电子笔的制作方法

1.本发明涉及例如实现作为相对于平板pc(personal computer，个人计算机)等搭载有位置检测装置的电子设备的位置指示器的功能的电子笔。


背景技术：

2.近年来，在教育领域中，电子笔和平板pc正在得到活用。例如，向儿童、学生的每一个人出借电子笔和平板pc，进行通过文字的输入来教授汉字的书写顺序或得到对提问的解答等。在利用电子笔向平板pc输入的情况下，不使用纸介质，能够反复多次重新输入，所以很便利。电子笔例如使用由pom树脂形成的芯体等，比较不易损坏。
3.图3是表示电子笔的以往例的图。例如，图3的(a)、(b)所示的电子笔100、200都是电磁感应方式的电子笔。在壳体101、201的内部，搭载有在铁氧体磁芯103、203的外侧面卷绕有线圈104、204而成的结构部分。在线圈104、204连接未图示的电容器而构成了谐振电路。芯体102、202从壳体101、201的开口部插通铁氧体磁芯103、203的贯通孔，与笔压检测部105、205抵接，能够进行施加于芯体102、202的笔压的检测。
4.而且，利用电子笔向平板pc的描绘输入与对纸介质的书写不同，能够简单地多次反复改写，另一方面，显示画面的切换容易，能够瞬间切换显示画面，能够消除输入信息。因此，为了保存输入信息，必须进行将输入信息保存于内置的存储介质的操作。而且，不仅是电子笔和平板pc，还有想要并用笔记本等纸介质来用于学习的要求。因此，要求不将电子笔换手的情况下能够在纸介质上进行记录并且还能够对平板pc进行描绘输入。
5.在后面记述的专利文献1中，公开了组装有自动铅笔单元的电子笔，通过使用该专利文献1中公开的发明，能够实现兼具对纸介质的书写功能和向平板pc的输入功能的电子笔。通过利用该电子笔，能够将必要的信息记录于纸介质而留存，能够将对问题的解答等输入平板pc而立即进行解答。
6.现有技术文献
7.专利文献
8.专利文献1：日本特开2007
‑
219723号公报


技术实现要素：

9.发明所要解决的课题
10.在专利文献1中公开的组装有自动铅笔单元的电子笔的情况下，自动铅笔的芯通常为0.5mm左右的细的芯，另外，电子笔自身的笔尖也细。因此，在小学的低年级的儿童想要使用的情况下，难以进行力的施加调节，自动铅笔的芯立刻折断，有可能在纸介质上无法随心地书写或损坏平板pc的操作画面。
11.在考虑教育领域中的利用的情况下，特别是也考虑小学的低年级的儿童使用的情况下，希望实现能够与使用图3那样构成的以往的电子笔同样地使用并且也能够进行向纸介质的记录的电子笔。另外，考虑也会发生使电子笔频繁掉落或碰撞的情况。因此，要求对
从外部施加的冲击也具有耐性且不易损坏。
12.鉴于以上情况，本发明提供一种电子笔，其具备对纸介质等的书写功能和作为对电子设备的位置指示器的功能这两者的功能，还具备对冲击的耐性。
13.用于解决课题的技术方案
14.为了解决上述课题，
15.提供一种电子笔，其特征在于，具备：
16.筒状的壳体，在笔尖侧的端部具有开口部；
17.筒状构件，在所述壳体的内部的笔尖侧的部分相对于所述壳体固定；及
18.芯体，由包含颜料的材料构成为棒状体，穿过所述壳体的所述开口部而插通并安装于所述筒状构件，具有在所述芯体从所述壳体拔出时发挥作用的拉拔部，
19.所述芯体的插通于所述筒状构件的部分的直径大于所述筒状构件的外径与内径之差。
20.根据该电子笔，由于筒状构件在壳体的内部的笔尖侧的部分相对于该壳体固定，因此不会相对于来自外部的冲击(力)而发生晃动，能够保护其免受破损。由于芯体由包含颜料的材料构成为棒状体，因此能够相对于纸介质等物理地留下笔迹。即，具备对纸介质等的书写功能和作为对电子设备使用的位置指示器的功能这两者。
21.而且，芯体的插通筒状构件的部分的直径比筒状构件的直径方向的厚度大。即，能够使筒状构件的厚度更薄，并且能够相应地增大芯体自身的直径。由此，将芯体构成得更粗，难以折断。由此，除了筒状构件之外，还能够确保芯体的强度。另外，由于芯体具备拉拔部，因此不仅能够相对于壳体简单地进行安装，还能够简单地拔出。即，以容易更换的方式构成。
附图说明
22.图1是用于说明本发明的电子笔的实施方式的图。
23.图2是用于说明本发明的电子笔的其他例的图。
24.图3是表示以往的电子笔的结构例的图。
具体实施方式
25.以下，参照附图对本发明的电子笔的实施方式进行说明。此外，在电子笔(位置指示器)及位置检测装置的方式中，有电磁感应方式(emr(electro magnetic resonance technology)方式)和有源静电耦合方式(aes(active electrostatic)方式)。
26.在电磁感应方式中，位置检测装置具备在x轴方向和y轴方向分别配设有多个环形线圈的传感器部。而且，交替设置对该传感器部的多个环形线圈依次供给电力而产生磁场的发送期间和停止电力的供给并接收来自外部的磁场的接收期间。对应的电子笔具备由线圈和电容器构成的谐振电路，根据来自该传感器部的磁场，通过电流在该线圈流动而产生信号，在该信号中包含笔压信息而发送到位置检测传感器。在接收期间，位置检测装置接收该信号，检测电子笔的指示位置和笔压。
27.在有源静电耦合方式的情况下，电子笔在来自搭载于电子笔的振荡电路的信号中也包含笔压信息而发送，由位置检测装置接收该信号，检测指示位置和笔压。
28.本发明的电子笔既可以用于电磁感应方式的电子笔，另外，也可以用于有源静电耦合方式的电子笔。但是，在以下说明的实施方式中，为了简化说明，以对电磁感应方式(emr方式)的电子笔应用本发明的情况为例进行说明。
29.[电子笔的结构例]
[0030]
图1是用于说明本发明的电子笔的实施方式的图。图1的(a)是将本实施方式的电子笔沿轴心方向分割为两部分并去掉前侧部分而示出的笔尖侧部分的剖视图。但是，在图1的(a)中，芯体2不是截面，而是示出其整体。图1的(b)是放大表示芯体2的图，图1的(c)是将图1的(a)的笔尖侧部分进一步放大表示的剖视图。
[0031]
如图1的(a)所示，本实施方式的电子笔的壳体1呈圆筒形。如图1的(a)、(c)所示，壳体1的笔尖侧为锥形形状，其前端部为开口部1h。经由该开口部1h，插拔后述的芯体2。在壳体1的内部的笔尖侧的部分，收纳有形成为筒状的铁氧体磁芯3。铁氧体磁芯3的笔尖侧(前端侧)的端部部分相对于壳体1固定。另外，在铁氧体磁芯3的与笔尖侧相反一侧(后端侧)，例如，设置有由弹性体(elastomer)形成的筒状的缓冲构件5，经由该缓冲构件5，铁氧体磁芯3的后端侧的端部部分相对于壳体1固定。
[0032]
这样，铁氧体磁芯3在其前端侧和后端侧的两端部分，相对于壳体1固定。此外，在图1的(a)中，仅在铁氧体磁芯3的后端侧设置有缓冲构件5，但在铁氧体磁芯3的前端侧也可以设置缓冲构件。总之，铁氧体磁芯3直接或经由缓冲构件等夹设物相对于壳体1固定，不在壳体1内移动或晃动即可。此外，缓冲构件5可以由橡胶、海绵、毛毡等具有弹性的各种材料形成。
[0033]
如图1的(a)、(c)所示，在铁氧体磁芯3的外侧面卷绕有线圈4。在线圈4，并联连接有形成后述的可变电容电容器的结构的笔压检测部7、搭载于电路基板9的电容器(未图示)，从而构成谐振电路。在缓冲构件5的后端侧，设置有连接芯体2和笔压检测部7的按压构件6。按压构件6的笔尖侧的端部部分成为芯体2的后端侧嵌合的凹部，与笔尖侧相反的一侧的端部部分成为用于按压笔压检测部7的凸部。
[0034]
芯体2由包含颜料的材料形成为圆柱状(棒状体)。颜料是指用于着色的粉末，不溶于水或油。在颜料中，作为无机颜料，由石墨(黑)、钛(白)、钼红(朱红)、铬黄(黄)、氧化铁(红)等，作为有机颜料，有永固红(红)、酞菁绿(绿)、坚牢黄(黄)等。除此之外，还存在各种颜料。通过将颜料、树脂、粘土、蜡等介质物混合，可以构成各种颜色的芯体。因此，能够利用所使用的颜料构成能够将目标的颜色的笔迹留在纸介质等上的芯体2。
[0035]
在本实施方式中，作为颜料，使用石墨(黑铅、石黑)，通过将其与规定的树脂混合而构成芯体2。芯体2能够对纸介质等留下与铅笔相同的黑色的笔迹，并且磨损较少。另外，芯体2的硬度也与以往的电子笔的由pom树脂形成的芯体程度相同。因此，即使在平板pc的操作面上使用安装有芯体2的电子笔的情况下，也不会产生对该操作面造成损伤等不良情况。通过使用这样的芯体2，能够实现具备对纸介质等的书写功能和作为对平板pc等的位置指示器的功能这2个功能的电子笔。此外，在本实施方式中，构成芯体2的石墨与树脂的比率为50：50。另外，树脂是聚乙烯。
[0036]
如图1的(b)所示，芯体2由笔尖部2a、拉拔部2b、主体部2c、保持部2d这4个部分构成。笔尖部2a是形成为锥形形状的部分，其前端是圆的。拉拔部2b是设置于笔尖部2a与主体部2c之间的凹部(槽部)。在拆卸安装于壳体1内的芯体2的情况下，使用者将手的手指的指
甲等钩挂于拉拔部2b而拉拔，由此能够从壳体1容易地拆卸芯体2。主体部2c是位于拉拔部2b与保持部2d之间的部分。保持部2d位于主体部2c的后端侧，是直径比主体部2c的直径短的部分。
[0037]
如图1的(a)所示，芯体2穿过壳体1的开口部1h而插通铁氧体磁芯3，芯体2的保持部2d与按压构件6的凹部嵌合而安装于壳体1内。在该情况下，芯体2的包含拉拔部2b的前端部分成为从壳体1的开口部1h突出的状态。笔压检测部7由保持按压构件的凸部的保持构件71、第一电极72、形成为环状的间隔件73、作为圆形的板状体的电介质74及第二电极75构成。第二电极75与电介质的一个面接触设置。第一电极72构成为在未对其施加按压力(负荷)的状态时，隔着间隔件73，位于远离电介质74的另一个面的位置。此外，保持构件71由合成橡胶等弹性材料形成，间隔件73由硬质树脂等形成。
[0038]
安装于壳体1内的芯体2能够在轴心方向上移动。当向芯体2的笔尖部2a施加笔压时，响应于笔压，芯体2被向壳体1内压入，与此相应地，按压构件6经由保持构件71使第一电极72向电介质74侧靠近，使第一电极与电介质74接触。因此，根据施加于笔尖部2a的按压力，第一电极72与电介质74的距离、接触面积发生变化，与此相应地，第一电极与第二电极之间的静电电容发生变化。根据该第一电极72与第二电极75之间的静电电容的变化，能够检测施加于芯体2的笔尖部2a的笔压。当施加于芯体2的笔尖部2a的笔压被解除时，芯体2被第一电极72、保持构件71推回，恢复到原来的位置。
[0039]
在笔压检测部7的第二电极的后段，设置有基板保持构件8，电路基板9相对于该基板保持构件的凹部被嵌合保持。在电路基板9，搭载有控制用ic(integrated circuit)、电容器等各种电路部件。在电路基板9，连接有上述的线圈4的两端、来自笔压检测部7的第一电极和第二电极的导电线。由此，通过搭载于电路基板9的电路部的功能，能够检测笔压，并且作为通过谐振作用使线圈4产生的信号(磁场)的相位的变化，能够将包含表示笔压的信息包含在信号中发送。
[0040]
而且，上述的缓冲构件5和基板保持构件8由设置于壳体1的内侧的筒状保持构件10保持。由此，铁氧体磁芯3及线圈4、缓冲构件5、按压构件6、笔压检测部7、基板保持构件8被保持于壳体1内。另外，虽然未图示，但电路基板9的后端侧固定于壳体1的后端部。由此，电路基板9也被保持于壳体1内。这样，构成了本实施方式的电子笔。
[0041]
在本实施方式的电子笔中，如图1的(a)所示，壳体1的直径为9.0mm。另外，如图1的(c)所示，铁氧体磁芯3的内径为3.0mm，外径为5.0mm。另外，壳体1的开口部1h的直径为2.95mm。另外，芯体2的主体部2c的直径为2.85。在以往的电子笔的情况下，也如图3所示，将芯体用pom树脂等强度高的材料制成，另外，也为了维持铁氧体磁芯的强度，设为铁氧体磁芯的直径方向的两端的厚度的合计大于芯体的直径。
[0042]
另外，如图3的(a)所示，在以往的电子笔100的情况下，壳体101的开口部101h的直径比铁氧体磁芯103的贯通孔103h的直径(铁氧体磁芯103的内径)大。同样地，如图3的(b)所示，在以往的电子笔200的情况下，壳体201的开口部201h的直径也比铁氧体磁芯203的贯通孔203h的直径(铁氧体磁芯203的内径)大。
[0043]
这是因为，为了不妨碍芯体102、202的轴心方向的移动等。在该情况下，由于铁氧体磁芯103、203的厚度厚，因此即使有芯体102、202与铁氧体磁芯103、203接触这样的情况，两者都不会破损，设计上的自由度高。因此，能够将壳体101、201的开口部101h、201h的直径
设计得较大。
[0044]
但是，在本实施方式的电子笔的情况下，铁氧体磁芯3的铁氧体磁芯的直径方向的两端的厚度的合计为2.0mm，芯体2的主体部2c的直径为2.85mm。即，在本实施方式的电子笔的情况下，使芯体2的直径比以往粗，使铁氧体磁芯3的厚度比以往薄。因此，在本实施方式的电子笔的情况下，芯体2的主体部2c的直径比铁氧体磁芯3的外径减去内径后的长度长。
[0045]
这样，通过加长芯体2的主体部2c的直径，能够提高芯体2的强度。相反，铁氧体磁芯3的厚度与以往的电子笔的情况相比，变得相当薄。但是，铁氧体磁芯3相对于壳体1固定。因此，铁氧体磁芯3不会在壳体1内移动或晃动。另外，如图1的(a)、(c)所示，壳体1的开口部1h的直径比铁氧体磁芯3的内径小。因此，即使在本实施方式的电子笔用于书写的情况下，芯体2也被壳体1的开口部1h的内壁部分限制位置，不会有芯体2与铁氧体磁芯3接触的情况。
[0046]
另外，假设本实施方式的电子笔落下等对从壳体1突出的芯体2的笔尖部2a施加与轴心方向交叉的方向的大的负荷(力)。即使在该情况下，芯体2也被壳体1的开口部1h的内壁部分限制位置，也不会有芯体2与铁氧体磁芯3接触的情况。因此，在本实施方式的电子笔的情况下，既不会有铁氧体磁芯3与芯体2接触而破损的情况，也不会有铁氧体磁芯3在壳体1内移动或晃动的情况，因此铁氧体磁芯3也不会因外部的冲击而破损。
[0047]
[芯体2的其他例]
[0048]
图2是用于说明本发明的电子笔的芯体的其他例的图。该示例的电子笔的芯体2a与图1所示的芯体2同样地，由含有石墨的树脂形成为圆柱状，但其外形与图1所示的芯体2不同。即，如图2的(a)所示，该示例的芯体2a由笔尖部2aa、拉拔部2ab、主体部2ac、保持部2ad这4个部分构成。
[0049]
笔尖部2aa是形成为锥形形状的部分，其前端是圆的。拉拔部2ab是笔尖部2aa的主体部2ac侧成为向外侧突出的凸部的部分。主体部2ac是位于拉拔部2ab与保持部2ad之间的部分。保持部2ad位于主体部2ac的后端侧，是直径比主体部2ac的直径短的部分。
[0050]
这样，在拉拔部2ab构成为凸部的芯体2a的情况下，当将其安装于壳体1时，如图2的(b)所示，在壳体1的端部与芯体2a的拉拔部2ab之间产生间隙。由此，在拆卸安装于壳体1内的芯体2a的情况下，通过使用者将手的手指的指甲等钩挂于拉拔部2ab而进行拉拔，能够将芯体2a从壳体1容易地拆下。
[0051]
此外，仅通过使用图2的(a)所示的芯体2a来代替使用图1说明的电子笔的芯体2，就能够如图2的(b)所示那样构成电子笔。即，如果使芯体2a的主体部2ac、保持部2ad的尺寸与图1所示的芯体2的情况相同，就能够代替芯体2，构成使用芯体2a的电子笔。
[0052]
[实施方式的效果]
[0053]
通过在芯体2、2a使用含有石墨等颜料的树脂，能够与以往的铅笔的情况同样地，对纸介质等物理地留下笔迹。而且，芯体2、2a是含有石墨等颜料的树脂，因此磨损较少，也作为电子笔的芯体发挥功能。即，能够实现具备对纸介质等的书写功能和作为对平板pc等搭载有位置检测装置的电子设备的位置指示器的功能这两者的书写用具(电子笔)。
[0054]
另外，由于能够使芯体的直径比以往的芯体的直径粗，因此能够实现使用耐冲击的芯体的电子笔。相反，在使用直径粗的芯体的情况下，铁氧体磁芯3的厚度变薄，铁氧体磁芯3成为不耐受冲击的铁氧体磁芯。但是，通过使壳体1的笔尖侧的开口部1h的直径比铁氧
体磁芯3的内径短，能够使芯体2、2a不直接与铁氧体磁芯3接触。另外，通过将铁氧体磁芯3至少在前端侧的端部、优选在前端侧与后端侧的两方的端部相对于壳体1固定，能够防止铁氧体磁芯3在壳体1的内部晃动。通过这些结构，能够实现厚度薄的铁氧体磁芯3不会破损的电子笔。
[0055]
[变形例]
[0056]
使用图1说明的芯体2的主体部2c的直径的尺寸与铁氧体磁芯3的内径及外形的尺寸是一例，能够根据壳体1的尺寸等，设为各种尺寸。在该情况下，芯体2的主体部的直径需要比铁氧体磁芯3的外径减去内径的情况下的值(长度)大(长)。即，构成为芯体2的主体部2c的直径比铁氧体磁芯3的直径方向的两端的厚度之和长。由此，能够构成相比于以往的电子笔粗的芯体2。
[0057]
另外，在上述的实施方式中，对芯体2、2a由含有石墨的树脂构成的情况进行了说明。在该情况下，通过调整石墨的含有量，能够构成对纸介质的书写时的笔迹的浓度不同的电子笔。即，在铅笔中，存在例如2b、b、hb、f、h、2h等浓度不同的铅笔，也能够实现笔迹的浓度不同的电子笔。
[0058]
另外，通过改变含有石墨的树脂的种类，也能够调整笔迹的浓度，或者另外改变书写感。在上述的实施方式中，作为树脂使用了聚乙烯，但作为其他的示例，也可以是聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰胺等。当然，也可以将石墨和规定的粘土混合并烧成，从而构成芯体。在这样的芯体的情况下，通过对纸介质等的书写，芯体自身磨损而变短，因此芯体的更换的次数增多，所以优选使用能够减少树脂等的磨损的材料。
[0059]
另外，通过改变所使用的颜料，可以构成能够留下各种颜色的笔迹的芯体，能够将其用作电子笔的芯体。
[0060]
另外，在上述的实施方式中，以在电磁感应方式的电子笔中应用本发明的情况为例进行了说明，但不限于此。例如，也可以在有源静电耦合方式的电子笔中应用本发明。即，在实现具备对纸介质的书写功能和作为对电子设备的位置指示器的功能的有源静电耦合方式的电子笔的情况下，也能够应用本发明。
[0061]
具体而言，在有源静电耦合方式的电子笔中，有时为了充电用而搭载线圈。在该情况下，构成为在芯体的周围配置铁氧体磁芯，从而防止噪声混入芯体。在这种情况下，也可以应用本发明。另外，在有源静电耦合方式的电子笔的情况下，在可更换的电池式的情况下，有时不使用铁氧体磁芯而使用筒状构件来保护芯体或能够稳定地进行芯体向轴心方向的移动。在这种情况下，也可以应用本发明。
[0062]
此外，如果由含有石墨的树脂构成芯体，再添加导电性物质，则能够构成导电性的芯体，所以能够实现有源静电耦合方式的电子笔。即，在有源静电耦合方式的电子笔的情况下，使用的芯体必须具有导电性。因此，通过将石墨等与具有导电性的材料混合成芯体或者在芯体设置金属性的轴芯，从而能够构成导电性好的芯体。
[0063]
标号说明
[0064]1…
壳体，1h
…
开口部，2、2a
…
芯体，2a、2aa
…
笔尖部，2b、2ab
…
拉拔部，2c、2ac
…
主体部，2d、2ad
…
保持部，3
…
铁氧体磁芯，4
…
线圈，5
…
缓冲构件，6
…
按压构件，7
…
笔压检测部，71
…
保持构件，72
…
第一电极，73
…
间隔件，74
…
电介质，75
…
第二电极，8
…
基板保持构件，9
…
电路基板，10
…
筒状保持构件。