JP2005342722A

JP2005342722A - 金属メッキ・キーへのマーキング方法及びこれを利用するキーユニットの製造方法

Info

Publication number: JP2005342722A
Application number: JP2003021271A
Authority: JP
Inventors: Takehiro Kaneko; 雄大金子
Original assignee: Sunarrow Co Ltd
Current assignee: Sunarrow Co Ltd
Priority date: 2003-01-30
Filing date: 2003-01-30
Publication date: 2005-12-15

Abstract

【課題】携帯電話機等に用いるプラスチック製キートップの表面に施した金属メッキ面にレーザ光を照射して、照射部分の表面に多数の微小凹点の平面的集合を形成(シボ加工)することにより、当該メッキ面に文字・記号等をマーキングする方法を提供する。
【課題解決手段】マーキング用レーザ光として、Ｎｄ：ＹＡＧレーザの第２高調波を取り出して得られる波長が５３２ナノメートルのレーザ光、又は同レーザの第３高調波を取り出して得られる波長が３５５ナノメートルのレーザ光のいずれかを用いる。
【選択図】図３

Description

【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）等モバイル機器用キーユニット中の金属メッキ・キーに文字・記号をマーキングする方法、及び当該方法を利用するキーユニットの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
キーユニットは、携帯電話機等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。１個のキーは、柔軟なゴム製キーパッドの表面に取り付けられた硬質樹脂等からなるキートップと、キーパッド裏面に形成されるスイッチ押圧突起（いわゆる「押し子」）からなる。キー間はキーパッドにより連結される。このように構成されるキーユニットの下面にスイッチ要素を備えた回路基板を密着させれば、各キーに対応する位置にキースイッチが形成される。
【０００３】
キートップ（以下、単に「キー」ともいう。）は、対象モバイル機器中の最も目立つ個所に配置されるから、そのデザインや装飾性に特別な注意が払われる。金属メッキを施したキー（以下、「金属メッキ・キー」）は耐久性と高級感を兼ね備えるので好まれる。金属メッキ・キーは、プラスチック製のキートップに、厚さ数ミクロンの高い表面反射率を有する金属メッキを施したものである。
【０００４】
通常、金属メッキ・キーの表面には、当該キーの機能を表す文字・記号等が形成される。このように、キーの表面に文字・記号等を形成する工程を「マーキング」と呼ぶ。ここに「シボ加工」と呼ばれるマーキング方法がある。これは多数の微小凹点(直径と深さが１０〜３０マイクロメートル程度の窪み)の平面的集合をもって文字等の形を表す方法で、従来は電鋳型を用いて行われていた。電鋳型はキートップ成形用のプラスチック・モールドであり、底面にシボ加工による文字等が反転転写された微小凸点の集合を有する。ＡＢＳ等メッキ可能な樹脂をこの電鋳型に注入してキートップを成形し、次いでこのキートップに金属メッキを施せば、シボ加工による文字・記号等がマーキングされた金属メッキ・キーが得られる。
【０００５】
電鋳型作成工程の一例は次のようである。先ず合成樹脂又は銅合金により表面無印のキートップを作成し、このキートップに適宜な表面粗化手段により所要の文字・記号等を印字して原型とする。この原型に離型剤の膜を付着させ、さらに銀鏡処理などを施して導電性を付与した後、厚さが数ミリメートルに達するまで金属メッキを施す。このメッキ工程には数十日を要し「電鋳」と呼ばれる。電鋳終了後原型を除去すれば電鋳型が得られる。電鋳型は文字・記号等の変更に対して迅速に対応できないという欠点がある。
【０００６】
そこで、電鋳型を用いないで金属メッキ・キーに対してシボ加工を行う方法を考える。この場合、レーザ・マーキングは重要な候補である。現に鉄板やアルミニウム板では、レーザによる文字等のシボ加工マーキングが行われている。しかしながらに、金属メッキ・キーにレーザ・マーキングにより直接シボ加工の文字・記号等を形成することは、単純な金属板等へのマーキングと異なって、次に述べるような困難がある。
【０００７】
例えばプラスチック製のキーの表面にクロム等の鏡面メッキを施したものに対して、広く用いられている固体レーザであるＮｄ：ＹＡＧレーザ(ネオジウムイオンをドープしたイットリウム・アルミニウム・ガーネットレーザ)の基本波である、波長１０６４ナノメートルの近赤外光を用いて直接文字・記号等をシボ加工で印字しようとすると、目的とする文字等が形成される前に照射点以外の部分の温度が上昇し、下地のプラスチックが溶融するなどして満足な加工ができないという問題がある。これは、近赤外光がレンズ光学系でスポット径を絞り難いことなどに起因して、照射点におけるエネルギー密度が不足するためと考えられる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本願発明が解決しようとする課題は、携帯電話機等に用いるプラスチック製キートップの表面に施した、高い表面反射率を有する金属メッキ面にレーザ光を照射して、照射部分に多数の微小凹点の平面的集合を形成(シボ加工)することにより、当該メッキ面に直接かつ単一工程で、文字・記号等をマーキングする方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決する手段】
上記課題は、レーザ光として、波長が概略５００ナノメートル以下の可視光又は近紫外光を使用することにより達成される。
【００１０】
上記手段において、波長が概略５００ナノメートル以下であるレーザ光を採用する主な理由は３つある。第１には、レーザ光のエネルギーは振幅同一ならば短波長ほど相対的に高いこと。第２には、図１のグラフ(金岡優著「レーザ加工」1995/5 日刊工業新聞社刊から引用)に示すように、メッキ面における反射率は長波長側では１に近いが、５００ナノメートル付近を境にして短波長側では低下（吸収率が上昇）すること。第３には、近赤外〜赤外線と異なり、可視光〜近紫外光はレンズ集光により１０〜３０マイクロメートルのスポット径を容易に得られることである。
【００１１】
レーザ・マーキングによるシボ加工に際しては、ビーム・スポット(焦点)は描くべき文字・記号等を走査して平面的に動かされ、その間、スポット径は最大でも３０マイクロメートル程度に制御される。このような制御は、コンピュータ制御された反射鏡システムにより精密に行うことができる。
【００１２】
使用するレーザ光の波長は、レーザ光のエネルギーが短波長ほど高いことに着目すれば短い方が好ましいが、エネルギー密度はスポット径を小さくすることでも向上させうる。一方、メッキ面の光吸収率が概ね５００ナノメートル付近を境にして短波長側で増大する事実を利用する立場からすれば、概ね５００ナノメートル以下の可視光又は近紫外光であれば良い。
【００１３】
上記の条件を満たす波長のレーザ光を用いることにより、照射点以外の部分の温度を許容温度以下に保ちながら、速やかにシボ加工による文字・記号等をマーキングすることができる。この場合、レーザの動作は、必要な光パワーが供給される限り、連続的あるいはパルス状のいずれでも良い。
【００１４】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
上記レーザ光として、Ｎｄ：ＹＡＧレーザの波長１０６４ナノメートルの基本波を半波長変換した５３２ナノメートルの光を利用するというものである。この半波長変換は、Ｎｄ：ＹＡＧレーザの第２高調波を取り出すことで実現される。そのように構成されたレーザ装置は「２倍波ＹＡＧレーザ」と称され、発生する波長５３２ナノメートルのレーザ光は緑色を呈するので「グリーンレーザ」と呼ばれる。図２は、２倍波ＹＡＧレーザの構成を示す概念図である(小林春洋著「レーザのはなし」1992/1 日刊工業新聞社より引用)。
【００１５】
（第２実施形態）
上記レーザ光として、Ｎｄ：ＹＡＧレーザの第３高調波を取り出すことで得られる波長３５５ナノメートルの近紫外光を利用するというものである。この第３高調波を取り出すＮｄ：ＹＡＧレーザは「３倍波ＹＡＧレーザ」と称され、その構成は図２に示すものとほぼ同様である。
【００１６】
【実施例】
添付した図３を参照して本願発明の一実施例について説明する。図において参照符号１はＡＢＳ(アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合樹脂)製のキートップ、２はシリコーンゴム製のキーパッド、３はドームスイッチ、４はキートップ・キーパッド間の透光性接着剤層、５はキートップ表面に施した金属メッキ層、６はレーザビームを表す。
【００１７】
金属メッキ層５は例えば２層からなり、下層が厚さ３〜７マイクロメートルのＮｉ(ニッケル)無電解メッキ層、上層が厚さ０．１〜２マイクロメートルのＣｒ(クロム)又はＡｕ(金)のメッキ層である。下層は光漏れ防止のためピンホールレスとしている。勿論メッキ層の構成には各種あり、上記のものに限られる訳でない。
【００１８】
レーザビーム６は上記のグリーンレーザである。金属メッキ面５の上でグリーンレーザのスポット径を１０〜３０マイクロメートルに絞り、シボ加工により描くべき文字・記号の平面形状に沿って走査しつつ照射して、メッキ面５に微小凹点の集合を刻印する。この場合、文字・記号等の字体部分をシボ加工する方法と、当該字体を囲む外側にシボ加工を施す方法がある。
【００１９】
【発明の効果】
請求項１又は２記載の発明によれば、携帯電話機等に用いるプラスチック製キートップの表面に金属メッキを施したものに文字・記号等のレーザ・マーキングを行う際に、照射点における光エネルギーの吸収率を上げ、ビームスポット径を絞り込むことができるので、照射点におけるエネルギー吸収密度が向上し、照射点以外の部分の温度を許容温度以下に保ちながら、速やかに微小凹点の集合を刻印してシボ加工によるマーキングを行うことができる。
【００２０】
このようなレーザによるシボ加工は、対象となる文字・記号等の変更に対して電鋳型に比較すれば遙かに迅速に適応できる。しかも、加工内容の指示は全てコンピュータに対して行われるので、電鋳型における現物管理のような煩雑な作業を必要としない。
【００２１】
さらに、請求項１又は２記載の発明によれば、無印に仕上げられた金属メッキ・キーの表面に、事後的に必要な文字・記号等を単一工程でマーキングできるので、これを利用して請求項３に記載した新たなキーユニットの製造方法を構築することができる。この新たな製造方法により、仕向地等の決定から製品出荷までの時間を大幅に短縮して、ユーザーサービスを向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】レーザ光の波長(横軸)に対する各種メッキ面の反射率(縦軸)の変化を示すグラフである。
【図２】２倍波ＹＡＧレーザの構成を説明する概念図である。
【図３】本発明の実施例における金属メッキ・キーの構成を説明する概念図である。
【符号の説明】
１…キートップ
２…キーパッド
３…ドームスイッチ
４…接着剤層
５…金属メッキ層
６…レーザビーム

Claims

携帯電話機等に用いるキーユニット中の、キートップの表面に施した金属メッキ面にレーザー光を照射し、照射部分表面に多数の微小凹点の平面的集合を形成して文字・記号等をマーキングする方法において、当該レーザー光が、概略５００ナノメートル以下の波長を有する可視光又は近紫外光であることを特徴とする前記方法。
前記レーザー光として、Ｎｄ：ＹＡＧレーザの第２高調波を取り出して得られる波長が５３２ナノメートルのレーザ光、又は当該レーザの第３高調波を取り出して得られる波長が３５５ナノメートルのレーザ光の、いずれかを用いることを特徴とする請求項１記載の方法。
マーキング実施前の状態の金属メッキ・キーをキーユニットに組み付け、当該キーユニットへのマーキング以外の全ての工程を終了した状態で一旦その製造を中断し、当該キーユニットに必要な文字・記号等の内容が確定するのを待って、請求項１又は２のいずれかに記載の方法により、前記金属メッキ・キーに当該文字・記号等のマーキングを行ってキーユニットを完成させることを特徴とする、キーユニットの製造方法。