(57)【要約】【課題】入力ペンの操作性を向上させる技術を提供する。【解決手段】入力装置の入力面に接した際の静電容量の変化によって入力を行う入力ペンのペン先であって、前記入力ペンのペン軸と連結する基部、前記入力面との接触面を凸状又は平面状とする当接部、及び前記接触面を前記基部に対して所定の角度とするように前記当接部を保持し、前記入力面に前記接触面を押し当てた際に前記接触面が前記入力面に沿うように弾性変形する弾性保持部を備えるペン先と、前記ペン先を固定するペン軸とを備え、前記ペン先と前記ペン軸との固定部で前記ペン先と前記ペン軸とを電気的に接続し、前記ペン軸の表面の少なくとも一部と前記ペン先の接触面との導電性を有した入力ペン。【選択図】図１
2016009226.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力装置の入力面に接した際の静電容量の変化によって入力を行う入力ペンのペン先であって、
前記入力ペンのペン軸と連結する基部と、
前記入力面との接触面を凸状又は平面状とする当接部と、
前記接触面を前記基部に対して所定の角度とするように前記当接部を保持し、前記入力面に前記接触面を押し当てた際に前記接触面が前記入力面に沿うように弾性変形する弾性保持部と、
を備えるペン先。
【請求項２】
前記弾性保持部より剛性が高く、前記基部に固設され、前記当接部を揺動可能に支持する支持部を備える請求項１に記載のペン先。
【請求項３】
前記基部から前記当接部にかけての中心軸上に前記支持部を備え、前記支持部を挟んで対称の複数の位置に、一端が前記基部と接合して、他端が前記当接部と接合した前記弾性保持部を備えた請求項２に記載のペン先。
【請求項４】
前記接触面を前記入力面と平行に接触させた場合に前記弾性保持部の前記入力面と対向する部分に切り欠き部を備えた請求項１又は２に記載のペン先。
【請求項５】
静電容量検出型の入力装置に対する入力操作に用いられる入力ペンであって、
前記請求項１から４の何れか１項に記載のペン先と、
前記ペン先を固定するペン軸とを備え、
前記ペン先と前記ペン軸との固定部で前記ペン先と前記ペン軸とを電気的に接続し、前記ペン軸の表面の少なくとも一部と前記ペン先の接触面との導電性を有した入力ペン。
【請求項６】
静電容量検出型の入力装置に対する入力操作に用いられる入力ペンのペン先を保持するペン先保持部と、
前記ペン先保持部に外嵌し、前記入力ペンの軸に沿ってペン先側及び後端側に進退動可能に設けられた筒状の鞘部と、
前記鞘部が前記ペン先側へ移動して前記ペン先を内空に収めた位置で前記鞘部を係止する第一係止部と、
前記鞘部が前記後端側へ退動して前記ペン先の少なくとも一部を内空から突出させた位置で前記鞘部を係止する第二係止部と、
を備えたペン先の保護機構。
【請求項７】
前記ペン先保持部に保持された前記ペン先と前記鞘部とが電気的に接続され、前記ペン先の前記入力装置に対する接触面と前記鞘部の外周面の少なくとも一部との導電性を有した請求項６に記載のペン先の保護機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本件は、タッチパッドやタッチパネル、デジタイザといった接触位置の変位を入力情報に変換する入力装置（以下、単にタッチパッド等とも称す）に対して入力を行うための入力ペン及びペン先に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、静電容量検出型のポインティングデバイスの１つであるタッチパッド等は、入力操作を行う場合に、操作者の指が用いられていた。
【０００３】
しかし、タッチパッド等は、入力操作を指で行った場合、操作する指先の接触領域が一定せず、検出した座標情報が、操作者の意図にそぐわないことがあった。
【０００４】
このため、指による操作に代えて、入力ペン（スタイラスペン）による操作が行われるようになってきた。特に、タッチパッド等の操作面上で文字を書くように指や入力ペンを動かして入力を行う所謂手書き入力を行う場合、入力ペンを用いた方が、実際の筆記に近く、入力がし易い。
【０００５】
図２５は、従来の入力ペンの一例を示す図である。図２５に示されるように、この入力ペン９０は、棒状の本体９１の一端部に、先端を軸方向に対して斜めにカットした操作面９２Ｓを有する中空筒状の導電性操作体９２の基部を嵌め込んだものである。
【０００６】
この入力ペン９０を用いてタッチパッド等の操作面に対して操作する場合は、鉛筆や筆記用ペンを持つように本体９１を把持し、その把持のときに、少なくとも１本の指を導電性操作体９２に接触させた状態で、導電性操作体９２の操作面９２Ｓをタッチパッド等（図示なし）の入力面に当接し、当接した操作面９２Ｓを適宜移動させて、その座標位置を入力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−１８７３２９号公報
【特許文献２】特開２０００−１２２７９９号公報
【特許文献３】特開２００９−１９９５７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記既知の入力ペン９０は、入力ペン９０の軸方向に対して、導電性操作体９２の操作面９２Ｓの角度が予め決められた角度αを有するものであるため、この入力ペン９０を用いて座標位置の入力を行う場合、その角度αは一部の操作者にとって好適な角度であったとしても、他の者にとって好適な角度とは限らず、この入力ペン９０が何人にとっても良好な操作性を有するものではないという問題がある。
【０００９】
また、表示画面上のボタンやメニューの選択等のために入力ペン９０でタップした際、入力ペン９０の操作面９２Ｓがタッチパッド等の入力面と平行でなく、傾いた状態で接触すると、操作面９２Ｓの周辺部が片当たりし、他の部分が接触しないので、充分な接触面積がとれず、正しく認識されない。このためタップする度に入力ペン９０の操作面９２Ｓが、タッチパッド等の入力面と平行であるか否かを気にしながら、タップすることになり、非常に操作性が悪いという問題点があった。
【００１０】
そこで、特許文献３に示すように、ユニバーサルジョイントを用いて操作面の角度を自由に変えられるようにした入力ペンも提案されている。この場合、操作面がタッチパッド等の入力面に対して傾いた状態で接触しても、入力ペンをタッチパッド等に押し付けることで、入力ペンの操作面がタッチパッド等の入力面に倣い、入力ペンの操作面とタッチパッド等の入力面とが完全に接触することになる。しかし、この場合でも入力ペンの操作面が傾いてタッチパッド等に接触してから入力面に追従して完全に接触するまでに多少の時間がかかるため、すばやく文字を入力する場合やタップする場合の追従性が悪いという問題点があった。
【００１１】
このため、特許文献１に示すように、内部に摺動スイッチを設けてスイッチをＯＮ／ＯＦＦすることで、タップに代わる動作をおこなうものも提案されている。しかし、この構成でも、すばやく文字を入力する場合の追従性は改善できない。
【００１２】
また、入力ペンの先端を球形とすることで、入力ペンをどのような角度でタッチパッド等に接触させても入力が行えるようにしたものも提案されている。この場合、タッチパッド等と入力ペンとの静電結合が充分に形成されるようにペン先の曲率半径を充分に大きくする必要があり、ペン先が太くなるため、接触している位置、即ち入力する座標点の周囲がペン先によって隠れてしまう部分が多く、操作しづらいという問題点があった。
【００１３】
このため、特許文献２に示すように、入力ペンのペン先に弾性体を用い、接触時にペン先がつぶれることで充分な接触面積が得られるようにした入力ペンも提案されている。この場合、接触時の弾性変形が大きいほど、非接触時のペン先を細くできるが、変形の度合いを大きくし過ぎると、入力時のブレが大きくなり、文字等を入力する際の操作感が悪くなってしまう。このため、弾性体を用いることによってペン先を細くするのにも限界があった。
【００１４】
本発明は、かかる問題点を解決するもので、入力ペンの操作性を向上させる技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の課題を解決するため、本発明のペン先は、
入力装置の入力面に接した際の静電容量の変化によって入力を行う入力ペンのペン先であって、
前記入力ペンのペン軸と連結する基部と、
前記入力面との接触面を凸状又は平面状とする当接部と、
前記接触面を前記基部に対して所定の角度とするように前記当接部を保持し、前記入力面に前記接触面を押し当てた際に前記接触面が前記入力面に沿うように弾性変形する弾性保持部と、を備える。
【００１６】
前記ペン先は、前記弾性保持部より剛性が高く、前記基部に固設され、前記当接部を揺動可能に支持する支持部を備えても良い。
【００１７】
前記ペン先は、前記基部から前記当接部にかけての中心軸上に前記支持部を備え、前記支持部を挟んで対称の複数の位置に、一端が前記基部と接合して、他端が前記当接部と接合した前記弾性保持部を備えても良い。
【００１８】
前記ペン先は、前記接触面を前記入力面と平行に接触させた場合に前記弾性保持部の前記入力面と対向する部分に切り欠き部を備えても良い。
【００１９】
上記の課題を解決するため、本発明の入力ペンは、
静電容量検出型の入力装置に対する入力操作に用いられる入力ペンであって、
前記ペン先と、
前記ペン先を固定するペン軸とを備え、
前記ペン先と前記ペン軸との固定部で前記ペン先と前記ペン軸とを電気的に接続し、前記ペン軸の表面の少なくとも一部と前記ペン先の接触面との導電性を有した。
上記の課題を解決するため、本発明のペン先の保護機構は、
静電容量検出型の入力装置に対する入力操作に用いられる入力ペンのペン先を保持するペン先保持部と、
前記ペン先保持部に外嵌し、前記入力ペンの軸に沿ってペン先側及び後端側に進退動可能に設けられた筒状の鞘部と、
前記鞘部が前記ペン先側へ移動して前記ペン先を内空に収めた位置で前記鞘部を係止する第一係止部と、
前記鞘部が前記後端側へ退動して前記ペン先の少なくとも一部を内空から突出させた位置で前記鞘部を係止する第二係止部と、
を備える。
前記ペン先の保護機構は、
前記ペン先保持部に保持された前記ペン先と前記鞘部とが電気的に接続され、前記ペン先の前記入力装置に対する接触面と前記鞘部の外周面の少なくとも一部との導電性を有しても良い。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、入力ペンの操作性を向上させる技術を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は入力ペンの外観図である。
【図２】図２はペン先の斜視図である。
【図３】図３はペン先の側面図である。
【図４】図４はペン先の正面図である。
【図５】図５はペン先の背面図である。
【図６】図６は図５に示したＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図７】図７は入力時の状態を示す図である。
【図８】図８はペン先の先端、後端、及び断面を示す図である。
【図９】図９はペン軸の先端部分を示す図である。
【図１０】図１０はペン軸の先端部分を示す分解図である。
【図１１】図１１は変形量を確認する試験の説明図である。
【図１２】図１２は変形量を確認する試験の説明図である。
【図１３】図１３は入力時のペン先の状態を示す説明図である。
【図１４】図１４は入力時のペン先の状態を示す説明図である。
【図１５】図１５は入力時のペン先の状態の比較例を示す説明図である。
【図１６】図１６はタップ時のペン先の状態を示す説明図である。
【図１７】図１７は鞘部の縮退時と進出時の状態を示す図である。
【図１８】図１８はペン先の意匠を示す図である。
【図１９】図１９はペン先の意匠を示す図である。
【図２０】図２０はペン先の意匠を示す図である。
【図２１】図２１はペン先の意匠を示す図である。
【図２２】図２２は変形例のペン先の説明図である。
【図２３】図２３は変形例のペン先の説明図である。
【図２４】図２４は変形例のペン先の説明図である。
【図２５】図２５は従来の入力ペンの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。以下の実施の形態の構成は例示であり、本発明は実施の形態の構成に限定されない。
〈実施形態１〉
図１は、本実施形態１に係る入力ペンの外観図であり、図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は背面図、図１（ｃ）は側面図である。図２はペン先の斜視図、図３はペン先の側面図、図４はペン先の正面図、図５はペン先の背面図、図６は図５に示したＡ−Ａ線に沿う断面図、図７は入力時の状態を示す図、図８はペン先の先端、後端、及び断面を示す図、図９はペン軸の先端部分を示す図である。本実施形態では、入力ペン及びペン先において、入力のため入力装置と接する側の端部を先端、これと反対側の端部を後端と称する。また、この後端から先端への方向を長手方向又は軸方向（図１中、ｙ軸方向）と称し、図１（ａ）の正面図及び図１（ｂ）の背面図において、長手方向と直交する方向（ｘ方向）を幅方向と称す。
【００２３】
本実施形態１による入力ペン１０は、入力装置の入力面に接した際の静電容量の変化によって入力を行うものであり、図１に示されるように、棒状円筒型のペン軸１と、当該ペン軸１の一端部に接続されたペン先２とを有する。
【００２４】
ペン先２は、図２に示すように、基部２１、弾性保持部２２、当接部２３、支持部（支持軸）２４を有している。ペン先２は、基部２１が後述するようにペン軸１の中空部に嵌入されることでペン軸１と連結される。
【００２５】
基部２１は、後端側の後方基部２１１と、後方基部２１１より径の大きい中間部２１２と、後方基部２１１及び中間部２１２をペン軸１の中空部に嵌入した際に、ペン軸１の前方外側に位置する前方基部２１３を有する。中間部２１２と後方基部２１１との径の差により、中間部２１２と後方基部２１１の間には段差（中間部後面）２１５が形成されている。後方基部２１１の外周面には、ペン軸１と係合する係合部２１４を備え、この係合によりペン先２がペン軸１に固定される。本実施形態では、係合部２１４として、後方基部２１１の外周面から外側へ向けて放射状に突出した凸部（以下、係合凸部とも称す）が複数設けられている。なお、係合部２１４は、凸部に限らず、係止爪やネジ等によって、係合する構成であっても良い。
【００２６】
ペン先２の正面から背面には貫通穴２２１が設けられ、図４，図５に示すように、貫通穴２２１の側方に位置する弾性保持部２２・２２が当接部２３をアーム状に保持している。換言すると、弾性保持部２２は、一端が基部２１と接続し、他端が当接部２３と接続し、当接部２３を基部２１に対して所定の位置に保持している。
【００２７】
当接部２３は、図７に示すように入力を行う際、タッチパッド等の入力装置３の入力面３１と接する部分であり、図６及び図８（Ｃ）、図８（Ｄ）に示すように入力面３１と接する接触面２３１を入力面３１に対して凸状としている。なお、本実施形態では、接触面２３１を凸状としたが、これに限らず、接触面２３１を平面状としても良い。また、当接部２３は、図８（ａ）〜図８（ｄ）に示すように、ｘ軸方向の幅が後端側から先端側に向けて徐々に狭くなる先細り形状となっている。
【００２８】
また、当接部２３は、図６に示すように当接部本体２３３と摺動層２３２を有し、当接部本体２３３の接触面側に薄膜状の摺動層２３２が設けられている。即ち摺動層２３２の外面が接触面２３１となっている。本実施形態では、ペン先２の導電性及び摺動性を確保するため、摺動層２３２として導電性の布を採用した。摺動層２３２としての布は、織物、編み物、フエルト、不織布などの組織構成が限定されるものではなく、繊維を薄膜状に
形成したものであれば良い。但し、ペン先２を摺動させた際の耐久性を確保し、且つ図３で示した変形量Ｈｆを閾値以下とするため、摺動層２３２としての布は、織物や編み物とするのが望ましい。なお、摺動層２３２としてフエルトを用いる場合は、いったん毛織物に織ったものを縮絨して織フエルトとするのが良い。
【００２９】
繊維の材質は、特に限定されず、木綿、麻、リンネル等の植物繊維、羊毛、絹、カシミヤ等の動物繊維、ナイロン、ポリウレタン、ポリエステル等の合成繊維といった任意の繊維を用いることができる。
【００３０】
そして摺動層２３２は、少なくとも一部に導電性の繊維が用いられ、表面抵抗が１×１０３〜１×１０５となっている。ここで導電性の繊維とは、ステンレス、チタン、アルミニウム等の繊維や、ナイロンやポリエステル等の繊維の表面にメッキや蒸着により金属層を形成したもの、導電性フィラー（金属粉、カーボン粒子、金属フレーク、金属の短繊維、カーボンの短繊維等）を材料中に分散混入した繊維などである。
【００３１】
摺動層２３２は、全ての繊維を導電性にしたものに限らず、摺動層２３２を構成する繊維の一部に導電性の繊維を混用したものでも良い。例えば、絶縁性の繊維に対して所定割合の導電性の繊維を混紡した撚糸を用いて摺動層２３２の布地を製造しても良い。また、縦糸と横糸の一方を絶縁性の糸、他方を導電性の糸として、交織したものでも良い。また、複数本の糸で編地を作成する際に、一部の糸を導電性の糸としたものでも良い。更に、絶縁性の糸で作成した生地に導電性の糸を縫い込んだものでも良い。
【００３２】
本実施形態の摺動層２３２は、８ゲージ〜１３ゲージで天竺編みする際、糸の１／３に導電性の糸を用いて編地を作成した。本実施形態では、摺動層２３２を布としたが、これに限らず、摺動性、導電性、耐摩耗性など、所望の特性に応じて任意の材料を選択して良い。例えば当接部２３の接触面側に接着層を設け、この接着層に短繊維を静電植毛することによって当接部２３の接触面側を覆うことで摺動層２３２を形成しても良い。
【００３３】
摺動層２３２は、当接部２３の接触面側を一様に覆うものに限らず、レースや格子状、リブ状に当接部２３の接触面側を部分的に覆うものでも良い。更に摺動層２３２は、
なお、摺動層２３２は、導電性を有していることが望ましいが、薄膜状のため摺動層２３２自体が導電性を有していなくても、摺動層２３２を介して入力装置３に静電容量の変化を与えられる程度にペン先２の導電性が確保できれば良い。
【００３４】
また、ペン先２の当接部２３及び基部２１には、軸方向（長手方向）の中心軸２９（図２、図３）に沿って、基部２１の後端から当接部２３の中間まで中空部２５が設けられ、この中空部２５に軸状の支持軸２４が挿入されている。即ち、支持軸２４は、中心軸上に設けられ、基部２１の中空部２５の内周面に対して接着により固設されている。
【００３５】
支持軸２４は、少なくとも弾性保持部２２より剛性が高く、当接部２３を揺動可能に支持する。支持軸２４の材料は、所定以上の剛性を有するものであれば特に限定されず、金属、セラミック、合成樹脂等であっても良い。なお、支持軸２４の材料として合成樹脂等の弾性を有するものが用いられる場合、例えば少なくとも５０°以上、好ましくは６０°以上の硬度のものが好適である。
【００３６】
弾性保持部２２は、接触面２３１を基部２１に対して所定の角度とするように当接部２３を保持し、入力面３１に接触面２３１を押し当てた際に接触面２３１が入力面３１に沿うように弾性変形する。弾性保持部２２は、支持軸２４を挟んで対称の複数の位置に設けられる。本実施形態の弾性保持部２２は、支持軸２４を対称軸として幅方向の２カ所に設けられている。図７に示すように、当接部２３の接触面２３１を入力装置３の入力面３１
と平行に接触させた場合に弾性保持部２２の前記入力面３１と対向する部分に図６に示すように切り欠き部２３４を備えた。また、弾性保持部２２は、図４及び図６に示すように、後方と比べて、前方の幅が狭くなるように形成されている。幅の狭い部分は、幅の広い部分と比べて軟弱となり、屈曲し易い。即ち、本実施形態の弾性保持部２２は、前方の当接部に近い位置に、幅を狭くした軟弱部２２５が形成されている。
【００３７】
ペン先２は、個別に形成した基部２１、弾性保持部２２、当接部２３を接合して構成されても良いし、基部２１、弾性保持部２２、当接部２３が一体成形されても良い。本実施形態では、弾性材料を用いて基部２１、弾性保持部２２、当接部２３を一体成形している。この弾性材料としては、例えばゴム、シリコーン、ウレタン、スポンジ等のエラストマーであって、硬度が６０°未満の材料を用いることができる。この弾性材料に、金属粉、カーボン粒子、金属フレーク、金属の短繊維、カーボンの短繊維等の導電性フィラーを分散混入して、体積抵抗値を１×１０−７〜１×１０４（Ω・m）とし、導電性を有するよ
うにしても良い。本実施形態では、カーボンブラックを混入したシリコーンであって、硬度を５０°、体積抵抗値を１×１０−１（Ω・m）とした材料を用いて基部２１、弾性保
持部２２、当接部２３を構成している。
【００３８】
ペン軸１は、ユーザによって握持される棒状の部材であり、少なくとも一部に導電性を有している。本実施形態では、ペン軸１を円筒型としたが、これに限らずユーザが手に持って操作するのに適した形状であれば良く、例えば四角柱や六角柱であっても、手指に応じた凹凸を有した形状であっても良い。また、ペン軸１のサイズについても手に持って操作するのに適したサイズであれば、任意に設定して良く、例えば軸の直径を５ｍｍ〜２０ｍｍ、軸の長さ（ｙ軸方向の長さ）を５０ｍｍ〜１５０ｍｍとする。
【００３９】
また、本実施形態１では、ペン軸１の少なくとも一部を導電性の材料で構成することで、ペン軸表面とペン先２との導電性を確保している。ペン軸１を構成する導電性の材料としては、鉄、ステンレス、アルミ、ニッケル、銅、真鍮、そしてこれらの合金等の金属、また、ポリアセチレンやポリチオフェン類等の導電性高分子、カーボンや金属の導電性フィラーを含有したプラスチックや樹脂を用いることができる。なお、ペン軸１の導電性でない部分を構成する材料は、木材やプラスチック等、任意の材料を用いて良い。
【００４０】
ペン軸１は、軸本体１４の先端側に口金（ペン先保持部）１１、鞘部１２、ジョイント１３を備えている。口金１１は、ペン先２を保持する部材であり、先端部に、ペン先２の基部２１が嵌入される嵌入孔１１１を有し、後端部にジョイント１３の中空部１３２に嵌入される軸状の嵌挿部１１６を有している。嵌入孔１１１の後方には、ペン先２の後方基部２１１と係合する係合部１１４が設けられ、図９に示す係合部１１４の内径φ１１が図３に示す後方基部２１１の最小径φ２１よりも大きく、係合凸部２１４を含む最大径φ２２よりも小さく形成されている。嵌入孔１１１の前方には、係合部１１４よりも大きな内径φ１２の拡径部１１２が設けられ、係合部１１４と拡径部１１２との間に段差（係合部前面）１１３が形成されている。
【００４１】
口金１１は、先端部１１５の外径が先端から後方へ徐々に大きくなるテーパ形状であり、その最大外径が鞘部１２の中空部よりも僅かに小さい径となっており、この先端部１１５後方の外周部１１６が鞘部１２の中空部に隙間嵌めされている。
【００４２】
口金１１の外周部１１６より後方は、外周部１１６と比べて外径が小さく、この外径が小さい部分の外周面上であって外周部１１６の直後に係止部（第一係止部）１１７が設けられている。係止部１１７は、鞘部１２の軸方向への移動を係止するものであり、本実施形態では外周面に螺旋状のネジ溝を有した雄ネジ部である。
【００４３】
鞘部１２は、ペン先２を保護するための筒状の部材であり、口金１１に外嵌し、長手方向に移動可能に取り付けられている。鞘部１２は、内周面の後端に係止部１２１として、螺旋状のネジ溝からなる雌ネジ部を有している。
【００４４】
ジョイント１３は、外周部にフランジ１３１を有する筒状の部材であり、中空部１３２に口金１１の嵌挿部１１６が嵌入され、フランジ１３１より後方の嵌入部１３３が軸本体１４の中空部１４１に嵌入されて、軸本体１４と口金１１とをつなげている。ジョイント１３は、フランジ１３１より前方の外周面に係止部（第二係止部）１３４として、螺旋状のネジ溝からなる雄ネジ部を有している。
【００４５】
軸本体１４は、後端が閉塞されたカーボンパイプであり、円筒状の部材であり、導電性を有する。
【００４６】
ペン軸１は、図１０に示すように、口金１１の後方から鞘部１２を外嵌し、この状態で口金１１の嵌挿部１１６をジョイント１３の中空部１３２へ嵌入し、ジョイント１３の嵌挿部１３３を軸本体１４の中空部１４１に嵌入して構成されている。
【００４７】
そして、口金１１の嵌入孔１１１にペン先２の基部２１が嵌入されると、ペン先２の中間部後面２１５が係合部前面１１３に突き当たった位置で止まり、このとき基部後端の係合凸部２１４が、押し縮められた状態で口金１１の係合部１１４内に嵌入され、弾性力により係合凸部２１４が係合部１１４のネジ溝に入り込むことで係止され、ペン先２がペン軸１の先端に取り付けられる。なお、ペン先２の中間部２１２の外径φ２３と口金１１の拡径部１１２の内径φ１２がほぼ同じか、中間部２１２の外径φ２３が大きくなるように形成され、ペン先２の中間部２１２が口金１１の拡径部１１２に隙間なく嵌合されることで、ペン先２がガタつくことなく口金１１に保持されている。
【００４８】
このようにペン先２は、導電性を有する基部２１の中間部２１２がペン軸1の拡径部１
１２と接し、係合凸部２１４が係合部１１４と接することで、ペン軸１との導電性が確保されている。このため、図７のようにユーザがペン軸１を握持して、ペン先を入力装置３の入力面３１に接触させた際、ユーザと導通したペン先２が、この接触位置で入力面３１との間の静電容量を変化させることで、入力装置３がこの静電容量等の電気的変化を入力情報として検出する。本実施形態において、ペン先２は、接触面２３１とペン軸１との導電性を確保するため、基部２１、弾性保持部２２、当接部本体２３３、摺動層２３２を何れも導電性の部材としたが、これに限らず接触面２３１とペン軸１との導電経路を確保できれば一部の部材を非導電性としても良い。例えば、摺動層２３２と支持軸２４、係合部２１４を導電性の部材として、これらを導線で繋いで導電性を確保し、当接部本体２３３や弾性保持部２２、前方基部２１３、中間部２１２を非導電性の部材としても良い。また、ペン軸１は、ペン先２との導電性を確保するため、口金１１や、鞘部１２、ジョイント１３、軸本体１４を何れも導電性の部材としたが、これに限らずペン先２とユーザとの導電経路を確保できれば一部の部材を非導電性としても良い。例えば、ユーザの指先が触れる鞘部１２と、口金１１とを導電性の部材とし、軸本体１４を非導電性の部材としても良い。なお、本願において、「導電性を確保する」とは、入力装置に対して入力を行うための電気的変化を与える通電経路を確保することである。例えば、この通電経路の一部にギャップが存在し、直流電流が流れないような場合でも、静電結合等によって入力装置に対する電気的変化を与えられる場合には、導電性が確保されていると称す。
【００４９】
入力ペン１０は、入力時に図７に示すように長手方向の中心軸２９と入力面３１との成す鋭角が角度αとなる場合、当接部２３の接触面２３１が入力面３１とほぼ平行に接するように、接触面２３１が中心軸２９に対して角度α（図６）となるように当接部２３が形成される。図６において、接触面２３１の傾きを示す直線２８は、図６に示す断面内で、
接触面２３１の中心軸２９と交わる位置における接線である。これに限らず、接触面２３１の傾きを示す直線２８は、接触面２３１の重心位置における接線や、図６の断面に示される接触面２３１を直線に近似したものであっても良い。角度αは、例えば４０度〜６０度であり、本実施形態では、５０度としている。この接触面２３１の角度αは、ユーザの好みに依存するので、種々の角度αのペン先２を用意しておき、ユーザの好みに応じて選択可能としても良い。
【００５０】
また、入力ペン１０は、ペン先２を所定の力（筆圧に相当する力）で入力面３１に押しつけた場合、当接部２３が押し縮められて変形するが、その変形量が支持軸２４によって規制される。図１１、図１２は、変形量を確認する試験の説明図である。図１１に示すように入力ペン１０の中心軸２９と入力面３１との成す角を所定の角度αとしてペン先２の最下点が入力面３１に触れた状態を初期状態とし、ペン軸１を入力面３１と垂直な方向Ｆ１へ所定の力（例えば５０ｇ）で付勢した際、図１２に示すようにペン先２の当接部２３が変形してペン軸１が付勢力の方向Ｆ１へ移動した量を変形量Ｈｆとして測定する。図１２では入力ペン１０の初期状態を点線で示し、変形後の状態を実線で示している。なお、図１２では説明のため当接部２３が大きく変形した状態を示したが、本実施形態のペン先２では、変形が支持軸２４によって制限されるため、実際の変形量Ｈｆは僅かである。例えば、変形量Ｈｆの上限値を少なくとも２ｍｍ以下、好ましくは１ｍｍ以下、更に好ましくは０．５ｍｍ以下と設定する。また、変形量Ｈｆの下限値を０．１ｍｍ以上、或いは０．２ｍｍ以上としても良い。
【００５１】
図１２に示すように、入力時にペン先２の先端をタッチパッド等の入力面３１に当接させた場合、領域Ｓａの範囲で入力面３１からペン先２の接触面２３１までの距離が所定距離Ｔｈ以内となる。ここで所定距離Ｔｈは、ペン先２と入力装置３とが静電結合する距離の上限値である。即ち、領域Ｓａでペン先２と入力装置３とが静電結合し、ペン先２により入力装置３に対する入力が行われる。なお、本実施形態では、領域Ｓａの幅が３ｍｍ〜６ｍｍとなるように設定している。
【００５２】
従来、導電性のゴムやスポンジ等の弾性体をペン先に用いた入力ペンは、入力時に弾性体が変形してペン先が４〜６ｍｍ程度沈み込む為、文字を入力する際、一ストローク毎にペン先を４〜６ｍｍ程度浮かせて次のストロークに移らないと、ペン先がタッチパッド等の入力面から離れずにストロークが続いてしまう。このため、従来の入力ペンで文字入力を行うためには、一ストローク毎にペン先を入力面から意識して離さなければならず、非常に操作感が悪いという問題があった。
【００５３】
これに対し本実施形態のペン先２は、支持軸２４の剛性が高く、筆記時にペン先が沈み込まないため、通常の筆記具で筆記するのと同様に次のストロークへ移ることができ、高い操作性を実現できる。
【００５４】
また、図１３に示すように、文字を手書き入力する際、ペン先２の当接部２３が文字の上部に位置する状態８１と文字の下部に位置する状態８２とでは、入力ペン１０と入力面３１とが成す角度が異なる。この場合でも、本実機形態の入力ペン１０は、当接部２３が支持軸２４を軸に揺動することで、接触面２３１が入力面３１に沿い、領域Ｓａが確保される。
【００５５】
図１４は、入力ペン１０の正面からみた入力時の状態を示す図である。図１４に示すように、文字を手書き入力する際、ペン先２の当接部２３が文字の左側に位置する状態８３と文字の右側に位置する状態８４とでは、入力ペン１０と入力面３１とが成す角度が異なる。この為、もし、入力ペン１０の当接部２３の角度が固定されていると、図１５に示すように、ペン先２の当接部２３が文字の左側に位置する状態８５と文字の右側に位置する
状態８６のときに、接触面２３１が入力面３１から離れ、静電結合する領域Ｓａが充分に確保できず、入力できなくなってしまう。
【００５６】
このため、本実施形態の入力ペン１０は、当接部２３を弾性保持部２２で保持し、支持軸２４を軸に揺動可能としている。例えば、図１４に示すように、ペン先２の当接部２３が文字の左側に位置する状態８３では、弾性保持部２２Ｌが当接部２３と基部２１との間で押し縮められて外側に屈曲し、弾性保持部２２Ｒが伸びた状態で当接部２３との接続部付近の軟弱部２２５で曲がり、当接部２３が支持軸２４を軸に揺動することで当接部２３の接触面２３１が入力面３１に沿い、領域Ｓａが確保される。また、図１４に示すように、ペン先２の当接部２３が文字の右側に位置する状態８４では、弾性保持部２２Ｒが当接部２３と基部２１との間で押し縮められて外側に屈曲し、弾性保持部２２Ｌが伸びた状態で当接部２３との接続部付近の軟弱部２２５で曲がり、当接部２３が支持軸２４を軸に揺動することで当接部２３の接触面２３１が入力面３１に沿い、領域Ｓａが確保される。また、本実施形態の入力ペン１０は、当接部後面の中空部２５に支持軸２４の先端が嵌合し、当接部２３の静電結合する領域Ｓａの中心が中心軸２９上に位置するように、支持軸２４が当接部２３を支持している。これにより、入力装置３が入力位置として検出する領域Ｓａの中心と、ユーザが把持するペン軸１の中心軸２９とが一致し、ボールペンや万年筆等の筆記具と同様の感覚で、入力（筆記）を行うことができる。また、ペン先２の当接部２３を入力装置３の入力面３１に当接させ、入力面３１上を摺動させて入力を行う際、摺動抵抗により当接部２３がブレることを支持軸２４が抑えている。
【００５７】
更に、本実施形態の弾性保持部２２は、前方の当接部２３と近い位置に、軟弱部２２５が形成されているため、弾性保持部２２に力がかかった際に、この当接部２３付近の軟弱部２２５で屈曲するので、当接部２３の揺動が、入力面３１と近い位置で行え、応答性が良い。
【００５８】
入力ペン１０は、万年筆のように、入力面３１との接触面２３１を一部に限定し、他の部分に接触面を設けていないので、例えばペン先の全周を接触面とした従来の入力ペンと比べて、ペン先をコンパクトに構成している。このため、入力ペン１０は、入力時にペン先の周囲の見通しが良く、入力時の操作性が良い。
【００５９】
また、入力ペン１０は、図７に示すように、当接部２３の接触面２３１を入力装置３の入力面３１と平行に接触させた場合に弾性保持部２２の前記入力面３１と対向する部分に図６に示すように切り欠き部２３４を備えている。これにより入力ペン１０は、入力面３１との成す角度が浅い（小さい）状態で入力を行った場合にペン先２の後部が入力面３１と静電結合して入力ポイントがズレることを抑え、精度良く入力することができる。
【００６０】
入力ペン１０は、手書き入力だけでなく、ボタンやメニュー等のオブジェクトを選択する、所謂タップすることもある。図１６は、入力ペン１０でタップした状態を示す図である。オブジェクトをタップする場合、図１６に示すように、入力ペン１０の中心軸２９と入力装置３の入力面３１との成す角が９０度近い角度で行われることが多い。図１６に示すように、タップする場合、当接部２３が、入力面３１に沿って屈曲して、静電結合する領域Ｓａが確保されることで、入力が行われる。この場合も当接部２３は、後端が支持軸２４に支持されているので、必要以上に沈み込むことが無く、良好に入力することができる。
【００６１】
このように本実施形態の入力ペン１０は、入力面３１に当接する角度が変わっても接触面２３１が入力面３１に従動するので、静電結合する領域Ｓａを十分に確保でき、確実に入力を行うことができる。特に、本実施形態の入力ペン１０は、入力面３１に当接した際の沈み込みが少なく、直ちに接触面２３１が入力面３１に沿うので、書き初めの最初の点
が入力されないといった問題が防止される。また、文字の手書き入力を行う場合、ペン先が文字の上下左右に位置する毎に入力ペン１０と入力面３１のなす角が変化するが、当接部２３の接触面２３１がこの変化に従動するので、ペン先２を入力面３１から離す瞬間まで確実に入力が行われる。これにより、入力ペン１０を入力装置３の入力面３１に接触させてから離間させるまで、即ち、文字の書き初めから書き終わりまで、的確に入力を行うことができる。特に文字の手書き入力においては、「はらい」や「はね」といった入力ペン１０と入力面３１との角度を変えながら入力ペン１０を入力面３１から離す動作が文字を入力する上で重要であることが多く、文字の書き終わりまで的確に入力できる本実施形態の入力ペン１０は、漢字やひらがなの手書き入力を行う際に有用である。
【００６２】
また、本実施形態の入力ペン１０は、ペン先２を入力装置３の入力面３１から離した際に、弾性保持部２２の弾性力により、当接部２３の接触面２３１が中心軸２９に対して所定の角度に戻される。即ち、文字入力時の入力ペン１０と入力面３１との角度の変化に伴い、接触面２３１の角度が変わっても、入力ペン１０が入力面３１から離れると、次のストロークまでに接触面２３１の角度が所定の状態（初期状態）に戻るため、所定の状態で次のストロークを書き初められるため、本実施形態の入力ペン１０は、安定した操作感を得ることができる。
【００６３】
本実施形態の入力ペン１０は、ペン先２の後方基部２１１と中間部２１２をペン軸１の中空部に嵌入した際に、ペン軸１の前方外側に位置する前方基部２１３を有する。換言すると、ペン軸１の先端、即ち口金１１の前方に前方基部２１３が位置するので、入力ペン１０を入力面３１に対して浅い角度で使用した場合でも、口金１１の前端が入力面３１に当たって傷を付けることが防止される。特に本実施形態では、前方基部２１３の外径を口金１１の外径よりも大きくしたことにより、口金１１の前端が入力面３１に当たって傷を付けることを確実に防止できる。
【００６４】
図１７は、鞘部１２の縮退時と進出時の状態を示す図である。鞘部１２は、口金１１に外嵌され、軸方向に移動可能に取り付けられている。また、鞘部１２を係止する係止部が、軸方向に異なる２カ所に設けられている。
【００６５】
本実施形態では、口金１１の外周に設けた係止部１１７と、これより後方に位置する係止部１３４を有している。図１７（ａ）は、鞘部１２を後方へ移動させて係止部１２１を後方の係止部１３４と螺合させて係止した状態を示している。また、図１７（ｂ）は、鞘部１２を先端側へ移動させて係止部１２１を前方の係止部１１７と螺合させて係止した状態を示している。
【００６６】
図１７（ｂ）に示すように、鞘部１２を進出させた状態で係止することにより、ペン先２を鞘部１２内に収容してペン先２を保護することができる。例えば、鞘部１２の無い状態でペンケース等に入力ペン１０を収納すると、ペンケース内でペン先２が他の物に突き当たって歪んでしまったり、インク等の汚れが付着したり、消しゴム等の可塑剤によって弾性部材が変質したりすることがあるため、本実施形態の入力ペン１０では、ペン先２を鞘部１２で覆って、他の物との接触を避けることで、破損や汚損を防止している。
【００６７】
そして、入力を行う場合には、鞘部１２を係止部１１７から外し、図１７（ａ）に示すように、鞘部１２を縮退させた状態で係止することにより、ペン先２の少なくとも一部（本例では当接部２３、弾性保持部２２及び前方基部２１３）を鞘部１２の内空から突出させて入力を行うことができる。鞘部１２内に収容してペン先２を保護することができる。図１７（ａ）のように縮退させた鞘部１２が位置する箇所は、入力時にユーザの指が必然的に触れる個所となるため、鞘部１２を導電性の部材（本実施形態では金属）を用いて、導通経路を構成している。即ち、入力ペン１０は、口金１１に保持されたペン先１と鞘部
１２とを電気的に接続し、ペン先１の接触面２３１と鞘部１２の外周面の少なくとも一部との導電性を有している。
また、鞘部１２の外周にローレット加工等の滑り止め加工を施す又は滑りにくい部材を付加することにより、鞘部１２を入力時にグリップ（握り部）として用いても良い。
【００６８】
図１８〜図２１は、ペン先２の意匠を示す図である。図１８〜図２１では、ペン先２の外観として表れる部分を実線で示し、その他の部分を破線で示している。また、各図において、表面に表された細線は、何れも立体表面の形状を特定するためのものである。なお、図１８（ａ）は背面図、図１８（ｂ）は正面図、図１８（ｃ）は右側面図、図１８（ｄ）は平面図、図１８（ｅ）は底面図、図１９（ａ）は参考正面図、図１９（ｂ）は図１９（ａ）に示すＡ−Ａ線の断面図、図１９（ｃ）は参考断面図、図２０（ａ）は図１９（ｃ）に示すＢ−Ｂ線の断面図、図２０（ｂ）は図１９（ｃ）に示すＣ−Ｃ線の断面図、図２０（ｃ）は図１９（ｃ）に示すＤ−Ｄ線の断面図、図２０（ｄ）は図１９（ｃ）に示すＥ−Ｅ線の断面図、図２０（ｅ）は図１９（ｃ）に示すＦ−Ｆ線の断面図、図２１はペン先２の外観斜視図である。
〈変形例〉
図２２〜図２４は、上記実施形態の変形例を示す図である。各変形例において、前述の実施形態と同一の要素には同符号を付す等して、再度の説明を省略する。図２２に示すペン先２Ａは、上記実施形態のペン先２と比べて、支持軸２４を省略し、２本の弾性保持部２ＡＬ，２ＡＲを交差させて設けた構成が異なっている。
【００６９】
弾性保持部２ＡＬは、一端を基部２１と接合し、他端を幅方向に異なる位置で当接部２３Ａと接合している。また、弾性保持部２ＡＲは、弾性保持部２ＡＬに対して、中心軸２９を対称軸として対象位置に設けられ、一端を基部２１と接合し、他端を幅方向に異なる位置で当接部２３Ａと接合している。
【００７０】
このようにペン先２Ａは、弾性保持部２ＡＬ，２ＡＲが接触面２３１を基部２１に対して所定の角度とするように当接部２３Ａを保持し、入力面３１に接触面２３１を押し当てた際に接触面２３１が入力面３１に沿うように弾性保持部２ＡＬ，２ＡＲが弾性変形することで、文字の書き始めから書き終わりまで、確実に入力することができる。また、弾性保持部２ＡＬ，２ＡＲが交差して設けられたことにより、入力時に当接部２３Ａが幅方向へブレることを抑えて、精度良く入力できる。なお、弾性保持部２ＡＬ，２ＡＲは、２本に限定されるものではなく、複数であれば、３本以上であっても良い。
【００７１】
図２３に示すペン先２Ｂは、上記実施形態のペン先２と比べて、支持軸２４を省略し、２本の弾性保持部２ＢＬ，２ＢＲ間に弾性保持部２ＢＣを設けた構成が異なっている。
【００７２】
弾性保持部２ＢＬ，２ＢＲは、それぞれ一端を基部２１と接合し、他端を当接部２３Ｂと接合している。更に、弾性保持部２ＢＬ，２ＢＲと基部２１との接続部、及び弾性保持部２ＢＬ，２ＢＲと当接部２３Ｂとの接続部を頂点とした場合の各頂点間を対角線状に接続する略十字形の弾性保持部材２ＢＣを設けている。
【００７３】
このようにペン先２Ｂは、弾性保持部２ＢＬ，２ＢＲ，２ＢＣが接触面２３１を基部２１に対して所定の角度とするように当接部２３Ｂを保持し、入力面３１に接触面２３１を押し当てた際に接触面２３１が入力面３１に沿うように弾性保持部２ＢＬ，２ＢＲ，２ＢＣが弾性変形することで、文字の書き始めから書き終わりまで、確実に入力することができる。また、ペン先２Ｂでは、弾性保持部２ＢＬ，２ＢＲ，２ＢＣが当接部２３Ｂを保持するにあたり、弾性保持部２ＢＣが筋交いとして機能するため、入力時に当接部２３Ｂが幅方向へブレることを抑えて、精度良く入力できる。
【００７４】
図２４に示すペン先２Ｃは、上記実施形態のペン先２と比べて、支持軸２４の前方周囲に弾性保持部２２Ｃを設けた構成が異なっている。
【００７５】
弾性保持部２２Ｃは、前端が当接部２３Ｃと接合した状態で当接部２３Ｃと一体成形されている。弾性保持部２２Ｃの中心軸２９上には、嵌入孔２Ｃ１が設けられており、支持軸２４が嵌入され、嵌入孔２Ｃ１の内周が支持軸２４に接着されている。即ち、弾性保持部２２Ｃは、支持軸２４に固定され、接触面２３１を基部２１に対して所定の角度とするように当接部２３Ｂを保持している。なお、弾性保持部２２Ｃは、基部２１まで延伸して基部２１と接続されても良い。
【００７６】
このようにペン先２Ｃでは、当接部２３Ｃを剛性の高い支持軸２４で揺動可能に支持すると共に弾性変形可能な弾性保持部２２Ｃで保持したことにより、入力面３１に接触面２３１を押し当てた際に接触面２３１が入力面３１に沿って揺動するように弾性保持部２２Ｃが弾性変形することで、文字の書き始めから書き終わりまで、確実に入力することができる。また、ペン先２Ｃでは、剛性の高い支持軸２４が当接部２３Ｃを保持しているため、入力時に当接部２３Ｃが幅方向へブレることが抑えられ、精度良く入力できる。
【００７７】
更に、ペン先２Ｃは、入力装置３の入力面３１から離した際に、弾性保持部２２Ｃの弾性力により、当接部２３Ｃの接触面２３１が中心軸２９に対して所定の角度に戻される。即ち、文字入力時の入力ペン１０と入力面３１との角度の変化に伴い、接触面２３１の角度が変わっても、入力ペン１０が入力面３１から離れると、次のストロークまでに接触面２３１の角度が所定の状態（初期状態）に戻るため、所定の状態で次のストロークを書き初められるため、本実施形態の入力ペン１０は、安定した操作感を得ることができる。
【符号の説明】
【００７８】
１    ペン軸
２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ    ペン先
２Ｃ１      嵌入孔
３    入力装置
１０  入力ペン
１１  口金
１２  鞘部
１３  ジョイント
１４  軸本体
２１  基部
２２，２ＡＬ，２ＡＲ，２ＢＬ，２ＢＲ，２ＢＣ，２２Ｃ  弾性保持部
２３，２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ  当接部
２４  支持部
２４  支持体（支持軸）
２５  中空部
２９  中心軸
３１  入力面
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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