JP2807056B2

JP2807056B2 - プロッタのための自動ペン交換装置

Info

Publication number: JP2807056B2
Application number: JP2172575A
Authority: JP
Inventors: デイビッド・エイ・ジョンソン
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: HP Inc
Priority date: 1989-06-29
Filing date: 1990-06-29
Publication date: 1998-09-30
Anticipated expiration: 2013-09-30
Also published as: DE69002706T2; JPH0338400A; EP0405769B1; US4920357A; ES2043280T3; DE69002706D1; CA2009499A1; EP0405769A1

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は回転可能なターレット（rotatable turret）
内に格納されている複数個のペンを使用するコンピュー
タ駆動のプロッタに関し、特に、人間が介入することな
く使用済のプロット・ペン（plotting pen）を自動的に
交換可能な装置に関するものである。

〔従来技術とその問題点〕

低コストのマイクロプロセッサの出現に伴い、高速度
及び高分解能のペン・プロセッサは飛躍的に発展してき
ている。通常は外部コンピュータからの命令によって駆
動されるこのようなペン・プロッタは、用紙または他の
インクを吸収する（receiving）媒体を支持する手段
と、プロット中に用紙または他のインクを吸収する媒体
を前後に移動させる機構と、プロット動作（plotting）
中にペンを支持するキャリッジ（carrige）と、プロッ
ト中に用紙の運動に対して垂直にキャリッジを移動させ
る機構と、プロットに使用する複数個のペンを格納する
ためのペン・ターレットと、ターレットを回転させる機
構を含む。

ペン・ターレットを使用することによって、異なる色
や、異なる幅のペン先等を有する複数個のペンを利用し
て多様なペン・プロットが可能となる。マイクロプロセ
ッサによってプロットに使用するペン・シーケンスを選
択し、特定のペンをそこから選択する場合には、適切な
時点でペン・ターレットを駆動し、ターレットを回転さ
せる。

1983年11月22日に発行された米国特許第4,417,258号
には、グリップ・クロウ（gipping claws）を有するペ
ン・キャリッジをプロットに使用するために連動するク
ロウでペンをペン・ステーブル（pen stable）からつか
み、使用後はペンをペン・ステーブル（pen stable）に
戻す双方向ペン交換器が開示されている。複数個のペン
・ステーブルはペン・キャリッジのためのスライダ棒の
どちらかの端部に配置され、ペン・ステーブルはペン・
キャリッジに対して垂直に移動してペン・キャリッジと
選択的にかみ合う。

1988年２月25日発行の米国特許第4,573,129号には、
連動するクロウを使用してプロット・ペンの存在または
欠如を決定する方法と、プロッタの電源投入時毎に実行
される初期状態設定ルーチンについて開示されている。
この技術は、機械的なスイッチまたは光学センサの使用
なしに実施される。

1987年12月29日発行の米国特許第4,716,420号には、
回転可能なターレットがペン・キャリッジに多種のペン
を供給する代表的な従来の構成が開示されている。ここ
ではまた専用のモータを必要とせずにターレットを回転
させる方法も開示されている。

1985年８月６日発行の米国特許第4,533,929号には、
プロッタ・ペンの分類を組み込み、ペン・キャリッジと
共に動くプロッタ・ペン・アセンブリが開示されてい
る。

このような従来のプロッタは、プロットの目的では良
好に動作するが、使用済のペンを新しいペンに交換する
には使用者による操作が必要である。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、ユーザーの介入することなく、自動
的に新しいペンと交換することが可能な装置を提供する
ことにある。

〔発明の概要〕

本発明では、異なる種類からなる複数個のペンを保持
するスロットを有するターレットを用いたプロット・ペ
ンのキャリッジ・アセンブリの一端部に、複数個の同じ
種類の新しいペンを収納するペン・マガジンのアレイが
設けられる。移動キャリッジはマガジンとターレットの
間に配置されている。この移動キャリッジは、使用済の
ペンをターレットから取り出し、廃棄する。続いて、移
動キャリッジは新しいペンを移動キャリッジに噛み合う
ように配置する適当なマガジンから取り出し、ペンの先
端からキャップを取り外すフォークにペン先を通す。最
後に移動キャリッジは以前使用したペンが空いたターレ
ット内のスロットに同じ種類で新しいペンを取り付け
る。

従来に比べて、本発明ではプロッタの長時間にわたる
自動的動作を可能とし、その結果、ユーザーに対する実
質的コストを低減させる。

〔発明の実施例〕

本願明細書では移動プロッタ・ペンと連動するグリッ
プ・クロウ（gripping claws）またはフィンガを参考に
している。このようなクロウは周知で、例えば、本願明
細書に参考文献として引用した米国特許第4,573,129号
等に開示されている。

第１図は本発明の一実施例であるプロッタ１の使用済
のプロッタ・ペンＰを自動的に交換する装置を示す。典
型的には、本実施例は一般に米国特許第4,716,420号に
示された形式の従来のペン・ターレット（pen turret）
２を備えている。ペン・ターレット２はペン・キャリッ
ジのスライダ棒22の一方の端部付近でプロッタのフレー
ムに取りつけられている。ターレット２は垂直方向に延
びる軸を中心に回転可能であり、モータ（図示せず）に
よって回転される。

ターレット２は複数個のペン・スロット（pen slot
s）８を有し、通常、異なる種類のプロッタ・ペンＰが
装填される。このようなプロッタ・ペン８にはさまざま
な色や多くのペン先端部の太さのものが用いられる。各
ペンＰは、スロット８内に取りつけられた一組の対向す
るグリップ部材12によってペン・ターレット２内のスロ
ット８に取り出し可能に保持されている。グリップ部材
12は好ましくは固定フィンガ14とピボット支持されたフ
ィンガ（pivotaly mounted finger）16とから成り、こ
のフィンガ16はペン保持位置等固定フィンガ14に向かっ
て押しつけられている。これは、グリップ部材12固有の
弾性またはバイアスばね（biasing spring）（図示せ
ず）によるものである。フィンガ16は第2D図に示すよう
に切頭突起状の自由端部を有している。

ペン・キャリッジ20は、作図表面24を横切るようにプ
ロッタ・ペンＰを移動させるため、キャリッジ・アセン
ブリのスライダ棒22上に取りつけられている。ペン・キ
ャリッジ20の位置は、位置決めモータ26と連結ベルト28
によって制御される。位置決めモータ（positioning mo
tor）26は、従来の中央処理ユニットによって駆動され
る。ペン・キャリッジ20は、その上に一組の対向する弾
性のあるグリップ・クロウがペンＰをプロット位置に堅
固に保持し、かつプロッタ・ペンＰをターレット２へま
たはターレット２からの移送を促進する。

各々が新しいキャップ付のペンを収納しているペン・
マガジン（pen magazine）42の直線アレイ（linear arr
ay）40がマガジン・スライダ棒44上に取り付けられ、こ
れにより、各ペン・マガジン42は、スライダ棒22にそっ
て移動するペン・キャリッジ20の動きに対して垂直方向
に移動する。アレイ40の位置は、位置決め手段によって
制御されるが、このような位置決め手段によって本発明
は限定されるものではない。ペン・マガジンのアレイ40
は必ずしも直線的に配列するアレイである必要はなく、
アレイ内の各マガジンのペン供給端部が適当な形式の新
しいペンを供給するため移動キャリッジ付近に適切に配
置される限り、ペン配列ターレット上に放射状に配列し
てもよい。位置決めモータ46は新しいペンをプロッタに
供給する必要に応じた時間関係で中央処理ユニットによ
って駆動される。

ペン・ターレット２上の各ペン・スロット８に少なく
とも１つの対応するペン・マガジン42がアレイ40内に存
在することが好ましい。それによって、各スロット８が
異なる種類のペンＰを保持している場合、夫々がある種
類の複数個のペンを保持するマガジンがターレット・ス
ロット内の同一の種類の使用済のペンを交換するために
用いられる。各ペン・マガジン42は、ターレット２上に
設けられるグリップ・フィンガ14、16と同様な一組のペ
ン・グリップ部材またはフィンガ50、51を備えたペン供
給端部または吐出し端部43を有している。このような端
部は新しい交換用ペンを移動キャリッジ52によって取り
出される位置に保持する。各ペン・マガジン42には圧縮
ばね54または他の押圧手段が設けられ、ペンを常にマガ
ジン42の吐出し端部43でグリップ・フィンガ50、51に向
けて供給する。ばね54はペン給送動作中に移動キャリッ
ジ52によって印加される対向力に抵抗するのに十分なば
ね力のものが選択される。

移動キャリッジ52はマガジン・アレイ40とペン・ター
レット２の間で移動するようにスレイダ棒60上に取り付
けられる。モータ62と駆動ベルト64から成る位置決め手
段は、移動キャリッジ52を第2A図の停止位置と、第2C図
の新しいペンの受取り位置と、第2E図の新しいペンの供
給及び使用済ペンの受取り位置との間で移動させる。移
動キャリッジ52は対向するペン・グリップ・クロウ66、
68を備えている。クロウ66は、移動キャリッジ52が停止
位置（第2A図）から中間位置（第2B図）を経て新しいペ
ンの受取り位置（第2C図）へ移動する際、クロウ66がペ
ン・マガジンの供給端部43でピボット支持されたフィン
ガ51とカム状に係合うし、これを開放する位置に（enga
ges and cams open pivotally mounted finger）に配置
されている。ピボット支持されたグリップ・フィンガ51
は、ばね（図示せず）によって通常バイアスがかけら
れ、その上部またはペン保持位置に保たれている。

移動キャリッジ52が、図示するようにペン受取り位置
から使用済ペン受取り／新しいペンの供給位置（第2E
図）へと右に移動すると、キャリッジ52はターレット２
にかなり近接する位置に配置される。第2D図と第2E図に
示すように、キャリッジ52上のクロウ66は下方向にカム
移動し（cammed downwardly）、ターレット２上のペン
・グリップ部材12のピボット支持されたフィンガ16の下
側表面と係合することによってキャリッジのクロウを開
放する。複数個のターレット２のペン・スロット８はそ
れぞれ同様なグリップ部材12のセットがその中に取り付
けられる。

新しいペンを受取った後、ターレット２は第2G図の点
線で示した位置に回転し（図では約180度である）、ペ
ン・キャリッジのグリップ・クロウ30、31の進行方向の
一端に近接する新しいペンを有するスロットを、新しい
ペンをペン・キャリッジ20へと供給する位置、または使
用済のペンをそこから受取る位置に配置される。この目
的のために、ペン・キャリッジのグリップ・クロウ30、
31は移動キャリッジ52上の上述のグリップ・クロウ66、
68と同様な構造である。

第2A図に示す移動キャリッジ52の停止位置とペン・マ
ガジンのペン供給端部43の中間はペン供給ゲート80であ
る。ゲート80は垂直軸82を中心にピボット運動するよう
に取り付けた分岐アングル部材（bifurcated angle mem
ber）から成る。ゲート80には実線で示す反時計方向に
ゲートが押されるようにバイアスがかけられ、それによ
ってゲートのアングル部材の１つの脚84が停止ポスト86
に対し常時押圧され、かつ、アングル部材の垂直に間隔
を隔てた一組のペン・ブロック脚88（第３図参照）が移
動キャリッジ52内の使用済ペンの進行パスを封鎖し、同
時にペンの取り付け（tipping of the pen）を防ぎ、か
つペンがゲート80を越えて左に移動することを防止す
る。移動キャリッジ内の使用済ペンが最初にブロック脚
88と係合した後、移動キャリッジ52の継続的な左方向へ
の移動によって、クロウ66、68は開き、そして使用済ペ
ンを開放し、ペンは重力で受け容器（receptacle）また
は受取りシュートに落下させることができる。脚88によ
って新しいペンを移動キャリッジ52から押し出すことな
く、移動キャリッジ52内の新しいペンがブロック脚88と
係合するとゲート80は時計方向（第１図参照）に容易に
ピボット移動することができる。

マガジン・アレイ40中の新しいペンには、それぞれペ
ン先の損傷を防き、インク漏れまたは蒸発による損失を
防ぐために、取り外し可能なキャップがスナップ式に取
り付けられている。キャップＣを新しいペンから取り外
すため、各キャップには円形状のフランジＦが設けられ
ている。ペン・キャップ取り外し手段は、移動キャリッ
ジ52の進行路上の固定位置に取り付けられた固定式傾斜
フォーク90（stationaly inclied fork）から構成され
る。第3A図に示されるように、フォーク90は、廃棄キャ
ップ容器（receptable）の上側に垂直に配置され、ある
間隔を隔てた一組のフィンガ92を有する。キャップ付ペ
ンＰがターレット２に向かって右に移動されるために移
動キャリッジ52によって保持されると、キャップＣのフ
ランジＦは間隔を隔てたフィンガ92の下側と係合し、こ
の下側フィンガによってキャップにさらに下側方向の力
が加わり、キャップＣが新しいペンから取り外される。
そして、取り外されたキャップを受け容器または他の廃
棄手段へ落とす。

動作いつプロット・ペンＰが使い果たされたかを決定する
従来の光学的センサをプロッタ１に用いることも可能で
ある。現在使用中のペンが使い果たされたものと決定さ
れると、センサはプロッタの中央処理ユニットへ信号を
送り、この中央処理ユニットは作図表面24からペンを持
ち上げ、自動的ペン交換のため、一時的にプロットを中
止するようにプログラムされている。ペン・キャリッジ
20はその後モータ26及びベルト28の動作によってペン・
ターレット２に近接した位置に位置決めされる。使用し
ていたペンＰが取り出されたばかりなのでまだ回転して
いないターレット２は、第2G図の点線位置にすでに示し
ているが、ペン・キャリッジ20から使用済のペンＰを受
取るための空のスロット８を有している。ペン・キャリ
ッジ20はペン・キャリッジのクロウ31がターレット上に
ピボット支持されたフィンガ16と係合して、ターレット
・フィンガ16を開放位置にカム移動させるまでターレッ
ト２の方向に移動し、それによって使用済ペンＰはペン
・ターレット２の空のスロット８内のグリップ手段へ移
送することができる。

そしてペン・ターレット２は約180度回転し、使用済
のペンを有するターレット・スロット８を第2G図の実線
位置に配置させ、使用済ペンを移動キャリッジ52へ移動
し、移動キャリッジは次に使用済ペンの受取り／新しい
ペンの供給位置（第2E図）に配置させ、そこでターレッ
ト２上にピボット支持されたフィンガ16によって移動キ
ャリッジ52上の移動可能なクロウ66が開放された後に、
使用済ペンが移動キャリッジへと移動させる。この動作
と同時に、交換用ペン・マガジン42のアレイ40はモータ
46とベルト48によって、使用済ペンＰに対応する種類の
交換用ペンを収納するマガジンが移動キャリッジ52と噛
み合う位置になるようにスライダ棒44にそって位置決め
される。

移動キャリッジ52は次に停止位置（第2A図）を通って
第2B図に示す中間位置へ移動する（図では左方向）。こ
の中間位置において、交換用ペンがマガジン42から移動
キャリッジ52へ移送される新しいペンの受取り位置（第
2C図）に移動キャリッジ52が完全に到達する前に、移動
キャリッジのクロウ66、68がピボット支持されるゲート
80と嵌合することで、可動クロウ66が開き、把持されて
いた使用済ペンが受け容器Ｒに落ちる。

本願明細書では、本発明をペン・ターレット２がペン
・キャリッジ20のスライダ棒22の一端部付近のプロッタ
の固定位置に取り付けたプロッタ１を参照して説明して
きたが、ペン・ターレット２はペン・キャリッジ20と共
に移動するようにペン・キャリッジ20上に設けてもよ
い。

〔発明の効果〕

以上説明したように、ユーザーによるマニュアル動作
を省略し、制御可能にペンの自動交換をおこなうことが
できる。また、より高品質ののペン・プロットを能にす
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例である自動ペン交換装置を備え
るプロッタの概略図。第2A図から第2K図は第１図に示した自動ペン交換装置の
動作説明図。第３図は第１図の第１図に示した自動ペン交換装置の動
作説明図。第3A図は第３図の平面図である。 1:プロッタ、2:ペン・ターレット、 8:スロット、14、16:フィンガ、 20:移動キャリッジ、 26,46:位置決めモータ、28,48:連結ベルト、 30,31:グリップ・クロウ、40:アレイ、 42:ペン・マガジン、43:ペン供給端部、 50,51:ペン・グリップ部材、 62:モータ、64:駆動ベルト、 66,68:ペン・グリップ・クロウ、 R:受け容器、F:フランジ、C:キャップ、 90:フォーク、92:フィンガ。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】プロッタ・ペン（Ｐ）を取り外し可能な状
態で保持し、用紙上を移動するペン・キャリッジ（20）
を備えるプロッタに用いる自動ペン交換装置において、複数個のスロット（８）を備え、その中に前記プロッタ
・ペンを保持するペン・グリップ手段（12）を有する前
記プロッタに装着可能な円形状のペン・ターレット
（２）と、複数個の新しいプロッタ・ペンを夫々把持するペン・グ
リップ手段（50,51）を備える複数個のペン・マガジン
（42）と、前記プロッタ・ペンを把持する手段（66,68）を備え、
前記ペン・マガジン（42）と前記ペン・ターレット（2
0）間で前記プロッタ・ペンを搬送するための移動キャ
リッジ（52）と、前記ペン・ターレット（２）の前記ペン・グリップ手段
（12）と前記スロット（８）が前記ペン・キャリッジ
（20）のプロッタ・ペンを把持する手段（30,31）と嵌
合する位置から前記移動キャリッジ（52）の前記プロッ
タ・ペン把持手段（66,68）と嵌合する位置の間を移動
するように、前記ペン・ターレット（２）を回転させる
手段と、前記複数のペン・マガジン（42）の前記ペン・グリップ
手段（50,51）を選択的に前記移動キャリッジ（52）の
前記プロッタ・ペン把持手段（66,68）と嵌合させるよ
うに前記ペン・マガジン（42）を移動させる手段と、前記移動キャリッジ（52）の前記プロッタ・ペン把持手
段（66,68）が前記ペン・ターレット（２）のペン・グ
リップ手段（12）と嵌合する位置から前記ペン・マガジ
ン（42）のペン・グリップ手段（50,51）と嵌合する位
置の間を移動するように、前記移動キャリッジ（52）を
駆動する手段と、前記移動キャリッジ（52）の移動通路上に設けられ、前
記移動キャリッジ（52）が前記ペン・マガジン（42）に
向かって移動するとき、前記移動キャリッジ（52）の前
記プロッタ・ペン把持手段（66,68）と嵌合して前記プ
ロッタ・ペン把持手段（66,68）を開き、前記プロッタ
・ペンを解放するゲート（80）とを具備することを特徴
とするプロッタのための自動ペン交換装置。
【請求項２】請求項第１項記載のプロッタのための自動
ペン交換装置はさらに前記移動キャリッジ（52）の移動
通路上に設けられ、前記移動キャリッジ（52）が前記ペ
ン・ターレット（２）に向かって移動するとき、前記移
動キャリッジ（52）の前記プロッタ・ペン把持手段（6
6,68）によって把持されるプロッタ・ペンのキャップと
係合して前記キャップを前記把持されるプロッタ・ペン
から取り外す手段（90）と、前記取り外された前記キャ
ップを受け取る容器（Ｒ）を含むことを特徴とするプロ
ッタのための自動ペン交換装置。
【請求項３】請求項第２項記載のプロッタのための自動
ペン交換装置において、前記ペン・マガジン（42）の数
は、前記ペン・ターレット（２）の前記スロット（８）
の数と等しいことを特徴とするプロッタのための自動交
換装置。