JP2011204419A - 入力シート用部材およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】操作面において、貫通孔とその内部の充填材との間の隙間がほとんどない入力シート用部材およびその製造方法を提供する。
【解決手段】表裏方向に貫通する１若しくは２以上の貫通孔５を有するキー３ａ，３ｂ，３ｃあるいはキー集合板３と、キー３ａ，３ｂ，３ｃあるいはキー集合板３の裏面から貫通孔５の内部に充填された充填材８と、少なくとも貫通孔５とその内部の充填材８との隙間を封止する封止層９と、を備える入力シート用部材２としている。
【選択図】図３

Description

本発明は、入力シート用部材およびその製造方法に関する。

従来から、携帯電話、携帯情報端末装置（ＰＤＡ）等の電子機器の操作部に用いられる入力シート用部材のデザインの多様化が求められている。デザイン性に優れるキーシートの一形態として、非透光性のキーシートに、プレス成形、レーザエッチングまたは化学エッチング等により、文字等を表示するための貫通孔を形成し、その貫通孔に透光性を有する樹脂を封止したものが知られている。

たとえば、このようなキーシートは、その裏面側に、貫通孔の内側面から表面に延出する透明な樹脂シートを備え、その樹脂シートの内側に透明なゴム状弾性体を充填した構造を有する（たとえば、特許文献１を参照）。かかるキーシートの裏面側から照光すると、貫通孔を封止した樹脂を透光し、文字あるいは記号の形がユーザに視認される。

特開２００７−１３４０７１号公報

特許文献１に記載のキーシートは、暗所においても各キーの識別性が高く、かつデザイン性にも優れているが、市場において次のような要望がある。操作面側から見て、貫通孔の内側面と充填された樹脂との間に隙間が生じる場合があり、市場では、その隙間を低減して、汚れの貯溜や使用時に爪等が引っ掛かることなく、よりスムーズに操作できるようにすることが望まれている。

本発明は、上記要望に応えるべくなされたものであって、操作面において、貫通孔とその内部の充填材との間の隙間がほとんどない入力シート用部材およびその製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の入力シート用部材の実施の形態は、その表裏方向に貫通する１若しくは２以上の貫通孔を有するキーあるいはキー集合板と、キーあるいはキー集合板の裏面から貫通孔の内部に充填された充填材と、少なくとも貫通孔とその内部の充填材との隙間を封止する封止層と、を備えている。

さらに、封止層は、貫通孔の内側面から操作面側に延出するように形成され得る。

さらに、封止層は、貫通孔の内側面との隙間の深さを０．０２ｍｍ以下にすると共に、隙間の幅を０．０２ｍｍ以下とするように設けられ得る。

さらに、封止層は、印刷により形成される印刷層とし得る。

また、本発明の入力シート用部材の製造方法の実施の形態は、その表裏方向に貫通する１若しくは２以上の貫通孔を有するキーあるいはキー集合板を備える入力シート用部材の製造方法であって、貫通孔部分に封止層を形成する封止層形成ステップと、
キーあるいはキー集合板の裏面から貫通孔の内部に充填された充填材を充填する充填ステップと、を含む。

本発明によれば、操作面において、貫通孔とその内部の充填材との間の隙間がほとんどない入力シート用部材およびその製造方法を提供できる。

本発明の実施の形態に係る入力シート用部材を備える携帯電話の正面図である。 図１に示す携帯電話に組み込まれる入力シート用部材の正面図である。 図２に示す入力シート用部材について、図２のＡ−Ａ線断面図である。 本発明の実施の形態に係る入力シート用部材の製造の概略的な流れを示すフローチャートである。 図４の入力シート用部材の各工程において操作面側を紙面下側に向けた状態を示す図であって、図３のＢで示す領域の断面図である。 本発明の実施の形態の変形例に係る入力シート用部材を、図３のＢで示す領域の断面図である。 本発明の実施の形態の別の変形例に係る入力シート用部材を、図３のＢで示す領域の断面図である。 本発明の実施の形態に係る入力シート用部材の製造工程の各工程において、操作面側を紙面下側に向けた状態を示す図であって、図３のＢで示す領域の断面図である。

次に、本発明に係る入力シート用部材およびその製造方法の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（入力シート用部材の構成）
図１は、本発明の実施の形態に係る入力シート用部材２を備える携帯電話１の正面図である。図２は、図１に示す携帯電話１に組み込まれる入力シート用部材２の正面図である。

図１に示すように、電子機器の一例である携帯電話１は、本実施の形態に係る入力シート用部材２をその操作面に備える。本明細書において、「入力シート用部材」とは、押圧操作によりＯＮ／ＯＦＦを切り替える押釦スイッチ用部材、および、押し込むことなく軽く触れただけで指示を入力可能な入力装置に用いられる入力シート用部材等を含む。また、入力シート用部材２は、ユーザが操作する領域以外の加飾表示部分に用いられても良い。

図２に示すように、入力シート用部材２の操作面側には、キー集合板の一例であるキーシート３や、中央キー４等が露出している。キーシート３には、複数のキーがキーシート３と連接状態で配置されている。ここでは、図２中、「１」と表示しているキーを「キー３ａ」、「２」と表示しているキーを「キー３ｂ」、「３」と表示しているキーを「キー３ｃ」と称し、他のキーも含める場合には、「キー３ａ，３ｂ，３ｃ等」と称することとする。なお、以後、操作面側を「表面側」、操作面と逆の面側を「裏面側」という。また、キーシート３の表面と裏面との間の距離を「厚さ」という。

図３は、図２に示す入力シート用部材２のＡ−Ａ線断面図である。なお、図２およびそれ以後の断面図では、見易さを考慮して、各部材の厚さの比率を実際の比率と変えて図示している。

入力シート用部材２の表面側に露出するキーシート３中のキー３ａ，３ｂ，３ｃ等は、ユーザが押圧する部分である。キーシート３ａ，３ｂ，３ｃ等は、文字、数字、記号あるいは図等の形状を型抜きした貫通孔５を有する。貫通孔５は、キーシート３の表面から裏面へと貫通する孔である。

キーシート３としては、所定の強度を備えた材料であれば特に限定なく使用でき、例えば、厚さが約０．０５〜１．０ｍｍ程度のステンレス鋼、あるいは、アルミニウム、ニッケル、金、銀、銅、チタン、マグネシウム若しくはそれらの合金等の金属板を挙げることができる。この中でも、ステンレス鋼は薄くても強度が高く、安価で入手できる点で好ましい。また、入力シート用部材２が押圧スイッチ用部材のキーシートとして用いられる場合には、０．１〜０．５ｍｍ程度の金属板から入力シート用部材２が好適に構成される。しかし、キーシート３は、金属以外の部材、たとえば、ポリカーボネート等の樹脂、セラミックス、ガラスあるいはそれらのコンポジット等から主に形成されてもよい。また、キーシート３は、図１および図２のように複数のキーが連接されていてもよいし、あるいは、複数の各キーが別個独立していてもよい。

樹脂シート７は、キーシート３の裏面側に配置され、貫通孔５の部分で、キーシート３の裏面側から貫通孔５の内側面およびキーシート３の表面側に延出するような凹部形状を有する層として形成されている。すなわち、樹脂シート７は、貫通孔５の内側面、貫通孔５の表面側開口部およびキーシート３の裏面を覆っている。

樹脂シート７は、キーシート３より柔軟な材料から構成されるのが好ましい。樹脂シート７を柔軟な材料にて構成する場合には、スイッチ部材（不図示）を容易に押し込むことができるので、ユーザが良好なクリック感を得ることができる。そのような樹脂シート７の材料としては、延展性を有する透明なシート状の樹脂、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、シリコーン樹脂（ＳＲ）またはポリウレタン（ＰＵ）等の有機高分子化合物またはこれらの複合物を挙げることができ、その中でもポリウレタンを好適に用いることができる。樹脂シート７の好適な厚さは、０．０３〜０．２ｍｍの範囲、より好ましくは０．０５〜０．１５ｍｍの範囲である。後述するように、樹脂シート７が、弾性体８の充填により穴があくことなく、かつ貫通孔５の内部にスムーズに延びて入っていくようにするためである。ただし、樹脂シート７の厚さは、０．０３ｍｍ未満としたり、０．２ｍｍを超えるようにしても良い。また、樹脂シート７は、入力シート用部材２の必須の構成部材ではなく、設けなくても良い。

充填材としての弾性体８は、樹脂シート７の裏面側に積層されている。また、弾性体８は、樹脂シート７により貫通孔５に相当する位置に形成された凹部に充填される。貫通孔５において、樹脂シート７が弾性体８の周囲を包むように配置されているため、弾性体８は、キーシート３の操作面側に露出していない。キー３ａ，３ｂ，３ｃ等の部分が表面側から押圧された場合に、その下方に設けられたスイッチ部材（不図示）等を押し込むことができるように、弾性体８は、柔軟な弾性材料から構成されるのが好ましい。そのような弾性体８の材料としては、たとえば、シリコーンゴム、ウレタンゴム、イソプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、天然ゴム、エチレンプロピレンジエンゴムあるいはスチレンブタジエンゴム等の熱硬化性エラストマー、ウレタン系、エステル系、スチレン系、オレフィン系、ブタジエン系あるいはフッ素系等の熱可塑性エラストマー、あるいはそれらの複合物等を用いることができる。それらの材料の中でも、耐久性が高いウレタン系エラストマー、シリコーンゴムあるいはそれらの複合材を用いるのが好ましい。

封止層９は、貫通孔５の内側面と樹脂シート７との間に生じる隙間を埋める役割を有する。封止層９が柔軟性のある樹脂層から構成される場合には、封止層９は、弾性体８の充填圧力により貫通孔５の内部に突出した樹脂シート７と貫通孔５の内側面との間の隙間に、変形して入り込み、埋めることができる。また、封止層９は、樹脂シート７およびキーシート３と接着できるような部材から好適に構成される。そのような封止層９の材料としては、たとえば、アクリル系、ウレタン系、エステル系、エポキシ系、塩化ビニル系、アクリル系あるいはシリコーン系のインクを好適に用いることができ、その中でも、ウレタン系の樹脂を、耐候性、耐湿性および耐熱性等の面からも特に好適に用いることができる。封止層９は、スクリーン印刷あるいは他の印刷手法により好適に形成される。また、樹脂シート７、弾性体８および封止層９に透光性の樹脂を用いると、キーシート３の裏面側から照光したときに、貫通孔５の内部を通じて透光するため、ユーザが暗所でも文字等の形状を容易に視認できる。

上述のような構成部材から入力シート用部材２を構成することにより、キーシート３の操作面側の面において、貫通孔５の内側面と樹脂シート７との間に隙間が生じにくい。貫通孔５の内側面と樹脂シート７との間に隙間が存在していても、封止層９がその隙間に入り込み、貫通孔５を封止するからである。また、封止層９は、貫通孔５の内側面に形成される隙間の深さが、０．０２ｍｍ以下さらに好ましくは、０．０１ｍｍ以下となるように設けられている。また、封止層９は、貫通孔５の内側面に形成される隙間の幅が、０．０２ｍｍ以下になるように設けられている。さらに好ましくは、封止層９の操作面側の少なくとも一部は、キーシート３の操作面側と面一になるように形成されている。かかる場合には、入力シート用部材２に汚れが貯溜しにくい。また、ユーザの爪等が貫通孔５に引っ掛かることが少ないので、ユーザは、よりスムーズに操作できる。

（入力シート用部材の製造方法）
次に、入力シート用部材２の製造方法について説明する。

図４は、入力シート用部材２の製造の概略的な流れを示すフローチャートである。図５は、各工程における入力シート用部材２が操作面側を紙面下側に向けた状態を示す図であって、図３のＢで示す領域と同様の断面図である。

まず、図５の（Ａ）に示すように、キーシート３に貫通孔５を設ける（ステップＳ１０１）。貫通孔５は、レーザ加工、エッチングあるいは打ち抜き等によりキーシート３に設けることができる。貫通孔５を設ける際には、キーシート３の表面側、裏面側あるいは両側から形成することができる。

次に、図５の（Ｂ）に示すように、キーシート３の表面（図５では、紙面下方）に、フィルム１０を貼り付ける（ステップＳ１０２）。フィルム１０は、キーシート３の表面を保護すると共に、各キー３ａ，３ｂ，３ｃ等を所定の位置からずれないように固定する役割を有する。さらに、フィルム１０は、封止層９を形成する際（後述）に、キーシート３の表面に封止層９が漏れないように貫通孔５を塞ぐ、いわゆるマスキングの機能を有する。したがって、フィルム１０は、キーシート３の表面に貼り付けられるものであればどのようなものであってもよく、特に、粘着剤付きのＰＥＴシートを好適に用いることができる。

次に、図５の（Ｃ）に示すように、キーシート３の裏面側（図５では、紙面上方）から、貫通孔５の内部に封止層９を形成する（ステップＳ１０３：封止層形成ステップ）。具体的には、印刷により封止層９の材料を貫通孔５の内方であってフィルム１０の裏面上に形成した後、乾燥させるのが好ましい。なお、封止層９を印刷以外の方法により貫通孔５の内方に形成してもよいが、封止層９が外観から目立たない程度の厚みで、かつ貫通孔５の位置および形状に合わせて封止層９を形成するためには、印刷により封止層９を形成するのが好ましい。

次に、図５の（Ｄ）に示すように、キーシート３の裏面側（図５では、紙面上方）に樹脂シート７を配置する（ステップＳ１０４）。

次に、図５の（Ｅ）に示すように、樹脂シート７の裏面側に弾性体８を配置し、一体成型により弾性体８を充填する（ステップＳ１０５：充填ステップ）。弾性体８は、成形圧力により、樹脂シート７を延伸させながら貫通孔５の内部に押し込まれる。最後にフィルム１０をキーシート３から剥がすことで、入力シート用部材２を完成する。

上述のような方法で入力シート用部材２を製造することにより、キーシート３の操作面側から見た場合に、貫通孔５の内側面と樹脂シート７との間に隙間が生じにくい。成形圧力により押し込まれた樹脂シート７および弾性体８は、樹脂シート７と貫通孔５との隙間に封止層９を延ばし入れることができる。また、一体成型により入力シート用部材２を形成することにより、単純な工程で入力シート用部材２を製造できる。

以上、本発明の入力シート用部材２およびその製造方法を説明したが、本発明は、上述の実施の形態に限定されることなく、種々変形を施して実施可能である。

たとえば、上述の実施の形態において、樹脂シート７の裏面に接着層あるいはバインダー層等の層を設けてもよい。かかる場合には、樹脂シート７と弾性体８との密着性あるいは接着力を、より向上させることができる。

上述の実施の形態では、封止層９は、貫通孔５の開口部の操作面側すべてに設けられているが、このような形態に限らない。封止層９は、貫通孔５の開口部の一部のみに設けられてもよい。かかる場合には、封止層９は、特に隙間が形成されやすい貫通孔５の内壁に接するように設けられるのが好ましく、封止層９の操作面側、および封止層９に覆われていない樹脂シート７の操作面側の少なくとも一方が、キーシート３の操作面側と面一になるのがさらに好ましい。また、封止層９は、貫通孔５の開口部にのみ設けられているが、このような形態に限らない。また、キーシート３には、１個のみの貫通孔５が設けられていても、複数の貫通孔５が設けられていても良い。

図６は、本実施の形態の変形例に係る入力シート用部材２０を、図３のＢで示される領域についてのみ見た場合の断面図である。

入力シート用部材２０では、封止層２９が貫通孔５の表面側開口部だけではなく、貫通孔５の内側面から操作面側に延出し、貫通孔５の表面側開口部を覆うように形成されている。図６のような入力シート用部材２０を構成することにより、キーシート３の操作面側の面において、貫通孔５の内側面と樹脂シート７との間に隙間が生じにくい。封止層２９が、貫通孔５の内側面にも形成されているため、成形圧力により貫通孔５に押し込まれた樹脂シート７および弾性体８により、封止層９が変形する。

図７は、本実施の形態の変形例に係る入力シート用部材３０を、図３のＢで示される領域についてのみ見た場合の断面図である。

上述の実施の形態では、樹脂シート７は、キーシート３の表面よりも突出していないが、そのような形態に限らない。図７に示すように、樹脂シート７がキーシート３の表面よりも突出するような形状であってもよい。かかる場合においても、上述と同様に、封止層９は、樹脂シート７と貫通孔５の内側面との隙間に入り込むことができる。

また、上述の実施の形態では、弾性体８は、貫通孔５から溢れるように形成されている。具体的には、弾性体８は、貫通孔５の内部のみだけではなく、キーシート３の裏面側にも積層されている。しかし、このような形態に限らない。弾性体８が貫通孔５から溢れないように、すなわち、弾性体８は、貫通孔５の内部のみに充填され、キーシート３の裏面側に積層されなくてもよい。

また、上述の実施の形態において、貫通孔５は、その表面側と裏面側との開口面積が同一であると共に、表面側から裏面側までの幅が同一である貫通孔５とされているが、このような形態に限らない。貫通孔５は、表面側から裏面側までの幅が同一でなくてもよい。また、貫通孔５は、その表面側と裏面側との開口面積が同一でなくてもよい。

図８は、本実施の形態の変形例に係る入力シート用部材４０の製造工程の各工程において操作面側を紙面下側に向けた状態を示す図であって、図３のＢで示す領域と同様の断面図である。

また、上述の実施の形態およびその変形例では、入力シート用部材２，２０，３０は、平面形状の部材であるが、このような形態に限らない。図８の（Ｄ）に示すように、入力シート用部材４０は、曲面形状とされ、いわゆる３次元形状としてもよい。

入力シート用部材４０は、たとえば、以下のように作製される。図８の（Ａ）に示すように、貫通孔５を設けたキーシート３の表面にフィルム１０を貼り付け、貫通孔５の内部に封止層９を形成するところまでは、入力シート用部材２の製造方法におけるステップＳ１０１〜１０３と同様である。次に、図８の（Ｂ）に示すように、フィルム１０および封止層９が設けられたキーシート３を表面側に凸になるように曲面形状に曲げ加工を行う。次に、図８の（Ｃ）に示すように、キーシート３の裏面側（図８では、紙面上方）に樹脂シート７および弾性体８を配置し、一体成型を行う。一体成型により、図８の（Ｄ）に示すように、弾性体８は、成形圧力により樹脂シート７を延伸させながら、貫通孔５の内部に押し込まれる。最後にフィルム１０をキーシート３から剥がすことで、入力シート用部材４０を完成する。

入力シート用部材４０のように曲げ加工を施すと、樹脂シート７と貫通孔５の内側面との間の隙間が大きくなる傾向がある。しかし、封止層９を入力シート用部材４０に設けることで、樹脂シート７と貫通孔５の内側面との間の隙間の幅および深さも小さくすることができる。

次に、本発明の実施例について説明する。

本実施例では、各試験片を用いて、貫通孔の内側面と、樹脂シートとの隙間の深さを計測した。

（試験片作製方法）
キーシートとして、ＳＵＳ３０４から成る厚さ０．１５ｍｍの平板を用いた。まず、キーシートに各幅の貫通孔を設けた。次に、ウレタン系２液硬化型インク（品番：ＨＡＣ、株式会社セイコーアドバンス製）を用いたスクリーン印刷をキーシートの裏面側から行うことで、貫通孔の部分を含むキーシートの全面に封止層を設けた。次に、各キーシートの裏面側に、樹脂シートとしてポリウレタンフィルム（品番：ＤＵＳ６０５、シーダム株式会社製）を配置した。さらに、樹脂シートの裏面側に、充填材としてシリコーン樹脂を配置し、一体成型を行うことで、各実施例に係る入力シート用部材を得た。

（評価方法）
各実施例に係る入力シート用部材の表面の凹凸状態は、非接触三次元測定装置（商品名：ＮＨ−３Ｎ、三鷹光器株式会社）を走査させることにより調べた。また、その結果を貫通孔の位置と重ね、貫通孔の内側面と樹脂シートとの間に形成された隙間の幅（貫通孔の幅方向に沿って隙間の開口部を計測した場合の距離）および貫通孔の深さ（キーシート表面から隙間の最深部までの距離）を測定した。測定は、１００個の試験片に対して行い、その平均値を評価結果とした。

次に、各実施例における評価結果を説明する。表１に評価結果をまとめて示す。

（実施例１）
貫通孔の幅（図３の３ａの貫通孔５の場合、図３の紙面左右方向の距離）を０．５ｍｍとした入力シート用部材を製造した。実施例１の入力シート用部材においては、貫通孔の内側面と樹脂シートとの間の隙間の幅が極めて狭く、０．００５〜０．０１２ｍｍであった。また、実施例１の入力シート用部材においては、貫通孔の内側面と樹脂シートとの間の隙間の深さも極めて小さく、０．００３〜０．００８ｍｍであった。

（実施例２）
貫通孔の幅を０．３ｍｍとした入力シート用部材を製造した。実施例２の入力シート用部材においては、貫通孔の内側面と樹脂シートとの間の隙間の幅が極めて狭く、０．００５〜０．０１５ｍｍであった。また、実施例２の入力シート用部材においては、貫通孔の内側面と樹脂シートとの間の隙間の深さも極めて小さく、０．００４〜０．０１３ｍｍであった。

（比較例１〜２）
封止層を設けていない他は、上記の各実施例と同様のものを製造した。各比較例は、実用に耐えうる入力シート用部材ではあるが、封止層を設けていないため、キーシートの表面において、貫通孔の内側面と樹脂シートとの間の隙間の幅が各実施例よりも大きかった。また、各比較例は、貫通孔の内側面と樹脂シートとの間の隙間の深さも各実施例よりも大きかった。

本発明は、たとえば、各種電子機器の入力装置としての押釦スイッチ等に利用することができる。

２，２０，３０，４０ 入力シート用部材
３ キーシート（キー集合板）
３ａ，３ｂ，３ｃ キー
５ 貫通孔
７ 樹脂シート
８ 弾性体（充填材）
９，２９ 封止層

Claims (5)

1. その表裏方向に貫通する１若しくは２以上の貫通孔を有するキーあるいはキー集合板と、
   上記キーあるいは上記キー集合板の裏面から上記貫通孔の内部に充填された充填材と、
   少なくとも上記貫通孔とその内部の上記充填材との隙間を封止する封止層と、
   を備えることを特徴とする入力シート用部材。
2. 請求項１に記載の入力シート用部材であって、
   前記封止層は、前記貫通孔の内側面から操作面側に延出するように形成されることを特徴とする入力シート用部材。
3. 請求項１または請求項２に記載の入力シート用部材であって、
   前記封止層は、前記貫通孔の内側面との隙間の深さを０．０２ｍｍ以下とすると共に、当該隙間の幅を０．０２ｍｍ以下とするように設けられていることを特徴とする入力シート用部材。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の入力シート用部材であって、
   前記封止層は、印刷により形成される印刷層であることを特徴とする入力シート用部材。
5. その表裏方向に貫通する１若しくは２以上の貫通孔を有するキーあるいはキー集合板を備える入力シート用部材の製造方法であって、
   上記貫通孔部分に封止層を形成する封止層形成ステップと、
   上記キーあるいは上記キー集合板の裏面から上記貫通孔の内部に充填された充填材を充填する充填ステップと、
   を含むことを特徴とする入力シート用部材の製造方法。
   
   

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