JP4815145B2 - Pen-type input device, pen, and holding member for holding a pen core - Google Patents
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Description
本発明は、例えばコンピュータ装置との通信を行うペン型入力装置やペンに関し、より詳しくは、ペン芯の保持機構に改良を加えたペン型入力装置等に関する。 The present invention relates to a pen-type input device and a pen that communicate with, for example, a computer device, and more particularly to a pen-type input device with an improved pen-pin holding mechanism.
近年、例えばコンピュータ装置に対する情報入力装置として、ペン型入力装置が注目されている。このペン型入力装置では、本来のペンが有する印字機能に加え、ペンで印字された内容をデジタル式に記録する電子デバイスを備えたものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。従来のペン型入力装置では、紙面に設けられている位置情報を光センサによって読み出すとともに、使用された時間、ペンの傾き、ペンのシリアル情報などの各種情報が取得される。更に、この特許文献1には、ユーザによる紙面への記入動作によりペン先が紙面に押し付けられている状態を検出する筆圧センサが設けられたペン型入力装置が開示されている。 In recent years, for example, a pen-type input device has attracted attention as an information input device for a computer device. In this pen type input device, in addition to the printing function of an original pen, there is known a device equipped with an electronic device that digitally records the content printed with the pen (see, for example, Patent Document 1). In a conventional pen-type input device, position information provided on a paper surface is read by an optical sensor, and various types of information such as used time, pen tilt, and pen serial information are acquired. Further, Patent Document 1 discloses a pen-type input device provided with a writing pressure sensor that detects a state in which a pen tip is pressed against a paper surface by a user's writing operation on the paper surface.
このような筆圧センサが設けられたペン型入力装置などでは、例えばボールペンのインクを含ませたペン芯を保持する保持機構が設けられる場合がある。そして、このペン芯は交換可能であることが一般的であり、この保持機構としても、簡易にペン芯の挿脱着を可能とし、また、装着されたペン芯を安定して保持することが要求される。交換可能なボールペン芯の保持機構として、従来の技術では、例えばエラストマーの筒形状部品で構成し、ペン芯を圧入した後、摩擦抵抗を利用して保持するものが存在する。また、樹脂の筒形状部品にペン芯を圧入し、保持するものも存在する。 In a pen-type input device provided with such a writing pressure sensor, for example, a holding mechanism that holds a pen core containing ink of a ballpoint pen may be provided. This pen core is generally replaceable, and this holding mechanism is also required to allow easy insertion and removal of the pen core and to hold the attached pen core stably. Is done. As a holding mechanism for a replaceable ball-point pen core, there is a conventional technique that is constituted by, for example, an elastomer cylindrical part and holds the pen core by using a frictional resistance after press-fitting the pen core. In addition, there is a type in which a pen core is press-fitted and held in a resin cylindrical part.
しかしながら、ペン本体の分解をせずにペン芯を交換しようとすると、従来の保持機構では、時間の経過や温度環境の変化などにより永久ひずみが発生し、保持力が低下する現象が生じていた。また、時間の経過とともにペン芯外径も変化することで、保持機構による保持力が落ち、ペン芯が抜けやすくなるという問題が発生していた。更に、ペン芯の後端部にはインクを出すための通気が必要であり、保持部品にも通気孔が必要となる。このような通気孔を設けた状態にて、変形の発生しにくい保持機構が望まれている。 However, when trying to replace the pen core without disassembling the pen body, in the conventional holding mechanism, permanent strain occurs due to the passage of time or temperature environment, resulting in a phenomenon that the holding power is reduced. . In addition, the pen core outer diameter also changes with the passage of time, causing a problem that the holding force by the holding mechanism is reduced and the pen core is easily removed. Further, the rear end portion of the pen core needs to be ventilated to eject ink, and the holding part also needs to have a vent hole. There is a demand for a holding mechanism that is unlikely to be deformed in a state where such a vent is provided.
本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、ペン本体の分解なしでペン芯を交換可能とし、かつ取り入れられたペン芯を保持するペン芯の保持機構において、永久ひずみによるペン芯保持力の低下を抑制することにある。
また他の目的は、ボールペンのペン芯を良好に保持した状態にて、ペン芯の後端部への通気孔を確保することにある。
更に他の目的は、ペン型入力装置における筆圧を検知するセンサ素子とともに用いられた場合には、筆圧検知に際してそのセンサ素子に対する良好な筆圧検出を実現することにある。
The present invention has been made to solve the technical problems as described above, and an object of the present invention is to make it possible to replace the pen core without disassembling the pen body, and to change the pen core incorporated. In the holding mechanism of the pen core to be held, a reduction in the pen core holding force due to permanent distortion is suppressed.
Another object is to secure a vent hole to the rear end of the pen core in a state where the pen core of the ballpoint pen is well held.
Still another object of the present invention is to realize good pen pressure detection for a sensor element when pen pressure is detected when used with a sensor element for detecting pen pressure in a pen-type input device.
かかる目的のもと、本発明が適用されるペン型入力装置は、本体と、この本体に取り付けられるペン芯と、このペン芯から得られるユーザの筆圧を検出するセンサ素子と、ペン芯を保持するとともにセンサ素子を加圧する保持部材とを含み、この保持部材は、ペン芯を受け入れる開口部と、センサ素子に向けて設けられる加圧部と、開口部と加圧部との間に設けられペン芯を保持するペン芯保持部とを有することを特徴としている。 For this purpose, a pen-type input device to which the present invention is applied includes a main body, a pen core attached to the main body, a sensor element for detecting a writing pressure of a user obtained from the pen core, and a pen core. A holding member that holds and pressurizes the sensor element, and the holding member is provided between the opening for receiving the pen core, the pressurizing unit provided toward the sensor element, and the opening and the pressurizing unit. And a pen lead holding part for holding the pen lead.
ここで、この保持部材のペン芯保持部は、保持部材の開口部と加圧部との両端で保持されるバネ機構を形成することを特徴としている。
また、この保持部材は樹脂により形成され、この保持部材のペン芯保持部は、開口部と加圧部との間に設けられるスリットを利用した樹脂の弾性変形を用いて、ペン芯を保持することを特徴としている。これらの保持部材によれば、樹脂の弾性部分を両端支持することで、この弾性部分の変形を軽減することが可能となる。
Here, the pen core holding portion of the holding member forms a spring mechanism that is held at both ends of the opening and the pressure portion of the holding member.
The holding member is made of resin, and the pen core holding portion of the holding member holds the pen core using elastic deformation of the resin using a slit provided between the opening and the pressurizing portion. It is characterized by that. According to these holding members, it is possible to reduce deformation of the elastic portion by supporting both ends of the elastic portion of the resin.
また、センサ素子は、弾性部材からなる感圧導電性エラストマーを含み、この保持部材の加圧部は、ユーザによる筆圧により感圧導電性エラストマーを加圧することを特徴とすることができる。
更に、このセンサ素子の弾性部材は感圧導電性エラストマーとこの感圧導電性エラストマーを保護する保護部材とを積層して構成され、この保持部材の加圧部は、保護部材に当接して感圧導電性エラストマーを加圧することを特徴としている。
また更に、センサ素子は、渦巻き形状の電極パターンを有し、保持部材の加圧部は、この電極パターンの形状に合わせて大きさが決定されるとともに、球面の一部を形成する加圧面が設けられることを特徴とすれば、センサ素子による良好な筆圧検知が可能となる点で好ましい。
In addition, the sensor element includes a pressure-sensitive conductive elastomer made of an elastic member, and the pressurizing portion of the holding member pressurizes the pressure-sensitive conductive elastomer with a writing pressure by a user.
Further, the elastic member of the sensor element is formed by laminating a pressure-sensitive conductive elastomer and a protective member that protects the pressure-sensitive conductive elastomer, and the pressurizing portion of the holding member is in contact with the protective member to sense it. The piezoelectric conductive elastomer is pressurized.
Still further, the sensor element has a spiral electrode pattern, and the pressurizing portion of the holding member is sized according to the shape of the electrode pattern, and the pressurizing surface forming a part of the spherical surface is provided. If it is provided, it is preferable in that a good pen pressure can be detected by the sensor element.
一方、本発明が適用されるペンは、本体と、この本体の先端方向から装着されるペン芯と、本体内に設けられ、装着されたペン芯を保持する保持部材とを含み、この保持部材は、装着されるペン芯の受け入れ口側に位置する一端と、受け入れられるペン芯の突き当て側に位置する他端と、この一端と他端との間に位置してペン芯を保持するペン芯保持部とを有し、このペン芯保持部は、一端と他端との両端にて支持されたバネ機構によりペン芯を保持することを特徴としている。 On the other hand, a pen to which the present invention is applied includes a main body, a pen core mounted from the front end direction of the main body, and a holding member that is provided in the main body and holds the mounted pen core. The pen which is located between the one end positioned on the receiving port side of the pen core to be mounted, the other end positioned on the abutting side of the pen core to be received, and the pen core positioned between the one end and the other end The pen core holding portion is characterized in that the pen core holding portion holds the pen core by a spring mechanism supported at both ends of one end and the other end.
ここで、この保持部材のペン芯保持部はペン芯の外径に沿った形状を有し、この保持部材は、ペン芯がペン芯保持部に圧入されることでペン芯保持部によりペン芯を保持することを特徴としている。
また、この保持部材は樹脂により形成され、保持部材のペン芯保持部は、樹脂の変形によりペン芯を保持することを特徴とすることができる。
更に、この保持部材は、ペン芯からのインク吐出のための通気孔が他端側に設けられていることを特徴とすれば、ボールペンのペン芯後端部を通気でき、インクを良好に吐出させることができる点で優れている。
Here, the pen core holding portion of the holding member has a shape along the outer diameter of the pen core, and the holding member is inserted into the pen core holding portion by press-fitting the pen core into the pen core holding portion. It is characterized by holding.
In addition, the holding member is made of resin, and the pen core holding portion of the holding member holds the pen core by deformation of the resin.
Furthermore, if the holding member is provided with a vent hole for discharging ink from the pen core on the other end side, the rear end portion of the pen core of the ballpoint pen can be ventilated and ink can be discharged well. It is excellent in that it can be made.
また他の観点から捉えると、本発明は、ペンの内部に設けられ、一方から挿入されるペン芯を保持する保持部材であって、一方から挿入されるペン芯を受け入れる開口部と、挿入されたペン芯を突き当てる突き当て部と、開口部の側に位置する一端と突き当て部の側に位置する他端との間に位置してペン芯を保持するペン芯保持部とを有し、このペン芯保持部は、一端と他端との両端にて支持されたバネ機構によりペン芯を保持することを可能としている。 From another point of view, the present invention is a holding member that is provided inside a pen and holds a pen core inserted from one side, and an opening that receives the pen core inserted from one side. An abutting part that abuts the pen core, and a pen core holding part that is positioned between one end located on the opening side and the other end located on the abutting part side to hold the pen core. The pen core holding part can hold the pen core by a spring mechanism supported at both ends of one end and the other end.
ここで、この保持部材は、樹脂により形成されるとともに、このペン芯保持部は、開口部と加圧部との間に設けられるスリットを利用した樹脂の弾性変形を用いてペン芯を保持することを可能とすることで、簡易な構成にて、永久ひずみによるペン芯の保持力低下を抑制することが可能となる。 Here, the holding member is formed of resin, and the pen core holding unit holds the pen core using elastic deformation of the resin using a slit provided between the opening and the pressure unit. By making this possible, it is possible to suppress a decrease in the pen core holding force due to permanent distortion with a simple configuration.
本発明によれば、ペン本体の分解なしでペン芯を交換可能としかつ取り入れられたペン芯を保持するペン芯の保持機構を備えたペンにおいて、保持機構の永久ひずみによるペン芯保持力低下を大幅に低減することが可能となる。 According to the present invention, in a pen having a pen core holding mechanism that allows the pen core to be replaced without disassembling the pen body and that holds the pen core that has been incorporated, the pen core holding force is reduced due to permanent distortion of the holding mechanism. It can be greatly reduced.
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図1は、本実施の形態が適用されるペン型入力装置の全体構成を示した斜視図である。図1に示すペン型入力装置は、可搬性電子機器の一つであるペン本体10と、ペン本体10のペン先保護やスイッチとして機能するキャップ30とを備えている。
ペン本体10は、外装ケース11により全体が覆われている。また、ペン本体10の後端部には、ストラップ39を取り付けるためのストラップ用穴19が設けられている。ペン本体10は、中間部から両端部に行くに従ってゆるやかに縮径していく外形形状であり、ユーザが握ったときに手になじむように形成されている。そして、ペン本体10には、インジケータ部24が設けられている。このインジケータ部24は、LED(Light Emitting Diode)や液晶パネル等を有し、例えばバッテリ残量などを表示することができる。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing the overall configuration of a pen-type input device to which the present embodiment is applied. The pen-type input device shown in FIG. 1 includes a
The
このように構成されたペン本体10は、通常のボールペンと同様な筆記機能に加え、筆記された内容を例えば光学的に読み取って記憶し、必要に応じて外部のコンピュータ装置と通信する電子機能を備えている。
キャップ30は、ペン本体10のペン先を覆うためのキャップ本体31と、キャップ本体31の縁部31aの一部を切り欠いて形成された切欠き部32と、キャップ本体31の外面31cに取り付けられ、紙等を挟持するためのクリップ34とを有する。
ペン本体10を使用しないときには、図1に示すように、キャップ30で先端部を覆うことによりペン先を保護し、ペンのインクが乾かないようにしている。そして、ペン本体10を使用するときには、キャップ30を外してペン本体10の後端部に十分挿入して係合させることにより、キャップ30をペン本体10で保持して、キャップ30の喪失を防ぐことができる。
The
The
When the
ここで、キャップ30とペン本体10との取り付けについては、方向性を持たせている。すなわち、キャップ30とペン本体10とがある特定の位置関係でないと、キャップ30をペン本体10に係合させることができないように、キャップ30の内面形状とペン本体10の先端部および後端部の外面形状とが形成されている。具体的に説明するとキャップ30がペン本体10の先端部ないしは後端部に挿入される際には、切欠き部32がインジケータ部24側に位置するように構成される。また、キャップ30は、キャップ本体31の内面にマグネット(図示せず)を備えている。このマグネットは、ペン本体10に設けられたスイッチ機構(図示せず)に対応するための部品である。すなわち、キャップ30をペン本体10の先端側から外すとスイッチが入って電源が入り、ペン本体10の先端側をキャップ30に付けるとスイッチが切れる。このように、キャップ30の取り付けによってスイッチのオン/オフを可能にすることで、ユーザによる使用感を向上させることができると共に、スイッチの切り忘れによる不要な電力消費を抑えることができる。
Here, about the attachment of the
図2は、屋内の机上等でペン本体10を使用する場合の例を示した図である。ここでは、ペン本体10を机などに載置し、また、充電や通信を可能にするためのクレードル50が示されている。クレードル50は、挿入されたペン本体10を把持する分離部51と、分離部51を取り付け可能に構成されるベース52とを備え、これらにより分離型クレードルを構成している。また、ここでは、この分離部51のUSBコネクタに接続されるインタフェースとしてのUSBケーブル53が示されている。この分離部51やベース52などで構成されるクレードル50は、ペン本体10を載置するための機能と、ペン本体10への充電や外部端末との通信のための機能とを兼ね備えている。ベース52は、載置された際に安定性を増大させるために、内部におもり(図示せず)が設けられている。また、充電機能や通信機能は分離部51に持たせている。ユーザがペン本体10を外部に持ち出して使用する際、クレードル50から分離部51だけを取り外して持ち出すことで、外部で充電や通信等を行なうことが可能となる。この分離部51にはおもり等の載置のための機能は備えておらず、軽量であり、これを分離して持ち歩くことで、可搬性を高めることができる。
FIG. 2 is a diagram showing an example in which the
図3は、ペン本体10の構造を説明するための部分断面図である。ペン本体10は、図1にて説明したように外装ケース11により全体が覆われている。そして、ペン本体10の外装ケース11は、外装ケース11の先端に突出するペン先12aを有するペン芯12を取り付け可能に構成されている。このペン芯12は、ペン先12aから吐出するインクを蓄えると共に、外装ケース11の先端から挿入されることによりペン本体10に装着される。また、ペン先12aを掴んで引き抜くことで、ペン本体10から取り外すことができる。また、外装ケース11の内部には、ペン芯12を介して伝達されたユーザの筆圧を検出する筆圧センサ部100を備えている。この筆圧センサ部100は、小型感圧センサであるセンサ素子110と、ペン芯12を保持すると共にセンサ素子110を押圧する保持部材(加圧素子)130とから構成される。
FIG. 3 is a partial cross-sectional view for explaining the structure of the
また、ペン本体10は、例えばアノト社が提供しているドットパターンを読み込む光学モジュール15を備えている。更に、ペン本体10を充電するための電力の供給や、外部のコンピュータとの通信を行うための端子16を備えている。この端子16は、図2に示した分離部51にペン本体10が挿入された際に分離部51の端子(図示せず)と接続され通電可能に構成されている。また更に、ペン本体10には、充電した後に放電することで、ペン本体10の電力源となる例えばリチウムイオン電池からなる電池17と、例えば電源をオンしたときに震えるバイブレータ18とを備えている。また、ペン本体10の内部には、各種集積回路や電子部品を搭載した基板20が設けられている。この基板20上には、光学モジュール15が取り付けられるとともに、ペン本体10の全体を制御するプロセッサ21と、光学モジュール15により読み取られた情報(筆記された内容、位置情報等)を格納するメモリ22と、例えばBluetooth(商標)などにより無線通信を行うための無線通信モジュール23などが備えられている。
The
図4は、ペン芯12を保持するフレーム40の構造を説明するための斜視図である。フレーム40は、ペン芯12を支持可能に構成され、かつ基板20と係合可能に構成された樹脂製の長手部材(絶縁部材)である。そのようなフレーム40は、ヘッド部41、溝部42、および保持部材規制片43を備えている。
FIG. 4 is a perspective view for explaining the structure of the
ヘッド部41は、フレーム40の一端部に設けられており、ペン本体10(図3参照)におけるペン先12a側の端部を構成している。そのため、フレーム40に支持されたペン芯12のペン先12aを外部に露出させるための貫通穴(図示せず)が形成されている。 溝部42は、ペン芯12を受け入れてペン芯12を軸方向に移動可能に支持(保持)するためのもので、ペン芯12の形状に対応した横断面形状を有し、フレーム40の長手方向に延びて形成されている。また、溝部42は、その延長上に、筆圧センサ部100の保持部材130を受け入れ可能に形成されている。この保持部材130は、ペン芯12のペン先12aとは反対側の端部(奥側の端部)から、ペン芯12を着脱可能に挿入(圧入)するための部材である。付言すると、ユーザがペン本体10を手に持って専用用紙に文字等を書くと、その筆圧がペン芯12から保持部材130に入力される。すなわち、ユーザによりペン芯12に印加された圧力が保持部材130に伝わると、保持部材130がセンサ素子110を押圧する。センサ素子110は、その圧力(筆圧)を検知して、その検知結果をプロセッサ21に出力している。
The
図4に示す保持部材規制片43は、フレーム40に保持部材130が受け入れられているときには、フレーム40の長手方向に関する保持部材130の移動量が所定の範囲内になるように保持部材130を規制する。
この保持部材規制片43は、溝部42の上を横断するように延在している。そして、溝部42内で保持部材130にペン芯12が挿入されているときには、保持部材規制片43は、ペン芯12および保持部材130が溝部42から脱落しないように作用している。
The holding
The holding
図5は、本実施の形態が適用される筆圧センサ部100の構成を示した図である。前述のように筆圧センサ部100は、大きくセンサ素子110と保持部材(加圧素子)130とで構成される。そして、センサ素子110は、FPC(Flexible Printed Circuit)電極111と、このFPC電極111と基板20(図4参照)上の端子とを連結するFPCリード112を備えている。またセンサ素子110は、FPC電極111の電極パターン(後述)と対峙する位置に設けられる感圧導電性エラストマー120と、この感圧導電性エラストマー120を保護する保護カバー121とを備えている。
一方、保持部材130は、センサ素子110の保護カバー121に対して十分硬い硬質絶縁材料が用いられ、その接触面はなめらかな球面となっている(後述)。この保持部材130にてセンサ素子110を加圧することにより、抵抗値を変化させて高感度に圧力(荷重)が検出されるときの繰返し荷重に対して、耐久性の高い筆圧センサ部100を実現している。
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of the writing
On the other hand, the holding
図6は、筆圧センサ部100のセンサ素子110を構成するFPC電極111の形状を説明するための図である。FPC電極111は、例えば直径(φ)4mmからなる電極中心に渦巻き形状の電極パターン113を形成し、保持部材130(図5参照)による加圧時に、電極パターン113の中心から均等に感圧導電性エラストマー120に電極が接触できる形状とされている。このFPC電極111の電極パターン113の電極厚さは、銅電極12μmにニッケル・金メッキ3.5μmを加えたものであり、φ4mmの電極面外周部に25μmの厚さを有するFPCカバーレイ114が形成されている。このFPCカバーレイ114をφ4mmの電極面外周部に配置することで、FPC電極111と感圧導電性エラストマー120との間に一定の間隙を確保することが可能となる。
FIG. 6 is a view for explaining the shape of the
図7は、筆圧センサ部100におけるセンサ素子110の断面を示した図である。図7に示すように、筆圧センサ部100のセンサ素子110は、FPC電極111上に、電極パターン113と、電極パターン113を囲むFPCカバーレイ114とが形成されている。このFPCカバーレイ114は、第1の接着部122にて感圧導電性エラストマー120と接着される。このFPCカバーレイ114としては、PET(ポリエチレンテレフタレート)や、耐熱性や耐寒性に優れたポリイミドフィルムであるカプトン(商標)などが用いられ、硬度が高く圧縮されにくいものが望ましい。感圧導電性エラストマー120としては、例えば厚さ0.5mmのイナバゴム(株)製イナストマー#86を用いた。第1の接着部122の接着領域は、FPC電極111上のφ4mmの電極パターン形成領域の外側にあるFPCカバーレイ114上である。
FIG. 7 is a view showing a cross section of the
また、感圧導電性エラストマー120は、第2の接着部123にて保護カバー121と接着される。保護カバー121としては、例えば厚さ0.5mmのウレタンゴム(硬度70Hs)が用いられている。また、この第2の接着部123による接着領域は、第1の接着部122の接着領域と同様にφ4mmの電極パターン形成領域の外側だけである。その結果、感圧導電性エラストマー120と保護カバー121とは、φ4mmの電極パターン形成領域に対応する領域については接着剤により接着されていない。この領域は保持部材130からの圧力が重点的にかかる部分である。この領域を非接着領域とすることで、保持部材130を介して例えば斜め方向から筆圧がかかった場合に、横ずれ力などの抵抗の加わる部分は自由となる。そして、この部分を自由にすることで、電極パターン113に均等に圧力をかけることが可能となる。
In addition, the pressure-sensitive
ここで、保護カバー121を設けずに保持部材130の加圧部(後述)をそのまま感圧導電性エラストマー120に当接させた場合には、上記のような繰り返し加重には耐えられず、早い時点で感圧導電性エラストマー120に穴があいてしまった。また、保護カバー121として硬い材質を選択すると、感圧導電性エラストマー120に対する面圧が大きくなってしまい、好ましい感度を得ることが困難となる。そこで、本実施の形態では、厚さ0.5mmのウレタンゴム(硬度70Hs)を保護カバー121に採用することで、適度な圧力分散により高感度な特性が得られるセンサ素子110を実現している。以上のようにして形成されるセンサ素子110では、センサ感圧部の素子外形サイズは、厚さ1.5mm以下となる。そして、0から500gfのダイナミックレンジをカバーし、抵抗値が無荷重時40kΩ以上、荷重30gfで120kΩ以下に変化する抵抗値可変型の感圧センサで、200gfの繰返し荷重1000万回以上でも、これらの性能を維持することのできる高耐久センサを実現している。
Here, when the pressure member (described later) of the holding
次に、筆圧センサ部100の保持部材130について、図8〜図10を用いて説明する。
図8は、保持部材130の構成を示した斜視図である。また、図9は、図8に示す円筒状の保持部材130を縦方向に切断した断面図である。更に、図10は、図8に示す保持部材130を横方向に切断した断面図である。保持部材130の材料としては、耐永久ひずみ特性の良い、ポリカーボネードグラスファイバー入りの樹脂などが採用される。
Next, the holding
FIG. 8 is a perspective view showing the configuration of the holding
本実施の形態が適用される保持部材130は、ペン芯12(図3参照)を保持する機能とともに、センサ素子110(図5参照)の弾性部材(保護カバー121および感圧導電性エラストマー120)を加圧する機能を有する。保持部材130は、ペン芯12を受け入れる開口部131aを有する開口部側(一端)131と、弾性部材側に向けて設けられる加圧部132aを有する加圧部側(他端)132と、この開口部側131と加圧部側132との間に設けられペン芯12を保持するペン芯保持部133a(図9、図10参照)を内壁に備えた弾性機構部133とを備えている。この弾性機構部133は、複数(本実施の形態では2つ)のスリット136と、開口部側131および加圧部側132とによって両端が保持されるバネ機構を形成している。ペン芯保持部133aの長手方向の両側にスリット136が設けられることで、ペン芯12が圧入保持された状態で、保持部材130の弾性機構部133に適正な弾性変形を生じさせることが可能である。また、加圧部側132の端面である加圧部132aは、前述のような半径(R)10mmの滑らかな球面を形成していることで、ペン芯12の衝撃が局所的に生じることを防止し、ウレタンゴム等で構成される保護カバー121に対して保持部材130を柔らかく当接させることができる。また、斜め方向からの筆圧が生じた場合であっても、適度な荷重分散によって良好な筆圧の検知が可能となる。
The holding
開口部側131の内面である開口部131aは、ペン芯12の径よりも大きくなっており、ペン芯12の圧入応力が直接加わらない構造としている。内面中間部である弾性機構部133のペン芯保持部133aが、他の内径よりも小さく絞られた形状となっており、この部分でペン芯12を圧入保持する。このペン芯保持部133aの断面形状は、ペン芯12の外径に沿った形状とされており、ペン芯12との接触面積が大きくなるように構成されている。これによって、ペン芯保持部133aについて、その弾性力に加えて摩擦力をも向上させ、ペン芯12の保持力をより高めることが可能となる。また、保持部材130の内面の加圧部側132には、挿入されたペン芯12の後端部(ペン先12aと反対側)が突き当たる位置に最奥部(突き当て部)134(図9参照)が設けられている。更に、保持部材130の加圧部側132には、通気孔138が設けられ、挿入されたペン芯12の後端部に対して、インクを吐出させるための通気を確保している。また、内面の最奥部134には、内径絞りを開放するためと、インクの通気孔138を確保するための横穴137が設けられており、この部分についてもペン芯12からの直接の応力が加わらない構造となっている。
The
ここで、ペン本体10を分解することなくペン芯12を交換可能とするためには、ペン芯12の先端であるペン先12aから容易に抜き挿しできるものとすることが必要となる。そのためには、ペン芯12が保持機構に圧入された際、常時、一定荷重をペン芯12に加える必要がある。このとき、従来の保持機構では、時間の経過、または温度環境の変化により永久ひずみが発生し、時間の経過、およびペン芯外径の変化により、保持力が落ち、ペン芯が抜けやすくなるという問題が発生していた。
一方、本実施の形態が適用される保持部材130は、両端支持のバネ機構を用いることで、ペン芯12の圧入時のたわみ変形について、そのたわみ変形部の両端が保持されることとなる。これによって、永久ひずみを起こしにくい構造を得ることが可能となる。
Here, in order to be able to replace the
On the other hand, the holding
以上、詳述したように、本実施の形態では、ペン型入力装置にて、感圧導電性エラストマーを利用した感圧センサであるセンサ素子を採用した。そして、このセンサ素子は、電極パターンの高さとFPCカバーレイの高さとで特定の間隙を確保し、表面保護用のウレタンゴムである保護カバーを感圧導電性エラストマーに対して積層状に配置した。このような構造にて、例えば30gfからの荷重に反応する高感度かつ繰返し荷重に対して高い耐久性をもつ小型のセンサ構造を実現している。更に、このような構造からなるセンサ素子を使用することで、筆圧検知に必要なペン芯の移動距離(ストローク)を低減させることができる。また更には、ペン先端の衝撃が吸収されるため、ユーザの書き味を向上させることが可能となる。 As described above in detail, in the present embodiment, a sensor element that is a pressure-sensitive sensor using a pressure-sensitive conductive elastomer is employed in the pen-type input device. This sensor element secures a specific gap between the height of the electrode pattern and the height of the FPC coverlay, and a protective cover, which is urethane rubber for surface protection, is arranged in a layered manner on the pressure-sensitive conductive elastomer. . With such a structure, for example, a small sensor structure having high sensitivity that reacts to a load from 30 gf and high durability against a repeated load is realized. Furthermore, by using a sensor element having such a structure, the movement distance (stroke) of the pen core necessary for writing pressure detection can be reduced. Furthermore, since the impact at the tip of the pen is absorbed, the user's writing quality can be improved.
また、本実施の形態では、ペン型入力装置に用いられユーザが文字を記すペンにおけるペン芯の保持部材として、取り替え可能なボールペン等のペン芯を保持する機構(ペン芯保持機構)を備えた。そして、このペン芯保持機構が、前述のように両端保持のバネ機構を構成し、かつボールペンインクのための通気孔を有している。これによって、ペン芯の保持力低下を発生しにくくし、即ち、永久ひずみによるペン芯保持力低下を低減させたペン芯の保持機構を提供することが可能となる。 Further, in the present embodiment, as a pen core holding member in a pen used for a pen-type input device and a user to write characters, a mechanism for holding a pen core such as a replaceable ballpoint pen (pen core holding mechanism) is provided. . The pen core holding mechanism constitutes a spring mechanism for holding both ends as described above, and has a vent hole for ballpoint pen ink. Accordingly, it is possible to provide a pen core holding mechanism that makes it difficult for the pen core holding force to decrease, that is, the pen core holding force decreases due to permanent distortion.
10…ペン本体、11…外装ケース、12…ペン芯、12a…ペン先、100…筆圧センサ部、110…センサ素子、111…FPC電極、113…電極パターン、120…感圧導電性エラストマー、121…保護カバー、130…保持部材(加圧素子)、131…開口部側(一端)、131a…開口部、132…加圧部側(他端)、132a…加圧部、133…弾性機構部、133a…ペン芯保持部、134…最奥部(突き当て部)、136…スリット、137…横穴、138…通気孔
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記本体に取り付けられるペン芯と、
前記ペン芯から得られるユーザの筆圧を検出するセンサ素子と、
前記ペン芯を保持するとともに前記センサ素子を加圧するための保持部材と、
を含み、
前記保持部材は、前記ペン芯を受け入れる開口部と、前記センサ素子に向けて設けられる加圧部と、当該開口部と当該加圧部との間に設けられ当該ペン芯を保持するペン芯保持部とを有し、
前記保持部材の前記ペン芯保持部は、当該保持部材の前記開口部と前記加圧部との両端で保持されるバネ機構を形成することを特徴とするペン型入力装置。 The body,
A pen core attached to the main body;
A sensor element for detecting a user's writing pressure obtained from the pen core;
A holding member for holding the pen core and pressurizing the sensor element ;
Including
The holding member includes an opening for receiving the pen core, a pressure unit provided toward the sensor element, and a pen core holder that is provided between the opening and the pressure unit and holds the pen core. have a part and,
The pen-type input device according to claim 1 , wherein the pen core holding portion of the holding member forms a spring mechanism that is held at both ends of the opening and the pressure portion of the holding member .
前記本体に取り付けられるペン芯と、
前記ペン芯から得られるユーザの筆圧を検出するセンサ素子と、
前記ペン芯を保持するとともに前記センサ素子を加圧するための保持部材と、
を含み、
前記保持部材は、前記ペン芯を受け入れる開口部と、前記センサ素子に向けて設けられる加圧部と、当該開口部と当該加圧部との間に設けられ当該ペン芯を保持するペン芯保持部とを有し、
前記保持部材は、樹脂により形成され、当該保持部材の前記ペン芯保持部は、前記開口部と前記加圧部との間に設けられるスリットを利用した樹脂の弾性変形を用いて、前記ペン芯を保持することを特徴とするペン型入力装置。 The body,
A pen core attached to the main body;
A sensor element for detecting a user's writing pressure obtained from the pen core;
A holding member for holding the pen core and pressurizing the sensor element ;
Including
The holding member includes an opening for receiving the pen core, a pressure unit provided toward the sensor element, and a pen core holder that is provided between the opening and the pressure unit and holds the pen core. And
The holding member is made of resin, and the pen core holding portion of the holding member uses the elastic deformation of the resin using a slit provided between the opening and the pressure unit, and the pen core A pen-type input device characterized in that the pen-type input device is held.
前記保持部材の前記加圧部は、ユーザによる筆圧により前記感圧導電性エラストマーを加圧することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のペン型入力装置。 The sensor element includes a pressure-sensitive conductive elastomer as an elastic member,
The pen-type input device according to any one of claims 1 to 3 , wherein the pressurizing portion of the holding member pressurizes the pressure-sensitive conductive elastomer by a writing pressure by a user.
前記保持部材の前記加圧部は、前記保護部材に当接して前記感圧導電性エラストマーを加圧することを特徴とする請求項4に記載のペン型入力装置。 Wherein the elastic member of the sensor element is constructed by laminating a protective member for protecting the pressure-sensitive conductive elastomer and the pressure-sensitive conductive elastomer,
The pen-type input device according to claim 4 , wherein the pressurizing portion of the holding member presses the pressure-sensitive conductive elastomer in contact with the protective member.
前記保持部材の前記加圧部は、前記電極パターンの形状に合わせて大きさが決定されるとともに、球面の一部を形成する加圧面が設けられることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のペン型入力装置。 The sensor element has a spiral electrode pattern,
The pressing of the holding member, along with the size is determined according to the shape of the electrode patterns, one of the claim 1-5, characterized in that the pressure surface which forms part of a spherical surface is provided pen-type input device of crab described.
前記本体の先端方向から装着されるペン芯と、
前記本体内に設けられ、装着された前記ペン芯を保持する保持部材と、
を含み、
前記保持部材は、装着される前記ペン芯の受け入れ口側に位置する一端と、受け入れられる当該ペン芯の突き当て側に位置する他端と、当該一端と当該他端との間に位置して当該ペン芯を保持するペン芯保持部とを有し、当該ペン芯保持部は、当該一端と当該他端との両端にて支持されたバネ機構により当該ペン芯を保持するものであり、
前記保持部材の前記他端側には、前記ペン芯からのインク吐出のための通気孔が設けられていることを特徴とするペン。 The body,
A pen core mounted from the front end direction of the main body;
A holding member that is provided in the main body and holds the attached pen core ;
Including
The holding member is positioned between the one end positioned on the receiving port side of the pen core to be mounted, the other end positioned on the abutting side of the pen core to be received, and the one end and the other end. A pen core holding unit for holding the pen core, the pen core holding unit is to hold the pen core by a spring mechanism supported at both ends of the one end and the other end ,
The pen, wherein a vent hole for discharging ink from the pen core is provided on the other end side of the holding member .
一方から挿入される前記ペン芯を受け入れる開口部と、
挿入された前記ペン芯を突き当てる突き当て部と、
前記開口部の側に位置する一端と前記突き当て部の側に位置する他端との間に位置して当該ペン芯を保持するペン芯保持部とを有し、
前記ペン芯保持部は、前記一端と前記他端との両端にて支持されたバネ機構により前記ペン芯を保持することを可能とするものであり、
前記保持部材は、樹脂により形成され、前記ペン芯保持部は、前記開口部と前記突き当て部との間に設けられるスリットを利用した樹脂の弾性変形を用いて、前記ペン芯を保持することを可能とすることを特徴とする保持部材。 A holding member that is provided inside the pen and holds a pen core inserted from one side,
An opening for receiving the pen core inserted from one side;
An abutting part that abuts the inserted pen core;
A pen core holding part for holding the pen core located between one end located on the opening side and the other end located on the abutting part side;
The pen core holding unit is capable of holding the pen core by a spring mechanism supported at both ends of the one end and the other end ,
The holding member is made of resin, and the pen core holding part holds the pen core by using elastic deformation of resin using a slit provided between the opening and the abutting part. A holding member characterized in that
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