平面パッドの製造方法

【課題】各種電子機器の入力操作部分として搭載され、指やペンなどによって入力操作される平面パッドに関し、操作エリア内の操作荷重のばらつきが少なく安定した出力を得られるものにできる平面パッドの製造方法を提供する。
【解決手段】対向配置基板１０を、その対辺の幅より狭くした所定の幅の溝１８Ａを有する強制変形用治具１８の溝１８Ａ部分に、上基板１４側に中央部が凸状に湾曲するように撓めてはめ込んだ状態で熱処理を行い、塑性変形をさせ、その後、下基板１１を固定基板１６へ平板状に取り付ける製造方法とした。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種電子機器の入力操作部分として搭載され、指やペンなどによって入力操作される平面パッドの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、各種電子機器は高機能化が進み、これに伴い入力操作のし易さも要求されるようになっている。また、携帯用機器の普及に伴って、上記の良好な操作性を有し、かつ軽量な入力用電子部品として、平面パッドが好まれて使用されるようになってきた。
【０００３】
このような従来の平面パッドについて、図６を用いて説明する。
【０００４】
図６は従来の平面パッドの断面図であり、同図において、１は略方形で絶縁樹脂フィルムからなる下基板で、その上面には導電層１Ａが形成されており、４は上記下基板１と同形状である略方形の絶縁樹脂フィルム製の上基板で、下面に上記下基板１と同様の導電層４Ａが形成されている。
【０００５】
そして上記下基板１と上基板４との間に所定間隔を維持するように、上下両面に粘着層２を備えた外形枠状の絶縁スペーサ３が略方形の下基板１と上基板４それぞれの外縁部に粘着されて両基板１、４を対向配置させている。
【０００６】
この外形枠状の絶縁スペーサ３によって囲まれた内側の範囲が、指またはペンによって押圧操作される入力可能範囲（操作エリア）となる。
【０００７】
そして、下基板１の導電層１Ａと上基板４の導電層４Ａそれぞれに所定の電圧を印加できるように、導電層１Ａには導出部１Ｂが、導電層４Ａには導出部４Ｂが電気的に接続されてそれぞれの基板１、４の端部に導出されている。
【０００８】
そして、上記下基板１の下面を粘着層５で固定基板６上に粘着させて、平面パッド７が構成されている。
【０００９】
以上の構成において、下基板１の導電層１Ａと上基板４の導電層４Ａにそれぞれ所定の電圧を印加した状態で、上基板４の上面を指またはペンで押圧操作すると、上基板４の操作された箇所が部分的に下方に撓んで、その下面の導電層４Ａ部分が下基板１の導電層１Ａに接触して、導電層４Ａと導電層１Ａが電気的に接続され、導出部１Ｂと導出部４Ｂ間で上記押圧位置に応じた所定の出力が得られるものであった。
【００１０】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１、特許文献２が知られている。
【特許文献１】特開２００２−２０２８５５号公報
【特許文献２】特開２００３−２１６３１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら上記従来の平面パッド７において、外形枠状の絶縁スペーサ３の配された操作エリアの外縁部近傍では、絶縁樹脂フィルムである上基板４の撓みが得られ難くなるため、操作エリアの中央部に比べて操作荷重が重くなり、操作エリア内で操作荷重が不均一となって、操作性が悪く安定した出力が得られ難いという課題があった。
【００１２】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、操作エリア内の操作荷重のばらつきがなく、操作性の良い安定した出力が得られるものにできる平面パッドの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有するものである。
【００１４】
本発明の請求項１に記載の発明は、絶縁樹脂フィルムからなり、対向面に導電層が各々設けられた上基板と下基板が絶縁スペーサを介して所定間隔で対向配置され、上記下基板の下面が固定基板上に取り付けられた平面パッドにおいて、上記下基板の上記固定基板への取り付け前に、上記対向配置された上下基板を上記上基板側に凸形になるように強制変形させた状態で熱処理を行い、凸形に塑性変形をさせた後、上記固定基板上に上記下基板を強制的に平板状に取り付ける平面パッドの製造方法としたものであり、下基板を固定基板に強制的に平板状に取り付けることにより、上基板の塑性変形だけが現れたものにできる。つまり、上基板側は、外縁部の膨らみが少なく、中央部の膨らみが大きいドーム状に膨らんだ状態のものとなり、その膨らみが大きいほど操作荷重が大きくなるため、操作エリアの中央部と外縁部での操作荷重がほぼ均一なものにでき、操作性が良く安定した出力が得られるものにできる平面パッドの製造方法を提供できるという作用を有する。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、対向配置された上下基板の幅より狭い幅の溝を有する強制変形用治具の上記溝内に、上記上下基板を撓ませながらはめ込んで強制変形させるようにしたものであり、簡易な方法で安定して凸形の塑性変形させたものに形成できるという作用を有する。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、請求項２記載の発明において、上下基板の幅としての対辺間隔Ａと強制変形用治具の溝幅Ｂとの比（Ｂ／Ａ）を０．９９９〜０．９８０で設定したものであり、上記範囲で強制変形させた状態で熱処理を行うことにより、操作エリア内の操作荷重が均一的で、操作性が良く安定した出力が得られる最適な塑性変形形状のものを製造することができるという作用を有する。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項１記載の発明において、熱処理の条件として、温度が５０〜７５℃、時間が０．５〜２時間で行うようにしたものであり、上記基板を上記熱処理条件のもとで塑性変形させると、長期に亘って上基板の凸形ドーム状の形状が安定して維持される平面パッドとすることができるという作用を有する。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように本発明によれば、絶縁樹脂フィルム製の上下基板を入力操作側となる上基板側に凸状に塑性変形させた後、下基板を固定基板へ平板状に取り付けるようにしたため、上基板が凸形のドーム状に緩やかな膨らみが維持されるものが実現でき、その膨らみによって操作エリアの中央部と外縁部での操作荷重の均一化が図れ、操作性の良い安定した出力が得られるものにできる平面パッドの製造方法を実現することができるという有利な効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施の形態について、図１〜図５を用いて説明する。
【００２０】
（実施の形態）
図１は本発明の一実施の形態による平面パッドの断面図である。
【００２１】
同図において、１１は、略方形で絶縁樹脂フィルム製の下基板で、その上面には導電層１１Ａが形成されており、上記下基板１１と同形状の絶縁樹脂フィルム製の上基板１４は、下基板１１と同様の導電層１４Ａが下面に形成されている。そして、上記それぞれの導電層１１Ａ、１４Ａには各々導出部１１Ｂ、１４Ｂが接続されている。
【００２２】
そして、１３は、上下両面に粘着層１２を備えた枠状の絶縁スペーサで、この絶縁スペーサ１３で粘着固定されることにより、上記上下基板１４，１１は所定の間隔を維持するように上下位置で対向配置されている。なお、上記上基板１４の絶縁スペーサ１３より内側となる範囲が指またはペンによって入力操作される範囲（操作エリア）となることは、従来の技術の場合と同じである。
【００２３】
そして、その対向配置された上下基板１４、１１の下基板１１の下面は、粘着層１５を介して固定基板１６上に粘着固定されて、平面パッド１７としてなされている。
【００２４】
なお、以下の説明では、上記上下基板１４、１１が絶縁スペーサ１３を介して所定間隔を維持して対向配置された状態のものを、対向配置基板１０として説明する。
【００２５】
そして、本発明による対向配置基板１０の下基板１１は、上記固定基板１６上に設けられた粘着層１５により平板状に粘着固定されている。一方、上基板１４は枠状の絶縁スペーサ１３に粘着された部分より内側の範囲において、その中央部が最も高くなるように上方に凸形のドーム状に膨らんでいるところが従来のものとは異なっている。
【００２６】
なお、上記のように構成された平面パッド１７は、上基板１４の上面を指またはペンで押圧操作すると、操作箇所が部分的に撓んで、操作箇所の上基板１４の導電層１４Ａ部分と下基板１１の導電層１１Ａが接触導通して、それぞれの導出部１１Ｂ、１４Ｂ間で出力が得られる等の動作状態は従来のものと同様であるので詳細な説明は省略する。
【００２７】
次に、このように構成された対向配置基板１０を上基板１４側に凸状に膨らんだ形状に強制変形させる製造方法について図２〜図４を用いて説明する。
【００２８】
図２〜図４において、１８は、上面に直線的に設けられた溝１８Ａを複数本備えている強制変形用治具であり、その溝１８Ａの幅Ｂ（図２参照）は、対向配置基板１０の対辺間の幅Ａ（図２参照）より狭い幅で配設されている。
【００２９】
そして、この強制変形用治具１８に対し、まず図２に示すように、対向配置基板１０を、その対辺間の幅Ａより狭い溝幅Ｂとした強制変形用治具１８の溝１８Ａ部分に、上基板１４側に中央部が凸状に湾曲するように全体的にアーチ状に撓めてはめ込む。
【００３０】
なお、図３に、対向配置基板１０を強制変形用治具１８の溝１８Ａにはめ込んだ状態の断面図、図４にその外観斜視図を示す。
【００３１】
次に、対向配置基板１０を強制変形させた上記状態のまま、熱処理を行い、その熱処理によって可撓性を有する上下基板１４、１１に上方凸形の塑性変形を生じさせ、その形状を維持させる。
【００３２】
そして、その塑性変形により上方凸形となった対向配置基板１０を、図５に示すように、上面に粘着層１５を備えた平板状の固定基板１６に下基板１１の下面を粘着固定する。
【００３３】
このとき、対向配置基板１０の塑性変形を戻す、つまり下基板１１が平たくなるようにしながら、その下面全面を上記粘着層１５で粘着固定させる。その下基板１１の固定基板１６上への粘着固定時に、上記下基板１１の中間部分は、上方に向かう凸状の塑性変形状態であるが、上記粘着層１５の粘着力により強制的に塑性変形部分を平板状に矯正しつつ固定基板１６上に粘着固定させる。
【００３４】
このとき、上基板１４は絶縁スペーサ１３で粘着された外周部を除いて中間部分に塑性変形が矯正されるほどの外力が加わらないため、上記枠状の絶縁スペーサ１３により囲まれた範囲（操作エリア）は、中央部が最も高くなった凸形の緩やかな球面的なドーム状に膨らんだ状態が維持されたものとなる。
【００３５】
このように、平板状の固定基板１６に粘着固定された対向配置基板１０において、下基板１１は、固定基板１６上の粘着層１５により強制的に平板状に粘着固定されているものの、上基板１４は、絶縁スペーサ１３で粘着固定された外縁部を除いて下基板１１との粘着状態になっていないため、結果として図１に示したように、上基板１４が、上記下基板１１に対して中央部が最も間隔が大きく、外周部が最も間隔が小さくなるように上方に凸状に撓んだ状態となった平面パッド１７に構成することができる。
【００３６】
そして、強制変形用治具１８の溝１８Ａの幅寸法Ｂを可変することで自由に対向配置基板１０の凸状の撓み量を可変することができるが、撓ませていない状態での対向配置基板１０の対辺の幅寸法Ａと強制変形用治具１８の溝１８の幅寸法Ｂとの比Ｂ／Ａは、０．９９９〜０．９８０の範囲とするのが好ましく、操作エリアの中央部と外縁部近傍での操作荷重が均一的で安定した出力が得られるものにできる。
【００３７】
なお、上記寸法比Ｂ／Ａが、０．９９９より大きな値である場合は、中央部の膨らみ高さＣ（図２参照）が低くなり、操作エリアの中央部の操作荷重が大きくならないために外縁部近傍の操作荷重との差が小さくならず均一さに劣るものとなる。
【００３８】
また逆に、寸法比Ｂ／Ａが０．９８０より小さい場合は、中央部の膨らみ高さＣが高くなり過ぎて、それに応じて操作荷重も大きくなるため、中央部を膨らませる前の操作荷重とは逆に、外縁部より中央部の操作荷重の方が大きくなりすぎて、この場合も均一さが劣るものとなる。
【００３９】
そして、熱処理条件としては、対向配置基板１０を強制変形用治具１８にはめ込んだままで、温度は５０〜７５℃、時間は０．５〜２時間で行うことが望ましく、本来可撓性を有する上下基板１４、１１が塑性変形を生じ、上方に凸形の形状が安定して維持されるようにできる。そして、その対向配置基板１０を固定基板１６上に装着したものは、長時間の室温での放置または高温、高湿度環境下などへの放置をしても、上基板１４が上方に凸状に膨らんだ形状を長期に亘って維持されたものとなる。
【００４０】
また、熱処理の温度が５０℃未満、また０．５時間未満の場合、対向配置基板１０の塑性変形が十分促進されないため、撓み部分が復元してしまい、所定の膨らみ形状が得られなくなり、操作エリアの中央部と外縁部での操作荷重に差が多く、操作性がよくないものとなる。
【００４１】
そして逆に、熱処理の温度が７５℃を超える、また２時間を越える場合、熱処理後の膨らみ形状を所定の形状に保持することは十分可能となるが、このような高温、また長時間で熱処理した場合、導電層１１Ａ，１４Ａに通常用いられるカーボンペースト等の炭素系皮膜導電層の抵抗値が変化し、所定の出力が得られなくなる恐れがある。
【００４２】
また、上下基板１４、１１を固定している粘着層１２は比較的低温で軟化するアクリル系接着剤で形成されているものが多いため、７５℃を超えるような高温で長時間加熱すると、熱処理中にその粘着保持力が低下し、上下基板１４、１１の剥離やズレが発生し易くなることも考慮する必要がある。
【００４３】
なお、上記に説明した寸法比や熱処理条件などは、上下基板１４と１１の各々がポリエチレンテレフタレートの樹脂フィルムで、一辺が１５ｍｍ〜１００ｍｍ程度の略方形の対向配置基板１０の場合に特に有用で、上記上下基板１４、１１が上方に凸状に膨らんだ形状に強制塑性変形されたものを容易に形成できる。その対向配置基板１０の外形は、例えば、３５ｍｍ×２５ｍｍ等の長方形のものであってもよい。
【００４４】
そして、上記対向配置基板１０の上基板１４上面に、絶縁樹脂シートを基材とするＥＬシートやグラフィックシート等を貼り付けた状態のものとし、上記説明のように上方に凸状に膨らみをもたせるように強制変形をさせて、塑性変形状態のものに形成することも可能であり、このものとすると、操作エリア内における操作荷重のばらつきの少ない操作性に優れ、しかも貼り合わされたものの機能が付加されたものが実現できる。
【００４５】
さらに、導電層１１Ａ、１４Ａを導電ペーストなどにより印刷形成するものであれば、上記導電ペーストの樹脂バインダとして、ポリエステル樹脂等の熱可塑性樹脂を用いることが望ましく、このような凸状に膨らんだ形状に強制変形させたり、熱処理を行っても導電層１１Ａ、１４Ａの割れや断線の発生を防止できる。
【００４６】
また、上記の強制塑性変形された対向配置基板１０の下基板１１と固定基板１６との間の固定方法は、粘着層１５を介して粘着固定させるものに限られず、下基板１１を固定基板１６に強制的に平板状にするように取り付ける方法であればよい。
【００４７】
以上のように本実施の形態によれば、対向配置基板１０を上方に凸形状になるように強制変形した状態で加熱処理を行って塑性変形をさせ、下基板１１を固定基板１６に強制的に平板状に取り付けるのみで、指やペンでの入力側となる上基板１４側が、外縁部の膨らみが少なく、中央部の膨らみが大きいドーム状に膨らんだ状態のものを容易に製造することができ、当該製造方法で製造した平面パッドは、操作エリア全面にわたってばらつきの少ない操作荷重で操作でき、安定した出力が得られるものにできる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明による平面パッドの製造方法は、絶縁樹脂フィルム製の上下基板を入力操作側となる方向に凸状に塑性変形させ、その後、下基板を固定基板へ平板状に取り付けるようにしたので、上基板に凸形のドーム状の緩やかな膨らみが維持されて、指やペンで入力した場合、操作エリアの中央部と外縁部近傍の操作荷重が均一的で、安定した出力が得られる平面パッドが製造できるという有利な効果を有し、各種電子機器の入力操作部分として搭載される平面パッド等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施の形態による平面パッドの断面図
【図２】同強制変形用治具にはめ込む状態を示す図
【図３】同はめ込んだ状態の断面図
【図４】同外観斜視図
【図５】同対向配置した上下基板を固定基板に装着する状態を示す断面図
【図６】従来の平面パッドの断面図
【符号の説明】
【００５０】
１０対向配置基板
１１下基板
１１Ａ、１４Ａ導電層
１１Ｂ、１４Ｂ導出部
１２、１５粘着層
１３絶縁スペーサ
１４上基板
１６固定基板
１７平面パッド
１８強制変形用治具
１８Ａ溝

【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁樹脂フィルムからなり、対向面に導電層が各々設けられた上基板と下基板が絶縁スペーサを介して所定間隔で対向配置され、上記下基板の下面が固定基板上に取り付けられた平面パッドにおいて、上記下基板の上記固定基板への取り付け前に、上記対向配置された上下基板を上記上基板側に凸形になるように強制変形させた状態で熱処理を行い、凸形に塑性変形をさせた後、上記固定基板上に上記下基板を強制的に平板状に取り付ける平面パッドの製造方法。
【請求項２】
対向配置された上下基板の幅より狭い幅の溝を有する強制変形用治具の上記溝内に、上記上下基板を撓ませながらはめ込んで強制変形させるようにした請求項１記載の平面パッドの製造方法。
【請求項３】
上下基板の幅としての対辺間隔Ａと強制変形用治具の溝幅Ｂとの比（Ｂ／Ａ）を０．９９９〜０．９８０で設定した請求項２記載の平面パッドの製造方法。
【請求項４】
熱処理の条件として、温度が５０〜７５℃、時間が０．５〜２時間で行うようにした請求項１記載の平面パッドの製造方法。

【図１】