Brevet FR2625632A1 — publié le 19890707

La présente invention concerne des blocs capaci- tifs à effleurement et, plus particulièrement, une construc- tion nouvelle de blocs à effleurement permettant d'obtenir un aspect agréable des blocs de couleur claire pour un pan- neau de commande d'appareil ménager. L'utilisation de panneaux de commande à blocs capacitifs à effleurement en verre pour les commandes des appareils ménagers est bien connue. Cependant, de tels panneaux de commande emploient généralement des blocs à effleurement qui ont une couleur relativement foncée. Les tendances actuelles dans la réalisation des cuisines ont créé un besoin pour un panneau de commande avec des blocs à effleurement blancs présentant des lettres et/ou des sym- boles de couleur noire. Les blocs à effleurement d'un pan- neau de commande doivent satisfaire les normes concernant des panneaux de ce type, c'est-à-dire que le bloc doit être conducteur, avoir au moins des dimensions minimum, et résis- ter à l'abrasion et aux éléments corrosifs que contiennent les aliments. On applique normalement les blocs par sérigra- phie d'un émail de céramique auquel on ajoute une poudre métallique. On cuit alors la pellicule imprimée de manière à - 2 - former une pellicule vitreuse conductrice. La solution clas- sique donne des résultats satisfaisants pour des blocs de couleur relativement foncée. Cependant, l'addition néces- saire de composants métalliques conducteurs d'usage courant à un émail blanc noircit celui-ci., ce.qui se traduit par une couleur blanc cassé ou grise. L'utilisation d'argent presque pur comme composant métallique donne une couleur blanche assez satisfaisante; cependant, celui-ci ne présente pas les autres propriétés requises et est enclin à se ternir par exposition à l'air. Compte-tenu des inconvénients précédents de l'art antérieur, il existe un besoin pour un moyen permettant d'obtenir un panneau de commande à effleurement capacitif comportant des blocs blancs. La présente invention a par conséquent pour objet un panneau de commande à blocs capacitifs à effleurement pour appareil, ayant pour caractéristique des blocs à effleurement blanc avec des lettres de couleur noire. Un ensemble à blocs à effleurement capacitifs selon la présente invention comporte une fine couche de diélectrique ou substrat ayant une électrode extérieure à effleurement en matériau conducteur de couleur relativement foncée qui est déposé sur sa surface extérieure et une paire d'électrodes intérieures séparées spatialement qui sont for- mées sur sa surface intérieure pour connexion au circuit de commande. Pour conférer aux blocs à effleurement un aspect de couleur claire, une couche de matériau décoratif non conducteur, de couleur relativement claire, est appliquée à la surface extérieure recouvrant l'électrode à effleurement de manière à cacher. sa couleur foncée à l'exception d'une petite surface exposée de l'électrode qui peut définir un symbole concernant la fonction du bloc. La surface exposée fournit le moyen pour un contact direct d'une personne avec l'électrode extérieure à effleurement. De préférence, l'électrode extérieure est obtenue - 3 - par sérigraphie ou sinon par dépôt d'une pâte pouvant être tamisée, comprenant un mélange de particules de verre noires finement broyées, d'une poudre métallique conductrice, dans un milieu organique, qui est recouvert d'une couche d'émail de céramique blanche non conductrice à l'exception de la petite zone exposée. La zone exposée fournit les lettres de couleur noire ou autres symboles sur le bloc à effleurement. Selon un autre aspect de la présente invention, la couche de matériau décoratif peut être appliquée en revête- ments multiples pour assurer une couverture convenable afin de cacher l'électrode sous-jacente de couleur noire. De tels revêtements multiples, s'ils ne sont pas alignés avec preci- sion, peuvent provoquer une bordure irrégulière, inesthé- tique, pour la zone exposée. Pour résoudre le problème de l'alignement et améliorer l'aspect, une seconde couche de matériau conducteur de couleur foncée recouvre la zone expo- sée et les parties immédiatement contiguës de la couche de décoration, d'o la définition d'une version légèrement agrandie du symbole défini par la zone exposée. Selon encore un autre aspect de la présente inven- tion, l'électrode extérieure est constituée d'un matériau gris ou d'argent pour faciliter la couverture des revête- ments par la couche de décoration. Une couche de matériau conducteur noir recouvre la zone exposée et les parties immédiatement contiguës de la couche de décoration, donnant là encore une version légèrement agrandie du symbole défini par la zone exposée. La suite de la description se réfère aux figures annexées qui représentent respectivement: Figure 1A et lB, des vues du dessus et de côté, respectivement, d'une partie d'un panneau de commande à effleurement, correspondant à une construction de l'art antérieur de blocs à effleurement; Figure 2A, une vue en plan d'un panneau de com- mande à effleurement capacitif pour un ensemble de surface -4- de cuisinière; Figure 2B, une vue de dessous d'une partie du panneau de commande de la figure 2A représentant l'un des blocs à effleurement; Figures 3A et 3B, des vues -en plan et en coupe, respectivement, du bloc à effleurement de la figure 2B, et Figures 4A et 4B, des vues en plan et en coupe, respectivement, d'une autre construction pour le bloc à effleurement de la figure 2B. En liaison tout d'abord avec les figures 1A et lB, une construction d'un bloc à effleurement capacitif de l'art antérieur, représentée dans ses grandes lignes par la réfé- rence 10, comporte un substrat diélectrique 12, une élec- trode à effleurement 14 en matériau conducteur d'électricité, fabriquée sur la surface extérieure faciale 12A du substrat 12, ayant une limite présélectionnée de forme généralement rectangulaire, et une paire d'électrodes intérieures 16 et 18 qu'on appelle électrode d'émission et électrode de réception, respectivement, fabriquées sur la surface intérieure 12B du substrat 12 en étant situées au dessous et sensiblement à l'intérieur des limites de l'électrode 14. Les électrodes d'émission et de réception sont appelées à être connectées à un circuit de commande électronique bien connu (non représenté pour simplifier). Un tel circuit est généralement configuré de manière à attaquer l'électrode d'émission avec une impulsion de balayage et à déceler un changement de l'amplitude de cette impulsion à l'électrode de réception alors que l'impédance effective de couplage en série entre les électrodes d'émission et de réception varie lorsque l'électrode à effleurement 14 est touchée par une personne. Comme on l'a décrit dans le présent contexte, de tels ensembles à blocs à effleurement de l'art antérieur ont comme caractéristique d'avoir des blocs de couleur foncée car l'addition d'une poudre métallique à l'émail qui est déposé sur le substrat pour former les électrodes des blocs a pour effet d'assombrir l'émail par inhérence. Ainsi, on ne connait aucun émail conducteur qui puisse satisfaire les conditions de blancheur et posséder les caractéristiques physiques et électriques, mentionnées ci- dessus, qui sont nécessaires pour les blocs à effleurement d'un panneau de commande d'appareil ménager. La présente invention surmonte les insuffisances exposées ci-dessus de l'art antérieur en proposant un ensemble à blocs à effleurement capacitifs pour un panneau de commande d'appareil, qui ait une couleur relativement claire, de préférence blanche. Un panneau 20 de commande d'appareil, par exemple d'une table de cuisson, est représenté en figure 2A. Le pan- neau de commande 20 est un panneau de commande par effleure- ment capacitif avec un bloc 22 à effleurement Marche/Arrêt, des blocs à effleurement 24 permettant de choisir les réglages de faible puissance, de puissance médiane, et de haute puissance pour l'ensemble de surface, et des touches à -20 effleurement 26A et 26B pour faire basculer la sélection du réglage de la puissance dans le sens croissant et dans le sens décroissant, respectivement. Les blocs 22, 24, 26A et 26B sont formés sur un substrat 27 en diélectrique, de pré- férence en verre trempé. Normalement, dans les panneaux de commande, la surface intérieure du verre est revêtue d'une pellicule opaque de décoration avant l'application des élec- trodes intérieures. Cette pellicule peut être en émail de céramique ou en matériau organique. Dans le panneau du mode de réalisation donné à titre d'illustration, une partie rec- tangulaire du verre n'est pas recouverte de la pellicule opaque pour former une fenêtre de vision 28 pour les élé- ments sous-jacents de visualisation qui peuvent être des dispositifs fluorescents sous vide ou des diodes électrolu- minescentes ou autres éléments pouvant fournir une indica- tion visuelle du réglage choisi pour la puissance de - 6 - l'ensemble de surface. Dans le panneau de commande 20, chacun des blocs à effleurement a une couleur relativement claire, de préfé- rence une couleur blanche. Le symbole triangulaire placé sur les blocs 26A et 26B et les lettres des blocs 22 et 24 ont. une couleur relativement foncée, de préférence noire. Comme on le décrira ci-après en détail en ce qui concerne le bloc 26B, les divers symboles indicateurs de fonction qui apparaissent sur les blocs sont définis par sérigraphie du fini décoratif en émail blanc sur l'électrode noire en utilisant une technique de formation de caractères telle que la surface exposée de l'électrode définit les sym- boles qui peuvent être des lettres ou autres signes pour identifier la fonction du bloc pour l'utilisateur. En liaison maintenant avec les figures 2s, 3A et 3B, on décrira en détail la construction du bloc 26B. On remarquera que les autres blocs ont une construction sem- blable, n'étant différente que par la forme du symbole défi- nissant la zone exposée. La figure 2B représente une partie du côté intérieur du panneau de commande 20 contenant le bloc à effleurement 26B. Les électrodes intérieures 30 et 32 pour le bloc à effleurement 26B sont fabriquées sur la sur- face intérieure du substrat 27 en étant sous-jacentes et dans les limites de l'électrode extérieure 34 selon une manière classique, par exemple par sérigraphie d'une pâte métallique conductrice sur le verre dans la configuration désirée. Des fils 30A et 32A s'étendent à partir des élec- trodes 30 et 32, respectivement, pour raccordement au cir- cuit de commande électronique extérieur (non représenté). La figure 3A est une vue de dessus du bloc à effleurement 26B. La figure 3B est une vue en coupe de la partie du panneau de commande 20 représentée en figure 3A prise le long des lignes 3B, représentant les électrodes 30, 32 et 34 ainsi que la couche de matériau décoratif 36 de couleur relativement claire, qui recouvre l'électrode 34 à -- 7 -- l'exception d'une zone exposée 38 définissant le symbole triangulaire "saut". En figures 3A et 3B, les fils provenant des électrodes 30 et 32 ne sont pas représentés pour simpli- fier et rendre la figure plus claire; cependant, on remar- quera qu'en pratique on utiliserait des fils, comme cela est représenté en figure 2B, pour relier la paire d'électrodes intérieures à un circuit électronique approprié afin de connecter le bloc à touches à la commande de l'appareil. Dans le mode de réalisation donné à titre d'illustration, le matériau de couleur claire est un émail de céramique blanche. On remarquera que les épaisseurs des électrodes 30, 32 et 34 et de la couche décorative non conductrice 36 ont été grossièrement exagérées à des fins d'illustration et ne sont pas nécessairement à l'échelle par rapport à l'épaisseur du substrat ou les unes par rapport aux autres. De plus, pour simplifier, et étant donné que cela ne consti- tue pas une partie de la présente invention, la fine pelli- cule décorative opaque placée sur la surface intérieure du substrat 27 n'est pas représentée en figure 3B. En pratique, les électrodes intérieures 30 et 32 sont appliquées sur la pellicule opaque. Le matériau de l'électrode 34 est un matériau conducteur de couleur relativement foncée, constitué de pré- férence d'un mélange de verre noir finement broyé, d'un com- posant métallique tel que l'argent, le palladium ou autre élément métallique conducteur sous forme d'une fine poudre ou d'un composé organométallique tel qu'un résinate, avec un milieu organique et un autre ingrédient de nature clas- sique, sous forme d'une pâte pouvant être tamisée. Cette pâte est déposée sur la surface extérieure du substrat 22 par sérigraphie. L'impression est séchée et cuite à 600-700 C pour éliminer les composants organiques et faire fondre la pâte, se traduisant par un bloc à pellicule conductrice. Une couche en émail de céramique de préférence blanche, non conductrice, de couleur claire, est alors appliquée, égale- - 8 ment par sérigraphie, de manière à recouvrir l'électrode 34 à l'exception de la zone exposée 38 afin de définir le sym- bole désiré, lequel est un triangle en ce qui concerne le bloc 26B. La formation des lettres sur les autres blocs s'effectue d'une façon similaire. Cette couche d'émail est alors séchée et cuite. Grâce à cet agencement,. on obtient une zone de bloc de couleur claire avec des lettres noires donnant un aspect plaisant. L'inscription en noir a également la fonc- tion de permettre un contact direct entre l'utilisateur et l'électrode à effleurement via la zone exposée à symbole pour provoquer la commutation. Dans certains cas, un simple revêtement d'émail blanc peut ne pas cacher suffisamment l'électrode noire sous jacente, ce qui a pour effet que le bloc à effleurement résultant a un aspect grisâtre. Un second revêtement d'émail blanc pourrait être appliqué; cependant, il serait diffi- cile d'obtenir son alignement précis pour avoir des lettres nettes. La variante de réalisation illustrée en figure 4A et 4B surmonte ce problème. Dans les modes de réalisation qu'on va décrire en liaison avec les figures 4A et 4B, l'électrode extérieure relativement. foncée 34' et les électrodes intérieures 30 et 32 sont déposées sur le substrat 22 et une couche 36' d'émail blanc est appliquée comme on l'a décrit précédemment en liaison avec les figures 3A et 3B, sauf que, pour des raisons qui apparaitront ci dessous, la zone exposée 38' laissée découverte par la couche d'émail blanc 36' est de préférence quelque peu plus petite que la zone désirée pour le symbole pour des considérations d'aspect. La couche blanche 36' peut être appliquée en revêtements multiples pour obtenir le camouflage désiré de l'électrode noire. Cependant, il est très difficile de contrôler l'alignement avec une précision suffisante pour conserver la définition nette des symboles lorsqu'on emploie des revêtements mul- - 9 - tiples. Pour compenser ce problème d'alignement, on applique une seconde couche 40 de matériau conducteur noir à la sur- face exposée. En réalité, le motif pour la sérigraphie de cette seconde couche noire est légèrement plus grand que la zone exposée de manière à recouvrir des parties contiguës de la couche blanche. Ce recouvrement fournit la compensation d'alignement pour le symbole avec la couche sousjacente et couvre aussi les bords de la zone exposée qui peuvent pre- senter des ébarbures à la suite de l'application des couches multiples. Le fait de toucher le symbole défini par la couche 40 provoquera l'actionnement du bloc à effleurement de la même manière que dans le mode de réalisation des figures 3A et 3B. Comme autre variante utilisant la technique de fabrication de base qu'on vient de décrire en liaison avec les figures 4A et 4B, on peut former l'électrode 34' en uti- lisant un matériau d'électrode ayant une couleur grisâtre plus claire, par exemple avec une teneur en argent plus éle- vée. Comme l'électrode est finalement complètement enfermée par des couches supplémentaires, le ternissement n'est pas un problème. Cette couleur plus claire permet à un seul revêtement d'émail blanc de cacher de façon plus sûre l'électrode restant relativement foncée. Cependant, la sur- face exposée résultante est grise au lieu d'avoir le noir désiré. On y remédie en appliquant de nouveau la couche. 40 de matériau conducteur noir au motif exposé. Le chevauche- ment du motif agrandi autorise un certain manque d'alignement pendant l'application. Dans les deux modes de réalisation avec électrode noire et électrode grise qu'on vient de décrire, le symbole noir agrandi assure la continuité électrique entre le point de contact avec l'utilisateur et la couche sous-jacente qui sert de plaque de condensateur, permettant l'actionnement du bloc en effleurant le symbole. - 10 - REVENDICATIONS 1. Ensemble (20) à blocs à effleurement capacitif (22, 24, 26A-B) caractérisé en ce qu'il comprend: une couche (27) de matériau diélectrique ayant une surface extérieure et une surface intérieure; une électrode extérieure (34) comprenant une pre- mière couche fine d'un matériau conducteur de couleur rela- tivement foncée fabriquée sur la surface extérieure de manière à répondre au contact avec un utilisateur; une paire d'électrodes intérieures (30, 32) sépa- rées spatialement, fabriquées sur la surface intérieure en étant sensiblement à l'intérieur des limites de la première électrode, cette première électrode étant destinée à un contact électrique avec un circuit électronique extérieur de commande; une couche (36) de matériau décoratif non conduc- teur, de couleur relativement claire, appliquée à la surface extérieure en recouvrant sensiblement la première électrode, en entourant une petite surface exposée (38) de la première électrode, la surface exposée définissant un symbole devant être touché.; d'o il résulte que le bloc donne un aspect de couleur claire plaisant avec un symbole foncé faisant contraste, le symbole fournissant le moyen pour un contact direct de l'utilisateur avec la première électrode. 2. Ensemble selon la revendication 1,. caractérisé en ce que le matériau conducteur relativement foncé est une pâte tamisable constituée d'un mélange de verre noir fine- ment broyé, d'un composant métallique conducteur et d'un milieu organique. 3. Ensemble selon la revendication 2, caractérisé en ce que le matériau décoratif non conducteur, de couleur relativement claire, est constitué d'un émail de céramique blanc. - 11 - 4. Ensemble (20) d blocs à eïtleuremient selon la revertulcation 1, caractérisé en ce que le symbole iaenrititle la fonction ou bloc à etfleurement. - 5. Ensemble (20) à blocs à effleurement capacitif (22, 24, 26A-B) caractérisé en ce qu'il comprend: une couche (27) de matériau diélectrique ayant une surface extérieure et une surface intérieure; une électrode extérieure (34) comportant une fine couche de matériau conducteur de couleur relativement fon- cée, fabriquée sur la surface extérieure pour répondre au contact avec l'utilisateur; une paire d'électrodes intérieures (30, 32) sépa- rées spatialement, fabriquées sur la surface intérieure au dessous de la première électrode et destinées à être reliées électriquement à un circuit électronique extérieur; une fine couche (34') de matériau décoratif non conducteur, de couleur relativement claire, déposée sur la surface extérieure en recouvrant l'électrode extérieure définissant une zone découverte de la première électrode; une seconde couche fine (40) de matériau conduc- teur de couleur relativement foncée, recouvrant la zone découverte et la partie de la fine couche décorative conti- guë à la zone découverte, la seconde couche définissant un symbole devant être touché; d'o il résulte que le bloc donne un aspect de couleur claire plaisant avec un symbole foncé formant contraste, le symbole étant exposé pour contact direct avec un utilisateur et étant en bon contact électrique avec la première électrode. 6. Ensemble selon la revendication 5, caractérisé en ce que le matériau conducteur relativement foncé est une pâte tamisable constituée d'un mélange de verre noir fine- ment broyé, d'un composant métallique conducteur et d'un milieu organique. 35.7. Ensemble selon la revendication 6, caractérisé - 12 - 2625632 en ce que le matériau décoratif non conducteur, de couleur relativement claire, est constitué d'un émail de céramique blanc. 8. Procédé pour former un bloc (22, 24, 26A-B) à effleurement capacitif sur un substrat en diélectrique (27) ayant une surface intérieure et une surface extérieure, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: déposer une couche de pâte métallique conductrice de l'électricité, de couleur relativement foncée, sur la surface extérieure de manière à former une première élec- trode(34)de bloc à effleurement; former une paire d'électrodes intérieures (30, 32) séparées spatialement sur la surface intérieure du substrat en diélectrique au-dessous sensiblement de la première élec- trode destinée à une liaison électrique avec un. circuit électronique extérieur; déposer une couche (36) de matériau décoratif non conducteur, de couleur relativement claire, sur la surface extérieure du substrat recouvrant la première électrode, laissant une petite zone exposée (38) de l'électrode desti- née à être touchée par un utilisateur pour provoquer la commutation. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la pâte métallique de couleur foncée est consti- tuée d'un mélange de particules de verre noir finement broyé, d'une poudre métallique conductrice et d'un milieu organique. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le matériau décoratif est constitué d'un émail de céramique blanc. 11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que la zone exposée définit un symbole concernant la fonction du bloc à effleurement. 12. Procédé de formation d'un bloc (22, 24, 26A-B) à effleurement capacitif sur un substrat en diélectrique - 13 - (27) ayant une surface intérieure et une surface extérieure, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: déposer une première couche d'un matériau conduc- teur d'électricité, de couleur relativement foncée, sur la surface extérieure de manière à former une électrode exté- rieure (34), former une paire d'électrodes intérieures (30, 32) séparées spatialement sur la surface intérieure du diélec- trique destinées à être reliées à un circuit électronique extérieur; déposer une couche (34') d'un matériau décoratif, non conducteur, de couleur relativement claire, sur la sur- face extérieure du substrat recouvrant la première élec- trode, laissant une petite surface exposée (38') de l'électrode; déposer une seconde couche (40) de matériau conducteur relativement foncé sur la zone exposée et la par- tie de la couche décorative immédiatement contiguë à la zone exposée, d'o la définition d'un symbole devant être touché- par un utilisateur pour l'actionnement du bloc à effleure- ment. 13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que le matériau conducteur relativement foncé pour les première et seconde couches est une pâte conductrice consti- tuée d'un mélange de particules de verre noir finement broyé, d'une poudre métallique conductrice et d'un milieu organique. 14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que le matériau décoratif est constitué d'émail de céramique blanc. 15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que le symbole concerne la fonction du bloc à effleu- rement. 16. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que la couche de matériau décoratif est appliquée en - 14 - revêtements multiples d'un nombre suffisant pour cacher de manière satisfaisante la partie couverte de l'électrode extérieure relativement noire. 17. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que le matériau conducteur relativement foncé pour les première et seconde couches est une pâte conductrice consti- tuée d'un mélange de particules. de verre noir finement broyé, d'une poudre métallique conductrice et d'un milieu organique. 18) Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que le matériau décoratif est constitué d'un émail de céramique blanc. 19) Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que le matériau conducteur relativement foncé pour la première couche est plus noir que le matériau décoratif mais plus clair que le matériau pour la seconde couche. ) Procédé selon la revendication 19, caractérisé en ce que la couleur du matériau pour la première couche est gris, la couleur du matériau pour la seconde couche est noire et la couleur du matériau pour la couche décorative est blanche.