JPH02228721A - キーボード - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、キーボードに関し、特にキーが押下されて
いないにもかかわらず押下されていることを示すデータ
が誤って出力される、所謂イメージの発生を防止したキ
ーボードに関する。

「従来の技術」 第５図に示すように、スイッチ基板１１のプリント配線
面に水平方向に延びた走査線Ｘ１乃至Ｘ。

及び垂直方向に延びたデータ線Ｙ１乃至Ｙ１が互に交叉
するように配列されて、多数の網目が形成される。走査
線Ｘｉ　（１＝　１〜ｍ）とデータ線Ｙ。

（Ｊ−１〜ｎ）との各交叉点位置において、画線の間に
スイッチＳ目が接続される。走査線ＸＩの一端は端子Ａ
、を介してダイオードＤＩのアノードに接続され、その
カソードは走査回路１２に接続される。データ線Ｙ、の
一端は端子Ｂｊを通じてデコーダ１３に接続され、その
他端は端子Ｃ４を介してプルアップ用抵抗器ＲＪの一端
に接続され、その他端は電源端子子Ｂに接続される。

第６図に示すように、走査回路１２から走査信号Ｅ＋乃
至Ｅ、が高速で順次繰返し出力される。

走査信号Ｅ、が低レベル（ゼロボルト）のとき、スイッ
チＳｌｌがオンであれば、ｔｔＡ＠子十Ｂより、Ｒ＋　
　Ｓ＋、　Ｄ＋の経路で走査回路へ電流が流れ、ダイオ
ードＤＩはオンされるので、データ線Ｙｌの電位は低レ
ベルとされる。これにより、スイッチＳ、のオン状態が
デコーダ１３により検出される。他のスイッチＳ目につ
いても同様である。

第５図のキーボードでは任意の２個のスイッチが同時に
オンされても必ずそれらのオン状態を検出でき、イメー
ジが発生することはない、しかしながら、３個のスイッ
チが同時にオンされたとき、イメージが発生する場合が
ある。いま、同時にオンであるスイッチをＳＩｌ＋　　
Ｓ！Ｉｉ　　Ｓ！！とすると、走査信号Ｅ、が低レベル
のとき、電源端子子Ｂより、Ｒ１−３１＋　　Ｄ＋　の
経路及び、Ｒｚ　　Ｓｚ□−３ｚ＋　　Ｓ＋＋　　Ｄ＋
の経路で電流が流れる。従ってその時データ線Ｙ１及び
Ｙ、の電位が共に低レベルとされ、デコーダ１３はスイ
ッチＳ、及びＳａｔをオンと識別する。次の走査信号Ｅ
、が低しヘルのとき、デコーダ１３はスイッチＳｔ１及
びＳｔｔのオンを識別する。このようにスイッチ基板１
１からイメージのデータが発生し、デコーダ１３はオン
されていないスイッチＳ１！をオンであるとした誤った
識別信号を出力することになる。このようなことから、
第５図のキーボードを用いる場合には、３個以上同時に
スイッチをオンさせることを禁止し、もしそうであった
場合にはデコーダ１３はいずれのスイッチもオンとは見
なさない、つまりその時点でのキー人力はすべて無効と
している。

スイッチ基板１１をメンブレンスイッチ（基板）で実現
し、ｍ＝３．ｎ＝２の場合の例を以下に説明する。第７
図に示すように、ＰＥＴ（ポリエチレン、テレフタレー
ト）などのシートをベースとした第１及び第２のフレキ
シブルプリント配線基板（以下メンブレンシートと言う
）２１．２２及びそれらの間に介在されるスペーサ（例
えばＰＥＴより成る）２３で構成される。第８図に示す
ように、第１メンブレンシート上に、スイッチＳｉｊの
一方の接点ａｌｊが円形に形成され、それぞれの接点ａ
ｌｌ〜ａ１ｍは大略水平方向に延びた共通の走査線ＸＩ
に接続される。走査線Ｘｌの一端は、端子部２４の先端
迄延長され、その先端に端子Ａムが形成される。一方、
第２メンブレンシート２２上に、スイッチＳｌｊの他方
の接点す目が円形（ａ目と同じ寸法）に形成され、それ
ぞれの接点ｂｌＪ〜ｂ　ａｊは垂直方向のデータ線ＹＪ
に連結される。データｖＡＹｊの一端及び他端はそれぞ
れ端子部２５及び２６の先端迄延長され、各先端にそれ
ぞれ端子Ｂ１及びＣ，が形成される。なお、各接点を囲
むように円弧片２７が同心に形成されている。第１．第
２メンブレンシートを対向して重ねた場合に、接点ａ目
及びその周りの円弧片２７は接点ｂｌＪ及びその周りの
円弧片２７と重なる位置に配されている。第１．第２メ
ンブレンシート２１９２２ははじめ一枚のシートで作ら
れ、後に折り重ねられる。

第１．第２メンブレンシート２１．２２において第７図
に示すように、厚味が例えば１００μ冒のＰＥＴシート
３１上に銀を含む導電膜３２（例えば厚味７〜８μｍ）
が印刷により形成され、それを覆うようにカーボンより
成る保護膜３３（例えば厚味７〜８μｌｌ）がシルク印
刷により形成されて、各接点ａｉｊ＋　　ｂ４Ｊ、円弧
片２７走査線Ｘｉ＋データ線Ｙ、などのパターンが構成
されている。

第９図に示すスペーサ２３は例えば厚味１００μ腸のＰ
ＥＴシートで作られ、その外形は第１゜第２メンブレン
シートの外形（しかし端子部を除く）と同じである。メ
ンブレンシートの各接点と対向する位置に、接点の外径
と円弧片２７の内径との中間の大きさをもつ円孔２８が
形成される。

第１．第２メンブレンシートはパターンおよび円弧片２
７に囲まれた部分を除き、複数箇所に接着剤２８が塗布
され、スペーサ２３を挾んで互にパターン面を対向させ
た状態で一体に積層される。

円弧片２７は接着剤２８が接点位置まで進入しないよう
に防波堤の役目を持っている。接点ａ目の周りの円弧片
２７と接点す目の周りのそれとは同じ位置で一部の円弧
が切欠かれている。この切欠きは、スイッチをオン、オ
フさせたとき、接点ａムＪ＋　　ｂ五ｊの周囲の空気が
自由に流入できるようにして、円弧片内に閉じ込められ
た空気がオン、オフ動作に影響しないようにしている。

第５図のスイッチ基板１１は既に述べたように３個以上
スイッチを同時にオンさせるとイメージが発生する。こ
れに対し任意の個数のスイッチが同時にオンされても、
イメージが発生しないものとして、各スイッチと直列に
ダイオードを接続した第１０図に示すスイッチ基板も用
いられている。

「発明が解決しようとする課題」 第５図のキーボードでは、同時にオンにできるスイッチ
を２個に制限しなければならず、使い勝手がよくない難
点があると共に、３個以上のスイッチがオンされたこと
を検出し、そのときの人力を全て無効とするための回路
がデコーダに必要となり、デコーダの回路規模が大きく
なる欠点がある。また第１０図に示したスイッチ基板を
使用するキーボードではダイオードの数が多いため、キ
ーボードの寸法を小形にするのが困難であると共に、作
業工数が増加する難点がある。特にメンブレンスイッチ
を用いたキーボードでは、メンブレンシートがフレキシ
ブルであるため、シート上／接着されたダイオードチッ
プが各種の作業工程を経る内に、はがれ易く、製品の歩
留りが悪くなる問題があった。また、使用中の振動・衝
撃によりコンデンサチップがはがれ、製品の信顧度が低
下する恐れもあった。

この発明の目的は、実用上必要な個数（例えば３個また
はそれ以上）のスイッチが同時にオンになってもイメー
ジが発生せず、またメンブレンスイッチを使用する場合
に寸法が大型になったり、製品の歩留が悪化したり、製
品の信鎖度が低下する恐れのないキーボードを提供する
ものである。

［課題を解決するための手段」 先ず請求項（１）記載のキーボードにつき述べる。

複数のデータ線と複数の走査線とが互に交叉して基板上
に形成され、 それらの各交叉点位置において、スイッチ及び直列抵抗
器がデータ線と走査線との間に直列に接続される。

上記各データ線は、比較器に接続されると共にプルアッ
プ用抵抗器を介して電源に接続され、その各比較器は、
上記データ線の電圧としきい値とを比較して高レベル又
低レベルの電圧を特徴する 請求項（２）記載のキーボードでは、請求項（１）記載
のキーボードにおいて、第１メンブレンシート上に上記
スイッチの一方の接点及び上記データ線が形成され、第
２メンブレンシート上に上記スイッチの他方の接点及び
上記走査線が形成され、これら第１．第２メンブレンシ
ートは、対向され、スペーサを介して一体に結合されて
メンブレンスイッチが構成されている。

上記スイッチの接点、データ線及び走査線は、メンブレ
ンシート上に導電膜を印刷し、その導電膜を覆うように
保護膜を印刷して形成したものである。

上記各接点より導出される線状の導電膜の所定区間が欠
如されて、その欠如部分を覆うように印刷された上記保
護膜により、上記直列抵抗器が構成されている。

請求項（３）記載のキーボードは、請求項（ｌ置載のキ
ーボードにおいて、上記スイッチがメンブレンスイッチ
で構成され、そのメンブレンスイッチを構成するメンブ
レンシートに上記直列抵抗器及びプルアップ用抵抗器が
形成されているものである。

請求項（４）記載のキーボードは、請求項（１）記載の
キーボードにおいて、 上記スイッチがメンブレンスイッチで構成され、第１分
圧用抵抗器の一端が上記電源に接続され、その他端が第
２分圧用抵抗器の一端に接続され、その他端が共通電位
点に接続され、その第２分圧用抵抗器の端子電圧がしき
い値として上記各比較器に供給され、その第２分圧用抵
抗器及び上記直列抵抗器は上記メンブレンスイッチを構
成するメンブレンシート上に形成されているものである
。

請求項（５）記載のキーボードは、上記の直列抵抗器、
プルアップ用抵抗器又は第２分圧用抵抗器を同一方向に
形成したものである。

「実施例」 この発明のキーボードに使用するスイッチ基板１１は、
第１図に示すように各スイッチＳ―に直列抵抗器Ｒ１，
が接続される。いまスイッチＳ　＋　＋　＋Ｓよｌ＋ｓ
！１が同時にオンしているとき、端子Ａ１に印加される
走査信号Ｅ１が低レベル（ゼロボルト）になった場合の
データ線Ｂ、、Ｂ、の電圧を求めよう、この場合、スイ
ッチ基板１１の要部の等価回路は第２図に示す如く表わ
せる。電源端吊子Ｂの電圧をＥｂ、プルアップ用抵抗器
Ｒ＋、Ｒｚ及び直列抵抗器Ｒム、それぞれの抵抗値をＲ
とすれば、第２図の２２点と電源端吊子Ｂとの間の合成
抵抗Ｒ，は、 ２１点の電圧（端子Ｂ＋の電圧）Ｖ＋　は、となる。従
って合成抵抗Ｒ７の両端電圧ｖ１ば、端子ＣＺ　　（端
子Ｂりの電圧Ｖ２は、となる。しかしＥ、＝５Ｖとする
。

更に、スイッチ５１１ｒ　Ｓ３！がＳ＋＋、　　３ｍ１
＋　　Ｓｔｙと同時にオンされた場合の上記Ｒｔ　、Ｖ
＋　、Ｖ−。

ｖ２をそれぞれダッシュ（′）を付して表わせば、それ
ぞれ で与えられる。従って端子Ｂ、〜Ｂ、の出力端にコンパ
レータ回路３０を設け、そのしきい値電圧■、を３，５
■に設定し、各比較器ＣＰｊの入力電圧■ｊがＶ、より
小さいか太きかにより、それぞれ出力■。Ｊを低レベル
（ゼロボルト）又は高レベル（＋Ｅ、−＋５Ｖ）とすれ
ば、上記いずれの場合も、■ｅｔ−ＯＶ、　　ＶＯ２−
５Ｖ　（勿論他）Ｖ、Ｌ；を全て５Ｖ）となり、従来例
で述べたイメージは発生しない。

比較器ｃｐ、の入力電圧Ｖｏｊは上述のＶ＋、Ｖｚ。

■＋’　＋　　Ｖ！′の式を見れば明らかなように、プ
ルアップ用抵抗器Ｒ４と直列抵抗器Ｒ１ｊとの抵抗値が
等しければ、抵抗値の大きさには無関係であるので、メ
ンブレンスイッチを用いる場合には、プルアンプ用抵抗
器Ｒｊを直列抵抗器Ｒ１Ｊと共に同一の製造工程で同一
のメンブレンシート上に形成するのが望ましい。このよ
うにすると、Ｒ１，及びＲ５の抵抗値が標準値からばら
ついたとしても、Ｒ五、及びＲｊ内でのばらつきは比較
的小さくなり、このため入力電圧Ｖ、の誤差が小さくな
り、コンパレータ回路３０の出力データの信顛性が向上
するからである。また、プルアップ用抵抗器Ｒ４及び直
列抵抗器Ｒ，Ｊそれぞれの標準抵抗値が互に異なる場合
にも同一のメンブレンシートに形成すると上記と同様の
効果がある。

比較器ＣＰｊに与えるしきい値電圧■、は例えば電源電
圧Ｅ、（＋５Ｖ）を抵抗器Ｒ，とＲ，とで分圧して作る
ことができる。もしプルアップ用抵抗器Ｒｊをメンブレ
ンシートの外部に外付けする場合には、共通電位側の分
圧用の抵抗器Ｒ５を直列抵抗器ＲｉＪと共に同一のメン
ブレンシートに形成し、電源端子＋Ｂ側の分圧用抵抗器
Ｒ１はプルアンプ用抵抗器Ｒ４と共に精度の高い個別部
品などを用いるのが望ましい。このようにすれば、直列
抵抗器Ｒ１ｊの抵抗値が例えば標準値より可成り小さめ
にでき、そのため比較器ＣＰｊの入力電圧ｖノが小さい
方にばらついても、分圧用抵抗器Ｒ５の抵抗値が同様に
小さい方に偏移しているので、しきい値電圧■、も小さ
い方にばらつくので、符号識別のマージンがとり易（な
る。

キーボードにメンブレンスイッチを使用する場合には、
第３図に示すようにメンブレンシート（図では第２メン
ブレンシート）上の接点ｂｉ、とデータ線Ｙ、とを結ぶ
パターンの途中に抵抗膜を印刷により形成して直列抵抗
器ＲＩＪとされる。同図では更にプルアップ用抵抗器Ｒ
４も同様に第２メンブレンシート上に形成した場合が示
されている。

またプルアップ用抵抗器ＲＪの代りに第２分圧用抵抗器
Ｒ１を直列抵抗器Ｒ４ｊと共に同一のメンブレンシート
に設ける場合には、例えば第３図に点線で示すように構
成される。これらの直列抵抗器Ｒ目及びプルアップ用抵
抗器Ｒｊ　（或いは第２分圧用抵抗器Ｒ，）はメンブレ
ンシート上において同一方向に形成するのが望ましい、
このようにすると、各抵抗器はスキージ方向に対して一
定の方向となるため、抵抗値のばらつきが小τくできる
。

なお、スキージとはシルク印刷に使う刷毛のことであり
、スキージ方向とは、インクを押し拡げるためにスキー
ジを動かすときの方向を言う。

直列抵抗器Ｒ１ｊをはじめとするこれらの抵抗器は、各
接点よりデータ線又は走査線に至る導電膜の途中を所定
区間欠如させて、その部分に、抵抗膜を印刷して作るこ
とができる。しかし、特別に抵抗用のインクを用いない
で、第４図に示すように例えばカーボンより成る保護膜
３３で代用するのが望ましい、このようにすれば、特別
の抵抗印刷工程が無くなり、作業時間を短縮できる。

接点ａ　ｉＪ、　　ｂ　ｉＪ上に印刷される保護膜３３
は例えば７〜８μ鋼程度の薄いものであり、かつ接点の
面積も比較的広いので、接点間の接触抵抗値は小さく（
ＩＯオーム以下）できる、一方、抵抗膜の代りに用いら
れる上記の保護膜３３は長さが放間と長く、かつ断面積
を小さくできるので、数にΩの抵抗値を得るのは容易で
ある。

これ迄の説明ではスイッチ基板１１においてデータ線Ｙ
ｊの一端にプルアップ用抵抗器Ｒ１を接続し、他端をコ
ンパレータ回路に接続するものとしたが、データ線゛ｌ
ノの一方の端末に両者を接続するようにしてもよい。

「発明の効果」 この発明によれば、スイッチ基板の各スイッチに直列抵
抗器を接続すると共に、各データ線の電圧を比較器によ
り高レベル又は低レベルのいずれかに識別すると言った
比較的簡単な手段により、３個又はそれ以上のスイッチ
のオンに対して容易にイメージの発生を防止できる。

この発明によれば、キーボードにメンブレンスイッチを
使用した場合に、従来のようにダイオ−トチツブを接着
する代りに、直列抵抗器を印刷により形成できるので、
スイッチ基板の寸法を小形にできると共に部品はがれが
ないので歩留もよくなり、また使用中における製品の信
鯨度が低下する恐れもない。

直列抵抗器Ｒ目と共にプルアップ用抵抗器Ｒ１（又は第
２分圧用抵抗器Ｒ，）を同一のメンブレンシートに形成
する場合には、これら抵抗器の基準値からのばらつきが
スイッチのオン／オフ状態の識別に与える影響を軽減で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の要部を示す回路図、第２図は第１図
においてスイッチＳａｔ、　　Ｓ□及びＳ。がオンでか
つ走査信号Ｅ１が低レベルであるときの要部の等価回路
図、第３図は第１図のスイッチ基板１１として使用され
るメンブレンスイッチを構成する第２メンブレンシート
の平面図、第４図Ａ及びＢはそれぞれ第３図の直列抵抗
器Ｒ４ｊの構成例を示すための要部の平面図及びＡＡ断
面図、第５図は従来のキーボードの回路図、第６図は第
５図の走査回路１２の走査信号Ｅ、乃至Ｅ、のタイムチ
ャート、第７図は第５図のスイッチ基板をメンブレンス
イッチとして構成した場合の要部の断面図、第８図は第
７図の第１１第２メンブレンシー）２１及び２２の平面
図、第９図は第７図のスペーサ２３の平面図、第１０図
は従来のスイッチ基板１１の他の例を示す回路図である
。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数のデータ線と複数の走査線とが互に交叉して
   基板上に形成され、 それらの各交叉点位置において、スイッチ及び直列抵抗
   器がデータ線と走査線との間に直列に接続され、 上記各データ線は、比較器に接続されると共にプルアッ
   プ用抵抗器を介して電源に接続され、その各比較器は、
   上記データ線の電圧としきい値とを比較して高レベル又
   は低レベルの電圧を出力するものである、 キーボード。
2. （２）請求項（１）記載のキーボードにおいて、第１メ
   ンブレンシート上に上記スイッチの一方の接点及び上記
   データ線が形成され、第２メンブレンシート上に上記ス
   イッチの他方の接点及び上記走査線が形成され、これら
   第１、第２メンブレンシートは、対向され、スペーサを
   介して一体に結合されてメンブレンスイッチが構成され
   、上記スイッチの接点、データ線及び走査線は、メンブ
   レンシート上に導電膜を印刷し、その導電膜を覆うよう
   に保護膜を印刷して形成したものであり、 上記各接点より導出される線状の導電膜の所定区間が欠
   如されて、その欠如部分を覆うように印刷された上記保
   護膜により、上記直列抵抗器が構成されている、 キーボード。
3. （３）請求項（１）記載のキーボードにおいて、上記ス
   イッチがメンブレンスイッチで構成され、そのメンブレ
   ンスイッチを構成するメンブレンシートに上記直列抵抗
   器及びプルアップ用抵抗器が印刷により形成されている
   ものである、 キーボード。
4. （４）請求項（１）記載のキーボードにおいて、上記ス
   イッチがメンブレンスイッチで構成され、第１分圧用抵
   抗器の一端が上記電源に接続され、その他端が第２分圧
   用抵抗器の一端に接続され、その他端が共通電位点に接
   続れ、その第２分圧用抵抗器の端子電圧がしきい値とし
   て上記各比較器に供給され、その第２分圧用抵抗器及び
   上記直列抵抗器は上記メンブレンスイッチを構成するメ
   ンブレンシート上に形成されているキーボード。
5. （５）直列抵抗器、プルアップ用抵抗器又は第２分圧用
   抵抗器が同一方向に形成されている請求項（２）又は（
   ３）又は（４）記載のキーボード。