JPH11156907A - 微小構造体の成形方法および成形装置 - Google Patents
微小構造体の成形方法および成形装置Info
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- JPH11156907A JPH11156907A JP32794297A JP32794297A JPH11156907A JP H11156907 A JPH11156907 A JP H11156907A JP 32794297 A JP32794297 A JP 32794297A JP 32794297 A JP32794297 A JP 32794297A JP H11156907 A JPH11156907 A JP H11156907A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 より微小な構造を有する微小構造体を精度良
く成形し得る微小構造体の成形方法および成形装置を提
供する。 【解決手段】 キャビティ２２ｂのコア３７以外の部分
に高温溶融状態の樹脂成形材料５を注入し、樹脂成形材
料５を冷却させる。樹脂成形材料５の冷却後収縮完了前
に、コア３７を冷却し、樹脂成形体１５をコア３７から
分離する。
く成形し得る微小構造体の成形方法および成形装置を提
供する。 【解決手段】 キャビティ２２ｂのコア３７以外の部分
に高温溶融状態の樹脂成形材料５を注入し、樹脂成形材
料５を冷却させる。樹脂成形材料５の冷却後収縮完了前
に、コア３７を冷却し、樹脂成形体１５をコア３７から
分離する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、微小構造体の成形
方法および成形装置に関し、特に、インクジェットプリ
ンタのインク吐出ヘッドのように多数の円筒状微小穴や
微小溝等が配列されている樹脂部品を成形するのに好適
な微小構造体の成形方法および成形装置に関する。
方法および成形装置に関し、特に、インクジェットプリ
ンタのインク吐出ヘッドのように多数の円筒状微小穴や
微小溝等が配列されている樹脂部品を成形するのに好適
な微小構造体の成形方法および成形装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の成形方法としては、特開平５−２
６９８００号公報に示されるものがある。この成形方法
は、開閉自在で型締時に内部にキャビティを形成する固
定型および可動型を備え、可動型にキャビティ内に配置
される多数のコアピンを植設し、これら全てのコアピン
の内部に冷却用流体通路を設けた金型装置を用いたもの
であり、キャビティのコアピンを除く部分に高温溶融状
態の成形材料を注入し、成形材料を冷却・固化させると
ともに、冷却用流体通路に水を供給し、成形体を離型す
る方法である。この方法により、基板部に多数のコアピ
ンに対応する多数の円筒状部が林立した成形体が成形さ
れる。コアピンを冷却して離型抵抗を小さくした後に離
型させるので、成形体を無理なく離型させることができ
る。
６９８００号公報に示されるものがある。この成形方法
は、開閉自在で型締時に内部にキャビティを形成する固
定型および可動型を備え、可動型にキャビティ内に配置
される多数のコアピンを植設し、これら全てのコアピン
の内部に冷却用流体通路を設けた金型装置を用いたもの
であり、キャビティのコアピンを除く部分に高温溶融状
態の成形材料を注入し、成形材料を冷却・固化させると
ともに、冷却用流体通路に水を供給し、成形体を離型す
る方法である。この方法により、基板部に多数のコアピ
ンに対応する多数の円筒状部が林立した成形体が成形さ
れる。コアピンを冷却して離型抵抗を小さくした後に離
型させるので、成形体を無理なく離型させることができ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の成形方
法によると、コアピンの内部に冷却用流体通路を設けて
いるので、より微小な構造を有する成形体の成形には不
向きである。また、コアピンの冷却タイミングによって
は、離型抵抗を小さくできないおそれがある。
法によると、コアピンの内部に冷却用流体通路を設けて
いるので、より微小な構造を有する成形体の成形には不
向きである。また、コアピンの冷却タイミングによって
は、離型抵抗を小さくできないおそれがある。
【０００４】従って、本発明の目的は、より微小な構造
を有する微小構造体を精度良く成形し得る微小構造体の
成形方法および成形装置を提供することにある。
を有する微小構造体を精度良く成形し得る微小構造体の
成形方法および成形装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、冷却によって固化・収縮する高温溶融状態
の成形材料を成形型の空隙部に注入し、前記成形材料を
冷却させて微小穴，微小溝等の微小空間を有する微小構
造体を成形する方法において、前記成形材料を冷却した
後、前記成形材料の収縮が完了する直前に、前記微小空
間に対応する前記成形型の部分を冷却し、前記微小構造
体を前記成形型から分離する工程を含むことを特徴とす
る微小構造体の成形方法を提供する。本発明は、上記目
的を達成するため、冷却によって固化・収縮する高温溶
融状態の成形材料を成形型の空隙部に注入し、前記成形
材料を冷却させて微小穴，微小溝等の微小空間を有する
微小構造体を成形する方法において、前記微小空間に対
応する前記成形型の部分にヒートパイプの吸熱部を当接
し、前記吸熱部が吸熱した熱を前記ヒートパイプの放熱
部から放熱することによって前記微小空間に対応する前
記成形型の部分を冷却し、前記微小構造体を前記成形型
から分離する工程を含むことを特徴とする微小構造体の
成形方法を提供する。本発明は、上記目的を達成するた
め、冷却によって固化・収縮する高温溶融状態の成形材
料を成形型の空隙部に注入し、前記成形材料を冷却させ
て微小穴，微小溝等の微小空間を有する微小構造体を成
形する成形装置において、前記微小空間に対応する前記
成形型の部分を冷却する冷却手段と、前記成形材料を冷
却した後、前記成形材料の収縮が完了する直前に、前記
冷却手段を制御して前記微小空間に対応する前記成形型
の部分を冷却させる制御手段とを備えたことを特徴とす
る微小構造体の成形装置を提供する。本発明は、上記目
的を達成するため、冷却によって固化・収縮する高温溶
融状態の成形材料を成形型の空隙部に注入し、前記成形
材料を冷却させて微小穴，微小溝等の微小空間を有する
微小構造体を成形する成形装置において、前記微小空間
に対応する前記成形型の部分に当接された吸熱部、およ
び前記吸熱部が吸熱した熱を放熱する放熱部を有するヒ
ートパイプによって、前記微小空間に対応する前記成形
型の部分を冷却する冷却手段を備えたことを特徴とする
微小構造体の成形装置を提供する。
成するため、冷却によって固化・収縮する高温溶融状態
の成形材料を成形型の空隙部に注入し、前記成形材料を
冷却させて微小穴，微小溝等の微小空間を有する微小構
造体を成形する方法において、前記成形材料を冷却した
後、前記成形材料の収縮が完了する直前に、前記微小空
間に対応する前記成形型の部分を冷却し、前記微小構造
体を前記成形型から分離する工程を含むことを特徴とす
る微小構造体の成形方法を提供する。本発明は、上記目
的を達成するため、冷却によって固化・収縮する高温溶
融状態の成形材料を成形型の空隙部に注入し、前記成形
材料を冷却させて微小穴，微小溝等の微小空間を有する
微小構造体を成形する方法において、前記微小空間に対
応する前記成形型の部分にヒートパイプの吸熱部を当接
し、前記吸熱部が吸熱した熱を前記ヒートパイプの放熱
部から放熱することによって前記微小空間に対応する前
記成形型の部分を冷却し、前記微小構造体を前記成形型
から分離する工程を含むことを特徴とする微小構造体の
成形方法を提供する。本発明は、上記目的を達成するた
め、冷却によって固化・収縮する高温溶融状態の成形材
料を成形型の空隙部に注入し、前記成形材料を冷却させ
て微小穴，微小溝等の微小空間を有する微小構造体を成
形する成形装置において、前記微小空間に対応する前記
成形型の部分を冷却する冷却手段と、前記成形材料を冷
却した後、前記成形材料の収縮が完了する直前に、前記
冷却手段を制御して前記微小空間に対応する前記成形型
の部分を冷却させる制御手段とを備えたことを特徴とす
る微小構造体の成形装置を提供する。本発明は、上記目
的を達成するため、冷却によって固化・収縮する高温溶
融状態の成形材料を成形型の空隙部に注入し、前記成形
材料を冷却させて微小穴，微小溝等の微小空間を有する
微小構造体を成形する成形装置において、前記微小空間
に対応する前記成形型の部分に当接された吸熱部、およ
び前記吸熱部が吸熱した熱を放熱する放熱部を有するヒ
ートパイプによって、前記微小空間に対応する前記成形
型の部分を冷却する冷却手段を備えたことを特徴とする
微小構造体の成形装置を提供する。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１の実施の形
態に係る微小構造体の成形装置を示す。この成形装置１
は、固定型２と、固定型２に対し上方向Ｕおよび下方向
Ｄに可動可能な可動型３と、離型を容易にするための冷
却ユニット４とを有する。
態に係る微小構造体の成形装置を示す。この成形装置１
は、固定型２と、固定型２に対し上方向Ｕおよび下方向
Ｄに可動可能な可動型３と、離型を容易にするための冷
却ユニット４とを有する。
【０００７】固定型２は、固定板２０と、この固定板２
０の上面に取り付けられた固定金型２１とを備えてい
る。固定板２０には、射出機から高温溶融状態の樹脂成
形材料５が供給されるスプルー２２が取り付けられてい
る。固定金型２１には、ガイドピン３３をガイドするガ
イド孔２１ａと、可動型３との間でキャビティ２３を構
成する凹部２１ｂが形成されており、キャビティ２３と
スプルー２２との間には、樹脂成形材料５の流路を形成
する図示しないランナーとゲートが配置されている。キ
ャビティ２３には、キャビティ２３に注入される樹脂成
形材料５の温度を検出する温度センサ６を臨ませてい
る。
０の上面に取り付けられた固定金型２１とを備えてい
る。固定板２０には、射出機から高温溶融状態の樹脂成
形材料５が供給されるスプルー２２が取り付けられてい
る。固定金型２１には、ガイドピン３３をガイドするガ
イド孔２１ａと、可動型３との間でキャビティ２３を構
成する凹部２１ｂが形成されており、キャビティ２３と
スプルー２２との間には、樹脂成形材料５の流路を形成
する図示しないランナーとゲートが配置されている。キ
ャビティ２３には、キャビティ２３に注入される樹脂成
形材料５の温度を検出する温度センサ６を臨ませてい
る。
【０００８】可動型３は、可動板３０と、この可動板３
０に支柱３１によって取り付けられた可動金型３２と、
可動板３０に取り付けられ、固定金型２１のガイド孔２
１ａに沿って移動するガイドピン３３と、可動型３を上
方向Ｕへ移動させて離型させる際、可動金型３２と固定
金型２１との間に形成されたキャビティ２３内で固化し
た樹脂成形体１５を下方向Ｄへ押し戻すエジェクタ３４
とを備えている。可動板３０には、エジェクタ３４を下
方向Ｄへ押し込むエジェクタロッド７を挿通させるため
の挿通孔３０ａが形成されている。可動金型３２には、
厚さ２ｍｍの断熱材３５を介してコアプレート３６が取
り付けられている。コアプレート３６には、炭素鋼等の
金属からなる円柱状の複数のコア３７が、可動金型３２
に形成された貫通孔３２ａを通して取り付けられてい
る。複数のコア３７は、成形されるべき樹脂成形体１５
の円筒状微小穴１５ａに対応する位置に配置される。
０に支柱３１によって取り付けられた可動金型３２と、
可動板３０に取り付けられ、固定金型２１のガイド孔２
１ａに沿って移動するガイドピン３３と、可動型３を上
方向Ｕへ移動させて離型させる際、可動金型３２と固定
金型２１との間に形成されたキャビティ２３内で固化し
た樹脂成形体１５を下方向Ｄへ押し戻すエジェクタ３４
とを備えている。可動板３０には、エジェクタ３４を下
方向Ｄへ押し込むエジェクタロッド７を挿通させるため
の挿通孔３０ａが形成されている。可動金型３２には、
厚さ２ｍｍの断熱材３５を介してコアプレート３６が取
り付けられている。コアプレート３６には、炭素鋼等の
金属からなる円柱状の複数のコア３７が、可動金型３２
に形成された貫通孔３２ａを通して取り付けられてい
る。複数のコア３７は、成形されるべき樹脂成形体１５
の円筒状微小穴１５ａに対応する位置に配置される。
【０００９】エジェクタ３４は、可動板３０に設けられ
たガイド孔３０ｂにガイドされるガイドピン３４０と、
ガイドピン３４０に取り付けられた上側エジェクタプレ
ート３４１ａおよび下側エジェクタプレート３４１ｂ
と、エジェクタプレート３４１（３４１ａ，３４１ｂ）
に取り付けられ、可動金型３２に設けられたガイド孔３
２ｂを通して樹脂成形体１５を下方向Ｄへ押し戻すエジ
ェクタピン３４２とから構成されている。
たガイド孔３０ｂにガイドされるガイドピン３４０と、
ガイドピン３４０に取り付けられた上側エジェクタプレ
ート３４１ａおよび下側エジェクタプレート３４１ｂ
と、エジェクタプレート３４１（３４１ａ，３４１ｂ）
に取り付けられ、可動金型３２に設けられたガイド孔３
２ｂを通して樹脂成形体１５を下方向Ｄへ押し戻すエジ
ェクタピン３４２とから構成されている。
【００１０】冷却ユニット４は、先端の吸熱部４１ａが
コア／ヒートパイプ接続部４０によってコアプレート３
６に結合された直径７ｍｍのヒートパイプ４１と、ヒー
トパイプ４１の後端の放熱部４１ｂ側に配置され、冷却
水等の冷却溶媒４２が満たされた冷却槽４３とを備えて
いる。冷却槽４３には、冷却溶媒導入バルブ４４が介装
された冷却溶媒導入路４５と、冷却溶媒排出バルブ４６
が介装された冷却溶媒排出路４７とを設けている。冷却
溶媒導入バルブ４４および冷却溶媒排出バルブ４６は、
例えば、電磁弁が適用される。この冷却ユニット４は、
冷却溶媒導入バルブ４４と冷却溶媒排出バルブ４６の開
閉を適宜調整することにより、図示しない冷却溶媒供給
手段から冷却溶媒導入路４５を通って、新しい冷却溶媒
４２が冷却槽４３内に供給され、ヒートパイプ４１の放
熱部４１ｂが冷却溶媒４２と熱交換して放熱を行い、同
時に、熱を吸収した冷却溶媒４２が冷却溶媒排出路４７
を通って外部へ排出されるようになっている。コア／ヒ
ートパイプ接続部４０は、レイアウトの自由度が大きい
可動型３側に配置することが望ましく、さらに望ましく
はコア３７側接触面以外は型本体と接触せず、空間を介
した配置となるのが良い。また、上記空間は広ければ広
いほど良い。このような配置にすることで、熱容量の大
きい型本体の影響を低減することができ、コア３７とヒ
ートパイプ４１の熱交換が効率よく行われる。
コア／ヒートパイプ接続部４０によってコアプレート３
６に結合された直径７ｍｍのヒートパイプ４１と、ヒー
トパイプ４１の後端の放熱部４１ｂ側に配置され、冷却
水等の冷却溶媒４２が満たされた冷却槽４３とを備えて
いる。冷却槽４３には、冷却溶媒導入バルブ４４が介装
された冷却溶媒導入路４５と、冷却溶媒排出バルブ４６
が介装された冷却溶媒排出路４７とを設けている。冷却
溶媒導入バルブ４４および冷却溶媒排出バルブ４６は、
例えば、電磁弁が適用される。この冷却ユニット４は、
冷却溶媒導入バルブ４４と冷却溶媒排出バルブ４６の開
閉を適宜調整することにより、図示しない冷却溶媒供給
手段から冷却溶媒導入路４５を通って、新しい冷却溶媒
４２が冷却槽４３内に供給され、ヒートパイプ４１の放
熱部４１ｂが冷却溶媒４２と熱交換して放熱を行い、同
時に、熱を吸収した冷却溶媒４２が冷却溶媒排出路４７
を通って外部へ排出されるようになっている。コア／ヒ
ートパイプ接続部４０は、レイアウトの自由度が大きい
可動型３側に配置することが望ましく、さらに望ましく
はコア３７側接触面以外は型本体と接触せず、空間を介
した配置となるのが良い。また、上記空間は広ければ広
いほど良い。このような配置にすることで、熱容量の大
きい型本体の影響を低減することができ、コア３７とヒ
ートパイプ４１の熱交換が効率よく行われる。
【００１１】図２(a) ，(b) は、コア／ヒートパイプ接
続部４１を示す。コア／ヒートパイプ接続部４１は、ヒ
ートパイプ４１の吸熱部４１ａを挟持する一対の上側ヒ
ートパイプホルダー４０ａおよび下側ヒートパイプホル
ダー４０ｂを有し、一対のヒートパイプホルダー４０
ａ，４０ｂは、コアベースプレート３６とともに取付け
ボルト４０ｃで断熱材３５に取り付けられている。ヒー
トパイプ４１は、図２(b) の構造分解図に示すように、
ヒートパイプホルダー４０ａ，４０ｂの内溝に密着して
内包されている。上側ヒートパイプホルダー４０ａは、
ステンレスからなり、コアベースプレート３６の反対側
に配置され、下側ヒートパイプホルダー４０ｂは、ステ
ンレスより熱伝導性に優れている黄銅からなり、コアベ
ースプレート３６に密着して配置されている。これによ
り、ヒートパイプ４１とコアベースプレート３６との熱
交換効率が向上する。また、断熱材３５は、図示しない
ネジによって可動金型３２に取り付けられ、可動金型３
２に設けたザグリ部３２ｃに、断熱材３５’を設けてい
る。これにより、コア３７とコアベースプレート３６と
の間の熱交換効率が向上する。
続部４１を示す。コア／ヒートパイプ接続部４１は、ヒ
ートパイプ４１の吸熱部４１ａを挟持する一対の上側ヒ
ートパイプホルダー４０ａおよび下側ヒートパイプホル
ダー４０ｂを有し、一対のヒートパイプホルダー４０
ａ，４０ｂは、コアベースプレート３６とともに取付け
ボルト４０ｃで断熱材３５に取り付けられている。ヒー
トパイプ４１は、図２(b) の構造分解図に示すように、
ヒートパイプホルダー４０ａ，４０ｂの内溝に密着して
内包されている。上側ヒートパイプホルダー４０ａは、
ステンレスからなり、コアベースプレート３６の反対側
に配置され、下側ヒートパイプホルダー４０ｂは、ステ
ンレスより熱伝導性に優れている黄銅からなり、コアベ
ースプレート３６に密着して配置されている。これによ
り、ヒートパイプ４１とコアベースプレート３６との熱
交換効率が向上する。また、断熱材３５は、図示しない
ネジによって可動金型３２に取り付けられ、可動金型３
２に設けたザグリ部３２ｃに、断熱材３５’を設けてい
る。これにより、コア３７とコアベースプレート３６と
の間の熱交換効率が向上する。
【００１２】図３は、本成形装置１の制御系を示す。本
成形装置１は、成形装置１全体を制御する制御部１０を
有し、この制御部１０に、制御部１０のプログラムやデ
ータ等を記憶するメモリ１１と、可動型３を上方向Ｕお
よび下方向Ｄに移動させる油圧シリンダ等の可動型駆動
部１２と、エジャクタロッド７を上方向Ｕおよび下方向
Ｄに移動させる油圧シリンダ等のエジャクタ駆動部１３
と、高温溶融状態の樹脂成形材料５をスプルー２２に供
給する射出機１４とを接続するとともに、上記温度セン
サ６，冷却溶媒導入バルブ４４および冷却溶媒排出バル
ブ４６を接続している。
成形装置１は、成形装置１全体を制御する制御部１０を
有し、この制御部１０に、制御部１０のプログラムやデ
ータ等を記憶するメモリ１１と、可動型３を上方向Ｕお
よび下方向Ｄに移動させる油圧シリンダ等の可動型駆動
部１２と、エジャクタロッド７を上方向Ｕおよび下方向
Ｄに移動させる油圧シリンダ等のエジャクタ駆動部１３
と、高温溶融状態の樹脂成形材料５をスプルー２２に供
給する射出機１４とを接続するとともに、上記温度セン
サ６，冷却溶媒導入バルブ４４および冷却溶媒排出バル
ブ４６を接続している。
【００１３】制御部１０は、メモリ１１が記憶するプロ
グラムに基づいて、高温溶融状態の樹脂成形材料５をキ
ャビティ２３内に注入して冷却した後、樹脂成形材料５
の収縮が完了する直前に、すなわち、樹脂成形材料５が
熱変形温度近傍（ガラス転移点，軟化点ともいう。）の
温度に達した時、冷却ユニット４を制御してコア３７を
急冷させるようにしている。
グラムに基づいて、高温溶融状態の樹脂成形材料５をキ
ャビティ２３内に注入して冷却した後、樹脂成形材料５
の収縮が完了する直前に、すなわち、樹脂成形材料５が
熱変形温度近傍（ガラス転移点，軟化点ともいう。）の
温度に達した時、冷却ユニット４を制御してコア３７を
急冷させるようにしている。
【００１４】次に、本成形装置１の動作を説明する。ま
ず、固定型２に可動型３をガイドピン３３に沿って接近
させ、図１に示すように、金型分割面８で両者を密着さ
せ、固定型２の固定金型２１と可動型３の可動金型３２
との間にキャビティ２３を形成する。次に、オペレータ
が図示しない起動スイッチを押下すると、制御部１０
は、射出機１４を制御して１５０〜３００℃に溶融した
樹脂成形材料５をスプルー２２に供給させる。高温溶融
状態の樹脂成形材料５は、スプルー２２からランナーと
ゲートを通ってキャビティ２３内に注入される。キャビ
ティ２３内に注入された溶融樹脂成形材料５は、キャビ
ティ２３内のコア３７以外の部分に充填され、数秒〜数
分で１００℃以下まで冷えて固化・収縮し、樹脂成形体
１５が形成される。
ず、固定型２に可動型３をガイドピン３３に沿って接近
させ、図１に示すように、金型分割面８で両者を密着さ
せ、固定型２の固定金型２１と可動型３の可動金型３２
との間にキャビティ２３を形成する。次に、オペレータ
が図示しない起動スイッチを押下すると、制御部１０
は、射出機１４を制御して１５０〜３００℃に溶融した
樹脂成形材料５をスプルー２２に供給させる。高温溶融
状態の樹脂成形材料５は、スプルー２２からランナーと
ゲートを通ってキャビティ２３内に注入される。キャビ
ティ２３内に注入された溶融樹脂成形材料５は、キャビ
ティ２３内のコア３７以外の部分に充填され、数秒〜数
分で１００℃以下まで冷えて固化・収縮し、樹脂成形体
１５が形成される。
【００１５】図４は、成形装置１の動作状態を示す。制
御部１０は、溶融樹脂成形材料５を冷却する際、温度セ
ンサ６からの樹脂成形材料５の検出温度に基づいて、樹
脂成形体１５の温度が熱変形温度に下がった時点で、図
４に示すように、可動型駆動部１２を制御して金型分割
面８から可動型３をガイドピン３３に沿って移動させ、
金型を開く。この時、制御部１０は、冷却溶媒導入バル
ブ４４と冷却溶媒排出バルブ４６を開け、所定量の冷却
溶媒４２を冷却槽４３内に導入する。ヒートパイプ４１
が急冷され、その結果、コア３７が冷却収縮し、樹脂成
形体１５のコア３７に対する圧縮力が低下して、離型性
が向上する。ここで、制御部１０は、エジェクタ駆動部
１３を制御してエジェクタプレート３４１ａ，３４１ｂ
を外部エジェクタロッド７で押すことで、エジェクタピ
ン３４２を引き出し、樹脂成形体１５をコア３７から分
離する。これにより、不良欠損がなく、寸法や内側面平
滑性が高精度の微小構造を有する樹脂成形体１５が得ら
れる。
御部１０は、溶融樹脂成形材料５を冷却する際、温度セ
ンサ６からの樹脂成形材料５の検出温度に基づいて、樹
脂成形体１５の温度が熱変形温度に下がった時点で、図
４に示すように、可動型駆動部１２を制御して金型分割
面８から可動型３をガイドピン３３に沿って移動させ、
金型を開く。この時、制御部１０は、冷却溶媒導入バル
ブ４４と冷却溶媒排出バルブ４６を開け、所定量の冷却
溶媒４２を冷却槽４３内に導入する。ヒートパイプ４１
が急冷され、その結果、コア３７が冷却収縮し、樹脂成
形体１５のコア３７に対する圧縮力が低下して、離型性
が向上する。ここで、制御部１０は、エジェクタ駆動部
１３を制御してエジェクタプレート３４１ａ，３４１ｂ
を外部エジェクタロッド７で押すことで、エジェクタピ
ン３４２を引き出し、樹脂成形体１５をコア３７から分
離する。これにより、不良欠損がなく、寸法や内側面平
滑性が高精度の微小構造を有する樹脂成形体１５が得ら
れる。
【００１６】図５は、上記第１の実施の形態に係る成形
装置１によって成形された樹脂成形体１５の一例を示
す。上記第１の実施の形態に係る成形装置１によって複
数のコア３７に対応した複数の円筒状微小穴１５ａを有
する樹脂成形体１５が形成される。
装置１によって成形された樹脂成形体１５の一例を示
す。上記第１の実施の形態に係る成形装置１によって複
数のコア３７に対応した複数の円筒状微小穴１５ａを有
する樹脂成形体１５が形成される。
【００１７】上記構成の効果を説明する。樹脂成形体１
５は、一般に、成形収縮により最大で充填時の約９８〜
９９％の寸法に収縮する。一方、金属からなるコア３７
は、、冷却収縮により樹脂充填時の約９９．８〜９９．
９％の寸法に収縮する。そして、コア３７は樹脂成形体
１５に対し圧入状態になる。このため、樹脂成形体１５
を十分に冷却し、成形収縮がほぼ完了する時点で、コア
３７の圧入状態をそのままにしたまま、樹脂成形体１５
をコア３７から引き離すと、微小構造を有する樹脂部品
の成形においては、形状の欠損や寸法精度の劣化が発生
する場合がある。これに対して、本実施の形態によれ
ば、成形収縮が完了しておらず、樹脂成形体１５の寸法
が充填時の約９９％以上に留まっている熱変形温度近傍
でコア３７を急冷して寸法収縮させてコア３７と樹脂成
形体１５との界面応力を低減させた状態で樹脂成形体１
５とコア３７の分離を行っているので、離型性を向上さ
せることができる。この結果、形状の欠損や寸法精度の
劣化を招くことなく、微小構造を有する微小構造体を精
度良く成形することができる。また、コア３７の内部に
冷却用流体通路を設ける必要がないので、微小なコア３
７を用いることができることから、より微小な構造を有
する微小構造体を成形することができる。
５は、一般に、成形収縮により最大で充填時の約９８〜
９９％の寸法に収縮する。一方、金属からなるコア３７
は、、冷却収縮により樹脂充填時の約９９．８〜９９．
９％の寸法に収縮する。そして、コア３７は樹脂成形体
１５に対し圧入状態になる。このため、樹脂成形体１５
を十分に冷却し、成形収縮がほぼ完了する時点で、コア
３７の圧入状態をそのままにしたまま、樹脂成形体１５
をコア３７から引き離すと、微小構造を有する樹脂部品
の成形においては、形状の欠損や寸法精度の劣化が発生
する場合がある。これに対して、本実施の形態によれ
ば、成形収縮が完了しておらず、樹脂成形体１５の寸法
が充填時の約９９％以上に留まっている熱変形温度近傍
でコア３７を急冷して寸法収縮させてコア３７と樹脂成
形体１５との界面応力を低減させた状態で樹脂成形体１
５とコア３７の分離を行っているので、離型性を向上さ
せることができる。この結果、形状の欠損や寸法精度の
劣化を招くことなく、微小構造を有する微小構造体を精
度良く成形することができる。また、コア３７の内部に
冷却用流体通路を設ける必要がないので、微小なコア３
７を用いることができることから、より微小な構造を有
する微小構造体を成形することができる。
【００１８】図６は、本発明の第２の実施の形態に係る
成形装置の要部を示す。この成形装置１は、第１の実施
の形態とは、コア３７のみが異なり、他は第１の実施の
形態と同様に構成されている。この第２の実施の形態に
係るコア３７は、薄板状を有し、キャビティ２３の底面
から離れてキャビティ２３内に配置されている。
成形装置の要部を示す。この成形装置１は、第１の実施
の形態とは、コア３７のみが異なり、他は第１の実施の
形態と同様に構成されている。この第２の実施の形態に
係るコア３７は、薄板状を有し、キャビティ２３の底面
から離れてキャビティ２３内に配置されている。
【００１９】図７は、上記第２の実施の形態に係る成形
装置１によって成形された樹脂成形体１５の一例を示
す。上記第２の実施の形態に係る成形装置１によって複
数のコア３７に対応した複数の微小溝１５ｂを有する樹
脂成形体１５が形成される。
装置１によって成形された樹脂成形体１５の一例を示
す。上記第２の実施の形態に係る成形装置１によって複
数のコア３７に対応した複数の微小溝１５ｂを有する樹
脂成形体１５が形成される。
【００２０】
【実施例】＜実施例１＞図１〜図４に示す第１の実施の
形態の成形装置１を用いて樹脂成形体１５としてインク
ジェットプリンタ印字ヘッドのインク吐出ヘッドのノズ
ルプレートを成形した。ノズルプレートは、樹脂成形材
料５としてポリアミドイミド樹脂を用い、外形寸法０．
５ｍｍ×２ｍｍ×１０ｍｍを有し、口径０．０６ｍｍの
円筒状微小穴１５ａが０．０９ｍｍピッチで配列されて
いる。本実施例では、このノズルプレートを図１〜図４
に示す成形装置１を用いて、射出成形温度が３５０℃、
金型温度が２１０℃の射出成形工程で成形した。型締め
された固定型２および可動型３内に充填されたポリアミ
ドイミド樹脂の温度が、熱変形温度である２７０℃に冷
却された時点で、冷却溶媒導入バルブ４４と冷却溶媒排
出バルブ４６を開け、冷却槽４３内に冷却溶媒４２とし
て温度１０℃の冷却水を流した上で、可動型３を開き、
エジェクタピン３４２を引き出して、成形されたノズル
プレートをコア３７から分離した。寸法測定の結果、成
形されたノズルプレートに配列された円筒状微小穴１５
ａの口径寸法精度は±０．００５ｍｍ、ピッチ精度は±
０．００８ｍｍとなり、寸法や内側面平滑性を精度良く
保ち、円筒状微小穴１５ａに形状欠損の無い高精度なノ
ズルプレートが得られた。また、ノズルプレートをコア
３７から分離する際の分離力を測定したところ、コア３
７を冷却しない場合に比べて約１５％の低減効果が認め
られた。
形態の成形装置１を用いて樹脂成形体１５としてインク
ジェットプリンタ印字ヘッドのインク吐出ヘッドのノズ
ルプレートを成形した。ノズルプレートは、樹脂成形材
料５としてポリアミドイミド樹脂を用い、外形寸法０．
５ｍｍ×２ｍｍ×１０ｍｍを有し、口径０．０６ｍｍの
円筒状微小穴１５ａが０．０９ｍｍピッチで配列されて
いる。本実施例では、このノズルプレートを図１〜図４
に示す成形装置１を用いて、射出成形温度が３５０℃、
金型温度が２１０℃の射出成形工程で成形した。型締め
された固定型２および可動型３内に充填されたポリアミ
ドイミド樹脂の温度が、熱変形温度である２７０℃に冷
却された時点で、冷却溶媒導入バルブ４４と冷却溶媒排
出バルブ４６を開け、冷却槽４３内に冷却溶媒４２とし
て温度１０℃の冷却水を流した上で、可動型３を開き、
エジェクタピン３４２を引き出して、成形されたノズル
プレートをコア３７から分離した。寸法測定の結果、成
形されたノズルプレートに配列された円筒状微小穴１５
ａの口径寸法精度は±０．００５ｍｍ、ピッチ精度は±
０．００８ｍｍとなり、寸法や内側面平滑性を精度良く
保ち、円筒状微小穴１５ａに形状欠損の無い高精度なノ
ズルプレートが得られた。また、ノズルプレートをコア
３７から分離する際の分離力を測定したところ、コア３
７を冷却しない場合に比べて約１５％の低減効果が認め
られた。
【００２１】＜実施例２＞図６に示す第２の実施の形態
の成形装置１を用いて樹脂成形体１５としてインクジェ
ットプリンタ印字ヘッドのインク流路成形体を実施例１
と同様に成形した。インク流路成形体は、樹脂成形材料
５としてポリアミドイミド樹脂を用い、外形寸法幅１０
ｍｍ、長さ１０ｍｍ、高さ１ｍｍを有し、微小溝１５ｂ
として幅０．０３ｍｍ、高さ０．０３ｍｍ、ピッチ０．
０６ｍｍのインク流路が形成されている。また、微小溝
１５ｂ間のインク流路壁は幅０．０３ｍｍ、高さ０．０
３ｍｍである。寸法測定の結果、インク流路とインク流
路壁の寸法精度が±０．００５ｍｍ、ピッチ精度が±
０．００６ｍｍとなり、寸法や内側面平滑性を精度良く
保ち、インク流路やインク流路壁に形状欠損が無い高精
度なインク流路成形体が得られた。
の成形装置１を用いて樹脂成形体１５としてインクジェ
ットプリンタ印字ヘッドのインク流路成形体を実施例１
と同様に成形した。インク流路成形体は、樹脂成形材料
５としてポリアミドイミド樹脂を用い、外形寸法幅１０
ｍｍ、長さ１０ｍｍ、高さ１ｍｍを有し、微小溝１５ｂ
として幅０．０３ｍｍ、高さ０．０３ｍｍ、ピッチ０．
０６ｍｍのインク流路が形成されている。また、微小溝
１５ｂ間のインク流路壁は幅０．０３ｍｍ、高さ０．０
３ｍｍである。寸法測定の結果、インク流路とインク流
路壁の寸法精度が±０．００５ｍｍ、ピッチ精度が±
０．００６ｍｍとなり、寸法や内側面平滑性を精度良く
保ち、インク流路やインク流路壁に形状欠損が無い高精
度なインク流路成形体が得られた。
【００２２】なお、本発明は、上記実施の形態に限定さ
れず、種々に変形実施できる。例えば、上記実施の形態
では、温度センサ６の検出温度に基づいてコア３７を冷
却したが、キャビティ２３内に樹脂成形材料５を注入し
てからの経過時間に基づいてコア３７を冷却する等のよ
うに時間制御によってコア３７の冷却タイミングを検出
してもよい。また、空冷によってコア３７を冷却しても
よい。
れず、種々に変形実施できる。例えば、上記実施の形態
では、温度センサ６の検出温度に基づいてコア３７を冷
却したが、キャビティ２３内に樹脂成形材料５を注入し
てからの経過時間に基づいてコア３７を冷却する等のよ
うに時間制御によってコア３７の冷却タイミングを検出
してもよい。また、空冷によってコア３７を冷却しても
よい。
【００２３】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、成
形材料を冷却した後、成形材料の収縮が完了する直前
に、微小空間に対応する成形型の部分を冷却して微小構
造体の成形型からの分離を容易にした後、離型を行って
いるので、より微小な構造を有する微小構造体を精度良
く成形し得る微小構造体の成形方法および成形装置を提
供することができる。
形材料を冷却した後、成形材料の収縮が完了する直前
に、微小空間に対応する成形型の部分を冷却して微小構
造体の成形型からの分離を容易にした後、離型を行って
いるので、より微小な構造を有する微小構造体を精度良
く成形し得る微小構造体の成形方法および成形装置を提
供することができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る成形装置の断
面図である。
面図である。
【図２】(a) は第１の実施の形態に係る成形装置の要部
断面図、(b) は構造分解図である。
断面図、(b) は構造分解図である。
【図３】第１の実施の形態に係る成形装置の制御系を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図４】第１の実施の形態に係る成形装置の動作状態を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図５】第１の実施の形態に係る成形装置によって成形
されたノズルプレートの斜視図である。
されたノズルプレートの斜視図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る成形装置の要
部断面図である。
部断面図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る成形装置によ
って成形されたインク流路の斜視図である。
って成形されたインク流路の斜視図である。
【符号の説明】 １ 成形装置 ２ 固定型 ３ 可動型 ４ 冷却ユニット ５ 樹脂成形材料 ６ 温度センサ ７ エジェクタロッド ９ 金属分割面 １５ 樹脂成形体 １５ａ 円筒状微小穴 １５ｂ 微小溝 ２２ スプルー ２０ 固定板 ２１ 固定金型 ２１ａ ガイド孔 ２３ キャビティ ３０ 可動板 ３０ａ 挿通孔 ３０ｂ ガイド孔 ３１ 支柱 ３２ 可動金型 ３２ａ 貫通孔 ３２ｂ ガイド孔 ３２ｃ ザグリ部 ３３ ガイドピン ３４ エジェクタ ３５，３５’ 断熱材 ３６ コアプレート ３７ コア ４０ コア／ヒートパイプ接続部 ４０ａ，４０ｂ ヒートパイプホルダー ４０ｃ 取付けボルト ４１ ヒートパイプ ４１ａ 吸熱部 ４１ｂ 放熱部 ４２ 冷却溶媒 ４３ 冷却槽 ４４ 冷却溶媒導入バルブ ４５ 冷却溶媒導入路 ４６ 冷却溶媒排出バルブ ４７ 冷却溶媒排出路 ３４０ ガイドピン ３４１ａ 上側エジェクタプレート ３４１ｂ 下側エジェクタプレート ３４２ エジェクタピン Ｄ 下方向 Ｕ 上方向
Claims (15)
- 【請求項１】冷却によって固化・収縮する高温溶融状態
の成形材料を成形型の空隙部に注入し、前記成形材料を
冷却させて微小穴，微小溝等の微小空間を有する微小構
造体を成形する方法において、 前記成形材料を冷却した後、前記成形材料の収縮が完了
する直前に、前記微小空間に対応する前記成形型の部分
を冷却し、前記微小構造体を前記成形型から分離する工
程を含むことを特徴とする微小構造体の成形方法。 - 【請求項２】前記工程は、前記成形材料が熱変形温度近
傍の温度に達した時、前記微小空間に対応する前記成形
型の部分を冷却する構成の請求項１記載の微小構造体の
成形方法。 - 【請求項３】前記工程は、前記微小空間に対応する前記
成形型の部分にヒートパイプの吸熱部を当接し、前記吸
熱部が吸熱した熱を前記ヒートパイプの放熱部から放熱
することによって前記微小空間に対応する前記成形型の
部分を冷却する構成の請求項１記載の微小構造体の成形
方法。 - 【請求項４】前記ヒートパイプの前記放熱部からの放熱
は、前記放熱部を冷却溶媒により冷却することによって
行う構成の請求項３記載の微小構造体の成形方法。 - 【請求項５】冷却によって固化・収縮する高温溶融状態
の成形材料を成形型の空隙部に注入し、前記成形材料を
冷却させて微小穴，微小溝等の微小空間を有する微小構
造体を成形する方法において、 前記微小空間に対応する前記成形型の部分にヒートパイ
プの吸熱部を当接し、前記吸熱部が吸熱した熱を前記ヒ
ートパイプの放熱部から放熱することによって前記微小
空間に対応する前記成形型の部分を冷却し、前記微小構
造体を前記成形型から分離する工程を含むことを特徴と
する微小構造体の成形方法。 - 【請求項６】前記ヒートパイプの前記放熱部からの放熱
は、前記放熱部を冷却溶媒により冷却することによって
行う構成の請求項５記載の微小構造体の成形方法。 - 【請求項７】冷却によって固化・収縮する高温溶融状態
の成形材料を成形型の空隙部に注入し、前記成形材料を
冷却させて微小穴，微小溝等の微小空間を有する微小構
造体を成形する成形装置において、 前記微小空間に対応する前記成形型の部分を冷却する冷
却手段と、 前記成形材料を冷却した後、前記成形材料の収縮が完了
する直前に、前記冷却手段を制御して前記微小空間に対
応する前記成形型の部分を冷却させる制御手段とを備え
たことを特徴とする微小構造体の成形装置。 - 【請求項８】前記制御手段は、前記成形材料が熱変形温
度近傍の温度に達した時、前記冷却手段を制御して前記
微小空間に対応する前記成形型の部分を冷却させる構成
の請求項７記載の微小構造体の成形装置。 - 【請求項９】前記制御手段は、前記空隙部に注入された
前記成形材料の温度を検出する温度センサを備え、前記
温度センサが検出した前記成形材料の温度に基づいて、
前記冷却手段を制御して前記微小空間に対応する前記成
形型の部分を冷却させる構成の請求項７記載の微小構造
体の成形装置。 - 【請求項１０】前記冷却手段は、前記微小空間に対応す
る前記成形型の部分に当接された吸熱部、および前記吸
熱部が吸熱した熱を放熱する放熱部を有するヒートパイ
プを備えた構成の請求項７記載の微小構造体の成形装
置。 - 【請求項１１】前記冷却手段は、前記ヒートパイプの前
記放熱部を冷却溶媒によって冷却する冷却槽と、前記冷
却溶媒を前記冷却槽に導入する冷却溶媒流路と、前記冷
却溶媒流路を開閉する開閉手段とを備えた構成の請求項
１０記載の微小構造体の成形装置。 - 【請求項１２】前記ヒートパイプの吸熱部は、断熱材を
介して前記微小空間に対応する前記成形型の部分に当接
された構成の請求項１０記載の微小構造体の成形装置。 - 【請求項１３】冷却によって固化・収縮する高温溶融状
態の成形材料を成形型の空隙部に注入し、前記成形材料
を冷却させて微小穴，微小溝等の微小空間を有する微小
構造体を成形する成形装置において、 前記微小空間に対応する前記成形型の部分に当接された
吸熱部、および前記吸熱部が吸熱した熱を放熱する放熱
部を有するヒートパイプによって、前記微小空間に対応
する前記成形型の部分を冷却する冷却手段を備えたこと
を特徴とする微小構造体の成形装置。 - 【請求項１４】前記冷却手段は、前記ヒートパイプの前
記放熱部を冷却溶媒によって冷却する冷却槽と、前記冷
却溶媒を前記冷却槽に導入する冷却溶媒流路と、前記冷
却溶媒流路を開閉する開閉手段とを備えた構成の請求項
１３記載の微小構造体の成形装置。 - 【請求項１５】前記ヒートパイプの吸熱部は、断熱材を
介して前記微小空間に対応する前記成形型の部分に当接
された構成の請求項１３記載の微小構造体の成形装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32794297A JP3692742B2 (ja) | 1997-11-28 | 1997-11-28 | 微小構造体の成形方法および成形装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32794297A JP3692742B2 (ja) | 1997-11-28 | 1997-11-28 | 微小構造体の成形方法および成形装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11156907A true JPH11156907A (ja) | 1999-06-15 |
| JP3692742B2 JP3692742B2 (ja) | 2005-09-07 |
Family
ID=18204741
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32794297A Expired - Fee Related JP3692742B2 (ja) | 1997-11-28 | 1997-11-28 | 微小構造体の成形方法および成形装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3692742B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005329555A (ja) * | 2004-05-18 | 2005-12-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 成形用金型 |
| EP1758721B1 (en) * | 2004-06-11 | 2015-09-09 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Mold apparatus |
| CN104960151A (zh) * | 2015-05-29 | 2015-10-07 | 浙江鑫鼎塑业有限公司 | 冷却快速的垃圾桶模具 |
| CN114654671A (zh) * | 2022-03-07 | 2022-06-24 | 浙江凯华模具有限公司 | 一种镶片式模具 |
| CN117301440A (zh) * | 2023-12-01 | 2023-12-29 | 成都瀚德胜邦光学有限公司 | 一种气动脱模的深腔注塑成型模具及脱模方法 |
-
1997
- 1997-11-28 JP JP32794297A patent/JP3692742B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005329555A (ja) * | 2004-05-18 | 2005-12-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 成形用金型 |
| EP1758721B1 (en) * | 2004-06-11 | 2015-09-09 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Mold apparatus |
| CN104960151A (zh) * | 2015-05-29 | 2015-10-07 | 浙江鑫鼎塑业有限公司 | 冷却快速的垃圾桶模具 |
| CN114654671A (zh) * | 2022-03-07 | 2022-06-24 | 浙江凯华模具有限公司 | 一种镶片式模具 |
| CN117301440A (zh) * | 2023-12-01 | 2023-12-29 | 成都瀚德胜邦光学有限公司 | 一种气动脱模的深腔注塑成型模具及脱模方法 |
| CN117301440B (zh) * | 2023-12-01 | 2024-02-06 | 成都瀚德胜邦光学有限公司 | 一种气动脱模的深腔注塑成型模具及脱模方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3692742B2 (ja) | 2005-09-07 |
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