JP2005141378A - 口蓋プレート用センサ - Google Patents

Abstract

【構成】 口蓋プレート用センサ１０は、表面部１４と裏面部１６とを貼り合わせて１枚のセンサとし、表面部１４に共通電極２４を形成し、裏面部１６に個別電極４０を形成し、各個別電極４０を感圧インク層を介在させた状態で、共通電極に対面させる。そして、表面部１４と裏面部１６との間に離型紙７８を介挿して、表面部１４と裏面部１６とが一部に貼り合わされていない状態で保持する。口腔モデルの曲面に沿わせた状態でこの離型紙を除去して表面部１４と裏面部１６とを完全に貼り合せる。
【効果】 個別電極を１つの共通電極に同時に対面させればよいので、表面部と裏面部とを重ね合わせる際の電極の位置ずれを気にする必要がない。しかも、離型紙の存在によって、表面部と裏面部とが比較的自由に動くので、口腔モデルの曲面に沿わせるときに応力が発生せず、電極の剥離などの不都合が生じない。
【選択図】 図８

Description

この発明は口蓋プレート用センサに関し、特にたとえば口蓋プレートの曲面に沿って配置され、舌によって操作（接触または押圧）される複数のセンサを保持した、口蓋プレート用センサに関する。

本件出願人等は、特許文献１によって口蓋プレートを用いたデータ入力装置を提案した。この入力装置を用いれば、口蓋プレート上に設けられた複数のセンサに加えられた舌による圧力のデータが外部機器に送信される。したがって、外部機器は、送信されたデータに応じた処理または動作を実行することができる。

このような口蓋プレート用センサは、口腔内での挿入違和感をなくすためには、口蓋プレートの曲面にできるだけ沿わせて配置することが望ましい。そのために、口蓋プレート用センサを柔軟なフィルムシートで形成することが行なわれる。

その場合、２枚のシート上に互いに対応する位置にそれぞれ複数の電極を形成し、その２枚のシートを、位置的に対応する電極どうしが重なり合うように貼り合わせる。このとき、重なり合う電極間に舌圧検知のための感圧インクを挟み込めるように、一方のフィルムシート側で各電極上に感圧インクを印刷しておく。そして、この２枚のフィルムシートを、電極が内向きになるように粘着材で張り合わせた後、型抜きして１枚のセンサを得る。このセンサを口蓋プレートの曲面に沿わせて変形させながら、口腔内に装着する。
特開２００１−１１７６９９号公報［Ｇ０６Ｆ３／００］

従来の製造方法では、２枚のシートを貼り合わせるときに電極どうしがうまく重なるように、すなわち電極どうしが位置ずれを生じないように、フィルムを貼り合わせなければならず、したがって、貼り合わせに細心の注意が必要であった。

さらに、従来のセンサでは、２枚のフィルムシートを貼り合せた後に曲げて装着するため、曲げるときに応力がかかり、その応力によって、粘着材で貼り合わされた電極がフィルムシートから剥離することがある。このような剥離が生じると、電極の位置がずれ、本来接触すべきでない電極間に不所望な接触が発生する。このような不所望な電極どうしの接触が生じると、誤った信号をこの口蓋プレートセンサから発生する原因となる。

上記特許文献１に開示されているように、口蓋プレート用センサからの信号で外部機器を制御することを考えれば、誤った信号がそのような外部機器に誤動作を生じさせてしまうことも考えられる。たとえば、外部機器が電動車椅子の場合であれば、誤動作によって、その電動車椅子に乗っている者の身体に相当な危険を及ぼすことが容易に想到され得る。

それゆえに、この発明の主たる目的は、電極どうしの位置ずれが生じない、口蓋プレート用センサを提供することである。

この発明の他の目的は、口腔内への装着時に応力による電極の剥離や電極どうしの不所望な接触が生じることがない、口蓋プレート用センサやその製造方法を提供することである。

請求項１の発明は、第１電極が形成された第１フィルムおよび第２電極が形成された第２フィルムを含み、第１フィルムと第２フィルムとを貼り合わせる口蓋プレート用センサにおいて、第１電極を共通電極として形成し、第２電極をそれぞれが共通電極に対面する複数の個別電極として形成し、さらに第１フィルムと第２フィルムとの間に離型紙を設け、第１フィルムと第２フィルムとが貼り合わされるとき、少なくとも一部の第２電極が第１電極には接触しない状態で保持するようにしたことを特徴とする、口蓋プレート用センサである。

請求項１の発明では、第２電極（個別電極）のそれぞれに共通に第１電極（共通電極）が対面するようにしたので、２枚のフィルムを貼り合わせるときに個別電極と共通電極とが位置ずれをおこすことがない。したがって、フィルムの貼り合わせの作業が容易に行なえる。しかも、個別電極の少なくとも一部が第１電極と接触した状態ではないので、その部分では、第１フィルムおよび第２フィルムは互いに自由に動き得る。したがって、口腔モデルの曲面に沿わせるときに、フィルムに応力が生じることがない。そして、口蓋プレートの曲面に完全に沿った状態で離型紙を除去すれば、応力がかからない状態で第１フィルムと第２フィルムとを完全に貼り合せることができる。

請求項２の発明は、離型紙には切り欠部分が形成され、第１フィルムと第２フィルムとは切り欠部分を通して貼り合わされる、請求項２記載の口蓋プレート用センサである。

請求項２の発明では、切り欠部分、たとえばスリットを通して第１フィルムと第２フィルムとが部分的に粘着または接着されるので、第１フィルムと第２フィルムとがばらばらの状態になることはない。

請求項３の発明は、第１電極と第２電極との間に感圧材を介在させるようにした、請求項１ないし３のいずれかに記載の口蓋プレート用センサである。

請求項３の発明では、この口蓋プレート用センサを感圧センサ（舌圧センサ）として機能させることができる。

請求項４の発明は、第１電極が形成された第１フィルムおよび第２電極が形成された第２フィルムを準備する準備ステップと、第１フィルムと第２フィルムとの間に離型紙を介在させて第１フィルムと第２フィルムとを部分的に貼り合わせる仮貼付ステップと、第１フィルムおよび第２フィルムを口腔モデルの曲面に沿わせるとき離型紙を除去して第１電極と第２電極とが対向するように第１フィルムと第２フィルムとを貼り合せる貼付ステップとを含む、口蓋プレート用センサの製造方法である。

請求項４の発明では、仮貼付ステップで第１フィルムと第２フィルムとを仮に部分的に貼り合わせておき、貼付ステップで、口腔モデルの曲面に沿った状態で離型紙を除去するので、第１フィルムや第２フィルムを曲面に沿わせるときに応力が発生せず、したがって、電極剥離などの問題が生じない。

請求項５の発明は、準備ステップで第１フィルムおよび第２フィルムは１枚の基材フィルムに間隔を隔てて形成し、仮貼付ステップでは基材フィルムを折り畳んで第１フィルムと第２フィルムとを部分的に貼り合わせる、請求項４記載の口蓋プレート用センサの製造方法である。

請求項６の発明では、１枚の基材フィルムに第１フィルムおよび第２フィルムを形成するので、たとえば１回の工程で第１電極や第２電極等を同時に形成することができる。しかも、第１フィルムおよび第２フィルムが離散せず、貼り合せるときに基材フィルムを折り畳むだけでよい。

この発明によれば、２枚のフィルムを貼り合わせるときに個別電極と共通電極とが位置ずれをおこすことがないので、フィルムの貼り合わせの作業が容易に行なえる。また、離型紙によって少なくとも一部の個別電極が共通電極には貼り合わされない状態で保持するようにしているので、口腔モデルの曲面に沿わせるときにフィルムに応力が生じず、電極が剥離したりする不都合が生じることがない。

この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。

図１を参照して、この発明の一実施例に従った図７に示す口蓋プレート用センサユニット１０Ａを製造する第１工程では、まず、たとえばポリエステル、ＰＥＮあるいはポリイミドなどからなる柔軟な基材フィルム１２を準備する。そして、この基材フィルム１２の同一面上に、間隔を隔てて、センサ表面部１４とセンサ裏面部１６とを印刷によって形成する。ただし、図１に図示されている表面部１４および裏面部１６の外形線１４ａおよび１６ａならびに１４ｂおよび１６ｂは、各部の領域を明確化するとともに、表面部１４と裏面部１６とを重ね合わせる際の目安となる。

センサ表面部１４は、くびれ部１８で２分される上部２０と下部２２とを含み、上部２０には比較的広い面積を有しかつアース電極（第１電極）として機能する共通電極２４が、たとえば銀ペーストの印刷によって、形成される。口腔内に装着するとき、このアース電極すなわち共通電極２４の波形の縁部２４ａが口蓋プレートの前方、つまり、歯茎側となる。このアース電極２４の下方に同様にたとえば銀ペーストによって引出し電極２６が形成され、この引出し電極２６と共通電極２４とが同じく銀ペーストの印刷配線として形成される接続線２８によって接続される。

センサ表面部１４の下部２２には多数のテスト電極３０が同様に銀ペーストの印刷で形成され、共通電極２４がたとえば銀ペーストの印刷配線からなる接続線３２によって、引出し電極２６を介してそのテスト電極３０の１つに接続される。

なお、上述した共通電極２４や引出し電極２６など、銀ペーストなどの同一材料の印刷で形成するものは、当然、１回の印刷で同時に形成され得るものである。このことは、後述のセンサ裏面部の個別電極等についても同様である。

センサ裏面部１６も、くびれ部３４で２分される上部３６と下部３８とを含む。上部３６には、表面部１４の共通電極２４の面または領域内に収まる位置に、複数の個別電極４０が互いに間隔を隔てて形成される。この実施例の場合、上部の左右中央に１つの個別電極が形成され、それを挟んで左右にそれぞれ７個ずつ、合計１５個の個別電極４０（第２電極）が形成される。各個別電極４０に対応して引出し電極４２が形成され、各個別電極４０と各引出し電極４２とが接続線４４によって接続される。

なお、裏面部１６の上部３６には、引出し電極４２が形成されている位置に個別電極４０とは接続されない電極４６が形成される。この電極４６は表面部１４の上部２０に形成された引出し電極２６と対応する位置に形成され、表面部１４と裏面部１６とを互いに貼り合せるとき接続される。

センサ裏面部１６の下部３８にも多数のテスト電極４８が形成され、それらが接続線５０によって引出し電極４２すなわち個別電極４０にそれぞれ接続される。

センサ表面部１４と裏面部１６とは、図７で後述するように、上述の各電極が形成された面を内向きにして貼り合わされて１枚のセンサとして完成されるのであるが、口腔内に装着するときは、図１の１点鎖線５２で示す位置で切断され、その線５２より上（図１中で）の部分だけが口蓋プレート上に装着されるものである。したがって、下部２２や下部３８は本来は不要である。これらの下部２２および３８を設けた理由は、そこにテスト電極３０，４８を設け、線５２の位置でセンサとして切り離す前に各個別電極４０が舌圧センサとして機能するかどうかをテストするためである。

図１に示すようにセンサ表面部１４とセンサ裏面部１６とに銀ペーストの印刷によって必要な電極２４や４０等が形成された後、図２に示す工程に進む。

図２の工程では、図１のセンサ表面部１４およびセンサ裏面部１６の電極や接続線の上に、絶縁インク層５４および５６を印刷によって形成する。右側のセンサ裏面部上に形成される絶縁インク層５６は、図１のセンサ裏面部１６の形状とほぼ同じ形状とされ、したがって、この絶縁インク層５６はセンサ裏面部の電極等の銀ペーストインク層を全面的にカバーする。これに対して、左側のセンサ表面部に相当する絶縁インク層５４の形状は、上部が一部切除された形状とされている。したがって、この絶縁インク層５４は図１に示すアース電極２４をカバーしない。その理由は、センサを口腔内に装着する際に位置ずれが生じるが、そのときアース電極２４上を絶縁インク層５４で完全にカバーしているとすると、位置ずれが生じたとき、その絶縁インク層に邪魔されて個別電極４０がアース電極２４とが完全に（全面的に）対面できない部分が生じるからである。個別電極がアース電極に完全に対面できない場合には、それらの間に形成される感圧インク層（後述）の機能する面積が小さくなり、感度の低下を招来する。

なお、絶縁インク層５４では引出し電極２６（図１）に相当する位置に孔５８が形成され、テスト電極３０に相当する位置にはそれぞれ孔６０が形成される。

同様に、絶縁インク層５６では、個別電極４０に相当する位置にそれぞれ孔６２が形成され、引出し電極４２に相当する位置にそれぞれ孔６４が形成され、テスト電極４８に相当する位置にそれぞれ孔６６が形成される。

図２に示す絶縁インク層５４および５６に比較的大きい開口または切り欠き６１および６５を形成する理由は、図１の第１フィルム１４と第２フィルム１６とを貼り合せるとき、相手方のテスト電極４８および３０を露出させるためである。つまり、テスト電極３０（図１）は切り欠き６５を通して露出し、テスト電極４８（図１）は切り欠き６１を通して露出する。

その後、図３に示す工程に進む。

図３の工程では、図１に示す共通電極２４の上および個別電極４０の上に、それぞれ、感圧インク層６８および７０をたとえば印刷によって形成する。センサ表面部１４と裏面部１６（図１）を内向きに貼り合わせたとき、これら感圧インク層６８および７０が、各個別電極４０とアース電極２４との間に挟み込まれることになる。このように、感圧インク層６８および７０を１回の印刷工程で形成した後は、図４の工程に進む。

図４の工程では、図３までの工程で銀電極、絶縁インク層、感圧インク層が形成された基材フィルム１２上に、粘着インク層７２、７４および７６を形成する。この粘着インク層７２と７４および７６とはともに、センサ表面部１４とセンサ裏面部１６（図１）を貼り合わせるためのものである。表面部１４に対応する粘着インク層７２は、図１に示すアース電極２４や引出し電極２６、さらにはテスト電極３０の上には形成されない。裏面部１６のための粘着インク層７４および７６は、図１に示す個別電極４０の上やテスト電極４８の上には形成されない。図１から図４までの工程が準備ステップを形成することになる。その後、図５の工程に進む。

図５の工程に進んだ状態では、センサ表面部１４において、最上層には図４の工程で形成された粘着インク層７２が存在するが、この粘着インク層７２にカバーされない絶縁インク層５４の一部が露出するとともに、絶縁インク層５４にも粘着インク層７２にもカバーされない共通電極２４および引出し電極２６が露出する。センサ裏面部１６において、最上層に粘着インク層７４および７６が存在する。そして、粘着インク層７４および７６にカバーされない絶縁インク層５６の一部が露出し、さらに、絶縁インク層５６にも粘着インク層７４にもカバーされない個別電極４０や引出し電極４２が露出される。

そして、図５の工程では、離型紙７８を準備する。この離型紙７８の外形７８ａは概ね図１の１点鎖線５２より上の形状に合致する形状またはほぼ合致する形状に形成され、その左右方向中央にはかなり深いスリット８０が形成される。そして、離型紙７８が、白抜き矢印で示すように、裏面部１６の粘着インク層７４の上に貼り付けられる。このとき、スリット８０によって粘着インク層７４のこの部分だけは露出することになる。

離型紙７８を粘着インク層７４上に貼付した状態で、この図５に示す破線で示す折れ線８２で、印刷面を内向きにして、センサ表面部１４と裏面部１６とを貼り合わせるが、このとき、上述のように、スリット８０の位置の粘着インク層７４は露出しているために、このスリット８０の位置で粘着インク層７４によって、表面部１４と裏面部１６とが貼り合わされる。つまり、離型紙７８のスリット（切り欠部分）８０を通して表面部１４と裏面部１６とが貼り合わされる。このように、スリット８０を通して表面部１４と裏面部１６とが部分的に粘着または接着されるので、表面部１４と裏面部１６とがばらばらの状態になることはない。その後、図６の工程に進む。

図６の工程では、図６に示す形状を有する刃型８４で、図５で貼り合せた基材フィルム１２を打ち抜く。

そうすると、図７に示すセンサユニット１０Ａが得られる。この状態では各部１４および１６の下部２２および３８（図１）はまだ切り離されていないので、テスト電極を用いて圧力検知動作や接触状態などのテストができる。テストでＯＫになれば、センサユニット１０Ａの完成である。図７に示すように、センサユニット１０Ａの上部において表面部１４（これは第１フィルムに相当する）と裏面部１６（これは第２フィルムに相当する）との間には離型紙７８が残されているために、この状態は、各個別電極４０が感圧インク層６８および７０（図３）を介在してアース電極２４に完全に接触した状態ではない。つまり、個別電極４０は、左右方向中央の１つを除いて、自由に動き得るいわばフリーの状態である。換言すれば、この離型紙７８のために、個別電極４０の少なくとも一部が共通電極２４と接触していない状態で保持することができる。

そして、センサ１０を口蓋プレート（図示せず）に実際に装着する際には、図７で示す線５２の位置でセンサユニット１０Ａの下部を切り離す。そうすると、図８に示すセンサ１０が得られる。図５から図８までの工程が仮貼付ステップを形成することになる。
図９に示す口腔モデル８４の曲面に沿わせた状態で、このセンサ１０から離型紙７８を、スリット８０（図５）で分断された左右とも、取り除き、第１フィルムに相当する表面部１４と第２フィルムに相当する裏面部１６とを先に塗布している粘着インクによって貼り合わせる。ただし、粘着インクだけでは粘着力が不足する場合には、補助的に接着材を塗布するようにしてもよい。図９の工程が、第１フィルムと第２フィルムと を完全に貼り合わせる貼付ステップである。

また、図８では、図解の明確化のために、操作検知材である感圧インク層の図示は省略していることに留意されたい。

このとき、センサ表面部１４にはアース電極が面積の大きい面電極または共通電極として形成されているため、各個別電極４０はそれぞれがアース電極２４と対向または対面できるので、個別電極のような小さい電極どうしを重ね合わせるときのような位置ずれは生じない。したがって、表面部１４と裏面部１６とを貼り合わせるときに位置ずれをさほど気にすることなく、比較的簡単かつ容易に両者を貼り合わせることができる。

さらに、離型紙７８の存在によって、口腔モデル８４の曲面に沿わせる段階では表面部１４と裏面部１６とは未だ完全には貼り合わされていないため、曲面に沿わせるように曲げたとしても、表面部１４や裏面部１６は互いに自由に動き得る状態であるため、従来のように完全に貼り合わせた状態で曲面に沿わせるときに生じた応力が生じることがない。そのため、電極の剥離やそれに起因する不所望の電極どうしの接触による誤信号の発生を抑制できる。そして、口腔モデル８４の曲面にうまく沿わせた状態になったら離型紙７８を除去して表面部（第１フィルム）１４と裏面部（第２フィルム）１６とを完全に貼り合せることができる。

そして、実際に人間の口腔内に装着したときには、各引出し電極２６および４２（図８）を用いて、このセンサ１０が必要な機器や素子（図示せず）に適宜接続される。口蓋プレート（図示せず）上に装着して、人間の舌で各個別電極４０を押すことによって、抵抗変化信号が得られるので、このセンサ１０が舌圧センサとして機能する。

ただし、そのような舌の接触を検出するために、操作検知材として感圧インクを用いた感圧センサとしたが、このような操作検知材としては、オン／オフセンサ（舌が触ったときオン、そうでないときオフとなるセンサ）や他の部材が用いられてもよい。

なお、上述の実施例では各電極を銀ペーストのスクリーン印刷で形成するものとした。しかしながら、他の金属、たとえば金などが用いられてもよく、さらに形成方法としては、他に、たとえば低温スパッタリングなどの利用の可能性がある。

さらに、上述の実施例は、個別電極を共通電極に対面させる構造のセンサであったが、離型紙を２枚のフィルム間に介在させる考え方は、両方のフィルムに個別電極をそれぞれ複数形成し、対応する個別電極どうしを対面させる場合にも有効である。つまり、一方の電極を共通電極とすれば電極どうしの位置ずれに関しては比較的容易に防げるというメリットがあるが、このメリットを受ける必要がなければ、個別電極どうしを１対１で重ね合わせるようにすればよい。この場合でも、離型紙によって一部の電極どうしが未だ貼り合わされていない状態で保持することは、口腔モデルの曲面に沿わせる際のストレス（応力）の発生を回避する上では有効である。

この実施例を実現するためには、図１で示す裏面部１６の個別電極４０のような個別電極を表面部１４に形成しておき、その表面部側個別電極をアースに共通接続するようにすればよい。つまり、上の実施例でいえば、表面部１４上に１５個の個別電極を形成し、されを裏面部１６の個別電極４０と１対１で重ね合わせるようにすればよい。そして、表面部の個別電極をアースに接続する。

この発明の口蓋ブレート用センサを使用すれば、口腔中でセンサを舌で操作することによって、操作信号または制御信号を出力することができるので、先に挙げた従来技術と同様に、手足が不自由でも、車椅子やその他の機器を運転または制御したり、コンピュータを操作したりすることができる。

図１はこの発明の一実施例の口蓋プレート用センサユニット（図７）の第１の製造工程を示す図解図である。 図２は第２の製造工程を示す図解図である。 図３は第３の製造工程を示す図解図である。 図４は第４の製造工程を示す図解図である。 図５は第５の製造工程を示す図解図である。 図６は第６の製造工程で用いる刃型を示す図解図である。 図７はこの実施例の口蓋プレート用センサユニットを示す図解図である。 図８は図７のセンサを実際に装着するためにセンサユニットを切断して得られるセンサを示す図解図である。 図９は図８のセンサを口腔モデルに沿わせて曲げた状態を示す図解図である。

符号の説明

１０ …口蓋プレート用センサ
１０Ａ …センサユニット
１２ …基材フィルム
１４ …センサ表面部
１６ …センサ裏面部
２４ …共通電極
２６，４２ …引出し電極
４０ …個別電極
５４，５６ …絶縁インク層
６８，７０ …感圧インク層
７２，７４，７６ …粘着インク層
７８ …離型紙
８０ …スリット

Claims (5)

1. 第１電極が形成された第１フィルムおよび第２電極が形成された第２フィルムを含み、前記第１フィルムと前記第２フィルムとを貼り合わせる口蓋プレート用センサにおいて、
   前記第１電極を共通電極として形成し、前記第２電極をそれぞれが前記共通電極に対面する複数の個別電極として形成し、さらに
   前記第１フィルムと前記第２フィルムとの間に離型紙を設け、前記第１フィルムと前記第２フィルムとが貼り合わされるとき、少なくとも一部の前記第２電極が前記第１電極には接触しない状態で保持するようにしたことを特徴とする、口蓋プレート用センサ。
2. 前記離型紙には切り欠部分が形成され、前記第１フィルムと前記第２フィルムとは前記切り欠部分を介して貼り合わされる、請求項１記載の口蓋プレート用センサ。
3. 前記第１電極と前記第２電極との間に感圧材を介在させるようにした、請求項１または２記載の口蓋プレート用センサ。
4. 第１電極が形成された第１フィルムおよび第２電極が形成された第２フィルムを準備する準備ステップと、
   前記第１フィルムと前記第２フィルムとの間に離型紙を介在させて前記第１フィルムと前記第２フィルムとを部分的に貼り合わせる仮貼付ステップと、
   前記第１フィルムおよび前記第２フィルムを口腔モデルの曲面に沿わせた状態で前記離型紙を除去して前記第１電極と前記第２電極とが対向するように前記第１フィルムと前記第２フィルムとを貼り合せる貼付ステップとを含む、口蓋プレート用センサの製造方法。
5. 前記準備ステップで前記第１フィルムおよび前記第２フィルムは１枚の基材フィルムに間隔を隔てて形成し、
   前記仮貼付ステップでは前記基材フィルムを折り畳んで前記第１フィルムと前記第２フィルムとを部分的に貼り合わせる、請求項４記載の口蓋プレート用センサの製造方法。

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