JP2020095677A

JP2020095677A - 入力ペン及び入力ペンの製造方法

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Publication number: JP2020095677A
Application number: JP2019123953A
Authority: JP
Inventors: 正史阪上; Masashi Sakagami; 古川　和彦; Kazuhiko Furukawa; 和彦古川; 飛沙則柳; Hisanori Yanagi
Original assignee: Mitsubishi Pencil Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Pencil Co Ltd
Priority date: 2018-11-06
Filing date: 2019-07-02
Publication date: 2020-06-18
Anticipated expiration: 2039-07-02
Also published as: JP7430992B2

Abstract

【課題】入力体が木軸に装着される際の、入力体及び木軸双方の損傷を回避しつつ、使用中に入力体が決して脱落することのないように装着された入力ペンを提供する。【解決手段】本開示の入力ペン１０は、木軸２０と、前記木軸２０の軸心に形成された装着孔２３と、前記装着孔２３に装着される棒状の入力体３０と、前記装着孔２３の内側面と前記入力体３０の外側面との間に介在し該入力体３０を該装着孔２３に対し固着する固着剤５０と、を有する。【選択図】図１１

Description

本発明は、木軸の中に入力体が装着された入力ペン及び該入力ペンの製造方法に関する。

近年、画面上への物理的な接触により入力を行う入力ペンが広く用いられている。すなわち、ペン型に形成された位置指示器で、位置検出装置が設けられた板状の入力装置の入力面に接触して接触位置を検出するものである。

このような入力ペンには、入力面の被る物理的変化の態様に応じて、感圧式、静電容量式及び電磁誘導式等、様々な方式がある。また、入力ペンの分類には、電子回路を内蔵して自ら信号の発生に関与するアクティブ方式と、電子回路は内蔵せず入力面への物理的な作用のみを行うパッシブ方式とがあり、電磁誘導式は前者に、感圧式は後者に属する。なお、静電容量式には、電子回路を内蔵して先端に積極的に静電気を発生させるアクティブ方式と、電子回路は内蔵せず先端と手指との間に導電経路を確保した、いわば指先の延長として、入力面の静電容量を変化させるパッシブ方式との両方がある。

上記した入力ペンの種々の方式のうち、電磁誘導方式では、入力装置の入力面の下に設置されている位置検出装置が発生する特定の周波数の電磁波に対して共振する電磁誘導コイルが入力ペンの中に設けられていて、この共振が生じた位置を入力位置として認識するものである。

そして、これら様々な方式を実現するための構造を棒状に成形したものを入力体として、この入力体を軸筒に装着したものが入力ペンとされる場合が多い。

たとえば、下記特許文献１には、先端部を球面加工した外径１〜５ｍｍ程度のフェライトからなるペン先を木材あるいは合成樹脂などの非磁性体よりなるペン軸に埋め込んだ、電磁結合型データタブレット用のデータ入力用ペンが開示されている。

また、下記特許文献２には、木材やプラスチック製発泡体で形成された多孔質体からなる軸体と、この軸体に設けられている、導電性を備えたペン先とを備え、軸体の表面を導電性物質で被覆した、静電容量型入力装置に用いる入力ペンが開示されている。

実開昭５５−１５９４４０号公報特開２０１６−１１５０２９号公報

入力ペンにおいて、入力体が装着されている軸筒の材質を木材とした場合、木材で形成された軸筒である木軸に対し、装着されている入力体が使用中に脱落しないようにする必要がある。ここで、入力体を木軸に装着する際に圧力をかけた場合、入力体が破損し、入力ペンとしての用をなさなくなるおそれがある。特に、入力体がアクティブ方式の入力ペンとして用いられるものである場合には、木軸への装着の際に、内蔵する電子回路を損傷することは絶対に避けなければならない。さらには、入力体装着の際に圧力により木軸が損傷するおそれもある。

そこで、本発明の実施態様は、入力体が木軸に装着される際の、入力体及び木軸双方の損傷を回避しつつ、使用中に入力体が決して脱落することのないように装着された入力ペンを提供することを課題とする。

本発明の第１の実施態様に係る入力ペンは、木軸と、前記木軸の軸心に形成された装着孔と、前記装着孔に装着される棒状の入力体と、前記装着孔の内側面と前記入力体の外側面との間に介在し該入力体を該装着孔に対し固着する固着剤と、を有することを特徴とする。

本発明の第２の実施態様に係る入力ペンにおいては、第１の実施態様の特徴に加え、前記木軸は、２部材が貼着剤で貼り合わされて形成される。

本発明の第３の実施態様に係る入力ペンにおいては、第１又は第２の実施態様の特徴に加え、前記装着孔に補強樹脂が含浸される。

本発明の第４の実施態様に係る入力ペンにおいては、第１から第３までのいずれかの実施態様の特徴に加え、前記入力体の中に電子部品が内蔵される。

また、前記入力体は電磁誘導式であることが好ましい。

本発明の第５の実施態様に係る入力ペンにおいては、第１から第４までのいずれかの実施態様の特徴に加え、前記装着孔は前記木軸の軸心を先端から後端まで貫通し、前記入力体は前記装着孔の一端側に装着されるとともに、前記装着孔の他端側にさらに第２入力体が装着されている。

本発明の第６の態様は、前記各実施態様のうち前記第２の実施態様の特徴を有する実施態様の入力ペンの製造方法であって、断面半円形の溝を有する前記２部材のうちの一方の木軸部材において、接着剤が表面に塗布された状態の合成樹脂棒を該溝に配し、又は、該溝に接着剤を塗布した状態で合成樹脂棒を該溝に配する工程と、前記溝と同形の溝を有する前記２部材のうちの他方の木軸部材を前記一方の木軸部材に前記貼着剤で貼り合わせる工程と、貼り合わされた前記２部材から前記木軸を成形する工程と、前記木軸から前記合成樹脂棒を引き抜いて前記装着孔を形成する工程と、前記装着孔に前記固着剤を介在させて前記入力体を挿入する工程と、を含んでなることを特徴とする。

本発明の実施態様は、上記のとおり構成されているので、入力体が、木軸に対し、装着時の損傷を回避しつつ、使用中に決して脱落することのないように装着された入力ペンを提供することが可能となる。また、木軸と金属製の部分とを有する入力ペンを廉価かつ確実に製造することができる。

第１実施形態に係る入力ペンの外観を示す正面図である。図１の入力ペンの平面図である。図１の入力ペンの底面図である。図１の入力ペンにおける木軸の正面図である。図４の木軸のＡ−Ａ断面図である。図５の木軸のＢ−Ｂ断面図である。図１の入力ペンにおける入力体の外観を示す正面図である。図７の入力体のＣ−Ｃ断面図である。図１の入力ペンにおける電磁誘導コイルの回路図である。図１、図２及び図３のＤ−Ｄ断面図である。図１０のＥ−Ｅ断面図である。図１の入力ペンの使用状態を示す斜視図である。第２実施形態に係る入力ペンを正面断面図で示す。図１３のＦ−Ｆ断面図である。第３実施形態における入力ペンの外観を示す正面図である。図１５の入力ペンの平面図である。図１５の入力ペンの底面図である。図１５の入力ペンにおける木軸の正面図である。図１８の木軸のＧ−Ｇ断面図である。図１９の木軸のＨ−Ｈ断面図である。図１５、図１６及び図１７のＩ−Ｉ断面図である。図２１のＪ−Ｊ断面図である。第４実施形態に係る入力ペンを正面断面図で示す。図２３のＫ−Ｋ断面図である。第５実施形態における入力ペンの外観を示す正面図である。図２５の入力ペンの平面図である。図２５の入力ペンの底面図である。図２５の入力ペンにおける木軸の正面図である。図２８の木軸のＬ−Ｌ断面図である。図２９の木軸のＭ−Ｍ断面図である。図２５、図２６及び図２７のＮ−Ｎ断面図である。図３１のＯ−Ｏ断面図である。第６実施形態に係る入力ペンを正面断面図で示す。図３３のＰ−Ｐ断面図である。第７実施形態に係る入力ペンを正面断面図で示す。第８実施形態に係る入力ペンを正面断面図で示す。第９実施形態における入力ペンの外観を示す正面図である。図３７の入力ペンにおける木軸の正面図である。図３８の木軸のＱ−Ｑ断面図である。図３９の木軸のＲ−Ｒ断面図である。図３７のＳ−Ｓ断面図である。図３７の入力ペンにおける電磁誘導コイルの回路図である。第１０実施形態に係る入力ペンを正面断面図で示す。図４３の入力ペンの製造工程を正面断面図で示す。図４３の入力ペンの製造工程を正面断面図で示す。図４３の入力ペンの製造工程を正面断面図で示す。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明では、入力ペン１０の接触先端４２が位置する方の側を「先端」と称し、その反対側を「後端」と称する。また、ある構造に対して先端へ向かう方向を「前方」と称し、その反対方向を「後方」と称する。

＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態に係る入力ペン１０は、図１の正面図、図２の平面図及び図３の底面図に示すように、断面六角形の鉛筆様の木軸２０の先端から、入力体３０の接触先端４２が突出した外観を呈している。木軸２０の先端は先細に切削されたテーパ部２１となっている。また、木軸２０の後端には、円筒形状で後端が球面に形成されているテールキャップ２２が装着されている。木軸２０の材質となっている木材の側面には、表面の保護、補強及び装飾を目的とした塗装が施されている。

図４は、図１の入力ペンにおける木軸２０の正面図である。木軸２０の先端は、先述のように先細に切削されたテーパ部２１となっている。木軸２０の後端は、外径を減じた円筒状に形成され、この部分が先述のテールキャップ２２が装着される縮径部２４となっている。

図５は、図４の木軸２０をＡ−Ａ断面で示したものである。木軸２０の前半部分には、軸心に沿って穿設された孔である装着孔２３が設けられている。木軸２０は、図５におけるＢ−Ｂ断面である図６に示すように、鉛筆様に断面六角形を呈し、その軸心に装着孔２３が形成されている。

図７は、図１の入力ペン１０における入力体３０の外観を正面図で示したものである。入力体３０は、筒状の外筒３１の内部に後述するデジタイザユニット４０が内蔵されたものであり、先端からは前記した接触先端４２が突出している。また、後端には支持蓋３２が装着されている。外筒３１は、ポリカーボネートＡＢＳ（ＰＣ／ＡＢＳ）ポリマーアロイ樹脂で形成されている。

図８は、図７の入力体３０をＣ−Ｃ断面で示したものである。外筒３１に内蔵されているデジタイザユニット４０は、キャパシタ４７を搭載した回路基板４８を内蔵した収納筒４３の先端に、先端継手４１を介して、電磁誘導コイル４５が巻き回されている棒状のフェライトコア４４が装着され、また、その収納筒４３の後端に、可変容量キャパシタ４６ａによる筆圧検知部４６が装着された構造を有する。フェライトコア４４の先端には合成樹脂製の接触先端４２が固定されている。キャパシタ４７の２つの足４７ａ、４７ｂは、回路基板４８の配線によって２つの先端側の端子４８ａ、４８ｂとそれぞれ連絡しているとともに、２つの後端側の端子４８ｃ、４８ｄともそれぞれ連絡している。先端側の端子４８ａ、４８ｂはそれぞれ電磁誘導コイル４５の両端の延長線４５ａ、４５ｂと接続している。後端側の端子４８ｃ、４８ｄはそれぞれ筆圧検知部４６内の可変容量キャパシタ４６ａ（図９参照）の２つの足４６ｃ、４６ｄと接続している。この可変容量キャパシタ４６ａは、接触先端４２に加えられた筆圧により印加される圧力を、静電容量の変化として検出するものである。以上のフェライトコア４４、電磁誘導コイル４５、可変容量キャパシタ４６ａ及びキャパシタ４７は、入力体３０の中に内蔵される電子部品であり、回路基板４８の配線によって図９に示すような並列共振回路を形成している。また、外筒３１の後端には、筆圧検知部４６の後端を支持する支持蓋３２が装着されている。

図７に示す入力体３０は、図４に示す木軸２０の装着孔２３（図５参照）に挿入されて、図１に示すような電磁誘導式の入力ペン１０となる。この入力ペン１０を図１、図２及び図３のＤ−Ｄ断面で示したのが図１０である。なお、図１０では入力体３０の内部構造は省略している。入力体３０の大部分は装着孔２３に収容されており、接触先端４２を含む先端部分のみが木軸２０の先端から突出している。なお、木軸２０の後端の縮径部２４を被覆するようにして、テールキャップ２２が装着されている。

図１１は、図１０のＥ−Ｅ断面を示したものである。なお、入力体３０の内部構造は省略している。木軸２０の装着孔２３の内側面と、入力体３０の外側面との間には、固着剤５０が介在している。固着剤５０は、入力体３０を装着孔２３に対して固着させるための構成である。固着剤５０としては、木材とプラスチック（特に、ＰＣ／ＡＢＳポリマーアロイ樹脂）との接着に適した接着剤を用いることができる。このような接着剤としては、たとえば、水性形接着剤の合成ゴム系ラテックス系接着剤、溶剤形接着剤のゴム系溶剤系接着剤又は反応型接着剤のエポキシ樹脂系接着剤を使用することが可能である。

ここで、入力体３０には前述したように電子部品が内蔵されているため、装着孔２３に圧入されて装着されるようなことがあると電子部品の損傷をもたらすおそれがあり、入力ペン１０としての使用に支障を来す可能性がある。そのため、本実施形態では、装着孔２３の内径は、入力体３０を圧入せずとも挿入可能な程度の長さ、換言すると、入力体３０が遊嵌される程度の長さとなっている。

そして、装着孔２３の内側面に固着剤５０を塗布してから入力体３０を遊嵌させることで、入力体３０に過度な力を加えずに木軸２０に装着することが可能となり、同時に、装着の際に木軸２０を損傷することもない。入力体３０を装着した後は、固着剤５０が固化すれば、入力体３０は装着孔２３に対し完全に固着され、使用中に脱落することはない。そして、固着剤５０は、装着孔２３と入力体３０との間に充填されることが望ましい。

図１２は、本実施形態の入力ペン１０の使用状態を示すものである。入力装置７０の入力面７１の下面には、特定の周波数の電磁波を周期的に発生する図示しない位置検出装置が設けられている。そして、入力面７１の上を入力ペン１０の接触先端４２で描線７２のようになぞると、接触先端４２が押圧される。このとき、図９に示す並列共振回路が電磁波により共鳴し、電磁誘導コイル４５で生成された電気がキャパシタ４７に蓄電される。この電気が電磁誘導コイル４５を流れることによって生ずる電磁波を、入力ペン１０が送信しこれを前記位置検出装置が受信することで、この電磁誘導が生じた位置を、入力装置７０は座標情報として認識することで、描線７２が電子データとして記録されることとなる。ここで、可変容量キャパシタ４６ａは、接触先端４２の押圧により電気容量が変化するため、これによって入力ペン１０が送信する電磁波の周波数を変化させることができる。この周波数の変化を前記位置検出装置で検知することによって、描線７２に関する様々な属性として認識させることが可能となっている。この様々な属性とは、たとえば、描線７２の太さ及び色であったり、また、描画モードの切り替え（筆記モード及び消去モード）であったりする。

ここで、木軸２０の材質として用いられる種類としては、たとえば、気乾比重１未満とした木材であり、檜、檜葉、桐、チーク、マホガニー、杉、松、桜、竹、アオダモ、ホワイトアッシュ、ホワイトファー、ハードメープル、インセンスシダー、リンデン、バルサなどが挙げられる。また、無垢の木材だけではなく、間伐材、廃材チップや木粉等を集めて固めた圧縮加工材料のような木質材を使用することも可能である。また、その際の含水率は２０％未満である。なお、含水率は、電気式水分計ＭＲ−２００ＩＩ（サンコウ電子研究所）を用いて測定することができる。

ここで、入力ペン１０の軸筒として、木軸２０を使用する意義は以下の通りである。

合成ゴム又は合成樹脂のような無機質の素材より、天然の木材のような有機質の素材の方が環境に優しいものであり、自然の素材で作成され、また、コンピューターを操作する人にとっても木の香りによる安らぎを与えることができる。また、木材を用いることによって靭性が高く衝撃にも強いために木軸２０が割れにくく、また、落下時等の音を吸収するという別の効果もある。さらに、塗装すると、木材の道管の色が濃く染まって木目が浮き出し美しく仕上がるという利点もある。

また、木材は、水分を吸収するので、指に汗をかいた場合であっても、指先の汗を吸収し、指が汗で滑ったりすることがない。さらに利用者の手が直接木軸２０の木肌に触れるので木の温もりが伝わり作業効率の向上が期待される。

そして、木材は、使い込めば、使い込む程に特有の渋みが生れ、独特の風雅な感じを与えることができる。

ゆえに日常を無機質で無味乾燥な電子部材に囲まれている作業環境のなかで、木軸２０が有する特有の手触り感と暖かさにはストレス解消と癒しの心理効果が期待される。また、それぞれに異なる木目模様の個性的なゆらぎや質感等の固体別特徴により、長期の使用頻度に比例して専用意識が芽生え、日常の手入れを楽しめる等の精神的なリラックス効果も望める。

また、学校教育現場のような、デジタル機器と非デジタルなアナログ製品とが混在しやすい環境下では、筆記具として用いられる鉛筆等と近似した材料を用いることで、違和感なく使用することができる。

さらに、比較的軽量な木軸２０に対して、より密度の高い入力体３０が前半部分に装着されているため、入力ペン１０としての重心が前方寄りとなるため、手指で把持する際の安定感が増し、使用感を向上させることも可能となる。

＜第２実施形態＞
図１３は、第２実施形態に係る入力ペン１０を、正面断面図にて示すものである。本実施形態に係る入力ペン１０の外観は第１実施形態（図１参照）と同様であるが、木軸２０の装着孔２３の内側面に、補強樹脂６０が含浸されている点で第１実施形態と相違する。この補強樹脂６０としては、たとえば、二液エポキシ樹脂を使用することが可能である。このような補強樹脂６０を、装着孔２３の内側面に塗布し、所定時間放置することで、図１３に示すように装着孔２３の内側面付近の木材に含浸された状態で固化し、それによって装着孔２３の内側面が補強されることになる。そのため、木軸２０のテーパ部２１のように肉薄の部分の強度が増し、入力体３０の装着時や使用中に損傷する可能性を低減させることができる。

なお、本実施形態においても、図１３におけるＦ−Ｆ断面図である図１４に示すように、木軸２０の装着孔２３の内側面と、入力体３０の外側面との間には、固着剤５０が介在している。この固着剤５０の意義については第１実施形態と同様である。本実施形態では、装着孔２３の内側面に、補強樹脂６０が含浸された層が存在しているため、木軸２０の強度が前記第１実施形態よりも増している。

また、入力体３０の構成及び入力ペン１０の使用状態並びに木軸２０を使用する意義についても、前記第１実施形態と同様である。

＜第３実施形態＞
本発明の第１実施形態に係る入力ペン１０は、図１５の正面図、図１６の平面図及び図１７の底面図に示すように、断面六角形の鉛筆様の木軸２０の先端から、入力体３０の接触先端４２が突出した外観を呈している。木軸２０の先端は先細に切削されたテーパ部２１となっている。また、木軸２０の後端には、円筒形状で後端が球面に形成されているテールキャップ２２が装着されている。木軸２０の材質となっている木材の側面には、表面の保護、補強及び装飾を目的とした塗装が施されている。

図１８は、図１の入力ペンにおける木軸２０の正面図である。木軸２０の先端は、先述のように先細に切削されたテーパ部２１となっている。木軸２０の後端は、外径を減じた円筒状に形成され、この部分が先述のテールキャップ２２が装着される縮径部２４となっている。

図１９は、図１８の木軸２０をＧ−Ｇ断面で示したものである。本実施形態では、木軸２０は、２つの部材、すなわち木軸部材２８、２９が貼着剤５５で貼り合わされて形成されている。これらの木軸部材２８、２９は、通常は同じ樹種の木材で形成されるが、異なる樹種の木材を使用してもよい。この貼着剤５５としては、木材同士を接着することの可能な接着剤、たとえば木工用ボンドを使用することができる。木軸２０の前半部分には、軸心に沿って穿設された孔である装着孔２３が設けられている。木軸２０は、図１９におけるＨ−Ｈ断面である図２０に示すように、鉛筆様に断面六角形を呈し、その軸心に装着孔２３が形成されている。

図１５の入力ペン１０における入力体３０については、前記第１実施形態と同様である。この入力体３０が、図１８に示す木軸２０の装着孔２３（図１９参照）に挿入されて、図１５に示すような電磁誘導式の入力ペン１０となる。この入力ペン１０を図１５、図１６及び図１７のＩ−Ｉ断面で示したのが図２１である。なお、図２１では入力体３０の内部構造は省略している。入力体３０の大部分は装着孔２３に収容されており、接触先端４２を含む先端部分のみが木軸２０の先端から突出している。なお、木軸２０の後端の縮径部２４を被覆するようにして、テールキャップ２２が装着されている。

図２２は、図２１のＪ−Ｊ断面を示したものである。なお、入力体３０の内部構造は省略している。上述したように、木軸２０を構成する木軸部材２８、２９は、これらを貼り合わせる貼着剤５５を介して全体として六角形の断面を呈している。また、木軸２０の装着孔２３の内側面と、入力体３０の外側面との間には、固着剤５０が介在している。固着剤５０については前記第１実施形態と同様である。

そして、装着孔２３の内側面に固着剤５０を塗布してから入力体３０を遊嵌させることで、入力体３０に過度な力を加えずに木軸２０に装着することが可能となり、同時に、装着の際に木軸２０を損傷することもない。入力体３０を装着した後は、固着剤５０が固化すれば、入力体３０は装着孔２３に対し完全に固着され、使用中に脱落することはない。

＜第４実施形態＞
図２３は、第４実施形態に係る入力ペン１０を、正面断面図にて示すものである。本実施形態に係る入力ペン１０の外観は第３実施形態（図１５参照）と同様であるが、木軸２０の装着孔２３の内側面に、補強樹脂６０が含浸されている点で第３実施形態と相違する。この補強樹脂６０については、前記第２実施形態と同様である。このような補強樹脂６０を、装着孔２３の内側面に塗布し、所定時間放置することで、図２３に示すように装着孔２３の内側面付近の木材に含浸された状態で固化し、それによって装着孔２３の内側面が補強されることになる。そのため、木軸２０のテーパ部２１のように肉薄の部分の強度が増し、入力体３０の装着時や使用中に損傷する可能性を低減させることができる。

なお、本実施形態においても、図２３におけるＫ−Ｋ断面図である図２４に示すように、木軸２０の装着孔２３の内側面と、入力体３０の外側面との間には、固着剤５０が介在している。この固着剤５０の意義については前記第１実施形態と同様である。本実施形態では、装着孔２３の内側面に、補強樹脂６０が含浸された層が存在しているため、木軸２０の強度が前記第３実施形態よりも増している。

また、入力体３０の構成及び入力ペン１０の使用状態並びに木軸２０を使用する意義については、前記第１実施形態と同様である。

＜第５実施形態＞
本発明の第５実施形態に係る入力ペン１０は、図２５の正面図、図２６の平面図及び図２７の底面図に示すように、断面正三角形の鉛筆様の木軸２０の先端から、入力体３０の接触先端４２が突出した外観を呈している。木軸２０の先端は先細に切削されたテーパ部２１となっている。また、木軸２０の後端には、円筒形状で後端が球面に形成されているテールキャップ２２が装着されている。木軸２０の材質となっている木材の側面には、表面の保護、補強及び装飾を目的とした塗装が施されている。

図２８は、図２５の入力ペンにおける木軸２０の正面図である。木軸２０の先端は、先述のように先細に切削されたテーパ部２１となっている。木軸２０の後端は、外径を減じた円筒状に形成され、この部分が先述のテールキャップ２２が装着される縮径部２４となっている。

図２９は、図２８の木軸２０をＬ−Ｌ断面で示したものである。本実施形態では、木軸２０は、２つの部材、すなわち木軸部材２８、２９が貼着剤５５で貼り合わされて形成されている。これらの木軸部材２８、２９は、通常は同じ樹種の木材で形成されるが、異なる樹種の木材を使用してもよい。この貼着剤５５については、前記第３実施形態と同様である。木軸２０の前半部分には、軸心に沿って穿設された孔である装着孔２３が設けられている。木軸２０は、図２９におけるＭ−Ｍ断面である図３０に示すように、断面正三角形を呈し、その軸心に装着孔２３が形成されている。

図２５の入力ペン１０における入力体３０については、前記第１実施形態と同様である。この入力体３０が、図２８に示す木軸２０の装着孔２３（図２９参照）に挿入されて、図２５に示すような電磁誘導式の入力ペン１０となる。この入力ペン１０を図２５、図２６及び図２７のＮ−Ｎ断面で示したのが図３１である。なお、図３１では入力体３０の内部構造は省略している。入力体３０の大部分は装着孔２３に収容されており、接触先端４２を含む先端部分のみが木軸２０の先端から突出している。なお、木軸２０の後端の縮径部２４を被覆するようにして、テールキャップ２２が装着されている。

図３２は、図３１のＯ−Ｏ断面を示したものである。なお、入力体３０の内部構造は省略している。上述したように、木軸２０を構成する木軸部材２８、２９は、これらを貼り合わせる貼着剤５５を介して全体として正三角形の断面を呈している。また、木軸２０の装着孔２３の内側面と、入力体３０の外側面との間には、固着剤５０が介在している。固着剤５０については前記第１実施形態と同様である。

＜第６実施形態＞
図３３は、第６実施形態に係る入力ペン１０を、正面断面図にて示すものである。本実施形態に係る入力ペン１０の外観は第５実施形態（図２５参照）と同様であるが、木軸２０の装着孔２３の内側面に、補強樹脂６０が含浸されている点で第５実施形態と相違する。この補強樹脂６０については、前記第２実施形態と同様である。このような補強樹脂６０を、装着孔２３の内側面に塗布し、所定時間放置することで、図３３に示すように装着孔２３の内側面付近の木材に含浸された状態で固化し、それによって装着孔２３の内側面が補強されることになる。そのため、木軸２０のテーパ部２１のように肉薄の部分の強度が増し、入力体３０の装着時や使用中に損傷する可能性を低減させることができる。

なお、本実施形態においても、図３３におけるＰ−Ｐ断面図である図３４に示すように、木軸２０の装着孔２３の内側面と、入力体３０の外側面との間には、固着剤５０が介在している。この固着剤５０の意義については前記第１実施形態と同様である。本実施形態では、装着孔２３の内側面に、補強樹脂６０が含浸された層が存在しているため、木軸２０の強度が前記第５実施形態よりも増している。

＜第７実施形態＞
図３５は、第７実施形態に係る入力ペン１０を正面断面図にて示すものである。本実施形態では、２つの木軸部材２８、２９が貼り合わされて形成されている木軸２０の装着孔２３は先端から後端まで貫通している。そのため、通常の鉛筆の製造ラインにおけるいわゆるスラットをこの木軸２０の製造に流用することができる。なお、木軸部材２８、２９の貼り合わせに関与する貼着剤５５については、前記第３実施形態と同様である。

この装着孔２３の後半部分には、円柱状の後端スペーサ１１が挿入される。この後端スペーサ１１の材質は易接着性の材質の棒を利用することが望ましい。易接着性の材質は、たとえばＡＢＳ、ポリスチレン等の樹脂、ステンレス等の金属、セラミック、カーボン芯、コンクリートなどが挙げられる。そして、装着孔２３の前半部分には、前記各実施形態と同様に、入力体３０が装着される。

なお、入力体３０の構成及び入力ペン１０の使用状態並びに木軸２０を使用する意義については、前記第１実施形態と同様である。また、入力体３０と装着孔２３とを固着剤５０にて固着することについてもまた前記第１実施形態と同様である。さらに、装着孔２３の内側面に補強樹脂６０を含浸させることについては前記第２実施形態と同様である。

＜第８実施形態＞
図３６は、第８実施形態に係る入力ペン１０を正面断面図にて示すものである。本実施形態では、前記第７実施形態と同様、２つの木軸部材２８、２９が貼り合わされて形成されている木軸２０の装着孔２３は先端から後端まで貫通している。そのため、通常の鉛筆の製造ラインにおけるいわゆるスラットをこの木軸２０の製造に流用することができる。なお、木軸部材２８、２９の貼り合わせに関与する貼着剤５５については、前記第３実施形態と同様である。

この装着孔２３の後半部分には、尾栓１２が挿入される。尾栓１２は、装着孔２３に挿入される後端挿入部１３と、木軸２０の後端縁に当接してこれを被覆する後端被覆部１４とから形成される。この尾栓１２の材質は特に限定されないが、合成樹脂製の成形体を利用することが望ましい。そして、装着孔２３の前半部分には、前記各実施形態と同様に、入力体３０が装着される。

＜第９実施形態＞
本発明の第９実施形態に係る入力ペン１０は、図３７の正面図及び図４０の断面図に示すように、断面円形の鉛筆様の木軸２０の一端側、すなわち先端から、入力体３０の接触先端４２が突出した外観を呈している。木軸２０の先端は先細に切削されたテーパ部２１となっている。また、木軸２０の他端側、すなわち後端には、略円筒形状のテールキャップ２２が装着され、さらにその後端から、第２入力体８０の接触後端９２が突出している。木軸２０の材質となっている木材の側面には、表面の保護、補強及び装飾を目的とした塗装が施されている。

図３８は、図３７の入力ペンにおける木軸２０の正面図である。木軸２０の先端は、先述のように先細に切削されたテーパ部２１となっている。

図３９は、図３８の木軸２０をＱ−Ｑ断面で示したものである。本実施形態では、木軸２０は、２つの部材、すなわち木軸部材２８、２９が貼着剤５５（図４０参照）で貼り合わされて形成されている。これらの木軸部材２８、２９は、通常は同じ樹種の木材で形成されるが、異なる樹種の木材を使用してもよい。この貼着剤５５としては、木材同士を接着することの可能な接着剤、たとえば木工用ボンドを使用することができる。木軸２０には、先端から後端まで軸心に沿って貫通した孔である装着孔２３が設けられている。木軸２０は、図３９におけるＲ−Ｒ断面である図４０に示すように、鉛筆様に断面円形を呈し、その軸心に装着孔２３が形成されている。

図３７の入力ペン１０に装着される入力体３０については、前記第１実施形態と同様である。この入力体３０が、図３８に示す木軸２０の装着孔２３（図３９参照）の前半部分に挿入される。入力体３０の大部分は装着孔２３に収容されており、接触先端４２を含む先端部分のみが木軸２０の先端から突出している。

なお、木軸２０の後端の縮径部２４を被覆するようにして、テールキャップ２２が装着されている。このテールキャップ２２を貫通して、木軸２０の装着孔２３の後半部分に挿入された第２入力体８０の接触後端９２が後方へ突出している。第２入力体８０は、筒状の第２外筒８１の内部に後述する第２デジタイザユニット９０が内蔵されたものであり、後端からは前記した接触後端９２が突出している。また、先端には第２支持蓋８２が装着されている。第２外筒８１は、ポリカーボネートＡＢＳ（ＰＣ／ＡＢＳ）ポリマーアロイ樹脂で形成されている。

第２外筒８１に内蔵されている第２デジタイザユニット９０は、第２キャパシタ９７を搭載した第２回路基板９８を内蔵した第２収納筒９３の後端に、後端継手９１を介して、第２電磁誘導コイル９５が巻き回されている棒状の第２フェライトコア９４が装着され、また、その第２収納筒９３の先端に、第２可変容量キャパシタ９６ａによる第２筆圧検知部９６が装着された構造を有する。第２フェライトコア９４の後端には合成樹脂製の接触後端９２が固定されている。接触後端９２は、後端が閉塞した略円筒形状の接触部９２ａと、後端の内面から先端へ突出し第２フェライトコア９４に接続される接続部９２ｂとを備える。第２キャパシタ９７の２つの足９７ａ、９７ｂは、第２回路基板９８の配線によって２つの後端側の端子９８ａ、９８ｂとそれぞれ連絡しているとともに、２つの先端側の端子９８ｃ、９８ｄともそれぞれ連絡している。後端側の端子９８ａ、９８ｂはそれぞれ第２電磁誘導コイル９５の両端の延長線９５ａ、９５ｂと接続している。先端側の端子９８ｃ、９８ｄはそれぞれ第２筆圧検知部９６内の可変容量キャパシタ９６ａ（図４２参照）の２つの足９６ｃ、９６ｄと接続している。この可変容量キャパシタ９６ａは、接触後端９２に加えられた筆圧により印加される圧力を、静電容量の変化として検出するものである。以上の第２フェライトコア９４、第２電磁誘導コイル９５、第２可変容量キャパシタ９６ａ及び第２キャパシタ９７は、第２入力体８０の中に内蔵される電子部品であり、第２回路基板９８の配線によって図４２に示すような並列共振回路を形成している。また、第２外筒８１の後端には、第２筆圧検知部９６の後端を支持する第２支持蓋８２が装着されている。

なお、木軸２０の装着孔２３のほぼ中間部分には、入力体３０の支持蓋３２と第２入力体８０の支持蓋８２とを連結する内部継手１５が内蔵されている。また、木軸２０の装着孔２３の内側面と、入力体３０及び第２入力体８０の各々の外側面との間には、前記第１実施形態と同様に固着剤５０が介在している（図１１参照）。固着剤５０に関しては前記第１実施形態と同様である。

ここで、入力体３０及び第２入力体８０には前述したように電子部品が内蔵されているため、装着孔２３に圧入されて装着されるようなことがあると電子部品の損傷をもたらすおそれがあり、入力ペン１０としての使用に支障を来す可能性がある。そのため、本実施形態では、装着孔２３の内径は、入力体３０及び第２入力体８０を圧入せずとも挿入可能な程度の長さ、換言すると、入力体３０及び第２入力体８０が遊嵌される程度の長さとなっている。

そして、装着孔２３の内側面に固着剤５０を塗布してから入力体３０及び第２入力体８０を遊嵌させることで、入力体３０及び第２入力体８０に過度な力を加えずに木軸２０に装着することが可能となり、同時に、装着の際に木軸２０を損傷することもない。入力体３０及び第２入力体８０を装着した後は、固着剤５０が固化すれば、入力体３０及び第２入力体８０は装着孔２３に対し完全に固着され、使用中に脱落することはない。そして、固着剤５０は、装着孔２３と入力体３０及び第２入力体８０との間に充填されることが望ましい。

本実施形態の入力ペン１０において、入力体３０による使用状態は、第１実施形態と同様であり、図１２に準ずる。入力装置７０の入力面７１の下面には、特定の周波数の電磁波を周期的に発生する図示しない位置検出装置が設けられている。そして、入力面７１の上を入力ペン１０の接触先端４２で描線７２のようになぞると、接触先端４２が押圧される。このとき、図９に示す並列共振回路が電磁波により共鳴し、電磁誘導コイル４５で生成された電気がキャパシタ４７に蓄電される。この電気が電磁誘導コイル４５を流れることによって生ずる電磁波を、入力ペン１０が送信しこれを前記位置検出装置が受信することで、この電磁誘導が生じた位置を、入力装置７０は座標情報として認識することで、描線７２が電子データとして記録されることとなる。ここで、可変容量キャパシタ４６ａは、接触先端４２の押圧により電気容量が変化するため、これによって入力ペン１０が送信する電磁波の周波数を変化させることができる。この周波数の変化を前記位置検出装置で検知することによって、描線７２に関する様々な属性として認識させることが可能となっている。この様々な属性とは、たとえば、描線７２の太さ及び色とすることができる。

一方、第２入力体８０は、入力体３０により入力された情報を消去するための消去ユニットとして使用される。その際には、本実施形態の入力ペン１０の後端を下向きにして、図１２とほぼ同様に使用される。すなわち、入力面７１に既に入力されている描線７２の上を入力ペン１０の接触後端９２でなぞると、接触後端９２が押圧される。このとき、図４２に示す並列共振回路が電磁波により共鳴し、第２電磁誘導コイル９５で生成された電気が第２キャパシタ９７に蓄電される。この電気が第２電磁誘導コイル９５を流れることによって生ずる電磁波を、入力ペン１０が送信しこれを前記位置検出装置が受信することで、この電磁誘導が生じた位置を、入力装置７０は座標情報として認識することで、描線７２が消去される旨の電子データとして記録されることとなる。

ここで、接触後端９２は描線７２の消去という使用目的に鑑みて、入力面７１との接触面積が接触先端４２よりも大きくなるように形成されている。なお、第２入力体８０の内部の電子部品の設定によって、第２入力体８０は、たとえばより太い描線の入力や、入力体３０とは異なる色の描線の入力に対応させることも可能である。その際には、接触後端９２の押圧により電気容量が変化する第２可変容量キャパシタ９６ａによって、入力体３０の場合と同様に入力ペン１０が送信する電磁波の周波数を変化させることができる。この周波数の変化を前記位置検出装置で検知することによって、描線７２に関する様々な属性（たとえば、描線７２の太さ及び色）として認識させることが可能である。

なお、入力ペン１０に木軸２０を使用する意義については、前記第１実施形態と同様である。また、前記第２実施形態と同様に、木軸２０の装着孔２３の内側面に、補強樹脂６０を含浸させてもよい。

＜第１０実施形態＞
本発明の第１０実施形態に係る入力ペン１０は、図４３の正面断面図に示すように、２つの木軸部材２８、２９が貼り合わされて形成されている木軸２０の装着孔２３の前半部分に入力体３０が装着される一方、後半部分に後端スペーサとしての鉛筆芯１５０が装着されているものである。また、鉛筆芯１５０が外面に露出することによる汚れを防ぐために、木軸２０の後端に塗料を後方に凸となるように盛った凸部２５が施されている。たとえば、凸部２５を形成するための塗料に導電性塗料を用いることで後端側に静電容量タイプの入力ペンの機能を付与することができる。木軸２０の先端は先細に切削されたテーパ部２１となっている。

本実施形態に係る入力ペン１０の製造方法を図４４〜図４６の正面断面図を参照しつつ説明する。まず、図４４（ａ）に示す工程において、木軸２０を構成する２部材のうちの一方の木軸部材２９に、長手方向の全長に渡って断面半円形の溝２３ａが形成される。なお、図示はしないが、他方の木軸部材２８にも同形の断面半円形の溝２３ａが形成される。そのため、通常の鉛筆の製造ラインにおけるいわゆるスラットをこれらの木軸部材２８、２９として流用することができる。なお、この状態で、後に装着孔２３の内側面となる溝２３ａの内周面に、第２実施形態で言及したような補強樹脂６０を含浸させておいてもよい。

そして、図４４（ｂ）に示す工程において、中空の合成樹脂棒１００及び鉛筆芯１５０が、その表面に図示しない固着剤が塗布された状態で、溝２３ａの前半部分に合成樹脂棒１００が配されるとともに、溝２３ａの後半部分に鉛筆芯１５０が配される。なお、あらかじめ溝２３ａに固着剤が塗布された状態で、溝２３ａの前半部分にポリプロピレン製の合成樹脂棒１００が配されるとともに、溝２３ａの後半部分に鉛筆芯１５０が配されることとしてもよい。なお、合成樹脂棒１００は中空のものではなく、中実のものを使用してもよい。ここでこの固着剤については、前記第１実施形態で言及された固着剤５０と同様である。

次いで、図４４（ｃ）に示す工程において、他方の木軸部材２８が、その溝２３ａに合成樹脂棒１００及び鉛筆芯１５０を嵌入させるようにして、一方の木軸部材２９に貼り合わされることで、木軸２０が成形される。なお、これら木軸部材２８、２９の貼り合わせに関与する貼着剤５５については、前記第３実施形態と同様である。

この状態から、図４５（ａ）に示す工程で、木軸２０の後端に前記したように塗料が盛られ凸部２５が形成されるとともに、図４５（ｂ）に示す工程で、木軸２０の先端部分が、内蔵される合成樹脂棒１００とともに、所定の長さとなるように切り落とされる。さらに、図４５（ｃ）に示す工程で、木軸２０の先端部分が先細に切削されてテーパ部２１が形成される。

そしてこの状態から、図４６（ａ）に示す工程において、木軸２０の先端から合成樹脂棒１００が前方に引き抜かれる。合成樹脂棒１００を引き抜く方法としては、たとえば、合成樹脂棒１００の先端の空間にラグスクリューのような雄ネジが形成された工具を圧入したうえで、これを前方へ引っ張ることが挙げられるが、他にも適宜の方法が利用可能である。

ポリプロピレン製の合成樹脂棒１００が引き抜かれた後には、図４６（ｂ）に示すように装着孔２３が形成される。そして、図４６（ｃ）に示す工程において、前記第１実施形態と同様、装着孔２３との間に図示しない固着剤を介在させて、木軸２０の先端から入力体３０が後方へ挿入されることで、図４３に示す入力ペン１０が完成する。この入力体３０については、前記第１実施形態と同様である。

ここで、合成樹脂棒１００の材質としては、ポリプロピレン製に限らず、固着剤によって接着されない又は接着されにくい難接着性の合成樹脂が好ましい。そのような材質としてはたとえば、ポリアセタール、フッ素系樹脂、シリコーンゴム、ポリエチレン等が挙げられる。

なお、上記の製造方法は、工程の省略や部品の変更等により上記した他の実施形態にも応用して用いることができる。

本発明は、木軸を利用した入力ペンに利用可能であり、特に、アクティブ方式の入力ペンに適している。

１０入力ペン１１後端スペーサ１２尾栓
１３後端挿入部１４後端被覆部１５内部継手
２０木軸２１テーパ部２２テールキャップ
２３装着孔２３ａ溝２４縮径部
２５凸部
２８木軸部材２９木軸部材
３０入力体３１外筒３２支持蓋
４０デジタイザユニット４１先端継手４２接触先端
４３収納筒４４フェライトコア
４５電磁誘導コイル４５ａ、４５ｂ延長線
４６筆圧検知部４６ａ可変容量キャパシタ
４６ｃ、４６ｄ可変容量キャパシタの足
４７キャパシタ４７ａ、４７ｂキャパシタの足
４８回路基板４８ａ、４８ｂ先端側の端子
４８ｃ、４８ｄ後端側の端子
５０固着剤５５貼着剤６０補強樹脂
７０入力装置７１入力面７２描線
８０第２入力体８１第２外筒８２第２支持蓋
９０第２デジタイザユニット９１後端継手
９２接触後端９２ａ接触部９２ｂ接続部
９３第２収納筒９４第２フェライトコア
９５第２電磁誘導コイル９５ａ、９５ｂ延長線
９６第２筆圧検知部９６ａ第２可変容量キャパシタ
９６ｃ、９６ｄ第２可変容量キャパシタの足
９７第２キャパシタ９７ａ、９７ｂ第２キャパシタの足
９８第２回路基板９８ａ、９８ｂ後端側の端子
９８ｃ、９８ｄ先端側の端子
１００合成樹脂棒１５０鉛筆芯

Claims

木軸と、
前記木軸の軸心に形成された装着孔と、
前記装着孔に装着される棒状の入力体と、
前記装着孔の内側面と前記入力体の外側面との間に介在し該入力体を該装着孔に対し固着する固着剤と、
を有することを特徴とする入力ペン。
前記木軸は、２部材が貼着剤で貼り合わされて形成されたことを特徴とする請求項１記載の入力ペン。
前記装着孔に補強樹脂が含浸されたことを特徴とする請求項１記載の入力ペン。
前記装着孔に補強樹脂が含浸されたことを特徴とする請求項２記載の入力ペン。
前記入力体の中に電子部品が内蔵されていることを特徴とする請求項１又は３に記載の入力ペン。
前記入力体の中に電子部品が内蔵されていることを特徴とする請求項２又は４に記載の入力ペン。
前記装着孔は前記木軸の軸心を先端から後端まで貫通し、
前記入力体は前記装着孔の一端側に装着されるとともに、
前記装着孔の他端側にさらに第２入力体が装着されていることを特徴とする、請求項１、３又は５に記載の入力ペン。
前記装着孔は前記木軸の軸心を先端から後端まで貫通し、
前記入力体は前記装着孔の一端側に装着されるとともに、
前記装着孔の他端側にさらに第２入力体が装着されていることを特徴とする、請求項２、４又は６に記載の入力ペン。
断面半円形の溝を有する前記２部材のうちの一方の木軸部材において、前記固着剤が表面に塗布された状態の合成樹脂棒を該溝に配し、又は、該溝に前記固着剤を塗布した状態で合成樹脂棒を該溝に配する工程と、
前記溝と同形の溝を有する前記２部材のうちの他方の木軸部材を前記一方の木軸部材に前記貼着剤で貼り合わせる工程と、
貼り合わされた前記２部材から前記木軸を成形する工程と、
前記木軸から前記合成樹脂棒を引き抜いて前記装着孔を形成する工程と、
前記装着孔に前記固着剤を介在させて前記入力体を挿入する工程と、
を含んでなることを特徴とする、請求項２、４、６又は８に記載の入力ペンの製造方法。