(57)【要約】  細型化しても、特に外圧がかかりやすいペン先部分が、曲がったり、折れたりすることのない強度を高めた電子ペンを提供する。芯体部（３０）は、コイル（３１）が巻回されたフェライトコア（３２）と芯棒（３４）とからなる。芯棒（３４）は、フェライトコア（３２）の中心線を含む位置の一端から他端まで固定され、芯棒（３４）の先端部（３４ａ）がフェライトコア（３２）の一端から突出している。フェライトコア（３２）のペン先側にはコイル（３１）が巻回されていない第１のコイル非巻回部（３２ｂ）が設けられている。電子ペンとして使用する場合においては、フェライトコア（３２）の一端から突出している芯棒（３４）の先端部（３４ａ）とフェライトコア（３２）の第１のコイル非巻回部（３２ｂ）の一部が、筐体（２）の開口部（２ｂ）から突出する状態となる。
2017183526.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端部に開口を有する筐体と、
芯体部と、
前記芯体部のペン先側とは逆側において、当該芯体部を前記筒体内で保持する保持部材と
を備え、
前記芯体部は、コイルが巻回された柱状の磁性体コアと当該磁性体コアの中心線を含む位置の一端から他端まで固定され、前記磁性体コアのペン先側である前記一端より先端部が突出する芯棒とからなり、
前記磁性体コアの前記ペン先側には前記コイルが巻回されていない第１のコイル非巻回部が設けられており、
使用状態においては、前記筐体の前記開口から、前記芯棒の前記先端部と前記第１のコイル非巻回部の一部が突出することを特徴とする電子ペン。
【請求項２】
前記磁性体コアの前記ペン先側は、徐々に先細となるテーパー部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電子ペン。
【請求項３】
前記磁性体コアの前記ペン先側とは逆側には、前記コイルが巻回されていない第２の非巻回部が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子ペン。
【請求項４】
前記第２の非巻回部は、前記保持部材と嵌合する部分となることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の電子ペン。
【請求項５】
前記芯棒は、金属であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の電子ペン。
【請求項６】
前記芯棒は、前記磁性体コアのペン先側とは逆側にも突出していることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の電子ペン。
【請求項７】
前記磁性体コアのペン先側とは逆側に突出している前芯棒の部分は、前記保持部材と嵌合する部分となることを特徴とする請求項６に記載の電子ペン。
【請求項８】
前記保持部材は、回路基板が収納されるパイプ部材であることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の電子ペン。
【請求項９】
前記保持部材は、ホルダ部材と、当該ホルダ部材に接続され、回路基板が収納されるパイプ部材とからなることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の電子ペン。
【請求項１０】
前記保持部材に保持された前記芯体部の軸心方向の移動に対応して、前記芯体部の先端部に印加される圧力を検出する圧力検出部を備えることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載の電子ペン。
【請求項１１】
前記芯棒は、中空のパイプであり、当該芯棒の前記中空の部分には軸心方向に摺動可能なように芯体が収納されることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載の電子ペン。
【請求項１２】
中空のパイプである前記芯棒の前記中空の部分に収納される前記芯体の軸心方向の移動に対応して、前記芯体の先端部に印加される圧力を検出する圧力検出部を備えることを特徴とする請求項１１に記載の電子ペン。
【請求項１３】
前記回路基板には、発振回路が配置されており、前記芯棒は、前記発振回路に対して電気的に接続されていることを特徴とする請求項５〜請求項１２のいずれかに記載の電子ペン。
【請求項１４】
前記回路基板には、発振回路が配置されており、前記芯体は導電性の材料で形成され、前記発振回路に対して電気的に接続されていることを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載の電子ペン。
【請求項１５】
前記コイルは、キャパシタ素子に接続され、共振回路を構成することを特徴とする請求項１〜請求項１２のいずれかに記載の電子ペン。
【請求項１６】
先端に開口を有する電子ペンの筐体内に収納されて用いられる電子ペン本体部であって、
筒状体部と、
芯体部と、
前記芯体部のペン先側とは逆側において、当該芯体部と前記筒状体部とを保持する保持部材と
を備え、
前記芯体部は、コイルが巻回された柱状の磁性体コアと当該磁性体コアの中心線を含む位置の一端から他端まで固定され、前記磁性体コアのペン先側である前記一端より先端部が突出する芯棒とからなり、
前記磁性体コアの前記ペン先側には前記コイルが巻回されていない第１のコイル非巻回部が設けられており、
使用状態においては、前記電子ペンの前記筐体の前記開口から、前記芯棒の前記先端部と前記第１のコイル非巻回部の一部が突出することを特徴とする電子ペン本体部。
【請求項１７】
ペン先側となる軸心方向の一端側に開口が設けられ、他端側が閉塞さ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て構成される電子ペンであって、
前記電子ペン本体部は、
コイルが巻回された柱状の磁性体コアと当該磁性体コアの中心線を含む位置の一端から他端まで固定され、前記磁性体コアのペン先側である前記一端より先端部が突出する芯棒とからなる芯体部を備え、
前記芯体部の前記芯棒の先端部が、前記筒状の筐体の前記開口から外部に突出している使用時には、前記磁性体コアの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１８】
前記筐体内には、前記電子ペン本体部または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１７に記載の電子ペン。
【請求項１９】
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、前記筐体の開口からペン先側の部分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１７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、位置検出装置と共に使用されるペン型の位置指示器である電子ペンおよび電子ペンを構成するための電子ペン本体部に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子ペンは、使用者により把持されて、位置検出装置のセンサ上における位置指示のために用いられる。この電子ペンによるセンサ上の指示位置は、電子ペンとセンサとの間で、電磁誘導結合方式や静電容量結合方式などの種々の結合方式によって位置検出用信号の授受が行われることによって、位置検出装置で検出される。なお、電磁誘導結合方式の座標検出センサと電子ペンとで構成される入力装置の一例については、後に記す特許文献１に開示されており、また、静電容量結合方式の座標検出センサと電子ペンとで構成される入力装置の一例については、後に記す特許文献２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０７−０４４３０４号公報
【特許文献２】特開平０７−２９５７２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電磁誘導結合方式や静電容量結合方式の位置検出装置で用いられる電子ペンは、回路基板などを搭載して構成される。このため、従来の電子ペンは、例えばボールペンや万年筆などの一般的な筆記具よりも太いものとなっていた。しかし、位置検出装置が搭載されるいわゆるタブレットＰＣ（Personal Computer）やスマートフォンなどと呼ばれる高機能携帯電話端末などの電子機器の小型化薄型化に伴って、電子ペンもより細くすることが求められた。【０００５】
これに対応し、電子ペンに内蔵される、回路基板におけるキャパシタ（コンデンサ）等のチップ化、筆圧検知部材の小型化などが促進され、電子ペンの細型化も進められている。しかしながら、電子ペンの細型化に伴い、電子ペンの外側筐体の厚さも薄くなってきており、曲がりやすくなったり、折れやすくなったりするなど、電子ペンの強度が弱くなってしまうのではないかという心配がある。特に、ペン先側は直接に筆圧が加わる部分であり、細型化される電子ペンの強度を高めるための技術が求められるようになってきている。【０００６】
以上のことに鑑み、この発明は、細型化しても、特に外圧がかかりやすいペン先部分が、曲がったり、折れたりすることのない強度を高めた電子ペン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】
【０００７】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明の電子ペンは、
端部に開口を有する筐体と、
芯体部と、
前記芯体部のペン先側とは逆側において、当該芯体部を前記筒体内で保持する保持部材と
を備え、
前記芯体部は、コイルが巻回された柱状の磁性体コアと当該磁性体コアの中心線を含む位置の一端から他端まで固定され、前記磁性体コアのペン先側である前記一端より先端部が突出する芯棒とからなり、
前記磁性体コアの前記ペン先側には前記コイルが巻回されていない第１のコイル非巻回部が設けられており、
使用状態においては、前記筐体の前記開口から、前記芯棒の前記先端部と前記第１のコイル非巻回部の一部が突出することを特徴とする。【０００８】
請求項１に記載の発明の電子ペンによれば、当該電子ペンは、筐体と、芯体部と、保持部材とを備える。芯体部は、コイルが巻回された磁性体コアと芯棒とからなる。当該芯棒は、当該磁性体コアの中心線を含む位置の一端から他端まで固定され、当該芯棒の先端部が当該磁性体コアの一端から突出している。また、当該磁性体コアのペン先側にはコイルが巻回されていない第１のコイル非巻回部が設けられている。そして、電子ペンとして使用する場合においては、当該磁性体コアの一端から突出している当該芯棒の先端部と当該磁性体コアの第１のコイル非巻回部の一部が、筐体の開口部から突出する状態となる。【０００９】
このように、磁性体コアの中心線を含む位置には、当該磁性体コアの一端から他端（端から端まで）芯棒が固定されているので、芯体部の強度を強くできる。そして、使用状態において、筐体の開口から突出する芯棒の先端部と磁性体コアの第１のコイル非巻回部とは、相互に強度を補う関係となる。これらの構成から、芯体部の強度を強くし、使用状態においても、芯体部が構成するペン先部分が曲がったり、折れたりすることがないようにされる。
【発明の効果】
【００１０】
この発明の電子ペンによれば、使用状態においてペン先側の部分に強い外圧がかかっても、当該ペン先側の部分が、曲がったり、折れたりすることのない電子ペンが実現できる。すなわち、細型化しても強度を高めた電子ペンが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【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示す図である。
【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の実施形態の主要部の構成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の第１の実施形態の回路構成を、当該電子ペンと共に使用する位置検出装置の回路構成と共に示す図である。
【図５】この発明による電子ペンの第２の実施形態の構成例を示す図である。
【図６】この発明による電子ペン本体部の第２の実施形態の構成例を説明するための図である。
【図７】この発明による電子ペン本体部の第２の実施形態の主要部の構成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本体部の第３の実施形態の構成例を説明するための図である。
【図９】この発明による電子ペン本体部の第３の実施形態の主要部の構成を説明するための図である。
【図１０】ペン先側部分と筒状体部等とをホルダとしての接続部を用いて接続する場合の例を説明するための図である。
【図１１】ペン先側部分と筒状体部等とをホルダとしての接続部を用いて接続する場合の例を説明するための図である。
【図１２】電子ペン本体部と通常のボールペンのカートリッジとを用いて構成する多色ペンの構成とした電子ペンの外観を示す構成図である。
【図１３】第４の実施の形態の静電方式の電子ペン本体部について説明するための図である。
【図１４】第４の実施の形態の電子ペン本体部の回路構成図である。
【図１５】静電方式の電子ペン本体部と共に用いられる位置検出装置を説明するためのブロック図である。
【図１６】芯棒とプリント基板上の電子回路との接続の例について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、この発明による電子ペンの実施形態を、図を参照しながら説明する。まず、この発明を電磁誘導結合方式の電子ペンに適用した場合の実施の形態について説明する。
【００１３】
［第１の実施形態］
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（ペンの筐体）２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、筐体２の長手方向の一端の開口２ｂ側から出し入れされるノック式の構成を備える。この実施形態では、電子ペン本体部３は、カートリッジ式の構成とされ、筐体２に対して着脱可能とされている。
【００１４】
図１（Ａ）は、電子ペン本体部３の全体が筐体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、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。
【００１５】
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。
【００１６】
筐体２及び当該筐体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。換言すれば、筐体２及びノックカム機構部４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。
【００１７】
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、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。
【００１８】
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、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、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。
【００１９】
［電子ペン本体部３の構成例］
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の構成例を示している。そして、図２（Ｃ）は、図２（Ｂ）に示すこの実施形態の電子ペン本体部３の要部の構成を説明するための図である。また、図３は、電子ペン本体部３のペン先側の部分の構成を説明するための図である。
【００２０】
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、インク収納部６２とが、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。結合部６３は、インク収納部６２と同じ径を有する。
【００２１】
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）に示すように、コイル３１が巻回された磁性体コア、この例ではフェライトコア３２が筒状体部３３と結合されている。なお、詳しくは後述するが、筒状体部３３は、電子回路部品が配設される第１の筒状体部３３１と、筆圧検出用部品が配設される第２の筒状体部３３２とで構成される。
【００２２】
まず、図３を参照しながら、電子ペン本体部３のペン先側の部分である芯体部３０の構成について説明する。芯体部３０は、コイル３１が巻回されたフェライトコア３２と芯棒３４とによって構成される。図３（Ａ）は、コイル３１が巻回されたフェライトコア３２と、芯棒３４と、第１の筒状体部３３１の一部の部分の分解拡大図であり、芯体部３０の構成を説明するための図である。
【００２３】
この例のフェライトコア３２は、例えば円柱状形状のフェライト材料に、固体である芯棒３４を嵌合固定するための所定の径（例えば径＝１ｍｍ）の軸心方向の貫通孔３２ｄが、軸心方向の中心線を含む位置に形成されたものとされている。当該貫通孔３２ｄに芯棒３４が挿入され、当該フェライトコア３２の一端から他端まで芯棒３４が嵌合固定される。
【００２４】
すなわち、フェライトコア３２の中心線を含む位置には、当該フェライトコア３２の貫通孔３２ｄに対してぴったりと合うように芯棒３４が入れ込まれて固定（固着）されている。これにより、電子ペンの細型化により、フェライトコア３２自体が細くなった場合でも、芯棒３４の存在により、ペン先側の部分となる芯体部３０の強度を強くできる。そして、図２に示すように、芯棒３４は、一方の端部３４ａ（以下、先端部３４ａという）が、ペン先として、フェライトコア３２の一端から突出する。
【００２５】
なお、この実施の形態において、芯棒３４は、ＳＵＳ（ステンレス鋼）により形成されたものである。好ましくは、ＳＵＳ３０４あるいはＳＵＳ３１６を用いて芯棒３４を形成する。ニッケル含有率が多い方が磁化されにくいためである。また、フェライトコア３２と芯棒３４との間に接着剤を介挿するようにして両者を固着させるようにしてもよい。また、固体である芯棒３４との記載は、芯棒３４がパイプ状のものではなく、中身が詰まったもの、あるいは、少なくとも先端部３４ａは閉じた構成を有するものである。
【００２６】
また、芯棒３４は、ＳＵＳ以外の金属材料やセラミック（ceramic）により構成してもよい。また、芯棒３４は、ＳＵＳなどの金属と同等の強度を有するカーボン樹脂や強化プラスチックなどの材料を用いて構成してもよい。
【００２７】
また、フェライトコア３２の、ペン先側には、徐々に先細となるテーパー部３２ｅが形成されている。このテーパー部３２ｅにより、このフェライトコア３２を通る磁束は、テーパー部３２ｅで高密度となり、位置検出装置のセンサとの間の磁気的な結合を、テーパー部３２ｅがない場合に比して、より強くすることができる。
【００２８】
そして、この実施形態では、図３（Ａ）に示すように、コイル３１がフェライトコア３２の軸心方向の全長に亘って巻回されるのではなく、部分的に巻回されている。すなわち、この例では、コイル３１はフェライトコア３２の全長の約１／２長の巻回長を有するものとされると共に、図３（Ａ）に示すように、当該コイルのフェライトコア３２におけるコイル巻回部３２ａは、フェライトコア３２の、筒状体部３３との結合部側に偏った位置とされる。
【００２９】
そして、フェライトコア３２をその軸心方向に見たとき、ペン先側の端部から、コイル巻回部３２ａの一方の端までの部分は、コイルが巻回されない第１のコイル非巻回部３２ｂとされ、また、コイル巻回部３２ａの他方の端から、フェライトコア３２の筒状体部３３との結合部側の若干の部分も、コイル３１が巻回されない第２のコイル非巻回部３２ｃとされる。第２のコイル非巻回部３２ｃの軸心方向の長さは、第１の筒状体部３３１と結合するための短い長さとされる。一方、第１のコイル非巻回部３２ｂの軸心方向の長さは、この例では、フェライトコア３２の全長の約１／２長から、第２のコイル非巻回部３２ｃの長さ分を差し引いた、比較的長いものとされる。
【００３０】
そして、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、フェライトコア３２の第２のコイル非巻回部３２ｃの全部または一部が、第１の筒状体部３３１の端部３３ａに嵌合されることで、フェライトコア３２が第１の筒状体部３３１と結合される。なお、図３では省略したが、このフェライトコア３２の第１の筒状体部３３１との結合の際に、コイル３１の一端３１ａ及び３１ｂが、筒状体部３３のプリント基板（回路基板）３６に設けられているキャパシタと並列に接続されるように電気的に接続される。このように、コイル３１が巻回されたフェライトコア３２と、芯棒３４とによってペン先側の部分を構成する芯体部３０が構成されている。
【００３１】
次に、主に図２を用いて電子ペン本体部３の全体構成について説明する。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、電子ペン本体部３のペン先側に設けられるフェライトコア３２の径は、ボールペンの替え芯６のペン先部６１の径Ｒ１とほぼ等しくなるように構成されている。また、芯棒３４の先端部３４ａのフェライトコア３２から突出する部分の長さとフェライトコア３２の第１のコイル非巻回部３２ｂの長さとの合計の長さは、図２及び図３（Ｂ）に示すように、ボールペンの替え芯６のペン先部６１の長さＬ１とほぼ等しくなるように構成されている。
【００３２】
また、電子ペン本体部３のフェライトコア３２のコイル３１が巻回されたコイル巻回部３２ａの径及び筒状体部３３の径は、ボールペンの替え芯６のインク収納部６２の径Ｒ２とほぼ等しく、前記ペン先部６１の径Ｒ１よりは大きい（Ｒ２＞Ｒ１）。なお、筐体２の開口２ｂの径は、この径Ｒ２よりは小さい。したがって、コイル巻回部３２ａは、開口２ｂから外部に突出することはできない。
【００３３】
そして、上述もし、図２（Ｂ）に示すように、筒状体部３３は、電子回路部品が配設される第１の筒状体部３３１と、筆圧検出用部品が配設される第２の筒状体部３３２とで構成される。この実施の形態においては、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、芯棒３４とコイル３１が巻回されたフェライトコア３２からなる芯体部３０と筒状体部３３とを結合した状態の長さ（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。
【００３４】
筒状体部３３の第１の筒状体部３３１内には、図２（Ｃ）に示すように、プリント基板３７が配設されると共に、そのプリント基板３７上には、コイル３１と共に共振回路を構成するキャパシタ（コンデンサ）を含む回路部品３７Ａが設けられている。
【００３５】
そして、芯棒３４とコイル３１が巻回されたフェライトコア３２からなる芯体部３０と、筒状体部３３の第１の筒状体部３３１とは、例えばフェライトコア３２のペン先側とは反対側の一部が、第１の筒状体部３３１内に挿入される状態で結合されて一体的に構成される。この場合に、芯体部３０と、筒状体部３３の第１の筒状体部３３１との結合に際しては、コイル３１の巻き始め端３１ａと巻き終わり端３１ｂとが、第１の筒状体部３３１内のプリント基板３７上にある回路部品３７Ａ内のキャパシタの一端と他端とに電気的に接続される。
【００３６】
なお、図２（Ｃ）において、コイル３１の巻き始め端３１ａと巻き終わり端３１ｂとが、回路部品３７Ａ内のキャパシタの一端と他端と接続されることを簡略化して示している。実際には、コイル３１の巻き始め端３１ａと巻き終わり端３１ｂとは、フェライトコア３２と第１の筒状体部３３１との間を通って、第１の筒状体部３３１の内部に位置する回路部品３７Ａ内のキャパシタに接続される。
【００３７】
また、筒状体部３３の径も、ボールペンの替え芯６のインク収納部６２の径Ｒ２とほぼ同じとされるが、図２（Ｂ）の例では、第１の筒状体部３３１の径は、前述した径Ｒ２よりも若干大きくされている。しかし、この第１の筒状体部３３１の部分は、ボールペンの筐体に収納されたときに、筒状の筐体の中空部内において、替え芯６との間に余裕がある部分に位置するので、このような径としても問題はない。
【００３８】
第２の筒状体部３３２は、この例では、市販のボールペンの替え芯６のインク収納部６２の径Ｒ２と等しい径の筒状体で構成されている。図２の例では、この第２の筒状体部３３２は、長尺部３３２ａと、短尺部３３２ｂとに２分されており、この例では、その結合部３５の近傍に筆圧検知部材３６が設けられている。
【００３９】
すなわち、図２（Ｃ）に示すように、この例においては、長尺部３３２ａと短尺部３３２ｂとは、結合部３５において、連結棒部材３５１とコイルバネ３５２を介して結合されている。この場合に、長尺部３３２ａと短尺部３３２ｂとは、コイルバネ３５２により、常に、軸心方向において、互いに離れるように弾性変位されるが、連結棒部材３５１により、所定位置で係止して、それ以上は軸芯方向に変位しないように構成されている。そして、その係止状態における位置指示器用カートリッジ３の全長が、前述したボールペンの替え芯６の全長Ｌ２と等しくなるように構成されている。
【００４０】
そして、図２（Ｃ）に示すように、この実施形態では、長尺部３３２ａには、筆圧検知部材３６が設けられる。そして、連結棒部材３５１の一端３５１ａ側が、筆圧検知部材３６の押圧部として働くように構成されている。
【００４１】
この例の筆圧検知部材３６は、例えば特許文献：特開２０１１−１８６８０３号公報に記載されている周知の構成の筆圧検出手段を使用した、筆圧に応じて静電容量が変化する可変容量コンデンサの構成とすることができる。なお、例えば、特開２０１３−１６１３０７号公報に開示されているような筆圧に応じて静電容量を可変とする半導体素子を用いた構成することもできる。
【００４２】
この電子ペン本体部３が筐体２に収納されている状態で、芯棒３４とコイル３１が巻回されたフェライトコア３２からなる芯体部３０に圧力が加わると、電子ペン本体部３の長尺部３３２ａ側の全体が、コイルバネ３５２の弾性力に抗して、短尺部３３２ｂ側に移動しようとする力が働き、筆圧検知部材３６の静電容量が筆圧に応じたものとなる。
【００４３】
以上のような構成の電子ペン本体部３を、その筒状体部３３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、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）及び図３（Ｂ）に示すように、芯棒３４の先端部３４ａ及びフェライトコア３２の第１のコイル非巻回部３２ｂの一部が筐体２の開口２ｂから突出する状態となる。電子ペン１の使用者は、この状態で、位置検出装置のセンサ上において、指示位置の入力操作をする。
【００４４】
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の芯棒３４の先端部３４ａは、筐体２により保護される状態となる。
【００４５】
［電磁誘導方式の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］
次に、上述の実施形態の電子ペン１による指示位置の検出および電子ペン１に印加される筆圧の検出を行う位置検出装置４００の回路構成例及びその動作について、図４を参照して説明する。
【００４６】
電子ペン１は、図４に示すように、インダクタンス素子としてのコイル３１と、筆圧検知部材３６により構成される可変容量キャパシタＣｖと、第１の筒状体部３３１の内部に位置する回路部品３７Ａに含まれる共振用キャパシタＣｆとが並列に接続された共振回路を備える。
【００４７】
一方、位置検出装置４００には、Ｘ軸方向ループコイル群４１１と、Ｙ軸方向ループコイル群４１２とが積層されて位置検出コイル４１０が形成されている。各ループコイル群４１１，４１２は、例えば、それぞれｎ，ｍ本の矩形のループコイルからなっている。各ループコイル群４１１，４１２を構成する各ループコイルは、等間隔に並んで順次重なり合うように配置されている。
【００４８】
また、位置検出装置４００には、Ｘ軸方向ループコイル群４１１及びＹ軸方向ループコイル群４１２が接続される選択回路４１３が設けられている。この選択回路４１３は、２つのループコイル群４１１，４１２のうちの一のループコイルを順次選択する。
【００４９】
さらに、位置検出装置４００には、発振器４２１と、電流ドライバ４２２と、切り替え接続回路４２３と、受信アンプ４２４と、検波器４２５と、低域フィルタ４２６と、サンプルホールド回路４２７と、Ａ／Ｄ変換回路４２８と、同期検波器４２９と、低域フィルタ４３０と、サンプルホールド回路４３１と、Ａ／Ｄ変換回路４３２と、処理制御部４３３とが設けられている。処理制御部４３３は、マイクロコンピュータにより構成されている。
【００５０】
発振器４２１は、周波数ｆ０の交流信号を発生する。そして、発振器４２１は、発生した交流信号を、電流ドライバ４２２と同期検波器４２９に供給する。電流ドライバ４２２は、発振器４２１から供給された交流信号を電流に変換して切り替え接続回路４２３へ送出する。切り替え接続回路４２３は、処理制御部４３３からの制御により、選択回路４１３によって選択されたループコイルが接続される接続先（送信側端子Ｔ、受信側端子Ｒ）を切り替える。この接続先のうち、送信側端子Ｔには電流ドライバ４２２が、受信側端子Ｒには受信アンプ４２４が、それぞれ接続されている。
【００５１】
選択回路４１３により選択されたループコイルに発生する誘導電圧は、選択回路４１３及び切り替え接続回路４２３を介して受信アンプ４２４に送られる。受信アンプ４２４は、ループコイルから供給された誘導電圧を増幅し、検波器４２５及び同期検波器４２９へ送出する。
【００５２】
検波器４２５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、低域フィルタ４２６へ送出する。低域フィルタ４２６は、前述した周波数ｆ０より充分低い遮断周波数を有しており、検波器４２５の出力信号を直流信号に変換してサンプルホールド回路４２７へ送出する。サンプルホールド回路４２７は、低域フィルタ４２６の出力信号の所定のタイミング、具体的には受信期間中の所定のタイミングにおける電圧値を保持し、Ａ／Ｄ（Analog to Digital）変換回路４２８へ送出する。Ａ／Ｄ変換回路４２８は、サンプルホールド回路４２７のアナログ出力をデジタル信号に変換し、処理制御部４３３に出力する。
【００５３】
一方、同期検波器４２９は、受信アンプ４２４の出力信号を発振器４２１からの交流信号で同期検波し、それらの間の位相差に応じたレベルの信号を低域フィルタ４３０に送出する。この低域フィルタ４３０は、周波数ｆ０より充分低い遮断周波数を有しており、同期検波器４２９の出力信号を直流信号に変換してサンプルホールド回路４３１に送出する。このサンプルホールド回路４３１は、低域フィルタ４３０の出力信号の所定のタイミングにおける電圧値を保持し、Ａ／Ｄ（Analog to Digital）変換回路４３２へ送出する。Ａ／Ｄ変換回路４３２は、サンプルホールド回路４３１のアナログ出力をデジタル信号に変換し、処理制御部４３３に出力する。
【００５４】
処理制御部４３３は、位置検出装置４００の各部を制御する。すなわち、処理制御部４３３は、選択回路４１３におけるループコイルの選択、切り替え接続回路４２３の切り替え、サンプルホールド回路４２７、４３１のタイミングを制御する。処理制御部４３３は、Ａ／Ｄ変換回路４２８、４３２からの入力信号に基づき、Ｘ軸方向ループコイル群４１１及びＹ軸方向ループコイル群４１２から一定の送信継続時間（連続送信区間）をもって電波を送信させる。
【００５５】
Ｘ軸方向ループコイル群４１１及びＹ軸方向ループコイル群４１２の各ループコイルには、電子ペン１から送信（帰還）される電波によって誘導電圧が発生する。処理制御部４３３は、この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。また、処理制御部４３３は、送信した電波と受信した電波との位相差に応じた信号のレベルに基づいて筆圧を検出する。
【００５６】
このようにして、位置検出装置４００では、接近した電子ペン１の位置を処理制御部４３３で検出する。そして、受信した信号の位相を検出することにより、電子ペン１の筆圧値の情報を得る。
【００５７】
そして、電子ペン本体部３の細型化が実現できるので、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することができるようになる。
【００５８】
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場合には、電子ペン１の筐体２を、市販のボールペンの筐体を流用することができるというメリットがある。すなわち、ボールペンの替え芯の代わりに、この実施形態の電子ペン本体部３を、ボールペンの筐体に収納することで、電子ペン１を構成することが可能となる。
【００５９】
そして、電子ペン本体部３を、ボールペンの替え芯と同等に細型化しても、また、それ以上に細型化した場合であっても、フェライトコア３２と芯棒３４とを嵌合固定して芯体部３０を構成している。これにより、筆圧が直接にかかる芯体部３０の強度を強くし、細型化しても全体として外圧に対して強度を強くした電子ペン本体部３を実現できる。
【００６０】
［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態の電子ペンについて説明する。上述した第１の実施の形態では、フェライトコア３２の軸心方向の中心線を含む位置に固体である芯棒３４を嵌合固定した。この第２の実施の形態では、フェライトコアの軸心方向の中心線を含む位置に中空のパイプの構成とされた芯棒（パイプ形状の芯棒）を嵌合固定する。そして、当該パイプ形状の芯棒の軸心方向の中空の中を、軸心方向に摺動可能なように固体の芯体を配置して、ペン先側の部分である芯体部を構成するものである。
【００６１】
このため、この第２の実施の形態の電子ペンの場合には、中空のパイプの構成とされた芯棒の中を軸心方向に摺動可能な固体の芯体が、直接的に筆圧検知部材に対して作用する構成を備えている。これらペン先側の部分（芯体部）と筆圧検知部材の部分以外は、基本的に、図１〜図３を用いて説明した第１の実施の形態の電子ペン１と同様に構成される。このため、第２の実施の形態の電子ペンを説明するための図面においては、第１の実施の形態の電子ペン１と同様に構成される部分には同じ参照符号を付し、当該部分の説明については重複するので省略することとする。
【００６２】
図５は、この発明による電子ペンの第２の実施形態の構成例を示す図である。この第２の実施形態の電子ペン１Ａの場合にも、筒状の筐体２の中空部２ａ内に、電子ペン本体部３Ａ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、筐体２の長手方向の一端の開口２ｂ側から出し入れされるノック式の構成を備える。この第２の実施形態においても、電子ペン本体部３Ａは、カートリッジ式の構成とされ、筐体２に対して着脱可能とされている。
【００６３】
図５（Ａ）は、電子ペン本体部３Ａの全体が筐体２の中空部２ａ内に収容されている状態を示し、図５（Ｂ）は、ノックカム機構部４により電子ペン本体部３Ａのペン先側が、筐体２の開口２ｂから突出した状態を示している。なお、図５の例においても、電子ペン１Ａの筐体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。この第２の実施形態の電子ペン１Ａもまた、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。
【００６４】
筐体２及び当該筐体２内に設けられるノックカム機構部４は、第１の実施の形態の電子ペン１の場合と同様に、周知の市販のノック式ボールペンと同一の構成で、同一の寸法関係を有するものである。そして、この第２の実施の形態の電子ペン１Ａにおいても、ノックカム機構部４の機能により、ノック棒４２の端部４２ａの押下操作に応じて、非使用状態（図５（Ａ）に示す状態）と使用状態（図５（Ｂ）に示す状態）とを切り替えることができる。
【００６５】
［電子ペン本体部３Ａの構成例］
図６は、第２の実施の形態の電子ペン本体部３Ａ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６（Ａ）は、図２（Ａ）と同様に、市販のノック式ボールペンの替え芯６を示し、また、図６（Ｂ）は、この第２の実施形態の電子ペン本体部３Ａの構成例を示している。また、図７は、第２の実施の形態の電子ペン本体部３Ａのペン先側の部分の構成を説明するための図である。
【００６６】
この第２の実施形態の電子ペン本体部３Ａにおいては、図６（Ｂ）に示すように、コイル３１が巻回された磁性体コア、この例ではフェライトコア３２Ａが筒状体部３３Ａと結合されている。そして、詳しくは後述もするが、中空のパイプの構成とされた芯棒３８が、フェライトコア３２Ａの軸心方向の中心線を含む位置に嵌合固定される。すなわち、この第２の実施の形態の電子ペン本体部３Ａでは、第１の実施の形態の電子ペン本体部３で用いられていた固体である芯棒３４に替えて、中空のパイプの構成とされた芯棒３８が用いられる。換言すれば、芯棒３８は、貫通孔を有するパイプ形状のものである。
【００６７】
したがって、フェライトコア３２Ａの中心線を含む位置には、当該フェライトコア３２Ａの貫通孔３２ｄに対してぴったりと合うようにパイプ形状の芯棒３８が入れ込まれて固定（固着）されている。これにより、電子ペンが細型化されて、フェライトコア３２Ａ自体が細くなった場合でも、パイプ形状の芯棒３８の存在により、フェライトコア３２Ａ及びその周辺部分の強度を強くできる。そして、この第２の実施の形態の電子ペン本体部３Ａにおいては、パイプ形状の芯棒の中空の部分（貫通孔）に、芯体３９が挿通され、一端はパイプ形状の芯棒３８から突出してペン先を構成し、他端は後述する筆圧検知部材に嵌合される。
【００６８】
このように、この第２の実施の形態の電子ペン本体部３Ａでは、コイル３１が巻回されたフェライトコア３２と、パイプ形状の芯棒３８と、パイプ形状の芯棒３８の中空部分に収納される芯体３９とにより、芯体部３０Ａが構成される。この芯体部３０Ａが、第２の実施の形態の電子ペン本体部３Ａのペン先側の部分となる。
【００６９】
なお、この第２の実施の形態においても、第１の実施の形態の芯棒３４の場合と同様に、パイプ形状の芯棒３８は、ＳＵＳ（ステンレス鋼）により形成されたものであり、好ましくは、ＳＵＳ３０４あるいはＳＵＳ３１６を用いて形成される。また、フェライトコア３２Ａとパイプ形状の芯棒３８との間に接着剤を介挿するようにして両者を固着させるようにしてもよい。
【００７０】
また、芯体３９は、芯棒３８と同様にＳＵＳにより形成してもよいし、その他の種々の導電性材料で形成することもできる。例えば、金属やカーボンを混ぜることにより導電性を持たせるようにした樹脂により芯体３９を構成することもできる。また、芯体３９は、非導電性の棒状の部材として構成することもできる。具体的には、芯体３９を、比較的硬質で弾性を有する樹脂材料、例えばＰＯＭ（Polyoxymethylene）などにより構成することもできる。また、芯棒３８は、ＳＵＳ以外の金属材料やセラミックにより構成してもよい。また、芯棒３４は、ＳＵＳなどの金属と同等の強度を有するカーボン樹脂や強化プラスチックなどの材料を用いて構成してもよい。また、芯体３９についても、セラミックにより構成してもよい。
【００７１】
また、上述した第１の実施の形態の電子ペン本体部３の筒状体部３３の場合には、電子回路部品が配設される第１の筒状体部３３１と、筆圧検出用部品が配設される第２の筒状体部３３２とからなっていた。これに対して、この第２の実施の形態の筒状体部３３Ａは、後述もするように筆圧検検出用部品がペン先側に配置されるため、全体として１つの筒状体部となっている。
【００７２】
次に、図７を参照しながら、第２の実施の形態の電子ペン本体部３Ａのペン先側の部分である芯体部３０Ａの構成について具体的に説明する。芯体部３０Ａは、上述もした様に、コイル３１が巻回されたフェライトコア３２とパイプ形状の芯棒３８と芯体３９とによって構成される。図７（Ａ）は、コイル３１が巻回されたフェライトコア３２と、芯棒３８と、芯体３９と、第１の筒状体部３３Ａの一部の部分の分解拡大図であり、芯体部３０Ａの構成を説明するための図である。
【００７３】
この例のフェライトコア３２Ａは、例えば円柱状形状のフェライト材料に、パイプ形状の芯棒３８を挿通するための所定の径（例えば径＝１ｍｍ）の軸心方向の貫通孔３２Ａｄが形成されたものとされている。
【００７４】
そして、この第２の実施形態においても、図７（Ａ）に示すように、コイル３１がフェライトコア３２Ａの軸心方向の全長に亘って巻回されるのではなく、部分的に巻回されている。すなわち、この例では、コイル３１はフェライトコア３２Ａの全長の約１／２長の巻回長を有するものとされると共に、図７（Ａ）に示すように、当該コイルのフェライトコア３２Ａにおけるコイル巻回部３２Ａａは、フェライトコア３２Ａの、筒状体部３３Ａとの結合部側に偏った位置とされる。
【００７５】
そして、フェライトコア３２Ａをその軸心方向に見たとき、ペン先側の端部から、コイル巻回部３２Ａａの一方の端までの部分は、コイルが巻回されない第１のコイル非巻回部３２Ａｂとされ、また、コイル巻回部３２Ａａの他方の端から、フェライトコア３２Ａの筒状体部３３Ａとの結合部側の若干の部分も、コイル３１が巻回されない第２のコイル非巻回部３２Ａｃとされる。第２のコイル非巻回部３２Ａｃの軸心方向の長さは、筒状体部３３Ａと結合するための短い長さとされる。一方、第１のコイル非巻回部３２Ａｂの軸心方向の長さは、この例では、フェライトコア３２Ａの全長の約１／２長から、第２のコイル非巻回部３２Ａｃの長さ分を差し引いた、比較的長いものとされる。
【００７６】
そして、上述もし、図７（Ａ）、（Ｂ）にも示すように、フェライトコア３２Ａの軸心方向の貫通孔３２Ａｄには、この貫通孔３２Ａｄに嵌合するパイプ形状の芯棒３８が挿通されて嵌合固定される。すなわち、フェライトコア３２Ａの貫通孔の直径は、パイプ形状の芯棒３８の外径よりやや大きくなっており、フェライトコア３２Ａの軸心方向の中心線を含む位置には、フェライトコア３２の一端から他端にかけてパイプ形状の芯棒３８が固定される。なお、この例の場合には、図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、芯棒３８は、フェライトコア３２Ａのペン先側の先端からその一部が突出している。
【００７７】
さらに、コイル３１が巻回されたフェライトコア３２Ａに嵌合固定されたパイプ形状の芯棒３８の中空の部分（貫通孔）に芯体３９が挿通される。芯体３９の直径は、図７（Ａ）に示すように、芯棒３８の内径ｒよりも小さくなっており、芯体３９は芯棒３８内を軸心方向に摺動移動ができるようになっている。このように、コイル３１、フェライトコア３２Ａ、パイプ形状の芯棒３８、芯体３９によって、第２の実施の形態の電子ペン本体部３Ａのペン先側の部分である芯体部３０Ａが構成される。
【００７８】
そして、この実施形態では、筒状体部３３Ａのフェライトコア３２Ａとの結合部３５Ａの近傍には、筆圧検知部材３６Ａが設けられている。この筆圧検知部材３６Ａもまた、第１の実施の形態の電子ペン本体部３の筆圧検知部材３６と同様に構成されたものであり、例えば、筆圧に応じて静電容量が変化する可変容量キャパシタの構成としている。なお、筆圧検知部材３６Ａは、筆圧に応じて静電容量を可変とする半導体素子を用いた構成することもできる。
【００７９】
筒状体部３３Ａ内には、さらにプリント基板３７Ａが収納されている。このプリント基板３７Ａには、コイル３１に並列に接続されて共振回路を構成するキャパシタが設けられている。そして、筆圧検知部材３６Ａで構成される可変容量キャパシタは、このプリント基板３７Ａに形成されているキャパシタに並列に接続されて、前記共振回路の一部を構成するようにされている。当該構成は、第１の実施の形態の説明で用いた図４に示した電子ペン１の構成と同様のものとなる。
【００８０】
そして、図７（Ｂ）に示すように、フェライトコア３２Ａの第２のコイル非巻回部３２Ａｃの全部または一部が、筒状体部３３Ａに設けられている凹部３３Ａａに嵌合されることで、フェライトコア３２Ａが筒状体部３３Ａと結合される。図示は省略するが、このフェライトコア３２Ａの筒状体部３３Ａとの結合の際に、コイル３１の一端３１ａ及び３１ｂが、筒状体部３３Ａのプリント基板３７Ａに設けられているキャパシタと並列に接続されるように電気的に接続される。
【００８１】
そして、図７（Ａ）に示すように、パイプ形状の芯棒３８が固着されたフェライトコア３２Ａと筒状体部３３Ａとが結合されている状態において、芯体３９が芯棒３８の中空部分（貫通孔）に挿通される。この場合、芯体３９の先端部３９ａは、芯棒３８のペン先側の先端から突出し、この先端部３９ａとは反対側の端部３９ｂが、筒状体部３３Ａ内の筆圧検知部材３６Ａの嵌合部３６Ａａに嵌合される。
【００８２】
そして、詳細な図示は、省略するが、筆圧検知部材３６Ａの嵌合部３６Ａａには例えばゴムなどの弾性材料が配置されていて、芯体３９の端部３９ｂが当該弾性材料で保持されることにより、芯体３９は容易には抜け落ちないようにされている。ただし、使用者が、芯体３９を引き抜くように力を印加すれば、芯体３９と筆圧検知部材３６Ａの嵌合部３６Ａａとの嵌合は、容易に外れて、芯体３９を引き抜くことができる。つまり、芯体３９は、交換可能とされている。
【００８３】
この第２の実施の形態においても、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すように、電子ペン本体部３Ａのペン先側の寸法Ｌ１、Ｒ１、Ｒ２は、ボールペンの替え芯６のペン先側の寸法Ｌ１、Ｒ１、Ｒ２とほぼ等しくなるように構成されている。また、電子ペン本体部３Ａの全長Ｌ２は、ボールペンの替え芯６の全長Ｌ２ともほぼ等しくなるように構成されている。
【００８４】
以上のような構成の第２の実施の形態の電子ペン本体部３Ａの場合にも、上述した第１の実施の形態の電子ペン本体部３と同様の機能を実現する。しかし、この第２の実施の形態の電子ペン本体部３Ａの場合には、フェライトコア３２に対してパイプ形状の芯棒３８が嵌合固定されることにより、電子ペン本体部３Ａが細型化されても、ペン先部分の強度を強くできる。
【００８５】
そして、この第２の実施の形態の電子ペン本体部３Ａの場合には、パイプ形状の芯棒３８の中空部分（貫通孔）に芯体３９を摺動移動が可能なように挿通する構成を有する。このため、芯体３９ａにかけられる筆圧が、芯体３９を通じて直接に筆圧検知部材３６Ａに伝達され、適切かつ正確に、また反応よく、筆圧の検出ができる。
【００８６】
［第３の実施の形態］
上述した第１、第２の実施の形態の電子ペン本体部３、３Ａの場合には、フェライトコア３２、３２Ａと、プリント基板３７、３７Ａが収納される筒状体部３３、３３Ａとは直接に接続されるものとして説明した。しかし、これに限るものではない。この第３の実施の形態の電子ペン本体部の場合には、フェライトコアとプリント基板とを接続するホルダ部を備え、このホルダ部に対してプリント基板を収納する基板保護パイプが接続される構成を有するものである。
【００８７】
図８は、第３の実施の形態の電子ペン本体部３Ｂの構成例を説明するための分解斜視図である。コイル部８は、円筒状のフェライトコア８２の周囲にコイル８３を巻回させて形成したものである。この第３の実施の形態の電子ペン本体部３Ｂの場合にも、フェライトコア８２のコイル８３が巻回されたコイル巻回部８２ａの前後には、コイルが巻回されていない第１のコイル非巻回部８２ｂ、第２のコイル非巻回部８２ｃが設けられている。
【００８８】
そして、フェライトコア８２は軸心方向の中心線を含む位置に貫通孔を有しており、この貫通孔にパイプ形状の芯棒８１が挿通されて嵌合固定される。この芯棒８１のペン先側の一部は、フェライトコア８２から突出するようにされている。更に、フェライトコア８２の貫通孔に挿通されて嵌合固定されたパイプ形状の芯棒８１の中空部分（貫通孔）には、当該貫通孔の直径より短い直径を有する芯体７が、摺動移動が可能なように挿通される。
【００８９】
このように、パイプ形状の芯棒８１とフェライトコア８２とコイル８３とからなるコイル部８と芯体７とからなるペン先側の部分である芯体部３０Ｂは、上述した第２の実施の形態のコイル３１とフェライトコア３２Ａと芯棒３８と芯体３９とからな芯体部３０Ａと同様の構成を有している。
【００９０】
接続部９は、芯体７及びコイル部８からなるペン先側の部分と、後述するプリント基板１０及び基板保護パイプ１２とを接続するホルダ部を構成する。そして、接続部９は、図８に示すように、筆圧検知部９１、嵌合部９２、接続端子部９３の３つの部分が樹脂や硬質ゴム等の材料が用いられて一体的に形成されたものである。
【００９１】
接続部９の筆圧検知部９１は円柱状に形成され、そのコイル部８側の端面の外周及び形状は、コイル部８のコイル８３が巻回されている部分である巻回部８３ａの端面の外周及び形状とほぼ一致する。そして、筆圧検知部９１のコイル部８と対向する端面側には前述したコイル部２のコイル８３が巻回されていないフェライトコア８２の第２のコイル非巻回部８２ｃが嵌合する凹部が設けられている。また、筆圧検知部９１の内部には、後述もするが、芯体７を保持する部材や芯体７に加えられる筆圧を検知する筆圧検知部材が設けられている。
【００９２】
接続部９の嵌合部９２は、筆圧検知部９１に続く部分であり、略円筒状に形成され、後述する基板保護パイプ１２と嵌合する部分である。嵌合部９２の内側には、図示しないが、後述するプリント基板１０の突起部１０ａが嵌合する凹部が設けられている。接続部９の接続端子部９３は、嵌合部９２に続く部分であり、図８（Ａ）に示すように、嵌合部９２に連結する上下に２枚の板部を備える。この板部が後述するプリント基板１０を挟み込むようになっている。そして、これら２枚の板部の一方には、図８（Ａ）に示すように筆圧検知部９１の筆圧検知部材の端子部からの信号線が接続される端子９３ａ，９３ｂが設けられている。
【００９３】
プリント基板１０は、軸心方向の両端に突起部１０ａ，１０ｂが設けられた長方形状の絶縁基板上に端子１０ｃ，１０ｄや種々の回路部品が搭載され、それらを接続する配線が設けられて形成される。種々の回路部品には、制御回路として機能するＩＣ（Integrated Circuit）１０ｅ、サイドスイッチ１０ｆ、キャパシタ１０ｇ、１０ｈ、…などが含まれる。プリント基板１０は、図８に示すように、基板保護パイプ１２の内部に収納されて保護される。
【００９４】
プリント基板１０は、理想的には、基板保護パイプ１２の軸心Ｏとプリント基板１０の軸心がほぼ一致するようにして基板保護パイプ１２内に収納される。
【００９５】
基板保護パイプ１２は、金属、カーボン素材、合成樹脂などが用いられて形成され、折れたり曲がったりしにくい硬質管状部材である。基板保護パイプ１２は、図８（Ｂ）に示すように、その両端に、芯体側開口部１２１と後端側開口部１２２とを有している。これら芯体側開口部１２１と後端側開口部１２２とは、軸心方向と交差する方向の開口部である。そして、芯体側開口部１２１から基板保護パイプ１２の内側の所定範囲の部分が、接続部９の嵌合部９２が差し込まれて嵌合する芯体側嵌合部１２１ａとなる。同様に、後端側開口部１２２の基板保護パイプ１２の内側の所定範囲の部分が、後述するパイプ蓋１３が差し込まれて嵌合する後端側嵌合部１２２ａとなる。
【００９６】
なお、この実施の形態においては、図８（Ｂ）に示すように、後端側嵌合部１２２ａ部分には、後述するパイプ蓋１３の凹部１３ｂと嵌合する凸部１２２ｂが設けられている。
【００９７】
さらに、基板保護パイプ１２は、芯体側開口部１２１と後端側開口部１２２とを繋ぐように、基板保護パイプ１２の側壁の一部を切り取るように形成した開口部（軸心方向に沿う方向の側面開口部）１２３を有する。この場合、基板保護パイプ１２は、開口部１２３が設けられても、軸心を中心として１８０度以上の角範囲の側壁を有するようにされる。
【００９８】
また、基板保護パイプ１２には、図８（Ｂ）に示したように、芯体側嵌合部１２１ａの一部に切り欠き部１２１ｂが設けられている。この切り欠き部１２１ｂには、図示しないが、接続部９の嵌合部９２に設けられた突起部と嵌合し、嵌合部９２に基板保護パイプ１２が嵌合した場合にその双方が回転しないように位置が規制される。また、基板保護パイプ１２には、図８（Ｂ）に示すように台形状の基板受け台１１が取り付けられる。この基板受け台１１は、基板保護パイプ１２とプリント基板１０との間に位置することになる。
【００９９】
さらに、図８（Ｂ）に示すように、基板保護パイプ１２の後端側嵌合部１２２ａに対して嵌合するパイプ蓋１３が設けられる。このパイプ蓋１３は、基板保護パイプ１２の後端側嵌合部１２２ａの内径に合致する嵌合部１３ａを有する。また、パイプ蓋１３の嵌合部１３ａの内側には、プリント基板１０の突起部１０ｂが嵌合する凹部１３ｃが設けられている。
【０１００】
そして、芯体７は、コイル部８のフェライトコア８２に嵌合固定された芯棒８１を貫通して、フェライトコア８２と嵌合する接続部９の筆圧検知部９１に到達して、筆圧検知部９１において保持される。また、接続部９の接続端子部９３の２枚の板部の間にプリント基板１０が差し込まれる。これにより、プリント基板１０の芯体側の突起部１０ａは嵌合部９２の凹部に嵌まり込むと共に、接続端子部９３の２枚の板部によってプリント基板１０が挟持される。そして、接続端子部９３の端子９３ａとプリント基板１０の端子１０ｃとが、また、接続端子部９３の端子９３ｂとプリント基板１０の端子１０ｄとが接続される。
【０１０１】
プリント基板１０の端子１０ｃ、１０ｄは、ＩＣ１０ｅ、サイドスイッチ１０ｆ、キャパシタ１０ｇ，１０ｈ，〜などからなるプリント基板１０に形成された電子回路に接続されている。これにより、ＩＣ１０ｅにおいて筆圧を検知し、これを利用することができるようにされる。また、図８には図示していないが、コイル部２のコイル８３の両端からの延長線８３ａ、８３ｂも、プリント基板１０に形成された電子回路に接続される。これにより、コイル８３は、プリント基板１０のＩＣ１０ｅやキャパシタ１０ｇ、１０ｈ、…と共に共振回路を構成する。
【０１０２】
図９は、芯体７とコイル部８と接続部９とプリント基板１０と基板保護パイプ１２とが接続された場合の当該接続部分の断面図である。コイル部８は、上述したように、芯棒８１、フェライトコア８２、コイル８３からなる部分である。図９において、接続部９の筆圧検知部９１は、例えば樹脂モールド９１ｘ内に筆圧検知部材が設けられて形成されたものである。そして、図９に示すように、コイル部８のコイル８３が巻回されていない第２のコイル非巻回部８２ｃが、接続部９の筆圧検知部９１の凹部に嵌合して接続される。
【０１０３】
筆圧検知部９１の筆圧検知部材（感圧用部材）は、図９に示すように、誘電体９１ａと、端子部材９１ｂと、保持部材９１ｃと、導電部材９１ｄと、弾性部材９１ｅとの複数個の部品からなる。端子部材９１ｂは、導電性材料からなり、筆圧検知部材となる容量可変コンデンサの第１の電極を構成する。また、導電部材９１ｄは例えば導電性ゴムで構成され、弾性部材９１ｅは導電性材料からなるコイルばねで構成されている。導電部材９１ｄと弾性部材９１ｅとは電気的に接続されて、前記容量可変コンデンサの第２の電極を構成する。
【０１０４】
そして、図９に示すように、芯体７は、コイル部８のパイプ形状とされた芯棒８１を貫通して、筆圧検知部９１の保持部材９１ｃに到達して保持される。これにより、第１の電極を構成する端子部材９１ｂと、第２の電極を構成する導電部材９１ｄとの間で形成される容量可変コンデンサ（筆圧検知部材）の静電容量が、芯体７に印加される圧力に応じて変化するようにされる。この容量可変コンデンサの静電容量の変化が、信号線を通じて、接続端子部９３の接続端子９３ａ，９３ｂに接続される。
【０１０５】
さらに、図９に示すように、プリント基板１０の芯体側の突起部１０ａが嵌合部９２に嵌まり込むと共に、プリント基板１０が接続端子部９３の二枚の板部に挟み込まれるようにして接続される。これにより、図９に示すように、接続端子部９３の接続端子９３ａとプリント基板１０の端子１０ｃが接続される。また、接続端子部９３の接続端子９３ｂとプリント基板１０の端子１０ｄが接続される。これにより上述したように、筆圧検知部９１の筆圧検知部材の端子部材からの信号線がプリント基板１０に接続される。また、図９に示すように、フェライトコア８２に巻回されたコイル８３の両端からの延長線８３ａ、８３ｂとプリント基板１０とが接続され、上述もしたように、プリント基板１０のキャパシタ１０ｇ等と共振回路を構成する。
【０１０６】
そして、プリント基板１０は、基板保護パイプ１２に収納される。この場合に、接続部９の嵌合部９２と基板保護パイプ１２の芯体側嵌合部１２１ａとが嵌合して、接続部９と基板保護パイプ１２とが分離しないようにされる。これにより、プリント基板１０は、基板保護パイプ１２により保護され、曲がったり、折れたりすることがないようにすることができる。
【０１０７】
そして、この第３の実施の形態の電子ペン本体部３Ｂの場合には、フェライトコア８２に対してパイプ形状の芯棒８１を嵌合固定することで、芯体７及びコイル部８からなるペン先部の強度を強くすることができる。すなわち、電子ペンの細型化により、フェライトコア８２自体が細くされても、芯棒８１の存在により、容易に損傷しない強いペン先部を構成できる。
【０１０８】
更に、芯体７及びコイル部８からなるペン先部とプリント基板１０とは、接続部９を介して簡単かつ強固に接続できると共に、プリント基板１０は、基板保護パイプ１２内に収納されて外圧から保護できる。そして、基板保護パイプ１２は、軸心方向に長い開口部１２３を有しているので、当該開口部１２３を通じて、コイル８３の両端をプリント基板１０の電子回路に接続することができる。また、開口部１２３を通じて、コイル８３と共に共振回路を構成することになるキャパシタについて、不必要なキャパシタの接続を切り離す作業を行うこともできる。
【０１０９】
このようにして形成される電子ペン本体部３Ｂが、ボールペンの替え芯と同様の態様で、ボールペンの筐体内に取り付けられることにより、使用者によって用いられる電子ペンが構成できる。なお、電子ペン本体部３Ｂを所定のケースに収納して、ボールペンの替え芯の態様とすることもできる。
【０１１０】
なお、この第３の実施の形態においても、第１の実施の形態の芯棒３４の場合と同様に、パイプ形状の芯棒８１は、ＳＵＳ（ステンレス鋼）により形成されたものであり、好ましくは、ＳＵＳ３０４あるいはＳＵＳ３１６を用いて形成される。また、芯棒８１は、ＳＵＳ以外の金属材料やセラミックにより構成してもよい。また、芯棒８１は、ＳＵＳなどの金属と同等の強度を有するカーボン樹脂や強化プラスチックなどの材料を用いて構成してもよい。
【０１１１】
また、芯体７についても、芯棒８１と同様に、ＳＵＳにより構成してもよいし、その他の種々の導電性材料で形成することもできる。例えば、金属やカーボンを混ぜることにより導電性を持たせるようにした樹脂により芯体３９を構成することもできる。また、芯体７についても、セラミックにより構成してもよい。
【０１１２】
［接続部（ホルダ）を用いたペン先部と筒状体部等との接続態様］
図８、図９を用いて説明した第３の実施の形態の電子ペン本体部３Ｂの場合には、芯体７及びコイル部８からなる芯体部３０Ｂと、プリント基板１０や基板保護パイプ１２とはホルダとしての接続部９を介して接続した。このホルダとしての接続部９を用いた接続は、第１、第２の実施の形態の電子ペン本体部３、３Ａに対して適用することもできる。
【０１１３】
すなわち、第１の実施の形態の電子ペン本体部３の場合には、フェライトコア３２と筒状体部３３とを直接に接続した。同様に、第２の実施の形態の電子ペン本体部３Ａの場合には、フェライトコア３２Ａと筒状体部３３Ａとを直接に接続した。しかし、フェライトコア３２と筒状体部３３との間にホルダとしての接続部を介在させたり、フェライトコア３２Ａと筒状体部３３Ａとの間にホルダとしての接続部を介在させたりできる。
【０１１４】
図１０、図１１は、第１の実施の形態で説明したコイル３１が巻回されたフェライトコア３２に対して固体の芯棒３４を嵌合固定して構成した芯体部３０と、筒状体部３３とをホルダとしての接続部を用いて接続する場合の例を説明するための図である。図１０、図１１においては、図１〜図３を用いて説明した第１の実施の形態の電子ペン本体部３と同様に構成される部分には同じ参照符号を付し、その部分の詳細な説明については省略する。
【０１１５】
図１０（Ａ）に示す例の芯体部３０は、上述した第１の実施の形態の電子ペン本体部３の芯体部３０と同様に構成されたものである。すなわち、フェライトコア３２は、コイル３１を巻回したコイル巻回部３２ａと、コイル３１を巻回していないペン先側の第１のコイル非巻回部３２ｂと、コイル３１を巻回していないペン先側とは反対側の第２のコイル非巻回部３２ｃとからなっている。フェライトコア３２のペン先側の端部３２ｅは、テーパー状に形成されている。そして、フェライトコア３２の軸心方向の中心線を含む部分には、固体の芯棒３４が嵌合固定され、その先端部３４ａがフェライトコア３２のペン先側から突出している。
【０１１６】
そして、図１０（Ａ）に示した芯体部３０と、例えば、第１の実施の形態の筒状体部３３や第３の実施の形態の基板保護パイプ１２などとの接続のために、ホルダとしての接続部９Ａを用いる。接続部９Ａは、例えば、樹脂や硬質ゴムなどの材料により構成される。接続部９Ａのフェライトコア３２側は、フェライトコア３２のコイル巻回部３２ａ部分の端面と外周及び形状が同じになる端面を有し、フェライトコア３２の第２のコイル非巻回部３２ｃが嵌合する凹部である嵌合部９Ａａが形成されている。
【０１１７】
また、接続部９Ａのフェライトコア３２とは反対側は、筒状体部３３の内径に一致する直径を有する柱状の凸部９Ａｂが形成されている。この凸部９Ａｂに筒状体部３３等が嵌合して保持される。そして、筒状体部３３等もその端面の外周及び形状は、フェライトコア３２のコイル巻回部３２ａ部分の端面と同じになっており、その側面において段差のない電子ペン本体部を構成できるようになっている。
【０１１８】
そして、接続部９Ａは、上述もしたように樹脂や硬質ゴムなどの若干の弾性力を備える材料により形成されているので、フェライトコア３２や筒状体部３３などを簡単に接続できる。また、接続部９Ａは、これに嵌合されるフェライトコア３２や筒状体部３３などをしっかりと保持し、両者を強固に接続できる。
【０１１９】
図１０（Ｂ）に示した芯体部３０´は、芯棒３４の一方の先端部３４ａが、フェライトコア３２のペン先側から突出すると共に、芯棒３４の他方の先端部３４ｂがフェライトコア３２のペン先側とは反対側（後端側）から突出した構成を有する。先端部３４ｂが後端側から突出している点を除き、その他の部分は図１０（Ａ）に示した芯体部３０と同様に構成されている。そして、図１０（Ｂ）に示す例においては、接続部９Ｂは、その外観形状は、図１０（Ａ）に示した接続部９Ａと同じである。
【０１２０】
しかし、図１０（Ｂ）に示す接続部９Ｂの場合には、フェライトコア３２の第２のコイル非巻回部３２ｃと嵌合する嵌合部９Ａａに加えて、芯棒３４の他方の先端部３４ｂ部分と嵌合する嵌合部９Ｂｃが設けられている。そして、図１０（Ｂ）に示した芯体部３０´を接続部９Ｂに接続したとする。この場合、フェライトコア３２に嵌合固定されている芯棒３４の後端側の先端部３４ｂが接続部９Ｂの嵌合部９Ｂｃに嵌合し、さらに、フェライトコア３２の第２のコイル非巻回部３２ｃが接続部９Ｂの嵌合部９Ａａに嵌合する。これにより、コイル３１とフェライトコア３２と芯棒３４とからなる芯体部３０´と接続部９Ｂとをより強固に接続することができると共に、当該ペン先側の部分と筒状体部３３等とも強固に接続できる。
【０１２１】
図１０（Ｃ）に示す例の芯体部３０は、上述した第１の実施の形態の電子ペン本体部３の芯体部３０、図１０（Ａ）に示した芯体部３０と同様に構成されたものである。また、図１０（Ｃ）に示す例においては、接続部９Ｃは、その外観形状は、図１０（Ａ）に示した接続部９Ａと同じである。しかし、図１０（Ｃ）に示す例において、接続部９Ｃは、筒状体部３３等が嵌合することになる凸部９Ａｂの部分に、プリント基板１０Ａが嵌合される凹部である嵌合部９Ｃｄが設けられている。
【０１２２】
この嵌合部９Ａａ及び嵌合部９Ｃｄが設けられた接続部９Ｃによって、芯体部３０と筒状体部３３等に加えて、プリント基板１０Ａについても接続し、固定することができるようにされる。これにより、芯体部３０とプリント基板１０Ａとを簡単かつ強固に接続することができると共に、プリント基板１０Ａは、筒状体部３３等により適切に保護することができるようにされる。
【０１２３】
また、図１０に示した例の場合には、いずれのフェライトコア３２も、コイル３１が巻回されていない第１のコイル非巻回部３２ｂと第２のコイル非巻回部３２ｃとを備えていたが、これに限るものではない。例えば、図１１（Ａ）に示す芯体部３０Ｘは、フェライトコア３２Ｘは、コイル３１が巻回されたコイル巻回部３２ａとコイル３１が巻回されていない第１のコイル非巻回部３２ｂは備えるが、第２のコイル非巻回部３２ｃは備えない構成としたものである。この場合、フェライトコア３２Ｘと接続される筒状体部や接続部には、フェライトコア３２Ｘから突出する芯棒３４の先端部３４ｂと嵌合する嵌合部を設けるようにすればよい。
【０１２４】
また、図１０に示した例の場合には、いずれのフェライトコア３２のペン先側の端部３２ｅは、テーパー形状とされていたが、これに限るものではない。図１１（Ｂ）に示す芯体部３０Ｙは、フェライトコア３２Ｙに示すように、フェライトコアのペン先側のコイル非巻回部３２ｂ´の端部をテーパー状にしなくてもよい。したがって、図１０（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示したそれぞれの例の芯体部３０、３０Ｘを、フェライトコア３２のペン先側の端部を、図１２（Ｂ）に示したようにテーパー形状にしないように構成することもできる。
【０１２５】
なお、図１０、図１１においては、ペン先側の部分である芯体部を、コイル３１、フェライトコア３２、芯棒３４により構成したが、これに限るものではない。第２の実施の形態の電子ペン本体部３Ａの場合と同様に、コイル３１、フェライトコア３２、パイプ形状の芯棒３８、芯体３９により構成されるペン先側の部分を、図１１、図１２に示したように構成することができる。この場合には、フェライトコア３２が、パイプ形状の芯棒３８と芯体３９とに置き換えられることになる。
【０１２６】
そして、コイル３１、フェライトコア３２、パイプ形状の芯棒３８、芯体３９により構成されるペン先が側の部分を用いる場合には、接続部９Ａ、９Ｂ、９Ｃの部分に、芯体３９で押下される筆圧検知部材を設ける構成とすることができる。
【０１２７】
なお、図１３に示した芯棒３４もまた、例えば、ＳＵＳ３０４あるいはＳＵＳ３１６などのＳＵＳ（ステンレス鋼）により形成されるものである。しかし、これに限るものではない。芯棒３４は、その他の金属やセラミックにより構成してもよい。
【０１２８】
［多色ペンへの適用］
図１２は、上述した第１の実施の形態のボールペンのカートリッジの構成とされた電子ペン本体部３と、通常のボールペンのカートリッジとを用いて構成する多色ペンの構成とした電子ペン１Ｍの外観を示す構成図である。この図１２の例も、電子ペン１Ｍの筐体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。
【０１２９】
電子ペン１Ｍの筐体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同一の構成を備えている。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をそのまま用いてもよい。この筐体２Ｍ内には、この例では、第１の実施の形態の電子ペン本体部３と、黒色のインクのボールペンカートリッジ３Ｂｋと、赤色のインクのボールペンカートリッジ３Ｒｄとが収納されている。電子ペン本体部３は、図２（Ｂ）に示した形状のものであり、ボールペンカートリッジ３Ｂｋ、３Ｒｄは、いずれも図２（Ａ）に示した形状のものである。
【０１３０】
電子ペン１Ｍのノック機構には、電子ペン本体部３が嵌合されるノック棒４２Ｅと、黒色のインクのボールペンカートリッジ３Ｂｋが嵌合されるノック棒４２Ｂｋと、赤色のインクのボールペンカートリッジ３Ｒｄが嵌合されるノック棒４２Ｒｄとが備えられている。ノック棒４２Ｅ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３の芯棒３４の先端部３４ａ及びフェライトコア３２の非巻回部３２ｂの一部が突出して、位置検出装置のセンサと電磁誘導結合するようにされる。
【０１３１】
また、ノック棒４２Ｂｋが、ペン先側にスライド移動されることで、ボールペンカートリッジ３Ｂｋのペン先部６１が突出して黒色のインクで筆記が可能にされる。同様に、ノック棒４２Ｒｄが、ペン先側にスライド移動されることで、ボールペンカートリッジ３Ｒｄのペン先部６１が突出して赤色のインクで筆記が可能にされる。
【０１３２】
このように、第１の実施の形態の電子ペン本体部３は、市販のノック式の多色ボールペンの筐体に、ボールペンカートリッジの１つとして搭載することにより、当該多色のボールペンに電子ペンの機能を追加することができる。
【０１３３】
また、ここでは、第１の実施の形態の電子ペン本体部３を用いたが、これに限るものではない。第２の実施の形態の電子ペン本体部３Ａや第３の実施の形態の電子ペン本体部３Ｂを、多色のボールペンの１つのボールペンカートリッジに替えて用いることにより、当該多色のボールペンに電子ペンの機能を追加できる。
【０１３４】
［第４の実施の形態（アクティブ静電ペンへの適用）］
上述した第１〜第３の実施の形態の電子ペン本体部３，３Ａ、３Ｂは、いずれも電磁誘導結合方式のものであるものとして説明した。すなわち、第１〜第３の実施の形態の電子ペン本体部３，３Ａ、３Ｂは、コイル３１とキャパシタとからなる共振回路を備え、位置検出装置からの信号を受信し、これに応じた信号を共振回路の機能により発生させて、位置検出装置に返信し、位置などを指示した。しかし、この発明は電磁誘導方式の電子ペンだけでなく、静電容量結合方式（以下、静電方式と記載する。）の電子ペンにも適用できる。
【０１３５】
図１３、この発明を適用した第４の実施の形態の静電方式の電子ペン本体部３Ｃについて説明するための図である。図１４は、第４の実施の形態の電子ペン本体部３Ｃの回路構成図である。図１３と図１４において、同一構成要素は同一符号で示す。また、この第４の実施の形態の電子ペン本体部３Ｃにおいても、図１３、図１４において、第１の実施の形態の電子ペン本体部３と同様に構成される部分には同じ参照符号を付し、その部分の詳細な説明については省略する。
【０１３６】
図１３に示すように、第４の実施の形態の静電方式の電子ペン本体部３Ｃの場合にも、コイル３１と、フェライトコア３２と、芯棒３４とからなる芯体部３０は、第１の実施の形態の電子ペン本体部３の芯体部３０と同様に構成されている。
【０１３７】
なお、この第４の実施の形態の電子ペン本体部３Ｃにおいてコイル３１は、電磁誘導による位置指示のための共振回路を構成するものではなく、外部からの電源の供給を受け付ける電源の供給端として用いられ、無接点充電機能を実現している。そして、コイル３１の両端のそれぞれからの延長線３１ａ，３１ｂは、後述もするが、プリント基板５０上において、電気二重層キャパシタ５１、整流用ダイオード５２、電圧変換回路５３などが接続されて構成される電源回路部分に接続される。
【０１３８】
そして、フェライトコア３２の軸心方向の中心線を含む位置には、固体の芯棒３４が嵌合固定される。この第４の実施の形態の電子ペン本体部３Ｃの場合には、図１３に示すように、ペン先側においては、芯棒３４の先端部３４ａがフェライトコア３２から突出している。また、ペン先側とは反対側においても、芯棒３４のペン先側とは反対側の先端部３４ｂが、フェライトコア３２から突出している。
【０１３９】
そして、芯棒３４のペン先側とは反対側の先端部３４ｂは、図１３に示すように、プリント基板５０の接続部５０Ａにおいて、プリント基板５０上に形成された発振回路５４を含む電子回路部と電気的に接続される。これにより、発振回路５４において発振された信号が、固体の芯棒３４を通じて位置検出装置側に送信され、位置を指示することができるようにされる。
【０１４０】
なお、図１３に示した芯棒３４もまた、例えば、ＳＵＳ３０４あるいはＳＵＳ３１６のＳＵＳ（ステンレス鋼）により形成されるものである。しかし、これに限るものではない。芯棒３４は、その他の金属やセラミックにより構成してもよい。
【０１４１】
次に、この第４の実施形態の静電方式の電子ペン本体部３Ｃの回路構成について説明する。図１４において、５１は電気二重層キャパシタ、５２は整流用ダイオード、５３は電圧変換回路、５４は、この例の信号発信回路を構成する発振回路である。図１４に示すように、この例では、コイル３１の一端はダイオード５２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５１の一端はダイオード５２のカソードに接続され、他端は、接地されている。
【０１４２】
電極芯を構成する芯棒３４は、発振回路５４に対して電気的に接続される。また、図２（Ｂ）、（Ｃ）を用いて説明した第１の実施の形態の電子ペン本体部３の場合と同様に、電子ペン本体部３Ｃの後端側に設けられる筆圧検知部材３６が発振回路５４に対して電気的に接続されている。
【０１４３】
発振回路５４は、筆圧検知部材３６の可変容量キャパシタ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芯棒３４に供給する。発振回路５４からの信号は、芯棒３４の先端部３４ａよりその信号に基づく電界として放射される。発振回路５４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本体部３Ｃにより指示された座標位置を検出する位置検出装置では、この信号の周波数より芯棒３４に加えられた筆圧を求めることができる。
【０１４４】
電圧変換回路５３は、電気二重層キャパシタ５１に蓄えられた電圧を一定の電圧に変換して発振回路５４の電源として供給する。この電圧変換回路５３は、電気二重層キャパシタ５１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５１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５１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。
【０１４５】
この第４の実施形態の静電方式の電子ペン本体部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３１には誘導起電力が発生して、ダイオード５２を介して電気二重層キャパシタ５１を充電する。
【０１４６】
［静電方式の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１５は、第４の実施形態の電子ペンの例である静電方式の電子ペン本体部３Ｃからの信号を受け、センサ上の位置を検出すると共に、筆圧を検出するようにする位置検出装置７００を説明するためのブロック図である。
【０１４７】
この実施形態の位置検出装置７００は、図１５に示すように、センサ７１０と、このセンサ７１０に接続されるペン検出回路７２０とからなる。センサ７１０は、この例では、断面図は省略するが、下層側から順に、第１の導体群７１１、絶縁層（図示は省略）、第２の導体群７１２を積層して形成されたものである。第１の導体群７１１は、例えば、横方向（Ｘ軸方向）に延在した複数の第１の導体７１１Ｙ１、７１１Ｙ２、…、７１１Ｙｍ（ｍは１以上の整数）を互いに所定間隔離して並列に、Ｙ軸方向に配置したものである。
【０１４８】
また、第２の導体群７１２は、第１の導体７１１Ｙ１、７１１Ｙ２、…、７１１Ｙｍの延在方向に対して交差する方向、この例では直交する縦方向（Ｙ軸方向）に延在した複数の第２の導体７１２Ｘ１、７１２Ｘ２、…、７１２Ｘｎ（ｎは１以上の整数）を互いに所定間隔離して並列に、Ｘ軸方向に配置したものである。
【０１４９】
このように、位置検出装置７００のセンサ７１０では、第１の導体群７１１と第２の導体群７１２を交差させて形成したセンサパターンを用いて、静電方式の電子ペン本体部３Ｃが指示する位置を検出する構成を備えている。
【０１５０】
なお、以下の説明において、第１の導体７１１Ｙ１、７１１Ｙ２、…、７１１Ｙｍについて、それぞれの導体を区別する必要がないときには、その導体を、第１の導体７１１Ｙと称する。同様に、第２の導体７１２Ｘ１、７１２Ｘ２、…、７１２Ｘｎについて、それぞれの導体を区別する必要がないときには、その導体を、第２の導体７１２Ｘと称することとする。
【０１５１】
ペン検出回路７２０は、センサ７１０との入出力インターフェースとされる選択回路７２１と、増幅回路７２２と、バンドパスフィルタ７２３と、検波回路７２４と、サンプルホールド回路７２５と、ＡＤ（Analog  to  Digital）変換回路７２６と、制御回路７２７とからなる。
【０１５２】
選択回路７２１は、制御回路７２７からの制御信号に基づいて、第１の導体群７１１および第２の導体群７１２の中から１本の導体７１１Ｙまたは７１２Ｘを選択する。選択回路７２１により選択された導体は増幅回路７２２に接続され、静電方式の電子ペン本体部３Ｃ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７２２により増幅される。この増幅回路７２２の出力はバンドパスフィルタ７２３に供給されて、静電方式の電子ペン本体部３Ｃから送信される信号の周波数の成分のみが抽出される。
【０１５３】
バンドパスフィルタ７２３の出力信号は検波回路７２４によって検波される。この検波回路７２４の出力信号はサンプルホールド回路７２５に供給されて、制御回路７２７からのサンプリング信号により、所定のタイミングでサンプルホールドされた後、ＡＤ変換回路７２６によってデジタル値に変換される。ＡＤ変換回路７２６からのデジタルデータは制御回路７２７によって読み取られ、処理される。
【０１５４】
制御回路７２７は、内部のＲＯＭに格納されたプログラムによって、サンプルホールド回路７２５、ＡＤ変換回路７２６、および選択回路７２１に、それぞれ制御信号を送出するように動作する。そして、制御回路７２７は、ＡＤ変換回路７２６からのデジタルデータから、静電方式の電子ペン本体部３Ｃによって指示されたセンサ７１０上の位置座標を算出すると共に、筆圧検知部材３６で検出された筆圧を検出するようにする。
【０１５５】
このように、コイル３１を巻回したフェライトコア３２の軸心方向の中心線を含む位置に芯棒３４を嵌合固定したペン先部を備えるようにした電子ペン本体部であって、静電方式の電子ペン本体部を構成することができる。そして、静電方式の電子ペン本体部の場合であっても、細型化によりフェライトコア３２自体が細くなっても、芯棒３４を用いることにより、ペン先部分の強度を強くすることができる。
【０１５６】
［芯棒とプリント基板上の電子回路との接続］
図１６は、芯棒とプリント基板上の電子回路との接続の例について説明するための図である。図１６において、上述した実施の形態の電子ペン本体部３、３Ａ、３Ｂ、３Ｃと同様に構成される部分には同じ参照符号を付し、その部分についての詳細な説明については省略する。
【０１５７】
そして、図１６（Ａ）は、電磁結合方式の電子ペン本体部の場合の接続パターンの一例を示している。図１６（Ａ）において、プリント基板１０上には、図示しないが、ＩＣ回路やキャパシタなどからなる電子回路が形成されている。このため、図１６（Ａ）に示す例の場合には、接続部９Ｘを通じてコイル３１とフェライトコア３２と芯棒３４とからなる芯体部３０Ｄとプリント基板１０とを接続部９Ｘが用いられて連結されている。すなわち、芯体部３０Ｄは、図１０（Ｂ）に示した芯体部３０´と同様に構成されたものであり、フェライトコア３２のペン先側とは反対側からも芯棒３４の端部３４ｂが突出しているものである。
【０１５８】
そして、コイル３１の両端からの延長線３１１ａ，３１１ｂが、プリント基板１０上のキャパシタに接続されて共振回路を構成する。しかし、電磁結合方式の電子ペン本体部の場合には、芯棒３４をプリント基板１０上の電子回路に接続しなくてもよいので、芯棒３４とプリント基板１０上の電子回路との接続経路は形成されていない。
【０１５９】
これに対して、静電方式の電子ペン本体部の場合には、プリント基板に形成された電子回路の発振回路からの信号を、芯棒３４を通じて位置検出装置に送信する必要がある。すなわち、図１６（Ｂ）、（Ｃ）において、プリント基板５０には、図示しないが発振回路を含む電子回路が形成されている。このため、静電方式の電子ペン本体部の場合には、図１６（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、芯体部３０Ｄの芯棒３４とプリント基板１０に設けられている発振回路とを電気的に接続する。
【０１６０】
具体的に、図１６（Ｂ）の場合には、図１３に示したパターンであり、接続部９Ｙ部分において、芯棒３４をプリント基板５０上の電子回路に対して直接に接続するようにしたものである。図１６（Ｃ）の場合には、接続部９Ｚ部分において、芯体部３０Ｄの芯棒３４とプリント基板５０上の電子回路とを接続端子１６を介して接続するようにしたものである。この他にも、芯棒３４とプリント基板５０に形成された電子回路とを電気的に接続する種々の接続態様を用いることができる。
【０１６１】
また、図１６に示した芯棒３４も、例えば、ＳＵＳ３０４あるいはＳＵＳ３１６のＳＵＳ（ステンレス鋼）により形成されるものである。しかし、これに限るものではない。芯棒３４は、その他の金属やセラミックにより構成してもよい。
【０１６２】
なお、図１６に示した例では、ペン先側の部分である芯体部３０Ｄを、コイル３１、フェライトコア３２、芯棒３４により構成したが、これに限るものではない。第２の実施の形態の電子ペン本体部３Ａの場合と同様に、コイル３１、フェライトコア３２、パイプ形状の芯棒３８、芯体３９により構成されるペン先側の部分を用いることもできる。この場合には、芯体３９を導電性のものとし、発振回路と電気的に接続するようにすればよい。
【０１６３】
しかし、この場合、芯体３９は、パイプ形状の芯棒３８内を摺動移動するので、例えば、筆圧検知部材に対して嵌合固定された芯体３９と、プリント基板５０の発振回路とを電気的に接続する構成となる。このようにすれば、コイル３１、フェライトコア３２、パイプ形状の芯棒３８、芯体３９により構成されるペン先側の部分を用いた静電方式の電子ペン本体部を構成することもできる。また、芯棒３８を、または、芯棒３８と芯体３９との両方を導電性材料で構成し、芯棒３８とプリント基板５０の発振回路とを電気的に接続した構成としてもよい。
【０１６４】
［実施の形態の効果］
上述した実施の形態からも分かるように、フェライトコア３２と、固体の芯棒３４あるいはパイプ形状の芯棒３８とを嵌合固定することにより、細型化した電子ペン本体部を形成しても、外圧等に対して強い芯体部（ペン先側の部分）を備えた電子ペン本体部を実現できる。すなわち、細型化しても、外圧に対して強度の強い芯体部を備えた電子ペンを実現できる。特に、筆圧が直接的にかかるペン先側の部分である芯体部の強度を強くすることができる点で顕著な効果を有する。
【０１６５】
また、図３、図７、図８、図１０、図１１、図１６に示したように、フェライトコア３２には、コイル３１が巻回されない第２のコイル非巻回部が設けられ、あるいは、フェライトコア３２の後端側から芯棒３４、３８が突出する構成を有する。このため、フェライトコア３２の第２のコイル非巻回部やフェライトコア３２の後端側から突出する芯棒３４、３８を利用して、ペン先側の部分をプリント基板や筒状体部等と簡単かつ強固に固定することができる。
【０１６６】
［変形例］
上述した実施の形態では、芯棒３４、３８をフェライトコア３２に対して嵌合固定するものとして説明した。芯棒３４、３８は、強度の観点から好適なものである。しかし、芯棒３４、３８は、必ずしも金属材料により形成されたものでなくてもよい。例えば、ＳＵＳなどの金属と同等の強度を有する材料により形成したものと置き換えることも可能である。例えば、セラミック、カーボン樹脂、強化プラスチックなどの材料を用いて、上述した芯棒３４、３８と同様の形状を有する芯棒を構成し、これを芯棒３４、３８に替えて用いるようにしてもよい。芯棒８１についても同様である。
【０１６７】
また、上述した実施の形態では、磁性体コアとしてフェライトコア３２を用いるようにしたが、これに限るものではない。種々の磁性体物質とその他の材料を混ぜて形成するいわゆるコンパウンドコアを用いることもできる。この場合には、芯棒３４、３８などの芯棒に対して、コンパウンドコアを付着させる（巻き付ける）ようにして、磁性体コアと芯棒とを固定した部材を構成できる。この部材に対してコイルを巻回させることにより芯体部が構成できる。要は、磁性体コアと芯体とを固着した種々の構成のものを用いることにより、この発明を実現できる。
【０１６８】
また、ホルダとして機能する接続部９、９Ａ、９Ｂ、９Ｃ、９Ｘ、９Ｙ、９Ｚなどは、フェライトコア３２、芯棒３４、３８を含むペン先側の部分の形状、プリント基板の形状、筒状体部の形状などに応じて、適宜の形状とし、また、適宜の嵌合部を形成したものとすることができる。
【０１６９】
また、上述した実施の形態では、ノック機構を備えた筐体に電子ペン本体部３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃを収納して電子ペンを構成したが、これに限るものではない。ノック機構を備えない筐体に電子ペン本体部３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃを収納して、ペン先側の部分が常時筐体から突出した態様の電子ペンを構成することももちろんできる。
【符号の説明】
【０１７０】
１，１Ａ，１Ｍ…電子ペン、２，２Ｍ…筐体、３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ…電子ペン本体部、４…ノックカム機構、６…市販のボールペンの替え芯、３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０´，３０Ｘ，３０Ｙ，３０Ｄ…芯体部、３１,８３…コイル、３２，８２…フェライトコア、３３…筒状体部、３４，３８，８１…芯棒、３９…芯体、３６，３６Ａ…筆圧検知部材、３２ａ…コイル巻回部、３２ｂ…第１のコイル非巻回部、３２ｃ…第２のコイル非巻回部、９…接続部（ホルダ）、１０…プリント基板、１１…基板受け台、１２…基板保護パイプ、１３…パイプ蓋
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年8月8日(2018.8.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項４】
前記第２の非巻回部は、前記保持部材と嵌合する部分となることを特徴とする請求項３に記載の電子ペン。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１３】
前記回路基板には、発振回路が配置されており、前記芯棒は、前記発振回路に対して電気的に接続されていることを特徴とする請求項８〜請求項１２のいずれかに記載の電子ペン。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
そして、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、フェライトコア３２の第２のコイル非巻回部３２ｃの全部または一部が、第１の筒状体部３３１の端部３３ａに嵌合されることで、フェライトコア３２が第１の筒状体部３３１と結合される。なお、図３では省略したが、このフェライトコア３２の第１の筒状体部３３１との結合の際に、コイル３１の一端３１ａ及び３１ｂが、筒状体部３３のプリント基板（回路基板）３７に設けられているキャパシタと並列に接続されるように電気的に接続される。このように、コイル３１が巻回されたフェライトコア３２と、芯棒３４とによってペン先側の部分を構成する芯体部３０が構成されている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８５】
そして、この第２の実施の形態の電子ペン本体部３Ａの場合には、パイプ形状の芯棒３８の中空部分（貫通孔）に芯体３９を摺動移動が可能なように挿通する構成を有する。このため、先端部３９ａにかけられる筆圧が、芯体３９を通じて直接に筆圧検知部材３６Ａに伝達され、適切かつ正確に、また反応よく、筆圧の検出ができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９１】
接続部９の筆圧検知部９１は円柱状に形成され、そのコイル部８側の端面の外周及び形状は、コイル部８のコイル８３が巻回されている部分である巻回部８３ａの端面の外周及び形状とほぼ一致する。そして、筆圧検知部９１のコイル部８と対向する端面側には前述したコイル部８のコイル８３が巻回されていないフェライトコア８２の第２のコイル非巻回部８２ｃが嵌合する凹部が設けられている。また、筆圧検知部９１の内部には、後述もするが、芯体７を保持する部材や芯体７に加えられる筆圧を検知する筆圧検知部材が設けられている。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０１】
プリント基板１０の端子１０ｃ、１０ｄは、ＩＣ１０ｅ、サイドスイッチ１０ｆ、キャパシタ１０ｇ，１０ｈ，〜などからなるプリント基板１０に形成された電子回路に接続されている。これにより、ＩＣ１０ｅにおいて筆圧を検知し、これを利用することができるようにされる。また、図８には図示していないが、コイル部８のコイル８３の両端からの延長線８３ａ、８３ｂも、プリント基板１０に形成された電子回路に接続される。これにより、コイル８３は、プリント基板１０のＩＣ１０ｅやキャパシタ１０ｇ、１０ｈ、…と共に共振回路を構成する。
【国際調査報告】
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