(57)【要約】【課題】付与された応力に基づいた応力センサ特性値を出力し得る応力センサ部１と、当該出力を信号に変換した応力データを電子機器に供給する制御部とを有する、電子機器用操作部の製造法であって、製品特性ばらつきを生じさせないことのできる電子機器用操作部の製造法を提供する。【解決手段】応力センサ部１及び制御部を製造する第１の工程と、当該応力センサ部１を固定した状態で、応力センサ部１へ所定の応力を付与し、当該応力の出力値を前記制御部から出力する第２の工程と、当該出力値を所定の値とする出力値補正手段を有する制御部に対して、当該補正を実施する第３の工程とを有し、第１〜第３の工程をこの順に実施することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
付与された応力に基づいた応力センサ特性値を出力し得る応力センサ部と、当該出力を信号に変換した応力データを電子機器に供給する制御部とを有する、電子機器用操作部の製造法であって、
当該応力センサ部及び制御部を製造する第１の工程と、
当該応力センサ部を固定した状態で、応力センサ部へ所定の応力を付与し、当該応力の出力値を前記制御部から出力する第２の工程と、
当該出力値を所定の値とする出力値補正手段を有する制御部に対して、当該補正を実施する第３の工程とを有し、第１〜第３の工程をこの順に実施することを特徴とする電子機器用操作部の製造法。
【請求項２】
第２の工程における、応力センサ部への所定の応力の付与が、応力受け部材への２以上の方向に対して実施されるものであり、且つ前記電子機器用操作部が、応力付与方向により異なる応力データを電子機器に供給するものであることを特徴とする請求項１記載の電子機器用操作部の製造法。
【請求項３】
制御部が不揮発性メモリを有し、当該メモリのデータに基づいて第３の工程における補正が実施される電子機器用操作部の製造法であって、
第３の工程における出力値補正手段が、
第２の工程における応力の出力値をＡとし、
要求される応力の出力値をＢとし、
Ｂ／Ａ＝Ｃを補正係数として制御部のメモリに記憶させる手段であることを特徴とする請求項１又は２記載の電子機器用操作部の製造法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器用操作部の製造法に関するものであり、特にパーソナルコンピュータのポインティングディバイスや携帯電話のメニュー切り替え等に用いられる応力センサ型操作部に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
付与された応力に基づいた応力センサ特性値を出力し得る応力センサ部と、当該出力を信号に変換した応力データを電子機器に供給する制御部とを有する、電子機器用操作部の製造法については、例えば国際公開第０３／０１０６５１号公報にその開示がある。
【０００３】
上記公報では、応力センサ部と制御部とを脱着可能とすることで、応力センサ部と制御部との特性上のマッチングを良好とする技術が開示されている。具体的には前記脱着により、前記特性上のマッチングを確認しつつ電子機器用操作部を製造する技術である。
【特許文献１】国際公開第０３／０１０６５１号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
応力センサ部は通常抵抗素子やコンデンサ素子等を歪みゲージとして用いる。かかる歪みゲージ特性値（抵抗値や容量値等）が制御部にて検出される。そして付与された応力が検出される。ここで抵抗素子やコンデンサ素子は、その特性を完全に一律にする製造技術が確立されておらず、当該特性の均一化は困難である。
【０００５】
そのため応力センサ部の感度のばらつきは不可避である。そこで一般に、電子機器用操作部用途のように量産されるものとして製造される応力センサ部は、所定の感度幅にランク付けされるための検査工程に供されていた。そしてそのランク毎に、それらのランクに見合った制御部と組み合わせる過程を経て、電子機器用操作部が得られていた。かかる過程はランク幅の広狭によっては製品特性ばらつきが依然として生じ得るものだった。
【０００６】
そこで本発明が解決しようとする課題は、製品特性ばらつきを生じさせない電子機器用操作部の製造法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため本発明の、付与された応力に基づいた応力センサ特性値を出力し得る応力センサ部１と、当該出力を信号に変換した応力データを電子機器に供給する制御部とを有する、電子機器用操作部の製造法は、当該応力センサ部１及び制御部を製造する第１の工程と、当該応力センサ部１を固定した状態で、応力センサ部１へ所定の応力を付与し、当該応力の出力値を前記制御部から出力する第２の工程と、当該出力値を所定の値とする出力値補正手段を有する制御部に対して、当該補正を実施する第３の工程とを有し、第１〜第３の工程をこの順に実施することを特徴とする。
【０００８】
上記本発明の電子機器用操作部の製造法によれば、第２の工程で所定の応力付与の下で出力される応力センサ特性値を、第３の工程で所定の値となるように補正をするため、製品特性ばらつきを生じさせないことができ、上記本発明が解決しようとする課題を解決できる。更に、応力センサ部１のランク分けといった従来あった煩雑な作業を無くすことができる有利な効果もある。
【０００９】
（用語の説明等）
上記電子機器用操作部は、応力センサ部１と制御部とが脱着可能・不可のものの両者を含む。
【００１０】
上記第１の工程における、応力センサ部１の製造は、例えばセラミック基板４やガラス繊維混入エポキシ系樹脂成型体基板４面に抵抗素子１１やコンデンサ素子等からなる歪みゲージを配置し、当該基板４面に応力受け部材としてのスティック部材２を固着又は一体化させる等の製造法がある。かかる製造法によって得られる応力センサ部１は、前記スティック部材２に応力を付与することにより、前記基板４を撓ませ、それによって歪みゲージが刺激を受けることにより歪みゲージ特性値が変化し、当該変化を把握することで付与された応力の大きさ等を把握することができる。
【００１１】
上記第１の工程における制御部の製造は、ＩＣ等の必要な電子部品を制御部用の基板４面上に実装することによる。
【００１２】
上記第２の工程における、応力センサ部１の固定は、一時的な固定で足り、且つ少なくとも応力センサ部１を構成する基板４領域の中心を通る線上の２隅以上を固定できればいい。例えば図４に示す簡易な固定部材２２の使用が一例として挙げられる。同図では、位置合せ棒９が、基板４の中心を通る対角線上の２隅の位置合せ穴８に挿入することで前記固定を実現している。前記固定部材２２は、固定状態からの解除が容易（持ち上げるだけ）である利点がある。もちろん、図４に示す固定冶具２０を用いる場合のように、隙間２１の部分を除いて枠状をなす固定冶具２０底面と台座１２上面との間で、基板４の端部を挟み込み、ある程度固定強度を高めることが好ましいことは言うまでもない。
【００１３】
上記第２の工程における、所定応力の付与は、例えば一定の加重が可能な糸１３と錘３と滑車６とを組み合わせた応力付与手段である。具体的には、例えば図３（ａ）及び（ｂ）に示すように錘３の重力を滑車６により横方向への加重に変換させ、かかる加重を上記スティック部材２の側面へ付与する方法の採用である。かかる方法により、簡易な装置により一定の加重があらゆる方向から可能となる。
【００１４】
図３のように、所定の応力の付与を、応力受け部材への２以上の方向に対して実施されるようにしたのは、電子機器用操作部の使用のされ方を考慮したためである。通常電子機器用操作部は、例えばパーソナルコンピュータのポインティングディバイスのように、複数の方向に応力付与されて多種類の命令を入力する用途が多い。即ち前記電子機器用操作部が、応力付与方向により異なる応力データを電子機器に供給するものである場合が多い。そのような電子機器特有の使用のされ方にも適合する電子機器用操作部を製造するために、このような応力付与を実施し、夫々の方向について補正をするのが好適である。
【００１５】
上記第２の工程における、応力の出力値は、上記歪みゲージに何を用いるかに依存する。例えば抵抗素子１１を歪みゲージとして用いる場合は、応力の出力値は抵抗値となる。抵抗素子１１に代えてコンデンサ素子を用いる場合には、容量値となる。
【００１６】
上記第２の工程における、「応力の出力値を制御部から出力する」一例を、例えば図２に示すように、基板４面に四つの抵抗素子１１がブリッジ回路を構成している場合について説明する。このブリッジ回路の電圧印加端子（Ｖｃｃ）−（ＧＮＤ）間には所定の電圧が印加されている。その状態で同図左側の抵抗素子１１及びＹ端子（Ｙｏｕｔ）によりＹ軸方向（任意の基板４面と平行の方向）に付与された応力データが出力される。また、同図右側の抵抗素子１１及びＸ端子（Ｘｏｕｔ）によりＸ軸方向（Ｙ軸方向と直交し、且つ基板４面と平行の方向）に付与された応力データが出力される。Ｚ軸方向（Ｘ，Ｙ軸方向と直交し、且つ基板４面と垂直の方向）に応力を付与した場合の電気特性は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向に応力を付与した場合と異なるブリッジ回路のバランスに基づく電気特性であり、それらとは区別できる。
【００１７】
上記第３の工程における出力補正手段について、制御部が不揮発性メモリを有し、当該メモリのデータに基づいて当該補正が実施される一例を説明する。出力値補正手段が、第２の工程における応力の出力値をＡとし、要求される応力の出力値をＢとし、Ｂ／Ａ＝Ｃを補正係数として制御部のメモリに記憶させる手段である。
【００１８】
上記メモリには、フラッシュメモリやＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＵＶ−ＥＰＲＯＭ  （ＵｌｔｒａＶｉｏｌｅｔ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等のＥＰＲＯＭが好適である。特にＥＥＰＲＯＭは、システムに組み込んだまま簡単に消去や再書き込みができる取り扱い性が良好な点があり、より好適である。
【００１９】
実際の出力値Ａが、上記要求される応力の出力値Ｂと異なる応力センサ部１の場合、Ａと補正係数Ｃとの積、即ち要求される出力値Ｂと同等の出力値が電子機器に供給されることとなる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明により、製品特性ばらつきを生じさせない電子機器用操作部の製造法を提供することがきた。更に、応力センサ部１のランク分けといった従来あった煩雑な作業を無くすことができる有利な効果もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（センサ部の製造）
基板４としてガラス繊維混入エポキシ系樹脂成型体を用いた。その基板４面に銅箔を貼付し、サブストラクト法によりその銅箔の一部を除去し、残部を配線パターンとした。当該配線パターンの一部が抵抗素子１１用電極となるよう、所定位置に抵抗体ペーストをスクリーン印刷の手法により配置し、歪みゲージとしての抵抗素子１１を形成した。かかる抵抗素子１１によって、図２に示すブリッジ回路が構成されるよう配線パターンと抵抗体との配置位置を調整する。配線パターン及び抵抗体が配される基板４面とは反対の基板４面には、アルミナセラミックからなる応力受け部材としてのスティック部材２が、その下面及び下部側面と基板４面にて基板４面へと固定されるようエポキシ樹脂系の接着剤により固着される。その固着位置は、スティック部材２底面の輪郭が基板４を介して抵抗素子１１と対応する位置とし、極力付与された応力が抵抗素子１１に伝達しやすくなるよう留意した。以上で応力センサ部１が製造される。
【００２２】
（制御部の製造）
応力センサ部１用基板４と同手法により得られる配線パターンを備えた、応力センサ部１用基板４と同材質の基板４面上に、いわゆるコントロールＩＣや、出力補正手段としてのＥＥＰＲＯＭ等、応力センサが出力する特性値を電子機器に伝達するための応力データに変換するに必要な部品を搭載する。尚当該基板４には、前記必要な部品以外は搭載していない。センサ部と制御部の一方に不具合があった場合、他方を有効活用できるようにする最も合理的な構造とするためである。ここで、当該合理性を失わない程度に制御部とは無関係な部品を有する構造は、不利な制御部の構造ではない。以上で制御部が製造される。
【００２３】
（補正の工程）
上記応力センサ部１と制御部とを一体化し、両者を電気接続する。そしてセンサ部を図４に示す固定部材２２にて固定する。更に当該固定を確実なものとするため、基板４の端部の略全域を台座１２とで挟み込むために固定冶具２０を基板４上面から被せる。また、図１（ａ）に示す制御部と中央演算処理装置との間の通信が実現されるよう、両者を電気接続する。更に図１（ａ）に示す各種装置相互間を接続する。
【００２４】
そして図３に示す応力付与装置により、錘３の重量により既定された一定の応力を付与する。応力の付与方向は、図５に示すように、±Ｘ方向、±Ｙ方向、及び＋Ｚ方向（スティック部材２の頂面を押下する方向）の５方向である。±Ｘ方向、±Ｙ方向については、図３（ａ）及び（ｂ）に示す装置を、また＋Ｚ方向については、同図（ｃ）及び（ｄ）に示す装置を用いる。ここで当該応力付与装置の先端部が、スティック部材２と接触可能とするため、図４に示した上記固定冶具２０側面には隙間２１が設けられている。更に＋Ｚ方向の応力付与による基板４の当該方向への撓みを許容し、応力測定を可能ならしめるため、図４に示す台座１２上面には窪み１０が設けられている。
【００２５】
図３（ａ）及び（ｂ）に示す装置は、エアシリンダのような駆動手段７により、応力付与部１５がストッパ１６により保持されている（同図（ａ））。その後駆動手段７による保持を解除すると、錘３の重力により糸１３が引っ張られ、応力付与部１５が応力センサ部１１の方向に移動する（同図（ｂ））。以上の動作の繰り返しにより、本工程における応力センサ部１１のスティック部材２への応力付与が実現される。図３（ｃ）は同図（ａ）に、同図（ｄ）は同図（ｂ）に相当する図であり、＋Ｚ方向についても±Ｘ方向、±Ｙ方向と同様の応力付与装置の動作により応力付与がなされる。かかる動作の精度を高め、且つ動作を滑らかにするため、錘３及び応力付与部１５の側面には、ボールスプラインのようなガイド１４が設置されている。
【００２６】
かかる５方向各々に対応する応力付与装置が同図の中央演算処理装置により動作制御される（図１（ａ））。かかる５方向に付与した夫々の応力に対する抵抗値変化量がＡであると応力センサ部１から制御部へとＡの情報が送信されると（同図）、そのＡを制御部が中央処理演算装置へと伝達する。次に予め要求されている抵抗値変化量をＢとする。伝達された前記Ａと、当該Ｂとを中央演算処理装置が演算処理し、Ｂ／Ａ＝Ｃを補正係数とする。前記５方向夫々についての値Ｃを中央演算処理装置がＥＥＰＲＯＭに書込み、記憶させる（同図）。以上が補正の工程である。中央演算処理装置から制御部へ制御コマンドを送信することにより、当該補正の工程が実行される。本工程を経た電子機器操作部は、かかる補正後の実質的に一定出力のＢの応力センサデータを電子機器に伝達することができる。
【００２７】
図１（ｂ）は、上記補正の工程を経た応力センサ部１及び制御部が、ポインティングディバイスとして電子機器パーソナルコンピュータに接続された状態を示す図である。パーソナルコンピュータの中央演算処理装置から制御部へ制御コマンドが送信されることで、ポインティングディバイスが動作する。応力センサから出力される値Ａを制御部が受信し、（同図）そのＡにＥＥＰＲＯＭが記憶している補正係数Ｃを乗じることで一定出力Ｂが得られる。当該Ｂを制御部がパーソナルコンピュータの中央演算処理装置に送信することにより、一定出力Ｂの応力センサデータをパーソナルコンピュータに伝達することができる。
【００２８】
（本形態の改良形態）
本形態の電子機器用操作部の製造法を、連続的に大量の電子機器用操作部に対して実施するには、図１（ａ）に示すように、ベルトコンベヤや上記スティック部等を狭持しながら搬送する「搬送・移動装置」により応力センサ及び制御部を、上記第２及び第３の工程に供する設備構成とすることが好ましい。その際第２及び第３の工程に供する際に、当該電子機器用操作部が、「電子機器用操作部認識センサ」（同図）にてその存否を確認され、存在しない場合にその旨を作業者に伝えることのできる設備構成とすることが更に好ましい。
【００２９】
また本形態ではセンサ部の製造に際し、基板４としてガラス繊維混入エポキシ系樹脂成型体を用いたが、アルミナセラミック製等の基板４を用いることができることは言うまでもない。しかし、ガラス繊維混入エポキシ系樹脂成型体は、通常それが撓むに際し、撓みやすい方向とそうでない方向とが形成される材料である。そのため基板４としてガラス繊維混入エポキシ系樹脂成型体を用いた場合には、応力付与方向によって応力センサ特性値の出力レベルがばらつくおそれがある。従って応力センサ部１の基板４として、ガラス繊維混入エポキシ系樹脂成型体を用いる場合に、本発明の適用は非常に有効である。
【００３０】
また本形態では抵抗素子１１形成を、抵抗体ペーストをスクリーン印刷の手法により形成する方法により実現している。この場合基板４が樹脂を主成分としているため、当該ペーストを焼成するような過度の高温下に曝すことはできない。従って当該ペーストは比較的低温で硬化する樹脂系ペーストを用いることとなる。かかる樹脂系ペーストは、非導電部材のエポキシ樹脂、アクリル樹脂等の樹脂ペーストに、導電部の炭素材（ダイヤモンドを除く）や銀等の金属の導電性粉末を分散させたものが通常使用される。このような抵抗体は、酸化ルテニウム系のメタルグレーズのように、非導電部材であるガラスフリットに導電部材としての酸化ルテニウムが溶解して、導電性を帯びるといった現象は起きない。そのためかかるメタルグレーズのように、実質的に非導電部材が存在しない樹脂系ペーストは、メタルグレーズに比して導電性粉末の分散状態による、応力センサ特性値の出力レベルがばらつくおそれが大きい。従って応力センサ部１に用いる抵抗ペーストとして、樹脂系ペーストを用いる場合に、本発明の適用は非常に有効である。
【００３１】
また本形態では応力受け部材を接着剤により基板４に固着している。固着に必要な接着剤を、適切な場所に適切な量、常に配置することは非常に困難である。通常余剰分の接着剤が、基板４上及び／又はスティック部材２の側面に、前記適切な場所を越えて存在することとなる。すると、かかる余剰分の接着剤が基板４の撓みを阻害することとなる。逆に接着材料が不足する場合もある。その場合は、余剰分の接着剤が存在する場合とは逆の問題となる。このように接着材の余剰量、不足量をコントロールすることは困難であり、それに起因して応力センサ特性値の出力レベルがばらつく。従って応力センサ部１に用いる基板４とスティック部材２を固着させるのに接着剤を用いる場合に、本発明の適用は非常に有効である。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、パーソナルコンピュータのポインティングディバイスや携帯電話のメニュー切り替え等に用いられる電子機器用操作部に関連する産業への利用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】（ａ）は、本発明に係る出力補正手段を構成する部材の一例を示すブロックダイアグラムである。（ｂ）は、本発明に係る電子機器用操作部の動作の一例を示すブロックダイアグラムである。
【図２】本発明に係る応力センサ部に用いられる複数の歪みゲージとしての抵抗素子の接続状態を示す図である。
【図３】本発明を実施するに際して用いることのできる、応力センサ部への応力付与装置の概要を示す図である。
【図４】本発明を実施するに際して用いることのできる、応力センサ部への応力付与の際の応力センサ部固定装置の概要を示す図である。
【図５】本発明の実施に際する応力付与方向を示す図である。（ａ）では＋Ｚ方向の応力付与部が省略されており、（ｂ）では±Ｙ方向の応力付与部が省略されている。
【符号の説明】
【００３４】
１．応力センサ部
２．スティック部材
３．錘
４．基板
６．滑車
７．駆動手段
８．位置合せ穴
９．位置合せ棒
１０．窪み
１１．抵抗素子
１２．台座
１３．糸
１４．ガイド
１５．応力付与部
１６．ストッパ
２０．固定冶具
２１．隙間
２２．固定部材
【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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