JP6684988B2

JP6684988B2 - 操作表示装置

Info

Publication number: JP6684988B2
Application number: JP2017031150A
Authority: JP
Inventors: 莊司　彰; 彰莊司
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2017-02-22
Filing date: 2017-02-22
Publication date: 2020-04-22
Anticipated expiration: 2037-02-22
Also published as: JP2018136772A

Description

本発明は、静電容量の変化によって操作者の指が触れたことを検知する静電タッチスイッチと表示部からなる操作表示装置に関するものである。

従来、操作表示板を指で接触操作する静電タッチスイッチ式の操作表示装置は、操作表示板を形成する樹脂部品と、樹脂部品の背面に配置された電極とを備えて構成されている。そして、操作表示板に指を接触させることに伴い生じる電極での静電容量変化を検出することで、指の接触を検知していた（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

特開２０１１−５９８３４号公報特開２０１５−３２１８３号公報

しかしながら、このような従来の静電タッチスイッチの各電極には、電極パターンが形成されたフィルム状のフレキシブルプリント基板が用いられており、フレキシブルプリント基板は、樹脂部品の背面に接着されている。そのため、フレキシブルプリント基板が樹脂部品から剥がれるおそれがあり、静電タッチスイッチとしての機能を損なうという課題があった。

また、フレキシブルプリント基板は、静電タッチスイッチの数が増えたり、スイッチ間の距離が離れるほど面積が大きくなり、高価なものになっていた。

また、電極パターンは、外部からの静電気や電磁界の影響を受けて、静電タッチスイッチが誤動作する虞があるという課題があった。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、耐久性があり、安価な静電タッチスイッチを備えた操作表示装置を提供することを第１の目的としている。

また、静電気や電磁界を受けても、誤動作を抑制し得る静電タッチスイッチを備えた操作表示装置を提供することを第２の目的としている。

本発明は上記目的を達成するために、操作表示装置は、操作を行う静電タッチスイッチと表示を行う表示部からなる操作表示板において、前記静電タッチスイッチの背面に、導体ペーストからなる第１の導電体と、第１の電気絶縁性ペーストとを順に印刷し、その後、導電性のペーストを印刷して電極部とし、導電性のペーストを印刷した導体ジャンパ線を前記電極部と配線し、さらに、第２の電気絶縁性ペーストと、導体ペーストからなる第２の導電体と、第３の電気絶縁性ペーストとを順に印刷し、前記静電タッチスイッチが操作者に操作されたか否かを検出する制御部と、前記導体ジャンパ線に接続されたコネクタを有し、前記制御部と前記コネクタをケーブル線により接続し、前記第１の導電体および第２の導電体は、前記コネクタおよび前記ケーブル線を介して、前記制御部のアースパタ
ーンに接続される構成としたものである。

これにより、電極部が操作表示板から剥がれるおそれもなく、耐久性があり、静電タッチスイッチの数が増えたり、スイッチ間の距離が離れても、安価な操作表示装置を実現することができる。また、操作表示板に直接電極部を印刷するので、静電タッチスイッチの構造が簡素化でき、静電タッチスイッチの感度を向上させることができる。さらに、電極部と導体ジャンパ線の電位が安定するので誤動作しにくくなり、かつ、外部からの静電気や電磁波の影響によって静電タッチスイッチが誤動作するのを防ぐことができる。

本発明の操作表示装置は、耐久性のある、安価で誤動作しにくい静電タッチスイッチを備えた操作表示装置を提供することができる。

本発明の実施の形態１に係る操作表示装置の正面図本発明の実施の形態１に係る操作表示装置の静電タッチスイッチの断面図本発明の実施の形態１に係る操作表示装置の背面図および制御部の断面図本発明の実施の形態２に係る操作表示装置の静電タッチスイッチの断面図本発明の実施の形態２に係る操作表示装置の第１の導電体の正面図本発明の実施の形態２に係る操作表示装置の第２の導電体の正面図

本発明に係る第１の操作表示装置は、操作を行う静電タッチスイッチと表示を行う表示部からなる操作表示板において、静電タッチスイッチの背面に導電性のペーストを印刷して電極部とし、導電性のペーストを印刷した導体ジャンパ線を電極部と配線することで、操作表示板と静電タッチスイッチの電極部を一体構成とすることにより、電極部が操作表示板から剥がれるおそれもなく、耐久性があり、静電タッチスイッチの数が増えたり、スイッチ間の距離が離れても、安価な操作表示装置を実現することができる。

本発明に係る第２の操作表示装置は、電極部と導体ジャンパ線に電気絶縁性ペーストを重ねて印刷することにより、電極部と導体ジャンパ線を保護できるので、酸化や傷により静電タッチスイッチの機能が低下するのを防止することができる。また、防塵、防湿効果により結露水で静電タッチスイッチが誤動作するのを防ぐことができる。

本発明に係る第３の操作表示装置は、静電タッチスイッチが操作者に操作されたか否かを検出する制御部と、導体ジャンパ線に接続されたコネクタを有し、制御部とコネクタをケーブル線により接続することにより、制御部は場所を選ばず、自在に配設することができる。また、導体ジャンパ線とケーブル線の間にコネクタを介在させたことにより、導電性のペーストを印刷して形成された導体ジャンパ線、さらにはそれに接続された電極部を外力による剥離損傷から保護することができる。

本発明に係る第４の操作表示装置は、電極部または導体ジャンパ線は、電気絶縁性ペーストを介して導電体で挟み込む構成にすることにより、外部からの静電気や電磁波の影響によって静電タッチスイッチが誤動作するのを防ぐことができる。

本発明に係る第５の操作表示装置は、導電体を制御部のアースパターンに接続することにより、電極部と導体ジャンパ線の電位が安定するので誤動作しにくくなり、かつ、外部からの静電気や電磁波の影響によって静電タッチスイッチが誤動作するのを防ぐことができる。

以下、本発明の実施の形態１に係る操作表示装置について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１に係る操作表示装置の正面図である。

図１に示すように、操作表示板２は、操作を行う静電タッチスイッチ１と、表示を行う表示部３からなっている。静電タッチスイッチ１は、複数個からなり（たとえば、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）、操作表示板２の表面に操作者の指が触れることによる静電容量の変
化を検出することによって、操作者が静電タッチスイッチ１に触れたことを検知するものである。操作表示板２は、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ＡＢＳ樹脂などを用いている。表示部３は、ＬＥＤを点灯点滅したり、数字表示などを行うものである。

図２は、本発明の実施の形態１に係る操作表示装置の静電タッチスイッチ１の断面図である。

図２に示すように、操作表示板２の静電タッチスイッチ１の背面には、それぞれ電極部４（４ａ〜４ｄ）がシルク（スクリーン）印刷されている。静電タッチスイッチ１ａの背面には、電極部４ａ、静電タッチスイッチ１ｂの背面には、電極部４ｂ、静電タッチスイッチ１ｃの背面には、電極部４ｃ、静電タッチスイッチ１ｄの背面には、電極部４ｄが印刷される。電極部４はＡｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｃｕなどを含有する導体ペーストを使用している。

図３は、本発明の実施の形態１に係る操作表示装置の背面図および制御部８の断面図である。

図３に示すように、電極部４と同様に、導体ジャンパ線５が操作表示板２の背面にシルク（スクリーン）印刷されている。導体ジャンパ線５ａは、電極部４ａとコネクタ６ａに接続している。同様に、導体ジャンパ線５ｂは、電極部４ｂとコネクタ６ａに接続している。導体ジャンパ線５ｃは、電極部４ｃとコネクタ６ａに接続している。導体ジャンパ線５ｄは、電極部４ｄとコネクタ６ａに接続している。導体ジャンパ線５も、電極部４と同様にＡｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｃｕなどを含有する導体ペーストを使用している。コネクタ６ａは、操作表示板２の背面に固定され（図示せず）、導体ジャンパ線５（５ａ〜５ｄ）が接続されることになる。

また、電極部４（４ａ〜４ｄ）と導体ジャンパ線５（５ａ〜５ｄ）に重ねて電気絶縁ペースト７ａがシルク（スクリーン）印刷される（図２も参照）。

制御部８は、コネクタ６ｂ、静電タッチスイッチ検出部９、プリント基板１０などからなる。コネクタ６ｂは、コネクタ６ａとケーブル線１１により接続される。

以上のように構成した操作表示装置について、その動作、作用を説明する。

操作表示板２の静電タッチスイッチ１に操作者の指が触れると、指と電極部４との間に一種のコンデンサが形成されて、静電容量が変化する。静電容量の変化が電極部４に電気的に接続された制御部８の静電タッチスイッチ検出部９によって、電極部４によって検出された静電容量の変化をデジタル信号に変換して信号処理し、静電タッチスイッチ１に操作者の指が触れたことを検出する。

図２および図３に示すように、操作表示板２の背面に直接、電極部４がシルク（スクリーン）印刷されているので、静電タッチスイッチ１の数が増えたり、静電タッチスイッチ１の範囲が大きくなった場合でも、材料費が多少上昇するのみで、フレキシブル基板（図示せず）などを使う場合に比べてはるかに安価な静電タッチスイッチ１を構成することができる。

また、操作表示板２が曲面構造の場合（図示せず）、フレキシブル基板ではさらに接着が剥がれやすくなることが考えられるが、本実施の形態では、曲面に電極部４や導体ジャンパ線５を直接印刷するので剥がれることもない。

また、フレキシブル基板（図示せず）を接着する接着剤も不要であるため、静電タッチスイッチ部の構成が簡素化されて、静電タッチスイッチ１の感度向上につながる。

さらに、電極部４と導体ジャンパ線５に重ねて電気絶縁ペースト７ａがシルク（スクリーン）印刷されるので、電気絶縁ペースト７ａが電極部４と導体ジャンパ線５を保護するので、酸化したり、傷がついて、静電タッチスイッチ１の機能が低下することを抑制することができる。

また、電気絶縁ペースト７ａに防塵、防湿効果を持たせることにより、結露水によって静電タッチスイッチ１が誤動作することを防ぐことができる。

操作表示板２と制御部８は、ケーブル線１１で繋がれているので、制御部８は、場所を選ばず、自在に配設することができ、かつ、配線をコネクタ６ａに集積しているので、プリント基板１０を小型化することができる。

導体ジャンパ線５とケーブル線１１の間にコネクタ６ａを介在させたことにより、導電性のペーストを印刷して形成された導体ジャンパ線５、さらには、それに接続された電極部４を外力による剥離損傷から保護することができる。

以下、本発明の実施の形態２に係る操作表示装置について図４〜６を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２に係る操作表示装置の静電タッチスイッチ１の断面図である。

図４において、電極部４および導体ジャンパ線５は、電気絶縁ペースト７ａ、７ｂによって挟み込むようにシルク（スクリーン）印刷され、その上下に第１の導電体１２と第２の導電体１３がシルク（スクリーン）印刷される。さらに、第２の導電体１３の下側（背面側）に重ねて電気絶縁ペースト７ｃがシルク（スクリーン）印刷される。第１の導電体１２と第２の導電体１３は、コネクタ６ａおよびケーブル線１１を介して制御部８のアースパターン（図示せず）に接続されている。他の構成は、上記実施の形態１と同じであり、詳細な説明は省略する。

図５は本発明の実施の形態２に係る操作表示装置の第１の導電体１２の正面図である。第１の導電体１２は、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｃｕなどを含有する導体ペーストを使用しており、操作表示板２と電極部４の間に上側（操作面側）から第１の導電体１２、電気絶縁ペースト７ｂの順にシルク（スクリーン）印刷される。第１の導電体１２は、電極部４と重なり合う部分が、操作者の指が触れた場合に静電容量の変化を妨げないようくり抜かれており、操作者の指が触れて電極部４の静電容量が変化するようになっている。

図６は本発明の実施の形態２に係る操作表示装置の第２の導電体１３の正面図である。第２の導電体１３もＡｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｃｕなどを含有する導体ペーストを使用しており、電極部４の背面に上側から電気絶縁ペースト７ａ、第２の導電体１３の順にシルク（スクリーン）印刷される。

上記構成によれば、静電タッチスイッチ１を構成する電極部４と導体ジャンパ線５が第１の導電体１２と第２の導電体１３により囲まれているので、外部から静電気や電磁波が
操作表示板２に加わっても、第１の導電体１２と第２の導電体１３により遮断され保護されるので、静電タッチスイッチ１が誤動作することを防ぐことができる。

また、第１の導電体１２と第２の導電体１３を制御部８のアースパターン（図示せず）に接続することで、電極部４と導体ジャンパ線５の電位が安定するので、より誤動作しにくくなり、かつ、外部からの静電気や電磁波の影響によって静電タッチスイッチ１が誤動作するのを防ぐことができる。

なお、上記各実施の形態では、導体ジャンパ線５と制御部８をケーブル線１１で接続したが、金属端子やバネや導電性樹脂など（図示せず）を制御部８に設け、先端を導体ジャンパ線５に接触させてもよい。

また、コネクタ６ａやコネクタ６ｂを用いずに、フレキシブルプリント基板等によって導体ジャンパ線５と制御部８を接続してもよい。

本発明は、安価で耐久性が高く、誤動作しにくい静電タッチスイッチを備えた操作表示装置を実現することができるので、特に電流を切替制御して駆動されるモータを搭載し水まわりで使用される洗濯機、洗濯乾燥機、衣類乾燥機、食器洗い機等の電気機器に搭載される操作表示装置等として有用である。

１静電タッチスイッチ
２操作表示板
３表示部
４電極部
５導体ジャンパ線
６ａ、６ｂコネクタ
７ａ、７ｂ、７ｃ電気絶縁ペースト
８制御部
９静電タッチスイッチ検出部
１０プリント基板
１１ケーブル線
１２第１の導電体
１３第２の導電体

Claims

操作を行う静電タッチスイッチと表示を行う表示部からなる操作表示板において、
前記静電タッチスイッチの背面に、導体ペーストからなる第１の導電体と、第１の電気絶縁性ペーストとを順に印刷し、その後、導電性のペーストを印刷して電極部とし、導電性のペーストを印刷した導体ジャンパ線を前記電極部と配線し、さらに、第２の電気絶縁性ペーストと、導体ペーストからなる第２の導電体と、第３の電気絶縁性ペーストとを順に印刷し、
前記静電タッチスイッチが操作者に操作されたか否かを検出する制御部と、前記導体ジャンパ線に接続されたコネクタを有し、前記制御部と前記コネクタをケーブル線により接続し、
前記第１の導電体および第２の導電体は、前記コネクタおよび前記ケーブル線を介して、前記制御部のアースパターンに接続される構成とした操作表示装置。
前記第１の導電体は、前記電極部と重なり合う部分が、くり抜かれた構成とした請求項１に記載の操作表示装置。