JPH0629801B2

JPH0629801B2 - 打鍵力センサ−

Info

Publication number: JPH0629801B2
Application number: JP60254899A
Authority: JP
Inventors: 龍治坂本
Original assignee: Toshiba Silicone Co Ltd
Current assignee: Momentive Performance Materials Japan LLC
Priority date: 1985-11-15
Filing date: 1985-11-15
Publication date: 1994-04-20
Anticipated expiration: 2009-04-20
Also published as: JPS62116229A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の技術分野］本発明は、打鍵力センサーに関し、特に、新規な構造を
有し、荷重と出力電圧特性のバラつきが小さく、またそ
の再現性に優れ、薄型化、一体化が可能な量産性に優れ
た打鍵力センサーに関するものである。

［発明の技術的背景］感圧導電性ゴムシートを入力素子とした各種スイッチが
電子部品に多用されている。感圧導電性ゴムシートを利
用した入力スイッチの例としては、一般にＯＮ−ＯＦＦ
スイッチの他、手書入力位置検出装置の入力素子などが
知られている。

さらに、感圧導電性ゴムの持つ感圧センサー的性質を応
用して、感圧導電性ゴムシート（特開昭53−79937号公
報、特開昭54−80350号公報）を用いた電子オルガン用
の打鍵力センサーが実用化されている。これは、ポリ塩
化ビニル樹脂押出材に設けた浅い溝の中に、電極用の金
属シートにはさんだ感圧導電性ゴムシートのリボンを置
き、上からフェルトでカバーした構造である。鍵盤を押
して音を出した後、更に鍵盤に圧力を加えることにより
センサーの抵抗変化を生じさせ、これを定電流による端
子間信号として信号化し、オペアンプで規定のコントロ
ール信号として出力し、音量、音色あるいはピッチを制
御するものである。

しかし、この感圧導電性ゴムシートを用いた方法は、荷
重と出力電圧特性がバラつき、またその再現性も良くな
いという欠点を有しているため、非常に精度の悪い打鍵
力センサーとしてしか使用されていない。さらにこの打
鍵力センサーを製造する場合、非常に長いリボン状シー
トが必要であり、現行の成形法では量産性に乏しく、電
極とのセットもしずらく、コスト的にも高いという欠点
も有している。

［発明の目的］本発明は、以上の欠点を解消するためになされたもの
で、新規な構造を有し、荷重と出力電圧特性のバラつき
が小さく、またその再現性に優れ、薄型化、一体化が可
能な量産性に優れた打鍵力センサーを提供しようとする
ものである。

［発明の構成］すなわち本発明は、第１の電気絶縁性の基板に構成され
るとともにカーボン電極により被覆された電気回路と、
第２の電気絶縁性の基板に構成されるとともにカーボン
電極により被覆され、かつ前記第１の基板の電気回路に
対し間隙を置いて配置された電気回路と、前記第１およ
び第２の基板の少なくとも一方に被着され、かつ該間隙
に配置された感圧導電層から成ることを特徴とする打鍵
力センサーである。

本発明に用いられる電気絶縁性の基板は、板状、フィル
ム状のいずれでもよく、硬質、可とう性のいずれでもよ
い。たとえば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエ
ステル樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、天然ま
たは合成ゴム等のフィルム、積層品、成形品などが挙げ
られる。そして、その厚さは、0.015mm〜２mmの範囲が
適しており、とくに好ましくは０．１〜０．５mmの範囲
である。0.015mm未満ではスクリーン印刷が困難で強度
が弱く、２mmを超えると成形性が悪くコストが高くな
る。

また、上記基板に構成する電気回路は、導電性の金属箔
を基板に貼りつけてからエッチングする方法、導電性の
金属を蒸着して形成する方法、銀などの導電性ペースト
をスクリーン印刷して形成する方法などによって形成さ
れるが、長いリボン状のパターンを精度よく、かつ経済
的に形成するには、スクリーン印刷法が適している。さ
らに、上記電気回路にカーボン電極を被覆するにも、カ
ーボンペーストのスクリーン印刷が好適である。

次に前記回路上に被着される感圧導電層は、シリコーン
ゴムに、銀、銅、ニッケルなどの１種またはそれ以上の
金属粒子、およびカーボンブラックを分散させたものが
適している。特に、金属粉として特開昭59−98164号公
報に用いられたニッケル粉などの金属粉を白金化合物に
よって表面処理したものを用いることが、荷重と出力電
圧特性のバラつきが小さく、またその再現性に優れてい
る点で好ましい。加えて、この組成物は、基材への接着
性をもたせることもでき、かつスクリーン印刷などの手
法で電極に直接塗布することもできるので、従来の欠点
であった非常に長いリボン状の形状も簡単に成形でき、
一体化も可能となる。

感圧導電層の厚みは、感圧導電性の点から10μｍ以上80
μｍ未満が適しており、好ましくは25μｍ〜50μｍであ
る。10μｍ未満であると初期の絶縁がとりにくく、80μ
ｍ以上であると、出力電圧が低すぎ、そのバラつきも大
きくなる。

また、第１および第２の電気絶縁性の基板を、電気回路
および感圧導電層を中間に置いて貼り合わせて一体化
し、電子オルガンにおける搭載板にセットしやすくする
ことが好ましい。貼り合わせる方法としては、スクリー
ン印刷により粘着剤を形成して貼り合わせる方法、両面
粘着テープで貼り合わせる方法、その他の各種接着剤で
貼り合わせる方法などいずれでもよいが、経済性の点か
らスクリーン印刷により粘着剤を形成して貼り合わせる
方法が適している。

さらに、フェルトを上記打鍵力センサーに貼り合わせて
一体化したり、電子オルガンにおける搭載板にセットし
やすいように、打鍵力センサーの下部に両面粘着テープ
を貼り合わせて一体化してもよい。

以上、本発明にかかる構成要素を組み合わせることによ
り、電子オルガン用の打鍵力センサーが提供される。

［発明の実施例］以下に実施例をもって本発明を詳述するが、本発明の要
旨を損わない範囲において本発明は、実施例のみに限定
されるものではない。なお、参考例中、部はすべて重量
部を表す。

参考例１（白金化合物処理導電性金属粉の製造）ニッケルカルボニルから得た平均粒子径３〜７μｍのニ
ッケル粒子 100部に対してビニルシロキサン配位白金コ
ンプレックス１重量％キシレン溶液 100部を加え、これ
を撹拌、加熱、還流した。４時間後、コンプレックス処
理粉をろ別、洗浄し、150 ℃で２時間加熱して白金−シ
ロキサンコンプレックス処理ニッケル粒子を得た。

参考例２（感圧導電性シリコーンゴムペーストの製
造）付加型シリコーンゴム［東芝シリコーン（株）製ＴＳＥ
３２２１］ 100部にい対して参考例１の白金−シロキサ
ンコンプレックス処理ニッケル粒子300 部とアセチレン
ブラック６部を小型ブレンダーで予備混合後、三本ロー
ルにて分散させ、感圧導電性シリコーンゴム組成物を得
た。さらにこの組成物 100部に対して、粘度調節のため
溶剤［日石（株）製ハイアロム２Ｓ］を１．５部加えて
希釈し、感圧導電性シリコーンゴムペーストを得た。

実施例１第１図の断面図に示すように、大きさ20×1000mmで厚さ
188μｍのポリエステルフイルム１に、銀粒子配合のポ
リウレタン樹脂で平行な２本の電極２を設け、さらに電
極２の上をカーボン配合のポリウレタン樹脂で被覆して
電極３を設けることにより、第１の基板フィルムに電気
回路を形成した。

次に、第２図の断面図に示すように、第１の基板フィル
ムと同じ大きさのポリエステルフィルム１１に、銀粒子
配合のポリウレタン樹脂で、上記２本の電極３に対応す
るような１本の電極１２を設け、これも前記電極２と同
様にカーボン配合のポリウレタン樹脂で被覆し電極１３
を設けることにより、第２の基板フィルムに電気回路を
形成した。

さらに、第２図に示した第２の基板フィルムの電気回路
上に、参考例２で得た感圧導電性シリコーンゴムの感圧
導電層４を厚さ40μｍで設けた。感圧導電層４の形成を
したものの断面図を第３図に示す。

次に第４図に示すように、第３図の感圧導電層を設けた
電気回路フィルムと第１図の電気回路フィルムを、電極
２、３と電極１２，１３とが対応するように粘着剤５で
貼り合わせて、打鍵力センサー６を構成した。

第４図のセンサーにおいて、第１の基板フィルム１に２
本の電極２を設けたのは、電極取出しを一方の基板から
可能にしたものであって、実装性に優れ、またその２本
の電極を平行に配置したのは、センサー長手方向につい
て鍵盤各部の打鍵力を同条件で検出するためである。

比較例１実施例１の感圧導電層の形成を厚さ０．５mmの感圧導電
性ゴムシート（横浜ゴム（株）製）を用いた組立てに置
換えた以外は、実施例１と同じような打鍵力センサーを
構成した。

［発明の効果］本発明の打鍵力センサーを評価するために、第５図に示
すように、打鍵力センサー６を、その上面に両面粘着テ
ープ７でフェルト８を貼り、さらに電子オルガンの鍵盤
９の下の搭載板１０に両面粘着テープで貼り合わせセッ
トした。

評価には、第１図の２本の平行な電極２間にＤＣ５Ｖを
印加し、鍵盤に荷重をかけたときの荷重と出力電圧との
関係とそのバラつきを測定した。第６図に、鍵盤上の荷
重位置を同一場所にして10回測定した時の結果を、また
第７図に、鍵盤上の荷重位置を50mmごとに場所を変えて
10回測定した時の結果を示した。グラフで実線は平均値
を、破線は最大値および最小値を結んだものである。第
６図と第７図からわかるように、本発明の打鍵力センサ
ーは、いずれもほとんどバラつきのない、再現性に優れ
た特性が得られた。

一方、比較例１の打鍵力センサーについても同様の評価
をした。第８図に、鍵盤上の荷重位置を同一場所にして
10回測定した時の結果を、また第９図に、鍵盤上の荷重
位置を50mmごとに場所を変えて10回測定した時の結果を
示した。第８図と第９図からみると、比較例１の打鍵力
センサーは、測定するたび毎に出力電圧値が異なり、ま
たその再現性も得られにくい。

以上説明したとおり、本発明によれば、新規な構造を有
し、荷重と出力電圧特性のバラつきが小さく、またその
再現性に優れ、薄型化、一体化が可能な量産性に優れた
打鍵力センサーが提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の実施例を説明する図で、
第１図は電気回路をもつ第１の基板の断面略図、第２図
は電気回路をもつ第２の基板の断面略図、第３図は第２
図の電気回路上に感圧導電層を設けた第２の基板の断面
略図、第４図は打鍵力センサーの断面略図、第５図は打
鍵力センサーを評価する試験方法の説明図、第６図ない
し第９図は本発明の効果を説明するグラフである。１……第１の電気絶縁性基板（ポリエステルフィル
ム）、１１……第２の電気絶縁性基板（ポリエステルフ
ィルム）、２，１２……銀電極、３，１３……カーボン
被覆電極、４……感圧導電層、５……粘着剤層、６……
打鍵力センサー、７……両面粘着テープ、８……フェル
ト、９……鍵盤、１０……センサー搭載板。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の電気絶縁性の基板に構成されるとと
もにカーボン電極により被覆された電気回路と、第２の
電気絶縁性の基板に構成されるとともにカーボン電極に
より被覆され、かつ前記第１の基板の電気回路に対し間
隙を置いて配置された電気回路と、前記第１および第２
の基板の少なくとも一方に被着され、かつ該間隙に配置
された感圧導電層から成ることを特徴とする打鍵力セン
サー。
【請求項２】第１および第２の電気絶縁性の基板が、そ
れぞれ厚さ0.015mm〜２mmの可とう性絶縁基板フイルム
あるいは樹脂板であることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の打鍵力センサー。
【請求項３】感圧導電層が、表面処理を施した導電性の
金属粉及びカーボンブラックをシリコーンゴムに分散さ
せたペーストにより形成されたものであることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の打鍵力センサー。
【請求項４】感圧導電層の厚さが、１０μｍ以上８０μ
ｍ未満であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の打鍵力センサー。
【請求項５】第１および第２の電気絶縁性の基板を、電
気回路および感圧導電層を中間に置いて貼り合わせ、一
体化して成ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の打鍵力センサー。