(57)【要約】  精度よく押込パラメータを検出することが可能な変形センサを提供することを課題とする。入力端末装置（９）は、表面に画面（９００）を有する本体（９０）と、画面（９００）を表側から覆い操作者から押込荷重（Ｆ）が加えられる入力パネル（９１）と、本体（９０）と入力パネル（９１）との間に区画されるセンサ収容部（９２）と、を備える。変形センサ（１）は、センサ収容部（９２）に配置される。変形センサ（１）は、基層（２０）と、基層（２０）の表面または裏面に積層され押込荷重（Ｆ）に応じて入力パネル（９１）が変形することにより変形し電気抵抗が変化するセンサ層（２１）と、を有するセンサ素子（２）と、センサ素子（２）の表側および裏側のうち少なくとも一方に配置され、押込荷重（Ｆ）が加えられていない無荷重状態において、予めセンサ素子（２）に弾性変形を付与可能な予変形付与層（３）と、を備える。
2013146231.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に画面を有する本体と、該画面を表側から覆い操作者から押込荷重が加えられる入力パネルと、該本体と該入力パネルとの間に区画されるセンサ収容部と、を備える入力端末装置の該センサ収容部に配置され、
基層と、該基層の表面または裏面に積層され該押込荷重に応じて該入力パネルが変形することにより変形し電気抵抗が変化するセンサ層と、を有するセンサ素子と、
該センサ素子の表側および裏側のうち少なくとも一方に配置され、該押込荷重が加えられていない無荷重状態において、予め該センサ素子に弾性変形を付与可能な予変形付与層と、
を備える変形センサ。
【請求項２】
前記センサ層は、前記押込荷重に応じて前記入力パネルが変形することにより弾性変形する請求項１に記載の変形センサ。
【請求項３】
前記入力端末装置は、前記画面に対して前記入力パネルを表裏方向に変形可能に支持する支持枠を備え、
該入力パネルは、該入力パネルの表側から見て、該支持枠の枠内に配置される枠内部分を有し、
該入力パネルの表側から見て、該枠内部分の面方向の重心に対して点対称、または該重心を通る直線に対して線対称になるように、配置されている請求項１または請求項２に記載の変形センサ。
【請求項４】
前記変形センサを前記センサ収容部に収容する前の表裏方向長さをセット前長さ、該変形センサを該センサ収容部に収容した後の表裏方向長さをセット後長さ、として、
前記予変形付与層は、該セット前長さの方が該セット後長さよりも大きいことを利用して、前記センサ素子に弾性変形を付与する請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の変形センサ。
【請求項５】
複数の前記入力端末装置間における前記センサ収容部の表裏方向長さのばらつきの絶対値を組付ばらつき、前記セット前長さと前記セット後長さとの差を圧縮代、として、
該圧縮代は、該組付ばらつきよりも大きい請求項４に記載の変形センサ。
【請求項６】
前記入力パネルの表裏方向の最大変形量は、前記組付ばらつきよりも小さい請求項５に記載の変形センサ。
【請求項７】
前記センサ収容部が延在する方向を収容部延在方向、該収容部延在方向に対して交差する方向を交差方向として、
前記予変形付与層は、前記センサ素子側に突出し、該収容部延在方向に延在し該センサ素子を支持する支持部を有するリブ押子を有し、
該センサ素子は、一面が該支持部に支持される前記基層と、該基層の他面に積層され該交差方向に延在する複数のセンサ体からなる前記センサ層と、各々の該センサ体に該支持部を跨ぐ導通経路が形成されるように、全ての該センサ体を電気的に直列に接続する複数の配線体と、を有する請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の変形センサ。
【請求項８】
前記予変形付与層は、前記センサ素子の裏側に配置され、
前記リブ押子は、表側に突出し、
さらに、該センサ素子の表側に配置され、自身が弾性変形することにより、該センサ素子のうち裏側から前記支持部に支持されていない部分の弾性変形を促進する変形促進層を備える請求項７に記載の変形センサ。
【請求項９】
前記予変形付与層は、前記センサ素子の裏側に配置され、表側に突出する複数の押子を有し、
さらに、該センサ素子の表側に配置され、自身が弾性変形することにより、該センサ素子のうち裏側から該押子に支持されていない部分の弾性変形を促進する変形促進層を備える請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の変形センサ。
【請求項１０】
前記予変形付与層は、前記センサ素子の裏側に配置され、表側に突出する複数の裏側押子を有する裏側予変形付与層と、該センサ素子の表側に配置され、裏側に突出する複数の表側押子を有する表側予変形付与層と、であり、
表側または裏側から見て、複数の該裏側押子と複数の該表側押子とは、互いに重複しないように配置されている請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の変形センサ。
【請求項１１】
前記センサ層は、樹脂またはエラストマーからなる母材と、該母材中に配合されている導電性フィラーと、を有し、弾性変形量が増加するのに従って電気抵抗が増加する請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の変形センサ。
【請求項１２】
前記センサ層は、該センサ層の形成成分を含むセンサ層用塗料から形成されている請求項１ないし請求項１１のいずれかに記載の変形センサ。
【請求項１３】
演算部と、記憶部と、を有する制御装置を備え、
該記憶部には、前記センサ層の電気抵抗と、検出対象である押込パラメータと、の相関テーブルが格納されており、
該演算部は、前記無荷重状態における該センサ層の電気抵抗を基に、該相関テーブルを補正する請求項１ないし請求項１２のいずれかに記載の変形センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スマートフォン、携帯電話などの入力端末装置に用いられる変形センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スマートフォン、携帯電話などの入力端末装置には、面方向の座標を検出可能なタッチセンサが配置されていた。すなわち、入力端末装置は、操作者の指の位置（入力パネルの面方向の座標）をタッチセンサにより検出し、当該座標に応じた動作を行っていた。【０００３】
しかしながら、近年、入力端末装置においては、入力パネルの面方向の座標のみならず、表裏方向の押込量や押込荷重を検出し、当該押込量や押込荷重に応じた動作を実現したいというニーズがある。この点、特許文献１〜３には、表裏方向に加わる荷重を検出可能な荷重センサが開示されている。【０００４】
例えば、特許文献３の荷重センサは、抵抗増加型のセンサ薄膜と、荷重伝達板と、弾性板と、を備えている。荷重伝達板は、センサ薄膜の表側に積層されている。荷重伝達板は、複数の凸部を備えている。弾性板は、センサ薄膜の裏側に積層されている。弾性板は、弾性変形可能である。【０００５】
荷重は、荷重伝達板の複数の凸部を介して、表側からセンサ薄膜に伝達される。センサ薄膜のうち凸部に押圧されている部分は、裏側に突出する。一方、センサ薄膜のうち凸部に押圧されていない部分は、裏側から弾性板に支持されている。このため、当該部分は、裏側に突出しにくい。【０００６】
このように、センサ薄膜の表側に荷重伝達板を、裏側に弾性板を、各々配置することにより、センサ薄膜の弾性変形（曲げ変形）を促進することができる。このため、同文献の荷重センサによると、荷重の検出精度が高くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−１１０２７２号公報
【特許文献２】特表２００６−５１３４０８号公報
【特許文献３】特開２０１０−５４２９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、一般的に、入力端末装置においては、操作者から押込荷重が入力された際の、入力パネルの表裏方向の変形量が、極めて小さい。並びに、同一機種の複数の入力端末装置間においては、寸法精度などにより、組付誤差が発生する場合がある。【０００９】
入力パネルの表裏方向の変形量よりも当該組付誤差の方が大きい場合、入力パネルの表裏方向の変形量をセンサが検出することは困難である。すなわち、操作者の押込量や押込荷重を、精度よく検出することは困難である。【００１０】
本発明の変形センサは、上記課題に鑑みて完成されたものである。本発明は、精度よく押込パラメータ（例えば、押込量、押込荷重など）を検出することが可能な変形センサ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】
【００１１】
（１）上記課題を解決するため、本発明の変形センサは、表面に画面を有する本体と、該画面を表側から覆い操作者から押込荷重が加えられる入力パネルと、該本体と該入力パネルとの間に区画されるセンサ収容部と、を備える入力端末装置の該センサ収容部に配置され、基層と、該基層の表面または裏面に積層され該押込荷重に応じて該入力パネルが変形することにより変形し電気抵抗が変化するセンサ層と、を有するセンサ素子と、該センサ素子の表側および裏側のうち少なくとも一方に配置され、該押込荷重が加えられていない無荷重状態において、予め該センサ素子に弾性変形を付与可能な予変形付与層と、を備えることを特徴とする。【００１２】
ここで、入力パネルの「変形」には、変位が含まれる。つまり、入力パネルが全面的に表側から裏側に向かって移動する場合と、入力パネルの一部が表側から裏側に向かって撓む場合と、が含まれる。また、センサ層の「変形」には、弾性変形は勿論、センサ層にクラックが入っている場合は当該クラックの開閉に伴う変形も含まれる。この場合であっても、センサ素子のうち、センサ層以外の層（例えば基層など）が弾性変形することにより、センサ素子を全体的に弾性変形させることができる。【００１３】
本発明の変形センサによると、無荷重状態において、既に、センサ素子が、自然状態（弾性変形していない状態）に対して、弾性的に変形している。このため、当該弾性変形量により、入力端末装置の組付誤差の少なくとも一部を、吸収することができる。したがって、操作者が入力パネルに押込荷重を加えた際のセンサ層の電気抵抗の変化に関連する押込パラメータ（例えば、押込量、押込荷重など）を、精度よく検出することができる。【００１４】
また、本発明の変形センサのセンサ素子によると、基層にセンサ層が積層されている。基層は、センサ層における基層側の面の自由な変形を、拘束している。このため、押込荷重により、センサ層に曲げ変形を誘起することができる。【００１５】
（２）好ましくは、上記（１）の構成において、前記センサ層は、前記押込荷重に応じて前記入力パネルが変形することにより弾性変形する構成とする方がよい。本構成によると、センサ層が弾性変形することにより、センサ層の電気抵抗が変化（抵抗増加、抵抗減少）する。【００１６】
（３）好ましくは、上記（１）または（２）の構成において、前記入力端末装置は、前記画面に対して前記入力パネルを表裏方向に変形可能に支持する支持枠を備え、該入力パネルは、該入力パネルの表側から見て、該支持枠の枠内に配置される枠内部分を有し、該入力パネルの表側から見て、該枠内部分の面方向の重心に対して点対称、または該重心を通る直線に対して線対称になるように、配置されている構成とする方がよい。【００１７】
本構成の変形センサは、入力パネルの表側から見て、枠内部分の面方向の重心に対して点対称、または重心を通る直線に対して線対称になるように、配置されている。このため、押込荷重が入力された面方向座標によらず、押込荷重を変形センサに伝達することができる。また、押込荷重の変形センサに対する伝達ロスが少なくなる。【００１８】
（４）好ましくは、上記（１）ないし（３）のいずれかの構成において、前記変形センサを前記センサ収容部に収容する前の表裏方向長さをセット前長さ、該変形センサを該センサ収容部に収容した後の表裏方向長さをセット後長さ、として、前記予変形付与層は、該セット前長さの方が該セット後長さよりも大きいことを利用して、前記センサ素子に弾性変形を付与する構成とする方がよい。【００１９】
本構成によると、変形センサをセンサ収容部に収容する際に、変形センサの少なくとも一部に、表裏方向から圧縮力を加えることにより、センサ素子に弾性変形を付与することができる。すなわち、変形センサのセット作業を利用して、センサ素子に弾性変形を付与することができる。【００２０】
（５）好ましくは、上記（４）の構成において、複数の前記入力端末装置間における前記センサ収容部の表裏方向長さのばらつきの絶対値を組付ばらつき、前記セット前長さと前記セット後長さとの差を圧縮代、として、該圧縮代は、該組付ばらつきよりも大きい構成とする方がよい。ここで、「ばらつき」とは、例えば、センサ収容部の表裏方向長さの設計値（ばらつきのない基準状態）からのずれの最大値、センサ収容部の表裏方向長さの設計値（ばらつきのない基準状態）からのずれの最大値と最小値との差、およびセンサ収容部の表裏方向長さの設計値（ばらつきのない基準状態）からのずれの分散、標準偏差、平均絶対偏差、平均差などをいう。本構成によると、圧縮代により、組付ばらつきを吸収することができる。したがって、精度よく、押込パラメータを検出することができる。【００２１】
（６）好ましくは、上記（５）の構成において、前記入力パネルの表裏方向の最大変形量は、前記組付ばらつきよりも小さい構成であってもよい。入力パネルの表裏方向の最大変形量が組付ばらつきよりも小さい場合、操作者が入力パネルを押し込んでも、変形センサが押込パラメータを検出しにくい。この点、本構成によると、圧縮代が組付ばらつきよりも大きい。このため、入力パネルの表裏方向の最大変形量が組付ばらつきよりも小さい場合であっても、確実に押込パラメータを検出することができる。【００２２】
（７）好ましくは、上記（１）ないし（６）のいずれかの構成において、前記センサ収容部が延在する方向を収容部延在方向、該収容部延在方向に対して交差する方向を交差方向として、前記予変形付与層は、前記センサ素子側に突出し、該収容部延在方向に延在し該センサ素子を支持する支持部を有するリブ押子を有し、該センサ素子は、一面が該支持部に支持される前記基層と、該基層の他面に積層され該交差方向に延在する複数のセンサ体からなる前記センサ層と、各々の該センサ体に該支持部を跨ぐ導通経路が形成されるように、全ての該センサ体を電気的に直列に接続する複数の配線体と、を有する構成とする方がよい。【００２３】
センサ素子は、基層とセンサ層と配線体とを有している。また、センサ素子は、センサ層側からではなく、基層側から、リブ押子の支持部に支持されている。すなわち、各部材（リブ押子（予変形付与層）、基層、センサ層）は、「リブ押子→基層→センサ層」の順に配置されている。このように各部材を配置すると、リブ押子の支持部により、センサ層は、基層側の面を内側にして、湾曲する。このため、センサ層が基層反対側の面を内側にして湾曲する場合と比較して、操作者が入力パネルに押込荷重を加えた際のセンサ層の電気抵抗の変化を、大きくすることができる。【００２４】
（８）好ましくは、上記（７）の構成において、前記予変形付与層は、前記センサ素子の裏側に配置され、前記リブ押子は、表側に突出し、さらに、該センサ素子の表側に配置され、自身が弾性変形することにより、該センサ素子のうち裏側から前記支持部に支持されていない部分の弾性変形を促進する変形促進層を備える構成とする方がよい。【００２５】
本構成によると、複数のセンサ体の表側（押込荷重入力側）に、変形促進層が配置されている。並びに、複数のセンサ体の裏側に、リブ押子を備える予変形付与層が配置されている。複数のセンサ体は、裏側からリブ押子の支持部により支持されている。複数のセンサ体のうち支持部に支持されている部分は、表側に突出している。一方、変形促進層は、自身が弾性変形することにより、複数のセンサ体のうち裏側から支持部に支持されていない部分を、裏側に突出させる。このため、本構成によると、無荷重状態において、複数のセンサ体を、表側に突出するように（例えば、裏側に開口する「Ｃ字状」になるように）、大きく湾曲させることができる。また、本構成によると、操作者から押込荷重が加わる場合の複数のセンサ体の曲げ変形を、促進することができる。このため、押込パラメータを、精度よく検出することができる。【００２６】
また、変形促進層の材質、形状、表裏方向厚さ等を選択することにより、変形促進層の表裏方向のばね定数を容易に変化させることができる。つまり、押込荷重に対する変形促進層の弾性変形量を調整することができる。これにより、複数のセンサ体の曲げ変形量に対する電気抵抗の値を、所望の範囲内に設定することができる。また、本構成によると、押込荷重の衝撃が、変形促進層により吸収される。このため、変形センサに対するダメージが軽減される。また、変形促進層の弾性復元力により、押込荷重に対する応答の再現性が高くなる。【００２７】
（９）好ましくは、上記（１）ないし（６）のいずれかの構成において、前記予変形付与層は、前記センサ素子の裏側に配置され、表側に突出する複数の押子を有し、さらに、該センサ素子の表側に配置され、自身が弾性変形することにより、該センサ素子のうち裏側から該押子に支持されていない部分の弾性変形を促進する変形促進層を備える構成とする方がよい。【００２８】
本構成によると、センサ素子の表側（押込荷重入力側）に、変形促進層が配置されている。並びに、センサ素子の裏側に、複数の押子を備える予変形付与層が配置されている。センサ素子は、裏側から複数の押子により支持されている。センサ素子のうち裏側から押子に支持されている部分は、表側に突出している。一方、変形促進層は、自身が弾性変形することにより、センサ素子のうち裏側から押子に支持されていない部分を、裏側に突出させる。このため、本構成によると、無荷重状態において、センサ素子つまりセンサ層を、表裏方向に大きく湾曲させることができる。また、本構成によると、操作者から押込荷重が加わる場合のセンサ層の曲げ変形を、促進することができる。このため、押込パラメータを、精度よく検出することができる。【００２９】
また、変形促進層の材質、形状、表裏方向厚さ等を選択することにより、変形促進層の表裏方向のばね定数を容易に変化させることができる。つまり、押込荷重に対する変形促進層の弾性変形量を調整することができる。これにより、センサ層の曲げ変形量に対する電気抵抗の値を、所望の範囲内に設定することができる。また、本構成によると、押込荷重の衝撃が、変形促進層により吸収される。このため、変形センサに対するダメージが軽減される。また、変形促進層の弾性復元力により、押込荷重に対する応答の再現性が高くなる。【００３０】
（１０）好ましくは、上記（１）ないし（６）のいずれかの構成において、前記予変形付与層は、前記センサ素子の裏側に配置され、表側に突出する複数の裏側押子を有する裏側予変形付与層と、該センサ素子の表側に配置され、裏側に突出する複数の表側押子を有する表側予変形付与層と、であり、表側または裏側から見て、複数の該裏側押子と複数の該表側押子とは、互いに重複しないように配置されている構成とする方がよい。【００３１】
本構成によると、裏側押子および表側押子により、センサ素子に表裏方向に凹凸を形成することができる。このため、本構成によると、無荷重状態において、センサ素子つまりセンサ層を、表裏方向に大きく湾曲させることができる。また、本構成によると、操作者から押込荷重が加わる場合のセンサ層の曲げ変形を、促進することができる。このため、押込パラメータを、精度よく検出することができる。【００３２】
（１１）好ましくは、上記（１）ないし（１０）のいずれかの構成において、前記センサ層は、樹脂またはエラストマーからなる母材と、該母材中に配合されている導電性フィラーと、を有し、弾性変形量が増加するのに従って電気抵抗が増加する構成とする方がよい。【００３３】
本構成によると、無荷重状態において、既に、センサ素子が、自然状態に対して、弾性的に変形している。すなわち、自然状態に対して、センサ層の電気抵抗が増加している。操作者が入力パネルに押込荷重を加えると、さらに電気抵抗は増加する。本構成によると、当該電気抵抗の増加に関連する押込パラメータを、精度よく検出することができる。【００３４】
また、本構成によると、センサ層の母材は、樹脂またはエラストマーである。このため、センサ層は、形状設計の自由度が高い。したがって、センサ収容部の形状が複雑な場合であっても、簡単に変形センサを配置することができる。【００３５】
（１１−１）好ましくは、上記（１１）の構成において、前記導電性フィラーは、球状を呈しており、前記母材中に略単粒子状態でかつ高充填率で配合されている構成とする方がよい。【００３６】
センサ層において、球状の導電性フィラーは、母材中に略単粒子状態で、かつ高充填率で配合されている。「略単粒子状態」とは、導電性フィラーの全重量を１００重量％とした場合の５０重量％以上が、凝集した二次粒子としてではなく、単独の一次粒子の状態で存在していることをいう。また、「高充填率」とは、導電性フィラーが最密充填に近い状態で配合されていることをいう。【００３７】
自然状態において、センサ層には、導電性フィラー同士の接触により、三次元的な導電パスが形成されている。つまり、自然状態において、センサ層は、高い導電性を有している。一方、センサ層が弾性変形すると、導電性フィラー同士の接触状態が変化する。このため、弾性変形量が増加するのに従って電気抵抗が増加する。本構成によると、導電性フィラーの配合状態を工夫することにより、センサ層の弾性変形量が増加するのに従って、センサ層の電気抵抗を増加させることができる。【００３８】
（１２）好ましくは、上記（１）ないし（１１）のいずれかの構成において、前記センサ層は、該センサ層の形成成分を含むセンサ層用塗料から形成されている構成とする方がよい。本構成によると、基層にセンサ層用塗料を塗布（印刷を含む）ことにより、簡単にセンサ層を配置することができる。また、センサ層の形状、表裏方向厚さ等に対する設計の自由度が高くなる。【００３９】
（１３）好ましくは、上記（１）ないし（１２）のいずれかの構成において、演算部と、記憶部と、を有する制御装置を備え、該記憶部には、前記センサ層の電気抵抗と、検出対象である押込パラメータと、の相関テーブルが格納されており、該演算部は、前記無荷重状態における該センサ層の電気抵抗を基に、該相関テーブルを補正する構成とする方がよい。【００４０】
本構成によると、組付ばらつきの大小に応じて相関テーブルを補正することができる。このため、組付ばらつきの大小にかかわらず、押込パラメータを、精度よく検出することができる。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によると、精度よく押込パラメータを検出することが可能な変形センサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】図１は、第一実施形態の変形センサが配置された入力端末装置の斜視図である。
【図２】図２は、同入力端末装置の分解斜視図である。
【図３】図３は、同入力端末装置の透過上面図である。
【図４】図４は、図３のＩＶ−ＩＶ方向断面図である。
【図５】図５は、図４の枠Ｖ内の拡大図である。
【図６】図６は、図３の枠ＶＩ内の拡大図である。
【図７】図７は、同変形センサのセット前状態の左右方向部分断面図である。
【図８】図８は、同変形センサの動作状態の左右方向部分断面図である。
【図９】図９は、同変形センサのブロック図である。
【図１０】図１０は、押込量と電気抵抗との関係示すグラフである。
【図１１】図１１は、第二実施形態の変形センサが配置された入力端末装置の左右方向断面図である。
【図１２】図１２は、図１１の枠ＸＩＩ内の拡大図である。
【図１３】図１３は、同変形センサのセット前状態の左右方向部分断面図である。
【図１４】図１４は、第三実施形態の変形センサの上面図である。
【図１５】図１５は、第四実施形態の変形センサが配置された入力端末装置の透過上面図である。
【図１６】図１６は、同入力端末装置の部分斜視図である。
【図１７】図１７は、図１５のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ方向断面図である。
【図１８】図１８は、図１５の枠ＸＶＩＩＩ内の拡大図である。
【図１９】図１９は、その他の実施形態（その１）の変形センサが配置された入力端末装置の上面図である。
【図２０】図２０（ａ）は、その他の実施形態（その２）の変形センサが配置された入力端末装置の部分斜視図である。図２０（ｂ）は、その他の実施形態（その３）の変形センサが配置された入力端末装置の部分斜視図である。
【図２１】図２１は、その他の実施形態（その４）の変形センサが配置された入力端末装置の左右方向断面図である。
【図２２】図２２は、その他の実施形態（その５）の変形センサの、無荷重状態におけるセンサ素子の前後方向部分断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１：変形センサ。
２：センサ素子、２０：基層、２１：センサ層、２１０：センサ体、２２：絶縁層、２３：カバー層、２４：電極、２５：配線体。
３：予変形付与層、３０：押子、３１：基板、３２：リブ押子、３２０：支持部。
４：変形促進層。
５：裏側予変形付与層、５０：裏側押子。
６：表側予変形付与層、６０：表側押子。
７：制御装置、７０：コンピュータ、７００：演算部、７０１：記憶部、７１：入出力インターフェイス。
８：指、８０：導電層。
９：入力端末装置、９０：本体、９００：画面、９０１：パネル収容部、９１：入力パネル、９１０：枠内部分、９１１：固定部分、９２：センサ収容部、９３：支持枠、９３０：切欠部。
Ｆ：押込荷重、Ｇ：重心、Ｌ１：セット前長さ、Ｌ２：セット後長さ、Ｌ３：上下方向長さ、Ｌ３Ｄ：上下方向長さ、Ｌ３Ｕ：上下方向長さ、Ｌ４：圧縮代、Ｌ５：最大変形量、Ｍ：クラック。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下、本発明の変形センサの実施の形態について説明する。
【００４５】
＜第一実施形態＞
［入力端末装置の構成］
まず、本実施形態の変形センサが配置された入力端末装置の構成について説明する。以降の図において、上方は本発明の「表側」に、下方は本発明の「裏側」に、上下方向は本発明の「表裏方向」に、水平方向（前後左右方向）は本発明の「面方向」に、各々対応している。
【００４６】
図１に、本実施形態の変形センサが配置された入力端末装置の斜視図を示す。図２に、同入力端末装置の分解斜視図を示す。図３に、同入力端末装置の透過上面図を示す。図４に、図３のＩＶ−ＩＶ方向断面図を示す。
【００４７】
図１〜図４に示すように、入力端末装置９は、本体９０と、入力パネル９１と、センサ収容部９２と、支持枠９３と、タッチセンサ（図略）と、制御装置（図略）と、を備えている。
【００４８】
（本体９０）
本体９０は、直方体状を呈している。本体９０は、画面９００と、パネル収容部９０１と、を備えている。パネル収容部９０１は、長方形状を呈している。パネル収容部９０１は、本体９０の上面に凹設されている。画面９００は、長方形状を呈している。画面９００は、パネル収容部９０１の底面に配置されている。画面９００には、複数のタッチボタン（図略）が表示されている。
【００４９】
（支持枠９３）
支持枠９３は、両面テープである。支持枠９３は、長方形枠状を呈している。支持枠９３の下面は、パネル収容部９０１の底面に接着されている。支持枠９３は、画面９００の周囲に配置されている。支持枠９３の枠内縁の前後両縁には、後述するセンサ収容部９２に支持枠９３が干渉しないように、一対の切欠部９３０が形成されている。
【００５０】
（入力パネル９１）
入力パネル９１は、透明な長方形板状を呈している。図２に点線で示すように、入力パネル９１は、枠内部分９１０と、固定部分９１１と、を備えている。固定部分９１１は、長方形枠状を呈している。固定部分９１１は、支持枠９３の上面に接着されている。すなわち、支持枠９３は、パネル収容部９０１つまり本体９０と、固定部分９１１つまり入力パネル９１と、を接合している。枠内部分９１０は、長方形状を呈している。上方から見て、枠内部分９１０は、固定部分９１１の枠内、つまり支持枠９３の枠内に配置されている。枠内部分９１０は、上下方向に弾性的に変形可能である。支持枠９３の上下方向厚さは、枠内部分９１０の上下方向ストロークを確保している。
【００５１】
（センサ収容部９２）
センサ収容部９２は、パネル収容部９０１の底面と、入力パネル９１の下面と、の間に区画されている。センサ収容部９２は、画面９００の前後両縁の水平方向外側に配置されている。つまり、センサ収容部９２は、画面９００の短辺に沿って、一対配置されている。一対のセンサ収容部９２は、各々、左右方向に延びる直線状を呈している。
【００５２】
（タッチセンサ）
操作者が入力端末装置９に指示を入力する際、操作者は、入力パネル９１越しに、画面９００のタッチボタンを触れる。タッチセンサは、操作者の指の水平方向座標を検出する。なお、操作者の指の押込量（上下方向距離）は、後述する変形センサにより検出される。
【００５３】
［変形センサの構成］
次に、本実施形態の変形センサの構成について説明する。図５に、図４の枠Ｖ内の拡大図を示す。図６に、図３の枠ＶＩ内の拡大図を示す。図２、図３に示すように、変形センサ１は、一対のセンサ収容部９２に配置されている。つまり、変形センサ１は、画面９００の短辺に沿って、一対配置されている。一対の変形センサ１は、各々、左右方向に延びる細帯状を呈している。図３に示すように、一対の変形センサ１は、入力パネル９１の表側から見て、枠内部分９１０の水平方向の重心Ｇに対して点対称になるように配置されている。図４〜図６に示すように、変形センサ１は、センサ素子２と、予変形付与層３と、変形促進層４と、を備えている。
【００５４】
（センサ素子２）
センサ素子２は、基層２０と、センサ層２１と、絶縁層２２と、カバー層２３と、一対の電極２４と、配線（図略）と、を備えている。基層２０は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製である。図６に点線ハッチングで示すように、一対の電極２４は、銀含有導電性樹脂製であって、基層２０の上面に積層されている。一対の電極２４は、基層２０の上面の左右両端に、スクリーン印刷されている。また、配線も、所定のパターンで、基層２０の上面にスクリーン印刷されている。
【００５５】
センサ層２１は、エポキシ樹脂（母材）にカーボンビーズ（導電性フィラー）が略単粒子状態でかつ高充填率で配合されてなる。カーボンビーズの充填率は、センサ層２１の体積を１００ｖｏｌ％とした場合の約４５ｖｏｌ％である。センサ層２１は、基層２０および一対の電極２４の上面に積層されている。センサ層２１は、一対の電極２４越しに、基層２０の上面にスクリーン印刷されている。
【００５６】
センサ層２１が弾性変形すると、充填されている多数のカーボンビーズ同士が反発し合い、導電パスが崩壊する。このため、センサ層２１における一対の電極２４間の電気抵抗は、自然状態（弾性変形していない状態）に対して増加する。
【００５７】
絶縁層２２は、アクリル樹脂製であって、センサ層２１の上面に積層されている。カバー層２３は、アクリルゴム製であって、絶縁層２２の上面に積層されている。このように、センサ素子２においては、下方から上方に向かって、基層２０、一対の電極２４、センサ層２１、絶縁層２２、カバー層２３が積層されている。
【００５８】
（予変形付与層３）
図４に示すように、予変形付与層３は、複数の押子３０からなる。予変形付与層３は、センサ素子２の下方に配置されている。図５に示すように、複数の押子３０は、各々、フェノール樹脂製であって、上端が球面状の円柱状を呈している。図６に点線ハッチングで示すように、複数の押子３０は、左右方向に所定間隔ずつ離間して並んでいる。複数の押子３０は、パネル収容部９０１の底面から突設されている。図５に示すように、複数の押子３０は、基層２０の下面、つまりセンサ素子２の下面を、部分的に、下方から支持している。
【００５９】
（変形促進層４）
図４に示すように、変形促進層４は、入力パネル９１の下面と、センサ素子２の上面と、の間に介装されている。変形促進層４は、アクリルゴム製である。図５に示すように、変形促進層４は、カバー層２３の上面、つまりセンサ素子２の上面に、全面的に接着されている。
【００６０】
図５に示すように、センサ素子２のうち下方から押子３０に支持されている部分は、押子３０から加わる押圧力により、上方に突出している。一方、センサ素子２のうち下方から押子３０に支持されていない部分は、変形促進層４から加わる弾性力により、下方に突出している。このため、図４に示すように、操作者から押込荷重が加えられていない無荷重状態において、前方または後方から見て、センサ素子２は、上下方向にうねる波線状を呈している。このように、センサ素子２は、無荷重状態であるにもかかわらず、自然状態に対して、既に弾性変形している。このため、後述するセット前状態（自然状態）に対して、セット後状態（弾性変形状態）においては、センサ素子２の電気抵抗が既に増加している。
【００６１】
図５に示すように、変形センサ１のセット後状態（センサ収容部９２に収容された後の状態）における上下方向長さ、つまりセット後長さＬ２は、センサ収容部９２の上下方向長さＬ３と、一致している。また、図４に示すように、センサ収容部９２の上下方向長さＬ３は、支持枠９３の上下方向厚さと、一致している。
【００６２】
［変形センサのセット前状態］
次に、本実施形態の変形センサのセット前状態（センサ収容部９２に収容される前の状態）について説明する。図７に、本実施形態の変形センサのセット前状態の左右方向部分断面図を示す。なお、図７は、図５に対応している。
【００６３】
図７に示すように、セット前状態においては、予変形付与層３からセンサ素子２に押圧力が加わっていない。並びに、変形促進層４からセンサ素子２に弾性力が加わっていない。このため、センサ素子２は、波線状ではなく、直線状を呈している。言い換えると、センサ素子２は、自然状態である。
【００６４】
変形センサ１のセット前状態における上下方向長さ、つまりセット前長さＬ１は、予変形付与層３の上下方向厚さと、センサ素子２の上下方向厚さと、変形促進層４の上下方向厚さと、の和である。
【００６５】
ここで、セット前長さＬ１は、セット後長さＬ２（＝センサ収容部９２の上下方向長さＬ３）よりも、大きい。このため、変形センサ１をセンサ収容部９２にセットする場合は、圧縮代Ｌ４（＝セット前長さＬ１−セット後長さＬ２）だけ、変形センサ１を、上下方向から圧縮する。図５に示すセット後状態においては、当該圧縮力を利用して、予変形付与層３からセンサ素子２に押圧力を加えている。並びに、変形促進層４からセンサ素子２に弾性力を加えている。すなわち、センサ素子２を波線状に弾性変形させている。
【００６６】
［変形センサの動き］
次に、本実施形態の変形センサの動きについて説明する。図８に、本実施形態の変形センサの動作状態の左右方向部分断面図を示す。なお、図８は、図５に対応している。図８に示すように、操作者は、入力パネル９１越しに、画面のタッチボタンに、押込荷重Ｆを加える。すなわち、操作者は、入力パネル９１の枠内部分９１０を、押込荷重Ｆにより、上方から下方に押し込む。枠内部分９１０が押し込まれると、変形促進層４も、上下方向から圧縮されながら、下方に押し込まれる。このため、変形促進層４を介して、押込荷重Ｆが変形センサ１に伝達される。センサ素子２のうち下方から押子３０に支持されていない部分は、押込荷重Ｆを受け、下方に膨出する。これに対して、センサ素子２のうち下方から押子３０に支持されている部分は、押込荷重Ｆを受けても、下方に膨出しない。このため、図５に示す無荷重状態と比較して、センサ素子２の波形のうねり（振幅）は、より大きくなる。すなわち、図５に示す無荷重状態と比較して、センサ素子２の弾性変形量は、より大きくなる。したがって、図６に示す一対の電極２４間の電気抵抗は増加する。当該電気抵抗（電気抵抗に関連する電気量（電圧、電流など）を含む）の変化を基に、変形センサ１は、操作者の指８の押込量（入力パネル９１の上下方向の変形量）を検出する。
【００６７】
なお、入力端末装置９のタッチセンサは、操作者の指８の水平方向座標を検出する。入力端末装置９の制御装置（図略）は、タッチセンサから検出される水平方向座標を基に、操作者が選んだタッチボタンを特定する。並びに、制御装置は、変形センサ１から検出される押込量を基に、当該タッチボタンに押込量ごとに関連付けられた動作を特定する。そして、入力端末装置９は当該動作を実行する。
【００６８】
［入力端末装置の組付誤差の吸収方法］
次に、入力端末装置の組付誤差の吸収方法について説明する。図７に示すように、入力端末装置９に組付誤差が発生する場合、センサ収容部９２の上下方向長さＬ３にも、伸長方向（上下方向長さＬ３が大きくなる方向）または短縮方向（上下方向長さＬ３が小さくなる方向）に、組付ばらつきΔＬが発生する。ここで、伸長方向に組付ばらつきΔＬが発生した場合のセンサ収容部９２の上下方向長さをＬ３Ｕ（＝上下方向長さＬ３＋組付ばらつきΔＬ）とする。並びに、短縮方向に組付ばらつきΔＬが発生した場合のセンサ収容部９２の上下方向長さをＬ３Ｄ（＝上下方向長さＬ３−組付ばらつきΔＬ）とする。
【００６９】
（伸長方向に組付ばらつきΔＬが発生した場合）
伸長方向に組付ばらつきΔＬが発生した場合のセンサ収容部９２の上下方向長さＬ３Ｕは、組付ばらつきΔＬが発生しない場合のセンサ収容部９２の上下方向長さＬ３よりも、組付ばらつきΔＬの分だけ、大きい。このため、仮に、変形センサ１に圧縮代Ｌ４が設定されていない場合（具体的には、変形センサ１のセット前長さＬ１がセット後長さＬ２と一致する場合であって、セット前長さＬ１が、組付ばらつきΔＬが発生しない場合のセンサ収容部９２の上下方向長さＬ３と、一致する場合）、組付ばらつきΔＬの分だけ、センサ収容部９２に隙間が発生してしまう。すなわち、組付ばらつきΔＬの分だけ、入力パネル９１の枠内部分９１０の下面と、変形センサ１の上面と、の間に隙間が発生してしまう。このため、図８に示すように、操作者が指８で枠内部分９１０を押し込んでも、隙間の分だけ、指８が空走してしまう。したがって、隙間の分だけ、押込荷重Ｆが変形センサ１に伝達されないことになる。
【００７０】
この点、変形センサ１には、圧縮代Ｌ４が設定されている。圧縮代Ｌ４は、組付ばらつきΔＬの最大値よりも大きい。このため、組付ばらつきΔＬの大小によらず、入力パネル９１の枠内部分９１０の下面と、変形センサ１の上面と、の間に隙間が発生することがない。したがって、押込荷重Ｆを変形センサ１に円滑に伝達することができる。
【００７１】
（短縮方向に組付ばらつきΔＬが発生した場合）
短縮方向に組付ばらつきΔＬが発生した場合のセンサ収容部９２の上下方向長さＬ３Ｄは、組付ばらつきΔＬが発生しない場合のセンサ収容部９２の上下方向長さＬ３よりも、組付ばらつきΔＬの分だけ、小さい。このため、圧縮代Ｌ４の有無によらず、入力パネル９１の枠内部分９１０の下面と、変形センサ１の上面と、の間に隙間が発生することがない。したがって、押込荷重Ｆを変形センサ１に円滑に伝達することができる。また、組付ばらつきΔＬの分だけ、センサ素子２に加わる圧縮力が大きくなる。このため、無荷重状態におけるセンサ素子２の波形のうねり（振幅）を、より大きくすることができる。
【００７２】
［変形センサの初期値調整方法］
次に、本実施形態の変形センサの初期値調整方法について説明する。上述したように、組付ばらつきΔＬの大小により、図５に示す無荷重状態におけるセンサ素子２の湾曲程度は、様々である。このため、変形センサ１は初期値の設定を行う。
【００７３】
図９に、本実施形態の変形センサのブロック図を示す。図９に示すように、変形センサ１の制御装置７は、コンピュータ７０と、入出力インターフェイス７１と、を備えている。コンピュータ７０は、演算部７００と記憶部７０１とを備えている。入出力インターフェイス７１は、一対のセンサ層２１に、電気的に接続されている。センサ層２１から入出力インターフェイス７１には、一対の電極２４間の電気抵抗が送信される。記憶部７０１には、一対の電極２４間の電気抵抗と押込量との相関テーブルが、予め格納されている。
【００７４】
図１０に、押込量と電気抵抗との関係をグラフで示す。図１０に模式的に示すように、組付ばらつきΔＬが０の場合（図７に示す上下方向長さＬ３の場合）、無荷重状態の電気抵抗はａになる。なお、相関線Ａは、記憶部７０１の相関テーブルをグラフ化したものである。
【００７５】
伸長方向に組付ばらつきΔＬが発生した場合（図７に示す上下方向長さＬ３Ｕの場合）、無荷重状態のセンサ層２１の弾性変形量が小さくなる。このため、無荷重状態の電気抵抗はｂ（＜ａ）になる。この場合、演算部７００は、補正量（ａ−ｂ）だけ、記憶部７０１の相関テーブルを補正する。すなわち、相関線Ａを相関線Ｂにシフトする。
【００７６】
短縮方向に組付ばらつきΔＬが発生した場合（図７に示す上下方向長さＬ３Ｄの場合）、無荷重状態のセンサ層２１の弾性変形量が大きくなる。このため、無荷重状態の電気抵抗はｃ（＞ａ）になる。この場合、演算部７００は、補正量（ｃ−ａ）だけ、記憶部７０１の相関テーブルを補正する。すなわち、相関線Ａを相関線Ｃにシフトする。なお、初期値調整方法は、例えば、入力端末装置９のオペレーションシステムの起動時や、アプリケーションソフトの起動時などに、実行される。
【００７７】
［作用効果］
次に、本実施形態の変形センサの作用効果について説明する。図５に示すように、本実施形態の変形センサ１によると、無荷重状態において、既に、センサ素子２が、自然状態に対して、弾性的に変形している。このため、当該弾性変形量により、入力端末装置９の組付誤差の少なくとも一部を、吸収することができる。したがって、図８に示すように、操作者が入力パネル９１に押込荷重Ｆを加えた際のセンサ層２１の電気抵抗の変化に関連する押込パラメータ（押込量）を、精度よく検出することができる。
【００７８】
また、図５に示すように、基層２０の上面には、センサ層２１が積層されている。基層２０は、センサ層２１における基層２０側の面（下面）の自由な弾性変形を、拘束している。このため、図８に示すように、押込荷重Ｆにより、センサ層２１に曲げ変形を誘起することができる。特に、センサ層２１の上下方向長さが小さい場合、センサ層２１の上下方向の圧縮変形を、ほとんど無視することができる。このため、センサ層２１の弾性変形は、曲げ変形が支配的となる。このように、本実施形態の変形センサ１によると、操作者の押込荷重Ｆが、主に曲げ変形に変換される。当該曲げ変形に基づく電気抵抗の変化を基に、押込量を検出することができる。
【００７９】
また、図３に示すように、前後一対の変形センサ１は、上方から見て、枠内部分９１０の水平方向の重心Ｇに対して点対称になるように、配置されている。このため、押込荷重Ｆが入力された水平方向座標によらず、押込荷重Ｆを一対の変形センサ１に伝達することができる。また、一対の変形センサ１に対する押込荷重Ｆの伝達ロスが少なくなる。
【００８０】
また、図７に示すように、変形センサ１のセット前長さＬ１は、セット後長さＬ２よりも、圧縮代Ｌ４だけ大きい。予変形付与層３は、当該圧縮代Ｌ４を利用して、センサ素子２に弾性変形を付与している。本実施形態の変形センサ１によると、センサ収容部９２に対する変形センサ１のセット作業を利用して、センサ素子２に弾性変形を付与することができる。
【００８１】
また、図７に示すように、変形センサ１の圧縮代Ｌ４は、組付ばらつきΔＬよりも大きい。このため、圧縮代Ｌ４により、組付ばらつきΔＬを吸収することができる。したがって、精度よく、押込量を検出することができる。
【００８２】
また、図８に示すように、入力パネル９１の枠内部分９１０の上下方向の最大変形量Ｌ５は、組付ばらつきΔＬよりも小さい。このため、操作者が枠内部分９１０を押し込んでも、変形センサ１が押込量を検出しにくい。この点、本実施形態の変形センサ１によると、圧縮代Ｌ４が組付ばらつきΔＬよりも大きい。このため、確実に押込量を検出することができる。
【００８３】
また、図５、図８に示すように、センサ素子２の上方（押込荷重Ｆの入力側）には、変形促進層４が配置されている。並びに、センサ素子２の下方には、複数の押子３０を備える予変形付与層３が配置されている。センサ素子２は、下方から複数の押子３０により支持されている。センサ素子２のうち下方から押子３０に支持されている部分は、上方に突出している。一方、変形促進層４は、自身が弾性変形することにより、センサ素子２のうち下方から押子３０に支持されていない部分を、下方に突出させる。このため、本実施形態の変形センサ１によると、無荷重状態において、センサ素子２つまりセンサ層２１を、上下方向に大きく湾曲させることができる。また、本実施形態の変形センサ１によると、操作者から押込荷重Ｆが加わる場合のセンサ層２１の曲げ変形を、促進することができる。このため、押込量を、精度よく検出することができる。
【００８４】
また、変形促進層４の材質、形状、表裏方向厚さ等を選択することにより、変形促進層４の上下方向のばね定数を容易に変化させることができる。つまり、押込荷重Ｆに対する変形促進層４の弾性変形量を調整することができる。これにより、センサ層２１の曲げ変形量に対する電気抵抗の値を、所望の範囲内に設定することができる。
【００８５】
また、図８に示すように、本実施形態の変形センサ１によると、押込荷重Ｆの衝撃が、変形促進層４により吸収される。このため、変形センサ１に対するダメージが軽減される。また、変形促進層４の弾性復元力により、押込荷重Ｆに対する応答の再現性が高くなる。
【００８６】
また、図７に示すように、自然状態において、センサ層２１には、導電性フィラー同士の接触により、三次元的な導電パスが形成されている。つまり、自然状態において、センサ層２１は、高い導電性を有している。一方、センサ層２１が弾性変形すると、導電性フィラー同士の接触状態が変化する。このため、弾性変形量が増加するのに従って電気抵抗が増加する。図５に示すように、本実施形態の変形センサ１によると、無荷重状態において、既に、センサ素子２が、自然状態に対して、弾性的に変形している。すなわち、自然状態に対して、センサ層２１の電気抵抗が増加している。図８に示すように、操作者が入力パネルの枠内部分９１０に押込荷重Ｆを加えると、さらに電気抵抗は増加する。本実施形態の変形センサ１によると、当該電気抵抗の増加を基に、押込量を精度よく検出することができる。
【００８７】
また、センサ層２１の母材は、エポキシ樹脂である。このため、センサ層２１は、形状設計の自由度が高い。したがって、センサ収容部９２の形状が複雑な場合であっても、簡単に変形センサ１を配置することができる。
【００８８】
また、センサ層２１は、センサ層用塗料を基層２０にスクリーン印刷することにより、形成されている。このため、センサ層２１を簡単に配置することができる。また、センサ層２１の形状、表裏方向厚さ等に対する設計の自由度が高くなる。
【００８９】
また、図４に示すように、本実施形態の変形センサ１によると、支持枠９３（両面テープ）の上下方向厚さにより、入力パネル９１の枠内部分９１０の上下方向ストロークを確保することができる。また、無荷重状態において、支持枠９３の接着力により、センサ素子２に圧縮力を付与することができる。すなわち、変形促進層４の弾性力に抗して、センサ素子２を波線状に保持することができる。
【００９０】
また、本実施形態の変形センサ１は、例えば、入力端末装置９のオペレーションシステムの起動時や、アプリケーションの起動時などに、初期値調整方法を実行する。このため、組付ばらつきΔＬの大小にかかわらず、押込量を、精度よく検出することができる。
【００９１】
また、温度変化に伴う各層（基層２０、センサ層２１、絶縁層２２、カバー層２３、一対の電極２４、予変形付与層３、変形促進層４）の熱変形、電気抵抗の変化や、繰り返し押込荷重Ｆが加わることによる各層の「へたり」を、補償することができる。この点においても、押込量を、精度よく検出することができる。
【００９２】
＜第二実施形態＞
本実施形態の変形センサと、第一実施形態の変形センサとの相違点は、センサ素子の下方に裏側予変形付与層が、上方に表側予変形付与層が、各々配置されている点である。ここでは、相違点についてのみ説明する。
【００９３】
図１１に、本実施形態の変形センサが配置された入力端末装置の左右方向断面図を示す。なお、図４と対応する部位については、同じ符号で示す。図１２に、図１１の枠ＸＩＩ内の拡大図を示す。なお、図５と対応する部位については、同じ符号で示す。
【００９４】
図１１、図１２に示すように、センサ素子２の下方には、裏側予変形付与層５が配置されている。裏側予変形付与層５は、複数の裏側押子５０からなる。複数の裏側押子５０は、各々、フェノール樹脂製であって、上端が平面状の円柱状を呈している。スクリーン印刷により、複数の裏側押子５０は、基層２０の下面に印刷されている。
【００９５】
一方、センサ素子２の上方には、表側予変形付与層６が配置されている。表側予変形付与層６は、複数の表側押子６０からなる。複数の表側押子６０は、各々、フェノール樹脂製であって、下端が平面状の円柱状を呈している。スクリーン印刷により、複数の表側押子６０は、カバー層２３の上面に印刷されている。
【００９６】
前方または後方から見て、複数の裏側押子５０と複数の表側押子６０とは、上下方向に重複しないように、交互に配置されている。複数の裏側押子５０は、センサ素子２を部分的に上方に突出させている。複数の表側押子６０は、センサ素子２を部分的に下方に突出させている。このため、操作者から押込荷重が加えられていない無荷重状態において、前方または後方から見て、センサ素子２は、上下方向にうねる波線状を呈している。センサ素子２は、無荷重状態であるにもかかわらず、自然状態に対して、既に弾性変形している。
【００９７】
図１２に示すように、変形センサ１のセット後状態（センサ収容部９２に収容された後の状態）における上下方向長さ、つまりセット後長さＬ２は、センサ収容部９２の上下方向長さＬ３と、一致している。
【００９８】
図１３に、本実施形態の変形センサのセット前状態の左右方向部分断面図を示す。なお、図１３は、図１２に対応している。図１３に示すように、セット前状態においては、裏側予変形付与層５からセンサ素子２に押圧力が加わっていない。並びに、表側予変形付与層６からセンサ素子２に押圧力が加わっていない。このため、センサ素子２は、波線状ではなく、直線状を呈している。言い換えると、センサ素子２は、自然状態である。
【００９９】
変形センサ１のセット前状態における上下方向長さ、つまりセット前長さＬ１は、裏側予変形付与層５の上下方向厚さと、センサ素子２の上下方向厚さと、表側予変形付与層６の上下方向厚さと、の和である。
【０１００】
ここで、セット前長さＬ１は、セット後長さＬ２（＝センサ収容部９２の上下方向長さＬ３）よりも、大きい。このため、変形センサ１をセンサ収容部９２にセットする場合は、圧縮代Ｌ４（＝セット前長さＬ１−セット後長さＬ２）だけ、変形センサ１を、上下方向から圧縮する。図１２に示すセット後状態においては、当該圧縮力を利用して、裏側予変形付与層５からセンサ素子２に押圧力を加えている。並びに、表側予変形付与層６からセンサ素子２に押圧力を加えている。すなわち、センサ素子２を波線状に弾性変形させている。
【０１０１】
本実施形態の変形センサ１と、第一実施形態の変形センサとは、構成が共通する部分に関しては、同様の作用効果を有する。また、本実施形態の変形センサ１によると、裏側押子５０および表側押子６０により、センサ素子２に上下方向に凹凸を形成することができる。このため、本実施形態の変形センサ１によると、無荷重状態において、センサ素子２つまりセンサ層２１を、上下方向に大きく湾曲させることができる。また、本実施形態の変形センサ１によると、変形促進層が不要である。
【０１０２】
また、本実施形態の変形センサ１によると、センサ素子２の下面に複数の裏側押子５０が、センサ素子２の上面に複数の表側押子６０が、各々印刷されている。すなわち、センサ素子２と裏側予変形付与層５と表側予変形付与層６とが一体化されている。このため、部品点数が少なくなる。また、裏側押子５０、表側押子６０の位置精度、形状精度が高くなる。
【０１０３】
＜第三実施形態＞
本実施形態の変形センサと、第一実施形態の変形センサとの相違点は、基層の上面と、センサ層の下面と、の間に導電層が介装されている点である。ここでは、相違点についてのみ説明する。
【０１０４】
図１４に、本実施形態の変形センサの上面図を示す。なお、図６と対応する部位については、同じ符号で示す。図１４に実線ハッチングで示すように、基層の上面とセンサ層の下面との間には、複数の導電層８０が介装されている。導電層８０は、銀ペースト製である。導電層８０の電気抵抗は、無荷重状態におけるセンサ層の電気抵抗よりも、小さい。上方から見て、導電層８０は、押子３０と重複しないように配置されている。
【０１０５】
本実施形態の変形センサ１と、第一実施形態の変形センサとは、構成が共通する部分に関しては、同様の作用効果を有する。また、本実施形態の変形センサ１によると、センサ層に対して、複数の導電層８０が、部分的に、電気的に並列に配置されている。このため、センサ層の短手方向断面積（導通経路の断面積）が小さい場合、言い換えるとセンサ層の電気抵抗が大きい場合、センサ層の電気抵抗を下げることができる。
【０１０６】
＜第四実施形態＞
本実施形態の変形センサと、第一実施形態の変形センサとの相違点は、センサ層が、複数のセンサ体により構成されている点である。また、センサ素子が、全てのセンサ体を接続する複数の配線体を備えている点である。ここでは、相違点についてのみ説明する。
【０１０７】
図１５に、本実施形態の変形センサが配置された入力端末装置の透過上面図を示す。なお、図３と対応する部位については、同じ符号で示す。図１６に、同入力端末装置の部分斜視図を示す。図１７に、図１５のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ方向断面図を示す。図１８に、図１５の枠ＸＶＩＩＩ内の拡大図を示す。
【０１０８】
図１５〜図１８に示すように、変形センサ１は、画面９００の短辺に沿って、一対配置されている。一対の変形センサ１は、各々、左右方向（収容部延在方向）に延びる細帯状を呈している。図１５に示すように、一対の変形センサ１は、入力パネル９１の表側から見て、枠内部分９１０の水平方向の重心Ｇに対して点対称になるように配置されている。
【０１０９】
センサ素子２は、基層２０と、センサ層２１と、複数の配線体２５と、を備えている。センサ層２１は、複数のセンサ体２１０により構成されている。センサ体２１０は、前後方向（交差方向）に延在している。複数のセンサ体２１０は、エポキシ樹脂（母材）にカーボンビーズ（導電性フィラー）が略単粒子状態でかつ高充填率で配合されてなる。カーボンビーズの充填率は、センサ体２１０の体積を１００ｖｏｌ％とした場合の約４５ｖｏｌ％である。複数のセンサ体２１０は、基層２０の上面に積層されている。複数のセンサ体２１０は、基層２０の上面にスクリーン印刷されている。
【０１１０】
複数の配線体２５は、銀含有導電性樹脂製であって、基層２０の上面に積層されている。複数の配線体２５は、複数のセンサ体２１０同様に、基層２０の上面にスクリーン印刷されている。複数の配線体２５は、複数のセンサ体２１０を、一筆書き状に連結している。すなわち、複数の配線体２５と複数のセンサ体２１０とは、全体として、左右方向に延在する矩形波状を呈している。図１８に示すように、左右両端の配線体２５は、一対の電極２４に接続されている。すなわち、複数の配線体２５は、全てのセンサ体２１０を、電気的に直列に接続している。複数の配線体２５および複数のセンサ体２１０は、上方から、絶縁層（図略）、カバー層（図略）により、覆われている。
【０１１１】
予変形付与層３は、左右方向に延在するリブ押子３２からなる。図１６に示すように、リブ押子３２は、左方または右方から見て、上方に突出する半円状を呈している。図１８に点線で示すように、リブ押子３２の上端には、左右方向に延在する、直線状の支持部３２０が配置されている。支持部３２０は、センサ体２１０の前後方向中央部分を、下方から支持している。一方、センサ素子２の上方には、変形促進層４が積層されている。このため、センサ体２１０のうち下方から支持部３２０に支持されている部分（前後方向中央部分）は、支持部３２０から加わる押圧力により、上方に突出している。一方、センサ体２１０のうち下方から支持部３２０に支持されていない部分は、変形促進層４から加わる弾性力により、下方に突出している。このため、操作者から押込荷重が加えられていない無荷重状態において、左方または右方から見て、センサ体２１０は、下方に開口するＣ字状を呈している。このように、センサ体２１０は、無荷重状態であるにもかかわらず、自然状態に対して、既に弾性変形している。
【０１１２】
本実施形態の変形センサ１と、第一実施形態の変形センサとは、構成が共通する部分に関しては、同様の作用効果を有する。また、本実施形態の変形センサ１によると、センサ素子２は、上側（センサ層２１側）からではなく、下側（基層２０側）から、リブ押子３２に支持されている。すなわち、各部材（リブ押子３２（予変形付与層３）、基層２０、センサ層２１）は、下方から上方に向かって、「リブ押子３２→基層２０→センサ層２１」の順に配置されている。このように各部材を配置すると、リブ押子３２の支持部３２０により、センサ層２１は、下面（基層２０側の面）を内側にして、湾曲する。このため、センサ層２１が上面（基層１０反対側の面）を内側にして湾曲する場合と比較して、操作者が入力パネル９１に押込荷重を加えた際のセンサ層２１の電気抵抗の変化を、大きくすることができる。
【０１１３】
また、本実施形態の変形センサ１は、変形促進層４を備えている。このため、無荷重状態において、複数のセンサ体２１０を、上側（表側）に突出するように（下側（裏側）に開口する「Ｃ字状」になるように）、大きく湾曲させることができる。また、操作者から押込荷重が加わる場合の複数のセンサ体２１０の曲げ変形を、促進することができる。
【０１１４】
また、図１６に示すように、複数のセンサ体２１０、複数の配線体２５は、基層２０にスクリーン印刷されている。このため、複数のセンサ体２１０、複数の配線体２５を、簡単に、かつ精度よく、図１８に示す矩形波状に配置することができる。
【０１１５】
また、図１８に示すように、支持部３２０は直線状を呈している。すなわち、支持部３２０は、センサ体２１０に線接触している。このため、センサ体２１０の前後方向中央部分に、荷重を集中させやすい。したがって、簡単にセンサ体２１０を湾曲させることができる。
【０１１６】
＜その他＞
以上、本発明の変形センサの実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。
【０１１７】
例えば、変形センサ１の配置場所、配置数は特に限定しない。図１９に、その他の実施形態（その１）の変形センサが配置された入力端末装置の上面図を示す。なお、図３と対応する部位については、同じ符号で示す。
【０１１８】
図１９に示すように、画面９００（枠内部分９１０）の全周に沿って、合計四つの変形センサ１を配置してもよい。また、画面９００の全周に沿って、一筆書き状に単一の変形センサ１を配置してもよい。また、画面９００の長辺に沿って、一対の変形センサ１を配置してもよい。また、画面９００の四隅に、四つの変形センサ１を配置してもよい。
【０１１９】
予変形付与層３の構成は特に限定しない。図２０（ａ）に、その他の実施形態（その２）の変形センサが配置された入力端末装置の部分斜視図を示す。図２０（ｂ）に、その他の実施形態（その３）の変形センサが配置された入力端末装置の部分斜視図を示す。なお、図２と対応する部位については、同じ符号で示す。
【０１２０】
図２０（ａ）に示すように、押子３０は、変形センサの短手方向に延在するリブ状であってもよい。また、押子３０は、変形センサの短手方向から見て、半円状であってもよい。また、図２０（ｂ）に示すように、予変形付与層３がパネル収容部９０１の底面と別体であってもよい。すなわち、細帯状の基板３１と、基板３１の上面から突設された複数の押子３０と、を有する予変形付与層３を、パネル収容部９０１の底面に、配置してもよい。また、押子３０は、変形センサの短手方向から見て、三角形状であってもよい。
【０１２１】
押子３０の曲率が大きいほど、押子３０の押圧によるセンサ層２１の曲げ変形量が大きくなる。したがって、押込荷重Ｆの検出感度を向上させることができる。押子３０の配置数は、特に限定しない。同様に、裏側予変形付与層５、表側予変形付与層６の構成も特に限定しない。
【０１２２】
図２１に、その他の実施形態（その４）の変形センサが配置された入力端末装置の左右方向断面図を示す。なお、図４と対応する部位については、同じ符号で示す。図２１に示すように、予変形付与層３の押子３０は、センサ素子２の右側半分（長手方向半分）にだけ配置されている。言い換えると、押子３０は、左側半分には配置されていない。このため、無荷重状態において、前方または後方から見て、センサ素子２の右側半分は、上下方向にうねる波線状を呈している。一方、センサ素子２の左側半分は、直線状を呈している。図２１の変形センサ１によると、組付ばらつき、温度変化に伴う各層の熱変形、電気抵抗の変化、繰り返し押込荷重が加わることによる各層の「へたり」を、センサ素子２の左側半分により、補償することができる。このため、押込量を、精度よく検出することができる。
【０１２３】
入力パネル９１の枠内部分９１０の形状は特に限定しない。枠内部分９１０が円形、偶数の角部を有する多角形（四角形、六角形、八角形など）などの場合は、枠内部分９１０の面方向の重心Ｇに対して点対称になるように、変形センサ１を配置してもよい。枠内部分９１０が半円形、奇数の角部を有する多角形（三角形、五角形、七角形など）などの場合は、枠内部分９１０の面方向の重心Ｇを通る直線に対して線対称になるように、変形センサ１を配置してもよい。
【０１２４】
図２２に、その他の実施形態（その５）の変形センサの、無荷重状態におけるセンサ素子の左右方向部分断面図を示す。なお、図５、図１６と対応する部位については同じ符号で示す。
【０１２５】
図２２に示すように、センサ素子２の絶縁層２２、センサ体２１０には、上側に開口するクラックＭが、多数形成されている。クラックＭは、センサ体２１０の上下両面のうち、荷重が加わる際に、荷重が加わる方向の反対側の面、つまり引張力が作用する側の面に開口している。
【０１２６】
支持部３２０を介してセンサ体２１０に下側から荷重が加わると、クラックＭの溝側面同士が前後方向に離れやすくなる。このため、センサ体２１０は、上側に膨出するように（下向きに開口するＣ字状に）、変形する。したがって、電気抵抗が増加する。このように、変形量が増加するのに従って電気抵抗が増加する、抵抗増加型のセンサ体２１０（センサ層２１）として、予め多数のクラックＭを入れたセンサ体２１０（センサ層２１）を用いてもよい。
【０１２７】
また、一対の電極間に、クラックＭ無しのセンサ層２１と、クラックＭ有りのセンサ層２１と、を電気的に並列に配置してもよい（ただし、一対のセンサ層２１間には絶縁層を介装する。）。そして、クラックＭ無しのセンサ層２１の電気抵抗を、クラックＭ有りのセンサ層２１の電気抵抗よりも、高く設定してもよい。
【０１２８】
こうすると、無荷重状態においては、一対のセンサ層２１の合成抵抗が、一対の電極を介して、出力される。これに対して、動作状態においては、自身の変形により、クラックＭ有りのセンサ層２１のクラックＭが開いてしまう。クラックＭが開くと、多数のカーボンビーズ（導電性フィラー）が連なって形成されている導電パスが、遮断されてしまう。このため、クラックＭ有りのセンサ層２１が断線してしまう。したがって、動作状態においては、主に、クラックＭ無しのセンサ層２１の電気抵抗が、一対の電極を介して、出力される。このように、無荷重状態と動作状態とで、出力される電気抵抗に、差異を設けることができる。
【０１２９】
また、抵抗増加型のセンサ層２１ではなく、変形量が増加するのに従って電気抵抗が減少する、抵抗減少型のセンサ層２１を用いてもよい。すなわち、センサ層２１の変形に伴い、電気抵抗が変化すればよい。変形センサ１の検出対象である押込パラメータは、押込量に限定しない。例えば、押込パラメータは、押込荷重であってもよい。
【０１３０】
また、基層２０の上方（荷重入力側）に予変形付与層３を、下方に変形促進層４を、各々配置してもよい。また、絶縁層２２、カバー層２３は配置しなくてもよい。また、絶縁層２２、カバー層２３のいずれか一方を省略して、一つの層で兼用してもよい。
【０１３１】
第四実施形態においては、複数の配線体２５と複数のセンサ体２１０とを、矩形波状に配置したが、波状（サイン波状など）、ジグザグ状（Ｖ字が連なる形状）に配置してもよい。すなわち、図１８に示すように、上方または下方から見て、センサ体２１０が、リブ押子３２の支持部３２０を、跨げばよい。
【０１３２】
絶縁層２２、カバー層２３の材質は特に限定しない。絶縁材料であればよい。上記実施形態においては、センサ層２１、電極２４、配線体２５を基層２０の上面に印刷した。しかし、センサ層２１、電極２４、配線体２５の形成方法は、印刷法に限定されるものではない。例えば、塗料から形成する方法として、ディップ法、スプレー法、バーコート法等を採用してもよい。また、塗料からではなく、センサ層２１、電極２４、配線体２５を別途準備して、基層２０に取り付けてもよい。例えば、金型でプレス成形したセンサ層２１、電極２４、配線体２５を、基層２０に貼着してもよい。また、センサ層２１、電極２４、配線体２５は、基層２０の下面に積層してもよい。
【０１３３】
上記実施形態においては、上下方向を本発明の「表裏方向」に対応させたが、前後方向、左右方向を本発明の「表裏方向」に対応させてもよい。すなわち、変形センサ１の配置方向は特に限定しない。
【０１３４】
基層２０は、センサ層２１の一面の変形を拘束できるものであればよい。上記実施形態のＰＥＴの他、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等の屈曲性を有する樹脂フィルムが好適である。基層２０の上下方向厚さ（層厚）は、例えば、１０μｍ以上５００μｍ以下とすることが望ましい。
【０１３５】
変形促進層４は、弾性を有する材料から形成されていればよい。上記実施形態のアクリルゴムの他、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム（ＮＢＲ）、スチレン−ブタジエン共重合ゴム（ＳＢＲ）、エチレン−プロピレン共重合ゴム［エチレン−プロピレン共重合体（ＥＰＭ）、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体（ＥＰＤＭ）等］、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム（Ｃｌ−ＩＩＲ、Ｂｒ−ＩＩＲ等）、水素化ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、クロロスルフォン化ポリエチレンゴム（ＣＳＭ）、ヒドリンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、合成ラテックス等のゴムが好適である。また、スチレン系、オレフィン系、ウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、フッ素系等の各種熱可塑性エラストマー、およびこれらの誘導体、発泡体を使用してもよい。
【０１３６】
変形促進層４の上下方向厚さ（層厚）は、例えば、０．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下とすることが望ましい。センサ層２１の曲げ変形量に対する電気抵抗の増加挙動を考慮して、変形促進層４の材質、面積、厚さ等を選択すればよい。予変形付与層３の材質、大きさ等は、特に限定しない。例えば、軽量で剛性が大きく、加工しやすい等の観点から、樹脂製の予変形付与層３が望ましい。
【０１３７】
センサ層２１の形状、大きさ等は特に限定しない。例えば、センサ層２１の上下方向厚さ（層厚）は、変形センサ１の小型化、薄型化等の観点から、１０μｍ以上５００μｍ以下とすることが望ましい。２５０μｍ以下がより好適である。センサ層２１の上下方向厚さを小さくすると、基層２０および変形促進層４による曲げ変形誘起の効果が発揮されやすい。
【０１３８】
以下、センサ層２１の構成および製造方法について説明する。センサ層２１は、樹脂またはエラストマーからなる母材と、該母材中に略単粒子状態でかつ高充填率で配合されている球状の導電性フィラーと、を有する。母材は、樹脂およびエラストマーの中から、導電性フィラーとの相溶性等を考慮して、適宜選択すればよい。特に、センサ層用塗料からセンサ層２１を形成する場合には、塗料化が可能な材料を選択することが望ましい。すなわち、自身が液状の材料、あるいは溶剤等に可溶な材料を選択するとよい。
【０１３９】
例えば、熱可塑性樹脂として、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリビニルアセテート（ＰＶＡｃ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド（ＰＡ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリフェニレンオキシド（ＰＰＯ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、非晶質フッ素樹脂、非晶質ポリエステル樹脂、フェノキシ樹脂等が挙げられる。なかでも、溶剤に可溶であるという理由から、ポリアミド、非晶質フッ素樹脂、非晶質ポリエステル樹脂、フェノキシ樹脂等が好適である。
【０１４０】
また、熱硬化性樹脂として、エポキシ樹脂、アルキド樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン、ポリイミド等が挙げられる。なかでも、エポキシ樹脂が好適である。エポキシ樹脂の硬化前樹脂には、比較的低粘度の液状のものが多い。よって、溶剤を使用せずに塗料化可能である。また、導電性フィラーとの相溶性も良好である。このため、導電性フィラーを、略単粒子状態でかつ高充填率で配合しやすい。エポキシ樹脂としては、ビスフェノール型エポキシ樹脂（Ａ型、Ｆ型、ＡＤ型）、脂環式エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、多価アルコール類とエピクロルヒドリンとを反応させて得られるポリグリシジルエーテル等が挙げられる。
【０１４１】
また、エラストマーは、ゴムおよび熱可塑性エラストマーから適宜選択することができる。例えば、ゴムとしては、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム（ＮＢＲ）、スチレン−ブタジエン共重合ゴム（ＳＢＲ）、エチレン−プロピレン共重合ゴム［エチレン−プロピレン共重合体（ＥＰＭ）、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体（ＥＰＤＭ）等］、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム（Ｃｌ−ＩＩＲ、Ｂｒ−ＩＩＲ等）、水素化ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリルゴム（ＡＲ）、クロロスルフォン化ポリエチレンゴム（ＣＳＭ）、ヒドリンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、合成ラテックス等が挙げられる。また、熱可塑性エラストマーとしては、スチレン系、オレフィン系、ウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、フッ素系等の各種熱可塑性エラストマー、およびこれらの誘導体が挙げられる。なかでも、導電性フィラーとの相溶性が良好なＥＰＤＭ、ＮＢＲ、シリコーンゴムが好適である。また、液状ＩＲ、液状ＢＲ、ＲＴＶ型（室温硬化型）シリコーンゴムは、硬化前に液状であり、溶剤を使用せずに塗料化可能である点で、好適である。
【０１４２】
導電性フィラーは、導電性を有する球状の粒子であれば、特に限定されるものではない。例えば、炭素材料、金属等の微粒子が挙げられる。これらのうち、一種を単独で、あるいは二種以上を併せて用いることができる。また、「球状」には、真球、略真球状は勿論、楕円球状、長円球状（一対の対向する半球を円柱で連結した形状）、部分球状、部分毎に半径の異なる球状、水滴形状等が含まれる。例えば、導電性フィラーのアスペクト比（短辺に対する長辺の比）は、１以上２以下の範囲が望ましい。アスペクト比が２より大きくなると、導電性フィラー同士の接触により一次元的な導電パスが形成されやすいからである。特に、母材中の導電性フィラーの充填状態を、より最密充填状態に近づけるという観点から、導電性フィラーとして、真球あるいは極めて真球に近い形状（略真球状）の粒子を採用するとよい。
【０１４３】
また、導電性フィラーの充填率は、センサ層２１の全体の体積を１００ｖｏｌ％とした場合の３０ｖｏｌ％以上であることが望ましい。３０ｖｏｌ％未満の場合には、導電性フィラーが最密充填に近い状態で配合されにくく、所望の導電性が発現しない。また、センサ層の弾性変形に対する電気抵抗の変化が緩慢になり、電気抵抗の増加挙動を制御することが難しくなる。３５ｖｏｌ％以上であるとより好適である。反対に、導電性フィラーの充填率は、センサ層の全体の体積を１００ｖｏｌ％とした場合の６５ｖｏｌ％以下であることが望ましい。６５ｖｏｌ％を超えると、センサ層２１が弾性変形しにくくなる。また、母材への混合が困難となり、成形加工性が低下する。さらに、センサ層用塗料を調製しにくくなる。５５ｖｏｌ％以下であるとより好適である。
【０１４４】
母材中、導電性フィラーは、できるだけ凝集せず一次粒子の状態で存在することが望ましい。よって、導電性フィラーを選択する際には、平均粒子径や母材との相溶性等を考慮するとよい。例えば、一次粒子の状態で存在する導電性フィラーの平均粒子径は、０．０５μｍ以上１００μｍ以下であることが望ましい。０．０５μｍ未満の場合には、凝集して二次粒子を形成しやすい。０．５μｍ以上、さらには１μｍ以上であると好適である。反対に、平均粒子径が１００μｍを超えると、弾性変形による導電性フィラーの並進運動（平行運動）が、粒子径に比べて相対的に小さくなり、弾性変形に対する電気抵抗の変化が緩慢となる。また、センサ層２１の上下方向厚さを小さくしにくくなる。６０μｍ以下、さらには３０μｍ以下であると好適である。なお、平均粒子径としては、導電性フィラーの累積粒度曲線において積算重量が５０％となる粒子径（Ｄ５０）を採用する。
【０１４５】
導電性フィラーとしては、例えば、カーボンビーズが好適である。カーボンビーズは、導電性が良好で、比較的安価である。また、略真球状を呈しているため、高充填率で配合することができる。具体的には、大阪ガスケミカル社製のメソカーボンマイクロビーズ［ＭＣＭＢ６−２８（平均粒子径約６μｍ）、ＭＣＭＢ１０−２８（平均粒子径約１０μｍ）、ＭＣＭＢ２５−２８（平均粒子径約２５μｍ）］、日本カーボン社製のカーボンマイクロビーズ：ニカビーズ（登録商標）ＩＣＢ、ニカビーズＰＣ、ニカビーズＭＣ、ニカビーズＭＳＢ［ＩＣＢ０３２０（平均粒子径約３μｍ）、ＩＣＢ０５２０（平均粒子径約５μｍ）、ＩＣＢ１０２０（平均粒子径約１０μｍ）、ＰＣ０７２０（平均粒子径約７μｍ）、ＭＣ０５２０（平均粒子径約５μｍ）］、日清紡社製のカーボンビーズ（平均粒子径約１０μｍ）等が挙げられる。
【０１４６】
センサ層２１は、例えば、次のようにして製造することができる。母材に熱可塑性樹脂を選択した場合には、加熱溶融した熱可塑性樹脂に、導電性フィラー、必要に応じて添加剤を加えて混合した後、プレス成形、射出成形等を行う。また、母材に熱硬化性樹脂を選択した場合には、硬化前樹脂に、硬化剤、必要に応じて添加剤を加えて混合した後、プレス成形等により硬化させる。一方、母材にエラストマーを選択した場合は、まず、エラストマーに、加硫助剤、軟化剤等の添加剤を添加して、混練りする。続いて、導電性フィラーを加えて混練りした後、さらに、架橋剤、加硫促進剤を加えて混練りし、エラストマー組成物とする。次に、エラストマー組成物をシート状に成形し、それを金型に充填してプレス加硫する。
【０１４７】
また、センサ層２１の上下方向厚さを小さくするためには、センサ層用塗料から形成することが望ましい。すなわち、まず、樹脂またはエラストマー等の母材の形成成分を含むセンサ層用塗料を調製する。次に、調製したセンサ層用塗料を、基層２０等の基材に塗布し、乾燥させる。なお、熱硬化樹脂を使用した場合は、センサ層用塗料を塗布した後、硬化させればよい。また、エラストマーを使用した場合は、乾燥と同時に、あるいは乾燥後に、架橋反応を進行させればよい。
【０１４８】
センサ層用塗料の塗布方法は、種々の方法を採用することができる。例えば、インクジェット印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷、スクリーン印刷、パッド印刷、リソグラフィー等の印刷法の他、ディップ法、スプレー法、バーコート法等が挙げられる。例えば、印刷法を採用すると、塗布する部分と塗布しない部分との塗り分けを、容易に行うことができる。また、大きな面積、細線、複雑な形状の印刷も容易である。さらに、センサ層２１、電極２４、配線、配線体２５を同様の方法で形成することができるため、センサ素子２に各層を集積化しやすい。印刷法の中でも、高粘度の塗料も使用可能であり、塗膜厚さの調整が容易であるという理由から、スクリーン印刷法が好適である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【国際調査報告】
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