特開 2023-13382 筆記具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023013382

(43)【公開日】2023-01-26

(54)【発明の名称】筆記具

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/03 20060101AFI20230119BHJP

【ＦＩ】

G06F3/03 400F

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021117523

(22)【出願日】2021-07-16

(71)【出願人】

【識別番号】000006747

【氏名又は名称】株式会社リコー

(72)【発明者】

【氏名】細藤 嘉人

(57)【要約】

【課題】筆記動作時の操作性を向上することが可能な筆記具を提供する。
【解決手段】
軸方向に延びた空間を備える軸筒と、前記空間内において前記軸方向に移動可能に設けた重り部材とを備え、前記重り部材は前記軸筒の傾きに応じて前記軸方向に移動する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸方向に延びた空間を備える軸筒と、前記空間内において前記軸方向に移動可能に設けた重り部材とを備え、前記重り部材は前記軸筒の傾きに応じて前記軸方向に移動することを特徴とする筆記具。

【請求項2】

前記重り部材は、前記軸筒の把持部の範囲で前記軸方向に移動することを特徴とする請求項１記載の筆記具。

【請求項3】

前記空間の前記軸方向後端を、前記軸筒の前記軸方向後端に対して、前記筆記具の前記軸方向全長の１／１０よりも先端側に設けることを特徴とする請求項１または２記載の筆記具。

【請求項4】

前記重り部材は、磁性を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の筆記具。

【請求項5】

前記空間の前記軸方向の一端側に、前記重り部材の一端側に対向する磁性体を備えることを特徴とする請求項４記載の筆記具。

【請求項6】

前記筆記具は、電子機器に使用するタッチペンであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の筆記具。

【請求項7】

前記筆記具は、電子機器に使用する電子ペンであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の筆記具。

【請求項8】

前記筆記具は、前記重り部材および前記磁性体の少なくとも一方の部材を用いて、前記電子機器に設けた磁性体からなる取付部に対して着脱自在であることを特徴とする請求項６または７記載の筆記具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、筆記具に関するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、ペンの記憶部にデータを記憶させる際は、発光体が発光部内をペンの前方から後方に移動するとともに、その移動に対応してペンの重心も後方に移動し、逆に、ペンに記憶させたデータを出力する際は、発光体が発光部内をペンの後方から前方に移動するとともに、その移動に対応してペンの重心も前方に移動するようにした、ペン型に構成された情報処理装置を開示している。

【0003】

しかし従来の技術は、データの記憶および出力に応じてペンの重心を動かしているに過ぎず、筆記動作時の操作性は考慮していない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の目的は、筆記動作時の操作性を向上することが可能な筆記具を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明は、軸方向に延びた空間を備える軸筒と、前記空間内において前記軸方向に移動可能に設けた重り部材とを備え、前記重り部材は前記軸筒の傾きに応じて前記軸方向に移動することを特徴とする。

【発明の効果】

【0006】

本発明によれば、筆記動作時の操作性を向上することが可能な筆記具を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】電子ホワイトボードの使用例を示す説明図。

【図2】筆記動作時の様子を示す説明図。

【図3】本発明の筆記具の一例となるタッチペンの全体構成図。

【図4】本発明の筆記具における筆記動作時の説明図。

【図5】本発明の実施形態における磁性体の作用を説明する図。

【図6】本発明の応用例を示す説明図。

【図7】本発明の筆記具の他の実施形態を示す全体構成図。

【図8】電子ホワイトボードのハードウェア構成図。

【発明を実施するための形態】

【0008】

本発明の実施形態を、図面を用いて以下に説明する。

【0009】

図１は、電子ホワイトボードの使用例を示す説明図である。

【0010】

電子ホワイトボード（以下、ＩＷＢ（Interactive Whiteboard）と称する）２は、複数のメンバーで情報を共有することができるため、会議、セミナー、プレゼンテーションまたは授業などで近年、広く普及している。

【0011】

ＩＷＢ２の使用例としては、図１（ａ）に示すようにＩＷＢ２をスタンド２０に取り付けて（またはスタンドを用いずにＩＷＢを壁に掛けて）、垂直に立てたディスプレイ２８０をメンバーと共有して使用する場合が一般的である。また、別の使用例として、図１（ｂ）に示すようにＩＷＢ２をテーブル２１上に平置きして、水平に倒したディスプレイ２８０をメンバーで囲んで共有して使用する場合もある。

【0012】

ＩＷＢ２のディスプレイ２８０は、例えば静電容量方式のタッチパネルであり、ユーザは指やペンでディスプレイ２８０に触れた状態で筆記動作を行うことにより、ディスプレイ２８０に文字、図形等を書き込むことができる。この筆記動作においては、指よりもペンを用いた方が細かな描画が可能になるため、ユーザはタッチペン、電子ペン等の専用のペンを使用して筆記を行う場合が多い。ここで、ＩＷＢ２は電子機器の一例である。

【0013】

図２は、筆記動作時の様子を示す説明図であり、図２（ａ）は垂直筆記時の様子を示す説明図、図２（ｂ）は水平筆記時の様子を示す説明図である。

【0014】

垂直筆記とは、例えば図１（ａ）に示したような垂直に立てたディスプレイ２８０に対してタッチペン３００で筆記を行う場合を意味する。そして垂直筆記時は図２（ａ）のように、ユーザはタッチペン３００の先端側（ペン先側）が後端側（ペン尻側）よりも上がるようにタッチペン３００を手Ｈで把持し、この姿勢でディスプレイ２８０に筆記を行うことが多くなる。

【0015】

また、水平筆記とは、例えば図１（ｂ）に示したような水平に倒したディスプレイ２８０に対してタッチペン３００で筆記を行う場合を意味する。そして水平筆記時は図２（ｂ）のように、ユーザはタッチペン３００の先端側を後端側よりも下げてタッチペン３００を手Ｈで把持し、この姿勢でディスプレイ２８０に筆記を行う。

【0016】

タッチペン３００の重心は、図２（ａ）のような垂直筆記時は、重心がユーザの把持部内に位置した方が扱い易く、長時間書き続けても疲れにくいとされている。一方、図２（ｂ）のような水平筆記時は、タッチペン３００の重心がユーザの把持部内において先端側に寄っている方が、筆記時のぶれを抑えることができ、小さく細かい文字を書き易いとされている。

【0017】

なお、「把持部」とは、図示のように手Ｈの親指、人差し指および中指の指先付近でタッチペン３００を把持する位置Ｐ１から人差し指の基節（根元の関節）付近でタッチペン３００を支える位置Ｐ２までの範囲とする。次に、タッチペン３００の構成について説明する。

【0018】

図３は、本発明の筆記具の一例となるタッチペンの全体構成図である。

【0019】

タッチペン３００は、先端部材３０１と軸筒３０２とを備える。先端部材３０１は、シリコンや導電繊維などからなり、ユーザは先端部材３０１がＩＷＢ２のディスプレイ２８０に触れた状態で筆記動作を行うことにより、ディスプレイ２８０に文字、図形等を書き込むことができる。軸筒３０２は、その軸方向の一端部に先端部材３０１を保持している。

【0020】

軸筒３０２は、タッチペン３００の軸方向に延びた柱状の空間３０２ａを備える。空間３０２ａ内には磁石３０３を配置しており、この磁石３０３は空間３０２ａ内において軸筒３０２の軸方向に移動可能である。

【0021】

磁石３０３のタッチペン３００の軸方向に垂直な断面形状は、空間３０２ａのタッチペン３００の軸方向に垂直な断面形状に対して、やや小さい相似形をしている。すなわち磁石３０３は、空間３０２ａ内を、軸方向以外ではなく、軸方向に沿ってより移動しやすい形状となっている。また、磁石３０３の軸方向長さは、空間３０２ａの軸方向長さよりも短い。磁石３０３の軸方向長さが空間３０２ａの軸方向長さと比べて小さいほど、磁石３０３は空間３０２ａ内を大きく動き、タッチペン３００全体の重心の変化により大きく寄与する。

【0022】

また、空間３０２ａの軸方向両端には、磁石３０３が空間３０２ａの端部に衝突した際の音および衝撃を抑えるための緩衝材３０４を設けている。

【0023】

さらに、軸筒３０２は、空間３０２ａの軸方向の一端側（本実施形態では後端側）に、磁石３０５を備えている。本実施形態では磁石３０３の軸方向後端側と磁石３０５の軸方向先端側は、緩衝材３０４を間に配置した状態で対向する。磁石３０３と磁石３０５は、磁石３０３が空間３０２ａ内において軸後端側に移動して磁石３０５との距離が所定範囲内になったときに互いに引力が働く磁性を有する。ここで、タッチペン３００は筆記具の一例であり、磁石３０３は重り部材の一例であり、磁石３０５は磁性体の一例である。次に、上記構成のタッチペンによる筆記時の動作について説明する。

【0024】

図４は、本発明の筆記具における筆記動作時の説明図である。

【0025】

先で述べたように、筆記動作時のペンの重心は、垂直筆記時は、重心がユーザの把持部内に位置した方が扱い易く、長時間書き続けても疲れにくいとされている。一方、水平筆記時は、ペンの重心がユーザの把持部内においてペンの先端側に寄っている方が、筆記時のぶれを抑えることができ、小さく細かい文字を書き易いとされている。

【0026】

そこで本発明は、垂直筆記時には図４（ａ）のようにユーザがタッチペン３００をディスプレイ２８０の表面に対して把持角度θ１傾け、ペンの先端側を後端側よりも上げて把持することで、磁石３０３を後端側へ動かす。これによりタッチペン３００の重心Ｇは、把持部の範囲において後端側へ移動する。

【0027】

ここで、垂直筆記時のタッチペン３００の重心Ｇは、把持部の範囲に収まっていることが望ましい。タッチペン３００の重心Ｇが把持部の範囲を外れ、より後端側へ移動した場合は、ペンの後端側が重くなり過ぎてしまい、ユーザはペンの先端側を起こす力を増さなければいけなくなり、使いにくくなるためである。この点を考慮し本実施形態では、空間３０２ａの軸方向後端は、軸筒３０２の軸方向後端まで延ばさず、手Ｈの人差し指の基節付近でタッチペン３００を支える位置Ｐ２の近傍に位置するように設けている。

【0028】

具体的には、空間３０２ａの軸方向後端は、軸筒３０２の軸方向後端に対して、タッチペン３００の軸方向全長の１／１０よりも先端側に位置するように設ける。より好ましくはタッチペン３００の軸方向全長の１／５以上先端側に位置するように設ける。

【0029】

次に、水平筆記の場合を説明する。水平筆記時は、図４（ｂ）のようにユーザがタッチペン３００をディスプレイ２８０の表面に対して把持角度θ２傾け、ペンの先端側を後端側よりも下げて把持することで、磁石３０３を先端側へ動かす。これによりタッチペン３００の重心Ｇは、把持部の範囲において先端側へ移動する。水平筆記時のタッチペン３００の重心Ｇは、把持部の範囲において先端側に近い方が望ましいため、空間３０２ａの軸方向先端は、軸筒３０２の軸方向先端付近まで延びている。

【0030】

図５は、本発明の実施形態における磁性体の作用を説明する図である。

【0031】

前述のようにタッチペン３００は、空間３０２ａの軸方向の後端側に、磁石３０３の後端側に対向する磁石３０５を備えている。ここでは、この磁石３０５の作用について説明する。

【0032】

水平筆記動作時の把持角度θ２は正の値で安定するが、垂直筆記時の把持角度θ１は正および負のどちらの値も取り得る。例えばユーザがディスプレイの上部（高い位置）に筆記を行う場合の把持角度θ１は負になるが、ディスプレイの下部（低い位置）に筆記を行う場合は、ユーザの姿勢によっては把持角度θ１が正の値になることもある。従って、水平筆記動作の場合は、常に磁石３０３がタッチペン３００の先端側に位置するため、先端側（ペン先側）に重心Ｇを置いた状態でユーザはタッチペン３００を安定して使用することができる。

【0033】

しかし、垂直筆記動作の場合は、把持角度θ１の正負によって磁石３０３が動いてしまい、重心Ｇが水平筆記動作時のようには安定しない。そこで、空間３０２ａの軸方向の後端側に、磁石３０３の後端側に対向する磁石３０５を設ける。これにより磁石３０３が空間３０２ａの軸方向の後端部に移動した場合は、把持角度が所定角度以上にならなければ磁石３０３が先端側に移動できないようにしている。

【0034】

図５では、水平筆記動作時の把持角度θ２を４５度以上、垂直筆記動作時の把持角度θ１を４５度未満とした場合の磁石３０３の移動要件を例示している。把持角度が３０度の状態においては、磁石３０５が磁石３０３に及ぼす引力が重力に勝っており、磁石３０３は先端側に動かず、磁石３０３と磁石３０５との引力によって後端側に位置したままとなる。なお、磁石３０３と磁石３０５との引力は、磁石３０５の磁力（大きさ、材料）と設置位置によって決まる。従って、把持角度が所定角度に達した際に、重力が引力に勝って磁石３０３が先端側に移動するように、磁石３０５の仕様および設置位置を適宜設定すればよい。

【0035】

上述のように、本実施形態におけるタッチペン３００は、軸方向に延びた空間３０２ａを備える軸筒３０２と、空間３０２ａ内において軸方向に移動可能に設けた磁石３０３とを備え、磁石３０３は軸筒３０２の傾きに応じて軸方向に移動する。

【0036】

これにより、筆記動作時のユーザの姿勢に合わせて、タッチペン３００の重心Ｇが最適位置にあるようになり、筆記動作時の操作性が向上したタッチペン３００を提供することができる。

【0037】

また、上述のように、磁石３０３は、軸筒３０２の把持部（位置Ｐ１および位置Ｐ２間）の範囲で軸方向に移動する。

【0038】

また、上述のように、空間３０２ａの軸方向後端を、軸筒３０２の軸方向後端に対して、タッチペン３００の軸方向全長の１／１０よりも先端側に設ける。

【0039】

これにより、磁石３０３の移動範囲、すなわちタッチペン３００の重心Ｇの可変範囲をより最適にすることができる。

【0040】

さらに、上述のように、空間３０２ａの軸方向の一端側（後端側）に、磁石３０３の一端側（後端側）に対向する磁石３０５を備える。

【0041】

これにより、垂直筆記の動作時にタッチペン３００の把持角度が正の値となった場合でも、把持角度が所定角度に達しなければ磁石３０３は先端側に移動しないため、不意に筆記のバランスを崩すことなく筆記動作を継続できる。

【0042】

図６は、本発明の応用例を示す説明図である。

【0043】

本応用例は、ＩＷＢ２のディスプレイ２８０のフレーム部分に、磁性体からなるペン取付部２８１を備える。上述のように本実施形態のタッチペン３００は軸筒３０２内に磁石３０３、３０５を備えるため、磁力によりタッチペン３００をペン取付部２８１に簡単に取り付けることができる。これにより、ペンを収納するホルダーやトレイを設ける必要がなくなる。ここで、ペン取付部２８１は取付部の一例である。

【0044】

上述のように、本実施形態において、タッチペン３００は、磁石３０３および磁石３０５の少なくとも一方の部材を用いて、ＩＷＢ２に設けた磁性体からなるペン取付部２８１に対して着脱自在である。

【0045】

これにより、タッチペン３００を収納するホルダーやトレイが不要になり、簡単な構成でタッチペン３００の取付部を実現できる。

【0046】

図７は、本発明の筆記具の他の実施形態を示す全体構成図である。図３に示した部材と同等の部材には同一符号を付し、その説明を省略する。

【0047】

図７（ａ）に示したタッチペン３００は、軸筒３０２に設けた空間３０２ａの内部に重り３０６を設け、空間３０２ａの両端面と重り３０６との間にそれぞれスプリング３０７を備えている。ここで、重り３０６は重り部材の一例である。

【0048】

上記構成でも重り３０６が軸筒３０２の筆記動作の傾きに応じて軸方向に移動し、スプリング３０７の伸縮力と重り３０６の重力による影響力が釣り合う位置で重り３０６を保持することが可能になる。なお、スプリング３０７の伸縮力は、スプリング３０７のばね定数等によって決まるため、規定の把持角度に対して保持したい位置に重り３０６が移動するようにスプリング３０７の仕様を適宜選定すればよい。

【0049】

また、図７（ｂ）に示したタッチペン３００は、図７（ａ）のスプリング３０７に代えて、空間３０２ａの内部に高粘度の液体３０８を充填した構成としている。

【0050】

上記構成でも重り３０６が軸筒３０２の筆記動作の傾きに応じて液体３０８の抵抗に抗しながら軸方向に押し進み、液体３０８の抵抗力と重り３０６の重力による影響力が釣り合う位置で重り３０６を保持することが可能になる。なお、液体３０８の抵抗力は、液体３０８の粘度等によって決まるため、規定の把持角度に対して保持したい位置に重り３０６が移動するように液体３０８の仕様を適宜選定すればよい。

【0051】

図８は、電子ホワイトボードのハードウェアの一例を示す構成図である。

【0052】

図示のように、電子ホワイトボード（ＩＷＢ）２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）２０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）２０３、ＳＳＤ（Solid State Drive）２０４、ネットワークコントローラ２０５および外部機器接続Ｉ／Ｆ（Interface）２０６を備える。

【0053】

これらのうち、ＣＰＵ２０１は、ＩＷＢ２全体の動作を制御する。ＲＯＭ２０２は、ＣＰＵ２０１、ＩＰＬ（Initial Program Loader）等のＣＰＵ２０１の駆動に用いるプログラムを記憶する。ＲＡＭ２０３は、ＣＰＵ２０１のワークエリアをなし、プログラムやデータを一時保存する。ＳＳＤ２０４は、ＩＷＢ用のプログラム等の各種データを記憶する。ネットワークコントローラ２０５は、通信ネットワークとの通信を制御する。

【0054】

外部機器接続Ｉ／Ｆ２０６は、各種の外部機器を接続するためのインターフェースである。この場合の外部機器は、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ２３０、外付け機器（マイク２４０、スピーカ２５０、カメラ２６０）である。

【0055】

また、ＩＷＢ２は、キャプチャデバイス２１１、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）２１２、ディスプレイコントローラ２１３、接触センサ２１４、センサコントローラ２１５、電子ペンコントローラ２１６、近距離通信回路２１９、近距離通信回路２１９のアンテナ２１９ａ、電源スイッチ２２２および選択スイッチ類２２３を備える。

【0056】

これらのうち、キャプチャデバイス２１１は、外付けのＰＣ（Personal Computer）２７０のディスプレイに対して映像情報を静止画または動画として表示する。ＧＰＵ２１２は、グラフィクスを専門に扱う半導体チップである。ディスプレイコントローラ２１３は、ＧＰＵ２１２からの出力画像をディスプレイ２８０等へ出力するために画面表示の制御および管理を行う。

【0057】

接触センサ２１４は、ディスプレイ２８０上に電子ペン２９０、ユーザの手Ｈなどが触れたことを検知する。センサコントローラ２１５は、接触センサ２１４の処理を制御する。接触センサ２１４は、赤外線遮断方式による座標の入力および座標の検出を行う。この座標の入力および座標の検出は、ディスプレイ２８０に設置した２つの受発光装置を用いて行う。例えば、ディスプレイ２８０に対して平行に放射した複数の赤外線が、ディスプレイ２８０の周囲に設けた反射部材で反射し、受光素子が、放射した光の光路と同一の光路上を戻って来る光を受光する方法によって行う。

【0058】

接触センサ２１４は、２つの受発光装置が放射した赤外線のうち、物体が遮断した赤外線のＩＤをセンサコントローラ２１５に出力し、センサコントローラ２１５は、物体の接触位置である座標位置を特定する。電子ペンコントローラ２１６は、電子ペン２９０と通信することで、ディスプレイ２８０へのペン先のタッチやペン尻のタッチの有無を判断する。近距離通信回路２１９は、ＮＦＣ（Near Field Communication）やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の通信回路である。電源スイッチ２２２は、ＩＷＢ２の電源のＯＮ／ＯＦＦを切り換えるためのスイッチである。

【0059】

選択スイッチ類２２３は、例えば、ディスプレイ２８０の表示の明暗、色合い等を調整するためのスイッチ群である。さらに、ＩＷＢ２は、バスライン２１０を備える。バスライン２１０は、ＣＰＵ２０１等の各構成要素を電気的に接続するためのアドレスバスおよびデータバス等である。なお、接触センサ２１４は、赤外線遮断方式に限るものではない。静電容量の変化を検知することにより接触位置を特定する静電容量方式のタッチパネル、対向する２つの抵抗膜の電圧変化によって接触位置を特定する抵抗膜方式のタッチパネル、接触物体が表示部に接触することによって生じる電磁誘導を検知して接触位置を特定する電磁誘導方式のタッチパネルなどの種々の検出手段を用いてもよい。

【0060】

また、電子ペンコントローラ２１６は、電子ペン２９０のペン先およびペン尻だけでなく、電子ペン２９０のユーザが握る部分や、その他の電子ペンの部分のタッチの有無を判断するようにしてもよい。また、本発明の筆記具は、上述のタッチペン３００に限るものではない。例えば、図８に示すような電子ペンコントローラ２１６との通信のための制御基板を備えた電子ペン２９０に適用してもよい。

【0061】

以上説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。

【0062】

第１態様は、軸方向に延びた空間（例えば空間３０２ａ）を備える軸筒（例えば軸筒３０２）と、前記空間内において前記軸方向に移動可能に設けた重り部材（例えば磁石３０３、重り３０６）とを備え、前記重り部材は前記軸筒の傾きに応じて前記軸方向に移動することを特徴とするものである。

【0063】

第１態様によれば、筆記動作時の操作性を向上することが可能な筆記具を提供することができる。

【0064】

第２態様は、第１態様において、前記重り部材（例えば磁石３０３、重り３０６）は、前記軸筒（例えば軸筒３０２）の把持部の範囲（例えば図２の位置Ｐ１および位置Ｐ２間の範囲）で前記軸方向に移動することを特徴とするものである。

【0065】

第３態様は、第１態様または第２態様において、前記空間（例えば空間３０２ａ）の前記軸方向後端を、前記軸筒（例えば軸筒３０２）の前記軸方向後端に対して、前記筆記具（例えばタッチペン３００、電子ペン２９０）の前記軸方向全長の１／１０よりも先端側に設けることを特徴とするものである。

【0066】

第２態様および第３態様によれば、重り部材の移動範囲をより最適にすることができる。

【0067】

第４態様は、第１態様乃至第３態様のいずれかにおいて、前記重り部材（例えば磁石３０３）は、磁性を有することを特徴とするものである。

【0068】

第５態様は、第４態様において、前記空間（例えば空間３０２ａ）の前記軸方向の一端側（例えば後端側）に、前記重り部材（例えば磁石３０３）の一端側（例えば後端側）に対向する磁性体（例えば磁石３０５）を備えることを特徴とするものである。

【0069】

第４態様および第５態様によれば、垂直筆記の動作時に筆記具の把持角度が正の値となった場合でも、把持角度が所定角度に達しなければ重り部材は先端側に移動しないため、不意に筆記のバランスを崩すことなく筆記動作を継続できる。

【符号の説明】

【0070】

３００ タッチペン（筆記具）
３０１ 先端部材
３０２ 軸筒
３０２ａ 空間
３０３ 磁石（重り部材）
３０４ 緩衝材
３０５ 磁石（磁性体）

【先行技術文献】

【特許文献】

【0071】

【特許文献1】特開２００４－０５４７５３号公報

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】