JP2007073483A - キートップ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 装飾性に優れ、かつより安価なキートップを提供する。
【解決手段】 キートップは、押圧面を有するキートップ本体と、該キートップ本体の前記押圧面に対向する表面上に設けられた装飾層と、その装飾層上に形成された押し子とを有する。押し子は、好ましくは、光硬化性樹脂から形成される。キートップは、複数のキートップ本体を連結する連結支持部をさらに有することが好ましい。キートップは、キートップ本体の下面に設けられた装飾層上に、光硬化性樹脂を型成形によって一体化させることによって形成される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、携帯電話やデジタルカメラ等の電子機器の入力部に利用可能な、押し子を有するキートップ、およびそのような押し子付きキートップの製造方法に関する。

一般にキースイッチは、押下時に指などが接触するキートップと、該キートップを押下した際に、キートップの下方に配置された電気接点などのスイッチ素子に当接することによって、該キースイッチのオン／オフ切り替えを行う突起、すなわち「押し子」とを備える。

現在、デジタルカメラ等の入力部に使われているキースイッチには、押し子を有するキートップがヒンジ部によって別のキートップに連結されたヒンジキーが多く使われている。このようなヒンジキーにおいて、ヒンジ部は複数のキートップを連結するとともに、キートップが押下された際にキートップを元の位置に押し戻す力を提供する。

この種のキートップは硬質樹脂やゴム状弾性体から形成され、その下面上に該下面から突出した押し子を有している。例えば、特許文献１には、熱可塑性樹脂からなるキートップの下面に、熱可塑性エラストマーからなる押し子が一体的に形成されたキースイッチが開示されている。このような構成においては、一般に、キートップに文字や記号などの装飾を施すための装飾層は、キートップの上面、すなわち押圧面の側に、塗装やレーザー加工、めっき加工等によって設けられる。

一方、携帯電話等に使用されているキースイッチには、下面に押し子を有する弾性シートなどからなるキーパッドの上面に、熱可塑性樹脂からなるキートップが接着剤により固着されたキーシートが使われることが多い。このような構成の場合には、押し子はキーパッドに設けられているため、キートップの下面を平坦面とすることができ、キートップの表面だけでなく下面にも装飾層を設けることが可能である。

例えば、特許文献２には、弾性シートの上面に設けられたキートップを有するアッパーシートと、弾性シートの下面に設けられた押し子を有するローワーシートとを備える押釦スイッチ装置が開示されている。また、特許文献３には、樹脂フィルムからなるキーパッド上に複数のキートップが独立して固着されている押釦スイッチ用部材が開示されている。特許文献３に記載の一実施形態においては、押し子はキートップに対向するキーパッド上に設けられている。また、特許文献３に記載の別の実施形態では、押し子はキートップの下面に一体的に形成されており、該押し子はキートップの下面からキーパッドを貫通して突出している。

押し子をキーパッド上に有する構成のキーシートの場合、キートップの表面は平坦であるため、キートップに装飾層を形成するのが容易である。しかしながら、キートップとキーパッドとを別々に成形し、接着するという工程を経るため、コストが高くなるという問題があった。

これに対してヒンジキーは、キーパッドを必要としない構造であるため、より安価に製造できるが、キートップの下面に押し子が形成されているため、キートップの下面側に装飾層を設けることが困難であり、装飾に関する設計の自由度が制限されていた。また、このようなキートップにおいては装飾層をキートップの上面側に形成するため、キートップの押下操作などにより、装飾層が摩滅し易い。装飾層の摩滅を防止するためには、一般に
装飾層を保護膜などで被覆するといった対策が採られるが、これは新たなコストの増加に繋がる。
特開２００２−１５０８７３号公報 特開平８−５０８３１号公報 特開２００３−３２３８２７号公報

よって、本発明の目的は、キートップの下面に装飾層および押し子を設けることにより、装飾性に優れ、かつより安価なキートップを提供することにある。本発明はまた、そのようなキートップの製造方法も提供する。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、押圧面を有するキートップ本体と、該キートップ本体の前記押圧面に対向する表面上に設けられた装飾層と、その装飾層上に形成された押し子とを有することを要旨とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のキートップにおいて、前記押し子は、光硬化性樹脂によって形成されることを要旨とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のキートップにおいて、前記キートップ本体から延出して、複数のキートップ本体を連結して支持する連結支持部をさらに備え、前記キートップ本体と連結支持部とは同一の材料から一体的に形成されていることを要旨とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のキートップにおいて、前記押し子は半球形または円錐台形であることを要旨とする。
請求項５に記載の発明は、押圧面を有するキートップ本体と、該キートップ本体の前記押圧面に対向する表面上に設けられた装飾層と、その装飾層上に形成された押し子とを有するキートップを製造する方法であって、キートップ本体を形成する工程と、前記キートップ本体の一面に装飾層を設ける工程と、前記押し子の形状に対応する凹部を有する型の前記凹部内に未硬化の光硬化性樹脂を充填する工程と、前記凹部内の光硬化樹脂の液面が、キートップ本体に設けられた装飾層に接触するように、前記キートップ本体と前記型とを整合させる工程と、前記光硬化樹脂に所定の波長を有する光を照射して、前記光硬化樹脂を硬化させることによって、前記装飾層上に前記光硬化樹脂からなる押し子を一体化させる工程とからなることを要旨とする。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の方法において、前記型の凹部は、該凹部の上縁から外方に拡がる拡張部を有することを要旨とする。
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の方法において、前記型には、前記凹部の拡張部からさらに外方に延びる溝が設けられていることを要旨とする。

キートップの下面に装飾層を設け、その装飾層上に押し子を形成することで、構造的に安価なヒンジキーにおいても、キートップの下面において印刷や箔転写などの装飾が可能な、デザインバリエーションの豊富なキースイッチを得ることが可能となる。また、押し子を型成形によって形成することにより、押し子の形状の制御が容易となり、均一な形状の押し子を形成することができる。

以下に本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
図１には、本発明の一実施形態であるキートップ１０を用いたキースイッチの断面図が示されている。キートップ１０は、キートップ本体１と、装飾層２と、装飾層２上に形成された押し子３とを備える。キートップ本体１は、操作時に指先などによって押圧される押圧面１ａと、該押圧面１ａに対向する表面、すなわち下面１ｂとを備える。装飾層２は、キートップ本体１の下面１ｂ上に形成されている。この装飾層２が形成されるキートップ本体１の下面１ｂは図１に示されるように平坦である。押し子３は、装飾層２上において装飾層２から下方に突出している。キートップ１０の下方には、基板５が配置されている。基板５上には、固定接点６ａと、その固定接点６ａを覆うように離間して配置された皿ばね接点６ｂとが設けられている。キートップ１０と基板５とは、押し子３が皿ばね接点６ｂと対向するように整合されている。キートップ本体１がその押圧面１aを介して押
下されると、押し子３が皿ばね接点６ｂを押圧することによって、金属製の皿ばね接点６ｂが固定接点６ａと接触して電気的接続を確立する。それによって、当該キースイッチのオン／オフ切替が行われる。

また、キートップ１０は、図２に示すように、キートップ本体１の下縁から延出するヒンジ状の連結支持部４をさらに備える。連結支持部４は、キートップ本体１と同一の材料からキートップ本体１と一体的に形成されている。この連結支持部４は複数のキートップ本体１を連結するとともに、連結支持部４の一部が装置の筐体（図示せず）などに固定されることによって、キートップ本体１および押し子３を基板５上の皿ばね接点６ｂ上方の所定位置に支持する。連結支持部４は、キートップ１０の操作時、押圧面１ａに力が印加されることによってキートップ本体１および押し子３が皿ばね接点６ｂに向かって下方に変位するのを許容し、その力が排除されると、キートップ本体１および押し子３を元の所定位置に押し戻す。

キートップ本体１は、硬質樹脂又はゴム状弾性体から形成される。キートップ本体１は、下面１ｂ上に形成される装飾層２による装飾が押圧面１ａの側から視認可能となるように、透光性を有することが必要である。そのようなキートップ１０を形成する材料としては、例えば、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ＡＢＳ樹脂、およびポリエステル樹脂などの熱可塑性樹脂のほか、エポキシ樹脂およびシリコーン樹脂などの熱硬化性樹脂、スチレン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、およびウレタン系エラストマーなどの熱可塑性エラストマー、並びにシリコーンゴムおよびエチレンプロピレンゴムなどの熱硬化性ゴムなどが挙げられる。

図１および図２に示した実施形態においては、キートップ本体１は、下部外周にフランジ1ｃを備えた略四角柱の形状を有する。しかしながら、キートップ本体１は、円柱状や
楕円柱状など任意の形状を有してよい。

装飾層２は、キートップ本体１の下面１ｂ上に、例えば、印刷や塗装による塗膜や、金属箔などが積層されることによって形成され、キートップ本体１に文字や記号、模様などを表示することができる。このような装飾層２を形成する材料としては、例えば、紫外線硬化性インク、塩化ビニル系インク、アクリル系、およびウレタン系インクなどが挙げられる。また、装飾層２は、単一材料からなる単層であってもよいし、例えば、文字を形成する層および背景を形成する層など、異なる材料からなる複数の層が積層されたものであってもよい。図１では、装飾層２は、キートップ本体１の下面１ｂ全体にわたって形成されているように示されているが、必ずしも下面１ｂ全体にわたって形成されている必要はない。さらに、装飾層２に透光性部分を形成することにより、装飾層２の下方に配置されるバックライト（図示せず）よって照光される照光型キートップを形成することも可能である。

押し子３は、光硬化性樹脂、より好ましくは紫外線硬化性樹脂から形成される。紫外線硬化性樹脂は、硬化が短時間で完了するため好ましい。例えば、アクリル系、エポキシ系、およびシリコーン系などの紫外線硬化樹脂を用いることができる。押し子３は、上記材料から型による成形によって形成されることが好ましい。成形の際、前記光硬化性樹脂の未硬化状態における粘度は、１０〜６０Ｐａ・ｓ（回転数２０／ｓ）の範囲にあることが好ましい。また、前記光硬化性樹脂には、成形時の粘度を調整するために、シリカなどの粘度調整剤が添加されてもよい。粘度調整剤としてシリカを添加する場合、シリカの添加量は、光硬化性樹脂中、１〜４重量％の範囲にあることが好ましい。

光硬化性樹脂として紫外線硬化樹脂を用いる場合、該樹脂は、好ましくは１００〜４００ｎｍの範囲にある波長を有する光を照射することによって硬化される。
押し子３の形状は、球面状あるいは円錐台形が好ましい。図１および図２に示した実施形態では、押し子３は、キートップ本体１の下面１ｂに接する面を底面とした略円錐台形状を有し、さらに装飾層２との接触面の周縁から外方に拡がるフランジ部３ａを有する。このフランジ部３ａを設けることによって、キートップ本体１の下面１ｂとの接触面積が大きくなるため、キートップ本体１との密着性が向上する。また、押し子３は、その他に、円錐、円柱、角柱などの形状を有することも可能である。さらに、押し子３が円錐台形、円柱および角柱などの形状を有する場合、それらの下面（皿ばね接点６ｂに対向する面）の周縁が面取りされていてもよい。

上記実施形態によれば、以下の作用効果が得られる。
・上記実施形態のキートップ１０においては、キートップ本体１の平坦な下面１ｂに装飾層２が設けられている。従って、キートップ本体１の下面１ｂ上に、印刷や箔転写などの簡便な方法によって、装飾層２を容易に形成することが可能である。それにより、キートップ１０の装飾性が拡張され、デザインバリエーションの豊富なキースイッチを得ることができる。

・装飾層２はキートップ本体１の下面１ｂに設けられているので、外部からの接触によってほとんど磨耗することがない。従って、保護膜など、コストの増大を招く付加的な部材を必要とすることなく、耐久性に優れた装飾を提供することができる。

・押し子３がキートップ本体１の下面１ｂ上に装飾層２を介して直接形成されているため、キートップと、押し子を有するキーパッドとを別々に形成する必要がなくなり、より安価なキートップを得ることができる。

・キートップ１０が連結支持部４を備える場合、その連結支持部４を、キートップ本体１と同一の材料からキートップ本体１と一体的に形成することによって、より安価なヒンジキーを形成することができる。

・押し子３が、フランジ部３ａを有することによって、装飾層２との密着性が向上する。
次に、本発明のキートップの製造方法を説明する。

まず、キートップ本体１を予め、金型を用いて、射出成形やプレス成形などの成形法によって、所望の形状に成形する。このとき、必要に応じて、連結支持部４もキートップ本体１と一体的に形成する。次に、キートップ本体１の下面１ｂ上に印刷、塗布または転写などの方法によって装飾層２を設ける。

引き続き、装飾層２の上に押し子３を形成する。押し子３の形成には、図３に示すよう
に型７を使用する。型７は、押し子３の形状に対応する凹部８を有し、凹部８の上縁部には押し子３のフランジ部３ａに対応する拡張部８ａが設けられている。押し子３は、光硬化性樹脂を光硬化させることによって形成するため、型７は、紫外線等の用いる光を透過可能でなければならない。

押し子３を形成するには、まず、凹部８内に未硬化液状の光硬化性樹脂９を充填する。このとき、光硬化性樹脂９の液面は、その表面張力および／または粘性によって、図３に示すように、型７の上端面より若干盛り上がって突出した状態となることが好ましい。そのような状態となるためには、光硬化性樹脂９の粘度は上述の範囲、すなわち１０〜６０Ｐａ・ｓ（回転数２０／ｓ）の範囲にあることが好ましい。光硬化性樹脂９の粘度が前記範囲よりも高くなると、光硬化性樹脂９を凹部８内に充填し難くなる。また、光硬化性樹脂９の粘度が前記範囲よりも低くなると、光硬化性樹脂９を凹部８内に充填した際に、その液面が型７の上端面より若干盛り上がって突出した状態にならないので好ましくない。

次に、図４に示すように、キートップ本体１の下面１ｂに設けられた装飾層２のほぼ中央に、凹部８内の光硬化性樹脂９が接触するように、キートップ本体１が型７上に配置される。これにより、型７の上端面から突出していた光硬化性樹脂９は装飾層２と接触し、さらに装飾層２によって押しつぶされ、凹部８の拡張部８ａ内に拡がって、押し子３のフランジ部３ａを形成する。このとき、型７の上端面から突出している光硬化性樹脂９が装飾層２によって押しつぶされることによって、凹部８内の光硬化性樹脂９は、加圧されて凹部８内の隅々まで充填され、所定形状に成形される。このため、安定した形状の押し子３を得ることができる。これに対し、光硬化性樹脂９の粘度が低すぎて光硬化性樹脂９が上端面より突出した状態とならない場合には、光硬化性樹脂９は装飾層２との接触によって加圧されないため凹部８内の隅々まで充填されず、得られる押し子の形状の再現性が悪化することがある。また、凹部８内に充填される光硬化性樹脂９の量は、光硬化性樹脂９が拡張部８ａ内に拡がるが、拡張部８ａ内から溢れ出ない量に予め調整されている。

次いで、図４に示すように、型７の下方に配置された光源１１によって、紫外線などの適切な波長の光を光硬化性樹脂９に照射し、光硬化性樹脂９を硬化させることによって、光硬化性樹脂９を装飾層２と一体化させて、押し子３を形成する。その後、図５に示すように、型７を取り外すことによって、本発明のキートップを得ることができる。

・上記方法によれば、押し子３を形成する材料として光硬化性樹脂を用い、成形型として光透過性の型７を用いることによって、押し子３を装飾層２の上に容易にかつ短時間で形成することができる。

・押し子３は型を用いた成形によって形成されるため、例えば、押し子３を光硬化性樹脂の塗布などによって形成する場合に比べて、押し子３の形状を容易に制御することができる。したがって、複数のキートップ本体に対して、より均一な形状の押し子を形成したり、あるいは、例えば、キートップを押下する際のキートップの変位量を変更するために、異なる形状の押し子を形成したりすることが可能となる。

さらに、上記実施形態を以下のように変更することも可能である。
・押し子３の成形に用いる型７に、拡張部８ａからさらに外方に延びる溝８ｂを設けてもよい。この場合、押し子３を形成する際に、図６に示すように、凹部８内に過剰量の光硬化性樹脂９を充填し、装飾層２を光硬化性樹脂９と接触させる際に、過剰な光硬化性樹脂９を溝８ｂ内に流出させることができる。それにより、凹部８および拡張部８ａ内に充填される光硬化性樹脂９の量が不十分であるために生じる押し子３の形状のばらつきが防止される。

以下に本発明の実施例を挙げて説明する。

透明な熱可塑性樹脂であるポリカーボネート樹脂「ガリバー３０１−３０」（住友ダウ株式会社製）を用いて、射出成形によって、図２に示したように、連結支持部４によって連結された複数のキートップ本体１を得た。その後、各キートップ１０の下面１ｂに印刷や金属箔の転写によって装飾層２を形成した。

次に、図３に示した型７の凹部８内に、光硬化性樹脂９として、３重量％のシリカ粉（粘度調整剤、粒径約７ｎｍ）が混合されたアクリル系紫外線硬化性樹脂「ＵＶ８４１６」（株式会社セイコーアドバンス製）を充填した。このとき、前記紫外線硬化性樹脂は、図３に示すように、型７の上端面より若干盛り上がって突出した状態となるように充填した。また、型７は、紫外線を透過する半透明なポリプロピレン製であった。

図４に示したように、各キートップ本体１の装飾層２と、前記紫外線硬化性樹脂を充填した型７とを重ね合わせた。それにより、型７の上端面から突出していた紫外線硬化性樹脂は装飾層２によって押しつぶされ、凹部８の拡張部８ａ内に拡がって、押し子３のフランジ部３ａが形成された。このとき、型７およびキートップ１０の上下を反転させても構わない。次に、図４に示すように、型７の下方から型７を介して、前記紫外線硬化性樹脂に対して、積算光量が３５０ｍＪ／ｃｍ^２以上となるように紫外線を照射することによって、前記紫外線硬化性樹脂を硬化させた。尚、前記積算光量は、型７に隣接して配置した紫外線積算光量計ＵＩＴ−１５０（ウシオ電機株式会社製）による測定値である。その後、図５に示すように、型７を取り外すことによって、キートップ本体１の下面１ｂ上に装飾層２が形成され、該装飾層２を介してキートップ本体１の下面１ｂ上に形成された押し子３を有する本発明のキートップ１０を得ることができた。

上記実施形態より把握される技術思想について以下にまとめる。
・請求項1乃至４のいずれか1項に記載のキートップにおいて、前記押し子は、装飾層との結合面の周縁から外方に拡がるフランジ部を有することを特徴とする。これにより、押し子と装飾層との結合面が拡大し、押し子と装飾層とのより緊密な接着が保証される。

本発明のキートップを用いたキースイッチの断面図。 本発明のキートップを用いたキースイッチの斜視図 本発明のキートップの製造方法を説明する断面図。 本発明のキートップの製造方法を説明する断面図。 本発明のキートップの製造方法を説明する断面図。 本発明のキートップの製造に使用する別の型を示す断面図。

符号の説明

１…キートップ本体、１ａ…押圧面、２…装飾層、３…押し子、４…連結支持部、７…型、８…凹部、８ａ…拡張部、８ｂ…溝、９…光硬化性樹脂、１０…キートップ。

Claims (7)

1. 押圧面を有するキートップ本体と、該キートップ本体の前記押圧面に対向する表面上に設けられた装飾層と、その装飾層上に形成された押し子とを有することを特徴とするキートップ。
2. 前記押し子は、光硬化性樹脂によって形成されることを特徴とする請求項１に記載のキートップ。
3. 前記キートップ本体から延出して、複数のキートップ本体を連結して支持する連結支持部をさらに備え、前記キートップ本体と連結支持部とは同一の材料から一体的に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のキートップ。
4. 前記押し子は半球形または円錐台形であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のキートップ。
5. 押圧面を有するキートップ本体と、該キートップ本体の前記押圧面に対向する表面上に設けられた装飾層と、その装飾層上に形成された押し子とを有するキートップを製造する方法であって、
   キートップ本体を形成する工程と、
   前記キートップ本体の一面に装飾層を設ける工程と、
   前記押し子の形状に対応する凹部を有する型の前記凹部内に未硬化の光硬化性樹脂を充填する工程と、
   前記凹部内の光硬化樹脂の液面が、キートップ本体に設けられた装飾層に接触するように、前記キートップ本体と前記型とを整合させる工程と、
   前記光硬化樹脂に所定の波長を有する光を照射して、前記光硬化樹脂を硬化させることによって、前記装飾層上に前記光硬化樹脂からなる押し子を一体化させる工程とからなる方法。
6. 前記型の凹部は、該凹部の上縁から外方に拡がる拡張部を有することを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 前記型には、前記凹部の拡張部からさらに外方に延びる溝が設けられていることを特徴とする請求項６に記載の方法。

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