本発明は、板状の樹脂成形品に関する。 より詳しくは、外観の品位が重視される板状の射出成形による樹脂成形品、その製造方法およびプリンターに関する。

板状の樹脂成形品は、非外観面には補強や位置決めの為のリブ状突起、エジェクタピンによる段差といった突起又は窪みが、外観面にはユーザーに製品機能を案内するための矢印形状等の突起又は窪みといった様々な凹凸形状が存在する場合がある。 ここで言う外観面とは、ユーザーの目に触れるために外観の品位が要求される面であり、非外観面とは外観面の裏面を指す。

射出成形時に、射出ゲートより成形金型のキャビティに注入された樹脂は前記突起又は窪みで流動が乱される。 その影響で非外観面の前記突起又は窪みの裏にある外観面、或いは外観面の前記突起又は窪み近傍にムラと呼ばれる色調の変化した部分が発生する場合がある。

外観面の色調変化、特にジェッティング（樹脂流動速度上昇に起因する樹脂の流動痕）を回避する手段として、特許文献１に記載の方法が提案されている。 これは、非外観面を形成するキャビティに対し、樹脂流動速度が上昇する箇所に、凹凸形状等の樹脂流動速度低下手段を設けた成形金型を用いて成形する方法である。

しかしながら、特許文献１の方法は、Ｖ字溝の凹凸形状によって窪みによる樹脂流動速度の上昇を抑え、ジェッティングの様な樹脂流動速度上昇に起因する外観面不良を改善するものである。 しかし、窪みやＶ字溝の凹凸形状によるムラが成形品表面に発生してしまうという課題は残る。

また、従来の公知の手法として、金型温度や樹脂温度を高温にする等がある。 しかしながら、金型温度を高温にすると、冷却時間を長くする必要があり、成形サイクルタイムが長くなり、生産性が悪化する。 樹脂温度を高温にしても同様に成形サイクルタイムが長くなり、生産性が悪化する。

本発明は非外観面に突起又は窪み、或いは外観面に突起又は窪みを設けた成形品の、ムラと呼ばれる外観面に発生する色調の変化を低減する事を目的とする。 さらに樹脂成形品を成形するための金型の加工を簡素化する事により、成形品の製造を容易にすることを目的とする。

本発明の樹脂成形品は、外観面と非外観面を有し、前記外観面と前記非外観面との間の肉厚が３ｍｍ以下であって、前記外観面には突起又は窪み、および、前記非外観面には基準面からの突起又は窪み、の少なくともいずれかが形成された樹脂成形品において、前記非外観面には、曲率半径の異なる２つ以上の球冠を組み合わせた単位形状を、連続的に重ね合わせた、凸部の繰り返しパターンがさらに形成されていることを特徴とする。

本発明の樹脂成形品の製造方法は、金型に樹脂を流し込むことにより前記金型表面の形状を転写させて樹脂成形品を製造するための樹脂成形品の製造方法であって、転写することでリブを形成するための窪みを有する前記金型の表面に、第一の直径の球面からなる工具面を有する第一のボールエンドミルを走査させて溝を形成した後、前記第一の直径より小さな直径の球面からなる工具面を有する第二のボールエンドミルを走査させて前記溝の内部にさらに溝を形成する工程を有し、前記溝を形成する工程は、第一のボールエンドミルの球面の球の中心と、前記第二のボールエンドミルの球面の球の中心を結ぶ線が前記金型表面の法線方向と平行となるように前記第二のボールエンドミルを走査させることにより、転写することで曲率半径の異なる２つ以上の球冠を組み合わせた単位形状を、連続的に重ね合わせた、凸部の繰り返しパターンが形成される凹部を形成することを特徴とする。

本発明により、非外観面の突起又は窪み、或いは外観面の突起又は窪みを有する樹脂成形品の、外観面に発生するムラを低減する事が可能となる。 また、本発明の樹脂成形品の製造方法は、金型の加工を簡素化することができ、樹脂成形品の製造を容易にすることができる。

本発明の実施形態を示す図

円弧形状の位置と大きさを示す図

本発明の樹脂成形品の製造方法の一例を示す図

比較形状を示す図

射出時の樹脂流動の様子を示す図

射出時の樹脂流動の様子を示す図

射出時の樹脂流動の様子を示す図

外観面に現れるムラを説明する図

実施例の形状を示す図

本発明を適用する原稿読取装置を備えた複合型プリンターの斜視図

本発明を適用する原稿カバーを開いた状態の斜視図

図１は本発明の代表的な実施の形態である、リブを有する板状の樹脂成形品の図である。 図１（ａ）は、樹脂成形品の概略図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ'断面図である。 図１（ｃ）は、図１（ａ）のＢ−Ｂ'断面図である。 図１において、１は板状の樹脂成形品、１０１は鏡面またはシボ面を有する外観面、１０２は、非外観面、２は、樹脂成形品の非外観面１０２から突出した突起であるリブである。 薄肉で板状の非外観面から突出した突起部であるリブ２は、少なくとも根元部分は、長辺と短辺を有する。 非外観面１０２には、曲率半径の異なる２つ以上の球冠を組み合わせた単位形状を、連続的に重ね合わせた、凸部の繰り返しパターン３が形成されている。 曲率半径の異なる２つ以上の球冠を組み合わせた単位形状を連続的に重ね合わせて構成される凸部の繰り返しパターンを非外観面に形成することによって、外観面のムラを低減する事ができる。 本発明は、以下の様な樹脂流動可視化実験により明らかになった結果に基づいてなされたものである。

図５（ａ）〜（ｃ）は、非外観面に突出するリブ状突起を有する成形品における、射出時の樹脂流動の様子を示す図である。 また、図６（ａ）〜（ｃ）は、非外観面に窪みを有する成形品における、射出時の樹脂流動の様子を示す図である。 さらに、図５（ｄ）〜（ｆ）は、外観面に窪みを有する成形品における、射出時の樹脂流動の様子を示す図である。 くわえて、図６（ｄ）〜（ｆ）は、外観面に突起を有する成形品における、射出時の樹脂流動の様子を示す図である。 キャビティ１６を流れる溶融樹脂１４はリブ２に至るまで、フローフロント１５の向きが樹脂流動方向に平行である。 溶融樹脂１４がリブ２に至ると、溶融樹脂１４はリブ２側に偏り、フローフロント１５はリブ２側に向く。 その後、溶融樹脂１４がリブ２を通過する時、フローフロント１５は金型外観面１７側に向く。 このフローフロント１５が金型外観面１７側に向くことが、ムラ発生に寄与していると考えられる。 図８は、外観面に現れるムラを説明した斜視図であり、非外観面に突出するリブが形成された板状の樹脂成形品を示す。 １は成形品薄肉部であり、２は非外観面に突出したリブである。 ７１は溶融樹脂が成形品を成形するためのキャビティへ流入する入口であるゲートである。 ムラ１８が成形品の外観面２１に現れており、その位置はリブ２の流動下流側の根元に対応している。 この位置は図５および図６における、フローフロント１５が金型外観面１７側へ向く位置と一致している。 そこで、非外観面に、曲率半径の異なる２つ以上の球冠を組み合わせた単位形状を、連続的に重ね合わせた、凸部の繰り返しパターンを形成したところ、外観面のムラが低減されることを見出したものである。

図７は本発明の実施形態の一例であり、リブに隣接する非外観面に曲率半径の異なった２つ以上の球冠を組み合わせた単位形状を連続的に重ね合わせて構成される凸部の繰り返しパターンを設けた成形品における射出時の樹脂流動の様子の断面図である。 図５と同一の部分には同一の符号を付し説明を省略する。 曲率半径の異なった２つ以上の球冠で構成された凸形状による凸部の繰り返しパターンに、溶融樹脂１４が、様々な方向から流れ込むため、樹脂の流れに乱れを生じる。 リブ２以外においても溶融樹脂１４が乱されることにより、また、樹脂の流動方向以外のいろいろな角度において細かい樹脂の乱れが生じるため、リブ２の根元に対応する外観面にのみ発生していた色調の変化が、ムラとして視認しにくくなると考えられる。 さらに、凸部の繰り返しパターンは、円冠形状、円弧形状を組み合わせて構成される形状であるため、エッジ部は全て丸みを帯びており、樹脂をよりスムーズに均一に流動させることができる。 これにより、局所的に樹脂が集中してしまうことがなくなるため、さらなるムラの低減に高い効果を発現するものと考えられる。

本発明は上記実験結果に基づき、非外観面に、樹脂流動を乱す曲率半径の異なる２つ以上の球冠を組み合わせた単位形状を、連続的に重ね合わせた、凸部の繰り返しパターンを設ける。 これにより、非外観面の突起又は窪み、または外観面の突起又は窪みにより発生するムラを低減することができることを見出したものである。

図７では、非外観面から突出するリブ等のリブ状突起を有する樹脂成形品の実施形態について説明した。 しかし、外観面から凹んだ窪みを有する樹脂成形品や、非外観 面に窪みを有する樹脂成形品や、外観面に突起を有する樹脂成形品についても同様の効果を得ることができる。

外観面から凹んだ窪みを有する樹脂成形品や、非外観 面に窪みを有する樹脂成形品や、外観面に突起を有する樹脂成形品としては、次のような構成が考えられる。 例えば、成形品同士を接続する根元が角柱形状からなる爪、円柱形状であるボス、球状の突起、断面が円形のエジェクタピンによる円柱形状の突起や窪み、断面が四角形のエジェクタピンによる角柱状の突起や窪み等である。 これらいずれの突起や窪みであっても、外観面に生じるムラは、本発明により低減される。 また、ユーザーに製品機能を案内する為の外観面にある突起や窪み等でも外観面に生じるムラは、本発明により低減される。 また、曲率半径の異なる２つ以上の球冠を組み合わせた単位形状を、非観面全面にわたって配置し、非外観面全面に凸部の繰り返しパターンを形成してもよい。 非外観面全面に凸部の繰り返しパターンを形成した場合、樹脂成形品全域で乱され、外観面全体としてムラが低減されるため、より好ましい。 ここでいう非外観面とはユーザーの目に触れるために外観の品位が要求される面の裏面のことであるが、ユーザーの目に触れるために外観の品位が要求される面の裏面の中で、リブ、突起、窪み、他の部品との接触部等の機能を持つ領域は含まない。 つまり非外観面全面には、ユーザーの目に触れるために外観の品位が要求される面の裏面の中で、リブ、突起、窪み、他の部品との接触部等の機能を持つ領域は含まない。

図２は図１（ｂ）の一部断面３１を拡大したものである。 この断面３１は、曲率半径の異なる２つ以上の球冠を組み合わせた単位形状の断面形状と等しい。 単位形状の断面形状とは、凸部の最高位点６０から非外観面１０２に降ろした垂線６１を含む任意の平面を投影面とし、この投影面に前記凸部の形状の輪郭線を投影した時形成される形状を示したものである。 図２において、Ｒ１は、非外観面１０２に接合する円弧６４の半径値を示す。 Ｒ２は、円弧６４に接合する円弧６５の曲率半径を示す。 Ｒ１とＲ２の関係は、以下の式で表わされる。

Ｒ１＞Ｒ２ （式１）
また、円弧６４の開口角α１および円弧６５の開口角α２はいずれも１８０°以下であることが望ましい。 開口角が１８０°を超えると円弧の端部が内側に入りこんでしまうため、樹脂の流れが滞留し、外観形状を悪化させてしまう場合がある。

本実施形態では、２つの球冠を組み合わせた単位形状を示したが、ｎ個の球冠を組み合わせて単位形状とすることも可能である。 その場合、Ｒｎは円弧ｎ−１に接合する円弧ｎの半径値とすると、Ｒ１、Ｒ２、・・・Ｒｎの関係は以下の式で表わすことができる。

Ｒ１＞Ｒ２＞…＞Ｒｎ （式２）
また、円弧６４の開口角α１および円弧６５の開口角α２、・・・円弧ｎの開口角αｎはいずれも１８０°以下であることが望ましい。

図１（ｂ）において、１０４は、外観面１０１と非外観面１０２の間の肉厚を示す。 前記肉厚１０４が、３ｍｍ以下の場合に本発明の効果が最もよく発現する。 前記肉厚１０４が、３ｍｍを超える場合は、リブ２による溶融樹脂１４の乱れの影響が外観面２１に及ばず、そもそもムラが発生しない。 １０５はリブの肉厚である。

１００は、曲率半径の異なる２つ以上の球冠を組み合わせた単位形状を、連続的に重ね合わせた、凸部の繰り返しパターンの凸部の高さである。 凸部の高さとは、凸部の頂部と非外観面の基準面との間の距離である。 凸部の頂部とは、凸部の繰り返しパターンの最高位点を示す。 非外観面の基準面とは、凸部の繰り返しパターンが非外観面と交わる点を結ぶ平面であって、凸部の繰り返しパターンが形成されていない面を含む平面を示す。 凸部高さとは、凸部の頂部から非外観面の基準面に垂線を下ろし、垂線と基準面との交点と凸部の頂部との距離である。 凸部の高さが、０．０１ｍｍ以上１ｍｍ以下であれば本発明の効果が最もよく発現する。 凸部の高さが、０．０１ｍｍ未満の場合、前記凸部の繰り返しパターンで溶融樹脂をあまり乱す事が出来ず、ムラの低減効果が０．０１ｍｍ以上の場合に比べて少ない。 また、１ｍｍを越えた場合は、前記凸部の繰り返しパターンによって溶融樹脂１４は乱されるが、凸部の繰り返しパターンに対応する外観面においてもムラが発生してしまい、外観品位が低下する場合がある。

外観面１０１は、黒色や濃色であると本発明の効果が最もよく発現する。 また外観面の表面は光沢鏡面またはシボ面であると、本発明の効果が最もよく発現する。

本発明の効果がよく発現する樹脂成形品の一例として、プリンター等に用いられる原稿カバーが挙げられる。 図１０に原稿読取装置を備えたプリンターの斜視図を示す。 １９はプリンターであり、原稿カバー２３等の筺体２０は黒色の樹脂で成形され、その表面は鏡面となっている。 図１１に原稿カバー２３を開いた状態の斜視図を示す。 図１１に示す原稿カバーの非外観面２２の一部分、または全面に、曲率半径の異なる２つ以上の球冠を組み合わせた単位形状を、連続的に重ね合わせた、凸部の繰り返しパターンを形成する。 これにより、外観面のムラの発生を抑えることができ、外観品位が著しく向上する。

次に本発明の樹脂成形品の製造方法について説明する。 金型に樹脂を流し込むことにより前記金型表面の形状を転写させて樹脂成形品を製造する。

まず、曲率半径の異なる２つ以上の球冠を組み合わせた単位形状を、連続的に重ね合わせた、凸部の繰り返しパターンを転写させるための形状を金型に形成する。 図３は、凸部の繰り返しパターンを転写させるための形状を金型に形成するための加工方法を示した図である。 図３において、２００は、非外観面を転写するための金型である。 金型２００には、転写することでリブを形成するための窪み２０１（この窪みを転写することによってリブが成形される）が形成されている。 まず、金型表面の第一の方向に直径の異なる２種類のボールエンドミルを走査させる。 まず、第一の直径の球面からなる工具面を有する第一のボールエンドミル３００を走査させて、凹部を形成する。 その後、前記第一の直径より小さな直径の球面からなる工具面を有する第二のボールエンドミルを走査させて前記溝の内部にさらに溝を形成する。 この時、第一のボールエンドミルの球面の球の中心と、前記第二のボールエンドミルの球面の球の中心とを結ぶ線が前記金型表面の法線方向と平行となるように前記第二のボールエンドミルを走査させる。 その後、走査方向を第一の方向とは異なる第二の方向に変えて、第一の直径の球面からなる工具面を有する第一のボールエンドミル３００を走査させて、凹部を形成する。 その後、前記第一の直径より小さな直径の球面からなる工具面を有する第二のボールエンドミルを走査させて前記溝の内部にさらに溝を形成する。 この時、第一のボールエンドミルの球面の中心と、前記第二のボールエンドミルの球面の中心を結ぶ線が前記金型表面の法線方向と平行となるように前記第二のボールエンドミルを走査させる。 走査方向は、第一の方向と第二の方向のいずれかはリブを形成するための窪み２０１と平行な方向に走査させることが好ましく、もう一方の方向は、リブを形成するための窪み２０１と垂直な方向に走査させることが好ましいがこれに限るものではない。 また、第一の方向および第二の方向とは異なる第三の方向にさらにボールエンドミルを走査させてもよい。 これにより、金型に、曲率半径の異なる２つ以上の球冠を組み合わせた単位形状を、連続的に重ね合わせた、凹部の繰り返しパターンが形成される。 この金型に樹脂を流し込む。 これにより、図３（ｂ）に示すように、鏡面またはシボ面を有する外観面１０１と、非外観面１０２から突出したリブ２と曲率半径の異なる２つ以上の球冠を組み合わせた単位形状を、連続的に重ね合わせた、凸部の繰り返しパターンが形成される。 また、この加工方法を用いると、図３（ｃ）に示すように、加工する金型面が斜面であっても同じように、直径の違う２種類以上のボールエンドミルを使用する事で、金型を傾け表面を水平にする事なく繰り返しパターンを形成する事ができる。 このように、金型の表面が斜面になっていても、前記２種類以上のボールエンドミルで加工することができるため、専用の冶具を作成して金型表面を水平にする必要がない。 図４に、金型斜面に２辺からなるＶ溝形状を加工した場合の例を示す。 Ｖ溝形状の場合、加工面が斜面のままエンドミル等の回転工具で形状を加工する事はできず、特殊な段取り冶具や機械が必要になってしまう。 このように、曲率半径の異なる２つ以上の球冠を組み合わせた単位形状を連続的に重ね合わせた、凸部の繰り返しパターンは、加工性が高いうえ、樹脂成形品のムラ防止にも効果があり、加工性、ムラ防止性を両立している形状であることがわかる。

本発明は金型温度によって制限されるものではない。 金型温度が樹脂のガラス転移温度程度でも同様の効果を奏する。 また金型温度が十分に低い温度でも同様の効果を奏する。 また、本発明は樹脂の種類によって制限されるものではない。 ＰＣ／ＡＢＳ、ＰＳ、ＨＩＰＳ等でも同様の効果を奏する。

次に実施例について説明する。

本発明を実施した具体的な実施例として、原稿読取装置を備えた複合型プリンターの筺体の一部である原稿カバー形状の簡易的な形状に本発明を適用した例を示す。 実施例では、図９に示す原稿カバーの簡易的なモデルの非外観面２２に本発明を適用した例を示す。

（実施例１）
原稿カバーの簡易的な形状２０は黒色の樹脂で成形され、その表面は鏡面となっている。 また肉厚は２．３ｍｍとし、リブ２の肉厚を１．２ｍｍとした。 色は黒色であり、その外観面２１は光沢鏡面とした。 成形は金型温度５０℃、射出時間が２．５ｓ，樹脂温度２２０℃で行った。 樹脂材料としてＡＢＳを用いた。

非外観面２２に形成した凸部の繰り返しパターンを構成する単位形状部の形状を、曲率半径の異なる２つ以上の球冠を組み合わせた凸部とし、成形品非外観面と凸形状の頂点部の距離は０．１ｍｍとした。 また、非外観面２２に形成した曲率半径の異なった２つの球冠形状のＲ１は３ｍｍ、Ｒ２は０．５ｍｍの凸部は非外観面全面に形成した。

（実施例２）
凸部の繰り返しパターンを構成する単位形状部の形状を、曲率半径の異なった３つの球冠とした以外は、実施例１と同じ条件で成形した。

（比較例１）
非外観面２２に凸部の繰り返しパターンを形成しなかった以外は、実施例１と同じ方法で成形した実施例１、実施例２及び比較例１のムラ評価、加工性評価の結果を表１に示す。 表中の評価の項目の○はムラ改善、×はムラ有りを表す。 △はムラとしての認識はなく問題はないが、表面に少し変化が認められるものを表す。 表中の加工性項目の評価は、○は平面、斜面共に特殊段取りなしで加工可能、×は平面、斜面どちらかが特殊段取りなしでの加工が不可の場合を表す。

（実施例３）
原稿カバーの簡易的な形状２０の肉厚を２．３ｍｍにした以外は、実施例１と同じ条件で成形した。

（実施例４）
原稿カバーの簡易的な形状２０の肉厚を３．０ｍｍにした以外は、実施例１と同じ条件で成形した。

（実施例５）
原稿カバーの簡易的な形状２０の肉厚を３．１ｍｍにした以外は、実施例１と同じ条件で成形した。

（実施例６）
原稿カバーの簡易的な形状２０の肉厚を０．５ｍｍにした以外は、実施例１と同じ条件で成形した。

（比較例２）
非外観面２２に凸部の繰り返しパターンを形成しなかった以外は、実施例３と同じ方法で成形した。

（比較例３）
非外観面２２に凸部の繰り返しパターンを形成しなかった以外は、実施例４と同じ方法で成形した。

（比較例４）
非外観面２２に凸部の繰り返しパターンを形成しなかった以外は、実施例５と同じ方法で成形した。

（比較例５）
非外観面２２に凸部の繰り返しパターンを形成しなかった以外は、実施例６と同じ方法で成形した。

実施例３、実施例４、実施例５、実施例６及び比較例２、比較例３、比較例４、比較例５の結果を表２に示す。

（実施例７）
非外観面２２に形成した、曲率半径の異なった２つ以上の球冠形状の凸部の高さを１ｍｍにした以外は、実施例１と同じ条件で成形した。

（実施例８）
非外観面２２に形成した、曲率半径の異なった２つ以上の球冠形状の凸部の高さ０．０１ｍｍにした以外は、実施例１と同じ条件で成形した。

（実施例９）
非外観面２２に形成した、曲率半径の異なった２つ以上の球冠形状の凸部の高さ１．１ｍｍにした以外は、実施例１と同じ条件で成形した。

（実施例１０）
非外観面２２に形成した、曲率半径の異なった２つ以上の球冠形状の凸部の高さ０．００９ｍｍにした以外は、実施例１と同じ条件で成形した。

実施例７、実施例８、実施例９、実施例１０の結果を表３に示す。

（実施例１０）
非外観面２２に形成した、曲率半径の異なった２つ以上の球冠形状の第１球冠の開口角α１が２２．９°、第２球冠の開口角α２が３９．６°にした以外は、実施例１と同じ条件で成形した結果、ムラを改善する効果がみられた。

以上のように、曲率半径の異なった２つ以上の球冠形状の凸部の繰り返し形状によってムラの発生を改善することができ、他の形状と比較してムラの改善効果と金型表面への加工性を両立する事ができた。

本発明は種々の装置の樹脂製筺体で濃い色の意匠面を必要とする樹脂成形品など、色調の変化が許されない高機能な表面が必要な樹脂成形品に広く適用する事が出来る。

１ 成形品薄肉部 ２ リブ ３ 非外観面に設けられた曲率半径の異なった２つの球冠で構成された凸形状 １４ 溶融樹脂 １５ フローフロント １６ キャビティ １７ 金型外観面 １８ ムラ ３１ 非外観面に設けられた曲率半径の異なった２つの球冠で構成された凸形状の単形状 ２１ 成形品外観面