JPH05208590A - 自動製図機の芯すべり検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 芯チャック機構を有するペンシルで作画する
自動製図機において、作画効率を低下させずに、芯すべ
りを検出できるようにする。 【構成】 複数本の鉛筆芯４２を内蔵したノック機構３
４と、このノック機構の上下動作により把持開放動作が
行われる芯チャック機構３６と、この芯チャック機構に
対して相対的に上下して鉛筆芯の保持位置を変化する鉛
筆芯変位管３８と、この変位管を下方に押し下げるスプ
リング６４とを有するノック式ペンシル２０を上下動可
能なペンホルダ２２で保持し、このペンホルダを降下さ
せて作画し、またこのペンホルダを上昇させて芯出しを
行う自動製図機において、前回の芯出しから今回の芯出
しまでの作画距離を検出する手段と、この作画距離が所
定値より長ければ正常、短ければ芯すべりと判定する手
段とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ノック式ペンシルを用
いて作画する自動製図機において、芯チャックの保持力
が低下した不良状態を検出する自動製図機の芯すべり検
出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ−Ｙプロッタと呼ばれる自動製図機
は、コンピュータから出力される作画データを基に作画
用のペンシルを移動させて順次作画を行うものである。
このペンシルは複数本の鉛筆芯を内蔵し、その内の１本
を順番に繰り出しながら使用するノック式であるため、
内部にはこの動作に必要な鉛筆芯変位管（中駒）や芯チ
ャック機構等を備えている。

【０００３】鉛筆芯変位管は中心部に鉛筆芯を貫通させ
て保持するゴム環を有し、スプリングの弾性で芯チャッ
ク機構から遠ざかろうとする。芯チャック機構は鉛筆芯
を保持して把持、開放動作を行い、開放時に変位管がス
プリングの弾性で遠ざかると、その分鉛筆芯が芯チャッ
ク機構から繰り出される。この動作が「芯出し」にな
る。この芯チャック機構が鉛筆芯を把持している時は、
上記のように変位管がスプリングの弾性により遠ざかろ
うとしても鉛筆芯は引き出されない。これとは逆に、変
位管の先端を後述する下部ノック板に衝合させること
で、上記スプリングの弾性に抗して芯チャック機構に接
近させたときも、鉛筆芯は変位できない。但し、このと
きは鉛筆芯の先端が、変位管の移動量だけ変位管から外
部に突出する。

【０００４】上述した芯出し動作を何回も繰り返すうち
に芯チャック機構の把持力は低下する。この原因として
は、把持力を付与するバネ圧の低下、チャック内面の摩
耗、芯カス付着等が上げられる。いずれにしても、芯チ
ャック機構の保持力が変位管のゴム環の保持力より弱く
なったとすると、変位管を下部ノック板に衝合させて押
し込んだとき、鉛筆芯は変位管から突出するのではな
く、逆に芯チャック機構内に押し戻されてしまう。この
現象は「芯すべり」と呼ばれ、この状態になった芯チャ
ック機構を有するペンシルは基本的に使用することがで
きなくなる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した芯すべりの対
策として従来は、作画時より弱い筆圧をかけたときと、
作画時の強い筆圧をかけたときのストロークの違いから
（芯すべりが発生すると芯先端が作画面に接触するまで
に大きなストロークが必要になる）、「芯すべり」を検
出することがある。この筆圧切替方式は、芯すべりが低
筆圧では発生しにくく、高筆圧で発生することを利用し
たものである。しかしながら、低筆圧をしばらくの間か
け、その後高筆圧をかけて芯すべりを検出する上記の筆
圧切替方式は基本的に時間がかかるため、これを高い頻
度で（例えば芯出し毎に）繰り返すと作画効率が著しく
低下してしまう。

【０００６】本発明は、芯チャック機構を有するペンシ
ルで作画する自動製図機において、作画効率を低下させ
ずに、芯すべりを検出できるようにすることを目的とし
ている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明では、複数本の鉛筆芯４２を内蔵したノック機構
３４と、このノック機構の上下動作により把持開放動作
が行われる芯チャック機構３６と、この芯チャック機構
に対して相対的に上下して鉛筆芯の保持位置を変化する
鉛筆芯変位管３８と、この変位管を下方に押し下げるス
プリング６４とを有するノック式ペンシル２０を上下動
可能なペンホルダ２２で保持し、このペンホルダを降下
させて作画し、またこのペンホルダを上昇させて芯出し
を行う自動製図機において、前回の芯出しから今回の芯
出しまでの作画距離を検出する手段と、この作画距離が
所定値より長ければ正常、短ければ芯すべりと判定する
手段とを備えてなることを第１の特徴としている。

【０００８】本発明では、また、複数本の鉛筆芯４２を
内蔵したノック機構３４と、このノック機構の上下動作
により把持開放動作が行われる芯チャック機構３６と、
この芯チャック機構に対して相対的に上下して鉛筆芯の
保持位置を変化する鉛筆芯変位管３８と、この変位管を
下方に押し下げるスプリング６４とを有するノック式ペ
ンシル２０を上下動可能なペンホルダ２２で保持し、こ
のペンホルダを降下させて作画し、またこのペンホルダ
を上昇させて芯出しを行う自動製図機において、前回の
芯出しから今回の芯出しまでの作画距離を検出する手段
と、この作画距離が所定値より長ければ正常、短ければ
異常と判定する手段と、この判定手段により異常と判定
されたときに筆圧切替による芯すべり検出を行う手段と
を備えてなることを第２の特徴としている。

【０００９】

【作用】芯チャック機構の保持力が低下して芯すべりが
生じているときは、「芯出し」動作をしても余り鉛筆芯
は突出しない。従って、芯出しをしてから作画に移行し
ても、さほど作画しないうちに「芯なし」状態になる。
芯なし状態になれば再び芯出し動作に移行するので、結
局、芯出しから芯出しまでの作画距離は正常時に比べて
短くなる。そこで、この芯出し間作画距離を所定値と比
較し、所定値以上であれば「正常」、以下になったら
「芯すべり」と判定することができる。この方法は、特
別な動作を追加する必要がないので、作画効率を低下さ
せずに済む。また、この方法で芯すべりを検出したら、
従来の筆圧切替方式でそれを確認するようにしても良
い。この様にしても、筆圧切替による芯すべり検出の頻
度は極めて低いので、さほど作画効率が低下することは
ない。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。先ず、図１及び図２を参照して自動製図機におけ
る作画ヘッドの説明をする。これらの図において、２は
Ｘ−Ｙプロッタの作画ヘッドであり、用紙載置部材４上
の用紙６に対して、Ｘ−Ｙの２軸方向に相対的に移動可
能に支持されている。作画ヘッド２の基盤８にはムービ
ングコイルから成る昇降駆動装置１０が固定され、この
駆動装置１０の昇降出力体１２に昇降体１４が固定さ
れ、この昇降体１４は基盤８に固定されたガイド軸１
６，１８に昇降自在に支持されている。

【００１１】昇降体１４には、ノック式ペンシル２０を
脱着自在に保持するペンホルダ２２が設けられている。
基盤８に立設された取付板２４には、上部ノック板２６
が固定されている。この上部ノック板２６は、ペンシル
２０のフランジ２８の上方に位置して配置され、この上
部ノック板２６のＵ字状の溝穴２６ａ（図４参照）に、
ペンシル２０のノック管３４ａが遊嵌配置されている。

【００１２】一方、基板８には、下部ノック板３０が固
設され、この下部ノック板３０は、前期ペンシル２０の
鉛筆芯変位管３８のガイドを兼用している。下部ノック
板３０の、前方が開放された溝穴３１（図３参照）に前
記変位管３８の先端突部３８ａ（図４参照）がスライド
自在に嵌合し得るように構成され、変位管３８の下部水
平面は、下部ノック板３０の溝穴３１の周囲の段部水平
面３０ａに係止されるように構成されている。

【００１３】基板８には、フォトセンサを用いた変位管
検出センサ２９がペンシル２０に向けて配設されてい
る。このセンサ２９は、ペンシル２０を所定位置まで上
昇させたとき、ノック管３４ａのフランジ２８が上部ノ
ック板２６に係合する手前でペンシル２０の鉛筆芯変位
管３８がペンシル２０のケース４０の先端から突出して
いるか、あるいはケース４０の内部方向に後退している
か否かを検出する高さ位置に配置されている。６８は基
板８に固設されたストローク検出用フォトセンサであ
り、昇降体１４に取り付けられた変位板７０との相互作
用によって、昇降体１４の昇降変位を電気信号に変換し
て、コントローラにフィードバックするためのものであ
る。

【００１４】Ｘ−Ｙプロッタの機体には、複数ノック式
ペンシルを保持するストッカが配設され、このストッカ
と作画ヘッド２のペンホルダ２２との間で、相互ペンシ
ルの交換を自動的に行なうことができるように構成され
ているが、この部分の図示及び説明は省略してある。

【００１５】次に、ノック式ペンシル２０の構造を図４
を参照して説明する。図中、３４はノック機構、３６は
芯チャック機構、３８は鉛筆芯変位管、４０はケースで
ある。ノック機構３４は複数の鉛筆芯４２を保持する芯
通路４４を有するノック管３４ａと、ノックスプリング
４６を有している。

【００１６】芯チャック機構３６は、先割れしたチャッ
ク部材４８と、このチャック部材４８に取りつけられる
ボール５０と、管体５３を介して内ケース６２に固定さ
れたチャックケース５２、および２つのチャックスプリ
ング５４，５６を有している。前記チャック部材４８は
チャックスプリング５４，５６の弾発力によって内部の
芯４２を圧接保持している。

【００１７】鉛筆芯変位管３８はペンシル２０の先端部
に設けられ、その中心部に適当な摩擦力を持って鉛筆芯
４２を保持するゴム環６０を有している。この鉛筆芯変
位管３８は上下にスライド可能に支持されており、スプ
リング６４により下方向に付勢されている。

【００１８】次にノック式ペンシル２０の作用を説明す
る。芯通路４４内に保持された１本の鉛筆芯４２は芯チ
ャック機構３６の上部に形成された漏斗状部材６６によ
りその芯通路内に取りこまれる。ここでは先に取り込ま
れた鉛筆芯（旧芯）を第１の鉛筆芯４２ａとし、後から
取り込まれる鉛筆芯（新芯）を第２の鉛筆芯４２ｂとす
る。

【００１９】ノック機構３４を１回または複数回上下
し、その数だけチャック部材４８の開放及び把持動作を
行わせることにより、第１の鉛筆芯４２ａは自重で落下
して芯チャック機構３６のチャック部材４８に把持され
る。この時、第１の鉛筆芯４２ａの先端は、一般的には
鉛筆芯変位管３８のゴム環６０の上端に当接するまで落
下する。この状態で鉛筆芯変位管３８を上下動させるこ
とにより第１の鉛筆芯４２ａは除々に繰り出される。

【００２０】この動作を、さらに詳しく説明すると、こ
のペンシル２０の芯チャック機構３６は、鉛筆芯を把持
した状態において、鉛筆芯を取り出す方向と鉛筆芯を押
しもどす方向には極めて強い保持力を有するように構成
されている。従って、鉛筆芯変位管３８が上方向に移動
する時には第１の鉛筆芯４２ａは、チャック部材４８に
把持されているので第１の鉛筆芯４２ａは変位せず、従
って、鉛筆芯変位管３８が第１の鉛筆芯４２ａに対して
位置変化する。

【００２１】この状態からチャック部材４８を開放する
と、鉛筆芯変位管３８は、スプリング６４の弾発力によ
り元の位置に復帰する。このとき、ゴム環６０の摩擦力
により第１の鉛筆芯４２ａが変位管３８の上下ストロー
ク分だけ引き出される。これで第１の鉛筆芯４２ａがペ
ンシル２０の先端から出ると作画を行うことができる。

【００２２】次に作画動作を説明する。この作画動作
は、ペンダウン、ペンアップ、芯出し、芯なし検出、給
芯等の各動作を伴う。作画動作がスタートし、ホストコ
ンピュータからコントローラに作画命令が入力される
と、コントローラは昇降駆動装置１０を通電制御し、昇
降体１４を下降する。この状態において、鉛筆芯変位管
３８は、図４に示す如く、スプリング６４の弾発力によ
って、ケース４０から最も長く突出した状態にある。昇
降体１４が下降すると、変位管３８の水平面は下部ノッ
ク板３０に係止され、鉛筆芯４２ａの先端はケース４０
からの下降力によって用紙載置部材４の用紙６面に圧接
する（ペンダウン状態）。

【００２３】コントローラが作画命令によって、作画ヘ
ッド２を用紙６に対して相対的にＸ−Ｙ方向に移動する
と、作画ヘッド２の用紙６に対する相対的移動軌跡に沿
って用紙６上に鉛筆芯４２ａによる作画が行なわれる。
この作画を行なっているうちに、鉛筆芯４２ａが消耗す
ると、この鉛筆芯４２ａの減りに伴ってケース４０は、
昇降駆動装置１０からの下降力によって下降し、鉛筆芯
４２ａの用紙６に対する筆圧は常に一定に保持される。

【００２４】ケース４０が下降すると、下部ノック板３
０により定位置に係止されている変位管３８は、スプリ
ング６４の弾発力に抗してケース４０内に次第に後退し
ていく。作画中におけるペンアップ動作は、昇降駆動装
置１０の昇降出力体１２が若干上昇することにより行わ
れる。昇降出力体１２の上昇により、ケース４０がその
下降位置から若干上昇し、これと連動して鉛筆芯４２ａ
が用紙６面から上昇する。

【００２５】作画中鉛筆芯４２ａが消耗し、ケース４０
が所定の最下降位置まで下降すると、この下降位置の信
号は、ストローク検出用センサ７０によってコントロー
ラに供給される。コントローラは、ケース４０が最下降
位置まで下降したか否かを判断し、下降したと判断する
と、昇降駆動装置１０を駆動制御してケース４０を所定
の最大上昇位置まで上昇させる。このケース４０の最大
上昇位置までの上昇過程において、フランジ２８が上部
ノック板２６に係止される手前で、コントローラは、セ
ンサ２９がオンか否かを判断する。

【００２６】変位管３８が、ケース４０内に最も後退し
た状態（図２参照）においては、変位管３８はセンサ２
９によって検出されない。即ちセンサ２９はオフの状態
にある。この状態は、鉛筆芯４２ａが未だ充分に長く、
芯チャック機構３６によって把持されていることを示し
ている。即ち鉛筆芯４２ａが芯チャック機構３６によっ
て把持されている場合には、変位管３８はケース４０の
上昇により、下部ノック板３０との係合が解除されて
も、芯４２ａとの摩擦によりケース４０内に引込んだ状
態を保持する。コントローラは、この変位管３８が引込
んだ状態を認識すると、「芯あり」と判断し、作画を続
行する。

【００２７】ケース４０の上昇により、フランジ２８が
上部ノック板２６と係合して、これにより押し下げられ
ると、芯チャック機構３６が開放され、スプリング６４
の弾発力によって、変位管３８はケース４０から最大量
突出する方向に変位する。このとき、ゴム環６０の摩擦
力によって、鉛筆芯４２ａは変位管３８の変位ストロー
ク分、芯チャック機構３６から繰り出される。これが
「芯出し」動作である。

【００２８】次に鉛筆芯４２ａが磨耗して短くなり、芯
チャック機構３６から外れた場合（芯なし状態）につい
て説明する。鉛筆芯４２ａが短くなり、芯チャック機構
３６から外れた状態において、ケース４０が上昇する
と、変位管３８はスプリング６４の弾発力によってケー
ス４０に対して、図１に示すように、最大突出位置まで
突出する。コントローラは、フランジ２８が上部ノック
板２６に係止される手前で、センサ２９がオンか否かを
判断する。この場合、変位管３８は図５のようにセンサ
２９の検出軸線上に位置しているので、センサ２９は変
位管３８を検出してオンとなる。従って、コントローラ
は、センサ２９のオンにより「芯なし」と判断する。

【００２９】次に、芯なし検出後の「給芯」動作と「給
芯完了認識」動作を図５〜図９を参照して説明する。鉛
筆芯変位管３８のゴム環６０に保持された旧芯４２ａが
図５のように短くなったときは、給芯動作に移行し、ケ
ース４０の昇降動作をくり返し行う。先ず、図６のよう
にケース４０を上昇して、上部ノック板２６によりケー
ス４０に対して、ノック管３４ａが相対的に押し下げら
れると、芯チャック機構３６に把持されていた新芯４２
ｂが開放されて自重で落下し、その下端が旧芯４２ａ上
端に当接する。旧芯がない場合は、鉛筆芯変位管３８の
ゴム環６０の上端に当接する。

【００３０】次に、ケース４０を図７のように下降して
下部ノック板３０により、鉛筆芯変位管３８がケース４
０に対して相対的に押し上げられると、芯チャック機構
３６に把持された新芯４２ｂにより係止されている旧芯
４２ａは、鉛筆芯変位管３８内を該鉛筆芯変位管３８の
上昇ストローク分だけ下方向に繰り出される。

【００３１】再び、ケース４０を図６のように上昇させ
ると、鉛筆芯変位管３８は下部ノック板３０からの圧力
が解除され、スプリング６４の弾発力によって旧芯４２
ａを保持したまま、ケース４０に対して突出方向に移動
し、この移動によって旧芯４２ａと新芯４２ｂとの間に
は、鉛筆芯変位管３８の突出ストロークと同じ長さの間
隔が生じる。ケース４０が更に上昇して、ノック管３４
ａが上部ノック板２６に係合して芯チャック機構３６が
開放されると、新芯４２ｂは、自重により旧芯４２ａに
衝突する位置まで下方向にくり出される。

【００３２】上記動作をくり返し行なうことにより、新
芯４２ｂは鉛筆芯変位管３８のゴム環６０に圧入し、こ
の新芯４２ｂにより押し出された旧芯４２ａは図８のよ
うに鉛筆芯変位管３８から離脱して下方に落下する。新
芯４２ｂが鉛筆芯変位管３８のゴム環６０に圧入する
と、鉛筆芯変位管３８は、ケース４０が図９のように上
昇し、鉛筆芯変位管３８に対する下部ノック板３０から
の押し上げ力が解除されても、ケース４０の奥方向に後
退した状態を保持する。この後退状態は、ノック管３４
ａが上部ノック板２６に係合して、芯チャック機構３６
が開放されるまで保持される。これが給芯動作である。

【００３３】コントローラは、ノック管３４ａが上部ノ
ック板２６に係合する手前で、鉛筆芯変位管３８がケー
ス４０の先端から所定量突出しているか否かを、センサ
２９の出力により認識し、図９のように鉛筆芯変位管３
８が、ケース４０から所定量突出していない場合即ち後
退している場合に「給芯の完了」を認識する。

【００３４】次に、図１０〜図１２のフローチャートを
参照して本発明の芯出し制御装置全体の動作を説明す
る。この制御装置は前述したコントローラ内の一部にソ
フトウエアで構成されるものである。

【００３５】図１０の芯出し制御のルーチンに入ると、
先ずステップＳ１において、ダウン位置は芯なしか否か
を判定する。ここで、ダウン位置とはペンシルを作画可
能な状態とする降下位置である。このステップＳ１で芯
ありと判定されたら芯出しは不要であるから、この芯な
し判定処理を繰り返す。やがて、ステップＳ１で芯なし
と判定されたら、次のステップＳ２で変位管（中駒とも
呼ぶ）３８を変位管検出用センサ２９位置にアップし、
続くステップＳ３でこのセンサ２９の出力をリードして
メモリにストアする。更に、ステップＳ４ではリードさ
れたセンサ出力から芯なし判定等を正確に行うため、外
乱光の影響等を除去するに必要なオフセット値、ゲイン
及び２回目のセンサリード（ステップＳ１０）で必要な
スレッショルドレベルを決定する。

【００３６】ステップＳ５では、使用中のペンシル２０
の芯径を判定する。ここでは、強度が低く、芯折れしや
すい０．２ｍｍの芯を内蔵しているペンシルか、それよ
り太く折れにくい芯を内蔵しているペンシルかを判定す
る。このステップＳ５で０．２ｍｍのペンシルでないと
判定されたらステップＳ６でノックストロークを通常の
２．０ｍｍに設定するが、０．２ｍｍのペンシルである
と判定されたらステップＳ７でノックストロークを通常
より短い１．５ｍｍに設定する。

【００３７】ステップＳ８ではステップＳ６またはステ
ップＳ７で設定されたノックストロークによって芯出し
ノックを行う。この芯出しはペンシルをアップさせた位
置で行うので、次のステップＳ９では芯出し完了を確認
するためにペンシルをセンサ位置にダウンさせ、その次
のステップＳ１０でセンサ２９の出力をリードする。こ
のセンサリードは２回目であり、１回目のセンサリード
（ステップＳ３）の時に不十分であった外乱光等に対す
る補正を加えた処理が可能になる。

【００３８】この２回目のセンサ出力をもとにステップ
Ｓ１１で芯の有無を判定する。ここで芯なしと判定され
たら、ステップＳ１２では給芯後１回目の芯出しで芯切
れになったか否かを判定する。「芯切れ」とは「芯な
し」状態の内、芯出し動作をしても芯出しできない状
態、つまり旧芯がチャックから外れて給芯が要求される
状態である。このステップＳ１２でＹ（イエス）と判定
されたらステップＳ１３で中駒すべりエラー処理を行
う。これに対し、ステップＳ１２でＮ（ノー）と判定さ
れたら、ステップＳ１４で通常の給芯処理を行う。

【００３９】このステップＳ１２，Ｓ１３の処理は、中
駒３８のゴム環６０が摩擦力を低下させて「中駒すべ
り」した場合、芯があるのに中駒が突出してしまうた
め、第１には１回の芯出しで作画できる線分が短くな
り、第２には芯の有無検出で誤検出する（芯ありを芯な
しと誤検出する）可能性があるので、これを回避するた
めに行う。即ち、給芯後１回目の芯出しで芯切れになっ
た場合、この様なことはゴム環６０が通常の摩擦力を有
していれば起こり得ないので、中駒すべりエラー処理を
行い、そのペンシルを使用出来ないようにしてしまう。

【００４０】ステップＳ１１で芯ありと判定されたら、
ステップＳ１５でペンシルを作画位置にダウンさせ、所
定の筆圧を加える。ここでは、先ずステップＳ１６で一
定時間通常の作画時より低い筆圧（例えば５０ｇ）を加
えてみる。次にステップＳ１７で再び０．２ｍｍペンシ
ルか否かを判定し、Ｙの時はステップＳ１８で芯チャッ
ク外れ（芯切れ）か否かを判定する。チャック外れの芯
はゴム環だけにより保持され、また後続の新芯との間に
隙間がある。従って、ペンシルに筆圧を加えると、チャ
ック外れの芯を保持した中駒はその隙間分内部へ後退す
る。そこで、これをセンサで検出して芯チャック外れか
否かを判定する。

【００４１】ステップＳ１８においてＹ（芯切れ）と判
定されたらステップＳ１９で通常の給芯処理を行うが、
Ｎと判定されたらステップＳ２０で通常の作画に必要な
高筆圧（例えば２００ｇ）を加える処理をする。ステッ
プＳ１７でＮと判定されたときは、ステップＳ１８を通
ることなくこのステップＳ２０の処理を行う。これは、
０．３ｍｍ以上に芯についてはこの様な処理をする必要
がないからである。

【００４２】ステップＳ１８，Ｓ１９の処理は、次のよ
うな点を改善するものである。即ち、芯がチャックから
外れても、芯なし位置にならないと作画を続けてしまう
ため、旧芯の後端を新芯の先端でたたいて芯づまりの原
因になる。通常、芯出し後は、中駒３８が充分に突出し
ているので、センサ２９で検出される中駒のダウン位置
は高いが、芯がチャックから外れると、芯とチャックと
の間に隙間ができるため、ダウン位置は多少低くなる
（芯なし位置よりは高い）。そこで、この高さを読んで
芯切れを検出する。

【００４３】ステップＳ１６で低筆圧をかけ、更にステ
ップＳ２０で高筆圧をかけた場合、チャックが正常な把
持力を有していればどちらも同じ高さを保持する。しか
し、チャックの使用時間が長くなるなどして、その保持
力が低下してくると、低筆圧では問題なくとも、高筆圧
時に鉛筆芯はチャック内に滑って入り込んでしまう。こ
こでは、このチャック保持不良を「芯すべり」と呼び、
前述のゴム環不良に起因する「中駒すべり（芯保持不
良）」と区別する。

【００４４】この芯すべり検出を筆圧切替で行うと時間
がかかるため、これを芯出し毎に行うと作画効率が低下
する。そこで、１回の芯出しで作画できる距離は概ね判
明しているので、前回の芯出しから今回の芯出しまでに
作画した距離が短かった場合に限り、芯すべり検出を行
う。

【００４５】具体的には、ステップＳ２１で芯すべりフ
ラグの値を判定する。このフラグは、芯出しから芯出し
までの距離が長い場合に「０」、短い場合に「１」にセ
ットされ、ペンシルを交換したときは「０」にクリアさ
れる。このステップＳ２１でフラグ＝１（短い）と判定
されたときは、ステップＳ２２で芯すべり検出を行う。
この芯すべり検出は低筆圧と高筆圧を利用する筆圧切替
方式である。この芯すべり検出処理の結果を基に、次の
ステップＳ２３で芯すべりか否かを判定する。ここで、
芯すべりと判定されたときはステップＳ２４で芯すべり
エラー処理を行い、芯すべりでないと判定されたときは
ステップＳ２５で通常の作画処理を行う。ステップＳ２
４の芯すべりエラー処理にはペンシル交換動作またはそ
のことを促す表示等が含まれる。

【００４６】これに対し、ステップＳ２１でフラグ＝０
（長い）と判定されたときは、ステップＳ２６でダウン
位置は芯なしか否かを判定する。この判定はステップＳ
１と同様であり、ここでＮと判定されたときは全て正常
であるので、ステップＳ２５で通常の作画処理を行い、
Ｙと判定されたときはステップＳ２７で給芯処理を行
う。

【００４７】ステップＳ１４，Ｓ１９，Ｓ２７の給芯処
理では残芯を確実に排出するために振動を加える。この
振動は作画面が水平でなく、例えばペンシルを４５゜傾
斜させるような場合に有効である。具体的には、給芯動
作を終了したらペンシル２０をダウン位置に降下させ、
変位管３８の先端を下部ノック板３０に当接させる。こ
の状態でペンシルを高速度で微小振動させると、変位管
が振動の都度ペンシル内に入り込み、新芯４２ｂの先端
が通常の給芯動作完了時より更に変位管内に進入する。
従って、この振動の１回目で概ね残芯４２ａは押し出さ
れるが、念のため複数回振動させることで、変位管に付
着している残芯でも確実に落下させるようにする。

【００４８】ステップＳ２５の通常作画処理ではムービ
ングコイル１０の電流を補正し、ペンシルの降下高さに
よらず常に指定筆圧となるように制御をする。これは。
ムービングコイル１０の発生トルクがペンシルのストロ
ークによって変化する特性を有するからである。従っ
て、この筆圧補正では、予めムービングコイルのストロ
ーク長−推力特性を把握し、その逆特性となるような電
流を流して筆圧を一定に保つ。

【００４９】本発明の芯すべり検出装置は、上述したフ
ローチャートのステップＳ２１，Ｓ２２，Ｓ２３，Ｓ２
４部分で構成される。ここでは、作画距離の大小で芯す
べりの有無を検出し（ステップＳ２１）、その結果を更
に筆圧切替方式（ステップＳ２２，Ｓ２３）で確認する
ようにしているが、最も簡単にはステップＳ２１の判断
だけで芯すべり検出をすることもできる。前者の方法は
確実性が高く、後者の方法は作画効率が高い。

【００５０】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、芯チ
ャック機構を有するペンシルで作画する自動製図機にお
いて、作画効率を低下させずに、芯すべりを検出するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 作画ヘッドの側面図である。

【図２】 作画ヘッドの異なる状態の側面図である。

【図３】 下部ノック板の外観図である。

【図４】 ノック式ペンシルの断面図である。

【図５】 芯なし状態のペンシルの部分断面図である。

【図６】 給芯開始時のペンシルの部分断面図である。

【図７】 給芯動作中のペンシルの部分断面図である。

【図８】 給芯完了時のペンシルの部分断面図である。

【図９】 給芯完了認識時のペンシルの部分断面図であ
る。

【図１０】 本発明の芯出し制御のフローチャートであ
る。

【図１１】 図１０の続きフローチャートである。

【図１２】 図１１の続きフローチャートである。

【符号の説明】

２…作画ヘッド、６…作画面、２０…ペンシル、２２…
ペンシルホルダ、２６…上部ノック板、２８…フラン
ジ、２９…変位管検出用センサ、３０…下部ノック板、
３４…ノック機構、３６…芯チャック機構、３８…鉛筆
芯変位管、４２…鉛筆芯、６４…スプリング、６８…ス
トローク検出用センサ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数本の鉛筆芯４２を内蔵したノック機
   構３４と、このノック機構の上下動作により把持開放動
   作が行われる芯チャック機構３６と、この芯チャック機
   構に対して相対的に上下して鉛筆芯の保持位置を変化す
   る鉛筆芯変位管３８と、この変位管を下方に押し下げる
   スプリング６４とを有するノック式ペンシル２０を上下
   動可能なペンホルダ２２で保持し、このペンホルダを降
   下させて作画し、またこのペンホルダを上昇させて芯出
   しを行う自動製図機において、 前回の芯出しから今回の芯出しまでの作画距離を検出す
   る手段と、 この作画距離が所定値より長ければ正常、短ければ芯す
   べりと判定する手段とを備えてなることを特徴とする自
   動製図機の芯すべり検出装置。
2. 【請求項２】 複数本の鉛筆芯４２を内蔵したノック機
   構３４と、このノック機構の上下動作により把持開放動
   作が行われる芯チャック機構３６と、この芯チャック機
   構に対して相対的に上下して鉛筆芯の保持位置を変化す
   る鉛筆芯変位管３８と、この変位管を下方に押し下げる
   スプリング６４とを有するノック式ペンシル２０を上下
   動可能なペンホルダ２２で保持し、このペンホルダを降
   下させて作画し、またこのペンホルダを上昇させて芯出
   しを行う自動製図機において、 前回の芯出しから今回の芯出しまでの作画距離を検出す
   る手段と、 この作画距離が所定値より長ければ正常、短ければ異常
   と判定する手段と、 この判定手段により異常と判定されたときに筆圧切替に
   よる芯すべり検出を行う手段とを備えてなることを特徴
   とする自動製図機の芯すべり検出装置。