キーボード (コンピュータ)

概要

日本語における 鍵盤はkey boardからの訳語であり両者は本来的に同一のものである。欧米においては鍵盤楽器のカラクリを応用した機械式タイプライターを経て、タイプライターのインタフェースを模した電子的入力機器へと連続的に発展していった歴史的経緯により一連の概念として理解されるが、タイプライターの普及が限定的に留まった日本の社会通念においては、楽器の鍵盤と入力機器のキーボードとは断絶しており個別に扱われることが多く、電子楽器のキーボードでわずかに関連性が示される程度である。
一般的なキーボードの形状は、長方形の板状の筐体におよそ百前後のキー（鍵）が設置され、キートップには文字、記号、機能等が印字されている。キートップを押したり離したりする事によってスキャンコードがコンピュータへと送信され、これによりコンピュータの操作を行う。材質、配列、形状、インターフェイス、また用途や品質により様々な種類が存在する。
元来は、電動タイプライターの操作部をそのまま借りてきたものであり、最初期のコンピュータで用いられたパンチカードやロジック配線パネルに代わるものである。その後、端末動作用のコントロールキー、ファンクションキー、Altキー（オルタネートキー）などが加えられて、現在の形になっている。これらは内部に電気的スイッチをもち、場合によってはそれをキーボードの内部的に処理して、各々のキーに設けられた単純なスイッチの開閉という信号から、より少ないケーブルで入力情報を伝えるための電気信号に変換する集積回路を持っている。
また、少数ではあるが、筐体内部にCPU、メモリ、ストレージを実装し、キーボード自体がPCとなっている製品もある。また、ノート型、ラップトップ型と呼ばれるものはキーボードが本体と一体になっている。
キーボードはタッチ（入力）時の感触や音など、使用者個々の官能的嗜好に左右される部分が大きいため、（より廉価なマウスほどではないが）キースイッチの構造や外形デザイン等さまざまな差別化がなされた製品が各社からリリースされている。キーボードは大部分のPCに標準装備の基本構成機器の一つである上、使用利便性を考慮するとかなりの実装面積を必要とする、目立つ部分でもある。かつてのキーボードは灰色や白色のスイッチが並ぶ、どのメーカーでも似たような形状の素気ないものだったが、市場競争の激化と共に、システムフルセットで供給されるメーカー製PCではアップル製品を筆頭にモニタや本体等とトータルコーディネートして意匠を凝らされるようになっている。キーボード単体でも形状や電飾でデザイン性を高める付加価値をつけた製品も多い。
PC市場のメインストリームが、キーボードの取替が可能なデスクトップ型から、本体にキーボードが固定装備されたノート型に移行すると、周辺機器としてのキーボード市場は縮小した。並行して、キースイッチの形状も背が高い壇状であったものが、ノートPCと同様のパンタグラフ式スイッチなど操作感覚が近いフラットなデザインのものが多くなった。またデスクトップパソコンにブラウン管モニタの組み合わせが主流だった90年代までは、キーボードを含むパソコンは白系のカラーが主だったが、2000年代以後ノートPC及び液晶ディスプレイが主流となってからは黒色系が主流になった。
しかしその後、ノート型PCのシェアがタブレット型端末やスマートフォンに蚕食されるとともに、小型化を優先してキーボードを廃したこれらの端末では文字入力を多く行うユーザーには支障が出るため、別途キーボードを購入する需要が生じ、タブレットやスマートフォンのクレードルとなりノートPC同様のレイアウトで使用できるもの、Bluetoothで無線アクセスにより携帯端末を傍に置くだけで使用可能となるもの、携帯に便利な折りたたみキーボードなどが売れ筋となっている。

配列による分類

コンピュータ用キーボードは様々な種類があり、キー配列一つ取っても多くの種類に分類できる。日本では日本語入力のために全角/半角キー、変換キー、無変換キー、カタカナ/ひらがなキーなどの漢字変換用キーが追加されたJISキーボードが主に使われているが、親指シフトキーボードを初めとする、特に日本語入力のための配列を工夫したキーボードもある。
なお、使用字種の少ない米国の英語入力のためには、欧州より文字キーの少ない米国配列のキーボードが使われている。米国配列のキーボードでは、アットマーク、コロン、引用符等、記号の配列がJISキーボードとは一部異なる。ちなみに米国配列の英語キーボードでも日本語の入力は十分可能である。文字キーの個数がJISキーボードより少ないため、仮名の配列も一部異なる。一部では、日本語ユーザでもあえて米国配列のキーボードを使用する者も存在する。最初に触れた米国配列のキーボードでタッチタイピングを覚えたり、キーの少ないシンプルさが好まれたりする事等がその理由である。

テンキーの有無

JISキーボードでも、テンキーが右側に別にある物をスタンダードキーボード、テンキーがアルファベットの文字列中にある物（テンキー部のない物）をデータエントリーキーボードと呼ぶ事もある。また、前者をフルキーボード、後者をテンキーレスキーボード、等と呼ぶ事もある。
前者は、主にデスクトップ型パソコンやコンピュータ端末などで使用され、後者はノートパソコンや省スペースを目的とする一部のデスクトップパソコン、データ入力を専門とするパソコン、コンピュータ端末などで使用される事が多いが、テンキー部の有無で用途が区別される事はあまりない。
テンキー部の省略されたテンキーレスキーボードは、通常のフルキーボードに比べ種類が少ないが、その中でもフルキーボードから純粋にテンキー部を取り除いた物と、少しでも全体をコンパクトにまとめるために独自の配列を採用した物の2種類に大別される。どちらにせよ、テンキーの存在はポインティングデバイスの設置位置を遠くするため、テンキーの無いキーボードは一部のユーザに重用されているが、個人用途では2007年1月現在でも未だニッチの域を出ていない。PCサーバを19インチラックに搭載する場合、設置スペースの関係からテンキーレスキーボードを用意することが多い。
それとは逆に、ノートPCで数値入力を頻繁に行う場合の作業効率を上げるため、テンキーのみの外付けキーボードも存在する。かつてはPC-98シリーズや富士通などメーカー独自規格ごとの純正品あるいはサードパーティ品がカタログに並んでいた。現在でもUSB接続の汎用品として販売されている。少数だがマウスやトラックボールとテンキーボードを一体化した製品も存在する。

様々なキーボード

また、KinesisのContoured Keyboardに代表される、人間工学に基づいてタイプする人の負担を減らすことを重点に置いた、いわゆるエルゴノミクスキーボードや、Frog PadやCut Keyのように片手での入力を行うことを前提としたキーボードもある。
ゲーム用のコントローラ（ゲームパッド）の中には、ゲーム用デバイスであるにもかかわらずゲームコントローラの信号ではなく、キーボードと同じキーコード信号を出し、OS側からは一般のキーボードとして認識される物もある。これらは特別なドライバをインストールする必要が無く、またゲーム用の接続ポートが占有されないなどの利点があり、ネットゲームのヘビーユーザー向けとして少数ながら販売されている。中にはマイクロソフトの「Strategic Commander」のような特殊な形状をしたものもあった。
最近ではマウスにハードウェアマクロを搭載するため、マウスをUSB接続にし、内部的にキーボード信号を出して「マウス+キーボード」の複合デバイスとして認識させる場合もある。この場合いったんマウスに設定を登録しておけば、他のPCでドライバレスで同じ動作を可能にできる。
また身体障害者向けに一部キー機能を抜き出した入力機器も見られる。特に、ソフトウェアキーボード（スクリーンキーボード）は、キーボードの機能をソフトウェアで実現したもので、画面上にキーボードの形を表示し、ポインティングデバイス操作によるカーソルや、タッチスクリーンとペンなどで各キーを指定して文字入力を行う。音声出力や検索機能を搭載できるカスタマイズ性が、特徴の1つで、初心者や障害者支援の一環にもなっている。
この他、ブックを搭載し、ページをめくる事でキーボードキーの意味がプログラムにより変わるインテリジェントキーボード（鉄道駅などのみどりの窓口の発券端末など）、特殊なペンによりキー入力を行うペンタッチキーボード（PDAなどで使用）などがある。
他にもショートカットコマンドの入力用としてお気に入りキーボードのような製品も存在する。

大きさ

キーの横方向の間隔をキーピッチといい、フルサイズのキーボードで19mmである。かつては17mm程度などのよりキーピッチの小さいキーボードを搭載したモバイルノートパソコンも多かったが、近年は、モバイルノートパソコンもB5サイズ以上の物は19mmの物が多い。モバイル向けの外付けキーボードだと15mm - 17mm程度の物が多いが、15mm以下のより小型の物ものある。ソフトウェアキーボードの場合、タブレットで例えばiPadの場合、縦向きに使用した場合13mm、横向きに使用した場合17mmである。

アイソレーション・キーボード

近年キー間に間隔をあけ各キーの面積を小さくし独立した配置にしたアイソレーション・キーボードが多く使われるようになった。ソフトウェアキーボードでは、例えばタブレットのiPadの場合、縦向きの場合2mm、横向きの場合は3mm、キーとキーの間に余白をつけている。Windows 8ではタッチ対象は2mm以上の余白をつけることを推奨している。隣接するキーを同時に押してしまうミスの低減、キーの間の清掃が容易といったメリットがある。

キーボードの機能

今日、一般に普及しているキーボードは、昔のタイプライターの時代から継承してきたものや、コンピュータの時代になってから新たに追加されたものなど、数多くの機能を備えるようになっている。

オートリピート

キーを押しっぱなしにした場合、そのキーに対応するコードが連続して入力（送信）される機能である。最初に押した時点からn秒後、m秒間隔で繰り返しするというような設定を行なえるキーボードもある。ソフトウェア的にシミュレートしたり、ソフトウェア側から（キーボード単独でなく）設定できるものもある。ほとんどのOSでは、これらの間隔を自由に設定できる。例えば、Windowsにおいては、コントロールパネルでリピート間隔（速度）を設定できる。

シフトロック

ロックされている間は、キーボード上の全てのキーがシフトキーを押したままの状態になる特殊なキーである。この機能の起源は機械式のタイプライタであり、シフトロックキーが有効になっている間は文字通り物理的にシフトキーがロックされた状態となるものであった。通常コンピュータ用のQWERTY配列キーボードでは用意されている事は少ないが、フランス語圏で多用されるAZERTY配列等やコモドール64などを含む比較的古いもの等にはシフトロックキーが搭載されている。
QWERTY配列のキーボードにはシフトロックキーの代わりにキャップスロックキーが用意されている。キャップスロックでは一部の文字の入力はシフトキーと文字キーを同時に押す必要があるが、何らかの理由で同時に押すことができない状況に対応するため、例えばMacOS/OSXやWindows等を含む一部のOSやウィンドウマネージャの一部にはキャプスロックキーにシフトロックキーを割り当てる事ができる機能がある。

Caps Lock

Caps Lock（キャップスロック）キー、キャピタルロックキーは、キーが有効になっている間、コンピュータに入力される文字を小文字から大文字に変える為のキーである。記号等の非英字のキーは上段シフトとして扱われない点がシフトロックとは異なる。CapsとはCapital lettersの略、すなわち英字の大文字の意味である。

Num Lock

詳細はNumLockキーを参照。

Scr Lock

詳細はスクロールロックを参照。

PrtSc

詳細はプリントスクリーンを参照。

SysRq

SysRq（システムリクエスト）キーは、本来は操作中にシステムに対するコマンド入力モードに切り替えるためのキーである。メインフレーム環境のIBM 3270端末などでは、z/OSなどのTSO使用時にはVTAMコマンドが入力可能になり、z/VMなどのCMS使用時にはCPコマンドが入力可能になる。SysRqキーはパーソナルコンピュータでは101キーボードから搭載され、メインフレーム接続用の端末エミュレータで使用されるが、パーソナルコンピュータでは伝統的にコマンド入力モードへの切替にはEscキーを使用するアプリケーションが多い事もあり、SysRqキーは一部のディスプレイ切替装置用ソフトウェアや、LinuxカーネルでのマジックSysRqキーなどを除き、使用頻度が低い。

ベル音/ビープ音

機械式キーボードにおいては、右端まで来ると、その旨を通知するためのベルが鳴る。コンピュータ用のキーボードは、一部の機種（Sunのキーボードなど）において、キーボード内にベル音を鳴らすためのスピーカーがついている場合がある。この場合、本体側からBelキャラクタ（ASCIIで07H）を送信することで音が鳴る。但し、本物のベルではないのでビープ音という場合がほとんどである。

クリック音

機械式キーボードにおいては、キーを打鍵するたびに機械的な動作に応じて音と手応えがするが、電気式のコンピュータ用のキーボードではほとんど音がしない。そのため、キーの打鍵がされたかどうかを確認するために、打鍵するたびごとに音を発生させる仕組みが用意されている場合がある。これをクリック音という。音の発生機能そのものは前述のベル音と同じである。
しかし一部の業務用やマニア向け仕様のキーボードの中には、スイッチ部分に物理的にクリック感を生み出す物も見られ、好みで選択されている。中にはこれに特化して、激しい動作音のするものも見られる（後述）。

同時押し・ロールオーバー

電気式のキーボードは、機械式キーボードとは違い、同時に複数のキーを押すことが物理的に可能であるが、内部の電気回路的な制約により、押下したキー全ては入力できないことがある。この際、何文字まで同時にキー入力を受け付けるかを表すのがロールオーバーである。たとえば3キーロールオーバーとは3キーまで同時に押しても入力可能ということを指し、Nキーロールオーバーとはどのキーを同時に押しても全て入力されることを指す。現在のキーボードはコントローラーによっていくつかの種類があり、安価なキーボードの場合には2 - 3キーロールオーバー、高価なキーボードの場合には疑似Nキーロールオーバーや完全Nキーロールオーバーとなっている。富士通製のキーボードでは疑似Nキーロールオーバーを「Fキーロールオーバー」と称している。
USBキーボードはUSB HID規格で定義されているboot protocolがほとんどの場合使われるが、その場合そのフォーマットの構造からくる制約により、完全Nキーロールオーバーの機種でも、同時押しを認識されるのは最大6キーまでとなる（キー自体は入力されるが、6キーより先は最初に押したキーから順に指を離した扱いとなる）。このためPS/2接続を好むユーザーもいるが、近年のマザーボードはレガシーデバイスが削除される傾向にあり、キーボードのためにマザーボードを選ぶ状況となっている。
この機能は主に複数同時押しを行うゲーマー向けキーボードで宣伝される事が多い。たとえばダイヤテックから発売されているマジェスタッチ、マジェスタッチリニアには、特別バージョンとしてNキーロールオーバーモデルが通常モデルとは別に存在する。大抵この機能を搭載したキーボードは1万円以上するのだが、シグマA・P・OがNキーロールオーバーではないものの、限定エリア内での複数キー同時押しを保証したキーボードを発売し、FPSゲーマー向けのエントリーモデルとなっている。
しかし、2010年にマイクロソフトが「2つのキーボードデバイスとして認識させる」事で「USB接続での最大26キー同時押し」を実現した上、「実売価格で5000円台前後（2010年5月1日現在）」と言う低価格も実現した「SideWinder X4 Keyboard」が発表されたことで、前述の状況は一変する事となった。

表示機能

特殊なキーボードには特殊なステータス表示機能がついている場合がある。PC用のキーボードでは、一般的には、キャップスロック状態、ニューメリックロック状態、スクロールロック状態を3つのLEDによって表す表示機能が付いている。LEDの色はたいてい緑色か橙色であるが、青色が使われているものもある。PCで一般的に使われるATキーボード（PS/2キーボード）ではこれらの表示機能はコンピュータ本体から制御可能である。この制御がアプリケーションソフトウエアが実際に行えるかどうかはコンピュータで動作しているOSに依存する。GNU/Linux等の一部のOSでは、PC用のキーボード上のこの3つの表示機能を使い、OSからのパニック時のステータスを表示させることができるものもある。
ステータス表示用の他にも、全てのキーにLEDを内蔵し、その光で暗い部屋でもキー表示が見えるようにした物等もある。売り出された当初は軍事用ではないか等の噂も立ったが、恐らくは派手な電飾を好むModding文化から由来した物であると考えられる。但し、LEDではないものの、光るキーボード自体はバックライト用にエレクトロルミネセンスを使用したセンチュリーの蛍等、それ以前から存在していた。出所の怪しさやチェリー製のスイッチ等が注目を浴びた理由であろうと考えられる。
LEDだけではなく、キーボードに液晶表示を搭載する例もあり、ロジクール（ロジテック、Logitech）のゲーム用キーボードG15 Gaming Keyboardには、角度調節が可能なバックライト付きLCDパネルが搭載され、様々な情報が表示される。
また極めて特異な例ではあるが、ロシアのデザイン会社Art. Lebedev Studioから、全てのキートップに有機ELディスプレイが内蔵されたOptimus Maximusキーボード  が2008年に発売された。キーが3個だけ搭載された簡易版となるOptimus mini threeキーボードとその改良版も発売されている。

スタビライザー

シフトキーやスペースバーのような長いキーのどの位置を押しても正しくまっすぐ押下できるようにするための仕組みである。これを省略している安いキーボードは、シフトキーの端の部分を押すと、引っかかってスムーズに押せないものがほとんどである。初期のIBM PCのキーボードは、そのためキーの中央のみにキートップを付け、端の部分を押せない物としていた。

キートップ

主にキーの機能などが印字されている。たいていの場合表面にホームポジション・マーカがある。平らな物、球面状に窪んでいる物、円筒形に窪んでいる物などの種類がある。
平らなものはパンタグラフなど薄型キーボードに多く、球面状に窪んでいる物は昔の物に多かったようである。
印字方法には様々な種類があり、二色成型・昇華印刷・シルク印刷・レーザー印字などがある。最も耐久性（印字の消えにくさ）に優れるのは二色成型だが、文字の種類だけ金型が必要なため、近頃ではコスト的な問題から採用されることはほとんどない。また、昇華印刷も一部の高級機種に用いられているのみであり、大多数のキーボードには専らシルク印刷（特にカラー印字がある場合）とレーザー印字が用いられている。
印字がされていない無刻印キーボードと呼ばれるものが存在する。キーボードの印字の重要性は、タッチタイピングをしない人に比べてタッチタイピングをする人は低い。また、タッチタイピングをする人は使いやすいようにキー配列をカスタマイズする場合があり、こうしたユーザにとって印字がされていないキーボードは、使い勝手が良いとの考えによるものである。

ホームポジション・マーカ

キーボードを見ずにホームポジションへ指を置けるようにキートップに施された工夫のことで、一般にはホームポジション各指のうち、両手の人差し指を置く「F」と「J」のキートップが、触れるだけで他のキーから判別できるようになっている。キートップ中央に小さな丸い突起を設けたものや、キートップ手前に横長の突起を設けたものが多い。「F」と「J」のキートップを他のキートップよりも深くえぐってあるものもある。テンキーを持つキーボードには中指用にテンキー部の「5」にも設けられている。俗にOld Worldと呼ばれるiMacより前の、つまりベージュのMacintoshのキーボードは、テンキー部に揃えてフルキー側も中指用の「D」と「K」キーに設けられており、右手のマーカー触感が統一されていた。親指シフトキーボードには、両手人差し指用に加えて両手小指用（Aと;キー）にも付いているものがあり、親指のシフトに伴って人差し指がホームポジションから大きく離れても、小指からホームポジションを探るための配慮がされてある。これらホームポジション・マーカはキーボードを見ないで文字入力する人達には非常に重要な存在である。

ステップスカルプチャ

打鍵しやすくするため、あたかも階段のように上段のキーほど高くなっているステップ構造と、キーボード全体に指が届きやすくするため、上段・下段に対し中段が凹んでいるスカルプチャ構造との折衷構造の事である。特にキートップの指との接触部分が円筒形の溝になっている物はシリンドリカルステップスカルプチャと呼ばれる。スカルプチャには、実際のキーが曲面状に設置されているものや、キートップの形状で再現したものなどがある。
なお、シリンドリカルと言う単語は、キートップの表面の形状が円筒の内側のようなえぐれをしているものを差して使用されるのが本来であるが、最近ではスカルプチャと混乱しているようである。

チルトスタンド

タイプしやすいようにキーボード全体を傾けるための機構である。平たく言えばキーボードの足である。人間工学的には、奥を上げた方が良いという意見以外にも、手前を上げた方が良いなど異論もあり、実際に手前側を高くするためのチルトスタンドを装備したキーボードも存在する。

メンテナンス

キーボードは恒常的に手で触れる性質上、汚れやすく、特に多数並んだスイッチの間に付着した手垢や埃は容易に拭き取れない。キーボードの前で飲食していると問題はより顕著となる。
キーボードを掃除するための製品として、ブラシ状で静電気を利用して吸着するもの、スプレーあるいはポンプで空気を吹き付けて使用するもの（エアダスター）、粘着性の樹脂を押し付けて使用するものなどが販売されている。キーボード用ではないが、ボールの空気入れがエアダスターの代わりに使える。
ゴミや毛などが溜まりがちな内部は、キーを抜いてから清掃を行うことできれいに清掃できる（しかし、パンタグラフ式やノートパソコンのキーボード等構造的に不可能なタイプもあるので気をつけなくてはならない）。キートップの汚れはキーを抜き市販の洗濯用ネットに入れた上で洗濯機で洗うことで比較的簡単に落ちるが、元に戻す際にキー配列がわからなくならないよう、キーを外す前にデジカメ等で撮影しておく必要がある。
こうした面倒を抜本的に解決するものとして、丸洗い可能なウォッシャブルキーボードのアイデアは古くから存在していた。中には全体が軟質素材の密閉構造で、丸洗いに加えて、小さく折りたたんだり丸めて携行可能なフレキシブルキーボードなどと称する製品も存在する。当初は使用感や耐久性などの点で玩具の域を出るものではなかったが、2010年代現在まで逐次改良されながらリリースされ続けている。