JP2005071728A - モバイル機器用キーユニット及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 第１に照光式キーユニットの透明な硬質樹脂製キートップの天面にマーキングを行う場合に、マーキングされた文字・記号等が充分な耐摩耗性を備えるようなマーキング方法を見出すこと。第２に一旦仕向地が決まったならば、極力短時間でキーユニットを完成できるような照光式キーユニットの製造方法を見出すこと。
【解決手段】 課題前半には、所要の文字、数字、記号等を印刷によりキートップの天面に形成するとともにそれらの文字、記号等を覆う耐摩耗性の保護層を併せて形成し、又は、各キートップの天面に、所要の文字、数字又は記号等の字体を、立体的にくぼませた凹部として形成する。課題後半には、キーユニットの製造工程中、仕向地未定のまま実行可能な、組立を含む全ての工程を終了した状態で一旦その製造を中断し、仕向地に関連する文字・記号部分が確定され次第、レーザー光の照射又は印刷により、キートップ天面への最終のマーキングを行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、携帯電話機、携帯情報端末装置（ＰＤＡ）等モバイル機器用のキーユニット、及びその製造方法に関する。

キーユニットはモバイル機器を構成する部品の一種であって、多数のスイッチ操作用キー（押釦）を一枚のシート面に集合・配列したものである。各キーは、柔軟なエラストマー製キーパッドの表面に取り付けられたキートップと、キーパッドの裏面に形成されたスイッチ押圧突起（いわゆる「押し子」）からなる。キーとキーの間はキーパッドにより連結される。各キーはキーパッドに近接して設けた光源により照光される（「照光式キー」と呼ばれる）ので、キートップとキーパッドには透光性の材料が用いられる。このように構成されるキーユニットの下面に、各キーのスイッチ押圧突起に対応する位置にスイッチ要素を備えた光源付回路基板を密着させれば、照光式キースイッチが形成される。

照光式キーユニットを製造するには、キートップとキーパッドを別々に作成して両者を接着剤等で接合して組み立てるか、先にキートップを作成し、これを射出成形金型中に挿入してキーパッドを挿入成形しても良い。キートップにはそれぞれのキーの機能を表す文字・記号等を描く必要があり、この工程を「マーキング」と呼ぶ。マーキングは、キートップの上面（「天面」ともいう）又は下面（底面）、あるいはキートップ内部等に行う。このうち天面の場合は、マーキングされた文字・記号等の耐摩耗性を図らなければならないが、その反面、天面へのマーキングはキートップとキーパッドの接合後でも行うことができる。底面へのマーキングの場合は、キートップが透明であることを要し、キートップをキーパッドに接合する前にマーキングが終わっていなければならなず、そのためには、接合前に、マーキングすべき文字・記号等の内容が確定している必要がある。

携帯電話機等のモバイル機器は、異なる言語を用いる世界各地向けに出荷されるが、仕向地の決定から出荷までの日数は、通常極めて限られている。モバイル機器を構成する多くの部品中、キーユニット以外の部品は使用言語に無関係であるから、仕向地未定のまま予め組み付けておくことができる。しかし、キーユニットに関しては、使用言語に無関係な一部の数字等は予めマーキングしておくことができるにしても、使用言語が決まらないためマーキングすべき文字・記号等の内容に一部でも未確定部分がある状態では、最終的マーキングを行って、キーユニットの製造を終える訳には行かない。さりとて、仕向け地が決まってからキーユニットの製造を開始するのでは、納期に間に合わないし、予め多種類の言語でキーユニットを見込み生産しておくのでは、在庫が過大になってしまう。

上記の問題は、一般に受注組立生産システムに見られる問題の一種であり、類似する問題の解決に向けられた幾つかの先行技術が存在する。例えば下記特許文献１はリードタイムの低減、特許文献２は月単位よりも短い日数別の納期情報提供、特許文献３は機種毎の製品構成表の活用に関するものである。
特開２００２−２０２８０５号公報 特開２００２−２４４７１１号公報 特開２００３−０１５７２２号公報

本発明が解決しようとする課題は、第１に、照光式キーユニットの透明な硬質樹脂製キートップの天面にマーキングを行う場合に、マーキングされた文字・記号等が充分な耐摩耗性を備えるようなマーキング方法を見出すこと。第２に、一旦仕向地が決まったならば、極力短時間でキーユニットを完成できるような照光式キーユニットの製造方法を見出すことである。

上記第１の課題は、請求項１に記載の通り、所要の文字又は記号を印刷によりキートップの天面に形成し、併せて、それらの文字、記号等を覆う耐摩耗性の保護層を形成することにより、また、請求項２及び３に記載の通り、各キートップの天面に、所要の文字又は記号の字体を立体的にくぼませた凹部として形成することにより達成される。

上記第２の課題は、請求項４に記載の製造方法の発明により達成される。すなわち、当該キーユニットの製造工程中、仕向地における使用言語に無関係な数字、記号等はマーキングを済ませ、キートップをキーパッドへ接合し組立済みとする等、仕向地未定のまま実行可能な組立を含む全ての工程を終了した状態で、一旦その製造を中断する。この状態で残されている工程は、キートップ天面へのマーキングだけである。そして仕向地が決定され、仕向地に関連する文字・記号部分が確定され次第、レーザー光の照射又は印刷により、キートップ天面への最終のマーキングを行って当該キーユニットを完成させる。

請求項１の発明により、キートップの天面に形成された文字、記号等が耐摩耗性の保護層により保護される効果と共に、彩色されたキートップの底面に立体的に形成され、底面に施された色彩とは別の色彩又は金属色が施された文字、記号等が透明なキートップを透して浮かび上がるという装飾的効果が奏される。

請求項２の発明により、所要の文字、記号等がキートップの天面に彫り込まれる形で形成され、彫り込み文字等は剥落や消失から無縁であるから、優れた耐摩耗性が実現される。また、遮光性の着色層又は金属膜をくり抜く形で文字、記号等が形成されるから、これらの文字、記号等を透して、キートップの底面に施された色彩が望まれるという装飾的効果が奏される。

請求項３の発明により、所要の文字、記号等がキートップの天面に彫り込まれる形で形成され、優れた耐摩耗性が実現される点は請求項２の発明と同様であるが、これに加えて、キートップの天面に形成された彫り込み文字等の凹部底面のシボ模様が光を乱反射して白く輝いて見えるという装飾的効果が奏される。

請求項４の発明により、仕向地未定のまま実行可能な全ての工程を終了しておき、仕向地に関連する文字・記号部分が確定され次第、硬質樹脂製キートップ天面へレーザー光の照射又は印刷を行って、当該仕向地関連文字・記号等のマーキングを行って全工程を終了するので、仕向地決定後、最短時間でキーユニットを完成させることができる。

以下に本願の各請求項の発明を実施するための最良の形態を挙げ、図面を参照して説明する。

図１及び図２は、請求項１の発明に係る照光式キーユニットに関する実施例１を示す図であり、図１はキーユニットの平面図、図２はそのうちの１個のキーを示す側断面図である。図中の参照符号１はキーユニット、２は硬質樹脂製キートップ、３は透光性キーパッド、４は印刷による文字又は記号、５は立体的に彫込まれた文字又は記号（以下「立体彫り込み文字」という）、６は透明な耐摩耗性保護膜、７は透光性の着色層（以下「第１の着色層」という）、８は着色層７の上にさらに積層された透光性又は非透光性の別の着色層（以下「第２の着色層」という）である。

図１には、キートップ２、２、…の天面２ａ、２ａ、…に形成された印刷文字等４、４、…と底面２ｂ、２ｂ、…に形成された立体的彫込み文字５、５、…が一緒に見えている。印刷文字等４、４、…は、当該モバイル機器の仕向先地域の使用言語に依存する文字等（図示の場合はアラビヤ文字）を黒色文字で表し、また、立体的彫込み文字５、５、…は、使用言語に無関係な数字等の基本文字を白抜き文字で表している。

図２には、キートップ２の天面２ａにおいて、印刷文字等４が耐摩耗性保護膜６中に埋め込まれている様子を黒色の線分で表し、また、キートップ２の底面２ｂにおいて、立体的彫込み文字５が第１の着色層７を貫通して形成されている様子を表している。なお、第１の着色層７を透光性を有する金属膜によって構成しても良い。

各キートップ２の底面２ｂへの、使用言語に無関係な数字等を立体的にくぼませた凹部である立体的彫り込み文字５の形成は以下のように行われる。すなわち、キートップ２の成形用の金型のキートップ２の底面に対応した転写面に、例えば、レーザー照射装置を用いたレーザー加工によって転写形状を形成し、その形状が成形時に転写されるようにすることによって、又は、成形後のキートップ２の底面に直接レーザー照射装置を用いた、いわゆるレーザマーキングを行うことによって、立体的にくぼませた凹部が形成される。

上記のようにして立体的彫り込み文字５となる凹部が形成されたキートップ２の底面２ｂには、凹部の底部及び側部を除いて、スクリーン印刷、ホットスタンプなどによって第１の着色層７が形成され、さらに、第１の着色層７の上から凹部内を含むキートップ２の底面全体にスプレーなどによる塗装、印刷、メッキ、蒸着などを施すことによって、塗料の膜又は金属膜から成る第２の着色層８が形成される。そして、各キートップ２は間に第１の着色層7及び第２の着色層８を介して、キーパッド３に、図示しない透光性の接着剤などを用いて接合される。

また、各キートップ２の天面２ａへの印刷による文字又は記号４の形成及び透明な耐摩耗性保護層６の形成は以下のように行われる。すなわち、キートップ２、２、…とキーパッド３とが接合された状態のキーユニット1に対し、各キートップ２の天面２ａに、例えば、パッド印刷などによって当該キーユニット1を用いるモバイル機器の仕向け地の言語による文字又は記号(言語依存文字）４が形成され、さらにその上にパッド印刷などによってＵＶ（紫外線）硬化樹脂などの透明な耐摩耗性保護層６が形成される。印刷によって形成された言語依存文字４は、透明な耐摩耗性保護層によって保護され耐摩耗性が付与される。

図３及び図４は、請求項２の発明に係る照光式キーユニットに関する実施例２を示す平面図、及び１個のキーを示す側断面図である。図中の参照符号１１はキーユニット、１２は硬質樹脂製キートップ、１３は透光性キーパッド、１４及び１５はそれぞれ基本文字及び言語依存文字を表現した立体的彫り込み文字、１６は透明な耐摩耗性保護層、１７及び１８はキートップ１２の裏面１２ｂに立体的彫り込み文字１４及び１５の位置に対応して形成された透光性の着色層、１９は遮光性の着色層又は金属膜である。

図４に示すように、照光式キーユニット１１においては、各キートップ１２の天面１２ａに設けた遮光性の着色層（又は金属膜）１９及び耐摩耗性保護層１６を貫通して、所要の文字又は記号の字体を立体的にくぼませた凹部である立体的彫込み文字１４及び１５が形成されており、これにより言語依存文字等及び基本文字等の双方が表現される。図３では、これら２種類の文字等が白抜き文字として表されている。この白抜き文字は、実際には、キートップ１２の底面に着色領域として設けた適宜な色の透光性の着色層１７及び１８を透ってくる光により着色されて見える。

キートップ１２、１２、…とキーパッド１３とが接合された状態のキーユニット１１において、上記立体的彫り込み文字１４及び１５は、各キートップ１２の天面１２ａに、例えば、レーザー照射装置を用いてレーザ光を照射してレーザーマーキングを行うことにより、耐摩耗性保護層１６と遮光性の着色層又は金属膜１９を蒸発させて除去すると共に、キートップ１２の硬質樹脂も蒸発させて表面を彫り込むことによって基本文字又は言語依存文字の字体を立体的にくぼませた凹部として形成される。

また、透光性の着色層１７及び１８は、キートップ１２、１２、…とキーパッド１３の接合前に、前述のように、立体的彫り込み文字１４及び１５の位置に対応して各キートップ１２の裏面１２ｂに、スプレー塗装、スクリーン印刷、ホットスタンプなどの適宜な印刷または塗装手段を用いて形成される。同様に遮光性の着色膜１９及びその上を覆う透明な耐摩耗性保護層１６もまた、キートップ１２、１２、…とキーパッド１３の接合前にキートップ１２、１２、…の天面１２ａ、１２ａ、…に、それぞれスプレー塗装及びパッド印刷などの適宜な塗装又は印刷手段を用いて積層される。なお、遮光性の着色層又は金属膜１９がメッキなどによる耐摩耗性を有する金属膜である場合には、透明な耐摩耗性保護層１６は不要である。そして、その後で、キートップ１２、１２、…とキーパッド１３とが図示しない透明接着剤等を用いて接合される。

図５及び図６は、請求項３の発明に係る照光式キーユニットに関する実施例３を示す平面図、及び１個のキーを示す側断面図である。図中の参照符号２１はキーユニット、２２は硬質樹脂製キートップ、２３は透光性キーパッド、２４は立体的彫り込み文字(言語依存文字）、２５は印刷による文字又は記号(基本文字）、２６は基本文字２５を構成する着色層又は金属膜、２７は着色層又は金属膜２６の上から積層された別の着色層、２８はシボ加工面である。

図６に示すように、実施例３に係る照光式キーユニット２１においては、キートップ２２の天面２２ａに、所要の文字又は記号の字体が立体的にくぼませた凹部をなす言語依存文字等が立体的彫込み文字２４として形成され、これらの凹部の底面にはシボ加工面２８が設けられる。また、キートップ２２の底面に遮光性又は透光性の着色層又は金属膜２６が設けられ、さらに着色層又は金属膜２６の上から別の着色層２７が積層され、基本文字２５が抜き文字として形成される。なお、着色層又は金属膜２６の一部分は前記立体的彫込み文字２４の背景として用いられる。また、着色層又は金属膜２６及び別の着色層２７によって構成される基本文字２５は、上記したように抜き文字に限られるわけではなく、着色層又は金属膜２６によって文字を直接表現したいわゆるポジ文字としても良い。

基本文字２５を構成する着色層又は金属膜２６及び別の着色層２７は、キートップ２２、２２、…とキーパッド２３の接合前に、各キートップ２２の裏面２２ｂにスクリーン印刷、ホットスタンプ、塗装、メッキ、蒸着などの適宜な手段を用いて形成される。そして、その後で、キートップ２２、２２、…とキーパッド２３とが図示しない透明接着剤等を用いて接合される。

キートップ２２、２２、…とキーパッド２３とが接合された状態のキーユニット２１において、言語依存文字である立体的彫り込み文字２４は、各キートップ２２の天面１２ａに、例えば、レーザー照射装置を用いてレーザ光を照射して、遮光性の着色層又は金属膜２６を蒸発させて除去すると共に、キートップ２２の硬質樹脂の表面を彫り込むことによって言語依存文字の字体が立体的にくぼませた凹部として形成される。そして、この凹部の底面には同時に微細な凹凸模様（シボ）が形成されてシボ加工面２８となる。

その結果、図５に示すように、キートップ２２、２２、…の全面が遮光されて暗く見える中に、シボ加工面２８を伴う立体的彫込み文字２４による言語依存文字等が白く輝いて見え、その傍らに、着色層又は金属膜２６の一部分（立体的彫込み文字２４と重ならない部分）に設けた抜き文字による基本文字等が、キーパッド２３を介する照光により浮かび上がって見えることになる。

図７は上記実施例1乃至３に係る照光式キーユニット1、１１又は２１の製造工程を表すブロック図である。図７において、参照符号S1はキーパッド３、１３又は２３を作成するステップ、S2はキートップ２、１２又は２２を作成するステップ、S3はキートップ２、１２又は２２の底面２ｂ、１２ｂ又は２２ｂに（要すれば天面２ａ、１２ａ又は２２ａにも）使用言語に無関係な基本文字等を形成するステップ、S4はキーパッド３、１３又は２３とキートップ２、１２又は２２を組み立てるステップ、S5は当該モバイル機器の仕向先における使用言語に依存する文字等を形成するステップである。また、図８は、キートップ２、１２又は２２の天面２ａ、１２ａ又は２２ａへのレーザー光照射によるマーキング工程を説明する概念図であり、図８において、参照符号３０はレーザー光照射装置である。

図７に示すように、キートップ２、１２又は２２を、例えばポリカーボネート（ＰＣ）樹脂から射出成形により形成し（S1)、キーパッド３、１３又は２３をシリコーンゴムの射出成形により形成(S2）し、必要に応じてキートップ２、１２又は２２の底面２ｂ、１２ｂ又は２２ｂに設けた着色層又は金属膜を貫通させて、立体的彫込み文字５（請求項１の場合）又は抜き文字（請求項３の場合）により基本文字を形成(S3)した後、キートップ２、１２又は２２をキーパッド３、１３又は２３上に接着剤等で接合して組立てる（S4）。キーパッド３、１３又は２３の上面には、もし必要なら、遮光膜を形成しても良い（例えば、請求項２又は３の発明の場合）。組立工程（S4）が終わった状態で、キーユニット１、１１又は２１の製造工程を一旦中断する。

仕向地が決定され、使用言語に関連する文字・記号等が確定されると、キーユニット１、１１又は２１の製造工程が再開され、仕向地における使用言語に依存した文字・記号等（言語依存文字）のみが（請求項１又は３の場合）、あるいは、基本文字と言語依存文字が組み合わされて一緒に（請求項２の場合）、キートップ２、１２又は２２の天面２ａ、１２ａ又は２２ａへレーザー光照射により、又は印刷により（請求項１場合）マーキングされる（S6）。このキートップ２、１２又は２２の天面２ａ、１２ａ又は２２ａへの最終的マーキングが済むと全製造工程が終了する。完成品となったキーユニット１、１１又は２１は所定のモバイル機器に組み込まれて、当該仕向地に向けて出荷される。

本願請求項１〜４の発明は、いずれもモバイル機器用の部品であるキーユニット及びその製造方法に関するものであるから、製造業を中心とする産業において利用可能性を有する。

実施例１に係る照光式キーユニットの実施形態を示す平面図である。 実施例１に係る照光式キーユニットの実施形態を示す側断面図である。 実施例２に係る照光式キーユニットの実施形態を示す平面図である。 実施例２に係る照光式キーユニットの実施形態を示す側断面図である。 実施例３に係る照光式キーユニットの実施形態を示す平面図である。 実施例３に係る照光式キーユニットの実施形態を示す側断面図である。 本発明に係る照光式キーユニットの製造工程の流れを表すブロック図である。 硬質樹脂製キートップ天面へのレーザー光照射によるマーキング工程を説明する概念図である。

符号の説明

１、１１、２１‥キーユニット
２、１２、２２‥キートップ
３、１３、２３‥キーパッド
４‥モバイル機器の仕向け地の言語による文字又は記号(言語依存文字)
５‥記号文字又は記号の字体を立体的にくぼませた凹部（基本文字）
６‥透明な耐摩耗性保護層
７‥透光性の着色膜
８‥着色層又は金属膜
１４…文字又は記号の字体を立体的にくぼませた凹部(基本文字）
１５…文字又は記号の字体を立体的にくぼませた凹部(言語依存文字）
１７、１８…着色領域
１９…遮光性の着色層又は金属膜
２４…文字又は記号の字体を立体的にくぼませた凹部
２５…（印刷による）文字又は記号
２６…透光性の着色層又は金属膜
２８‥シボ加工面
３０‥レーザー光照射装置
S1‥キーパッドを作成するステップ
S2‥キートップを作成するステップ
S3‥基本文字等を形成するステップ
S4‥キーパッドとキートップを組み立てるステップ
S5‥言語依存文字等を形成するステップ

Claims (4)

1. エラストマー製のキーパッド上に、複数の透明な硬質樹脂製キートップを配置してなるモバイル機器用のキーユニットであって、
   前記キートップの底面に、所要の文字又は記号の字体を立体的にくぼませた凹部として形成し、当該凹部以外のキートップ底面部分に着色層を設け、さらに前記凹部の少なくとも底部及び側部を、前記着色層とは異なる色彩を有する着色層又は金属膜をもって被覆し、
   前記キートップの天面に、当該モバイル機器の仕向地の言語による文字又は記号を印刷し、さらにその上に、当該文字又は記号を覆う耐摩耗性保護層を形成することを特徴とする前記キーユニット。
2. エラストマー製のキーパッド上に、複数の透明な硬質樹脂製キートップを配置してなるモバイル機器用のキーユニットであって、
   前記キートップの天面及び側面を遮光性の着色層又は金属膜をもって被覆し、当該キートップの天面に、前記着色層又は金属膜を貫通して、所要の文字又は記号の字体を立体的にくぼませた凹部として形成し、
   キートップ底面の色がキートップ天面に形成された前記文字又は記号を透して見えるように、各キートップの底面に、前記文字又は記号の群に対応する、一又は複数の着色領域を形成することを特徴とする前記キーユニット。
3. エラストマー製のキーパッド上に、複数の透明な硬質樹脂製キートップを配置してなるモバイル機器用のキーユニットであって、
   前記各キートップの底面に、所要の文字又は記号を印刷し、
   前記各キートップの天面に、当該モバイル機器の仕向地における使用言語による文字又は記号の字体を立体的にくぼませた凹部として、かつ、当該凹部の底面に微細な凹凸模様（シボ）を伴わせて形成することを特徴とする前記キーユニット。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載のキーユニットを製造する方法であって、
   前記各キートップ底面への文字又は記号の形成及び各キートップの前記キーパッド上への接合等を含む、仕向地未定のまま実行可能な全ての工程を終了した状態で、一旦キーユニットの製造を中断し、
   仕向地に関連する文字又は記号部分が確定され次第、前記各キートップの天面へレーザー光を照射し、又は印刷を行って、当該仕向地関連の文字又は記号を含むマーキングを行うことにより、キーユニットを完成させることを特徴とする前記製造方法。
   
   
   

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