(57)【要約】【課題】多くの問題点を抱える電鋳法に頼ることなく、その内面に成型品の表面に転写形成されるべき文字、記号又は模様の反転形状を精密に形成することができる樹脂成形用金型キャビティーの製造方法を提供すること。【課題解決手段】樹脂成形用金型キャビティー（１）の内面（２）に、成型品の表面に転写形成されるべき文字、記号又は模様の反転形状を、レーザビーム（５）により直接刻印する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂成形用金型キャビティーの内面に、当該樹脂成型品の表面に転写形成されるべき文字、記号又は模様の反転形状が、レーザビームにより刻印されていることを特徴とする前記金型キャビティー。
【請求項２】
樹脂成形用金型キャビティーの内面に、当該樹脂成型品の表面に転写形成されるべき文字、記号又は模様の反転形状を、レーザビームにより刻印することを特徴とする前記金型キャビティーの製造方法。
【請求項３】
上記レーザビームによる刻印が、成型品の表面に転写形成されるべき文字、記号又は模様に関する立体形状データに基づいて行われることを特徴とする請求項２記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話機、携帯情報端末装置（ＰＤＡ）等の操作キー又は各種装飾部品の成形に供される樹脂成形用金型キャビティーの製造方法に関する。本明細書において「金型キャビティー」とは、樹脂成形用金型装置中で、固化後成形品になる溶融樹脂が注入される空洞部を指すものとする。
【０００２】
【従来の技術】
表面に文字、記号又は模様の３次元的形状（隆起又はくぼみ）を有する樹脂製品を製造するための、当該文字、記号又は模様の反転形状をその内面に有する金型キャビティーの作成には、従来から電鋳法が用いられてきた。
【０００３】
その理由は、一般に深い凹面をなす金型キャビティーの内面に、機械的な切削加工等により目的とする文字、記号又は模様の反転形状を高い精度で刻印することは極めて困難だからである。また、同一の金型キャビティーを複数個作成する際の反復再現性も、機械的加工法は電鋳法より劣る。
【０００４】
電鋳法による樹脂成形用金型キャビティーの製造は、概ね以下のように行われる（例えば、特許文献１参照）。先ず、成形しようとする樹脂製品と同一の外形寸法を有する形状を銅合金等（電鋳マスタに耐久性が必要な場合−そうでない場合は樹脂−）で作成し、当該形状の表面（一般に凸面または浅い凹面をなす）に、切削、彫刻又はブラスト加工や化学的エッチング加工などの表面粗化処理により、成型品の表面に形成されるべき文字、記号又は模様（「シボ」と呼ばれる粗面を含む）を刻印して、電鋳母型（マスタ）とする。ブラスト加工は砂又はガラスビーズの吹き付けにより行われる。次に、上記電鋳マスタに厚膜（２〜３ｍｍ）の金属（ニッケル等）メッキを施す。メッキ膜を上記電鋳マスタから分離後、このめっき膜の部分を樹脂成形用金型キャビティー（「電鋳型」とも呼ばれる）として用いる。この厚膜メッキ工程は「電鋳」と呼ばれる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−１１６１８３号公報
【０００６】
しかしながら、この電鋳工程には長時間（２ヶ月程度）を要し、したがって電鋳法で作成する金型キャビティーはコストが高いだけでなく、製作期間が長く、設計変更等に柔軟に対応できない。また、電鋳マスタの表面にブラスト加工など表面粗化処理を施すためにマスキング・テープを貼る場合その貼付位置がずれ易く、粗面と平滑面の境界が狙った位置から微妙にずれるという問題点がある。さらに、ブラスト加工や化学的エッチング加工は加工程度のばらつきが大きいという問題点がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、このように多くの問題点を抱える電鋳法に頼ることなく、その内面に成型品の表面に転写形成されるべき文字、記号又は模様の反転形状が高精度で形成された樹脂成形用金型キャビティー及びその製造方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は、樹脂成形用金型キャビティーの内面に、成型品の表面に転写形成されるべき文字、記号又は模様の反転形状をレーザビームを用いて直接刻印する方法により解決することができる。
【０００９】
本発明により、当該反転形状を樹脂成形用金型のキャビティー内面に精密に刻印する手段が与えられるので、今後は電鋳法に頼る必要がなくなる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１に本発明の一実施形態としてのレーザ加工機を示す。図１において符号ａはレーザ加工機、ｂはデータ入力手段、ｃはレーザ発振手段、ｄはミラーシステム、ｅは制御手段、ｆはレーザビーム、ｇは加工対象物（金型キャビティー）である。
【００１１】
レーザ発振手段ｃは、加工に必要なパワーが得られるならば特に限定されない。例えば広く普及している炭酸ガスレーザや、代表的な固体レーザであるＹＡＧレーザ等を用いることができる。また、発振方式も連続式か間歇式かを問わない。
【００１２】
加工対象物の形状に関する立体（３Ｄ）データは、データ入力手段ｂから入力され、このデータに基づいて制御手段ｅはレーザ発振手段ｃ及びミラーシステムｄの動作を制御する。その結果、レーザ発振手段ｃから射出されたレーザビームｆは、図５に２点鎖線で示すように制御手段ｅによって制御され、入力された加工形状３Ｄデータに基づいて角度を変えることにより、加工面のｘ方向及びｙ方向におけるレーザビームの位置を規定する２枚のミラーを有するミラーシステムｄによって光路が変えられ、加工対象物（金型キャビティー）ｇの表面を走査して、所望の形状を実現する加工が行われる。
【００１３】
なお、レーザ加工機ａは、入力された加工形状に関する３Ｄデータに基づいてレーザビームを射出するレーザ発振手段ｃの動作を制御するためのデータ（例えばレーザ発振が間歇式である場合は、所要の加工深さに対応するパルス出力回数のデータ等）や、所望の箇所にレーザビームを照射させるためにミラーシステムｄの動作を制御するためのデータなどを生成する。
【００１４】
また、本発明に用いる金型キャビティーの材料は、レーザ加工が可能な限り、特に限定されない。通常樹脂成形用金型の材料として用いられるもの（例えばＳＴＡＶＡＸ、プリハードン系鋼材等）を用いることができる。
【００１５】
さらに、金型キャビティー内面の細かい文字、記号又は模様の形状の加工は当然レーザビームで行うが、当該形状以外のおおまかな形状を切削工具等で形成するかレーザ加工で形成するかは、各部位（例えば角隅部のＲ等）の加工特性に応じて、いずれが能率が高いかを考慮して適宜選択すれば良い。
【００１６】
【実施例】
添付の図面を参照しつつ、本発明の好適な一実施例について説明する。図２において参照符号１は樹脂成形用金型キャビティー、２は金型キャビティーの内面、３はレーザ加工前の金型キャビティーの内面、４はレーザ加工後のキャビティーの内面、５はレーザビームを示す。
【００１７】
本実施例の金型キャビティー１のレーザ加工前原型は、樹脂成形金型材料として広く用いられているＳＴＡＶＡＸのブロックから削り出して作成した。この段階では、金型キャビティー１はレーザ加工前の内面３を有する。
【００１８】
レーザ加工前の金型キャビティー内面３にレーザビーム５を照射して加工を行った。使用したレーザ装置は出力１００Ｗ程度の脈動式ＹＡＧレーザで、光学系によりビームスポットを０．０４〜０．１ｍｍに集光した。このレーザビーム５を図１に示すレーザ加工機ａを介して加工面に照射した。このレーザビーム５の照射によって加工面では不要部分の材料が蒸発・除去されて所望の転写形状が形成される。
【００１９】
本実施例では、金型キャビティー１の底面中央に文字等の字体部分を凸形に残してその周囲の材料を除去し、字体以外の部分及び上記凸形の上部端面を一様な粗面とした（その結果がレーザ加工後の内面４）。この金型キャビティー１で製作される成形品では、その表面に一様な粗面に囲まれた文字等がくぼみ（くぼみの底面も粗面である）として表現される。
【００２０】
図３及び図４は本実施例に係る金型キャビティー１を用いて製造された携帯電話機又は携帯情報端末装置用操作キーのキートップを示す平面図である。図３における符号７は凹に形成された文字９を有するキートップ、図４における符号８は凸に形成された文字１０を有するキートップ、１１は文字１０の周りを囲む凹部である。キートップ７上の凹に形成された字体９の底面は粗面とされ、字体９の周囲は字体の底面よりもさらに細かい粗面とされている。また、キートップ８上の凸に形成された字体１０の上面及び字体１０周囲の凹部の底面は、どちらも粗面とされている。
【００２１】
上記キートップ７及び８は、例えばＡＢＳ樹脂を上記金型キャビティー１により成形し、その成形品にメッキを施して製品とした。メッキしない場合は成型品全体にＵＶコートを施すことが望ましい。
【００２２】
【発明の効果】
本発明に係る樹脂成形用金型キャビティーを用いることにより、高価な電鋳型が不要になるので、金型代が大幅に（半減程度に）安くなる。
【００２３】
レーザ直接刻印法による金型キャビティーの製作期間は電鋳型のそれに比べて大幅に短いので、設計変更等に迅速かつ柔軟に対応することが可能になる。
【００２４】
電鋳型を使用しないので、ブラスト加工や化学的エッチング加工等の表面粗化処理におけるマスキングに起因する粗面と平滑面の境界位置の不安定という問題点から解放される。
【００２５】
同じく電鋳型を使用しないので、ブラスト加工や化学的エッチング加工における加工程度のばらつきという問題点から解放され、加工程度を常に一定に維持することができる。その結果、同一形状の金型キャビティーを複数製作する場合の再現性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての、樹脂成形金型キャビティーの製作のために用いられるレーザ加工機の一例を示す概略図である。
【図２】本発明の一実施例としての、樹脂成形金型キャビティーをレーザ加工により製作する過程を説明する概念図である。
【図３】本発明によって作成された樹脂成形用金型キャビティーを用いて製造された成形品の一例としてのキートップの概要を示す平面図である。
【図４】図３の例と同様に製造された別のキートップの概要を示す平面図である。
【符号の説明】
１…樹脂成形用金型キャビティー
２…金型キャビティーの内面
３…レーザ加工前のキャビティー内面
４…レーザ加工後のキャビティー内面
５…レーザビーム
７、８…キートップ
９、１０…文字
１１…文字の周りの凹部
ａ…レーザ加工機
ｂ…データ入力手段
ｃ…レーザ発振手段
ｄ…ミラーシステム
ｅ…制御手段
ｆ…レーザビーム
ｇ…加工対象物（金型キャビティー）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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