JPH05147388A - プロツタにおける芯繰り出し装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 芯クランプした圧電素子の共振周波数から芯
の長短等の状態を検出する。 【構成】 ペンシルホルダ８に、芯２４にペンシルホル
ダ８から突出する方向に運動力を与える第１の圧電素子
１４を設け、ペンシルホルダ８の下端には、芯２４を固
定及び固定解除する方向に変形する第２の圧電素子２０
を設ける。第１の圧電素子１４にコントローラから超音
波信号が供給されると第１の圧電素子１４の振動によっ
て芯２４がペンシルホルダ８の下端から突出する方向に
運動力が付与される。このとき、第２の圧電素子２０に
コントローラから変形信号を与えて第２の圧電素子２０
による芯２４の固定を解除すると、芯２４はペンシルホ
ルダ８から突出する方向に繰り出される。第２の圧電素
子２０が芯２４を固定した状態で第２の圧電素子２０に
高周波信号を与え、この第２の圧電素子２０の共振周波
数から芯の長さ及び芯なしを検出するとともに共振周波
数の変化量から芯折れを検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はペンシルホルダを用いた
プロッタにおける芯繰り出し装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、此種のプロッタにおいては、チャ
ックでペンシルホルダ内の芯をクランプあるいはクラン
プ解除しペンシルホルダ内の芯を突出する方向に繰り出
すチャック方式がある。このチャック方式ではペンシル
ホルダ内の芯の長短即ち残芯量あるいは芯なし等の検出
は、ペンシルホルダの下降位置を測定したり、実際に芯
をセンサ等で検出して行なっていた、また、押し棒でペ
ンシルホルダ内の芯を突出方向に繰り出す押し棒方式で
は、芯の状態は押し棒の位置で検出していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする問題点】上記押し棒方式は構
造及び制御が複雑となる欠陥が存した。また、上記チャ
ック式においては、ペンシルホルダにノック動作を付与
した後でないと、芯の状態が検出できないという欠陥が
存した。本発明は上記欠陥を除去することを目的とする
ものである。

【０００４】

【問題点を解決する手段】上記目的を達成いするため、
本発明はペンシルホルダと、該ペンシルホルダに内置さ
れ芯に作画面に対して略垂直軸線上で接近する方向に運
動力を付与する第１の圧電素子と、前記ペンシルホルダ
の下部に配置され前記芯を固定及び固定解除するための
第２の圧電素子と、前記第２の圧電素子に高周波信号を
付与する手段と、前記第２の圧電素子の共振周波数から
該圧電素子がクランプする芯の状態を検出し、且つ前記
第１及び第２の圧電素子に芯繰り出し制御信号を付与す
るコントローラとを備えたものである。

【０００５】

【作用】第２の圧電素子による芯の固定を解除したとき
に、第１の圧電素子の振動作用によって芯を所定量ペン
シルホルダから突出する方向に送り、作画時は、第２の
圧電素子を変位させてペンシルホルダに芯を固定する。
コントローラは、芯をクランプした第２の圧電素子を高
周波信号によって、振動させ、この振動の共振周波数か
ら芯の種々の状態を検出する。

【０００６】

【実施例】以下に本発明の構成を添付図面に示す実施例
を参照して説明する。２はプロッタの画線ヘッドであ
り、図板４に対して任意のＸＹ方向に平行移動可能にＸ
Ｙガイド機構（図示省略）によって支持されている。６
はペンシルホルダ８のつば部８ａを軸方向にずれないよ
うに脱着自在に保持するペンアームであり、ヘッド２に
内置された昇降体１０に固設されている。前記昇降体１
０には一方向に付勢された移動アーム１２が回転自在に
軸支され、該移動アーム１２と前記ペンアーム６との挾
持作用でペンシルホルダ８を脱着自在に保持している。
前記画線ヘッド２とプロッタの機体側に設けたペンスト
ッカ（図示省略）との間で相互にペンシルホルダ８の交
換を行なうことができるように構成されている。前記ペ
ンシルホルダ８の円柱状の中空部には、管状の縦モード
の第１圧電素子１４と環状のゴムブッシュ１６が嵌着さ
れたパイプガイド１８が嵌合接着されている。

【０００７】前記パイプガイド１８の軸穴の拡径部に
は、リング状の横モードの第２圧電素子２０が嵌合接着
されている。前記ペンシルホルダ８の小径部と、前記圧
電素子１４の内径部及びゴムブッシュ１６の内径部には
芯ガイドパイプ２２が嵌挿配置されている。前記芯ガイ
ドパイプ２２には鉛芯２４が配置され、該鉛芯２４の先
端部分は、圧電素子２０に嵌合している。

【０００８】前記圧電素子１４，２０はペンシルホルダ
８に固着されたリング状の接点２６，２８と画線ヘッド
２に固設された接点端子３０，３２を通じて、図６に示
す如く、それぞれ、高周波（超音波）駆動回路３４，３
６に接続している。前記高周波駆動回路３４，３６は芯
繰出し制御回路３８及び残芯量検出回路４０を介してホ
ストＣＰＵに接続している。前記圧電素子２０には、共
振検出回路４２が接続し、該回路４２は、振動周波数・
電圧変換回路即ちＦ／Ｖ変換回路４４を介して、残芯量
検出回路４０に接続している。

【０００９】前記昇降体１０は、ヘッド２に内蔵された
公知のムービングコイルなどの昇降駆動装置の出力軸に
連結し、該昇降体１０の最上昇位置からの下降量は、昇
降体１０に取付けられたセンサフラグ４６と、ヘッド２
に固設された検出センサ４８とによって検出されるよう
に構成されている。次に本実施例の作用について説明す
る。図４において、作図モードに移行すると、ＣＰＵは
高周波駆動回路３６を駆動して、第２圧電素子２０にこ
れを縮少する直流信号を加えるとともに微小横振動信号
を加える（ステップ１）。これにより第２圧電素子２０
は芯２４をクランプするとともに、横振れ微小振動す
る。

【００１０】この第２圧電素子２０の振動の共振周波数
が共振検出回路４２により検出され、Ｆ／Ｖ変換回路４
４によって電圧信号に変換されて、残芯量検出回路４０
に供給され、後述する残芯量検出ルーチン（ステップ
３）移行して、初期残芯量が検出される。次に第２圧電
素子２０に対する縮少信号及び微少振動信号の印加を停
止し圧電素子２０により芯２４のクランプを解除する
（ステップ４）。

【００１１】次に、ステップ５で圧電素子１４，２０に
より芯の繰り出しを行なう。この芯繰り出し動作は、図
３に示されている。図３Ａに示すように第２圧電素子２
０による芯２４のクランプが解除され、第１圧電素子１
４に下方向進行波発生高周波信号が印加されると、芯ガ
イドパイプ２２は、圧電素子１４に対してデルタＤ程下
降し、芯２４を、芯ガイドパイプ２２の下降分圧電素子
２０から突出させる（図３Ｂ参照）。次に、第２圧電素
子２０に縮少信号が加えられ、第２圧電素子２０は、芯
２４をクランプする（図３Ｃ参照）。次に、第１圧電素
子１４に上方向進行波発生高周波信号が印加され、芯ガ
イドパイプ２２は元の位置にデルタＤだけ上昇する。こ
のとき、第２圧電素子２０により、芯２４はクランプさ
れたままなので、芯ガイドパイプ２２のみ上昇する（図
３Ｄ参照）。

【００１２】次にステップ６で、第２圧電素子２０に微
少振動信号が加えられ、共振検出回路４２によって第２
圧電子２０の共振周波数が検出される（ステップ７）。
次に、後述する残芯量検出ルーチンに移行し、芯２４の
長さ即ち残芯量が検出される（ステップ８）。次に、Ｃ
ＰＵはステップ９で芯の所定量の繰り出しが完了したか
判断し、否定を判断するとステップ４に戻る。ステップ
９で肯定を判断すると、昇降体１０を下降して、第２圧
電素子２０に芯クランプ信号及び横振れ微少振動信号が
加えられた状態で、芯２４の先端を図板４上の用紙に圧
接する一方、画線ヘッド２を、図板４面に沿ってＸＹ方
向に移動して、作画動作を行なう（ステップ１０）。

【００１３】次にＣＰＵは、ステップ１１で作画が終了
したかどうか判断し、否定を判断すると、ステップ１２
で昇降体１０が所定量下降したかどうか、即ち、繰り出
した芯２４の摩耗量を検出し、芯摩耗量が所定量に達し
ていなければ、作画を続行し、芯摩耗量が所定量に達し
た場合には、ステップ４に戻る。次に、図５のフローチ
ャートを参照して、残芯検出ルーチンについて説明す
る。 ステップ１で第２圧電素子２０の共振周波数に基
づいて、残芯量を設定する。

【００１４】芯２４を第２圧電素子２０でクランプした
状態で、第２圧電素子２０を微少加振させると、芯２４
の長さによって、第２圧電素子２０の共振周波数が変化
する。芯２４が短いときは高周波に共振し、芯２４が長
いときは低周波数に共振する。この共振周波数を測定す
ることで芯の長さ、つまり残芯量を検出できる。ステッ
プ２で残芯量検出回路４０が、共振周波数が所定レベル
よりも高いがどうか判断し、肯定を判断すると、ステッ
プ５でＣＰＵは芯なしと判断し、作画を停止して（ステ
ップ７）、次の処理例えばエラーメッセージを表示する
とともに給芯動作へ移行する（ステップ８）。ステップ
２で否定を判断すると、次にステップ３で共振周波数変
化量が所定値より大であるか否か判断し、肯定を判断す
ると、芯折れを判断して（ステップ６）、作画を停止す
る（ステップ７）。

【００１５】次に、ステップ８で、例えばエラーメッセ
ージを表示するとともに、ペンシルホルダ交換動作に移
行する。ステップ３で否定を判断すると、ＣＰＵはステ
ップ４で残芯量をメモリする。次にペンシルホルダの他
の実施例を図７及び８を参照して説明する。５０はペン
シルホルダであり、これに芯ガイド支持部材５２が固定
され該部材５２に芯ガイド５４が図板４面に対して垂直
方向にスライド自在に嵌合している。

【００１６】前記芯ガイド５４のつば部は、スプリング
５６の弾発力によって、支持部材５２の底部の水平面に
弾接している。５８はホルダガイドアームであり、画線
ヘッドに固定されている。芯２４の先端は芯ガイドさ
れ、且つ、ホルダガイドアーム５８の穴に遊嵌してい
る。他の構成は、図１に示す実施例と同一である。上記
した構成において、図７に示す状態から芯２４が消耗す
ると、ペンシルホルダ５０が昇降体１０（図１参照）か
らの下降力によって下降し、１回の芯の下降作画で、芯
２４がデルタＤ分消耗するまで作画が可能である。

【００１７】図８の状態までペンシルホルダ５０が下降
したら、この下降を図１に示すセンサ４８で検出し、ペ
ンシルホルダ５０を上昇して、所定量の芯の繰り出しを
行なう。図１の実施例の場合は、第２圧電素子２０から
突出している芯２４が消耗する都度、芯２４を繰り出す
必要があるのに対し、図７に示す実施例の場合は、１回
のペンシルホルダ下降における作画時間を長くすること
が可能である。次に、芯クランプ・繰り出し機構の他の
実施例を図９を参照して説明する。６０は金属から成る
ペンシルホルダであり、画線ヘッドのペンアームと移動
アームに軸方向にずれないように脱着可能に保持されて
いる。

【００１８】６２はペンシルホルダ６０の大径な円柱状
の空間部６０ａに配置された管状の第１圧電素子であ
り、その上端がケーシング部材６０の水平面に固着され
ている。６４は金属製のクランプ部材であり、管状部の
上部に縮径し得るように割りが形成されている。前記ク
ランプ部材６４の下部のつば部は、前記第１圧電素子６
２の下端に固着されている。前記クランプ部材６４の管
状部の内周面にはゴムパイプなどのクランプパイプ６６
が嵌着されている。

【００１９】前記クランプ部材６４の管状部の外周面に
は管状の第２圧電素子６８が固着されている。前記ペン
シルホルダ６０の下部には、芯ガイド兼用キャップ７０
が固定され、該キャップ７０のガイド穴にゴム材料から
成る芯ガイド７２が固着されている。２４は芯であり、
ペンシルホルダ６０の軸穴６０ｂ、クランプパイプ６６
内及び芯ガイド７２内に挿入配置されている。上記した
構成において、第２圧電素子６８にコントローラから縮
径方向の電気信号を供給し、第２圧電素子６８を縮径さ
せて、芯２４をクランプパイプ６６内にクランプする。

【００２０】次に、第１圧電素子６２に伸長方向の電気
信号を印加する。この電気信号によって、第１圧電素子
６２が伸び、芯２４は、芯ガイド７２との摩擦力に抗し
て下方向に芯ガイド７２に対して摺動する。第１圧電素
子６２が伸び切ったとき、第２圧電素子６８に縮径方向
とは反対方向の極性の電気信号を供給して、芯２４のク
ランプを解除する。

【００２１】次に、第１圧電素子６２に逆方向の極性の
電圧を印加する。これにより芯ガイド７２が芯２４を保
持した状態で第１圧電素子６２が縦方向に圧縮する。芯
２４はクランプパイプ６６に対して下方向に相対的にス
ライドする。この動作をくり返し行なうことにより、芯
２４は順次芯ガイド７２から突出する方向にくり出され
る。前記第１及び第２圧電素子６２，６８への正逆電気
信号は、交流電圧によって供給される。

【００２２】尚、画線ヘッドにペンシルホルダを一体的
に構成し、画線ヘッドとストッカとの間でペンシルホル
ダの交換ができない構成としても良い。

【００２３】

【効果】本発明は上述の如く芯をクランプする圧電素子
の共振周波数を測定することで芯の状態即ち、残芯量、
芯無し、芯折れを検出することができる。また、圧電素
子が芯をクランプしている状態であれば、芯状態の検出
が可能なため、特にペンシルホルダのノック動作やアッ
プダウン動作を必要としない等の効果が存する。

【図面の簡単な説明】

【図１】画線ヘッドの側面図である。

【図２】ペンシルホルダの一部を切り欠いた外観図であ
る。

【図３】芯繰り出し動作原理を示す説明図である。

【図４】フローチャートである。

【図５】フローチャートである。

【図６】ブロック回路説明図である。

【図７】ペンシルホルダの他の実施例を示す断面図であ
る。

【図８】ペンシルホルダの他の実施例を示す断面図であ
る。

【図９】ペンシルホルダの他の実施例を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

２ 画線ヘッド ４ 図板 ６ ペンアーム ８ ペンシルホルダ ８ａ つば部 １０ 昇降体 １２ 移動アーム １４ 圧電素子 １６ ゴムブッシュ １８ パイプガイド ２０ 圧電素子 ２２ 芯ガイドパイプ ２４ 芯 ２６ 接点 ２８ 接点 ３０ 接点端子 ３２ 接点端子 ４６ センサフラグ ４８ 検出センサ ５０ ペンシルホルダ ５２ 支持部材 ５４ 芯ガイド ５６ スプリング ５８ ガイドアーム ６０ ペンシルホルダ ６２ 圧電素子 ６４ クランプ部材 ６６ クランプパイプ ６８ 圧電素子 ７０ キャップ ７２ 芯ガイド

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ペンシルホルダと、該ペンシルホルダに
   内置され芯に作画面に対して略垂直軸線上で接近する方
   向に運動力を付与する第１の圧電素子と、前記ペンシル
   ホルダの下部に配置され前記芯を固定及び固定解除する
   ための第２の圧電素子と、前記第２の圧電素子に高周波
   信号を付与する手段と、前記第２の圧電素子の共振周波
   数から該圧電素子がクランプする芯の状態を検出し、且
   つ前記第１及び第２の圧電素子に芯繰り出し制御信号を
   付与するコントローラとを備えたプロッタにおける芯繰
   り出し装置。
2. 【請求項２】 前記コントローラが、前記第２の圧電素
   子の共振周波数から該第２の圧電素子が固定する芯の長
   さを検出するようにしたことを特徴とする請求項１に記
   載のプロッタにおける芯繰り出し装置。
3. 【請求項３】 前記コントローラが前記第２の圧電素子
   の共振周波数が所定周波数以上になったとき芯なしを判
   断するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のプ
   ロッタにおける芯繰り出し装置。
4. 【請求項４】 前記コントローラが、前記第２の圧電素
   子の共振周波数の変化量を測定し、該変化量が所定の値
   を越えたとき芯折れを判断するようにしたことを特徴と
   するプロッタにおける芯繰り出し装置。