JPS62221021A - ペン制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 一産業上の利用分野一 本発明は、Ｘ−Ｙプロッタ、製図機等の作図装置のペン
制御装置に係り、特に先端ノック式リードペン（シャー
プペンシル）を使用する作図装置のペン制御装置に関す
る。

−従来技術− Ｘ−Ｙプロッタ等の作図装置１例えば 第７図示のような多ペン弐Ｘ−Ｙプロッタは、入力信号
によって矢印Ｘ方向に送られるガイド軸１を有し、この
ガイド軸ｌにペンキャリッジ２をＹ方向に移動可能に支
持し、装置本体３のペン格納部３ａに位置した記録ペン
Ｐのうち選択された１つをペンキャリッジ２に拾いＥげ
、ペンキャリッジ２を記録開始位置までＸ−Ｙ方向に駆
動し、ベンキャリッジ２に設けられるペンアップダウン
制御装置によってペン筆記面に接触（ペンダウン）し、
ベンキャリッジ２を作図図形に従ってＸ−Ｙ方向に移動
及び必要に応じてペンを筆記面から離間（ペンアップ）
することで筆記面への記録を行う。

このように、記録ペンの交換制御とＸ−Ｙ方向の位を制
御とペンアップダウン制御を行うことで人力データに従
った作図を得る作図装置において、筆記動作中の記録ペ
ンにインクやシャープ芯が無くなったときには筆記失敗
となる問題があった。そして、筆記失敗にはペン交換又
はインク、芯の補充後に筆記再開という煩わしさ及び作
図効率の低下になる。特に、シャープペンシルは、芯収
納部に多数の芯を収納可溌であるが、芯の切換わり時に
後続の芯が続くとは限らないし、続いたとしてもカスレ
を起すことが多く、結果的に１木の芯を消耗すると次の
芯をペン先端までノック操作によって導出又はペン交換
を必要とする。そして、シャープペンシルは、１木の芯
で筆記できる筆記長が比較的短く（例えば筆記長２ｍ／
芯長１ｍｍ）、芯残量管理及び芯交換作業が煩わしいも
のになるし筆記失敗も起し易くなる問題があった。

さらに、シャープペンシルは、ペンアップダウンのノッ
ク動作によって芯送り出しを行うこと及び折れ易いこと
から、ノック動作時に芯がペン先端筒から出すぎて作図
時に折損し、筆記失敗になる問題があった。

−発明の目的一 本発明の目的は、以上に述べたような従来の問題点に鑑
み、先端ノック式リードペンの芯無し及び芯送り出し適
否を自動的にしかも正確に判別し、ペン交換も容易にな
るペン制御装置を提供することを目的とする。

−発明の構成− この目的を達成するため、本発明は、ペンを交換し作図
データに従ってペンアップダウン及び筆記制御するペン
制御装置において、ペンキャリッジ上に拾上げられたペ
ンの種類を判別するペン判別器と、ペンダウン制御でペ
ン先端が記録面に接触したときの該記録面に対するペン
高さ位置を検出する位置検出器と、前記ペン判別器の判
別信号が先端ノック式リードペンを示しかつペン交換に
よる初筆記にはペンダウン状態で所定筆圧で一定時間待
った後に前記位置検出器の位置信号から芯の有無を判別
する第１の制御手段と、筆記に際して前記位置検出器の
位置信号から芯の出すぎを判定したときにペンアップし
てホールド状態にする第２の制御手段と、前記位置検出
器の位置信号から芯無しを判定したときに前記ペン判別
器の判別信号からペン収納部に同種ペンが有るときには
当該ペンの交換をしｆｌｉｔペンが無いときにオペレー
タの作図操作位置近傍に移動してホールド状態にする第
３の制御手段とを備えたことを特徴とす机 一実施例− 第２図は、本発明に係る制御装置の回路図を示す。ＣＰ
ＵＩＩ、ＲＯＭ１２゜ ＲＡＭ１３及び入出力回路１４を備えるマイクロコンピ
ュータは、入出力回路１４を介して作図データＤＡＴＡ
を取込み、このデータに従ってモータ制御回路１５には
Ｘ、Ｙ方向の位置制御データを与え、このデータに従っ
てモータ制御回路１５がモータ（パルスモータ、サーボ
モータ等）１６．１７を駆動することでベンキャリッジ
２（第７図参照）を作図データに従って移動及び作図に
使用するペン種指定に従ってペン交換移動させる。また
、マイクロコンピュータは作図データに従ってペンアッ
プ、ダウン制御信号 ＵＰ／ｌｌ０ＷＮ及びＤ／Ａ変換器１８を介した駆動電
流設定値■５を電流制御回路１９に手える。

電流制御回路１９は、ペンキャリッジ２上に保持する記
録ペンのアップダウン駆動コ・イル２０のｌ［流を設定
値Ｖ、に従ってフィードバック制御するもので、電流検
出器２１の検出電流をフィードバック信号として取込み
、また位置検出器２２のペンアップ、ダウン位置検出信
号を取込む。ここでペンアップ、ダウン駆動機構は第３
図及び第４図に例示される。両図において、ペンキャリ
ッジ本体３１はガイド軸３２に沿ってＹ＠１１方向に摺
動自在にされ、ガイド軸３２はＸ軸方向への摺動体に取
付けられる。ペン保持部３３はベンキャリッジ本体３１
の摺動軸３４によってＺ軸方向（ペンアップ、ダウン方
向）に摺動自在にされる。このペン保持部３３には前述
の駆動コイル２０と位置検出器（例えばホール素子）２
２がペンキャリッジ本体３１上で対向配置された一対の
板状永久磁石 ３５Ａ、３５Ｂ　　（第４図）の空隙に設けられ、駆動
コイル２０の電流極性によってペン保持部３３をペンア
ップ、ダウン方向に駆動しその電流の大きさで駆動力を
ａｇｌ整し、この駆動に際して永久磁石３５Ａ、３５Ｂ
　（７）　Ｚ軸方向の位置の違いによる磁界の変化によ
って位置検出器２２で位置に対応した位置信号を検出す
る。

第３図中、３６はペンアップ時の復帰ハネ、３７はペン
アップ位置を決めるストッパ、３８はペン保持部３３に
保持された記録ペン、３９は記録紙である。

第２図に戻って、マイクロコンピュータには位置検出器
２２からの検出信号をＡＩＤ変換器２３によってディジ
タル信号に変換して取込み、この信号は後述のようにシ
ャープペンシルでの筆記に芯の有無や出すぎ自動判定等
に利用される。さらに、マイクロコンピュータは入出力
回路１４を介してペン判別器２４からのペン種判別信号
を得るようにされ、この判別信号はペン収納部３ａから
ペンキャリッジ２上に拾上げた記録ペンの種別を判別す
る信号を得る。このペン判別器 ２４は、例えば第５図に示すように、ペン収納？Ｐｒ　
３　ａに格納する各種のベア３８には予めその種類（先
端ノック式リードペン、水性ボールペン、インクペン、
サインペン等）やインク色及び等級（例えば芯の太さの
違い）を特定する符号化青色テープ３８Ａ、３８Ｂ、３
８Ｇを施しておき、ペン保持部３３に拾上げられたペン
３８の着色テープ３８Ａ、３８８．３８Ｃ部分を着色テ
ープ読取部２４Ａが光学的に検出することでペン３８に
対応づけたペン判別コードデータを得る。この着色テー
プ読取部２４Ａの他の構成としては、ペン収納部３ａに
一部を分離して設け、ペンがペン収納部３ａに収納され
た状態で予めペン種を読取っておくものにされる。

こうしたペン判別器２４のペン種判別信号及び位置検出
器２２からの位置検出信号は、先端ノック式リードペン
を使った作図制御でのペン交換の必要性有無の判定等に
使用される。以下ＣＰＵＩＩによる制御を詳細に説明す
る。

第１図はＣＰＵＩＩによる判定制御のフローチャートの
要部を示す。作図開始のために筆記命令があると、まず
ＣＰＵＩＩはペン判別器２４からのデータからペン保持
部３３に保持するペンの種別を判定する（ステラ７’Ｓ
ｌ）、この判定でシャープペンシル以外のペンであれば
該ペンを使った１本の線の作図を行って次の筆記命令を
待ち（ステップＳ２）、シャープペンシルの判定では該
ペンがペン収納部３ａから取上げた後又はオペレータの
セット後の初筆記か否かを判定する（ステップＳ３）。

スッテプＳ３の判定で初筆記となるとき、ＣＰＵＩＩは
電流制御回路１９にペンダウン指令と共にＤ／Ａ変換器
１８に所定の筆正になるペン圧力設定値を与えることで
ペンダウン制御を行う（ステップＳ４）。ここで、ペン
圧力設定値はペン種判別信号からシャープペンシルの等
級等に応じて予め記憶した値を使用する。このペンダウ
ン制御でシャープペンシルが記録紙３９面に所定筆圧で
下ろされたとさからＣＰＵＩＩは一定時間（例えば０．
１秒）待ち（ステップＳ５、その後位置検出器２２の検
出信号Ｖ、から昌該シャープペンシルの芯有無をチェッ
クする（ステップＳ６）。

この芯有無チェックは検出信号■ｓから求められるペン
ダウン状態での位置検出信号ＰＨが基準ベンダウン位￥
１信号ｐｓ　よりも所定量（あらかじめ定められたペン
先のペン先端筒４８が先端キャップ４１内に押込まれて
い〈量）α以上低いか否かで判定する。この判定で芯有
無チェックができる理由を第６図（Ａ）及び第６図ＣＢ
）に示す先端ノック式リードペンの断面図によって説明
する。

第４図（Ａ）において、筒体４０には先端キャップ４１
が内部結合金Ａ４２への螺合で結合され、筒体４０内の
芯４３は芯収納部４４の先端からチャック４５を経てペ
ン先端筒４Ｂに送出される。チャック４５はその外周筒
体４７に対して圧縮バネ４日によって収納部４４側に戻
す方向に付勢され、該筒体４７との間の小球体４Ｂを介
した抑圧力で芯４３をつかむことで芯４３の戻りに抗し
た把持力を得る。ペン先端筒４６はバネ５０によって突
出する方向に付勢され、該バネ５０に抗した押圧力（筆
記圧又は先端ノック）には先端キャップ４１内に押込ま
れる。ペン先端筒４８の後端部には芯４３を把持するゴ
ム５１が設けられ、ペンアップ時にペン先端筒４６はゴ
ム５１の把持力で芯４３を把持子てその送出しを行うよ
うに構成される。

このような先端ノック式リードペンは、第６図（Ａ）に
示すように１通常時のペンダウン状態では先端キャップ
４１に対してペン先端０４Ｂは２寸法Ｈ５だけ突出した
状態で筆記が始まり、筆記量に応じて芯が消耗してくる
が、次回のペンアップ時にはゴム５１が芯４３を把持し
てバネ５０の復帰力で送り出し１次回のペンダウン時に
は寸法Ｈｓだけ突出した状態に戻る。即ち、ペンダウン
時には常に第６図（Ａ）の状態にあり１寸法Ｈｓ　も変
らない。

この状態での位置検出信号ＶＡを基準ペンダウン位置信
号ＰＳ　として記憶しておき、所定量αも設定しておく
。一方、ペン先端筒４６内の芯が消耗してその後端がチ
ャック４５の先端以下にまでなったとき、第６図（Ｂ）
に示すように芯の消耗量に応じてペン先端筒４８が先端
キャップ４１内に押込まれて行く、従って、突出す法Ｈ
５に対応するペン位置検出信号ＰＨをペンダウン時に読
み取り、この信号ＰＨを記憶する基準ペンダウン位置信
号ＰＳ　と所定量αの差（Ｐｓ−α）と比較することに
より、芯の完全な消耗前に芯無しの判定を得ることがで
きる。

従って、ステップＳ４から５６までの制御により、ペン
取後の初筆記に、ペンダウン時の振動、ａ械的たわみ、
記録紙への抑圧による芯の沈込み等による芯有無チェッ
クの誤りを無くし、確実なチェックひいては確実な筆記
を得る。

第１図に戻って、ステップＳ６での判定で芯有り又はス
テップＳ３でペン取後初筆記と判定されたとき、ＣＰＵ
ＩＩは芯の出すぎをチェックする（ステップＳ７）。こ
の芯出すぎチェックは芯有無チェックと同様にペンダウ
ン位置検出信号Ｐｓが基準ペンダウン位置信号Ｐｓ　よ
りも所定量β以上高いか否かによって判定する。この判
定で芯が出すぎでないとき、ＣＰＵＩＩは１本の線作図
制御を行い（ステップＳ８）、この制御終了後に再び芯
有無をチェックしくステップＳ９）、芯有りでは次回の
筆記命令を待つ。従って、芯出すぎチェックを行うこと
で同じ芯有りでも芯出すぎ状態での作図で芯の折損すな
わち作図失敗を確実に防止する。

次に、ステップＳ９又はＳ６での判定で芯無しく残量少
）と判断されたとき、 ｃｐｔｙｔｔは現在ペン保持部３３に取上げているシャ
ープペンシルを芯無しとして記憶しくステップ５ＩＯ）
、ペン収納部３ａに同種、同じ等級のシャープペンシル
が収納されているか否かを判別しくステップ５ｉｔ）、
ペン収納部３ａに同種ペンが存在するときには現在保持
するペンをペン収納部３ａの空位置に戻して該同種ペン
を拾上げてくる（ステップ５１２）、この後ステップＳ
１に戻る。これらステップＳｌｌ、Ｓ１２での制御には
ペン判別器２４の信号を使用し、ペン判別器２４の読取
部２４Ａが第５図示のようにペン保持部３３に設けられ
るときには同種ペン有無判定にペン収納部３ａの各ペン
を１本づつ拾上げ交換する手順になるし、ペン判別器２
４の読取部２４Ａの一部がペン収納部の各収納位置にア
ドレス対応づけで設けられるどきには該ペン収納部での
同種ペン判定をしてペンキャリッジを当該収納位置に直
接に移動させて交換する手順になる。

従って、同種ペンサーチにはペン判別器の信号に基づい
て行われ、ペン収納部へのペン収納位置は任意にしてオ
ペレータの管理を容易にするし、誤ったペンを拾上げて
くることが無くなる。

次に、ステップＳｌｌでペン収納部３ａに同種ペンが無
いとき、ＣＰＵＩＩは芯無しと判断されて現在ペンキャ
リッジに保持するペンをベンキャリッジの移動で右下隅
（第７図Ｈ点）に位置させてホール）　（）ＩＡＬＴ）
状態にしくステップ５１３）、オペレータによる芯補給
の完了を待ち（ステップ５１４）、芯補給完了でホール
ド状態を解除してステップＳ１に戻る（ステップ５１５
）、従って、芯無しシャープペンシルについての芯補給
には右下隅への移動（オペレータの作図操作位置近傍へ
の移動）によってオペレータによる芯補給作業を容易に
する。

最後に、ステップＳ７での芯出すぎ判定には、ＣＰＵＩ
Ｉはペンをペンアップしてボールド状態とし、オペレー
タによる介入（芯出すぎの修正）をペン判別器信号の一
旦消滅から判定できるまで待ち、オペレータの介入でス
テップＳ１５に進む（ステップ３１６）。従って、芯出
すぎの判定ではペンをペンアップしてオペレータの介入
を待ち、これによって芯出すぎによるホールド状態と他
の理由（故障等）によるホールド状態とのオペレータの
識別を容易にする。

一発明の効果− 以上のとおり、本発明によれば、先端ノック式リードペ
ンによる筆記に芯の有無及び出すぎの有無を自動判定し
、また芯無しにはペン収納部の同種ペンを自動交換し、
これら判定及び芯交換にも確実、容易にする制御手段と
したため、比格的筆記長の短い先端ノック式リードペン
による筆記作業に筆記失敗を起すことなく確実、容易に
する効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における判定制御のフローチ
ャート、第２図は実施例の制御装置回路図、第３図及び
第４図は第１図におけるペンアップ、ダウン駆動機構を
示す一部断面図、第５図は第２図におけるペン判別器を
例示する概略構成図、第６図（Ａ）及び第６図（Ｂ）は
先端ノック式リードペンの芯消耗量による高さ位置変化
を示す断面図、第７図は多ペン弐Ｘ−Ｙプロッタの平面
図である。 ２・・・ベンキャリッジ、 ３ａ・・・ペン収納部、　　１１・・・ＣＰＵ、１２−
ＲＯＭ、　　１３−ＲＡＭ。 １４・・・入出力回路、１５・・・モータ制御回路、１
９・・・電流制御回路、　　２０・・・駆動コイル、２
２・・・位音検出器、　　２４・・・ペン判別器。 特許出願人　岩崎通信機株式会社 怖１ （Ａ） 齋　６　口

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）ペンを交換し作図データに従ってペンアップダウン
   及び筆記制御するペン制御装置において、ペンキャリッ
   ジ上に拾上げられたペンの種類を判別するペン判別器と
   、ペンダウン制御でペン先端が記録面に接触したときの
   該記録面に対するペン高さ位置を検出する位置検出器と
   、前記ペン判別器の判別信号が先端ノック式リードペン
   を示しかつペン交換による初筆記にはペンダウン状態で
   所定筆圧で一定時間待った後に前記位置検出器の位置信
   号から芯の有無を判別する第１の制御手段と、筆記に際
   して前記位置検出器の位置信号から芯の出すぎを判定し
   たときにペンアップしてホールド状態にする第２の制御
   手段と、前記位置検出器の位置信号から芯無しを判定し
   たときに前記ペン判別器の判別信号からペン収納部に同
   種ペンが有るときには当該ペンの交換をし同種ペンが無
   いときにオペレータの作図操作位置近傍に移動してホー
   ルド状態にする第３の制御手段とを備えたことを特徴と
   するペン制御装置。