JP3058779B2 - 筆記状態測定方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種筆記具の筆記状態
を定量的、客観的に測定する筆記状態測定方法および装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、筆記具の分野においては、筆記目
的の多様化に伴い、多種多様な筆記具が開発され、使用
されている。

【０００３】このような筆記具の多様化に伴い、例えば
筆記目的に最適な筆記状態を有する筆記具の開発を行な
う等のために、各筆記具の筆記状態を知得する必要性が
あった。

【０００４】この知得すべき筆記状態の代表例として
は、筆記時における筆記摩擦力（手に感ずる重い筆記、
軽い筆記等の差異）、筆記のなめらかさ（スムースに書
けるか、ざらざら、または、ぎしぎしするか等）等が挙
げられる。

【０００５】従来は、このような筆記状態を知得するた
めに、検査員が人手により筆記具の筆記を実際に行なっ
て、筆記時における筆記摩擦力や筆記のなめらかさ等を
感応に基づいて判断していた。

【０００６】このような従来方法は、極めて定性的、主
観的であり、筆記状態を定量的、客観的に知得する方法
としては、なじまないものであった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】そこで従来は、回転す
るドラムに筆記具を当接させて一方向筆記を継続させて
いる間に、当該筆記具の動摩擦係数を測定する方法が提
案されていた。

【０００８】しかしながら、この従来方法においては、
筆記具の動摩擦係数のみを測定するものであるために、
前述した筆記状態の一部のみを把握できるにとどまり、
筆記具の筆記状態を真に把握できるものではなく、その
測定に精密性を欠如するものである。

【０００９】本発明はこれらの点に鑑みてなされたもの
であり、各種筆記具の筆記状態を定量的、客観的に知得
することができ、また、各筆記具の良好な筆記状態に対
して測定データを比較することにより、筆記具における
不具合のある構成部分の解明を正確、かつ、簡易に行な
うことができ、また、筆記具の生産ラインにおける抜取
り検査や、品質管理等に利用することのできる筆記状態
測定方法および装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１に記載の本発明の筆記状態測定方法は、記
録媒体と筆記具とが相対移動している筆記動作中の筆記
具に付与される摩擦状態および振動状態の各経時的パタ
ーンを同時に計測するとともに、計測によって得られた
摩擦状態および振動状態を組み合わせて観察して前記筆
記具が有する前記筆記動作中の筆記摩擦力および筆記の
なめらかさからなる筆記状態を検出して前記筆記具の筆
記状態を測定することを特徴とする。

【００１１】また、請求項２に記載の本発明の筆記状態
測定方法は、請求項１に記載の筆記状態測定方法におい
て、前記筆記具に付与される摩擦状態は、摩擦力を計測
することにより測定され、前記筆記具に付与される振動
状態は、振動加速度および／またはアコースティックエ
ミッションを計測することにより測定されることを特徴
とする。

【００１２】また、請求項３に記載の筆記状態測定方法
は、請求項１または請求項２に記載の筆記状態測定方法
において、測定データを貯蔵するとともに、前記測定デ
ータを所定の表示条件に応じて表示させることを特徴と
する。

【００１３】また、請求項４に記載の筆記状態測定装置
は、筆記具を記録媒体と相対移動させて筆記動作を行な
わせる筆記動作付与手段と、前記筆記動作中の筆記具に
付与される摩擦状態を計測する摩擦状態計測手段と、前
記筆記動作中の筆記具に付与される振動状態を計測する
振動状態計測手段とを有し、前記摩擦状態計測手段およ
び振動状態計測手段によって前記筆記動作中の筆記具に
付与される摩擦状態および振動状態の各経時的パターン
を同時に計測するとともに、計測によって得られた摩擦
状態および振動状態を組み合わせて観察して前記筆記具
が有する前記筆記動作中の筆記摩擦力および筆記のなめ
らかさからなる筆記状態を検出することを特徴とする。

【００１４】また、請求項５に記載の筆記状態測定装置
は、請求項４に記載の筆記状態測定装置において、摩擦
状態計測手段は、摩擦力を計測する微小荷重センサによ
り形成されており、振動状態計測手段は、振動加速度を
計測する振動加速度センサおよび／またはアコースティ
ックエミッションを形成するアコースティックエミッシ
ョンにより計測されていることを特徴とする。

【００１５】また、請求項６に記載の筆記状態測定装置
は、請求項４または請求項５に記載の筆記状態測定装置
において、測定データを貯蔵するデータストーレージ手
段と、前記測定データを所定の表示条件に応じて表示さ
せるデータ表示手段とを有することを特徴とする。

【００１６】

【作用】本発明の筆記状態測定装置を本発明の筆記状態
測定方法に従って動作させることにより、各種筆記具の
筆記状態を定量的、客観的に知得することができる。

【００１７】すなわち、筆記動作中の筆記具に付与され
る摩擦状態および振動状態を同時に計測して、前記筆記
具の筆記状態の主要な要素である筆記摩擦力や筆記のな
めらかさを測定することができる。

【００１８】この測定結果により、各筆記具に特徴的な
筆記状態のパターンを認識することができ、筆記状態の
判断をより適切に行なうことができる。

【００１９】更に説明すると、本発明方法により得られ
た各筆記具の筆記状態は、それ自体再現性のあるもので
あり、各筆記具にとって固有のデータとなり、人の指紋
や声紋と同様に機能するものであり、筆記具にとっては
ペン紋というべきものである。このように本発明によれ
ば、各筆記具のペン紋を測定し、それを貯蔵することが
できる。

【００２０】従って、各筆記具の良好な筆記状態に対し
て測定データを比較することにより、筆記具における不
具合のある構成部分の解明を正確、かつ、簡易に行なう
ことができ、また、筆記具の生産ラインにおける抜取り
検査や、品質管理等を行なうことができる。

【００２１】測定データを貯蔵することにより、時間、
空間をこえた測定データの資料化やその有効利用を図る
ことができる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１から図１６につ
いて説明する。

【００２３】先ず、図１から図３について本発明の原理
を説明する。

【００２４】図１は本発明の筆記状態測定装置の概略を
示しており、図２は検出部およびデータ処理部を示して
いる。

【００２５】図１において、符号１は紙等の記録媒体２
が上面に固定保持される筆記台であり、本実施例におい
ては紙面左右方向および紙面鉛直上下方向に移動自在と
されている。この筆記台１に保持されている記録媒体２
の上面に対して筆記具の１例であるボールペン３の先端
のボール４が所定の筆圧（例えば、１００ｇ）をもって
当接させられている。測定時には、筆記台１を記録媒体
２と一緒にボールペン３と相対移動させるように移動さ
せて、記録媒体２の上面にボールペン３をジグザグ状移
動させてに筆記させる。

【００２６】このような筆記を行なうボールペン３の筆
記状態を測定するためには、多種類のデータを計測し、
それらをもって解析することが望ましい。

【００２７】そこで本実施例においては、少なくともボ
ールペン３の筆記動作時における摩擦状態と振動状態と
を測定できるように形成している。

【００２８】一方の摩擦状態については、圧縮引張型の
微小荷重センサ５によりボールペン３に付与される摩擦
力を検出することによって測定するように形成してい
る。この摩擦力は摩擦係数にも換算できるものであり、
手が筆記具から感じる筆記時の重さ、軽さを計測するこ
ととなる。

【００２９】他方の振動状態については、ボールペン３
の水平方向および垂直方向について、それぞれ振動加速
度センサ６Ｈ、６Ｖおよび／またはアコースティックエ
ンミッションセンサ（以下、ＡＥセンサという）７Ｈ、
７Ｖにより、ボールペン３に付与されるにより振動加速
度を測定したり、振動エネルギを測定するように形成し
ている。これにより、摩擦力以外のいわゆる一般的に書
味、筆記感といわれる状態（硬い、ごりごり、なめら
か、引っ掛かり、きしみ等）を計測することとなる。

【００３０】また、図１に示すように、筆記台１自身に
水平方向および垂直方向の振動加速度センサ８Ｈ、８Ｖ
およびＡＥセンサ９を固着して、ボールペン３と記録媒
体２との相対移動を行なわしめる駆動系の振動加速度お
よび振動エネルギを測定するように形成して、筆記状態
の解析に役立てるとよい。

【００３１】次に、図２の検出部およびデータ処理部を
説明する。

【００３２】図２においては、ボールペン３に対する一
方の摩擦状態について微小荷重センサ５を設け、他方の
振動状態について水平方向および垂直方向の振動加速度
センサ６Ｈ、６Ｖを設けている。また、筆記台１自身に
ついて水平方向および垂直方向の振動加速度センサ８
Ｈ、８ＶおよびＡＥセンサ９を設けている。更に、測定
環境を測定するために、温度センサ１０および湿度セン
サ１１を設けている。

【００３３】前記微小荷重センサ５、水平方向および垂
直方向の振動加速度センサ６Ｈ、６Ｖ、８Ｈ、８Ｖおよ
びＡＥセンサ９によって計測されたデータは、それぞれ
一旦動作制御手段１２内のメモリ等の貯蔵手段１３内に
貯蔵され、その後所定の表示条件に応じた内容で、画像
デスプレイおよび／またはプリンタからなる表示手段１
４により表示される。

【００３４】更に説明すると、前記微小荷重センサ５に
よる測定値は増幅器・変換器１５により適正なディジタ
ルデータに変換される。また、水平方向および垂直方向
の振動加速度センサ６Ｈ、６Ｖ、８Ｈ、８Ｖによる各測
定値は、それぞれ４チャンネルの増幅器・変換器１６に
より適正なディジタルデータに変換される。また、前記
ＡＥセンサ９による計測値は、計測回路系１７を介して
適正なディジタルデータに変換される。

【００３５】更に、前記温度センサ１０および湿度セン
サ１１により検出された温度および湿度は、それぞれ増
幅器・変換器１８、１９により適正なディジタルデータ
に変換されて、前記表示手段１４に表示される。

【００３６】図３は筆記状態の測定を全自動化させたも
のである。

【００３７】すなわち、図２における破線の左側の計測
部をＩＥＥＥバス２０を介してコンピュータ２１に入力
されるようにし、必要な信号処理はコンピュータ２１に
より行ない、コンピュータ２１のデスプレイやプリンタ
２２からなる表示手段に測定した筆記状態を表示するよ
うに形成されている。更に、筆記動作制御系２３を介し
て筆記台１の駆動系であるモータ（図示せず）等に指令
を発して、筆記台１の移動速度を可変調整できるように
している。また、温度コントローラ２４および湿度コン
トローラ２５を介してヒータおよび加湿器（共に図示せ
ず）に指令を発して、測定環境を可変調整できるように
している。

【００３８】次に、本発明の具体的実施例を図４から図
１６について説明する。

【００３９】図４は本発明の筆記状態測定装置の１実施
例を示している。

【００４０】本実施例においては、構成各部はベッド３
１上に配設されている。このベッド３１の右側には、前
後部にそれぞれ支柱３２ａを有する支持台３２が固定さ
れており、各支柱３２ａには水平の回転軸３３をもって
それぞれ垂直杆３５の下端部が枢着されている。各垂直
杆３５の上端部には、回転軸３４をもって略矩形枠状に
形成されたシーソー体３６が、その長手方向中央部を枢
支されてる。また、垂直杆３５の上端部の左右側には傾
倒止め３９が相互に遠近自在に配設されており、両傾倒
止め３９の間隔を調整することにより、垂直杆３５の回
転軸３３を中心とした揺動幅を所定幅内に規制して、前
記垂直杆３５をほぼ垂直に支持するようにしている。シ
ーソー体３６の回転軸３４より右側部分には、微小荷重
センサ３７がヘッド１上に固定された図示されていない
台座によって図示の位置に保持、固定されている。この
微小荷重センサ３７の一端から突出したかぎ状の検知部
３８内に、前記回転軸３４の中央部が微少すき間を介し
て挿入して配設されている。前記傾倒止め３９による垂
直杆３５の姿勢揺動幅は、回転軸３４が微小荷重センサ
３７のかぎ状の検知部３８の幅を越えて移動して、微小
荷重センサ３７に引張荷重および圧縮荷重を付与できる
大きさとされている。シーソー体３６の右端には、ネジ
杆４０が水平方向に突設され、ネジ杆４０にバランスウ
エイト４１が螺合されている。また、シーソー体３６の
左端には、各種の筆記具４２を把握できる筆記具ホルダ
４３が付設されている。この筆記具ホルダ４３は、図示
点Ａを中心に、筆記具４２を任意の角度で保持できるよ
うに形成されている。また、筆記具ホルダ４３の左端に
は、図示するように、振動加速度センサまたはＡＥセン
サ４４（本実施例においては振動加速度センサ）が付設
されている。この振動加速度センサ４４の一端は、ネジ
杆等を介して筆記具４２を丁度通常人手が筆記具４２を
握る位置に相当する部分Ｂを押すように形成されてい
る。シソー体３６、ネジ杆４０、バランスウエイト４
１、筆記具ホルダ４３、筆記具４２、振動加速度センサ
４４は一体となって、回転軸３４によって支持されると
ともに、同回転軸３４を支点にしてあたかもシーソーの
ように揺動可能である。また、筆記具４２の先端である
筆記点Ｃに付与される垂直荷重は、バランスウエイト４
１のネジ杆４０上の位置を選択することにより、可変調
整することができる。また、前記筆記具ホルダ４３への
筆記具４２の着脱を自動化できるように構成することに
より、筆記具４２の生産ラインにおいて、筆記具４２の
自動抜取り検査を可能として、品質管理をできるように
してもよい。

【００４１】また、筆記用紙等からなる記録媒体４５
は、筆記具４２の筆記点Ｃによる筆記線４６が記録媒体
４５内に収まるように筆記台１７の上面に適宜な方法に
より配設されるようになっている。この筆記台１７は下
面側に、直動システム（リニアボールスライド）のスラ
イダ片４８が固着されている。このスライダー片４８は
ベース片４９に摺動自在に装着されていて、前記筆記台
１７の矢印ｄ方向への往復直線運動を可能にするように
している。このベース片４９の左端は、軸受部材５４、
５４によりベッド３１の前後方向に軸支されているボー
ルネジ５１と螺合しているボールナット５０に固着され
ている。また、ベ−ス片４９の右端は、前後端にそれぞ
れ車輪５３、５３を有して前後方向移動自在な支持ブロ
ック５２に固着されている。ボールネジ５１はその後端
部に設けた変速モータ５５によって回転駆動される。こ
れにより、記録媒体４５、筆記台４７、直動システムの
スライダ片４８およびベース片４９、ボールナット５
０、支持ブロック５２、車輪５３等は、変速モータ５５
の回転駆動によるボールネジ５１の回転により、矢印ｅ
の方向へ移動自在に形成れている。

【００４２】また、筆記台４７の左端に付設された連結
シャフト５６と、ベッド３１上の左端に付設された変速
モータ５７によって回転駆動される回転板５８にとりつ
けられた連結シャフト５９とは、連結棒６０によって連
結されている。この連結棒６０の両端部はいわゆるユニ
バーサルジョイント構造になっている。従って、変速モ
ータ５５による筆記台４７の矢印ｅ方向の移動に関わり
なく、変速モータ５７による回転板５８を介しての回転
を、連結棒６０を介して筆記台４７へ伝達することによ
り，筆記台４７の矢印ｄ方向への往復運動に変換するこ
とができる。

【００４３】前述した本実施例の筆記状態測定装置は卓
上型様で小型であり、装置全体を温度、湿度の調整環境
に設置し、環境条件を制御することが容易である。

【００４４】次に、本実施例装置を用いて、任意の筆記
具に対する筆記状態の測定方法を説明する。

【００４５】先ず、最初に両傾倒止め３９により垂直杆
３５を両側よりしっかりと密接保持し、回転軸３４の中
央部が微小荷重センサ３７のかぎ状の検知部３８内に収
まるようにする。なぜなら、筆記具４２のセット等の作
業中に、不慮の動作により過大な力を繊細な負荷能力し
かもたない微小荷重センサ３７のかぎ状の検知部３８に
かけた場合、破損のおそれがあるためである。次に、筆
記具ホルダ４３に任意の筆記具４２を挿入し、振動加速
度センサ４４の一部をなすネジ杆により固定する。この
とき筆記具４２の記録媒体４５に対する筆記角度θは、
筆記ホルダ４３を図中、点Ａを中心に回転させることに
より、所望の角度に設定する。次に、記録媒体４５を筆
記台４７の上面の所定位置にセットする。次に、バラン
スウエイト４１をネジ杆４０上を移動させることによ
り、筆記具４２にかかる筆記荷重を調整する。

【００４６】上記作業完了後、両傾倒止め３９の垂直杆
３５への密接保持を解除し、すなわち垂直杆３５との間
にすき間を設けて、回転軸３４を自由状態にする。これ
により、微小荷重センサ４４の左端から突出したかぎ状
の検知部３８の支持のみにゆだねる。

【００４７】次に、変速モータ５５および変速モータ５
７を駆動することにより、筆記台４７は矢印ｄ方向への
往復移動と、矢印ｅ方向（ｅａ方向またはｅｂ方向のい
ずれか一方向）への移動を開始する。

【００４８】これにより、記録媒体４５上には、図４に
示すように、ジグザグ状の筆記線５１が書かれることに
なる。

【００４９】このとき、例えば筆記台４７がｄａ方向へ
移動する場合は、筆記点Ｃを介して記録媒体４５は、シ
ーソー体３６と一緒に回転軸３４をｆａ方向へ押すこと
になり、微小荷重センサ３７のかぎ状の検知部３８は、
圧縮荷重を受けることになる。一方、筆記台４７がｄｂ
方向へ移動する場合は、逆に引張荷重を受けることにな
る。いずれにしても筆記による記録媒体に平行な方向の
微小荷重（筆記抵抗力、摩擦力）を繊細に感知すること
ができる。

【００５０】この時、垂直杆３５の上下両部分におけ
る、回転軸３３、３４を利用したピンポイント支持機構
によってシーソ体および筆記具４２を支持しているため
に、外乱負荷の最小化を図ることができ、筆記の摩擦力
の繊細な感知を可能にすることができることは明らかで
ある。

【００５１】一方、筆記具４２が記録媒体４５との間
で、筆記することにより筆記点Ｃを主な発現点として、
さまざまな微細な現象、例えば振動、びびり、ひっかか
り、ぎしぎし等の微細な現象を、一例として振動加速度
センサ４４により加速度単位で計測採取し、他例として
音のエネルギすなわちＡＥ（アコースチック・エミッシ
ョン）単位で採取する。

【００５２】この時、振動加速度センサ４４またはＡＥ
センサ４４の取付位置は、例示するように、筆記具４２
の人が通常使用時に把持する部分に近接して設置するこ
とが望ましい。但し、例えば、筆記台４７上の適宜な位
置Ｇでもよい。また、同時に複数の計測点を設置しても
良い。

【００５３】このように本実施例によれば、筆記の摩擦
力を荷重として、また筆記感（書味）という感応評価と
もいうべき感触を振動加速度またはＡＥという形で同時
複数的に計測、表示、記録することができる。

【００５４】次に、前記のようにして計測された筆記状
態の測定結果を説明する。

【００５５】Ａ：筆記具の種類に基づくデータ的特徴を
図５から図９について説明する。

【００５６】この場合の筆記具の種類は、油性ボールペ
ン、水性ボールペン、鉛筆（ＨＢ）、万年筆、油性サイ
ンペンの５種類である。筆記条件は各筆記具において同
一とし、筆記荷重１００gf、筆記角度６５°、筆記速度
０．３ｍ／分とした。図５から図９において、それぞれ
上部に振動加速度特性が示され、下部に摩擦力特性が示
されており、横軸は時間を示し１目盛りが２秒であり、
縦軸は振動加速度および摩擦力を１目盛り０．０１Ｇお
よび１０ｇの単位で示している。

【００５７】各図の特徴は次の通りである。

【００５８】油性ボールペンの場合（図５） 振動加速度は小さい。筆記の摩擦力は小さいが、動摩擦
時に凸方向に丸みをおびたパターンを示す。なお、前記
振動加速度は振動加速度センサ４４によって検出したも
のであるが、ＡＥセンサによって検出したデータもほぼ
同様に変化する特性を示した。他の測定例の場合におい
ても同様であった。また、ＡＥセンサは周波数特性を測
定目的に応じて適正な値に調整するようにして行なわれ
る。

【００５９】水性ボールペンの場合（図６） 振動加速度は大きく、変化密度も大きい。筆記の摩擦力
は大きく、動摩擦時に中央部が凹入したパターンを示
し、短形波に近い。

【００６０】鉛筆（ＨＢ）の場合（図７） 振動加速度は極小である。筆記の摩擦力は小さく、静摩
擦から動摩擦への切替わり時に、それぞれ立上り突起と
立下り突起のあるパターンを示し、また摩擦力のバラツ
キも小さい。

【００６１】万年筆の場合（図８） 振動加速度は中位である。筆記の摩擦力は大きく、縦長
短形波パターンを示し、摩擦力のバラツキも大きい。

【００６２】油性サインペンの場合（図９） 振動加速度は小さい。筆記の摩擦力は水性ボールペンの
場合とほぼ同様である。

【００６３】前記各データより次のことが判る。

【００６４】先ず、各種筆記具に特有のパターンが見ら
れる。

【００６５】また、人が通常使用しているときに感じる
筆記具に対する感覚的、感応的評価と、一定条件下で測
定装置により測定した測定結果とは必ずしも一致しな
い。例えば、一定の筆記荷重のもとで油性ボールペンと
万年筆の筆記の摩擦力を比較した場合（絶対評価ともい
えるが）万年筆の方が大きい。通常人が手で書いた時に
得る感応的評価に従えば、万年筆の方がより軽くなめら
かに書けると思う人が多いのであるが、これはもともと
人が万年筆で書くときの筆圧（筆記荷重）はボールペン
にかける筆圧よりも小さいために、結果として筆記の摩
擦力が相対的に小さく感じられることによると思われ
る。

【００６６】筆記具の性質を解析するときに、筆記の摩
擦力と筆記具の振動を組み合わせて、同時に観察解析す
ることにより任意の筆記具が有する性質がより鮮明に把
握できる。

【００６７】例えば、図７の鉛筆が示す性質は、他の筆
記具に比べて筆記の摩擦力も小さく、特に筆記具の受け
る振動は上記５例の筆記具中最小の値を示している。こ
れは元来、鉛筆が固形芯中に持つ固体潤滑性が筆記摩擦
力および振動の軽減に寄与している結果と思われる。

【００６８】例えば、油性ペンのデータ（図５）と鉛筆
のデータ（図７）とを比較観察してわかることは、筆記
線４６をシグザグ筆記とすることにより、筆記方向の反
転が行なわれるわけであるから、この時に示される特徴
は、各種筆記具における筆記方向転換時における静摩擦
から動摩擦へ、動摩擦から静摩擦への移動時のパターン
を示すことになる。すなわち、油性ペンの場合、筆記方
法の反転時に比較的なめらかに順増、順減の様相を示
し、全体パターンとしては丸味をおびた形となる。

【００６９】一方、鉛筆の場合は反転時において、動摩
擦から静摩擦移行時には、摩擦の突出は顕著ではない
が、静摩擦から動摩擦への移行時に突出した変化が観察
できる。このデータが何を意味するかは、観察考察者の
判断によることであるが、いずれにしても、この様な測
定システムから得られるデータは、対象筆記具の有する
特徴を内在していることは事実であり、解析にとって有
用である。

【００７０】Ｂ：同一種類の筆記具に対して、構成部分
の材質を変更した場合のデータ的特徴を図１０および図
１１について説明する。

【００７１】この場合の筆記具の種類は、油性ボールペ
ンである。筆記条件は各筆記具において同一とし、筆記
荷重１００gf、筆記角度６５°、筆記速度０．３ｍ／分
とした。図１０および図１１において、それぞれ上部に
振動加速度特性が示され、下部に摩擦力特性が示されて
おり、横軸は時間を示し１目盛りが２秒であり、縦軸は
振動加速度および摩擦力を１目盛り０．０１Ｇおよび１
０ｇの単位で示している。

【００７２】各図における油性ボールペンの材質は次の
通りである。

【００７３】図１０の油性ボールペンの材質は、ボール
が超硬ボールであり、ボールホルダはしんちゅうであ
る。

【００７４】図１１の油性ボールペンの材質は、ボール
が超硬ボールであり、ボールホルダはステンレスであ
る。

【００７５】一般のボールぺんの場合、ステンレス製チ
ップの場合は、しんちゅう製または洋白製のチップに比
べて書味がかたく、なめらかさに欠けると言われてき
た。図１１に用いたステンレス製チップは、書味のかた
さを改良したものである。

【００７６】前記各データより次のことが判る。

【００７７】図１０と図１１のデータを比較観察してわ
からることは、従来のしんちゅう製チップのデーラに見
られる特徴として、筆記の摩擦力はステンレス製と同等
もしくは少し高めであるが、全体のパターンとして、丸
味を帯た摩擦力の微細変動のばらつきも少い。また、振
動性においてはステンレス製に比べて小である。

【００７８】一方、ステンレス製チップのデータに見ら
れる特徴は、確かになめらかさを求めて改良した効果が
筆記摩擦力の少なさとして表わされている。但し、微細
な変動においては、しんちゅう製に比べてバラツキが大
きい。

【００７９】また、振動性においては絶対値としてはし
んちゅう製に未だ劣る結果を示している。これは、ステ
ンレスチップの硬さから来る微細なびびり感を反映して
いると思われる。

【００８０】図１０と図１１による２本のボールペンを
任意の人に使用してもらい、その使用感をたずねた場
合、一人はステンレス製のボールペンを良しとし、他の
人はしんちゅう製のものを良しとするが、これは一面的
には、人の手が、例えば筆記の摩擦力を優先して感じる
か、振動性を優先して感じるかの差に由来するかもしれ
ない。

【００８１】いずれにしても、人が感じ表現する感応
的、感覚的評価、表現を客観的、定量的評価に変えて、
これに様々な角度からの解釈を可能にすることは意義の
大きいことであると思われる。

【００８２】Ｃ：同一筆記具に対して記録媒体を変更し
た場合のデータ的特徴を図１２および図１３について説
明する。

【００８３】この場合の筆記具の種類は、水性ボールペ
ンである。筆記条件は各記録媒体に対して同一とし、筆
記荷重１００gf、筆記角度６５°、筆記速度０．３ｍ／
分とした。図１２および図１３において、それぞれ上部
に振動加速度特性が示され、下部に摩擦力特性が示され
ており、横軸は時間を示し１目盛りが２秒であり、縦軸
は振動加速度および摩擦力を１目盛り０．０１Ｇおよび
１０ｇの単位で示している。

【００８４】各図における記録媒体の材質は次の通りで
ある。

【００８５】図１２の記録媒体の材質は、普通コピー用
紙であり、図１３のものはつや出し、なめらか高級紙で
ある。

【００８６】図１２および図１３に示すように、本実施
例によれば、同一の筆記具を使用しても、記録媒体であ
る筆記用紙の差による表面粗度や、インクの吸収性の差
異が、筆記の摩擦力および振動性に与える影響を良く観
察解析することができる。

【００８７】Ｄ：１つの測定データの任意時点における
採取、拡大、解析を行なう場合のデータ的特徴を図１４
から図１６について説明する。

【００８８】図１４のａからｄは、同一のデータに対す
るものであり、この場合の筆記具の種類は、水性ボール
ペンである。筆記条件は筆記荷重１００gf、筆記角度６
５°、筆記速度０．３ｍ／分とした。図１４のａからｄ
おいて、それぞれ上部に振動加速度特性が示され、下部
に摩擦力特性が示されており、縦軸は振動加速度および
摩擦力を１目盛り０．０１Ｇおよび１０ｇの単位で示し
ており、横軸は時間を示し、各図においてスケールが変
更されている。

【００８９】この測定データの任意時点における採取、
拡大の一連の動作を説明する。

【００９０】図１４のａからｄのデータ例は水性ボール
ペンによる筆記データであり、例えばデジタルストレー
ジオジロングラフにより任意時点で図１４のａに示す測
定データを採取し固定する。この採取されたデータはデ
ジタル化されてオジロングラフ内に貯蔵されているた
め、適宜操作によってデータを加工表現することが可能
である。例えば、図１４のｂからｄに示す各データは、
図１４のａに表示されたのデータを、それぞれの時間軸
（横軸）を２倍、４倍、１０倍に増速して表示したもの
である。

【００９１】これにより、図１４のａに示すデータ上で
は一見して単なるバラツキにしか見えない測定値が、時
間軸を拡大することにより、各特性の変動をそれぞれ特
徴付けて観察して、解析することができ、例えば、同一
筆記具の改良の可能性の判断基準を明確にすることがで
きる等の利用を図ることができる。

【００９２】このように、本実施例においては、一旦採
取したデータを目的に応じて自由に加工することができ
る。

【００９３】図１５のａおよびｂは他の拡大例を示し、
ステンレスチップを用い太さが０．５ｍｍの水性ボール
ペンを前記測定例と同様な筆記条件のもとで測定したデ
ータの内、筆記の摩擦力特性のみを表示したものであ
り、横軸は１目盛り０．２秒の時間を示し、縦軸は１目
盛り４ｇの摩擦力を示す。そして、図１５のａは立上が
り時の特性を示し、ｂは立下がり時の特性を示してい
る。

【００９４】図１６のａおよびｂは更に他の拡大例を示
し、Ｎｉ−Ｓｉチップを用い太さが０．７ｍｍの水性ボ
ールペンについて、図１５のａおよびｂと全く同様にし
て筆記の摩擦力特性のみを表示したものである。

【００９５】前述したように、本発明方法および装置
は、筆記状態を測定する上で極めて有用なものである。

【００９６】すなわち、各種筆記具の筆記条件（筆記速
度、筆記角度、筆記荷重、各種筆記具搭載可能、筆記用
紙、下敷、筆記環境の温湿度等）を測定目的に応じて変
更することができ、また、同時に多チャンネルで測定
し、表示することもできる。更に、測定値のアナログ−
デジタル変換機能とストレージ機能（デジタルストレー
ジオシロスコープ）とを発揮し、ストレージ後のデータ
の加工、再生、表示機能等を発揮することができる。ま
た、各筆記具の良好な筆記状態に対して測定データを比
較することにより、筆記具における不具合のある構成部
分の解明を正確、かつ、簡易に行なうことができ、ま
た、筆記具の生産ラインにおける抜取り検査や、品質管
理等を行なうことができる。

【００９７】なお、本発明方法および装置の原理は筆記
状態の測定以外の他の産業分野においても利用可能であ
る。例えば、摩擦力、摩擦係数、振動状態の比較を必要
とする分野に極めて良好に利用することができる。

【００９８】また、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、必要に応じて変更することができる。

【００９９】

【発明の効果】このように本発明の筆記状態測定方法お
よび装置は、構成され、作用するものであるから、各種
筆記具の筆記状態を定量的、客観的に知得することがで
き、具体的には、筆記動作中の筆記具に付与される摩擦
状態および振動状態を同時に計測して、前記筆記具の筆
記状態の主要な要素である筆記摩擦力や筆記のなめらか
さを測定することができ、得られた測定結果により、各
筆記具に特徴的な筆記状態のパターンを認識することが
でき、筆記状態の判断をより適切に行なうこと、すなわ
ち各筆記具の良好な筆記状態に対して測定データを比較
することにより、筆記具における不具合のある構成部分
の解明を正確、かつ、簡易に行なうことができ、また、
筆記具の生産ラインにおける抜取り検査や、品質管理等
を行なうことができ、更に測定データを貯蔵することに
より、時間、空間をこえた測定データの資料化やその有
効利用を図ることができる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の筆記状態測定装置の概略を示す構成図

【図２】検出部およびデータ処理部のブロック図

【図３】筆記状態の測定を全自動化させるための検出部
およびデータ処理部のブロック図

【図４】本発明の筆記状態測定装置の１実施例を示す斜
視図

【図５】筆記具の振動加速度特性と摩擦力特性を示す線
図

【図６】筆記具の振動加速度特性と摩擦力特性を示す線
図

【図７】筆記具の振動加速度特性と摩擦力特性を示す線
図

【図８】筆記具の振動加速度特性と摩擦力特性を示す線
図

【図９】筆記具の振動加速度特性と摩擦力特性を示す線
図

【図１０】筆記具の振動加速度特性と摩擦力特性を示す
線図

【図１１】筆記具の振動加速度特性と摩擦力特性を示す
線図

【図１２】筆記具の振動加速度特性と摩擦力特性を示す
線図

【図１３】筆記具の振動加速度特性と摩擦力特性を示す
線図

【図１４】ａからｄは筆記具の振動加速度特性と摩擦力
特性を示す線図であり、ａは現図、ｂからｄはａに表示
されたのデータを、それぞれの時間軸（横軸）を２倍、
４倍、１０倍に増速して表示した線図

【図１５】ａおよびｂは拡大した他の筆記具の振動加速
度特性と摩擦力特性を示す線図

【図１６】ａおよびｂは拡大した更に他の筆記具の振動
加速度特性と摩擦力特性を示す線図

【符号の説明】

１、４７ 筆記台 ２、４５ 記録媒体 ３、４２ ボールペン、筆記具 ５、３７ 微小荷重センサ ６、８、４４ 振動加速度センサ ７ ＡＥセンサ １２ 動作制御手段 １３ 貯蔵手段 １４ 表示手段 ２１ コンピュータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松川 宏一 東京都台東区蔵前４丁目５番９号 オー ト株式会社内 (72)発明者 山中 厚 東京都台東区蔵前４丁目５番９号 オー ト株式会社内 (72)発明者 中山 和典 東京都台東区蔵前４丁目５番９号 オー ト株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−102998（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−69523（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−70999（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B43L 13/00 B43K 1/00 G01H 17/00 G01L 5/00 G01N 19/00

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録媒体と筆記具とが相対移動している
   筆記動作中の筆記具に付与される摩擦状態および振動状
   態を同時に計測するとともに、計測によって得られた摩
   擦状態および振動状態の各経時的パターンを組み合わせ
   て観察して前記筆記具が有する前記筆記動作中の筆記摩
   擦力および筆記のなめらかさからなる筆記状態を検出す
   ることを特徴とする筆記状態測定方法。
2. 【請求項２】 前記筆記具に付与される摩擦状態は、摩
   擦力を計測することにより測定され、前記筆記具に付与
   される振動状態は、振動加速度および／またはアコース
   ティックエミッションを計測することにより測定される
   ことを特徴とする請求項１に記載の筆記状態測定方法。
3. 【請求項３】 測定データを貯蔵するとともに、前記測
   定データを所定の表示条件に応じて表示させることを特
   徴とする請求項１または請求項２に記載の筆記状態測定
   方法。
4. 【請求項４】 筆記具を記録媒体と相対移動させて筆記
   動作を行なわせる筆記動作付与手段と、前記筆記動作中
   の筆記具に付与される摩擦状態を計測する摩擦状態計測
   手段と、前記筆記動作中の筆記具に付与される振動状態
   を計測する振動状態計測手段とを有し、前記摩擦状態計
   測手段および振動状態計測手段によって前記筆記動作中
   の筆記具に付与される摩擦状態および振動状態の各経時
   的パターンを同時に計測するとともに、計測によって得
   られた摩擦状態および振動状態を組み合わせて観察して
   前記筆記具が有する前記筆記動作中の筆記摩擦力および
   筆記のなめらかさからなる筆記状態を検出することを特
   徴とする筆記状態測定装置。
5. 【請求項５】 摩擦状態計測手段は、摩擦力を計測する
   微小荷重センサにより形成されており、振動状態計測手
   段は、振動加速度を計測する振動加速度センサおよび／
   またはアコースティックエミッションを計測するアコー
   スティックエミッションにより形成されていることを特
   徴とする請求項４に記載の筆記状態測定装置。
6. 【請求項６】 測定データを貯蔵するデータストーレー
   ジ手段と、前記測定データを所定の表示条件に応じて表
   示させるデータ表示手段とを有することを特徴とする請
   求項４または請求項５に記載の筆記状態測定装置。