JPH04158273A

JPH04158273A - カーボン接点型スイッチの検査装置

Info

Publication number: JPH04158273A
Application number: JP2283848A
Authority: JP
Inventors: Koji Sakano; 坂野　光次
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1990-10-22
Filing date: 1990-10-22
Publication date: 1992-06-01

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〉本発明は、カーボン接点型スイッチの検査装置に関し、
特にカーボン接点型スイッチの機能の良否とパターン間
の絶縁状態について検査する検査装置に関するものであ
る。

〈従来の技術〉パーソナルコンピュータやワードプロセンサ等に使用さ
れているキーボードには、そのスイッチ部にカーボン接
点型スイッチの一種であるメンブレンスイッチが多用さ
れている。

メンブレンスイッチは、フレキシブルな絶縁シート上に
導電性のペーストをスクリーン印刷して接点を形成し、
上側のシートと下側のシートをスペーサによって約０．
２ｖｗＭして設けた構成となっている。導電性ペースト
としては、銀糸のものが良く使用される。上側及び下側
のシートには複数の信号線（各々、Ｘ側信号線、Ｘ側信
号線）が設けられ、これらがマトリクス状に配されてそ
の交点にて円形のカーボン接点を構成しており、これに
約１３ｇの押圧力が加わると接点が閉じるようになって
いる。スイッチ接点部は、シートを重ねて密閉されてい
るので、ゴミや異物が混入しにくい構造となっている。

このようにして、メンブレンスイッチは単体として製造
される。そして、このメンブレンスイッチをキーボード
に組み込むのであるが、組み込んだ後に不良が発見され
て取替えの必要性が生しることのないように、その製造
段階においてメンブレンスイッチの機能の良否判定を行
う必要がある。

この良否判定は以下のようにして行われる。

スナわち、第３図において、メンブレンスイッチ１をセ
ット治具２上に載置し、メンブレンスイッチ検査装置３
の接続コード４ａ、４ｂをメンブレンスイッチ１のコネ
クタに接続し、メンブレンスイッチ１上に設けたキーハ
ウジング５のキー６を順次押下してメンブレンスイッチ
検査装置３内に予め記憶しである期待されるデータと比
較することによって良否判定を行うものである。

次に、メンブレンスイッチ検査装置３の従来例につき第
４図のブロック図を用いて説明する。同図において、シ
ステムの制御を司るマイクロプロセッサ７と、当該プロ
セッサ７を制御するプログラムや期待されるデータを予
め格納しておくメモリ８と、データを保持するＯＵＴポ
ート９と、データを取り込むためのＩＮボート１０と、
メンブレンスイッチ１の良否を表示するＮ　Ｏ／Ｇ　Ｏ
表示部１１とがパスライン１２を介して相互に接続され
ている。ＯＵＴボート９の出力側に接続されたラインド
ライバー１３は、メンブレンスイッチｌにおける後述す
るＸ側の１５本のパターンＸ０〜ＸＩ４をドライブする
ためのものであり、接続コード４ａによりメンブレンス
イッチ１と接続されている。一方、ＩＮボート１００入
力側に接続されたレシーバ−１４は、メンブレンスイッ
チ１における後述するＹ側の８本のパターンｙ０〜ｙ、
をセンスするためのものであり、接続コード４ｂにより
メンブレンスイッチｌと接続されている。

続いて、上述したメンブレンスイッチ検査装置３におけ
るドライバー１３及びレシーバ−１４並びにメンブレン
スイッチ１の具体的な構成につき第５図の回路図を参照
しつつ説明する。同図において、ｓｗ、、ｓｗ、、・・
・・・・、ｓ　ｗ、、、、　ｓ　ｗ、、。は各々メンブ
レンスイッチ部のキースイッチであり、上側シートの１
５本の信号１ａ（パターン）をＸｓ〜Ｘ、で示し、下側
の８本の信号線（パターン）をｙ０〜ｙ？で示している
。そして、Ｙｏ〜ｙ７パターンには、測定基準抵抗Ｒ，
。〜Ｒ３７を介して＋５Ｖの電圧が印加されている。

ここで、スイッチ測定値の判定基準を第７図に示す。こ
こでの判定は電圧値で行っており、その判定基準電圧Ｅ
　［Ｖ）は、スイッチ抵抗をＸ、測定基準抵抗Ｒ１０〜
ＲＩ７の抵抗値をＲ１とすると、Ｅ　（Ｖ）＝　（ｘ／
　（Ｒ，＋ｘ））Ｘ５なる式で与えられる。これにより
、レシーバ−１４のスレッショルド電圧から２Ｖ（６０
０Ω）以上は全てスイッチ″ＯＦＦ”となり、０．９５
Ｖ以下はスイッチ″ＯＮ”となる。

次に、かかる構成のメンブレンスイッチ検査装置３によ
る検査手順を説明する。

先ず、メンブレンスイッチ１をメンブレンスイッチ検査
装置３に接続し、この状態において、　。

マイクロプロセッサ７によりパターンＸ０〜ＸＩ４へと
順次スキャンしつつオペレータによってキースイッチＳ
ＷＩ〜ＳＷ、、。が押下されるのを待つ。

オペレータがキースイッチＳＷ１からキースィッチ５Ｗ
１２ｏ迄順次押下すると、押下されたキースイッチのデ
ータはレシーバ−１４から取り込まれ、メモリ８に予め
格納しである期待されるデータとマイクロプロセッサ７
により比較し、各キースイッチの“ＯＮ”、“ＯＦＦ”
のＷｆ１認を行う。期待されるデータの区分は第７図の
如くであって、キースイッチ″ＯＮ″の場合を接触抵抗
２００Ω以下とすると電圧値にして０．９５Ｖ以下とな
る。

また、キースイッチ゛ＯＦＦ”の場合、接触抵抗６００
Ω以上とすると電圧値にして２■以上となる。

マイクロプロセッサ７は、キースイッチをＯＮ”、“Ｏ
ＦＦ”した場合に、取り込んだデータ値が判定基準値０
．９５Ｖ以下又は２■以上になっているか否かを判定し
、その判定条件を満足するものを良品、満足しないもの
を不良品とじてＮ　Ｏ／Ｇ　Ｏ表示部１１により表示す
る。

従来は、以上のようにしてメンブレンスイッチ１の良否
判定を行っていた。

〈発明が解決しようとする課題〉しかしながら、上記構成の従来装置では、キースイッチ
“ＯＦＦ”の場合の良品判定範囲が６００Ω以上であっ
て幅が広いので、第５図の箇所Ａに示す如＜ＸＯパター
ンとＸ、パターン間にショートが生じたり、或いは箇所
Ｂに示す如＜ｙ。

パターンとｙ１パターン間にショートが生じ、その抵抗
値が６００Ω以上の場合、漏れ電流Ｉ０を検知すること
ができず、回路ショートを発見できないという問題があ
った。

現に、回路ショートが発生した場合、その際の抵抗がＩ
ＫΩ以上が一般的であって、等止縁数的に大きくなる抵
抗値はキースイッチ“ＯＦＦ’“の場合の判定電圧値を
多少上げたというだけではカバーできるものではなかっ
た。そのため、メンブレンスイッチｌをキーボードに組
み込んだ後に不良が発見されて取替えの必要性が発生す
るという問題が生じていた。

そこで、本発明は、キースイッチ゛’ＯＦＦ”時の測定
抵抗値の限界を高めることにより、上記の問題を解消し
、検査精度の高いカーボン接点型スイッチの検査装置を
提供することを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉上記目的を達成するために、本発明は、互いに交差する
パターン間の交点にて形成されるカーボン接点からなる
スイッチのオン時の導通状態及びオフ時の絶縁状態を検
査するカーボン接点型スイッチの検査装置において、ス
イッチの入力パターンに出力端が接続されてスイッチン
グするオープンコレクタタイプのドライバーと、スイッ
チの出力パターンに導出される出力電圧を複数の比較基
準レベルと比較する比較手段を含むレシーバ−と、この
レシーバ−による比較結果に基ライてスイッチの良否及
びパターン間の絶縁状態の良否を判定する判定部とを具
備する構成を採っている。

〈作用〉本発明によるカーボン接点型スイッチの検査装置では、
カーボン接点型スイッチの入力パターン側にオープンコ
レクタタイプのドライバーを設けてスイッチングすると
共に、その出力パターンに導出される出力電圧を複数の
比較基準レベルと比較することにより、スイッチのオン
時及びオフ時のスイッチ抵抗の良否のみならず、入出力
パターン間或いは他のパターンとの間の絶縁抵抗をもチ
エツクする。

〈実施例〉以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

本発明によるカーボン接点型スイッチの検査装置である
例えばメンブレンスイッチ検査装置は、その外観及び基
本的な構成が第３図及び第４図に示す従来装置と同じで
あり、ドライバー１３及びレシーバ−１４の具体的な回
路構成を第５図に示す従来装置のものと異にしている。

第１図は、メンブレンスイッチ検査装置におけるドライ
バー１３及びレシーバ−１４並びにメンブレンスイッチ
１の具体的な構成を示す回路図である。なお、メンブレ
ンスイッチ１の構成は従来技術で示したものと同様に、
ＸパターンがＸ０パターンからＸＩ４パターンまでの１
５本、ＹパターンがＸ０パターンからＸ７パターンまで
の８本で構成されており、各交点に１２０個のキースイ
ッチＳＷ１〜ＳＷ、□。有している。

メンブレンスイッチ１のＸパターンとＯＵＴポート９と
の間に介在するドライバー１３は、Ｘ。〜Ｘ１４パター
ン毎に設けられたオープンコレクタタイプの１５個のド
ライバー１３゜〜１３，４によって構成されている。一
方、メンブレンスイッチ１のＹパターンとＩＮポート１
０との間に介在するレシーバ−１４において、３’１ｌ
−３’？パターンには、２０にΩの測定基準抵抗Ｒ２゜
〜Ｒ２７を介して１３．ＩＶの電圧が印加されている。

そして、これらｙ０〜ｙ、パターンとＩＮポート１０と
の間には、以下に説明する回路が介在している。なお、
説明の簡単化のために、Ｘ０パターンに関しての回路の
みを図示して説明するが、他のパターンも同様の構成と
なっている。

すなわち、Ｘ０パターンには、コンパレータ１５の（−
）入力端及びコンパレータ１６の（＋）入力端がそれぞ
れ接続されている。コンパレータ１５の（＋）入力端に
はキースイッチ”ＯＦＦ”時の抵抗をチエツクする為の
比較基準電圧１３゜０７Ｖが印加されている。一方、コ
ンパレータ１６の（−）入力端には、レベル切替スイッ
チ１７の出力端が接続され、このレベル切替スイッチ１
７の切替え制御により、Ｈ（高）側レベルとして１２．
９７■、Ｌ（低）レベルとして０．１３Ｖのいずれか一
方の電圧が印加されるようになっている。コンパレータ
１５の出力はＲ（ＲＥＳＥＴ）　　−５（ＳＥＴ）フリ
シブフロップ１８のＳ入力となり、コンパレータ１６の
出力は当該フリップフロップ１８のＲ入力となる。そし
て、このＲ−Ｓフリップフロップ１８のＱ出力をマイク
ロプロセッサ７によりチエツクする。

次に、かかる構成の回路動作について第２図のタイムチ
ャートを参照しつつ説明する。なお、スイッチ測定値の
判定基準を示す第６図において、判定基準電圧Ｅ　〔Ｖ
）は、スイッチ抵抗をＸ、測定基準抵抗Ｒ２゜〜Ｒ２７
の抵抗値をＲ２とすると、Ｅ　（Ｖ）　＝　（ｘ／　（
Ｒｚ　＋ｘ）　）　ｘ　１３．　１なる式で与えられる
。また、ロジック″１″はＨ（高）レベルを、ロジック
°′０”はＬ　（低）レベルをそれぞれ意味するものと
する。

先ず、検査されるメンブレンスイッチ１は、第３図に示
すようにセット治具２上にセットされ、その上に更にキ
ーハウジング５が装着され、接続コード４ａ、４ｂによ
って本検査装置３と接続される。この状態において、レ
シーバ−１４のレベル切替スイッチ１７を”Ｈ”側レベ
ル１２．９７■に切り替えておく、ドライバー１３に対
しては、ＯＵＴポート９から例えば１■ｓｅｃのタイミ
ングずれを有するスキャンパルスを与えて順次スキャン
させる。

今、テストのため、第３図に示すキーハウジング５のキ
ートップ６のうち、キースイッチＳＷ。

を作動（オン）させるキートップがオペレータにより押
下されたものとする。キースイッチＳＷ。

がオンした直後にドライバー１３゜に印加された最初の
スキャンパルス（第２図の■）により、ドライバー１３
゜の出力端はグランドと短絡状態にあり、電流１１が流
れる。この場合、キースイッチＳＷ１の接触抵抗が２Ｍ
Ω以下であると、２０にΩの測定基準抵抗Ｒ２゜との間
でブリッジ関係にあり、Ｘ０パターンの０点の電圧は“
°Ｈ”側レベルの比較基準電圧１２．９７Ｖよりも低く
なり、コンパレータ１６からＲ−Ｓフリップフロップ１
８に対してリセッ）　（Ｒ）信号が出力され、これによ
りＲ−Ｓフリップフロップ１８の出力は低レベルとなる
。

このとき、ドライバー１３．〜１３Ｉ４にはスキャンパ
ルスが印加されておらず、オープンコレクタタイプのド
ライバー１３１〜１３，４はオフ状態にあるので、ＸＩ
＝ＸＩ４パターンが絶縁状態にある。従って、異常のな
い限り、ｙ１〜ｙ、パターンの０点には、１３．ＩＶが
ダイレクトに印加されることになるため、これらパター
ンに関連するコンパレータ１５からＲ−Ｓフリップフロ
ップ１８に対してセット（Ｓ）信号が出力され、これに
よりＲ−Ｓフリ・７プフロンブ１８の出力は高レベルを
維持する。

もし、第１図の箇所Ｂに示す如＜ｙｏパターンとｙ１パ
ターン間にショートがあり、その抵抗値が２ＭΩ以下で
ある場合、第２図■のタイミング、即ちドライバー１３
゜が短絡状態のとき、ｙ、パターンからｙ０パターンへ
電流Ｉ２が流れるので、ｙ、パターンにおける０点の電
圧が“Ｈ”側レベルの比較基準電圧１２．９７Ｖよりも
低くなり、コンパレータ１６からＲ−Ｓフリップフロッ
プ１８に対してリセット信号が出力され、これによりＲ
−Ｓフリップフロップ１８の出力は低レベルとなり、シ
ョートの存在を発見できる。こうして発見できるエラー
が第２図に示すＥＲＲＯＲ−１である。

また、もし、第１図の箇所Ａに示す如＜ｘｏパターンと
Ｘ、パターン間にショートがあり、その抵抗値が２ＭΩ
以下である場合、キースイッチＳＷＩがオンしている間
にＸ、のタイミングのスキャンパルスによってドライバ
ー１３１が短絡したとき、ｘ０パターンからＸＩパター
ンへ電流Ｉ３が流れ、ｘｌのタイミングでｙ０パターン
に関連するＲ−Ｓフリップフロップ１８の出力が低レベ
ルとなり、ショートの存在を発見できる。こうして発見
できるエラーが第２図に示すＥＲＲＯＲ−２である。

以上により、レベル切替スイッチ１７を“Ｈ１１側レベ
ルに切り替えての検査を完了し、キースイッチＳＷ１を
オンしたまま、続いてレベル切替スイッチ１７を”Ｌ″
側レベル０．１３Ｖに切り替える。そうすると、“Ｈ″
側レベル同様、ドライバー１３゜がグランドと短絡状態
となり、χ０パターンへ電流Ｉ、が流れる。このとき、
キースイッチＳＷｌの接触抵抗が２００Ω以下になると
、測定基準抵抗Ｒ２゜とのブリッジ関係でｙ０パターン
の０点の電圧は”Ｌ″側レベルの比較基準電圧０．１３
Ｖよりも低くなり、コンパレータ１６からＲ−Ｓフリッ
プフロップ１８に対しリセット信号が出力され、これに
よりＲ−Ｓフリップフロップ１８の出力は低レベルとな
る。このとき、ドライバー１３１〜１３．４にはスキャ
ンパルスが印加されていないので、ＸＩ”””Ｘ＋４パ
ターンが絶縁状態にある。従って、異常のない限り、ｙ
１〜ｙ７パターンの０点には、１３．ＩＶがダイレクト
に印加されることになり、これらパターンに関連するコ
ンパレータ１５からＲ−Ｓフリップフロップ１８に対し
てセント信号が出力され、これによりＲ−Ｓフリップフ
ロップ１８の出力は高レベルを維持する。

ところが、キースイッチＳ　Ｗｌ＝　Ｓ　Ｗｌ！。の何
れかに接触抵抗不良があり、その接触抵抗が２００Ω以
上であると、ｙ、〜ｙ、パターンの何れかに関連するＲ
−Ｓフリップフロップ１８の出力が低レベルになる所で
高レベルとなり、エラーを発見できる。こうして発見さ
れるエラーが第２図に示すＥＲＲＯＲ−３である。

以上のチエツクを終了すると、オペレータは押下してい
たキートップを開放する。そうすると、キースイッチＳ
ＷＩがオフになり、これに伴ってスイッチＳＷＩの抵抗
が１０ＭΩ以上になると、ドライバー１３゜にスキャン
パルスが印加されても電流■１は“０”に近（、ｙ０パ
ターンにおける０点には１３．ＩＶがダイレクトに印加
されることになり、コンパレータ１５からＲ−Ｓフリッ
プフロップ１８に対してセット信号が出力され、これに
よりＲ−Ｓフリップフロップ１Ｂの出力が高レベルに遷
移する。このとき、キースイッチＳＷ、に１０ＭΩ以下
の抵抗があると、高レベルに遷移しないので、当該スイ
ッチの不良を発見できる。こうして発見されるエラーが
第２図に示すＥＲＲＯＲ−４である。

このようにして、キースイッチＳＷＩからキースイッチ
Ｓ１２゜まで順次チエツクすることにより、各スイッチ
の良否を判断することができる。そうして、その判断結
果に基づき、Ｎｏ／Ｃ，Ｏ表示部１１（第４図参照）に
良否判定結果が表示される。

なお、上記実施例では、ＸＹパターンのマトリクスによ
る各パターンの交点にて形成されたスィッチ群における
各スイッチのオン時の導通状態及びオフ時の絶縁状態を
検査する場合について説明したが、本発明は、ＸＹマト
リクスにより規則的に配列されたスイッチ群における各
スイッチの検査への適用に限定されるものではなく、不
規則に配列されたスイッチ群における各スイッチ、或い
は単体スイッチの検査にも通用可能である。

また、上記実施例においては、カーボン接点型スイッチ
の一種であるメンブレンスイッチの検査装置に適用した
が、これに限定されるものではなく、例えば導電ゴム型
スイッチの検査装置にも適用し得るものであり、要は、
カーボン接点であるが故に接点を形成するパターン間或
いは他のパターンとの間に絶縁不良を生じ易いカーボン
接点型スイッチ全般の検査装置が適用対象となる。

〈発明の効果〉以上詳細に説明したように、本発明によれば、カーボン
接点型スイッチの入力パターン側にオープンコレクタタ
イプのドライバーを設けてスイ・ツチングすると共に、
その出力パターンに導出される出力電圧を複数の比較基
準レベルと比較するようにしたので、スイッチのオン時
及びオフ時のスイッチ抵抗の良否のみならず、入出力パ
ターン間或いは他のパターンとの間の絶縁抵抗をもチエ
ツクできることになる。

特に、スイッチオフ抵抗（例えば、ＩＯＭΩ以上）を測
定するための第１の比較基準レベル、各パターン間の許
容絶縁抵抗（例えば、２ＭΩ）を測定するための第２の
比較基準レベル及びスイッチの許容接触抵抗（例えば、
２００Ω）を測定するための第３の比較基準レベルの３
種類の比較基準レベルを選定し、これとスイッチ抵抗値
による電圧とを比較して一定値以下を不良と判定するよ
うにしたので、以下の如き効果が期待できる。すなわち
、（１）各パターンに入力１ライン、出力１ラインで３種
類の抵抗値（スイッチ抵抗１０ＭΩ以上、２ＭΩ以下、
２００Ω以下）を正確に判定できる。

（２）パターン間にショートがあった場合（第１図の箇
所Ａ、Ｂ）の危険範囲と思われる抵抗（例えば、２ＭΩ
以下）まで発見することができ、不良を未然に防止でき
る。

（３）比較出力を一旦保持するため、ＩＮボート側にノ
イズが混入せず、よって良否判定を高速で行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す回路図、第２図は、
第１図の回路動作を説明するためのタイムチャート、第３図は、メンブレンスイッチ検査装置の外観図、第４図は、メンブレンスイッチ検査装置の構成を示すブ
ロック図、第５図は、従来例を示す回路図、第６図は、本発明の判定基準を示す図、第７図は、従来
の判定基準を示す図である。１・・・メンブレンスイッチ。３・・・メンブレンスイッチ検査装置。５・・・キーハウジング。１１・・・Ｎ　Ｏ／Ｇ　Ｏ表示部、　　１３・・・ドラ
イバー。１４・・・レシーバ−１１５，１６・・・コンパレータ。１７・・・レベル切替スイッチ。１８・・・Ｒ−Ｓフリップフロップ。特許出願人　　　沖電気工業株式会社代理人　　　　　　弁理士　船　橋　國　則Ｉ：ｆンソ
τシスインｔ１３゛トクイバー１４−Ｌ１５−バー＄笑だｆ１０回ｊ各Ｂ第１図第３図従来ｆ′Ｉの凹Ｈ図第５図第６図第７図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）互いに交差するパターン間の交点にて形成される
カーボン接点からなるスイッチのオン時の導通状態及び
オフ時の絶縁状態を検査するカーボン接点型スイッチの
検査装置において、前記スイッチの入力パターンに出力端が接続されてスイ
ッチングするオープンコレクタタイプのドライバーと、前記スイッチの出力パターンに導出される出力電圧を複
数の比較基準レベルと比較する比較手段を含むレシーバ
ーと、前記レシーバーによる比較結果に基づいて前記スイッチ
の良否及び前記パターン間の絶縁状態の良否を判定する
判定部とを具備することを特徴とカーボン接点型スイッ
チの検査装置。
（２）前記レシーバーは、前記出力パターンに所定電圧を印加する測定基準抵抗と
、前記出力電圧を前記スイッチの許容オフ抵抗を測定する
ための前記所定電圧よりも僅かに低い第１の比較基準レ
ベルと比較する第１のコンパレータと、前記第１の比較基準レベルよりも低くかつ前記パターン
間の許容絶縁抵抗を測定するための高レベルの第２の比
較基準レベルと、前記スイッチの許容接触抵抗を測定す
るための低レベルの第３の比較基準レベルとのいずれか
一方を選択的に出力する切替え手段と、前記出力電圧を前記切替え手段による前記第１又は第２
の比較基準レベルと比較する第２のコンパレータと、前記第１及び第２のコンパレータの比較出力を受けてこ
れを保持する保持回路とからなることを特徴とする請求
項１記載のカーボン接点型スイッチの検査装置。