特許 7412058 電子ペン本体部に装着されるアダプタ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-28

(45)【発行日】2024-01-12

(54)【発明の名称】電子ペン本体部に装着されるアダプタ

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/03 20060101AFI20240104BHJP

【ＦＩ】

G06F3/03 400F

【請求項の数】 17

(21)【出願番号】P 2021505493

(86)(22)【出願日】2019-10-16

(86)【国際出願番号】 JP2019040544

(87)【国際公開番号】W WO2020183772

(87)【国際公開日】2020-09-17

【審査請求日】2022-10-11

(31)【優先権主張番号】P 2019045331

(32)【優先日】2019-03-13

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000139403

【氏名又は名称】株式会社ワコム

(74)【代理人】

【識別番号】100091546

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 正美

(74)【代理人】

【識別番号】100206379

【弁理士】

【氏名又は名称】丸山 正

(72)【発明者】

【氏名】神山 良二

【審査官】滝谷 亮一

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１６／１２９６１４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１８／１７３４２０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１８／０７００８５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平１０－２１４１４８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｆ ３／０３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項9】

前記電子ペン本体部は、前記先端部に印加される前記軸心方向の圧力を検出する筆圧検出部を備え、
前記装着用アダプタの前記弾性部材は、前記筆圧検出部で検出すべき前記軸心方向の圧力の範囲に対しては弾性的な変位はせず、前記筆圧検出部で検出すべき前記軸心方向の圧力の範囲を超える圧力を受けたときに、弾性的に変位するように構成されている
ことを特徴とする請求項８に記載の電子ペンカートリッジ。

【請求項17】

前記電子ペン本体部の先端部に印加される前記軸心方向の圧力を検出する筆圧検出部を備え、
前記筆圧検出部で検出すべき前記軸心方向の圧力の範囲は、前記装着用アダプタの前記弾性部材が、前記筆圧検出部で検出すべき前記軸心方向の圧力の範囲では弾性的な変位はせず、前記筆圧検出部で検出すべき前記軸心方向の圧力の範囲を超える圧力を受けたときに、弾性的に変位するように構成されている
ことを特徴とする請求項１６に記載の電子ペン本体部。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、位置検出装置と共に使用される電子ペンに関する。また、この発明は、電子ペンの筐体に収納される電子ペンカートリッジ及び当該電子ペンカートリッジを構成する電子ペン本体部に関する。

【背景技術】

【0002】

筆記用文具としてのノック式ボールペンや多色ボールペンにおいては、それら専用のボールペンの芯（替え芯）が、カートリッジやリフィルと呼ばれる形態の構成とされ、それぞれ専用の筐体に設けられている装着部に装着される構成とされている。この構成により、ノック式ボールペンや多色ボールペンにおいては、適宜、カートリッジやリフィルの形態のボールペンの芯を交換することができる。

【0003】

同様の考えから、電子ペンにおいても、当該電子ペンの主要な部分からなる電子ペン本体部をカートリッジの形式した電子ペンカートリッジが用いられるようになってきている。さらには、この電子ペンカートリッジとしての電子ペン本体部の寸法を、ボールペンの替え芯と同じ寸法とすることで、当該電子ペン本体部を、筆記用文具としてのノック式ボールペンや多色ボールペン用の筐体の装着部に装着して使用することができるものも提供されている（例えば特許文献１（再表２０１６／１４３４９８号公報）参照）。

【0004】

このような構成の電子ペンカートリッジとしての電子ペン本体部は、筆記用文具であるノック式ボールペンや多色ボールペン用の筐体をそのまま用いて、その装着部に対して装着することが可能となり、非常に便利である。また、筆記用文具である多色ボールペン用の筐体を用いることができるので、その筐体内に電子ペン本体部と、ボールペンの替え芯とを収納して、適宜、選択して利用することができる。このため、筆記具の機能を備えると共に電子ペンの機能を搭載した多機能電子ペンが実現でき、電子ペンと他の筆記具とを別々に携帯しなくてもよいので便利である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】再表２０１６／１４３４９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、ノック式ボールペンや多色ボールペンの替え芯は、前述したように、それぞれに専用のものとされ、長さが異なるものとされていることが多々ある。

【0007】

また、ノック式ボールペンと、多色ボールペンでは、替え芯の装着部の構造が若干異なる場合が多い。また、多色ボールペンにおいては、ノック棒をスライドすることにより、各色用の替え芯を選択する機構を備えるものの他、回転式により各色用の替え芯を選択する機構を備えるものもあり、その場合に筐体の装着部の構造が互いに異なることが多い。

【0008】

そのため、従来の電子ペンカートリッジとしての電子ペン本体部は、長さサイズや、筐体の装着部との結合部を、それぞれ装着対象の筐体に合わせて異なる構成とする必要があった。しかし、電子ペン本体部は、一般に、ボールペンの替え芯よりも高価であり、利用者は、当該高価な電子ペンカートリッジとしての電子ペン本体部を、利用する筐体に合わせて全て購入する必要があり、利用者にコスト的な負担を負わせてしまうという問題があった。

【0009】

この発明は、以上の問題点を解決することができるようにした電子ペンカートリッジを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記の課題を解決するために、
ペン形状の筐体内に設けられる装着部に装着される電子ペンカートリッジであって、
位置検出センサとの間で信号の授受を行うためのインタラクション部を備え、先端部が前記筐体の一方の開口部から外部に突出可能とされる電子ペン本体部と、
前記電子ペン本体部と前記装着部との間に介在される装着用アダプタと
を備え、
前記電子ペン本体部は、軸心方向において前記先端部とは反対側の端部には、前記装着用アダプタを軸心方向に結合させるための第１の結合部を備え、
前記装着用アダプタは、軸心方向の一方の端部に、前記電子ペン本体部の前記第１の結合部と結合する第２の結合部を備えると共に、前記軸心方向の他方の端部に、前記筐体の前記装着部に対して結合する第３の結合部を備え、さらに、前記第２の結合部を前記電子ペン本体部の前記第１の結合部と結合させた結合状態において、前記軸心方向に前記装着用アダプタを前記電子ペン本体部から離間させるようにする弾性力を、前記装着用アダプタと前記電子ペン本体部との間に作用させるようにする弾性部材を備えている
ことを特徴とする電子ペンカートリッジを提供する。

【0011】

上記の構成の電子ぺンカートリッジは、電子ペン本体部と、装着用アダプタとで構成されている。この構成の電子ペンカートリッジによれば、電子ペン本体部と、筐体の装着部との間に装着用アダプタが介在するので、筐体の軸心方向の長さの調整は、装着用アダプタの軸心方向の長さで調整が可能である。

【0012】

また、装着用アダプタが、筐体の装着部と結合する第３の結合部を備えるので、電子ペン本体部の第１の結合部は、筐体の装着部の構造に関係なく、装着用アダプタの第２の結合部と結合する所定の構成とすることができる。

【0013】

以上のことから、電子ペン本体部は、種々の筐体用として共用すると共に、装着用アダプタを、それら筐体の装着部の構成や軸芯方向の長さに応じて交換することで、種々の電子ペン筐体に装着可能となる電子ペンカートリッジを構成することができる。よって、使用者は、比較的高価な電子ペン本体部は、複数種の電子ペン筐体に対して共通の１個として、比較的安価な装着用アダプタを、複数種の電子ペン筐体に対応して用意すればよくなるので、コスト的な負担が軽減される。

【0014】

そして、上記の構成の電子ペンカートリッジにおいては、電子ペンカートリッジを、電子ペン本体部に対して軸心方向に装着用アダプタを結合する構成としたとしても、電子ペン本体部と装着用アダプタとを結合したときには、装着用アダプタの弾性部材により、ガタツクことなくしっかりと結合される。したがって、電子ペン本体部の先端部で入力面において位置指示したときに、電子ペンカートリッジが軸心方向にガタツクなどという違和感を生じないという特徴もある。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】この発明による電子ペンカートリッジの実施形態の構成例を説明するための図である。

【図2】図１の実施形態の電子ペンカートリッジを構成する電子ペン本体部の構成例を説明するための図である。

【図3】図１の実施形態の電子ペンカートリッジを構成する電子ペン本体部の構成例を説明するための図である。

【図4】図３の例の電子ペン本体部に搭載する筆圧検出部の構成例を説明するための図である。

【図5】図１の実施形態の電子ペンカートリッジを構成する電子ペン本体部に結合する装着用アダプタの構成例を説明するための図である。

【図6】この発明による電子ペンの実施形態の構成例を説明するための図である。

【図7】この発明による電子ペンの実施形態の他の構成例を説明するための図である。

【図8】この発明による電子ペンの実施形態と共に使用される位置検出装置の電子回路例を説明するための図である。

【図9】この発明による電子ペンカートリッジの他の実施形態の電子回路例を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、この発明による電子ペンカートリッジの実施形態を、図を参照しながら説明する。図１は、この発明による電子ペンカートリッジの一実施形態を示すものである。

【0017】

図１の実施形態の電子ペンカートリッジ１は、電子ペン本体部２と、装着用アダプタ３とからなり、図１（Ａ）に示すように、電子ペン本体部２と装着用アダプタ３とが互いに軸心方向に結合されることで構成される。この場合に、装着用アダプタ３は、電子ペン本体部２に対して着脱可能（交換可能）に構成されている。

【0018】

＜電子ペン本体部２の構成例＞
この実施形態の電子ペン本体部２においては、図１（Ａ）に示すように、芯体２１と、信号送信用部材２２と、後述するように、筆圧検出部を保持すると共に回路基板を保持するホルダー部２３と、ホルダー部２３に保持される筆圧検出部と回路基板とを収納して保護する機能を備える本体部筐体部材２４とからなる。

【0019】

芯体２１は、この例では比較的硬質で弾性を有する樹脂材料、例えばＰＯＭ（Polyoxymethylene）からなる棒状の部材であり、その径は、例えば１ｍｍ程度とされている。

【0020】

信号送信用部材２２は、位置検出センサとのインタラクション部を構成するもので、この実施形態では、電磁誘導方式で位置検出装置と信号を送受信（インタラクション）するための共振回路を構成するコイル２２１と、このコイル２２１が巻回された磁性体コア、この例ではフェライトコア２２２と、このフェライトコア２２２の貫通孔２２２ａに嵌合固定されている芯パイプ部材２２３とからなる。

【0021】

ホルダー部２３は、例えば樹脂材料で構成され、後述する筆圧検出部４０を保持すると共に、信号送信用部材２２のフェライトコア２２２と嵌合する筒状部２３１を備えると共に、筒状部２３１と一体的に、図１（Ａ）では図示を省略する回路基板載置台部２３２（後述の図３参照）を備える。そして、信号送信用部材２２のフェライトコア２２２及び芯パイプ部材２２３の、軸心方向のペン先側とは反対側が、筒状部２３１に挿入嵌合されて、信号送信用部材２２とホルダー部２３とが軸心方向に結合される。

【0022】

本体部筐体部材２４は、ホルダー部２３の筒状部２３１の一部を除く部分をその中空部に収納するものであって、硬質の材料からなるパイプ形状の部材、この例では金属からなるパイプ形状の部材により構成され、筆圧検出部及び回路基板の電気的回路構成部分を保護する回路部保護部材を構成する。

【0023】

そして、ホルダー部２３の回路基板載置台部２３２と筒状部２３１の一部とが、本体部筐体部材２４の中空部内に収納されて、本体部筐体部材２４とホルダー部２３とが結合される。そして、軸心方向において、本体部筐体部材２４の信号送信用部材２２との結合側とは反対側に装着用アダプタ３が結合される。

【0024】

＜装着用アダプタ３の構成例について＞
この実施形態では、電子ペン本体部２に対して着脱可能な装着用アダプタ３は、電子ペンカートリッジ１を収納して装着させる電子ペンの筐体の違いに応じた複数のものが用意され、電子ペンの筐体の違いがあっても、装着用アダプタ３を交換するだけで、異なる筐体に、電子ペンカートリッジ１を収納して装着することができるように構成されている。

【0025】

また、ノック式ボールペンでは、電子ペンカートリッジ１の軸心方向の長さが、多色ボールペンや多機能ペン用の替え芯の長さと異なることを考慮する。

【0026】

図１の例では、装着用アダプタ３は、図１（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）に示す３種が用意されている。以下の説明おいては、装着用アダプタ３の３種のものを区別するために、図１（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）のそれぞれに示すものを、装着用アダプタ３Ａ、装着用アダプタ３Ｂ、装着用アダプタ３Ｃというように、サフィックスＡ，Ｂ，Ｃを付加して示す。

【0027】

後述するように、この実施形態の電子ペンカートリッジ１は、電子ペンの筐体として、一般に市販の多色ボールペンの筐体や、多機能ペンの筐体や、ノック式ボールペンの筐体を想定している。なお、多機能ペンは、例えばボールペンとシャープペンシルなど筆記機能が異なるものが選択的に使用できるようにされている筆記用文具を意味している。

【0028】

この実施形態では、多色ボールペンや多機能ペンでは、電子ペンカートリッジ１の軸心方向の長さは、ほぼ等しいが、電子ペンカートリッジ１が装着される電子ペンの筐体の装着部の構成が異なるものがあることを考慮して、図１（Ｂ）及び（Ｃ）に示すような装着用アダプタ３Ａと、装着用アダプタ３Ｂが用意されている。また、ノック式ボールペンの場合には、替え芯の軸心方向の長さが比較的長く、筐体の装着部は、ノック機構部に設けられているので、それに対応して図１（Ｄ）に示すような装着用アダプタ３Ｃが用意されている。

【0029】

すなわち、図１（Ｂ）に示す装着用アダプタ３Ａは、多色ボールペンや多機能ペンの筐体の装着部と結合する結合部３１Ａを備える。図１（Ｂ）の例では、結合部３１Ａは、多色ボールペンや多機能ペンの筐体の装着部側に設けられている嵌合用突部が嵌合される嵌合凹部とされている。また、図１（Ｃ）に示す装着用アダプタ３Ｂは、多色ボールペンや多機能ペンの筐体の装着部と結合する結合部３１Ｂを備える。図１（Ｃ）の例では、結合部３１Ｂは、多色ボールペンや多機能ペンの筐体の装着部側に設けられている嵌合用凹部に嵌合される嵌合突部の構成とされている。なお、図１（Ａ）に示す電子ペンカートリッジ１は、電子ペン本体部２に、装着用アダプタ３Ａが結合されている場合である。

【0030】

また、図１（Ｄ）に示す装着用アダプタ３Ｃは、ノック式ボールペンの筐体の軸心方向の長さに対応すると共に、ノック機構部に設けられている装着部に対応する結合部３１Ｃを備える。

【0031】

なお、装着用アダプタ３Ａ，３Ｂ及び３Ｃの結合部３１Ａ、結合部３１Ｂ及び結合部３１Ｃは、特許請求の範囲における第３の結合部を構成する。

【0032】

この実施形態における装着用アダプタ３Ａ，３Ｂ及び３Ｃの電子ペン本体部２との結合側の構成は、図１（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）に示すように、同様の構成とされている。すなわち、装着用アダプタ３Ａ，３Ｂ及び３Ｃの電子ペン本体部２との結合側には、軸心方向の長さが所定長である棒状部材３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃと、これら棒状部材３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃのそれぞれをそのコイル巻回空間の中心に収納するようにして、棒状部材３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃの周囲において軸心方向に弾性的に変位可能に設けられたコイルばね３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃとが設けられる。

【0033】

この実施形態では、棒状部材３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃの軸心方向の長さは同一であると共に、コイルばね３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃも同一の物が用いられる。そして、装着用アダプタ３Ａ，３Ｂ及び３Ｃにおいては、棒状部材３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃの、電子ペン本体部２との結合先端側とは反対側には、コイルばね３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃの径よりも大きい径を有するコイルストッパ部３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃが設けられている。

【0034】

このコイルストッパ部３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃの存在により、コイルばね３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃの軸心方向の位置が規制されて、装着用アダプタ３Ａ，３Ｂ，３Ｃが、電子ペン本体部２と結合されたときに、コイルばね３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃの弾性力により、電子ペン本体部２は、装着用アダプタ３Ａ，３Ｂ，３Ｃに対して常に電子ペン本体部２の先端部側に弾性変位させるようにされている。

【0035】

この実施形態では、装着用アダプタ３Ａ，３Ｂは、コイルストッパ部３４Ａ，３４Ｂに対して、上述した結合部３１Ａ、結合部３１Ｂが取り付けられた構成とされており、また、装着用アダプタ３Ｃの場合は、コイルストッパ部３４Ｃと、結合部３１Ｃとの間に長さ調整部３５Ｃが介在するようにされた構成とされている。

【0036】

そして、この実施形態の装着用アダプタ３Ａ，３Ｂ，３Ｃの棒状部材３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃは筒状部の構成とされており、その電子ペン本体部２との結合側の端部には、棒状部材３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃの周側面の互いに１８０度間隔離れた位置において、軸心方向に直交する方向に弾性的に出没可能な１対の突起３６Ａ及び３７Ａ，３６Ｂ及び３７Ｂ，３６Ｃ及び３７Ｃが設けられている。

【0037】

図１（Ｅ）は、装着用アダプタ３Ａの電子ペン本体部２との結合側の端部の断面図を示すものである。他の装着用アダプタ３Ｂ，３Ｃの電子ペン本体部２との結合側の端部も同様に構成されているので、それらの他の装着用アダプタ３Ｂ，３Ｃの電子ペン本体部２との結合側の端部の構成については説明は省略する。

【0038】

図１（Ｅ）に示すように、筒状部からなる棒状部材３２Ａの電子ペン本体部２との結合側の端部の周側面の互いに１８０度間隔離れた位置には、突起３６Ａ及び３７Ａを、軸心方向に直交する方向に突出させるための透孔３２Ａａ及び３２Ａｂが形成されている。

【0039】

突起３６Ａ及び３７Ａは、図１（Ｅ）に示すように、透孔３２Ａａ及び３２Ａｂから突出することが可能な突出部３６Ａａ及び３７Ａａを備えると共に、透孔３２Ａａ及び３２Ａｂから脱落してしまわないような係止部３６Ａｂ及び３７Ａｂを備える形状とされている。そして、突起３６Ａ及び３７Ａは、透孔３２Ａａ及び３２Ａｂから突出部３６Ａａ及び３７Ａａが突出する状態で、棒状部材３２Ａに対して配設される。

【0040】

そして、図１（Ｅ）に示すように、筒状の棒状部材３２Ａの電子ペン本体部２との結合側の開口部には、当該開口部を閉塞する閉塞用部３８Ａが嵌合されて設けられる。この閉塞用部３８Ａには、棒状部材３２Ａの開口部に嵌合したときに、図１（Ｅ）に示すように、突起３６Ａ及び３７Ａを、軸心方向に直交する方向に押圧変位させる弾性部材３９Ａが取り付けられている。弾性部材３９Ａは、図１（Ｅ）の例では、弾性を有する金属などの板状部材がΩ字状に成型されたものとされている。

【0041】

したがって、突起３６Ａ及び３７Ａは、これに対して軸心方向に直交する方向であって、棒状部材３２Ａの中心に向かう力が印加されると、弾性部材３９Ａの弾性力に抗して突起３６Ａ及び３７Ａが棒状部材３２Ａの中空部の方向に没するように変位することが可能である。

【0042】

装着用アダプタ３Ａが電子ペン本体部２と結合されるときには、この突起３６Ａ及び３７Ａが、一旦、棒状部材３２Ａ側に没した後、結合状態で、弾性部材３９Ａの弾性力により突出することで、電子ペン本体部２と装着用アダプタ３Ａとの結合状態がそのままでは解除されないように構成される。この電子ペン本体部２と装着用アダプタ３Ａとの結合態様については、後述する。

【0043】

なお、前述もしたが、図１（Ｃ）及び（Ｄ）に示すように、他の装着用アダプタ３Ｂ及び３Ｃにおいても、棒状部材３２Ｂ及び３２Ｃの電子ペン本体部２との結合側の開口部に、弾性部材３９Ａと同様の弾性部材を備える閉塞用部３８Ｂ，３８Ｃの構成は、棒状部材３２Ｂ及び３２Ｃに対して嵌合装着されることで、上述した装着用アダプタ３Ａと同様にして、電子ペン本体部２と結合されるように構成される。

【0044】

電子ペンカートリッジ１は、以上のように、信号送信用部材２２とホルダー部２３と本体部筐体部材２４とからなる電子ペン本体部２に対して、装着用アダプタ３が軸心方向に結合されることで、ボールペンの替え芯と外形としては同一とされるカートリッジの構成とされる。

【0045】

図２（Ａ）は、信号送信用部材２２の全体及びホルダー部２３の本体部筐体部材２４との結合部を拡大して示した図である。また、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）の縦断面図である。また、図２（Ｃ）は、芯体２１の部分を取り出して示した図である。ただし、図２（Ｂ）では、説明の便宜上、芯パイプ部材２２３と芯体２１とは破断せずに示している。

【0046】

この例のフェライトコア２２２は、所定の径の軸心方向の貫通孔２２２ａ（図２（Ｂ）参照）を備え、この貫通孔２２２ａに芯パイプ部材２２３が挿通されている。このフェライトコア２２２のペン先側には、徐々に先細となるテーパー部２２２ｂが形成されている。このテーパー部２２２ｂにより、このフェライトコア２２２を通る磁束は、テーパー部２２２ｂで高密度となり、位置検出装置の位置検出センサとの間の磁気的な結合を、テーパー部２２２ｂがない場合に比して、より強くすることができる。

【0047】

図２（Ｂ）に示すように、芯パイプ部材２２３は、この例では、金属で構成されており、フェライトコア２２２の軸心方向の長さよりも長いものとされており、フェライトコア２２２の貫通孔２２２ａよりもペン先側及びペン先側とは反対側とに飛び出している突出部２２３ａ及び２２３ｂを備える。芯パイプ部材２２３は、接着材によりフェライトコア２２２と結合されて固定されることで、フェライトコアを補強する役割を果たす。

【0048】

芯体２１は、この芯パイプ部材２２３の貫通孔２２３ｃ（図２（Ｂ）の芯パイプ部材２２３の点線部参照）内を軸芯方向に移動可能に挿通することができるように構成されている。

【0049】

そして、図２（Ｂ）に示すように、ホルダー部２３の筒状部２３１は、フェライトコア２２２の径とほぼ同径の嵌合凹部２３１ａと、後で詳述する筆圧検出部４０を収納する収納空間を備える収納部２３１ｂと、嵌合凹部２３１ａと収納部２３１ｂとの間を貫通し、内径が芯パイプ部材２２３のペン先側とは反対側の突出部２２３ｂの外径とほぼ同径の貫通孔２３１ｃとを備える。

【0050】

そして、信号送信用部材２２のフェライトコア２２２が、嵌合凹部２３１ａに嵌合し、芯パイプ部材２２３のペン先側とは反対側の突出部２２３ｂが貫通孔２３１ｃに嵌合する状態で、フェライトコア２２２が、ホルダー部２３の筒状部２３１に結合される。そして、図２（Ｂ）に示すように、筒状部２３１の貫通孔２３１ｃには、フェライトコア２２２及び芯パイプ部材２２３との結合に先立ち、圧力伝達部材５０と、コイルばね６０とが配設されている。このコイルばね６０の弾性により、圧力伝達部材５０が常に筆圧検出部４０の圧力受付部に当接するような状態とされる。

【0051】

そして、信号送信用部材２２のフェライトコア２２２及び芯パイプ部材２２３をホルダー部２３の筒状部２３１に嵌合させた後に、芯体２１を、芯パイプ部材２２３の貫通孔２２３ｃを貫通させて、芯体２１の端部２１ｂを圧力伝達部材５０の嵌合凹部５０ａに嵌合させる。なお、芯体２１は、ペン先部２１ａを引っ張ることにより、圧力伝達部材５０との嵌合から離脱させて引き抜くことが可能である。したがって、芯体２１は、交換可能である。

【0052】

次に、ホルダー部２３と、このホルダー部２３に保持される筆圧検出部４０及び回路基板７０と、本体部筐体部材２４の部分について、図３及び図４を用いて説明する。

【0053】

図３は、ホルダー部２３と、このホルダー部２３に保持される筆圧検出部４０及び回路基板７０と、本体部筐体部材２４とを分解して示した分解斜視図である。

【0054】

ホルダー部２３は、軸心方向に細長で、ペン先側に上述した筒状部２３１を備えると共に、ペン先側とは反対側に装着用アダプタ３との結合部２３３を備えるボート状の部材であり、絶縁性材料、この例では、樹脂で構成されている。このホルダー部２３には、筒状部２３１と結合部２３３との間に、回路基板７０を載置する平面部２３２ａを備える回路基板載置台部２３２が設けられている。

【0055】

ホルダー部２３の筒状部２３１には、段差部２３１ｄが形成されている。ホルダー部２３において、この段差部２３１ｄから結合部２３３の端部までの軸心方向の長さは、本体部筐体部材２４の軸心方向の長さとほぼ同様とされている。また、この段差部２３１ｄから結合部２３３の端部までの部分の最大径は、本体部筐体部材２４の内径よりも若干短いものとされている。したがって、この段差部２３１ｄから結合部２３３の端部までの部分は、本体部筐体部材２４内に収納可能となるように構成されている。

【0056】

そして、本体部筐体部材２４内に、ホルダー部２３を挿入したとき、本体部筐体部材２４のペン先側の端面が段部２３１ｄに突き当たるような状態となり、ホルダー部２３の筒状部２３１の外径が小の部分と回路基板載置台部２３２と結合部２３３とが本体部筐体部材２４内に収納される状態となる。

【0057】

そして、図３に示すように、ホルダー部２３の筒状部２３１の外径が小の部分の収納部２３１ｂは、図３に示すように、回路基板載置台部２３２の平面部２３２ａに対して直交する方向に開口部２３１ｂｍを備えるものとされており、この収納部２３１ｂに、筆圧検出部４０が、開口部２３１ｂｍを通じて軸心方向に直交する方向から挿入される。

【0058】

そして、この実施形態においては、ホルダー部２３の平面部２３２ａとは反対側の面（曲面）には、図２（Ａ）に示すように、コイル２２１の両端２２１ａ，２２１ｂを、回路基板７０に接続するための２個の端子部材２３４及び２３５が、この例では、ＭＩＤ（Molded Interconnect Device）技術を用いた立体微細パターンとして、ペン先側から、段部２３１ｄを跨いで、回路基板載置台部２３２の中間部にまでに亘って、軸心方向に形成されている。なお、端子部材２３４及び２３５は、その端部２３４ａ及び２３５ａが、図３に示すように、回路基板載置台部２３２の平面部２３２ａにも現れるように形成されている。

【0059】

次に、回路基板７０について説明する。回路基板７０は、図３に示すように、細長形状のフレキシブル基板７１が用いられて構成されている。回路基板７０は、フレキシブル基板７１の長手方向に沿って、筆圧検出部４０の検出出力から筆圧情報を生成するための回路素子を含むと共に、位置検出用信号を位置検出装置に送出するための回路（この例では共振回路）を構成する回路素子を含む回路載置部７２と、筆圧検出部４０を載置する筆圧検出部載置部７３と、回路載置部７２と筆圧検出部載置部７３との間の線路部７４とを備えるように構成されている。

【0060】

フレキシブル基板７１の回路載置部７２には、図３に示すように、信号送信用部材２２のコイル２２１と並列に接続されて共振回路を構成するキャパシタ７５が設けられていると共に、コイル２２１とキャパシタ７５とを並列に接続することにより共振回路を構成するようにするための導体パターン（図示は省略）が設けられている。

【0061】

また、線路部７４には、図示は省略するが、筆圧検出部載置部７３に載置される筆圧検出部４０を、コイル２２１とキャパシタ７５との並列共振回路に並列に接続するための線路パターンが形成されている。

【0062】

そして、この例では、回路基板７０のフレキシブル基板７１の回路載置部７２の他方の面側（裏面側）には、両面テープ（図示は省略）が貼付されており、この両面テープにより、フレキシブル基板７１が、ホルダー部２３の回路基板載置台部２３２の平面部２３２ａ上に接着固定される。

【0063】

筆圧検出部４０は、この例では、芯体に印加される圧力を静電容量の変化として検出するＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）素子を用いてパッケージとして構成した単一部品からなる。

【0064】

図４は、この例の筆圧検出部４０の構成を説明するための図であり、図４（Ａ）は、その圧力受付部側からみた平面図、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）におけるＡ－Ａ線断面図である。

【0065】

この例の筆圧検出部４０は、ＭＥＭＳ技術により製作されている半導体デバイスとして構成される圧力感知チップ４１を、例えば直方体の箱型のパッケージ４２内に封止したものである。

【0066】

圧力感知チップ４１は、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。この例の圧力感知チップ４１は、縦×横×高さ＝Ｌ１×Ｌ１×Ｈ１の直方体形状とされている。

【0067】

この例の圧力感知チップ４１は、第１の電極４１１及び第２の電極４１２と、第１の電極４１１及び第２の電極４１２の間の絶縁層（誘電体層）４１３とからなる。

【0068】

そして、絶縁層４１３の第１の電極４１１と対向する面側には、この例では、当該面の中央位置を中心とする円形の凹部４１４が形成されている。この凹部４１４により、絶縁層４１３と、第１の電極４１１との間に空間４１５が形成される。

【0069】

以上のような構成の圧力感知チップ４１においては、第１の電極４１１と第２の電極４１２との間にキャパシタ４０Ｃが形成される。そして、第１の電極４１１の第２の電極４１２と対向する面とは反対側の面４１１ａ側から第１の電極４１１に対して圧力が印加されると、第１の電極４１１は撓み、第１の電極４１１と、第２の電極４１２との間の距離が短くなり、キャパシタ４０Ｃの静電容量の値が大きくなるように変化する。第１の電極４１１の撓み量は、印加される圧力の大きさに応じて変化し、キャパシタ４０Ｃは、圧力感知チップ４１に印加される圧力の大きさに応じた可変容量キャパシタとなる。

【0070】

この実施形態の筆圧検出部４０においては、以上のような構成を備える圧力感知チップ４１は、圧力を受ける第１の電極４１１の面４１１ａが、圧力受付側となるような状態でパッケージ４２内に収納されている。

【0071】

そして、図４（Ｂ）に示すように、筆圧検出部４０のパッケージ部材４２１の圧力受付側とは反対側の底面には、圧力感知チップ４１の第１の電極４１１と接続される第１のリード端子４３が導出されると共に、圧力感知チップ４１の第２の電極４１２と接続される第２のリード端子４４が導出される。

【0072】

筆圧検出部４０は、その第１のリード端子４３及び第２のリード端子４４と、回路基板７０の筆圧検出部載置部７３に形成されている導体パターンとがそれぞれ電気的に接続されるようにして、フレキシブル基板７１の筆圧検出部載置部７３に載置され、固定される。

【0073】

このようにして、筆圧検出部４０が筆圧検出部載置部７３上に載置及び電気的に接続されて固定された回路基板７０は、コイル２２１と共に共振回路を構成するキャパシタ７５と、筆圧検出部４０で構成される可変容量キャパシタ４０Ｃとが並列に接続された状態となる。

【0074】

このフレキシブル基板７１は、図３に示すように、筆圧検出部４０が載置された筆圧検出部載置部７３の部分が、ホルダー部２３の筒状部２３１の開口部２３１ｂｍを通じて、軸心方向に直交する方向であって、ホルダー部２３の回路基板載置台部２３２の平面部２３２ａに直交する方向から、収納部２３１ｂ内に差し込まれて挿入されて収納される。そして、回路基板７０は、図２（Ｂ）に示すように、線路部７４のところで折り曲げられて、回路載置部７２の部分が、ホルダー部２３の回路基板載置台部２３２の平面部２３２ａ側に押し付けられる。

【0075】

そして、回路基板７０のフレキシブル基板７１の裏面側に設けられている両面テープにより、筆圧検出部載置部７３が壁部２３１ｅの収納部２３１ｂ側の面に接着固定されると共に、回路載置部７２が、ホルダー部２３の回路基板載置台部２３２の平面部２３２ａ上に接着固定される。なお、回路基板載置台部２３２の後端側には、回路基板７０の長手方向の端部を挟持して係止するようにするための突起２３２ｂが形成されており、回路基板７０は、その端部を、この突起２３２ｂと回路基板載置台部２３２の平面部２３２ａとの間で挟持されるように、回路基板載置台部２３２の平面部２３２ａに配設する。

【0076】

ホルダー部２３の結合部２３３は、図３で点線で示すように、装着用アダプタ３との結合側を開口とする円柱状凹部２３３１を備えている。この結合部２３３の円柱状凹部２３３１の内径は、装着用アダプタ３Ａ，３Ｂ，３Ｃの棒状部材３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃの外径よりも若干大きい径とされて、装着用アダプタ３Ａ，３Ｂ，３Ｃの棒状部材３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃのいずれかが挿入可能とされている。

【0077】

そして、この結合部２３３の円柱状凹部２３３１の側周面の互いに１８０度角間隔離れた位置には、装着用アダプタ３Ａ，３Ｂ，３Ｃの棒状部材３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃが、当該円柱状凹部２３３１内に挿入されたときに、突起３６Ａ及び３７Ａ，３６Ｂ及び３７Ｂ，３６Ｃ及び３７Ｃが入り込むことが可能な透孔２３３２及び２３３３が形成されている。この場合に、透孔２３３２及び２３３３の軸心方向に沿う方向の長さは、装着用アダプタ３Ａ，３Ｂ，３Ｃの棒状部材３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃの突起３６Ａ及び３７Ａ，３６Ｂ及び３７Ｂ，３６Ｃ及び３７Ｃの軸心方向に沿う方向の長さよりも長く選定されている。

【0078】

また、結合部２３３の円柱状凹部２３３１の深さ（軸心方向の長さ）は、装着用アダプタ３Ａ，３Ｂ，３Ｃの棒状部材３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃを、コイルバネ３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃを収縮させることができる長さだけ、当該円柱状凹部２３３１内に挿入することができるような長さとされている。

【0079】

したがって、装着用アダプタ３Ａ，３Ｂ，３Ｃは、ホルダー部２３の結合部２３３の円柱状凹部２３３１内に棒状部材３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃを挿入することで、図５（Ａ）～（Ｃ）に示すようにして、ホルダー部２３の結合部２３３に結合されて係止される。なお、図５（Ａ）～（Ｃ）は、装着用アダプタ３Ａを、ホルダー部２３に対して結合させる場合として示したものである。

【0080】

すなわち、装着用アダプタ３Ａの棒状部材３２Ａを、図５（Ａ）に示すように、ホルダー部２３の結合部２３３の円柱状凹部２３３１に差し込むと、突起３６Ａ及び３７Ａは、弾性部材３９Ａの弾性力に抗して棒状部材３２Ａの内側に没するので、装着用アダプタ３Ａの棒状部材３２Ａは、図５（Ｂ）に示すように、円柱状凹部２３３１の奥深くまで挿入することができる。この場合に、装着用アダプタ３Ａの棒状部材３２Ａをホルダー部２３の結合部２３３の円柱状凹部２３３１に挿入し、矢印ＲＴで示すように回転させて、突起３６Ａ及び３７Ａの位置と、透孔２３３２及び２３３３の位置とが一致するところで、突起３６Ａ及び３７Ａが突出する状態となる。

【0081】

そして、その位置合わせができた状態で、装着用アダプタ３Ａを円柱状凹部２３３１に押し込む力を除去すると、図５（Ｃ）に示すように、コイルバネ３３Ａの弾性力により、装着用アダプタ３Ａは、結合部２３３の円柱状凹部２３３１から脱出する方向に変位するが、突起３６Ａ及び３７Ａが透孔２３３２及び２３３３の厚さ分の空間に突出しているため、透孔２３３２及び２３３３の壁と、突起３６Ａ及び３７Ａとが係合して、係止する状態となる。この状態では、コイルバネ３３Ａの弾性力により、装着用アダプタ３Ａとホルダー部２３との間には、互いに離れようとする力が働き、装着用アダプタ３Ａとホルダー部２３とは、互いに軸心方向にガタツクことなく結合する。

【0082】

装着用アダプタ３Ａを、ホルダー部２３の結合部２３３との結合を解除して、ホルダー部２３から分離するには、装着用アダプタ３Ａを、再度、円柱状凹部２３３１内に押し込んで、装着用アダプタ３Ａの突起３６Ａ及び３７Ａを、透孔２３３２及び２３３３が存在しない位置とすることで、弾性部材３９Ａの弾性力に抗して棒状部材３２Ａの内側に没するようにする。そして、装着用アダプタ３Ａを軸心方向に中心に回転して、突起３６Ａ及び３７Ａの位置と、透孔２３３２及び２３３３の位置とをずらす。すると、装着用アダプタ３Ａをホルダー部２３の結合部２３３から引き抜くことができる。

【0083】

他の装着用アダプタ３Ｂ，３Ｃについても、同様にして、ホルダー部２３の結合部２３３に対して結合させることができることは言うまでもない。

【0084】

なお、実際的には、以上のホルダー部２３の結合部２３３に対する装着用アダプタ３Ａの脱着は、ホルダー部２３の筒状部２３１の外径の大きい部分を除く部分を、本体部筐体部材２４内に挿入した状態で行うようにする。

【0085】

すなわち、上述のようにしてホルダー部２３に筆圧検出部４０を収納すると共に、回路基板７０を保持した後、本体部筐体部材２４内に、ホルダー部２３を、筒状部２３１とは反対側から挿入し、本体部筐体部材２４のペン先側となる端面が、ホルダー部２３の筒状部２３１の段部２３１ｄに衝合する状態とする。これにより、本体部筐体部材２４により、結合部２３３の透孔２３３２及び２３３３が覆われた状態で、本体部筐体部材２４に対して、ホルダー部２３が結合される。このとき、ホルダー部２３の結合部２３３の開口側の端部は、本体部筐体部材２４の後端側の開口の端部とほぼ同一位置、あるいは、本体部筐体部材２４の後端側開口の端部よりも僅かに突出する状態とされる。

【0086】

その後、ホルダー部２３の筒状部２３１の貫通孔２３１ｃにコイルばね６０を巻回した圧力伝達部材５０を挿入する。そして、信号送信用部材２２のフェライトコア２２２及び芯パイプ部材２２３を、ホルダー部２３の筒状部２３１に挿入して嵌合させて、ホルダー部２３に信号送信用部材２２を結合する。そして、図２（Ａ）に示すように、信号送信用部材２２のフェライトコア２２２に巻回されているコイル２２１の一端２２１ａ及び他端２２１ｂは、それぞれ、ホルダー部２３の筒状部２３１に形成されている端子部材２３４及び２３５に、例えば半田付け等により電気的に接続される。

【0087】

その後、芯体２１を芯パイプ部材２２３の貫通孔２２３ｃを挿通させて、芯体２１の端部２１ｂを圧力伝達部材５０の嵌合凹部５０ａ内に挿入嵌合させる。以上で、電子ペン本体部２が完成となる。

【0088】

そして、この電子ペン本体部２の本体部筐体部材２４の後端側の開口側から、装着用アダプタ３（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）が、前述したようにして挿入されて結合されて、電子ペンカートリッジ１が完成となる。

【0089】

ところで、この実施形態では、筆圧検出部４０は、ＭＥＭＳからなる半導体デバイスで構成されている。一般的に、電子ペンの使用者により加えられる筆圧を、例えば０ｇ～５００ｇの範囲に設定しており、筆圧検出部４０では、その範囲の筆圧は精度良く検出することができるように構成されている。

【0090】

しかし、筆圧検出部４０は、上記の検出すべき筆圧の範囲を超えた圧力が加わった場合、特に、電子ペンを落下させてしまった場合などに加わる大きな衝撃荷重が加わった場合、破損してしまう恐れがある。

【0091】

この実施形態では、装着用アダプタ３Ａ，３Ｂ，３Ｃのコイルバネ３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃは、この衝撃荷重が加わった場合のショックアブソーバ（衝撃吸収部材）の役割をするように構成されている。

【0092】

すなわち、装着用アダプタ３Ａ，３Ｂ，３Ｃのコイルバネ３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃは、検出すべき筆圧の範囲では、弾性変位を生じず、その範囲を超えた荷重が加わった場合に、弾性的に変位するような弾性力を有するものとされている。この場合に、コイルバネ３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃの材料、巻回する線材の太さ、などが選定されることにより、上記のような弾性力を有するものとされている。

【0093】

したがって、後述するようにして、電子ペンの筐体内の装着部に、この実施形態の電子ペンカートリッジ１が装着されて、芯体２１のペン先部２１ａが外部に突出している使用状態において、使用者により、位置検出装置の位置検出センサ上で、筆圧が印加されながら、位置指示が行われると、その筆圧の検出範囲では、装着用アダプタ３Ａ，３Ｂ，３Ｃのコイルバネ３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃは、弾性的に変位しないので、電子ペンカートリッジ１の芯体２１のペン先部２１ａに印加された筆圧は、筆圧検出部４０により、精度良く検出される。

【0094】

そして、この状態で、使用者が電子ペンを落としてしまった場合など、芯体２１のペン先部２１ａに衝撃荷重が印加された場合には、その衝撃荷重は、装着用アダプタ３Ａ，３Ｂ，３Ｃのコイルバネ３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃが弾性的に変位することで吸収され、筆圧検出部４０が破損してしまうことが防止される。

【0095】

［電子ペンの実施形態］
以上のように構成された電子ペンカートリッジ１が装着されて構成される電子ペンの幾つかの実施形態を次に説明する。

【0096】

＜多色ペンの例＞
図６は、電子ペンカートリッジ１が装着される電子ペンの実施形態であって、多色ペンの例を示すものである。図６に示す電子ペンの実施形態の例では、装着される電子ペンカートリッジ１は、電子ペン本体部２に対して装着用アダプタ３Ａが結合された場合である。そして、図６（Ａ）は、回転式に電子ペンカートリッジ１が繰り出される構造の例、また、図６（Ｂ）は、ノック棒により、スライド式に電子ペンカートリッジ１が繰り出される構造の例である。先ず、図６（Ａ）の例の電子ペン１００について説明する。

【0097】

図６（Ａ）に示す例の電子ペン１００においては、筒状のペン形状の筐体１０１の中空部内に、実施形態の電子ペンカートリッジ１と、筆記具としてのボールペンの替え芯（カートリッジやリフィル）８との２本が収納されている。そして、筒状の筐体１０１の軸心方向の一方の端部のペン先側には開口１０１ａが形成されており、また、ペン先側とは反対側（後端側）の開口は、後端蓋部１０２により閉塞されている。

【0098】

この例の電子ペン１００は、回転式の切替機構部１０３を備え、この回転式の切替機構部１０３により、電子ペン本体部２のペン先部と、ボールペンの替え芯８のペン先部とのいずれかを切り替えて、電子ペン１００の筐体１０１の開口１０１ａから外部に突出させることができるように構成されている。

【0099】

この実施形態の電子ペン１００の筐体１０１は、ペン先側筐体１０１Ａと、後端側筐体１０１Ｂとの２つに分かれている。

【0100】

そして、後端側筐体１０１Ｂ内の後端蓋部１０２側には、後端側筐体１０１Ｂの内径に一致する外径を有する三角カム１０３１が設けられている。この三角カム１０３１は、円筒状の部材の上面部から底面部にかけて斜めに切断した傾斜部１０３１ａを有するようにした形状に形成される。この三角カム１０３１は、ペン先側筐体１０１Ａに対して、後端側筐体１０１Ｂを回転させたときに、これに連動して一緒に回転する。

【0101】

押し出し棒１０３２及び押し出し棒１０３３の先端側の端部には、電子ペンカートリッジ１の装着用アダプタ３Ａの結合部３１Ａ及びボールペンの芯８の後端側の結合部と結合する装着部１０３２Ｃ及び１０３３Ｃが形成されている。

【0102】

上述したように構成される電子ペン１００において、ペン先側筐体１０１Ａに対して、後端側筐体１０１Ｂを、外部筐体１０１の軸心位置を中心にして回転させると、三角カム１０３１が、後端側筐体１０１Ｂと共に回転する。これに応じて、押し出し棒１０３２及び１０３３の後端側の端部に設けられているスライド部１０３２Ａ及び１０３３Ａが、三角カム１０３１の端面上をスライド移動する。

【0103】

このため、三角カム１０３１の先端側に移動した押し出し棒１０３２または押し出し棒１０３３に嵌合されている電子ペンカートリッジ１の芯体２１のペン先部２１ａまたはボールペンの芯８のペン先部８１が、ペン先側筐体１０１Ａの開口１０１ａ側に押し出されて、このペン先側筐体１０１Ａの開口１０１ａから突出される。同時に、ペン先部が開口１０１ａから突出していない方のボールペンの芯８または電子ペンカートリッジ１は、それが結合している押し出し棒１０３３または押し出し棒１０３２が、バネ１０３３Ｂまたはバネ１０３２Ｂにより、電子ペン１００の後端側に引き込まれながら、三角カム１０３１の後端側に移動して、外部筐体１０１内に収納される状態になる。

【0104】

この場合に、図６（Ａ）に示すように、電子ペンカートリッジ１やボールペンの替え芯８は、外部筐体１０１内において、その中心線位置からずれた位置に収納されている。このため、電子ペンカートリッジ１やボールペンの替え芯８は、図６（Ａ）に示すように、軸心方向の力のみならず、軸心方向に直交する方向の力を受けながら筐体１０１の開口１０１ａから先端部が繰り出される。

【0105】

ボールペンの替え芯８は、弾性を有する樹脂製の部材で構成されているので、このような軸心方向に直交する方向の力を受けた場合には容易に曲がるので、何ら支障なく、開口１０１ａから繰り出される。

【0106】

一方、電子ペンカートリッジ１の電子ペン本体部２の本体部筐体部材２４は、その内部に、回路基板７０や筆圧検出部４０などが収納されているため、硬質の材料、この例では、金属で構成されているので、ボールペンの芯８に比べて曲がりにくいものである。

【0107】

しかし、この実施形態の電子ペンカートリッジ１においては、電子ペン本体部２と結合される装着用アダプタ３Ａの棒状部材３２Ａは、軸心方向に直交する方向にも変位可能な弾性を有する樹脂で構成されているので、当該棒状部材３２Ａの部分で軸心方向に直交する方向の力に応じて撓み変位をすることができる。

【0108】

これにより、ペン先側筐体１０１Ａ及び後端側筐体１０１Ｂ内において、電子ペンカートリッジ１がペン先側筐体１０１Ａの内壁に当たっても、電子ペン本体部２の本体部筐体部材２４を撓ませるような大きな負荷がかかることなく、電子ペンカートリッジ１を、外部筐体１０１の開口１０１ａから出没移動させることができる。

【0109】

次に、図６（Ｂ）の例の電子ペン２００について説明する。この図６（Ｂ）の例では、電子ペン２００の筒状のペン形状の筐体２０１が透明の合成樹脂で構成されていて、その内部が透けて見える状態として示している。図６（Ｂ）の例では、上述した実施形態の電子ペンカートリッジ１と、ボールペンの替え芯８１，８２とが筐体２０１内に収納されている。

【0110】

図６（Ｂ）の例の電子ペン２００の筐体２０１は、市販のノック式の３色ボールペンの筐体及びノック機構と同一の構成を備えている。筐体２０１は、市販のノック式の３色ボールペンの筐体及びノック機構をそのまま用いてもよい。

【0111】

この筐体２０１内に、電子ペンカートリッジ１、ボールペンの替え芯８１，８２の装着部２０２ａ，２０３ａ，２０４ａを備えるノック棒２０２，２０３，２０４を備えている。そして、筐体２０１の軸心方向の中間には筐体２０１に固定されているガイド部材２０５が設けられている。このガイド部２０５には、電子ペンカートリッジ１、ボールペンの替え芯８１，８２が挿通する貫通孔が設けられている。ノック棒２０２，２０３，２０４の装着部２０２ａ，２０３ａ，２０４ａのそれぞれとガイド部材２０５との間には、復帰用バネ２０６，２０７，２０８が設けられている。

【0112】

この例の電子ペン２００では、電子ペンカートリッジ１の装着用アダプタ３Ａが、ノック棒２０２の装着部２０２ａに嵌合されて装着され、例えば黒色のインクのボールペンの替え芯８１が、ノック棒２０３の装着部２０３ａに嵌合されて装着され、例えば赤色のインクのボールペンの替え芯８２が、ノック棒２０４の装着部２０４ａに嵌合されて装着されている。

【0113】

そして、ノック棒２０２，２０３，２０４のいずれか、例えばノック棒２０３を、ペン先側にスライド移動させると、筐体２０１の開口２０１ａから、ボールペンの替え芯８１の先端部が突出する。その後、例えばノック棒２０２を、ペン先側にスライド移動させると、先に開口２０１ａから先端部が突出しているボールペンの替え芯８１が装着されているノック棒２０３が、復帰用バネ２０７によりスライド前の元の状態に戻ると共に、スライド移動させたノック棒２０２に装着されている電子ペンカートリッジ１の先端部が、開口２０１ａから突出する。以下、ノック棒２０２，２０３，２０４のいずれかをスライド移動させることで、上述の動作が繰り返される。

【0114】

この図６（Ｂ）の例の電子ペン２００においても、ノック棒２０２をスライド移動させたときには、電子ペンカートリッジ１の筐体２０１内での収納位置が筐体の中心線位置からずれているので、図６（Ａ）の電子ペン１００の場合と同様に、軸心方向の力のみならず、軸心方向に直交する方向の力を受けながら筐体２０１の開口２０１ａから先端部が繰り出される。

【0115】

この実施形態の電子ペンカートリッジ１においては、電子ペン本体部２Ａと結合される装着用アダプタ３Ａの棒状部材３２Ａは、軸心方向に直交する方向にも変位可能な弾性を有する樹脂で構成されているので、当該棒状部材３２Ａの部分で軸心方向に直交する方向の力に応じて撓み変位をすることができ、電子ペン本体部２Ａの本体部筐体部材２４を撓ませるような大きな負荷がかかることなく、電子ペンカートリッジ１を、外部筐体１０１の開口１０１ａから出没移動させることができる。

【0116】

そして、前述もしたように、図６（Ａ）の例の電子ペン１００及び図６（Ｂ）の例の電子ペン２００において、筐体１０１、筐体２０１の開口１０１ａ、開口２０１ａから電子ペンカートリッジ１の先端部が突出している状態で、電子ペン１００、電子ペン２００を落下させてしまって、電子ペンカートリッジ１の先端部に衝撃荷重が加わったとしても、電子ペンカートリッジ１の装着用アダプタ３Ａのコイルバネ３３Ａがショックアブソーバとして働き、筆圧検出部４０が破壊されてしまうことが防止される。

【0117】

以上の図６（Ａ）及び（Ｂ）の例では、電子ペンカートリッジ１は、電子ペン本体部２に、装着用アダプタ３Ａが結合された場合であるが、筐体１０１、筐体２０１に設けられる装着部の形態に応じて、電子ペン本体部２に、装着用アダプタ３Ｂが結合された状態とされる場合もある。その場合も、上述と同様の作用効果が得られることは言うまでもない。

【0118】

＜ノック式ボールペンの例＞
次に、図７に、ノック式の電子ペン３００に例を示す。この図７の例の場合には、電子ペン３００の筐体３０１の中空部内に、電子ペン本体部２に対して装着用アダプタ３Ｃが装着された電子ペンカートリッジ１が装着されて収納される。

【0119】

この例の電子ペン３００の筐体３０１は、電子ペンカートリッジ１を、その先端部（芯体２１のペン先部２１ａ及びフェライトコア２２２の一部）が、筐体３０１の開口３０１ａら出し入れさせるようにするノック式の構成を備える。そのため、筐体３０１には、ノックカム機構部３０２を備える。なお、図７の例では、電子ペン３００の筐体３０１が透明の合成樹脂で構成されていて、その内部が透けて見える状態として示している。なお、この例の電子ペン３００の筐体３０１は、市販のノック式ボールペンと互換性が取れる構成とされている。

【0120】

筐体３０１内に設けられるノックカム機構部３０２は、周知の市販のノック式ボールペンのノックカム機構部と同一の構成とされると共に、寸法関係も同一に構成される。したがって、筐体３０１及びノックカム機構部３０２は、市販のノック式のボールペンの筐体及びノックカム機構部をそのまま用いることもできる。

【0121】

ノックカム機構部３０２は、図７に示すように、カム本体３０３と、ノック棒３０４と、回転子３０５とが組み合わされた周知の構成とされている。回転子３０５は、電子ペンカートリッジ１の装着用アダプタ３Ｃの結合部３１Ｃが結合されて装着される装着部３０５ａを備える。

【0122】

図７において、ノック棒３０４の端部３０４ａが押下されると、ノックカム機構部３０２により、電子ペンカートリッジ１は、そのペン先側が、筐体３０１の開口３０１ａから突出する状態になる。そして、その先端部が突出している状態から、ノック棒３０４の端部３０４ａが再度押下されると、ノックカム機構部３０２により先端部が突出している状態のロックが解除され、復帰用バネ３０６により、電子ペンカートリッジ１の筐体３０１内の位置は、図７の状態に戻る。ノックカム機構部３０２の詳細な構成及びその動作は、周知であるので、ここでは、その説明を省略する。

【0123】

この図７の例の電子ペン３００において、筐体３０１の開口３０１ａから電子ペンカートリッジ１の先端部が突出している状態で、電子ペン３００を落下させてしまって、電子ペンカートリッジ１の先端部に衝撃荷重が加わったとしても、電子ペンカートリッジ１の装着用アダプタ３Ｃのコイルバネ３３Ｃがショックアブソーバとして働き、筆圧検出部４０が破壊されてしまうことが防止される。

【0124】

そして、電子ペン１００、２００、３００において、装着用アダプタ３Ａ，３Ｂ，３Ｃのコイルバネ３３Ａ、３３Ｂ，３３Ｃは、筆圧検出部４０での筆圧検出範囲では、弾性変位しないように構成されているので、適切に筆圧の検出が可能である。

【0125】

［電子ペン１００，２００または３００と共に使用する位置検出装置における位置検出および筆圧検出のための回路構成］
図８は、この実施形態の電子ペン１００，２００または３００と共に使用される位置検出装置８００の電子回路構成を示す図である。この実施形態の位置検出装置８００は、電磁誘導方式で電子ペン１００，２００または３００に装着されている電子ペンカートリッジ１の前述した共振回路と信号のやり取り（インタラクション）を行う。

【0126】

電子ペンカートリッジ１は、図８に示すように、コイル２２１とキャパシタ７５と筆圧検出部４０で構成される可変容量キャパシタ４０Ｃとの共振回路ＲＣを備え、共振回路ＲＣが位置検出センサと電磁誘導結合する。

【0127】

位置検出装置８００の位置検出センサ８１０は、Ｘ軸方向ループコイル群８１１と、Ｙ軸方向ループコイル群８１２とが積層された位置検出コイルにより構成されている。位置検出装置８００は、位置検出センサ８１０を通じて電子ペンカートリッジ１のコイル２２１とキャパシタ７５との共振回路ＲＣに対して電磁結合により信号を送信し、電子ペンカートリッジ１は、位置検出装置８００から受信した信号を共振回路ＲＣを介して、位置検出装置８００の位置検出センサ８１０に帰還する。

【0128】

そして、位置検出装置８００では、電子ペンカートリッジ１の共振回路ＲＣからの帰還信号を、電磁結合により受信し、その受信した信号が検出される位置検出センサ８１０上の位置から、電子ペンカートリッジ１により指示された位置検出センサ８１０上の位置を検出すると共に、電子ペンカートリッジ１の共振回路ＲＣから電磁結合により受信する信号の位相変化を検出することより共振回路ＲＣの共振周波数の変化を検出して、電子ペンカートリッジ１の芯体２１に印加された筆圧を検出するようにする。

【0129】

送受信処理回路８２０には、位置検出センサ８１０のＸ軸方向ループコイル群８１１及びＹ軸方向ループコイル群８１２が接続される選択回路８１３が設けられている。この選択回路８１３は、２つのループコイル群８１１，８１２のうちの一のループコイルを順次選択して、共振回路ＲＣに対して信号を送信させると共に、共振回路ＲＣから帰還される信号を受信させる。

【0130】

選択回路８１３に対しては、処理制御部８２７により切替制御される切替回路８２３が接続される。この切替回路８２３が送信側端子Ｔに接続されるときには、発振器８２１から交流信号が選択回路８１３に供給され、受信側端子Ｒに接続されるときには、選択回路８１３からの信号が、アンプ８２４を通じて指示位置検出用回路８２５と、筆圧検出用回路８２６に供給される。

【0131】

指示位置検出用回路８２５は、ループコイルに発生した誘導電圧、すなわち受信信号を検波し、その検波出力信号をディジタル信号に変換し、処理制御部８２７に出力する。処理制御部８２７は、指示位置検出用回路８２５からのデジタル信号、すなわち、各ループコイルに発生した誘導電圧の電圧値のレベルに基づいて電子ペンカートリッジ１のＸ軸方向及びＹ軸方向の指示位置の座標値を算出する。

【0132】

一方、筆圧検出用回路８２６は、受信アンプ８２４の出力信号を発振器８２１からの交流信号で同期検波して、それらの間の位相差（周波数偏移）に応じたレベルの信号を得、その位相差（周波数偏移）に応じた信号をデジタル信号に変換して処理制御部８２７に出力する。処理制御部８２７は、筆圧検出用回路８２６からのデジタル信号、すなわち、送信した電波と受信した電波との位相差（周波数偏移）に応じた信号のレベルに基づいて、電子ペンカートリッジ１に印加されている筆圧を検出する。

【0133】

［実施形態の電子ぺンカートリッジの効果］
以上説明したように、上述の実施形態の電子ぺンカートリッジ１によれば、電子ペン本体部２に対して、装着用アダプタ３Ａ，３Ｂ，３Ｃを交換して結合することができるように構成されているので、電子ペンカートリッジ１を装着する装着部の構造が異なる電子ペンの種々の筐体に対応することができると共に、軸心方向の長さが異なる種々の電子ペンの筐体に装着することができて、非常に便利である。

【0134】

そして、その場合に、電子ペン本体部２は、１個を購入し、装着用アダプタを、電子ペンの筐体に応じて交換すればよいので、使用者にとっては、高価な電子ペン本体部を、筐体の違いに応じて購入する必要がなく、コスト的な負担が軽減される。

【0135】

そして、装着用アダプタ３Ａ，３Ｂ，３Ｃは、コイルバネ３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃを備えており、電子ペン本体部２と結合したときに、装着用アダプタ３Ａ，３Ｂ，３Ｃと電子ペン本体部２とを常に互いに離間するようにする弾性力が働くので、装着用アダプタ３Ａ，３Ｂ，３Ｃと電子ペン本体部２との結合部でガタツクことが防止される。そして、このコイルバネ３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃは、電子ペン本体部２に搭載される筆圧検出部４０の筆圧検出範囲では弾性変位せず、筆圧検出範囲を超えるような荷重（衝撃荷重）が掛かった時に弾性変位するように構成されているので、電子ペンカートリッジ１の先端に衝撃荷重がかかった時のショックアブソーバとなり、筆圧検出部４０が破壊されてしまうのを防止することができる。

【0136】

［その他の実施形態または変形例］
以上の実施形態は、電磁誘導方式の電子ペン（電子ペンカートリッジ）の場合であったが、この発明は、所定の信号を静電結合方式で位置検出装置に送信することで位置指示するようにする、アクティブ静電結合方式の電子ペンにも適用可能である。その場合には、装着用アダプタ３Ａ，３Ｂ，３Ｃは、上述の実施形態と同様の構成することができ、電子ペン本体部２の構成が異なる。

【0137】

すなわち、芯体２１が導電性部材、例えば導電性を有する金属で構成されると共に、フェライトコア２２２に巻回されたコイル２２１は不要とされ、また、共振回路ＲＣを備える必要はない。さらに、回路基板には、共振回路ＲＣを構成するキャパシタ７５を設ける代わりに、導電性の芯体に信号を供給するための信号発信回路を設ける。

【0138】

ただし、このアクティブ静電結合方式の電子ペンにおいても、フェライトコア２２２に巻回されたコイル２２１は、電磁誘導方式で蓄電素子に充電する充電電流を得るための回路として構成することができる。そして、回路基板の信号発信回路からの信号を、芯体に供給するための電気的な接続の構成を加える。したがって、この静電結合方式の場合には、電子ペン本体部２の信号送信用部材２２としては、導電性を有する芯体と信号発信回路を備える。

【0139】

この例の静電結合方式の電子ペンカートリッジ１Ａの回路基板に形成される電子回路の例を図９を参照して説明する。

【0140】

図９において、９０１は電気二重層キャパシタ、９０２は整流用ダイオード、９０３は電圧変換回路、９０４は、この例の信号発信回路を構成する発振回路である。図９に示すように、この例では、コイル２２１の一端はダイオード９０２のアノードに接続され、他端は、接地（ＧＮＤ）されている。また、電気二重層キャパシタ９０１の一端はダイオード９０２のカソードに接続され、他端は、接地されている。

【0141】

発振回路９０４は、筆圧検出部４０の可変容量キャパシタ４０Ｃの容量に応じて周波数が変化する信号を発生し、その発生した信号を電極芯２１Ａに供給する。発振回路９０４からの信号は、電極芯２１Ａよりその信号に基づく電界として放射される。発振回路９０４は、例えばコイルとキャパシタによる共振を利用したＬＣ発振回路により構成される。この実施形態の電子ペンカートリッジ１Ａにより指示された座標位置を検出するタブレットでは、この信号の周波数より電極芯２１Ａに加えられた筆圧を求めることができる。

【0142】

電圧変換回路９０３は、電気二重層キャパシタ９０１に蓄えられた電圧を一定の電圧に変換して発振回路９０４の電源として供給する。この電圧変換回路９０３は、電気二重層キャパシタ９０１の両端の電圧よりも低くなるような降圧タイプのものでも良いし、電気二重層キャパシタ９０１の両端の電圧よりも高くなるような昇圧タイプのものでも良い。また、電気二重層キャパシタ９０１の両端の電圧が前記一定の電圧よりも高い場合は降圧回路として動作し、前記一定の電圧よりも低い場合は昇圧回路として動作する昇降圧タイプのものでも良い。

【0143】

この実施形態の電子ペンカートリッジ１Ａ（あるいは電子ペンカートリッジ１Ａを装着した電子ペン）を図示しない充電器に装着したときに、充電器が発生する交番磁界によりコイル２２１には誘導起電力が発生して、ダイオード９０２を介して電気二重層キャパシタ９０１を充電する。

【0144】

なお、上述の実施形態では、筆圧検出部４０は、ＭＥＭＳを用いた構成としたが、これに限られるものではなく、例えば特開２０１６－１２６５０３号公報に示すような板状の誘電体の一方の面側に第１の電極を設け、この一方の面とは反対側の面側に、導電性の弾性部材を設けて、印加された筆圧に応じた導電性の弾性部材と誘電体との接触面積に応じて静電容量を可変する構成のものを用いてもよい。

【符号の説明】

【0145】

１…電子ペンカートリッジ、２…電子ペン本体部、３Ａ，３Ｂ，３Ｃ…装着用アダプタ、２１…芯体、３１Ａ，３１Ｂ］，３１Ｃ…結合部、３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ…棒状部材、３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ…コイルバネ、２２１…コイル、２２２…フェライトコア、１００，２００，３００…電子ペン、１０１，２０１，３０１…電子ペンの筐体、１０３２Ｃ，１０３３Ｃ…装着部、２０２ａ，２０３ａ，２０４ａ…装着部、３０５ａ…装着部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】