JPH05208594A - 自動製図機の芯出し制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数本の鉛筆芯を内蔵したノック式ペンシル
を用いて作画する自動製図機において、鉛筆芯の径に応
じて芯出しストロークを可変することにより、細い芯の
芯折れを未然に防止する。 【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
行う自動製図機の芯出し制御装置であって、前記ペンシ
ルに内蔵されている芯の径を検出する芯径検出手段と、
この手段により検出された芯径に応じて前記ノック機構
を上下させる芯出しストロークを可変する芯出しストロ
ーク制御手段とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数本の鉛筆芯を内蔵
したノック式ペンシルを用いて作画する自動製図機の芯
出し制御装置に関し、特にペンシルの芯出しストローク
を制御して芯径に適した芯出しを行う自動製図機の芯出
し制御装置に関する。

【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】上述した鉛筆芯の繰り出しには、芯出しと
給芯とがある。「芯出し」は、作画中に芯がすり減った
とき同じ芯を一定長突出させる動作である。これに対
し、「給芯」は、使用中の芯（旧芯）が短くなってチャ
ックから外れたとき（芯切れ状態と呼ぶ）、次の芯（新
芯）を繰り出して旧芯を鉛筆芯変位管から追い出す動作
である。この給芯動作を行わないと、旧芯を不安定な保
持状態のままで使用することになるので、正確な作画を
期待することができない。

【０００４】上述した芯切れ状態での作画状態を考える
と、チャックから外れた旧芯は一部が鉛筆芯変位管によ
り保持されてはいるが、その後端はチャックに把持され
た新芯の先端によって押されている（作画に要する筆圧
をかけられている）だけなので、鉛筆芯の径が細くその
強度が低い場合には「芯折れ」を生じ易い。現在のとこ
ろ、鉛筆芯の径が０．３ｍｍ以上あるとこの種の芯折れ
は発生し難いが、０．２ｍｍ以下になると発生し易い。
この芯折れによって芯づまりが生ずると、後の給芯動作
にも支障が生ずるため好ましくない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の自動製図機では
ノック式ペンシルを駆動するノックストロークが芯出し
時も給芯時も一定である。特に、芯出しストロークが鉛
筆芯の径によらず一定であることから、細い芯の使用時
に芯折れが生じている。即ち、旧芯がチャックから外れ
て芯なし状態となったら直ちに給芯動作に移れば良い
が、それまでの作画時に新芯の先端がチャックから出過
ぎていると芯折れを生じ易い。

【０００６】本発明は、鉛筆芯の径に応じて芯出しスト
ロークを可変することにより、細い芯の使用時は旧芯の
後端を押す新芯をチャックからあまり突出させないよう
にして、上述した芯折れを未然に防止することを目的と
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
を行う自動製図機の芯出し制御装置であって、前記ペン
シルに内蔵されている芯の径を検出する芯径検出手段
と、この手段により検出された芯径に応じて前記ノック
機構を上下させる芯出しストロークを可変する芯出しス
トローク制御手段とを備えてなることを特徴としてい
る。

【０００８】

【作用】芯出しストロークを短くすると、芯切れ状態に
おいて新芯の先端はチャックからさほど突出しない。従
って、この状態で筆圧をかけると、旧芯の後端は、チャ
ックから突出した不安定な新芯の先端ではなく、チャッ
クまたはそれと一体化して安定した新芯の先端により押
されるので、芯折れし難い。但し、全ての芯径について
一律に芯出しストロークを短縮すると、強度が高く芯折
れしにくい太径の芯については芯出しに時間がかかり、
作画効率が低下する。また、チャックの開き量が制限さ
れているため、正確な芯出し動作ができない。そこで、
現在使用中の芯の径を検出し、その径に応じて芯出しス
トロークを可変する。このようにすると、太径の芯につ
いては迅速に芯出しを行うことができ、しかも細径の芯
についてはその芯折れを未然に防止することができる。
尚、給芯ストロークは以前のままでよい。何故ならば、
給芯ストロークを短くすると、新芯がチャックから出に
くいからである。

【０００９】

【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。

【００１０】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。

【００１１】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。

【００１２】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。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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）。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】本発明では、ステップＳ５，Ｓ６，Ｓ７に
示したような処理を行うことで、芯径に適した芯出しス
トロークの制御を行う。図１３はノックストロークとチ
ャック開き量との関係を示している。即ち、通常使用さ
れるノックストローク２．０ｍｍは大きなチャック開き
量Ａ１を実現するため、１回のノックによりある程度長
く芯を繰り出すことができる。これに対し、０．２ｍｍ
用のペンシルに適用される短いノックストローク１．５
ｍｍでは小さなチャック開き量Ａ２しか実現できない。
このため、ペンシル内の芯は１回のノックでさほど繰り
出されない。

【００４９】このように、芯切れ状態になったとき、新
芯の先端がチャックからあまり突出できないようなノッ
ク（芯出し）ストロークを選定すると、新芯と旧芯との
かみ合いで作画中に芯折れを生じ易い０．２ｍｍ芯の使
用時でも、新芯の追従性が悪くなるため芯折れを防止で
きる。即ち、この様なノックストローク制御は、給芯モ
ード以外では新芯をチャックの下まで出さないという発
想に基づく。従って、このノックストローク制御は芯出
し用に限り、給芯には適用しない。

【００５０】図１０のステップＳ５におけるペンシル２
０の芯径判定は、図１４に示すように、ペンシル２０の
胴部に予め芯径を示すように形成されている反射率の高
いマークＭ１，Ｍ２と反射率の低い部分Ｂ１，Ｂ２との
組み合わせを光学的に検出することにより行うことがで
きる。この様な芯径の自動検出機能を利用すると、芯径
判定に誤差が入りにくい利点がある。

【００５１】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、複数
本の鉛筆芯を内蔵した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、鉛筆芯の径に応じて芯出しスト
ロークを可変することにより、細い芯の芯折れを未然に
防止することができる。また、強度の高い太い芯につい
ては、長い芯出しストロークで迅速な芯出しを行うこと
ができるので、作画効率を低下させずに済む。

【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。

【図１３】 ノックストロークとチャック開き量との関
係を示す特性図である。

【図１４】 ノック式ペンシルの外観図である。

【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 (1)

【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の芯出し制御装
   置であって、 前記ペンシルに内蔵されている芯の径を検出する芯径検
   出手段と、 この手段により検出された芯径に応じて前記ノック機構
   を上下させる芯出しストロークを可変する芯出しストロ
   ーク制御手段とを備えてなることを特徴とする自動製図
   機の芯出し制御装置。