(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絞マスターの表面画像を生成する工程（Ｓ１１）と、
前記表面画像から前記絞マスターの微細な表面凹凸形状を表す表面形状データを作成する工程（Ｓ１２）と、
前記表面形状データに基づいてマスター型（４）の素材（４Ｍ）の表面（４ａ）を加工することにより微細な表面凹凸形状を有するマスター型（４）を作製する工程（Ｓ１）と、
前記マスター型（４）の表面上に電着層を形成し、当該電着層をマスター型（４）から剥離してネガティブ型としての電気鋳造金型（５）を作製する工程（Ｓ２）と
を有することを特徴とする電気鋳造金型の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の電気鋳造金型の製造方法において、絞マスターの表面画像を生成する工程（Ｓ１１）において複数の表面画像を生成し、表面形状データを作成する工程（Ｓ１２）において複数の表面画像を結合して表面形状データを作成することを特徴とする電気鋳造金型の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の電気鋳造金型の製造方法において、前記表面画像は表面凹凸形状を色濃度により表したＲＧＢグレー画像であることを特徴とする電気鋳造金型の製造方法。
【請求項４】
請求項２に記載の電気鋳造金型の製造方法において、表面形状データを作成する工程（Ｓ１２）は、隣接する複数の表面画像をそれぞれの一部がオーバーラップするように重ね合わせ、そのオーバーラップしている領域の略中心位置において一方の表面画像の画像濃度と他方の表面画像の画像濃度の比を所定の値に設定し、前記領域内において画像濃度が連続的に変化し、且つ、該領域の端部において画像濃度が各表面画像の画像濃度に連続的に繋がるように補正してなる表面形状データを作成することを特徴とする電気鋳造金型の製造方法。
【請求項５】
請求項１記載の電気鋳造金型の製造方法において、絞マスターの表面画像を生成する工程（Ｓ１１）において複数の表面画像を生成し、表面形状データを作成する工程（Ｓ１２）において複数の表面画像を結合して表面形状データを作成し、
前記表面画像は表面凹凸形状を色濃度により表したＲＧＢグレー画像であり、
表面形状データを作成する工程（Ｓ１２）は、隣接する複数の表面画像をそれぞれの一部がオーバーラップするように重ね合わせ、そのオーバーラップしている領域の略中心位置において一方の表面画像の画像濃度と他方の表面画像の画像濃度の比を所定の値に設定し、前記領域内において画像濃度が連続的に変化し、且つ、該領域の端部において画像濃度が各表面画像の画像濃度に連続的に繋がるように補正してなる表面形状データを作成することを特徴とする電気鋳造金型の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気鋳造金型の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、樹脂成形品を製造するにあたり、電気鋳造金型を用いる場合がある。電気鋳造金型とは、電気めっきを応用して得られる金型であって、金属溶液の電気分解を利用してマスター型（マンドレル）の表面上に所定の厚さで金属を析出させ電着させた後、この電着層をマスター型から剥離することで得られるもの（ネガティブ型）で、マスター型とは全く逆の表面形状を有するものである。この電気鋳造金型を用いて成形することで、樹脂成形品にマスター型の表面形状を転写することが可能となる。またこの電気鋳造金型によれば、マスター型の表面上に金属を析出させることで、微細な表面形状を精度良く形成（転写）できるという利点がある。
【０００３】
このため、電気鋳造金型は、車両のインストルメントパネル等、皮絞（皺）等の微細な表面形状を有する樹脂成形品を製造する際にしばしば用いられるのであるが、この皮絞を複製するのに、従来は皮革（本革）を用いる場合があった。具体的には、まず基礎となる外形状を有するモデルを作成し、このモデルの表面に皮革を張ったものをベースとしてシリコン型（凹型）を作製し、この凹型を用いてマスター型としてのマンドレルを成形し、このマンドレルを用いて電気鋳造金型を得ていた。さらに自動車用インスツルメントパネル等の内装部品は複雑な形状をしており、天然皮革等では基礎となる外形状を有するモデルに対し、歪みや隙なく貼り付けることが難しく、本革を電鋳法で反転製作したエンボスロールを製作し、そのエンボスロールで絞押し加工した柔らかく薄い樹脂シート（表皮）を本革の代替として貼り付け本革と同様にシリコン型（凹型）を作製し、この凹型を用いてマスター型としてのマンドレルを成形し、このマンドレルを用いて電気鋳造金型を得ていた。
【特許文献１】特開平９−３８８３２号公報
【特許文献２】特開平２−１７５８９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の手法では、皮革（絞マスター）からエンボスロールを製作する際、エンボスロールで革貼り用の表皮に絞押し加工する際、革貼り表皮が張られたモデルからシリコン型を作成する際、多くの反転工程があるために皮絞（皺）等の微細な表面形状が精度良く転写されずに劣化するために、皮革の表面形状を忠実に再現することが難しい。絞等は微細な表面形状であるために通常のＣＡＤ（Computer Assisted Drawing）化データ（サーフェース・モデルやポリゴン）では、データ量が膨大になり演算処理が難しくなる。
【０００５】
本発明は、上記課題を課題するためになされたものであり、その目的は、直接マンドレルに絞を加工して絞マスターの表面形状を忠実に再現可能な電気鋳造金型の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る電気鋳造金型の製造方法は、絞マスターの表面画像を生成する工程（Ｓ１１）と、表面画像から絞マスターの微細な表面凹凸形状を表す表面形状データを作成する工程（Ｓ１２）と、表面形状データに基づいてマスター型（４）の素材（４Ｍ）の表面（４ａ）を加工することにより微細な表面凹凸形状を有するマスター型（４）を作製する工程（Ｓ１）と、マスター型（４）の表面上に電着層を形成し、電着層をマスター型（４）から剥離してネガティブ型としての電気鋳造金型（５）を作製する工程（Ｓ２）とを有する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る電気鋳造金型の製造方法によれば、絞マスターの表面画像から作成された表面形状データを用いてマスター型（４）の素材（４Ｍ）の表面（４ａ）を直接加工することによりマスター型（４）を作製するので、絞マスターの表面形状を忠実に再現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【０００９】
〔マスター型製造システムの構成〕
始めに、図１を参照して、本発明の実施形態となるマスター型製造システムの構成について説明する。
【００１０】
本発明の実施形態となるマスター型製造システムは、図１に示すように、マスター型の表面形状データを作成する表面形状データ作成装置２０と、作成された表面形状データに基づいてマスター型の素材４Ｍを加工してマスター型４を得るマスター型製造装置１０とを備える。
【００１１】
表面形状データ作成装置２０は、例えば演算部，記憶部，入出力部等を備えたコンピュータとして構成される。この場合、表面形状データ作成装置２０は、インストールされた所定のプログラムに従って演算処理を行い、マスター型製造装置１０に入力される表面形状データを得る。表面形状データの作成方法については後述する。
【００１２】
マスター型製造装置１０は、例えば入力されたデータに従って３次元的に素材の加工を行う数値制御装置（ＮＣ，マシニングセンタ等）として構成される。この場合、マスター型製造装置１０は、入力された表面形状データ（３次元データ）に基づいて、工具（例えばエンドミル，バイト，ドリル等）１１を３次元的に移動させつつ駆動させて切削，研削，研磨等の加工を行い、表面形状データにしたがった凹凸を有するマスター型４を得る。
【００１３】
マスター型製造装置１０において、加工に使用される工具１１は、一つあるいは一種類には限定されず、複数の工具１１を同時に使用してもよいし、自動交換装置（ATC:Automatic Tool Changer）によって自動的に交換するようにしてもよい。さらに、工具１１を用いることなく、レーザ光線（ＣＯ２，ＹＡＧ，エキシマレーザ等），電子線ビーム，電子線描画等によって加工が行われるようにしてもよいし、工具１１が用いられる加工と用いられない加工等、複数の加工工程が組み合わせられてもよい。
【００１４】
〔電気鋳造金型の製造方法〕
次に、図２，図３を参照して、上記マスター型製造システムを利用した電気鋳造金型の製造方法について説明する。
【００１５】
電気鋳造金型を製造する際は、始めに、マスター型の素材４Ｍが製作される（ステップＳ１）。このステップＳ１の処理では、マスター型製造装置１０で加工することが可能な形態の素材４Ｍが準備される。なお、この素材４Ｍは、マスター型４よりもある程度大きく、大雑把な凹凸形状を備えたものとして構成してもよい。この場合、素材４Ｍ（マスター型４）の材質は、例えば合成樹脂，金属部材等とすることができ、特にエポキシ樹脂，ロストワックス，真鍮，りん青銅等とすれば、切削加工に要する時間が短くなって、工期短縮に寄与する。
【００１６】
次にマスター型製造装置１０を用いて、マスター型の素材４Ｍに対して所定の加工を施すことで、マスター型４が製作される（ステップＳ２、図３の（ａ））。このステップＳ２の処理では、マスター型製造装置１０において、可動する工具１１を用いて、素材４Ｍに対して切削，研削，研磨等の加工が行われ、特に素材４Ｍの表面４ａに対しては微細な凹凸が形成される。
【００１７】
次にステップＳ２の処理により形成されたマスター型４を用いて、電気鋳造金型（ネガティブ型）５が製作される（ステップＳ３）。具体的には、図３の（ｂ）に示すように、まずは通電処理（例えば無電解銀鏡処理，スパッタリング，静電蒸着等）を行い、電気メッキ処理（例えばニッケル厚付けメッキ，ニッケル＋リン，銅＋リン，銅等）によって、金属溶液の電気分解を利用してマスター型４の表面４ａ上に所定の厚さで金属（例えばニッケル（厚付け），ニッケル＋リン，銅＋リン，銅等）が析出され電着された後、図３の（ｃ）に示すように、この電着層がマスター型４から剥離されることで電気鋳造金型５が得られる。
【００１８】
〔表面形状データの作成方法〕
次に、図４乃至図９を参照して、表面形状データ作成装置２０による表面形状データの作成方法について説明する。
【００１９】
表面形状データを作成する際は、始めに、所定の測定エリアサイズを有する光学式３次元測定装置を用いて測定エリアを所定間隔で移動させながら皮革（絞マスター）表面の座標情報（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を測定する（ステップＳ１０）。一般に、高分解能で広い面積の座標情報を測定可能な測定装置は少ない。そこで本実施形態では、光学式３次元測定装置としてＧＦＭ社製の光学式３次元測定装置を用い、測定エリアとして１１．４５８ｍｍ（ピクセル値に換算すると１２８０ピクセル相当）×８．８６３６ｍｍ（ピクセル値に換算すると１０２４ピクセル相当）の大きさの矩形形状に設定し、さらに、図５に示すように隣接する測定エリアＡ１，Ａ２，Ａ３（他エリアは不図示）が領域Ｏ１（測定エリアＡ１，Ａ２の重なり領域），Ｏ２（測定エリアＡ１，Ａ３の重なり領域）で重なりあうように１０ｍｍ以下の間隔で測定エリアを移動させながら座標情報（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を測定し、最終的な表面形状データとして１００ｍｍ×１００ｍｍ以上の大きさを有するものを得るようにした。このような測定方法によれば、測定面積が広くても１測定エリアあたりの測定データが膨大になることないため、データ処理に困難をきたすことがなく、しかも短時間で皮革表面の座標情報を測定することができる。
【００２０】
次に、Ｘ，Ｙ（面内位置）情報を画素位置，Ｚ（高さ）情報を色濃度情報（０〜２５５の２５６階調）に置き換えることにより、ステップＳ１０の処理により得られた測定データをＲＧＢグレー画像に変換する（ステップＳ１１）。測定データをＲＧＢグレー画像に変換することにより、正確な高さ情報となる色濃度分布画像を作成できる。次に、複数のＲＧＢグレー画像のそれぞれについて他のＲＧＢグレー画像とオーバーラップしている領域（図５に示す領域Ｏ１，Ｏ２）内の画像濃度を補正しながら複数のＲＧＢグレー画像を結合して、紋マスターの表面凹凸形状を表す表面形状データを作成する（ステップＳ１２）。以後、マスター型４への転写率を考慮して作成された表面形状データに対し拡大や縮小等の補正を行った後、この表面形状データを利用してマスター型４を作製する。
【００２１】
画像濃度の補正処理は、具体的には以下のようにして実行する。すなわち一例として図５において領域Ｏ２でオーバーラップしている測定エリアＡ１とＡ３について説明すると、ＲＧＢグレー画像の画像濃度は、図６に示すようにオーバーラップしている領域（Ｘ座標＝Ｒ１〜Ｒ２の範囲）において両者のＲＧＢグレー画像の画像濃度に対しズレ（階調差）を有する場合、両者のＲＧＢグレー画像をそのまま結合したのでは、図７に示すようにオーバーラップしている領域Ｏ２の中心位置（Ｘ座標＝Ｒｃ、図５のL２の位置に相当）において画像濃度が大きく（約２０階調弱）変化し、表面形状データの重ねあわせが目立つことになる。そこで本実施形態では、領域Ｏ２内の画像濃度が、図８に示すように、領域Ｏ２の中心線Ｌ２において一方の表面画像の画像濃度と他方の表面画像の画像濃度の比が５０：５０となるように領域Ｏ２内において画像濃度が連続的に変化し、且つ、領域Ｏ２の端部において画像濃度が表面画像の画像濃度に連続的に繋がるように補正し、図９に示すようにオーバーラップしている領域の中心位置（Ｘ座標＝Ｒｃ）において画像濃度が大きく変化することがない表面形状データとする。
【００２２】
また、領域Ｏ１でオーバーラップしている測定エリアＡ１とＡ２についても同様であり、領域Ｏ１内の画像濃度が、図８に示すように、領域Ｏ１の中心線Ｌ１において一方の表面画像の画像濃度と他方の表面画像の画像濃度の比が５０：５０となるように領域Ｏ１内において画像濃度が連続的に変化し、且つ、領域Ｏ１の端部において画像濃度が表面画像の画像濃度に連続的に繋がるように補正する。
【００２３】
本実施形態では、最終的な表面形状データとして１００ｍｍ×１００ｍｍ以上の大きさを有するものを得るようにした。表面形状データの大きさを１００ｍｍ×１００ｍｍ以上にすることにより、表面形状データを繰り返しマスター型４に加工した際、表面形状データの繰り返しが判ってしまうことを防止できる。
【００２４】
なお、本実施形態では、オーバーラップ領域幅として約２５ピクセル程度としたが、他の値でもよい。また一方の表面画像の画像濃度と他方の表面画像の画像濃度との比を５０：５０としたが他の値でもよい。
【００２５】
以上の説明から明らかなように、本発明の実施形態となる電気鋳造金型の製造方法では、絞マスターの表面画像から作成された表面形状データを用いてマスター型（４）の素材（４Ｍ）の表面（４ａ）を直接加工することによりマスター型（４）を作製するので、絞マスターの表面形状を忠実に再現することができる。
【００２６】
以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、この実施の形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはない。例えば、射出成形、射出圧縮、射出プレス、ブロー成形金型、真空成形金型等の各種成形型の意匠面、絞加工、艶消し微細形状（マイクロマット）の同時加工に応用することができる。またマシニングセンタで、荒切削から微細絞、凹凸形状までの加工が可能となるため、本革縫製の地縫い合わせ溝、ステッチ縫製の糸形状、マーク、エンブレム、文字形状の彫刻形状、艶消し微細ディンプル（マイクロマット）形状を含め、金型表面に直接的に加工が可能となる。いずれの場合も、金型製作の期間短縮、コスト削減に資する。さらに本明の実施形態をＰＣ（Personal Computer）で作った表面形状の画像データを応用して扱うことができ、新たな微細形状の絞を持った意匠を実現することができる。このように、この実施の形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論であることを付け加えておく。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態となる電気鋳造金型の製造方法で用いるマスター型製造システムの概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態となる電気鋳造金型の製造方法の流れを示すフローチャート図である。
【図３】本発明の実施形態となる電気鋳造金型の製造方法の各工程を（ａ）〜（ｃ）の順に示す模式図である。
【図４】本発明の実施形態となる表面形状データの作成方法の流れを示すフローチャート図である。
【図５】本発明の実施形態となる座標情報の測定方法を説明するための図である。
【図６】図５に示す測定処理の結果得られたＲＧＢグレー画像の画像データの一例を示す図である。
【図７】画像濃度を補正することなく図６に示す画像データを結合した場合に得られる画像データを示す図である。
【図８】本発明の実施形態となる画像濃度の補正方法を説明するための図である。
【図９】図８に示す処理により画像濃度を補正した後に図６に示す画像データを結合した場合に得られる画像データを示す図である。
【符号の説明】
【００２８】
４：マスター型
４Ｍ：（マスター型の）素材
４ａ：表面
５：電気鋳造金型
【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７】
0005210759.tif 000008
【図８】
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【図９】
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