JP2001096972A - 筆記状態通知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 筆記時に筆圧を測定し、筆圧が設定した範囲
にあるかどうかを筆記時に即時的に判断して筆記者に通
知するような筆記具を提供すること。 【構成】 筆記部と、該筆記部の軸方向の圧力を測定す
る圧力測定部と、該圧力測定部で測定した所定の圧力に
より筆記状態を筆記者に通知する通知手段とを接続する
筆記状態通知装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、筆記具を適切な筆圧で
筆記しているかどうか判断するための装置、例えば複数
枚綴りのカーボン紙やノーカーボン紙のような複写用紙
に筆記するために用いる筆記具に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来は、筆記時の筆圧が適切な範囲に収
まっているかどうかを判断するには、筆記時の筆圧のデ
ータを測定、記録し、その結果から判断する必要があっ
た。また例えば複写用紙に筆記する際には複数枚綴りの
すべての紙に筆記できているかどうかを簡単に知る方法
はなく、試し書きをして最も下の紙に筆記できているか
どうかを確かめるか、十分に強い筆圧で筆記していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は筆記時に筆圧
を測定し、筆圧が設定した範囲にあるかどうかを筆記時
に即時的に判断して筆記者に通知するような筆記具を提
供することを課題とする。また前記複写用紙への筆記に
関しては、一々複数枚綴りの最も下の紙にまで筆記でき
ているかどうかを確認するのでは使い勝手が悪く、複写
用紙の構成法によっては最も下の紙を視認できないもの
もある。また常に強く筆記するのも作業性が悪い。本発
明はもう一つの課題として、筆圧が適切な範囲外である
ときにそれを筆記者に通知することによって、筆記者が
必要以上に強い筆圧で筆記することを強いられることな
く、且つ筆記している複写用紙の綴りのすべての紙に確
実に筆記することができるような筆記具を提供すること
を課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、筆記部と、該
筆記部の軸方向の圧力を測定する圧力測定部と、該圧力
測定部で測定した所定の圧力により筆記状態を筆記者に
通知する通知手段とを接続することを特徴とする筆記状
態通知装置を第１の要旨とし、上記通知手段はＬＥＤの
表示状態を前記圧力測定部で測定した所定の圧力により
変化させることにより筆記者に視覚的に通知するもので
ある筆記状態通知装置を第２の要旨とし、上記通知手段
は発音体を用い、前記圧力測定部で測定した所定の圧力
により前記発音体を鳴動させることにより筆記者に聴覚
的に通知するものである請求項１記載の筆記状態通知装
置を第３の要旨とする。

【０００５】

【発明の実施と形態】本発明による筆記状態通知装置
は、筆圧を圧力センサなどにより測定し、その筆圧を設
定した上限値及び下限値と比較する。比較する際には筆
記時の各ストロークの開始及び終了時における筆圧の立
ち上がり及び立ち下がりを考慮して、筆圧が設定した範
囲にあるかどうかを判断し、判断結果を筆記者に即時に
通知するものである。

【０００６】

【実施例】以下、本発明について、実施例を説明する
が、本発明は、以下の実施例に限るものではない。以
下、第１実施例の詳細を、添付図面を参照して説明す
る。図１は本発明による複写用紙用感圧ボールペンの電
気的ブロック図、図２はＣＰＵ４の動作を示す状態遷移
図、図３は文字を筆記したときの筆圧データ、図４は筆
圧測定時の状態遷移図、図５は筆圧のペン軸の角度によ
る影響を示す図である。図１において、圧力センサ１は
ボールペンのリフィル２と連結しており、リフィル２の
軸方向の圧力を感知する。リフィル２は電気的構成要素
ではないが特に図示した。Ａ／Ｄ変換器３は圧力センサ
１のアナログ出力をＡ／Ｄ変換しデジタル値としてＣＰ
Ｕ４に出力する。ＣＰＵ４はＡ／Ｄ変換器３の出力から
リフィル２の筆圧が適切な範囲にあるかどうかを計算し
判断する。ＲＯＭ５はＣＰＵ４を動作させるプログラム
やデータを格納する。ＲＡＭ６はプログラム動作時のデ
ータを保持する。可変抵抗７は適切な筆圧の下限値を設
定する。Ａ／Ｄ変換器８は可変抵抗７の値をＡ／Ｄ変換
しデジタル値としてＣＰＵ４に出力する。ＣＰＵ４はＡ
／Ｄ変換器８の出力を読みとり、その値に対応して適切
な筆圧の下限値を決定する。ＣＰＵ４は感圧ペンが通常
動作状態にあるときにパワーＬＥＤ９を点灯する。また
ＣＰＵ４は筆圧が必要とされる値よりも小さいときにブ
ザー１０を鳴動させる。ＣＰＵ４、Ａ／Ｄ変換器３及び
８、ＲＯＭ５およびＲＡＭ６はそれらを一つのパッケー
ジとしたワンチップコンピュータを使用することによ
り、ペン軸のような小さい体積に納めることが可能であ
る。また可変抵抗７としては、ペン軸方向に周動するス
ライドやペン軸周りに回転するヴォリュームを使用する
ことができる。

【０００７】次にＣＰＵ４の動作について図２を用いて
詳細に説明する。本感圧ペンは電池駆動であるため低消
費電力であることが望ましい。また未使用時に電力を消
費しないようにすることも必要である。そのために電源
スイッチを設けるという構成も可能であるが、本実施例
においては電源スイッチを用いず、ＣＰＵは未使用時に
スリープしており、筆圧感知によって割り込みで起動す
る構成を説明する。このような構成にするとスイッチ部
品を省けるためコスト低減になる上、電源の切り忘れに
よる電池の無駄な消耗をなくすことが可能である。

【０００８】ＣＰＵ４は未使用時にはスリープし低消費
電力状態にある（Ｓ１）。筆記者が感圧ペンを持ち紙に
筆記すると筆圧のレベル変化によってＣＰＵ４に割り込
みがかかり、ＣＰＵ４は低消費電力状態から復帰して通
常動作状態に移り筆圧測定を開始する（Ｓ２）。ＣＰＵ
４は通常動作中にはパワーＬＥＤ９を点灯し、動作中で
あることを筆記者に示す。ＣＰＵ４は筆圧が適切な範囲
から外れた場合にはブザー１０を鳴動させ、筆圧が適切
な範囲内にあるときにはブザー１０を停止する。適切な
筆圧の条件については後述する。ＣＰＵ４は予め定めた
無筆記限界時間だけ連続して筆圧を感知することができ
ないと、スリープして低消費電力状態に移る（Ｓ１）。
無筆記限界時間は任意に決定可能だが、例えば数秒程度
でも構わないと考えられる。例えＣＰＵ４がスリープし
てしまっても、次の筆記により復帰して動作を再開する
からである。

【０００９】次に適切な筆圧の条件について図３及び図
４を用いて詳細に説明する。図３は文字を筆記したとき
の筆圧を測定したデータの例である。筆圧は一ストロー
クごとに上昇、下降し、ストロークの合間には０になっ
ていることが判る。単純に筆圧が設定した下限値よりも
小さなときに筆圧が適切でないと判断してブザー１０を
鳴動させると、ストロークごとにブザー１０が鳴動及び
停止を繰り返すため、筆記者は筆圧が適切な範囲にある
かどうか判断できない。そこで、筆圧が下限値よりも小
さい状態が一定時間以上連続したときに、筆圧が適切な
範囲から外れていると判断する。ただし一定時間とは、
ストロークの開始と終了時の筆圧の立ち上がりと立ち下
がりとを除去するためのものであり、５０ｍｓから１０
０ｍｓに設定すればよいと考えられる。ここで筆圧が０
であるときは筆記していないときであり、その状態は判
断の対象にはならない。従って、圧力センサのオフセッ
トや組み立ての精度などを考慮し、筆記していないと見
なせる下限の筆圧を実験によって予め決定しておく必要
がある。測定値がその筆記下限筆圧を下回る状態では、
筆圧が適切な範囲から外れているとは判断しない。

【００１０】上述した条件を図４の状態遷移図を用いて
説明する。図４は図２の状態遷移図の筆圧測定（Ｓ２）
の状態をより詳細に示したものである。筆圧が筆記下限
筆圧よりも小さい状態では筆圧が適切な範囲から外れて
いるとは判断しない（Ｓ２１）。筆圧が上昇して筆記下
限筆圧を上回ると計時を開始する（Ｓ２２）。もし筆圧
が設定した下限値よりも小さい状態が一定時間連続した
場合はブザー１０を鳴動させる（Ｓ２２）。一方筆圧が
更に上昇し設定した下限値を超えた場合は、筆圧が適切
な範囲にあると判断し何もしない（Ｓ２３）。もしくは
ブザー１０が鳴動していたらそれを停止する。筆圧が下
降し設定した下限値を下回ると計時をリセットし、その
状態が一定時間連続した場合はブザー１０を鳴動させる
（Ｓ２２）。筆圧が更に下降し筆記下限筆圧を下回った
場合は、ブザー１０が鳴動していたらそれを停止し、筆
記されていない時間を測定するために計時をリセットす
る（Ｓ２１）。そして筆記されていない時間が予め定め
た無筆記限界時間に達すると筆圧測定を停止する。

【００１１】次に可変抵抗７を用いた下限値の設定につ
いて説明する。本実施例による感圧ペンは、ある特定の
構成の複写用紙を継続使用するような用途に向く。筆圧
の下限値を設定する筆記者は、可変抵抗７を最小側に設
定し、ブザー１０が鳴動しないような筆圧で対象とする
複写用紙に筆記する。もしすべての紙に筆記できていな
ければ可変抵抗７の設定値を少し大きくし、再びブザー
１０が鳴動しないような筆圧で筆記して、すべての紙に
筆記できるまでこれを繰り返す。すべての紙に筆記でき
るようになった時点で可変抵抗７を動かさないようにす
れば、以降その構成の複写用紙に筆記する際にはそのペ
ンを使用してすべての紙に筆記できているかどうかを簡
単に確認しながら筆記することが可能となる。本実施例
において詳述はしないが、可変抵抗７の代わりに複数の
状態をとるスライドスイッチを採用し、ＣＰＵ４がスラ
イドスイッチの状態を読みとって、予めＲＯＭ５に内蔵
したスイッチの値と筆圧の下限値の対応表を参照するこ
とにより筆圧の下限値を設定することができるようにす
る構成も可能である。この場合、例えばカーボン紙とノ
ーカーボン紙の複写用紙について、それぞれ２、３枚程
度と５、６枚程度の綴りに筆記するために必要な筆圧を
上記可変抵抗７を用いた方法で予め決定し、４値を出力
できるスライドスイッチのそれぞれの値にそれらを割り
当てることにより、事前の設定が不要であり、且つ何種
類かの複写用紙の構成に対応可能な筆記具を実現するこ
とができる。

【００１２】最後にペン軸の角度の影響について図５を
用いて説明する。図５は筆圧のペン軸の角度による影響
を示す図である。圧力センサ１はリフィル２の軸方向に
沿った圧力を測定するため、筆記時にペン軸が傾いてい
ると正確な筆圧を測定することができない。筆記者はペ
ンを傾けて持っても筆記時には紙面にほぼ垂直に圧力を
かける。それが筆圧１１である。圧力センサ１が測定す
るのはペン軸の傾きの角度だけ余弦を計算した圧力１２
である。この圧力１２は、ペン軸の傾きが３０度のとき
は真の筆圧の８７パーセント、また傾きが４５度のとき
は真の筆圧の７０パーセントの大きさになる。しかし本
発明の目的は筆圧を正確に測定することではなく、筆記
している複写用紙の綴りのすべての紙に確実に筆記する
ことができる下限の筆圧を筆記者に示すことである。従
って、ペンを垂直にして筆記したときの下限値をそのま
ま設定してしまうと、ペンを傾けて筆記する筆記者はす
べての紙に筆記できない可能性がある。一方、下限値と
して必要な値よりもやや大きめな値を実際の下限値とし
て設定しても実用上は何の問題もない。そこで、筆圧の
下限値を決定する筆記者は、可変抵抗７の設定値を、４
５度程度傾けて筆記しながら決定すればよい。

【００１３】次に、第２実施例の詳細を、添付図面を参
照して説明する。図６は本発明による筆記状態通知装置
装置の電気的ブロック図、図７は筆圧測定時の状態遷移
図である。図６において、圧力センサ１はボールペンの
リフィル２と連結しており、リフィル２の軸方向の圧力
を感知する。リフィル２は電気的構成要素ではないが特
に図示した。Ａ／Ｄ変換器３は圧力センサ１のアナログ
出力をＡ／Ｄ変換しデジタル値としてＣＰＵ４に出力す
る。ＣＰＵ４はＡ／Ｄ変換器３の出力からリフィル２の
筆圧が適切な範囲にあるかどうかを計算し判断する。Ｒ
ＯＭ５はＣＰＵ４を動作させるプログラムやデータを格
納する。ＲＡＭ６はプログラム動作時のデータを保持す
る。可変抵抗７は筆圧の下限値を、また可変抵抗１３は
筆圧の上限値をそれぞれ設定する。Ａ／Ｄ変換器８は可
変抵抗７の値を、またＡ／Ｄ変換器１４は可変抵抗１３
の値をそれぞれＡ／Ｄ変換しデジタル値としてＣＰＵ４
に出力する。ＣＰＵ４はＡ／Ｄ変換器８及びＡ／Ｄ変換
器１４の出力を読みとり、その値に対応して筆圧の下限
値及び上限値を決定する。筆圧適正ＬＥＤ１６は一つ乃
至複数のＬＥＤからなり、ＣＰＵ４は、筆圧が設定され
た下限値と上限値の間にあるときに、筆圧適正ＬＥＤ１
６が一つであればそれを点灯し、複数であれば筆圧の大
きさに応じて筆圧が上限値に近いほど多くの数のＬＥＤ
を点灯する。一方ＣＰＵ４は筆圧が下限値よりも小さい
ときに筆圧過小ＬＥＤ１５を点灯し、筆圧が上限値より
も大きいときに筆圧過大ＬＥＤ１７を点灯する。ＣＰＵ
４、Ａ／Ｄ変換器３、８及び１４、ＲＯＭ５およびＲＡ
Ｍ６はそれらを一つのパッケージとしたワンチップコン
ピュータを使用することにより、ペン軸のような小さい
体積に納めることが可能である。また可変抵抗７及び１
３としては、ペン軸方向に周動するスライドやペン軸周
りに回転するヴォリュームを使用することができる。ま
た本実施例では電源スイッチを設ける構成とするが、第
１実施例のように電源スイッチを設けない構成とするこ
とも可能である。

【００１４】次に適切な筆圧の条件について図７及び第
１実施例の図３を用いて詳細に説明する。図３におい
て、筆圧は一ストロークごとに上昇、下降し、ストロー
クの合間には０になっていることが判る。単純に筆圧が
設定した下限値よりも小さなときに筆圧が適切でないと
判断してＬＥＤ１５を点灯すると、ストロークごとにＬ
ＥＤ１５が点灯及び消灯を繰り返すため、筆記者は筆圧
が設定した範囲にあるかどうか判断できない。そこで、
筆圧が下限値よりも小さい状態が一定時間以上連続した
ときに、筆圧が設定した範囲から外れていると判断す
る。ただし一定時間とは、ストロークの開始と終了時の
筆圧の立ち上がりと立ち下がりとを除去するためのもの
であり、５０ｍｓから１００ｍｓに設定すればよいと考
えられる。一方筆圧が設定した上限値を上回った場合に
ついては、ストロークの開始及び終了は問題にならない
ため、単純に測定した筆圧が上限値を上回ったなら設定
した範囲から外れていると判断することができる。ここ
で筆圧が０であるときは筆記していないときであり、そ
の状態は判断の対象にはならない。従って、圧力センサ
のオフセットや組み立ての精度などを考慮し、筆記して
いないと見なせる下限の筆圧を実験によって予め決定し
ておく必要がある。測定値がその筆記下限筆圧を下回る
状態では、筆圧が設定した範囲から外れているとは判断
しない。

【００１５】上述した条件を図７の状態遷移図を用いて
説明する。図７は筆圧測定時の状態を詳細に示したもの
である。筆圧が筆記下限筆圧よりも小さい状態では筆圧
が適切な範囲から外れているとは判断しない（Ｓ２
４）。筆圧が上昇して筆記下限筆圧を上回ると計時を開
始する（Ｓ２５）。もし筆圧が設定した下限値よりも小
さい状態が一定時間連続した場合は筆圧過小ＬＥＤ１５
を点灯する（Ｓ２５）。一方筆圧が更に上昇し設定した
下限値を超えた場合は、筆圧が適切な範囲にあると判断
し、筆圧過小ＬＥＤ１５が点灯していたらそれを消灯
し、筆圧適正ＬＥＤ１６を点灯する（Ｓ２６）。筆圧適
正ＬＥＤ１６が複数ある場合は、測定した筆圧の下限値
と上限値に対する割合を計算して、筆圧適正ＬＥＤ１６
のうち点灯させる数を調整する（Ｓ２６）。筆圧が更に
上昇して設定した上限値を超えた場合は、筆圧適正ＬＥ
Ｄ１６を消灯して筆圧過大ＬＥＤ１７を点灯する（Ｓ２
７）。そこから筆圧が下降し設定した上限値を下回ると
筆圧過大ＬＥＤ１７を消灯し、筆圧適正ＬＥＤ１６を点
灯する（Ｓ２６）。筆圧が更に下降し設定した下限値を
下回ると計時をリセットし、その状態が一定時間連続し
た場合は筆圧過小ＬＥＤ１５を点灯する（Ｓ２５）。筆
圧が更に下降し筆記下限筆圧を下回った場合は、筆圧過
小ＬＥＤ１５が点灯していたらそれを消灯する（Ｓ２
４）。

【００１６】次に可変抵抗７及び１３を用いた下限値及
び上限値の設定について説明する。本実施例による筆記
状態通知装置は、把持の仕方が一定であるような測定用
途に向く。第１実施例においてペン軸の角度について説
明したように、筆記時にペン軸が傾いていると、圧力セ
ンサ１が測定するのはペン軸の傾きの角度だけ余弦を計
算した圧力になる。ただし、筆記時のペン軸の角度が一
定であれば、それに合わせて下限値及び上限値を設定す
ればよい。それには、例えば下限値の設定であれば、実
際に筆記する角度でペンを固定し、垂直方向に下限値の
荷重を与えて、筆圧過小ＬＥＤ１５がちょうど点灯する
ように可変抵抗７を調整する。上限値についても同様で
ある。

【００１７】尚、本実施例では筆記部をボールペンとし
たが、本発明は対象をボールペンに限るものではなく、
万年筆やフェルトペンなど様々な筆記部に適用可能であ
る。それぞれの筆記部に対して上記したように可変抵抗
を用いて適切な筆圧の範囲を決定するような構成にする
ことも可能であるし、また詳述はしないが、例えば様々
な筆記部に対して適切な筆圧を予め決定しておき、一つ
の筆記具において複数の筆記部を選択可能にして、筆記
部に応じた筆圧の範囲を筆記者に通知するような構成も
可能である。

【００１８】

【発明の効果】本発明によれば、筆記状態通知装置にお
いて、筆圧を圧力センサなどにより測定し、その筆圧を
設定した上限値及び下限値と比較し、比較する際には筆
記時の各ストロークの開始及び終了時における筆圧の立
ち上がり及び立ち下がりを考慮して、筆圧が設定した範
囲にあるかどうかを判断し、判断結果を筆記者に即時に
通知することができる。また複写用使用の筆記具におい
て、前述のようにして筆圧が適切な範囲外であるときに
それを筆記者に通知することによって、筆記者は必要以
上に強い筆圧で筆記することを強いられることなく、且
つ筆記している複写用紙の綴りのすべての紙に確実に筆
記することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施例の電気的ブロック図

【図２】 ＣＰＵの動作を示す状態遷移図

【図３】 文字筆記時の筆圧データ

【図４】 筆圧測定時の状態遷移図

【図５】 筆圧のペン軸の角度による影響を示す図

【図６】 第２実施例の電気的ブロック図

【図７】 筆圧測定時の状態遷移図

【符号の説明】

１ 圧力センサ ２ リフィル ３ Ａ／Ｄ変換器 ４ ＣＰＵ ５ ＲＯＭ ６ ＲＡＭ ７ 可変抵抗 ８ Ａ／Ｄ変換器 ９ パワーＬＥＤ １０ ブザー １１ 筆圧 １２ 筆圧の余弦 １３ 可変抵抗 １４ Ａ／Ｄ変換器 １５ 筆圧過小ＬＥＤ １６ 筆圧適正ＬＥＤ １７ 筆圧過大ＬＥＤ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筆記部と、該筆記部の軸方向の圧力を測
   定する圧力測定部と、該圧力測定部で測定した所定の圧
   力により筆記状態を筆記者に通知する通知手段とを接続
   することを特徴とする筆記状態通知装置。
2. 【請求項２】 上記通知手段はＬＥＤの表示状態を前記
   圧力測定部で測定した所定の圧力により変化させること
   により筆記者に視覚的に通知するものである請求項１記
   載の筆記状態通知装置。
3. 【請求項３】 上記通知手段は発音体を用い、前記圧力
   測定部で測定した所定の圧力により前記発音体を鳴動さ
   せることにより筆記者に聴覚的に通知するものである請
   求項１記載の筆記状態通知装置。