリュー１２を計量後退位置Ｘｍまで後退させる。これにより、複数回分の射出量の樹脂が計量されて、射出シリンダ１１内におけるスクリュー１２の前方空間Ｅに溜められる。

次に、射出成形機１は、計量後圧力補正動作１を実行して、スクリュー１２の前後方向の位置を調整することで、計量後補正時間Ｔｃにわたって樹脂圧力Ｐを計量後補正圧力値Ｐｃになるようにする。これにより、射出シリンダ１１内において樹脂状態のムラが抑制されて樹脂密度が均等になる。また、射出成形機１は、必要に応じて、各計量後圧力補正動作後に、金型を開いて成形品を取り出すとともに、金型を閉じて再度射出シリンダ１１のノズル１１ａとキャビティとを連通させる。

次に、射出成形機１は、射出動作１を実行して、樹脂圧力Ｐが１次圧力値Ｐｉを超えないようにしながら、スクリュー１２を射出移動速度Ｖｉで射出ストロークＤｉに示される距離を前進させる。さらに、射出成形機１は、スクリュー１２の前後方向の位置を調整することで、保圧時間Ｔｈにわたって樹脂圧力Ｐが保圧圧力値Ｐｈとなるようにする。これにより、図示しない金型のキャビティに樹脂が射出されたのち、保圧により樹脂がキャビティに確実に充填される。

ここで、射出成形機１は、射出動作１の終了時点でスクリュー１２が計量実行判定位置Ｘｅより後側にあるので、続いて正回転動作１を実行する。すなわち、射出成形機１は、射出動作１とその次の射出動作２との間に、スクリュー１２を正回転させて、スクリュー１２の溝１２ｂ内における樹脂の充填状態を上記計量動作１の終了時の充填状態とほぼ同一とする。

次に、射出成形機１は、射出圧保証動作１を実行する。すなわち、射出成形機１は、射出動作１とその次の射出動作２との間に、スクリュー１２の前後方向の位置を調整することにより、射出圧保証時間Ｔｓにわたって樹脂圧力Ｐが基準圧力値Ｐｓとなるようにする。これにより、射出シリンダ１１内において樹脂圧力Ｐのムラが抑制されて樹脂密度が均等になる。

次に、射出成形機１は、サックバック動作１を実行して、スクリュー１２をサックバック移動速度ＶｓでサックバックストロークＤｓに示される距離を後退させる。これにより、射出シリンダ１１のノズル１１ａからの樹脂垂れを抑制できる。

また、射出成形機１は、射出圧保証動作１が終了した時点で、金型を開いて成形品を取り出すとともに、金型を閉じて再度射出シリンダ１１のノズル１１ａとキャビティとを連通させる。

そして、射出成形機１は、上記と同様にして、順に射出動作２、正回転動作２、射出圧保証動作２、サックバック動作２、・・・、射出動作ｎ−１、正回転動作ｎ−１、射出圧保証動作ｎ−１、サックバック動作ｎ−１、射出動作ｎを実行する。

射出成形機１は、射出動作ｎの終了時点でスクリュー１２が計量実行判定位置Ｘｅより前側にあるので、１つの射出成形サイクルを終了する。そして、次の射出成形サイクルを開始し、当該射出成形サイクルに含まれる計量動作２を実行する。

これ以降は、同様にして複数回の射出成形サイクルを実行する。

なお、上記ではサックバック動作を含む射出成形サイクルについて説明したが、図４に示すようにサックバック動作を含まない射出成形サイクルを実行してもよい。また、図示はしていないが、射出圧保証動作およびサックバック動作を含まない射出成形サイクルを実行してもよい。

以上説明したように、本実施形態の射出成形機１によれば、複数回行われる射出動作のうちの一つの射出動作とその次の射出動作との間に、回転制御用サーボモータ１３により樹脂を前方方向に送る正回転方向にスクリュー１２を回転させる。このようにしたことから、スクリュー１２の正回転により樹脂が順次前方方向に送られてスクリュー１２の溝１２ｂ内に充填される。そのため、１つの射出動作が終了する毎にスクリュー１２の溝１２ｂ内に樹脂が充填されるので、スクリュー１２の溝１２ｂ内の樹脂の充填状態が安定し、計量した樹脂の樹脂密度のばらつきを抑制することができる。

また、複数回行われる射出動作のうちの一つの射出動作とその次の射出動作との間に、射出シリンダ１１内におけるスクリュー１２の前方空間Ｅに溜められた樹脂の圧力（樹脂圧力Ｐ）が射出圧保証時間Ｔｓにわたって基準圧力値Ｐｓとなるように、位置制御用サーボモータ１６によりスクリュー１２の前後方向の位置を調整する。このようにしたことにより、複数回の射出動作のそれぞれにおいて射出シリンダ１１内の樹脂圧力Ｐが均等となるので、射出シリンダ１１内の樹脂状態のムラを抑制して、各射出動作において樹脂密度をそろえることができる。

また、一つの射出動作とその次の射出動作との間に、射出圧保証時間Ｔｓの終了時のスクリュー１２の位置を開始位置としてサックバック動作を行うように、位置制御用サーボモータ１６によりスクリュー１２を後退させる。このようにすることで、サックバック動作により射出シリンダ１１のノズル１１ａからの樹脂垂れを抑制することができる。また、サックバック動作のためのスクリュー１２の後退量を一定とすることで、サックバック動作後においても、複数回の射出動作のそれぞれにおいて射出シリンダ１１内の樹脂密度をそろえることができる。

また、射出動作において、１回分の射出量の樹脂の射出したあとの樹脂圧力Ｐが保圧時間Ｔｈにわたって保圧圧力値Ｐｈとなるように、位置制御用サーボモータ１６によりスクリュー１２の前後方向の位置を調整する。このようにすることで、各射出動作における樹脂の充填不足を抑制することができる。

したがって、本実施形態の射出成形機１によれば、複数回の射出動作のあとに計量した樹脂の密度のばらつきを抑制できる。これにより、成形品の品質が不安定になってしまうことを抑制することができる。

上述した実施形態では、基準圧力値Ｐｓとして１つの圧力値が設定された構成であったが、これに限定されるものではない。これ以外にも、基準圧力値Ｐｓとして、大きさの異なる複数の圧力値（例えば、３つの圧力値３０ＭＰａ、２０ＭＰａ、１０ＭＰａ）が設定され、前方空間Ｅに溜められた樹脂の圧力（樹脂圧力Ｐ）が射出圧保証時間Ｔｓにおいて複数の圧力値のうちの大きい圧力値から小さい圧力値に順次なるように、位置制御用サーボモータ１６によりスクリュー１２の前後方向の位置を調整するようにしてもよい。このようにすることで、射出シリンダ１１内の樹脂圧力Ｐが段階的に下がるので、一気に圧力を変化させた場合に比べて射出シリンダ１１内の状態変化度合が小さくなり、そのため、射出シリンダ１１内の状態のムラをより抑制して、各射出動作において射出シリンダ１１内の樹脂密度をよりそろえることができる。

上記に本発明の本実施形態を説明したが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。前述の実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、設計変更を行ったものや、実施形態の特徴を適宜組み合わせたものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。

１…射出成形機、１０…射出ユニット、１１…射出シリンダ、１１ａ…ノズル、１２…スクリュー、１２ａ…フライト、１２ｂ…溝、１３…回転制御用サーボモータ（駆動部）、１３ａ…出力プーリ、１４…回転制御用タイミングベルト、１５…スクリュープーリ、１６…位置制御用サーボモータ（駆動部）、１６ａ…出力プーリ、１７…位置制御用タイミングベルト、１８…ボールネジ機構、１８ａ…ねじ軸、１８ｂ…軸プーリ、１８ｃ…ナット部、１９…回転検出用エンコーダ、２０…位置検出用エンコーダ、２１…ロードセル、３０…制御ユニット、３１…設定格納部、３２…表示操作部、３２ａ…表示部、３２ｂ…操作部、３３…制御部（計量制御部、射出制御部、正回転制御部、射出圧保証制御部、サックバック制御部）、３４…回転制御用サーボアンプ、３５…位置制御用サーボアンプ、Ａ１…回転位置出力、Ａ２…回転位置出力、Ａ３…圧力出力、Ｅ…前方空間、Ｇ１…設定画面、Ｒ…スクリューの回転速度、Ｌ…スクリューの位置、Ｖ…スクリューの移動速度、Ｐ…射出シリンダ内の樹脂圧力、Ｘｍ…計量後退位置、Ｒｍ…計量回転速度、Ｐｍ…計量圧力値、Ｘｅ…計量実行判定位置、Ｐｃ…計量後補正圧力値、Ｔｃ…計量後補正時間、Ｌｉ…射出区間、Ｖｉ…射出移動速度、Ｐｉ…１次圧力値、Ｄｉ…射出ストローク、Ｐｈ…保圧圧力値、Ｔｈ…保圧時間、Ｐｓ…基準圧力値、Ｔｓ…射出圧保証時間、Ｄｓ…サックバックストローク、Ｖｓ…サックバック移動速度。

Claims (4)

1. 射出シリンダと、前記射出シリンダ内に収容されたスクリューと、前記射出シリンダ内で前記スクリューを回転および前後進させる駆動部と、を有する射出成形機であって、
   前記射出シリンダ内における前記スクリューの前方空間に複数回分の射出量の樹脂を計量して溜めるように、前記駆動部により前記スクリューを回転させながら後退させる計量制御部と、
   前記前方空間に溜められた樹脂から１回分の射出量の樹脂を射出する射出動作を複数回行うように、前記駆動部により前記スクリューを複数回に分けて前進させる射出制御部と、
   前記射出制御部による一つの射出動作とその次の射出動作との間に、前記駆動部により前記樹脂を前方方向に送る正回転方向に前記スクリューを回転させる正回転制御部と、を有し、
   前記正回転制御部は、前記スクリューのフライトの間の溝に樹脂を充填しかつ前記前方空間に樹脂を送り出さないように前記スクリューを正回転方向に回転させることを特徴とする射出成形機。
2. 前記射出制御部による一つの射出動作とその次の射出動作との間に、前記前方空間に溜められた樹脂の圧力が射出圧保証時間にわたって基準圧力値となるように、前記駆動部により前記スクリューの前後方向の位置を調整する射出圧保証制御部をさらに有していることを特徴とする請求項１に記載の射出成形機。
3. 前記射出制御部による前記射出動作が、前記１回分の射出量の樹脂を射出したあとの前記前方空間に溜められた樹脂の圧力が保圧時間にわたって保圧圧力値となるように、前記駆動部により前記スクリューの前後方向の位置を調整する動作を含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の射出成形機。
4. 射出シリンダと、前記射出シリンダ内に収容されたスクリューと、前記射出シリンダ内で前記スクリューを回転および前後進させる駆動部と、を有する射出成形機で用いられる射出成形方法であって、
   前記射出シリンダ内における前記スクリューの前方空間に複数回分の射出量の樹脂を計量して溜めるように、前記駆動部により前記スクリューを回転させながら後退させる計量制御ステップと、
   前記前方空間に溜められた樹脂から１回分の射出量の樹脂を射出する射出動作を複数回行うように、前記駆動部により前記スクリューを複数回に分けて前進させる射出制御ステップと、
   前記射出制御ステップにおける一つの射出動作とその次の射出動作との間に、前記駆動部により前記樹脂を前方方向に送る正回転方向に前記スクリューを回転させる正回転制御ステップと、を含み、
   前記正回転制御ステップにおいて、前記スクリューのフライトの間の溝に樹脂を充填しかつ前記前方空間に樹脂を送り出さないように前記スクリューを正回転方向に回転させることを特徴とする射出成形方法。
   

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