特許 7596286 電子ペン及び電子ペン用本体部

(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】2024-11-29

(45)【発行日】2024-12-09

(54)【発明の名称】電子ペン及び電子ペン用本体部

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/03 20060101AFI20241202BHJP

   G06F 3/044 20060101ALI20241202BHJP

   B43K 24/12 20060101ALI20241202BHJP

   B43K 29/08 20060101ALI20241202BHJP

【ＦＩ】

G06F3/03 400F

G06F3/03 400B

G06F3/03 400E

G06F3/044 120

B43K24/12

B43K29/08 Z

【請求項の数】 18

(21)【出願番号】P 2021552301

(86)(22)【出願日】2020-09-30

(86)【国際出願番号】 JP2020037051

(87)【国際公開番号】W WO2021075257

(87)【国際公開日】2021-04-22

【審査請求日】2023-09-25

(31)【優先権主張番号】P 2019189501

(32)【優先日】2019-10-16

(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】青木 信也

(72)【発明者】

【氏名】橋本 善之

(72)【発明者】

【氏名】金田 剛典

【審査官】亀澤 智博

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－２２４１７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－２０６０９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１５３９５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１６／１４３４９８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１９－１２１３８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－２２２５１８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｆ ３／０３ － ３／０４７

Ｂ４３Ｋ ２９／００ －２９／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電子ペンの筒状の筐体内に、少なくともペン先が、前記電子ペンの筒状の筐体の軸心方向の一方の開口から突出可能に収容される電子ペン本体部であって、
軸心方向の一端側が前記ペン先となる導電性の中心電極と、
少なくとも前記ペン先を除いて前記中心電極の周囲に配設され、前記中心電極とは絶縁されている周辺電極と、
前記周辺電極で位置検出センサとの間での電界結合を介して受信された受信信号が供給される信号受信回路と、
を備え、
前記ペン先となる前記中心電極の前記一端側が前記電子ペンの筒状の筐体の前記開口から外部に突出する使用時には、前記周辺電極の前記ペン先側の一部も前記電子ペンの筒状の筐体の前記開口から外部に突出する
ことを特徴とする電子ペン本体部。

【請求項2】

前記周辺電極の前記ペン先側は、先細のテーパー形状を備えている
ことを特徴とする請求項１に記載の電子ペン本体部。

【請求項3】

少なくとも前記中心電極に供給する信号を発生する信号発信回路が配設されている本体筒状部を備え、
前記周辺電極は、前記本体筒状部の軸心方向の前記ペン先側に結合されており、
前記本体筒状部は、前記電子ペンの筒状の筐体の前記開口から外部に突出しない
ことを特徴とする請求項１に記載の電子ペン本体部。

【請求項4】

前記周辺電極と前記本体筒状部とが結合されたものの中空部には、前記中心電極の嵌合部が配設されており、
前記中心電極は、前記嵌合部に、着脱可能に嵌合されることにより取り付けられる
ことを特徴とする請求項３に記載の電子ペン本体部。

【請求項5】

前記周辺電極は、前記本体筒状部の径よりも細い径からなる
ことを特徴とする請求項３に記載の電子ペン本体部。

【請求項6】

前記周辺電極は、軸心方向において、前記電子ペンの筒状の筐体の前記開口から外部に突出する前記一部を含むペン先側の前段部と、前記本体筒状部との結合側の後段部とを備え、
前記前段部は、前記ペン先側に先細のテーパー形状を有し、前記後段部は所定の径の円筒形状を有する
ことを特徴とする請求項３に記載の電子ペン本体部。

【請求項7】

前記本体筒状部には、前記信号発信回路に電源電圧を供給する電池が設けられている
ことを特徴とする請求項３に記載の電子ペン本体部。

【請求項8】

前記本体筒状部には、前記信号発信回路に電源電圧を供給する蓄電素子が設けられていると共に、前記蓄電素子を外部から充電を可能にするための端子導体が設けられる
ことを特徴とする請求項３に記載の電子ペン本体部。

【請求項9】

前記信号発信回路から前記信号が前記中心電極に供給されるときには、前記周辺電極は接地されてシールド電極として機能するように構成されている
ことを特徴とする請求項３に記載の電子ペン本体部。

【請求項10】

前記信号発信回路から前記信号が前記周辺電極に供給されることで、前記周辺電極は傾き検出用電極として機能するように構成されている
ことを特徴とする請求項３に記載の電子ペン本体部。

【請求項11】

前記本体筒状部は、軸心方向に交差する方向に撓むことが可能に構成されている
ことを特徴とする請求項３に記載の電子ペン本体部。

【請求項12】

ペン先側となる軸心方向の一端側に開口が設けられている筒状の筐体を有し、少なくとも１本の電子ペン本体部が前記筒状の筐体内に収納される電子ペンであって、
前記電子ペン本体部は、
軸心方向の一端側がペン先となる導電性の中心電極と、
少なくとも前記ペン先を除いて前記中心電極の周囲に配設され、前記中心電極とは絶縁されている周辺電極と、
前記周辺電極で位置検出センサとの間での電界結合を介して受信された受信信号が供給される信号受信回路と、
を備え、
前記ペン先となる前記中心電極の前記一端側が前記筒状の筐体の前記開口から外部に突出する使用時には、前記周辺電極の前記ペン先側の一部も前記開口から外部に突出する
ことを特徴とする電子ペン。

【請求項13】

前記電子ペン本体部の前記中心電極の径及び前記周辺電極が前記開口から突出する前記一部の径は、市販のノック式ボールペンの替え芯のペン先部の径以下とされ、前記電子ペン本体部の長さは、前記ボールペンの替え芯の長さとほぼ同一とされている
ことを特徴とする請求項１２に記載の電子ペン。

【請求項14】

前記筐体は、前記ボールペンの替え芯を収納して、ボールペンとして機能する
ことを特徴とする請求項１３に記載の電子ペン。

【請求項15】

前記筐体内には、前記電子ペン本体部または前記ボールペンの替え芯についてのノック式ボールペンの機構が設けられている
ことを特徴とする請求項１３または請求項１４に記載の電子ペン。

【請求項16】

前記筐体内には、複数本の前記電子ペン本体部を収納して、その内の１本を選択的に、前記開口から前記ペン先となる前記中心電極の前記一端側を外部に突出させるようにするノック式多色ボールペンの機構が設けられている
ことを特徴とする請求項１２に記載の電子ペン。

【請求項17】

前記筐体は、複数本の前記電子ペン本体部の１本または複数本の代わりに、前記ボールペンの替え芯を収納して、ノック式多色ボールペンとしても機能する
ことを特徴とする請求項１３に記載の電子ペン。

【請求項18】

前記筐体の前記開口側に、前記筐体の前記開口から突出するペン先側を覆うように係合するキャップを備える
ことを特徴とする請求項１２に記載の電子ペン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、位置検出センサと電界結合により信号の授受を行う静電容量方式の電子ペン及び電子ペン本体部に関する。

【背景技術】

【0002】

静電容量方式の電子ペンとして、位置検出装置の位置検出センサとの間の電界結合を通じて信号の授受（インタラクション）を行うことで、位置検出センサで電子ペンにより指示された位置を検出するようにする、いわゆるアクティブ静電容量方式の電子ペンが賞用されている。

【0003】

この種のアクティブ静電容量方式の電子ペンは、一次電池や二次電池を用いた電源回路と信号発信回路とを内蔵すると共に、芯体を導体で構成し、信号発信回路からの信号を、導体の芯体から、位置検出センサに対して静電結合により送信するようにするものである（例えば特許文献１（特許第５６８７３９８号公報）参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第５６８７３９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、近年の小型化の嗜好により、携帯型の電子機器も、より小型化の要求が強くなっている。そして、電子ペンは、この種の小型の電子機器に搭載される位置検出センサと共に使用されるようになっており、より細型のものが求められている。

【0006】

さらに、最近は、電子ペンは、文具の延長として捉えられ、その内部構成をモジュール化して、ボールペンの替え芯（リフィルやカートリッジ）と同様に取り扱えるようにする要望もある。以下、この明細書では、電子ペンの内部構成部品をモジュール化して一体化し、ボールペンの替え芯のように交換可能に構成したものを電子ペン本体部と称することとする。

【0007】

静電容量方式の電子ペンと静電容量方式の位置検出センサとの間の電界結合の強度は、電磁誘導方式の電子ペンの電磁誘導結合の強度に比較すると小さい。そして、電子ペン本体部を、細型であるリフィルの構成にする場合には、より電界結合の強度が小さくなるので、そのような状態でも、静電容量方式の位置検出センサで確実に電子ペンによる指示位置を検出することができるように構成しなければならないという課題がある。

【0008】

この発明は、以上の課題を解決することができるようにした電子ペン及び電子ペン本体部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】

【0009】

上記の課題を解決するために、
電子ペンの筒状の筐体内に、少なくともペン先が、前記電子ペンの筒状の筐体の軸心方向の一方の開口から突出可能に収容される電子ペン本体部であって、
軸心方向の一端側が前記ペン先となる導電性の中心電極と、
少なくとも前記ペン先を除いて前記中心電極の周囲に配設され、前記中心電極とは絶縁されている周辺電極と、
前記周辺電極で位置検出センサとの間での電界結合を介して受信された受信信号が供給される信号受信回路と、
を備え、
前記ペン先となる前記中心電極の前記一端側が前記電子ペンの筒状の筐体の前記開口から外部に突出する使用時には、前記周辺電極の前記ペン先側の一部も前記電子ペンの筒状の筐体の前記開口から外部に突出する
ことを特徴とする電子ペン本体部を提供する。

【0010】

また、
ペン先側となる軸心方向の一端側に開口が設けられている筒状の筐体を有し、少なくとも１本の電子ペン本体部が前記筒状の筐体内に収納される電子ペンであって、
前記電子ペン本体部は、
軸心方向の一端側がペン先となる導電性の中心電極と、
少なくとも前記ペン先を除いて前記中心電極の周囲に配設され、前記中心電極とは絶縁されている周辺電極と、
前記周辺電極で位置検出センサとの間での電界結合を介して受信された受信信号が供給される信号受信回路と、
を備え、
前記ペン先となる前記中心電極の前記一端側が前記筒状の筐体の前記開口から外部に突出する使用時には、前記周辺電極の前記ペン先側の一部も前記開口から外部に突出する
ことを特徴とする電子ペンを提供する。

【0011】

上述の構成の電子ペン本体部によれば、中心電極の一端側であるペン先が電子ペンの筐体の開口から突出すると共に、周辺電極のペン先側の一部も電子ペンの筐体の開口から突出する。したがって、電子ペンの中心電極及び周辺電極と静電容量方式の位置検出センサとの距離が短くなり、両者の電界結合を良好に確保することができる。

【0012】

そして、上述の構成の電子ペン本体部の中心電極と周辺電極とを用いることで、電子ペンによる指示位置を静電容量方式の位置検出センサで確実に検出することができるようになる。

【0013】

すなわち、位置検出センサからの信号を電子ペン本体部の周辺電極で受信し、その受信信号に基づいて、電子ペン本体部の中心電極からの信号の送信を制御することで、位置検出センサで確実に電子ペン本体部からの信号を検出することができるようになる。また、中心電極から信号を送出するときに、周辺電極を接地して当該周辺電極をシールド電極として用いることで、無駄なく、中心電極の先端部（ペン先）から信号を送出させることができる。さらに、周辺電極から信号を送出することで、この周辺電極を電子ペンの傾斜角を検出用とすることもできる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】この発明による電子ペンの第１の実施形態の構成例を説明するための図である。

【図2】この発明による電子ペン本体部の第１の実施形態の構成例を説明するための図である。

【図3】この発明による電子ペン本体部の第１の実施形態のペン先側の構成例を説明するための図である。

【図4】この発明による電子ペン本体部の第１の実施形態の構成例を説明するための図である。

【図5】この発明による電子ペン本体部の第１の実施形態の電子回路の構成例を説明するためのブロック図である。

【図6】この発明による電子ペン本体部の第１の実施形態の電子回路の構成例の動作を説明するために用いる図である。

【図7】この発明による電子ペンの第１の実施形態と共に使用する静電容量方式の位置検出装置の構成例を説明するための図である。

【図8】図７の例の位置検出装置における電子ペンの傾き角の検出方法を説明するために用いる図である。

【図9】この発明による電子ペンの第２の実施形態の構成例を説明するための図である。

【図10】この発明による電子ペンの第３の実施形態に用い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11】この発明による電子ペンの第３の実施形態の構成例を説明するための図である。

【図12】この発明による電子ペン本体部の他の実施形態の構成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】

【0015】

以下、この発明による電子ペン及び電子ペン本体部の実施形態を、図を参照しながら説明する。

【0016】

第１の実施形態の電子ペンでは、カートリッジ式の構成とされる電子ペン本体部を、電子ペンの筒状の筐体内に着脱可能に収容する構成を備えている。

【0017】

ところで、近年のアクティブ静電容量方式の電子ペンにおいては、電子ペンによる指示位置を検出する位置検出センサ側からの信号を受信して、その受信した信号の要求に基づいたフォーマットの信号を発信する双方向通信型の電子ペンも登場してきている。

【0018】

この種の双方向通信型電子ペンにおいては、位置検出センサからの信号を受信するための受信部の位置が重要である。静電容量方式の電子ペンの場合、位置検出センサから送信される信号は、静電容量結合により受信可能な電界によるものであり、その到達距離は非常に短い。そのため、双方向通信型電子ペンの受信部は、位置検出センサからの信号を大きい強度で受信することができるように、ペン先に近い位置に配置すべきである。

【0019】

そこで、この実施形態の電子ペンでは、電子ペン本体部の構成を、上述の双方向通信型電子ペン用として最適なものとなるように考慮している。すなわち、以下に説明する実施形態では、電子ペン本体部に、位置検出センサからの信号の受信部を設けるが、この受信部は、導電性材料で構成されている中心電極との電気的な絶縁を考慮しつつ、この中心電極の周囲を、中心電極の先端部の近傍まで覆うように囲んで設けられた筒状の導体からならる周辺電極により構成される。

【0020】

また、最近は、電子ペンの位置検出センサ面に対する傾き角（電子ペンの軸心方向と位置検出センサ面との成す角度。以下、電子ペンの傾き角と略称する）を、位置検出装置で検出し、検出した傾き角を電子ペンの指示軌跡（筆記跡）の太さなどに反映するようにすることが提案されている。この実施形態の電子ペンの電子ペン本体部においては、上記の周辺電極を、この電子ペンの傾き角の検出にも用いることができるように構成する。

【0021】

また、この第１の実施形態では、周辺電極を、位置検出用信号を送出する中心電極に対するシールド電極の役割をするようにも構成する。

【0022】

図１は、この発明による電子ペンの第１の実施形態の構成例を示す図である。この第１の実施形態の電子ペン１は、筒状の筐体２（以下、ペン筐体２と称する）の中空部２ａ内に、電子ペン本体部３が収納され、ノックカム機構部４により、電子ペン本体部３のペン先側が、ペン筐体２の長手方向の一端側の開口２ｂ側から出し入れされるノック式の構成を備える。

【0023】

図１（Ａ）は、電子ペン本体部３の全体がペン筐体２の中空部２ａ内に収容されている状態を示し、図１（Ｂ）は、ノックカム機構部４により電子ペン本体部３のペン先側が、ペン筐体２の開口２ｂから突出した状態を示している。なお、図１の例では、電子ペン１のペン筐体２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。

【0024】

この実施形態の電子ペン１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。

【0025】

ペン筐体２及び当該ペン筐体２内に設けられるノックカム機構部４は、周知の市販のノック式ボールペン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。

【0026】

ノックカム機構部４は、図１に示すように、カム本体４１と、ノック棒４２と、回転子４３とが組み合わされた周知の構成とされている。カム本体４１は、筒状のペン筐体２の内壁面に形成されている。ノック棒４２は、使用者のノック操作を受け付けることができるように、端部４２ａが、ペン筐体２のペン先側とは反対側の開口２ｃから突出するようにされている。回転子４３は、電子ペン本体部３のペン先側とは反対側の端部が嵌合される嵌合部４３ａを備える。

【0027】

ただし、この嵌合部４３ａには、電子ペン本体部３との電気的な接続の構成が追加されている点が、通常の文具のノック式ボールペンの筐体の嵌合部とは異なっている。すなわち、電子ペン本体部３は、後述するように、内部に、位置検出センサに中心電極又は周辺電極を通じて送出する信号を発生する信号発信回路を備えており、当該信号発信回路には電源電圧を供給する必要がある。

【0028】

この実施形態では、後述するように、電子ペン本体部３の内部には、信号発信回路及び当該信号発信回路に電源を供給する蓄電素子が設けられている。そして、蓄電素子は、電子ペン本体部３の外部から充電をする必要がある。そのため、この実施形態の電子ペン本体部３の嵌合部４３ａに嵌合される端部には、前記蓄電素子と接続される端子導体（電極）が設けられており、前記嵌合部４３ａには、当該蓄電素子と接続される端子導体と接続される導体が形成される。なお、電子ペン本体部３との結合部の構成は、電気的な構成が追加されるだけ、ボールペンの替え芯が結合されて装着される構成であることに変化はない。電子ペン本体部３の嵌合部４３ａに嵌合される端部の構成例については、嵌合部４３ａの構成例と共に後述する。

【0029】

そして、ペン筐体２の、この例ではペン先側とは反対側の外周側面の部分に、図１に示すように、嵌合部４３ａに設けられる導体に接続される充電用電極２ｄ，２ｅが形成されている点が、文具のノック式ボールペンの筐体の構成とは異なる。

【0030】

以上のような構成の電子ペン１において、図１（Ａ）の状態において、ノック棒４２の端部４２ａが押下されると、ノックカム機構部４により、電子ペン本体部３は、ペン筐体２内において図１（Ｂ）の状態にロックされ、電子ペン本体部３のペン先側が、ペン筐体２の開口２ｂから突出する状態になる。そして、この図１（Ｂ）の状態から、ノック棒４２の端部４２ａが再度押下されると、ノックカム機構部４によりロック状態が解除され、復帰用バネ５により、電子ペン本体部３のペン筐体２内の位置は、図１（Ａ）の状態に戻る。ノックカム機構部４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。

【0031】

［電子ペン本体部３の実施形態］
図２は、電子ペン本体部３の構成例を、市販のノック式ボールペンの替え芯と比較して示す図である。すなわち、図２（Ａ）は、市販のノック式ボールペンの替え芯６を示し、また、図２（Ｂ）は、この実施形態の電子ペン本体部３の構成例を示しており、この実施形態では、後述するように、電子ペン本体部３は、ノック式ボールペンの替え芯６と、サイズ的に同等のものとして、互換性を取れるように構成されている。

【0032】

図３は、この実施形態の電子ペン本体部３のペン先側の構成例を示す図で、図３（Ａ）は、その外観を示す図、図３（Ｂ）は、その縦断面図である。また、図４は、図３に示した、この実施形態の電子ペン本体部３のペン先側の構成例を説明するための分解斜視図である。

【0033】

市販のノック式ボールペンの替え芯６は、図２（Ａ）に示すように、ボールが先端に配設されているペン先部６１と、一定の外径の筒状のインク収納部６２とが、一定の外径の筒状の結合部６３で結合されて一体化された周知の構成を備える。ペン先部６１は筒状形状を備えると共に、その先端側がテーパー形状に形成されたもので、最大外径は、ペン筐体２の開口２ｂの径Ｒ０よりも小さいＲ１とされている。結合部６３とインク収納部６２とは、同じ外径Ｒ２を有し、その外径Ｒ２は、ペン先部６１の最大外径Ｒ１よりは若干大きくされており、例えばＲ２＝２．２ミリメートルとされている。なお、ペン筐体２の開口２ｂの径Ｒ０は、Ｒ１＜Ｒ０＜Ｒ２とされている。

【0034】

一方、この実施形態の電子ペン本体部３においては、図２（Ｂ）及び図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、本体筒状部３１のペン先側に、筒状結合部材３２を介して、導電部材、例えば導電性金属からなる周辺電極３３が結合されて、電子ペン本体部３の筐体３０（以下、本体筐体３０と称する）が構成されている。

【0035】

本体筒状部３１は、この例では、図２（Ｂ）に示すように、金属パイプ部３１ａのペン先側とは反対側の後端側に樹脂パイプ部３１ｂが結合されて構成されている。そして、この例では、本体筒状部３１は、金属パイプ部３１ａのペン先側に、周辺電極３３が、筒状結合部材３２を介して結合されている。筒状結合部材３２は、金属パイプ部３１ａと周辺電極３３との間の絶縁の役割もする。そして、電子ペン本体部３の樹脂パイプ部３１ｂ側の端部が、ペン筐体２内の嵌合部４３ａとの嵌合部となる。

【0036】

周辺電極３３は、この例では、図２及び図３に示すように、外径が一定の径Ｒ２の円筒形状部３３ａと、ペン先側に向かって徐々に先細となるようにテーパー状に形成されているテーパー部３３ｂとを有する形状とされている。本体筒状部３１の金属パイプ部３１ａは、周辺電極３３の円筒形状部３３ａの外径Ｒ２と等しい外径の円筒形状を有している。

【0037】

筒状結合部材３２は、絶縁性材料、この例では樹脂で構成されており、図３（Ｂ）に示すような筒状体であって、その外周面の軸心方向の中ほどの位置には、当該外周側面から軸心方向に直交する方向に突出するリング状鍔部３２Ｆが形成されている。このリング状鍔部３２Ｆは、軸心方向に所定の幅Ｗ（図３参照）を有し、その端面は、図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、本体筒状部３１及び周辺電極３３と段差を生じることなく面一となって本体筐体３０の一部を構成するようにされている。つまり、リング状鍔部３２Ｆの外周部の径は、周辺電極３３及び本体筒状部３１の金属パイプ部３１ａの外径と等しく選定されている。

【0038】

そして、この筒状結合部材３２の、リング状鍔部３２Ｆよりも軸心方向の一方側であるペン先側は、周辺電極３３の円筒形状部３３ａと嵌合される第１の嵌合筒状部３２ａとされる。この筒状結合部材３２の第１の嵌合筒状部３２ａの外径は、周辺電極３３の円筒形状部３３ａの内径と等しいか僅かに小さくされており、周辺電極３３の円筒形状部３３ａは、筒状結合部材３２の第１の嵌合筒状部３２ａに、リング状鍔部３２Ｆのところまで圧入嵌合されて結合されるように構成されている。

【0039】

また、筒状結合部材３２のリング状鍔部３２Ｆよりも軸心方向に後端側は、本体筒状部３１の金属パイプ部３１ａと嵌合される第２の嵌合筒状部３２ｂとされる。この筒状結合部材３２の第２の嵌合筒状部３２ｂの外径は、本体筒状部３１の金属パイプ部３１ａの内径と等しいか僅かに小さくされており、本体筒状部３１の金属パイプ部３１ａは、筒状結合部材３２の第２の嵌合筒状部３２ｂに、リング状鍔部３２Ｆのところまで圧入嵌合されて結合されるように構成されている。

【0040】

本体筒状部３１の金属パイプ部３１ａと、周辺電極３３とが、筒状結合部材３２に対して挿入されて嵌合され、結合された状態では、図２（Ｂ）及び図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、１本の筒状体の本体筐体３０が形成される。このとき、前述したように、本体筒状部３１の金属パイプ部３１ａの外周面と、周辺電極３３の外周面と、筒状結合部材３２のリング状鍔部３２Ｆの端面とは面一の状態となっている。そして、導電性材料からなる本体筒状部３１の金属パイプ部３１ａと、周辺電極３３とは、筒状結合部材３２のリング状鍔部３２Ｆの存在により接触することなく互いに電気的に分離（絶縁）されている状態となっている。

【0041】

本体筐体３０の内部には、図３（Ｂ）に示すように、中空部３０ａが存在する。そして、本体筐体３０の周辺電極３３のペン先側には、図２（Ｂ）及び図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、絶縁材からなるフロントキャップ３４が装着される。フロントキャップ３４は、その先端側に中心電極３５の径よりも大きな径の開口３４ａ（図３（Ｂ）参照）を備えており、その開口３４ａは、本体筐体３０の中空部３０ａに連通している。

【0042】

中心電極３５は、この実施形態の電子ペン本体部３の芯体を構成するもので、導電性の部材、この例では、導電性金属で構成されている。そして、この中心電極３５が、図３（Ｂ）に示すように、フロントキャップ３４の開口３４ａから、本体筐体３０内に挿入され、ペン先側とは反対側の端部が、後述する芯体保持部材７に着脱可能に装着される。

【0043】

導電性材料からなる芯体３５と周辺電極３３とは、図３（Ｂ）に示すように、絶縁材であるフロントキャップ３４により、電気的に分離（絶縁）される。この実施形態の電子ペン本体部３においては、中心電極３５が装着されたときには、周辺電極３３は、図３（Ｂ）に示すように、中心電極３５のペン先となる先端部３５ａよりも後端側を囲むように配されている。なお、以下の説明においては、中心電極３５は、芯体３５と記すこととする。

【0044】

この例の場合には、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、電子ペン本体部３のペン先側の寸法は、ボールペンの替え芯６のペン先側の寸法とほぼ等しくなるように構成されている。すなわち、本体筐体３０の本体筒状部３１及び周辺電極３３の円筒形状部３３ａの外径は、図２（Ｂ）に示すように、市販のノック式ボールペンの替え芯６のインク収納部６２及び結合部６３の外径Ｒ２と等しくされている。

【0045】

そして、本体筐体３０の周辺電極３３の、ペン先側のテーパー部３３ｂは、ペン先側に近づくにしたがって徐々に小さくなる径を有し、この実施形態では、図２（Ｂ）に示すように、当該テーパー部３３ｂの軸心方向の中ほどの位置からペン先側は、ペン筐体２のペン先側の開口２ｂの径Ｒ０以下となるように構成されている。

【0046】

そして、電子ペン本体部３に対して、フロントキャップ３４の開口３４ａから芯体３５が挿入されて装着されているときに、芯体３５の先端部から周辺電極３３のテーパー部３３ｂの外径が径Ｒ１となる位置までの長さが、市販のノック式ボールペンの替え芯６のペン先部６１の軸心方向の長さＬ１とほぼ等しくなるように構成されている。

【0047】

また、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、芯体３５を装着した状態の電子ペン本体部３の長さ（全長）は、ボールペンの替え芯６の全長Ｌ２と等しく選定されている。

【0048】

以上のような構成の電子ペン本体部３は、その本体筒状部３１をノックカム機構部４の回転子４３の嵌合部４３ａに嵌合させることにより、ペン筐体２内に収納することができる。そして、この実施形態の電子ペン１においては、使用者は、位置検出装置と共に使用するときには、ノック棒４２の端部４２ａを押下する。すると、電子ペン１においては、図１（Ｂ）に示すように、芯体３５の先端部３５ａと、フロントキャップ３４の一部と、周辺電極３３のテーパー部３３ｂのペン先側の一部とが、ペン筐体２の開口２ｂから外部に突出する状態となる。

【0049】

すなわち、この実施形態では、電子ペン１のペン筐体２の開口２ｂからは、図１（Ｂ）に示すように、電子ペン本体部３に装着される芯体３５の先端部のみではなく、この芯体３５の周囲を囲むように構成されている周辺電極３３のペン先側の一部が外部に突出するように構成されている。電子ペン１の使用者は、この状態で、位置検出装置の位置検出センサ上において、指示位置の入力操作をする。

【0050】

電子ペン１の使用が終了したら、ノック棒４２の端部４２ａを再押下することで、図１（Ａ）に示すように、電子ペン本体部３の全体はペン筐体２の中空部２ａ内に収容させる状態とすることができる。このときには、電子ペン本体部３の全体がペン筐体２の中空部２ａ内に収容されて、電子ペン本体部３の芯体３５の先端部３５ａは、ペン筐体２により保護される状態となる。

【0051】

本体筐体３０の中空部３０ａ内には、図２（Ｂ）及び図３（Ａ）において点線で示すように、芯体保持部材７、筆圧検出部８、信号発信回路が搭載されるプリント基板９、電源電圧供給用の蓄電素子の例としてのコンデンサ１０が、ペン先側から順に、軸心方向に並べられて収納されて、配設されている。

【0052】

そして、この実施形態では、本体筐体３０の中空部３０ａ内には、図３（Ｂ）に示すように、基板載置台部３０１にプリント基板９が載置された基板ホルダー３００が収納されている。

【0053】

基板ホルダー３００は、絶縁性の樹脂により構成され、電子ペン本体部３の軸心方向となる長手方向において、基板載置台部３０１側とは反対側に、筆圧検出部８を収納保持するための筆圧検出部保持部３０２を有している。基板ホルダー３００は、図３（Ｂ）に示すように、本体筐体３０の中空部内に収納されたときに、電子ペン本体部３の軸心方向となる長手方向に、筆圧検出部保持部３０２と、基板載置台部３０１とが連続する構成とされている。筆圧検出部保持部３０２は、内部の中空部に筆圧検出部８の複数個の部品を収納する中空部を備える円筒形状とされる。基板載置台部３０１は、プリント基板９を載置して保持するボート状の形状であって、筒状体を軸芯方向に略半分切断したような形状とされている。

【0054】

基板ホルダー３００は、筆圧検出部保持部３０２がペン先側となるように、本体筐体３０内に収納される。そして、この筆圧検出部保持部３０２に保持されている筆圧検出部８に対して、芯体３５と嵌合して当該芯体３５を保持する芯体保持部材７が結合され、芯体３５に印加される圧力（筆圧）が、筆圧検出部８に伝達されるように構成されている。

【0055】

基板ホルダー３００の筆圧検出部保持部３０２の外径は、この実施形態では、筒状結合部材３２の第２の嵌合筒状部３２ｂの外径と等しいあるいは若干小さく選定されている。そして、図３（Ｂ）に示すように、基板ホルダー３００の筆圧検出部保持部３０２の一部が、筒状結合部材３２の第２の嵌合筒状部３２ｂの一部と嵌合することで、基板ホルダー３００の筆圧検出部保持部３０２と筒状結合部材３２の第２の嵌合筒状部３２ｂとが結合されて構成されている。

【0056】

基板ホルダー３００は、図３（Ｂ）に示すように、筆圧検出部保持部３０２が、軸心方向において、筒状結合部材３２の第２の嵌合筒状部３２ｂと嵌合結合されることで、本体筐体３０内において軸心方向に移動しないように位置規制されている。

【0057】

そして、図示は省略するが、基板ホルダー３００の基板載置台部３０１の、筆圧検出部保持部３０２とは反対側に配設されているコンデンサ１０の両端と、プリント基板９の電源ライン及びアースラインの銅箔パターンとが電気的に接続されている。これにより、コンデンサ１０の電圧が、プリント基板９に形成されている回路に、電源電圧として供給される。

【0058】

この実施形態では、導電性材料からなる本体筒状部３１の金属パイプ部３１ａは、電気的に、プリント基板９のアースラインの銅箔パターンと接続されている。

【0059】

この実施形態では、プリント基板９上には、芯体３５及び周辺電極３３から送出する信号を発生する信号発信回路および当該信号発信回路からの信号の芯体３５及び周辺電極３３への送信を制御する制御回路を構成するＩＣ（Integrate Circuit）１００（図３（Ａ）及び（Ｂ）参照）及びその周辺回路部品からなる回路部が設けられている。周辺回路部には、図示を省略するが、コンデンサ１０の充電回路が含まれる。コンデンサ１０の充電回路は、電子ペン１の外部に設けられていてもよい。

【0060】

芯体３５を嵌合保持する芯体保持部材７は、図３（Ｂ）及び図４に示すように、導電性弾性部材７１と、芯体ホルダー７２と、コイルばね７３と、導体端子部材７４とから構成されている。芯体３５は、この実施形態では、図３（Ｂ）に示すように、導電性弾性部材７１を介して導電性材料からなる芯体ホルダー７２に嵌合されることにより、芯体ホルダー７２に対して結合保持されている。芯体保持部材７は、筆圧検出部８に対して、芯体３５に印可される筆圧の伝達部材の役割もする。

【0061】

そして、芯体ホルダー７２が、筆圧検出部保持部３０２に保持される筆圧検出部８の保持部材８３に嵌合されることにより、芯体３５に印加される圧力（筆圧）が筆圧検出部８に伝達されるように構成されている。この場合に、芯体ホルダー７２は、当該芯体ホルダー７２と基板ホルダー３００との間に設けられる、導電性金属などの導電性材料からなる弾性部材の例としてのコイルばね７３により、基板ホルダー３００に対して常に芯体３５側に付勢されるように構成されている。なお、コイルばね７３は、導体端子部材７４と共に、プリント基板９に配設されているＩＣ１００からの信号を芯体３５に伝達するための電気的接続用部材を構成するものである。

【0062】

図４（Ａ）は、芯体３５、導電性弾性部材７１、芯体ホルダー７２、コイルばね７３、導体端子部材７４及び基板ホルダー３００の筆圧検出部保持部３０２の部分の分解斜視図である。

【0063】

導電性弾性部材７１は、例えば導電性ゴムからなり、芯体３５の先端部３５ａとは反対側の端部が嵌合される貫通孔７１ａを備える円筒状形状に形成されている。この導電性弾性部材７１の芯体３５側は、他の部分よりも外径が小さくされて薄肉部とされると共に、スリット７１２が形成されて、芯体３５を把持し易くする把持部７１１とされている。

【0065】

このように構成したことにより、芯体３５は、把持部７１１の、スリット部７１２が形成された２個の薄肉部である弧状部分により把持される。したがって、芯体３５は導電性弾性部材７１の把持部７１１に対して容易に挿入嵌合され、また、所定の力で引っ張ることで、芯体３５を導電性弾性部材７１から容易に引き抜くことができる。

【0066】

芯体ホルダー７２は、導電性材料、例えばＳＵＳ（Steel Special Use Stainless）からなり、導電性弾性部材７１を収納嵌合する凹穴７２１ａを有する収納嵌合部７２１と、筆圧検出部８の後述する保持部材８３に嵌合する棒状部７２２とが一体に形成されたものである。

【0067】

上述のようにして導電性弾性部材７１を収納した芯体ホルダー７２の棒状部７２２に導電性のコイルばね７３が装着された後、芯体ホルダー７２の棒状部７２２は、基板ホルダー３００の筆圧検出部保持部３０２に保持される筆圧検出部８の保持部材８３に嵌合される。

【0068】

この場合に、この実施形態の電子ペン本体部３においては、プリント基板９上に構成されている回路で生成される送信信号を、芯体３５に供給しなければならないことを考慮する必要がある。しかし、基板ホルダー３００の筆圧検出部保持部３０２に収納された筆圧検出部８の保持部材８３は、絶縁性の材料である樹脂で構成されているので、芯体ホルダー７２と保持部材８３との間で電気的な接続をすることはできない。

【0069】

そこで、この実施形態では、芯体ホルダー７２と、基板ホルダー３００の筆圧検出部保持部３０２との間に設けた、導電性の材料で構成されたコイルばね７３と、基板ホルダー３００の筆圧検出部保持部３０２に設けられた導体端子部材７４とにより電気的接続用部材を構成し、この電気的接続用部材により、プリント基板９の信号発信回路からの信号供給のための電気的接続を実現している。

【0070】

すなわち、この実施形態では、基板ホルダー３００の筆圧検出部保持部３０２には、図４（Ａ）に示すように、芯体ホルダー７２の棒状部７２２が挿入される開口部３０２ａ側を覆うように、導電性を有する材料、例えばＳＵＳからなる導体端子部材７４が装着されている。

【0071】

この導体端子部材７４は、図４（Ａ），（Ｂ）に示すように、基板ホルダー３００の筆圧検出部保持部３０２の開口部３０２ａ側を覆い、かつ、芯体ホルダー７２の棒状部７２２が挿通する貫通孔７４１ａを備える当接板部７４１を有する。

【0072】

また、基板ホルダー３００の筆圧検出部保持部３０２の部分を跨いで、基板載置台部３０１の部分まで延伸する延伸部７４２が設けられている。そして、導体端子部材７４が基板ホルダー３００の筆圧検出部保持部３０２に装着された状態においては、図３（Ｂ）に示すように、導体端子部材７４から延伸する延伸部７４２の先端の端子部７４２ａは、基板ホルダー３００の基板載置台部３０１に載置されているプリント基板９の裏面側の導体と当接し、例えば半田付けされる。これにより、導体端子部材７４とプリント基板９に設けられている信号発信回路と電気的に接続される。

【0073】

導電性弾性部材７１が嵌合された芯体ホルダー７２の棒状部７２２が、コイルばね７３を介在させた状態で、基板ホルダー３００の筆圧検出部保持部３０２の中空部内に、導体端子部材７４の当接板部７４１の貫通孔７４１ａを通して挿入されて、筆圧検出部保持部３０２に嵌合される。コイルばね７３の内径は、芯体ホルダー７２の棒状部７２２の外形よりも大きいものとされている。

【0074】

したがって、コイルばね７３は、芯体ホルダー７２に弾性的に接触すると共に、導体端子部材７４の当接板部７４１に当接して弾性的に接触する。コイルばね７３は、導電性材料で構成されていると共に、導電性弾性部材７１及び芯体ホルダー７２は導電性を有するので、コイルばね７３及び導体端子部材７４を介して、芯体ホルダー７２に嵌合されている導電性弾性部材７１は、プリント基板９の回路部と電気的に接続される。

【0075】

そして、以上のように本体筐体３０内に収納された芯体ホルダー７２に嵌合された導電性弾性部材７１の貫通孔７１ａに対して、芯体３５が、前述したようにして挿入嵌合されて、芯体３５が、芯体ホルダー７２に対して、導電性弾性部材７１を介して保持される。この状態では、芯体３５は、プリント基板９の信号発信回路と電気的に接続されることになり、信号発信回路からの信号が芯体３５に供給される状態となる。

【0076】

次に、基板ホルダー３００の筆圧検出部保持部３０２及び筆圧検出部８の構成、さらに、筆圧検出部８の保持部材８３と、芯体ホルダー７２との嵌合について説明する。

【0077】

筆圧検出部保持部３０２に筆圧検出部８が収納されて図３（Ｂ）に示すように構成されることで、筆圧検出用モジュールが構成される。そして、この筆圧検出用モジュールに、芯体ホルダー７２を介して芯体３５が結合されることで、芯体３５の先端部３５ａに印加される筆圧が筆圧検出用モジュールの筆圧検出部８で検出される。この場合に、筆圧検出用モジュールは、これを構成する筆圧検出部８の部品の一部が、芯体３５の先端部３５ａに印加される筆圧に応じて、芯体３５及び芯体ホルダー７２と共に軸心方向に移動することで、筆圧を検出する。

【0078】

この例の筆圧検出部８は、芯体３５に印加される筆圧に応じて静電容量が変化する容量可変コンデンサを用いた場合であり、図３（Ｂ）に示すように、誘電体８１と、端子部材８２と、保持部材８３と、導電部材８４と、弾性部材８５との複数個の部品からなる。

【0079】

以上のように基板ホルダー３００の筆圧検出部保持部３０２に芯体ホルダー７２が嵌合されている状態において、芯体３５を、芯体ホルダー７２に嵌合されている導電性弾性部材７１の貫通孔７１ａに圧入させる。これにより、芯体３５は、前述したように、導電性弾性部材７１により芯体ホルダー７２に対してしっかりと保持される。なお、芯体３５は、芯体ホルダー７２に嵌合されて保持された状態から、先端部３５ａ側の方向に引き抜くことが可能であって、前述したように、交換が可能である。

【0080】

この電子ペン本体部３において、芯体３５の先端部３５ａに圧力が印加されると、その圧力に応じて、芯体３５は、軸心方向に後端側に変位し、この変位により、筆圧検出部保持部３０２内の保持部材８３が弾性部材８５の弾性偏倚力に抗して、誘電体８１側に変位する。その結果、保持部材８３に嵌合されている導電部材８４が、誘電体８１側に変位し、導電部材８４と誘電体８１との間の距離、さらには、導電部材８４と誘電体８１との接触面積が、芯体３５に印加される圧力に応じて変化する。

【0081】

これにより、第１の電極を構成する端子部材８２と、第２の電極を構成する導電部材８４との間で形成される容量可変コンデンサの静電容量が、芯体３５に印加される圧力に応じて変化する。この容量可変コンデンサの静電容量の変化が、プリント基板９に設けられているＩＣ１００で検出されて筆圧が検出される。

【0082】

なお、筆圧検出部８は、上述のような構成のものに限られるものではなく、例えば容量可変コンデンサをＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）素子からなる半導体チップで構成したもの（例えば特許文献（特開２０１３－１６１３０７号公報）参照）を用いてもよい。

【0083】

次に、周辺電極３３と、プリント基板９の回路部との電気的な接続について説明する。筒状結合部材３２の外周面には、凹溝（図示は省略）が、当該筒状結合部材３２の軸心方向に沿った方向に、第１の嵌合筒状部３２ａから、リング状鍔部３２Ｆの下部を通って、第２の嵌合筒状部３２ｂに亘って形成されている。

【0084】

そして、基板ホルダー３００の筆圧検出部保持部３０２の外周側面にも、第２の嵌合筒状部３２ｂの凹溝と連続するような凹溝（図示は省略）が形成されている。この連続する凹溝内には、図３（Ｂ）に示すように、導電体材料、この例では、導電体金属からなる接続端子導体１１が配設される。そして、図３（Ｂ）に示すように、筒状結合部材３２の第１の嵌合筒状部３２ａ側の凹溝に配設される接続端子導体１１の端部１１ａは、少なくとも一部が、当該第１の嵌合筒状部３２ａの外周面よりも若干膨出するように配設される。ただし、当該端部１１ａの部分の凹溝の深さは、当該端部１１ａを上から押下したときには、端部１１ａが弾性的に下方に押下できるような深さに構成されている。

【0085】

これにより、筒状結合部材３２の第１の嵌合筒状部３２ａに周辺電極３３が嵌合されたときに、接続端子導体１１の端部１１ａと、周辺電極３３の内壁とが確実に接触して、周辺電極３３と接続端子導体１１とが電気的に接続される状態となるように構成されている。そして、接続端子導体１１のプリント基板９側に伸びている端部１１ｂは、図３（Ｂ）に示すように、プリント基板９の裏面９ｂ側に電気的に接続される。図示は省略してあるが、接続端子導体１１の端部１１ｂは、プリント基板９の表面側の回路部とはスルーホールを介して、電気的に接続されている。

【0086】

なお、接続端子導体１１が配設される凹溝の深さは、第２の嵌合筒状部３２ｂに本体筒状部３１の金属パイプ部３１ａが嵌合されたときに、接続端子導体１１と金属パイプ部３１ａとが接触しない深さとされる。あるいは、接続端子導体１１と金属パイプ部３１ａとの間に絶縁物を介在させるようにしてもよい。

【0087】

次に、図２（Ｃ）を参照して、電子ペン本体部３のペン先側とは反対側の後端部及び本体筐体３０の嵌合部４３ａの構成例について説明する。本体筐体３０の本体筒状部３１の、電子ペン１のペン筐体２のノックカム機構部４の回転子４３の嵌合部４３ａと嵌合される側は、この例では、樹脂パイプ部３１ｂで構成されており、この樹脂パイプ部３１ｂには、コンデンサ１０の両端と接続される対の端子導体が施されている。そして、電子ペン１のペン筐体２のノックカム機構部４の回転子４３の嵌合部４３ａには、対応する対の導体が形成されており、その対の導体は、ペン筐体２の、この例ではペン先側とは反対側の外周側面の部分に設けられている充電用電極２ｄ，２ｅに電気的に接続されている。

【0088】

図２（Ｃ）は、電子ペン本体部３の本体筒状部３１の樹脂パイプ部３１ｂと、本体筐体３０の本体筒状部３１の嵌合部４３ａとの結合部分の構成を説明するための拡大断面図である。

【0089】

図２（Ｃ）に示すように、嵌合部４３ａは、樹脂パイプ部３１ｂが嵌合される円柱状凹部４３１を備えると共に、その円柱状凹部４３１の中心部に、樹脂パイプ部３１ｂの中空部に挿入される中心棒状部４３２を備える。この例では、嵌合部４３ａの円柱状凹部４３１の径は、樹脂パイプ部３１ｂの外径よりもわずかに大きく、樹脂パイプ部３１ｂが嵌合部４３ａに嵌合されたときに、樹脂パイプ部３１ｂの外周側面と、嵌合部４３ａの円柱状凹部４３１の内壁面とが接触するような寸法に構成されている。また、樹脂パイプ部３１ｂが嵌合部４３ａに嵌合されたときに、樹脂パイプ部３１ｂの内周側面と、嵌合部４３ａの円柱状凹部４３１の中心棒状部４３２の外周側面とが接触するような寸法に構成されている。

【0090】

そして、図２（Ｃ）に示すように、本体筒状部３１の樹脂パイプ部３１ｂの外周側面には、本体筒状部３１に収納されるコンデンサ１０の一方の電極端子１０ａに電気的に接続される端子導体１２が被着形成されている。また、本体筒状部３１の樹脂パイプ部３１ｂの内壁面には、コンデンサ１０の他方の電極端子１０ｂに電気的に接続される端子導体１３が被着形成されている。端子導体１２と端子導体１３とは、電気的に非接続の状態とされている。

【0091】

一方、嵌合部４３ａの円柱状凹部４３１の内壁面には、ペン筐体２に形成されている充電用電極２ｄと接続されている導体１４が形成されている。また、嵌合部４３ａの円柱状凹部４３１の中心棒状部４３２の外周側には、ペン筐体２に形成されている充電用電極２ｄと接続されている導体１５が形成されている。導体１４と導体１５とは、電気的に非接続の状態とされている。

【0092】

この場合に、端子導体１２及び端子導体１３は、この例では、外周側面の全周及び内壁面の全周に形成されている。また、嵌合部４３ａの導体１４及び導体１５も、円柱状凹部４３１の内壁面の全周及び中心棒状部４３２の外周側面の全周に形成されている。これにより、電子ペン本体部３の本体筒状部３１の樹脂パイプ部３１ｂの端部が、嵌合部４３ａに嵌合されるときに、どのような回転角位置で互いに嵌合しても、電子ペン本体部３の端子導体１２及び端子導体１３が、嵌合部４３ａの導体１４及び１５と電気的な接続がなされる。なお、導体１２，１３，１４，１５は、円周方向の全周に亘ってに形成することは必須ではなく、どのような回転角位置で互いに嵌合しても、電子ペン本体部３の端子導体１２及び端子導体１３が、嵌合部４３ａの導体１４及び１５と電気的な接続がなされるのであれば、周方向の一部に導体の欠落部があってもよい。

【0093】

以上の構成により、電子ペン本体部３が、電子ペン１のペン筐体２のノックカム機構部４の回転子４３の嵌合部４３ａと嵌合されたときには、電子ペン本体部３に収納されているコンデンサ１０の両端は、電子ペン１のペン筐体２の充電用電極２ｄ，２ｅと接続される。これにより、コンデンサ１０に電源電圧が蓄積していないときには、充電用電極２ｄ，２ｅを通じて、コンデンサ１０が充電されて十分な電源電圧が蓄積される。

【0094】

［電子ペン本体部３の電子回路構成例］
次に、この実施形態の電子ペン本体部３の電気的な構成例を、図５に示す。この例では、図５に示すように、プリント基板９に載置されているＩＣ１００により制御回路１０１が構成される。そして、この制御回路１０１に対して、信号発信回路１０２と信号受信回路１０３とが接続されると共に、筆圧検出部８で構成される可変容量コンデンサ８Ｃが接続されている。可変容量コンデンサ８Ｃには、並列に抵抗８Ｒが接続されている。

【0095】

そして、信号発信回路１０２の信号出力端が、スイッチ回路１０４を通じて、芯体３５に接続されている。この場合、芯体３５と、スイッチ回路１０４との間には、導体端子部材７４及び芯体ホルダー７２並びに導電性弾性部材７１が介在するのは前述した通りである。

【0096】

また、この例では、信号発信回路１０２の信号出力端は、切替スイッチ回路１０５の端子Ｓに接続されている。この切替スイッチ回路１０５の可動端子Ｍは、周辺電極３３に接続されている。この場合、周辺電極３３と切替スイッチ回路１０５との間には、接続端子導体１１が介在する。

【0097】

切替スイッチ回路１０５の端子Ｒは、信号受信回路１０３の入力端に接続されている。また、切替スイッチ回路１０５の端子Ｇは、アース電極（グランド電極）に接続されている。

【0098】

そして、制御回路１０１は、スイッチ回路１０４に対して、当該スイッチ回路１０４をオンオフ制御する制御信号ＳＷ１を供給する。また、制御回路１０１は、切替スイッチ回路１０５に対して、可動端子Ｍを、端子Ｓ、端子Ｒ、端子Ｇのいずれに接続するかを切り替える切替制御信号ＳＷ２を供給する。

【0099】

なお、図示は省略するが、コンデンサ１０の電圧が、電源電圧として、制御回路１０１、信号発信回路１０２、信号受信回路１０３、スイッチ回路１０４、切替スイッチ回路１０５のそれぞれに対して供給されている。

【0100】

信号受信回路１０３は、周辺電極３３で、位置検出装置の位置検出センサとの間での静電容量結合（電界結合）を介して受信した信号を受け取り、当該受信した信号に応じた復調等の処理をして、その処理結果の信号を制御回路１０１に送る。

【0101】

制御回路１０１は、信号受信回路１０３からの信号を解析して、相手の位置検出装置の仕様を判断すると共に、相手の位置検出装置の位置検出センサと信号のインタラクションをするタイミングを定める。そして、制御回路１０１は、信号発信回路１０２から出力する信号のフォーマットを、相手の位置検出装置の仕様に合致するものとなるように制御し、定めたタイミングで位置検出センサとのインタラクションを行う。

【0102】

信号発信回路１０２は、基本的には、位置検出装置での位置検出のための所定周波数の位置検出用信号（バースト信号）と、筆圧検出部８で検出した筆圧に応じた筆圧情報とを含む信号を、制御回路１０１の制御の下に出力する。また、信号発信回路１０２は、電子ペン１の傾き角の検出用の信号も出力する。すなわち、信号発信回路１０２は、制御回路１０１による制御の下に、位置検出のための、また、電子ペン１の傾き角の検出用のバースト信号を送出する。

【0103】

そして、制御回路１０１は、信号発信回路１０２から位置検出用のバースト信号を送出している期間に、筆圧検出部８で構成される可変容量コンデンサ８Ｃの静電容量に基づいて筆圧を検出する動作を実行する。

【0104】

この例では、制御回路１０１は、まず、可変容量コンデンサ８Ｃを満充電の状態まで充電し、その後、充電を停止させることで、可変容量コンデンサ８Ｃを、抵抗８Ｒを通じて放電する状態にする。そして、その放電開始時点から、可変容量コンデンサ８Ｃの両端電圧が予め定められている所定の電圧になるまでの時間を計測し、その時間から、可変容量コンデンサ８Ｃのその時の静電容量を検出する。可変容量コンデンサ８Ｃの静電容量は、その時に芯体３５に印加されている筆圧に対応したものとなっているので、その検出した静電容量に基づき筆圧を検出する。

【0105】

そして、制御回路１０１は、検出した筆圧を、この例では複数ビットのデジタル信号に変換し、このデジタル信号に応じた筆圧情報を、信号発信回路１０２から出力するように、この信号発信回路１０２を制御する。

【0106】

この実施形態では、制御回路１０１は、図６（Ａ）に示すように、電子ペン本体部３を、定常状態では、位置検出装置の位置検出センサからの信号を受信する信号受信モードとする。そして、この信号受信モードにおいて、位置検出装置からの信号の受信を確認して、上述した所定の処理をした後には、位置検出装置に信号を送出する信号送出モードに切り替える。

【0107】

この実施形態では、信号受信モードにおいては、制御回路１０１からの制御信号ＳＷ１（図６（Ｃ）参照）により、スイッチ回路１０４はオフとされ、切替スイッチ回路１０５は、切替制御信号ＳＷ２により可動端子Ｍは端子Ｒに接続するように制御される（図６（Ｄ）参照）。

【0108】

したがって、この信号受信モードにおいては、周辺電極３３で受信された位置検出装置からの信号が、切替スイッチ回路１０５を通じて信号受信回路１０３に供給されて復調され、その復調された受信信号が制御回路１０１に供給される。制御回路１０１では、上述したように、位置検出装置からの受信信号についての解析処理をして、前述したように、相手の位置検出装置の仕様を判断する。

【0109】

また、この実施形態では、位置検出装置からの受信信号には、電子ペン本体部３が信号送出を開始するタイミングを指示する情報が含まれており、そのタイミングを指示する情報に基づいて、制御回路１０１は、信号受信モードから信号送出モードへの切替タイミングを決定すると共に、信号送出モード時の時分割処理のタイミングを定める等の処理をする。その後、制御回路１０１は、電子ペン本体部３を信号受信モードから信号送出モードへの切り替えを実行する。

【0110】

この実施形態では、この信号送出モードにおいては、図６（Ｂ）に示すように、位置検出用のバースト信号と筆圧検出情報とを位置検出装置側に送出する位置検出期間Ｔａと、電子ペン１の傾き角の検出用の傾き検出期間Ｔｂとを時分割で実行するようにする。

【0111】

位置検出期間Ｔａにおいては、制御信号ＳＷ１（図６（Ｃ）参照）により、スイッチ回路１０４はオンとされ、また、切替スイッチ回路１０５は、切替制御信号ＳＷ２により可動端子Ｍは端子Ｇに接続される（図６（Ｄ）参照）。したがって、位置検出期間Ｔａにおいては、周辺電極３３は、切替スイッチ回路１０５を通じてアース電極に接続される。そして、制御回路１０１は、位置検出期間Ｔａにおいては、信号発信回路１０２を、位置検出用信号のバースト信号と筆圧情報とを出力するように制御する。信号発信回路１０２から出力される位置検出用信号と筆圧情報とは、スイッチ回路１０４を通じて芯体３５に供給され、位置検出センサに対して送出される。この場合に、制御回路１０１は、信号発信回路１０２を、バースト信号の送出期間の終了後、筆圧情報を芯体３５から送出するように制御する。

【0112】

このとき、周辺電極３３はアース電極に接続されているので、芯体３５は、そのペン先となる先端部３５ａを除いてシールドされている。したがって、信号発信回路１０２からの信号は、外部の影響を受けることなく、芯体３５の先端部３５ａから送出される。

【0113】

次に、傾き検出期間Ｔｂにおいては、制御信号ＳＷ１（図６（Ｃ）参照）により、スイッチ回路１０４はオフとされ、また、切替スイッチ回路１０５は、切替制御信号ＳＷ２により可動端子Ｍは端子Ｓに接続される（図６（Ｄ）参照）。そして、この傾き検出期間Ｔｂにおいては、制御回路１０１は、信号発信回路１０２を、傾き検出用のバースト信号を発生させるように制御する。この傾き検出用のバースト信号は、この例では、位置検出用信号のバースト信号と同一周波数の信号とされる。

【0114】

したがって、この傾き検出期間Ｔｂにおいては、信号発信回路１０２からの傾き検出用のバースト信号が、切替スイッチ回路１０５を通じて周辺電極３３に供給され、位置検出センサに送出される。この傾き検出用のバースト信号を位置検出センサを通じて受けた位置検出装置では、後述するようにして、電子ペン１の傾き角を検出する。

【0115】

［位置検出装置の回路構成例］
次に、位置検出装置及び位置検出センサの回路構成例について説明する。図７は、静電容量方式の位置検出装置２００の電子ペン１からの信号の受信処理回路の構成例を説明するためのブロック図である。

【0116】

この例の位置検出装置２００は、図７に示すように、位置検出センサ２１０と、この位置検出センサ２１０に接続されるペン検出回路２２０とからなる。位置検出センサ２１０は、この例では、横方向（Ｘ軸方向）に延在した複数の第１の導体２１１Ｙ₁、２１１Ｙ₂、…、２１１Ｙ_m（ｍは１以上の整数）を互いに所定間隔離して並列に、Ｙ軸方向に配置した第１の導体群と、縦方向（Ｙ軸方向）に延在した複数の第２の導体２１２Ｘ₁、２１２Ｘ₂、…、２１２Ｘ_n（ｎは１以上の整数）を互いに所定間隔離して並列に、Ｘ軸方向に配置した第２の導体群とで構成される。

【0117】

なお、以下の説明において、第１の導体群の複数の第１の導体及び第２の導体群の複数の第２の導体のそれぞれを区別する必要がないときには、第１の導体２１１Ｙ及び第２の導体２１２Ｘと称することとする。

【0118】

ペン検出回路２２０は、位置検出センサ２１０との入出力インターフェースとされる選択回路２２１と、増幅回路２２２と、バンドパスフィルタ２２３と、検波回路２２４と、サンプルホールド回路２２５と、ＡＤ（Analog to Digital）変換回路２２６と、制御回路２２７とからなる。

【0119】

選択回路２２１は、制御回路２２７からの制御信号に基づいて、第１の導体群および第２の導体群の中から１本の導体２１１Ｙまたは２１２Ｘを選択する。選択回路２２１により選択された導体は増幅回路２２２に接続され、電子ペン１（の電子ペン本体部３）からの信号が、選択された導体により検出されて増幅回路２２２により増幅される。この増幅回路２２２の出力はバンドパスフィルタ２２３に供給されて、電子ペン１から送信される信号の周波数の成分のみが抽出される。

【0120】

バンドパスフィルタ２２３の出力信号は検波回路２２４で検波され、その出力信号はサンプルホールド回路２２５に供給されて、制御回路２２７からのサンプリング信号によりサンプルホールドされた後、ＡＤ変換回路２２６によってデジタル値に変換される。ＡＤ変換回路２２６からのデジタルデータは制御回路２２７によって読み取られ、処理される。

【0121】

制御回路２２７は、サンプルホールド回路２２５、ＡＤ変換回路２２６、および選択回路２２１に、それぞれ制御信号を送出すると共に、ＡＤ変換回路２２６からのデジタルデータから、電子ペン１によって指示された位置検出センサ２１０上の位置座標を算出すると共に、筆圧情報を検出する。

【0122】

また、制御回路２２７は、以下に説明するようにして、電子ペン１の傾き角を検出する。この位置検出装置２００での電子ペン１の傾き角の検出の方法について、図８を参照して説明する。

【0123】

図８（Ａ）の模式図に示すように、位置検出センサ２１０の入力面に対して、電子ペン１の電子ペン本体部３の芯体３５が垂直の状態にあるときには、位置検出期間Ｔａでは、芯体３５の先端部３５ａと位置検出センサ２１０との間で静電結合し、その静電結合する領域ＯＢａは、図８（Ｂ）に示すように、真円の領域となる。一方、傾き検出期間Ｔｂでは、周辺電極３３と位置検出センサ２１０との間で静電結合し、その静電結合する領域ＯＢｂは、図８（Ｃ）に示すように、リング状の領域となる。

【0124】

また、図８（Ｄ）の模式図に示すように、位置検出センサ２１０の入力面に対して、電子ペン１の電子ペン本体部３の芯体３５が傾いている状態にあるときには、位置検出期間Ｔａにおいて芯体３５の先端部３５ａと位置検出センサ２１０との間で静電結合する領域ＯＢａは、図８（Ｅ）に示すように、ほぼ真円の領域のままとなる。一方、傾き検出期間Ｔｂにおいて周辺電極３３と位置検出センサ２１０との間で静電結合する領域ＯＢｂは、図８（Ｆ）に示すように、傾き角に応じると共に傾きの方向に長く伸びた楕円形状の領域となる。

【0125】

したがって、位置検出装置２００の制御回路２２７では、図８（Ｆ）に示した領域ＯＢｂの楕円形状の長円方向の長さから電子ペン１の傾き角の大きさを検出することができ、また、図８（Ｅ）に示した電子ペン１の指示位置を起点とした領域ＯＢｂの楕円形状の長円方向を検出することにより、電子ペン１の傾きの方向を検出することができる。

【0126】

なお、上述の例では、傾き角を検出する用途とされる周辺電極３３には、芯体３５に供給する信号と同一の周波数の信号を用いるようにしたが、芯体３５に供給する信号の周波数と、周辺電極３３に供給する信号の周波数とを異ならせてもよい。その場合には、位置検出装置２００では、芯体３５からの信号と、周辺電極３３からの信号とを区別することができる。そのため、電子ペン１の電子ペン本体部３では、上述のように、位置検出期間Ｔａと傾き検出期間Ｔｂとを時分割で実行するのではなく、芯体３５からの信号と、周辺電極３３からの信号とを同時に位置検出センサ２１０に送出するように構成してもよい。

【0127】

［第１の実施形態の効果］
この第１の実施形態の電子ペン１おいては、電子ペン１のペン筐体２の開口２ｂから電子ペン本体部３のペン先側が外部に突出する電子ペン１の使用時には、芯体３５の先端部３５ａのみではなく、周辺電極３３のペン先側のテーパー部３３ｂの一部もペン筐体２の開口２ｂから突出する。

【0128】

したがって、この第１の実施形態の電子ペン１によれば、芯体３５の先端部３５ａのみではなく、周辺電極３３のペン先側のテーパー部３３ｂと、位置検出センサ２１０の入力面までの距離が短くなり、両者の静電容量結合（電界結合）が強くなる。さらに、この実施形態では、周辺電極３３のペン先側は、テーパー部３３ｂとされているので、そのペン先側の先端部の断面積が小さくなり、より位置検出センサ２１０と強く電界結合するようになる。

【0129】

したがって、この第１の実施形態の電子ペン１は、細型化された場合であっても、位置検出センサ２１０と強く電界結合することができ、位置検出装置２００においては、電子ペン１による指示位置の検出を感度良く検出することができるようになる。しかも、この第１の実施形態の電子ペン１の電子ペン本体部３では、周辺電極３３で位置検出装置２００からの信号を受信して、その受信した信号により指示されるタイミングで、電子ペン本体部３が信号の送出を開始する。これにより、位置検出装置は、電子ペン１の電子ペン本体部３からの信号の送出を予測しながら、電子ペン本体部３からの信号の受信待ちをすることができ、電磁誘導方式に比べて結合強度が小さい電界結合であっても、良好な動作を実現することができる。

【0130】

そして、上述した第１の実施形態では、電子ペン本体部３を、市販のボールペンの替え芯と互換性を取れる構成とした。これにより、電子ペン１のペン筐体２に、電子ペン本体部３の代わりに、市販のボールペンの替え芯を装着して、使用することができる。

【0131】

［第２の実施形態］
この第２の実施形態の電子ペンは、第１の実施形態の変形例である。上述した第１の実施形態では、電子ペン本体部３を電子ペン１のペン筐体２内に１本のみを収納するようにした。この第２の実施形態では、電子ペンのペン筐体内に複数本の電子ペン本体部を収納させ、ノック機構により、その複数本の電子ペン本体部の内の１本を選択して、その選択した電子ペン本体部のペン先部の先端を、筐体のペン先側の開口から突出させて使用するようにする。

【0132】

上述したように、第１の実施形態の電子ペン１の電子ペン本体部３は、ボールペンの替え芯６と互換性を取れる構成を備えるようにされている。市販のボールペンとしては、インク色の異なる替え芯を装着した多色ボールペンが存在する。この第２の実施形態は、電子ペン本体部３を、この多色ボールペンの筐体と同様の構成の筐体に収納することで構成される電子ペンを提供するものである。

【0133】

図９は、この第２の実施形態の電子ペン１Ｍの外観を示す構成図である。この図９の例も、電子ペン１Ｍのペン筐体２Ｍ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。

【0134】

電子ペン１Ｍのペン筐体２Ｍは、市販のノック式の多色ボールペンの筐体及びノック機構とほぼ同様の構成を備えている。ただし、第１の実施形態の電子ペン１のペン筐体２及びノックカム機構部４と同様に、ペン筐体２Ｍに充電用電極２Ｍｄ及び２Ｍｅが設けられる構成と、ノック機構の、電子ペン本体部３を嵌合させる嵌合部の構成とが、市販のノック式の多色ボールペンの筐体及びノック機構とは異なる。なお、図９の例では、ペン筐体２Ｍ内には、３本の電子ペン本体部３ＢＫ，３Ｒ，３Ｅが収納されている。

【0135】

この電子ペン本体部３ＢＫ，３Ｒ，３Ｅは、多色ボールペンの替え芯と同寸法に構成されている点を除けば、外形的には、第１の実施形態の電子ペン本体部３と同様に構成される。ただし、この第２の実施形態の場合の電子ペン本体部３ＢＫ，３Ｒ，３Ｅにおいては、電子回路部品が配設される本体筐体３０内には、前述した信号発信回路の他、自身の識別情報を位置検出装置に送信する機能を実現するためのＩＣ及びその周辺回路が設けられる。電子ペン本体部３ＢＫ，３Ｒ，３Ｅのその他の構成は、第１の実施形態の電子ペン本体部３と同様とされる。

【0136】

そして、電子ペン１Ｍのノック機構には、電子ペン本体部３ＢＫ，３Ｒ，３Ｅのそれぞれが嵌合されるノック棒４２ＢＫ，４２Ｒ，４２Ｅが備えられている。このノック棒４２ＢＫ，４２Ｒ，４２Ｅに設けられる嵌合部は、第１の実施形態におけるノックカム機構部４の嵌合部４３ａと同様の構成とされている。

【0137】

ノック棒４２ＢＫ，４２Ｒ，４２Ｅのいずれかが、ペン先側にスライド移動されることで、電子ペン本体部３ＢＫ，３Ｒ，３Ｅのいずれかの芯体３５の先端部３５ａ及び周辺電極３３の一部が突出して、位置検出装置の位置検出センサと電界結合するようにされる。

【0138】

そして、この実施形態の場合、電子ペン本体部３ＢＫ，３Ｒ，３Ｅと共に使用される位置検出装置は、電子ペン本体部３ＢＫ，３Ｒ，３Ｅのそれぞれから送信されてくる識別情報を受信して、判別する機能を備える。すなわち、この実施形態の場合の位置検出装置は、電子ペン本体部３ＢＫ，３Ｒ，３Ｅの違いを判別して、電子ペン本体部３ＢＫ，３Ｒ，３Ｅのそれぞれに割り当てられた機能を実現するようにする。

【0139】

この例では、例えば、電子ペン本体部３ＢＫは、その指示位置に応じて表示する筆記軌跡（文字や図形）を黒色で表す機能を割り当てられ、電子ペン本体部３Ｒは、その指示位置に応じて表示する筆記軌跡を赤色で表す機能を割り当てられ、電子ペン本体部３Ｅは、その指示位置に応じて、先に指示入力された筆記軌跡を消去する機能を割り当てられる。

【0140】

位置検出装置は、電子ペン本体部３ＢＫ，３Ｒ，３Ｅのそれぞれから送信される信号に含まれる識別情報を認識する。そして、位置検出装置は、検出した電子ペン本体部３ＢＫ，３Ｒ，３Ｅのそれぞれにより指示された位置の座標情報に、識別情報に応じた筆記軌跡の色の情報や消去の情報を付加して、表示画面を備えるパーソナルコンピュータなどに供給する。なお、電子ペン本体部に割り当てられる機能は、この例のような指示位置に応じた軌跡の表示色のみではなく、軌跡の太さや、実線、点線、一点鎖線などの表示する線の種別などであってもよい。

【0141】

なお、第２の実施形態の電子ペン１Ｍの場合には、ペン筐体２Ｍ内に複数の電子ペン本体部３を収納するので、それぞれの電子ペン本体部３の軸心方向は、ペン筐体２Ｍの開口２Ｍａからずれている。このため、複数の電子ペン本体部３の内の一つのペン先部を、ノック機構を用いて、ペン筐体２Ｍの開口２Ｍａから繰り出させて突出させるようにしたときに、押し出される電子ペン本体部３は、ペン筐体２Ｍの嵌合部に対して、若干屈曲する。

【0142】

しかし、この実施形態の電子ペン本体部３の本体筒状部３１は、樹脂パイプ部３１ｂを備えているので、この樹脂パイプ部３１ｂの弾性により、電子ペン本体部３の先端部の繰り出し時の電子ペン本体部３の屈曲に対応することができる。樹脂パイプ部３１ｂの軸心方向の長さは、この第２の実施形態のような多色ボールペンの筐体の機構に対応する場合には、電子ペン本体部３の先端部の繰り出し時の屈曲を、樹脂パイプ部３１ｂで良好に吸収できる長さに調整すると良い。

【0143】

なお、この第２の実施形態では、３個のノック棒４２ＢＫ，４２Ｒ，４２Ｅの嵌合部の全てを、電子ペン本体部３を嵌合させることができる、導体を備える構成としたが、複数個のノック棒の少なくとも一つを、電子ペン本体部３用として、その嵌合部を導体を備える構成のものとし、他は導体を備えないボールペンの替え芯用の構成としてもよい。

【0144】

また、第２の実施形態は、３個のノック棒を備える例であったが、ノック棒は２個でもよいし、４個以上であってもよい。

【0145】

［第３の実施形態］
この第３の実施形態の電子ペン本体部３Ｂは、上述した第１の実施形態及び第２の実施形態の電子ペン本体部３と、電子ペンのペン筐体と嵌合する部分の構成が異なり、その他は同様に構成されている。したがって、この第３の実施形態の電子ペン本体部３Ｂが嵌合される電子ペン１Ｂのペン筐体２Ｂに設けられる嵌合部の構成も、上述した第１の実施形態及び第２の実施形態と異なる。

【0146】

図１０は、この第３の実施形態の電子ペン本体部３Ｂの構成例を示す図である。図１０（Ａ）は、この実施形態の電子ペン本体部３Ｂの第１の例であり、また、図１０（Ｃ）は、この実施形態の電子ペン本体部３Ｂの第２の例を示している。ここで、第１の例と第２の例とでは、第３の実施形態の電子ペン１Ｂのペン筐体２Ｂの嵌合部と嵌合する部分の構成が異なるのみで、他の部分は、ほぼ同一の構成となっている。以下の説明において、上述の第１の実施形態及び第２の実施形態の電子ペン本体部３と同様の部分には、同一参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。

【0147】

また、図１１（Ａ）は、この第３の実施形態の電子ペン本体部３Ｂが装着されている第３の実施形態の電子ペン１Ｂの構成例を示すものである。この図１１（Ａ）は、第３の実施形態の電子ペン１Ｂにおいて、電子ペン本体部３Ｂのペン先側を、ペン筐体２Ｂの開口から突出させている状態を示す図であり、前述の第１の実施形態の電子ペン１についての図１（Ｂ）に示したものに対応する図である。

【0148】

この第３の実施形態の電子ペン１Ｂのペン筐体２Ｂにおいては、図１１に示すように、この第３の実施形態の電子ペン本体部３Ｂが嵌合される嵌合部４３ａｐが設けられると共に、ペン筐体２Ｂの側面に、サイドスイッチ２Ｓが設けられ、また、使用者が使用時に把持する位置に導体帯２ｆが設けられている点が、第１の実施形態の電子ペン１とは異なり、その他は同様である。サイドスイッチ２Ｓは、押し釦スイッチやスライドスイッチの構成であり、電子ペンにおいては周知のものであるので、ここでは、その詳細な構造の例については省略する。

【0149】

この第３の実施形態の電子ペン１Ｂにおいては、サイドスイッチ２Ｓの操作情報を、電子ペン本体部３Ｂに対して、嵌合部４３ａｐを通じて伝達する。この第３の実施形態の電子ペン本体部３Ｂは、位置検出用信号及び筆圧情報に加えて、このサイドスイッチ２Ｓの操作情報を、位置検出装置に送出する。位置検出装置には、このサイドスイッチ２Ｓの操作情報に対応する機能が設定されており、電子ペン本体部３Ｂから受信したサイドスイッチ２Ｓの操作情報に応じて、設定されている機能に応じた処理を行う。

【0150】

また、導体帯２ｆは、例えば導電ゴム等の導電材料からなる筒状体からなるもので、ペン筐体２の軸心方向の一部の外周を覆うように設けられている。この第３の実施形態では、嵌合部４３ａｐを通じて、電子ペン本体部３Ｂのアース電極に接続されるように構成されている。使用者が使用時に、この導体帯２ｆの部分を把持することで、当該導体帯２ｆ及び、これに接続される電子ペン本体部３Ｂのアース電極（本体筒状部３１の金属パイプ部３１ａも接続されている）は、使用者の人体を通じて、大地に接続（接地）される。

【0151】

この実施形態の電子ペン本体部３Ｂにおいても、図１０（Ａ）及び（Ｃ）に示すように、本体筒状部３１のペン先側に、筒状結合部材３２を介して周辺電極３３が結合されて構成された電子ペン本体部３Ｂの本体筐体３０のペン先側には、フロントキャップ３４が装着されると共に、そのフロントキャップ３４の開口を通じて、芯体３５が挿入されて装着される。本体筐体３０の中空部には、上述の第１の実施形態及び第２の実施形態の電子ペン本体部３と同様に、芯体保持部材７、筆圧検出部８、信号発信回路が搭載されるプリント基板９、電源電圧供給用の蓄電素子の例としてのコンデンサ１０が軸心方向に並べられて収納されている。

【0152】

この第３の実施形態の電子ペン本体部３Ｂにおいても、本体筒状部３１は、金属パイプ部３１ａと、樹脂パイプ部３１ｂとが結合されて構成されている。そして、樹脂パイプ部３１ｂの後端部に、電子ペン１Ｂのペン筐体２Ｂ内に設けられている嵌合部４３ａｐに嵌合されるコネクタ、この例ではコネクタプラグ５０が設けられる。

【0153】

このコネクタプラグ５０は、電子ペン本体部３Ｂ内に収納されているコンデンサ１０及びプリント基板９に形成されている電子回路に電気的に接続されていると共に、互いに絶縁されている複数個の端子部、この例では、５個の端子部５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５５ａを備える。

【0154】

図１０（Ａ）の第１の例の電子ペン本体部３Ｂにおいては、コネクタプラグ５０の５個の端子部５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５５ａは、以下のように構成されている。すなわち、この例においては、端子部５１ａが、中心の心棒を構成する導体金属で構成される。そして、コネクタプラグ５０は、図１０（Ａ）の例では、この端子部５１ａの棒状の導体金属に対して、それぞれの内壁面に絶縁層が形成されている円筒状の端子部５２ａ，５３ａ，５４ａ，５５ａが同心円状に組合されて構成されている。

【0155】

この場合に、中心の心棒を構成する導体金属の端子部５１ａが軸心方向の先端部とされて、軸心方向に所定長さだけその環状周面及び先端が露出するようにされると共に、円筒状の端子部５２ａ，５３ａ，５４ａ，５５ａは、それぞれが、軸心方向に所定長さだけその環状周面が露出するようにされる。すなわち、コネクタプラグ５０の５個の端子部５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５５ａは、軸心方向の異なる位置に円環状の導体接触部が露出する状態となっている。なお、端子部５１ａは、円柱状形状であるが、その環状周側面及び先端部が導体接触部を構成する。

【0156】

このコネクタプラグ５０は、電子ペン１Ｂのペン筐体２Ｂの中空内に配置されている回転子４３に設けられている嵌合部４３ａｐに形成されているコネクタジャック９０の嵌合凹部に挿入されると、図１０（Ｂ）に示すように、コネクタジャック９０に設けられている５個の接点端子９１，９２，９３，９４，９５のそれぞれに弾性的に接続される状態となる。５個の接点端子９１，９２，９３，９４，９５のそれぞれは、導電性の弾性金属からなり、ペン筐体２Ｂに設けられている充電用電極２ｄ，２ｅ，サイドスイッチ２Ｓおよび導体帯２ｆのそれぞれに電気的に接続されている（図１１（Ｂ）参照）。

【0157】

したがって、コネクタプラグ５０が、コネクタジャック９０に挿入されて結合されることで、電子ペン本体部３Ｂの内部の電子回路部品と、電子ペン１Ｂのペン筐体２Ｂに配置されている電子回路部品とが、電気的に接続される。図１１（Ｂ）は、コネクタプラグ５０がコネクタジャック９０に挿入されて結合されることで、電子ペン本体部３Ｂの内部の電子回路部品と電気的に接続される、電子ペン１Ｂのペン筐体２Ｂに配置されている電子回路部品の例を、模式的に示す図である。

【0158】

この図１１（Ｂ）の例においては、コネクタプラグ５０の端子部５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５５ａは、それぞれは、コネクタジャック９０に設けられている５個の接点端子９１，９２，９３，９４，９５（図１１（Ｂ）では、コネクタジャック９０の接点端子の図示は省略）を通じて、充電用電極２ｅ，２ｄ、サイドスイッチ２Ｓの両端２Ｓａ及び２Ｓｂ、導体帯２ｆのそれぞれに電気的に接続されている。

【0159】

このとき、コネクタプラグ５０の端子部５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５５ａの円環状の導体接触部が、コネクタジャック９０の接点端子９１，９２，９３，９４，９５のそれぞれと接続されるので、電子ペン本体部３Ｂが、軸心方向の中心線を中心として回転をしても、電気的な接続は常に保たれていて、電気的な非接触を回避することができる。

【0160】

図１０（Ｃ）の電子ペン本体部３Ｂの第２の例においては、コネクタプラグ５０の５個の端子部５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ，５４ｂ，５５ｂは、以下のように構成されている。この例のコネクタプラグ５０は、オーディオ用のピンプラグ（例えばノイズキャンセル機能付の５極のピンプラグ）と同様の構成を有するもので、この例においては、５個の端子部５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ，５４ｂ，５５ｂは、軸心方向に異なる位置において、同一の径の円環状の導体接触部が露出する状態となっている。

【0161】

すなわち、５個の端子部５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ，５４ｂ，５５ｂの内の先端の端子部５１ｂはチップ端子とされ、中間の３個の端子部５２ｂ，５３ｂ，５４ｂは、それぞれ絶縁リング５６ａ，５６ｂ，５６ｃ，５６ｄにより、他の端子部と絶縁されているリング端子とされ、電子ペン本体部３Ｂの根元側の端子部５５ｂはスリーブ端子とされている。

【0162】

この図１０（Ｃ）の電子ペン本体部３Ｂのコネクタプラグ５０と結合されるコネクタジャック９０も、図１０（Ｂ）と同様に、５個の端子部５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ，５４ｂ，５５ｂの円環状の導体接触部のそれぞれに接触して電気的な接続を構成する５個の接点端子を備える。したがって、この図１０（Ｃ）に示した第２の例の電子ペン本体部３Ｂのコネクタプラグ５０とコネクタジャック９０とが結合される場合にも、第１の例と同様となる。

【0163】

なお、上述の例では、電子ペン本体部３Ｂの本体筒状部３１のペン先側とは反対側の後端部にコネクタプラグを設けると共に、ペン筐体２Ｂの嵌合部４３ａｐにコネクタジャックを設ける構成としたが、電子ペン本体部３Ｂの本体筒状部３１のペン先側とは反対側の後端部にコネクタジャックを設けると共に、ペン筐体２Ｂの嵌合部４３ａｐにコネクタプラグを設ける構成としてもよい。

【0164】

なお、この第３の実施形態におけるコネクタの構造は、第２の実施形態の多色ボールペンの場合にも適用可能であることが言うまでもない。その場合に、サイドスイッチは、ペン筐体の複数個の嵌合部のそれぞれに嵌合される複数個の電子ペン本体部のそれぞれに対応して設けてもよいし、複数個の電子ペン本体部で共用する１個としてもよい。ペン筐体の複数個の嵌合部の一つを電子ペン本体部用とし、他はボールペンの替え芯用の構成とする場合には、その一つの電子ペン本体部用として１個のサイドスイッチを設ければよいことは言うまでもない。

【0165】

［他の実施形態］
図１２に、電子ペン本体部の他の実施形態を示す。図１２（Ａ）は、上述した第１の実施形態の電子ペン本体部３の変形例を示すもので、この例は、第１の実施形態と同様に、ボールペンの替え芯６との互換性をとれるように構成されている例である。そこで、この実施形態の電子ペン本体部３Ｃにおいては、第１の実施形態と同様の構成部分については、同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。

【0166】

この実施形態の電子ペン本体部３Ｃにおいては、第１の実施形態の電子ペン本体部３の周辺電極３３とは形状が異なる周辺電極３３Ｃを用いる。すなわち、図１２（Ａ）に示すように、この実施形態の電子ペン本体部３Ｃの周辺電極３３Ｃは、外径が軸心方向に一定である筒状形状とされ、かつ、その外径が、電子ペンのペン筐体２の開口２ｂの径よりも小さい前記径Ｒ１（図２参照）とされている。

【0167】

このため、この実施形態の電子ペン本体部３Ｃにおいては、周辺電極３３Ｃの構成が、第１の実施形態の電子ペン本体部３とは異なることから、本体筒状部３１に対して周辺電極３３Ｃを結合する筒状結合部材３２Ｃは、周辺電極３３Ｃの構成に合わせて、当該周辺電極３３Ｃを本体筒状部３１にリング状鍔部３２ＣＦを介して結合することができるように構成されている。また、フロントキャップ３４Ｃも、周辺電極３３Ｃの構成に合わせて変更されて構成されている。その他は、第１の実施形態の電子ペン本体部３と同様の構成とされる。

【0168】

この図１２（Ａ）の例の電子ペン本体部３Ｃも、電子ペン１のペン筐体２に収納されて、嵌合部４３ａに、本体筒状部３１の樹脂パイプ部３１ｂ側を嵌合させることができる。そして、ノックカム機構部４のノック棒４２を押下することで、電子ペン本体部３Ｃのペン先側の、芯体３５の先端部３５ａ、フロントキャップ３４Ｃ及び周辺電極３３Ｃのペン先側の一部を、開口２ｂから突出させる状態とすることができる。

【0169】

したがって、この図１２（Ａ）の例の電子ペン本体部３Ｃにおいても、第１の実施形態の電子ペン本体部３と同様の作用効果を得ることができ、使用時には、図１０（Ａ）において点線で示す電子ペンの筐体２Ｃの開口から、芯体３５と、フロントキャップ３４Ｃと、周辺電極３３Ｃのペン先側の一部が外部に突出する。この場合に、筐体２Ｃの開口の部分では、周辺電極３３Ｃの一定の外径の円筒状部が位置するようになるので、この周辺電極３３Ｃの円筒状部の外径を調整することで、筐体２Ｃの開口で、電子ペン本体部３Ｃのペン先側が、がたつくことがないようにすることが容易にできる。

【0170】

次に、図１２（Ｂ）の例も、上述した第１の実施形態の電子ペン本体部３の変形例を示すものである、この実施形態の電子ペン本体部３Ｄの本体筒状部３１Ｄ及び筒状結合部材３２Ｄの部分が、第１の実施形態の電子ペン本体部３とは異なり、その他の部分は同様の構成とされる。そこで、この実施形態の電子ペン本体部３Ｄにおいても、第１の実施形態と同様の構成部分については、同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。

【0171】

この実施形態の電子ペン本体部３Ｄの本体筒状部３１Ｄは、第１の実施形態の電子ペン本体部３の本体筒状部３１の外径Ｒ２よりも大きい外径Ｒ３を備える。そして、この実施形態の電子ペン本体部３Ｄの本体筒状部３１Ｄの内径も、第１の実施形態の電子ペン本体部３の本体筒状部３１の内径よりも大きな径とされている。

【0172】

このため、この実施形態の電子ペン本体部３Ｄにおいては、本体筒状部３１Ｄの構成が、第１の実施形態の電子ペン本体部３とは異なることから、本体筒状部３１Ｄに対して周辺電極３３を結合する筒状結合部材３２Ｄは、本体筒状部３１Ｄの構成に合わせて、周辺電極３３を本体筒状部３１Ｄにリング状鍔部３２ＤＦを介して結合することができるように構成されている。

【0173】

このように、この実施形態の電子ペン本体部３Ｄの本体筒状部３１Ｄは、大きなスペースの中空部を備える。そして、この実施形態の電子ペン本体部３Ｄにおいては、この本体筒状部３１Ｄの大きな中空部のスペースを利用して、第１の実施形態の電子ペン本体部３で用いた蓄電素子としてのコンデンサ１０の代わりに、当該中空部内に、図１２（Ｂ）に示すように、一次電池（バッテリー）１０ＢＴを収納するように構成する。本体筒状部３１Ｄ内のその他の電子回路部品は、第１の実施形態と同様にして、当該本体筒状部３１Ｄ内に収納されており、必要な各部への電源電圧が、一次電池１０ＢＴから供給される。

【0174】

したがって、この実施形態の電子ペン本体部３Ｄにおいては、外部からコンデンサ１０を充電するための構成が不要となっている。本体筒状部３１Ｄは、この例では、金属パイプで構成されており、そのペン先側とは反対側の後端部には、閉塞キャップ３１Ｄｅが着脱可能に装着されている。この実施形態の電子ペン本体部３Ｄでは、閉塞キャップ３１Ｄｅを外して、本体筒状部３１Ｄに収納されている一次電池１０ＢＴの交換が可能に構成されている。なお、本体筒状部３１Ｄは、上述の実施形態と同様に、金属パイプ部と、樹脂パイプ部とを結合させた構成としても勿論良い。

【0175】

この実施形態の電子ペン本体部３Ｄを収納する電子ペンの筐体は、上述の実施形態の電子ペンの筐体とは構成が異なる。すなわち、この電子ペン本体部３Ｄ用の電子ペンの筐体として、上述の実施形態と同様に、ノックカム機構やノック機構を備えるものを用いる場合であっても、当該電子ペンの筐体の、電子ペン本体部３Ｄと嵌合する嵌合部には、電気的な構成を設ける必要はない。ただし、当該筐体のペン先側には、径Ｒ１よりも大きな径の開口を備え、使用状態においては、電子ペン本体部３Ｄのペン先側の、芯体３５の先端部３５ａ、フロントキャップ３４及び周辺電極３３のペン先側の一部が、その筐体の開口から外部に突出するようにされるのは、上述の実施形態と同様である。

【0176】

また、ボールペンの替え芯としては、図２（Ａ）に示したようなインク収納部が細型の樹脂パイプからなるもの限らず、種々のタイプのものが知られており、この例の電子ペン本体部３Ｄの本体筒状部３１Ｄのように、インク収納部が太型のカートリッジタイプのものがある。この実施形態の電子ペン本体部３Ｄは、そのようなカートリッジタイプのボールペンの筐体に装着することも可能である。

【0177】

なお、この実施形態の電子ペン本体部３Ｄのように本体筒状部３１Ｄを太型に構成する場合においても、一次電池１０ＢＴを本体筒状部３１Ｄの中空部に設ける代わりに、二次電池や、コンデンサなどの蓄電素子を設けるようにすると共に、本体筒状部３１Ｄの後端側の構成を、第１の実施形態の電子ペン本体部３と同様にしたり、第３の実施形態の電子ペン本体部３Ｂと同様に構成してもよい。

【0178】

この図１２（Ｂ）の例の電子ペン本体部３Ｃを用いた電子ペンにおいても、第１の実施形態の電子ペン１と同様の作用効果を得ることができ、使用時には、図１２（Ｂ）において点線で示す電子ペンの筐体２Ｄの開口から、芯体３５と、フロントキャップ３４と、周辺電極３３のペン先側のテーパー部の一部が外部に突出する。

【0179】

図１２（Ｃ）は、図１２（Ａ）の電子ペン本体部３Ｃの変形例である。この図１２（Ｃ）の例の電子ペン本体部３Ｃ´の周辺電極３３Ｃ´は、ペン先側がテーパー部３３Ｃ´ｂとされている点が、図１２（Ａ）の例の電子ペン本体部３の周辺電極３３Ｃと異なる。すなわち、この例の電子ペン本体部３Ｃ´の周辺電極３３Ｃ´は、その外径が電子ペンのペン筐体２の開口２ｂの径Ｒ０（図１参照）よりも小さい径Ｒ１とされている円筒形状部３３Ｃ´ａのペン先側にテーパー部３３Ｃ´ｂが形成された形状とされている。この例では、フロントキャップ３４Ｃ´が、周辺電極３３Ｃ´のテーパー部３３Ｃ´ｂの先端部に設けられている。その他は、図１２（Ａ）の例の電子ペン本体部３Ｃと同様に構成されている。

【0180】

この図１２（Ｃ）の例の電子ペン本体部３Ｃ´の場合においても、使用時には、電子ペンの筐体２Ｃの開口から、芯体３５と、フロントキャップ３４Ｃ´と、周辺電極３３Ｃ´のペン先側の一部が外部に突出する。この場合に、外部に突出する周辺電極３３Ｃ´の一部は、テーパー部３３Ｃ´ｂだけでなく、円筒形状部３３Ｃ´ａの一部も含み、筐体２Ｃの開口に位置するのは、円筒形状部３３Ｃ´ａとなるので、図１２（Ａ）の例と同様の作用効果を奏する。

【0181】

［その他の実施形態又は変形例］
以上の実施形態の説明においては、電子ペン本体部は、筆記具のボールペンの替え芯と互換性をとれるように構成することを企図したが、専用の電子ペン用として構成することもできることは言うまでもない。

【0182】

また、上述の実施形態では、電子ペン本体部をノック式に筐体内に出し入れするように構成したが、このようなノック式のものに限られるものではなく、単純に、電子ペン本体部をペン筐体内に収納した形態の電子ペンであってもよい。その場合には、ペン筐体の開口から電子ペン本体部のペン先側が常に突出する状態となるが、その突出しているペン先側を保護するようにキャップをねじ込み式あるいは圧入式にペン筐体に係合させ、電子ペン本体部のペン先側をキャップで覆うように構成してもよい。

【0183】

また、周辺電極は、筒状の導体により構成するようにしたが、円周方向に複数個に分割した導体により筒状に構成したものとしてもよい。

【0184】

また、芯体３５は、導電性金属で構成するようにしたが、導電性を有するものであればよいので、例えば、導体粉を混入した硬質の樹脂で構成するようにしてもよい。

【0185】

なお、電子ペン本体部の本体筒状部は、金属パイプ部と、樹脂パイプ部とを結合する構成ではなく、金属パイプ単体で構成したり、樹脂パイプ単体で構成してもよい。ただし、金属パイプ単体で構成する場合には、筐体に設けられる電子部品と電気的な接続が必要があるときには、樹脂などの絶縁物を介して、電気的な接続用の導体が形成された部材が、本体筒状部のペン先側と反対側の後端部に設けられる。

【符号の説明】

【0186】

１…電子ペン、２…電子ペンの筐体、３…電子ペン本体部、４…ノックカム機構、７…芯体保持部材、８…筆圧検出部、９…プリント基板、１０…蓄電用のコンデンサ、１０ＢＴ…一次電池、３０…電子ペン本体部の筐体、３１…本体筒状部、３２…筒状結合部材、３３…周辺電極、３４…フロントキャップ、３５…中心電極（芯体）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】