WO2022102643A1

WO2022102643A1 - プリプラ式射出成形機の成形方法

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Publication number: WO2022102643A1
Application number: PCT/JP2021/041292
Authority: WO
Inventors: 博文村田; 利美加藤; 穂積依田
Original assignee: 日精樹脂工業株式会社
Priority date: 2020-11-11
Filing date: 2021-11-10
Publication date: 2022-05-19

Abstract

可塑化装置Ｍｐの加熱シリンダ２ｃに内蔵したスクリュ２を回転させることにより投入された成形材料を可塑化し、かつ可塑化した樹脂Ｒを供給路４を通して射出装置Ｍｉに供給する可塑化工程（Ｓ１，Ｓ２１）と、この可塑化工程（Ｓ１，Ｓ２１）後、供給路４を閉じ、射出装置Ｍｉの射出シリンダ３ｃに内蔵したプランジャ３を前進させることにより供給された樹脂Ｒを射出ノズル５から金型Ｃに射出充填する射出工程（Ｓ４，Ｓ２３）と、を少なくとも備えるプリプラ式射出成形機の成形方法において、設定したタイミングにより、可塑化装置Ｍｐに内蔵したスクリュ２よりも前方に存在する可塑化した樹脂Ｒｒ，Ｒを、プランジャ３又はスクリュ２の前進により後方へ還流させる樹脂還流工程（Ｓ７，Ｓ１０２）を設けた。

Description

プリプラ式射出成形機の成形方法

　本発明は、スクリュを内蔵する可塑化装置とプランジャを内蔵する射出装置を分離して構成したプリプラ式射出成形機の成形方法に関する。

　従来、可塑化装置に内蔵したスクリュを回転させることにより投入された成形材料を可塑化し、かつ可塑化した樹脂を供給路を通して射出装置に供給する可塑化工程と、この可塑化工程後、前記供給路を閉じ、射出装置に内蔵したプランジャを前進させることにより供給された樹脂を射出ノズルから金型に射出充填する射出工程と、を少なくとも備えるプリプラ式射出成形機の成形方法としては、例えば、特許文献１に開示されるプリプラ式射出成形機の制御方法に用いる成形方法及び特許文献２に開示されるプリプラ式射出成形機の逆流防止方法に用いる成形方法が知られている。

　特許文献１のプリプラ式射出成形機の制御方法は、可塑化シリンダに内蔵するスクリュを回転させて成形材料を可塑化溶融するとともに、溶融した樹脂を開状態の逆流防止弁を通して射出シリンダにチャージし、この射出シリンダに内蔵するプランジャを後退させて計量を行うものであり、特に、計量時に、プランジャが予め設定した計量終了位置に達したなら、スクリュの回転を停止させるとともに、予めスクリュの回転量及び回転速度により設定した制御条件により逆回転させ、この後、可塑化シリンダと射出シリンダ間に配設した逆流防止弁を閉状態にするようにしたものである。また、特許文献２のプリプラ式射出成形機の逆流防止方法は、プランジャを内装した射出シリンダと、先端に逆流防止弁を備えた可塑化用のスクリュを回転かつ進退自在に内装した可塑化シリンダとを、先端部にわたり設けた樹脂路により連通して並設し、その可塑化シリンダの後部にスクリュ移動手段と回転用のモータとを設け、そのスクリュ移動手段によるスクリュの進退移動により、逆流防止弁を開閉作動するプリプラ式射出成形機であって、特に、プランジャがスクリュの回転による材料チャージにより後退し、その後退位置が計量終了位置の直前に達したときに、スクリュの回転速度を低速に切換え、しかるのち開弁時よりも低圧で後退移動して閉弁してから、スクリュ回転を停止して、計量終了後における樹脂の可塑化シリンダ側への逆流を防止するようにしたものである。

特開２００４－２５５５８８号公報特開平１１－２０７７９４号公報

　しかし、上述した従来におけるプリプラ式射出成形機の成形方法は、次のような解決すべき課題も残されていた。

　即ち、プリプラ式射出成形機の場合、可塑化装置から供給される樹脂（溶融樹脂）が射出装置の射出シリンダ内に蓄積される可塑化工程では、最初にプランジャの手前に蓄積され、その後、順次前方（射出ノズル側）へ積層されるように蓄積される。一方、射出工程では、プランジャを前進移動させることにより、溶融樹脂を金型内に射出充填するが、この射出工程に続く保圧工程において金型内の樹脂に対して所定の保圧力を付与する必要があるため、通常、前進移動させるプランジャは、最前端位置よりも手前で停止させることにより、射出シリンダに所定量の樹脂を残留させている。

　この場合、射出シリンダ内のプランジャは、スクリュのような回転は行わないとともに、前進移動と後退移動の反復的な繰り返し動作になるため、射出シリンダ内に残留した樹脂の一部はそのまま長時間にわたり滞留状態になりやすい。この結果、残留した樹脂は、徐々に変色や炭化等の劣化を来すことになり、成形品に混入した場合には、成形品の品質及び均質性の低下を招きやすい。また、この問題に対処する必要があることから、通常、定期的なメンテナンスにより射出シリンダ内のクリーニングを行う必要があり、生産時における、作業工数及び作業労力の増加、更には、これに伴う生産能率（生産効率）の低下を来す難点があった。

　本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決したプリプラ式射出成形機の成形方法の提供を目的とするものである。

　本発明は、上述した課題を解決するため、可塑化装置Ｍｐの加熱シリンダ２ｃに内蔵したスクリュ２を回転させることにより投入された成形材料を可塑化し、かつ可塑化した樹脂Ｒを供給路４を通して射出装置Ｍｉに供給する可塑化工程（Ｓ１，Ｓ２１）と、この可塑化工程（Ｓ１，Ｓ２１）後、供給路４を閉じ、射出装置Ｍｉの射出シリンダ３ｃに内蔵したプランジャ３を前進させることにより供給された樹脂Ｒを射出ノズル５から金型Ｃに射出充填する射出工程（Ｓ４，Ｓ２３）と、を少なくとも備えるプリプラ式射出成形機の成形方法において、設定したタイミングにより、可塑化装置Ｍｐに内蔵したスクリュ２よりも前方に存在する可塑化した樹脂Ｒｒ，Ｒを、プランジャ３又はスクリュ２の前進により後方へ還流させる樹脂還流工程（Ｓ７，Ｓ１０２）を設けたことを特徴とする。

　この場合、本発明の好適な第一の態様により、タイミングの設定は、射出工程（Ｓ４）により金型Ｃに充填した樹脂Ｒの冷却開始（Ｓ６）後における所定のタイミングを選定し、かつ樹脂還流工程（Ｓ７）は、当該タイミングで供給路４を開くとともに、プランジャ３を最前進位置Ｘｓまで前進させることによりプランジャ３の前方に残留した樹脂Ｒｒを、供給路４を逆流させて可塑化装置Ｍｐに還流させることができる。さらに、樹脂還流工程（Ｓ７）では、プランジャ３の前進移動時に、スクリュ２を停止させて実行する第一モードを設けてもよいし、プランジャ３の前進移動時に、スクリュ２を逆回転させて実行する第二モードを設けてもよく、この第一モードと第二モードは、選択手段により第一モードと第二モードを切換可能に構成できる。加えて、樹脂還流工程（Ｓ７）後には、可塑化工程（Ｓ８）を行うとともに、当該可塑化工程（Ｓ８）におけるプランジャ３の背圧を可変設定可能にすることができる。

　一方、本発明の好適な第二の態様により、スクリュ２を所定長さＬｓに選定し、かつスクリュ２のスクリュヘッド２ｈと加熱シリンダ２ｃの内壁２ｃｉ間に所定の隙間Ｇｓを設けるとともに、当該スクリュ２を進退移動させる進退移動駆動部６０を有する可塑化装置Ｍｐと、供給路４を少なくとも開閉可能な切換バルブ７０とを備え、タイミングの設定は、可塑化時に、加熱シリンダ２ｃ側を遮断し、スクリュ２を回転させて可塑化処理を行った後のタイミングを選定し、かつ樹脂還流工程（Ｓ１０２）は、スクリュ２を前進移動させて当該スクリュ２の前方に蓄積された樹脂Ｒを後方へ相対的に還流させる動作を少なくとも一回行い、この後、スクリュ２を回転させて可塑化処理を行う可塑化工程（Ｓ２１）を設けることができる。さらに、樹脂還流工程（Ｓ１０２）では、スクリュ２を、設定した加圧力により加圧することにより設定したストローク量だけ前進移動させることができる。また、樹脂還流工程（Ｓ１０２）では、スクリュ２を、設定した加圧力により加圧することにより設定したストローク量だけ前進移動させ、かつ設定した回転数により逆回転させることができる。なお、可塑化工程（Ｓ２１）は、プランジャ３が予め設定した目標位置Ａｔに到達するまで繰り返し行うことができる。他方、射出工程（Ｓ２３）後の保圧工程（Ｓ２５）が終了した後、切換バルブ７０により、射出ノズル５側を遮断し、プランジャ３を最前進位置Ａｆまで前進移動させることによりプランジャ３の前方に残留した樹脂Ｒｒを、供給路４を逆流させて可塑化装置Ｍｐに還流させる残留樹脂還流工程（Ｓ３２－Ｓ３６）を一回又は複数回の射出工程（Ｓ２３）毎に行うことができる。また、射出シリンダ３ｃは、プランジャ３の前方に樹脂Ｒを蓄積可能な容積Ｖｉを、スクリュ２の前方に樹脂Ｒを蓄積可能な容積Ｖｓの２倍以上に設定することができる。

　このような手法による本発明に係るプリプラ式射出成形機の成形方法によれば、次のような顕著な効果を奏する。

　（１）　設定したタイミングにより、可塑化装置Ｍｐに内蔵したスクリュ２よりも前方に存在する可塑化した樹脂Ｒｒ，Ｒを、プランジャ３又はスクリュ２の前進により後方へ還流させる樹脂還流工程（Ｓ７，Ｓ１０２）を設けたため、成形品の品質をより高めることができるとともに、成形品の品質のバラツキを低減することができる。特に、残留した樹脂を可塑化装置Ｍｐに還流させ、可塑化装置Ｍｐ内の樹脂に混合させることにより、再度可塑化処理することができるため、より均質性に優れた溶融樹脂を得ることができ、不良品の削減により最終成形品の歩留率をより高めることができる。この結果、特に、大型成形品や特殊樹脂成形品等の生産における生産効率の向上及び生産コストの削減を実現可能になり、この観点からも、資源ロスの発生の回避及びエネルギー消費の無駄の回避にも有効に貢献できる。

　（２）　本発明の好適な第一態様により、タイミングの設定を、射出工程（Ｓ４）により金型Ｃに充填した樹脂Ｒの冷却開始（Ｓ６）後における所定のタイミングを選定し、かつ樹脂還流工程（Ｓ７）は、当該タイミングで供給路４を開くとともに、プランジャ３を最前進位置Ｘｓまで前進させることによりプランジャ３の前方に残留した樹脂Ｒｒを、供給路４を逆流させて可塑化装置Ｍｐに還流させれば、プランジャ３の前方に残留した樹脂Ｒが、成形サイクル毎に可塑化装置Ｍｐに還流されるため、射出シリンダ内に滞留する樹脂Ｒを排除し、長時間にわたり残留する不具合を解消することができる。これにより、残留により劣化した樹脂が成形品に混入するのを回避できる。また、射出シリンダ内のクリーニングを行うメンテナンスを軽減できるなど、生産時における、作業工数及び作業労力の削減、更には、これに伴う生産能率（生産効率）の向上を図ることができるとともに、樹脂（資源）の無駄を削減することができる。

　（３）　第一の態様により、樹脂還流工程（Ｓ７）を行うに際し、プランジャ３の前進移動時に、スクリュ２を停止させる第一モードを用いれば、プランジャ３の前進動作のみで樹脂Ｒを還流させることができるため、制御処理を含めて実施の容易化を図ることができる。

　（４）　第一の態様により、樹脂還流工程（Ｓ７）を行うに際し、プランジャ３の前進移動時に、スクリュ２を逆回転させる第二モードを用いれば、可塑化装置Ｍｐ側の圧力を低下させることができるため、還流処理を迅速に行うことができるとともに、回転速度を可変制御することにより容易に還流時間や還流量を調整することができる。

　（５）　第一態様により、樹脂還流工程（Ｓ７）に、第一モードと第二モードを切換える選択手段を設ければ、オペレータは、第一モード又は第二モードを任意に選択できるため、還流量や成形材料の種類等に応じた最適なモードを選択することができる。

　（６）　第一の態様により、樹脂還流工程（Ｓ７）後に可塑化工程（Ｓ８）を行うとともに、当該可塑化工程（Ｓ８）におけるプランジャ３の背圧を可変設定可能にすれば、プランジャ３の背圧を、還流量や成形材料の種類等に応じて設定できるため、新しい樹脂Ｒと還流した残留樹脂Ｒｒの適切なミキシング処理を実現可能となり、より均質性の高い可塑化処理を実現できるとともに、より品質の高い成形品を得ることができる。

　（７）　本発明の好適な第二の態様により、スクリュ２を所定長さＬｓに選定し、かつスクリュ２のスクリュヘッド２ｈと加熱シリンダ２ｃの内壁２ｃｉ間に所定の隙間Ｇｓを設けるとともに、当該スクリュ２を進退移動させる進退移動駆動部６０を有する可塑化装置Ｍｐと、供給路４を少なくとも開閉可能な切換バルブ７０とを備え、タイミングの設定は、可塑化時に、加熱シリンダ２ｃ側を遮断し、スクリュ２を回転させて可塑化処理を行った後のタイミングを選定し、かつ樹脂還流工程（Ｓ１０２）は、スクリュ２を前進移動させて当該スクリュ２の前方に蓄積された樹脂Ｒを後方へ相対的に還流させる動作を少なくとも一回行い、この後、スクリュ２を回転させて可塑化処理を行う可塑化工程（Ｓ２１）を設ければ、加熱シリンダ２ｃ内において繰り返し可塑化処理することが可能となり、混練度の高い、より均質性に優れた溶融樹脂を得ることができ、不良品の削減により最終成形品の歩留率をより高めることができる。

　（８）　第二の態様により、樹脂還流工程（Ｓ１０２）として、スクリュ２を、設定した加圧力で加圧することにより設定したストローク量だけ前進移動させれば、スクリュ２の前進動作のみで樹脂Ｒを還流させることができるため、制御処理を含めて実施の容易化を図ることができる。

　（９）　第二の態様により、樹脂還流工程（Ｓ１０２）として、スクリュ２を、設定した加圧力により加圧することにより設定したストローク量だけ前進移動させることに加え、設定した回転数により逆回転させるようにすれば、還流方向の圧力を低下させることができるため、還流処理を迅速に行えるとともに、回転速度を可変制御することにより容易に還流時間や還流量を調整することができる。

　（１０）　第二の態様により、射出工程（Ｓ２３）後の保圧工程（Ｓ２５）が終了した後、切換バルブ７０により、射出ノズル５側を遮断し、プランジャ３を最前進位置Ａｆまで前進移動させることによりプランジャ３の前方に残留した樹脂Ｒｒを、供給路４を逆流させて可塑化装置Ｍｐに還流させる残留樹脂還流工程（Ｓ３２－Ｓ３６）を一回又は複数回の射出工程（Ｓ２３）毎に行うようにすれば、プランジャ３の前方に残留した樹脂Ｒｒを、可塑化装置Ｍｐに戻して再可塑化処理を行うことができるため、射出シリンダ３ｃ内に滞留する樹脂を排除し、長時間にわたり残留する不具合を解消することができる。この結果、残留により劣化した樹脂Ｒｒが成形品に混入するのを回避できるため、成形品の品質をより高めることができるとともに、成形品の品質のバラツキを低減することができる。加えて、射出シリンダ内のクリーニングを行うメンテナンスを軽減できるなど、生産時における、作業工数及び作業労力の削減、更には、これに伴う生産能率（生産効率）の向上を図ることができるとともに、樹脂（資源）の無駄を削減することができる。

　（１１）　第二の態様により、射出シリンダ３ｃを構成するに際し、プランジャ３の前方に樹脂Ｒを蓄積可能な容積Ｖｉを、スクリュ２の前方に樹脂Ｒを蓄積可能な容積Ｖｓの２倍以上に設定すれば、可塑化工程（Ｓ２１）を、プランジャ３が予め設定した目標位置Ａｔに到達するまで繰り返し行うことが可能になるため、可塑化装置Ｍｐの小型化が可能となり、大幅なコスト削減を実現できるとともに、小型の可塑化装置Ｍｐであっても小型成形品のみならず、かなりの大型成形品まで成形を行うことができ、汎用性の高い射出成形機として提供できる。

本発明の好適実施形態の第一実施例に係るプリプラ式射出成形機の成形方法の各成形工程を順を追って示すフローチャート、同成形方法の成形工程における初期可塑化工程の詳細な処理を順を追って示すフローチャート、同成形方法の成形工程における樹脂還流工程の詳細な処理を順を追って示すフローチャート、同成形方法を実施できるプリプラ式射出成形機の構成図、同プリプラ式射出成形機のストップバルブを抽出して示す構成図、同成形方法による成形時の作用を原理的に示す第一の説明図、同成形方法による成形時の作用を原理的に示す第二の説明図、同成形方法による成形時の作用を原理的に示す第三の説明図、本発明の好適実施形態の第二実施例に係る成形方法を実施できるプリプラ式射出成形機の構成図、同プリプラ式射出成形機の可塑化装置におけるスクリュの前端付近を拡大して示す構成図、同プリプラ式射出成形機の切換バルブを抽出して示す構成図、同成形方法の各工程を順を追って示すフローチャート、同成形方法における可塑化工程の詳細な処理を順を追って示すフローチャート、同可塑化工程における樹脂還流工程の詳細な処理を順を追って示すフローチャート、同成形方法による成形時の作用を原理的に示す第一の説明図、同成形方法による成形時の作用を原理的に示す第二の説明図、同成形方法による成形時の作用を原理的に示す第三の説明図、同成形方法による成形時の作用を原理的に示す第四の説明図、同成形方法による成形時の作用を原理的に示す第五の説明図、同成形方法による成形時の作用を原理的に示す第六の説明図、

　Ｍ：プリプラ式射出成形機，Ｍｐ：可塑化装置，Ｍｉ：射出装置，２：スクリュ，２ｃ：加熱シリンダ，２ｈ：スクリュヘッド，２ｃｉ：加熱シリンダの内壁，３：プランジャ，３ｃ：射出シリンダ，４：供給路，５：射出ノズル，６０：進退移動駆動部，７０：切換バルブ，Ｒ：樹脂，Ｒｒ樹脂（残留樹脂），Ｃ：金型，Ｘｓ：最前進位置，Ａｆ：最前進位置，Ａｔ：目標位置，Ｌｓ：所定長さ，Ｇｓ：所定の隙間，（Ｓ１）：可塑化工程，（Ｓ４）：射出工程，（Ｓ６）：冷却開始，（Ｓ７）：樹脂還流工程，（Ｓ１０２）：樹脂還流工程，（Ｓ８）：可塑化工程，（Ｓ２１）：可塑化工程，（Ｓ２３）：射出工程，（Ｓ２５）：保圧工程，（Ｓ３２－Ｓ３６）：残留樹脂還流工程

　次に、本発明に係る最良実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。

第一実施例

　まず、本実施形態の第一実施例に係る成形方法の実施に用いて好適なプリプラ式射出成形機Ｍの構成について、図４及び図５を参照して説明する。

　このプリプラ式射出成形機Ｍは、図４に示すように、大別して、可塑化装置Ｍｐと射出装置Ｍｉを備える。射出装置Ｍｉは、図示を省略した機台上に水平に設置し、前部に射出シリンダ３ｃを備えるとともに、後部に射出駆動部１２を備える。射出シリンダ３ｃは、進退変位自在のプランジャ３を内蔵するとともに、射出シリンダ３ｃの前端には射出ノズル５を備え、射出シリンダ３ｃの内部前端の中央位置と射出ノズル５は樹脂路により連通する。また、例示の射出駆動部１２は、駆動ピストン１２ｐを内蔵する油圧駆動シリンダ１２ｄにより構成する。そして、駆動ピストン１２ｐから前方に突出するピストンロッド１２ｐｒの先端はプランジャ３の後端に結合する。図中、５４は、プランジャ３の前後方向位置を検出する光学センサ等のプランジャ位置センサを示す。なお、射出シリンダ３ｃ及び射出ノズル５の外周面には図示を省略した加熱ヒータが装着されている。

　一方、可塑化装置Ｍｐは、図４に示すように、前部に加熱シリンダ２ｃを備えるとともに、後部に可塑化駆動部２２を備え、全体を前下がりに傾斜させることにより、加熱シリンダ２ｃの前端部をバルブブロック部２３を介して射出シリンダ３ｃの前端部上面に結合する。加熱シリンダ２ｃは、スクリュ２を内蔵するとともに、加熱シリンダ２ｃの後部位置には、成形材料を加熱シリンダ２ｃの内部に投入するホッパー２１ｈを備える。また、例示の可塑化駆動部２２は、オイルモータ２２ｍにより構成し、このオイルモータ２２ｍの回転出力軸２２ｍｓはスクリュ２の後端に結合する。したがって、この可塑化装置Ｍｐは、スクリュ２に対する正逆回転機能を備えている。図中、５５は、オイルモータ２２ｍの回転速度（回転数）を検出するロータリエンコーダ等のモータ回転センサを示す。なお、加熱シリンダ２ｃの外周面には図示を省略した加熱ヒータが装着されている。

　そして、図４に示すように、加熱シリンダ２ｃの内部における前端中央位置と射出シリンダ３ｃの内部前端の上部位置は、供給路４により連通するとともに、バルブブロック部２３の内部における供給路４の中途位置には、供給路４を開閉（開放又は遮断）するストップバルブ７を備える。例示のストップバルブ７は、図５に示すように、回動式の弁体部７ｖを備え、切換シリンダ７ｃの駆動制御により切換えることができる。即ち、例示の弁体部７ｖは直径方向に貫通形成した弁通路７ｖｓを備えており、切換シリンダ７ｃを駆動制御し、弁体部７ｖを実線で示す弁体部７ｖｃのポジションに切換えれば、弁通路７ｖｓが供給路４に対して直角になり、供給路４を遮断状態にすることができるとともに、弁体部７ｖを９０〔゜〕回動変位させ、仮想線で示す弁体部７ｖｏのポジションに切換えれば、弁通路７ｖｓと供給路４が連通し、供給路４を開放状態にすることができる。このように、供給路４の開閉を、この供給路４に設けたストップバルブ７の制御により行うようにすれば、ストップバルブ７の制御により供給路４を開閉できるため、供給路４の開閉を迅速かつ確実に行うことができる。

　他方、プリプラ式射出成形機Ｍは、図４に示す成形機コントローラ５１及びこの成形機コントローラ５１に制御される油圧回路により構成した油圧駆動部５２を備える。油圧駆動部５２は、油圧駆動シリンダ１２ｄ，オイルモータ２２ｍ，及び図５に示す切換シリンダ７ｃに接続するとともに、油圧駆動部５２は、成形機コントローラ５１に接続する。また、プランジャ位置センサ５４及びモータ回転センサ５５は成形機コントローラ５１の入力ポートに接続する。さらに、成形機コントローラ５１は、シーケンス制御プログラムを内蔵し、後述する本実施形態の第一実施例に係る成形方法を実施することができる。即ち、シーケンス制御プログラムに従って油圧駆動部５２に制御指令を付与し、油圧駆動シリンダ１２ｄ，オイルモータ２２ｍ，及び図５に示す切換シリンダ７ｃをシーケンス制御することができる。

　次に、第一実施例に係るプリプラ式射出成形機Ｍの成形方法について、図４－図８を参照しつつ図１－図３に示すフローチャートに従って説明する。なお、図６－図８において、Ｃは、固定型Ｃｃと可動型Ｃｍからなる金型Ｃを示す。

　最初に、初期可塑化工程を実行する（ステップＳ１）。初期可塑化工程の詳細な処理手順を図２にフローチャートにより示す。初期可塑化工程の実行に際しては、まず、ストップバルブ７を開側（図８に示す位置）に切換えることにより供給路４を開放状態にする（ステップＳ１－１）。そして、可塑化装置Ｍｐの可塑化駆動部２２を駆動制御し、予め設定した正方向の回転速度（回転数）によりスクリュ２を回転制御する（ステップＳ１－２）。これにより、ホッパー２１ｈ内の成形材料（ペレット材料）は加熱シリンダ２ｃ内に投入され、スクリュ２により可塑化溶融されるとともに、溶融した樹脂（溶融樹脂）Ｒは、加熱シリンダ２ｃの前端から供給路４を通して射出装置Ｍｉに供給される（ステップＳ１－３）。

　この結果、溶融樹脂Ｒは、プランジャ３の前方における射出シリンダ３ｃ内に徐々に蓄積されるため、プランジャ３はこの蓄積に伴って後退移動する（ステップＳ１－４）。図８に、後退移動したプランジャ３の位置を示す。プランジャ３が後退移動し、予め設定した目標位置（計量位置）に到達すれば、スクリュ２の回転を停止する制御を行う（ステップＳ１－５，Ｓ１－６）。目標位置の到達は、プランジャ位置センサ５４により検出することができる。以上が、ステップＳ１における初期可塑化工程となる。

　初期可塑化工程（ステップＳ１）が終了したなら、型締装置（不図示）を駆動制御し、図６に示す金型Ｃに対して、予る設定した型締力により型締めする型締工程を実行する（ステップＳ２）。そして、型締工程の終了により、ストップバルブ７を閉側（図６に示す位置）に切換えることにより供給路４を遮断状態にする（ステップＳ３）。この後、射出装置Ｍｉの射出駆動部１２を駆動制御し、予め設定した射出速度によりスクリュ２を前進移動させる射出工程を実行する（ステップＳ４）。これにより、プランジャ３の前方に蓄積された溶融樹脂Ｒは、図６に示す点線矢印Ｆｃ方向へ流動し、射出ノズル５から射出されることにより金型Ｃのキャビティ内に充填される。プランジャ３が予め設定した射出終了位置に到達したなら、射出工程が終了するとともに、続いて保圧工程に移行する（ステップＳ５）。

　保圧工程では金型Ｃに充填した溶融樹脂Ｒに対して、予め設定した保圧力を付加する必要があるため、前述したように、射出終了位置であってもプランジャ３の前方には所定量の溶融樹脂Ｒが残留樹脂Ｒｒとして残留している。図６に、射出工程が終了した時点の状態を示す。保圧工程に移行した後は、冷却が開始し（ステップＳ６）、金型Ｃ内の樹脂Ｒが硬化するため、設定時間Ｔｒが経過したなら、樹脂還流工程を実行する（ステップＳ７）。この場合の設定時間Ｔｒは、射出を開始した時点から、樹脂Ｒがある程度硬化し、射出装置Ｍｉ側から圧力が付与されても成形品Ｇｍが影響を受けない時間長さ設定することができる。

　樹脂還流工程の詳細な処理手順を図３にフローチャートにより示す。この樹脂還流工程では、まず、ストップバルブ７を開側（図７に示す位置）に切換えて供給路４を開放状態にする（ステップＳ７－１）。例示の場合、樹脂還流工程は、スクリュ２を停止させて実行する第一モードと、スクリュ２を逆回転させて実行する第二モードを選択することができる（ステップＳ７－２）。

　第一モードでは、スクリュ２を停止させた状態にし、射出装置Ｍｉにおける射出駆動部１２を駆動制御することにより、予め設定した移動速度によりスクリュ２を前進させる（ステップＳ７－２，Ｓ７－４）。この場合、金型Ｃ側の樹脂Ｒは、硬化状態にあるため、プランジャ３の前方に存在する残留樹脂Ｒｒは、図７に示す点線矢印Ｆｒ方向へ流動し、供給路４を通して可塑化装置Ｍｐ側に逆流する。即ち、加熱シリンダ２ｃの内部に還流される。このように、樹脂還流工程を行うに際し、プランジャ３の前進移動時に、スクリュ２を停止させて実行する第一モードを用いれば、プランジャ３の前進動作のみで樹脂Ｒを還流させることができるため、制御処理を含めて実施の容易化を図ることができる。

　一方、第二モードでは、プランジャ３の前進制御とスクリュ２の逆回転制御を同時に行う。即ち、スクリュ２を予め設定した逆回転速度により逆回転させるとともに（ステップＳ７－２，Ｓ７－３）、同時に、プランジャ３を予め設定した移動速度により前進させる（ステップＳ７－４）。このように、樹脂還流工程を行うに際し、プランジャ３の前進移動時に、スクリュ２を逆回転させて実行する第二モードを用いれば、可塑化装置Ｍｐ側の圧力を低下させることができるため、還流処理を迅速に行うことができるとともに、回転速度を可変制御することにより容易に還流時間や還流量を調整することができる。

　このような樹脂還流工程を行う第一モード又は第二モードは、所定の切換手段により選択することができる。したがって、オペレータは、還流量や成形材料の種類等に応じた最適なモードを選択することができる。

　そして、プランジャ３が最前進位置Ｘｓに至る予め設定した前進設定時間が経過したなら、プランジャ３の前進移動を停止するとともに（ステップＳ７－５，Ｓ７－６）、第二モードの場合には、併せて、スクリュ２の逆回転制御を停止する（ステップＳ７－７）。図７に、最前進位置Ｘｓにおけるプランジャ３の状態を示す。この場合、残留樹脂Ｒｒのほぼ全量が可塑化装置Ｍｐ側に還流されることになり、射出装置Ｍｉ側に滞留する残留樹脂Ｒｒはほぼゼロとなる。なお、最前進位置Ｘｓは、物理的にこれ以上前進できない前進限位置を設定することが望ましいが、予めオペレータ等が設定した前進限位置以外の位置を排除するものではない。

　樹脂還流工程（ステップＳ７）が終了したなら可塑化工程を実行する（ステップＳ８）。可塑化工程では、可塑化駆動部２２を駆動制御し、予め設定した正方向の回転速度（回転数）によりスクリュ２を回転制御する。これにより、ホッパー２１ｈ内の成形材料は加熱シリンダ２ｃ内に投入され、スクリュ２の回転により可塑化溶融されるとともに、同時に、射出装置Ｍｉ側から還流された残留樹脂Ｒｒとのミキシング処理が行われる。即ち、ホッパー２１ｈ側からの新しい樹脂Ｒと還流した残留樹脂Ｒｒが混在した状態で可塑化処理されるため、特に、残留樹脂Ｒｒは、再可塑化処理されることになる。そして、可塑化された溶融樹脂Ｒは、加熱シリンダ２ｃの前端から流出するとともに、図８に示す点線矢印Ｆｉ方向に流動し、供給路４を通して射出装置Ｍｉに供給される。

　このように、第一実施例に係る成形方法では、一般的な可塑化工程とは異なり、残留樹脂Ｒｒが含まれた可塑化工程となり、いわばミキシング工程が含まれる可塑化工程となる。このため、可塑化工程では、射出駆動部１２を駆動制御し、プランジャ３の背圧を適切な大きさになるように可変設定する。即ち、背圧を大きく設定すれば、供給路４を通して射出装置Ｍｉに供給される樹脂Ｒの供給速度を遅くでき、背圧を小さく設定すれば、樹脂Ｒの供給速度を速くできるため、残留樹脂Ｒｒの還流量や成形材料の種類等に応じて適切な背圧を設定することが望ましい。これにより、新しい樹脂Ｒと還流した残留樹脂Ｒｒの適切なミキシング処理を実現可能となり、より均質性の高い可塑化処理を実現できるとともに、より品質の高い成形品を得ることができる。

　そして、加熱シリンダ２ｃから供給された溶融樹脂Ｒは、プランジャ３の前方における射出シリンダ３ｃ内に徐々に蓄積されるため、プランジャ３はこの蓄積に伴って後退移動する。図８に、後退移動したプランジャ３の位置を示す。プランジャ３が後退移動し、予め設定した目標位置（計量位置）に到達すれば、スクリュ２の回転を停止する制御を行う。したがって、この可塑化工程は、残留樹脂Ｒｒと通常樹脂Ｒがミキシング処理される点を除いて、基本的には、前述した初期可塑化工程の動作と同じになる。

　一方、金型Ｃにおいては冷却が行われているため、予め設定した冷却時間が経過したなら冷却を終了させ（ステップＳ９）、この後、成形品取出工程を行う（ステップＳ１０）。即ち、可動型Ｃｍを型開方向へ移動させることにより型開きを行い、金型Ｃから成形品Ｇｍの取出しを行う。そして、次の成形（生産）が有る場合には、型締工程により金型Ｃに対する型締めを行う（ステップＳ１１，Ｓ２）。図８は、この状態を示している。型締工程が終了したなら、ストップバルブ７を閉側へ切換え、以降は、前述した処理手順に従って同様の処理を行うことができる（ステップＳ３，Ｓ４…）。

　このように、第一実施例に係るプリプラ式射出成形機Ｍの成形方法によれば、基本的な手法として、設定したタイミングにより、可塑化装置Ｍｐに内蔵したスクリュ２よりも前方に存在する可塑化した樹脂Ｒｒを、プランジャ３の前進により後方へ還流させる樹脂還流工程を設けたため、成形品の品質をより高めることができるとともに、成形品の品質のバラツキを低減することができる。即ち、残留した樹脂Ｒｒを可塑化装置Ｍｐに還流させ、可塑化装置Ｍｐ内の樹脂Ｒに混合させることにより、再度可塑化処理することができるため、より均質性に優れた溶融樹脂を得ることができ、不良品の削減により最終成形品の歩留率をより高めることができる。この結果、大型成形品や特殊樹脂成形品等の生産における生産効率の向上及び生産コストの削減を実現可能になり、この観点からも、資源ロスの発生の回避及びエネルギー消費の無駄の回避にも有効に貢献できる。

　また、第一実施例に係る成形方法では、タイミングの設定を、射出工程により金型Ｃに充填した樹脂Ｒの冷却開始後における所定のタイミングを選定し、かつ樹脂還流工程を、当該タイミングで供給路４を開くとともに、プランジャ３を最前進位置Ｘｓまで前進させることによりプランジャ３の前方に残留した樹脂Ｒｒを、供給路４を逆流させて可塑化装置Ｍｐに還流させるようにしたため、プランジャ３の前方に残留した樹脂Ｒが、成形サイクル毎に可塑化装置Ｍｐに還流されるため、射出シリンダ内に滞留する樹脂Ｒを排除し、長時間にわたり残留する不具合を解消することができる。これにより、残留により劣化した樹脂が成形品に混入するのを回避できる。また、射出シリンダ内のクリーニングを行うメンテナンスを軽減できるなど、生産時における、作業工数及び作業労力の削減、更には、これに伴う生産能率（生産効率）の向上を図ることができるとともに、樹脂（資源）の無駄を削減することができる。

第二実施例

　次に、本実施形態の第二実施例に係る成形方法の実施に用いて好適なプリプラ式射出成形機Ｍの構成について、図９－図１１を参照して説明する。

　このプリプラ式射出成形機Ｍは、図９に示すように、大別して、可塑化装置Ｍｐと射出装置Ｍｉを備える。射出装置Ｍｉは、図示を省略した機台上に水平に設置し、前部に射出シリンダ３ｃを備えるとともに、後部に射出駆動部１２を備える。射出シリンダ３ｃは、進退変位自在のプランジャ３を内蔵するとともに、射出シリンダ３ｃの前端には射出ノズル５を備え、射出シリンダ３ｃの内部前端の中央位置と射出ノズル５は樹脂路１２により連通する。また、射出駆動部１２は、駆動ピストン１２ｐを内蔵する油圧駆動シリンダ１２ｄにより構成し、駆動ピストン１２ｐから前方に突出するピストンロッド１２ｐｒの先端はプランジャ３の後端に結合する。その他、図中、５４は、プランジャ３の前後方向位置を検出する光学センサ等のプランジャ位置センサを示す。なお、射出シリンダ３ｃ及び射出ノズル５の外周面には図示を省略した加熱ヒータが装着されている。

　一方、可塑化装置Ｍｐは、図９に示すように、前部に加熱シリンダ２ｃを備えるとともに、後部に進退移動駆動部６０及び可塑化駆動部２２を備え、全体を前下がりに傾斜させることにより、加熱シリンダ２ｃの前端部を、内部に供給路４を形成した供給路ブロック２３を介して射出ノズル５の中間部位に設けたバルブブロック７１の上端面に結合する。加熱シリンダ２ｃは、スクリュ２を内蔵するとともに、加熱シリンダ２ｃの後部位置には、成形材料を加熱シリンダ２ｃの内部に投入するホッパー２１ｈを備える。

　この場合、図９に示すスクリュ２は所定長さＬｓに選定する。第二実施例に係る成形方法では、後述する切換バルブ６により加熱シリンダ２ｃ側を遮断し、スクリュ２を回転させて可塑化処理を行った後、スクリュ２を前進移動させて当該スクリュ２の前方に蓄積された樹脂Ｒを後方へ相対的に還流させる樹脂還流工程を少なくとも一回行うため、スクリュ２の長さＬｓが長いほど、余裕をもって還流させることができる。したがって、スクリュ２の長さＬｓは、無用に大型化しないことを条件にできるだけ長く選定することができる。また、図１０に示すように、スクリュ２のスクリュヘッド２ｈと加熱シリンダ２ｃの内壁２ｃｉ間には所定の隙間Ｇｓを設定する。例示の場合、スクリュヘッド２ｈの径を、スクリュ２のフライト部２ｓｆを除いたスクリュ軸２ｓｍの径と同一に選定した。勿論スクリュヘッド２ｈの径をスクリュ軸２ｓｍよりも大きくすることにより任意の隙間Ｇｓの大きさに選定することができる。

　さらに、この加熱シリンダ２ｃと前述した射出シリンダ３ｃのサイズの条件は、次のように選定（設定）する。即ち、射出シリンダ３ｃを構成するに際し、プランジャ３の前方に樹脂Ｒを蓄積可能な容積Ｖｉを、スクリュ２の前方に樹脂Ｒを蓄積可能な容積Ｖｓの２倍以上に設定する。このように設定すれば、後述する可塑化工程を、プランジャ３が予め設定した目標位置Ａｔに到達するまで繰り返し行うことが可能になるため、可塑化装置Ｍｐの小型化が可能となり、大幅なコスト削減を実現できるとともに、小型の可塑化装置Ｍｐであっても小型成形品のみならず、かなりの大型成形品まで成形を行うことができ、汎用性の高い射出成形機として提供できる。

　また、進退移動駆動部６０は、片ロッドピストン６０ｐを内蔵する油圧駆動シリンダ６０ｄにより構成する。そして、片ロッドピストン６０ｐの前方に突出するピストンロッド６０ｐｒの先端はスクリュ２の後端に結合する。この進退移動駆動部６０により、スクリュ２を進退移動させることができる。可塑化駆動部２２は、オイルモータ２２ｍにより構成し、このオイルモータ２２ｍの回転出力軸２２ｍｓは片ロッドピストン６０ｐの後端にスプライン係合させる。この可塑化装置Ｍｐは、スクリュ２に対する正逆回転機能を備えている。その他、図中、５５は、オイルモータ２２ｍの回転速度（回転数）を検出するロータリエンコーダ等のモータ回転センサを示す。なお、加熱シリンダ２ｃの外周面には図示を省略した加熱ヒータが装着されている。

　他方、上述したバルブブロック７１には、図１１に拡大して示す切換バルブ７０を内蔵する。この場合、バルブブロック７１の中央部位には、水平方向に貫通する樹脂路１２を有するため、この樹脂路１２の中途位置に切換バルブ７０を配するとともに、供給路ブロック２３に設けた供給路４の先端口を弁体部７１ｍの上端部に臨ませる。例示の切換バルブ７０は、周面の一部を切欠いて形成した弁部７１ｃを有する全体を円柱状に形成した弁体部７１ｍを備える。なお、図１１中、２５は、切換バルブ７０を回動操作により切換を行う切換シリンダを示す。

　これにより、切換シリンダ２５を駆動制御し、切換バルブ７０を図１１に仮想線で示す位置（図９に示す位置）、即ち、第一ポジションＰ１に切換えれば、加熱シリンダ２ｃ側を遮断し、かつ射出シリンダ３ｃと射出ノズル５間を連通させることができるとともに、弁体部７１ｍを９０〔゜〕回動変位させ、切換バルブ７０を図１１に実線で示す位置、即ち、第二ポジションＰ２に切換えれば、射出ノズル５側を遮断し、かつ加熱シリンダ２ｃと射出シリンダ３ｃ間を連通させることができる。このような切換バルブ７０を用いれば、切換バルブ７０により、供給路４の開閉のみならず射出ノズル５側を遮断することができるため、後述する射出工程（Ｓ２３）が終了した後、直ちに可塑化処理を行ったり、射出工程（Ｓ２３）終了後の保圧工程（Ｓ２５）が終了した後、プランジャ３を最前進位置Ａｆ（図１５参照）まで前進移動させることによりプランジャ３の前方に残留した樹脂Ｒを、供給路４を逆流させて可塑化装置Ｍｐに還流させることができるなど、各種の多様な処理を行うことができる。

　さらに、プリプラ式射出成形機Ｍは、図９に示す成形機コントローラ５１及びこの成形機コントローラ５１に制御される油圧回路により構成した油圧駆動部５２を備える。油圧駆動部５２は、油圧駆動シリンダ１２ｄ，油圧駆動シリンダ６０ｄ，オイルモータ２２ｍ，及び切換シリンダ２５にそれぞれ接続し、かつ成形機コントローラ５１に接続するとともに、プランジャ位置センサ５４及びモータ回転センサ５５は、それぞれ成形機コントローラ５１の入力ポートに接続する。また、成形機コントローラ５１は、シーケンス制御プログラムを内蔵し、後述する本実施形態の第二実施例に係る成形方法を実施することができる。即ち、シーケンス制御プログラムに従って油圧駆動部５２に制御指令を付与し、油圧駆動シリンダ１２ｄ，油圧駆動シリンダ６０ｄ，オイルモータ２２ｍ，及び切換シリンダ２５をシーケンス制御することができる。

　次に、第二実施例に係るプリプラ式射出成形機Ｍの成形方法について、図１５－図２０を参照しつつ図１２－図１４に示すフローチャートに従って説明する。なお、図１５－図２０において、Ｃは、固定型Ｃｃと可動型Ｃｍからなる金型Ｃを示す。また、成形品としては、サイズの大きい大型成形品Ｇｍを成形する場合を例示する。

　最初に、図１２に示す可塑化工程を実行する（ステップＳ２１）。可塑化工程の詳細な処理手順を、図１３（及び図１４）にフローチャートにより示す。可塑化工程を行うに際しては、まず、図１５に示すように、切換バルブ７０を第一ポジションＰ１に切換える（ステップＳ１０１）。これにより、供給路４が遮断状態になるため、この状態で、樹脂還流工程を実行する（ステップＳ１０２）。この樹脂還流工程の詳細な処理手順を、図１４にフローチャートにより示す。

　図１４に示すように、樹脂還流工程（ステップＳ１０２）では、可塑化装置Ｍｐのオイルモータ２２ｍを駆動制御し、予め設定した正方向の回転速度（回転数）によりスクリュ２を回転制御する（ステップＳ１０２１）。これにより、ホッパー２１ｈ内の成形材料（ペレット材料）は加熱シリンダ２ｃ内に投入され、スクリュ２により可塑化溶融される可塑化処理が行われる。通常、可塑化された樹脂Ｒは、供給路４を通して射出装置Ｍｉ側に供給されるが、第二実施例に係る成形方法では、供給路４が遮断されるため、可塑化された樹脂Ｒは、スクリュ２の前方における加熱シリンダ２ｃ内に蓄積される（ステップＳ１０２２）。この結果、スクリュ２は徐々に後退変位する。図１５がスクリュ２が後退した状態を示している。この可塑化処理は、スクリュ２が予め設定した位置，又は設定時間にわたって行われる。

　そして、この後、還流処理が行われる。なお、還流処理を行うか否かは、樹脂の種類や成形品の種類等により、予め選択することが可能である。還流処理を行わない場合には、前述した可塑化処理が終了した時点において、切換バルブ７０を第二ポジションＰ２に切換えればよく、これにより、還流処理を省略することができる（ステップＳ１０２３，Ｓ１０３）。この場合、ステップ１０１において切換バルブ７０を第一ポジションＰ１に切換えることなく、最初から第二ポジションＰ２に切換えることにより可塑化された樹脂Ｒをそのまま射出装置Ｍｉ側に供給することもできる。

　これに対して、還流処理を行う場合には、油圧駆動シリンダ６０ｄを駆動制御し、スクリュ２を、設定した加圧力により加圧することにより、設定したストローク量だけ前進移動させる（ステップＳ１０２３，Ｓ１０２４）。図１６がスクリュ２を前進移動させた状態を示している。これにより、スクリュ２の前方に蓄積された樹脂Ｒを、後方へ相対的に還流させる還流処理を行うことができる。このように、スクリュ２を、設定した加圧力により加圧することにより設定したストローク量だけ前進移動させるようにすれば、スクリュ２の前進動作のみで樹脂Ｒを還流させることができるため、制御処理を含めて実施の容易化を図ることができる。

　一方、この場合、スクリュ２を、設定した加圧力により加圧することにより、設定したストローク量だけ前進移動させることに加え、設定した回転数により逆回転させることもできる。このように、スクリュ２を、設定した加圧力により加圧することにより設定したストローク量だけ前進移動させるとともに、設定した回転数により逆回転させるようにすれば、還流方向の圧力を低下させることができるため、還流処理を迅速に行えるとともに、回転速度を可変制御することにより容易に還流時間や還流量を調整することができる。

　そして、以上の還流処理が終了したなら、スクリュ２を正回転させる可塑化処理を行う（ステップＳ１０２５）。これにより、可塑化された樹脂Ｒは、スクリュ２の前方における加熱シリンダ２ｃ内に蓄積される（ステップＳ１０２６）。この結果、スクリュ２は徐々に後退変位し、図１５に示した状態と同じ状態になる。この場合、図１５に示した最初の状態とは異なり、相対的にスクリュ２の後方へ移動した可塑化された樹脂Ｒは、再度、可塑化処理される。即ち、加熱シリンダ２ｃ内において繰り返し可塑化処理することが可能となり、混練度の高い、より均質性に優れた溶融樹脂を得ることができ、不良品の削減により最終成形品の歩留率をより高めることができる。

　以上の処理（ステップＳ１０２３－Ｓ１０２６）が、一回の還流処理となるため、同様の処理を予め設定した複数回（Ｎ回）実行する（ステップＳ１０２７）。Ｎ回の還流処理が終了すれば、樹脂還流工程（ステップＳ１０２）が終了する。樹脂還流工程（ステップＳ１０２）の終了により切換バルブ７０を第二ポジションＰ２に切換える（ステップＳ１０３）。この結果、供給路４が連通状態になるとともに、切換バルブ７０に対して樹脂路１２の下流側が遮断状態になる。

　次いで、スクリュ２を前進移動させることにより、スクリュ２の前方に蓄積された樹脂Ｒを加熱シリンダ２ｃから流出させる（ステップＳ１０４）。これにより、樹脂Ｒは供給路４を通して射出装置Ｍｉ側に供給され（ステップＳ１０５）、プランジャ３の前方における射出シリンダ３ｃ内に蓄積される（ステップＳ１０６）。即ち、一回目の蓄積処理が行われる。一回目の蓄積処理の終了により、プランジャ２ｓは樹脂Ｒの供給量に応じた位置まで後退変位する。図１７は一回目の蓄積処理が終了した時点の状態を示し、大型成形品Ｇｍを成形するため、設定した目標位置Ａｔには到達していない。

　この後、同様の処理（ステップＳ１０１－Ｓ１０６）を繰り返すことにより、二回目の蓄積処理を行う。即ち、切換バルブ７０を第一ポジションＰ１へ切換え（ステップＳ１０１）、上述した樹脂還流工程（Ｓ１０２）を行うとともに、樹脂還流工程（Ｓ１０２）が終了したなら、切換バルブ７０を第二ポジションＰ２へ切換え（ステップＳ１０３）、スクリュ２を前進移動させる（ステップＳ１０４）。これにより、樹脂Ｒは供給路４を通して射出装置Ｍｉ側に供給され（ステップＳ１０５）、プランジャ３の前方における射出シリンダ３ｃ内に蓄積される二回目の蓄積処理が行われる（ステップＳ１０６）。

　そして、以上の蓄積処理をプランジャ３が目標位置Ａｔに到達するまで実行する（ステップＳ１０７，Ｓ１０１…）。これにより、プランジャ３が目標位置Ａｔに到達すれば、到達した時点で樹脂Ｒの供給を停止する。即ち、切換バルブ７０を第一ポジションＰ１へ切換えて蓄積処理を終了させる（ステップＳ１０８）。これにより、一連の可塑化工程が終了する（ステップＳ１０９）。図１８は、四回の蓄積処理を行い、可塑化工程が終了した状態を示している。

　第二実施例に係る成形方法でも、射出シリンダ３ｃを構成するに際し、プランジャ３の前方に樹脂Ｒを蓄積可能な容積Ｖｉを、スクリュ２の前方に樹脂Ｒを蓄積可能な容積Ｖｓの２倍以上に設定するため、可塑化工程（ステップＳ２１）を、プランジャ３が予め設定した目標位置Ａｔに到達するまで複数回繰り返し行うことが可能になる。これにより、可塑化装置Ｍｐの小型化が可能となり、大幅なコスト削減を実現できるとともに、小型の可塑化装置Ｍｐであっても小型成形品のみならず、かなりの大型成形品Ｇｍまで成形を行うことができる。

　また、例示のように大型成形品Ｇｍを成形する場合、直前に行った成形処理に伴う冷却工程が長引いている可能性がある。したがって、射出工程を行う前に、直前における成形品取出工程が終了し、次の型締工程が終了していることを確認する（ステップＳ２２）。そして、型締工程が終了していることを確認したなら、射出駆動部１２を駆動制御し、予め設定した射出速度によりスクリュ２を前進移動させる射出工程を実行する（ステップＳ２３）。射出工程では、プランジャ３の前方に蓄積された樹脂Ｒは、射出ノズル５から金型Ｃに射出充填される。この際、プランジャ３は、予め設定した射出終了位置Ａｅに到達したなら射出工程を終了させる（ステップＳ２４）。図１９は、射出終了位置Ａｅに到達したプランジャ３を示している。

　射出工程が終了したなら（ステップＳ２４）、金型Ｃに充填された樹脂Ｒに対しては保圧工程が行われる（ステップＳ２５）。なお、保圧工程では金型Ｃに充填した溶融樹脂Ｒに対して、予め設定した保圧力を付加する必要があるため、前述したように、射出終了位置Ａｅであってもプランジャ３の前方には所定量の溶融樹脂Ｒが残留している（図１９）。保圧工程に移行した後は、冷却工程が行われる（ステップＳ２６）。これにより、金型Ｃ内の樹脂Ｒが固化するため、設定した冷却時間が経過したなら、冷却工程を終了する。この後、型開工程により金型Ｃを開くとともに、成形品Ｇｍを取り出す成形品取出工程を行う（ステップＳ２７，Ｓ２８）。即ち、可動型Ｃｍを型開方向へ移動させることにより型開きを行い、金型Ｃから成形品Ｇｍの取出しを行う。そして、次の成形（生産）が有る場合には、型締工程により金型Ｃに対する型締めを行う（ステップＳ２９，Ｓ３０）。

　他方、可塑化工程（ステップＳ２１）が終了し、切換バルブ７０を第一ポジションＰ１へ切換えた時点では、図１８に示すように、供給路４が遮断されるため、次の成形が有る場合には、直ちに、次の可塑化工程（ステップＳ２１）を行うことができる（ステップＳ２１，Ｓ２２）。即ち、上述した可塑化装置ＭｐにおけるＮ回の還流処理を含む樹脂還流工程及び射出装置Ｍｉにおける複数回の蓄積処理を含む可塑化工程を行うことができる（ステップＳ１０２－Ｓ１０９）。この状態を図２０に示す。

　ところで、図１９に示すように、射出工程（ステップＳ２３）が終了した時点では、プランジャ３の前方に所定量の樹脂Ｒｒが残留する。このため、このタイミングにおいて、第一実施例と同様に、直ちに、次の可塑化工程（ステップＳ２１）を行うことなく、残留した樹脂Ｒｒを可塑化装置Ｍｐに還流させる残留樹脂還流工程（樹脂還流工程）を行なうことができる（ステップＳ３２）。残留樹脂還流工程を行なう場合には、保圧工程（ステップＳ２５）が終了したことを確認（ステップＳ３３）し、このタイミングで切換バルブ７０を第二ポジションＰ２に切換える（ステップＳ３４）。この後、プランジャ３を最前進位置Ａｆまで移動させる（ステップＳ３５）。これにより、残留した樹脂Ｒｒを加熱シリンダ２ｃに戻すことができる。この場合、プランジャ３を前進移動させて樹脂Ｒを加圧するとともに、同時に、スクリュ２を逆回転させることにより、より円滑に還流させることも可能である。そして、以上の残留樹脂還流工程が終了したなら、切換バルブ７０を第一ポジションＰ１に切換え（ステップＳ３６）、次の可塑化工程（ステップＳ２１）を行うことができる。

　このように、射出工程（Ｓ２３）後の保圧工程（Ｓ２５）が終了した後、切換バルブ７０により、射出ノズル５側を遮断し、プランジャ３を最前進位置Ａｆまで前進移動させることによりプランジャ３の前方に残留した樹脂Ｒｒを、供給路４を逆流させて可塑化装置Ｍｐに還流させる残留樹脂還流工程（Ｓ３２－Ｓ３６）を一回又は複数回の射出工程（Ｓ２３）毎に行うようにすれば、プランジャ３の前方に残留した樹脂Ｒｒを、可塑化装置Ｍｐに戻して再可塑化処理を行うことができるため、射出シリンダ３ｃ内に滞留する樹脂を排除し、長時間にわたり残留する不具合を解消することができる。この結果、残留により劣化した樹脂が成形品に混入するのを回避できるため、成形品の品質をより高めることができるとともに、成形品の品質のバラツキを低減することができる。加えて、射出シリンダ内のクリーニングを行うメンテナンスを軽減できるなど、生産時における、作業工数及び作業労力の削減、更には、これに伴う生産能率（生産効率）の向上を図ることができるとともに、樹脂（資源）の無駄を削減することができる。

　そして、次の可塑化工程（ステップＳ２１）が終了したなら次の射出工程を行う（ステップＳ２２，Ｓ２３）。この場合、可塑化工程（ステップＳ２１）の終了後、型締工程（ステップＳ３０）が終了していることを確認する。型締工程が終了していない場合には、型締工程（ステップＳ３０）が終了するのを待って射出工程（ステップＳ２３）を行うとともに、型締工程（ステップＳ３０）が先に終了している場合には、可塑化工程（ステップＳ２１）の終了後、直ちに射出工程（ステップＳ２３）を行うことができる。以下、同様の工程処理が行われる（ステップＳ２４…）。

　よって、このような第二実施例に係るプリプラ式射出成形機Ｍの成形方法によれば、第二実施例も基本的な手法として、設定したタイミングにより、可塑化装置Ｍｐに内蔵したスクリュ２よりも前方に存在する可塑化した樹脂Ｒを、スクリュ２の前進により後方へ還流させる樹脂還流工程を設けため、成形品の品質をより高めることができるとともに、成形品の品質のバラツキを低減することができる。また、残留した樹脂を可塑化装置Ｍｐに還流させ、可塑化装置Ｍｐ内の樹脂に混合させることにより、再度可塑化処理することができるため、より均質性に優れた溶融樹脂を得ることができ、不良品の削減により最終成形品の歩留率をより高めることができる。

　特に、第二実施例の場合には、スクリュ２を所定長さＬｓに選定し、かつスクリュ２のスクリュヘッド２ｈと加熱シリンダ２ｃの内壁２ｃｉ間に所定の隙間Ｇｓを設けるとともに、当該スクリュ２を進退移動させる進退移動駆動部６０を有する可塑化装置Ｍｐと、供給路４を少なくとも開閉可能な切換バルブ７０とを備え、タイミングの設定を、可塑化時に、加熱シリンダ２ｃ側を遮断し、スクリュ２を回転させて可塑化処理を行った後のタイミングを選定し、かつ樹脂還流工程を、スクリュ２を前進移動させて当該スクリュ２の前方に蓄積された樹脂Ｒを後方へ相対的に還流させる動作を少なくとも一回行い、この後、スクリュ２を回転させて可塑化処理を行う可塑化工程を設けたため、加熱シリンダ２ｃ内において繰り返し可塑化処理することが可能となり、混練度の高い、より均質性に優れた溶融樹脂を得ることができ、不良品の削減により最終成形品の歩留率をより高めることができる。

　以上、最良実施形態に係る第一実施例及び第二実施例について詳細に説明したが、本発明は、このような実施例に限定されるものではなく、細部の構成，形状，素材，数量，手法等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更，追加，削除することができる。

　例えば、第一実施例で使用した供給路４は、当該供給路４に設けたストップバルブ７により開閉する場合を示したが、供給路４を選択的に開放又は遮断できる機能を有するものであれば、各種手段又は手法を利用できる。また、可塑化装置Ｍｐのスクリュ２に対して進退移動機能を付加することによりインライン式射出成形機として構成し、例えば、樹脂還流工程後の可塑化工程を行う際に、ストップバルブ７を閉じてスクリュ２を回転させるミキシング工程を行うなど、各種変更実施形態が可能である。

　また、第二実施例において、切換バルブ７０は、少なくとも、加熱シリンダ２ｃ側を遮断し、かつ射出シリンダ３ｃと射出ノズル５間を連通させる第一ポジションＰ１，又は射出ノズル５側を遮断し、かつ加熱シリンダ２ｃと射出シリンダ３ｃ間を連通させる第二ポジションＰ２に切換可能に構成した場合を示したが、必須の構成要素となるものではなく、供給路４を少なくとも開閉可能な切換バルブ７０であれば足りる。また、切換バルブ７０は、第一ポジションＰ１と第二ポジションＰ２に切換える機能を有するものであれば、各種タイプの切換バルブ７０を利用可能である。したがって、複数のバルブの組合わせにより構成する場合であってもよい。さらに、可塑化工程（Ｓ２１）は、プランジャ３が予め設定した目標位置Ａｔに到達するまで繰り返し行うことが望ましいが、必須の構成要素となるものではなく、繰り返すことなく一回で終了させる場合を排除するものではない。

　さらに、各実施例において、駆動方式として、油圧式射出成形機を例示して説明したが、電動式射出成形機，電動式と油圧式を組合わせたハイブリッド式射出成形機，空圧式射出成形機等、任意の駆動源を利用した射出成形機に適用可能である。なお、本発明では、射出工程と保圧工程を別工程として説明したが、必ずしも別工程として明確に区別されるものではない。例えば、次に記載する成形方式のように、保圧工程が存在しない成形方式或いは射出工程の中に保圧処理を含む場合もあるため、本発明における射出工程には、保圧工程を含む場合と含まない場合の広義の射出工程が含まれる。

　他方、ベースとなる成形方式として一般的な成形方式を例示したが、その他、既に本出願人が提案した成形方式、即ち、少なくとも金型Ｃ内の樹脂の固化に伴って樹脂の自然圧縮が可能となる型締装置を使用し、予め、射出充填時に可動型Ｃｍと固定型Ｃｃ間に所定の型隙間が生じ、かつ良品成形可能な成形射出圧力と良品成形可能な成形型締力を求めて設定するとともに、成形時に、成形型締力により型締装置を型締し、かつ成形射出圧力をリミッタ圧力として設定して成形を行う、本出願人が既に提案した成形方式（国際公開ＷＯ２０１１／１６１８９９号公報等参照）をベースとした成形方法も可能である。

　本発明に係る成形方法は、スクリュを内蔵する可塑化装置とプランジャを内蔵する射出装置を分離して構成した各種プリプラ式射出成形機の成形方法として利用できる。

Claims

　可塑化装置の加熱シリンダに内蔵したスクリュを回転させることにより投入された成形材料を可塑化し、かつ可塑化した樹脂を供給路を通して射出装置に供給する可塑化工程と、この可塑化工程後、前記供給路を閉じ、射出装置の射出シリンダに内蔵したプランジャを前進させることにより供給された樹脂を射出ノズルから金型に射出充填する射出工程と、を少なくとも備えるプリプラ式射出成形機の成形方法であって、設定したタイミングにより、前記可塑化装置に内蔵した前記スクリュよりも前方に存在する可塑化した樹脂を、前記プランジャ又は前記スクリュの前進により後方へ還流させる樹脂還流工程を設けたことを特徴とするプリプラ式射出成形機の成形方法。
　前記タイミングの設定は、前記射出工程により前記金型に充填した樹脂の冷却開始後における所定のタイミングを選定し、かつ前記樹脂還流工程は、当該タイミングで前記供給路を開くとともに、前記プランジャを最前進位置まで前進させることにより前記プランジャの前方に残留した樹脂を、前記供給路を逆流させて前記可塑化装置に還流させることを特徴とする請求項１記載のプリプラ式射出成形機の成形方法。
　前記樹脂還流工程は、前記プランジャの前進移動時に、前記スクリュを停止させて実行する第一モードを備えることを特徴とする請求項１又は２記載のプリプラ式射出成形機の成形方法。
　前記樹脂還流工程は、前記プランジャの前進移動時に、前記スクリュを逆回転させて実行する第二モードを備えることを特徴とする請求項１又は２記載のプリプラ式射出成形機の成形方法。
　前記樹脂還流工程は、選択手段により前記第一モードと前記第二モードを切換可能であることを特徴とする請求項３又は４記載のプリプラ式射出成形機の成形方法。
　前記樹脂還流工程後に前記可塑化工程を行うとともに、当該可塑化工程における前記プランジャの背圧を可変設定可能にすることを特徴とする請求項１記載のプリプラ式射出成形機の成形方法。
　前記スクリュを所定長さに選定し、かつ前記スクリュのスクリュヘッドと前記加熱シリンダの内壁間に所定の隙間を設けるとともに、当該スクリュを進退移動させる進退移動駆動部を有する可塑化装置と、前記供給路を少なくとも開閉可能な切換バルブとを備え、前記タイミングの設定は、可塑化時に、前記加熱シリンダ側を遮断し、前記スクリュを回転させて可塑化処理を行った後のタイミングを選定し、かつ前記樹脂還流工程は、前記スクリュを前進移動させて当該スクリュの前方に蓄積された樹脂を後方へ相対的に還流させる動作を少なくとも一回行い、この後、前記スクリュを回転させて可塑化処理を行う前記可塑化工程を備えることを特徴とする請求項１記載のプリプラ式射出成形機の成形方法。
　前記樹脂還流工程は、前記スクリュを、設定した加圧力により加圧することにより設定したストローク量だけ前進移動させることを特徴とする請求項７記載のプリプラ式射出成形機の成形方法。
　前記樹脂還流工程は、前記スクリュを、設定した加圧力により加圧することにより設定したストローク量だけ前進移動させ、かつ設定した回転数により逆回転させることを特徴とする請求項８記載のプリプラ式射出成形機の成形方法。
　前記可塑化工程は、前記プランジャが予め設定した目標位置に到達するまで繰り返し行うことを特徴とする請求項７記載のプリプラ式射出成形機の成形方法。
　前記射出工程後の保圧工程が終了した後、前記切換バルブにより、前記射出ノズル側を遮断し、前記プランジャを最前進位置まで前進移動させることにより前記プランジャの前方に残留した樹脂を、前記供給路を逆流させて前記可塑化装置に還流させる残留樹脂還流工程を一回又は複数回の射出工程毎に行うことを特徴とする請求項７記載のプリプラ式射出成形機の成形方法。
　前記射出シリンダは、前記プランジャの前方に樹脂を蓄積可能な容積を、前記スクリュの前方に樹脂を蓄積可能な容積の２倍以上に設定してなることを特徴とする請求項７記載のプリプラ式射出成形機の成形方法。