(57)【要約】      （修正有）【課題】キーキャップ構造を製造する方法および当該キーキャップ構造を備えるキーボードを製造する方法を提供する。【解決手段】フィルムに、まず上側彩色層を、その後に下側彩色層を印刷する。フィルムをホットプレスして薄型シェルを形成し、プラスチック射出成形プロセスによって下側彩色層上にプラスチック射出成形層を形成する。最後に、プラスチック射出成形層を含むフィルムを切断またはパンチングして、複数のキーキャップ構造を形成する。さらに、キーキャップ構造と一連のキーボード部材とを組み合わせることによって、キーキャップ構造を備えるキーボードをさらに形成するとしてよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キーキャップ構造を製造する方法であって、
複数の非印刷領域を含む上側彩色層を、光透過性のフィルム上に印刷して、前記上側彩色層および前記フィルムを焼成する上側彩色印刷工程と、
前記上側彩色層上に下側彩色層を印刷して、前記下側彩色層を焼成する下側彩色印刷工程と、
前記フィルムを成形デバイス上に載置して、前記フィルムをホットプレスして、薄型シェル形状を形成するフィルムホットプレス形成工程と、
前記薄型シェル形状を持つホットプレスされた前記フィルムをプラスチック成形デバイス上に載置して、プラスチック射出成形を行うことによって、前記下側彩色層上にプラスチック射出成形層を形成するプラスチック射出成形工程と、
前記フィルムおよび前記プラスチック射出成形層を所定の箇所で切断して、複数のキーキャップ構造を形成する切断工程と
を備える方法。
【請求項２】
前記切断工程の後に、前記複数のキーキャップ構造と一連のキーボード部材とを組み合わせて、前記キーキャップ構造を備えるキーボードを形成する組み立て工程をさらに備える請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記フィルムホットプレス形成工程は、前記フィルムを加熱して軟化させ、加熱されて軟化した前記フィルムを、前記成形デバイスに向けて加えられるガス圧で押圧して、前記成形デバイスに接着させる請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記成形デバイスは、オス金型およびメス金型を含み、前記フィルムホットプレス形成工程は、前記オス金型および前記メス金型を加熱して、前記オス金型および前記メス金型を閉じて、前記フィルムを押圧して前記成形デバイスに接着させる請求項１から３の何れか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記切断工程は、前記フィルムおよび前記プラスチック射出成形層を、パンチダイを用いてパンチングする請求項１から４の何れか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記切断工程は、前記フィルムおよび前記プラスチック射出成形層を、レーザ切断法を用いて、切断する請求項１から５の何れか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記上側彩色印刷工程はさらに、前記上側彩色層を印刷した後で、前記非印刷領域のうち少なくとも１つに第１の彩色層を印刷して、前記第１の彩色層を焼成する文字／記号彩色印刷工程を有する請求項１から６の何れか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記上側彩色印刷工程はさらに、前記非印刷領域のうち、前記第１の彩色層が印刷されていない少なくとも１つの前記非印刷領域に、前記第１の彩色層とは異なる色の第２の彩色層を印刷して、前記第２の彩色層を焼成する文字／記号多色印刷工程を有する請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記文字／記号多色印刷工程は、少なくとも１回繰り返される請求項８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キーキャップ構造を製造する方法および当該キーキャップ構造を備えるキーボードを製造する方法に関する。特に、表面印刷キーキャップ構造を製造する方法に関し、当該製造方法には、キーキャップ構造に対する印刷が容易であり、印刷されたパターンは耐磨耗性を持つといった利点および効果がある。
【背景技術】
【０００２】
キーボードは、コンピュータを利用する上で重要なツールである。キーボードを用いることで、ユーザは、データまたは命令を素早く入力することができる。
【０００３】
しかし、従来のキーボードのキーキャップの製造方法および利用に関して、２つの欠点が挙げられることが多い。問題の１つは、印刷が難しい点である。キーキャップの表面は通常、触り心地および押し心地を良くするべく、わずかに湾曲した面になっている。表面が平坦ではないので、転写印刷プロセスを実施することがより難しくなっている。印刷部分が所望の位置からずれてしまうことが多いので、製品が欠陥を持つ可能性が高くなり得る。別の問題は、パターンが剥がれてしまうことが多い点である。文字、記号、または図形といったパターンは通常、転写印刷プロセスによってキーキャップ表面に直接印刷される。キーキャップが使用されて一定期間が経過すると、パターンは絶えず摩擦を受けているので簡単に剥がれてしまい、キーを認識できなくなる。
【０００４】
このため、上述した問題を解決するべく、新たな製造プロセスが求められている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、キーキャップ構造を製造する方法および当該キーキャップ構造を備えるキーボードを製造する方法を提供することを目的の１つとする。当該製造方法には、キーキャップ構造に対する印刷が容易であり、文字、図形または記号等の印刷されたパターンは耐磨耗性を持つといった利点および効果がある。このため、転写印刷が困難であること、パターンが磨耗により容易に取れてしまうこと等、従来技術が抱える問題を解決することができる。
【０００６】
本明細書において、「パターン」は、文字（または漢字）、記号、または図形等を意味する用語として用いる場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するべく、本発明に係るキーキャップ構造を製造する方法は、複数の非印刷領域を含む上側彩色層を、光透過性のフィルム上に印刷して、上側彩色層およびフィルムを焼成する上側彩色印刷工程と、上側彩色層上に下側彩色層を印刷して、下側彩色層を焼成する下側彩色印刷工程と、フィルムを成形デバイス上に載置して、フィルムをホットプレスして、薄型シェル形状を形成するフィルムホットプレス形成工程と、薄型シェル形状を持つホットプレスされたフィルムをプラスチック成形デバイス上に載置して、プラスチック射出成形を行うことで下側彩色層上にプラスチック射出成形層を形成するプラスチック射出成形工程と、フィルムおよびプラスチック射出成形層を所定の箇所で切断して、複数のキーキャップ構造を形成する切断工程とを備える。
【０００８】
また、本発明に係るキーキャップ構造を備えるキーボードを製造する方法は、複数の非印刷領域を含む上側彩色層を、光透過性のフィルム上に印刷して、上側彩色層およびフィルムを焼成する上側彩色印刷工程と、上側彩色層上に下側彩色層を印刷して、下側彩色層を焼成する下側彩色印刷工程と、フィルムを成形デバイス上に載置して、フィルムをホットプレスして、薄型シェル形状を形成するフィルムホットプレス形成工程と、薄型シェル形状を持つホットプレスされたフィルムをプラスチック成形デバイス上に載置して、プラスチック射出成形を行うことによって下側彩色層上にプラスチック射出成形層を形成するプラスチック射出成形工程と、フィルムおよびプラスチック射出成形層を所定の箇所で切断して、複数のキーキャップ構造を形成する切断工程と、複数のキーキャップ構造と一連のキーボード部材とを組み合わせて、キーキャップ構造を備えるキーボードを形成する組み立て工程とを備える。
【０００９】
以下ではさまざまな図面に図示されている好ましい実施形態を詳細に説明しているが、上記およびその他の本発明の目的は、以下の説明を参照することによって、当業者には明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係るキーキャップ構造を製造する方法の第１の実施形態を示すフローチャートである。
【図２】本発明において印刷される上側彩色層を示す概略図である。
【図３】図２のラインＩＩＩ−ＩＩＩに沿った概略断面図である。
【図４】本発明における、上側彩色層を印刷した後の焼成工程を示す概略図である。
【図５】本発明において印刷される下側彩色層を示す概略図である。
【図６】本発明において下側彩色層が印刷された後の焼成工程を示す概略図である。
【図７Ａ】本発明における第１のホットプレス方法による形成前の状態を示す概略図である。
【図７Ｂ】本発明における第１のホットプレス方法による形成後の状態を示す概略図である。
【図８】本発明における第２のホットプレス方法を示す概略図である。
【図９】本発明におけるプラスチック射出成形前の様子を示す概略図である。
【図１０】本発明におけるプラスチック射出成形後の様子を示す概略図である。
【図１１Ａ】本発明における第１の切断方法を示す概略図である。
【図１１Ｂ】本発明における第２の切断方法を示す概略図である。
【図１２】切断工程後のキーキャップ構造を示す概略図である。
【図１３】本発明に係るキーキャップ構造の一部分を示す断面図である。
【図１４】本発明に係るキーキャップ構造を製造する方法の第２の実施形態を示すフローチャートである。
【図１５】本発明に係るキーキャップ構造を製造する方法の第２の実施形態を説明するための概略図である。
【図１６】本発明に係るキーキャップ構造を製造する方法の第３の実施形態を示すフローチャートである。
【図１７】本発明に係るキーキャップ構造を製造する方法の第３の実施形態を説明するための概略図である。
【図１８】本発明に係るキーキャップ構造の表面を説明するための概略図である。
【図１９】本発明に係るキーキャップ構造を備えるキーボードを製造する方法の第１の実施形態を示すフローチャートである。
【図２０】本発明に係る組立体を示す概略図である。
【図２１】本発明に係るキーキャップ構造を備えるキーボードを製造する方法の第２の実施形態を示すフローチャートである。
【図２２】本発明に係るキーキャップ構造を備えるキーボードを製造する方法の第３の実施形態を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１に示すように、キーキャップ構造を製造する方法は以下の工程を備える。
【００１２】
＜上側彩色印刷工程５１＞
図２、図３および図４に示すように、フィルム１０に上側彩色層２０を印刷する（例えば、スクリーン印刷する）。上側彩色層２０およびフィルム１０を、オーブンデバイス７１で焼成する。上側彩色層２０は、複数の非印刷領域２１を含む。非印刷領域２１は、中空である。中空部分は、所定の文字、図形、または記号の形状を表すパターンである。フィルム１０は、光透過性のフィルムで、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）フィルムまたはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムであってよい。
【００１３】
＜下側彩色印刷工程５２＞
図５および図６に示すように、上側彩色印刷工程５１の後、下側彩色層３０を上側彩色層２０上に印刷してオーブンデバイス７１で焼成する。非印刷領域２１は中空であるので、下側彩色層３０が上側彩色層２０上に印刷されると、下側彩色層３０が非印刷領域２１を充填する。上側彩色層２０および下側彩色層３０はそれぞれ、所定の色で、互いに異なる色である。
【００１４】
＜フィルムホットプレス形成工程５３＞
上側彩色層および下側彩色層が印刷されたフィルム１０を、成形デバイス７２上に載置して、ホットプレス加工を行って薄型シェル形状とする。図７Ａおよび図７Ｂに示すホットプレス法では、（図７Ａに矢印で示す）ガス圧を成形デバイス７２に向けて加えて、加熱により軟化したフィルム１０を成形デバイス７２に接着させ、キーキャップ構造の形状と同様に、凹凸面を持つ形状を形成する。他の実施形態では、オス金型およびメス金型を用いてフィルム１０に対してホットプレス法を実行して、特定の形状を形成するとしてよい。図８に示すように、成形デバイス７２は、オス金型７２１およびメス金型７２２を有する。オス金型７２１およびメス金型７２２を、加熱して、閉じることによって、フィルム１０を押圧して特定の形状を形成する。図７Ａに示すように、ホットプレス形成において、下側層３０は成形デバイス７２に接触している。成形デバイス７２の設計が異なる場合、相対的な位置が逆になるとしてもよい。例えば、成形デバイス７２がフィルム１０の下方に配設されて、ガス圧が下方向に加えられるとしてもよく、つまり、フィルムホットプレス形成工程５３において、成形デバイス７２に接触している面は、フィルム１０側であってもよいし、または、下側彩色層３０側であってもよい
【００１５】
＜プラスチック射出成形工程５４＞
図９および図１０に示すように、ホットプレスされて薄型シェル形状を持つフィルム１０を、成形デバイス７２から外して、プラスチック成形デバイス７３上に載置して、プラスチック射出成形を行って薄型シェルを形成することによって、下側彩色層３０上にプラスチック射出成形層４０を形成する。プラスチック射出成形工程５４は、フィルム１０の任意の表面上に薄型シェルを形成するという主な目的のほかに、フィルムホットプレス形成工程５３で実行されたフィルム１０の形成時の欠陥を補償するという目的を実現するために実行されるとしてよい。例えば、フィルムホットプレス形成工程５３を実行することによってフィルム１０に特定の形状を与えることができるが、この形状は温度または材料自体の弾性によって縮む場合がある。工程５４を実行すると、射出成形時の充填圧によって、フィルム１０の成形度合が改善し得る。
【００１６】
＜切断工程５５＞
プラスチック射出成形層４０を持つフィルム１０をプラスチック射出成形金型７３から取り外して、所定の箇所で切断工程を行う。つまり、複数のキーキャップ構造６０を形成する。図１１Ａに示すように、切断は、パンチダイ９１を用いて実行するとしてよい。これに代えて、図１１Ｂに示すように、レーザビーム９２を用いて、２つのキーキャップ構造６０の間の結合部分（つまり、プラスチック射出成形によって薄型シェルが形成されていない部分）を直接切断して、図１２および図１３に示すように、後続の製造工程で利用するべく、複数の別個の素子であるキーキャップ構造６０を得る。図１３に示すように、フィルム１０は光透過性のフィルムであるので、ユーザはキーキャップ構造６０の外側から上側彩色層２０を直接視認し得る。上側彩色層２０のうち中空の非印刷領域２１によって、ユーザは、キーキャップ構造６０が表すパターン（文字、図形、または記号）を明瞭に認識し得る。
【００１７】
図１４および図１５に示すように、上側彩色印刷工程５１はさらに、文字／記号彩色印刷工程５１１を含む。上側彩色層２０を印刷した後、非印刷領域２１のうち少なくとも１つに第１の彩色層８１を印刷して、焼成を行う。図１６および図１７に示すように、特定の非印刷領域２１に第１の彩色層８１を印刷した後、文字／記号多色印刷工程５１２をさらに含むとしてもよい。工程５１２では、第１の彩色層８１以外の色の第２の彩色層８２を、非印刷領域２１のうち、第１の彩色層８１が印刷されていない少なくとも１つの非印刷領域２１に印刷した後、焼成を行う。従って、複数の非印刷領域が２つの異なる色を持つとしてもよい。
【００１８】
コンピュータ用キーボードで用いられるキーキャップ構造は、複数の文字または記号を含む。本実施形態において、文字／記号彩色印刷工程５１１および文字／記号多色印刷工程５１２を実行すれば、下側彩色層３０の色に加えて、少なくとも２つの非印刷領域２１がさらに異なる２色で表され得る。従って、製造されたキーキャップ構造６０では、多くの色で文字または記号が表され得る。図１８に示すように、文字／記号彩色印刷工程５１１および文字／記号多色印刷工程５１２を実行すれば、キーキャップ構造６０の文字は、第１の彩色層８１の色、第２の彩色層８２の色、および、下側彩色層３０の色で示され得る。それぞれの色は、網掛けの種類を変えて示している。「Ｚ」という文字および中国語で「Ｚｈｏｎｇ」と発音する漢字（「重」）はそれぞれ、第１の彩色層８１および第２の彩色層８２の色で表されている。
【００１９】
第２の彩色層８２を形成した後、文字／記号多色印刷工程５１２を繰り返し実行して、非印刷領域２１のうち、第２の彩色層８２が印刷されていない少なくとも１つの非印刷領域２１に、別の色の第３の彩色層を印刷して、その後に焼成を行うとしてもよい。このため、それぞれの非印刷領域２１が３つの異なる色で表されるとしてよい。従って、文字／記号多色印刷工程５１２を繰り返し実行すると、それぞれの非印刷領域２１の色を変えることができる。
【００２０】
上述した説明を鑑みると、本実施形態では、印刷工程はフィルム１０の平坦な表面に対して実行されているので、印刷部分が簡単に所望の位置からずれてしまうことはない。キーキャップ構造６０が完成すると、フィルム１０は上側彩色層２０を保護する最外層として機能する。このため、キーキャップ構造６０では、上述した印刷剥がれの問題がない。
【００２１】
さらに、図１９に示すように、本実施形態に係るキーキャップ構造を備えるキーボードを製造する方法も提供される。当該方法は、以下の工程を備える。
【００２２】
＜上側彩色印刷工程５１＞
図２、図３および図４に示すように、フィルム１０に上側彩色層２０を印刷する。上側彩色層２０およびフィルム１０は、オーブンデバイス７１で焼成される。上側彩色層２０は、複数の非印刷領域２１を含む。
【００２３】
＜下側彩色印刷工程５２＞
図５および図６に示すように、下側彩色層３０を上側彩色層２０上に印刷してオーブンデバイス７１で焼成する。
【００２４】
＜フィルムホットプレス形成工程５３＞
フィルム１０を、成形デバイス７２上に載置して、ホットプレス加工を行って薄型シェル形状とする。
【００２５】
＜プラスチック射出成形工程５４＞
図９および図１０に示すように、ホットプレスされて薄型シェル形状を持つフィルム１０を、成形デバイス７２から外して、プラスチック成形デバイス７３上に載置して、プラスチック射出成形を行うことによって薄型シェルを形成すると、プラスチック射出成形層４０が下側彩色層３０上に形成される。
【００２６】
＜切断工程５５＞
図１１Ａ、図１１Ｂ、および図１２に示すように、プラスチック射出成形層４０を持つフィルム１０をプラスチック射出成形金型７３から取り外して、所定の箇所で切断工程を行う。そして、複数のキーキャップ構造６０を形成する。
【００２７】
＜組み立て工程５６＞
複数のキーキャップ構造６０およびキーボード部材７４一式を組み合わせて、キーキャップ構造６０を備えるキーボードを形成する。図２０に示すように、キーボード部材７４一式は、導光板７４１と、複数の組のキーパッド部材７４２とを備える。一組のキーパッド部材７４２が、１つのキーキャップ構造６０と組み合わせられる。一組のキーパッド部材７４２は、支持機構７４２Ａ、弾性部材７４２Ｂ、薄膜印刷回路基板７４２Ｃ、および基板７４２Ｄを含む。当該実施形態において、図２０に示すように、仮想線で分割されている導光板７４１の各領域において、一組のキーパッド部材７４２を１つのキーキャップ構造６０と組み合わせることができる。図２０は、１つの領域に配設されている１つの組立体を概略的に示しているに過ぎない。
【００２８】
上述した説明を鑑みると、キーキャップ構造６０を備えるキーボードを製造する方法のフロントエンドプロセスは、キーキャップ構造を製造する方法と同じである。キーキャップ構造６０を製造した後、組み立て工程５６を追加することで、キーキャップ構造６０を備えるキーボードを実現することができる。キーキャップ構造を備えるキーボードを製造する方法でも、図２１に示すように、工程５１がさらに文字／記号彩色印刷工程５１１を含み、文字または図形を多色展開するとしてよい。色の数を増やすことが所望される場合、図２２に示すように、文字／記号多色印刷工程５１２を追加して、さらに多色展開するとしてよい。
【００２９】
要約すると、本実施形態の利点および効果は以下のようにまとめられる。
【００３０】
印刷が容易である。従来のキーキャップの表面は通常、わずかに湾曲した面であるので、転写印刷プロセスの実行が難しくなっている。したがって、印刷部分がずれてしまいがちで、製品に欠陥が発生する可能性が高くなっている。本実施形態では、印刷工程が実行されるのはフィルム１０の平坦な表面に対してであり、その後で、シェル形状のキーキャップ構造６０を形成している。したがって、印刷部分が簡単に所望の箇所からずれることはない。
【００３１】
文字が摩擦によって剥がれることがない。文字、記号、または図形といったパターンは従来、転写印刷プロセスによってキーキャップの表面に直接印刷されていることが多い。キーキャップが使用されて一定期間が経過すると、パターンは絶えず摩擦を受けているので簡単に剥がれてしまい、キーを認識できなくなる。本発明では、フィルム１０が上側彩色層２０を保護する最外層として機能する。このため、キーキャップ構造６０を利用する際に、文字剥がれの問題が発生することがない。
【００３２】
本発明の教示内容から逸脱することなく、上述したデバイスおよび方法を数多くの点で変形および変更し得ることは、当業者であれば容易に想到する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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