JPH09169190A

JPH09169190A - 電子ペン

Info

Publication number: JPH09169190A
Application number: JP7331868A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Kagayama; 茂加賀山
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1995-12-20
Filing date: 1995-12-20
Publication date: 1997-06-30

Abstract

(57)【要約】【課題】どのような印字媒体に対しても、最適な印字
が可能な電子ペンを提供することである。【解決手段】使用者が把持して移動操作することが可
能なペン本体１ａを、所定の文字や画像の形状に倣って
移動したとき、そのペン本体１ａに設けた位置検出機構
４０が前記ペン本体１ａの移動に基づく位置変位や速度
等を測定し、そして、前記ペン本体１ａの移動に伴い、
かつ前記位置検出機構４０によって検出された信号に基
づく前記文字や画像の印字信号によってペン本体１ａの
インクジェットヘッド１１、１２、１３、１４が用紙６
３に印字する。そして、この印字に際して、使用者は濃
度調整スイッチ５を操作することにより、印字濃度を容
易に調整することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、個人携帯情報機器
としての電子ペンに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、ディスプレイ装置の画面
に表示させたマウスカーソルを移動させて特定のポイン
トを指し示す等、コンピュータに所望の位置及び方向デ
ータを高速で入力するための様々なポインティングデバ
イスが提案されている。これ等の中でもっとも一般的な
ものは、机上におかれたマウス自体を移動させて前記デ
ータを入力可能なマウス装置である。このようなマウス
装置は、マウス自体を移動させることにより、この中に
内蔵されたボールを回転させて、その回転方向及び回転
量をボールに当接するローラに伝達して検知し、マウス
自体の移動距離及び移動方向としてコンピュータに入力
する機械式のものと、特殊な格子が表面上に設けられた
マウスパッド上でマウス本体を移動させながら、パッド
上に光を照射し、その反射光の受光パターンからマウス
本体の移動距離及び移動方向を求め、コンピュータに入
力する光学式のものが知られている。

【０００３】このようなマウスタイプの入力装置に対
し、最近、人間の感性に合った入力方式として、例え
ば、ペン入力方式のものが考えられている。このペン入
力方式は、例えば、透明導電膜を設けたタブレットに、
先端が導電性を有した特殊ペンを接触させることによ
り、位置及び速度を検出するようにしていた。タブレッ
トとしては、液晶画面上や光学的な特殊タブレットを使
用していた。

【０００４】さらに、出力装置、特に、ハードコピーに
関しては、通常、インクジェット方式、電子写真方式、
銀塩写真方式、熱転写方式等の各種の方法があるが、い
ずれも所謂デスクトップ型であり、携帯に適したもので
はなかった。

【０００５】そこで、本出願人は、実願平４−９４６９
３号公報にて、インクジェット方式を中心とする印字機
構を小型化して、ペン形状にすることにより、使用者が
鉛筆やボールペン等の筆記用具にて書き表す感覚で、電
子的に任意の色を吐出させる電子ペンを提案した。この
電子ペンにおいては、使用者は、アナログ的に変化させ
得る色調整スイッチを作用させることにより任意の色を
選び、吐出スイッチを押すことによりインク滴が放出さ
れ、所望の位置にカラーのインクを付着させることがで
きるようにしている。

【０００６】しかしながら、上述したような従来の電子
ペンは、使用者がその場で指示入力を行うことしかでき
ない、所謂独立型の電子文房具であった。昨今、電子手
帳等の携帯用小型情報機器が発展し、これをもとにして
仕事や生活を行うようになると、このような小型出力機
器との連携が強く要望されてきた。特に、大きなデスク
トップ型のプリンター等を使用せずに、携帯できる電子
ペンに直接データを送り込み、任意の指定位置におい
て、電子ペンを文字や画像の形状に従って操作移動する
だけで印字できる携帯用出力機器は、全く新しい概念で
あり極めて注目されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな携帯用出力機器では、印字方式としてインクジェッ
ト方式を採用して印字を行っていたが、以下のような問
題が発生していた。即ち、通常のプリンターで使用され
る場合と異なり、専用紙やオーバーヘッドプロジェクタ
ー用のフィルムシート以外の様々な印字媒体に印字する
ことが必要となってきている。その場合に、同一のイン
クとヘッドで印字しようとすると、印字媒体によっては
印字が薄くなってしまうことが発生したり、また、イン
ク量が多すぎてにじんでしまうことがあった。

【０００８】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、どのような印字媒体に対して
も、最適な印字が可能な電子ペンを提供することを目的
としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の請求項１に記載の電子ペンは、使用者が把
持して移動操作することが可能なペン本体に、所定の文
字や画像の形状に倣って前記ペン本体が使用者によって
移動されたとき、その移動に基づく位置変位や速度等を
測定して信号を検出する信号検出手段と、前記ペン本体
が使用者によって移動される動作に伴い、かつ前記信号
検出手段によって検出された信号に基づく前記文字や画
像の印字信号により印字媒体に印字可能な印字手段とを
備えたものを対象として、特に、前記印字手段によって
印字する印字濃度を調整することが可能な印字濃度調整
手段を備えている。従って、使用者は、印字媒体の特性
や印字データの種類、あるいは使用者の志向を考慮し
て、前記印字濃度調整手段により印字濃度を調整設定す
ることによって、前記印字手段により優れた印字品質の
印字出力を行うことができる。

【００１０】また、請求項２に記載の電子ペンは、前記
印字濃度調整手段を前記ペン本体に設けている。従っ
て、小型で非常に使い勝手の良い電子ペンが提供でき
る。

【００１１】さらに、請求項３に記載の電子ペンは、前
記印字濃度調整手段が、前記ペン本体の外側面に操作移
動可能に設置された濃度調整スイッチを含んでいる。従
って、使用者は前記ペン本体を操作しつつ前記濃度調整
スイッチを操作して印字濃度を容易に調整設定すること
ができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の電子ペンを具体
化した実施の形態を図面を参照しながら説明する。

【００１３】図１は、本発明の電子ペン１の概要を示す
図であり、同図（ａ）は電子ペンの全体の外観図であ
り、同図（ｂ）は電子ペンの要部断面図である。電子ペ
ン１は、一般に見受けられるペンの如き外観を有してい
て、そのペン本体１ａには、クリップ２と、スイッチ３
と、通信窓４と、印字濃度を調整するための濃度調整ス
イッチ５とが配置されている。

【００１４】前記クリップ２は、通常のペンと同様に携
帯保持するために使用される。前記スイッチ３は、所謂
電源スイッチであり、ノックすることにより電子ペン１
の作動のオンオフを行うことが可能である。前記通信窓
４は、後記外部携帯用情報処理装置と赤外線通信を行う
ための、光学的開口部である。また、前記濃度調整スイ
ッチ５は、電子ペン１の外側面に対して、その長手方向
の一定範囲内で操作移動可能に設置され、使用者が印字
媒体の特性に合わせて移動することにより電圧を変化さ
せる所謂ボリュームスイッチで構成され、本実施の形態
の場合、図１（ａ）において、前記通信窓４に向かって
上方に移動すれば電圧の割合を高めて印字濃度を濃くす
ることができ、逆に、下方に移動すれば電圧の割合を低
下させて印字濃度を薄くすることができる。

【００１５】前記電子ペン１の内部には、印字手段とし
ての印字機構１０と、制御機構２０と、送受信機構３０
と、位置検出機構４０と、濃度調整手段としての濃度調
整機構７０とが内蔵されている。

【００１６】前記印字機構１０は、四色のインクジェッ
トヘッド１５とインクタンク１６とを扇型に配置して構
成されている。インクジェットヘッド１５は、所謂サー
マルインクジェット方式、圧電インクジェット方式のど
ちらでも使用可能であり、吐出するインクも水溶性イン
ク、溶剤型インク、ホットメルトインク等を受像体に対
し選択することが可能である。さらに、現時点では、や
や大きくなるが電子写真方式、トナーによるダイレクト
印字であるジェットナー方式、昇華型方式、サーマル方
式が、ペン本体１ａ内に組み込まれるのであれば搭載も
可能である。そして、印字機構部１０は、電子ペン１の
ペン本体１ａとは別体部品となっており、インク補給や
ヘッド交換の際には、分離して実行することができる。

【００１７】前記印字機構部１０の近傍には、前記位置
検出機構４０が配置されている。その位置検出機構４０
は、主としてセンサ部４３によって構成されている。使
用するセンサとしては、加速度センサ、レーザドップラ
センサ等が使用できる。また、このようなセンサーは、
後述する携帯用情報処理装置にタブレットの機能があれ
ば、それに適合した光学センサやトラッキングボールで
もよい。

【００１８】前記位置検出機構４０に隣接して、前記制
御機構２０が配置されている。ここで、図２を参照して
説明する。図２は、電子ペンと携帯用情報処理装置のブ
ロック図である。前記印字機構１０は、Ｂｋ（ブラック
用）ヘッド１１と、Ｙ（イエロー用）ヘッド１２と、Ｍ
（マゼンタ用）ヘッド１３と、Ｃ（シアン用）ヘッド１
４とで構成されていて、印字出力インターフェイス２２
を介して前記制御機構２０のＣＰＵ２１と接続されてい
る。また、前記位置検出機構４０は、Ｘ方向の位置を検
出するＸセンサ４１と、Ｙ方向の位置を検出するＹセン
サ４２とで構成されていて、位置検出インターフェイス
を介して、前記ＣＰＵ２１に接続されている。前記制御
機構２０は、前記ＣＰＵ２１を中心に、メモリ２４と、
前述した印字出力インターフェイス２２、位置検出イン
ターフェイス２３とで構成されている。前記ＣＰＵ２１
は、さらに、送受信機構３０と接続されている。

【００１９】前記送受信機構３０は、通信制御回路３１
と、送信回路３２と、受信回路３３とで構成されてい
る。

【００２０】前記濃度調整機構７０は、ペン本体１ａの
外側面に取り付けられた前記濃度調整スイッチ５と、図
示しない制御回路とで構成されていて、前記ＣＰＵ２１
に接続されている。

【００２１】また、本実施の形態の電子ペン１と共同し
てデータの送受信を行う外部携帯用情報処理装置５０に
ついて、図２及び図３を使用して簡単に説明する。図３
は、携帯用情報処理装置５０の斜視図である。携帯用情
報処理装置５０は、所謂電子手帳や個人情報ツール等と
称される小型情報処理装置であり、使用者により入出力
されたデータを加工したり保存することが可能である。
先ず、この装置本体５３は、略直方体に形成され、その
装置本体５３の上部にはその装置本体５３を開閉するた
めの上カバー５４が設けられている。その上カバー５４
には大きな矩形の窓孔５４ａが設けられている。装置本
体５３の中央部には、液晶表示装置（以下ＬＣＤと称す
る）５１が配置されていて、そのＬＣＤ５１の前方に隣
接して装置本体５３の上面には、電源スイッチ５２ａや
各種の選択ボタン５２ｂが設けられている。装置本体の
側部には、メモリカード６０、ＬＣＤコントローラ６
１、通信ジャック６２等が配置されている。さらに、装
置本体５３の後方上面には、通信窓６４が設けられてい
る。

【００２２】前記ＬＣＤ５１は、所謂薄膜トランジスタ
型、もしくはＳＴＮ型等が使用される。前記ＬＣＤコン
トローラ６１は、前記ＬＣＤ５１のコントラストや明る
さを調節する。前記通信窓６４は、前記電子ペン１に設
置したものと同様に、赤外線通信の光学的開口部とな
る。通信ジャック６２は、電話回線に接続する際に使用
する。メモリカード６０は、必要なアプリケーションの
ためのメモリカードである。

【００２３】さらに、前記携帯用情報処理装置５０の内
部機構を簡単に説明する。携帯用情報処理装置５０は、
ＣＰＵ５５と、通信機構５７と、メモリ５６と、フレー
ムメモリ５８と、ディスプレイ制御回路５９とから構成
されている。前記通信機構５７は、電子ペン１との間で
行う無線通信を管理する。前記ＣＰＵ５５は、携帯用情
報処理装置５０の全てを管理して、主として各種の演算
制御を行う。前記メモリ５６は、前記ＣＰＵ５５と協同
して実行するプログラムを記憶するだけでなく、数値デ
ータや画像データを保存するようになっている。前記フ
レームメモリ５８は、前記ＬＣＤ５１に表示するデータ
を一時蓄積する。前記ディスプレイ制御回路５９は、前
記ＬＣＤ５１の表示を制御する。

【００２４】次に、以上のように構成された本実施の形
態の作用について図面を参照しながら説明する。

【００２５】使用者は、電子ペン１の端部にあるスイッ
チ３を押して電源を入れ、ペン本体装置を作動状態にす
る。すると、内部機構に給電され、入出力機能を開始す
ることができる。さらに、携帯用情報処理装置５０の電
源スイッチ５２ａを操作して電源を投入することによ
り、この携帯用情報処理装置５０も稼働可能な状態とす
る。

【００２６】そこで、本実施の形態においては、電子ペ
ン１を使用した出力方法が主体であるので、その出力方
法を中心にして、図４及び図５を参照しながら説明す
る。図４は、出力時の状態を示す斜視図であり、図５
は、出力方法を示すフローチャートである。

【００２７】先ず、使用者は、ＬＣＤ５１上の上カバー
５４を開放して印字媒体である用紙６３を配置する。さ
らに、上カバー５４を下ろして、用紙６３の位置がずれ
ないように用紙６３を固定する（Ｓ１、Ｓはステップを
示す。以下のＳも同様）。このとき、図示しないセンサ
によって用紙がセットされているか否かを確認する（Ｓ
２）。セットされていることが確認されると（Ｓ２、Ｙ
ＥＳ）、使用者は、プリント位置の指定を行う。この場
合、窓孔５４ａを通じて電子ペン１を操作することによ
り、設置した用紙６３のどの領域にデータを出力するか
を指定するが、例えば、対向する二点を電子ペン１で指
定して、それを対角線とする矩形領域内を印字エリアに
してもよい（Ｓ３）。

【００２８】さらに、使用者がスイッチ３を押すことに
より、印字を開始する（Ｓ４）。先ず、使用者は電子ペ
ン１のペン本体１ａを握り、その先端部を上カバー５４
の窓孔５４ａを通じて、前記矩形領域内の一辺から対向
する他辺に向かって左右に往復移動させながら移動す
る。このとき、電子ペン１の動きを、位置検出機構４０
のセンサ部４３により検知し、制御機構２０に送出し位
置及び速度データに演算する（Ｓ５）。このデータは、
送受信機構３０の送信回路３１により、携帯用情報処理
装置５０に赤外線送信される（Ｓ６）。赤外線送信され
るデータは、携帯用情報処理装置５０の通信機構５７で
受信され（Ｓ７）、ＣＰＵ５５にて処理される。

【００２９】その結果、直ちに電子ペン１の位置データ
及び速度データに対応する印字データを通信機構５７に
送出する（Ｓ８）。印字データを選択する処理方法につ
いては、各種の方法が考えられるが、メモリ５６に蓄積
された画像データの内、現在の位置ポイントのデータを
引き出し、さらに、速度データにより使用者が電子ペン
１を動かそうとしている方向を予測し、その方向のデー
タを優先的に取り込むことが必要となる。さらに、速度
データから加速度を計算し、電子ペン１の停止場所や方
向変更場所を予想することも可能であり、位置データを
向上させることにより良好な印字出力もできる。また、
使用者の癖を認識し、学習を行ってマッチング性を向上
させ、快適な印字感覚を生み出すこともできる。

【００３０】この印字データは、通信機構５７から電子
ペン１の受信回路３３に無線で送り込まれ、ＣＰＵ２１
に取り込まれる（Ｓ９）。印字データを受けたＣＰＵ２
１は、印字出力インターフェイス２２を介し、各色のイ
ンクジェットヘッド１１、１２、１３、１４を駆動し
て、印字データに従った印字制御を行う。即ち、各ヘッ
ド１１〜１４は、カラーの印字データに基づき、アクチ
ュエータを駆動させ、インクを吐出させる。それによっ
て、用紙６３上にはカラーの画像出力が行われる（Ｓ１
０）。即ち、使用者の手によって動かされる電子ペン１
の動きを、直ちに位置データ及び速度データとして取り
込み、そのデータに対応した画像データを直ちに導き出
し、再度電子ペン１に送出する。その結果を受けて、つ
まり双方向にデータのやりとりを行い、電子ペン１は印
字機構が動作し、対応する位置に印字を行う。使用者
は、自分の意志により印字や画像出力が必要な場所だけ
を、電子ペンで走らすことにより、必要な出力を得るこ
とができる。

【００３１】そして、以上の印字動作に続いて、次のデ
ータがあるか否かが調べられ（Ｓ１１）、次のデータが
あれば（Ｓ１１、ＹＥＳ）、Ｓ５の処理工程に戻ってＳ
１０までの処理を繰り返す。もしも、次のデータがなけ
れば（Ｓ１１、ＮＯ）、本処理を終了する。

【００３２】以上の動作により、使用者は特にタブレッ
ト板を用意することなく、任意の平板上において一般の
ペン類で文字等を記載する感覚でデータの入力を行うこ
とができる。さらに、文字や画像を印字する際、使用者
は任意の場所で電子ペン１を走らせることにより、文字
や画像の印字出力を行うことが可能となる。

【００３３】そして、このような電子ペン１の使用にお
いて、使用者が種々の印字媒体に印字を行うことが要求
されている。即ち、通常使用する普通紙のみならず、表
面にコーティングした特殊紙、塩化ビニルやポリエステ
ル等の樹脂フィルムや、さらには布等の繊維に、様々な
印字を行うことが必要とされている。

【００３４】このような場合に、印字媒体の材質の違い
により、インクの吸収特性が異なり、各々に適した噴射
量が要求される。このため、使用者は濃度調整スイッチ
５を操作して、ためし印字を行い、素材に最適なインク
量を決定する。

【００３５】濃度調整スイッチ５により入力された濃度
データは、濃度調整機構７０内にて、デジタルデータに
変換されてＣＰＵ２１に取り込まれる。ＣＰＵ２１で
は、送られてきた印字データにより、インクジェットヘ
ッドからのインクの吐出量をコントロールする。吐出量
コントロールの方法としては、駆動電圧を変化させる方
法、電圧を印加する割合すなわちデューティーを変化さ
せる方法等がある。本実施の形態のように印字の周波数
があまり高くない場合には、電圧印加のデューティーを
変化させることにより、単位時間中に発生するインク液
滴を変化させることが適している。

【００３６】即ち、デューティーを上げて単位時間当た
りのドロップレット生成を多くすることにより、より多
くのインクが吐出され、印字濃度を濃くすることが可能
となる。逆に薄くする場合には、デューティーを通常よ
り下げて、生成するドロップレット量を低減させれば、
印字媒体へ吐出するインク量を少なくすることができ
る。

【００３７】なお、本発明は、以上詳述した実施の形態
に限定されるものではなく、その主旨を逸脱しない範囲
において、種々の変更を加えることが可能である。

【００３８】本実施の形態では、濃度調整スイッチを電
子ペン本体に設けたが、電子ペンと共同して使用する携
帯情報機器に設置してもよい。この場合には、ハード的
なスイッチである必要はなく、アプリケーションソフト
として携帯情報機器内に起動しておけば、ソフトスイッ
チとして機能させることができる。

【００３９】また、本実施の形態では、携帯情報機器と
共同して印字する電子ペンに関して詳述したが、スタン
ドアローンタイプであって、それだけで機能することが
可能である電子ペンに適用することも勿論可能である。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明の請求項１に記載の電子ペンによれば、特に、印字
手段によって印字する印字濃度を調整することが可能な
印字濃度調整手段を備えたので、使用者は、印字媒体の
特性や印字データの種類、あるいは使用者の志向を考慮
して、前記印字濃度調整手段により最適な印字濃度に調
整設定することができ、常に、前記印字手段によって優
れた印字品質の印字出力を行うことができる。

【００４１】また、請求項２に記載の電子ペンによれ
ば、前記印字濃度調整手段をペン本体に設けたので、小
型、かつ非常に使い勝手の良い電子ペンを提供すること
ができる。

【００４２】さらに、請求項３に記載の電子ペンによれ
ば、前記印字濃度調整手段は、前記ペン本体の外側面に
操作移動可能に設置された濃度調整スイッチを含んでい
るので、使用者は前記ペン本体を操作しつつ前記濃度調
整スイッチを操作して印字濃度を容易に調整設定するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態の電子ペンを示す図である。

【図２】本実施の形態の電子ペン及び携帯用情報処理装
置の電気的制御構成を示すブロック図である。

【図３】携帯用情報処理装置の斜視図である。

【図４】電子ペン及び携帯用情報処理装置の使用例を示
す斜視図である。

【図５】電子ペンによる印字動作を示すフローチャート
である。

【符号の説明】

１電子ペン１ａペン本体５濃度調整スイッチ１０印字機構２０制御機構４０位置検出機構７０濃度調整機構

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０６Ｆ 3/12 Ｂ４１Ｊ 3/04 １０１Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】使用者が把持して移動操作することが可
能なペン本体に、所定の文字や画像の形状に倣って前記
ペン本体が使用者によって移動されたとき、その移動に
基づく位置変位や速度等を測定して信号を検出する信号
検出手段と、前記ペン本体が使用者によって移動される
動作に伴い、かつ前記信号検出手段によって検出された
信号に基づく前記文字や画像の印字信号により印字媒体
に印字可能な印字手段とを備えた電子ペンにおいて、前記印字手段によって印字する印字濃度を調整すること
が可能な印字濃度調整手段を備えたことを特徴とする電
子ペン。
【請求項２】前記印字濃度調整手段を前記ペン本体に
設けたことを特徴とする請求項１に記載の電子ペン。
【請求項３】前記印字濃度調整手段は、前記ペン本体
の外側面に操作移動可能に設置された濃度調整スイッチ
を含むことを特徴とする請求項２に記載の電子ペン。