(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の押しボタンを有する制御パネルで使用されるキーシートであって、
表面に印刷をした厚さ４０μから１５０μの透明樹脂製フィルムと、
この透明樹脂製フィルムを成形後に印刷面側の凹部に射出された熱可塑性樹脂であるＰＣとからなるキーシート形状物において、
硬化後の破断伸びが１５％以上８０％以下のウレタン系のＵＶ塗料を、前記キーシート形状物の凸部を有する熱可塑性樹脂側の前記凸部を含めて全面に均一な厚さにＵＶ塗装してＵＶ塗料層を設けたことを特徴とするキーシート。
【請求項２】
複数の押しボタンを有する制御パネルで使用されるキーシートの製造方法であって、
厚さが４０μから１５０μの透明樹脂フィルムに印刷をする工程と、
絞られた透明樹脂フィルムの印刷面側の凹部に熱可塑性樹脂であるＰＣを射出し中央部に凸部を有して成形する工程と、
硬化後の破断伸びが１５％以上８０％以下のウレタン系のＵＶ塗料を前記凸部を有する熱可塑性樹脂側の前記凸部を含めて全面に均一な厚さにＵＶ塗装する工程とを順次含むことを特徴とするキーシートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電機機器分野、電子機器分野に関する。さらに詳しくは、特に電子機器分野、携帯電子端末分野に使用される押ボタンスイッチのキーシートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数のスイッチ、いわゆる押ボタンスイッチを必要とする機器は多い。昨今、携帯電話機の普及により押ボタンスイッチの使用が多くなっている。これに使用される押ボタンスイッチは、主にキーシートと金属タクトスイッチから構成されている。最近の携帯電話機では、ストロークの短い金属タクトスイッチを採用した機構のものが多く使用されている。このスイッチ機構は、主に、表示部分を有する複数の押ボタンで構成されるキーシートと、金属タクトスイッチ、これらを収納するケース等からなっている。
【０００３】
この様な構成のスイッチ機構の多くは、例えば携帯電話機の例でいうと、図１のようになっている。即ち、キーシートは、裏面に印刷表示のある透明樹脂フィルム１と、この透明樹脂フィルム１の成形された凹部に射出成形で充填され熱融着される熱可塑性樹脂２と、シリコンゴム製のシート状物３から構成されている。透明樹脂フィルム１と熱可塑性樹脂２で構成されたものはキートップ４と言われているが、このキートップ４とシート状物３は接着剤を介して一体化されキーシート５を構成している。
【０００４】
また、このキーシート５の下部には、ケース等に取り付けられたスイッチ基板７があり、このスイッチ基板７に金属タクトスイッチ６が設けられ、キーシート５に対応している。最近の携帯電話機は、表示画面を広くすることとコンパクトにすることから、カバー体を２つ折りにするタイプのものが普及している。
【０００５】
この２つ折りの携帯電話機は折り重ねると厚くなる欠点を有しており、出来るだけ薄くされたものが要望されている。薄くする方法として従来は、ケースの強度を上げて厚さを減らす、また、高強度のマグネシュウム合金やアルミ合金を使用してケースを薄くする、あるいはキーシートの熱可塑性樹脂およびシート状物を薄くする等が行われている。しかし薄くすることは、使用する材料の特性から強度的に限界があり、従来の形状を生かしてさらに薄くすることは、種々の制約条件があって難しい現状にある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように従来型の携帯電話機をより薄くするには限界があり、新しい発想の解決案が求められていた。本発明は、このような技術的背景に基づいてなされ従来の問題点に鑑み研究開発されたもので、下記の目的を達成するものである。
本発明の目的は、キーシートの構成を薄くし、結果的に携帯電話機を薄くしたキーシートおよびその製造方法の提供にある。
本発明の他の目的は、キーシートの構成を簡素化しコストダウンを達成したキーシートおよびその製造方法の提供にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のキーシートは、複数の押しボタンを有する制御パネルで使用されるキーシートであって、表面に印刷をした厚さ４０μから１５０μの透明樹脂製フィルムと、この透明樹脂製フィルムを成形後に印刷面側の凹部に射出された熱可塑性樹脂であるＰＣとからなるキーシート形状物において、硬化後の破断伸びが１５％以上８０％以下のウレタン系のＵＶ塗料を、前記キーシート形状物の凸部を有する熱可塑性樹脂側の前記凸部を含めて全面に均一な厚さにＵＶ塗装してＵＶ塗料層を設けたことを特徴とする。本発明でいうＵＶ塗料とは、紫外線照射で硬化するタイプの塗料をいう。また、ＵＶ塗装とは、塗布後に紫外線を照射して硬化させる塗布／照射の一連の工程をいう。
【０００８】
また、本発明のキーシート製造方法は、複数の押しボタンを有する制御パネルで使用されるキーシートの製造方法であって、厚さが４０μから１５０μの透明樹脂フィルムに印刷をする工程と、絞られた透明樹脂フィルムの印刷面側の凹部に熱可塑性樹脂であるＰＣを射出し中央部に凸部を有して成形する工程と、硬化後の破断伸びが１５％以上８０％以下のウレタン系のＵＶ塗料を前記凸部を有する熱可塑性樹脂側の前記凸部を含めて全面に均一な厚さにＵＶ塗装する工程とを順次含むことを特徴とする。
【０００９】
次に、本発明のキーシートについて、図２に示すキーシートの例で説明する。キーシート形状物１１の表面、即ち、押ボタンとしての押圧部１２は、前述のようにフィルム１３で構成されている。このフィルム１３は予め印刷された透明のものであり、このフィルム１３を押ボタン形状に成形した後、その印刷された面側の凹部１４に熱可塑性樹脂１５を射出しキートップを構成する。
【００１０】
この熱可塑性樹脂１５の中央部には金属タクトスイッチ２５に接触する押し棒部１６（凸部）が形成されている。さらに、本発明においては、このフィルム１３と熱可塑性樹脂１５で構成されたキートップの熱可塑性樹脂１５側に、押し棒部１６を含め全面に亘りＵＶ塗装をしたことにある。このＵＶ塗料層１７は、比較的伸び（弾力があり柔らかい）のあるＵＶ硬化性樹脂を使用している。
【００１１】
このＵＶ塗料層１７は、押し棒部１６もカバーしているので、接触する相手金属タクトスイッチへの衝撃を和らげ保護することができる。ＵＶ塗装を行わない場合のキーシートと比較しさらに詳細に説明する。図３は、ＵＶ塗装の行われていない構成のもので、成形されたフィルム２１に熱可塑性樹脂２２が射出された構成で、中央部に押し棒部２３が設けられている。
【００１２】
従来から一部で使用されているキーシート２４であるが、本発明者等から見ると「単なるキートップ」としか言えない構成のものである。ＵＶ塗装のなされていない熱可塑性樹脂２２の押し棒部２３がスイッチ基板２６に設けられた金属タクトスイッチ２５を押す構成になっている。この構成では、構成そのものは非常に簡素で製造コストも低いので、安価にできる。
【００１３】
しかし、この押し棒部２３は、樹脂製であり、具体的には、ＰＣ（ポリカーボネート）製であるために、金属タクトスイッチ２５への接触を繰り返すと、金属タクトスイッチ２５に亀裂や、破壊が生じるおそれがある。特に押し棒部２３は熱可塑性樹脂を射出したままの状態であるので、微妙な設計形状によって金属タクトスイッチ２５に均等に当たらないことがあるためである。
【００１４】
使用者の押し方にも左右されやすく、この構成は懸念材料が多く問題である。このためこの懸念を払拭するため、日本国内向けの製品には、金属タクトスイッチ２５に対しては、シリコーンゴムや熱可塑性エラストマーを介してスイッチを押すか、あるいは、押し棒部２３の下部に薄いシリコーンゴムシート等を敷いて衝撃防止措置をしているのが現状である。
【００１５】
本発明は、このような従来の問題点を解決し、かつ、従来の利点を生かし研究開発した結果のもので、前述のように押し棒部を含めてＵＶ塗装、具体的には硬化樹脂の破断伸びが１５％から８０％を示すＵＶ塗料で塗布することとした。この結果、押し棒部は柔軟な樹脂で被膜される構成になるため、金属タクトスイッチを破損する等のおそれはなくなり、従来の問題点は解決した。
【００１６】
次に、本発明のキーシートの製造方法について具体的に説明する。使用するフィルムは、ポリエチレンテレフタレート樹脂（以下ＰＥＴと称す）、ポリエチレンナフタレート樹脂（以下ＰＥＮと称す）等のポリエステル製や、ポリカーボネート樹脂（以下ＰＣと称す）、またＰＣにポリブチレンテレフタレート樹脂（以下ＰＢＴと称す）を少量混ぜ込んだコンパウンド製のものが使用できる。
【００１７】
より具体的には、キーシート製造用として前述の材料からなる平均厚さ５０μ〜１２５μのフィルムが量産されているので、市販品として容易に入手できる。フィルムに対する印刷はスクリーン印刷がコスト的に有利で好適である。使用するインキは、フィルム素材により異なり、ＰＣ系フィルムに対しては、ベースポリマーにＰＣ系ポリマーを使用したインキが好ましい。
【００１８】
また、インキとの接着力が一般的に弱いポリエステル系フィルムに対しては、硬化剤を併用した２液硬化性インキを使用するのが好ましい。この印刷は予めフィルムになされる。このインキの選択は重要で、フィルムの絞り加工後に熱可塑性樹脂をこのフィルムの印刷面側の凹部に射出するので、印刷層が確実にフィルムに固定されていて、溶融した樹脂にインキが溶かされないこと、また、インキが流されないことが求められるからである。
【００１９】
前述のように、このフィルムは印刷後に絞り加工される。絞り加工方法には、真空成形、圧空成形、プレス成形、熱プレス成形など種々の方法がある。しかしながら、これに限定されるものではなく、射出成形、ロール成形等の他の成形方法であっても良い。印刷面が凹面になるようにして絞り成形する。
【００２０】
各々の成形法においては、フィルムの予備加熱温度、金型の形状と寸法や金型温度、成形圧力、成形速度等に経験的な操作が必要である。続いて絞り加工後のフイルムの凹部を上側にして、開いている射出成形金型に挿入し、次に金型を閉めて熱可塑性樹脂を凹部側に設置されたゲートを介して射出する。
【００２１】
熱可塑性樹脂としては、ＰＣ、透明ＡＢＳが一般的であり好適である。さらに詳しくは、分子量で１８０００以上の一般射出成形用ＰＣが好ましい。流動性が高くてインキ流れを起こし難いとみられる超高流動タイプのＰＣは、分子量が低く脆い。これを図２に示すキーシートの押し棒部１６に適用すると、押し棒部１６が壊れやすくなるため本発明では好ましいとは言えない。このような成形でキーシート形状物１１が得られる。
【００２２】
このキーシート形状物１１の熱可塑性樹脂１５側に、硬化後の塗膜の破断伸びが１５％以上８０％以下のＵＶ塗料を使用して塗装し、紫外線照射してＵＶ硬化させＵＶ塗料層１７とする。ＵＶ塗料の物性として、伸び以外でいえば、引張り強度で１０ＭＰａ以上、ヤング率で２０ＭＰａ以上のものが好ましい。ＰＣに対して良い接着性を示すことなどを考慮するとウレタン系のＵＶ塗料が好ましい。塗布はスピンドル式塗装装置を使用するのが均一な塗布厚さを与えるので好ましく、塗布厚さは、硬化後の厚さが１０μ以上、できれば１５μ以上になるのがより好ましい。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を説明する当たって、本発明の使用対象の例として携帯電話器の概要について説明する。図４に示すものは、本発明のキーシートを備えた携帯用電話器の斜視図である。携帯用電話器３１は、合成樹脂製の電話器本体３２から構成されており、２つ折り構成になっている。この電話器本体３２内には電話の機能を実現するＩＣ等の電子機器が内装されている。
【００２４】
電話器本体３２には、ケースカバー３３と裏面本体３５の２体からなりその厚さ方向の中心の分割面３６で２分割される。電話器本体３２の上面にはケースカバー３３が配置され、この裏面には裏面本体３５が配置固定されている。ケースカバー３３は、制御パネルの機能と電話器本体３２としての両方の機能を果たすものであり、複数の押ボタン３４が配置されキー群３７を構成する。
【００２５】
ケースカバー３３と裏面本体３５とは、ビス又はノッチ等の公知の固定手段で一体に固定される。ケースカバー３３には、後述する方法で作られるキーシートで示される押ボタン３４が配置されている。また、蓋部３８には、液晶表示装置３９等が設けられている。ヒンジ４０を介してこの蓋部３８が折り重ねられると、キー群３７はこの蓋部３８によりカバリングされ、液晶表示装置３９等とともに保護されるので、上着等のポケットにコンパクトに収納可能である。課題は、この蓋部３８と本体３２を合わせたときの厚さをできるだけ薄くすることにある。
【００２６】
次に本発明のキーシートの詳細について説明する。印刷されたフィルムを成形した後、熱可塑性樹脂を射出して一体化成形しキートップ形状物を成形する。即ち、先に熱可塑性樹脂でキートップの原型になるキートップ形状物を射出成形によって成形し、成形後、前述のとおりこのキートップの熱可塑性樹脂側にＵＶ塗装を施す。以下実施例で実例を説明する。
【００２７】
［実施例］
厚さ５０μのＰＥＮフィルム１３に図５で示す数字等の表示部１８の印刷を行った。図５は印刷されたフィルム１３の裏面を示している。即ち、２液性硬化型の黒インキ（「ＭＰ４黒」セイコーアドバンス社製）で数字を印刷し風乾の後、半透明シルバーメタリックインキ（「ＭＰ４半透明シルバーメタリック」同社製）でベタ印刷し風乾の後、透明インキ（「ＭＰ４メジューム」同社製）でベタ印刷し１１０℃で３時間焼き付けした。
【００２８】
印刷面を下にして熱プレス成形機で絞り成形した。フィルムを予め８０℃の熱風中に１５秒曝した後９０℃に維持した金型間に置き、深い箇所で１mmの絞り深さのプレス成形をした。続いて絞り成形したフィルムを８０℃に維持した金型内に挿入し、ＰＣ（「パンライトＬ−１２２５Ｌ」帝人化成社製）を射出温度３１０℃で射出した。
【００２９】
これで図２に示すようなキーシートの原型になるキーシート形状物１１を得た。１個の押ボタン部分の詳細形状を図６に示す。押ボタンスイッチを構成する成形後のフィルム１３の大きさは略径で８mmの楕円形状をしており、押し棒部１６の突き出し寸法は０．３mmである。これをスピンドル式塗装ラインに裏返して載せ、回転させながらノンフィラー仕様に調整したＵＶインキ（「デソライトＰ１０１０−１」ＪＳＲ社製）をシクロヘキサノンで塗料粘度に希釈して得たＵＶ塗料をスプレー塗布する。
【００３０】
そのまま６０℃環境に１０分、８０℃環境に５分通過させた後、紫外線を照射する水銀灯部を数秒通過させて硬化させＵＶ塗料層１７を形成した。硬化物をラインから取り、このＵＶ塗料層１７のＵＶ塗装膜厚さを測定したところ１５〜１７μであった。また、別途シリコーンゴムシート上に塗装し剥がして得た厚さ３０μの前記ＵＶインキからの塗膜を各種試験機にかけて物性を測定したところ、破断伸びで３０％、引張強度１２ＭＰａ、ヤング率４０ＭＰａであった。
【００３１】
上記で得られたＵＶ塗装のなされたキーシートと、上記でＵＶ塗装のみ行わなかったキーシートをケース、スイッチ基板と各３個づつ組み上げて打鍵試験を行った。４００ｇで２．５回／秒の速度で繰り返し打鍵し２０万回打鍵毎に分解して観察した。その結果、４０万回から８０万回の間に、ＵＶ塗装していない方のキーシート側に３個の事故が生じた。金属タクトスイッチ２５に亀裂２７が入りクリック感が低下し弱い押圧でＯＮするようになり、キーシート側の押し棒部２３の一部２８が潰れて図７のようになっていた。このように、同条件で比較した場合、明らかにＵＶ塗装の行われていないキーシートにトラブルが生じたことから、ＵＶ塗装の有効性が確認された。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、印刷されたフィルムを絞り成形後ＰＣ射出して次にＵＶ塗装を施すようにしたことで、高機能を維持しつつの製造方法の改善になり、キーシートの生産コストが下った。また、キーシート形状物の押し棒部を３次元硬化した軟質の樹脂で覆う状態にしたことで、押ボタンスイッチを押したとき、軟質樹脂が僅かに変形し金属部分の応力集中が押さえられ破壊するおそれはなくなった。さらに、押ボタンスイッチを離したとき３次元硬化した軟質樹脂は原型に復帰しようとするので変形は少ない。また、本発明の製造方法は、従来法に比べ、製造工程が減少し、簡素化されたことにより、低コストで高生産性を達成し効率のよい製造法となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、従来の押ボタンスイッチ構成を示す断面図である。
【図２】図２は、本発明のキーシート構成を示す断面図である。
【図３】図３は、従来の押ボタンスイッチ構成の他の例を示す断面図である。
【図４】図４は、本発明を適用した２つ折りタイプの携帯電話機の斜視図である。
【図５】図５は、数字の印刷されたフィルムの裏面を示す部分図である。
【図６】図６は、本発明のキーシートを含む単体の押ボタンスイッチ構成を示す断面図である。
【図７】図７は、従来のキーシートによって破損されたことを示す単体の押ボタンスイッチ構成を示す断面図である。
【符号の説明】
1１…キーシート形状物
1３…フィルム
1４…凹部
1５…熱可塑性樹脂
1６…押し棒部
１７…ＵＶ塗装層
【図１】
0003827532.tif 000002
【図２】
0003827532.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003827532.tif 000005
【図５】
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【図６】
0003827532.tif 000007
【図７】
0003827532.tif 000008