JP2014026553A - 電磁誘導方式の位置指示器及び電子インクカートリッジ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電磁誘導方式の電子インクカートリッジを収納した位置指示器である。電子インクカートリッジの筒状体内には、その中心軸方向に、筒状体の一端から延出した芯体とコンデンサ回路との間にコイルが位置するように、少なくとも芯体、コイル及びコンデンサ回路が収納される。筒状体内のコイルとコンデンサ回路との間には、コイルとコンデンサ回路とを電気的に接続するための連結部材が配され、筒状体に係止されている。連結部材の、コンデンサ回路に対向する端面側に設けられた接続端子がコンデンサ回路の一端及び他端とそれぞれ電気的に接続されることで、コイルの一端及び他端がそれぞれ電気的に接続された連結部材を介してコイルとコンデンサ回路とが電気的に接続されている。
【選択図】図1
Description
芯体に印加された圧力に対応してインダクタンスが変化するコイルと、所定の静電容量を有するコンデンサ回路とが並列に接続された共振回路を備え、前記共振回路の共振周波数の変化に基づいて前記芯体に印加された圧力を検出する電磁誘導方式の位置指示器であって、
筒状体の中心軸方向に、前記筒状体の一端から延出した芯体と前記コンデンサ回路との間に前記コイルが位置するように、少なくとも前記芯体、前記コイルが前記筒状体内に収納されており、
前記コイルと前記コンデンサ回路との間に、前記コイルの一端及び他端を前記コンデンサ回路の一端と他端にそれぞれ電気的に接続する連結部材が位置するように、前記連結部材が前記筒状体内に収納されるとともに前記筒状体に係止されており、
前記連結部材の、前記コンデンサ回路に対向する端面側に設けられた接続端子が前記コンデンサ回路の前記一端及び他端とそれぞれ電気的に接続されることで、前記コイルの前記一端及び他端がそれぞれ電気的に接続された前記連結部材を介して前記コイルと前記コンデンサ回路とが電気的に接続される
ことを特徴とする電磁誘導方式の電子インクカートリッジを提供する。
図1〜図8は、この発明による電磁誘導方式の位置指示器の第1の実施形態の構成例を説明するための図である。この第1の実施形態の位置指示器は、筆圧検出のためにコイルのインダクタンスを変化させる構成は、前述の図21で示した従来例と同様のものである。また、この第1の実施形態の位置指示器は、前述の図21で示した従来例と同様に、プッシュスイッチを備え、このプッシュスイッチのオン・オフにより、共振回路の共振周波数を変更するようにする構成を備える。なお、このプッシュスイッチは、芯体に近い位置であって筐体の周部に設けられており、サイドスイッチとも呼ばれている。
この第1の実施形態における電子インクカートリッジ10の構成例を、図1及び図3〜図8を参照して説明する。図1(A)は、電子インクカートリッジ10の内部構成を説明するための断面図である。ただし、説明の便宜上、電子インクカートリッジ10の筒状体5の内部の一部の構成部品(後述する連結部材17及びコンデンサ回路18)については、図1(A)では断面とせず、後述するように、別途、断面図を用意した。また、図1(B)は、電子インクカートリッジ10の全体の構成を説明するための分解斜視図である。
この実施形態における芯体11は、例えば樹脂で構成され、第1の筒状体5Aの開口5Aaから延出される径の先端部と、第1の筒状体5A内で中心軸方向に移動可能となるように、第1の筒状体5Aの内径よりも若干小さい径の鍔部11aとを備えると共に、この鍔部11aの上面のほぼ中央に突部11bを備える。そして、フェライトチップ13は、第1の筒状体5A内で中心軸方向に移動可能となるように、第1の筒状体5Aの内径よりも若干小さい径の円柱状形状を有する。また、フェライトチップ13は、その中心軸方向の芯体11側の端面に、芯体11の鍔部11aの上面に形成された突部11bが嵌合される凹部13aを備える。また、フェライトチップ13の中心軸方向のフェライトコア15側の端面の中央には突部13bが形成されることで、それぞれが互いに中心軸方向に位置決めされる。
電子インクカートリッジ10は、以下のようにして組み立てられる。また、コイル16のインダクタンスに対応して、コンデンサ回路18を構成する第1のコンデンサ回路181および第2のコンデンサ回路182のそれぞれの静電容量値を最適化することで、所望の共振周波数となるように調整がなされる。この場合に、電子インクカートリッジ10の組み立て、及び共振周波数の調整は、自動機が用いられて、自動的に行うことができる。
f1=(L1・C1)1/2
f2=(L1・(C1+C2))1/2となり、
C1=f12/L1
C2=f22/L1−C1となる。
この実施形態の電子インクカートリッジ10は、図2(A)に示すように、位置指示器1の筐体2の下部ハーフ3に対して装着されて、筐体2内に収納される。筐体2の下部ハーフ3には、プッシュスイッチ7が、電子インクカートリッジ10を挿入するに先立ち、以下に説明するように設けられている。
この実施形態の位置指示器1において、芯体11に押圧力(筆圧)が印加されると、フェライトチップ13が、Oリング14を介してフェライトコア15側に偏倚して近づくことでコイル16のインダクタンスが変化し、そのインダクタンスの変化に応じて共振周波数が変化する。すなわち、共振回路のコイル16から送信される電磁誘導信号の共振周波数(位相)が変化する。したがって、この例の位置指示器1を用いることで、以下に説明するような図9に示す回路構成を有する位置検出装置において、位置指示器1の指示位置と、位置指示器1における筆圧の検出が可能となる。
上述の第1の実施形態では、第1の磁性体としてのフェライトコアの位置は固定とし、第2の磁性体としてのフェライトチップを芯体に印加される押圧力に応じて中心軸方向に偏倚させて、フェライトコアとフェライトチップとの間の距離を変化させることで、フェライトコアに巻回されているコイルのインダクタンスを、押圧力に応じて変化させるようにした。
次に、上述した実施形態の位置指示器においては、コイルとコンデンサとからなる並列共振回路を用いて、位置検出装置との間で電磁誘導信号の送受を行うことにより、指示体による指示位置及び位置指示器における筆圧を、位置検出装置が検出することができるようにした。しかし、位置指示器に信号処理回路を設けることにより、位置指示器や電子インクカートリッジに関連した情報として、例えば位置指示器や電子インクカートリッジの識別情報(ID)を、位置検出装置に送信するようにすることができる。識別情報(ID)は、電子インクカートリッジに関連した情報の例であり、この識別情報としては、電子インクカートリッジあるいは位置指示器に関する製造者、製品番号、製造日付、製造ロット番号、電磁誘導方式あるいは静電方式などの位置検出方式、インダクタンス可変あるいは静電容量可変に基づく筆圧検出方式、などを特定するための情報が、メモリ、レジスタなどの半導体素子内に登録される。
位置検出装置200Bとの間での電磁誘導信号の授受のための同期信号として、コンデンサ308を介して、位置検出装置200Bから送信された電磁誘導信号が供給される。
この第4の実施形態は、第3の実施形態の変形例である。すなわち、上述した第3の実施形態では、キャップ19BにID送信回路300と接続するためのコネクタ199を設けるようにしたが、この第4の実施形態では、ID送信回路300を、電子インクカートリッジの筒状体内に配置する構成とする。以下に説明する第4の実施形態は、上述の第2の実施形態と同様の構成の電子インクカートリッジ20Aに、ID送信回路300を内蔵させる場合の例である。
上述した第1の実施形態においては、芯体11を樹脂で構成すると共に、フェライトチップ13と結合するように構成したが、このような構成に限られるものではなく、例えば図20(A),(B),(C)に示すように構成することもできる。
上述したように、この発明の電子インクカートリッジは、筆記具のボールペンなどのように、筐体に収納するインクカートリッジ(替え芯)と同様に扱うことができる。ボールペンでは、インクカートリッジを、いわゆるノック式により、あるいは、回転式に、ペン先を筐体内に収納した状態と、ペン先を筐体外に延出させた状態とを切り替えたり、また、例えばインクの色が異なる複数本のインクカートリッジを切り替えて、ペン先を筐体から延出させたりする構造を有するものが知られている。
Claims (16)
- 芯体に印加された圧力に対応してインダクタンスが変化するコイルと、所定の静電容量を有するコンデンサ回路とが並列に接続された共振回路を備え、前記共振回路の共振周波数の変化に基づいて前記芯体に印加された圧力を検出する電磁誘導方式の位置指示器であって、
筒状体の中心軸方向に、前記筒状体の一端から延出した芯体と前記コンデンサ回路との間に前記コイルが位置するように、少なくとも前記芯体、前記コイルが前記筒状体内に収納されており、
前記コイルと前記コンデンサ回路との間に、前記コイルの一端及び他端を前記コンデンサ回路の一端と他端にそれぞれ電気的に接続する連結部材が位置するように、前記連結部材が前記筒状体内に収納されるとともに前記筒状体に係止されており、
前記連結部材の、前記コンデンサ回路に対向する端面側に設けられた接続端子が前記コンデンサ回路の前記一端及び他端とそれぞれ電気的に接続されることで、前記コイルの前記一端及び他端がそれぞれ電気的に接続された前記連結部材を介して前記コイルと前記コンデンサ回路とが電気的に接続される
ことを特徴とする電磁誘導方式の電子インクカートリッジ。 - 前記芯体と前記コイルに加えて、前記コンデンサ回路が収納された前記筒状体を備えた前記電子インクカートリッジが、前記位置指示器の筐体内に、前記芯体が前記位置指示器の筐体から外部に突出するように収納されている
ことを特徴とする請求項1に記載の電磁誘導方式の電子インクカートリッジを収納した位置指示器。 - 前記筒状体の前記一端から延出した芯体は、前記位置指示器の筐体内に収納可能に、前記位置指示器に収納されている
ことを特徴とする請求項2に記載の電磁誘導方式の電子インクカートリッジを収納した位置指示器。 - 前記筒状体の内面と前記連結部材との間には、凸部と前記凸部に対応した凹部が形成されていることで、前記筒状体に収納された前記連結部材が前記芯体に印加された圧力に抗して前記筒状体に係止される
ことを特徴とする請求項1に記載の電磁誘導方式の電子インクカートリッジ。 - 前記筒状体は、前記筒状体の中心軸方向に分割された第1及び第2の筒状体が互いに連結されて構成されており、前記第1の筒状体の一端から前記芯体が延出するとともに、前記第1の筒状体の他端の近傍に前記連結部材が位置している
ことを特徴とする請求項4に記載の電磁誘導方式の電子インクカートリッジ。 - 前記コイルは第1の磁性体に巻回されているとともに、前記筒状体の中心軸方向に前記第1の磁性体に対向して第2の磁性体が配設されており、前記芯体に印加された圧力に対応して前記第1の磁性体と前記第2の磁性体との間の距離が変化することで前記インダクタンスが変化するように構成された
ことを特徴とする請求項1に記載の電磁誘導方式の電子インクカートリッジ。 - 前記筒状体の、前記芯体が延出する一端の側に前記コイルが巻回された前記第1の磁性体が配設されており、前記芯体に印加された圧力に対応して前記第1の磁性体と前記第2の磁性体との間の距離が変化することで、前記インダクタンスが変化する
ことを特徴とする請求項6に記載の電磁誘導方式の電子インクカートリッジ。 - 前記筒状体の、前記芯体が延出する一端の側に前記第2の磁性体が配設されており、前記芯体に印加された圧力に対応して前記第1の磁性体と前記第2の磁性体との間の距離が変化することで、前記インダクタンスが変化する
ことを特徴とする請求項6に記載の電磁誘導方式の電子インクカートリッジ。 - 前記筒状体の、前記芯体が延出する一端の側の内側に、前記中心軸方向であって前記芯体が延出する方向とは反対の方向に前記芯体を付勢するための付勢部材が配設されている
ことを特徴とする請求項1に記載の電磁誘導方式の電子インクカートリッジ。 - 前記芯体は棒形状を有しており、前記筒状体から前記芯体が取り替え自在に延出している
ことを特徴とする請求項1に記載の電磁誘導方式の電子インクカートリッジ。 - 前記連結部材の、前記コンデンサ回路に対向する端面側に設けられたそれぞれの端子は、一方の端子が前記端面の中央部に凸形状あるいは凹形状に形成されているとともに、他方の端子は前記一方の端子の周部に形成されている
ことを特徴とする請求項1に記載の電磁誘導方式の電子インクカートリッジ。 - 前記電子インクカートリッジに関連した情報を備えた情報送信回路が前記共振回路に並列接続される、
ことを特徴とする請求項1に記載の電磁誘導方式の電子インクカートリッジ。 - 前記共振回路を介して供給された信号に基づいて前記情報送信回路からの前記情報の送出を制御するようにした
ことを特徴とする請求項12に記載の電磁誘導方式の電子インクカートリッジ。 - 前記コンデンサ回路は、第1の共振周波数と前記第1の共振周波数とは異なる第2の共振周波数を設定するために供される、第1のコンデンサ回路と第2のコンデンサ回路を備えている
ことを特徴とする請求項1に記載の電磁誘導方式の電子インクカートリッジ。 - 前記コンデンサ回路は筒状形状を有しており、前記筒状形状を有する前記コンデンサ回路の中心軸方向の一方の端面には、前記第1のコンデンサ回路の第1及び第2の端子が配置されているとともに、
前記コンデンサ回路の中心軸方向の他方の端面には、前記第1のコンデンサ回路の第1及び第2の端子と、前記第2のコンデンサ回路の第1の端子が前記第1のコンデンサ回路の前記第1の端子に接続された前記第2のコンデンサ回路の第2の端子が配置されている
ことを特徴とする請求項1に記載の電磁誘導方式の電子インクカートリッジ。 - 前記位置指示器の前記筐体にはスイッチ回路が設けられており、前記筒状形状を有する前記コンデンサ回路の中心軸方向の一方の端面に配置されたそれぞれの端子が前記連結部材を介して前記コイルと電気的に接続されるとともに、前記筒状形状を有する前記コンデンサ回路の中心軸方向の他方の端面に配置された前記第1のコンデンサ回路の第2の端子と前記第2のコンデンサ回路の第2の端子に前記スイッチ回路が電気的に接続される
ことを特徴とする請求項2に記載の電磁誘導方式の電子インクカートリッジを収納した位置指示器。
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