CN111352513B - 被动式电容笔及其笔头、笔头的制作方法、电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种被动式电容笔及其笔头、笔头的制作方法、电子设备，笔头包括：导电硅胶主体和非导电塑胶层，所述导电硅胶主体包括相互连接的书写段和配合段，所述书写段用于触及触控面板，所述书写段的外表面中，至少远离所述配合段的部分设置有所述塑胶层；所述配合段设置成与笔身配合连接；其中，所述非导电塑胶层的厚度为0.05～0.1mm，其具有塑胶颗粒，所述非导电塑胶层通过施压涂布工艺成型于所述书写段，以使部分所述塑胶颗粒渗入所述书写段内。本申请的笔头在任何角度书写时均能获得足够的电信号量来满足书写要求，获得良好的书写体验，使书写流畅。

Description

被动式电容笔及其笔头、笔头的制作方法、电子设备

技术领域

本发明涉及电容式触控技术领域，具体涉及一种被动式电容笔及其笔头、笔头的制作方法、电子设备。

背景技术

随着经济的发展，手机、电脑、电子屏等各种电子设备越来越普及，这些电子设备在使用中常常采用电容笔进行人机对话。电容笔主要分为：主动式电容笔和被动式电容笔，其中，被动式电容笔是模仿手指的触摸效应，通过采用导电材料制成的笔头接触触控面板产生电容变化，从而实现信号输入。

现有被动式电容笔的笔头主要采用导电塑胶，但导电塑胶与电子设备的触控面板之间的摩擦阻力太大，书写不够顺畅，且由于导电塑胶的材质太硬，在书写时基本不能产生形变，当笔头做成圆头时，常常因其与触控面板的接触面积不足，导致电信号量无法满足要求，造成触控失败；而当笔头做成平面时，书写时很难一直保持笔头的全平面接触，易造成断笔现象，因此，现有的笔头很难满足用户的需求。

发明内容

基于上述现状，本发明的主要目的在于提供一种被动式电容笔及其笔头、笔头的制作方法、电子设备，以解决现有笔头存在的上述问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明的第一方面提供了一种被动式电容笔的笔头，包括：导电硅胶主体和非导电塑胶层，所述导电硅胶主体包括相互连接的书写段和配合段，所述书写段用于触及触控面板，所述书写段的外表面中，至少远离所述配合段的部分设置有所述塑胶层；所述配合段设置成与笔身配合连接；

其中，所述非导电塑胶层的厚度为0.05～0.1mm，其具有塑胶颗粒，所述非导电塑胶层通过施压涂布工艺成型于所述书写段，以使部分所述塑胶颗粒渗入所述书写段内。

优选地，所述非导电塑胶层为铁氟龙层。

优选地，所述书写段具有连接所述配合段的连接端面，所述非导电塑胶层覆盖所述书写段上除所述连接端面的其余外表面。

优选地，所述配合段为柱体结构，

所述书写段的横截面的面积向靠近所述配合段的方向逐渐增大，所述横截面垂直于所述配合段的轴线；

和/或

所述配合段的横截面的面积小于所述书写段的连接端面的面积，所述连接端面指所述书写段连接所述配合段的端面。

优选地，所述书写段的外表面包括触端部和侧围部，所述侧围部较所述触端部靠近所述配合段；所述触端部的外表面满足球面公式；所述触端部和所述侧围部通过过渡面平滑过渡连接。

优选地，所述侧围部呈锥台面，所述锥台面的小端与所述触端部连接；

优选地，所述触端部的球心位于所述锥台面的轴线或者轴线的延长线上。

优选地，所述锥台面的大端的直径为6～10mm；

和/或，所述触端部靠近所述侧围部的一端的直径为4～6mm。

本发明的第二方面提供了一种被动式电容笔，包括笔身和如上任一项所述的笔头，所述配合段与所述笔身配合。

本发明的第三方面提供了一种电子设备，包括如上所述的被动式电容笔。

本发明的第四方面提供了一种被动式电容笔的笔头的制作方法，包括：

成型导电硅胶主体，使其形成相互连接的书写段和配合段，所述书写段用于触及电容式触控面板，所述配合段用于与笔身配合连接；

在所述书写段表面采用施压涂布工艺涂布非导电塑胶，使所述书写段上至少远离所述配合段的部分的外表面形成厚度为0.05～0.1mm的非导电塑胶层，且使非导电塑胶的至少部分塑胶颗粒渗入所述书写段内。

有益效果：

本申请的笔头，主要材质为导电硅胶，弹性比较好，能够充分利用硅胶材质的可变形特性，在书写过程中通过手感压力，使书写段与触控面板的接触面通过导电硅胶主体的变形来形成足够的接触面积，从而使笔头以任何角度与电容式触控面板接触，均能够获得足够的接触面积，进而达到足够的电信号量来满足书写要求，获得良好的书写体验。同时，在书写段的外表面设置有薄层的非导电塑胶层，利用塑胶材质的耐磨性和自润滑性，能够减小笔头与触控面板之间的摩擦力，使书写流畅，且增加了笔头的耐磨性，能够延长笔头的使用寿命；且由于该非导电塑胶层的厚度很小，因此，能够直接使用非导电塑胶(即未经导电处理的塑胶)，也不会影响笔头的导电性，在书写时，仍能使其与触控面板之间的电容发生变化。

附图说明

以下将参照附图对本发明的优选实施方式进行描述。图中：

图1为本发明提供的笔头的一种优选实施例的结构示意图；

图2为图1所示实施例中，导电硅胶主体的结构示意图；

图3为图1所示实施例的正视图；

图4为本发明提供的笔头的制作方法的一种优选实施例的流程图。

图中：

1、导电硅胶主体；11、书写段；111、连接端面、112、触端部；113、过渡面；114、侧围部；12、配合段；

2、非导电塑胶层。

具体实施方式

以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分，为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程、元件并没有详细叙述。

此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。

除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本申请提供了一种电子设备，包括被动式电容笔，该电子设备可以为手机、电脑、电容式触控屏等，其具有电容式的触控面板，能够通过被动式电容笔实现人机交互。其中，被动式电容笔包括笔身和笔头，笔头与笔身连接，笔头与笔身均具有导电性能，当笔头触及触控面板时，触控面板、笔头以及笔身能够依次传递电信号，进而实现用户与电子设备的人机对话。

笔身可以为杆状、椭球状等结构，优选地，笔身为杆状结构，其具有内孔，以便与笔头配合连接。

参考图1-图3，笔头包括导电硅胶主体1和非导电塑胶层2，导电硅胶主体1的主要材质为导电硅胶，即在导电硅胶内加入导电粉填料形成的硅胶；非导电塑胶层2的主要材质为塑胶，其硬度较导电硅胶高。导电硅胶主体1包括相互连接的书写段11和配合段12，配合段12连接于书写段11的一个端部，且配合段12设置成与笔身配合连接。书写段11用于触及触控面板，即其另一端用于触及触控面板，具体地，书写段11的外表面中，至少远离配合段12的部分设置有非导电塑胶层2，即在书写段11的部分表面形成薄层的非导电塑胶层2，使其不影响整个被动式电容笔的导电性能，换言之，非导电塑胶层2至少覆盖书写段11的外表面中远离配合段12的部分(如下文所述的触端部112)，或者同时覆盖下文所述的触端部112、过渡面113、侧围部114，当然，非导电塑胶层2也可以覆盖整个书写段11的外表面，但配合段12的外表面不设置非导电塑胶层2，以在其与笔身配合后使书写段11能够通过配合段12与笔身电导通。

优选地，非导电塑胶层2的厚度为0.05～0.1mm，如0.05mm、0.08mm、0.09mm、0.1mm等，如此，既能够保证非导电塑胶层2具有一定的厚度，提高笔头的耐磨性和自润滑性，又不会影响导电硅胶主体1的弹性变形，进而保证整个笔头的导电性。非导电塑胶层2具有塑胶颗粒，塑胶颗粒附着于书写段11的表面，具体地，非导电塑胶层2通过施压涂布工艺成型于书写段11，以使部分塑胶颗粒渗入书写段11内。

具体地，上述笔头可以采用如下制作方法，包括：

S1：成型导电硅胶主1，使其形成相互连接的书写段11和配合段12，书写段11用于触及触控面板，配合段12用于与笔身配合连接；

S2：在书写段11表面采用施压涂布工艺涂布非导电塑胶，使书写段11上至少远离配合段的部分的外表面形成厚度为0.05～0.1mm的非导电塑胶层2，且使非导电塑胶的至少部分塑胶颗粒渗入书写段11内。

上述笔头，其主要材质为导电硅胶，其弹性比较好，能够充分利用硅胶材质的可变形特性，在书写过程中通过手感压力，使书写段11与触控面板的接触面通过导电硅胶主体1的变形来达到足够的接触面积，从而使笔头不论以任何角度与触控面板接触，均能够获得足够的接触面积，进而得到足够的电信号量来满足书写要求，获得良好的书写体验。而且，考虑到笔头在书写过程中若导电硅胶主体1直接与触控面板接触，摩擦力比较大，影响书写感受，且易造成笔头磨损，缩短笔头的使用寿命，为此，本申请在书写段11的外表面设置有非导电塑胶层2，利用塑胶材质的耐磨性和自润滑性，使书写流畅，同时能够延长笔头的使用寿命；且由于该非导电塑胶层2的厚度很小，因此，能够直接使用非导电塑胶(即未经导电处理的塑胶)，也不会影响笔头的导电性，当笔头触及触控面板时，仍能使其与触控面板之间的电容发生变化同时，本申请考虑到在书写时，导电硅胶主体1会发生变形，可能造成非导电塑胶层2与导电硅胶主体1分离，甚至脱落，因此，本申请将非导电塑胶层2的厚度限定为0.05～1mm，且通过施压涂布的方式成型非导电塑胶层2，以使其的部分塑胶颗粒伸入书写段11内，以尽可能保证非导电塑胶层2的均匀性，进而提高非导电塑胶层2的附着力，尽可能降低在书写时由于书写段11的表面发生变形造成非导电塑胶层2开裂，甚至脱落的风险，提高笔头的使用寿命。

其中，非导电塑胶层2的材质可以为铁氟龙，其耐磨性较好，并且与玻璃面的摩擦阻力较小，可以提高触头的耐磨性和书写流畅性。

其中，配合段12与笔身可以固定连接。由于笔头为易磨损件，为了节约成本，优选地，配合段12与笔身为可拆卸连接，如粘接、插接、卡接、螺纹连接或者两种或者更多种连接方式的组合等，以便于更换笔头。

配合段12可以为柱体结构，如圆柱结构、棱柱结构等，尤其在笔身为杆状结构时，配合段12可以直接插入笔身的内孔中，使配合段12的轴线与笔身的轴线尽可能重合。可以设置笔身的内孔的横截面的面积略小于配合段12的横截面的面积，如在配合段12为圆柱体结构，内孔为圆柱孔时，可以设置圆柱孔的孔径略小于圆柱体结构的直径，通过配合段12的自身弹性与内孔形成过盈配合，进而将笔头安装于笔身。可选地，还可以同时采用粘接、螺钉连接等其他连接方式，以增加笔头与笔身连接的可靠性。

具体地，书写段11具有连接配合段12的连接端面111，如图1、图2所示，连接端面111为书写段11连接配合段12的端面，连接端面111可以为平面或者曲面，优选地，连接端面111为平面，配合段12直接在该连接端面111与书写段11连接。

优选地，配合段12的横截面的面积小于书写段11的连接端面111的面积，以在笔头与笔身连接时，笔身的端面抵靠于该连接端面111，增加笔头与笔身连接的可靠性。

上述各实施例中，可以整个书写段11的外表面均设置有非导电塑胶层2，考虑到书写段11上连接配合段12的连接端面111不与触控面板接触，优选非导电塑胶层2覆盖书写段11上除连接端面111的其余外表面(如覆盖下文所述的触端部112、过渡面113、和侧围部114)，即连接端面111上未附着非导电塑胶层2，如此，能够节省材料，而且在配合段12插装于笔身的内孔的实施例中，笔身的端面能够直接与导电硅胶主体1接触，从而增加了笔身与笔头的摩擦力，避免二者之间发生滑动，使二者连接更可靠。

继续参考图1、图2，一种优选实施例中，书写段11的横截面的面积向靠近配合段12的方向逐渐增大，即书写段11为变截面结构，如锥形针状结构、半球面结构等，通过变截面结构，使笔头在各个角度均能够更好地与触控面板接触，且便于观察书写笔迹。可以理解地，书写段11也可以为等截面结构，如圆柱状结构；或者，书写段11同时包括变截面结构和等截面结构。其中，横截面垂直于配合段12，即横截面指垂直于配合段12的轴线的截面。

书写段11可以为锥形针状结构，也可以为半球结构或者圆柱状结构等。在书写段11包括变截面结构或者整个为变截面结构时，本申请的一种优选实施例中，书写段11的外表面包括触端部112和侧围部114，侧围部114较触端部112靠近配合段12，触端部112的外表面满足球面公式，即触端部112为球面的一部分；触端部112和侧围部114通过过渡面113平滑过渡连接，也就是说，书写段11的外表面包括依次连接的触端部112、过渡面113、侧围部114和连接端面111，由于触端部112为球面的一部分，因此，能够增加笔头的流畅性，且通过过渡面113、侧围部114使书写段11中的大部分外表面比较平滑，从而进一步减小笔头与触控面板之间的摩擦力，提高操作的体验感。可以理解地，侧围部114与连接端面111可以直接连接或者间接连接，即二者之间还可以设置有其他表面。

侧围部114呈锥台面，即锥台的侧面，锥台面的小端与触端部112连接，大端可以与连接端面111连接(可以直接连接，或者间接连接)，如此，使整个书写段11形成横截面能够连贯渐变的结构，且在侧围部114的母线呈线性变化，能够更好地观察书写笔迹，提升书写体验。进一步地，触端部112的球心位于锥台面的轴线或者轴线的延长线上，以便更好地观察书写笔迹。当然，侧围部114也可以为球面的一部分，或者其他曲面。

考虑到笔头与触控面板的接触面积如果太小，会降低二者之间传递的电信号；如果接触面积太大，又会增加笔头与电容式触控面板之间的摩擦力，增加书写的阻力，为此，本申请的一种优选实施例中，参考图1，锥台面的大端的直径d1为6～10mm，如6mm、7mm、9mm、10mm等，触端部112靠近侧围部114的一端的直径d2为4～6mm，如4mm、4.5mm、5mm、5.7mm、6mm等，以在书写时，通过导电硅胶主体1的变形，使笔头与触控面板形成的接触面近似为直径位于6～8mm的圆形面，以获得足够的接触面积，进而更好地达到足够的电信号量；且在合适的接触面积下同时能够保证笔头书写的流畅性。在另一种实施例中，锥台面的大端的直径d1也可以小于6mm，如5.5mm、5.8mm等，或者大于10mm，如10.5mm、11mm等。同理，触端部112靠近侧围部114的一端的直径d2也可以小于4mm，如3.9mm、3.5mm，或者大于6mm，如6.2mm、6.5mm等。

进一步地，为了更好地提高笔头的导电性，导电硅胶主体1的阻抗值不大于20MΩ，如20MΩ、19MΩ等。

不论笔头为上述哪种实施例，优选地，笔头为空心结构，即导电硅胶主体1为空心结构，如其可以自配合段远离书写段11的端面向书写段11的方向设置内凹结构，以增加书写段11的弹性。

内凹结构可以直接为圆柱状的盲孔，也可以为阶梯孔，或者为异形孔。优选地，内凹结构中位于书写段11的部分的轮廓与导电硅胶主体1的外轮廓一致，以形成等壁厚结构，使书写段11各处的弹性一致。

为了方面笔头与笔身的连接，笔头还可以包括螺钉，内凹结构在配合段12的部分具有背离配合段12的端面的阶梯面(即在设置有触端部112时，阶梯面朝向触端部112)；相应地，笔身的内孔为阶梯孔，阶梯孔的小段设置有与螺钉配合的螺纹结构，大段设置成与配合段12配合，装配时，螺钉置于内凹结构中，螺钉头直接与阶梯面贴合，螺钉柱伸出配合段12的端面，与螺纹结构配合。

需要说明的是，可以螺钉与导电硅胶主体1一体成型；也可以在笔头成型后再将螺钉安装于内凹结构中，由于导电硅胶主体1具有弹性，螺钉头可以通过导电硅胶主体1的弹性变形安装于内凹结构内。

本领域的技术人员能够理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。

应当理解，上述的实施方式仅是示例性的，而非限制性的，在不偏离本发明的基本原理的情况下，本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换，都将包含于本发明的权利要求范围内。

Claims (9)

1.一种被动式电容笔的笔头，其特征在于，包括：导电硅胶主体(1)和非导电塑胶层(2)，所述导电硅胶主体(1)包括相互连接的书写段(11)和配合段(12)，所述书写段(11)用于触及触控面板，所述书写段(11)的外表面中，至少远离所述配合段(12)的部分设置有所述塑胶层；所述配合段(12)设置成与笔身配合连接；

其中，所述非导电塑胶层(2)的厚度为0.05～0.1mm，其具有塑胶颗粒，所述非导电塑胶层(2)通过施压涂布工艺成型于所述书写段(11)，以使部分所述塑胶颗粒渗入所述书写段(11)内；

所述非导电塑胶层(2)为铁氟龙层。

2.根据权利要求1所述的笔头，其特征在于，所述书写段(11)具有连接所述配合段(12)的连接端面(111)，所述非导电塑胶层(2)覆盖所述书写段(11)上除所述连接端面(111)的其余外表面。

3.根据权利要求1所述的笔头，其特征在于，所述配合段(12)为柱体结构，所述书写段(11)的横截面的面积向靠近所述配合段(12)的方向逐渐增大，所述横截面垂直于所述配合段(12)的轴线。

4.根据权利要求1-3任一项所述的笔头，其特征在于，所述书写段(11)的外表面包括触端部(112)和侧围部(114)，所述侧围部(114)较所述触端部(112)靠近所述配合段(12)；所述触端部(112)的外表面满足球面公式；所述触端部(112)和所述侧围部(114)通过过渡面(113)平滑过渡连接。

5.根据权利要求4所述的笔头，其特征在于，所述侧围部(114)呈锥台面，所述锥台面的小端与所述触端部(112)连接。

6.根据权利要求5所述的笔头，其特征在于，所述锥台面的大端的直径为6～10mm；所述触端部(112)靠近所述侧围部(114)的一端的直径为4～6mm。

7.一种被动式电容笔，其特征在于，包括笔身和如权利要求1-6任一项所述的笔头，所述配合段(12)与所述笔身配合。

8.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求7所述的被动式电容笔。

9.一种被动式电容笔的笔头的制作方法，其特征在于，包括：

成型导电硅胶主体(1)，使其形成相互连接的书写段(11)和配合段(12)，所述书写段(11)用于触及触控面板，所述配合段(12)用于与笔身配合连接；

在所述书写段(11)表面采用施压涂布工艺涂布非导电塑胶，使所述书写段(11)上至少远离所述配合段(12)的部分的外表面形成厚度为0.05～0.1mm的非导电塑胶层(2)，且使非导电塑胶的至少部分塑胶颗粒渗入所述书写段(11)内，其中，所述非导电塑胶层(2)为铁氟龙层。

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