(57)【要約】【課題】スクリーン印刷法を用いてフィルムセンサを製造する場合に、製造開始から終了までの作業時間（タクトタイム）を短くすることができるフィルムセンサの製造方法、フットセンサ、フィルムセンサを得る。【解決手段】第一フィルム５０に、第一電極５２、第一配線２０、第一圧電部５４、及び第一電解質層７０Ａが形成されることで第一フィルム体５６が作られる。同様に、第二フィルム６０に、第二電極６２、第二配線２２、第二圧電部６４、及び第二電解質層７０Ｂが形成されることで第二フィルム体６６が作られる。第一フィルム体５６と第二フィルム体６６とを圧着させることでフットセンサ１０が製造されるようになっている。このため、第一フィルム体５６と第二フィルム体６６とを並行して作ることが可能となり、製造開始から終了までの作業時間（タクトタイム）を短くすることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリーン印刷法を用いて、第一フィルムに、導電材を成分として含む第一電極、及び端部が前記第一電極に接続している導電材を成分として含む第一配線を形成する第一電極工程と、
スクリーン印刷法を用いて、前記第一フィルムに形成された前記第一電極に、圧電効果を有する樹脂製の第一圧電部を形成する第一圧電工程と、
前記第一フィルムに形成された前記第一圧電部側に、第一電解質層を形成し、前記第一電極、前記第一配線、前記第一圧電部、及び前記第一電解質層を有する第一フィルム体とする第一層形成工程と、
スクリーン印刷法を用いて、第二フィルムに、導電材を成分として含む第二電極及び端部が前記第二電極に接続している導電材を成分として含む第二配線を形成する第二電極工程と、
スクリーン印刷法を用いて、前記第二フィルムに形成された前記第二電極に、圧電効果を有する樹脂製の第二圧電部を形成する第二圧電工程と、
前記第二フィルムに形成された前記第二圧電部側に、第二電解質層を形成し、前記第二電極、前記第二配線、前記第二圧電部、及び前記第二電解質層を有する第二フィルム体とする第二層形成工程と、
前記第一フィルム体の前記第一電解質層と、前記第二フィルム体の前記第二電解質層とを前記第一電極と前記第二電極とが重なるように対向させ、前記第一フィルム体と前記第二フィルム体とを圧着する圧着工程と、
を備えるフィルムセンサの製造方法。
【請求項２】
前記第一配線と前記第二配線とは、厚さ方向から見て、離間するように前記第一電極工程及び前記第二電極工程で前記第一配線及び前記第二配線を形成する請求項１に記載のフィルムセンサの製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のフィルムセンサの製造方法を用いて製造され、靴の中に配置されるフットセンサ。
【請求項４】
第一フィルムと、
前記第一フィルムに形成されている導電材を成分として含む第一電極と、
前記第一フィルムに形成され、端部が前記第一電極と接続している導電材を成分として含む第一配線と、
前記第一電極に形成され、圧電効果を有する樹脂製の圧電部と、
前記第一フィルムの前記圧電部側に重ねられる第二フィルムと、
前記第二フィルムの前記圧電部側に形成され、前記第二フィルムの厚さ方向から見て前記第一電極に重なっている導電材を成分として含む第二電極と、
前記第二フィルムの前記圧電部側に形成され、端部が前記第二電極と接続し、前記厚さ方向から見て、前記第一配線と離間している導電材を成分として含む第二配線と、
を備えるフィルムセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルムセンサの製造方法、フットセンサ、及びフィルムセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載の靴の中敷（フィルムセンサ）には、靴を履いたユーザの動作に基づく物理量を検出する検出部等が備えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２１５５３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、スクリーン印刷法を用いてフィルムセンサを製造する場合には、１枚のフィルム上に一層づつ順番に全ての層を印刷することにより、フィルムセンサが製造されていた。
【０００５】
本発明の課題は、スクリーン印刷法を用いてフィルムセンサを製造する場合に、製造開始から終了までの作業時間（タクトタイム）を短くすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の請求項１に係るフィルムセンサの製造方法は、スクリーン印刷法を用いて、第一フィルムに、導電材を成分として含む第一電極、及び端部が前記第一電極に接続している導電材を成分として含む第一配線を形成する第一電極工程と、スクリーン印刷法を用いて、前記第一フィルムに形成された前記第一電極に、圧電効果を有する樹脂製の第一圧電部を形成する第一圧電工程と、前記第一フィルムに形成された前記第一圧電部側に、第一電解質層を形成し、前記第一電極、前記第一配線、前記第一圧電部、及び前記第一電解質層を有する第一フィルム体とする第一層形成工程と、スクリーン印刷法を用いて、第二フィルムに、導電材を成分として含む第二電極及び端部が前記第二電極に接続している導電材を成分として含む第二配線を形成する第二電極工程と、スクリーン印刷法を用いて、前記第二フィルムに形成された前記第二電極に、圧電効果を有する樹脂製の第二圧電部を形成する第二圧電工程と、前記第二フィルムに形成された前記第二圧電部側に、第二電解質層を形成し、前記第二電極、前記第二配線、前記第二圧電部、及び前記第二電解質層を有する第二フィルム体とする第二層形成工程と、前記第一フィルム体の前記第一電解質層と、前記第二フィルム体の前記第二電解質層とを前記第一電極と前記第二電極とが重なるように対向させ、前記第一フィルム体と前記第二フィルム体とを圧着する圧着工程と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
上記構成によれば、第一電極工程及び第一圧電工程で、スクリーン印刷法を用いて、第一フィルムに、第一電極、第一配線、及び第一圧電部が形成される。さらに、第一層形成工程で、第一フィルムに、第一電解質層が形成されることで、第一フィルム体が作られる。
【０００８】
これに対して、第二電極工程及び第二圧電工程で、スクリーン印刷法を用いて、第二フィルムに、第二電極、第二配線、及び第二圧電部が形成される。さらに、第二層形成工程で、第二フィルムに、第二電解質層が形成さえることで、第二フィルム体が作られる。
【０００９】
そして、圧着工程で、第一フィルム体と第二フィルム体とが圧着されてフィルムセンサが製造される。
【００１０】
このように、第一フィルム体と第二フィルム体とは、別工程で作られる。このため、スクリーン印刷法を用いて第一フィルムに一層づつ全ての部材を形成する場合と比して、スクリーン印刷法を用いてフィルムセンサを製造する場合に、製造開始から終了までの作業時間を短くすることができる。
【００１１】
本発明の請求項２に係るフィルムセンサの製造方法は、請求項１に記載のフィルムセンサの製造方法において、前記第一配線と前記第二配線とは、厚さ方向から見て、離間するように前記第一電極工程及び前記第二電極工程で前記第一配線及び前記第二配線を形成することを特徴とする。
【００１２】
上記構成によれば、第一配線と第二配線とは、第一フィルムの厚さ方向から見て、離間するように形成される。このため、厚さ方向から見て、第一配線と第二配線とが重なっている場合と比して、製造されたフィルムセンサの第一配線と第二配線とのショートを抑制することができる。
【００１３】
本発明の請求項３に係るフットセンサは、請求項１又は２に記載のフィルムセンサの製造方法を用いて製造され、靴の中に配置されることを特徴とする。
【００１４】
上記構成によれば、フットセンサは、請求項１又は２に記載のフィルムセンサの製造方法を用いて製造されているため、フットセンサを製造する際に、製造開始から終了までの作業時間を短くすることができる。
【００１５】
本発明の請求項４に係るフィルムセンサは、第一フィルムと、前記第一フィルムに形成されている導電材を成分として含む第一電極と、前記第一フィルムに形成され、端部が前記第一電極と接続している導電材を成分として含む第一配線と、前記第一電極に形成され、圧電効果を有する樹脂製の圧電部と、前記第一フィルムの前記圧電部側に重ねられる第二フィルムと、前記第二フィルムの前記圧電部側に形成され、前記第二フィルムの厚さ方向から見て前記第一電極に重なっている導電材を成分として含む第二電極と、前記第二フィルムの前記圧電部側に形成され、端部が前記第二電極と接続し、前記厚さ方向から見て、前記第一配線と離間している導電材を成分として含む第二配線と、を備えることを特徴とする。
【００１６】
上記構成によれば、厚さ方向から見て、第一配線と第二配線とが離間しているため、厚さ方向から見て、第一配線と第二配線とが重なっている場合と比して、第一配線と第二配線とのショートを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、スクリーン印刷法を用いてフィルムセンサを製造する場合に、製造開始から終了までの作業時間を短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）本実施形態に係るフィルムセンサの製造方法を説明するのに用いた工程図である。
【図２】（Ａ）（Ｂ）本実施形態に係るフィルムセンサの製造方法を説明するのに用いた工程図である。
【図３】本実施形態に係るフィルムセンサの一例であるフットセンサを示した平面図である。
【図４】本実施形態に係るフィルムセンサの製造方法を説明するのに用いた工程図である。
【図５】本実施形態に係るフィルムセンサの製造方法を説明するのに用いた工程図である。
【図６】本実施形態に係るフィルムセンサの製造方法を説明するのに用いた工程図である。
【図７】本実施形態に係るフィルムセンサの製造方法を説明するのに用いた工程図である。
【図８】本実施形態に係るフィルムセンサの製造方法を説明するのに用いた工程図である。
【図９】本実施形態に係るフィルムセンサの一例であるフットセンサを示した斜視図である。
【図１０】本実施形態に係るフィルムセンサの一例であるフットセンサを靴の内部に配置した状態を示した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の実施形態に係るフィルムセンサの製造方法、及びフィルムセンサであるフットセンサの一例について図１〜図１０に従って説明する。なお、各図に示す矢印Ｘは、足の長手方向を示し、矢印Ｙは、足の幅方向を示し、矢印Ｚは、フィルムセンサの厚さ方向を示す。先ず、フットセンサを説明し、次に、フィルムセンサの製造方法について説明する。
【００２０】
（全体構成）
フィルムセンサの一例としてのフットセンサ１０は、靴１００の中に中敷きのように配置され、ユーザの足裏から受ける押圧力を検出するものである（図９、図１０参照）。
【００２１】
フットセンサ１０には、図９に示されるように、板状とされ、ユーザの足裏と接触する第一フィルム５０と、第一フィルム５０と同様の形状とされ、第一フィルム５０に重ねられている第二フィルム６０と、が備えられている。さらに、第一フィルム５０と第二フィルム６０との間には、第一フィルム５０と第二フィルム６０とを接着させる機能を有する電解質層７０が備えられている（図２（Ｂ）参照）。
【００２２】
第一フィルム５０は、一例として、シリコーン樹脂で形成され、厚さ２００〔μｍ〕とされている。第二フィルム６０も第一フィルム５０と同様に、一例として、シリコーン樹脂で形成され、厚さ２００〔μｍ〕とされている。また、電解質層７０は、一例として、厚さ１５〔μｍ〕〜３０〔μｍ〕とされている。
【００２３】
そして、フットセンサ１０は、平面視で靴の中敷き形状と同様形状とされている本体部１２と、本体部１２における足の長手方向のかかと側から突出する接続部１４と、を有している。接続部１４は、足の長手方向に対して、先端側が足の幅方向の外側に位置するように傾斜する接続部３０と、足の長手方向に対して、先端側が足の幅方向の内側に位置するように傾斜する接続部３２とから構成されている。
【００２４】
本体部１２には、図３に示されるように、矩形状の検出部１６が複数備えられている。検出部１６は、第一フィルム５０と第二フィルム６０との間に配置され、押圧力を検出するためのセンサであって、本実施形態では、圧電効果を利用して押圧力を検出するようになっている。
【００２５】
具体的には、本体部１２には、足の長手方向のつま先側に位置している検出部１６Ａと、検出部１６Ａに対してかかと側で、足の幅方向の外側が、かかと側に位置するように傾斜している検出部１６Ｂ、１６Ｃ、１６Ｄとが備えられている。そして、検出部１６Ｂ、１６Ｃ、１６Ｄは、足の幅方向の内側から外側にかけて、この順番で配置されている。
【００２６】
さらに、本体部１２には、検出部１６Ｄに対してかかと側で、本体部１２の外形に沿って足の幅方向の外側に位置している検出部１６Ｅ、１６Ｆ、１６Ｇが備えられている。そして、検出部１６Ｅ、１６Ｆ、１６Ｇは、足の長手方向のつま先側からかかと側にかけて、この順番で配置されている。また、本体部１２には、検出部１６Ｃに対してかかと側に位置する検出部１６Ｈが備えられている。
【００２７】
このように、つま先及び指の付け根に対応する部位には、検出部１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、１６Ｄ、１６Ｈが配置され、土踏まずに対応する部位には、検出部１６Ｅ、１６Ｆが配置され、かかとに対応する部位には、検出部１６Ｇが配置されている。
【００２８】
さらに、フットセンサ１０には、端部が検出部１６Ａに接続する第一配線２０Ａと、端部が検出部１６Ａと接続する第二配線２２Ａとが備えられている。同様に、フットセンサ１０には、端部が検出部１６Ｂ、１６Ｃ、１６Ｄ、１６Ｅ、１６Ｆ、１６Ｇと接続する第一配線２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ、２０Ｅ、２０Ｆ、２０Ｇと、端部が検出部１６Ｂ、１６Ｃ、１６Ｄ、１６Ｅ、１６Ｆ、１６Ｇと接続する第二配線２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ、２２Ｅ、２２Ｆ、２２Ｇと、が備えられている。
【００２９】
そして、第一配線２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｈ及び第二配線２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｈは、接続部３２を通り、先端部が接続部３２から外部に露出している。また、第一配線２０Ｄ、２０Ｅ、２０Ｆ、２０Ｇ及び第二配線２２Ｄ、２２Ｅ、２２Ｆ、２２Ｇは、接続部３０を通り、先端部が接続部３０から外部に露出している。
【００３０】
なお、以後の説明では、検出部１６、第一配線２０、第二配線２２の末尾に付されるＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈを区別して説明する必要が無い場合は、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈを省略することがある。
【００３１】
〔検出部〕
検出部１６には、図２（Ｂ）に示されるように、第一フィルム５０から第二フィルム６０側に層状に配置されている、第一電極５２と、第一圧電部５４と、第二圧電部６４と、第二電極６２とが備えられている。また、第一圧電部５４と第二圧電部６４との間には、前述した電解質層７０が配置されている。
【００３２】
第一電極５２及び第二電極６２は、一例として、銀を成分として含む導電材で形成され、厚さ３０〔μｍ〕とされている。また、第一圧電部５４及び第二圧電部６４は、圧電効果を有する樹脂材料（例えば、ポリフッ化ビニリデン）で形成され、厚さ３０〔μｍ〕とされている。
【００３３】
〔第一配線〕
第一配線２０は、第一フィルム５０の第二フィルム６０側に形成され、図７に示されるように、第一配線２０の基端部は、第一電極５２に接続し、図３に示されるように、第一配線２０の先端部は、前述したように接続部１４から外部に露出している。
【００３４】
第一配線２０は、一例として、銀を成分として含む導電材で形成され、厚さ３０〔μｍ〕とされている。
【００３５】
〔第二配線〕
第二配線２２は、第二フィルム６０の第一フィルム５０側に形成され、図５に示されるように、第二配線２２の基端部は、第二電極６２に接続し、図３に示されるように、第二配線２２の先端部は、接続部１４から外部に露出している。さらに、厚さ方向から見て、第二配線２２と第一配線２０とは離間している。
【００３６】
第二配線２２は、一例として、銀を成分として含む導電材で形成され、厚さ３０〔μｍ〕とされている。
【００３７】
（製造方法）
次に、フットセンサ１０（フィルムセンサ）の製造方法について説明する。
【００３８】
先ず、スクリーン印刷法によって、図１（Ａ）（Ｂ）、図７に示されるように、第一フィルム５０に、第一電極５２、及び基端部が第一電極５２と接続している第一配線２０が形成される（第一電極工程）。
【００３９】
次に、スクリーン印刷法によって、図１（Ｂ）（Ｃ）、図６に示されるように、第一電極５２に、第一圧電部５４が形成される（第一圧電工程）。
【００４０】
次に、第一圧電部５４が形成された第一フィルム５０の全域に、イオン液体とポリマーとからなるゲル状の液体を塗布することで、前述した電解質層７０の一部を構成する第一電解質層７０Ａが形成される（第一層形成工程）。
【００４１】
このようにして、第一フィルム５０に第一電極５２、第一配線２０、第一圧電部５４、及び第一電解質層７０Ａが形成された第一フィルム体５６が作られる。
【００４２】
これに対して、スクリーン印刷法によって、図１（Ａ）（Ｂ）、図５に示されるように、第二フィルム６０に、第二電極６２、及び基端部が第二電極６２と接続する第二配線２２が形成される（第二電極工程）。
【００４３】
次に、スクリーン印刷法によって、図１（Ｂ）（Ｃ）、図４に示されるように、第二電極６２に、第二圧電部６４が形成される（第二圧電工程）。
【００４４】
次に、第二圧電部６４が形成された第二フィルム６０の全域に、イオン液体とポリマーとを含むゲル状の液体を塗布することで、前述した電解質層７０の一部を構成する第二電解質層７０Ｂが形成される（第二層形成工程）。
【００４５】
このようにして、第二フィルム６０に第二電極６２、第二配線２２、第二圧電部６４、及び第二電解質層７０Ｂが形成された第二フィルム体６６が作られる。
【００４６】
そして、図２（Ａ）（Ｂ）に示されるように、第一フィルム体５６の第一電解質層７０Ａと、第二フィルム体６６の第二電解質層７０Ｂとを対向させる。さらに、厚さ方向から見て、第一電極５２と第二電極６２とが重なるように、第一フィルム体５６と第二フィルム体６６とが圧着される（図８参照：圧着工程）。そして、第一フィルム体５６と第二フィルム体６６とを圧着することで、第一電解質層７０Ａと第二電解質層７０Ｂとが、一体となって電解質層７０が形成される。
【００４７】
さらに、第一配線２０の先端部、及び第二配線２２の先端部が、接続部３０又は接続部３２から外部に露出するように、第一フィルム５０及び第二フィルム６０の一部が取り除かれる（図３、図９参照）。このようにして、フットセンサ１０が製造される。
【００４８】
（作用・効果）
次に、フットセンサ１０の作用について説明する。
【００４９】
フットセンサ１０を用いて、歩行時等にユーザの足裏から受ける押圧力を検出する場合には、先ず、図９、図１０に示されるように、フットセンサ１０が、靴１００の中に中敷きのように配置される。なお、以下の説明では、一例として左方の靴１００の中にフットセンサ１０が配置された場合について説明するが、両方の靴の中に配置されても良く、右方の靴の中のみに配置されてもよい。
【００５０】
フットセンサ１０を靴１００の中に配置する際には、接続部３０、３２の基端部を折り曲げることで、接続部３０、３２の先端部が靴１００の外部に配置される。そして、接続部３０から露出した第一配線２０の先端部及び第二配線２２の先端部が、図示せぬコネクターに接続され、接続部３２から露出した第一配線２０の先端部及び第二配線２２の先端部が、図示せぬ他のコネクターに接続される。
【００５１】
この状態で、ユーザが靴１００を履く。そして、例えば、ユーザが靴１００を履いた状態で立ったり移動したりすることで、夫々の検出部１６が押圧されて変形する。夫々の検出部１６の変形量に応じて第一圧電部５４及び第二圧電部６４に圧電効果が生じる。さらに、この圧電効果によって第一電極５２と第二電極との間に電位差が生じ、この電位差を第一配線２０、第二配線２２、及び図示せぬコネクターを介して検知部材（図示省略）が検知する。そして、この電位差に基づいて夫々の検出部１６が受けた押圧力が検出（導出）される。
【００５２】
本実施例では、つま先及び指の付け根に対応する部位に配置された検出部１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、１６Ｄ、１６Ｈによって検出された押圧力により、蹴り出しや、指の曲げ具合が検知される。また、土踏まずに対応する部位に配置された検出部１６Ｅ、１６Ｆによって検出された押圧力により、歩行方向の変化が検知される。さらに、かかとに対応する部位に配置された検出部１６Ｇによって検出された押圧力により、着地が検知される。このように、フットセンサ１０を用いることで、例えば、ユーザの歩行状態が検知される。
【００５３】
また、このフットセンサ１０を製造する際には、第一フィルム５０に、第一電極５２、第一配線２０、第一圧電部５４、及び第一電解質層７０Ａが形成されることで第一フィルム体５６が作られる。同様に、第二フィルム６０に、第二電極６２、第二配線２２、第二圧電部６４、及び第二電解質層７０Ｂが形成されることで第二フィルム体６６が作られる。そして、第一フィルム体５６と第二フィルム体６６とを圧着させることでフットセンサ１０が製造されるようになっている。このため、第一フィルム体５６と第二フィルム体６６とを並行して作ることが可能となり、スクリーン印刷法を用いて第一フィルム５０に一層づつ全ての部材（層）を形成する場合と比して、スクリーン印刷法を用いてフィルムセンサを製造する場合に、製造開始から終了までの作業時間（タクトタイム）を短くすることができる。
【００５４】
また、第一フィルム体５６と、第二フィルム体６６とは、同様の工程を経て作られているため、第一フィルム体５６を作るための作業時間と、第二フィルム体６６を作るための作業時間とを、同様にすることができる。
【００５５】
また、厚さ方向から見て、第二配線２２と第一配線２０とは離間しているため、厚さ方向から見て第二配線２２と第一配線２０とが重なっている場合と比して、第二配線２２と第一配線２０とのショートを抑制することができる。
【００５６】
なお、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態をとることが可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態では、フィルムセンサの一例としてのフットセンサ１０を用いて説明したが、例えば、フィルムセンサを椅子の座面、又は背もたれ等に配置し、椅子に座ったユーザの着座状態等を検知してもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１０        フットセンサ（フィルムセンサの一例）
２０        第一配線
２２        第二配線
５０        第一フィルム
５２        第一電極
５４        第一圧電部（圧電部の一例）
５６        第一フィルム体
６０        第二フィルム
６２        第二電極
６４        第二圧電部（圧電部の一例）
６６        第二フィルム体
７０Ａ      第一電解質層
７０Ｂ      第二電解質層
７０        電解質層
【図１】
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【図２】
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【図１０】
2015227839.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2015227839.tif 000009
【図７】
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【図８】
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【図９】
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