JP2627462B2 - プロッタにおける多芯型ノック式ペンシルの給芯方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、作図プロッタにおける多芯型ノック式ペン
シルの給芯方法に関する。

〔従来の技術〕

一般にプロッタは、カートリッジタイプのペンを使用
して図形あるいはグラフ等を用紙あるいはシート上に描
くようにしたものである。このようなプロッタのカート
リッジは、インクを使用するものとペンシルを使用する
ものとがある。後者の場合、通常一本の芯をカートリッ
ジに収容したものと、複数の芯をカートリッジに収容し
たものとがある。

〔発明が解決しよとする課題〕

しかし、従来のプロッタでは、一本の芯を収容したカ
ートリッジを使用する場合には、多数のカートリッジを
用意し、芯がなくなった都度カーリッジを新しいものに
取り替えるようにしているため、カートリッジの取り替
え頻度が高く、しかも手動で交換するようになっている
ため交換操作が煩わしいものであった。また複数の芯を
カートリッジに使用するタイプのものは、一本の芯を収
容したカートリッジに比べてカートリッジの交換頻度は
減少するものの、従来のものは、予め芯出しを行うこと
が必要であり、芯が消耗するたびに手動による給芯作業
と芯出し作業が必要であった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上述した従来のプロッタの問題を改
善するために、多芯型ノック式ペンシルにおいて、給芯
作業と芯出し作業を簡単な構造の下で自動化できるよう
にした方法を提供する点にある。

〔課題を解決するための手段〕

上述した課題を解決するために、本発明が手段として
構成したところは、複数の芯を内蔵した芯タンク58をノ
ックすることによりチャック52を開閉せしめ先端のチッ
プ51から芯先を突出せしめる多芯型ノック式ペンシル30
を、駆動手段により水平動作とアップダウン動作を可能
としたペンキャリッジ16に装着して成るプロッタにおい
て、使用中の芯56を消耗した後、未使用芯55を給芯する
に際し、ペンキャリッジ16によりペンシル30を最大作図
範囲から外れた位置に設けたプレート95上に水平移動す
ると共に、前記プレート95の上方位置に設けたノックブ
ロック90の下方で水平往復動することにより芯タンク58
内の芯振りを行い一本の未使用芯55をチャック55内に落
込む芯振り行程と、ペンキャリッジ16によりペンシル30
を上下動しノックブロック90を介してノックすることに
より先端チップ51に残っている残芯を前記プレート95の
排芯穴95bを介して排出すると共に、前記チャック52に
落込まれた芯先を先端チップ51より突出せしめ排芯穴95
bに挿入せしめる給芯行程と、前記給芯行程により芯先
チップ51から突出された芯先を前記排芯穴95bに挿入し
た状態でペンキャリッジ16によりペンシル30を水平移動
せしめることにより出過ぎた芯先を折る芯先除去行程
と、ペンキャリッジ16によりペンシル30を作図位置に移
動すると共にノックすることにより芯先を芯先チップ51
から突出せしめる芯フィード行程とから成る点にある。

〔実施の形態〕

第１図は、本発明が適用されるプロッタの一例を示
し、シートをＸ方向に移動させながら図形をプロットす
るタイプのものである。同図において、プロッタ10は、
公知の通り、ペーパドライブローラ11、筆記ローラ12、
アジャストピンチローラ13、後述する表示パネルを含む
オペレーションパネル14、ペンキャリッジ16、ペンキャ
リッジ16に取り付けられかつペンを保持するペンホルダ
17、ペーパセットガイド18、ペーパセンサ19、カートリ
ッジタイプの交換用多芯ペンを内部に配置するペンカル
ーゼル受け口21、フィックスピンチローラ22、ペーパガ
イド23、電源スイッチ24等を有する。

第２図は、第１図に示されるプロッタ10のペンキャリ
ッジ16およびペン30の構造をより詳しく示すものであ
り、ペンキャリッジ16は、プロッタフレーム（図示せ
ず）に固定されたキャリッジガイド31に沿って移動する
ように構成されている。なお、第２図において、32はペ
ーパドライブローラ11と対向して配置されるグリップロ
ーラ、33はグリップローラ32をベルトを介して駆動する
駆動源、34はグリップローラ32から筆記ローラ12にベル
トを介してトルクを伝達するためのプーリである。ま
た、35はペーパドライブローラ11とグリップローラ32と
の間に挟まれて左右に移動するペーパである。

第３図は、第２図のペンキャリッジ16およびその周辺
機構のより具体的な構造を示しており、同図において、
ペンキャリッジ16は、ペンのアップダウン動作を行うペ
ン駆動コイル41、ペンのアップダウンの速度を検出する
速度検出コイル42、ペンのＺ軸（上下方向）の位置検出
を行うＺ軸位置検出器43、ペンキャリッジに設けられて
ペン30を保持するためのホルダ45、保持されたペン30の
ペン種別を判別するペン種判別器46等を有する。

また、ペン30は、ペンキャリッジ16のホルダ45によっ
てほぼ垂直に保持されており、その具体的な構成は、第
４図に示される。

第４図は、本発明が適用される多芯型ノック式ペンシ
ルを示しており、同図において、ペンシル30は、先端に
先端チップ51、チャック52を内臓するペンシルホルダ5
3、このペンシルホルダ53に連結されかつ複数の未使用
芯55と使用中の芯56の後部を内蔵する芯タンク58、この
芯タンク58の上部開口を塞ぐキャップ59および芯タンク
58の外周の適当な箇所に設けられたノッキングディスク
60を有する。

このような構造のペンシルが前述したペンカルーゼル
に複数本収容され、後述するように、使用中のペンに芯
がなくなったときに芯を内蔵した新しいペンを順次供給
する構造になっている。

このような構造のペンシルの芯出し動作および給芯動
作を第５図および第６図を用いて以下に簡単に説明す
る。

第５図は芯出し動作を説明しており、第５図（ａ）に
おいて、チャック52が芯56をくわえ、この芯の先端は、
先端チップ51に埋め込まれた戻り止めゴム51aを経て先
端チップ51から下方に適量突き出て使用できる状態にあ
る。第５図（ｂ）は、所定の筆圧で筆記したときに破線
の位置から先端チップ51が上方（矢印方向）に押し込ま
れる状態を示している。尚、Ｐは芯消耗量を示してい
る。第５図（ｃ）は、ペンがノックされたときにチャッ
ク52の下部が左右に開き、先端チップ51が戻り止めゴム
51aで芯を保持した状態で元の位置に戻る状態を示して
いる。第５図（ｄ）は、ノック状態がなくなったときに
芯タンク58が上方に戻り、チャック52が閉じる状態を示
している。

第６図は、芯がなくなったときの給芯動作を説明して
おり、第６図（ａ）は、芯の大部分が消耗され、この残
芯56の先端が、先端チップ51に埋め込まれた戻りゴム51
aにくわえられ、一本の未使用芯55が芯タンク58に残っ
ている状態を示している。未使用芯55は、後述する芯振
り行程によりチャック52内に落し込まれるが、残芯56と
の間には間隔Ｓがある。第６図（ｂ）は、ペンがノック
されたときチャック52の下部が左右に開き、未使用の芯
55がチャック52を介して下方に移動し、残芯６の後端に
当たった状態を示している。第６図（ｃ）は、ノック状
態がなくなったときに芯タンク58が上方に戻り、チャッ
ク52が閉じた状態を示している。残芯56は先端チップ51
でくわえられたままである。第６図（ｄ）は、先端チッ
プ51を矢印方向に押し込むことによって残芯56が外部に
排出される状態を示している。従って、後述する給芯行
程のように、ペンシル30をアップダウンさせることによ
り、先端チップ51からの残芯排出と、未使用芯55の先端
チップ51への供給を行う。

第７図は、本発明の方法を実施するために用いられる
システムの構成を示しており、同図において、制御装置
70は、CPU71、ROM72、RAM73、I/O74、表示パネル75（こ
れは第１図のオペレーションパネル14に対応）、Ｘ軸モ
ータ（Mx）76、Ｙ軸モータ（My）77、これらのモータを
制御する制御回路78、D/Aコンバータ79、第３図に示さ
れるペン駆動コイル41、速度検出コイル42、Ｚ軸位置検
出器43、ペン種判別器46によって構成されるペン駆動ユ
ニットPUとによって構成され、I/O74に他の装置から供
給される作図データに基づいてペンの駆動制御が行われ
る。

このような構成のシステムに基づく給芯動作を第８図
および第９図を用いて以下に説明する。

通常電源オフの状態では、ペンシル30は、筆記ローラ
12の面から十分に離れた位置に置かれており、作図を開
始するときには、第３図のRAM73あるいはROM72に記憶さ
れたプログラムにしたがって、CPU71はペンキャリッジ1
6に保持されているペンシル30の状態、すなわち、ペン
番号（No.）、ペンの種類（芯径）、芯の有無等をチェ
ックしてペンシル30を作図可能な状態にするための制御
動作を行う。

まず、作図を開始するにあたってCPU71の制御下にス
テップS11においてペンの種類がチェックされる。この
チェック動作はペンキャリッジ16に取り付けられたペン
種判別器46によって行われる。使用されるペンが一般の
ペンであれば、ステップS12に移って公知の一般ペンの
制御が行われる。使用されるペンが多芯型ノック式ペン
シル30であれば、ステップS13に移行し、使用されるペ
ンの番号、すなわちペン種がメモリ（RAM）72に記憶さ
れる。またペンシル30は、通常筆記ローラ12の面より若
干アップしたレベルl1（例えば、筆記ローラ12の面から
2.5mmアップした位置）の待機位置に置かれている。

つぎに、ステップS14に移行してペンシル30をダウン
させ、さらにステップS15に移って芯の有無をチェック
する（芯有無チェック行程）。この芯の有無のチェック
は、ペンシルの先端チップ51が基準位置（例えば、芯が
1.0mm消耗した位置を芯無しの判断をする面とする）よ
り沈んだか否かでチェックされる。芯がある場合には、
ステップS16に移ってペンキャリッジ16を筆記ローラ12
に沿って移動させて、作図作業を続行する。芯がない場
合には、ステップS17に移ってノッキングディスク60を
押し、芯を出す動作を行う。この場合、ペンシルは通常
の位置から最大アップ位置まで瞬間的に上昇され、これ
によりノッキングディスク60が下方に押され、芯フィー
ド動作が行われる（芯フィード行程）。このペンシルの
下降動作のときの下降速度は、芯の種類に応じて定めら
れ、速度検出コイル42で検出された速度に基づいて速度
制御を行いながら、下降させ、各芯径の実筆圧を考慮し
ながら芯なしレベルを確認する。

つぎに、ステップS18に移って、ペンダウンの動作が
再び行われ、ステップS19で芯の有無をチェックする
（芯有無再チェック行程）。芯がある場合には、ステッ
プS20に移ってペンキャリッジ16を筆記ローラ12に沿っ
て移動させて、作図作業を続行する。芯がない場合に
は、ステップS21に移って給排芯動作を開始する。

まず、ペンシル30をアップさせて待機時の位置（第８
図のレベルl1）に置き、ついで筆記ローラ12の最大作図
位置PDを超えた左端から外れた位置P1まで移動させる
（ペンシル移動行程）。

ペンシル30が筆記ローラ12の端から外れてP1位置まで
移動すると、ペンシル30は、筆記ローラ12の面よりわず
かに下のl2の位置（例えば筆記ローラ12の面の位置に対
して−0.5mm）まで下げられる。この状態は、P1位置に
破線で示され、ノックブロック90からわずかに離れた状
態に置かれる。そしてペンシル30は、このl2の位置で水
平に給排芯位置のP2まで移動される。そしてこのP2の位
置から水平にP3の位置まで複数回（例えば５回）往復
し、芯タンク58内を未使用の芯55の芯振り動作を行い、
一本の未使用芯をチャック52内に落し込む（芯振り行
程）。このとき先端チップ51は最初の位置に戻っている
ことになる。

ついで、ステップS22に移って芯振り落とし動作が行
われる。このステップでは、P2の位置でペンシル30を上
下に振動させて芯タンク58のキャップ59をその上方に位
置するノックブロック90に数回（例えば４回）当てて芯
導入動作を行う。このときのペンシル30の上下移動動作
の制御は、ペン種に応じて決められた速度で行われ、そ
の速度は、速度検出コイル42で検出された速度をチェッ
クしながら制御される。

引き続き、ステップS23に移って芯給排動作が行われ
る。このステップでは、同じP2の位置でペンシル30をア
ップダウン（例えば２回）させてチャック52あるいは先
端チップ51に残っている残芯をペンシル30から排出し、
先端チップ51の下方（例えば筆記ローラ12の面から−1.
0mm）に配置されたプレート95の排芯穴95bを介して排出
される。このときのペンシル30の上下移動動作の制御
も、ペン種に応じて決められた速度で行われ、その速度
は、速度検出コイル42で検出された速度をチェックしな
がら制御される。このため、先端チップ51の残芯の排出
と、チャック52に落とし込まれた新たな未使用芯55の先
端チップ51への供給が行われる（給芯行程）。

そこで、ステップS24に移って出過ぎた芯を折る動作
を行う。このステップでは、ペンシル30を下方にダウン
させチャック52を閉じた状態でP3位置まで水平移動さ
せ、これにより先端チップ51から出ている芯先を折る
（芯先除去行程）。

つぎに、ステップS25に移り、作図位置に戻ってノッ
キングディスク60を押す。すなわち、このステップで
は、ペンシル30はP3の位置からP2の位置へ水平移動しP1
の位置において上方に移動し、前述した待機時のレベル
l1の位置までアップし、筆記ローラ12の方向に移動して
作図位置に戻る。そしてペンシル30のノッキングディス
ク60を下方に押して先端チップ51から所定量芯を出す
（芯フィード行程）。

そして、ステップS26に移ってペンダウン動作を行
い、ステップS27に移って芯の有無のチェックを行う。
芯があれば、ステップS28に移って作図作業を続行す
る。この状態でも芯がないときには、ステップS28に移
ってCPU71は芯無しになったペンのペンNo.、ペン種をRA
M73に記憶させる。

ついで、ステップS29に移って全てのペンNo.について
芯無しを確認したか否かをRAM73の内容あるいはCPU71内
のレジスタ内容をチェックすることによって確認する。

全てのペンNo.について芯無しを確認したときには、
ステップS30に移ってペンアップの状態で芯補給を指示
し、ステップS31に移ってオペレーションパネル14の表
示パネル75を介して芯補給表示をさせる。

またステップS29において、すべてのペンNo.について
芯無しを確認していないときには、ステップS32に移っ
て次のペンに交換する動作を開始する。

このペン交換動作は、以下のようにして行われる。

まず、ペンシル30をアップさせて待機時の位置（第８
図のレベルl1）に置き、ついで筆記ローラ12の最大作図
位置PDを超えた左端から外れた位置P1まで移動させる。

ペンシル30が筆記ローラ12の端から外れてP1位置まで
移動すると、ペンシル30は、筆記ローラ12の面よりわず
かに下のl2の位置（例えば筆記ローラ12の面の位置に対
して−0.5mm）まで下げられる。この状態は、P1位置に
破線で示され、ノックブロック90からわずかに離れた状
態に置かれる。そしてペンシル30は、このl2の位置で水
平に給排芯位置のP4まで移動される。そしてこのR4の位
置で破線で示される状態から筆記ローラ12の面より高く
かつペンカルーゼルの置かれた位置l1（例えば筆記ロー
ラ12の面から2.5mm上）までアップされる。そして、ペ
ンシル30はP4の位置からカルーゼルペン位置のPcまで移
動され、ペン交換を行い、再びP4位置まで戻る。ついで
ステップS33に移り、同種のペンシルか否か確認する。
同じでなければ、ステップS34に進んでペンシルを元に
戻す動作を行う。そしステップS29に戻る。

またステップS33において、同種のペンシルであるこ
とが判明したときには、このP4の位置でl2のレベルまで
ペンシルをダウンさせ、P5位置まで移動させる。これに
より先端チップ51から出ている芯は芯折穴95cにより排
出される。この後、ペンシル30はP1位置まで移動し（こ
のときノックブロック90には衝突しない）、P1の位置に
おいて上方に移動し、前述した待機時のレベル11の位置
までアップし、筆記ローラ12の方向に移動して作図位置
に戻る。そしてペンシル30のノッキングディスク60を下
方に押して先端チップ51から所定量芯を出す。ステップ
S13に進んで前述した処理が繰り返されることになる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、プロッタにノックブロック90とプレ
ート95を設けるだけで、消耗した使用中の芯56の残芯排
出と、新たな未使用芯55の給芯を自動化することが可能
になる。

即ち、使用中の芯56を消耗した後、未使用芯55を給芯
するに際して、ペンキャリッジ16によりペンシル30をプ
レート95上に水平移動すると共にノックブロック90の下
方で水平往復動することにより芯タンク58内の芯振りを
行い一本の未使用芯55をチャック52内に落とし込む芯振
り行程により、以後の給芯行程を可能とする。そして、
この芯振り行程は、従来のプロッタに具備されているキ
ャイッジガイド31を含む水平駆動手段と駆動コイル41を
含むアップダウン駆動手段により、ペンキャリッジ16を
駆動するだけで良く、特別な専用の駆動機構を必要とし
ない。

そして、ペンキャリッジ16によりペンシル30を上下動
しノックブロック90を介してノックすることにより先端
チップ51に残っている残芯を前記プレート95の排芯穴95
bを介して排出すると共に、前記チャック52に落込まれ
た芯先を先端チップ51より突出せしめ排芯穴95bに挿入
せしめる給芯行程を行うので、その後の芯先除去行程を
可能とする。この給芯行程は、上下に配置されたノック
ブロック90とプレート95により好適に実施され、この場
合も、前記駆動コイル41を含むアップダウン駆動手段に
よりペンキャリッジ16を上下動するだけで良く、特別な
専用の駆動機構を必要としない。

引き続き、前記給芯行程により芯先チップ51から突出
された芯先を前記排芯穴95bに挿入した状態でペンキャ
リッジ16によりペンシル30を水平移動せしめることによ
り出過ぎた芯先を折る芯先除去行程を行うので、次の芯
フィード行程における芯先の適正な所定量の突出を可能
とする。特に、この芯先除去行程は、前述の給芯行程に
おいて残芯を排出するために利用されたプレート95の排
芯穴95bを介して行うので、芯折りのための特別な機構
を必要とせず、しかも、従来のプロッタに具備されてい
る駆動手段によりペンキャリッジ16を水平移動するだけ
で足りるので、特別な専用の駆動機構を必要としない。

果たして、以上の行程の後、ペンキャリッジ16により
ペンシル30を作図位置に移動すると共にノックすること
により芯先を芯先チップ51から突出せしめる芯フィード
行程を行うことにより、ペンシル30から適正な所定量の
芯先を突出せしめ、所期の作図を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による方法を実施されるプロッタの全体
構成の一例を示す斜視図、第２図は第１図のプロッタで
使用されるペンシルおよびペンキャリッジ周辺の構造を
示す断面図、第３図はペンシルおよびペンキャリッジの
より具体的な構造を示す側面図、第４図は本発明におい
て使用される多芯型ノック式ペンシルの一例を示す要部
切り欠き断面図、第５図（ａ）−（ｄ）および第６図
（ａ）−（ｄ）は第４図に示したペンシルの動作を説明
する図、第７図は本発明の方法を実施するためのシステ
ム構成を示すブロック図、第８図は本発明の方法におけ
るペンシルの動作を示す図、第９図は本発明のシステム
を説明するためのフローチャートである。 10……プロッタ、11……ペーパドライブローラ、12……
筆記ローラ、13……アジャストピンチローラ、14……オ
ペレーションパネル、16……ペンキャリッジ、17……ペ
ンホルダ、18……ペーパセットガイド、19……ペーパセ
ンサ、21……ペンカルーゼル受け口、22……フィックス
ピンチローラ、23……ペーパガイド、24……電源スイッ
チ、31……キャリッジガイド、32……グリップローラ、
33……駆動源、34……プーリ、41……ペン駆動コイル、
42……速度検出コイル、43……Ｚ軸位置検出器、45……
ホルダ、46……ペン種判別器、51……先端チップ、52…
…先端チャック、53……ペンシルホルダ、55……未使用
芯、56……使用中の芯、58……芯タンク、59……キャッ
プ、60……ノッキングデスク、PU……ペン駆動ユニッ
ト、71……CPU、72……ROM、73……RAM、74……I/O、75
……表示パネル、76……Ｘ軸モータ、77……Ｙ軸モー
タ、78……モータ制御回路、79……D/Aコンバータ、80
……ペンアップ／ダウン制御回路、90……ノックブロッ
ク、95……プレート、95b……排芯穴。

フロントページの続き (72)発明者 石川 唯夫 東京都杉並区久我山１丁目７番41号 岩 崎通信機株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−29399（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−317790（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−46699（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の芯を内蔵した芯タンク58をノックす
   ることによりチャック52を開閉せしめ先端のチップ51か
   ら芯先を突出せしめる多芯型ノック式ペンシル30を、駆
   動手段により水平動作とアップダウン動作を可能とした
   ペンキャリッジ16に装着して成るプロッタにおいて、 使用中の芯56を消耗した後、未使用芯55を給芯するに際
   し、ペンキャリッジ16によりペンシル30を最大作図範囲
   から外れた位置に設けたプレート95上に水平移動すると
   共に、前記プレート95の上方位置に設けたノックブロッ
   ク90の下方で水平往復動することにより芯タンク58内の
   芯振りを行い一本の未使用芯55をチャック52内に落込む
   芯振り行程と、 ペンキャリッジ16によりペンシル30を上下動しノックブ
   ロック90を介してノックすることにより先端チップ51に
   残っている残芯を前記プレート95の排芯穴95bを介して
   排出すると共に、前記チャック52に落込まれた芯先を先
   端チップ51より突出せしめ排芯穴95bに挿入せしめる給
   芯行程と、 前記給芯行程により芯先チップ51から突出された芯先を
   前記排芯穴95bに挿入した状態でペンキャリッジ16によ
   りペンシル30を水平移動せしめることにより出過ぎた芯
   先を折る芯先除去行程と、 ペンキャリッジ16によりペンシル30を作図位置に移動す
   ると共にノックすることにより芯先を芯先チップ51から
   突出せしめる芯フィード行程とから成ることを特徴とす
   るプロッタにおける多芯型ノック式ペンシルの給芯方
   法。