JP2016076067A - 手書き入力ペン - Google Patents

Abstract

【課題】入力ペンで液晶パネル上を滑らせる際に、適度な筆感が得られるとともに、使用継続によって摩耗しても、容易に元の状態にすることのできる入力ペンを提供する。
【解決手段】入力ペン1は軸2と、該軸2の軸心を貫通するペン芯3とからなる。該軸2は木材又は密度が１００〜５５０ｋｇ／ｍ^３のプラスチック製発泡体からなる。これにより、液晶パネル上を入力ペン1のペン芯3の先端が滑ると、滑った際のペン芯3の振動が軸2を通って使用者の手指に伝わり、紙の上に木軸の鉛筆で筆記した際の筆感が得られる。また、ペン芯3として容易に切削可能な材質を用いることで、使用継続によってペン芯3の先端が摩耗しても、軸2及びペン芯3を切削することで、対応することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は感圧式手書き入力装置又は静電誘導型入力装置等の手書き入力装置に用いる入力ペンに関するものである。

現在、液晶パネルの表面に直接触れることによって操作可能な、タブレット、あるいはスマートフォンなどと称される電子機器が数多く提供されている。このような液晶パネルはタッチパネルと称される。
タッチパネルの原理には様々なものがある。たとえば、液晶パネル表面に加えられた圧力を感知する、いわゆる感圧式と称されるものがある。また、手指などの導電体が液晶パネルに接触する際の、液晶パネル表面の静電容量の変化を感知する、いわゆる静電容量式と称されるものもある。いずれの方式の際にも、液晶パネル表面に直接触れないで済むように、いわゆる入力ペンという道具を用いることがある。このような入力ペンは通常、筆記具様の軸及び該軸の先端に設けられた入力部材を有している。入力ペンに使用される入力部材は、液晶パネルの破損を防ぐ目的から、ゴム等の軟質弾性物質から形成されている。なお、静電容量式のタッチパネルに用いる入力ペンは、手指への導電性が必要となることから、導電性の材質で形成する必要がある。

しかし、入力ペンの入力部材を軟質弾性物質から形成すると、入力部材の摩擦係数が大きいため、ポインティング入力を行う場合には問題ないが、液晶パネル上を滑らせ、筆記感覚で入力する際には、入力部材が液晶パネル上を滑りにくく、入力操作がしにくいだけでなく、液晶パネルを傷つけてしまうという問題があった。
そこで、軟質弾性物質から形成された入力部材の表面を表面処理剤と化学的に反応させることで摩擦係数を減少させる発明や（特許文献１）、入力部材として合成繊維等を合成樹脂接着剤で結着することで形成した繊維束を使用した発明（特許文献２）がされている。

特開平１０−２２２２８０ 特開２０１２−１０８８９５

しかし、特許文献１のように、入力部材として摩擦係数を低くした軟性弾性物質を使用すると、液晶パネル上を滑らせる筆記感覚の入力を行う場合に、摩擦係数が低すぎて、鉛筆で紙の上に筆記したような筆感は得られない。
また、入力部材として繊維束を用いる特許文献２のような入力ペンは、特に感圧方式入力装置において使用する場合、確実な入力を行うために使用者が入力面に対して入力ペンを押し付ける動作を行いがちなため、先端が潰れてしまうこと等により、摩擦係数が大きくなり、滑りが悪くなることがあった。

本発明は、入力ペンで液晶パネル上を滑らせる際に、適度な筆感が得られるとともに、使用継続によって摩耗しても、対応可能な入力ペンを提供することを目的とする。

（第１の発明）
本発明における第１の発明は、手書き入力装置に用いる入力ペン1であって、
多孔質体からなる軸2と、該軸2に設けられたペン芯3とを有し、
該ペン芯3の先端が、該軸2の先端から突出していることを特徴とする。
（第２の発明）
本発明における第２の発明は、第１の発明に加え、前記軸2を構成する多孔質体が木材であることを特徴とする。

（第３の発明）
本発明における第３の発明は、第１の発明に加え、前記軸2を構成する多孔質体がプラスチック製発泡体であって、
該プラスチック製発泡体の密度が１００〜５５０ｋｇ／ｍ^３であることを特徴とする。
（第４の発明）
本発明における第４の発明は、第１の発明に加え、前記ペン芯3に導電性物質が含まれることを特徴とする。

（第５の発明）
本発明における第５の発明は、第４の発明に加え、前記軸2を構成する多孔質体に導電性物質が含まれることを特徴とする。
（第６の発明）
本発明における第６の発明は、第１の発明に加え、前記ペン芯3を切削することができることを特徴とする。

本発明における入力ペンは次のような効果を奏する。
液晶パネル上を該入力ペンのペン芯の先端が滑ると、滑った際のペン芯の振動が軸を通って使用者の手指に伝わる。これによって、紙の上に木軸の鉛筆で筆記した際の筆感が得られる。
また、軸及びペン芯はナイフあるいはシャープナー等で容易に切削することができるため、長期間の使用によりペン芯の先端が磨滅してきても、切削することにより鉛筆の様にペン芯を露出させることが出来る。これにより、入力ペンの先端が摩耗し、使用し難くなったとしても、交換部品を用意せずとも、先端を変更することができる。

本発明における入力ペンの正面図（Ａ）及び断面図（Ｂ）を示す。 変形例における入力ペンの断面図を示す。

本発明において、先端とは、後述するペン芯3の先端部30側を指すこととする。
（第１の実施形態）
図１（Ｂ）に示すように、本実施形態に係る入力ペン1は、感圧式手書き入力装置に用いる入力ペン1であって、軸2と、該軸2の軸心を貫通するペン芯3とからなる。
（軸2）
軸2は多孔質体からなり、該多孔質体は木材又は密度が１００〜５５０ｋｇ／ｍ^３のプラスチック製発泡体である。プラスチック製発泡体としては、たとえば、プラスチックを含む合成木材等があげられる。

（ペン芯3）
図１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、ペン芯3の先端は、軸2先端から突出しており、該突出した部分を先端部30とすると、該先端部30は略円錐形に形成されている。先端部30の先端は曲率半径が０．５ｍｍ以上、１．２ｍｍ以下の曲面となっている。
ペン芯3は繊維体を束ねた繊維束、連続気泡体を成形したもの又は樹脂成形品であって、いずれも適宜使用することができる。
繊維束に使用する繊維としては、天然繊維、獣毛繊維、ポリアセタール系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリビニル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリフェニレン系樹脂などの１種又は２種以上の組み合わせからなる繊維体からなるものが挙げられる。該繊維体に樹脂溶液を含浸させる等の工程を加え固化又は熱硬化させることでペン芯3が得られる。

連続気泡体とは、プラスチック粉末を融結した多孔質体である。
この多孔質体及び前記樹脂成型品の材質は、天然ゴム、ポリアセタール系樹脂、ポリスチレン樹脂、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＰＭＭＡ樹脂等のアクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリビニル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリフェニレン系樹脂などの１種又は２種以上の組み合わせからなり、該樹脂成型品は低密度である。
（第２の実施形態）
本実施形態に係る入力ペン1は、静電誘導型入力装置に用いる入力ペン1であって、第１の実施形態における入力ペン1におけるペン芯3及び軸2に導電性物質を含ませたものである。導電性物質は、該導電性物質を分散させた溶液を、ペン芯3又は軸2を構成する多孔質体等に含浸させたり、ペン芯3又は軸2の原料に導電性物質を練り込むことで、導電性物質をペン芯3又は軸2に固定させることができる。なお、含浸する場合は、適宜加圧、減圧することも可能である。

導電性材料の素材としては、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリエチレンジオキシチオフェン、ポリイソチアナフテン、ポリアニリンなどの導電性樹脂分散または可溶化させた樹脂溶液が挙げられる。これらの導電性材料を用いる際には、導電性を適宜調整するために、２，３，７，８−テトラシアノ−１，４，６，９−テトラアザナフタレン、ドデシルベンゼンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸などのドーパントを添加して使用するとよい。また、導電性材料として一般的な、カーボンブラックはもちろん、ケッチェンブラック等の特殊カーボンブラック、カーボンナノチューブ、グラフェン、フラーレン、黒鉛及び銀等の金属粒子等を用いてもよい。

（まとめ）
第１及び第２の実施形態における入力ペン1は、液晶パネル上を該入力ペン1のペン芯3の先端が滑ると、滑った際のペン芯3の振動が軸2を通って使用者の手指に伝わる。これによって、紙の上に木軸の鉛筆で筆記した際の筆感が得られる。
また、第１及び第２の実施形態における入力ペン1は、軸2として木材又はプラスチック製発泡体を用いており、ペン芯3も繊維束、多孔質体又は低密度の樹脂成型品を用いているため、ナイフあるいはシャープナー等で容易に切削することができる。即ち、長期間の使用によりペン芯3の先端部30が磨滅してきた際には、切削することにより鉛筆同様にペン芯3を露出させることが出来る。これにより、入力ペン1の先端が摩耗し、使用し難くなったとしても、交換部品を容易せずとも、先端を変更することができる。

また、第２の実施形態においては、第１の実施形態におけるペン芯3及び軸2に導電性物質を含ませることで、静電誘導型入力装置に使用可能な入力ペン1を提供可能にした。
なお、第１及び第２の実施形態において、軸2として木材を使用する場合、切削性向上、密度調整又は吸湿防止等のため、乳化させたワックスを含浸させてもよい。また、ワックスに色剤を溶解させて使用することで木材を染色することも可能である。
また、第１及び第２の実施形態において、軸2は木材又はプラスチック製発泡体から形成されていれば、単体で構成しても、複数の部材から構成してもよい。複数の部材から構成する場合は、各部材を螺合、圧入、あるいは接着等により一体化すればよい。

（変形例）
第１及び第２の実施形態においては、図１（Ｂ）に示すように、ペン芯3は軸2の軸心を貫通している。しかし、図２に示すように、軸2の先端にのみ、ペン芯3を軸2の軸心に沿って設けてもよい。そのため、ペン芯3を軸2から抜き、新たなペン芯3を軸2に挿入することで交換することもできる。

本発明における入力ペンは、手書き入力装置に用いることができる。

1 入力ペン 2 軸 3 ペン芯 30 先端部

Claims (6)

1. 手書き入力装置に用いる入力ペンであって、
   多孔質体からなる軸と、該軸に設けられたペン芯とを有し、
   該ペン芯の先端が、該軸の先端から突出していることを特徴とする入力ペン。
2. 前記軸を構成する多孔質体が木材であることを特徴とする請求項１記載の入力ペン。
3. 前記軸を構成する多孔質体がプラスチック製発泡体であって、
   該プラスチック製発泡体の密度が１００〜５５０ｋｇ／ｍ^３であることを特徴とする請求項１記載の入力ペン。
4. 前記ペン芯に導電性物質が含まれることを特徴とする請求項２又は３記載の入力ペン。
5. 前記軸を構成する多孔質体に導電性物質が含まれることを特徴とする請求項４記載の入力ペン。
6. 前記ペン芯を切削することができることを特徴とする請求項１記載の入力ペン。