JP6180622B2 - 接触感応型容量性表面のための入力装置 - Google Patents

Description

本発明は、接触感応型容量性表面のための入力装置に関する。この入力装置は、塗布媒体が充填された筆記用具、製図用具及び／又は絵画用具、又は化粧用具として構成されている。

この種の表面／ディスプレイのための入力装置は、基本的には公知である。

例えば、導電性の胴部から成る入力用スタイラスペンが知られており、この場合、一方の端部に、ディスプレイもしくはディスプレイ表面のために弾性に形成された柔らかい導電性のコンタクトストッパが設けられている。

この種の入力ペンの欠点は、純然たる入力ペンとしては値段が高すぎ、しかも筆記機能及び／又は塗布機能を果たせないことである。

さらに、一方の端部に筆記機構又はアプリケータを備え、他方の端部にコンタクトストッパの形式の導電性装置を備えた入力ペンもあり、これは容量性ディスプレイと接触したときに入力機能を実現し、もしくはトリガする。

しかしながら公知の上述の入力ペンは、多くの欠点を有している。つまりこの種のペンは、胴部を導電性に構成することはこれまで慣用の塗布装置では不要であったのに、そのように構成されていることから、製造コストが高い。さらにこれらの入力ペンは、従来技術によればほとんどすべてがボールペンとして形成されており、このことでユーザは筆記用具の選定にあたり制約を受けることになる。

米国特許出願公開第２００８／０２６６２６７号明細書には、実質的に純然たるスタイラスエレメントから成る入力用保持部が公知である。このスタイラスエレメントは、胴部が導電性であることから入力部材として機能する汎用の保持部であり、この場合、この入力部材にオプションとして、様々な表示装置や塗布装置等をドッキングさせることができるが、それらは本来の機能とは何ら関係しない。このような解決手法において欠点としてみなせるのは、入力用保持部の製造コストが高いことである。しかも、入力用保持部に配設された表示装置及び／又は塗布装置は紛失しやすい。

米国特許出願公開第２００８／０２６６２６７号明細書

したがって本発明の課題は、上述の欠点を生じさせない接触感応型容量性表面のための入力装置を提供することにあり、さらにその際に入力装置が、入力機能のほかに塗布機能も備えるようにすることにある。さらに本発明の課題は、既に知られている塗布装置に、費用のかかる構造的な変更を加えることなく、入力機能を組み込むことである。

なお、塗布装置とは、以下では、筆記用具、製図用具及び／又は絵画用具のことであり、例えばフェルトペン、ジェルインクペン又はボールペンなどのことである。さらに塗布装置を、例えばマスカラペン又は液状アイライナーとして形成された化粧用具のことであると捉えてもよい。

この課題は、独立請求項に記載された特徴によって解決される。従属請求項には有利な実施形態が記載されている。

接触感応型容量性表面のための本発明による入力装置は、少なくとも１つの塗布部材と、接触感応型容量性ディスプレイ用の少なくとも１つの接触素子とを備えた塗布装置によって少なくとも構成されている。塗布装置は、液状、ゲル状又はペースト状の塗布媒体が充填された保持部として形成されており、この場合、塗布部材の保持部もしくは胴部は非導電性であり、少なくともユーザのグリップ領域においては導電性に形成する必要がない。これに対し塗布媒体は導電性で形成されており、これによって少なくとも１つの接触素子と、液状、ゲル状又はペースト状の塗布媒体との間で、導電接続が形成されている。

この場合、驚くべきことに、入力装置の保持部は導電性で形成しなくてもよいことが判明した。非導電性の保持部に関する具体例として、ポリプロピレン（ＰＰ）又はポリエチレン（ＰＥ）などのような熱可塑性プラスチックから成る胴部が挙げられる。

さらに驚くべき点は、非固体の物質もしくは塗布媒体が、本願発明によれば液状、ゲル状又はペースト状の物質が、入力装置の機能部材として形成されている、ということである。

液状の塗布媒体を保持部内において、自由液体即ち自由に移動可能な液体として設けてもよいし、あるいは貯蔵体内で毛細管現象により拘束された液体として設けてもよい。液状の塗布媒体をここでは、インク、塗料系、又は製図用インクとして設けることができる。この場合、塗布媒体が水性であるか非水性であるかは重要ではない。入力装置を機能させるために重要であるのは、対応する塗布媒体が導電性であることだけである。

ゲル状の塗布媒体である場合には、慣用のゲルペンによって知られているように、この媒体をチキソトロピック性組成物、又はずり流動化組成物として設けることができる。具体例として慣用のゲル調合を挙げることもできるが、従来技術から知られているように、当然ながらメタリックエフェクトを有するゲルも挙げられる。

塗布媒体がペースト状である場合には、塗布媒体は例えばボールペンペーストである。そして添加剤もしくは導電剤によって、この種のペーストを導電性にする。

塗布媒体の実現形態には関係なく絶対に必要とされるのは、接触素子と導電性塗布媒体との間で導電接続が形成される、ということである。接触素子は通常、可塑性のコンタクトエレメントとガイドエレメントとから成り、この場合、少なくともガイドエレメントは導電性に形成されている。コンタクトエレメントを、導電性で形成してもよいし、非導電性で形成してもよい。コンタクトエレメントが非導電性で形成されており、例えば薄いゴム層であるならば、タブレット表面とガイドエレメントとの間で容量素子が形成され、それによってタブレット表面において電荷の移動が生じることになる。

別の選択肢として、接触素子を一体型として形成することも可能であり、この場合、一体型の素子の一方の端部を貯蔵体内の塗布媒体と接触させ、それによって導電接続が形成されるようにする。この場合、接触素子全体が導電性で形成される。

さらにこの場合、接触素子を、塗布部分先端の端面とは反対側の装置端部に配置することができ、及び／又は、保持部の塗布部材のための終端キャップのところに配置することができる。

次に、本発明による解決手段の理解を深めるために、本発明について図１及び図２を参照しながら説明する。

入力装置１の第１の実現可能な実施形態を示す図 入力装置１の第２の実現可能な実施形態を示す図

図１には、入力装置１の実現可能な第１の実施形態が示されており、この実施形態によれば塗布装置１０は、塗布部材１０３と貯蔵体１０７と端部ストッパ１０２とを備えた保持部１０１として形成されている。保持部１０１もしくは塗布部材１０３は、着脱可能な終端キャップ３０によって封止されている。導電性ガイドエレメント２０２と、ドーピングされたゴムチップの形態の導電性コンタクトエレメント２０１とから成る接触素子２０が、端部ストッパ１０２内に、もしくは端部ストッパ１０２のところに、組み込まれている、及び／又は取り付けられている。導電性ガイドエレメント２０２は端部ストッパ１０２を貫通しており、ガイドエレメント２０２と、導電性塗布媒体１０５を含浸させた貯蔵体１０７との間において、導電接続が形成されているように、貯蔵体１０７中に挿入されている。マッシュルーム状に形成されたガイドエレメント２０２のアンダーカットされている部分で、弾性かつ導電性に形成されたコンタクトエレメント２０１が保持されている。このようにして、導電性コンタクトエレメント２０１と貯蔵体１０７との間で、連続的に導電性の接続が形成されている。通常、グリップ領域を含む保持部もしくは胴部の材料は、非導電性で形成されている。

タブレット、タッチスクリーン又は容量性ディスプレイ上で、図示されていない使用アクションもしくは入力アクションが行われると、コンタクトエレメント２０１がタブレット表面に接触し、これによって、インキを含浸させた貯蔵体との導電接続が形成される。驚くべきことに、このようにすれば保持部／胴部が電気的絶縁体として設けられていても、「入力」機能が働くことが判明した。この場合、ユーザの指と貯蔵体との間で容量素子が形成され、そのことによりタブレットにおいて電荷の移動が行われ、したがって入力をうまく行えるようになる。

図示されていない変形実施形態によれば、保持部（１０１）内部に貯蔵体（１０７）を配置せず、塗布媒体（１０５）を、インク、製図用インク又は塗料の形態の、自由液体／自由塗布媒体即ち自由に移動する液体／自由に移動する塗布媒体として存在させる。

図２には、入力装置１の実現可能な第２の実施形態が示されており、この実施形態によれば、塗布装置１０は、塗布部材１０３と貯蔵体１０７と端部ストッパ１０２とを備えた保持部１０１として形成されている。保持部１０１もしくは塗布部材１０３は、着脱可能な終端キャップ３０によって封止されている。終端キャップ３０には、接触素子２０が組み込まれている、及び／又は取り付けられている。接触素子２０は、導電性コンタクトエレメント２０１と導電性ガイドエレメント２０２とから成る。金属により形成された、又はドーピングされたプラスチックとして形成されたガイドエレメント２０２は、終端キャップ３０の端面を貫通して、内側キャップ３０２内に収容されている保湿エレメント３０３中に含浸させられている。

保湿エレメント／プライマー３０３は通常、やはり保持部１０１もしくは貯蔵体１０７内に貯蔵された塗布媒体１０５によって浸されており、したがって同様に導電性である。保湿エレメント３０３はやはり、塗布部材１０３を介して貯蔵体１０７と導電接続を形成している。このようにして、ガイドエレメント２０２と、導電性塗布媒体１０５を含浸させた貯蔵体１０７との間で、導電接続が形成される。マッシュルーム状に形成されたガイドエレメント２０２のアンダーカットされている部分で、弾性かつ導電性に形成されたコンタクトエレメント２０１が保持されている。

当然ながら、接触素子を一体型で形成することもでき、即ちこの場合、コンタクトエレメントとガイドエレメントとが１つの導電性材料によって形成される。

図１及び図２に示されているように、塗布媒体を導電性で形成しておく必要がある。１つの材料又は混合材料の導電率は、可動性の電荷の可用度に左右される。液体中で可動の電荷は、例えばイオンである。以下では具体例として、導電性という基準を満たす調合例を挙げておく。

調合例１：独国特許第４３２０９５９号明細書の実施例８．１
水 ４７０ｇ
ラノリン−スルホサクシナート ２０ｇ
ベンズイソチアゾリノン ２ｇ
ペンタグリセリン １００〜１５０ｇ
ベーシックイエロー４０（５００％） ６．５ｇ
ルベントイエロー４３ ０．５ｇ
樹脂分散液 （４０〜４２％） ４２０ｇ
＋さらに別のステップ 独国特許第４３２０９５９号明細書参照
独国特許第４３２０９５９号明細書には、同様に導電性という基準を満たし、本発明による入力装置に使用可能な多数のインク例が示されている。

調合例２：黒色のパーマネントインク
ｎ−プロパノール ８９．３重量％
水 ０．３重量％
結合剤 ３．５重量％
３−メチル安息香酸 ０．２重量％
パラフィンワックス ０．２重量％
ソルベントブルー１２９ ５．５重量％
ソルベントバイオレット９ １．０重量％
調合例２は、独国特許出願公開第１９６２６８４２号明細書から公知である。さらに別のインクとして、それらの組成に基づき同様に導電性である上記文献中の調合例１．１〜２．０を参照されたい。

調合例３：フェルトペン用の赤色インク
水 ６１．８重量％
防腐剤 ０．２重量％
密蝋 ０．３重量％
トリエタノールアミン ０．３重量％
乳化剤 １．４重量％
アラビアゴム ０．１重量％
ジエチレングリコール ３２．１重量％
着色剤 ３．８重量％
調合例３は、独国実用新案第２９７１４５９４号明細書から公知である。さらに別のインクとして、それらの組成に基づき同様に導電性である上記文献中の調合例１〜９を参照されたい。

図１及び図２に例示しながら説明した解決手段の利点は、市販の筆記用具をスタイラスペンに変更する場合、そもそも変更が必要だとしても、基本構造にごくわずかな変更を加えるだけでよく、そのような変更によっても筆記媒体の放出に影響を及ぼすことがない、ということである。この場合、変更該当個所は通常、接触素子が装備される端部ストッパと終端キャップだけである。

１ 入力装置
１０ 塗布デバイス
１０１ 保持部
１０２ 端部ストッパ
１０３ 塗布部材
１０５ 塗布媒体
１０７ 貯蔵体
２０ 接触素子
２０１ コンタクトエレメント
２０２ ガイドエレメント
３０ 終端キャップ
３０２ 内側キャップ
３０３ 保湿エレメント

Claims (10)

1. 少なくとも１つの塗布部材と少なくとも１つの接触素子とを備えた塗布装置によって少なくとも構成されている、
   接触感応型容量性表面のための入力装置において、
   前記塗布装置は、液状、ゲル状又はペースト状の塗布媒体が充填された保持部として形成されており、
   前記塗布装置の保持部は、少なくともグリップ領域では非導電性で形成されており、
   前記塗布媒体は導電性で形成されており、
   前記少なくとも１つの接触素子と、前記液状、ゲル状又はペースト状の塗布媒体との間で、導電接続が形成されている
   ことを特徴とする、接触感応型容量性表面のための入力装置。
2. 前記保持部内の液状の塗布媒体は、自由液体として設けられている、
   請求項１記載の装置。
3. 前記液状の塗布媒体は、毛細管現象により拘束された液体として設けられている、
   請求項１記載の装置。
4. 前記ゲル状の塗布媒体は、チキソトロピック性の組成物として設けられている、
   請求項１記載の装置。
5. 前記ペースト状の塗布媒体は、ボールペンペーストとして設けられている、
   請求項１記載の装置。
6. 前記接触素子は、コンタクトエレメントとガイドエレメントとを備えている、
   請求項１記載の装置。
7. 前記接触素子は、塗布部分先端の端面とは反対側の端部に配置されている、
   及び／又は、
   前記接触素子は、保持部の塗布部材のための終端キャップに配置されている、
   請求項１記載の装置。
8. 前記接触素子は導電性材料として形成されている、
   請求項７記載の装置。
9. 前記ガイドエレメントは導電性材料として形成されている、
   請求項６記載の装置。
10. 前記保持部を封止する終端キャップに前記接触素子が組み込まれており、
    前記接触素子は、前記終端キャップの端面を貫通するガイドエレメントを有し、
    当該ガイドエレメントは前記終端キャップ内に収容されている保湿エレメント中に含浸させられている、
    請求項１に記載の接触感応型容量性表面のための入力装置用の終端キャップ。

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