(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電容量方式の位置検出装置に対する位置指示操作に用いられる位置指示器であって、
棒状の筐体と、
前記筐体の先端部に接続されたスリーブと、
前記スリーブの先端部から突出するように設けられた弾性材料からなるキャップと、
前記キャップを覆う布と、
前記筐体内に設けられ、前記キャップを支持する支持部材と、
前記布を前記支持部材に固定する第１固定部材と、
前記布の裾部を前記支持部材に固定するとともに、前記第１固定部材に被さるように配置された第２固定部材とを備え、
前記キャップ及び前記布の少なくとも一方は導電性を有することを特徴とする位置指示器。
【請求項２】
前記第１固定部材は弾性材料からなる、請求項１に記載の位置指示器。
【請求項３】
前記第１固定部材はＯリングである、請求項１又は２に記載の位置指示器。
【請求項４】
前記布は前記第１固定部材と重なる位置に皺を有する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の位置指示器。
【請求項５】
前記第２固定部材は、前記布の前記裾部と前記第１固定部材の両方を固定する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の位置指示器。
【請求項６】
前記第２固定部材は熱収縮チューブである、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の位置指示器。
【請求項７】
前記支持部材は、
前記筐体に取り付けられたベース部材と、
前記ベース部材に対して着脱自在に設けられたシャフト部材とを備え、
前記キャップは、前記シャフト部材の先端部に取り付けられており、
前記第１固定部材は、前記布を前記シャフト部材に固定している、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の位置指示器。
【請求項８】
前記シャフト部材は、ヘッド部と、前記ヘッド部の後端に設けられた前記ヘッド部よりも小径なネック部と、前記ネック部の後端に設けられた前記ヘッド部よりも大径なフランジ部と、前記フランジ部の後端に設けられた前記フランジ部よりも小径なボディー部と、前記ボディー部の後端に設けられ、前記ベース部材に接続される接続部とを有し、
前記キャップは、前記ヘッド部に取り付けられており、
前記第１固定部材は、前記布を前記フランジ部寄りの前記ボディー部に固定している、請求項７に記載の位置指示器。
【請求項９】
シャフト部材の先端部に弾性材料からなるキャップを取り付ける工程と、
前記キャップの先端部に布を覆い被せた後、前記キャップの先端部側からＯリングを嵌め込み、前記Ｏリングを前記シャフト部材の位置まで移動させて前記布を前記シャフト部材に固定する工程と、
前記布の裾部及び前記Ｏリングを覆うように前記シャフト部材に熱収縮チューブを被せる工程と、
前記布で覆われた前記キャップが取り付けられた前記シャフト部材を棒状の筐体の先端部に取り付ける工程とを備えることを特徴とする位置指示器の製造方法。
【請求項１０】
前記熱収縮チューブを被せる前に前記布の皺及び裾部の長さを調整する工程をさらに有する請求項９に記載の位置指示器の製造方法。
【請求項１１】
静電容量方式の位置検出装置に対する位置指示操作に用いられる位置指示器のペン先部であって、
前記位置指示器の棒状の筐体に対して着脱自在に設けられたシャフト部材と、
前記シャフト部材の先端部に取り付けられた弾性部材からなるキャップと、
前記キャップを覆う布と、
前記布を前記シャフト部材に固定する第１固定部材と、
前記布の裾部を前記シャフト部材に固定するとともに、前記第１固定部材に被さるように配置された第２固定部材とを備え、
前記キャップ及び前記布の少なくとも一方は導電性を有することを特徴とするペン先部。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチパネルディスプレイ等の位置検出装置に対する位置指示操作に用いられる位置指示器及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
静電容量方式の位置検出装置を操作するためのペン型の位置指示器が知られている。例えば、特許文献１に記載の位置指示器は、棒状の筐体の先端部に設けられた弾性部材が弾性及び導電性を有しており、接触部材が指示入力面（タッチパネル）に接触することで位置指示が行われる。弾性部材は筐体に対して着脱自在に設けられているため、接触部材が摩耗した場合には接触部材のみを交換することができる。【０００３】
また特許文献２には、ペン先に滑らかさを与えるため、基材の表面にコーティングが施されたペン先構造を有する位置指示器（スタイラス）が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４８４０８９１号公報
【特許文献２】米国特許第６７７１２５４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の位置指示器は接触部材を交換することはできるが、接触部材の耐久性や操作性は向上していないため改善が必要である。また、特許文献２に記載の位置指示器は、ペン先の表面のコーティングによって耐久性や操作性が改善しているが、使用していくうちにペン先のコーティングが摩耗して基材が露出し、書き心地が悪くなるため、耐久性のさらなる改善が必要である。また硬質で多孔質な基材の表面にコーティングを施すことは可能であるが、弾性体の表面にコーティングを施すことは難しく、厚いコーティングを施すことは特に難しい。さらにコーティングは加工コストが高いことから、他の方法による耐久性及び操作性の向上が望まれている。【０００６】
したがって、本発明の目的は、接触部材の耐久性と操作性の向上を簡単な構成により実現する位置指示器及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明による位置指示器は、静電容量方式の位置検出装置に対する位置指示操作に用いられる位置指示器であって、棒状の筐体と、前記筐体の先端部に接続されたスリーブと、前記スリーブの先端部から突出するように設けられた弾性材料からなるキャップと、前記キャップを覆う布と、前記筐体内に設けられ、前記キャップを支持する支持部材と、前記布を前記支持部材に固定する第１固定部材とを備え、前記キャップ及び前記布の少なくとも一方は導電性を有することを特徴とする。【０００８】
本発明によれば、接触部材であるキャップの先端面が布で覆われており、キャップが位置検出装置の指示入力面に直接接触しないので、キャップの耐久性を向上させることができる。また、布によって摩擦抵抗が小さくなるので、滑らかな操作性を与えることができる。また、第１固定部材が布を締め付け固定しているので、布の裾部の位置をずらすことができ、布の皺の位置や裾部の長さの調整を容易基行うことができる。【０００９】
本発明において、前記第１固定部材は弾性材料からなることが好ましい。弾性材料を用いた場合には布の締め付け固定を容易に行うことができる。この場合、前記第１固定部材はＯリングであることが好ましい。この構成によれば、非常に簡易で安価な留め具を用いて布を確実に固定することができ、また固定後において布の皺や裾部の長さの調整を容易に行うことができる。【００１０】
本発明による位置指示器は、前記布の裾部を前記支持部材に固定する第２固定部材をさらに備えることが好ましい。この構成によれば、布を確実に固定することができる。また布の裾部の広がりを抑えることができ、布で覆われたキャップ全体の見栄えを良くすることができる。【００１１】
本発明において前記第２固定部材は、前記布の前記裾部と前記第１固定部材の両方を固定することが特に好ましい。この構成によれば、布の裾部のみならず第１固定部材を固定することもでき、布の固定をさらに確実にすることができる。【００１２】
本発明において、前記第２固定部材は熱収縮チューブであることが好ましい。この構成によれば、布の裾部を支持部材の表面に密着させることができ、布を見栄え良く確実に固定することができる。【００１３】
本発明において、前記支持部材は、前記筐体に取り付けられたベース部材と、前記ベース部材に対して着脱自在に設けられたシャフト部材とを備え、前記キャップは、前記シャフト部材の先端部に取り付けられており、前記第１固定部材は、前記布を前記シャフト部材に固定していることが好ましい。従来のようにキャップが支持部材に直接取り付けられている場合にはキャップを支持部材から取り外して交換することができるが、本発明のようにキャップが布で覆われている場合にはキャップだけを支持部材から取り外して交換することは難しい。しかし、本実施形態のように支持部材がベース部材とシャフト部材とに分かれており、布がシャフト部材に固定されている場合には、布で覆われたキャップを容易に取り外して交換することができる。【００１４】
本発明において、前記シャフト部材は、前記キャップに嵌合するヘッド部と、前記ヘッド部の後端に設けられた前記ヘッド部よりも小径なネック部と、前記ネック部の後端に設けられた前記ヘッド部よりも大径なフランジ部と、前記フランジ部の後端に設けられた前記フランジ部よりも小径なボディー部と、前記ボディー部の後端に設けられ、前記ベース部材に接続される接続部とを有し、前記キャップは、前記ヘッド部に取り付けられており、前記第１固定部材は、前記布を前記フランジ部寄りの前記ボディー部に固定していることが好ましい。この構成によれば、キャップを確実に支持することができ、また布をシャフト部材に確実に固定することができる。【００１５】
また、本発明による位置指示器の製造方法は、シャフト部材の先端部に弾性材料からなるキャップを取り付ける工程と、前記キャップの先端部に布を覆い被せた後、前記キャップの先端部側からＯリングを嵌め込み、前記Ｏリングを前記シャフト部材の位置まで移動させて前記布を前記シャフト部材に固定する工程と、前記布の裾部及び前記Ｏリングを覆うように前記シャフト部材に熱収縮チューブを被せる工程と、前記布で覆われた前記キャップが取り付けられた前記シャフト部材を棒状の筐体の先端部に取り付ける工程とを備えることを特徴とする。この方法によれば、キャップを覆う布をシャフト部材に確実に固定することができる。また、Ｏリングを嵌め込むときにキャップを覆う布の皺を伸ばすことができ、キャップの表面への布の密着性を高めることができる。
【００１６】
本発明による位置指示器の製造方法は、前記熱収縮チューブを被せる前に前記布の皺及び前記布の裾部の長さを調整する工程をさらに有することが好ましい。この方法によれば、布の皺をバランスよく配置することができ、熱収縮チューブを用いて布の裾部を確実に固定することができ、布で覆われたキャップ全体の見栄えを良くすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、接触部材の耐久性と操作性の向上を簡単な構成により低コストで実現する位置指示器及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明の実施の形態による位置指示器１の全体構成を示す側面図であって、特に（ａ）は外観図、（ｂ）は略側面断面図である。
【図２】図２は、位置指示器１から取り外されたペン先部品の構造を示す略側面断面図である。
【図３】図３は、位置指示器１の製造方法の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の実施の形態による位置指示器１の全体構成を示す側面図であって、特に（ａ）は外観図、（ｂ）は略側面断面図である。また、図２は、位置指示器１から取り外されたペン先部品の構造を示す略側面断面図である。
【００２１】
図１及び図２に示すように、この位置指示器１はペン型（スタイラスペン）であって、細長い棒状の筐体２と、筐体２の長手方向の一端側（先端部）に接続されたスリーブ３と、スリーブ３の先端部から突出するように設けられた接触部材４とを備えている。
【００２２】
筐体２は金属製の中空円筒部材であり、筐体２内の先端部には接触部材４を支持する支持部材５が設けられている。支持部材５は金属製の部材であり、真鍮などの比較的重い金属であることが好ましい。支持部材５が比較的重い金属であることにより、位置指示器１の重心位置を筐体２の一端側（ペン先側）に置くことができ、位置指示器１を持ちやすくすることができる。
【００２３】
スリーブ３は、外形がテーパー形状を有する略円筒状の部材であり、筐体２の先端部に設けられた支持部材５に対して着脱自在に設けられている。接触部材４は支持部材５の先端部に設けられており、接触部材４はスリーブ３を貫通してスリーブ３の先端部から突出している。スリーブ３は、接触部材４の側面（外周面）に接触して接触部材４を支持すると共に、接触部材４の側面（外周面）をカバーしている。
【００２４】
接触部材４は、キャップ８と導電布９との組み合わせからなる。キャップ８は位置検出装置の指示入力面を傷つけないようにすると共に、指示入力面との接触面積を大きくする役割を果たす。また、導電布９は、キャップ８の表面を保護し、接触部材４が指示入力面上で滑らかに移動できるようにする役割を果たす。
【００２５】
支持部材５は、筐体２に取り付けられたベース部材６と、ベース部材６に対して着脱自在に設けられたシャフト部材７との組み合わせからなり、シャフト部材７の先端部に取り付けられた接触部材４は、位置指示器本体（筐体２）に対して着脱自在なペン先部品を構成している。ベース部材６は、筐体２内で完全に固定されていてもよい。また位置指示器１が筆圧検知機能を有する場合には、ベース部材６が筐体２内で摺動自在に支持されていてもよい。この場合、ベース部材６はコイルバネ等によって筐体２の先端方向に付勢され、ベース部材６は筆圧に応じて筐体２の中心軸（Ｚ軸）方向に変位する。
【００２６】
シャフト部材７は、先端側から基端側に向かって順に、ヘッド部７ａ、ヘッド部７ａよりも小径なネック部７ｂ、ヘッド部７ａよりも大径なフランジ部７ｃ、フランジ部７ｃよりも小径なボディー部７ｄ、及び雄ネジ部７ｅ（接続部）を有している。一方、ベース部材６は、シャフト部材７の雄ネジ部７ｅに対応する雌ネジ部６ａと、スリーブ３の雌ネジ部３ａに対応する雄ネジ部６ｂとを有しており、シャフト部材７及びスリーブ３はベース部材６に螺着されている。
【００２７】
キャップ８は、略半球状（ドーム状）の先端部８ａと、略円筒状の基端部８ｂとを有しており、キャップ８の先端部８ａはスリーブ３の貫通孔の先端側の開口から露出している。なおキャップ８の先端部は湾曲面を有していればよく、半球状に限定されない。キャップ８はシリコーンゴム等の弾性部材からなり、シャフト部材７のヘッド部７ａに嵌合している。キャップ８は導電性を有する弾性部材であることが好ましい。キャップ８が導電性を有する場合には、接触部材４と指示入力面のセンサ電極との間の静電容量を大きくすることができる。電荷は人体から筐体２、支持部材５、及びキャップ８を通じて指示入力面に移動するので、人間の指先が指示入力面に接触又は接近している場合と同様に、接触部材４とセンサ電極との静電結合状態の変化を確実に検出することができる。
【００２８】
キャップ８の基端部８ｂの下面には開口８ｃが設けられており、開口８ｃは先端部８ａに向かって延びて先端部８ａの内側の空洞８ｄにつながっている。キャップ８の開口８ｃの内周部は中心方向に向かって出っ張るリング状突部８ｅを形成しており、このリング状突部８ｅがシャフト部材７のネック部７ｂに嵌まり込むことでキャップ８がシャフト部材７に嵌合される。本実施形態において、キャップ８の先端部８ａの肉厚は基端部８ｂの肉厚よりも薄いが、同一の肉厚であってもよい。
【００２９】
キャップ８の開口８ｃにはシャフト部材７のヘッド部７ａが挿入されて、キャップ８がシャフト部材７のネック部７ｂに嵌合している。キャップ８がシャフト部材７に嵌合した状態では、キャップ８の内側空洞のすべての空間をヘッド部７ａが占有するのではなく、ヘッド部７ａが存在しない空洞が残されている。このため、接触部材４が位置検出装置の指示入力面に押し付けられたときの弾性変形を大きくすることができ、指示入力面との接触面積を大きくすることができる。
【００３０】
シャフト部材７に取り付けられたキャップ８の下面はフランジ部７ｃの水平面に当接しており、またキャップ８の基端部８ｂの外周面は、導電布９を介して、スリーブ３の先端部の内周面に当接している。シャフト部材７のフランジ部７ｃ及びスリーブ３がキャップ８の下面及び外周面をそれぞれ支持することにより、指示入力面に押し付けられたキャップ８を確実に支持することができ、キャップ８の弾性変形を大きくすることができる。
【００３１】
導電布９は、キャップ８を包み込んでおり、キャップ８の先端部８ａの表面（湾曲面）に密着している。導電布９は織布であってもよく、不織布であってもよいが、導電布９を広げたときの平面形状は略円形であることが好ましい。キャップ８の表面が導電布９で覆われているので、位置検出装置の指示入力面に対する接触部材４の接触抵抗を減らしてその消耗を抑えると共に、滑らかな書き心地を与えることができる。さらに導電布９は導電性を有することから、接触部材４と指示入力面のセンサ電極との間の静電容量をさらに大きくすることができ、接触部材４とセンサ電極との静電結合状態の変化を確実に検出することができる。
【００３２】
導電布９はＯリング１０によってシャフト部材７のボディー部７ｄ上に締め付け固定されている。Ｏリング１０は導電布９を固定するための固定部材（第１固定部材）であり、シリコーンゴム等の弾性部材からなることが好ましい。導電布９の張りを良好にすると共に固定を確実にするため、Ｏリング１０はフランジ部７ｃとの境界付近のボディー部７ｄ上に配置されることが好ましい。導電布９の留め具としてＯリング１０を用いることにより、導電布９を容易かつ確実に固定することができ、また導電布９の皺の調整や裾部９ａの長さも容易である。
【００３３】
Ｏリング１０及び導電布９の裾部９ａは、熱収縮チューブ１１に覆われて固定されている。熱収縮チューブ１１は、導電布９を確実に固定し、さらにＯリング１０の位置ズレや経時劣化を防止するための固定部材（第２固定部材）である。そのため、熱収縮チューブ１１の幅はシャフト部材７のボディー部７ｄの長さとほぼ等しい。
【００３４】
Ｏリング１０によって固定された導電布９の裾部９ａは多少広がっているため、仮に熱収縮チューブ１１を用いないとすると、導電布９の取り付け状態は不安定であり、見栄えも良くない。特に、ペン先部品が本体から着脱可能であり、ペン先部品を取り外したときに導電布９の裾部９ａも露出するため、見栄えが良くないことは製品の信頼性に影響を与える。しかし、熱収縮チューブ１１を用いて導電布９の裾部９ａを固定した場合には、導電布９の裾部９ａをシャフト部材７のボディー部７ｄの外周面に密着させることができ、交換可能なペン先部品の見栄えを良くすることができる。さらに、導電布９と一緒にＯリング１０を覆うことによりＯリング１０の位置ずれを防止することができ、導電布９とＯリング１０の両方を確実に固定することができる。
【００３５】
本実施形態において、導電布９に覆われたキャップ８は支持部材５のシャフト部材７に取り付けられており、筐体２から着脱自在である。従来の位置指示器において、キャップ８は導電布９に覆われていない裸の状態であったため、支持部材５からキャップ８を簡単に取り外すことができた。これに対し、キャップ８が導電布９に覆われている場合にはキャップ８を単独で取り外して交換することはできない。そのため、本実施形態ではキャップ８を支持部材５の一部ごと取り外し可能であり、消耗又は損傷した接触部材４の交換も容易である。
【００３６】
図３は、位置指示器１の製造方法の説明図である。
【００３７】
位置指示器１の製造では、まず図３（ａ）に示すように、シャフト部材７のヘッド部７ａにキャップ８を嵌め込む。ヘッド部７ａはキャップ８の開口８ｃに挿入されて固定される。
【００３８】
次に図３（ｂ）に示すように、キャップ８に導電布９を被せる。このとき導電布９の裾部９ａはシャフト部材７の後端側で束ねられる。
【００３９】
次に図３（ｃ）に示すように、シャフト部材７にＯリング１０を取り付けて導電布９を固定する。Ｏリング１０は図示のようにヘッド部７ａ側から嵌め込まれる。Ｏリング１０はキャップ８の先端部の湾曲面を転がりながらシャフト部材７の後端に向かって移動し、ボディー部７ｄの位置まで送り込まれる。このときのＯリング１０の作用により、キャップ８を覆う導電布９の皺が伸びるので、キャップ８への導電布９の密着性を高めることができる。その後、Ｏリング１０を位置決めした後、導電布９の皺のバランスを調整し、裾部９ａが長すぎる場合にはカットしてその長さを揃える。
【００４０】
次に図３（ｄ）に示すように、導電布９の裾部９ａ及びＯリング１０に熱収縮チューブ１１を被せ、加熱して熱収縮させることにより、導電布９の裾部及びＯリング１０をシャフト部材７のボディー部７ｄの外周面に密着させる。以上により、図３（ｅ）に示す位置指示器１のペン先部品が完成する。
【００４１】
その後、このペン先部品を筐体２の先端部に取り付け、スリーブ３を被せることにより、図１に示した位置指示器１が完成する。
【００４２】
以上説明したように、本実施の形態による位置指示器１は、キャップ８の先端部が導電布９で覆われているので、接触部材４の耐久性を向上させると共に滑らかな書き心地を与えることができる。また、キャップ８を覆う導電布９をシャフト部材７に固定するためにＯリング１０を用いているので、導電布９を容易かつ確実に固定でき、さらに導電布９の皺が全周にわたって偏りなく配置されるように皺の位置を調整することができ、導電布９が固定された状態で適切な長さに切断することで裾部９ａの長さを揃えることができる。さらに、Ｏリング１０と共に熱収縮チューブを用いて導電布９の下端部を固定しているので、導電布９を確実に固定することができ、見栄えも良くすることができる。
【００４３】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００４４】
例えば、上記実施の形態では、キャップ８の先端部を覆う布として導電布９を用いているが、キャップ８が導電性を有する場合には非導電性の布を用いることも可能である。すなわち、キャップ８及び布の少なくとも一方が導電性を有していればよい。導電布９は十分に薄いので、キャップ８が導電性を有してさえいれば接触部材４と指示入力面のセンサ電極との間の静電容量を十分に確保することができる。
【００４５】
また、上記実施の形態では導電布９を固定するためにＯリング１０を用いているが、Ｏリング１０の代わりにＣリング、結束バンド等の他の留め具を用いることも可能である。また熱収縮チューブ１１の代わりにビニールテープ等の絶縁テープを巻きつけるようにしてもよい。さらに上記実施の形態ではリング１０を一つだけ用いているが、必要に応じて２つ以上のＯリング１０を用いてもかまわない。
【００４６】
また、上記実施の形態において、支持部材５はベース部材６とシャフト部材７との組み合わせからなり、接触部材４がシャフト部材７と共に筐体から着脱可能に構成されているが、ベース部材６とシャフト部材７とが一体化されていてもよく、ペン先部品が本体から着脱できないように構成されていてもかまわない。
【００４７】
また、上記実施の形態において、キャップ８はシャフト部材７のヘッド部７ａに嵌合することにより接続されているが、キャップ８とシャフト部材７との接続形態は特に限定されない。したがって、例えばキャップ８側に突起部が形成され、シャフト部材７側に突起部の挿入孔が形成され、キャップ８の突起部をシャフト部材７の挿入孔に挿入することにより両者を接続するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４８】
１    位置指示器
２    筐体
３    スリーブ
３ａ    スリーブの雌ネジ部
４    接触部材
５    支持部材
６    ベース部材
６ａ    雌ネジ部
６ｂ    雄ネジ部
７    シャフト部材
７ａ    シャフト部材のヘッド部
７ｂ    シャフト部材のネック部
７ｃ    シャフト部材のフランジ部
７ｄ    シャフト部材のボディー部
７ｅ    シャフト部材の雄ネジ部
８    キャップ
８ａ    キャップの先端部
８ｂ    キャップの基端部
８ｃ    キャップの開口
９    導電布
９ａ    導電布の裾部
１０    Ｏリング
１１    熱収縮チューブ
【図１】
0006505695.tif 000002
【図２】
0006505695.tif 000003
【図３】
0006505695.tif 000004