JP5833395B2 - キースイッチの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば携帯電話機等の通信端末機器に代表される各種電子機器において、入力手段として用いることができるキースイッチの製造方法に関するものである。

携帯電話機等に用いられるキースイッチは、手指による入力の際に押圧動作を受け付けるキートップと、キートップが押されたときにその押圧変動を基板に伝達する押し子とを備えたものである。このようなキースイッチに関する技術として、例えば下記の特許文献１〜５に示すものが開示されている。

特許文献１には、インモールド成形でキートップを一体化させた樹脂フィルムと、同じくインモールド成形で押し子を一体化させた樹脂フィルムとを、接着剤で貼り合わせてキースイッチを構成することが開示されている。

特許文献２には、ガラス製の型枠に紫外線硬化樹脂を注入して印刷フィルムを積層し、型枠下部に配置したランプで紫外線照射して紫外線硬化樹脂を硬化させ、印刷フィルムの上に押しボタンを形成することが開示されている。

特許文献３には、成形型の上面および下面をガラスにし、ガラスの下側または上側にＵＶランプを設け、成形型に注入したＵＶ硬化樹脂に紫外線を当てて硬化させることにより、フィルムシートの片面に押し子を形成したキーベースを形成することが開示されている。

特許文献４には、ＥＬシートに紫外線硬化樹脂をスクリーン印刷し、それを紫外線を照射して硬化させることにより突起部（押し子）を形成し、上記ＥＬシートに対してキートップをテープで接着したり一体成形したりすることが開示されている。

特許文献５には、キートップと押し子を有するエラストマーキーパッドを一体成形することが開示されている。

特開２００５−２８５７５４号公報 特開２００２−１０９９８７号公報 特開２００７−２１３８７４号公報 特開２００４−０１４１４３号公報 特開２００４−３４２４９５号公報

上記特許文献１では、キートップをモールド成形した樹脂フィルムと、押し子をモールド成形した樹脂フィルムをそれぞれ別々につくり、その後両者を接着する作業を行わねばならない。フィルムの接着は、間に空気を取り込んで気泡を形成しやすく、作業が困難で不良品も発生しやすいという問題がある。

上記特許文献２は、印刷フィルムの片面に押しボタンを形成する技術を開示するに留まる。したがって、結局、特許文献１のように、キートップを片面に形成した印刷フィルムと、押し子を成形した印刷フィルムをそれぞれ別々につくり、その両者を接着しなければならない。

上記特許文献３も、フィルムベースの片面に押し子を形成する技術を開示するに留まる。したがって、結局、特許文献１のように、キートップを片面に形成した印刷フィルムと、押し子を成形した印刷フィルムをそれぞれ別々につくり、その両者を接着しなければならない。

上記特許文献４は、スクリーン印刷で押し子を形成したＥＬシートに対し、別途成形しておいたキートップを接着等する技術を開示するに留まる。キートップを別途形成しておかねばならず、ひとつひとつ押し子形成面の反対面に位置決めしながら貼り付ける工程が困難で不良品も発生しやすいという問題がある。

上記特許文献５は、キートップと押し子を有するエラストマーキーパッドを一体成形する技術を開示するに過ぎず、フィルムの両面にキートップと押し子を一体的に形成する技術を開示するものではない。

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、フィルムの両面にキートップと押し子を一体的に形成するキースイッチの製造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、本発明のキースイッチの製造方法は、
第１凸部を成形するための第１成形凹部を有する光透過性の第１成形型と、第２凸部を成形するための第２成形凹部を有する光透過性の第２成形型と、光不透過性のフィルムとを準備し、
上記第１成形凹部に光硬化性の樹脂材料を充填した第１成形型に対し、上記光不透過性のフィルムを積層した状態で、上記第２成形凹部に光硬化性の樹脂材料を充填した第２成形型を合わせ、
上記第１成形型および第２成形型を通して光を同時に照射することにより、上記フィルムの片面に光硬化性の樹脂により第１凸部を形成するとともに、上記フィルムの他面に光硬化性の樹脂により第２凸部を形成する
ことを要旨とする。

上記目的を達成するため、本発明のキースイッチは、
光不透過性の基材フィルムに印刷層が形成され、上記基材フィルムの印刷層形成面に光硬化性の樹脂により第２凸部が形成され、他面に光硬化性の樹脂により第１凸部が形成されている
ことを要旨とする。

本発明のキースイッチの製造方法は、
光硬化性の樹脂材料を充填した第１成形型に対して光不透過性のフィルムを積層した状態で光硬化性の樹脂材料を充填した第２成形型を合わせ、上記第１成形型および第２成形型を通して光を同時に照射することにより、上記光不透過性のフィルムの片面に第１凸部を形成し、上記フィルムの他面に第２凸部を形成する。
このように、光不透過性フィルムの両面に、それぞれ第１凸部と第２凸部を一体的に形成することができる。したがって、従来例のようなフィルム同士を接着するとか、別途形成しておいたキートップを位置決めしながら貼り付けるといった困難な工程を省略できて不良品も減少する。

本発明のキースイッチの製造方法において、
上記光不透過性のフィルムは、基材フィルムに印刷層を形成したものであり、
印刷層を形成した基材フィルムを、第１成形型に対し、印刷層のない面を第１成形凹部に対面させるように積層する場合には、
印刷層を形成した基材フィルムの両面に、それぞれ第１凸部と第２凸部が形成される。したがって、従来例のようなフィルム同士を接着するとか、別途形成しておいたキートップを位置決めしながら貼り付けるといった困難な工程を省略できて不良品も減少する。

本発明のキースイッチの製造方法において、
上記光透過性の第１成形型および第２成形型は、純度が９９．５質量％以上のＳｉＯ_２からなる場合には、
第１成形型および第２成形型の光透過性を確保するとともにその均一性を確保し、樹脂材料の硬化むらをなくして不良率を減少し、また不必要に光照射時間を延長しなくてよい。

本発明のキースイッチの製造方法において、
上記光透過性の第１成形型および第２成形型は、Ｃａ、Ｎａ、ＫおよびＢのそれぞれの元素含有量が０．１質量％以下である場合には、
第１成形型および第２成形型の光透過性を確保するとともにその均一性を確保し、樹脂材料の硬化むらをなくして不良率を減少し、また不必要に光照射時間を延長しなくてよい。

キースイッチを示す断面図である。 上記キースイッチの製造方法を説明する図である。 上記キースイッチの製造方法を説明する図である。 本発明の第１実施形態のキースイッチの製造方法を説明する図である。 上記第１実施形態の製造方法で得られたキースイッチを示す断面図である。 キースイッチの他の例を示す断面図である。

つぎに、本発明を実施するための形態を説明する。

図１は、キースイッチを説明する断面図である。

このキースイッチは、光透過性の基材フィルム１の片面に第１凸部としてキートップ２が形成され、上記基材フィルム１の他面に光不透過性の印刷層３が形成され、上記基材フィルム１の印刷層形成面に第２凸部として押し子４が形成されている。

上記基材フィルム１は、キートップ２を押圧操作したときにその押圧変動を押し子４により基板（図示していない）に伝達するというキースイッチの特性上、可撓性のある樹脂フィルムを用いることができる。樹脂フィルムの材質としては、例えば、アクリル樹脂、ＰＥＴ樹脂、ポリカーボネート樹脂等のフィルムを使用することができる。

上記印刷層３は、遮光、隠蔽、加飾、必要な情報の表示等の目的で、各種のインク、塗料、顔料、ペースト等により印刷された層である。

上記キートップ２および押し子４は、光硬化性の樹脂を基材フィルム１上で硬化させて形成される。キートップ２は、基材フィルム１の印刷層３が形成されていない面に、所定間隔を隔てて複数形成されている。押し子４も、基材フィルム１の印刷層３が形成された面に、所定間隔を隔てて複数形成されている。

キートップ２と押し子４は、キートップ２を押圧操作したときにその押圧変動を押し子４により基板（図示していない）に伝達するというキースイッチの特性上、１対１で対応して設けられている。すなわち、所定の配置がなされたキートップ２各々に対応した位置に、それぞれ１つずつ押し子４が形成されている。

つぎに、上記キースイッチの製造方法について説明する。

図２−１、図２−２は、上記キースイッチの製造方法を説明する図である。工程を（Ａ）〜（Ｇ）に示している。

（Ａ）まず、第１凸部であるキートップ２を成形するための第１成形凹部７を有する第１成形型５を準備する。この第１成形型５は、使用する光硬化樹脂の離型性が保たれ、所定の寸法精度や剛性が確保できるものであれば各種の材質を用いることができる。例えば、金属や各種の硬質樹脂材料を使用することができる。この第１成形型５は光透過性は必要とされない。

（Ｂ）ついで、上記第１成形凹部７に光硬化性の樹脂材料を充填したのち光透過性の基材フィルム１を載置する。光硬化性の樹脂材料としては、紫外線硬化樹脂１０を用いることができる。このとき、基材フィルム１における所定の位置にキートップ２を形成するため、基材フィルム１における所定の位置に第１成形凹部７が位置するよう、第１成形型５に対する基材フィルム１の位置決めを行う。位置決めについては、例えば、第１成形型５に形成した位置決めピンを基材フィルム１に形成した位置決め穴に挿通させる手法、第１成形型５に形成した位置決めリブに基材フィルム１の端部を当接させる手法等、従来公知の各種の位置決め手法を適用することができる。

（Ｃ）つぎに、上記基材フィルム１を通して光を照射することにより、基材フィルム１の片面に第１凸部としてキートップ２を形成する。上記光としては、紫外線ランプ９による紫外光を使用することができる。紫外線硬化樹脂１０が硬化してキートップ２が形成されると、第１成形型５から基材フィルム１を剥離する。基材フィルム１の剥離は、例えば、基材フィルム１の端部を固定した剥離ローラーを回転させて剥離する手法等、各種の剥離手法を適用することができる。

（Ｄ）つぎに、上記第１凸部としてキートップ２が形成された基材フィルム１の他面に光不透過性の印刷層３を形成する。印刷層３を形成する印刷手法は、例えば、凸版印刷、凹版印刷、平版印刷、スクリーン印刷、インクジェット印刷、熱転写印刷等、各種の印刷手法を適用することができる。

（Ｅ）つぎに、第２凸部として押し子４を成形するための第２成形凹部８を有する光透過性の第２成形型６を準備し、上記第２成形凹部８に光硬化性の樹脂材料を充填したのち、第１凸部としてキートップ２が形成された基材フィルム１を載置する。光硬化性の樹脂材料としては、紫外線硬化樹脂１０を用いることができる。このとき、基材フィルム１の印刷層形成面を第２成形型６の第２成形凹部８に対して対面させる。また、基材フィルム１における所定の位置に押し子４を形成するため、基材フィルム１における所定の位置に第２成形凹部８が位置するよう、第２成形型６に対する基材フィルム１の位置決めを行う。位置決めについては、上述した各種の従来公知の位置決め手法を適用することができる。

上記光透過性の第２成形型６は、純度が９９．５質量％以上のＳｉＯ_２からなるものを好適に用いることができる。ＳｉＯ_２の純度が９９．５質量％未満では、第２成形型６の十分な光透過性を確保できないおそれがあるうえ、光透過性の均一性も不十分となるおそれがあり、樹脂材料の硬化むらが生じて、不良率が高くなったり、硬化時間を余分にとる必要が生じたりするからである。

また、上記光透過性の第２成形型６は、Ｃａ、Ｎａ、ＫおよびＢのそれぞれの元素含有量が０．１質量％以下であるものを好適に用いることができる。Ｃａ、Ｎａ、ＫおよびＢのそれぞれの元素含有量が０．１質量％を超えると、第２成形型６の十分な光透過性を確保できないおそれがあるうえ、光透過性の均一性も不十分となるおそれがあり、樹脂材料の硬化むらが生じて、不良率が高くなったり、硬化時間を余分にとる必要が生じたりするからである。

（Ｆ）その状態で、上記第２成形型６を通して光を照射することにより、基材フィルム１の印刷層形成面に第２凸部として押し子４を形成する。上記光としては、紫外線ランプ９による紫外光を使用することができる。紫外線硬化樹脂１０が硬化して押し子４が形成されると、第２成形型６から基材フィルム１を剥離する。基材フィルム１の剥離は、上述した各種の剥離手法を適用することができる。

（Ｇ）このようにして、光透過性の基材フィルム１の片面に第１凸部としてキートップ２が形成され、上記基材フィルム１の他面に光不透過性の印刷層３が形成され、上記基材フィルム１の印刷層形成面に第２凸部として押し子４が形成されたキースイッチを得ることができる。

以上のように、上記キースイッチの製造方法は、
まず、光透過性の基材フィルム１を光硬化性の樹脂材料である紫外線硬化樹脂１０を充填した第１成形型５に載置し、上記基材フィルム１を通して光を照射して基材フィルム１の片面に第１凸部としてキートップ２を形成する。
ついで、その基材フィルム１の他面に光不透過性の印刷層３を形成し、
光硬化性の樹脂材料として紫外線硬化樹脂１０を充填した光透過性の第２成形型６に上記基材フィルム１を載置し、第２成形型６を通して光を照射して基材フィルム１の印刷層形成面に第２凸部として押し子４を形成する。
このように、光不透過性の印刷層３を形成した基材フィルム１の両面に、それぞれキートップ２と押し子４を一体的に形成することができる。したがって、従来例のようなフィルム同士を接着するとか、別途形成しておいたキートップを位置決めしながら貼り付けるといった困難な工程を省略できて不良品も減少する。

上記キースイッチの製造方法は、
上記光透過性の第２成形型６は、純度が９９．５質量％以上のＳｉＯ_２からなるため、
第２成形型６の光透過性を確保するとともにその均一性を確保し、樹脂材料の硬化むらをなくして不良率を減少し、また不必要に光照射時間を延長しなくてよい。

上記キースイッチの製造方法では、
上記光透過性の第２成形型６は、Ｃａ、Ｎａ、ＫおよびＢのそれぞれの元素含有量が０．１質量％以下であるため、
第２成形型６の光透過性を確保するとともにその均一性を確保し、樹脂材料の硬化むらをなくして不良率を減少し、また不必要に光照射時間を延長しなくてよい。

上記キースイッチは、
光透過性の基材フィルム１の片面に第１凸部としてキートップ２が形成され、
上記基材フィルム１の他面に光不透過性の印刷層３が形成され、
上記基材フィルム１の印刷層形成面に第２凸部として押し子４が形成されている。
このように、光不透過性の印刷層３を形成した基材フィルム１の両面に、それぞれキートップ２と押し子４が形成されている。したがって、従来例のようなフィルム同士を接着するとか、別途形成しておいたキートップを位置決めしながら貼り付けるといった困難な工程を省略できて不良品も減少する。

図３は、本発明の第１実施形態のキースイッチの製造方法を説明する図である。工程を（Ａ）〜（Ｃ）に示している。

まず、第１凸部としてキートップ２を成形するための第１成形凹部７を有する光透過性の第１成形型１５と、第２凸部として押し子４を成形するための第２成形凹部８を有する光透過性の第２成形型６とを準備する。

上記光透過性の第１成形型１５および第２成形型６は、純度が９９．５質量％以上のＳｉＯ_２からなるものを用いることができる。ＳｉＯ_２の純度が９９．５質量％未満では、第１成形型１５および第２成形型６の十分な光透過性を確保できないおそれがあるうえ、光透過性の均一性も不十分となるおそれがあり、樹脂材料の硬化むらが生じて、不良率が高くなったり、硬化時間を余分にとる必要が生じたりするからである。

上記光透過性の第１成形型１５および第２成形型６は、Ｃａ、Ｎａ、ＫおよびＢのそれぞれの元素含有量が０．１質量％以下であるものを用いることができる。Ｃａ、Ｎａ、ＫおよびＢのそれぞれの元素含有量が０．１質量％を超えると、第１成形型１５および第２成形型６の十分な光透過性を確保できないおそれがあるうえ、光透過性の均一性も不十分となるおそれがあり、樹脂材料の硬化むらが生じて、不良率が高くなったり、硬化時間を余分にとる必要が生じたりするからである。

（Ａ）上記第２成形凹部７に光硬化性の樹脂材料を充填した第２成形型６に対して光不透過性のフィルムを積層する。光硬化性の樹脂材料としては、例えば紫外線硬化樹脂１０を用いることができる。

上記光不透過性のフィルムは、基材フィルム１１に印刷層３を形成したものである。基材フィルム１１としては、例えば、光透過性の樹脂フィルムや、光不透過性の樹脂フィルムを使用することができる。また、印刷層３は、遮光、隠蔽、加飾、必要な情報の表示等の目的で、各種のインク、塗料、顔料、ペースト等により印刷された層である。印刷層３を形成する印刷手法は、例えば、凸版印刷、凹版印刷、平版印刷、スクリーン印刷、インクジェット印刷、熱転写印刷等、各種の印刷手法を適用することができる。

この例では、上記紫外線硬化樹脂１０を第１成形凹部７に充填した第１成形型１５に対し、基材フィルム１１の印刷層のない面を上記第１成形凹部７に対面させて積層する。これにより、基材フィルム１１の印刷層のない面に第１凸部としてキートップ２が形成されることになる。

（Ｂ）第１成形型１５に対して光不透過性のフィルムを積層した状態で、上記第２成形凹部８に光硬化性の樹脂材料を充填した第２成形型６を合わせる。この例では、印刷層３を形成した基材フィルム１１を、第２成形型６に対し、印刷層形成面を第２成形凹部８に対面させるように積層し、第２成形型６に対して第１成形型１５を合わせている。

（Ｃ）上記第１成形型１５および第２成形型６を通して光を照射することにより、上記フィルムの片面に第１凸部としてキートップ２を形成するとともに、上記フィルムの他面に第２凸部として押し子４を形成する。光の照射は紫外線ランプ９で行うことができる。このとき、上記第１成形型１５側と第２成形型６側とを同時に光照射することもできるし、上記第１成形型１５側と第２成形型６側とを一方ずつ光照射することもできる。この例では、フィルムの印刷層のない面にキートップ２を形成し、印刷層形成面に押し子４を形成している。

図４は、上記第１実施形態の製造方法で得られたキースイッチを示す断面図である。

このキースイッチは、光不透過性の基材フィルム１１に印刷層３が形成され、上記基材フィルム１１の印刷層形成面に第２凸部として押し子４が形成され、他面に第１凸部としてキートップ２が形成されている。

第１実施形態のキースイッチの製造方法は、
光硬化性の樹脂材料を充填した第１成形型１５に対して光不透過性のフィルムを積層した状態で光硬化性の樹脂材料を充填した第２成形型６を合わせ、上記第１成形型１５および第２成形型６を通して光を同時に照射することにより、上記光不透過性のフィルムの片面に第１凸部としてキートップ２を形成し、上記フィルムの他面に第２凸部として押し子４を形成する。
このように、光不透過性フィルムの両面に、それぞれキートップ２と押し子４を一体的に形成することができる。したがって、従来例のようなフィルム同士を接着するとか、別途形成しておいたキートップを位置決めしながら貼り付けるといった困難な工程を省略できて不良品も減少する。

第１実施形態のキースイッチの製造方法は、
上記光不透過性のフィルムは、基材フィルム１１に印刷層３を形成したものであり、
印刷層３を形成した基材フィルム１１を、第２成形型６に対し、印刷層形成面を第２成形凹部８に対面させるように積層するため、
印刷層３を形成した基材フィルム１１の両面に、それぞれキートップ２と押し子４が形成される。したがって、従来例のようなフィルム同士を接着するとか、別途形成しておいたキートップを位置決めしながら貼り付けるといった困難な工程を省略できて不良品も減少する。

第１実施形態のキースイッチの製造方法は、
上記光透過性の第１成形型１５および第２成形型６は、純度が９９．５質量％以上のＳｉＯ_２からなるため、
第１成形型１５および第２成形型６の光透過性を確保するとともにその均一性を確保し、樹脂材料の硬化むらをなくして不良率を減少し、また不必要に光照射時間を延長しなくてよい。

第１実施形態のキースイッチの製造方法は、
上記光透過性の第１成形型１５および第２成形型６は、Ｃａ、Ｎａ、ＫおよびＢのそれぞれの元素含有量が０．１質量％以下であるため、
第１成形型１５および第２成形型６の光透過性を確保するとともにその均一性を確保し、樹脂材料の硬化むらをなくして不良率を減少し、また不必要に光照射時間を延長しなくてよい。

上記キースイッチは、
光不透過性の基材フィルム１１に印刷層３が形成され、上記基材フィルム１１の印刷層形成面に第２凸部として押し子４が形成され、他面に第１凸部としてキートップ２が形成されている。
このため、印刷層３が形成された光不透過性の基材フィルム１１の両面に、それぞれキートップ２と押し子４が形成されている。したがって、従来例のようなフィルム同士を接着するとか、別途形成しておいたキートップを位置決めしながら貼り付けるといった困難な工程を省略できて不良品も減少する。

図５は、キースイッチの他の例を示す断面図である。

この例では、印刷層３が形成された基材フィルム１１の印刷層形成面に、第２凸部としてキートップ２が形成され、反対面の印刷層３がない面に第１凸部として押し子４が形成されている。それ以外は、上記第１実施形態のキースイッチと同様である。

このキースイッチを製造する場合、押し子４を成形するための第１成形凹部を形成した第１成形型５と、キートップ２を成形するための第２成形凹部を形成した第２成形型６とを使用する。それ以外は、基本的に図２−１、図２−２に基づく説明と同様の方法で製造することができる。

この例において、第１実施形態のキースイッチのように、不透明の基材フィルム１１を使用することも可能である。この場合、押し子４を成形するための第１成形凹部を形成した第１成形型１５と、キートップ２を成形するための第２成形凹部を形成した第２成形型６とを使用する。それ以外は、基本的に図３に基づく説明と同様の方法で製造することができる。

これらの場合も上記各実施形態と同様の作用効果を奏する。

１ 基材フィルム
２ キートップ
３ 印刷層
４ 押し子
５ 第１成形型
６ 第２成形型
７ 第１成形凹部
８ 第２成形凹部
９ 紫外線ランプ
１０ 紫外線硬化樹脂
１１ 基材フィルム
１５ 第１成形型

Claims (4)

1. 第１凸部を成形するための第１成形凹部を有する光透過性の第１成形型と、第２凸部を成形するための第２成形凹部を有する光透過性の第２成形型と、光不透過性のフィルムとを準備し、
   上記第１成形凹部に光硬化性の樹脂材料を充填した第１成形型に対し、上記光不透過性のフィルムを積層した状態で、上記第２成形凹部に光硬化性の樹脂材料を充填した第２成形型を合わせ、
   上記第１成形型および第２成形型を通して光を同時に照射することにより、上記フィルムの片面に光硬化性の樹脂により第１凸部を形成するとともに、上記フィルムの他面に光硬化性の樹脂により第２凸部を形成する
   ことを特徴とするキースイッチの製造方法。
2. 上記光不透過性のフィルムは、基材フィルムに印刷層を形成したものであり、
   印刷層を形成した基材フィルムを、第１成形型に対し、印刷層のない面を第１成形凹部に対面させるように積層する
   請求項１記載のキースイッチの製造方法。
3. 上記光透過性の第１成形型および第２成形型は、純度が９９．５質量％以上のＳｉＯ_２からなる
   請求項１または２記載のキースイッチの製造方法。
4. 上記光透過性の第１成形型および第２成形型は、Ｃａ、Ｎａ、ＫおよびＢのそれぞれの元素含有量が０．１質量％以下である
   請求項３記載のキースイッチの製造方法。

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