JPS635076Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 この考案は、感圧式タブレツトの改良に関する
ものである。

〔考案の技術的背景とその問題点〕

一般的に、感圧式タブレツトの感圧シートに
は、加圧導電ゴムが用いられることが多い。他の
感圧シートも同様の構成なので、第１図に示す加
圧導電ゴム１００の断面図により、構成を説明す
る。同図においてｂはシリコンゴム等の粘弾性材
料であり、ａは銀系材料等の導電性粒子である。
これら粘弾性材料ｂと導電性粒子ａとが混合され
た複合材料として加圧導電ゴム１００が作られ
る。

この加圧導電ゴム１００は、第２図のように可
変抵抗Ｒとして等価回路が描かれる。第１図に示
されるように、外部圧力σが加えられると、粘弾
性材料ｂが部分的に歪んで、導電性粒子ａの密度
が増大する。これにより、第２図の等価回路で
は、可変抵抗Ｒの抵抗値が加圧箇所で減少する。

このような、加圧導電ゴムの圧力σと抵抗Ｒと
の関係を図示すると、第３図のようになる。つま
り、圧力σがゼロのときに抵抗Ｒは10⁸Ωcm以上
であり、加圧時には10²Ωcm以下となり、加圧に
より抵抗値が激減するから、この特性を利用し、
加圧導電ゴムをスイツチング素子として用いるこ
とができる。

ところが、加圧導電ゴムは、横方向（面方向）
と縦方向（厚さ方向）とでは、感度分布が異な
る。つまり、第４図に、加圧導電ゴムの感度を、
加圧導電ゴムが一定の抵抗値（5KΩ）になる時
の定加速加圧による荷重として示す。第４図にお
いて、αは横方向の感度特性を、βは縦方向の感
度特性を示し、いずれも一定の面積中でサンプリ
ングして測定したものである。

図から明らかな如く、縦方向の感度の方がバラ
ツキが少ない。これは、加圧導電ゴムが複合材料
であり、導電性粒子が粘弾性材料中に均一に分布
していないことを示す。

更に、加圧導電ゴムは、第５図に示されるよう
に圧力σに対応して圧縮歪δは増加し、限界圧力
σ_aにおいて、構造破壊をおこす。従つて、この限
界圧力σ_a以下で使用しなければならない。

また、加圧導電ゴムの耐久性は、第６図に示さ
れるように、加圧回数Ｎが増加するにつれて、抵
抗値Ｒはしだいに増加する。これは、使用を重ね
てゆくと、しだいに感度が悪くなることを示して
いる。尚、図中l₁は連続的に加圧した場合の特性
を示し、l₂は間欠的に加圧した場合の特性を示
す。

以上、加圧導電ゴムの特性を述べたが、これら
のことから、加圧導電ゴムを用いた感圧式タブレ
ツトでは、横方向の導通について感度のバラツキ
が大きいこと、応力集中について構造破壊の危険
性があり、かつ、連続加圧に対する耐久性が低い
という点に注意しなければならない。

一方、従来の感圧式タブレツトは以下に述べる
３種類のものが知られている。

つまり、第７図に示されるように、感圧式タブ
レツト２００₁は最上部に、厚さ0.5mmの透明なポ
リウレタンゴムからなる保護シートＢがあり、こ
の保護シートＢの裏面には文字または項目が印刷
されている。この保護シートＢの下には厚さ１mm
の前述のような加圧導電ゴムシートＣが重ねられ
る。更に、この加圧導電ゴムシートＣの下には厚
さ２mmのガラスエポキシ性の基板Ｄが重ねられ
る。この基板Ｄを第８図、第９図を参照して説明
する。第８図は基板Ｄの平面図であり、第９図は
第８図のＸ−Ｘ断面図である。基板Ｄ上には、金
メツキ処理された導電パターン３，４が保護シー
トＢに印刷された文字または項目に対応して同数
同一配置で設けられている。導電パターン３，４
は櫛目状に対向していて、この櫛目状の部分のみ
第９図に示されるように突出して露出している。
つまり、基板Ｄ上には厚さ約20μｍのソルダーレ
ジスト６が印刷されていて、導電パターン３，４
の櫛目状の部分のみ円形に穴があいている。５
は、導電パターン３を基板Ｄの裏面に導くための
スルーホールを示す。また導電パターン３は基板
Ｄの裏面側でマトリツクス状にパターン構成さ
れ、導電パターン４は基板Ｄの表面側でマトリツ
クス状にパターン構成されている。

このように構成された感圧式タブレツトにおい
ては第１０図に示されるように、導電パターン３
と導電パターン４との間に直流電圧が加えられて
用いられる。このとき、ペン先に直径４mm程度の
半球形の金属を設けたペンＡにより、保護シート
Ｂに印刷された文字又は項目が指示され加圧され
ると、加圧導電ゴムシートＣを介して、加圧され
た文字又は項目の直下の対応する導電パターン３
と導電パターン４とが導通し、電流が流れて、該
当する出力端子Ｏに電圧が生じる。これによりこ
の出力端子Ｏに対応した位置の文字又は項目が入
力されたことになる。

しかしながら、このような構成の感圧式タブレ
ツトでは、以下に述べる欠点がある。

保護シートＢに用いられているポリウレタン
ゴムは、粘弾性材料であり、ペン先のあたり感
触がよく、かつ、圧力を分散させることがない
為、入力する文字または項目の実装（印刷）密
度を上げることが可能である。その反面、ポリ
ウレタンゴムは、材質的に、寸法変化が比較的
大きい（ポリエステルに比して、熱膨張係数が
５〜10倍）為、印刷される文字または項目の寸
法精度が悪い欠点がある。

更に、ポリウレタンゴムは比較的伸縮度が大
きい（ポリエステルに比較して、伸びが４〜10
倍）為、伸縮が無い状態にして実装することは
困難で、たとえ、文字または項目の印刷精度を
上げたとしても、実装時には、伸縮により寸法
に狂いを生じる。

更に、ポリウレタンゴムは、比較的応力集中
に対する機械的強度が弱く（ポリエステルに比
較して1/3〜1/4の強度）、ポリウレタンゴムで
ある保護シートＢの下に重ねて実装される加圧
導電ゴムシートＣも材質的に軟い為、加圧時の
歪量が大きくなり、保護シートＢが強度上劣化
し易くなる。

また、ポリウレタンゴムの硬度が比較的低い
為、ポリウレタンゴムである保護シートの下に
重ねて実装される加圧導電ゴムシートＣに対す
る応力集中がさけがたく、この応力集中によつ
て加圧導電ゴムシートＣは構造破壊される危険
性がある。

この感圧式タブレツトは、導電パターン３，
４が相互に加圧導電ゴムシートＣの片面を利用
し、導通するタイプのもの−片面電極方式−で
あり、加圧導電ゴムシートＣの横方向の導電性
を利用したものであるから第４図で説明したよ
うに感度のバラツキが大きい。

更に、入力操作時に、保護シートＢの上に手
を置いたとき誤入力の可能性がある。この誤入
力は、感度を上げるほど問題となるものであ
る。

この他に、従来の感圧式タブレツトとしては、
第１１図のように構成されたものがある。つま
り、保護シートＢの下に表面電極１を重ね、更
に、加圧導電ゴムシートＣをその下に重ねる。そ
して、保護シートＢに印刷された文字または項目
に対応する位置に背面電極２を設けるのである。
このようにして、ペンＡで所定位置を加圧する
と、表面電極１、加圧導電ゴムシートＣ、対応す
る位置の背面電極２は導通し、出力端子Ｏに電圧
が生じる。

このような構成の感圧式タブレツトは、上記第
１０図のタブレツトの欠点乃至を同様に有す
るほか、表面電極１が平面の例えば金属等である
から、加圧時の耐久性に問題がある。

また、他の感圧式タブレツトとしては、第１２
図に示されるようなものがある。つまり、大略第
１０図の感圧式タブレツトと構成は同様である
が、保護シートＢと加圧導電ゴムシートＣとの間
に、金属箔または導電ゴムなどの導電物体Ｅを介
在させたものである。この感圧式タブレツトによ
ると、直流電圧が主に導電パターン３、加圧導電
ゴムシートＣ、導電物体Ｅ、加圧導電ゴムシート
Ｃ、導電パターン４を介して出力端子Ｏに生じ
る。

しかし、この感圧式タブレツトは、上記第１０
図の感圧式タブレツトの欠点乃至を同様に有
するほか、導電物体Ｅが金属箔等であるから加圧
時の耐久性に問題がある。

〔考案の目的〕

本考案は、以上説明したような従来の感圧式タ
ブレツトの欠点に鑑みなされたものである。それ
故、本考案の目的は、保護シートの実装時におけ
る印刷された文字又は項目の位置精度を向上で
き、加圧時の感度のバラツキを減少させ、保護シ
ート及び加圧導電ゴムシートの耐久性を向上で
き、例えば手を置いたとき等に誤入力することの
ない感圧式タブレツトを提供することである。

〔考案の概要〕

そこで、本考案では、従来の保護シートに替え
て、表面に複数の入力すべき文字または項目が印
刷され、裏面に導電パターンが設けられた寸法安
定性の高いプラスチツクフイルムの表面に透明な
粘弾性材料のシートが接着された積層シートを使
用することにし、 更に基板を、積層シート表面に印刷された複数
の入力すべき文字または項目に対応して同数、同
一配列で形成された１対の対向する導電パターン
の組を複数有するとともに、導電パターンの組を
囲繞し、かつ導電パターンよりも肉厚の絶縁材料
で表面が被覆されるようにして、この基板上に、
従来の加圧導電ゴムと同様の、粘弾性材料と導電
性粒子とが混合された複合材料からなり、押圧に
より該当箇所の抵抗値が減少する感圧シートを重
ね、更にこの上に前述の積層シートを重ねて感圧
式タブレツトを構成したものである。

〔考案の実施例〕 以下、本考案の実施例を図面を参照して説明す
る。

第１３図は、本考案の実施例の感圧式タブレツ
トの断面図である。同図において、第７図乃至第
１２図と同一の構成要素は、同一符号を付すこと
によつて、説明を省略する。Ｆは、寸法安定性の
高いプラスチツクフイルムたるポリエステルフイ
ルムを示す。ポリエステルフイルムＦは、ポリウ
レタンゴムからなる保護シートＢに接着される。
これら保護シートＢとポリエステルフイルムＦを
合わせて積層シートという。

この実施例では、ポリエステルフイルムＦの裏
面にスリツト状に第１の導電パターン（以下、単
に導電パターンという。）１′が設けられる。スリ
ツト状の導電パターン１′は、具体的には、第１
４図のように、厚さ18μｍの銀ペースト１′ａを
厚さ10μｍのカーボン１′ｂで被覆して構成する。
このときのポリエステルフイルムＦの厚さは
100μｍとし、保護シートＢの厚さは0.5mmとする。

更に、この実施例では、第２の導電パターン
（以下、単に導電パターンという。）３、第３の導
電パターン（以下、単に導電パターンという。）
４の組を囲繞し、かつ、導電パターン３，４より
も約２倍肉厚である絶縁材料のフイルム６′が基
板Ｄに接着される。具体的には導電パターン３，
４の厚さが夫々約40μｍであるのに対し、絶縁材
料のフイルム６′は100μｍの厚さである。この導
電パターン３，４の厚さと絶縁材料のフイルム
６′の厚さの比は前述のようであることが、この
実施例では最適であるが、原理的には、導電パタ
ーン３，４から突出した絶縁材料のフイルム６′
の厚さによつて、手のような外乱による導電パタ
ーン３，４と加圧導電ゴムシートＣとの接触が起
きず、かつ、ペンによつては確実に導電パターン
３，４と加圧導電ゴムシートＣとの接触がなされ
るようであれば良い。しかも、上記の突出部分の
厚さのみで上記非接触／接触をコントロールでき
るわけではなく、積層シートの厚さ・硬さ、加圧
導電ゴムの厚さ・硬さ等によつても非接触／接触
をコントロールできる。即ち、本考案では、各シ
ート・基板の構成要素の適切な組合せを選択する
ことが重要である。

以上のように構成された感圧式タブレツトで
は、ペンＡにより文字又は項目の位置が加圧され
ると、その加圧位置の直下の加圧導電ゴムシート
Ｃの抵抗が減少する。これとともに、加圧位置の
加圧導電ゴムシートＣと導電パターン３，４との
接触も行なわれる。

これによつて、加圧された位置の直下の、導電
パターン３、加圧導電ゴムシートＣ、導電パター
ン１′、加圧導電ゴムシートＣ、導電パターン４
を介して、対応する位置の出力端子Ｏの一端に直
流電圧が生じる。これにより、この出力端子Ｏに
対応する文字または項目が判る。

以上の構成において、ポリエステルフイルムＦ
は、寸法安定性の高いプラスチツクであるから、
従来のように、ポリウレタンゴムに文字や項目を
印刷した場合に比して、格段に高い印刷精度を保
証し得る。更に、積層シートは、ポリエステルフ
イルムＦとポリウレタンゴムが接着されているの
であるから、全体として伸縮が少ない。更に、ポ
リエステルフイルムは、機械的強度が強く、加圧
時に応力分散を生じさせ、加圧導電ゴムが加圧さ
れた時における歪量をおさえる作用がある。

本考案の場合、ポリエステルによる上記作用を
期待できるが、逆に、ポリエステルフイルムＦと
その裏面に印刷された導電パターン１′の材質的
な硬さの点でペンＡの押圧による圧力が分散しす
ぎるという問題が生じてくる。つまり、一つには
感度が低下するという問題と、もう一つには、入
力文字の実装密度を高くして、文字のピツチを狭
くした場合において、ペンＡによつて指示した文
字以外に隣接するエリアをも誤つて感応させる危
険性が高くなつてくるということである。この問
題について、本考案は次のように対応してなる。

感度の低下については先に説明したように、
導電パターン１′を設けて縦方向の導通を採る
ので、加圧導電ゴムシートＣの縦方向の導通の
感度は横方向の導通の感度に比較してバラツキ
が少ないと共に感度が約1.5倍程高くなる為、
結果的に従来より感度が低下するという事はな
い。

圧力の分散による誤検出の問題については、
ポリエステルフイルムＦの裏面に印刷する導電
パターン１′をスリツト状にパターン形成させ
て、全体的な硬さを低下させ、シートに柔軟性
を与えている。

ところで、本実施例で使用した導電パターン
１′は、銀ペースト１′ａの上にカーボン１′ｂ
をコーデイングしたもので導電パターン１′の
表面硬度をカーボン１′ｂによつて高めており、
加圧導電ゴムシートＣとの相対的な接触摩擦に
よるパターンの摩耗を防止している。

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案によれば、以下の
利点がある。

入力すべき文字や項目が寸法安定性の高いプ
ラスチツクフイルムに印刷されているため、高
い印刷精度が保証されるばかりか、伸縮も少な
いため、定められた入力盤面の広さの中で印刷
文字又は項目の実装密度を高めることができ、
かつ、実装時又は実装後の寸法の狂いも少な
い。

柔わらかく、かつ応力集中に対して劣化し易
いポリウレタンゴムからなる保護シートや加圧
導電ゴムを、ペンによる加圧から保護すべく、
寸法安定性（機械力に対しての）が高いプラス
チツクフイルムが感圧式タブレツトの表面側に
設けられているので、保護シートによるペン先
あたりの良い感触を維持しながら、一定品質で
十分な耐久性を持たせ得る。

加圧導電ゴムの特性に鑑みて、導電パターン
を設けて感度の高い縦方向の導通を利用してい
る為、上記プラスチツクフイルムによる加圧力
の分散に伴う感度の低下を防止することがで
き、かつ、感度のバラツキを低減できるので、
軽いペンタツチによる安定した入力を得ること
ができる。つまり、加圧導電ゴムシートＣの上
面に導電パターン１′が接する構造である為、
縦方向の導通をとることができ、横方向の導通
だけをとるタイプのものに比較して、感度のバ
ラツキをおさえることができるのである。

入力文字の印刷面は保護シートとプラスチツ
クとにはさまれているから入力文字の印刷面が
摩耗されず外的に保護されるとともに、表面電
極となる導電パターンも保護シートとプラスチ
ツクフイルムとによつて二重に保護され、電気
的に安定した品質を維持することができる。

基板上の導電パターンに接着された絶縁フイ
ルムの厚みによつて、加圧されない状態では完
全に導電パターンと加圧導電ゴムとは、非接触
の状態にあり、絶縁フイルムの窓枠の大きさに
もよるが、ペンのような先の細い物でスポツト
的に加圧しない限り、加圧導電ゴムシートと基
板上の導電パターンとは接触せず、導通しない
ことになり、手などの比較的広い面積をもつ物
が入力盤上に置かれても誤つて感応することが
少ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、加圧導電ゴムの断面図、第２図は、
第１図の等価回路を示す回路図、第３図は、加圧
導電ゴムの圧力と抵抗との関係を示す図、第４図
は、加圧導電ゴムの感度を定加速加圧による荷重
として示した図、第５図は、加圧導電ゴムの圧力
と圧縮歪との関係を示す図、第６図は、加圧導電
ゴムの耐久性を示す図、第７図は、従来例の組立
斜視図、第８図は、導電パターンが設けられた基
板の平面図、第９図は、第８図におけるＸ−Ｘ断
面図、第１０図乃至第１２図は、従来例の断面
図、第１３図は、本考案実施例の断面図、第１４
図は、積層シートの実施例断面図である。 Ａ……ペン、Ｂ……保護シート、Ｃ……加圧導
電ゴムシート（感圧シート）、Ｄ……基板、Ｆ…
…ポリエステルフイルム、（寸法安定性の高いプ
ラスチツクフイルム）、１′……第１の導電パター
ン、３……第２の導電パターン、４……第３の導
電パターン、６′……絶縁材料のフイルム、Ｂ，
Ｆ，１′……積層シート。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 表面に複数の入力すべき文字または項目が印
   刷され、裏面に第１の導電パターンを設けた寸
   法安定性の高いプラスチツクフイルムの表面側
   に、透明な粘弾性材料のシートが接着されてな
   る積層シートと、 粘弾性材料と導電性粒子とが混合された複合
   材料からなり、押圧により該当箇所の抵抗値が
   減少する感圧力シートと、 前記積層シート表面に印刷された複数の入力
   すべき文字または項目に対応して同数、同一配
   列で形成された一対の対向する第２の導電パタ
   ーン及び第３の導電パターンの組を複数有する
   とともに、該第２の導電パターン及び第３の導
   電パターンの組を囲繞し、かつ、この第２の導
   電パターン及び第３の導電パターンよりも肉厚
   の絶縁材料で表面が被覆された基板とからな
   り、 該基板上に前記感圧シートを、更に、この感
   圧シート上に前記積層シートを重ね、前記積層
   シート押圧することにより前記第２の導電パタ
   ーン、第３の導電パターンが前記感圧シートか
   ら前記第１の導電パターンへ到る経路で短絡す
   るように構成したことを特徴とする感圧式タブ
   レツト。 (2) 積層シートのプラスチツクフイルムの第１の
   導電パターンはスリツト状であり、寸法安定性
   の高いプラスチツクフイルムの裏面に銀ペース
   トを塗布し、更に、銀ペーストをカーボンで被
   覆して構成したことを特徴とする実用新案登録
   請求の範囲第(1)項記載の感圧式タブレツト。 (3) 基板の絶縁材料は、フイルム状であり、基板
   の第２の導電パターン及び第３の導電パターン
   よりも２〜３倍肉厚であることを特徴とする実
   用新案登録請求の範囲第(1)項又は第(2)項記載の
   感圧式タブレツト。 (4) 積層シートのプラスチツクフイルムは、粘弾
   性材料のシートに比し十分薄いことを特徴とす
   る実用新案登録請求の範囲第(1)項又は第(2)項又
   は第(3)項記載の感圧式タブレツト。