説明

感圧分布センサーシート及びこれの断線検知方法

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、座圧分布や二本のローラ間の接触分布圧等を検出するための感圧分布センサーシート及びこれの断線検知方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】上記感圧分布センサーシートは、基本的には、多数の行電極が印刷形成された可撓性を有するバッキングと、多数の列電極が印刷形成された可撓性を有するバッキングとを具備し、前記行・列電極相互間に感圧インクを介在させる態様で両方のバッキングを一体化して構成されている。
【0003】このセンサーシートでは圧力が加わると、その圧力の大きさに対応して行・列電極により形成された各交差点における感圧インク部の抵抗値は変化するが、圧力の分布の検出は前記抵抗値の変化を利用してなされる。すなわち、このセンサーシートにより圧力分布を検出する場合、各行電極に順に電圧を印加し、各行電極毎にそれぞれの列電極側の電圧を順に検出するようにして行われる。なお、各交差点を介した列電極の電圧の大きさに応じて、ディスプレー上に表した各交差点と対応するエリアを三次元表示や色分けされるようにすればセンサーシートに加わった圧力の分布が視覚的に判断でき、非常に便利である。
【0004】しかしながら、従来の感圧分布センサーシートでは、印刷形成された行・列電極の断線を検知する機能がなく、作業前にセンサーシート全体に圧力を加えて断線があるか否かを確認しなければならなかった。なお、作業中に断線があったような場合、断線があった電極に係る部分について圧力が加わっていないものと判断する恐れもある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明では、圧力を加えて行う断線確認作業が不要であり且つ断線が発生すればリアルタイムでそれを検知できる感圧分布センサーシート及びこれの断線検知方法を提供することを課題とする。
【0006】
【課題を解決する為の手段】(請求項1記載の発明)
この発明は、圧力を加えて行う断線確認作業を不要にし且つ断線の発生をリアルタイムで検知できるようにするための感圧分布センサーシートであって、行電極R1 ,R2 ・・・Rn が形成されたバッキング1Rと、列電極C1 ,C2 ・・・Cn が形成されたバッキング1Cとを具備し、前記行・列電極相互間に感圧インク層2を介在させる態様で両方のバッキング1R,1Cを一体化すると共に全体として可撓性を有するものとし、バッキング1Rに、全ての行電極R1 ,R2 ・・・Rnにおける入力端子と反対側の端部がそれぞれ抵抗を介して接続される行電極チェック用ラインRCL を形成すると共に、前記行電極チェック用ラインRCL の端子を出力端子とし、バッキング1Cに、全ての列電極C1 ,C2 ・・・Cn における出力端子と反対側の端部がそれぞれ抵抗を介して接続される列電極チェック用ラインCCL を形成すると共に、前記列電極チェック用ラインCCL の端子を入力端子としたことを特徴とする感圧分布センサーシート。
(請求項2記載の発明)
この発明は、上記請求項1記載の発明に関し、感圧インク層2は、行電極R1,R2 ・・・Rn 上に形成された感圧インク20の薄層と、列電極C1 ,C2 ・・・Cn 上に形成された感圧インク20の薄層とにより構成されている。
(請求項3記載の発明)
この発明は、上記請求項1又は2記載の発明に関し、行電極チェック用ラインRCL は列電極Cn と平行になっており、列電極チェック用ラインCCL は行電極Rn と平行になっている。
(請求項4記載の発明)
この発明は、上記請求項1乃至3のいずれかに記載の発明に関し、行電極R1,R2 ・・・Rn 及び列電極チェック用ラインCCL の入力端子が集合しており、他方、列電極C1 ,C2 ・・・Cn 及び行電極チェック用ラインRCL の出力端子が集合している。
(請求項5記載の発明)
この発明は、上記請求項1乃至4のいずれかに記載の発明に関し、抵抗3,4はそれぞれ、小隙間21a で電気的に分断された二つの導電性インク21の薄層と、前記した二つの導電性インク21の薄層を電気的に接続する態様で積層形成された感圧インク22の薄層とから構成されている。
(請求項6記載の発明)
この発明は、上記請求項5記載の発明に関し、小隙間21a を、櫛歯形状としてある。
(請求項7記載の発明)
この発明は、上記請求項1乃至6のいずれかに記載の発明に関し、行・列電極及び行・列電極チェック用ラインRCL ,CCL を導電性インクにより構成するものとし、前記行・列電極と同時に行・列電極チェック用ラインRCL ,CCL 及び抵抗3,4の導電性インク21の薄層を印刷形成し、行・列電極及び抵抗3、4の導電性インク21の薄層上に感圧インクを同時に印刷形成するようにして製造されている。
(請求項8記載の発明)
この発明は、請求項1乃至7のいずれかに記載の記載の感圧分布センサーシートにおける行電極R1 ,R2 ・・・Rn 及び列電極C1 ,C2 ・・・Cn の断線検知方法であって、各行電極R1 ,R2 ・・・Rn 、列電極チェック用ラインCCL に順次電圧を印加し、各行電極R1 ,R2 ・・・Rn 、列電極チェック用ラインCCL 毎に増幅器を介してそれぞれの列電極C1 ,C2 ・・・Cn 、行電極チェック用ラインRCL の電圧を順次検出するものとしている。
【0007】なお、これら発明の感圧分布センサーシート及びこれの断線検知方法の作用・効果については以下の発明の実施の形態の欄で明らかにする。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態における感圧分布センサーシート及びこれの断線検知方法について図面を用いながら詳細に説明する。
【0009】図1は、感圧分布センサーシート及びこのセンサーシートからの出力をパーソナル・コンピュータにより読み取るための回路を示している。以下にこれらの構成のうち主要部分について詳述する。
〔感圧分布センサーシートの構成について〕この感圧分布センサーシートは、図1に示すように、感圧部Xと、断線チェッカー部Yと、端子部Zとから構成されている。
【0010】感圧部Xは、図2や図3に示すように、行電極R1 ,R2 ・・・Rn が印刷形成されたバッキング1Rと、列電極C1 ,C2 ・・・Cn が印刷形成されたバッキング1Cと、前記行・列電極相互間に介在させた感圧インク層2とから構成されている。前記感圧インク層2は具体的には、図3に示すように、行電極R1 ,R2・・・Rn 及び列電極C1 ,C2 ・・・Cn を被覆すべく印刷形成された感圧インク20, 20の薄層により形成されている。
【0011】なお、図1に示した抵抗5とスイッチ6は行・列電極の交差点の抵抗値を模式図として表現したものであり、感圧部Xに圧力が加わったときにはスイッチ6が閉状態となって行・列電極の交差点の抵抗値が数メグオーム(高抵抗)から1キロオームオーダー(低抵抗)に切り替わるものとしている。
【0012】断線チェッカー部Yは、図1や図2に示すように、上記バッキング1Rに、行電極R1 ,R2 ,・・・Rn の全ての一端側とそれぞれ接続された抵抗4と前記した全ての抵抗4と接続された行電極チェック用ラインRCL を印刷形成し、他方、バッキング1Cに、列電極C1 ,C2 ,・・・Cn の全ての一端側とそれぞれ接続された抵抗3と前記した全ての抵抗3と接続された列電極チェック用ラインCCLを印刷形成するようにして構成されている。前記抵抗3,4は、図4に示すように、櫛歯形状の小隙間21a で電気的に分断された二つの導電性インク21(行・列電極と同じ成分)の薄層をバッキングに印刷形成し、その上から二つの導電性インク21の薄層を電気的に接続すべく同図の二点鎖線で囲まれた範囲に感圧インク22を印刷形成するようにして成る。なお、行・列電極チェック用ラインRCL ,CCL 及び抵抗3,4は図4R>4の一点鎖線で囲まれた範囲で絶縁インク23により被覆されている。
【0013】端子部Zは、図1に示すように、上記した行電極R1 ,R2 ,・・・Rn 及び列電極チェック用ラインCCL の入力部分を、列電極C1 ,C2 ,・・・Cn 及び行電極チェック用ラインRCL の出力部分を、それぞれ集合させたものであり、図5に示すように、前記入力端及び出力端のみをバッキング1R,1Cの外面側に露出させると共に入力端及び出力端に至るライン部分については絶縁インク24により被覆してある。なお、この実施形態では、行電極R1 ,R2 ・・・Rn の他端側にある入力端子と、列電極チェック用ラインCCL の入力端子とを、一辺に集合させてあり、他方、列電極C1 ,C2 ・・・Cn の他端側にある出力端子と、行電極チェック用ラインRCL の出力端子とを、前記一辺と隣り合う辺に集合させてある。
【0014】ここで、この実施形態の感圧分布センサーシートでは、上記した感圧部X以外の部分を接着剤により一体化してあり、また、全体として可撓性を有するものとしてある。
〔感圧分布センサーシートの構成材料について〕■バッキング1R,1C材質:各種樹脂(例えば、ポリエステル樹脂),厚み:0.01〜0.20mm(用途により使い分ける)
■行電極R1 ,R2 ,・・・Rn 、列電極C1 ,C2 ,・・・Cn 、行・列電極チェック用ラインRCL ,CCL 、抵抗3,4を構成する導電性インク21の薄層各種レジン(例えばポリエステルレジン)に銀の粉末を練り込んで成る所謂Agインク、印刷形成の厚み:10〜20μm■行・列電極を被覆する感圧インク20の薄層、抵抗3,4を構成する感圧インク22の薄層レジンに半導体粒子と導体粒子とを含むインク、印刷形成の厚み:10〜50μm(用途により使い分ける)
■絶縁インク23,24紫外線硬化レジン、印刷形成の厚み:5 〜30μm (用途により使い分ける)
〔感圧分布センサーシートの製造方法について〕A.バッキング1R側の製造■バッキング1Rの内面側に、行電極R1 ,R2 ,・・・Rn と、行電極チェック用ラインRCL と、前記行電極R1 ,R2 ,・・・Rn 及び行電極チェック用ラインRCL の延長部である端子部Zと、抵抗4を構成する導電性インク21の薄層とを同時に印刷形成する。
■次に、行電極R1 ,R2 ,・・・Rn の上に感圧インク20の層を、抵抗4を構成する導電性インク21の層の上に感圧インク22の層を、同時に印刷形成する。
■続いて、感圧インク22の層の上に絶縁インク23の層を、端子部Zの上に絶縁インク24の層を、同時に印刷形成する。
B.バッキング1C側の製造■バッキング1Cの内面側に、列電極C1 ,C2 ,・・・Cn と、列電極チェック用ラインCCL と、前記列電極C1 ,C2 ,・・・Cn 及び列電極チェック用ラインCCL の延長部である端子部Zと、抵抗3を構成する導電性インク21の層とを同時に印刷形成する。
■次に、行電極C1 ,C2 ,・・・Cn の上に感圧インク20の層を、抵抗3を構成する導電性インク21の層の上に感圧インク22の層を、同時に印刷形成する。
■続いて、感圧インク22の層の上に絶縁インク23の層を、端子部Zの上に絶縁インク24の層を、同時に印刷形成する。
C.バッキング1R,1Cとの一体化■ 感圧部X以外の部分に接着剤を塗布し、両者を接着一体化すると、厚みが約0.08mmから0.5mm 程度の各種厚みの感圧分布センサーシートが完成する。
【0015】上述したように、この感圧分布センサーシートは行・列電極チェック用ライン及び抵抗3,4を有していない従来のものと同様の方法で容易に製造することができる。
〔パーソナル・コンピュータによるセンサーシートからの出力の読取り回路〕感圧分布センサーシートからの出力を読み取るための回路は、図1に示すように、インターフェイス回路IFを介してコンピュターCPと接続されている。なお、上記したコンピュターCP、インターフェイス回路IF及び出力の読取り回路の基本的動作は公知である(特表昭62-502665 号に開示されている)のでここでは詳述しない。
■先ず、上記した感圧分布センサーシートからの出力を読み取るときには、図1に示す如く前記読取り回路に具備させたコネクタ8を感圧分布センサーシートの端子部Zに接続する。
■ここで、インターフェイス回路IFからのクロック信号によって行カウンター70はカウントを「1」だけ増加すると、行カウンタ70のカウントと対応してマルチプレクサ71のスイッチが切り替わる。したがって、印加電圧(−V)は、増幅器73(この増幅器73の入力側は抵抗72により接地電位に保たれている) を介して行電極R1 ,R2 ,・・・Rn そして列電極チェック用ラインCCL へと順に印加される。
■行電極R1 への電圧の印加から次の行電極,R2 への電圧の印加までの間に、列カウンター77からの出力によりマルチプレクサ76のスイッチが切り替わり、列電極C1 ,C2 ,・・・Cn そして行電極チェック用ラインRCL の順にスキャンされる。このスキャンは各行電極及び列電極チェック用ラインRCL において行われる。
■ここで、感圧部Xに圧力が加わると、スイッチ6が閉状態となると共に圧力に応じた抵抗5の抵抗値が変化して列電極C1 ,C2 ,・・・Cn に順に電流が流れ、それぞれの列の抵抗74及び増幅器75で反転増幅される。反転増幅された出力電圧は列のマルチプレクサ76により順次、レジスタ78に送られデジタル信号としてインターフェイス回路IFに送られる。
■次に、列電極チェック用ラインCCL に電圧が印加されているとき、マルチプレクサ76のスイッチ切り替わりにより列電極C1 ,C2 ,・・・Cn は順にスキャンされ、列電極C1 ,C2 ,・・・Cn から電圧が出力されているか否かにより当該列電極C1 ,C2 ,・・・Cn の断線チェックがなされる。
【0016】また、行電極R1 ,R2 ,・・・Rn の断線チェックは、各行電極R1 ,R2,・・・Rn に電圧が印加されており且つ行電極チェック用ラインRCL が抵抗74及び増幅器75を介してマルチプレクサ76と接続状態にあるときに、行電極チェック用ラインRCL から電圧が出力されているか否かによりなされる。
【0017】なお、上記断線チェック時における列電極C1 ,C2 ,・・・Cn からの電圧出力及び行電極チェック用ラインRCL からの電圧出力は、圧力分布検知の場合と同様に、列の抵抗74及び増幅器75で反転増幅され、反転増幅された出力電圧は列のマルチプレクサ76により、レジスタ78に送られデジタル信号としてインターフェイス回路IFに送られる。
■上述したように、従来の感圧分布センサーシートに行・列電極チェック用ラインRCL ,CCL 及び抵抗3,4を加え、他方、読取り回路に増幅器73及び抵抗74及び増幅器75を加えるだけで、従来必須であった圧力を加えて行う断線確認作業が不要となり且つ断線が発生した場合にはそれをリアルタイムで検知できることとなる。
【0018】なお、上記感圧分布センサーシートでは、行電極R1 ,R2 ・・・Rn 及び列電極C1 ,C2 ・・・Cn を直線的なものとしてあるが、これに限定されるものではなく、行電極R1 ,R2 ・・・Rn 及び列電極C1 ,C2 ・・・Cn が曲線を含むものであったとしても、行電極R1 ,R2 ・・・Rn と列電極C1 ,C2・・・Cn との交差部がきれいに整列するものであればよい。例えば、図6に示すような丸部に斜線が入った部分9が行・列電極の交差部となっている曲面部用の感圧分布センサーシートにも本願発明を施すようにすることもできる。
【0019】また、言うまでもないが、上記感圧分布センサーシートにかえて、図6に示すような、入力側及び出力側の端子部Zを小さな面積部分に集合させて成る感圧分布センサーシートとしてもよい。
【0020】
【発明の効果】発明の実施の形態の欄から、圧力を加えて行う断線確認作業が不要であり且つ断線が発生すればリアルタイムでそれを検知できる感圧分布センサーシート及びこれの断線検知方法を提供できた。
【図面の簡単な説明】
【図1】パーソナル・コンピュータにより感圧分布センサーシートからの出力の読み取るための回路を示す説明図。
【図2】前記感圧分布センサーシートの説明図。
【図3】前記感圧分布センサーシートの感圧部の断面図。
【図4】前記感圧分布センサーシートの断線チェッカー部に設けられている抵抗の説明図。
【図5】前記感圧分布センサーシートの端子部の断面図。
【図6】他の実施形態の感圧分布センサーシートの説明図。
【符号の説明】
1 ,R2 ・・・Rn 行電極
1 ,C2 ・・・Cn 列電極
1R バッキング
1C バッキング
2 感圧インク層
3 抵抗
4 抵抗
20 感圧インク
21 導電性インク
21a 小隙間
22 感圧インク
RCL 行電極チェック用ライン
CCL 列電極チェック用ライン

【特許請求の範囲】
【請求項1】 圧力を加えて行う断線確認作業を不要にし且つ断線の発生をリアルタイムで検知できるようにするための感圧分布センサーシートであって、行電極(R1 )(R2 )・・・(Rn )が形成されたバッキング(1R)と、列電極(C1 )(C2 )・・・(Cn )が形成されたバッキング(1C)とを具備し、前記行・列電極相互間に感圧インク層(2)を介在させる態様で両方のバッキング(1R)(1C)を一体化すると共に全体として可撓性を有するものとし、バッキング(1R)に、全ての行電極(R1 )(R2 )・・・(Rn )における入力端子と反対側の端部がそれぞれ抵抗を介して接続される行電極チェック用ライン(RCL )を形成すると共に、前記行電極チェック用ライン(RCL )の端子を出力端子とし、バッキング(1C)に、全ての列電極(C1 )(C2 )・・・(Cn )における出力端子と反対側の端部がそれぞれ抵抗を介して接続される列電極チェック用ライン(CCL )を形成すると共に、前記列電極チェック用ライン(CCL )の端子を入力端子としたことを特徴とする感圧分布センサーシート。
【請求項2】 感圧インク層(2)は、行電極(R1 )(R2 )・・・(Rn )上に形成された感圧インク(20)の薄層と、列電極(C1 )(C2 )・・・(Cn )上に形成された感圧インク(20)の薄層とにより構成されていることを特徴とする請求項1記載の感圧分布センサーシート。
【請求項3】 行電極チェック用ライン(RCL )は列電極(Cn )と平行になっており、列電極チェック用ライン(CCL )は行電極(Rn )と平行になっていることを特徴とする請求項1又は2記載の感圧分布センサーシート。
【請求項4】 行電極(R1 )(R2 )・・・(Rn )及び列電極チェック用ライン(CCL )の入力端子が集合しており、他方、列電極(C1 )(C2 )・・・(Cn )及び行電極チェック用ライン(RCL )の出力端子が集合していることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の感圧分布センサーシート。
【請求項5】 抵抗(3)(4)はそれぞれ、小隙間(21a) で電気的に分断された二つの導電性インク(21)の薄層と、前記した二つの導電性インク(21)の薄層を電気的に接続する態様で積層形成された感圧インク(22) の薄層とから構成されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の感圧分布センサーシート。
【請求項6】 小隙間(21a) を、櫛歯形状としてあることを特徴とする請求項5記載の感圧分布センサーシート。
【請求項7】 行・列電極及び行・列電極チェック用ライン(RCL )(CCL)を導電性インクにより構成するものとし、前記行・列電極と同時に行・列電極チェック用ライン(RCL )(CCL )及び抵抗(3)(4)の導電性インク(21)の薄層を印刷形成し、行・列電極及び抵抗(3)(4)の導電性インク(21)の薄層上に感圧インクを同時に印刷形成するようにして製造されていることを特徴とする請求項5又は6記載の感圧分布センサーシート。
【請求項8】 請求項1乃至7のいずれかに記載の記載の感圧分布センサーシートにおける行電極(R1 )(R2 )・・・(Rn )及び列電極(C1 )(C2 )・・・(Cn )の断線検知方法であって、各行電極(R1 )(R2 )・・・(Rn )、列電極チェック用ライン(CCL )に順次電圧を印加し、各行電極(R1 )(R2 )・・・(Rn )、列電極チェック用ライン(CCL )毎に増幅器を介してそれぞれの列電極(C1 )(C2 )・・・(Cn )、行電極チェック用ライン(RCL )の電圧を順次検出することを特徴とする断線検知方法。

【図3】
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【図5】
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【図1】
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【図2】
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【図4】
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【図6】
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【特許番号】特許第3338983号(P3338983)
【登録日】平成14年8月16日(2002.8.16)
【発行日】平成14年10月28日(2002.10.28)
【国際特許分類】
【出願番号】特願平9−280098
【出願日】平成9年10月14日(1997.10.14)
【公開番号】特開平11−118635
【公開日】平成11年4月30日(1999.4.30)
【審査請求日】平成12年5月30日(2000.5.30)
【出願人】(000111085)ニッタ株式会社 (588)
【参考文献】
【文献】特開 昭63−75532(JP,A)
【文献】特開 平8−327474(JP,A)