金型表面の凹凸模様加工方法
【課題】耐食皮膜の形成に要する時間、ひいては凹凸模様の形成に要する時間を大幅に短縮することのできる金型表面の凹凸模様加工方法を提供する。
【解決手段】突部及び凹部からなる微細な凹凸模様を金型の表面に加工する方法である。この加工方法では、金型の表面（可動型２１における成形凹部２２の内底面２７）について凹凸模様の突部が形成される予定の箇所に耐食皮膜３４を形成し、上記表面（内底面２７）について耐食皮膜３４により被覆されず露出している箇所をエッチングにより腐食除去した後、洗浄により耐食皮膜３４を溶解除去する。上記耐食皮膜３４の形成に際しては、インクジェットのインクヘッド４７のノズル群４８から耐食皮膜形成用の溶剤６１を噴射させ、同溶剤６１を、前記表面（内底面２７）について前記凹凸模様の突部が形成される予定の箇所に付着させる。
【解決手段】突部及び凹部からなる微細な凹凸模様を金型の表面に加工する方法である。この加工方法では、金型の表面（可動型２１における成形凹部２２の内底面２７）について凹凸模様の突部が形成される予定の箇所に耐食皮膜３４を形成し、上記表面（内底面２７）について耐食皮膜３４により被覆されず露出している箇所をエッチングにより腐食除去した後、洗浄により耐食皮膜３４を溶解除去する。上記耐食皮膜３４の形成に際しては、インクジェットのインクヘッド４７のノズル群４８から耐食皮膜形成用の溶剤６１を噴射させ、同溶剤６１を、前記表面（内底面２７）について前記凹凸模様の突部が形成される予定の箇所に付着させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型の表面にシボ模様等の微細な凹凸模様を加工する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車用内装品等の一態様として、大部分が合成樹脂によって形成され、かつその合成樹脂の表面にシボ模様、木目模様等といった微細な凹凸模様が擬似的に表現（再現）されたものがある。この凹凸模様は、自動車用内装品の樹脂成形時に一緒に形成される。すなわち、表面に凹凸模様を有する金型が用いられ、キャビティに溶融樹脂が充填される際に、その溶融樹脂に対し金型表面の凹凸模様が転写される。この転写により、自動車用内装品の表面には、金型の凹凸模様とは逆の凹凸関係を有する凹凸模様が形成される。
【０００３】
上記凹凸模様は、大まかには次の工程１〜工程４を経て金型の表面に形成される。
工程１：金型の表面に付着している油、埃等が洗浄により除去される。
工程２：金型の表面において、凹凸模様の突部が形成される予定の箇所に対し防食処理が施される。より詳しくは、同箇所に、エッチング液により腐食されず、かつ洗浄液に可溶な耐食皮膜が形成される。
【０００４】
工程３：金型の表面において、耐食皮膜により被覆されず表面の露出している箇所がエッチング液により腐食除去される。金型表面において、上記のようにして腐食除去された箇所が凹凸模様の凹部となる。
【０００５】
工程４：洗浄液により上記耐食皮膜が溶解除去され、この箇所が凹凸模様の突部となる。
上記工程２において耐食皮膜を形成する方式としては、感光式、転写式等が知られている。例えば、前者の方式（感光式）では、金型表面にレジスト（耐酸性を有する感光剤）が塗布される。凹凸模様の突部に対応する箇所に孔を有するパターンフィルムが用意される。このパターンフィルムの孔の部分を通して光がレジストに照射されると、レジストにおいて光の照射された箇所が感光される。さらに、水洗されることにより、レジストにおいて感光されていない箇所が溶解除去されて金型表面が露出する一方、感光された箇所が上記耐食皮膜として金型表面に残る。
【０００６】
また、後者の方式（転写式）では、例えば特許文献１に記載されているように、所定の溶剤に可溶な耐酸レジストが用いられて、転写紙に任意の模様の第２レジストパターンが印刷される。所定の溶剤に不溶な耐酸レジストが用いられて、上記転写紙上に、第２レジストパターンとは異なる第１レジストパターンが印刷される。そして、上記転写紙上に印刷された２つのレジストパターンが金型表面に転写される。
【０００７】
なお、凹凸模様に高低差を設ける場合には、上記工程１〜工程４の処理が繰り返し行われる。
【特許文献１】特開平９−２６３９７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、上記従来の凹凸模様の加工方法では、工程２の実施に際し、感光式、転写式のいずれの方式であっても、上述したように多数の処理を経なければならず、多大な時間を要しているのが実情である。
【０００９】
特に、高低差を有する凹凸模様を加工する場合には、上記多くの処理からなる工程２を含め、上記工程１〜工程４の一連の処理が繰り返し行われるため、凹凸模様の加工に要する時間がより一層長くなる。
【００１０】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、耐食皮膜の形成に要する時間、ひいては凹凸模様の形成に要する時間を大幅に短縮することのできる金型表面の凹凸模様加工方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、突部及び凹部からなる微細な凹凸模様を金型の表面に加工する方法であって、前記金型の表面について前記凹凸模様の突部が形成される予定の箇所を、耐食性を有し、かつ洗浄液に可溶な耐食皮膜により被覆し、前記表面について前記耐食皮膜により被覆されていない箇所をエッチング液により腐食除去した後、前記洗浄液により前記耐食皮膜を溶解除去することにより、前記表面に前記凹凸模様を形成するようにした金型表面の凹凸模様加工方法において、前記耐食皮膜の形成に際し、インクジェットのノズルから、耐食皮膜形成用の溶剤を噴射させ、同溶剤を、前記表面について前記凹凸模様の前記突部が形成される予定の箇所に付着させることを要旨とする。
【００１２】
ここで、凹凸模様としては、皮革の表面に見られるしわ模様、いわゆるシボ模様が代表的であるが、そのほかにも、木目、岩目、砂目、梨地、幾何学模様等、高低差（凹凸）のある微細な模様も凹凸模様に含まれる。
【００１３】
上記の加工方法によれば、金型の表面の一部（凹凸模様の突部が形成される予定の箇所）を耐食皮膜により被覆する際、インクジェットのノズルから溶剤が噴射される。この溶剤が、金型の表面について凹凸模様の突部が形成される予定の箇所に精度よく付着し、同箇所に、所望の形状をなす耐食皮膜が形成される。この耐食皮膜により上記箇所が被覆される。
【００１４】
続いて、金型の表面について、上記耐食皮膜により被覆されず露出している箇所がエッチング液により腐食除去されて窪みとなる。この際、耐食皮膜は、凹凸模様の突部が形成される予定の箇所をエッチング液による腐食から保護する。金型の表面において上記窪みとなった箇所により凹凸模様の凹部が構成される。その後、洗浄液により上記突部上の耐食皮膜が溶解除去される。金型表面について、耐食皮膜の溶解除去された箇所により凹凸模様の突部が構成される。このようにして金型表面に凹凸模様が形成される。
【００１５】
凹凸模様を加工する上記一連の工程において、従来では多くの処理を要した耐食皮膜の形成のために、請求項１に記載の発明では、インクジェットのノズルから溶剤を噴射させ、これを金型表面において凹凸模様の突部が形成される予定の箇所に付着させるだけですむ。従って、耐食皮膜の形成に要する時間を短縮し、もって凹凸模様の形成に要する全体の時間を大幅に短縮することが可能となる。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記エッチング液による腐食除去に際し、インクジェットのノズルから前記エッチング液を噴射させ、同エッチング液を、前記表面について前記耐食皮膜により被覆されず露出している箇所に付着させることを要旨とする。
【００１７】
上記の加工方法によれば、エッチング液による腐食除去に際し、インクジェットのノズルからエッチング液が噴射される。このエッチング液が、金型表面について耐食皮膜により被覆されず露出している箇所に精度よく付着する。この付着したエッチング液により、上記金型表面の露出箇所のみが腐食除去されて窪みとなり、凹凸模様の凹部が形成される。
【００１８】
このように、エッチング液による腐食除去についても、インクジェットのノズルからエッチング液を噴射させることで実現することができる。上述した耐食皮膜の形成に要する時間に加え、腐食除去に要する時間についても短縮を図ることができ、凹凸模様の形成に要する全体の時間をより一層短縮することが可能となる。また、金型表面において腐食除去に関わる箇所にのみ、すなわち必要な箇所にのみエッチング液が付着されるため、エッチング液の不要な消費を抑制することができる効果もある。
【００１９】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記エッチング液による腐食除去に際し、同エッチング液に対し耐食性を有する材料により形成されたノズルから前記エッチング液を噴射させることを要旨とする。
【００２０】
上記の加工方法によれば、エッチング液による腐食除去に際し、エッチング液は、同エッチング液に対し耐食性を有する材料によって形成されたノズルを通過する。そのため、ノズルは、こうした材料とは異なる材料によって形成された場合に比べ、エッチング液による腐食の影響を受けにくくなる。
【００２１】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１つに記載の発明において、前記ノズル及び前記金型の両方を変位させて、前記ノズルに対する前記金型の相対位置を変更することにより、前記ノズルから前記金型の表面までの距離を略一定に維持し、この状態で前記ノズルからの噴射を実行することを要旨とする。
【００２２】
上記の加工方法によれば、インクジェットのノズルから溶剤（請求項１）又はエッチング液（請求項２、請求項３）が噴射される際には、ノズルに対する金型の相対位置が変更されることで、ノズルから金型の表面までの距離が略一定に維持される。このため、常に、金型表面から略一定距離離れた箇所に位置するノズルから溶剤又はエッチング液が噴射されることとなる。その結果、金型表面において凹凸模様の加工対象となる箇所が平面でなくても、意図した箇所に確実に溶剤又はエッチング液を付着させることができる。
【００２３】
また、上記相対位置の変更に際しては、ノズル及び金型の両方が変位させられる。そのため、ノズルを固定し、金型のみを変位させる場合に比べ、金型をゆっくり変位させることで上記相対位置を変えることが可能となる。小型の金型のみならず大型の金型に対しても高い精度で表面に溶剤又はエッチング液を付着させることができるようになる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の加工方法によれば、インクジェットのノズルから溶剤を噴射させるといった簡単な処理により耐食皮膜を形成することができ、その耐食皮膜の形成に要する時間、ひいては凹凸模様の形成に要する時間を大幅に短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
（第１実施形態）
以下、本発明を、自動車用内装品を成形するための金型の表面に微細な凹凸模様を加工する方法に具体化した第１実施形態について、図１〜図１０を参照して説明する。
【００２６】
まず、金型によって成形される自動車用内装品について説明する。この自動車用内装品は、車両に取付けられる内装品のうち、シボ模様（皮革模様）、木目模様、梨地模様等といった、微細な突部及び凹部からなる凹凸模様を、意匠面である外表面に有するものである。例えば、コンソールリッド（肘掛け、小物入れ等の蓋）、センターコンソール、アームレスト等がこれに該当する。ここでは、図１及び図２の少なくとも一方に示すように、シボ模様からなる凹凸模様１３が上面１２に設けられたコンソールリッド１１を例に説明する。コンソールリッド１１の上面１２は、幅方向における中央部分が最も高くなるように上方へ僅かに膨らむ凸状の曲面をなしている。上面１２の凹凸模様１３は、突起１４と、その突起１４の頂部よりも４０〜８０μｍ程度高さの低い凹所１５とがそれぞれ多数設けられて構成されている。
【００２７】
上記凹凸模様１３は、コンソールリッド１１において、（ｉ）その上面１２に立体的な質感を付与する、（ii）上面１２に傷を付きにくくする、又は傷が付いても目立たなくする、（iii ）上面１２を滑りにくくする、等を目的として形成される。
【００２８】
上記コンソールリッド１１は、図３に示す射出成形用の金型１６によって成形される。この金型１６は、図３において二点鎖線で示す固定型１７と、同図３において実線で示す可動型２１とを備えて構成されている。可動型２１は、図３の上下方向への移動可能に設けられており、上方へ移動することにより固定型１７に接触し、下方へ移動することにより固定型１７から離間するように構成されている。固定型１７及び可動型２１は、いずれも鋼材、亜鉛合金、アルミニウム合金等によって形成されている。
【００２９】
固定型１７には成形突部１８が設けられ、可動型２１には成形凹部２２が設けられている。そして、可動型２１が固定型１７に接触（型締め）された状態では、成形凹部２２内に成形突部１８が入り込み、成形突部１８及び成形凹部２２間に、上記コンソールリッド１１を成形するための空間であるキャビティ２３が形成される。このキャビティ２３に溶融樹脂が充填されて冷却硬化されると、所望のコンソールリッド１１が図１に対し上下を逆にした態様で成形される。
【００３０】
次に、図４〜図６を参照して、上記可動型２１の成形凹部２２について説明する。なお、図４及び図５において方向を特定するために、図４及び図５中、右下の箇所と左上の箇所とを結ぶ方向を「Ｘ方向」といい、右上の箇所と左下の箇所とを結ぶ方向を「Ｙ方向」といい、上下方向をＺ方向というものとする。Ｘ方向及びＹ方向はいずれも水平方向の一態様であり、Ｚ方向は鉛直方向である。
【００３１】
成形凹部２２は、可動型２１の上面２４において開口している。成形凹部２２はＸ方向についてはＹ方向についてよりも若干長く、Ｚ方向については浅い形状をなしている。成形凹部２２のＹ方向についての両内側面２５，２５、及びＸ方向についての両内側面２６，２６は、いずれも平面によって構成されている。これに対し、成形凹部２２において、コンソールリッド１１の上記上面１２を形成するための内底面２７は、Ｙ方向についての中間部分で最も深く、同Ｙ方向の両内側面２５，２５に近づくに従い深さが浅くなるように、下方へ僅かに膨らむ凹状の曲面をなしている。上記成形凹部２２の内底面２７及び内側面２５，２６は可動型２１の表面の一部をなしている。
【００３２】
成形凹部２２の内底面２７には、金型１６を用いてコンソールリッド１１を射出成形するときに、そのコンソールリッド１１の上面１２に上述した凹凸模様１３を転写するため凹凸模様３１が設けられている。図２及び図１０に示すように、凹凸模様３１は、上記コンソールリッド１１の上面１２における凹凸模様１３のうち、凹所１５を成形するための突部３２と、突起１４を成形するための凹部３３とがそれぞれ多数設けられることによって構成されている。
【００３３】
上記凹凸模様３１は、次の工程１〜工程４を経ることで可動型２１における成形凹部２２の内底面２７に形成される。
工程１：図６に示すように、可動型２１の表面（少なくとも成形凹部２２の内底面２７）に付着している油脂、塵埃等の汚れ成分が脱脂洗浄により除去される。この処理は、汚れ成分が原因で、後述する工程２での耐食皮膜３４の内底面２７に対する密着性が低下するのを防止するために行われる。この工程１には、洗浄液による洗浄のほか、水洗、乾燥等の付帯した処理も含まれる。
【００３４】
工程２：図７に示すように、成形凹部２２の内底面２７について、凹凸模様３１の突部３２が形成される予定の箇所に、エッチング液によって腐食されず（耐食性を有し）、かつ後述する工程４での洗浄液に対し可溶性を有する耐食皮膜３４が形成される。この耐食皮膜３４により上記箇所が被覆される。
【００３５】
工程３：図８に示すように、成形凹部２２の内底面２７について、耐食皮膜３４により被覆されず露出している箇所が、エッチング液により腐食除去されて窪み３５となる。エッチング液としては、例えば、可動型２１が鋼材によって形成されている場合には、添加剤の加えられた硝酸が適している。また、可動型２１が銅系又は亜鉛系の金属材料によって形成されている場合には、添加剤の加えられた塩化第二鉄液がエッチング液として適している。エッチング液による腐食除去は、例えば、可動型２１をエッチング液に浸漬して撹拌することによって行うことができる。
【００３６】
上記エッチング液による腐食除去に際しては、図９に示すように上記耐食皮膜３４が、凹凸模様３１の突部３２が形成される予定の箇所をエッチング液による腐食除去から保護する。そのため、成形凹部２２の内底面２７について耐食皮膜３４により被覆された箇所は腐食除去されずに残る。そして、成形凹部２２の内底面２７において上記窪み３５となった箇所により凹凸模様３１の凹部３３が構成される。
【００３７】
工程４：図１０に示すように、洗浄液により耐食皮膜３４が溶解除去される。内底面２７において、上記のように洗浄液により溶解除去された箇所が凹凸模様３１の突部３２となる。
【００３８】
上記一連の工程中、工程１、工程３及び工程４の各内容については、従来と同様である。第１実施形態では、工程２の内容が従来と大きく異なる。この工程２の実施に際しては、図４及び図５に示す装置４１が用いられる。
【００３９】
装置４１のテーブル４２上には門形のフレーム４３が立設されている。このフレーム４３は、テーブル４２上であってＹ方向に互いに離間した箇所に一対のコラム４４，４４を有している。フレーム４３上の両コラム４４，４４間には、第１クロスレール４５が支持されている。フレーム４３及び第１クロスレール４５間には、フレーム４３に対し第１クロスレール４５をＹ方向（水平方向）へ移動させる第１移動機構（図示略）が設けられている。
【００４０】
また、第１クロスレール４５の側方近傍には第２クロスレール４６が支持されている。第１及び第２クロスレール４５，４６間には、第１クロスレール４５に対し第２クロスレール４６をＸ方向（水平方向）へ移動させる第２移動機構（図示略）が設けられている。
【００４１】
さらに、第２クロスレール４６には、インクジェットにおけるインクヘッド４７が支持されている。第２クロスレール４６及びインクヘッド４７間には、第２クロスレール４６に対しインクヘッド４７をＺ方向（鉛直方向）へ移動させるための第３移動機構（図示略）が設けられている。
【００４２】
インクヘッド４７には、上記耐食皮膜形成用の溶剤を貯留するための溶剤貯留室（図示略）と、その溶剤貯留室の開口を構成し、かつインクヘッド４７の底面において露出する多数本のノズル群４８（図７参照）とが設けられている。インクヘッド４７では、溶剤貯留の壁を構成する圧電素子が振動させられて、ノズル群４８の各ノズルから溶剤の粒滴が下方へ噴射される。このインクヘッド４７におけるノズルの駆動方式には圧力パルス方式、電荷制御方式等、種々の方式がある。上述したインクヘッド４７（圧電素子）の作動はコントローラ（図示略）によって制御される。ノズル群４８から溶剤を一度に噴射して付着できる領域は、成形凹部２２の内底面２７に比べて狭い。
【００４３】
なお、上述した第１〜第３の各移動機構は、例えばモータ、ボールねじ等により構成することができる。これらの各移動機構の作動により、インクヘッド４７をＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向にそれぞれ直線運動させることが可能である。
【００４４】
上記テーブル４２上には平板状の基台５１が固定されている。基台５１上において、Ｙ方向に互いに離間した箇所には一対の第１軸受５２，５２が設けられている。両第１軸受５２，５２間には平板状の第１回動板５３が配置されている。第１回動板５３のＹ方向についての両側面にはそれぞれ第１シャフト５４，５４が固定されており、これらの第１シャフト５４，５４において、第１回動板５３が上記両第１軸受５２，５２に回動可能に支持されている。これらの第１シャフト５４，５４の一方は、上記基台５１上に固定された第１モータ５５に駆動連結されている。この第１モータ５５により、両第１シャフト５４，５４を中心として第１回動板５３を回動させて、その傾きを調整することが可能である。
【００４５】
第１回動板５３上において、Ｘ方向に互いに離間した箇所には一対の第２軸受５６，５６が設けられている。両第２軸受５６，５６間には第２回動板５７が配置されている。第２回動板５７のＸ方向についての両側面にはそれぞれ第２シャフト５８，５８が固定されており、これらの第２シャフト５８，５８において、第２回動板５７が上記両第２軸受５６，５６に回動可能に支持されている。これらの第２シャフト５８，５８の一方は、上記第１回動板５３上に固定された第２モータ５９に駆動連結されている。この第２モータ５９により、両第２シャフト５８，５８を中心として第２回動板５７を回動させて、その傾きを調整することが可能である。
【００４６】
第２回動板５７上には把持装置（図示略）が設けられており、可動型２１が把持装置を介して第２回動板５７に固定される。
装置４１は、さらに、マイクロコンピュータを中心として構成された制御装置（図示略）を備えている。制御装置のメモリには、上記第１〜第３移動機構、第１モータ５５及び第２モータ５９の各作動（位置、速度等）を制御するための制御プログラムが記憶されている。そして、制御装置は、この制御プログラムに従って各移動機構及びモータ５５，５９の作動を制御する。
【００４７】
この制御に応じて各移動機構及びモータ５５，５９が作動することにより、溶剤の噴射に際し、インクヘッド４７がＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向の少なくとも一方向へ移動させられる。また、可動型２１が第１シャフト５４及び第２シャフト５８の少なくとも一方を中心として回動させられる。これらの移動及び回動により、ノズル群４８の下端から成形凹部２２の内底面２７までの距離Ｄ（図７参照）が所定値に保たれる。ここでの所定値とは、上記距離Ｄについて、凹凸模様がにじんだりぼやけたりすることのない値に設定されている。
【００４８】
上記装置４１を用いて工程２を行う際には、可動型２１を、その長手方向がＸ方向と一致するように第２回動板５７上に装着する。
次に、可動型２１の内底面２７が下方へ僅かに膨らむ凹状の曲面となっていることから、第２モータ５９により第２シャフト５８を中心として第２回動板５７をゆっくり回動させる。また、図７に示すように、ノズル群４８の下端から内底面２７までの距離Ｄが上記所定値となるように、第３機構によりインクヘッド４７のＺ方向の位置調整を行いながら、第１機構により第１クロスレール４５をＹ方向へ移動させる。そして、この状態でノズル群４８から上記耐食皮膜形成用の溶剤６１を下方へ噴射させる。この溶剤６１は、エッチング液によっては腐食されず、洗浄液に対して可溶性を有する液体からなる。溶剤６１は、可動型２１の内底面２７について凹凸模様３１の突部３２が形成される予定の箇所に付着する。
【００４９】
ここで、上記溶剤６１の噴射に際し、上記のようにノズル群４８に対する可動型２１の相対位置が変更されることで、ノズル群４８の下端から成形凹部２２の内底面２７までの距離Ｄが略一定に維持される。このため、常に、成形凹部２２の内底面２７から略一定距離Ｄだけ上方へ離れた箇所に位置するノズル群４８から溶剤６１が噴射されることとなる。その結果、成形凹部２２の内底面２７が平面でない（曲面である）ものの、意図した箇所に確実に溶剤６１が付着される。
【００５０】
上記内底面２７に付着した溶剤６１が乾燥されることで、可動型２１の内底面２７について凹凸模様３１の突部３２が形成される予定の箇所に、耐食皮膜３４が所望の形状に綺麗に形成され、同箇所が耐食皮膜３４によって被覆された状態となる。
【００５１】
なお、インクヘッド４７及び可動型２１を変位させながらノズル群４８から溶剤６１を噴射させる処理は、耐食皮膜３４が所定の厚みとなるまで複数回行われてもよい。
そして、上記のように耐食皮膜３４が形成されると工程２が終了し、工程３（エッチング液を用いた腐食除去処理）へ移行される。
【００５２】
以上詳述した第１実施形態によれば、次の効果が得られる。
（１）耐食皮膜３４の形成のために多くの処理を要する従来技術とは異なり、第１実施形態では、インクジェットにおけるインクヘッド４７のノズル群４８から溶剤６１を噴射させ、この溶剤６１を、可動型２１における成形凹部２２の内底面２７について、凹凸模様３１の突部３２が形成される予定の箇所に付着させるだけですむ。このため、耐食皮膜３４の形成に要する時間を短縮し、もって凹凸模様３１の形成に要する全体の時間を大幅に短縮することが可能となる。
【００５３】
（２）ノズル群４８に対する可動型２１の相対位置を変更することにより、ノズル群４８の下端から成形凹部２２の内底面２７までの距離Ｄを略一定に維持し、この状態でノズル群４８から溶剤６１を噴射させるようにしている。このため、可動型２１において凹凸模様３１の付される箇所が、下方へ僅かに膨らむように凹状に湾曲した内底面２７であるものの、意図した箇所に確実に溶剤６１を付着させることができる。
【００５４】
（３）上記相対位置の変更に際しては、例えば特開平５−２９３９５５号公報に記載されているように、インクヘッド４７を固定し、可動型２１のみを変位させることも考えられる。この場合、可動型２１が小型である場合には、成形凹部２２の内底面２７に精度よく溶剤６１を付着させることが可能である。しかし、可動型２１が大型である場合には、精度よく高速で可動型２１を変位させるにも限度がある。結果として、小型の可動型２１と同程度の溶剤６１の付着（印刷）精度を確保することが難しくなる。
【００５５】
この点、第１実施形態は上記相対位置の変更に際し、インクヘッド４７及び可動型２１の両方を変位させるようにしている。そのため、インクヘッド４７を固定し、可動型２１のみを変位させる上記の場合に比べ、可動型２１をゆっくり変位させることで上記相対位置を変えることが可能となる。小型の可動型２１のみならず大型の可動型２１に対しても高い精度で溶剤６１を付着させることができる。
【００５６】
（４）第１実施形態では、成形凹部２２の内底面２７にのみ耐食皮膜３４を形成する場合を例にとって説明したが、上記装置４１を用いれば、上記内底面２７に加え成形凹部２２の内側面２５，２６に耐食皮膜３４を形成することも可能である。これは、互いに直交する２つの軸（第１シャフト５４、第２シャフト５８）を中心とし、可動型２１をそれらの軸の周りで回動させるとともに、インクヘッド４７をＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向へ変位させることにより、ノズル群４８から内側面２５，２６までの距離Ｄを略一定に維持できるからである。
【００５７】
そのため、いずれの内側面２５，２６に対しても所定の距離Ｄだけ上方へ離れた箇所に位置するノズル群４８から溶剤６１が噴射され、対象となる内側面２５，２６のどの箇所についても、凹凸模様３１の突部３２となる予定の箇所に溶剤６１が確実に付着する。
【００５８】
（第２実施形態）
次に、本発明を具体化した第２実施形態について、図１１を参照して説明する。
第２実施形態は、上述した凹凸模様３１の加工についての一連の処理のうち、工程３のエッチング液による腐食除去をインクジェットを用いて行う点で、工程２についてのみインクジェットを用いる第１実施形態と異なっている。
【００５９】
この工程３は、少なくとも、工程２で用いられたインクヘッド４７とは別のインクヘッド６２を用いて行われる。装置４１のインクヘッド６２以外の構成部分は、工程２で用いられたものがそのまま用いられてもよい。この場合、工程２から工程３に移行する際に、インクヘッド４７がインクヘッド６２に交換される。これに代えて、工程３の実施に際し、工程２で用いられた装置４１と略同一構成を有する（インクヘッド６２が用いられた）別の装置が用いられてもよい。いずれの変更が行われる場合でも、インクヘッド６２として、エッチング液に対し耐食性を有する材料により形成されたノズル群６４が組み込まれたものが用いられる。このような材料としては、例えばセラミックス、ガラス等の無機材料が適している。このインクヘッド６２の溶剤貯留室には、上記溶剤とは異なりエッチング液６３が貯留されている。このインクヘッド６２では、溶剤貯留の壁を構成する圧電素子が振動させられて、各ノズルからエッチング液６３の粒滴が下方へ噴射される。
【００６０】
この工程３の内容は、次の２点を除き上記工程２と同様である。
相違点１：ノズル群６４から噴射される液体の種類が溶剤６１からエッチング液６３に替わる点。
【００６１】
相違点２：成形凹部２２の内底面２７においてエッチング液６３の付着される箇所が、凹凸模様３１の突部３２が形成される予定の箇所から、内底面２７について耐食皮膜３４により被覆されず露出している箇所に替わる点。
【００６２】
なお、エッチング液６３の噴射に際し、ノズル群６４から内底面２７までの距離Ｄを所定値に維持する点は工程２と同様である。この際、第１モータ５５の制御を通じて、第１シャフト５４，５４を中心とした第１回動板５３（可動型２１）の回動が行われる。第２モータ５９の制御を通じて、第２シャフト５８を中心とした第２回動板５７（可動型２１）の回動が行われる。第１〜第３移動機構の各制御を通じて、第１クロスレール４５のＹ方向への移動、第２クロスレール４６のＸ方向への移動、インクヘッド４７のＺ方向の位置調整が行われる。
【００６３】
このため、常に、成形凹部２２の内底面２７から略一定距離Ｄだけ上方へ離れた箇所に位置するノズル群６４からエッチング液６３が噴射される。その結果、成形凹部２２（内底面２７、内側面２５，２６）の意図した箇所に確実にエッチング液６３が付着する。
【００６４】
少なくとも内底面２７に付着したエッチング液６３により、同内底面２７において耐食皮膜３４により被覆されず露出している箇所のみが腐食されて窪み３５となり、凹凸模様３１の凹部３３が形成される。
【００６５】
なお、インクヘッド６２及び可動型２１を変位させながらノズル群６４からエッチング液６３を噴射させる処理は、窪み３５が所定の深さとなるまで複数回行われてもよい。
そして、上記のように内底面２７に窪み３５が形成されると、工程３が終了し、工程４（洗浄処理）に移行される。
【００６６】
以上詳述した第２実施形態によれば、上述した（１）〜（４）に加え、次の効果が得られる。
（５）エッチング液６３による腐食除去に際し、インクヘッド６２のノズル群６４からエッチング液６３を噴射させ、同エッチング液６３を、成形凹部２２の内底面２７について耐食皮膜３４により被覆されず露出している箇所にのみ付着させるようにしている。このため、上述した耐食皮膜３４の形成に要する時間に加え、エッチング液６３による腐食除去に要する時間についても短縮を図ることができ、凹凸模様３１の形成に要する全体の時間をより一層短縮することができる。また、可動型２１の成形凹部２２において腐食除去に関わる箇所にのみ、すなわち必要な箇所にのみエッチング液６３を付着させるだけでよいため、エッチング液６３の不要な消費を抑制することができる。
【００６７】
なお、本発明は次に示す別の実施形態に具体化することができる。
・上記ノズル群４８，６４に対する可動型２１の相対位置の変更に際し、インクヘッド４７，６２を水平方向（Ｘ方向、Ｙ方向）にのみ移動させ、金型（可動型２１）を鉛直方向（Ｚ方向）へ移動させてもよい。また、インクヘッド４７，６２をＹ方向にのみ移動させ、金型（可動型２１）をＸ方向及び鉛直方向（Ｚ方向）へ移動させてもよい。
【００６８】
・ノズル群４８，６４から金型の表面（可動型２１の内底面２７、内側面２５，２６）までの距離Ｄは、必ずしも厳密に一定の値（所定値）に保たれなくてもよく、略一定に保たれてもよい。
【００６９】
・可動型２１を上記実施形態とは異なる姿勢で、例えば、内側面２６，２６がＹ方向に平行となり、内側面２５，２５がＸ方向に平行となる姿勢で、第２回動板５７に装着してもよい。
【００７０】
・本発明は、可動型２１に代えて、又は加えて固定型１７の表面に微細な凹凸模様３１を加工する場合にも適用可能である。
・本発明は、自動車用内装品以外の車両の部品や、車両以外の用途に用いられる樹脂製品を成形するための金型において、微細な凹凸模様を加工する場合に広く適用可能である。
【００７１】
その他、前記各実施形態から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに記載する。
（Ａ）請求項４に記載の金型表面の凹凸模様加工方法において、前記ノズルを水平方向及び鉛直方向へ直線復動させるとともに、前記金型を回動運動させるようにした。
【００７２】
このように、インクジェットのノズルについての水平方向及び鉛直方向の直線運動と、金型についての回動運動とによって、ノズルから金型の表面までの距離を略一定に維持しつつ、ノズルに対する金型の相対位置を確実に変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明を具体化した第１実施形態におけるコンソールリッドの断面図。
【図２】コンソールリッドの上面における凹凸模様を拡大して示す断面図。
【図３】コンソールリッドの成形に用いられる金型を示す断面図。
【図４】凹凸模様の加工に際し、耐食皮膜の形成に用いられる装置を示す部分斜視図。
【図５】図４におけるＡ部を拡大して示す部分斜視図。
【図６】工程１が行われた後の可動型を示す断面図。
【図７】インクジェットのノズルから溶剤が成形凹部の内底面に向けて噴射される状態を示す断面図。
【図８】成形凹部の内底面において、耐食皮膜が形成されず露出している箇所が腐食される前の状態を示す断面図。
【図９】図８からさらに内底面が腐食除去された状態を示す断面図。
【図１０】洗浄により耐食皮膜が内底面から溶解除去された状態を示す断面図。
【図１１】本発明を具体化した第２実施形態を示す図であり、工程３の実施に際し、インクジェットのノズルからエッチング液が成形凹部の内底面に向けて噴射される状態を示す断面図。
【符号の説明】
【００７４】
１６…金型、２１…可動型、２７…内底面（金型の表面の一部を構成）、３１…凹凸模様、３２…突部、３３…凹部、３４…耐食皮膜、４８，６４…ノズル群、６１…溶剤、６３…エッチング液、Ｄ…距離。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型の表面にシボ模様等の微細な凹凸模様を加工する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車用内装品等の一態様として、大部分が合成樹脂によって形成され、かつその合成樹脂の表面にシボ模様、木目模様等といった微細な凹凸模様が擬似的に表現（再現）されたものがある。この凹凸模様は、自動車用内装品の樹脂成形時に一緒に形成される。すなわち、表面に凹凸模様を有する金型が用いられ、キャビティに溶融樹脂が充填される際に、その溶融樹脂に対し金型表面の凹凸模様が転写される。この転写により、自動車用内装品の表面には、金型の凹凸模様とは逆の凹凸関係を有する凹凸模様が形成される。
【０００３】
上記凹凸模様は、大まかには次の工程１〜工程４を経て金型の表面に形成される。
工程１：金型の表面に付着している油、埃等が洗浄により除去される。
工程２：金型の表面において、凹凸模様の突部が形成される予定の箇所に対し防食処理が施される。より詳しくは、同箇所に、エッチング液により腐食されず、かつ洗浄液に可溶な耐食皮膜が形成される。
【０００４】
工程３：金型の表面において、耐食皮膜により被覆されず表面の露出している箇所がエッチング液により腐食除去される。金型表面において、上記のようにして腐食除去された箇所が凹凸模様の凹部となる。
【０００５】
工程４：洗浄液により上記耐食皮膜が溶解除去され、この箇所が凹凸模様の突部となる。
上記工程２において耐食皮膜を形成する方式としては、感光式、転写式等が知られている。例えば、前者の方式（感光式）では、金型表面にレジスト（耐酸性を有する感光剤）が塗布される。凹凸模様の突部に対応する箇所に孔を有するパターンフィルムが用意される。このパターンフィルムの孔の部分を通して光がレジストに照射されると、レジストにおいて光の照射された箇所が感光される。さらに、水洗されることにより、レジストにおいて感光されていない箇所が溶解除去されて金型表面が露出する一方、感光された箇所が上記耐食皮膜として金型表面に残る。
【０００６】
また、後者の方式（転写式）では、例えば特許文献１に記載されているように、所定の溶剤に可溶な耐酸レジストが用いられて、転写紙に任意の模様の第２レジストパターンが印刷される。所定の溶剤に不溶な耐酸レジストが用いられて、上記転写紙上に、第２レジストパターンとは異なる第１レジストパターンが印刷される。そして、上記転写紙上に印刷された２つのレジストパターンが金型表面に転写される。
【０００７】
なお、凹凸模様に高低差を設ける場合には、上記工程１〜工程４の処理が繰り返し行われる。
【特許文献１】特開平９−２６３９７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、上記従来の凹凸模様の加工方法では、工程２の実施に際し、感光式、転写式のいずれの方式であっても、上述したように多数の処理を経なければならず、多大な時間を要しているのが実情である。
【０００９】
特に、高低差を有する凹凸模様を加工する場合には、上記多くの処理からなる工程２を含め、上記工程１〜工程４の一連の処理が繰り返し行われるため、凹凸模様の加工に要する時間がより一層長くなる。
【００１０】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、耐食皮膜の形成に要する時間、ひいては凹凸模様の形成に要する時間を大幅に短縮することのできる金型表面の凹凸模様加工方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、突部及び凹部からなる微細な凹凸模様を金型の表面に加工する方法であって、前記金型の表面について前記凹凸模様の突部が形成される予定の箇所を、耐食性を有し、かつ洗浄液に可溶な耐食皮膜により被覆し、前記表面について前記耐食皮膜により被覆されていない箇所をエッチング液により腐食除去した後、前記洗浄液により前記耐食皮膜を溶解除去することにより、前記表面に前記凹凸模様を形成するようにした金型表面の凹凸模様加工方法において、前記耐食皮膜の形成に際し、インクジェットのノズルから、耐食皮膜形成用の溶剤を噴射させ、同溶剤を、前記表面について前記凹凸模様の前記突部が形成される予定の箇所に付着させることを要旨とする。
【００１２】
ここで、凹凸模様としては、皮革の表面に見られるしわ模様、いわゆるシボ模様が代表的であるが、そのほかにも、木目、岩目、砂目、梨地、幾何学模様等、高低差（凹凸）のある微細な模様も凹凸模様に含まれる。
【００１３】
上記の加工方法によれば、金型の表面の一部（凹凸模様の突部が形成される予定の箇所）を耐食皮膜により被覆する際、インクジェットのノズルから溶剤が噴射される。この溶剤が、金型の表面について凹凸模様の突部が形成される予定の箇所に精度よく付着し、同箇所に、所望の形状をなす耐食皮膜が形成される。この耐食皮膜により上記箇所が被覆される。
【００１４】
続いて、金型の表面について、上記耐食皮膜により被覆されず露出している箇所がエッチング液により腐食除去されて窪みとなる。この際、耐食皮膜は、凹凸模様の突部が形成される予定の箇所をエッチング液による腐食から保護する。金型の表面において上記窪みとなった箇所により凹凸模様の凹部が構成される。その後、洗浄液により上記突部上の耐食皮膜が溶解除去される。金型表面について、耐食皮膜の溶解除去された箇所により凹凸模様の突部が構成される。このようにして金型表面に凹凸模様が形成される。
【００１５】
凹凸模様を加工する上記一連の工程において、従来では多くの処理を要した耐食皮膜の形成のために、請求項１に記載の発明では、インクジェットのノズルから溶剤を噴射させ、これを金型表面において凹凸模様の突部が形成される予定の箇所に付着させるだけですむ。従って、耐食皮膜の形成に要する時間を短縮し、もって凹凸模様の形成に要する全体の時間を大幅に短縮することが可能となる。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記エッチング液による腐食除去に際し、インクジェットのノズルから前記エッチング液を噴射させ、同エッチング液を、前記表面について前記耐食皮膜により被覆されず露出している箇所に付着させることを要旨とする。
【００１７】
上記の加工方法によれば、エッチング液による腐食除去に際し、インクジェットのノズルからエッチング液が噴射される。このエッチング液が、金型表面について耐食皮膜により被覆されず露出している箇所に精度よく付着する。この付着したエッチング液により、上記金型表面の露出箇所のみが腐食除去されて窪みとなり、凹凸模様の凹部が形成される。
【００１８】
このように、エッチング液による腐食除去についても、インクジェットのノズルからエッチング液を噴射させることで実現することができる。上述した耐食皮膜の形成に要する時間に加え、腐食除去に要する時間についても短縮を図ることができ、凹凸模様の形成に要する全体の時間をより一層短縮することが可能となる。また、金型表面において腐食除去に関わる箇所にのみ、すなわち必要な箇所にのみエッチング液が付着されるため、エッチング液の不要な消費を抑制することができる効果もある。
【００１９】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記エッチング液による腐食除去に際し、同エッチング液に対し耐食性を有する材料により形成されたノズルから前記エッチング液を噴射させることを要旨とする。
【００２０】
上記の加工方法によれば、エッチング液による腐食除去に際し、エッチング液は、同エッチング液に対し耐食性を有する材料によって形成されたノズルを通過する。そのため、ノズルは、こうした材料とは異なる材料によって形成された場合に比べ、エッチング液による腐食の影響を受けにくくなる。
【００２１】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１つに記載の発明において、前記ノズル及び前記金型の両方を変位させて、前記ノズルに対する前記金型の相対位置を変更することにより、前記ノズルから前記金型の表面までの距離を略一定に維持し、この状態で前記ノズルからの噴射を実行することを要旨とする。
【００２２】
上記の加工方法によれば、インクジェットのノズルから溶剤（請求項１）又はエッチング液（請求項２、請求項３）が噴射される際には、ノズルに対する金型の相対位置が変更されることで、ノズルから金型の表面までの距離が略一定に維持される。このため、常に、金型表面から略一定距離離れた箇所に位置するノズルから溶剤又はエッチング液が噴射されることとなる。その結果、金型表面において凹凸模様の加工対象となる箇所が平面でなくても、意図した箇所に確実に溶剤又はエッチング液を付着させることができる。
【００２３】
また、上記相対位置の変更に際しては、ノズル及び金型の両方が変位させられる。そのため、ノズルを固定し、金型のみを変位させる場合に比べ、金型をゆっくり変位させることで上記相対位置を変えることが可能となる。小型の金型のみならず大型の金型に対しても高い精度で表面に溶剤又はエッチング液を付着させることができるようになる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の加工方法によれば、インクジェットのノズルから溶剤を噴射させるといった簡単な処理により耐食皮膜を形成することができ、その耐食皮膜の形成に要する時間、ひいては凹凸模様の形成に要する時間を大幅に短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
（第１実施形態）
以下、本発明を、自動車用内装品を成形するための金型の表面に微細な凹凸模様を加工する方法に具体化した第１実施形態について、図１〜図１０を参照して説明する。
【００２６】
まず、金型によって成形される自動車用内装品について説明する。この自動車用内装品は、車両に取付けられる内装品のうち、シボ模様（皮革模様）、木目模様、梨地模様等といった、微細な突部及び凹部からなる凹凸模様を、意匠面である外表面に有するものである。例えば、コンソールリッド（肘掛け、小物入れ等の蓋）、センターコンソール、アームレスト等がこれに該当する。ここでは、図１及び図２の少なくとも一方に示すように、シボ模様からなる凹凸模様１３が上面１２に設けられたコンソールリッド１１を例に説明する。コンソールリッド１１の上面１２は、幅方向における中央部分が最も高くなるように上方へ僅かに膨らむ凸状の曲面をなしている。上面１２の凹凸模様１３は、突起１４と、その突起１４の頂部よりも４０〜８０μｍ程度高さの低い凹所１５とがそれぞれ多数設けられて構成されている。
【００２７】
上記凹凸模様１３は、コンソールリッド１１において、（ｉ）その上面１２に立体的な質感を付与する、（ii）上面１２に傷を付きにくくする、又は傷が付いても目立たなくする、（iii ）上面１２を滑りにくくする、等を目的として形成される。
【００２８】
上記コンソールリッド１１は、図３に示す射出成形用の金型１６によって成形される。この金型１６は、図３において二点鎖線で示す固定型１７と、同図３において実線で示す可動型２１とを備えて構成されている。可動型２１は、図３の上下方向への移動可能に設けられており、上方へ移動することにより固定型１７に接触し、下方へ移動することにより固定型１７から離間するように構成されている。固定型１７及び可動型２１は、いずれも鋼材、亜鉛合金、アルミニウム合金等によって形成されている。
【００２９】
固定型１７には成形突部１８が設けられ、可動型２１には成形凹部２２が設けられている。そして、可動型２１が固定型１７に接触（型締め）された状態では、成形凹部２２内に成形突部１８が入り込み、成形突部１８及び成形凹部２２間に、上記コンソールリッド１１を成形するための空間であるキャビティ２３が形成される。このキャビティ２３に溶融樹脂が充填されて冷却硬化されると、所望のコンソールリッド１１が図１に対し上下を逆にした態様で成形される。
【００３０】
次に、図４〜図６を参照して、上記可動型２１の成形凹部２２について説明する。なお、図４及び図５において方向を特定するために、図４及び図５中、右下の箇所と左上の箇所とを結ぶ方向を「Ｘ方向」といい、右上の箇所と左下の箇所とを結ぶ方向を「Ｙ方向」といい、上下方向をＺ方向というものとする。Ｘ方向及びＹ方向はいずれも水平方向の一態様であり、Ｚ方向は鉛直方向である。
【００３１】
成形凹部２２は、可動型２１の上面２４において開口している。成形凹部２２はＸ方向についてはＹ方向についてよりも若干長く、Ｚ方向については浅い形状をなしている。成形凹部２２のＹ方向についての両内側面２５，２５、及びＸ方向についての両内側面２６，２６は、いずれも平面によって構成されている。これに対し、成形凹部２２において、コンソールリッド１１の上記上面１２を形成するための内底面２７は、Ｙ方向についての中間部分で最も深く、同Ｙ方向の両内側面２５，２５に近づくに従い深さが浅くなるように、下方へ僅かに膨らむ凹状の曲面をなしている。上記成形凹部２２の内底面２７及び内側面２５，２６は可動型２１の表面の一部をなしている。
【００３２】
成形凹部２２の内底面２７には、金型１６を用いてコンソールリッド１１を射出成形するときに、そのコンソールリッド１１の上面１２に上述した凹凸模様１３を転写するため凹凸模様３１が設けられている。図２及び図１０に示すように、凹凸模様３１は、上記コンソールリッド１１の上面１２における凹凸模様１３のうち、凹所１５を成形するための突部３２と、突起１４を成形するための凹部３３とがそれぞれ多数設けられることによって構成されている。
【００３３】
上記凹凸模様３１は、次の工程１〜工程４を経ることで可動型２１における成形凹部２２の内底面２７に形成される。
工程１：図６に示すように、可動型２１の表面（少なくとも成形凹部２２の内底面２７）に付着している油脂、塵埃等の汚れ成分が脱脂洗浄により除去される。この処理は、汚れ成分が原因で、後述する工程２での耐食皮膜３４の内底面２７に対する密着性が低下するのを防止するために行われる。この工程１には、洗浄液による洗浄のほか、水洗、乾燥等の付帯した処理も含まれる。
【００３４】
工程２：図７に示すように、成形凹部２２の内底面２７について、凹凸模様３１の突部３２が形成される予定の箇所に、エッチング液によって腐食されず（耐食性を有し）、かつ後述する工程４での洗浄液に対し可溶性を有する耐食皮膜３４が形成される。この耐食皮膜３４により上記箇所が被覆される。
【００３５】
工程３：図８に示すように、成形凹部２２の内底面２７について、耐食皮膜３４により被覆されず露出している箇所が、エッチング液により腐食除去されて窪み３５となる。エッチング液としては、例えば、可動型２１が鋼材によって形成されている場合には、添加剤の加えられた硝酸が適している。また、可動型２１が銅系又は亜鉛系の金属材料によって形成されている場合には、添加剤の加えられた塩化第二鉄液がエッチング液として適している。エッチング液による腐食除去は、例えば、可動型２１をエッチング液に浸漬して撹拌することによって行うことができる。
【００３６】
上記エッチング液による腐食除去に際しては、図９に示すように上記耐食皮膜３４が、凹凸模様３１の突部３２が形成される予定の箇所をエッチング液による腐食除去から保護する。そのため、成形凹部２２の内底面２７について耐食皮膜３４により被覆された箇所は腐食除去されずに残る。そして、成形凹部２２の内底面２７において上記窪み３５となった箇所により凹凸模様３１の凹部３３が構成される。
【００３７】
工程４：図１０に示すように、洗浄液により耐食皮膜３４が溶解除去される。内底面２７において、上記のように洗浄液により溶解除去された箇所が凹凸模様３１の突部３２となる。
【００３８】
上記一連の工程中、工程１、工程３及び工程４の各内容については、従来と同様である。第１実施形態では、工程２の内容が従来と大きく異なる。この工程２の実施に際しては、図４及び図５に示す装置４１が用いられる。
【００３９】
装置４１のテーブル４２上には門形のフレーム４３が立設されている。このフレーム４３は、テーブル４２上であってＹ方向に互いに離間した箇所に一対のコラム４４，４４を有している。フレーム４３上の両コラム４４，４４間には、第１クロスレール４５が支持されている。フレーム４３及び第１クロスレール４５間には、フレーム４３に対し第１クロスレール４５をＹ方向（水平方向）へ移動させる第１移動機構（図示略）が設けられている。
【００４０】
また、第１クロスレール４５の側方近傍には第２クロスレール４６が支持されている。第１及び第２クロスレール４５，４６間には、第１クロスレール４５に対し第２クロスレール４６をＸ方向（水平方向）へ移動させる第２移動機構（図示略）が設けられている。
【００４１】
さらに、第２クロスレール４６には、インクジェットにおけるインクヘッド４７が支持されている。第２クロスレール４６及びインクヘッド４７間には、第２クロスレール４６に対しインクヘッド４７をＺ方向（鉛直方向）へ移動させるための第３移動機構（図示略）が設けられている。
【００４２】
インクヘッド４７には、上記耐食皮膜形成用の溶剤を貯留するための溶剤貯留室（図示略）と、その溶剤貯留室の開口を構成し、かつインクヘッド４７の底面において露出する多数本のノズル群４８（図７参照）とが設けられている。インクヘッド４７では、溶剤貯留の壁を構成する圧電素子が振動させられて、ノズル群４８の各ノズルから溶剤の粒滴が下方へ噴射される。このインクヘッド４７におけるノズルの駆動方式には圧力パルス方式、電荷制御方式等、種々の方式がある。上述したインクヘッド４７（圧電素子）の作動はコントローラ（図示略）によって制御される。ノズル群４８から溶剤を一度に噴射して付着できる領域は、成形凹部２２の内底面２７に比べて狭い。
【００４３】
なお、上述した第１〜第３の各移動機構は、例えばモータ、ボールねじ等により構成することができる。これらの各移動機構の作動により、インクヘッド４７をＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向にそれぞれ直線運動させることが可能である。
【００４４】
上記テーブル４２上には平板状の基台５１が固定されている。基台５１上において、Ｙ方向に互いに離間した箇所には一対の第１軸受５２，５２が設けられている。両第１軸受５２，５２間には平板状の第１回動板５３が配置されている。第１回動板５３のＹ方向についての両側面にはそれぞれ第１シャフト５４，５４が固定されており、これらの第１シャフト５４，５４において、第１回動板５３が上記両第１軸受５２，５２に回動可能に支持されている。これらの第１シャフト５４，５４の一方は、上記基台５１上に固定された第１モータ５５に駆動連結されている。この第１モータ５５により、両第１シャフト５４，５４を中心として第１回動板５３を回動させて、その傾きを調整することが可能である。
【００４５】
第１回動板５３上において、Ｘ方向に互いに離間した箇所には一対の第２軸受５６，５６が設けられている。両第２軸受５６，５６間には第２回動板５７が配置されている。第２回動板５７のＸ方向についての両側面にはそれぞれ第２シャフト５８，５８が固定されており、これらの第２シャフト５８，５８において、第２回動板５７が上記両第２軸受５６，５６に回動可能に支持されている。これらの第２シャフト５８，５８の一方は、上記第１回動板５３上に固定された第２モータ５９に駆動連結されている。この第２モータ５９により、両第２シャフト５８，５８を中心として第２回動板５７を回動させて、その傾きを調整することが可能である。
【００４６】
第２回動板５７上には把持装置（図示略）が設けられており、可動型２１が把持装置を介して第２回動板５７に固定される。
装置４１は、さらに、マイクロコンピュータを中心として構成された制御装置（図示略）を備えている。制御装置のメモリには、上記第１〜第３移動機構、第１モータ５５及び第２モータ５９の各作動（位置、速度等）を制御するための制御プログラムが記憶されている。そして、制御装置は、この制御プログラムに従って各移動機構及びモータ５５，５９の作動を制御する。
【００４７】
この制御に応じて各移動機構及びモータ５５，５９が作動することにより、溶剤の噴射に際し、インクヘッド４７がＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向の少なくとも一方向へ移動させられる。また、可動型２１が第１シャフト５４及び第２シャフト５８の少なくとも一方を中心として回動させられる。これらの移動及び回動により、ノズル群４８の下端から成形凹部２２の内底面２７までの距離Ｄ（図７参照）が所定値に保たれる。ここでの所定値とは、上記距離Ｄについて、凹凸模様がにじんだりぼやけたりすることのない値に設定されている。
【００４８】
上記装置４１を用いて工程２を行う際には、可動型２１を、その長手方向がＸ方向と一致するように第２回動板５７上に装着する。
次に、可動型２１の内底面２７が下方へ僅かに膨らむ凹状の曲面となっていることから、第２モータ５９により第２シャフト５８を中心として第２回動板５７をゆっくり回動させる。また、図７に示すように、ノズル群４８の下端から内底面２７までの距離Ｄが上記所定値となるように、第３機構によりインクヘッド４７のＺ方向の位置調整を行いながら、第１機構により第１クロスレール４５をＹ方向へ移動させる。そして、この状態でノズル群４８から上記耐食皮膜形成用の溶剤６１を下方へ噴射させる。この溶剤６１は、エッチング液によっては腐食されず、洗浄液に対して可溶性を有する液体からなる。溶剤６１は、可動型２１の内底面２７について凹凸模様３１の突部３２が形成される予定の箇所に付着する。
【００４９】
ここで、上記溶剤６１の噴射に際し、上記のようにノズル群４８に対する可動型２１の相対位置が変更されることで、ノズル群４８の下端から成形凹部２２の内底面２７までの距離Ｄが略一定に維持される。このため、常に、成形凹部２２の内底面２７から略一定距離Ｄだけ上方へ離れた箇所に位置するノズル群４８から溶剤６１が噴射されることとなる。その結果、成形凹部２２の内底面２７が平面でない（曲面である）ものの、意図した箇所に確実に溶剤６１が付着される。
【００５０】
上記内底面２７に付着した溶剤６１が乾燥されることで、可動型２１の内底面２７について凹凸模様３１の突部３２が形成される予定の箇所に、耐食皮膜３４が所望の形状に綺麗に形成され、同箇所が耐食皮膜３４によって被覆された状態となる。
【００５１】
なお、インクヘッド４７及び可動型２１を変位させながらノズル群４８から溶剤６１を噴射させる処理は、耐食皮膜３４が所定の厚みとなるまで複数回行われてもよい。
そして、上記のように耐食皮膜３４が形成されると工程２が終了し、工程３（エッチング液を用いた腐食除去処理）へ移行される。
【００５２】
以上詳述した第１実施形態によれば、次の効果が得られる。
（１）耐食皮膜３４の形成のために多くの処理を要する従来技術とは異なり、第１実施形態では、インクジェットにおけるインクヘッド４７のノズル群４８から溶剤６１を噴射させ、この溶剤６１を、可動型２１における成形凹部２２の内底面２７について、凹凸模様３１の突部３２が形成される予定の箇所に付着させるだけですむ。このため、耐食皮膜３４の形成に要する時間を短縮し、もって凹凸模様３１の形成に要する全体の時間を大幅に短縮することが可能となる。
【００５３】
（２）ノズル群４８に対する可動型２１の相対位置を変更することにより、ノズル群４８の下端から成形凹部２２の内底面２７までの距離Ｄを略一定に維持し、この状態でノズル群４８から溶剤６１を噴射させるようにしている。このため、可動型２１において凹凸模様３１の付される箇所が、下方へ僅かに膨らむように凹状に湾曲した内底面２７であるものの、意図した箇所に確実に溶剤６１を付着させることができる。
【００５４】
（３）上記相対位置の変更に際しては、例えば特開平５−２９３９５５号公報に記載されているように、インクヘッド４７を固定し、可動型２１のみを変位させることも考えられる。この場合、可動型２１が小型である場合には、成形凹部２２の内底面２７に精度よく溶剤６１を付着させることが可能である。しかし、可動型２１が大型である場合には、精度よく高速で可動型２１を変位させるにも限度がある。結果として、小型の可動型２１と同程度の溶剤６１の付着（印刷）精度を確保することが難しくなる。
【００５５】
この点、第１実施形態は上記相対位置の変更に際し、インクヘッド４７及び可動型２１の両方を変位させるようにしている。そのため、インクヘッド４７を固定し、可動型２１のみを変位させる上記の場合に比べ、可動型２１をゆっくり変位させることで上記相対位置を変えることが可能となる。小型の可動型２１のみならず大型の可動型２１に対しても高い精度で溶剤６１を付着させることができる。
【００５６】
（４）第１実施形態では、成形凹部２２の内底面２７にのみ耐食皮膜３４を形成する場合を例にとって説明したが、上記装置４１を用いれば、上記内底面２７に加え成形凹部２２の内側面２５，２６に耐食皮膜３４を形成することも可能である。これは、互いに直交する２つの軸（第１シャフト５４、第２シャフト５８）を中心とし、可動型２１をそれらの軸の周りで回動させるとともに、インクヘッド４７をＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向へ変位させることにより、ノズル群４８から内側面２５，２６までの距離Ｄを略一定に維持できるからである。
【００５７】
そのため、いずれの内側面２５，２６に対しても所定の距離Ｄだけ上方へ離れた箇所に位置するノズル群４８から溶剤６１が噴射され、対象となる内側面２５，２６のどの箇所についても、凹凸模様３１の突部３２となる予定の箇所に溶剤６１が確実に付着する。
【００５８】
（第２実施形態）
次に、本発明を具体化した第２実施形態について、図１１を参照して説明する。
第２実施形態は、上述した凹凸模様３１の加工についての一連の処理のうち、工程３のエッチング液による腐食除去をインクジェットを用いて行う点で、工程２についてのみインクジェットを用いる第１実施形態と異なっている。
【００５９】
この工程３は、少なくとも、工程２で用いられたインクヘッド４７とは別のインクヘッド６２を用いて行われる。装置４１のインクヘッド６２以外の構成部分は、工程２で用いられたものがそのまま用いられてもよい。この場合、工程２から工程３に移行する際に、インクヘッド４７がインクヘッド６２に交換される。これに代えて、工程３の実施に際し、工程２で用いられた装置４１と略同一構成を有する（インクヘッド６２が用いられた）別の装置が用いられてもよい。いずれの変更が行われる場合でも、インクヘッド６２として、エッチング液に対し耐食性を有する材料により形成されたノズル群６４が組み込まれたものが用いられる。このような材料としては、例えばセラミックス、ガラス等の無機材料が適している。このインクヘッド６２の溶剤貯留室には、上記溶剤とは異なりエッチング液６３が貯留されている。このインクヘッド６２では、溶剤貯留の壁を構成する圧電素子が振動させられて、各ノズルからエッチング液６３の粒滴が下方へ噴射される。
【００６０】
この工程３の内容は、次の２点を除き上記工程２と同様である。
相違点１：ノズル群６４から噴射される液体の種類が溶剤６１からエッチング液６３に替わる点。
【００６１】
相違点２：成形凹部２２の内底面２７においてエッチング液６３の付着される箇所が、凹凸模様３１の突部３２が形成される予定の箇所から、内底面２７について耐食皮膜３４により被覆されず露出している箇所に替わる点。
【００６２】
なお、エッチング液６３の噴射に際し、ノズル群６４から内底面２７までの距離Ｄを所定値に維持する点は工程２と同様である。この際、第１モータ５５の制御を通じて、第１シャフト５４，５４を中心とした第１回動板５３（可動型２１）の回動が行われる。第２モータ５９の制御を通じて、第２シャフト５８を中心とした第２回動板５７（可動型２１）の回動が行われる。第１〜第３移動機構の各制御を通じて、第１クロスレール４５のＹ方向への移動、第２クロスレール４６のＸ方向への移動、インクヘッド４７のＺ方向の位置調整が行われる。
【００６３】
このため、常に、成形凹部２２の内底面２７から略一定距離Ｄだけ上方へ離れた箇所に位置するノズル群６４からエッチング液６３が噴射される。その結果、成形凹部２２（内底面２７、内側面２５，２６）の意図した箇所に確実にエッチング液６３が付着する。
【００６４】
少なくとも内底面２７に付着したエッチング液６３により、同内底面２７において耐食皮膜３４により被覆されず露出している箇所のみが腐食されて窪み３５となり、凹凸模様３１の凹部３３が形成される。
【００６５】
なお、インクヘッド６２及び可動型２１を変位させながらノズル群６４からエッチング液６３を噴射させる処理は、窪み３５が所定の深さとなるまで複数回行われてもよい。
そして、上記のように内底面２７に窪み３５が形成されると、工程３が終了し、工程４（洗浄処理）に移行される。
【００６６】
以上詳述した第２実施形態によれば、上述した（１）〜（４）に加え、次の効果が得られる。
（５）エッチング液６３による腐食除去に際し、インクヘッド６２のノズル群６４からエッチング液６３を噴射させ、同エッチング液６３を、成形凹部２２の内底面２７について耐食皮膜３４により被覆されず露出している箇所にのみ付着させるようにしている。このため、上述した耐食皮膜３４の形成に要する時間に加え、エッチング液６３による腐食除去に要する時間についても短縮を図ることができ、凹凸模様３１の形成に要する全体の時間をより一層短縮することができる。また、可動型２１の成形凹部２２において腐食除去に関わる箇所にのみ、すなわち必要な箇所にのみエッチング液６３を付着させるだけでよいため、エッチング液６３の不要な消費を抑制することができる。
【００６７】
なお、本発明は次に示す別の実施形態に具体化することができる。
・上記ノズル群４８，６４に対する可動型２１の相対位置の変更に際し、インクヘッド４７，６２を水平方向（Ｘ方向、Ｙ方向）にのみ移動させ、金型（可動型２１）を鉛直方向（Ｚ方向）へ移動させてもよい。また、インクヘッド４７，６２をＹ方向にのみ移動させ、金型（可動型２１）をＸ方向及び鉛直方向（Ｚ方向）へ移動させてもよい。
【００６８】
・ノズル群４８，６４から金型の表面（可動型２１の内底面２７、内側面２５，２６）までの距離Ｄは、必ずしも厳密に一定の値（所定値）に保たれなくてもよく、略一定に保たれてもよい。
【００６９】
・可動型２１を上記実施形態とは異なる姿勢で、例えば、内側面２６，２６がＹ方向に平行となり、内側面２５，２５がＸ方向に平行となる姿勢で、第２回動板５７に装着してもよい。
【００７０】
・本発明は、可動型２１に代えて、又は加えて固定型１７の表面に微細な凹凸模様３１を加工する場合にも適用可能である。
・本発明は、自動車用内装品以外の車両の部品や、車両以外の用途に用いられる樹脂製品を成形するための金型において、微細な凹凸模様を加工する場合に広く適用可能である。
【００７１】
その他、前記各実施形態から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに記載する。
（Ａ）請求項４に記載の金型表面の凹凸模様加工方法において、前記ノズルを水平方向及び鉛直方向へ直線復動させるとともに、前記金型を回動運動させるようにした。
【００７２】
このように、インクジェットのノズルについての水平方向及び鉛直方向の直線運動と、金型についての回動運動とによって、ノズルから金型の表面までの距離を略一定に維持しつつ、ノズルに対する金型の相対位置を確実に変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明を具体化した第１実施形態におけるコンソールリッドの断面図。
【図２】コンソールリッドの上面における凹凸模様を拡大して示す断面図。
【図３】コンソールリッドの成形に用いられる金型を示す断面図。
【図４】凹凸模様の加工に際し、耐食皮膜の形成に用いられる装置を示す部分斜視図。
【図５】図４におけるＡ部を拡大して示す部分斜視図。
【図６】工程１が行われた後の可動型を示す断面図。
【図７】インクジェットのノズルから溶剤が成形凹部の内底面に向けて噴射される状態を示す断面図。
【図８】成形凹部の内底面において、耐食皮膜が形成されず露出している箇所が腐食される前の状態を示す断面図。
【図９】図８からさらに内底面が腐食除去された状態を示す断面図。
【図１０】洗浄により耐食皮膜が内底面から溶解除去された状態を示す断面図。
【図１１】本発明を具体化した第２実施形態を示す図であり、工程３の実施に際し、インクジェットのノズルからエッチング液が成形凹部の内底面に向けて噴射される状態を示す断面図。
【符号の説明】
【００７４】
１６…金型、２１…可動型、２７…内底面（金型の表面の一部を構成）、３１…凹凸模様、３２…突部、３３…凹部、３４…耐食皮膜、４８，６４…ノズル群、６１…溶剤、６３…エッチング液、Ｄ…距離。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
突部及び凹部からなる微細な凹凸模様を金型の表面に加工する方法であって、
前記金型の表面について前記凹凸模様の突部が形成される予定の箇所を、耐食性を有し、かつ洗浄液に可溶な耐食皮膜により被覆し、前記表面について前記耐食皮膜により被覆されていない箇所をエッチング液により腐食除去した後、前記洗浄液により前記耐食皮膜を溶解除去することにより、前記表面に前記凹凸模様を形成するようにした金型表面の凹凸模様加工方法において、
前記耐食皮膜の形成に際し、インクジェットのノズルから、耐食皮膜形成用の溶剤を噴射させ、同溶剤を、前記表面について前記凹凸模様の前記突部が形成される予定の箇所に付着させることを特徴とする金型表面の凹凸模様加工方法。
【請求項２】
前記エッチング液による腐食除去に際し、インクジェットのノズルから前記エッチング液を噴射させ、同エッチング液を、前記表面について前記耐食皮膜により被覆されず露出している箇所に付着させる請求項１に記載の金型表面の凹凸模様加工方法。
【請求項３】
前記エッチング液による腐食除去に際し、同エッチング液に対し耐食性を有する材料により形成されたノズルから前記エッチング液を噴射させる請求項２に記載の金型表面の凹凸模様加工方法。
【請求項４】
前記ノズル及び前記金型の両方を変位させて、前記ノズルに対する前記金型の相対位置を変更することにより、前記ノズルから前記金型の表面までの距離を略一定に維持し、この状態で前記ノズルからの噴射を実行する請求項１〜３のいずれか１つに記載の金型表面の凹凸模様加工方法。
【請求項１】
突部及び凹部からなる微細な凹凸模様を金型の表面に加工する方法であって、
前記金型の表面について前記凹凸模様の突部が形成される予定の箇所を、耐食性を有し、かつ洗浄液に可溶な耐食皮膜により被覆し、前記表面について前記耐食皮膜により被覆されていない箇所をエッチング液により腐食除去した後、前記洗浄液により前記耐食皮膜を溶解除去することにより、前記表面に前記凹凸模様を形成するようにした金型表面の凹凸模様加工方法において、
前記耐食皮膜の形成に際し、インクジェットのノズルから、耐食皮膜形成用の溶剤を噴射させ、同溶剤を、前記表面について前記凹凸模様の前記突部が形成される予定の箇所に付着させることを特徴とする金型表面の凹凸模様加工方法。
【請求項２】
前記エッチング液による腐食除去に際し、インクジェットのノズルから前記エッチング液を噴射させ、同エッチング液を、前記表面について前記耐食皮膜により被覆されず露出している箇所に付着させる請求項１に記載の金型表面の凹凸模様加工方法。
【請求項３】
前記エッチング液による腐食除去に際し、同エッチング液に対し耐食性を有する材料により形成されたノズルから前記エッチング液を噴射させる請求項２に記載の金型表面の凹凸模様加工方法。
【請求項４】
前記ノズル及び前記金型の両方を変位させて、前記ノズルに対する前記金型の相対位置を変更することにより、前記ノズルから前記金型の表面までの距離を略一定に維持し、この状態で前記ノズルからの噴射を実行する請求項１〜３のいずれか１つに記載の金型表面の凹凸模様加工方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００８−３０７７１３（Ｐ２００８−３０７７１３Ａ）
【公開日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１５５５００（Ｐ２００７−１５５５００）
【出願日】平成１９年６月１２日（２００７．６．１２）
【出願人】（０００２４１４６３）豊田合成株式会社 (3,467)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月１２日（２００７．６．１２）
【出願人】（０００２４１４６３）豊田合成株式会社 (3,467)
【Ｆターム（参考）】
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