まめ知識

キーボードについてちょっと知っておきたいまめ知識。
知らなくても困りませんけど・・・。

間違いがあったらコッソリ教えて下さい。

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目次

スイッチとアクチュエータ

キーボードについて語られる際、何かとメカニカルスイッチやメンブレンといった言葉が飛び交います。
曰く、「メカニカルスイッチはクリック感があっていいよね」とか 「このキーボードはメンブレンシートだからゴムの感触がイヤだね」などと言われます。

ですが、スイッチはあくまで接点であって、クリック感を作り出したりする役割は アクチュエータの方にあります。
(メカニカルスイッチはアクチュエータと一体化していることが多いし、メンブレンスイッチは ラバードームとセットで使われることが多いのでこういう言い方もわかるのですが。)

スイッチ

接点です。
メンブレンシートは全てのスイッチを3枚のシートで実現できるのでコスト面で優れています。

メカニカルスイッチ
スイッチ部分がひとつひとつのキーごとに独立しているものを 一括りにメカニカルスイッチと呼んじゃいます。

スイッチ部とアクチュエータがひとつのユニットで構成される事が多いです。

メカニカルスイッチの利点はキーの接点の位置が自由なこと。
メンブレンシートの場合、必ず底面にあるためキーが押されるのはキーを押し込み切った所に なってしまいますが、メカニカルスイッチの場合スイッチがONになった後のストロークを確保する事も容易です。
メカニカルスイッチはキー毎にアクチュエータと一体化して打鍵感を高める工夫をしているものが多いので、 総じて好印象を持たれやすいですね。
メンブレンスイッチ
メンブレンスイッチ
メンブレンシート。
少々見づらいですが、3枚の幕で構成されているのがわかると思います。
メンブレン(membrane)とは 膜、薄膜といった意味で 全てのキーのスイッチが3枚のシートで実現出来る方式のスイッチをメンブレンスイッチといいます。

接点と配線がパターン印刷された2枚のシートとその間に挟まれた絶縁用のシートの 3枚で構成されてます。

絶縁用シートには接点部に穴があいてあり、シートの厚みの分だけ接点が浮いていますので 接点部を軽く突っつくことですぐONになります。

大変見にくいとは思いますが、左の写真をよぉ〜く見ると真ん中のシートに穴が開いているのが見えると思います。

メンブレンスイッチはコストダウンに効果的なため、他の部分(スライダーやアクチュエータ)も同様に コストダウンしすぎているものが多く、一般に悪印象を持たれているようですが、メンブレンだからキータッチが悪い訳ではありません。

アクチュエータ

キーのストロークを実現するための機構です
ゴム、バネなど、キーを持ち上げる働きをするもの全般です。

クリック感やクリック音、打ち抜き感などを決める構成要素です。

機械バネ
板バネやコイルスプリング等です。
世間一般で言われるメカニカルキーボードの感触とは 機械バネでクリックタイプのものを指しているようです。
しかし機械バネでもクリック音のないタイプ、クリック音もクリック感も無いタイプも 存在します。
また、機械バネとメンブレンシートと組み合わせているキーボードも多数あります。
(IBM の5576-A01なんかはメンブレンシートとバックリングスプリングと呼ばれる方式の 機械バネのセットです。)
ラバードーム
メンブレン&ラバードーム
メンブレンスイッチとラバードームシート。
この組み合わせは多いのですが、メンブレンと機械バネの組み合わせも存在します。
ゴムのお椀を伏せた形のものでキーを持ち上げる方式です。
ゴムのお椀がつぶれるときにクリック感を演出することが出来ます。
また、ゴムの成型の仕方次第でクリック感は変えることが出来ます。

ゴム椀が潰れてから底に押しつけるまでのムニュっとした感触は嫌われることが多いです。
だいたいのキーボードの場合、ゴム椀がつぶれてスイッチがONになるあたりでキートップを スライドレールのストッパーにぶつけて止めるなど、 ゴムを押しつぶす前にスライドを終了させる構造をとって回避することが多いです。

全てのキーを1枚のゴムシートで成形すればコストも下げられますが、 小さなゴム椀を一個一個シートに貼り付けているものも存在します。

素材や構造上、ゴムがヘタってくるので次第に感触が悪くなることは宿命でしょうか。

キートップの並びや形、印字

キートップに関するあれこれです。
コレについてはのぐ獣さんのキーボードマニアというページを参考にしたのですが、 そちらの完成度が高いので、直接見て頂いた方が良いかも・・。(^^;

キートップの形状

シリンドリカル
シリンドリカル
シリンドリカル形状。
キートップは円筒形にくぼんでます。
キートップが円筒状にへっこんでいる事をシリンドリカルといいます。
指が円筒形なのでそれに合わせると当然そうなってしまいますね。

最近のPCキーボードはすべてキートップがシリンドリカル形状になっています。

シリンドリカル以外の形状にはお椀のようにへっこんでいるモノがあるそうです。 また、普通のキーボードでも親指で押す手前のキーは逆に出っ張っていますね。

キートップの並び

キートップの並びをの呼び方にステップとかステップ・スカルプチャーとか あります。
猫はいまいちピンときていませんが、とりあえずこんな意味かと・・。

ステップ
キーボードを真横から見ると、それぞれのキーが階段状にずれて配置されているモノを ステップといいます。

現在の据え置きキーボードではステップというのは皆無ですが、 薄さが必要なノートパソコンのキーボードなどに見ることができます。
ステップスカルプチャー
ステップスカルプチャー
ステップスカルプチャーの例。
階段状かつ、カーブして配置されいます。
ステップはキーを階段状にズラしているだけですが、 キーを階段状にずらして配置するだけでなく、同時にカーブして配置しているのを ステップスカルプチャーといいます。

現在の据え置きキーボードは全てステップスカルプチャー配置になっています。

スカルプチャーを実現させるには、ベース自体を湾曲させるか、キートップの形状を 各段毎に変えることでカーブを作り出すかの2通りの方法があります。
ベースを湾曲させるのと、キーの形状を段毎に変えるのとでどちらがコストがかさむかは どっちもどっちみたいですが、キートップの形状にて実現させているもののほうが 多いみたいです。

キーの印字

シルクスクリーン印刷
シルクスクリーン印刷は、印刷したい像以外の所の目を塞いだ布(スクリーン)を印刷対象に密着させたまま 上から印刷インクをのせ、ヘラで加圧することで、布を浸透したインクにより対象物に印刷する手法です。

鮮やかさや耐光性に優れ、どんな素材にも、また立体物にも印刷できる反面 摩擦に対して弱く、キーボードでは摩耗対策としてシルクスクリーン印刷の上から 透明のトップコートを吹き付けています。そのためコストがかさんでしまうようです。

鮮やかで、いろんな色の印刷が出来るので黒いキートップなど使われることが多いです。
含浸印刷
含浸印刷はプラスチックフィルム上に昇華性インクで印刷された特殊離型紙を印刷表面にのせて感熱圧着させることで、 インクを成形品内部に浸透させる印刷手法です。

インクがプラに30〜50μm浸透するので摩擦で消えたりすることはまずありません。
しかし、そのためにキートップを耐熱性の素材で成形する必要があり、そのためにコストがかさんでしまうようです。
レーザー印刷
キートップにレーザーをパルス状に照射して、「焦がす」ことで文字を印字します。
耐久性に優れ、また印字コストも安いなどいいことずくめなので、最近では殆どコレです。
レーザー印字は使い込んだ方が表面のでこぼこが馴らされ文字が綺麗に見えるといった 面白い特性もあります。

反面、比較的コントラストに乏しく、またキートップの色を選ぶなどの課題も多いです。

その他レーザー印字の詳しいコトについてはQwerters Clinicさんの このページを見れば一目瞭然です。
2色成形
表示したい文字と、その他の部分を別の色のブラスチックで成形する手法です。
消えにくさと言う意味では最強なのですが、全てのキーで違う金型が必要なので 大変コストがかさみます。

打鍵を知覚させる要素

キーボードの重要な機能のひとつに キーがONになったとユーザーに知覚させる機能があります。
一般にキーを押す感覚や、キーが押されたときの音などで知覚させます。

この機能が優れたモノを一般によいキーボードと言ったりもします。

ただ、知覚させるメリハリが強いということは、すなわちキーを押し込むのに力がいる、とか、 キーを打っているとカチカチとうるさいといった、マイナス面も有ります。

触覚

クリック感
キーを押し込むとある一定の力で急にカクッとキーが落ち込んでいく感触。
この感触がした時点で「キーが入力された」と知覚できるわけです。

このクリック感が確かに有ると感じられるキーボードを「クリックタイプ」と呼ぶこともあります。
クリック感のハッキリしたキーボードは一般に好まれますが、反面 加える力に閾値が存在するわけで、キーを入力するのに有る程度の力は必要になります。
また、クリック感が強いと勢いキーが底にたたきつけられるため、指に衝撃を与えてしまいます。 よって長時間打鍵には邪魔になると言う方も多いです。
打ち抜き感
キーを入力していったときにクリックがあり、その後もキーを打ち抜いていく感覚を打ち抜き感といいます。
カシュン、カシュンといった感じと言ったらよいのでしょうか?うまく言い表せませんが、 力をこめてリズミカルに打つときに打ち抜き感があると大変気持ちよく打てます。

ということは、打ち抜くと言った作業ぶんだけ指を大きく、強く動かさなければいけないということでもあります。

メンブレンスイッチ・ラバードームのキーの場合、打ち抜くだけのストロークを確保するのが 難しいです。
底突き感
キーを押し込みきったときに底にぶつかる感触です。
つまり、スライドの底を認知させるわけですが、 この感触を良くすることはラバードーム式では鬼門になります。
普通に作ったのではゴムのシートを押しつぶすグニュッとした感触が出てしまい 不快感を与えることが多いです。
そのためラバードームが潰れ、キーがONになった時点でキーのスライドを止めるような ストッパーを用意して底突き感を良好にしようとしているものが見受けられます。

底突き感が明確だとキーの打ち切りが知覚しやすい反面、 指に衝撃がかかり痛めてしまいやすくもなってしまいます。

聴覚

クリック音
キーを押し込んでいき、クリックされたときにカチッと音が出る、その音をクリック音と言います。
クリック音がすれば、音でクリックを確認することも容易で、打鍵リズムが取りやすい等の メリットがある反面、周囲の人間がうるさいというデメリットもあります。

また、クリック感があっても必ずしもクリック音があるわけではないです。

参考サイト

このページの記述や、サイトを作るにあたって参考にさせて頂いたサイトです。
マニアさんならみんなご存じかと思います。

Keyboard Mania
のぐ獣さんのキーボードのページ。
キーボード愛好家には超有名なページです。
あなたがキーボードが好きならば何も言わずに見て下さい。
Qwerters Clinic
直感的に理解したいならココ。 図表が大変充実したキーボードサイトです。
正に百聞は一見にしかず。
言葉で説明されてもわからないよ〜、というときは、このサイトの アニメーション図表が力になってくれるでしょう。
鍵人
正確で奥深い知識が必要になったらココ。
歴史的なこと、技術的なことをあくまで正確に網羅しているページです。