WO2021246007A1 - 電子ペン - Google Patents

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WO2021246007A1
WO2021246007A1 PCT/JP2021/008036 JP2021008036W WO2021246007A1 WO 2021246007 A1 WO2021246007 A1 WO 2021246007A1 JP 2021008036 W JP2021008036 W JP 2021008036W WO 2021246007 A1 WO2021246007 A1 WO 2021246007A1
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WO
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core body
pen
pressure
electronic pen
core
Prior art date
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PCT/JP2021/008036
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English (en)
French (fr)
Inventor
龍人 阪本
信也 青木
Original Assignee
株式会社ワコム
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Publication date
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Priority to CN202180037503.4A priority patent/CN115698912A/zh
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    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0354—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 2D relative movements between the device, or an operating part thereof, and a plane or surface, e.g. 2D mice, trackballs, pens or pucks
    • G06F3/03545—Pens or stylus
    • G—PHYSICS
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    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
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    • G06F3/0383—Signal control means within the pointing device
    • G—PHYSICS
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    • G06F2203/038—Indexing scheme relating to G06F3/038
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    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
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    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0442—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using active external devices, e.g. active pens, for transmitting changes in electrical potential to be received by the digitiser

Definitions

  • the present invention relates to an electronic pen that realizes a function as a position indicator for an electronic device equipped with a position detection device such as a tablet PC (Personal Computer), for example.
  • a position detection device such as a tablet PC (Personal Computer), for example.
  • a position detector and a position indicator are used as one of the input devices of various electronic devices such as high-performance telephone terminals called smartphones and tablet PCs (Personal Computers).
  • the position indicator is generally formed in a pen shape and is called an electronic pen or stylus.
  • position detectors and position indicators There are various types of position detectors and position indicators. Among them, in the case of the active capacitance method (AES (Active Electrostatic) method), the signal from the oscillation circuit mounted on the electronic pen is sent (radiated) from the pen tip toward the position detection sensor of the position detection device. Indicates the position on the position detection sensor.
  • AES Active Electrostatic
  • the position detection sensor used in the active capacitance type position detection device is located on the display screen of a display device such as an LCD (Liquid Crystal Display) in the X-axis direction (horizontal direction) and the Y-axis direction (vertical direction) of the display screen. It is configured by disposing a linear transparent electrode in the direction). Therefore, the position detection sensor arranged on the display screen is the operation surface by the electronic pen. The position detection device detects the position indicated by the electronic pen according to the position of the linear transparent electrode of the position detection sensor receiving the signal (electric field) radiated from the electronic pen.
  • a display device such as an LCD (Liquid Crystal Display) in the X-axis direction (horizontal direction) and the Y-axis direction (vertical direction) of the display screen. It is configured by disposing a linear transparent electrode in the direction). Therefore, the position detection sensor arranged on the display screen is the operation surface by the electronic pen.
  • the position detection device detects the position indicated by the electronic pen according to the position of the linear
  • the pen tip of the electronic pen is placed on the position detection surface (operation surface) formed by providing a protective layer such as tempered glass on the position detection sensor, just like writing on paper with a pencil. It is done by making direct contact and moving.
  • the designated position by the electronic pen can be captured as digital data indicating the handwriting.
  • foldable terminals which can fold a terminal including a display screen in half and fold in three. Foldable terminals can be folded to make them compact and portable, and when unfolded, large screens can be used.
  • the display screen of the OLED (Organic Light Emitting Diode) mounted as a display device is soft. This is because it is a foldable type, so a protective layer such as tempered glass cannot be provided.
  • the operation surface of the foldable terminal is operated with an electronic pen. Even if the tip of the electronic pen is made of a relatively soft material, it will be harder and sharper than the fingertip of the user. In this case, the pressure per unit area is much larger than that of the fingertips, and if the operation surface corresponding to the display screen of the foldable terminal is operated with an electronic pen, the operation surface may be damaged or displayed. There is a risk of damaging the light emitting layer of the device.
  • the pen pressure detecting portion is provided on the rear end side of the electronic pen, and the core body is long. May be. If the core becomes long, it may cause bending when pressure is applied to it, and the core may rub against the surrounding wall surface inside the housing of the electronic pen, resulting in loss of pressure. It is believed that there is. Therefore, it is important to appropriately move the core body in the axial direction according to the writing pressure so that the writing pressure can be appropriately transmitted to the writing pressure detecting unit.
  • the present invention can be safely used for foldable terminals without exerting a large pressure on the operation surface of the telegraph device equipped with the position detection device, and the writing pressure is appropriately applied. It is intended to provide an electronic pen that enables detection.
  • An electronic pen provided with a transmitting unit that generates a signal transmitted from the core body.
  • the pen pressure transmission unit is provided with a buffer mechanism for absorbing the pen pressure when a pen pressure of a predetermined value or more is applied to the core body.
  • an electronic pen characterized in that a signal from the transmitting unit is supplied to the core body through the pen pressure transmitting unit and transmitted to the outside through the core body.
  • this electronic pen it is an electronic pen including a core body, a pen pressure transmission unit to which the core body is connected, and a transmission unit. Both the core body and the pen pressure transmission unit have conductivity, and the signal from the transmission unit is supplied to the core body through the pen pressure transmission unit and transmitted from the core body to the outside, realizing the function of the electronic pen. Will be done. Further, the pen pressure applied to the core body is transmitted to the pen pressure detection unit through the pen pressure transmission member.
  • the pen pressure transmitting portion of the electronic pen is provided with a buffering mechanism that absorbs the pen pressure when a pen pressure of a predetermined value or more is applied to the core body. Therefore, the pen pressure that does not exceed the predetermined value can be appropriately detected, and even if the pen pressure exceeds the predetermined value, the operation surface on the position detection device side is not excessively pressured. To be done.
  • the electronic pen of the embodiment described below corresponds to an active capacitance method that transmits a signal from the electronic pen side and enables detection of an indicated position according to a position on a position detection sensor that has received the signal. It was done.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining a configuration example of the electronic pen 1 of this embodiment, and for the sake of explanation, a part of the case (housing) 2 of the electronic pen 1 is cut off to show the inside thereof. It is a thing.
  • FIG. 2 is a view (enlarged cross-sectional view) for explaining a main part of the electronic pen 1 on the pen tip side.
  • FIG. 3 is a diagram (schematic diagram) for explaining a portion of the electronic pen 1 that realizes the pen pressure detection and signal transmission functions.
  • the electronic pen 1 is elongated in the axial center direction (direction along the axial center), and one of the axial center directions is the pen tip side so as to have an opening.
  • a case (housing) 2 having a cylindrical shape with the other side in the axial direction closed is provided.
  • the case 2 is composed of a cylindrical case body 21 having a hollow portion inside, and a front cap 22 and a rear cap 23 coupled to the case body 21.
  • the case 2 is formed by fitting the front cap 22 and the rear cap 23 to the case body 21.
  • the case body 21 and the rear cap 23 are made of a conductive material.
  • the case body 21 and the rear cap 23 are formed of, for example, alumite-processed aluminum.
  • the front cap 22 is made of a non-conductive material.
  • the front cap 22 is made of, for example, plastic.
  • the front cap 22 has a tubular structure having a through hole through which the core body 4 for an electronic pen penetrates in the axial direction, and the appearance of a portion of the electronic pen 1 on the pen tip side.
  • the shape is a tapered shape in which the outer diameter becomes smaller as it gets closer to the pen tip.
  • the core body 4 for an electronic pen is simply referred to as a core body 4.
  • the end of the front cap 22 on the pen tip side is an opening of a through hole through which the core body 4 penetrates.
  • a substrate holder 3 for holding a mounted component such as a printed circuit board 8 and a battery 9 are housed in the hollow portion of the case 2, and the pen tip side functions as an electronic pen. Parts for realizing the above are stored.
  • the core unit 5, the internal housing 6, the pressure-sensitive component (pressure detection unit) 7, the tilt detection electrode 13, and the ground ring 16 are housed on the front cap 22 side of the case 2.
  • the inner housing 6 is formed in a cylindrical shape, and has a tapered shape in which the outer diameter becomes smaller as it gets closer to the pen tip.
  • the inner housing 6 is made of a non-conductive material, and in this embodiment, it is made of, for example, plastic.
  • a slight gap is provided between the front cap 22 and the internal housing 6 on the pen tip side, and the tilt detecting electrode 13 is provided here.
  • the tilt detection electrode 13 is formed by winding a conductive wire in a coil shape on the outer side surface of the inner housing 6 on the pen tip side.
  • the core unit 5 is mounted inside the inner housing 6.
  • the core unit 5 is configured by mounting a shaft portion 52, a piston spring 54, and a cylinder portion 55 from the pen tip side inside a cylindrical unit housing 51.
  • the shaft portion 52 includes a core body holding portion 521 formed in a cup shape having an opening on the pen tip side, and a columnar piston extending from the outside of the bottom surface of the core body holding portion 521 toward the rear end side of the electronic pen 1. It consists of a part 522.
  • the shaft portion 52 including the core body holding portion 521 and the piston portion 522 is formed of a conductive material, and in this embodiment, it is formed of, for example, metal.
  • a core body holding member 53 formed in a cylindrical shape is provided inside the core body holding portion 521 of the shaft portion 52.
  • the end surface on the rear end side of the core body hold member 53 abuts against the end surface on the rear end side of the pen inside the core body holding portion 521, and the overhanging portion protruding from the side surface of the core body hold member 53.
  • the end face on the pen tip side abuts on the end face on the pen tip side inside the core body holding portion 521.
  • the core body holding member 53 is fixed in the core body holding portion 521 of the shaft portion 52.
  • the core body hold member 53 is formed of a conductive elastic member, and in this embodiment, for example, it is formed of a conductive rubber.
  • the core body 4 can be attached to the shaft portion 52 by inserting the rear end side of the core body 4 into the core body hold member 53, and can also be removed by pulling it out. That is, the core body 4 is attached to and detachable from the core body hold member 53 provided in the core body holding portion 521 of the shaft portion 52.
  • the core body 4 is formed in a rod shape by a conductive material, and has a main body portion 41 and a pen tip portion 42 as shown in FIG.
  • a piston spring 54 is provided around the piston portion 522 of the shaft portion 52.
  • the piston spring 54 is made of a conductive material and, in this embodiment, is made of, for example, stainless steel (SUS304).
  • a cylinder portion 55 is provided at the rear stage of the shaft portion 52 and the piston spring 54.
  • the cylinder portion 55 is formed into a cylindrical shape by providing a cylindrical hole portion from the pen tip side toward the rear end side, and is extended from the outside of the bottom surface portion of the cylinder main body portion 551 to the rear end side. It is composed of a rod-shaped cylinder connecting portion 552. The rear end of the cylinder body 551 is closed to form a bottom surface. Further, on the outside of the cylinder main body portion 551, a first ring-shaped protrusion 551a and a second ring-shaped protrusion 551b are provided.
  • the cylinder portion 55 is made of a conductive material, and in this embodiment, for example, is made of metal.
  • the diameter of the piston portion 522 formed in a columnar shape of the shaft portion 52 is slightly shorter than the inner diameter of the hole portion of the cylinder body portion 551 of the cylinder portion 55.
  • the piston portion 522 of the shaft portion 52 is inserted into the hole portion of the cylinder body portion 551, and the piston portion 522 slides in the cylinder body portion 551 according to the writing pressure. It is possible to move (enter and exit).
  • the piston spring 54 is located outside the bottom surface of the core holding portion 521 of the shaft portion 52 in a state where the rear end side of the piston portion 522 is inserted into the hole portion of the cylinder body portion 551. And the cylinder body portion 551 of the cylinder portion 55 are in contact with each other. As a result, the piston spring 54 electrically connects the shaft portion 52 and the cylinder portion 55.
  • the piston spring 54 is sandwiched between the outside of the bottom surface of the core body holding portion 521 of the shaft portion 52 and the first ring-shaped protrusion 551a provided on the cylinder body portion 551 of the cylinder portion 55, and acts between the two.
  • the piston spring 54 does not contract (bend) and the piston portion 522 does not enter the cylinder main body portion 551.
  • the piston spring 54 begins to contract (bend), and the piston portion 522 gradually enters the cylinder main body portion 551 according to the writing pressure.
  • the shaft portion 52, the piston spring 54, and the cylinder portion 55 form a cushioning mechanism that absorbs a writing pressure exceeding a predetermined value.
  • the piston spring 54 of this embodiment starts to bend when a load of 300 gf (gram weight) is applied. Therefore, the piston spring 54 does not shrink (bend) at a writing pressure of less than 300 gf, but gradually starts shrinking (bending) when a writing pressure of 300 gf or more is applied.
  • the shaft portion 52, the core body hold member 53, the piston spring 54, and the cylinder portion 55 are housed in the unit housing 51 so as to maintain the state shown in FIG. That is, the outer protrusion 521a protruding in a ring shape from the rear end side side surface of the core body holding portion 521 of the shaft portion 52 engages with the front side protruding portion 51a protruding inward on the pen tip side of the unit housing 51. Further, the second ring-shaped protrusion 551b of the cylinder main body portion 551 engages with the rear side protruding portion 51b protruding inward from the rear end portion of the unit housing 51 in a ring shape.
  • the shaft portion 52, the core body hold member 53, the piston spring 54, and the cylinder portion 55 are each housed in the unit housing 51 so as to maintain the states shown in FIGS. 2 and 3. Become. Therefore, the core unit 5 in which the shaft portion 52, the core body hold member 53, the piston spring 54, and the cylinder portion 55 are housed in the unit housing 51 is conductive to transmit the writing pressure applied to the core body. It can be used as a pen pressure transmission unit, which is one component having properties. Further, as described above, the core unit 5 having a function as a pen pressure transmission member is provided with a buffer mechanism for absorbing a pen pressure of a predetermined value or more.
  • the rear end side of the cylinder body portion 551 of the cylinder portion 55 and the cylinder connecting portion 552 project from the rear end of the unit housing 51 and are connected to the pressure sensitive component 7. Cylinder. As shown in FIG. 2, an arrow is attached between the rear end surface of the unit housing 51 and the front end surface of the pressure-sensitive component 7 in the non-use state in which the writing pressure is not applied to the core body 4. As shown in the above, the gap SP is provided. As will be described later, the gap SP enables the core unit 5 to move in the axial direction in the range of the writing pressure of less than 300 gf on the core 4, and can appropriately detect the writing pressure of less than 300 gf. I am trying to do it.
  • the pressure-sensitive component 7 includes a pressure-sensitive housing 71, a housing cap 72, a conductive spring 73, a pressing member holder 74, a pressing member 75, a first electrode 76, a spacer 77, a dielectric 78, and a second electrode 79.
  • a housing cap 72 having a through hole in the central portion is fixed to the pen tip side end of the pressure-sensitive portion housing 71 so that the parts constituting the pressure-sensitive component 7 are stopped in the pressure-sensitive portion housing 71.
  • the pressure-sensitive portion housing 71 and the housing cap 72 are formed of a non-conductive material, and in this embodiment, they are formed of plastic.
  • a conductive spring 73 formed of a conductive material is provided inside the pressure-sensitive portion housing 71 and in the vicinity of the through hole of the housing cap 72. As shown in FIG. 2, the conductive spring 73 comes into contact with the cylinder body 551 when the cylinder connecting portion 552 of the cylinder portion 55 and the rear end side of the cylinder body 551 are inserted into the through hole of the housing cap 72. Is electrically connected. The conductive spring 73 realizes a function of supplying a signal to the cylinder portion 55.
  • the conductive spring 73 is fixed to the inner bottom surface of the housing cap 72 and acts between the rear end side of the cylinder body 551 and the inner bottom surface of the housing cap 72 to move the core unit 5 to the pen tip side. It works to push it back to. Further, since the conductive spring 73 has the shape of a coil spring, it can expand and contract even if the cylinder portion 55 slides and moves, and the electrical connection between the conductive spring 73 and the cylinder body portion 551 is always maintained. I am trying to be able to do it.
  • a pressing member 75 housed in the pressing member holder 74 is arranged on the rear end side of the housing cap 72.
  • the pressing member holder 74 and the pressing member 75 are made of a non-conductive material, and in this embodiment, they are made of plastic. Further, the pressing member 75 can be moved in the axial direction of the electronic pen 1 in the pressing member holder 74.
  • a first electrode 76, a spacer 77, a dielectric 78, and a second electrode 79 are provided on the rear end side of the pressing member 75.
  • the first electrode 76 is formed of a conductive elastic member, and in this embodiment, the first electrode 76 is formed of a conductive rubber.
  • the spacer 77 is formed in a ring shape by a non-conductive material such as plastic, and the spacer 77 is formed between the first electrode 76 and the front end surface (end surface on the pen tip side) of the dielectric 78 in the subsequent stage. This is to provide a space (gap) corresponding to the thickness.
  • the dielectric 78 is formed by using, for example, ceramics.
  • the second electrode 79 is provided in contact with the rear end surface of the dielectric 78.
  • the pressure-sensitive portion housing 71 of the pressure-sensitive component 7 having such a configuration is fitted from the opening on the rear end side of the internal housing 6 and fixed to the internal housing 6.
  • the cylinder connecting portion 552 of the cylinder portion 55 and the portion on the rear end side of the cylinder main body portion 551 are inserted into the pressure sensitive component 7 through the through hole of the housing cap 72, and the cylinder connecting portion 552 of the pressing member 75. It is inserted into the hole provided on the pen tip side and held (fixed).
  • the rear end portion side of the core body 4 is inserted into the core body hold member 53 fixed to the inside of the core body holding portion 521 of the shaft portion 52, and the shaft portion 52 is inserted. Is fixed to.
  • a variable capacitance capacitor is formed by a configuration in which a pressing member 75, a first electrode 76, a spacer 77, a dielectric 78, and a second electrode 79 are arranged in series. Therefore, depending on the writing pressure applied to the core body 4, the pressing member 75 presses the first electrode 76 to move it closer to or further from the dielectric 78, and the first electrode 76 and the second electrode 79 The capacitance between the two is changed, and the pen pressure can be detected according to the change in the capacitance.
  • the pressure-sensitive portion housing 71 is closed at the rear end side of the second electrode 79, and as shown in FIG. 1, a substrate provided in the case 2 of the electronic pen 1 is provided. It is connected to the holder 3 and fixed in the case 2.
  • the substrate holder 3 is formed of an insulating resin, for example, a liquid crystal polymer.
  • the substrate holder 3 is extended in the axial direction of the electronic pen 1 with a pressure-sensitive component holding portion (not shown) and in the axial direction as shown in FIG. It has a structure in which the printed circuit board mounting base portion 3a is continuous with the printed circuit board.
  • the pressure-sensitive component holding portion of the substrate holder 3 is located on the pen tip side of the printed circuit board mounting base portion 3a and has a circular shape covering the rear end surface of the pressure-sensitive component 7, has a predetermined thickness, and has a predetermined thickness.
  • the outer diameter is slightly smaller than the inner diameter of the through hole of the front cap 22.
  • the printed circuit board mounting base portion 3a has a boat shape on which the printed circuit board 8 is placed and held, and specifically, has a shape in which a cylindrical body is cut in substantially half in the axial direction. ..
  • the pressure-sensitive component holding portion is located on the main body 41 side of the core body 4, and the entire pressure-sensitive component holding portion and the printed circuit board mounting base portion 3a are housed in the case 2 and do not move. It is fixed as.
  • the positions of the internal housing 6, the pressure-sensitive component 7, and the ground ring 16 are fixed in the case 2, and the writing pressure applied to the core 4 is appropriately pressure-sensitive. It is transmitted to the component 7.
  • a terminal conductor 91 is provided at an end of the printed circuit board mounting base portion 3a of the substrate holder 3 opposite to the pen tip side.
  • the terminal conductor 91 electrically abuts with the positive terminal 9a of the battery 9 and is electrically connected to the copper foil pattern of the power supply line of the printed circuit board 8.
  • the battery 9 is inserted into the case 2 so as to connect the positive terminal 9a to the terminal conductor 91.
  • the rear cap 23 is fitted to the case body 21 by pressing the negative terminal 9b of the battery 9 with the coil spring terminal 92.
  • the case body 21 made of a conductive material is electrically connected to the ground conductor of the printed circuit board 8 via, for example, the ground ring 16 described above. Since the rear cap 23 and the case body 21 are made of a conductive material, the negative terminal 9b of the battery 9 is electrically connected to the ground conductor of the printed circuit board 8 via the rear cap 23 and the case body 21. Will be done.
  • the positive terminal 9a of the battery 9 is connected to the copper foil pattern of the power supply line of the printed circuit board 8 through the terminal conductor 91. As a result, the voltage of the battery 9 is supplied as the power supply voltage of the circuit formed on the printed circuit board 8.
  • the printed circuit board 8 is composed of a transmitter (signal generation circuit) 8s, a capacitance detection unit 8d for pen pressure detection, a control IC (Integrate Circuit) 10 shown in FIG. 1, and other peripheral circuit components.
  • a circuit unit is provided.
  • the transmitting unit 8s generates a signal transmitted from the core 4 of the electronic pen 1.
  • the control IC 10 constitutes a control circuit that controls transmission of a signal from the transmitting unit 8s to the core body 4.
  • the peripheral circuit unit includes push switches (side switches) 11 and 12 shown in FIG. Further, as shown in FIG. 3, on the printed circuit board 8, the pressure detection output from the conductive wire 14 connecting the core body 4 and the tilt detection electrode 13 and the transmitting portion 8s and the pressure sensitive component 7 is static.
  • the conductive wire 15 transmitted to the detection unit 8d for detecting the electric capacity is connected.
  • each of the core body 4, the core body hold member 53, the shaft portion 52, the piston spring 54, the cylinder portion 55, and the conductive spring 73 is formed of a conductive material. These are electrically connected.
  • a signal is supplied to the conductive spring 73 and the tilt detection electrode 13 from the transmitting portion 8s mounted on the printed circuit board 8 through two conductive wires 14. It has become. That is, the position indicating signal of the frequency f1 from the transmitting unit 8s is supplied to the conductive spring 73.
  • the position indicating signal is supplied from the conductive spring 73 to the piston spring 54 through the cylinder portion 55, supplied from the piston spring 54 to the core body hold member 53 through the shaft portion 52, and supplied from the core body hold member 53 to the core body 4. Is sent (outgoing) to the outside.
  • the position indicating signal transmitted from the core 4 is transmitted toward the position detecting sensor of the position detecting device mounted on, for example, a tablet PC, and is used for detecting the indicated position.
  • the inclination detection signal of the frequency f2 from the transmission unit 8s is supplied to the inclination detection electrode 13, and is transmitted (transmitted) from the inclination detection electrode 13 to the outside.
  • the signal transmitted from the tilt detection electrode 13 is transmitted toward the position detection sensor of the position detection device mounted on, for example, a tablet PC, and is used for detecting the tilt of the electronic pen 1.
  • the conductive wire 15 extended from the first electrode 76 and the second electrode 79 of the pressure-sensitive component 7 is supplied to the capacitance detection unit 8d provided on the printed circuit board 8. , The capacitance that changes according to the writing pressure is detected.
  • the information indicating the capacitance detected by the detection unit 8d is supplied to the control IC 10 mounted on the printed circuit board 8, and the position instruction signal transmitted by the transmission unit 8s is changed accordingly to be a position instruction signal.
  • the pen pressure information is also sent to the position detection sensor. As a result, not only the indicated position but also the pen pressure can be detected on the position detecting device side.
  • the control IC 10 of the electronic pen 1 controls the position detection sensor to send a burst signal (position instruction signal) for coordinate detection (position detection) according to the signal from the transmitting unit 8s.
  • a burst signal position instruction signal
  • position detection position detection
  • the position indicated by the electronic pen 1 on the position detection sensor can be detected.
  • the pressure-sensitive component 7 executes an operation of detecting the pen pressure based on the capacitance during the period in which the burst signal is transmitted. do.
  • the control IC 10 transmits a coded signal obtained by modulating the signal from the transmitting unit 8s according to the detected pen pressure from the core 4, and notifies the position detection sensor of the pen pressure. .. As a result, on the position detection sensor side, it is possible to detect the writing pressure applied to the core body 4 of the electronic pen 1.
  • the transmitter 8s has different frequencies between the position detection signal supplied to the conductive spring 73 and the tilt detection signal supplied to the tilt detection electrode 13, but the frequency is limited to this. is not it. If the tilt detection signal is transmitted at a transmission timing different from that of the position detection signal and the pen pressure detection signal, the position detection signal and the tilt detection signal may be signals having the same frequency. Further, in the case of the electronic pen 1 of this embodiment, as shown in FIG. 2, a cylindrical ground ring 16 formed of an electric electric material is provided around the pressure-sensitive component 7. It is used as a grounding member for electrical systems.
  • the electronic pen 1 having such a configuration indicates the position on the position detection sensor to the position detection sensor, detects the pen pressure applied to the core body 4, and notifies the position detection sensor. Realize the function. Further, by sending a signal from the tilt detection electrode 13 to the position detection sensor, the tilt of the electronic pen 1 can also be detected.
  • the electronic pen 1 of the embodiment having the configuration described with reference to FIGS. 1 to 3 exhibits a function not found in the conventional electronic pen at the time of use due to its structural features.
  • One of its structural features is that it includes a cushioning mechanism including a shaft portion 52, a piston spring 54, and a cylinder portion 55.
  • the other is that, as shown by an arrow in FIG. 2, a gap SP is provided between the rear end surface of the unit housing 51 of the core unit 5 and the front end surface of the pressure-sensitive component 7, and the core body is formed. The point is that the unit 5 is slidable in the axial direction of the electronic pen 1.
  • the piston spring 54 provided between the shaft portion 52 and the cylinder portion 55 does not shrink unless a writing pressure of 300 gf or more is applied. That is, in the state shown in FIG. 2, the set load is 300 gf, and the piston spring 54 is provided on the outside of the bottom surface of the core body holding portion 521 of the shaft portion 52 and the first ring provided on the cylinder body portion 551 of the cylinder portion 55. It is in a state of being stretched between the shape protrusion 551a and the shape protrusion 551a. However, the load of 300 gf is not applied to the pressure sensitive component 7.
  • the piston spring 54 does not contract, and the piston portion 522 moves inside the cylinder body portion 551 of the cylinder portion 55 to the rear end side. Does not move towards.
  • the gap SP between the rear end surface of the unit housing 51 of the core unit 5 and the front end surface of the pressure-sensitive component 7 does not change, and the state shown in FIG. 2 is maintained.
  • the first electrode 76 is pushed up to the rear end side by the pressing member 75 to which the cylinder connecting portion 552 is connected, the capacitance between the first electrode 76 and the second electrode 79 is changed, and the writing pressure is increased. Can be detected. That is, when the writing pressure applied to the core body 4 is larger than 0 gf and less than 300 gf, it can be appropriately detected through the pressure-sensitive component 7. When the writing pressure applied to the core body 4 is released, the core body unit 5 and the core body 4 are pushed back by the elastic force of the first electrode 76 and the action of the conductive spring 73 to return to the initial state shown in FIG. Return.
  • the core body 4, the shaft portion 52, the core body hold member 53, the piston spring 54, the cylinder portion 55, and the conductive spring 73 are all formed of a conductive material. It is electrically connected. This makes it possible to realize an active capacitance type electronic pen.
  • the core body 4, the shaft portion 52, the core body hold member 53, the piston spring 54, and the cylinder portion 55 have a configuration in which they are arranged straight in series toward the pressure sensitive component 7. As a result, it is possible to press the pressure-sensitive component 7 straight without having to lengthen the core body 4, and it is possible to appropriately detect the pressure-sensitive component 7 without losing the writing pressure.
  • the shaft portion 52, the core body hold member 53, the piston spring 54, and the cylinder portion 55 act as a cushioning mechanism, and in this embodiment, the pressure of 300 gf or more applied to the core body 4 is buffered.
  • the mechanism absorbs. This realizes a suitable electronic pen for foldable terminals in which a protective layer such as tempered glass cannot be placed on the operation surface, unlike conventional tablet PCs that have an operation surface protected by tempered glass or the like. can.
  • the writing pressure cannot be detected when a writing pressure of 300 gf or more is applied to the core body 4.
  • a tablet PC or the like it is not necessary to apply a writing pressure of 300 gf or more to the core of the electronic pen. Therefore, even if the electronic pen 1 of this embodiment is used for a foldable terminal, no inconvenience is caused.
  • the electronic pen 1 of this embodiment can fully exhibit the function as an electronic pen even when used in a conventional tablet PC or the like provided with tempered glass or the like on the operation surface.
  • the core 4 of the electronic pen 1 of this embodiment is formed of a conductive material.
  • a conductive material for example, a metal or a conductive resin can be considered.
  • the core body 4 becomes thin and hard.
  • a load of 300 gf or more is not applied to the operation surface, but if possible, it is desired to further protect the operation surface.
  • a cover can be provided at the tip of the pen tip 42 of the core body 4.
  • the core body 4 includes a main body portion 41 and a pen tip portion 42.
  • the main body 41 is rod-shaped (cylindrical).
  • the pen tip portion 42 is provided on one end side in the longitudinal direction of the main body portion 41, has a diameter longer than the diameter of the main body portion 41, and tapers from the main body portion 41 side (rear end side) toward the tip end side. It has a tapered shape.
  • the main body portion 41 and the pen tip portion 42 are integrally formed of the same conductive material, have a long diameter, are hard, and have high strength.
  • the conductive material for example, various hard conductive resins, metals such as copper, and the like are used.
  • a cup-shaped cover portion 43 that matches the tip portion is provided at the tip portion of the pen tip portion 42.
  • the cover portion 43 is a cup-shaped (dome-shaped) member provided so as to cover the entire outer surface of the pen tip portion 42, and is formed of a material that can be compressed / expanded. That is, the cover portion 43 is formed in a sponge-like or rubber-like shape, has elasticity like a human fingertip (a portion with a fingerprint and a portion in the vicinity thereof), and is compressed and shrunk when pressed, and is pressed. When released, it expands and returns to its original state.
  • the sponge-shaped cover portion 43 examples include a foam sponge formed by firing a resin material such as urethane resin and a rubber sponge formed by firing a rubber material such as natural rubber or synthetic rubber.
  • the rubber-like cover portion 43 has elastic force similar to that of natural rubber and synthetic rubber, as well as natural rubber and synthetic rubber, and shrinks when pressed and returns to the original state when pressed is released.
  • a material such as urethane resin or silicon may be used to form the cover portion 43 that can be compressed / expanded. It is also possible to form the cover portion 43 by superimposing fabrics formed in a mesh shape.
  • the cover portion 43 can be configured by using various materials such as sponge and rubber so that when pressed, it compresses and shrinks, and when pressed is released, it expands and returns to its original state.
  • the cover portion 43 capable of compression / expansion so as to cover the entire outer surface of the pen tip portion 42 in this way, the operation using the electronic pen 1 on the operation surface on the display screen of the electronic device can be performed.
  • the force applied to the operation surface by the electronic pen 1 is absorbed by the cover portion 43.
  • the cover portion 43 it is possible to prevent a large force from being momentarily applied to the operation surface, that is, the display screen of the display device mounted on the electronic device, and the display screen can be protected. Therefore, even when the electronic pen 1 of this embodiment is used as in the operation of the foldable terminal, a more suitable electronic pen used for the foldable terminal is obtained without damaging the display screen of the foldable terminal. realizable.
  • the outer surface of the pen tip portion 42 means the outer surface of the pen tip portion 42 that can come into contact with the operation surface without the cover portion 43.
  • the cover portion 43 is attached to the pen tip portion 42 so as to be in close contact with the pen tip portion 42, and the core body 4 is attached to the electronic pen so that it can be used as an electronic pen. If the cover portion 43 is more difficult to remove from the pen tip portion 42, the cover portion 43 may be adhered to the pen tip portion 42 with an adhesive.
  • the pen tip portion 42 of the core body 4 is provided with a cup-shaped cover portion 43 that covers the outer surface of the pen tip portion 42 to protect the operation surface and improve the writing quality.
  • the cover portion 43 is not limited to a cup-shaped one.
  • 4 and 5 are diagrams for explaining variations of the core body 4.
  • the core body 4A shown in FIG. 4A includes a main body portion 41A, a pen tip portion 42A, and a cover portion 43A, similarly to the core body 4 described above.
  • the cover portion 43A of this example is a plug-in type, and the insertion portion 43Aa extending from the inner apex portion of the cover portion 43A formed in a dome shape through the axis and toward the opening of the cover portion 43A. Is provided.
  • the insertion portion 43Aa is made of the same material as the portion covering the outside of the pen tip portion 42A of the cover portion 43A.
  • the insertion portion 43Aa may be hardened by compressing the portion covering the outside of the pen tip portion 42A of the cover portion 43A to make it easier to insert. Further, the insertion portion 43Aa can be formed of a material different from the portion that covers the outside of the pen tip portion 42A of the cover portion 43A. The insertion portion 43Aa can have various shapes, but in this example, it is a columnar one.
  • the pen tip portion 42A is provided with an insertion hole 42Aa that is a hole into which the insertion portion 43Aa of the cover portion 43A is inserted, passes through the axis from the apex portion, and extends toward the main body portion 41A.
  • the length of the insertion hole 42Aa in the axial direction is the same as or longer than that of the insertion portion 43Aa.
  • the diameter of the insertion hole 42Aa is the same as or slightly shorter than the diameter of the insertion portion 43Aa.
  • the insertion portion 43Aa of the cover portion 43A is inserted into the insertion hole 42Aa provided in the pen tip portion 42A, and the inner surface (inner surface) of the cover portion 43A is formed.
  • the pen tip portion 42A is brought into close contact with the outer surface (outer surface).
  • the cover portion 43A can be attached to the pen tip portion 42A.
  • the cover portion 43A does not separate from or shift from the pen tip portion 42A by fitting the insertion portion 43Aa into the insertion hole 42Aa.
  • the shape of the insertion portion 43Aa is not limited to a columnar shape, and can be formed as a columnar body having various cross-sectional shapes in a direction intersecting the axial direction, such as a prismatic shape. Further, the insertion hole 42Aa can also have various shapes corresponding to the insertion portion 43Aa. Further, the insertion portion 43Aa and the insertion hole 42Aa do not have to have the same shape as long as they can be inserted and do not easily come off during use. Further, the lengths of the insertion portion 43Aa and the insertion hole 42Aa can be appropriately set so that they can be easily inserted and removed and cannot be easily removed during use.
  • the core body 4B shown in FIG. 4B includes a main body portion 41B, a pen tip portion 42B, and a cover portion 43B, similarly to the core body 4 described above.
  • the cover portion 43B of this example is a fitting type, and an overhanging portion 43Ba overhanging inward is provided in the opening portion of the cover portion 43B formed in a dome shape.
  • the overhanging portion 43Ba is a ring-shaped portion formed so as to overhang along the inner edge of the opening portion of the cover portion 43B.
  • the overhanging portion 43Ba is made of the same material as the portion covering the outer surface of the pen tip portion 42B of the cover portion 43B.
  • the pen tip portion 42B is provided with a ring-shaped groove portion 42Ba at a position where the overhanging portion 43Ba of the cover portion 43B fits when the cover portion 43B is attached.
  • the depth of the groove portion 42Ba (the depth in the direction intersecting the axial center) is the same as the length of the portion overhanging inside the overhanging portion 43Ba. Further, whether the length of the groove portion 42Ba in the axial direction is the same as the thickness of the overhanging portion 43Ba in the axial direction is set to be slightly shorter than the thickness of the overhanging portion 43Ba. That is, as shown in FIG. 4B, the shape of the groove portion 42Ba is such that the overhanging portion 43Ba of the cover portion 43B fits snugly.
  • the pen tip portion 42B is inserted from the opening portion of the cover portion 43B, the cover portion 43B is put on the pen tip portion 42B, and the cover portion 43B is covered.
  • the overhanging portion 43Ba is fitted into the groove portion 42Ba of the pen tip portion 42B.
  • the inner wall surface of the cover portion 43B and the outer wall surface of the pen tip portion 42B on the pen tip side can be brought into close contact with each other, and the cover portion 43B can be attached to the pen tip portion 42B.
  • the cover portion 43B does not separate from or shift from the pen tip portion 42B.
  • the core body 4C shown in FIG. 4C includes a main body portion 41C, a pen tip portion 42C, and a cover portion 43C, similarly to the core body 4 described above.
  • the cover portion 43C of this example is also a fitting type as in the case of the core body 4B shown in FIG. 4B, but unlike the case of the core body 4B, the outer side of the pen tip portion 42C is also used. It is mounted so as to cover the entire surface. That is, even in the case of the core body 4C, the overhanging portion 43Ca overhanging inward is provided in the opening portion of the cover portion 43C formed in a dome shape.
  • the overhanging portion 43Ca is a ring-shaped one formed so as to overhang along the inner edge of the opening portion of the cover portion 43C.
  • the overhanging portion 43Ca is made of the same material as the other portions of the cover portion 43C.
  • the pen tip portion 42C has a ring-shaped overhanging portion 42Ca protruding outward from the main body portion 41C at the boundary portion with the main body portion 41C.
  • the length of the overhanging portion in the direction intersecting the axis of the overhanging portion 42Ca is the same as the length of the overhanging portion inside the overhanging portion 43Ba of the cover portion 43C.
  • the shape of the internal space portion of the cover portion 43C and the shape of the portion to which the cover portion 43B of the pen tip portion 42C is mounted are made to be substantially the same. There is.
  • the overhanging portion 42Ca of the pen tip portion 42C and the overhanging portion 43Ca of the cover portion 43C are formed. Since they overhang in opposite directions, they engage tightly.
  • the pen tip portion 42C is covered with the cover portion 43C, and the overhanging portion 43Ca of the cover portion 43C is engaged with the overhanging portion 4Ca of the pen tip portion 42C.
  • the inner wall surface of the cover portion 43C and the outer wall surface of the pen tip portion 42C can be brought into close contact with each other, and the cover portion 43C can be attached to the pen tip portion 42C.
  • the cover portion 43C does not separate from or shift from the pen tip portion 42C by engaging the overhanging portion 43Ca with the overhanging portion 42Ca.
  • the cover portion 43C attached to the pen tip portion 42C can be easily removed.
  • one of the space portion inside the cover portion 43C and the portion where the cover portion 43B of the pen tip portion 42C is mounted may be made slightly larger or smaller in a similar shape. It is also possible to make it closer or to have some margin.
  • the core body 4D shown in FIG. 5A includes a main body portion 41D, a pen tip portion 42D, and a cover portion 43D, similarly to the core body 4 described above.
  • the cover portion 43D of this example has a different shape from the cover portions 43, 43A, 43B, and 43C described above, and has a thicker tip portion mainly as a pen tip.
  • the core body 4 described with reference to FIG. 2 is configured in substantially the same manner. Therefore, as shown in FIG. 5A, it is possible to increase the thickness of the tip portion of the cover portions 43, 43A, 43B, and 43C described above. That is, the cover portions 43, 43A, 43B, and 43C have various shapes such as thickening or thinning the tip portion, flattening the tip portion, thickening or thinning the side surface portion, and the like. can do.
  • the core body 4E shown in FIG. 5B includes a main body portion 41E, a pen tip portion 42E, and a cover portion 43E, similarly to the core body 4 described above.
  • the cover portion 43E of this example is provided with a convex portion 42Ea at the center of the tip of the pen tip portion 42E, contrary to the core body 4A shown in FIG. 4 (A).
  • a recess is provided in the central portion inside the cover portion 43E.
  • the cover portion 43E can be provided at the tip portion of the pen tip portion 42E that always comes into contact with the operation surface.
  • the cover portion 43E and the pen tip portion 42E are adhered to each other at the time of adhesion or the like.
  • the main body portion 41 and the pen tip portion 42 are integrally formed of a conductive material. Therefore, the entire core body 4 is hard and has high strength. Therefore, it has been explained that a soft pen tip can be realized by providing the cover portion 43.
  • the portion other than the cover portion 43 may have various configurations.
  • the portion including the main body portion 41 and the pen tip portion 42 may be configured to include a core rod portion and a protective member that covers at least a side surface of the core rod portion.
  • the portion other than the cover portion of the core body will be specifically described.
  • FIGS. 6A and 6B are views for explaining other configuration examples of the portion other than the cover portion of the core body
  • FIG. 6A is an external view of the core body 4F
  • FIG. 6B is a view of the core body 4F.
  • a cross-sectional view is shown
  • FIG. 6C shows a bottom view of the core body 4F.
  • the core body 4F of this example includes a core rod 44 and a protective member 45.
  • the cover portion 43 is actually attached to the pen tip portion.
  • this example is also characterized in the portion excluding the cover portion 43, the portion other than the cover portion will be mainly described below.
  • the core rod 44 is a conductive rod-shaped body.
  • the core rod 44 of this example is formed by using a conductive elastomer.
  • the conductive elastomer is a rubber in which conductivity is added by mixing conductive particles (carbon, metal powder, metal vapor deposition powder, etc.) in a highly insulating rubber material substantially uniformly at a fixed mixing ratio. Therefore, the core rod 44 is a soft one having elasticity, and realizes a so-called soft pen tip with a writing taste.
  • the core rod 44 protrudes from the tip end side of the protective member 45, and protrudes from the hemispherical tip portion 44a constituting the pen tip and the rear end side of the protective member 45, and is electrically connected. It has a rear end portion 44c constituting a connecting portion.
  • the rod-shaped portion connecting the front end portion 44a and the rear end portion 44c is the intermediate portion 44b.
  • the intermediate portion 44b has a tapered shape that tapers from the front end portion 44a toward the rear end portion 44c.
  • the protective member 45 covers the side surface of the intermediate portion 44b excluding the tip portion 44a and the rear end portion 44c of the core rod 44 to protect the core rod 44.
  • the protective member 45 is formed of polycarbonate.
  • Polycarbonate is a kind of heat-reversible plastic, and has the property of being softened by heating so that it can be molded into a desired shape, and solidified by cooling it.
  • the core body 4F first, the core rod 44 made of a conductive elastomer is molded. Then, the intermediate portion 44b of the core rod 44 is formed by so-called two-color molding in which polycarbonate is injected into the core rod 44 (primary side) into the same mold to form the protective member 45 (secondary side).
  • a core body 4E having a protective member 45 provided on the side surface of the core body 4E can be formed.
  • Two-color molding is a method for molding a member, which is also called heterogeneous material molding or double molding.
  • the protective member 45 has three portions having different widths in the direction intersecting the axial direction, that is, the first protective portion 45a, the second protective portion 45b, and the third. It is composed of a protective portion 45c.
  • the first protective portion 45a is a portion provided on the pen tip side of the core body 4F.
  • the first protective portion 45a has a tapered shape that tapers toward the pen tip, and the width in the direction intersecting the axial center direction is the core body 4F in the portion of the predetermined range x from the rear end toward the pen tip. It is the widest in.
  • the width in the direction intersecting the axial direction of the portion of the predetermined range x is slightly shorter than the width (diameter) of the opening of the front cap 22.
  • the writing pressure is applied to the core rod 44 in the axial direction and the moving direction of the electronic pen 1 is different.
  • Force is also applied in the opposite direction.
  • the inner wall of the opening of the front cap 22 and the outer wall of the predetermined range x of the first protective portion 45a of the protective member 45 of the core body 4E come into contact with each other.
  • it is possible to prevent an excessive load from being applied to the core rod 44 during the writing operation. Therefore, it does not occur that the core rod 44 is excessively bent and difficult to write, and the core rod 44 is not damaged.
  • the second protection portion 45b is a portion that continues to the rear end side of the first protection portion 45a, and the width in the direction intersecting the axial direction is shorter than the width of the rear end of the first protection portion 45a, which will be described later. 3 It is a portion longer than the width in the direction intersecting the axial direction of the protection portion 45c. Therefore, the core body 4E is composed of three portions having different diameters as shown in the bottom view of FIG. 6C when viewed from the direction indicated by the arrow Ar in FIG. 6A. Regarding the relationship between the diameters of the respective protection portions, the first protection portion 45a is the longest, the second protection portion 45b is the longest, and the third protection portion 45c is the shortest. Then, the second protective portion 45b protects the central portion of the intermediate portion 44b of the core rod 44 in the axial direction.
  • the third protective portion 45c is a portion that continues to the rear end side of the second protective portion 45b, and protects the portion where the core rod 44 is the thinnest.
  • the width of the third protection portion 45c in the direction intersecting the axial direction is the width in the direction intersecting the axial center direction of the rear end portion 44c of the core rod 44. It is designed to be almost the same as. Then, the third protective portion 45c of the protective member 45 and the rear end portion 44c of the core rod 44 are inserted into and held by the core body hold member 53 of the shaft portion 52 as shown in FIG.
  • the tip portion 44a of the core rod 44 is made to protrude from the protective member 45, the tip portion 44a of the core rod 44 constitutes a pen tip, and an electronic pen with a soft writing taste can be realized.
  • the rear end portion 44c of the core rod 44 is also made to protrude from the protective member 45. The rear end portion 44c comes into contact with the core body hold member 53 made of a conductive material, and can receive the signal of the transmitting portion 8s. That is, the rear end portion 44c of the core rod 44 constitutes an electrical connection end for receiving the signal supply from the transmission portion 8s. As a result, the signal from the transmitting unit 8s formed by the control of the control IC 10 can be transmitted to the position detection sensor through the core rod 44.
  • the material of the core rod 44 is not limited to the conductive elastomer.
  • the core rod 44 can also be formed of, for example, a resin such as POM (polyoxymethylene or polyacetal) mixed with conductive particles such as metal powder or carbon, or a felt to which a conductive material such as conductive particles is added.
  • the core rod 44 can be formed of various conductive materials.
  • a relatively soft material such as felt (nonwoven fabric), a pen tip with a soft writing taste can be constructed.
  • the material of the protective member 45 is not limited to polycarbonate.
  • the protective member 45 can also be formed of an acrylic resin called organic glass or the like together with polycarbonate.
  • the protective member 45 has thermal reversibility, and can form the core body 4E together with the core rod 44 by a so-called double mold, and can protect the core rod 44 while maintaining a certain degree of hardness in a solidified state.
  • Various materials can be used.
  • the cover portion 43 is attached to the basic portion of the core body 4F composed of the core rod 44 and the protective member 45 as shown by the dotted line in FIG. 6 (A), whereby the pen is softer.
  • a core for an electronic pen with a tip can be configured.
  • the core body 4F configured by attaching the cover portion 43 it can be used with confidence not only for the conventional tablet terminal but also for the foldable terminal.
  • the linear characteristic of the indicated position on the position detection sensor side can be improved.
  • the core rod has been described as having a tip portion, a rear end portion, and an intermediate portion that tapers from the tip portion toward the rear end portion and has a tapered shape, but the present invention is limited to this. is not it. It does not have to have a tapered shape. Therefore, the core rod can have various shapes.
  • the protective member may be any one that protects the intermediate portion of the core rod.
  • the protective member includes a first protective portion that protects the core body from a force applied in a direction opposite to the moving direction at the time of writing, a second protective portion that protects most of the intermediate portion, and a core rod. It suffices as long as it is provided with a third protective portion that protects the rear end portion side and forms a fitting portion with the core body hold member 53.
  • a protective member may cover the entire core rod to form a basic portion of the core body, and a cover portion may be provided on the pen tip portion of this basic portion.
  • cover portions 43A, 43B, 43C, 43D in the manner described with reference to FIGS. 4 and 5.
  • the cover portion 43 is provided for the pen tip portion 42 of the core body 4, a softer pen tip that is close to the feel of the user's fingertip is provided, and in addition to the conventional tablet terminal. , It is possible to realize an electronic pen that can be used with confidence even for folderable terminals. Further, even if the cover portions 43, 43A, 43B, 43C, and 43D are provided for each of the core bodies 4, 4A, 4B, 4C, 4D, 4E, and 4F, the parts other than the cover portion are used for the conventional electronic pen. It can realize the function as a core body. That is, the performance as a core for an electronic pen can be maintained as before.
  • cover portions 43, 43A, 43B, 43C, 43D are provided from the basic constituent parts of the core body, that is, the pen tip portion of the portion including the main body portion 41, the pen tip portion 42, the core rod 44, the protective member 45, and the like. It is made removable to the pen tip part of the part. As a result, even if the cover portions 43, 43A, 43B, 43C, and 43D deteriorate, they can be replaced, so that the basic constituent portion of the core body can be made to last longer.
  • the set load of the piston spring 54 has been described as 300 gf, but the present invention is not limited to this. It is possible to use various values for the set load of the piston spring 54 depending on the strength of the operation surface of the electronic device to be used and the like. Further, the shaft portion 52, the core body hold member 53, the piston spring 54, and the cylinder portion 55 of the electronic pen 1 of the above-described embodiment need only be formed of a conductive material, and can fulfill their functions. If there is, it can be formed by various conductive materials.
  • the materials of the respective parts constituting the core bodies 4, 4A, 4B, 4C, 4D, 4E, and 4F described in the above-described embodiment are not limited to those described above. It can be constructed using various materials capable of fulfilling the function and purpose of each part.
  • the cover portions 43, 43A, 43B, 43C, and 43D can be compressed / expanded, and when used in contact with the display screen of a so-called foldable terminal as an operation surface, the display screen is not damaged. It can be made of various materials that can be configured.
  • the cover portions 43, 43A, 43B, 43C, and 43D are formed of a conductive elastomer to ensure good overall conductivity of the core bodies 4, 4A, 4B, 4C, 4D, 4E, and 4F. At the same time, the writing taste can be made soft.
  • the method of attaching the cover portion to the pen tip portion is not limited to the one described with reference to FIGS. 4 and 5, and the cover portion is attached by various methods that can be attached so as not to come off or shift during use. It is possible. Further, the core bodies 4, 4A, 4B, 4C, 4D, 4E, and 4F can be configured in various sizes depending on the electronic pen actually used.
  • the size of the pen tip portions 42, 42A, 42B, 42C, 42D and the size (mainly the thickness) of the cover portions 43, 43A, 43B, 43C, 43D are limited to the cover portion provided on the pen tip portion. It is determined to have a predetermined size in a state of being shrunk to. As a result, the inconvenience that the cover portion becomes thicker than necessary does not occur.
  • the insertion hole 42Aa of the core body 4A described with reference to FIG. 4A is the holding portion of the insertion portion 43Aa of the cover portion 43A.
  • the groove portion 42Ba described with reference to FIG. 4B is the holding portion of the overhanging portion 43Aa of the cover portion 43B
  • the overhanging portion 42Ca described with reference to FIG. 4C is the overhanging portion of the cover portion 43C. It is a holding portion of 43Aa.

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Abstract

操作面に対して大きな圧力を掛けることなく、フォルダブル端末に対しても安心して使用できる共に、筆圧を適切に検出できるようにする電子ペンを提供する。シャフト部（５２）、芯体ホールド部材（５３）、ピストンバネ（５４）、シリンダ部（５５）がユニット筐体（５１）に収納されて構成される芯体ユニット（５）は、筆圧伝達部を構成し、芯体（４）に係る筆圧を筆圧検出部として機能する感圧用部品（７）に伝達する。シャフト部（５２）、ピストンバネ（５４）、シリンダ部（５５）からなる部分は、緩衝機構として作用し、芯体に所定値以上の筆圧がかけられた場合にこれを吸収し、操作面に対して所定値以上の荷重がかからないようにする。

Description

電子ペン
　この発明は、例えば、タブレットＰＣ（Personal Computer）などの位置検出装置が搭載された電子機器に対する位置指示器としての機能を実現する電子ペンに関する。
　スマートフォンなど呼ばれる高機能電話端末やタブレットＰＣ（Personal Computer）といった種々の電子機器の入力デバイスの１つとして、位置検出装置と位置指示器とが用いられている。位置指示器は一般にペン型に形成されており、電子ペンやスタイラスなどと呼ばれている。位置検出装置と位置指示器とには種々の方式のものがある。その中でアクティブ静電容量方式（ＡＥＳ（Active Electrostatic）方式）の場合、電子ペンに搭載された発振回路からの信号をペン先より位置検出装置の位置検出センサに向けて送出（放射）することで、位置検出センサ上の位置を指示する。
　アクティブ静電容量方式の位置検出装置で用いられる位置検出センサは、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などの表示装置の表示画面上に、当該表示画面のＸ軸方向（横方向）とＹ軸方向（縦方向）とに線状の透明電極を配設して構成される。従って、表示画面上に配設された位置検出センサ上が、電子ペンによる操作面となる。位置検出装置は、電子ペンから放射される信号（電界）を受信している位置検出センサの線状の透明電極の位置に応じて、電子ペンによる指示位置を検出する。
特許第５７６１７７３号公報
　ところで、電子ペンによる情報の入力は、紙に鉛筆で筆記するごとく、位置検出センサ上に強化ガラス等の保護層が設けられて形成された位置検出面（操作面）に電子ペンのペン先を直接接触させて移動させていくことによって行われる。これにより、位置検出装置において、電子ペンによる指示位置を、筆跡を示すデジタルデータとして取り込むことができる。
　近年においては、フォルダブル端末などと呼ばれる、表示画面を含む端末を２つ折り、３つ折りにすることが可能な携帯端末が提供されるようになってきている。フォルダブル端末は、折り曲げることによりコンパクトにして用い運ぶことができ、広げた時には大きな画面の使用が可能である。しかしながら、フォルダブル端末は折り畳み可能であるために、表示装置として搭載されるＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）の表示画面は、柔らかなものとなっている。折り畳み式であるため、強化ガラス等の保護層を設けられないためである。
　このため、フォルダブル端末の当該操作面上に対して電子ペンにより操作を行うとした場合に問題が生じる可能性がある。電子ペンのペン先は、比較的に柔らかな材料により形成したとしても、使用者の指先に比べれば固く尖ったものになってしまう。この場合、単位面積当たりの圧力が指先に比べ非常に大きなものとなり、フォルダブル端末の表示画面に対応する操作面上を電子ペンで操作した場合には、当該操作面を傷付けてしまったり、表示装置の発光層を破損させたりする恐れがある。
　また、電子ペンにおいては、ペン先側に傾き検出のための電極が配置されるなどのために、例えば、筆圧検出部が電子ペンの後端側に設けられるなどして、芯体が長くなる場合がある。芯体が長くなると、これに筆圧が加えられた場合に撓みが生じる原因になり、芯体が電子ペンの筐体内部において、周囲の壁面と擦れるなどして筆圧にロスが生じる場合があると考えられる。このため、芯体を筆圧に応じて適切に軸心方向に移動させ、筆圧検出部に筆圧を適切に伝達できるようにすることが重要になる。
　以上の点に鑑み、この発明は、位置検出装置が搭載された電信機器の操作面に対して大きな圧力を掛けることなく、フォルダブル端末に対しても安心して使用できる共に、筆圧を適切に検出できるようにする電子ペンを提供することを目的とする。
　上記課題を解決するため、
　導電性を有する棒状の芯体と、
　前記芯体が接続され、前記芯体に加わる筆圧を筆圧検出部に伝達する導電性を有する筆圧伝達部と、
　前記芯体から送出する信号を発生させる発信部と
　を備える電子ペンであって、
　前記筆圧伝達部には、前記芯体に所定値以上の筆圧が加わった場合に、筆圧を吸収する緩衝機構が設けられており、
　前記発信部からの信号は、前記筆圧伝達部を通じて前記芯体に供給され、前記芯体を通じて外部に発信される
　ことを特徴とする電子ペンを提供する。
　この電子ペンによれば、芯体と、当該芯体が接続される筆圧伝達部と、発信部とを備える電子ペンである。芯体と筆圧伝達部とは、共に導電性を備えており、発信部からの信号は、筆圧伝達部を通じて芯体に供給され、芯体から外部に発信され、電子ペンの機能が実現される。また、芯体に加えられた筆圧は、筆圧伝達部材を通じて筆圧検出部に伝達される。当該電子ペンの当該筆圧伝達部には、芯体に所定値以上の筆圧が加わった場合に、筆圧を吸収する緩衝機構が設けられている。従って、所定値を越えない筆圧については、適切に検出することができるようにされ、所定値以上の筆圧が加わっても、位置検出装置側の操作面に過度の圧力がかかることが無いようにされる。
実施の形態の電子ペンの構成例を説明するための図である。 実施の形態の電子ペンのペン先側の要部を説明するための図である。 実施の形態の電子ペンの筆圧検出及び信号送信の機能を実現する部分について説明するための図である。 実施の形態の電子ペン用芯体のバリエーションを説明するための図である。 実施の形態の電子ペン用芯体のバリエーションを説明するための図である。 実施の形態の電子ペン用芯体の他の構成例を説明するための図である。
　以下、図を参照しながら、この発明による電子ペンの実施の形態について説明する。以下に説明する実施の形態の電子ペンは、電子ペン側から信号を送出し、当該信号を受信した位置検出センサ上の位置に応じて指示位置の検出を可能にするアクティブ静電容量方式に対応したものである。
　［電子ペン１の構成例］
　図１は、この実施形態の電子ペン１の構成例を説明するための図であり、説明のために電子ペン１のケース（筐体）２の一部を切断して、その内部を示したものである。また、図２は、電子ペン１のペン先側の要部を説明するための図（拡大断面図）である。また、図３は、電子ペン１の筆圧検出及び信号送信の機能を実現する部分について説明するための図（模式図）である。
　図１に示すように、電子ペン１は、軸心方向（軸心に沿う方向）に細長であって、軸心方向の一方がペン先側とされて、開口を有するようにされると共に、軸心方向の他方が閉じられた円筒状の形状とされているケース（筐体）２を備える。ケース２は、内部に中空部を有する円筒形状のケース本体２１と、このケース本体２１と結合されるフロントキャップ２２及びリアキャップ２３により構成されている。フロントキャップ２２及びリアキャップ２３が、ケース本体２１に嵌合されることで、ケース２が形成される。
　ケース本体２１とリアキャップ２３とは、導電性材料で形成されている。この実施の形態において、ケース本体２１とリアキャップ２３とは、例えば、アルマイト加工されたアルミニウムにより形成されている。また、フロントキャップ２２は、非導電性材料で形成されている。この実施の形態において、フロントキャップ２２は、例えば、プラスチックにより形成されている。
　フロントキャップ２２は、図２に示すように、軸心方向に電子ペン用芯体４を貫通させる貫通孔を有する筒状体の構成とされると共に、電子ペン１のペン先側の部分の外観形状が、ペン先に近くなるほど外径が小さくなるテーパー形状のものである。なお、以下においては、電子ペン用芯体４を単に芯体４と記載する。フロントキャップ２２のペン先側の端部は、芯体４を貫通させる貫通孔の開口になっている。ケース２の中空部内には、図１に示すように、プリント基板８などの搭載部品を保持するための基板ホルダー３や電池９が収納されると共に、ペン先側には、電子ペンとしての機能を実現するための部品が収納される。
　ケース２のフロントキャップ２２側には、図２に示すように、芯体ユニット５、内部筐体６、感圧用部品（筆圧検出部）７、傾き検出用電極１３、グランドリング１６が収納される。内部筐体６は、フロントキャップ２２と同様に、筒状に形成されたものであり、ペン先に近くなるほど外径が小さくなるテーパー形状とされている。内部筐体６は、非導電性材料で形成されたものであり、この実施の形態では、例えば、プラスチックにより形成されたものである。フロントキャップ２２と内部筐体６との間であってペン先側には、若干の空隙が設けられ、ここに傾き検出用電極１３が設けられる。傾き検出用電極１３は、内部筐体６のペン先側の外側側面に、導電線をコイル状に巻回させることにより形成されている。
　内部筐体６の内側には、芯体ユニット５が搭載される。芯体ユニット５は、筒状のユニット筐体５１の内部に、ペン先側からシャフト部５２と、ピストンバネ５４と、シリンダ部５５が搭載されて構成される。シャフト部５２は、ペン先側に開口を有するカップ状に形成された芯体保持部５２１と、当該芯体保持部５２１の底面外側より電子ペン１の後端側に延伸された円柱状のピストン部５２２とからなる。芯体保持部５２１とピストン部５２２からなるシャフト部５２は、導電性材料により形成されたものであり、この実施の形態では、例えば、金属により形成されたものである。
　シャフト部５２の芯体保持部５２１の内側には、筒状に形成された芯体ホールド部材５３が設けられている。図２に示すように、芯体ホールド部材５３の後端側の端面は、芯体保持部５２１の内部のペン後端側の端面に突合し、芯体ホールド部材５３の側面から張り出した張り出し部のペン先側の端面は、芯体保持部５２１の内側のペン先側の端面に突合する。これにより、芯体ホールド部材５３がシャフト部５２の芯体保持部５２１内に固定される。
　芯体ホールド部材５３は、導電性弾性部材により形成されたものであり、この実施の形態では、例えば、導電性ゴムにより形成されたものである。芯体ホールド部材５３に対して、芯体４の後端側が差し込まれることにより、芯体４をシャフト部５２に対して取り付けることができると共に、引き抜くことにより取り外すこともできる。すなわち、芯体４は、シャフト部５２の芯体保持部５２１に設けられた芯体ホールド部材５３に対して着脱可能にされる。なお、芯体４は、導電性材料により棒状に形成され、図２に示すように本体部４１とペン先部４２とを有すものである。
　また、シャフト部５２のピストン部５２２の周囲には、ピストンバネ５４が設けられる。ピストンバネ５４は、導電性材料で形成され、この実施の形態では、例えば、ステンレス（ＳＵＳ３０４）により形成されている。シャフト部５２及びピストンバネ５４の後段には、シリンダ部５５が設けられる。
　シリンダ部５５は、ペン先側から後端側に向かって円柱状の穴部を備えることにより筒状とされたシリンダ本体部５５１と、シリンダ本体部５５１の底面部外側から後端側に延伸された棒状のシリンダ連結部５５２とからなる。シリンダ本体部５５１の後端部は閉じられて底面部を構成している。また、シリンダ本体部５５１の外側には、第１のリング状突起５５１ａと第２のリング状突起５５１ｂとが設けられている。シリンダ部５５は、導電性材料で形成され、この実施の形態では、例えば、金属により形成されている。
　シャフト部５２の円柱状に形成されたピストン部５２２の直径は、シリンダ部５５のシリンダ本体部５５１の穴部の内径よりやや短くなっている。これにより、図２、図３に示すように、シャフト部５２のピストン部５２２が、シリンダ本体部５５１の穴部に挿入され、筆圧に応じてピストン部５２２がシリンダ本体部５５１内を摺動移動すること（入ったり出たりすること）が可能にされる。図２、図３に示したように、ピストン部５２２の後端側が、シリンダ本体部５５１の穴部に挿入された状態で、ピストンバネ５４は、シャフト部５２の芯体保持部５２１の底面外側とシリンダ部５５のシリンダ本体部５５１とに接触する状態とされる。これにより、ピストンバネ５４が、シャフト部５２とシリンダ部５５とを電気的に接続する。
　ピストンバネ５４は、シャフト部５２の芯体保持部５２１の底面外側とシリンダ部５５のシリンダ本体部５５１に設けられた第１のリング状突起５５１ａとにより挟まれて、両者の間に作用する。この場合、芯体４に対して所定値を越えない筆圧が掛かっている状態では、ピストンバネ５４が縮む（撓む）ことはなく、ピストン部５２２がシリンダ本体部５５１内に入り込まない。芯体４に対して所定値を超える筆圧が掛かると、ピストンバネ５４が縮み（撓み）はじめ、ピストン部５２２がシリンダ本体部５５１内に筆圧に応じて徐々に入り込む。
　このように、シャフト部５２とピストンバネ５４とシリンダ部５５とによって、所定値を越える筆圧を吸収する緩衝機構を構成する。なお、後述もするが、この実施の形態のピストンバネ５４は、３００ｇｆ（グラム重）の荷重がかかった場合に撓み始めるものであう。従って、ピストンバネ５４は、３００ｇｆ未満の筆圧では縮む（撓む）ことはないが、３００ｇｆ以上の筆圧が掛かると徐々に縮み（撓み）はじめるものである。
　また、シャフト部５２及び芯体ホールド部材５３、ピストンバネ５４、シリンダ部５５は、図２に示した状態を維持するようにして、ユニット筐体５１内に収納される。すなわち、シャフト部５２の芯体保持部５２１の後端側側面からリング状に張り出した外側突起５２１ａが、ユニット筐体５１のペン先側において内側に張り出した前側張り出し部５１ａと係合する。更に、シリンダ本体部５５１の第２のリング状突起５５１ｂが、ユニット筐体５１の後端部から内側にリング状に張り出した後側張り出し部５１ｂと係合する。
　これにより、ユニット筐体５１内に、シャフト部５２及び芯体ホールド部材５３、ピストンバネ５４、シリンダ部５５のそれぞれが、図２、図３に示した状態を維持するように収納された状態となる。従って、ユニット筐体５１内にシャフト部５２及び芯体ホールド部材５３、ピストンバネ５４、シリンダ部５５が収納されて構成された芯体ユニット５を、芯体に加えられた筆圧を伝達する導電性を有する１つの部品である筆圧伝達部として用いることができる。また、筆圧伝達部材としての機能を有する芯体ユニット５は、上述したように、所定値以上の筆圧を吸収する緩衝機構を備えたものである。
　このように構成される芯体ユニット５においては、シリンダ部５５のシリンダ本体部５５１の後端側とシリンダ連結部５５２とがユニット筐体５１の後端から突出して、感圧用部品７に連結される。なお、図２に示したように、芯体４に筆圧が掛かっていない非使用状態では、ユニット筐体５１の後側端面と感圧用部品７の前側端面との間には、矢印を付して示したように、空隙ＳＰが設けられる。空隙ＳＰは、後述もするが、芯体４に３００ｇｆ未満の筆圧の範囲で芯体ユニット５が軸心方向に移動することを可能にし、３００ｇｆ未満の筆圧の検出を適切に行うことができるようにしている。
　感圧用部品７は、感圧部筐体７１、筐体キャップ７２、導電バネ７３、押圧部材ホルダー７４、押圧部材７５、第１電極７６、スペーサ７７、誘電体７８、第２電極７９からなる。感圧部筐体７１のペン先側端部には、中心部分に貫通孔を有する筐体キャップ７２が固定され、感圧用部品７を構成する部品を感圧部筐体７１内に止めるようにしている。感圧部筐体７１と筐体キャップ７２とは、非導電性材料により形成されたものであり、この実施の形態ではプラスチックにより形成されたものである。
　感圧部筐体７１の内側であって、筐体キャップ７２の貫通孔近傍には、導電性材料により形成された導電バネ７３が設けられる。導電バネ７３は、図２に示すように、筐体キャップ７２の貫通孔にシリンダ部５５のシリンダ連結部５５２とシリンダ本体部５５１の後端側が差し込まれた場合に、シリンダ本体部５５１と接触して電気的に接続される。導電バネ７３は、シリンダ部５５に対して信号を供給する機能を実現する。
　なお、導電バネ７３は、筐体キャップ７２の内側底面に固定され、シリンダ本体部５５１の後端側と筐体キャップ７２の内側底面との間で作用して、芯体ユニット５をペン先側に押し戻すように作用している。また、導電バネ７３は、コイルバネの形状とされているので、シリンダ部５５が摺動移動しても伸縮することができ、導電バネ７３とシリンダ本体部５５１との電気的な接続を常時維持することができるようにしている。
　筐体キャップ７２の後端側には、押圧部材ホルダー７４に収納された押圧部材７５が配置される。押圧部材ホルダー７４と押圧部材７５とは、非導電性材料により形成されたもので、この実施の形態においてはプラスチックにより形成されたものである。また、押圧部材７５は、押圧部材ホルダー７４内において、電子ペン１の軸心方向に移動することができるようになっている。
　押圧部材７５の後端側には、第１電極７６、スペーサ７７、誘電体７８、第２電極７９が設けられる。第１電極７６は導電性弾性部材により形成されたものであり、この実施の形態において第１電極７６は、導電ゴムにより形成されているものである。スペーサ７７は、非導電材料、例えばプラスチック等によりリング状に形成されたものであり、第１電極７６と後段の誘電体７８の前端面（ペン先側の端面）との間に、スペーサ７７の厚み分のスペース（空隙）を設けるためのものである。誘電体７８は、例えばセラミックスが用いられ形成されている。第２電極７９は、誘電体７８の後端面に接触して設けられている。
　このような構成を有する感圧用部品７の感圧部筐体７１が、図２に示すように、内部筐体６の後端側の開口から嵌め込まれて内部筐体６に固定される。この場合、シリンダ部５５のシリンダ連結部５５２とシリンダ本体部５５１の後端側の部分が、筐体キャップ７２の貫通孔を通じて感圧用部品７に挿通され、シリンダ連結部５５２が、押圧部材７５のペン先側に設けられた穴部に挿入されて保持（固定）される。また、図２、図３に示すように、シャフト部５２の芯体保持部５２１の内側に固定された芯体ホールド部材５３には、芯体４の後端部側が差し込まれて、シャフト部５２に固定される。
　これにより、芯体４、シャフト部５２及びピストンバネ５４、シリンダ部５５、感圧用部品７が、電子ペン１の軸心方向に直列に配置された状態になる。この場合、感圧用部品７の内部においては、押圧部材７５、第１電極７６、スペーサ７７、誘電体７８、第２電極７９が直列に並んだ構成により可変容量コンデンサ（キャパシタ）を構成する。従って、芯体４に加わる筆圧に応じて、押圧部材７５が第１電極７６を押圧し、誘電体７８に近づけたり、離れさせたりすることになり、第１電極７６と第２電極７９との間の静電容量を変化させ、この静電容量の変化に応じて筆圧の検出が可能になる。
　更に、図２には図示していないが、感圧部筐体７１は、第２電極７９の後端側で閉じられ、図１に示すように、電子ペン１のケース２内に設けられる基板ホルダー３に連結されてケース２内に固定される。基板ホルダー３は、絶縁性の樹脂、例えば、液晶ポリマーにより形成される。基板ホルダー３は、ケース２の中空部内に収納されたときに、電子ペン１の軸心方向に、感圧用部品保持部（図示せず）と、図１に示すように軸心方向に延伸されたプリント基板載置台部３ａとが連続する構成を有する。
　基板ホルダー３の感圧用部品保持部は、プリント基板載置台部３ａのペン先側に位置し、感圧用部品７の後端面を覆う円形状とされたものであり、所定の厚みを有し、フロントキャップ２２の貫通孔の内径よりもやや小さい外径のものである。プリント基板載置台部３ａは、プリント基板８を載置して保持するボート状のものであって、具体的には、筒状体を軸芯方向に略半分切断したような形状のものである。
　基板ホルダー３は、感圧用部品保持部が芯体４の本体部４１側となるようにして、感圧用部品保持部及びプリント基板載置台部３ａの全体がケース２内に収納されて、移動しないように固定される。これにより、図２に示すように、内部筐体６、感圧用部品７、グランドリング１６は、ケース２内においてその位置が固定され、芯体４に加えられた筆圧が、適切に感圧用部品７に伝達されるようになっている。
　図１に示すように、基板ホルダー３のプリント基板載置台部３ａのペン先側とは反対側の端部には、端子導体９１が設けられている。この端子導体９１は、電池９のプラス側端子９ａと電気的に衝合すると共に、プリント基板８の電源ラインの銅箔パターンと電気的に接続されている。リアキャップ２３のケース本体２１との嵌合部には、電池９のマイナス側端子９ｂと電気的に接続する、導電性金属からなるコイルバネ端子９２が設けられている。電池９は、図１に示すように、プラス側端子９ａを端子導体９１に接続するようにケース２内に挿入される。その後、リアキャップ２３が、コイルバネ端子９２により電池９のマイナス側端子９ｂを押圧するようにして、ケース本体２１に嵌合される。
　この実施形態では、導電性材料からなるケース本体２１は、例えば、上述したグランドリング１６を介して、電気的にプリント基板８のアース導体と接続されている。リアキャップ２３及びケース本体２１が導電性材料で構成されているので、電池９のマイナス側端子９ｂは、これらリアキャップ２３及びケース本体２１を介して、プリント基板８のアース導体と電気的に接続される。一方、電池９のプラス側端子９ａは、端子導体９１を通じてプリント基板８の電源ラインの銅箔パターンに接続される。これにより、電池９の電圧が、プリント基板８に形成されている回路の電源電圧として供給される。
　プリント基板８上には、発信部（信号発生回路）８ｓや筆圧検出のための静電容量の検出部８ｄや図１に示した制御ＩＣ（Integrate Circuit）１０やその他の周辺回路部品からなる回路部が設けられている。発信部８ｓは、電子ペン１の芯体４から送出する信号を発生させる。制御ＩＣ１０は、発信部８ｓからの信号の芯体４への送信を制御する制御回路を構成する。周辺回路部には、図１に示したプッシュスイッチ（サイドスイッチ）１１，１２が含まれる。また、プリント基板８には、図３に示したように、芯体４や傾き検出用電極１３と発信部８ｓとを接続する導電線１４と感圧用部品７から筆圧の検出出力を、静電容量を検出するための検出部８ｄに伝達する導電線１５とが接続される。
　また、上述もしたように、芯体４、芯体ホールド部材５３、シャフト部５２、ピストンバネ５４、シリンダ部５５、導電バネ７３のそれぞれは、いずれも導電性材料により形成されたものであり、これらは電気的に接続されている。電子ペン１においては、図３に示すように、プリント基板８に搭載されている発信部８ｓから２本の導電線１４を通じて、信号が導電バネ７３と傾き検出用電極１３に供給される構成になっている。すなわち、発信部８ｓからの周波数ｆ１の位置指示信号は、導電バネ７３に供給される。
　当該位置指示信号は、導電バネ７３からシリンダ部５５を通じてピストンバネ５４に供給され、ピストンバネ５４からシャフト部５２を通じて芯体ホールド部材５３に供給され、芯体ホールド部材５３から芯体４に供給されて、外部に送信（発信）される。芯体４から送信された位置指示信号は、例えばタブレットＰＣなどに搭載された位置検出装置の位置検出センサに向けて送信され、指示位置の検出に用いられる。また、発信部８ｓからの周波数ｆ２の傾き検出信号が、傾き検出用電極１３に供給されて、傾き検出用電極１３から外部に向けて送信（発信）される。傾き検出用電極１３から送信された信号は、例えばタブレットＰＣなどに搭載された位置検出装置の位置検出センサに向けて送信され、電子ペン１の傾きの検出に用いられる。
　また、図３に示すように、感圧用部品７の第１電極７６と第２電極７９から延伸された導電線１５が、プリント基板８に設けられている静電容量の検出部８ｄに供給され、筆圧に応じて変化する静電容量が検出される。検出部８ｄで検出された静電容量を示す情報は、プリント基板８に搭載されている制御ＩＣ１０に供給され、これに応じて発信部８ｓで発信させる位置指示信号を変化させ、位置指示信号に筆圧情報も含めて位置検出センサに送信するようにされる。これにより、位置検出装置側では、指示位置だけでなく、筆圧の検出も可能になる。
　すなわち、電子ペン１の制御ＩＣ１０は、位置検出センサに対して、発信部８ｓからの信号に応じた座標検出（位置検出）のためのバースト信号（位置指示信号）を送出するように制御する。これにより、位置検出センサ側では、位置検出センサ上の電子ペン１による指示位置が検出可能にされる。さらに、電子ペン１のプリント基板８に構成されている制御ＩＣ１０を含む回路では、バースト信号を送出している期間において、感圧用部品７において静電容量に基づいて筆圧を検出する動作を実行する。制御ＩＣ１０は、バースト信号の送出期間の終了後、検出した筆圧に応じて発信部８ｓからの信号を変調した符号化信号を芯体４から送出し、筆圧を位置検出センサ側に通知する。これにより、位置検出センサ側では、電子ペン１の芯体４に加えられた筆圧の検出も可能にされる。
　また、上述したように、発信部８ｓは、導電バネ７３に供給する位置検出信号と、傾き検出用電極１３に供給する傾き検出用信号とでは、周波数を異なるようにしたが、これに限るものではない。位置検出用信号や筆圧検出用信号とは異なる送出タイミングで傾き検出用信号を送信するようにすれば、位置検出信号と傾き検出用信号とは、同じ周波数の信号でもよい。また、この実施の形態の電子ペン１の場合には、図２に示すように、感圧用部品７の周囲には、電電性材料により形成された筒状のグランドリング１６が設けされており、電気系の接地部材として利用される。
　このような構成を有する電子ペン１は、位置検出センサに対して位置検出センサ上の位置を指示すると共に、芯体４にかけられた筆圧を検出して、当該位置検出センサに対して通知する機能を実現する。更に、傾き検出用電極１３から位置検出センサに対して信号を送出することにより、電子ペン１の傾きをも検出できるようにしている。
　［電子ペン１の動作の詳細］
　図１～図３を用いて説明した構成を有する実施の形態の電子ペン１は、その構成上の特徴から使用時において従来の電子ペンにない機能を発揮する。その構成上の特徴は、１つは、シャフト部５２、ピストンバネ５４、シリンダ部５５からなる緩衝機構を備える点である。もう１つは、図２において矢印を付して示したように、芯体ユニット５のユニット筐体５１の後端面と感圧用部品７の前端面との間に空隙ＳＰが設けられ、芯体ユニット５が、電子ペン１の軸心方向に摺動可能になっている点である。
　まず、芯体４に筆圧が掛かっていない場合について考える。上述もしたように、シャフト部５２とシリンダ部５５との間に設けられたピストンバネ５４は、３００ｇｆ以上の筆圧が掛からないと縮むことはない。すなわち、図２に示した状態では、セット荷重が３００ｇｆで、ピストンバネ５４が、シャフト部５２の芯体保持部５２１の底面外側とシリンダ部５５のシリンダ本体部５５１に設けられた第１のリング状突起５５１ａとの間で突っ張っている状態になっている。しかし、３００ｇｆの荷重は、感圧用部品７にはかかってはいない。
　従って、芯体４に筆圧が掛かっていない場合には、図２に示したように、ピストンバネ５４は縮まずに、ピストン部５２２がシリンダ部５５のシリンダ本体部５５１の内部を後端側に向かって移動することはない。もちろん、芯体ユニット５のユニット筐体５１の後端面と、感圧用部品７の先端面との間の空隙ＳＰも変化することはなく、図２に示した状態が維持される。
　次に、芯体４に０ｇｆより大きく３００ｇｆ未満の筆圧がかけられた場合を考える。この場合にも、筆圧は３００ｇｆ未満であるので、ピストンバネ５４は縮まずに、ピストン部５２２がシリンダ部５５のシリンダ本体部５５１の内部を後端側に向かって移動することはない。しかし、芯体ユニット５は、芯体に加えられた筆圧に応じて、電子ペン１の軸心方向であって、後端方向に芯体ユニット５が移動し、芯体ユニット５のユニット筐体５１の後端面と、感圧用部品７の先端面との間の距離（空隙ＳＰ）が短くなる。
　これにより、シリンダ連結部５５２が接続された押圧部材７５により第１電極７６が後端側に御押上げ、第１電極７６と第２電極７９との間の静電容量を変化させ、筆圧の検出ができるようにされる。すなわち、芯体４に掛けられる筆圧が、０ｇｆより大きく、３００ｇｆ未満の範囲内においては、感圧用部品７を通じて適切に検出可能となる。芯体４に掛かる筆圧が解除されれば、第１電極７６の弾性力と導電バネ７３の作用によって、芯体ユニット５及び芯体４は、押し戻されて、図２に示した初期状態に復帰する。
　次に、芯体４に３００ｇｆ以上の筆圧がかけられた場合を考える。この場合には、セット荷重が３００ｇｆであるピストンバネ５４が縮み、ピストン部５２２がシリンダ部５５のシリンダ本体部５５１の内部を後端側に向かって移動する。これにより、芯体４に掛かる３００ｇｆ以上の筆圧は、シャフト部５２とピストンバネ５４とシリンダ部５５とにより構成される緩衝機構に吸収される。従って、例え３００ｇｆ以上の筆圧が芯体４に加えられても、芯体４が接触しているタブレットＰＣなどの操作面に３００ｇｆ以上の荷重がかかることが無いようにできる。これにより、３００ｇｆ以上の荷重がかかると、損傷するなどの不都合の生じる可能性のある操作面を有するフォルダブル端末（折り畳み式端末）に用いて好適な電子ペン１を実現できる。
　このように、この実施の形態の電子ペン１においては、芯体４、シャフト部５２及び芯体ホールド部材５３、ピストンバネ５４、シリンダ部５５、導電バネ７３が、全て導電性材料で形成され、電気的に接続される。これにより、アクティブ静電容量方式の電子ペンを実現できる。
　更に、芯体４、シャフト部５２及び芯体ホールド部材５３、ピストンバネ５４、シリンダ部５５が、感圧用部品７に向かって真っすぐ直列に配置された構成を有する。これにより、芯体４自体を長くする必要もなく、真っすぐに感圧用部品７を押圧することが可能になり、筆圧をロスすることなく、適切に検出することが可能になる。
　更に、シャフト部５２及び芯体ホールド部材５３、ピストンバネ５４、シリンダ部５５が、緩衝機構として作用し、この実施の形態においては、芯体４に掛かる３００ｇｆ以上の筆圧につては、当該緩衝機構が吸収する。これにより、従来からの強化ガラス等で保護された操作面を有する従来のタブレットＰＣとは異なり、強化ガラス等の保護層を操作面上に配置できないフォルダブル端末に用いて好適な電子ペンを実現できる。
　なお、この実施の形態の電子ペン１の場合、３００ｇｆ以上の筆圧が芯体４にかけられた場合には筆圧は検出できないことになる。しかし、タブレットＰＣなどの使用時において、電子ペンの芯体に３００ｇｆ以上の筆圧を掛ける必要は本来ない。従って、この実施の形態の電子ペン１をフォルダブル端末に用いても、不都合を生じさせることはない。もちろん、この実施の形態の電子ペン１は、強化ガラス等が操作面上に設けられた従来からのタブレットＰＣ等に用いても、電子ペンとしての機能を充分に発揮させることができる。
　［芯体４のペン先部の改良］
　この実施の形態の電子ペン１の芯体４は、導電性材料により形成されている。導電性材料として、例えば、金属や導電性樹脂を用いることが考えられる。しかし、これらの導電性材料で芯体４を形成すると、芯体４は、細く、固いものとなる。電子ペン１は、上述したように、緩衝機構を備えるために、操作面に対して３００ｇｆ以上の荷重をかけることはないが、できれば操作面をより保護したい。また、電子ペン１を用いて操作入力を行う場合に、いわゆる書き味を柔らかなものにしたい。そこで、芯体４のペン先部４２に先端部分にカバーを設けることができるようにしている。
　すなわち、芯体４は、図２に示したように、本体部４１とペン先部４２とからなる。本体部４１は、棒状（円柱状）のものである。ペン先部４２は、本体部４１の長手方向の一端側に設けられ、本体部４１の直径より長い直径を有し、本体部４１側（後端側）から先端側に向かって先細となったテーパー形状のものである。本体部４１とペン先部４２とは、同じ導電性材料で一体に形成され、直径も長く、硬質で強度が高い部分である。導電性材料としては、例えば、種々の硬質導電性樹脂や銅などの金属などが用いられる。
　当該ペン先部４２の先端部分に、当該先端部に合致するカップ状のカバー部４３を設ける。カバー部４３は、ペン先部４２の外面の全面を覆うように設けられるカップ状（ドーム状）の部材であり、圧縮／膨張が可能な素材によって形成される。すなわち、カバー部４３は、スポンジ状、あるいは、ゴム状に形成され、人の指先（指紋のある部分及びその近傍部分）のように、弾力性があり、押し付ければ圧縮されて縮み、押し付けが解除されれば膨張して元の状態に戻る性質を有するものである。
　カバー部４３をスポンジ状に形成したものには、例えば、ウレタン樹脂などの樹脂素材を発砲させることにより形成した発砲スポンジや天然ゴムや合成ゴムなどのゴム素材を発砲させたゴムスポンジなどがある。カバー部４３をゴム状に形成したものには、天然ゴムや合成ゴムの他、天然ゴムや合成ゴムと同様に弾性力があり、押し付ければ縮み、押し付けが解除されれば元の状態に戻る種々のものが含まれる。この他にも、ウレタン樹脂やシリコンなどの素材を用いて、圧縮／膨張が可能なカバー部４３を構成してもよい。また、メッシュ状に形成された布地を重ね合わせるなどして、カバー部４３を構成することも可能である。要は、スポンジやゴムのように、押し付ければ圧縮して縮み、押し付けが解除されれば膨張して元の状態に戻るように、種々の材料を用いてカバー部４３を構成できる。
　このように、圧縮／膨張が可能なカバー部４３を、ペン先部４２の外面の全面を覆うように設けておくことにより、電子機器の表示画面上の操作面に電子ペン１を用い操作を行うと、電子ペン１が操作面に加えた力は、カバー部４３により吸収される。これにより操作面、即ち、電子機器に搭載された表示装置の表示画面に対して、大きな力を瞬時に加えることが無いようにでき、表示画面を保護できる。従って、フォルダブル端末の操作ように、この実施の形態の電子ペン１を用いた場合にも、当該フォルダブル端末の表示画面を傷付けることがない、フォルダブル端末に用いてより好適な電子ペンが実現できる。
　なお、ペン先部４２の外面は、カバー部４３が無ければ、操作面に対して接触することが可能なペン先部４２の外側の面を意味する。カバー部４３は、ペン先部４２に装着することによりペン先部４２と密着し、芯体４を電子ペンに装着して、電子ペンとして使用可能にされる。なお、カバー部４３をペン先部４２からより取れ難くする場合には、カバー部４３をペン先部４２に対して、接着剤により接着してもよい。
　［芯体４のバリエーション（変形例）］
　上述したように、芯体４のペン先部４２に対して、ペン先部４２の外面を覆うカップ状のカバー部４３を設けることにより、操作面の保護と書き味の改善を行うようにしたが、カバー部４３は、単にカップ状のものに限るものではない。図４、図５は、芯体４のバリエーションを説明するための図である。
　図４（Ａ）に示す芯体４Ａは、上述した芯体４と同様に、本体部４１Ａと、ペン先部４２Ａと、カバー部４３Ａとからなる。しかし、この例のカバー部４３Ａは、差し込み式のものであり、ドーム状に形成されたカバー部４３Ａの内側頂点部分から軸心を通り、カバー部４３Ａの開口に向かって延伸された差し込み部４３Ａａが設けられている。この例において、差し込み部４３Ａａは、カバー部４３Ａのペン先部４２Ａの外側を覆う部分と同じ材料で形成されたものである。
　なお、差し込み部４３Ａａは、カバー部４３Ａのペン先部４２Ａの外側を覆う部分より圧縮させるなどして固くし、差し込みやすいように加工してもよい。また、差し込み部４３Ａａは、カバー部４３Ａのペン先部４２Ａの外側を覆う部分とは異なる材料により形成することも可能である。差し込み部４３Ａａは、種々の形状とすることができるが、この例では円柱状のものである。
　ペン先部４２Ａには、カバー部４３Ａの差し込み部４３Ａａが差し込まれる穴部であって、頂点部分から軸心を通り、本体部４１Ａに向かって延伸された差し込み穴４２Ａａが設けられている。差し込み穴４２Ａａの軸心方向の長さは、差し込み部４３Ａａと同じかそれよりも長くされる。また、差し込み穴４２Ａａの直径は、差し込み部４３Ａａの直径と同じかそれよりもやや短くされている。
　図４（Ａ）に示すように、芯体４Ａの場合、ペン先部４２Ａに設けられた差し込み穴４２Ａａに、カバー部４３Ａの差し込み部４３Ａａを差し込み、カバー部４３Ａの内側の面（内面）とペン先部４２Ａの外側の面（外面）とを密着させるようにする。これにより、ペン先部４２Ａにカバー部４３Ａを装着できる。この場合、差し込み部４３Ａａが、差し込み穴４２Ａａに嵌合することによって、カバー部４３Ａがペン先部４２Ａから離れたり、ずれたりすることが無い。しかも、接着剤などを使う必要もない。このため、ペン先部４２Ａに装着したカバー部４３Ａの取り外しも容易にできる。
　なお、差し込み部４３Ａａの形状は、円柱状に限るものではなく、角柱状など、軸心方向と交差する方向の断面形状が種々の形状の柱状体として形成できる。また、差し込み穴４２Ａａもまた、差し込み部４３Ａａに対応して種々の形状とすることができる。また、差し込み部４３Ａａと差し込み穴４２Ａａとは、差し込みが可能であって、使用中に簡単に外れてしまうことが無ければ、同じ形状でなくてもよい。また、差し込み部４３Ａａと差し込み穴４２Ａａの長さは、挿抜し易く、また、使用中に容易に取れないような適宜の長さにできる。
　図４（Ｂ）に示す芯体４Ｂは、上述した芯体４と同様に、本体部４１Ｂと、ペン先部４２Ｂと、カバー部４３Ｂとからなる。しかし、この例のカバー部４３Ｂは、嵌め込み式のものであり、ドーム状に形成されたカバー部４３Ｂの開口部分に、内側に張り出した張り出し部４３Ｂａが設けられている。張り出し部４３Ｂａは、カバー部４３Ｂの開口部分の内縁に沿って張り出すように形成されたリング状の部分である。この例において、張り出し部４３Ｂａは、カバー部４３Ｂのペン先部４２Ｂの外側の面を覆う部分と同じ材料で形成されている。
　ペン先部４２Ｂには、カバー部４３Ｂが装着された場合に、カバー部４３Ｂの張り出し部４３Ｂａが嵌合する位置に、リング状に溝部４２Ｂａが設けられている。溝部４２Ｂａの深さ（軸心に交差する方向の深さ）は、張り出し部４３Ｂａの内側に張り出した部分の長さと同じである。また、溝部４２Ｂａの軸心方向の長さは、張り出し部４３Ｂａの軸心方向の厚みと同じかは、張り出し部４３Ｂａの当該厚みよりもやや短くなるようにされている。すなわち、溝部４２Ｂａの形状は、図４（Ｂ）に示すように、カバー部４３Ｂの張り出し部４３Ｂａがぴったりと嵌合する形状となっている。
　この場合、図４（Ｂ）に示すように、芯体４Ｂの場合、ペン先部４２Ｂをカバー部４３Ｂの開口部分から挿入して、カバー部４３Ｂをペン先部４２Ｂに被せ、カバー部４３Ｂの張り出し部４３Ｂａを、ペン先部４２Ｂの溝部４２Ｂａに嵌合させる。これにより、カバー部４３Ｂの内壁面とペン先部４２Ｂのペン先側の外壁面とを密着させることができ、ペン先部４２Ｂにカバー部４３Ｂを装着できる。このように、張り出し部４３Ｂａが溝部４Ｂａに嵌合することによって、カバー部４３Ｂがペン先部４２Ｂから離れたり、ずれたりすることが無い。しかも、接着剤などを使う必要もない。このため、ペン先部４２Ｂに装着したカバー部４３Ａの取り外しも容易にできる。
　図４（Ｃ）に示す芯体４Ｃは、上述した芯体４と同様に、本体部４１Ｃと、ペン先部４２Ｃと、カバー部４３Ｃとからなる。この例のカバー部４３Ｃもまた、図４（Ｂ）に示した芯体４Ｂの場合と同様に、嵌め込み式のものであるが、芯体４Ｂの場合とは異なり、ペン先部４２Ｃの外側の面の全体を覆うように装着される。すなわち、芯体４Ｃの場合にも、ドーム状に形成されたカバー部４３Ｃの開口部分に、内側に張り出した張り出し部４３Ｃａが設けられている。すなわち、張り出し部４３Ｃａは、カバー部４３Ｃの開口部分の内縁に沿って張り出すように形成されたリング状のものである。この例において、張り出し部４３Ｃａは、カバー部４３Ｃの他の部分と同じ材料で形成されている。
　ペン先部４２Ｃには、本体部４１Ｃとの境界部分に、リング状に本体部４１Ｃよりも外側に張り出した張り出し部４２Ｃａが形成れている。張り出し部４２Ｃａの軸心に交差する方向の張り出した部分の長さは、カバー部４３Ｃの張り出し部４３Ｂａの内側に張り出した部分の長さと同じである。また、図４（Ｃ）に示すように、カバー部４３Ｃの内部の空間部分の形状と、ペン先部４２Ｃのカバー部４３Ｂが装着される部分の形状とは、ほぼ同じになるようにされている。これにより、ペン先部４２Ｃをカバー部４３Ｃの開口部分から挿入し、ペン先部４２Ｃにカバー部４３Ｃを被せると、ペン先部４２Ｃの張り出し部４２Ｃａと、カバー部４３Ｃの張り出し部４３Ｃａとは、相互に逆方向に張り出しているため、ぴったりと係合する。
　すなわち、図４（Ｃ）に示したように、芯体４Ｃの場合、ペン先部４２Ｃにカバー部４３Ｃを被せ、カバー部４３Ｃの張り出し部４３Ｃａを、ペン先部４２Ｃの張り出し部４Ｃａに係合させる。これにより、カバー部４３Ｃの内壁面とペン先部４２Ｃの外壁面とを密着させることができ、ペン先部４２Ｃにカバー部４３Ｃを装着できる。この場合、張り出し部４３Ｃａが、張り出し部４２Ｃａに係合することによって、カバー部４３Ｃがペン先部４２Ｃから離れたり、ずれたりすることが無い。しかも、接着剤などを使う必要もない。このため、ペン先部４２Ｃに装着したカバー部４３Ｃの取り外しも容易にできる。もちろん、カバー部４３Ｃの内部の空間部分と、ペン先部４２Ｃのカバー部４３Ｂが装着される部分との一方の内、いずれかを、相似形で、若干大きくしたり、小さくしたりして、より密着したり、若干の余裕を持たせたりすることも可能である。
　図５（Ａ）に示す芯体４Ｄは、上述した芯体４と同様に、本体部４１Ｄと、ペン先部４２Ｄと、カバー部４３Ｄとからなる。この例のカバー部４３Ｄは、上述したカバー部４３、４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃとは形状が異なり、主にペン先となる先端部分の厚みをより厚くしたものであり、その他の構成は、図１、図２を用いて説明した芯体４とほぼ同様に構成されたものである。従って、上述したカバー部４３、４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃについても、図５（Ａ）に示すように、先端部分の厚みを厚くするなどのことが可能である。すなわち、カバー部４３、４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃは、先端部の厚みを厚くしたり、薄くしたり、先端部を平坦にしたり、側面部分を厚くしたり、薄くしたりすりなど、種々の形状とすることができる。
　図５（Ｂ）に示す芯体４Ｅは、上述した芯体４と同様に、本体部４１Ｅと、ペン先部４２Ｅと、カバー部４３Ｅとからなる。この例のカバー部４３Ｅは、図４（Ａ）に示した芯体４Ａとは逆に、ペン先部４２Ｅの先端中央部に凸部４２Ｅａを設ける。これに対応するように、カバー部４３Ｅの内側の中央部分に凹部を設ける。これにより、ペン先部４２Ｅに対して、カバー部４３Ｅを装着した場合に、接触面積を大きくし、カバー部４３Ｅを安定にペン先部４２Ｅに装着できる。この場合は、操作面に対して必ず接触することになるペン先部４２Ｅの先端部分に、カバー部４３Ｅを設けることができる。なお、図５（Ｂ）に示す芯体４Ｅの場合には、カバー部４３Ｅとペン先部４２Ｅとは、接着時等によって接着させておくことが望まし。
　［芯体のカバー部以外の部分の他の構成例］
　図１～図３を用いて説明した芯体４は、本体部４１とペン先部４２とが、導電性材料により一体に構成されたものである。このため、芯体４の全体が、硬質で強度が高いものとなる。このため、カバー部４３を設けることによって、柔らかなペン先を実現できることを説明した。図４、図５を用いて説明した芯体４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ、４Ｅについても同様のことが言える。しかし、カバー部４３以外の部分は、種々の構成とすることができる。例えば、本体部４１とペン先部４２とからなる部分は、芯棒部と、この芯棒部の少なくとも側面を覆う保護部材とからなるように構成することもできる。以下、芯体のカバー部以外の部分の他の構成例について、具体的に説明する。
　＜芯体のカバー部以外の部分の他の構成例＞
　図６は、芯体のカバー部以外の部分の他の構成例を説明するための図であり、図６（Ａ）は芯体４Ｆの外観図を、図６（Ｂ）は芯体４Ｆの断面図を、図６（Ｃ）は芯体４Ｆの底面図を示している。図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、この例の芯体４Ｆは、芯棒４４と保護部材４５とからなる。なお、芯体４Ｆは、実際には、図６（Ａ）において点線で示したように、ペン先部部分には、カバー部４３が装着される。しかし、この例は、カバー部４３を除いた部分にも特徴があるため、以下においては、カバー部以外の部分を中心に説明する。
　芯棒４４は、導電性の棒状体のものである。この例の芯棒４４は、導電性エラストマーが用いられて形成されている。導電性エラストマーは、絶縁性の高いゴム材料に導電性粒子（カーボン、金属粉、金属蒸着紛など）を一定の配合割合でほぼ均一に混ぜることで導電性を付加したゴムである。従って、芯棒４４は、弾力性を備えた柔らかなものであり、いわゆる書き味の柔らかなペン先を実現している。
　芯棒４４は、図６（Ｂ）に示すように、保護部材４５の先端側から突出し、ペン先を構成する半球状の先端部４４ａと、保護部材４５の後端側から突出し、電気的な接続部を構成する後端部４４ｃとを有する。これら先端部４４ａと後端部４４ｃとを接続する棒状の部分が中間部４４ｂである。当該中間部４４ｂは、先端部４４ａから後端部４４ｃに向かって先細りとなるテーパー形状になっている。
　保護部材４５は、図６（Ａ）、（Ｂ）に示したように、芯棒４４の先端部４４ａと後端部４４ｃを除く中間部４４ｂの側面を覆い、芯棒４４を保護する。この例において、保護部材４５は、ポリカーボネイトによって形成されている。ポリカーボネイトは、熱可逆性プラスチックの一種であり、加熱によって軟化し、所望の形状に成形できるようになり、それを冷却すれば固化する特性を有する。
　このため、芯体４Ｆの形成に当たっては、まず、導電性エラストマーを材料とする芯棒４４を成型する。そして、当該芯棒４４（一次側）に対して、同一金型内にポリカーボネイトを注入して保護部材４５（二次側）を形成するという、いわゆる２色成型により、芯棒４４の中間部４４ｂの側面に保護部材４５を設けた芯体４Ｅを形成できる。なお、２色成型は、異質材成型あるいはダブルモールドとも呼ばれる部材の成型方法である。そして、保護部材４５は、図６（Ｂ）に示すように、軸心方向と交差する方向の幅が異なる３つの部分、すなわち、第１保護部４５ａと、第２保護部４５ｂと、第３保護部４５ｃとからなる。
　第１保護部４５ａは、図６（Ｂ）に示したように、芯体４Ｆのペン先側に設けられた部分である。第１保護部４５ａは、ペン先に向かって先細りとなったテーパー形状を有し、その後端からペン先に向かって所定範囲ｘの部分において、軸心方向と交差する方向の幅が芯体４Ｆにおいて一番広くなっている。ただし、所定範囲ｘの部分の軸心方向と交差する方向の幅は、フロントキャップ２２の開口部の幅（直径）よりもやや短くなっている。これにより、第１保護部４５ａが邪魔になることなく、芯体４Ｆをフロントキャップ２２の開口部から差し込んでケース２内に装着できるようになっている。
　そして、芯体４Ｆをケース２内に装着した電子ペン１を筆記操作に用いるようにすると、芯棒４４に対しては、軸心方向に筆圧が加わると共に、電子ペン１の移動方向とは反対方向にも力がかかる。当該力が大きい場合、フロントキャップ２２の開口部の内壁と芯体４Ｅの保護部材４５の第１保護部４５ａの所定範囲ｘの外壁とが接触する。これにより、筆記動作時において、芯棒４４に対して過度な負荷がかからないようにすることができる。従って、芯棒４４が過度に折れ曲がり書き難くなるといったことは生じさせないし、芯棒４４が損傷してしまうこともない。
　第２保護部４５ｂは、第１保護部４５ａの後端側に続く部分であり、軸心方向と交差する方向の幅が、第１保護部４５ａの後端の幅よりも短く、後述する第３保護部４５ｃの軸心方向と交差する方向の幅よりも長くなっている部分である。従って、芯体４Ｅは、図６（Ａ）の矢印Ａｒが示す方向から見ると、図６（Ｃ）の底面図に示すように、直径の異なる３つの部分からなる。各保護部の直径の関係は、第１保護部４５ａが一番長く、次に第２保護部４５ｂが長く、第３保護部４５ｃが一番短くなっている。そして、第２保護部４５ｂは、芯棒４４の中間部４４ｂの軸心方向の真ん中部分を保護する。
　第３保護部４５ｃは、第２保護部４５ｂの後端側に続く部分であり、芯棒４４が一番細くなった部分を保護する。第３保護部４５ｃの軸心方向と交差する方向の幅は、図６（Ｂ）、（Ｃ）に示したように、芯棒４４の後端部４４ｃの軸心方向と交差する方向の幅とほぼ同じになるようにされている。そして、保護部材４５の第３保護部４５ｃと、芯棒４４の後端部４４ｃとが、図２に示したように、シャフト部５２の芯体ホールド部材５３に挿入されて、保持される。
　また、芯棒４４の先端部４４ａは、保護部材４５から突出するようにされるので、芯棒４４の先端部４４ａがペン先を構成し、柔らかな書き味の電子ペンを実現できる。また、芯棒４４の後端部４４ｃも保護部材４５から突出するようにされる。この後端部４４ｃは、導電性を有する材料で形成された芯体ホールド部材５３と接触し、発信部８ｓかの信号の供給を受けることができる。すなわち、芯棒４４の後端部４４ｃは、発信部８ｓからの信号の供給を受けるようにする電気的な接続端を構成する。これにより、芯棒４４を通じて、制御ＩＣ１０の制御により形成される発信部８ｓからの信号を位置検出センサに向けて送出できる。
　なお、芯棒４４の材料は、導電性エラストマーに限るものではない。芯棒４４は、例えば、金属粉やカーボンなどの導電性粒子を混入したＰＯＭ（polyoxymethyleneまたはpolyacetal）などの樹脂や導電性粒子などの導電材料を付加したフェルトなどにより形成することもできる。このように、芯棒４４は、導電性を有する種々の材料により形成できる。しかも、フェルト（不織布）などの比較的に柔らかな材料を用いることにより、書き味の柔らかなペン先を構成できる。
　また、保護部材４５の材料は、ポリカーボネイトにかぎるものではない。ポリカーボネイトと共に有機ガラスなどと呼ばれるアクリル樹脂により保護部材４５を形成することもできる。このように、保護部材４５は、熱可逆性を有し、いわゆるダブルモールドにより芯棒４４と共に芯体４Ｅを形成し、固化した状態ではある程度の硬度を保って芯棒４４を保護することができる種々の材料を用いることができる。
　このように、芯棒４４と保護部材４５とからなる芯体４Ｆの基本部分に対して、図６（Ａ）において点線で示したようにカバー部４３が装着されることにより、より柔らかなペン先を備えた電子ペン用芯体を構成できる。カバー部４３を装着して構成される芯体４Ｆの場合には、従来からのタブレット端末に加えて、フォルダブル端末に対しても安心して使用できる。しかも、芯体４Ｆの場合には、位置検出センサ側における指示位置の線形特性を良くすることができる。
　図６を用いて説明したように、芯棒と保護部材とからなる種々の形状の電子ペン用の芯体を形成することができる。この場合、芯棒は、先端部と、後端部と、当該先端部から当該後端部に向かって先細りとなってテーパー形状を有する中間部とを有するものとして説明したが、これに限るものではない。テーパー形状を有していなくてもよい。従って、芯棒は、種々の形状のものとすることができる。また、保護部材は、芯棒の中間部を保護するものであればよい。より具体的に、保護部材は、筆記時において移動方向とは反対方向にかかる力から芯体を保護する第１保護部と、中間部の大部分を保護する第２保護部と、芯棒の後端部側を保護し、芯体ホールド部材５３との嵌合部を形成する第３保護部とを備えるものであればよい。
　もちろん、芯棒の全体を保護部材が覆うようにして、芯体の基本部分を形成し、この基本部分のペン先部分にカバー部を設けてもよい。また、図６に示した芯体４Ｆについても、図４、図５を用いて説明した態様で、カバー部４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃ、４３Ｄを設けることも可能である。
　［実施の形態の効果］
　上述した実施の形態の電子ペン１によれば、芯体４に掛かる筆圧が３００ｇｆ以上になった場合に、これを吸収する緩衝機構を備える。これにより、筆圧が０ｇｆ～３００ｇｆ未満の範囲内においては、適切に検出することができると共に、３００ｇ以上の負荷がタブレットＰＣ等の電子機器の操作面に対してかからないようにできる。これにより、操作面に対して大きな圧力を掛けることなく、フォルダブル端末に対しても安心して使用できる共に、筆圧を適切に検出できるようにする電子ペンが実現できる。
　また、芯体４のペン先部４２に対してカバー部４３を設ける構成を実現することにより、使用者の指先の感触に近い、より柔らかなペン先を備え、従来からのタブレット端末に加えて、フォルダブル端末に対しても安心して使用できる電子ペンを実現できる。また、芯体４、４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ、４Ｅ、４Ｆのそれぞれは、カバー部４３、４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃ、４３Ｄを設けても、カバー部以外の部分によって、従来通りの電子ペン用芯体としての機能を実現できる。すなわち、電子ペン用芯体としてのパフォーマンスは従来通り維持できる。
　また、カバー部４３、４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃ、４３Ｄは、芯体の基本構成部分、即ち、本体部４１、ペン先部４２などからなる部分のペン先部分、芯棒４４、保護部材４５などからなる部分のペン先部分に着脱可能にされる。これにより、カバー部４３、４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃ、４３Ｄが劣化しても、交換が可能なので、芯体の基本構成部分を長持ちさせることもできる。
　［変形例等］
　なお、上述した実施の形態では、ピストンバネ５４のセット荷重は３００ｇｆであるものとして説明したが、これに限るものではない。使用対象の電子機器の操作面の強度等に応じて、ピストンバネ５４のセット荷重は種々の値のものを用いることが可能である。また、上述した実施の形態の電子ペン１のシャフト部５２、芯体ホールド部材５３、ピストンバネ５４、シリンダ部５５は、導電性材料で形成されていればよく、その機能を果たすことが可能であれば、種々の導電性材料により形成可能である。
　また、上述した実施の形態で説明した芯体４、４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ、４Ｅ、４Ｆを構成する各部分の材質は、上述したものに限るものではない。各部分の機能や目的を果たすことが可能な種々の材料を用いて構成することができる。特に、カバー部４３、４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃ、４３Ｄは、圧縮／膨張が可能で、いわゆるフォルダブル端末の表示画面上を操作面として接触させて用いた場合に、当該表示画面を傷付けることが無いようにすることができる種々の材料により構成できる。例えば、カバー部４３、４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃ、４３Ｄは、導電性のエラストマーにより形成することにより、芯体４、４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ、４Ｅ、４Ｆの全体の導電性を良好に確保すると共に、書き味も柔らかなものとすることができる。
　また、カバー部のペン先部への装着方法も、図４、図５を用いて説明したものに限らず、使用時に外れたり、ずれたりすることが無いように装着できる種々の方法により装着することが可能である。また、芯体４、４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ、４Ｅ、４Ｆは、実際に用いられる電子ペンに応じて、種々のサイズで構成することができる。
　なお、ペン先部４２、４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ、４２Ｄのサイズと、カバー部４３、４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃ、４３Ｄのサイズ（主に厚み）とは、ペン先部に設けられたカバー部が限界まで収縮した状態で、所定のサイズになるように定められる。これにより、カバー部が必要以上に厚くなるといった不都合は生じないようにされる。
　また、図４（Ａ）を用いて説明した芯体４Ａの差し込み穴４２Ａａが、カバー部４３Ａの差し込み部４３Ａａの保持部である。また、図４（Ｂ）を用いて説明した溝部４２Ｂａが、カバー部４３Ｂの張り出し部４３Ａａの保持部であり、図４（Ｃ）を用いて説明した張り出し部４２Ｃａが、カバー部４３Ｃの張り出し部４３Ａａの保持部である。
　１…電子ペン、２…ケース、２１…ケース本体、２２…フロントキャップ、２３…リアキャップ、３…基板ホルダー、３ａ…プリント基板載置台部、４、４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ、４Ｅ、４Ｆ…芯体、４１、４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ、４１Ｄ、４１Ｅ、４１Ｆ…本体部、４２、４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ、４２Ｄ、４２Ｅ、４２Ｆ…ペン先部、４３、４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃ、４３Ｄ、４３Ｅ、４３Ｆ…カバー部、４４…芯棒、４４ａ…先端部、４４ａＴ…後端面、４４ｂ…中間部、４４ｃ…後端部、４４ｃＴ…先端面、４５…保護部材、４５ａ…第１保護部、４５ａＴ…先端面、４５ｂ…第２保護部、４５ｃ…第３保護部、４５ｃＴ…後端面、５…芯体ユニット、５１…ユニット筐体、５１ａ…前側張り出し部、５１ｂ…後側張り出し部、５２…シャフト部、５２１…芯体保持部、５２１ａ…外側突起、５２２…ピストン部、５３…芯体ホールド部材、５４…ピストンバネ、５５…シリンダ部、５５１…シリンダ本体部、５５１ａ…第１のリング状突起、５５１ｂ…第２のリング状突起、５５２…シリンダ連結部、６…内部筐体、７…感圧用部品、７１…感圧部筐体、７２…筐体キャップ、７３…導電バネ、７４…押圧部材ホルダー、７５…押圧部材、７６…第１電極、７７…スペーサ、７８…誘電体、７９…第２電極、８…プリント基板、８ｓ…発信部、８ｄ…静電容量の検出部、９…電池、９１…端子導体、９ａ…プラス側端子、９ｂ…マイナス側端子、９２…コイルバネ端子、１０…制御ＩＣ、１１、１２…サイドスイッチ、１１ａ、１２ａ…操作部、１３…傾き検出用電極、１４…導電線、１５…導電線、１６…グランドリング、ＳＰ…空隙

Claims (10)

  1. 　導電性を有する棒状の芯体と、
    　前記芯体が接続され、前記芯体に加わる筆圧を筆圧検出部に伝達する導電性を有する筆圧伝達部と、
    　前記芯体から送出する信号を発生させる発信部と
    　を備える電子ペンであって、
    　前記筆圧伝達部には、前記芯体に所定値以上の筆圧が加わった場合に、筆圧を吸収する緩衝機構が設けられており、
    　前記発信部からの信号は、前記筆圧伝達部を通じて前記芯体に供給され、前記芯体を通じて外部に発信される
    　ことを特徴とする電子ペン。
  2. 　前記筆圧伝達部の前記緩衝機構は、
    　前記筆圧検出部に接続されるシリンダ部と、
    　前記シリンダ部に挿入されるピストン部と芯体保持部とを備えたシャフト部と、
    　前記シャフト部の前記芯体保持部に固定され、前記芯体の後端部側を前記芯体保持部内に保持する芯体ホールド部材と、
    　前記シリンダ部と前記シャフト部の前記芯体保持部との間に設けられる弾性体と
    　を備え、
    　前記芯体に掛けられる筆圧が、前記所定値を越えない状態では、前記弾性体により前記シリンダ部と前記シャフト部との距離を一定に維持する
    　ことを特徴とする請求項１に記載の電子ペン。
  3. 　前記芯体に掛けられる筆圧が、前記所定値を越えたときには、前記弾性体を収縮させながら前記シャフト部の前記ピストン部が、前記シリンダ部に入り込み、前記芯体を筆圧がかけられた方向であって軸心方向に変位させる
    　ことを特徴とする請求項２に記載の電子ペン。
  4. 　前記弾性体は、導電性のバネである
    　ことを特徴とする請求項２に記載の電子ペン。
  5. 　前記筆圧伝達部は、前記シリンダ部と、前記芯体ホールド部材が前記芯体保持部内に設けられた前記シャフト部と、前記弾性体とが、所定の筐体内に収納されて、筆圧伝達ユニットとして構成されている
    　ことを特徴とする請求項２に記載の電子ペン。
  6. 　前記芯体は、棒状に形成された本体部と前記本体部の一方の先端に設けられ、使用時において操作面に対して接触するようにされるペン先部とを有し、
    　使用時において操作面に接触する側の前記ペン先部の外面に対して、圧縮／膨張が可能な素材によって形成されたカバー部が設けられる
    　ことを特徴とする請求項１に記載に電子ペン。
  7. 　前記ペン先部は、前記カバー部を保持するための保持部を備える
    　ことを特徴とする請求項６に記載の電子ペン。
  8. 　前記カバー部は、スポンジ状あるいはゴム状に形成される
    　ことを特徴とする請求項６に記載に電子ペン。
  9. 　前記カバー部は、導電性材料により形成される
    　ことを特徴とする請求項６に記載に電子ペン。
  10. 　前記カバー部は、導電性を有するエラストマーにより形成される
    　ことを特徴とする請求項６に記載に電子ペン。
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