(57)【要約】【課題】静電容量方式のタッチパネルの入力用タッチペンにおいて、同一の圧力での均一な入力ができるとともに、タッチペンの先端にかける必要な圧力が従来のものより低いタッチペンを得ることにある。【解決手段】タッチパネルと接触するタッチペンの先端に、導電性織布、導電性編物、導電性不織布、導電性合成樹脂、導電性ゴム、金属のいずれか、もしくはその複合体の内部に導電性繊維を圧入し、貫通もしくは内部に留め、内部と密接させたものを、その圧入した側、もしくは貫通した側をタッチパネルとの接触面に使用する。【選択図】図１
2015090697.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電容量方式のタッチパネルの入力用のタッチペンにおいて、タッチパネルと接触するタッチペンの先端に、導電性織布、導電性編物、導電性不織布、導電性合成樹脂、導電性ゴム、金属のいずれか、もしくはその複合体の内部に導電性繊維を圧入し、貫通もしくは内部に留め、内部と密接させたものを、その圧入した側、もしくは貫通した側をタッチパネルとの接触面に使用することを特徴とするタッチペン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、静電容量方式のタッチパネルの入力用のタッチペンの先端の構造に関する
【背景技術】
【０００２】  静電容量方式のタッチパネルに入力用のタッチペンを使い入力を感知させるためは、使用者の手で把持される導電性のタッチペンの本体と電気的に導通されたタッチペンの先端が、タッチパネルに接触し押圧され静電容量の変化が起きなければならない。タッチペンの先端の素材と構造により、入力を感知させるために必要なタッチペンの先端のタッチパネルとの接触面積とタッチペンの先端にかかる圧力は違ってくるが、同一のタッチペンにおいては、タッチペンの先端のタッチパネルとの接触面積が同一であれば入力を感知させるためのタッチペンの先端にかかる圧力は、同一である。しかし、先端がドーム状や球面状、平面状のタッチペンの場合、先端のタッチパネルに対する接触角度が違うと、タッチペンの先端とタッチパネルの表面の接触面積の変化が生じ、同一の圧力をかけても入力ができない場合があった。また、タッチパネル上で、線などを入力するためタッチペンをタッチパネルに押圧したままスライドさせる場合、タッチペンの先端がタッチパネルの表面を移動するため、タッチペンの先端とタッチパネルの表面の摩擦抵抗により、タッチペンの先端とタッチパネルの表面の接触面積の変化が生じ、同じ圧力をタッチペンの先端にかけていると途中で入力の感知をさせることができなくなる現象が発生した。【０００３】  上記の解決方法として、タッチペンの先端の表面に導電性繊維を接着もしくは静電植毛させることが提案されている（特許文献１）（特許文献２）（特許文献３）（特許文献４）。この方法においては、タッチペンの先端がタッチパネルの表面を移動する場合の摩擦抵抗は軽減され、また、タッチペンがタッチパネルに対して角度を変えて押圧してもタッチペンの先端とタッチパネルの表面の接触面積の変化が生じにくくなり、同一の圧力での均一な入力ができるようになった。【０００４】  しかし、上記の方法は、同一の圧力での均一な入力ができるものの、タッチパネルに入力を感知させるための、タッチペンの先端にかける必要な圧力は、従来のものと、さほど変わらないことがわかった。以下にその実証を説明する。直径６ｍｍの円形の導電性織布（アクリル系繊維の織布に銅、ニッケルメッキをした厚さ２ｍｍ、目付１３８ｇ／ｍ２）を２枚作り、その１枚の片側に導電性繊維の不織布（繊維長５ｍｍ、太さ５デニールのアクリル系繊維に銅、ニッケル、銀をメッキした導電性繊維の不織布）をフェルティングニードル（針先の先端付近に繊維を引っかけるための突起が数ヶ所ついているフェルティング用の針）で１５回刺したときに出てくる導電性繊維を不織布から切り離し、立設するように接着剤で接着した。接着剤を使用したのは、先行技術の植毛方法である静電植毛も接着剤を使用して植毛しているからである。静電容量方式のタッチパネルを搭載したアップル社製のアイ・パッド・ミニで、図形などが入力できるソフトを起動させ、その画面上で、加工を施さない導電性織布と、導電性繊維を接着した導電性織布の導電性繊維を接着した面をタッチパネル側にして、それぞれ直径５ｍｍ長さ１０ｃｍの円柱形金属棒で円柱の底面が均一に導電性織布にあたるようにしてタッチパネルに押圧し、入力を感知させ５ｃｍの連続した直線を入力できたとき、入力感知時の圧力を５回計測した。加工を施さない導電性織布は、それぞれ７８ｇ、９３ｇ、８７ｇ、９５ｇ、７９ｇであり、平均値は、８６．４ｇであった。
導電性繊維を接着した導電性織布は、それぞれ８０ｇ、６８ｇ、８８ｇ、６６ｇ、８３ｇであり、平均値は、７７．４ｇであった。つまり、タッチパネルに入力を感知させるための、タッチペンの先端にかける必要な圧力は、導電性繊維を接着した導電性織布と加工しない導電性織布とはさほど変わらなかった。
【先行技術文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−３９９８９（特許請求の範囲の請求項４等）
【特許文献２】特開平１０−１７１５７９（［００２０］の記載等）
【特許文献３】実用新案登録第３１７７４５７
【特許文献４】特開２０１３−１３７７４９（特許請求の範囲等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  タッチパネルに入力を感知させるための、タッチペンの先端にかける必要な圧力が低いほど入力はしやすくなる。本発明の目的は、同一の圧力での均一な入力ができるとともに、入力を感知させるためにタッチペンの先端にかける必要な圧力が従来のものより低いタッチペンの提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  静電容量方式のタッチパネルに入力用のタッチペンを使い入力を感知させるためは、使用者の手で把持される導電性のタッチペンの本体と電気的に導通されたタッチペンの先端が、タッチパネルに接触し押圧され静電容量の変化が起きなければならない。そこで、タッチペンの先端のタッチパネルに接触する表面から内部に伝わる電気的な導通性が高くなれば、タッチパネルに入力を感知させるための、タッチペンの先端にかける必要な圧力を低くできると考え、その手段として導電繊維をタッチペンの先端のタッチパネルとの接触部に圧入し、貫通もしくは内部に留め、内部と密接させた。その電気的な導通性を比較した実証を以下に説明する。１ｃｍ四方の正方形の導電性織布（アクリル系繊維の織布に銅、ニッケルメッキをした厚さ２ｍｍ、目付１３８ｇ／ｍ２）を３枚つくった。１枚は加工を施さず、別の１枚には導電性繊維の不織布（繊維長５ｍｍ、太さ５デニールのアクリル系繊維に銅、ニッケル、銀をメッキした導電性繊維の不織布）を導電性織布の上に重ね、フェルティングニードルで導電性繊維の不織布の上から２０回刺し、導電性繊維を導電性織布内部に圧入し、貫通もしくは内部に留め内部と密接させた。さらに１枚は導電性繊維の同一の不織布をフェルティングニードルで２０回刺したときに発生する導電性繊維を、切り離し立設するように導電性織布の片側に接着した。この３枚をそれぞれ、１ｃｍ四方の正方形の２枚のアルミ板で、正方形が重なるようにはさみこみ、１７０ｇの圧力をかけて、抵抗値を測定したところ、加工しない導電性布は、２９．８ＫΩ、導電性繊維を接着した導電性織布は、３６．５ＫΩであるのに対して、導電性繊維を内部と密接させながら貫通させたものは、１２３Ωであった。導電性繊維を、導電性織布の内部に圧入し、貫通もしくは内部に留め内部と密接させるとタッチパネルに接触する面と反対側の面との電気的な導通性が高くなった。
【発明の効果】
【０００８】  電気的な導通性を高めたことにより、タッチペンの先端にかける必要な圧力が従来のものより低くなることを以下の実証で説明する。直径６ｍｍの導電性織布（アクリル系繊維の織布に銅、ニッケルメッキをした厚さ２ｍｍ、目付１３８ｇ／ｍ２）の上に導電性繊維の不織布（繊維長５ｍｍ、太さ５デニールのアクリル系繊維に銅、ニッケル、銀をメッキした導電性繊維の不織布）を載せ、フェルティングニードルで１５回刺すことによって導電性繊維を圧入し、貫通もしくは内部に留め内部と密接させたものを、静電容量方式のタッチパネルを搭載したアップル社製のアイ・パッド・ミニで、図形などが入力できるソフトを起動させ、その画面上で、直径５ｍｍ長さ１０ｃｍの円柱形の金属棒で円柱の底面が均一に導電性織布にあたるようにして押圧し、入力を感知させ５ｃｍの連続した直線を入力できたとき、入力感知時の圧力を５回計測したところ、それぞれ３６ｇ、２１ｇ、２８ｇ、２１ｇ、２４ｇであり、平均値は２６ｇとなった。同一の条件で、測定した加工を施さない導電性織布の平均値は、前述したように８６．４ｇ、導電性繊維を接着した導電性織布の平均値は、７７．４ｇであり、半分以下の圧力で入力ができることがわかった。また一辺が５ｃｍの正方形の導電性織布（アクリル系繊維の織布に銅、ニッケルメッキをした厚さ２ｍｍ、目付１３８ｇ／ｍ２）の上に導電性繊維の不織布（繊維長５ｍｍ、太さ５デニールのアクリル系繊維に銅、ニッケル、銀をメッキした導電性繊維の不織布）を載せ、フェルティングニードルで導電性繊維を、導電性織布の内部に圧入し、貫通もしくは内部に留め内部と密接させる作業を正方形の対角線の交点を中心にした直径２ｃｍの円の中で８０回行った。直径６ｍｍ長さ１０ｃｍの金属棒の一方の端に、外径が直径６ｍｍ、内径が直径５ｍｍの中空の導電性ゴムの半球の底面を接着したものを２本作った。１本には、導電性織布に導電性繊維を圧入し、貫通もしくは内部に留め内部と密接させた部分が、導電性ゴムの半球全体をおおうように成形し、導電性ゴムの半球にかぶせた、さらに導電性織布を導電性ゴムの半球と金属棒の接合部より１ｃｍ手で把持する方向へ金属棒におおいかぶせて、かぶさった部分の導電性織布の表面を針金で導電性織布の内側が金属棒に密接するように巻いて固定した。また加工をしていない導電性織布を使用して同様のものを作った。この半球形状の側をタッチペンの先端として、静電容量方式のタッチパネルを搭載したアップル社製のアイ・パッド・ミニで、図形などが入力できるソフトを起動させ、その画面上で押圧し、入力を感知させ５ｃｍの連続した直線を入力できたとき、入力感知時の圧力を５回計測した。導電性繊維を導電性織布の内部に圧入し貫通もしくは内部にとどめ、内部と密接させた導電性織布を使用したものは、１２２ｇ、１２９ｇ、１６１ｇ、１２６ｇ、１１５ｇであり、平均値は１３０．６ｇとなった。加工をしていない導電性織布を使用したものは４８７ｇ、４２０ｇ、３５６ｇ、３２４ｇ、４２９ｇであり、平均値は４０５．２ｇとなった。つまり、導電性繊維を圧入し、貫通もしくは内部に留め、内部と密接させた導電性織布を使ったタッチペンの先端は、加工をしていない導電性織布を���用したタッチペンの先端の３分の１程度の圧力で入力ができた。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施例１で導電性繊維を圧入する概略的断面図
【図２】本発明の実施例１でタッチペン先端がドーム状の概略的断面図
【図３】本発明の実施例２でタッチペン先端が平面状の概略的断面図
【発明を実施するための形態】
【００１０】  以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１１】  ［図１］は、タッチペンの先端に使用する導電性織布１の内部に導電性繊維３を圧入し、導電性織布１の内部を、貫通もしくは内部に留め、内部と密接させた場合の概略的断面図である。導電性織布１は、織布に金属メッキをしたもの、金属メッキの導電性繊維の不織布２を使用して導電性繊維３を圧入する。スポンジ５の上に導電性織布１、さらに導電性繊維の不織布２を重ねる。フェルティングニードル４を導電性繊維の不織布２の上から導電性織布１を貫通させて刺し、スポンジ５の中で止める。この時、フェルティング針４の突起のある針先が、導電性繊維の不織布２の中の導電性繊維３を引っかけ、導電性繊維３を導電織布１に圧入し、内部を貫通させるか、もしくは内部に留まらせて内部と密接させる。スポンジ５よりフェルティング針４を抜き取り、圧入を繰り返す。【００１２】  ［図２］は、導電性繊維３を圧入し、導電性織布１の内部を、貫通もしくは内部に留め、内部と密接させた導電性織布１をタッチペンの先端に導電性繊維３が貫通した側をタッチパネルとの接触面に使用した場合の概略的断面図である。導電性繊維３を圧入し、導電性織布１の内部を、貫通もしくは内部に留め、内部と密接させた導電性織布１は、貫通した導電性繊維３を、それぞれが導電性織布１の表面からの長さが同一になるように切断し、さらに先端が底面の外径が８ｍｍの半球状で、半球の底面から、４ｍｍの高さまで円筒形である導電性織布６に成形される。中空の導電性ゴムの半球７は導電性織布６の半球部分にあわせて成形されていて、導電性織布６の半球部分におさまり、タッチパネルとの接触面の変化に柔軟に対応し導電性織布６の半球部分を支えて接触面積を一定に保つことを助ける。手で把持される本体８は、金属棒で中空の導電性ゴムの半球７の底面と同じ直径の円柱状で、中空の導電性ゴムの半球７の底面であわさっている。導電性織布６は、円筒形になった部分が、本体８にかぶさり、その上から金属のリング９により本体８に圧着されている。中空の導電性ゴムの半球７と導電性繊維３の働きにより、タッチパネルとの接触面積を同一に保ち同一の圧力での均一な入力ができるとともに、導電性織布６の効果でタッチペンの先端から本体への電気的な導通性が高まり、従来のものより低い圧力で入力ができる。【００１３】［図３］は、直径６ｍｍ厚さ１ｍｍの円形で平面状の導電性合成樹脂１０に導電性繊維３を内部に圧入し、貫通もしくは内部に留めながら内部と密接させ、導電性繊維３を圧入した側をタッチパネルとの接触面に使用した場合の概略的断面図である。導電性繊維３の導電性合成樹脂１０への圧入は、導電性合成樹脂１０に貫通した孔をあけて行う。導電性不織布２をフェルティングニードルで刺し導電性繊維３を導電性合成樹脂１０の孔へ圧入し内部を貫通、もしくは内部に留まらせて導電性合成樹脂１０内部と密接させる。導電性合成樹脂１０へ圧入した側の導電性繊維３それぞれの導電性合成樹脂１０表面からの長さを同一に切断してタッチパネルとの接触面に使用する。導電性合成樹脂１０は、導電性のある球状回転継手１２と球状回転継手支持部１３により、タッチペンがタッチパネルに対して角度を変えてもタッチパネルに対して平面的に移動できる。ま��球状回転継手１２が回転しても導電性合成樹脂１０と常に接触し、球状回転継手１２と連結された本体への導電部１１を通じて電気的な導通性を保つ。球状回転継手１２と導電性繊維３の働きにより、タッチパネルとの接触面積を同一に保ち同一の圧力での均一な入力ができるとともに、導電性繊維３を内部に圧入し、貫通もしくは内部に留めながら内部と密接させた導電性合成樹脂１０の効果でタッチペンの先端から本体への電気的な導通性が高まり、従来のものより低い圧力で入力ができる。
【産業上の利用可能性】
【００１４】  本発明は、静電容量方式のタッチパネルの入力用タッチペンを製造する産業で利用される。同一の圧力での均一な入力ができるとともに、タッチペンの先端にかける必要な圧力が従来のものより低く、より軽く快適で素早い入力ができるタッチペンが提供可能となった。
【符号の説明】
【００１５】１  導電性織布
２  導電性繊維の不織布
３  導電性繊維
４  フェルティングニードル
５  スポンジ
６  成形された導電性織布
７  中空の導電性ゴムの半球
８  手で把持される本体
９  リング
１０  導電性合成樹脂
１１  本体への導電部
１２  球状回転継手
１３  球状回転継手支持部
【図１】
2015090697.tif 000003
【図２】
2015090697.tif 000004
【図３】
2015090697.tif 000005