JPH0872492A - プロッタのペン有無検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 ペン有無検出動作にかかる時間を短縮し、か
つ、ペン有無検出動作に伴うペン保持機構のショックを
なくして、耐久性を向上する。 【構成】 作画ヘッド１８がペンストッカー３３へペン
を取りに行く場合、ペン交換位置に達すると、ペンスト
ッカーの保持するペン５０を、作画ヘッドのペン保持機
構２６が保持する状態となる。コントローラは、ペン保
持機構の下降動作を行う。ペン５０は、ペンストッカー
３３の係止部材５７に係止されているので、ペン保持機
構２６は下降できない。作画ヘッドのペン保持機構がペ
ン交換位置で下降できないとき、コントローラはペンあ
りを認識する。ペンストッカー３３がペンを保持してい
ないときは、ペン交換位置で作画ヘッドのペン保持機構
は下降することができる。この場合には、コントローラ
はペンなしを認識する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プロッタの作画ヘッド
あるいはペンストッカーが筆記具（ペン）を保持してい
るか否かを検出するペン有無検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開平１−２１６８９７号公報には、作
画ヘッドのペン保持機構のペンダウン量から、該ペン保
持機構がペンを保持しているか否かを判定するプロッタ
が開示されている。また、特開平２−６３０８０号公報
には、作画ヘッドとペンストッカーのペン保持アームの
衝突位置により、ペン有無等を判定するプロッタが開示
されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする問題点】特開平１−２１６８
９７号に示されたプロッタは、ペンストッカーから取り
出したペンを、ペン交換位置から、作画ヘッドの移動に
よりペン有無検出位置に移動して、ペン有無を検出して
いる。そのため、作画ヘッドがペン交換位置からペン有
無検出位置へ移動するタイムロスが生じる。また、特開
平２−６３０８０号に示されたプロッタは、ペン交換位
でペン有無を検出するので、上記タイムロスの問題は解
消される。しかしながら、ペン保持アームの先端はペン
交換を円滑に行うことができるように、テーパー面が形
成され、尖っているので、ペン交換ごとに先端が衝突す
るとペン保持アームが破損しやすいという問題点があっ
た。本発明は上記問題点を解決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】上記目的を達成するため、本
発明は、プロッタ本体に、ペンを脱着自在に保持するペ
ン保持機構が複数設けられたペンストッカーと、支持面
上の用紙に対して相対的にＸＹ方向に移動可能に支持さ
れ、前記ペンストッカーと対向する側に、ペンを軸方向
にずれないように脱着自在に保持するペン保持機構を有
する作画ヘッドとを備え、前記作画ヘッドを前記用紙に
対して相対的にＸＹ方向に移動制御して該用紙に所定の
作図を行うとともに、前記作画ヘッドを前記ペンストッ
カーに対して所定のペン交換位置まで接近させ、しかる
後にペンストッカーに対して後退させることで自動的に
前記作画ヘッドのペン保持機構と前記ペンストッカーの
選択したペン保持機構との間で相互にペンの交換を行う
ことができるようにしたプロッタにおいて、前記ペンス
トッカーの各ペン保持機構ごとに設けられ、該ペン保持
機構の保持するペンの鍔をペン交換方向に移動自在で且
つペンの昇降方向の少なくとも一方の移動を阻止する位
置に配設された係止部材と、前記作画ヘッドを前記ペン
ストッカーに対してペン交換位置に位置させ、該位置で
前記作画ヘッドのペン保持機構をペン昇降方向の少なく
とも一方の移動方向に駆動したとき、該作画ヘッドのペ
ン保持機構が所定量以上駆動方向に移動したときはペン
なしを認識し、前記作画ヘッドのペン保持機構の移動が
前記係止部材によって阻止されたときはペンありを認識
するコントローラとを備えたものである。

【０００５】

【作用】作画ヘッドがペンストッカーに対してペンを取
りにゆく場合、作画ヘッドがペン交換位置まで移動する
と、ペンストッカーの保持するペンを、作画ヘッドのペ
ン保持機構が保持する状態となる。該状態において、コ
ントローラは、作画ヘッドのペン保持機構の軸方向駆動
動作を行う。ところが、作画ヘッドのペン保持機構が保
持するペンは、ペンストッカーの係止部材に軸方向に係
止されているのでペン保持機構は軸方向に移動できな
い。作画ヘッドのペン保持機構がペン交換位置におい
て、軸方向に移動できないとき、コントローラはペンあ
りを認識する。ペンストッカーがペンを保持していない
ときは、ペン交換位置において、作画ヘッドのペン保持
機構は軸方向に移動する。これにより、コントローラは
ペンなしを認識する。

【０００６】

【実施例】以下に本発明の構成を添付図面に示す実施例
を参照して詳細に説明する。図１０において２はプロッ
タの本体であり、脚体４，６に支持されている。プロッ
タ本体２は、左右にボックス部８，１０を備え、該ボッ
クス部８，１０の間にプラテン１２が架設されている。
一方のボックス部１０には、コントローラ１４の電子回
路が内蔵され、他方のボックス部８にはペンストッカー
収納部が形成されている。前記ボックス部８の作画ヘッ
ド１８と対向する側は開放されている。前記ボックス部
８，１０間にはＹレール１６が架設され、該Ｙレール１
６に作画ヘッド１８がＹカーソル（図示省略）を介し
て、移動可能に連結している。前記作画ヘッド１８は、
前記ボックス８と対向する側に、固定アーム２０と、下
部支持アーム２２と、ばねによりペン保持方向に付勢さ
れた回動アーム２４とから成るペン保持機構２６を備え
ている。

【０００７】前記固定アーム２０と下部支持アーム２２
は、作画ヘッド１８の昇降ガイドに昇降自在に支承され
た昇降体２７に一体的に固設され、回動アーム２４は、
昇降体２７に水平方向に揺動可能に軸２９支されてい
る。前記昇降体２７は、作画ヘッド１８に内蔵固設され
たムービングコイルなどのペン昇降駆動装置２８に連結
している。前記固定アーム２０の側面には、ノック式鉛
筆ペン５０の鍔５０ａを受け入れる溝２０ａが形成され
ている。３０は前記回動アーム２４に突設された軸状の
開閉部材であり、ペン交換時、ペンストッカー３３側の
回動アーム３４と係合して、これを押し開くためのもの
である。前記昇降体２７にはエンコーダ板３６が固定さ
れ、発光素子３８と受光素子４０から成るセンサ即ちＺ
エンコーダ６０によって、昇降体２７の昇降量を電圧信
号に変換し、コントローラ１４にフィードバックするよ
うに構成されている。

【０００８】次に、図４及び図５を参照して、ボックス
８内に収納されたペンストッカー３３について説明す
る。ボックス８の底部にはストッカー駆動モータ３２が
固設され、このモータの出力軸に基台４１が脱着自在に
連結している。４３は上部材であり、前記基台４１の軸
部４１ａに固定されている。前記上部材４３には盤体４
５が一体的に形成され、該盤体４５に半円形状の、ペン
５０のホルダ部５０ａを保持するための、凹入部４７
が、複数、円周線上に形成されている。４９は盤状の中
間部材であり、前記軸部４１ａに固定されている。前記
中間部材４９の円周部には、前記凹入部４７に対応し
て、固定アーム５１が複数、放射状に水平方向に突設さ
れている。５３は係止部材であり、前記固定アーム５１
ごとに、これに隣接して形成され、固定アーム５１の突
出方向に対して垂直なペン支持面を有している。前記係
止部材５３の上端と前記盤体４５との間には、ペン５０
の鍔５０ａの厚さより若干広い鍔挿入空間部５５が形成
されている。３４は前記固定アーム５１ごとに対向配置
された回動アームであり、前記中間部材４９と上部材４
３に、水平方向に揺動自在に軸５７支されている。前記
回動アーム３４の先端には、前記開閉部材３０と係合す
るための傾斜面３４ａ，３４ｂが形成されている。

【０００９】５９はペンキャップであり、ペンキャップ
キーホルダー６１に取り付けられている。前記ペンキャ
ップキーホルダー６１には傾斜面６３を有するガイド６
５が固定されている。該ペンキャップキーホルダー６１
は、前記基台４１に、上下方向に揺動可能に軸６７支さ
れている。前記回動アーム３４は、リング状のばね６９
に連結し、該ばね６９によって、対応する固定アーム５
１に接近する方向に付勢されている。前記ペンキャップ
ホルダー６１は、リング状のばね７１に連結し、該ばね
７１によってペンキャップ５９が上昇する方向に付勢さ
れている。前記上部材４３、中間部材４９及び基台４１
は、ペンスッカー３３を構成し、前記凹入部４７、その
下の固定アーム５１、該アーム５１に対向する回動アー
ム３４及び係止部材５３の垂直面はペン保持機構７３を
構成している。前記ペン保持機構７３は、ペンストッカ
ー３３の円周部に複数個設けられている。ロール部が脚
体４，６間に支承されたロール紙４２はロール紙駆動モ
ータ４４によってたるみ方向に繰り出され、プラテン１
２上に供給される。前記プラテン１２上のロール紙４２
は、駆動ローラと加圧ローラとで挾持されるように構成
されている。

【００１０】プロッタの作画時、コントローラによって
Ｘモータ４６が駆動され、該Ｘモータ４６の駆動により
駆動ローラは正逆回転される。この駆動ローラの正逆回
転によってプラテン１２上のロール紙４２はプロッタの
前後方向即ちＸ軸方向に送られる。一方、コントローラ
１４の制御により、Ｙモータ４８が駆動され、該Ｙモー
タ４８の駆動により作画ヘッド１８はＹレール１６に沿
ってＹ軸方向に往復移動し、且つ、ペン昇降駆動装置２
８が駆動されて、ペン保持機構２６が昇降し、ペン保持
機構２６の保持するペン５０がロール紙４２に当接ある
いは離反し、該ペン５０によってロール紙４２に所定の
図形あるいは文字が描かれる。前記作画ヘッド１８のＹ
軸方向の移動量、ロール紙搬送用の駆動ローラの回転
量、ロール紙駆動モータ４４、ストッカー駆動モータ３
２の回転量及びペン昇降駆動装置２８の昇降量は、それ
ぞれＸエンコーダ５２、Ｙエンコーダ５４、エンコーダ
５６，５８及びＺエンコーダ６０によってパルス等の電
気信号に変換され、コントローラ１４にフィードバック
されるように構成されている。

【００１１】次に、作画ヘッド１８の、固定アーム２
０、回動アーム２４、及び下部支持アーム２２から成る
ペン保持機構２６が保持するペン５０を、ペンストッカ
ー３３の空のペン保持機構７３に返却する場合について
説明する。ペン５０の鍔部５０ａは、軸方向にずれない
ように、固定アーム２０の溝２０ａに嵌合し、ペン５０
の先端小径部５０ｃは、下部支持アーム２２の凹入部２
２ａに嵌合し、且つ、ペン５０のホルダー５０ｂの両側
面は、図６に示すように、固定アーム２０と回動アーム
２４とで挾圧支持されている。コントローラ１４の制御
によって、モータ３２を駆動し、ペンストッカー３０を
所定の方向に回転し、ペンを保持していない空のペン保
持機構７３を、作画ヘッド１８と対向させ、モータ３２
の出力軸をロック機構（図示省略）によりロックする。
次に、コントローラ１４の制御によって、Ｙレール１６
に沿って作画ヘッド１８をペンストッカー３０に向けて
移動する。

【００１２】作画ヘッド１８がペン交換装置に接近する
と、支持アーム２２の先端が、ガイド６５の傾斜面６３
に衝突し、この傾斜面６３の案内作用によって、ペンキ
ャップホルダー６１は、作画ヘッド１８の押動力によっ
てばね７１の弾力に抗して押し下げられる。また、この
とき、ペン５０のホルダー部５０ａは、固定アーム５１
と回動アーム３４間に圧入され、開閉部材３０が回動ア
ーム３４の外側に案内され、回動アーム２４が、対向す
る固定アーム２０から離れる方向にばね力に抗して押し
広げられる。更に、ペン５０の鍔５０ａが、ペンストッ
カー３３の空間部５５に挿入される。固定アーム２０の
先端は、盤体４５の凹入部４７に隣接する切り欠き部に
入り、これにより、固定アーム２０と盤体４５との衝突
が回避される。

【００１３】作画ヘッド１８がペン交換位置に達する
と、ペン５０のホルダー部５０ｂの上部は、盤体４５の
凹入部４７に嵌入し、作画ヘッド１８側のペン５０は、
ペンストッカー３３側のペン保持機構７３によって、し
っかりと保持される。更に、コントローラ１４の制御に
よって、作画ヘッド１８をペンストッカー３３から遠ざ
かる方向に後退移動さると、作画ヘッド１８の固定アー
ム２０と回動アーム２４間からペン５０が外れ、ペン５
０は、ペンストッカー３０の選択されたペン保持機構７
３のみによって保持される。

【００１４】作画ヘッド１８の後退移動によって支持ア
ーム２２による、ペンキャップホルダー６１に対する押
圧力が解除されると、ペンキャップホルダー６１は、ス
プリン７１の弾発力によって図１中、反時計方向に揺動
し、ペンキャップ５９がペン５０の先端部５０ｃに嵌入
する。次に、作画ヘッド１８が、ペンストッカー３０に
ペンを取りにゆく動作について説明する。

【００１５】コントローラ１４は、ペンストッカー３３
の各ペン保持機構６２の保持するペンのうち選択したペ
ンが作画ヘッド１８に向くように、ペンストッカー３３
を回転制御し、且つペンストッカー３３に対するロック
機構を動作させる。次に、コントローラは、ペンなしの
作画ヘッド１８を移動して、ペンストッカー３３に接近
させる。このとき、作画ヘッド１８側の回動アーム２４
の傾斜面がペンストッカー３３側のペン５０の周面に係
合し、作画ヘッド１８の押動力によって、スプリングの
弾力に抗して、回動アーム２４は、固定アーム２０との
対向間隔が開く方向に揺動する。更に、固定アーム２０
の溝２０ａにペンストッカー３３側のペン５０の鍔５０
ｂが嵌入する。更に、開閉部材３０は、回動アーム３４
の内側に入り込み回動アーム３４を押し広げて、回動ア
ーム３４と固定アーム５１によるペン５０の挾圧保持力
を解除させる。また、ペンキャップホルダー６１は、支
持アーム２２によって押し下げられ、ペン５０の先端部
５０ｃから下方向に外れる。作画ヘッド１８が更に進ん
で図１に示すように、ペン交換位置に達すると、ペンス
トッカー３３側のペン５０は、作画ヘッド１８の固定ア
ーム２０と回動アーム２４間にしっかりと保持される。

【００１６】次にコントローラは、作画ヘッド１８を後
退方向に移動させる。作画ヘッド１８の後退によって、
ペン５０は、ペンストッカー３３から外れ、作画ヘッド
１８のペン保持機構２６のみに保持される。次に、図９
に示すフローチャートを参照して、ペン保持検出動作に
ついて説明する。コントローラは、作画データを解析し
てペン交換指令を造出すると（ステップ１）、作画ヘッ
ド１８をペン交換位置に向けて移動する（ステップ
２）。次にコントローラは、ペン交換位置の手前で作画
ヘッド１８が停止したか否か判断する（ステップ３）。
ペンストッカー３３の選択されたペン保持機構７３と作
画ヘッド１８のペン保持機構の両方がペン５０を保持し
ている場合には、作画ヘッド１８がペンストッカー３３
に接近すると、作画ヘッド１８がペン交換位置に達する
手前で、ペン同士が衝突し、作画ヘッド１８の更なるペ
ンストッカー３３方向への移動が阻止される。

【００１７】この場合、コントローラは、ステップ３で
肯定を判断し、コントローラは、作画ヘッド１８とペン
ストッカー３３の両方にペン５０が有ると認識する（ス
テップ９）。次に、コントローラは、作画ヘッド１８
を、ペン交換位置まで後退させるとともに、ペンストッ
カー３３を回転させて、次のペン保持機構７３を作画ヘ
ッド１８に対向させる。次に、作画ヘッド１８をペンス
トッカー３３に向けて移動し（ステップ１０）、ステッ
プ３に戻る。コントローラは、ステップ３で否定を判断
すると、作画ヘッド１８をペンストッカー３３に向けて
接近させ、作画ヘッド１８が所定のペン交換位置に達し
たところで、作画ヘッド１８の移動を停止させる（ステ
ップ４）。

【００１８】次に、コントローラは、昇降体２７を下降
させて、ペンダウン動作を行う（ステップ５）。作画ヘ
ッド１８がペン交換位置にあり、ペン５０が、作画ヘッ
ド１８とペンストッカー３３のいづれかに存在する場合
には、ペン５０の鍔５０ａが空間部５５に嵌合している
ため、昇降体２７の下降が阻止される。コントローラ
は、ステップ６で昇降体２７が実際に所定量以上下降し
たか否か判断し、否定を判断するとペン有りを認識し、
ペン交換が正常に行われていることを認識する（ステッ
プ７）。コントローラは、ステップ１のペン交換指令が
作画ヘッド１８からペンストッカー３３へのペン返却で
あれば、次のペン取り動作に以降し、ペン交換指令が、
ペンストッカー側にペンを取りに行く動作であれば、ペ
ン交換終了後、作図動作に移行する（ステップ８）。

【００１９】ステップ６で肯定を判断すると、コントロ
ーラはペンなしを認識し、作画ヘッド１８を後退させた
後、ペンストッカー３３を回転させて次のペン保持機構
７３を作画ヘッド１８に対向させる。次に、作画ヘッド
１８をペンストッカー３３に向けて移動し（ステップ１
２）、ステップ３に戻る。なお、ペンストッカー３３を
軸方向に移動しないように、ストッカー駆動モータ３２
の出力軸に装着すれば、作画ヘッドのペン保持機構を、
ペン交換位置において上昇方向に駆動することによっ
て、ペン有無の検出を行うことが可能である。即ち、本
発明は、ペン有無の検出に際し、作画ヘッドのペン保持
機構を、下降方向に駆動する実施例に特に限定されるも
のではない。

【００２０】

【効果】本発明は上述の如く、ペン交換時にペンの有無
の検出を行うので、ペン有無検出のために生じるタイム
ロスを少なくすることができる。また、ペン有無検出に
作画ヘッドとペンストッカーのペン保持アーム同士の衝
突を伴うことがないので、ペン保持機構の耐久性を向上
させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ペンストッカーと作画ヘッドの説明的側面図で
ある。

【図２】ペンストッカーと作画ヘッドの説明的側面図で
ある。

【図３】ペンストッカーと作画ヘッドの説明的側面図で
ある。

【図４】ペンストッカーと作画ヘッドの説明的側面図で
ある。

【図５】ペンストッカーの分解斜視図である。

【図６】作画ヘッドのペン保持機構の平面図である。

【図７】プロッタのブロック説明図である。

【図８】下部支持アームの平面図である。

【図９】プロッタの動作を示すフローチャートである。

【図１０】プロッタの外観図である。

【符号の説明】

２ プロッタ本体 ４ 脚体 ６ 脚体 ８ ボックス部 １０ ボックス部 １２ プラテン １４ コントローラ １６ Ｙレール １８ 作画ヘッド ２０ 固定アーム ２２ 下部支持アーム ２４ 回動アーム ２６ ペン保持機構 ２７ 昇降体 ２８ ペン昇降駆動装置 ２９ 軸 ３０ 開閉部材 ３３ ペンストッカー ３４ 回動アーム ３６ エンコーダ板 ３８ 発光素子 ４０ 受光素子 ４１ 基台 ４２ ロール紙 ４３ 上部材 ４５ 盤体 ４７ 凹入部 ４９ 中間部材 ５０ ペン ５１ 固定アーム ５３ 係止部材 ５５ 空間部 ５７ 軸 ５９ ペンキャップ ６１ ペンキャップホルダー ６２ ペン保持機構 ６３ 傾斜面 ６５ ガイド ６７ 軸 ６９ ばね ７１ ばね ７３ ペン保持機構

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プロッタ本体に、ペンを脱着自在に保持
   するペン保持機構が複数設けられたペンストッカーと、
   支持面上の用紙に対して相対的にＸＹ方向に移動可能に
   支持され、前記ペンストッカーと対向する側に、ペンを
   軸方向にずれないように脱着自在に保持するペン保持機
   構を有する作画ヘッドとを備え、前記作画ヘッドを前記
   用紙に対して相対的にＸＹ方向に移動制御して該用紙に
   所定の作図を行うとともに、前記作画ヘッドを前記ペン
   ストッカーに対して所定のペン交換位置まで接近させ、
   しかる後にペンストッカーに対して後退させることで自
   動的に前記作画ヘッドのペン保持機構と前記ペンストッ
   カーの選択したペン保持機構との間で相互にペンの交換
   を行うことができるようにしたプロッタにおいて、前記
   ペンストッカーの各ペン保持機構ごとに設けられ、該ペ
   ン保持機構の保持するペンの鍔をペン交換方向に移動自
   在で且つペンの昇降方向の少なくとも一方の移動を阻止
   する位置に配設された係止部材と、前記作画ヘッドを前
   記ペンストッカーに対してペン交換位置に位置させ、該
   位置で前記作画ヘッドのペン保持機構をペン昇降方向の
   少なくとも一方の移動方向に駆動したとき、該作画ヘッ
   ドのペン保持機構が所定量以上駆動方向に移動したとき
   はペンなしを認識し、前記作画ヘッドのペン保持機構の
   移動が前記係止部材によって阻止されたときはペンあり
   を認識するコントローラとを備えたことを特徴とするプ
   ロッタのペン有無検出装置。