JPH05238193A - ペンシル芯の検出方法及びその方法を用いた自動作図機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 既存の位置検出器を用いて、芯がチャックか
ら脱した状態を正確に判断する方法及びその方法を用い
た自動作図機を提供することにある。 【構成】 チャック機構と、芯の下端側を保持する芯ホ
ルダーと、芯ホルダーを下方に付勢するコイルバネとを
備え、複数本の芯を繰り出し使用できるようになったペ
ンシルに、異なった押圧力を付加したときのペンシルの
高さ位置を比較することによってチャック機構と芯ホル
ダーにかかっている芯が連続した一本の芯か又は不連続
の別々の芯かを検出する芯検出方法。また、芯ホルダー
にコイルバネの弾性力よりも小さな押圧力を付加したと
きと、コイルバネの弾性力より大きな押圧力を付加した
ときとのペンシルの高さ位置の違いにより、チャック機
構と芯ホルダーにかかっている芯が連続した一本の芯か
又は不連続の別々の芯かを検出する自動作図機。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ペンシル芯の検出方法
及びその方法を用いた自動作図機、更に詳しくはペンシ
ル芯が連続した一本のペンシル芯か又は不連続の別々の
ペンシル芯かを容易に検出する方法及びその方法を用い
た自動作図機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば図５に示すように、従来の自動作
図機１３は自動作図機に対してＸ軸方向に移動可能なＹ
バー１４と、Ｙ軸方向に移動可能なキャリッジ１５と、
繰り出しペンシルを格納するペンシル格納部１６を有し
ている。図６に示すように、キャリッジに設けられペン
ホルダー１１は、ペンシル格納部に格納されているペン
シルを掴み出し、キャリッジに設けられたペンシルスト
ッパー７に繰り出しペンシルの芯ホルダー部を圧し当て
ペンシル芯のみを用紙１７に圧しながら用紙１７上を相
対的に移動する。それによって図が形成される。この
他、Ｙ軸方向に移動可能なキャリッジと、用紙をＸ方向
に搬送する搬送装置と、ペンシルを格納するターレット
を有するペーパームーブ型自動作図機がある。これらの
ような自動作図機において、芯タンクに複数本のペンシ
ル芯を内蔵した繰り出しペンシルを用いて、長時間に亘
り作図を行えるものが知られている。

【０００３】繰り出しペンシルとしては例えば図７に示
すようなものがある。繰り出しペンシルは、中空のペン
軸筒８の内部に軸心に沿って設けられたチャック外筒９
とその内部に位置するチャック２とチャック閉作用ばね
６で構成され、外筒９に対してチャック２が上方に移動
すると芯保持力が増す周知のコレット式チャック機構
と、ペンシル芯の下端側を保持するとともに、ペン軸筒
８に同軸心で取り付けた内筒８ａにて先端部で軸線方向
に移動可能な芯ホルダー４と、芯ホルダー４を押し下げ
るコイルバネ３と、複数本のペンシル芯（以下単に芯と
言う）が貯蔵可能な芯タンク１０とを備えている。

【０００４】芯１は芯ホルダー４の芯保持環４ａとチャ
ック２の芯把持部２ａとによって保持されており、前記
芯保持環４ａの保持力とチャック２の芯把持部２ａの保
持力は押し下げコイルバネ３の弾性力より大きくなるよ
うに設定されている。したがって、この繰り出しペンシ
ルは、作図の進行にともない芯ホルダー４がペン軸筒８
に押し込まれ、一定量押し込まれたところを図６に示す
ような位置検出機１８によって検出されるとペンホルダ
ー１１によって持ち上げられ、芯タンク１０の後端がノ
ックプレート５に衝突すると、芯タンクの降下に伴い、
チャック２も降下して芯把持部２ａが一時的に開放さ
れ、コイルバネ３の作用によって芯ホルダー４が押し下
げられ、芯１が引き出される。このような繰り出しペン
シルを用いた自動作図機は、チャック機構と芯ホルダー
にかかっている芯が不連続の別々の芯になった状態例え
ば作図に伴い芯が摩耗して芯の後端がチャックから脱し
た状態になった場合、芯タンク内の予備芯をチャック内
に供給し、摩耗して短くなった芯（後端がチャックを脱
した芯）を排出できるように構成されている。

【０００５】このような芯の後端がチャックから脱した
状態を検出する手段は、特開平３−９０３９８号公報又
は特開平３−１０８５９７号公報に開示されている。特
開平３−９０５９８号公報に開示されている手段は、チ
ャック芯把持部が開放した後再び閉じるときに芯を若干
量引き戻すが、この引き戻し量は芯の下方部分が芯ホル
ダーに保持されていない場合は大きくなるという現象を
利用し、芯繰り出し動作毎にその直後の作図開始点にお
けるペンホルダーの位置を、位置検出器により求め、こ
の位置が平均的な値より小さい場合には芯の後端がチャ
ックから脱した状態にあると判断している。また、特開
平３−１０８５９７号公報に開示されている手段は、繰
り出しの目的でペンホルダーをノック機構動作直前の位
置まで上昇した状態において、芯ホルダーの所定の位置
を発光素子と受光素子とを用いた位置センサにより求
め、この位置が所定位置より下方にあるときは芯の後端
がチャックから脱した状態にあると判断している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】先ず、特開平３−９０
３９８号公報に開示されている手段は、チャック芯把持
部が閉じる際の戻り量を測定し芯がチャックから脱した
状態にあるか否かを判断しているが、この戻り量は元来
偏差が大きく、判断を正確に行うことができない。ま
た、判断のために平均値を算出しなければならないとい
う問題点があった。

【０００７】次に、特開平３−１０８５９７号公報に開
示されている手段は、芯ホルダーの所定の位置を位置セ
ンサにより求め、その位置によって芯がチャックから脱
した状態にあるか否かを判断しているが、芯がチャック
から脱した状態とそうでない状態の芯ホルダーの位置は
大きく変化するため、特開平３−９０３９８号公報に開
示されている手段と比べ、芯がチャックから脱した状態
を正確に判断できるといえる。しかしながら、特開平３
−１０８５９７号公報に開示されている手段は、特開平
３−９０３９８号公報に開示されている手段のように、
ペンホルダーの位置を検出するものではないため、「芯
無し検出」（芯が摩耗して作図不可能になる状態を検出
すること。）に使用されている位置検出器を利用するこ
とができず、新たな位置検出器を必要とする。この新た
な位置検出器は特開平３−１０８５９７号公報において
位置センサと称され、実施例においては発光素子と受光
素子とか使用されている。

【０００８】本発明の目的は、既存の位置検出器を用い
て、芯がチャックから脱した状態を正確に判断する方法
及びその方法を用いた自動作図機を提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明の芯検出の方法は、外筒とチャック部からな
り、外筒に対してチャック部が上方に移動すると芯保持
力が増すチャック機構と、ペンシルの下端側に設けら
れ、芯の下端側を保持する芯ホルダーと、チャック機構
の外筒と芯ホルダーの間に設置され、芯ホルダーを下方
に付勢するコイルバネとを備え、複数本の芯を繰り出し
使用できるようになったペンシルに、異なった押圧力を
付加したときのペンシルの高さ位置を比較することによ
ってチャック機構と芯ホルダーにかかっている芯が連続
した一本のペンシル芯か又は不連続の別々のペンシル芯
かを検出することを特徴とする。また、本発明の自動作
図機は、筒とチャック部からなり、外筒に対してチャッ
ク部が上方に移動すると芯保持力が増すチャック機構
と、ペンシルの下端側に設けられ、芯の下端側を保持す
る芯ホルダーと、チャック機構の外筒と芯ホルダーの間
に設置され、芯ホルダーを下方に付勢するコイルバネと
を備え、複数本の芯を繰り出し使用できるようになった
ペンシルを用いた自動作図機において、上記チャック機
構と芯ホルダーの双方にまたがって芯が保持されたと
き、上記コイルバネがチャック機構と芯ホルダーを引き
離そうとする弾性力に抗して、上記チャック機構及び芯
ホルダーが芯を確実に保持するように、上記チャック機
構，芯ホルダーの保持力及びコイルバネの弾性力を設定
するとともに、ペンシルの高さ位置を検出する検出手段
を設け、芯ホルダーにコイルバネの弾性力よりも小さな
押圧力を付加したときと、コイルバネの弾性力より大き
な押圧力を付加したときとのペンシルの高さ位置の違い
により、チャック機構と芯ホルダーにかかっている芯が
連続した一本の芯か又は不連続の別々の芯かを検出する
ことを特徴とする。

【００１０】

【作用】本発明の作用を図３又は図４を参照して説明す
る。チャック機構と芯ホルダーにかかっている芯が連続
した一本の芯である場合即ち現在使用中の芯１ａがチャ
ック２から脱しない状態にある場合、繰り出しペンシル
にコイルバネ３の弾性力より高い圧力を付勢（筆記状態
にしても良い。）したとき、図３（ａ）に示すように芯
１ａはチャック２の芯把持部２ａと芯ホルダー４の芯保
持環４ａとに固定された状態となっている。また、図３
（ａ）の状態から繰り出しペンシルを上昇させたとき、
繰り出しペンシルは芯保持環４ａの保持力とチャック２
の芯把持部２ａの保持力は押し下げコイルバネ３の弾性
力より大きくなるように設定されているので、図３
（ｂ）に示すようにコイルバネが萎縮した状態を保って
いる。次に、コイルバネ３の弾性力より低い圧力を付勢
したとき、図３（ｃ）に示すようにその状態は変化しな
い。即ち、繰り出しペンシルの状態は図３（ａ）及び図
３（ｂ）に示した状態と同一になる。

【００１１】これに対し、チャック機構と芯ホルダーに
かかっている芯が不連続の別々の芯である場合即ち現在
使用中の芯１ａがチャック２から脱した状態にある場
合、繰り出しペンシルにコイルバネ３の弾性力より高い
圧力を付勢（筆記状態にしても良い。）したとき、図４
（ａ）に示すように現在使用中の芯１ａは芯ホルダー４
の芯保持環４ａに把持され、新たな芯１ｂがチャック２
の芯把持部２ａに把持され、コイルバネ３は繰り出しペ
ンシルに付勢された高い圧力によって萎縮した状態とな
り、新たな芯の先端面が現在使用中の芯の後端面に当接
した状態になっている。また、図４（ａ）の状態から繰
り出しペンシルを上昇させたとき、図４（ｂ）に示すよ
うにコイルバネ３にかかる圧力がなくなるため、コイル
バネ３が伸びきり、新たな芯１ｂの先端面と現在使用中
の芯１ａの後端面とはコイルバネ３が伸びた分だけ離れ
た状態になっている。次に、繰り出しペンシルにコイル
バネ３の弾性力より低い圧力を付勢したとき、図４
（ｃ）に示すようにその状態は殆ど変化しない。即ち、
繰り出しペンシルの状態は図４（ｂ）に示した状態と殆
ど同一になる。

【００１２】このように図３（ｃ）と図４（ｃ）を比較
するとわかるように、繰り出しペンシルにコイルバネの
弾性力より高い圧力を付勢した後にコイルバネ３の弾性
力より低い圧力を付勢したときの繰り出しペンシルの軸
先方向（Ｚ軸方向）の位置（高さ）が所定の位置にある
とき現在使用中の芯１ａがチャックを脱した状態にある
と判断することができる。

【００１３】

【実施例】次に本発明の自動作図機の一実施例を図面に
基づき説明する。図１は本発明の動作例を示す模式図、
図２は本発明の動作例を説明するフローチャートであ
る。尚、本実施例に用いられる繰り出しペンシル及び自
動作図機の構造は図５乃至図７に示したものと同一であ
るため、その説明は省略する。また、以下の実施例に使
用される位置検出器は既存のものである。

【００１４】作図を開始するにあたり、キャリッジに設
けられたペンホルダー１１はペンシル格納部１６に格納
された繰り出しペンシルを掴み出し作図開始位置に移動
する。（図５参照）上記移動時及び作図開始位置におけ
る繰り出しペンシルの高さは図１におけるペンアップ位
置である。次に作図において、先ず繰り出しペンシルを
をペンシルストッパー７に当接するまで下方に移動す
る。（図６参照）この位置が図１におけるノーマルダウ
ン位置である。次いで繰り出しペンシルの位置（高さ）
は芯の摩耗に伴い軸先方向（Ｚ軸方向）に対して下方に
移動する。芯が摩耗して任意のレベルまで繰り出しペン
シルが下降した状態のとき、この位置が図１における芯
無し検出位置である。位置検出器１８がこの位置を検出
するとペンホルダー１１が上昇して繰り出しペンシルの
後端をノックプレート５に衝突させる。（図６参照）こ
の位置が図１における上ノック位置である。本実施例で
は位置検出器が芯無し状態を検出したとき、先ず繰り出
しペンシルに、コイルバネ３の弾性力より高い圧力（高
筆圧）を付勢する。このときの状態は図３（ａ）又は図
４（ａ）に示したいずれかの状態である。次に繰り出し
ペンシルにコイルバネ３の弾性力より十分低い圧力（低
筆圧）を付勢する。このときの状態は図３（ｃ）又は図
４（ｃ）に示したいずれかの状態である。前述したよう
に現在使用中の芯１ａがチャックから脱しているときは
図４（ｃ）の状態となり、繰り出しペンシルの位置はコ
イルバネ３の伸びた分だけ上昇した位置となる。この位
置が図１におけるスプリングアップ位置である。位置検
出器がこの状態を検出した場合、キャリッジは自動的に
所定の位置（芯排出位置）に移動し、繰り出しペンシル
を上昇させ、繰り出しペンシルの後端をノックプレート
５に衝突させ、チャック閉作用ばね６に抗してチャック
２を開放し、現在使用中の芯１ａの後端部に新たな芯１
ｂを当接させ、ついで、繰り出しペンシルを降下させ、
所定の位置に設けられたストッパー７にて芯ホルダー４
のみをペン軸筒８に押し込み、現在使用中の芯１ａを排
出しようとする。ここで再び繰り出しペンシルにコイル
バネ３の弾性力より高い圧力を付勢した後にコイルバネ
３の弾性力より低い圧力を付勢したときの繰り出しペン
シルの軸先方向（Ｚ軸方向）の位置（高さ）を検出す
る。このときの状態は図３（ｃ）又は図４（ｃ）のいず
れかの状態である。現在使用中の芯１ａが排出されたと
きは図３（ｃ）の状態となり、繰り出しペンシルの位置
は図１における給芯確認位置となる。また、現在使用中
の芯１ａが排出されていないときは図４（ｃ）の状態と
なり、スプリングアップ位置が検出され、再び給排芯動
作が行われる。

【００１５】尚、筆記状態又は芯無し検出位置にある状
態では自然とコイルバネ３より十分高い圧力（高筆圧）
のかかった状態になっているので、特にコイルバネ３の
弾性力より高い圧力（高筆圧）を付勢する必要はない
が、前述の実施例では作用を明確にするために行ってい
る。また、実施例では芯ホルダーにコイルバネの弾性力
よりも小さな押圧力を付加したときと、コイルバネの弾
性力より大きな押圧力を付加したときとのペンシルの高
さ位置の違いにより、チャック機構と芯ホルダーにかか
っている芯が連続した一本の芯か又は不連続の別々の芯
かを検出しているが、それに限定されるものではなく、
芯ホルダーに異なった押圧力を付加したときのペンシル
の高さ位置を比較することによってチャック機構と芯ホ
ルダーにかかっている芯が連続した一本の芯か又は不連
続の別々の芯かを検出しても良い。

【００１６】以上、説明した動作を図２のフローチャー
トを参照して説明する。自動作図機の作図動作におい
て、キャリッジの任意の位置に設けられた位置検出器に
て繰り出しペンシルの軸先方向（Ｚ軸方向）の位置（高
さ）を検出する。（ステップ１）繰り出しペンシルの高
さが芯無し検出位置に達したとき、筆記動作を停止す
る。（ステップ２）ステップ２では高筆圧がかかった状
態になっており、その状態での繰り出しペンシルの高さ
は図１における芯無し検出位置である。次に繰り出しペ
ンシルにコイルバネの弾性力より低い圧力を付勢したと
きの繰り出しペンシルの軸先方向（Ｚ軸方向）の位置
（高さ）を検出する。（ステップ３）繰り出しペンシル
の位置がステップ２で検出した位置と変化ない場合は、
現在使用中の芯がチャックを脱していないと判断し、そ
の場でノック機構を作動させて芯の繰り出しを行い（ス
テップ４）、ステップ１に戻る。繰り出しペンシルの位
置がステップ２で検出した位置より高い位置に変化した
場合即ち図１における未給芯検出位置を検出した場合
は、現在使用中の芯がチャックを脱していると判断し、
繰り出しペンシルを所定の位置（芯排出位置）に移動
し、ノック機構を作動させて新たな芯を給芯し現在使用
中の芯を排出し（ステップ５）、ステップ１に戻る。

【００１７】尚、本実施例では芯無し検出位置において
現在使用中の芯がチャックから脱したか否かをチェック
しているが、それに限るものではなく例えば定時間毎に
チェックするものであっても良い。

【００１８】

【発明の効果】以上のように本発明の芯の検出方法及び
その方法を用いた自動作図機においては、繰り出しペン
シルにコイルバネの弾性力より高い圧力を付勢した後に
コイルバネの弾性力より低い圧力を付勢したときの繰り
出しペンシルの軸先方向（Ｚ軸方向）の位置（高さ）な
どを既存の位置検出器を用いて検出することにより、芯
が連続した一本のペンシル芯か又は不連続の別々のペン
シル芯かを容易に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の自動作図機の動作を示す模式図である

【図２】本発明の自動作図機の動作例を説明するフロー
チャートである。

【図３】本発明の作用を説明するための繰り出しペンシ
ル要部断面図である。

【図４】本発明の作用を説明するための繰り出しペンシ
ル要部断面図である。

【図５】自動作図機の一例を示す平面図である。

【図６】図５のＶ−Ｖで示す部分の要部側面図である。

【図７】繰り出しペンシルの断面図である。

【符号の説明】

１ａ 現在使用中の芯 １ｂ 新たな芯 ２ チャック ２ａ 芯把持部 ３ コイルバネ ４ 芯ホルダー ４ａ 芯保持環

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外筒とチャック部からなり、外筒に対し
   てチャック部が上方に移動すると芯保持力が増すチャッ
   ク機構と、ペンシルの下端側に設けられ、ペンシル芯の
   下端側を保持する芯ホルダーと、チャック機構の外筒と
   芯ホルダーの間に設置され、芯ホルダーを下方に付勢す
   るコイルバネとを備え、複数本の芯を繰り出し使用でき
   るようになったペンシルに、異なった押圧力を付加した
   ときのペンシルの高さ位置を比較することによってチャ
   ック機構と芯ホルダーにかかっているペンシル芯が連続
   した一本のペンシル芯か又は不連続の別々のペンシル芯
   かを検出することを特徴とするペンシル芯の検出方法。
2. 【請求項２】 外筒とチャック部からなり、外筒に対し
   てチャック部が上方に移動すると芯保持力が増すチャッ
   ク機構と、ペンシルの下端側に設けられ、ペンシル芯の
   下端側を保持する芯ホルダーと、チャック機構の外筒と
   芯ホルダーの間に設置され、芯ホルダーを下方に付勢す
   るコイルバネとを備え、複数本の芯を繰り出し使用でき
   るようになったペンシルを用いた自動作図機において、
   上記チャック機構と芯ホルダーの双方にまたがって芯が
   保持されたとき、上記コイルバネがチャック機構と芯ホ
   ルダーを引き離そうとする弾性力に抗して、上記チャッ
   ク機構及び芯ホルダーが芯を確実に保持するように、上
   記チャック機構，芯ホルダーの保持力及びコイルバネの
   弾性力を設定するとともに、ペンシルの高さ位置を検出
   する検出手段を設け、芯ホルダーにコイルバネの弾性力
   よりも小さな押圧力を付加したときと、コイルバネの弾
   性力より大きな押圧力を付加したときとのペンシルの高
   さ位置の違いにより、チャック機構と芯ホルダーにかか
   っているペンシル芯が連続した一本のペンシル芯か又は
   不連続の別々のペンシル芯かを検出することを特徴とす
   る繰り出しペンシルを用いた自動作図機。