WO2017013944A1 - ペンカートリッジ - Google Patents

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WO2017013944A1
WO2017013944A1 PCT/JP2016/066162 JP2016066162W WO2017013944A1 WO 2017013944 A1 WO2017013944 A1 WO 2017013944A1 JP 2016066162 W JP2016066162 W JP 2016066162W WO 2017013944 A1 WO2017013944 A1 WO 2017013944A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pen
gripping
housing
cartridge
state
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/066162
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
充雄 道面
直紀 河本
Original Assignee
ブラザー工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ブラザー工業株式会社 filed Critical ブラザー工業株式会社
Priority to EP16827508.9A priority Critical patent/EP3312019A4/en
Publication of WO2017013944A1 publication Critical patent/WO2017013944A1/ja
Priority to US15/875,390 priority patent/US20180141371A1/en

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B43—WRITING OR DRAWING IMPLEMENTS; BUREAU ACCESSORIES
    • B43L—ARTICLES FOR WRITING OR DRAWING UPON; WRITING OR DRAWING AIDS; ACCESSORIES FOR WRITING OR DRAWING
    • B43L13/00—Drawing instruments, or writing or drawing appliances or accessories not otherwise provided for
    • B43L13/02—Draughting machines or drawing devices for keeping parallelism
    • B43L13/022—Draughting machines or drawing devices for keeping parallelism automatic
    • B43L13/024—Drawing heads therefor
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/13—Digital output to plotter ; Cooperation and interconnection of the plotter with other functional units
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D5/00—Arrangements for operating and controlling machines or devices for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D5/00—Arrangements for operating and controlling machines or devices for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
    • B26D5/005—Computer numerical control means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D7/00—Details of apparatus for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
    • B26D7/26—Means for mounting or adjusting the cutting member; Means for adjusting the stroke of the cutting member

Definitions

  • the present invention relates to a pen cartridge that holds a pen and is detachably attached to a plotter that performs drawing with the pen.
  • a cutting plotter that cuts a sheet-like object such as paper into a desired shape
  • This cutting plotter includes a cutter cartridge for cutting an object, and a carriage on which the cutter cartridge can be mounted.
  • the carriage can be mounted with a pen cartridge containing a pen instead of the cutter cartridge. By mounting the pen cartridge on the carriage, the cutting plotter can draw a desired pattern or pattern on the surface of the object.
  • the pen cartridge disclosed in Patent Document 1 includes a cylindrical pen holder having four clamping pieces on the rear end side, a cap mounted on the front end side of the pen holder and aligning the front end of the pen, and a rear end of the pen holder And a squeezer that is screwed to the side and elastically deforms the sandwiching piece toward the inner peripheral side.
  • a squeezer that is screwed to the side and elastically deforms the sandwiching piece toward the inner peripheral side.
  • the pen cartridge first, with the cap attached to the pen holder, the pen is inserted into the pen holder until it hits the closing plate of the cap. The pen holder is then attached to the carriage by tightening the squeezer on the pen holder until the pen is fully secured, and then removing the cap.
  • the conventional pen cartridge described above has a drawback that the pen cannot be stably held because the pen is held by the holding piece at one place in the middle of the pen shaft.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a pen cartridge capable of stably holding a pen, which is detachably attached to a plotter while holding the pen. To do.
  • a pen cartridge according to claim 1 of the present invention is a pen cartridge that holds a pen, and is detachably mounted on a plotter that performs drawing with the pen.
  • a casing having a cylindrical hollow portion through which a pen is inserted in a penetrating state, and the casing is provided so as to be rotatable between a first position and a second position with the pen insertion direction as a central axis.
  • the pen is inserted into the cylindrical hollow portion of the housing in a penetrating state, and the operation member is rotated from the first position to the second position.
  • the plurality of gripping portions of the gripping member transition from a released state where the pen is not gripped to a gripping state where the pen is gripped.
  • the outer periphery of the pen is gripped at a plurality of positions in the axial direction by the plurality of gripping portions. Accordingly, the pen can be stably held in the one that is detachably attached to the plotter while holding the pen.
  • the perspective view which shows one Embodiment of this invention and shows the whole structure of a cutting plotter roughly Perspective view of carriage part Front view and top view (b) showing pen cartridge 3 is a longitudinal sectional view of the pen cartridge taken along line IV-IV in FIG. Exploded perspective view of pen cartridge Cross-sectional plan view of the cam portion along line VI-VI in FIG.
  • Side view of operation member Longitudinal cross section of operation member Perspective view of positioning jig The perspective view which shows the state which mounted
  • the present invention is applied to a pen cartridge mounted on a cutting plotter.
  • This cutting plotter is a device that cuts an object such as paper according to cutting data in a mounted state of a cutter cartridge.
  • the pen cartridge according to the present embodiment instead of the cutter cartridge, it is possible to perform drawing with the pen on the surface of the object according to the drawing data.
  • FIG. 1 shows an external configuration of a cutting plotter 1 as a plotter.
  • FIG. 2 schematically shows the configuration of the carriage 5 provided in the cutting plotter 1.
  • the cutting plotter 1 includes a main body cover 2, a platen 3 disposed in the main body cover 2, and a carriage 5 on which the cutter cartridge 4 is detachably mounted.
  • the cutting plotter 1 includes a holding member 6 for holding a sheet-like object W such as paper or cloth.
  • the main body cover 2 has a horizontally long rectangular box shape, and a front opening 2a that opens horizontally is formed on the front surface thereof.
  • the holding member 6 is inserted into the cutting plotter 1 from the front and set on the upper surface of the platen 3.
  • the holding member 6 set on the upper surface of the platen 3 is transferred in the front-rear direction (Y direction).
  • a transfer mechanism for transferring the holding member 6 in the front-rear direction (Y direction) on the upper surface of the platen 3 is provided.
  • a carriage moving mechanism for moving the carriage 5 in the left-right direction (X direction) is provided in the main body cover 2.
  • the transfer direction of the holding member 6 by the transfer mechanism is the front-rear direction (Y direction).
  • the moving direction of the carriage 5 by the carriage moving mechanism is the left-right direction (X direction).
  • the direction perpendicular to the front-rear direction and the left-right direction is defined as the up-down direction (Z direction).
  • the carriage 5 includes a cartridge holder 16 and a vertical drive mechanism (not shown) that drives the cartridge holder 16 in the vertical direction.
  • the cartridge holder 16 holds the cartridges 4 and 21 in a detachable manner.
  • the cutter cartridge 4 is mounted on the cartridge holder 16.
  • the cutter cartridge 4 includes a cylindrical case extending in the vertical direction and a cutter extending along the central axis thereof. The cutter protrudes downward by a predetermined dimension from the lower end of the case, and a blade is formed at the lower end.
  • the pen cartridge 21 when performing a drawing operation on the object W, the pen cartridge 21 according to the present embodiment is mounted on the cartridge holder 16.
  • the pen cartridge 21 holds the pen P (see FIGS. 14 and 3B), and details thereof will be described later.
  • the pen P a commercially available felt pen, ballpoint pen, or the like can be used.
  • the pen P includes a pen tip at the tip of a pen shaft having a round bar shape.
  • the vertical drive mechanism includes a Z-axis motor or the like (not shown), and moves the cartridge holder 16 between a lowered position where cutting and drawing work is performed and an elevated position where the work is retracted upward from the object W and no work is performed. It is configured to let you.
  • the cutter cartridge 4 When the cutter cartridge 4 is mounted, the cutter blade portion penetrates the object W held by the holding member 6 in the thickness direction at the lowered position of the cartridge holder 16. In this state, the object W held by the holding member 6 is moved in the front-rear direction by the transfer mechanism, and the carriage 5, that is, the cutter is moved in the left-right direction by the carriage movement mechanism, thereby cutting the object W. Is done.
  • drawing is possible with the tip of the pen P contacting the upper surface of the object W at the lowered position of the cartridge holder 16.
  • the drawing operation is also performed by moving the object W held by the holding member 6 in the front-rear direction by the transfer mechanism and moving the carriage 5, that is, the pen cartridge 21 in the left-right direction by the carriage movement mechanism.
  • the cutting plotter 1 is provided with a control device mainly composed of a computer (CPU) for controlling the whole.
  • the control device executes a cutting operation and a drawing operation based on the cutting data and the drawing data according to an operation control program or the like.
  • the control device can recognize whether the cartridge mounted on the cartridge holder 16 is the cutter cartridge 4 or the pen cartridge 21 based on the detection of the sensor.
  • the pen cartridge 21 includes a housing 22, a gripping member 23, a transmission member 24, a coil spring 25, an operation member 26, a wave spring 27, a lid 28, and a rivet 29. .
  • the pen cartridge 21 when referring to the orientation, the pen cartridge 21 will be described with reference to the up-down direction and the front-rear-left-right direction in the mounting state with respect to the cartridge holder 16, that is, the state in which the pen P is used vertically downward.
  • the housing 22 is formed in a substantially cylindrical shape that is long in the vertical direction as a whole, for example, from a hard plastic material such as ABS resin. As shown in FIG. 4 etc., this housing
  • casing 22 has the cylindrical hollow part 22a by which the pen P is penetrated by the penetrating state to an up-down direction.
  • a direction in which the central axis of the cylindrical hollow portion 22a extends is referred to as an axial direction
  • a direction intersecting the axial direction is referred to as a radial direction. More specifically, the housing 22 has the following configuration.
  • the upper end portion of the housing 22 is configured such that the left and right portions are opened leaving the front and rear portions of a cylindrical peripheral wall, and the arc-shaped wall portions 30 and 30 are integrated with the front and rear portions.
  • the portions between the arcuate wall portions 30 and 30 are side opening portions 22b and 22b.
  • male screw portions 30 a and 30 a to which a lid 28 described later is attached by screwing are integrally formed on the outer peripheral surfaces of the upper end portions of the arc-shaped wall portions 30 and 30, respectively. Yes.
  • a flange portion 31 that is positioned below the arc-shaped wall portions 30 and 30 and that receives a lower end portion of an operation member 26 described later is integrally provided on the outer peripheral surface portion of the housing 22 so as to protrude in the outer peripheral direction.
  • the first pawl portion 31 a and the second pawl portion are formed on the upper surface portion of the flange portion 31, which are located at the right side portion and the left side portion and are formed by arranging a plurality of grooves in the circumferential direction.
  • the pawl portion 31b is provided.
  • the second pawl 31b on the left side constitutes a part of a locking mechanism for holding the operation member 26 in the second position.
  • the outer peripheral surface portion of the housing 22 is integrally provided with a convex portion 32 that is positioned below the intermediate portion in the vertical direction, that is, below the flange portion 31 and protrudes rearward and has a flat rear surface. ing. Further, as shown in FIGS. 3A and 14, the outer peripheral surface portion of the housing 22 has a constricted portion 33 that is located near the lower portion and narrows the housing 22 in the left-right direction. Is provided.
  • the convex portion 32 is used for positioning in the front-rear direction
  • the constricted portion 33 is used for positioning and holding in the up-down direction and the left-right direction. Is done.
  • a mark M is formed on the front surface portion of the outer peripheral surface portion of the housing 22 in the vertical middle portion, that is, the convex portion 32 forming portion.
  • the mark M indicates an operation procedure of the operation member 26 to be described later, that is, a procedure of lifting the operation member 26 upward and then rotating it to the left and then lowering it.
  • a stepped portion 34 is formed on the inner peripheral surface portion of the housing 22 so as to be positioned at the middle portion in the vertical direction so that the inner diameter dimension below the inner diameter is slightly smaller than the upper portion. .
  • the step portion 34 is provided so as to be positioned in the vertical direction by locking a gripping member 23 described later in a downwardly-preventing state.
  • a cam surface 35 is formed at a lower portion of the inner peripheral surface portion of the housing 22.
  • the cam surface 35 is for deforming an elastic deformation claw of the gripping member 23 described later, and in this embodiment, is formed at three positions in the circumferential direction at equal intervals. These cam surfaces 35 are formed such that the depth of the recesses becomes shallower in the clockwise direction (in the direction of arrow A) when viewed from above, that is, the inner diameter gradually decreases.
  • the gripping member 23 is made of a relatively soft plastic material such as POM resin, for example, and includes a cylindrical portion 36 and a gripping portion provided below the cylindrical portion 36.
  • the first grip part 37, the second grip part 38 as a grip part provided on the upper part of the cylindrical part 36, and three engagement piece parts 39 provided on the upper part of the cylindrical part 36 are integrally provided. ing.
  • the first gripping portion 37 is provided on the lower end side that is one end side in the axial direction of the gripping member 23, and the second gripping portion 38 is provided on the upper end side that is the other end side.
  • the first gripping portion 37 and the second gripping portion 38 grip the pen P at two positions with different axial directions.
  • the grip member 23 is inserted into the cylindrical hollow portion 22a of the housing 22 from above. At this time, the rib 39a provided on the outer peripheral surface of the engagement piece 39 abuts against the upper surface of the stepped portion 34, so that the gripping member 23 is prevented from coming out downward, that is, in a vertical positioning state.
  • the cylindrical portion 36 has a cylindrical shape with a diameter to be inserted into the cylindrical hollow portion 22a, and a ring-shaped convex portion 36a that slidably contacts the outer peripheral surface of the cylindrical portion 36 directly below the step portion 34 on the inner peripheral surface of the housing 22. Is integrated.
  • the gripping member 23 is accommodated in the housing 22 so as to be rotatable.
  • the first gripping portion 37 provided at the lower portion of the cylindrical portion 36 includes a plurality of elastic deformation claws 40 in this case for gripping the pen shaft of the pen P.
  • These three elastically deformable claws 40 are provided at equal intervals, that is, at an interval of 120 degrees, and extend downward from the lower end of the cylindrical portion 36 in a narrow width. It has a shape having a helical twist in the direction of arrow A) and is configured to be elastically deformable in the radial direction.
  • each elastic deformation claw 40 is disposed in each cam surface 35 as shown in FIG. At this time, as will be described later, when the operation member 26 is in the first position, as shown in FIG. 7, the gripping member 23 is in the released state, and the operation member 26 is rotated to the second position. Accordingly, the gripping member 23 is transitioned to a gripping state in which the pen P is gripped.
  • the lower end portion of each elastic deformation claw 40 is located at a deep position of each cam surface 35 as shown in FIG. 6, and as shown in FIG. The lower end portion is positioned on the outer peripheral side so as to overlap the cylindrical portion 36 when viewed in the axial direction.
  • each elastic deformation claw 40 contacts the cam surface 35 and moves along the inclined surface in the direction of the arrow A. 8 and elastically deforms in the inner circumferential direction, and as shown in FIG. 8, the inner peripheral portion of the lower end of each elastically deforming claw 40 comes into contact with the outer peripheral surface of the pen shaft of the pen P and is gripped from three sides.
  • a portion of the inner peripheral surface portion of each elastically deformable claw 40 that is in contact with the pen P is subjected to a so-called graining process that forms fine irregularities on the surface, thereby forming a non-slip portion 40a.
  • the second grip 38 provided on the upper portion of the cylindrical portion 36 includes a plurality of, in this case, three elastic pieces 41 for gripping the pen shaft of the pen P.
  • These three elastic pieces 41 are provided at equal intervals, that is, at intervals of 120 degrees, and extend upward from the upper end portion of the cylindrical portion 36 in a narrow shape.
  • a protruding portion that swells to the outer peripheral side is integrally provided, and the surface facing the outer peripheral side of the protruding portion is inclined so as to be inclined toward the outer peripheral direction as it goes downward
  • the surface 42 is used.
  • the three engagement piece portions 39 are located at the interval portions between the elastic pieces 41 and from the upper end portion of the cylindrical portion 36. Further, it extends upward in an arc plate shape along the arc of the cylindrical portion 36. At this time, in order to facilitate alignment in the rotational direction with the transmission member 24 described later, one of the three engagement pieces 39 is positioned on the front side. The dimension (circumferential length) is configured to be larger than the other two engaging pieces 39.
  • these engaging pieces 39 are engaged so as to overlap with the inner peripheral surface side of the three operating pieces of the transmission member 24, respectively.
  • this engaged state regarding the displacement of the transmission member 24 in the vertical direction, no force is transmitted by the operation piece portion sliding in the vertical direction between the engagement piece portion 39. The force is transmitted through the engagement piece 39 in the rotation direction of the transmission member 24.
  • the gripping member 23 is configured to move integrally with the transmission member 24 in the rotational direction.
  • the transmission member 24 is made of, for example, a plastic material such as POM resin, and has a main portion 43 that has a relatively thick cylindrical shape and extends downward from an inner peripheral portion of the main portion 43.
  • the operation piece portions 44 are integrally provided.
  • a receiving recess 43 a for receiving the lower end portion of the coil spring 25 is formed in a ring shape on the upper end surface portion of the main portion 43.
  • Protrusions 45, 45 are integrally provided on the outer peripheral surface of the main portion 43 so as to protrude in the diametrical direction from the upper portions of the left and right end portions.
  • these projecting portions 45, 45 project to the outer peripheral side through the side opening portions 22 b, 22 b at the upper end portion of the housing 22, and engage with the cam portion 48 on the inner peripheral surface of the operation member 26. . Thereby, the transmission member 24 is moved up and down and turned.
  • a tapered surface 46 is formed at the lower portion of the inner peripheral surface of the main portion 43 so that the inner diameter gradually decreases from the lower end portion upward.
  • the tapered surface 46 is formed at three positions where the operating piece 44 does not exist.
  • the tapered surface 46 abuts on the inclined surface 42 at the upper end of each elastic piece 41 and plays a role of elastically deforming each elastic piece 41 in the inner diameter direction. Note that the transmission member 24 is always urged downward by a coil spring 25 described later, and the protrusion 45 is always engaged with the cam portion 48.
  • the operating piece portion 44 extends downward from the lower portion of the inner peripheral surface of the main portion 43 and is integrally provided, and corresponds to the three engaging piece portions 39 of the gripping member 23. It is provided at three locations in the circumferential direction.
  • These operating piece portions 44 are formed in an arcuate thin plate shape as viewed from above, and are provided so that the outer peripheral surface is slidably contacted with the inner peripheral surface of each engaging piece portion 39 so as to be slidable in the vertical direction. ing.
  • engaging wall portions 44 a that engage both ends of each engaging piece 39 in the circumferential direction are integrally provided on both sides in the circumferential direction of the outer peripheral surface of each operating piece 44.
  • the operation member 26 is fitted on the outer peripheral wall of the arc-shaped wall portions 30, 30 at the upper end portion of the housing 22 from a plastic material such as POM resin, for example, on the flange portion 31. It is comprised in the thin cylindrical shape of the magnitude
  • an anti-slip uneven portion is formed so as to extend in the vertical direction as a whole, and the user performs a turning operation with a finger at one place in the circumferential direction.
  • a plurality of ribs 26a are integrally provided so as to protrude in the outer peripheral direction.
  • the operation member 26 is rotatably fitted to the outer periphery of the upper end portion of the housing 22, but the lower end surface portion of the operation member 26 has an upper portion of the first pawl portion 31 a or the second pawl portion 31 b.
  • the tooth part 47 which meshes when it comes to is integrally provided.
  • the operation member 26 is held in the first position by the tooth portion 47 meshing with the first pawl portion 31a, and the operation member 26 is engaged by engaging the tooth portion 47 with the second pawl portion 31b. Held in the second position. Accordingly, a locking mechanism is formed from the tooth portion 47 and the second pawl portion 31b.
  • a cam portion 48 for operating the transmission member 24 is formed on the inner peripheral surface of the operation member 26 so as to be positioned on the left and right.
  • the cam portion 48 is provided so that the projection 45 of the transmission member 24 is placed on the upper surface, and is formed in an inclined shape such that the upper surface becomes lower as it goes in the counterclockwise direction (left side in FIG. 11). ing.
  • the protrusion 45 moves relatively along the cam portion 48, and is prevented from further descending by ribs 22 c (only one is shown in FIGS. 5 and 4) provided at two locations of the housing 22. It is configured. As shown in FIG. 5, the ribs 22c are located at the lower sides of the side openings 22b and 22b, respectively.
  • a stopper wall 48 a is also provided on the inner peripheral surface of the operation member 26.
  • the operation member 26 is provided between the lid 28 and the flange portion 31 from above and below, and is provided on the outer periphery of the upper end portion of the housing 22 so as to be rotatable with a slight back and forth.
  • the ring-shaped wave spring 27 is disposed between the upper end surface of the operation member 26 and the lid 28, so that the operation member 26 moves downward, that is, the tooth portion 47 meshes with the pawl portions 31a and 31b. Always receiving pressure in the direction.
  • the lid 28 is made of, for example, a plastic material such as ABS resin, and has a hollow ring shape whose bottom surface is open, that is, the upper end portions of the outer peripheral wall portion having a larger diameter and the inner peripheral wall portion having a smaller diameter. Are integrally connected by a ring-shaped upper wall portion.
  • the inner diameter dimension of the lid 28 matches the inner diameter of the main portion 43 of the transmission member 24 and the cylindrical portion 26 of the gripping member 23, and the outer diameter dimension is slightly larger than the outer diameter of the operation member 26.
  • an internal thread portion 49 that is positioned on the inner surface side of the outer peripheral wall portion and is screwed into the external thread portion 30 a of the arcuate wall portion 30 of the housing 22 is formed inside the lid 28. .
  • a receiving portion 28 a that is positioned on the inner diameter side and that receives the upper end portion of the coil spring 25 is provided inside the lid 28. Further, a ring-shaped recess 28 b in which the wave spring 27 is disposed is provided on the lower surface on the outer peripheral side inside the lid 28. Further, as shown in FIGS. 3B and 5, a hole 50 into which the rivet 29 is inserted is provided in the upper wall portion of the lid 28. When the rivet 29 is inserted into the hole 50, the lid 28 is fixed to the housing 22 in a non-rotating state.
  • the pen cartridge 21 is configured such that the operation member 26 can be rotated between a first position shown in FIG. 3 and the like and a second position rotated in the direction of arrow A therefrom.
  • the cam portion 48 of the operation member 26 causes the projection 45 of the transmission member 24 to be the most in the inclination of the cam portion 48.
  • the transmission member 24 is in the first state. In this first state, the transmission member 24 is at a position where it is most elevated in the vertical direction and at a predetermined rotational position.
  • the lower end portion of the tapered surface 46 is in contact with the upper end portion of the inclined surface 42 of each elastic piece 41 of the second gripping portion 38.
  • the piece 41 is positioned on the outer peripheral side without being elastically deformed.
  • the lower end portion of each elastically deformable claw 40 of the first gripping portion 37 is moved by the engagement of the operation piece portion 44 and the engagement piece portion 39 as shown in FIG. It is located in the deepest position among the recesses of the cam surface 35 of the housing 22, and the elastic deformation claw 40 is positioned on the outer peripheral side without elastic deformation.
  • the holding member 23 is in an open state in which the pen P is not held.
  • the user can rotate the operation member 26 from the first position to the second position by operating in the arrow A direction.
  • the tooth portion 47 is engaged with the first pawl portion 31a, so that the operating member 26 is temporarily lifted upward against the spring force of the wave spring 27 and engaged. It is possible to perform a turning operation by solving the problem.
  • the tooth portion 47 is moved to the second pawl portion 31b by the spring force of the wave spring 27. The operation member 26 is held at the second position.
  • the protrusion 45 moves relatively along the cam portion 48 in the direction of arrow C to the position indicated by the imaginary line in FIG. Descends. Then, after the protrusion 45 is brought into contact with the stopper wall 48a relatively, the protrusion 45 and thus the transmission member 24 rotate together with the operation member 26 in the direction of arrow A, and the transmission member 24 is in the second state. become.
  • the transmission member 24 descends from the first state and rotates in the direction of arrow A.
  • the taper surface 46 descends in a state of being in sliding contact with the inclined surface 42 of each elastic piece 41, and elastically deforms each elastic piece 41 in the inner diameter direction.
  • the gripping member 23 is rotated by the engagement between the operation piece 44 and the engagement piece 39, and each elastic deformation claw 40 moves along the cam surface 35 as indicated by an arrow A in FIG.
  • Each elastic deformation claw 40 is elastically deformed in the inner diameter direction.
  • the gripping member 23 has the three elastic deformation claws 40 of the first gripping portion 37 elastically deformed toward the inner diameter side and the three elastic pieces 41 of the second gripping portion 38. It is elastically deformed to the inner diameter side, so that it becomes a gripping state for gripping the pen P.
  • the pen P is inserted into the cylindrical hollow portion 22a of the housing 22 at the first position of the operation member 26, and then the operation member 26 is rotated to the second position, whereby the pen P is inserted into the pen cartridge 21.
  • the user rotates the transmission member 24 from the second position to the first position in the direction opposite to the arrow A while lifting the operation member 26 in the reverse procedure to the above, so that the transmission member 24 is moved from the second state to the first position.
  • the gripping member 23 returns to the open state. Thereby, the grip of the pen P is released and the pen P can be extracted from the pen cartridge 21.
  • the pen cartridge 21 includes a positioning jig 51 for positioning in the axial direction when the pen P is inserted into the housing 22.
  • the positioning jig 51 will be described with reference to FIGS.
  • the positioning jig 51 includes a rectangular plate-shaped bottom wall portion 52, a back wall portion 53 that rises upward from a rear side portion of the bottom wall portion 52, and left and right side portions of the back wall portion 53.
  • the left and right side wall portions 54, 54 extending forward are integrally provided.
  • the top surface of the bottom wall portion 52 is a contact portion 52a with which the tip of the pen P abuts.
  • the tip side portion of the bottom wall portion 52 serves as a mark indicating the center position in the left-right direction from the tip surface to the top surface.
  • Line L is provided.
  • left and right side wall portions 54, 54 of the positioning jig 51 are provided with a mounting portion 55 having a shape corresponding to the constricted portion 33 of the housing 22 and a portion below it. .
  • the casing 22 is held at a predetermined position in the axial direction.
  • the rear surface of the housing 22 of the convex portion 32 abuts on the front surface of the back wall portion 53.
  • the tip portion of the pen P is held at an appropriate height position. That is, the length of the protrusion of the pen P from the housing 22 is set to be appropriate.
  • the mounting operation of the pen P on the pen cartridge 2 can be performed as follows. As shown in FIG. 13, the pen cartridge 21 is mounted on the mounting portion 55 of the positioning jig 51. At this time, the operation member 26 is positioned at the first position. Next, the pen P is inserted into the cylindrical hollow portion 22 of the pen cartridge 21 from above with the tip facing downward. Then, with the tip end of the pen P in contact with the contact portion 52a, the operation member 26 of the pen cartridge 21 is rotated to the second position to hold the pen P.
  • the pen cartridge 21 holding the pen P is removed forward.
  • the pen P can be held in the pen cartridge 21 at an appropriate position in the axial direction when the pen is inserted into the pen cartridge 21, and the operation at that time can be performed. It can be done easily. Note that by comparing the tip of the pen P with the line L, it is possible to confirm whether or not the pen tip is held at the center without being displaced.
  • the pen cartridge 21 of the present embodiment the following actions and effects can be obtained. That is, the pen P is inserted into the cylindrical hollow portion 22a of the housing 22 in a penetrating state, and the operating member 26 is rotated from the first position to the second position, whereby the gripping member 23 is released from the released state. Transition to the gripping state can be made.
  • the gripping member 23 has a first gripping portion 37 at the lower end portion and a second gripping portion 38 at the upper end portion, so that the outer periphery of the pen P is gripped at two locations in the axial direction. Further, the first gripping portion 37 and the second gripping portion 38 can be simultaneously operated by a single operation of the operation member 26. Therefore, according to the present embodiment, the pen cartridge 21 that is detachably attached to the cutting plotter 1 while holding the pen P can stably hold the pen P by a simple operation.
  • the first gripping portion 37 is configured by providing three elastically deformable claws 40, and three cam surfaces 35 for operating them are provided in the cylindrical hollow portion 22 a of the housing 22,
  • the gripping member 23 is rotationally moved in conjunction with the member 26, whereby the three elastically deformable claws 40 are elastically deformed in the inner diameter direction by the action of the cam surface 35.
  • a mechanism for operating the first gripping portion 37 can be configured with a relatively simple configuration in which the cam surface 35 is provided in the housing 22. At this time, the outer periphery of the pen P can be reliably gripped in a stable state from three sides by a plurality of, in this case, three elastic deformation claws 40.
  • the second grip 38 is configured by providing the three elastic pieces 41, and the three elastic pieces 41 are moved in the inner diameter direction by the transmission member 24 interlocked with the rotation of the operation member 26. It was set as the structure made to elastically deform. Thereby, although it is different from the 1st holding part 37, the mechanism for operating the 2nd holding part 38 can also be constituted with a comparatively simple composition. At this time, the gripping operation of the first gripping portion 37 is performed together with the gripping operation of the second gripping portion 38 by the transmission member 24, and the pen P can be gripped with a simpler configuration.
  • the operation member 26 is provided with the tooth portion 47
  • the housing 22 is provided with the first pawl portion 31a and the second pawl portion 31b, and the operation member 26 is moved to the first position by the engagement thereof.
  • the unintentional rotation of the operation member 26 can be prevented, and the rotation operation of the operation member 26 can be performed more reliably.
  • the anti-slip portions 40a and 41a are provided at the portions of the elastic gripping claw 40 of the first gripping portion 37 and the elastic piece 41 of the second gripping portion 38 in contact with the pen P, the gripping portions 37 and 38 are attached to the pen P.
  • the pen P can be gripped more reliably. Since the first gripping portion 37 and the second gripping portion 38 are independent from each other, it is possible to hold pens having different diameters. That is, in a single pen, even when the pen grip diameter is different between the position gripped by the first gripper 37 and the position gripped by the second gripper 38, the pen is preferably gripped in accordance with each diameter. can do.
  • the pen cartridge 21 that is detachably attached to the carriage 5 of the cutting plotter 1 has been described.
  • the pen cartridge 21 is used for a pen plotter (XY plotter) for drawing (plotting) or the like. Of course, it may be removable.
  • the pen P is not limited to the felt pen, and can be applied to all writing instruments such as a ballpoint pen and a mechanical pencil.
  • the anti-slip portions 40a and 41a may not be provided by squeezing, but may be configured by attaching a separate anti-slip member such as a thin rubber plate.
  • the gripping portions are provided at two positions in the axial direction, but three or more gripping portions may be provided. Although three elastic deformation claws and three elastic pieces are provided, four or more may be provided.
  • various changes can be made in the shape and structure of each component such as the casing, operation member, and gripping member that constitute the pen cartridge, and the positioning jig 51 does not necessarily have to be provided.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented with appropriate modifications without departing from the scope of the invention.

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Abstract

ペンを保持した状態でプロッタに着脱可能に装着されるものにあって、ペンを安定して保持する。ペンカートリッジ２１は、ペンが貫通状態に挿通される筒状中空部２２ａを有する筐体２２と、筺体２２に対しペンの挿通方向を中心軸として第１位置と第２位置との間で回動操作可能に設けられた操作部材２６と、筐体２２に設けられ、筐体２２内に挿通されたペンの外周を中心軸の延びる方向である軸方向の複数箇所で把持するための複数の把持部３７、３８を有し、操作部材２６が第１位置から第２位置に回動されたときに、複数の把持部３７、３８を、該ペンを把持しない解放状態から該ペンを把持する把持状態に遷移させる把持部材２３とを備えている。

Description

ペンカートリッジ
　本発明は、ペンを保持するものであって、前記ペンにより描画を実行するプロッタに着脱可能に装着されるペンカートリッジに関する。
　従来、紙などのシート状の対象物を所望の形状に切断するカッティングプロッタが公知である（例えば、特許文献１参照）。このカッティングプロッタは、対象物を切断するカッタカートリッジと、カッタカートリッジを装着可能なキャリッジとを備える。このキャリッジは、カッタカートリッジに代えて、ペンが内蔵されたペンカートリッジも装着可能である。ペンカートリッジがキャリッジに装着されることで、カッティングプロッタは、対象物の表面に所望の模様や図柄を描画することができる。
　特許文献１に開示されたペンカートリッジは、後端側に４つの挟持片を有する円筒状のペンホルダと、ペンホルダの先端側に装着されてペンの先端の位置合わせを行うキャップと、ペンホルダの後端側に螺合されて挟持片を内周側に弾性変形させるスクイザとを備えて構成されている。このペンカートリッジにおいては、まず、ペンホルダにキャップを取付けた状態で、ペンホルダに対し、ペンをキャップの閉塞板に当るまで差し入れていく。次いで、ペンが十分に固定されるまで、ペンホルダにスクイザを締め付けていき、その後、キャップを外すことにより、ペンホルダがキャリッジに取付けられる。
特開平１０－１１９４８４号公報
　しかしながら、上記従来のペンカートリッジでは、ペンの軸部の途中部分の１箇所において、挟持片でペンを挟持する構成であるため、ペンを安定して保持できない欠点があった。
　本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、ペンを保持した状態でプロッタに着脱可能に装着されるものにあって、ペンを安定して保持することができるペンカートリッジを提供する。
　上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に係るペンカートリッジは、ペンを保持するものであって、前記ペンにより描画を実行するプロッタに着脱可能に装着されるペンカートリッジにおいて、前記ペンが貫通状態に挿通される筒状中空部を有する筐体と、前記筺体に対し前記ペンの挿通方向を中心軸として第１位置と第２位置との間で回動操作可能に設けられた操作部材と、前記筐体に設けられ、前記筐体内に挿通された前記ペンの外周を前記中心軸の延びる方向である軸方向の複数箇所で把持するための複数の把持部を有し、前記操作部材が第１位置から第２位置に回動されたときに、前記複数の把持部を、該ペンを把持しない解放状態から該ペンを把持する把持状態に遷移させる把持部材とを備えるところに特徴を有する。
　本発明の請求項１に係るペンカートリッジによれば、ペンを、筐体の筒状中空部内に貫通状態に挿通し、操作部材を、第１位置から第２位置に回動操作することにより、把持部材の複数の把持部が、ペンを把持しない解放状態から該ペンを把持する把持状態に遷移する。これにて、複数の把持部により、ペンの外周が軸方向の複数箇所で把持されるようになる。従って、ペンを保持した状態でプロッタに着脱可能に装着されるものにあって、ペンを安定して保持することができる。
本発明の一実施形態を示すもので、カッティングプロッタの全体構成を概略的に示す斜視図 キャリッジ部分の斜視図 ペンカートリッジを示す正面図（ａ）及び上面図（ｂ） 図３（ｂ）のＩＶ－ＩＶ線に沿うペンカートリッジの縦断面図 ペンカートリッジの分解斜視図 図３（ａ）のＶＩ－ＶＩ線に沿うカム部分の横断平面図 把持部材の変形前の様子を示す正面図（ａ）及び上面図（ｂ） 把持部材の変形した様子を示す正面図（ａ）及び上面図（ｂ） 伝達部材の斜視図（ａ）及び底面図（ｂ） 操作部材の側面図 操作部材の縦断面図 位置決め用治具の斜視図 位置決め用治具にペンカートリッジを装着した状態を示す斜視図 ペンカートリッジにペンを保持させた状態を示す正面図
　以下、本発明を具体化した一実施形態について、図面を参照しながら説明する。尚、この実施形態では、カッティングプロッタに装着されるペンカートリッジに本発明を適用している。このカッティングプロッタは、カッタカートリッジの装着状態で、切断データに従って紙等の対象物を切断する装置である。また、カッタカートリッジに代えて、本実施形態に係るペンカートリッジを装着することにより、描画データに従って対象物の表面にペンによる描画を行うことができる。
　図１は、プロッタとしてのカッティングプロッタ１の外観構成を示している。また、図２は、カッティングプロッタ１に設けられるキャリッジ５の構成を概略的に示している。まず、カッティングプロッタ１の概略構成について説明する。図１に示すように、カッティングプロッタ１は、本体カバー２と、本体カバー２内に配設されたプラテン３と、カッタカートリッジ４が着脱可能に装着されるキャリッジ５とを備えている。カッティングプロッタ１は、紙や布等のシート状の対象物Ｗを保持するための保持部材６を備える。
　本体カバー２は、横長な矩形箱状をなしており、その前面部には、横長に開口する前面開口部２ａが形成されている。保持部材６は、カッティングプロッタ１内に前方から挿入され、プラテン３の上面にセットされる。プラテン３の上面にセットされた保持部材６は前後方向（Ｙ方向）に移送される。
　本体カバー２内には、保持部材６をプラテン３の上面で前後方向（Ｙ方向）に移送する移送機構が設けられる。更に、本体カバー２内には、キャリッジ５を、左右方向（Ｘ方向）に移動させるキャリッジ移動機構が設けられる。ここで、本実施形態における方向について定義する。移送機構による保持部材６の移送方向を、前後方向（Ｙ方向）とする。キャリッジ移動機構によるキャリッジ５の移動方向を、左右方向（Ｘ方向）とする。前後方向と左右方向とに直交する方向を、上下方向（Ｚ方向）とする。
　図２に示すように、キャリッジ５は、カートリッジホルダ１６と、カートリッジホルダ１６を上下方向に駆動させる図示しない上下駆動機構を備える。カートリッジホルダ１６は、カートリッジ４、２１を着脱可能に保持する。対象物Ｗに対する切断作業を行う場合には、カートリッジホルダ１６にカッタカートリッジ４が装着される。詳しく図示はしないが、カッタカートリッジ４は、上下方向に延びる円筒状のケースと、その中心軸に沿って延びるカッタとを備える。カッタは、ケースの下端部から所定寸法だけ下方に突出し、その下端には、刃部が形成されている。
　また、対象物Ｗに対する描画作業を行う場合には、カートリッジホルダ１６に、本実施形態に係るペンカートリッジ２１が装着される。ペンカートリッジ２１は、ペンＰ（図１４、図３（ｂ）参照）を保持するものであり、その詳細については後述する。尚、ペンＰとしては、市販のフェルトペンやボールペン等を採用することができる。周知のように、ペンＰは、丸棒状をなすペン軸の先端部に、ペン先を備えて構成されている。
　上下駆動機構は、図示しないＺ軸モータ等を備え、カートリッジホルダ１６を、切断や描画の作業を行う下降位置と、対象物Ｗから上方に退避して作業を行わない上昇位置との間で移動させるように構成されている。カッタカートリッジ４が装着されている場合には、カートリッジホルダ１６の下降位置で、カッタの刃部が、保持部材６に保持されている対象物Ｗを厚み方向に貫通する状態になる。その状態で、移送機構により、保持部材６に保持された対象物Ｗを前後方向に移動させると共に、キャリッジ移動機構により、キャリッジ５つまりカッタを左右方向に移動させることにより、対象物Ｗに対する切断動作が行われる。
　また、ペンカートリッジ２１が装着されている場合には、カートリッジホルダ１６の下降位置では、ペンＰの先端が対象物Ｗの上面に当接して描画が可能とされる。描画動作についても、移送機構により、保持部材６に保持された対象物Ｗを前後方向に移動させると共に、キャリッジ移動機構により、キャリッジ５つまりペンカートリッジ２１を左右方向に移動させることにより行われる。
　図示はしないが、カッティングプロッタ１は、全体を制御するためのコンピュータ（ＣＰＵ）を主体とする制御装置が設けられている。制御装置は、動作制御プログラム等に従って、切断データや描画データに基づいて、切断動作や描画動作を実行する。尚、制御装置は、センサの検出に基づいて、カートリッジホルダ１６に装着されているカートリッジがカッタカートリッジ４であるか、もしくは、ペンカートリッジ２１であるかを認識できるようになっている。
　さて、本実施形態に係るペンカートリッジ２１の構成について、図３から図１４を参照して述べる。図３～図５に示すように、ペンカートリッジ２１は、筐体２２、把持部材２３、伝達部材２４、コイルばね２５、操作部材２６、ウェーブばね２７、蓋２８、リベット２９を備えて構成される。以下の説明で向きをいう場合には、ペンカートリッジ２１を、カートリッジホルダ１６に対する装着状態、つまりペンＰを鉛直下向きにして使用する状態における上下方向及び前後左右方向を基準として説明する。
　筐体２２は、例えばＡＢＳ樹脂等の硬質のプラスチック材料から、全体として、上下方向に長いほぼ円筒状に構成されている。図４等に示すように、この筐体２２は、ペンＰが上下方向に貫通状態に挿通される筒状中空部２２ａを有している。以下、この筒状中空部２２ａの中心軸が延びる方向を軸方向と称し、その軸方向に交差する方向を径方向と称する。この筐体２２は、より具体的には、次の構成を備える。
　図５に示すように、筐体２２の上端部分は、円筒状の周壁部を前部及び後部を残して左右部分を開放させた形態とされ、前後部に円弧状壁部３０，３０を一体に有している。円弧状壁部３０、３０同士間の部分が側部開口部２２ｂ、２２ｂとされている。図４にも一部示すように、各円弧状壁部３０、３０の上端部の外周面には夫々、後述する蓋２８が螺合により装着される雄ねじ部３０ａ、３０ａが一体に形成されている。
　筐体２２の外周面部には、円弧状壁部３０、３０の下部に位置して、後述する操作部材２６の下端部を受けるフランジ部３１が外周方向に突出するように一体に設けられている。図４、図５に示すように、フランジ部３１の上面部には、右寄り部位及び左寄り部位に位置して、複数個の溝を円周方向に並べて形成した第１の歯止め部３１ａ及び第２の歯止め部３１ｂが設けられている。後述するように、そのうち左側の第２の歯止め部３１ｂは、操作部材２６を第２位置に保持するための係止機構の一部を構成する。
　図５に示すように、筐体２２の外周面部には、上下方向中間部つまりフランジ部３１の下側に位置して、後方に突出し後面が平坦面とされた凸部３２が一体に設けられている。また、図３（ａ）、図１４にも示すように、筐体２２の外周面部には、下部寄り部位に位置して、筐体２２を左右方向に幅狭とするようなくびれ部３３が設けられている。ペンカートリッジ２１を、カートリッジホルダ１６や後述する位置決め用治具に対して装着する際において、凸部３２が前後方向の位置決めに利用され、くびれ部３３が上下方向及び左右方向の位置決め及び保持に利用される。
　尚、図３（ａ）、図１４等に示すように、筐体２２の外周面部のうち、上下方向中間部つまり凸部３２形成部分の前面部には、マークＭが形成されている。このマークＭは、後述する操作部材２６の操作手順、つまり操作部材２６を上に持上げた後、左方向に回してから下げるという手順を、矢印で示すものとなっている。
　図４に示すように、筐体２２の内周面部には、上下方向中間部に位置して、その下方の内径寸法が上方よりも若干径小になるように段差部３４が形成されている。この段差部３４は、後述する把持部材２３を下方への抜け止め状態に係止して上下方向に位置決めするように設けられている。そして、図６にも示すように、筐体２２の内周面部の下部寄り部位には、カム面３５が形成されている。このカム面３５は、後述する把持部材２３の弾性変形爪を変形させるためのもので、本実施形態では、円周方向の３箇所に等間隔に位置して形成されている。これらカム面３５は、上から見て時計回り方向（矢印Ａ方向）に行くほど凹所の深さが浅くなる、つまり、次第に内径が小さくなるように形成されている。
　次に、把持部材２３を説明する。図７及び図８にも示すように、把持部材２３は、例えばＰＯＭ樹脂等の比較的軟質なプラスチック材料から構成され、円筒部３６と、この円筒部３６の下部に設けられた把持部としての第１把持部３７と、円筒部３６の上部に設けられた把持部としての第２把持部３８と、円筒部３６の上部に設けられた３個の係合片部３９とを一体に有している。第１把持部３７は、把持部材２３の前記軸方向の一端側である下端側に設けられ、第２把持部３８は、他端側である上端側に設けられている。これら第１把持部３７及び第２把持部３８は、軸方向の異なる２箇所の位置でペンＰを把持する。
　この把持部材２３は、筐体２２の筒状中空部２２ａ内に上方から挿入される。このとき、係合片部３９の外周面に設けられたリブ３９ａが、段差部３４の上面に当接することにより、把持部材２３は、下方への抜け止め状態つまり上下方向の位置決め状態で、筐体２２内に収容される。円筒部３６は、筒状中空部２２ａ内に挿入される直径の円筒状をなし、その外周面に、筐体２２の内周面の段差部３４のすぐ下方部分に摺接するリング状凸部３６ａを一体に有している。これにて、把持部材２３は、筐体２２内に回転移動可能に収容される。
　円筒部３６の下部に設けられる第１把持部３７は、ペンＰのペン軸を把持するための複数この場合３本の弾性変形爪４０を備えている。これら３本の弾性変形爪４０は、等間隔つまり１２０度間隔で設けられ、円筒部３６の下端部から細幅状をなして下方に延びると共に、下方に行くほど上から見て時計回り方向（矢印Ａ方向）に螺旋状の捩じりを有した形状をなし、径方向に弾性変形可能に構成されている。
　各弾性変形爪４０の下端部の外周面部は、図６に示すように、各カム面３５内に配置されている。このとき、後述するように、操作部材２６が第１位置にあるときには、図７に示すように、把持部材２３は解放状態にあり、操作部材２６が第２位置に回動操作されることに伴い、把持部材２３は、ペンＰを把持する把持状態に遷移される。把持部材２３の解放状態では、図６に示すように各弾性変形爪４０の下端部が各カム面３５の深い位置に位置され、図７（ｂ）に示すように、各弾性変形爪４０の下端部は、軸方向に見て円筒部３６と重なるような外周側に位置されている。
　これに対し、操作部材２６の回動に伴って把持部材２３が矢印Ａ方向に回動変位すると、各弾性変形爪４０の下端部は、カム面３５に接触しその斜面に沿って矢印Ａ方向に移動して内周方向に弾性変形し、図８に示すように、各弾性変形爪４０の下端内周部がペンＰのペン軸の外周面に接触して三方から把持する状態となる。本実施形態では、各弾性変形爪４０の内周面部のペンＰに接触する部分には、表面に微細凹凸を形成するいわゆるしぼ加工が施されており、滑り止め部４０ａとされている。
　図７及び図８に示すように、円筒部３６の上部に設けられる第２把持部３８は、ペンＰのペン軸を把持するための複数この場合３本の弾性片４１を備えている。これら３本の弾性片４１は、等間隔つまり１２０度間隔で設けられ、円筒部３６の上端部から細幅状をなして上方に延びている。このとき、各弾性片４１の上端部の外周面側には、外周側に膨らむ突起部が一体に設けられ、その突起部の外周側を向く面が、下に行くほど外周方向に傾斜する傾斜面４２とされている。
　後述するように、操作部材２６が第１位置にあって把持部材２３が解放状態にあるときには、図７に示すように、各弾性片４１の上端部は、軸方向に見て円筒部３６と重なるような外周側に位置されている。これに対し、操作部材２６の回動に伴って後述の伝達部材２４が下降すると、傾斜面４２が内周側に押圧されて弾性片４１の上端部が内周方向に弾性変形し、図８に示すように、各弾性片４１の上端内周部がペンＰのペン軸の外周面に接触して三方から把持する状態となる。本実施形態では、図７、図８に一部示すように、各弾性片４１の内周面部のペンＰに接触する部分にも、いわゆるしぼ加工が施されて滑り止め部４１ａが設けられている。
　図５、図７（ｂ）、図８（ｂ）に示すように、３個の係合片部３９は、各弾性片４１同士間の間隔部分に位置して、円筒部３６の上端部から、円筒部３６の円弧に沿うような円弧板状をなして上方に延びている。このとき、後述する伝達部材２４との回転方向の位置合わせを容易にするために、３個の係合片部３９のうち、前部側に位置する１個の係合片部３９が、幅寸法（円周方向長さ）が他の２個の係合片部３９よりも大きく構成されている。
　後述のように、これら係合片部３９は、伝達部材２４の３個の動作片部の内周面側に夫々重なるように係合するようになっている。この係合状態では、伝達部材２４の上下方向の変位に関しては、動作片部が係合片部３９との間で上下方向に摺動することによって、力の伝達はなされない。そして、伝達部材２４の回転方向については、係合片部３９を介して力が伝達される。これにて、把持部材２３は、伝達部材２４と一体的に回転方向に移動するように構成されている。
　図９に示すように、伝達部材２４は、例えばＰＯＭ樹脂等のプラスチック材料から構成され、比較的肉厚な円筒状をなす主部４３と、その主部４３の内周部から下方に延びる３個の動作片部４４とを一体に有している。主部４３の上端面部には、コイルばね２５の下端部を受けるための受け凹部４３ａがリング状に形成されている。主部４３の外周面には、左右の両端部の上部から側方に直径方向に突出するように、突起部４５、４５が一体に設けられている。後述のように、これら突起部４５、４５は、筐体２２の上端部の側部開口部２２ｂ、２２ｂを通って外周側に突出し、操作部材２６の内周面のカム部４８に係合する。これにより、伝達部材２４が上下動及び回動される。
　図４にも示すように、主部４３の内周面の下部には、下端部から上方に向けて次第に内径が小さくなるようにテーパ面４６が形成されている。図９（ｂ）に示すように、このテーパ面４６は、動作片部４４が存在しない３箇所に位置して形成されている。後述のように、テーパ面４６は、各弾性片４１の上端部の傾斜面４２に当接して、各弾性片４１を内径方向に弾性変形させる役割を果たす。尚、後述するコイルばね２５により、伝達部材２４は、常に下方に付勢されるようになっており、突起部４５が常にカム部４８に係合するようになっている。
　動作片部４４は、図９に示すように、主部４３の内周面の下部から下方に延びて一体に設けられており、把持部材２３の３個の係合片部３９に対応して円周方向の３箇所に位置して設けられている。これら動作片部４４は、上面から見て円弧状の薄板状をなし、外周面が各係合片部３９の内周面に対し上下方向に相対的にスライド移動可能に摺接するように設けられている。これと共に、各動作片部４４の外周面の円周方向両端辺部には、各係合片部３９の円周方向両端側を係止する係合壁部４４ａを一体に設けられている。これにて、動作片部４４の上下動に関しては、各係合片部３９を摺動して力を作用させず、動作片部４４の回転移動に関しては各係合片部３９に伝達されるように構成されている。
　図１０、図１１に示すように、操作部材２６は、例えばＰＯＭ樹脂等のプラスチック材料から、筐体２２の上端部の円弧状壁部３０、３０の外周壁に嵌合してフランジ部３１上に載置される大きさの薄肉円筒状に構成されている。この操作部材２６の外周面には、全体的に滑り止め用の凹凸部が上下方向に延びて形成されていると共に、円周方向の１箇所には、ユーザが指をかけて回動操作するための複数本のリブ２６ａが外周方向に突出するように一体に設けられている。
　この操作部材２６は、筐体２２の上端部外周に回動可能に嵌合されるのであるが、操作部材２６の下端面部には、第１の歯止め部３１ａ又は第２の歯止め部３１ｂの上に来た際に噛合う歯部４７が一体に設けられている。この場合、歯部４７が第１の歯止め部３１ａに噛合うことによって、操作部材２６が第１位置に保持され、歯部４７が第２の歯止め部３１ｂに噛合うことによって、操作部材２６が第２位置に保持される。従って、歯部４７と第２の歯止め部３１ｂとから係止機構が形成される。
　操作部材２６の内周面には、左右に位置して伝達部材２４を動作させるためのカム部４８が形成されている。このカム部４８は、伝達部材２４の突起部４５が上面に載置されるように設けられ、その上面が反時計回り方向（図１１で左側）に行くほど低くなるような傾斜状に形成されている。突起部４５は、カム部４８に沿って相対的に移動し、筐体２２の２箇所に設けられたリブ２２ｃ（図５、図４に一方のみ図示）により、それ以上の下降が止められるように構成されている。図５に示すように、リブ２２ｃは、側部開口部２２ｂ、２２ｂの下辺部に夫々位置されている。操作部材２６の内周面には、ストッパ壁４８ａも設けられている。
　この操作部材２６は、蓋２８とフランジ部３１との間に上下から挟まれるようにして、上下に若干のがたを有して筐体２２の上端部外周に回動操作可能に設けられる。このとき、操作部材２６の上端面と蓋２８との間に、リング状のウェーブばね２７が配設されることにより、操作部材２６は下方、つまり歯部４７が歯止め部３１ａ、３１ｂに噛合う方向に常に押圧力を受けている。
　図４、図５に示すように、蓋２８は、例えばＡＢＳ樹脂などのプラスチック材料から、下面が開口した中空リング状、つまり径大な外周壁部と径小な内周壁部との上端部同士をリング状の上壁部で一体に接続した形態に構成されている。この場合、蓋２８の内径寸法は、伝達部材２４の主部４３や把持部材２３の円筒部２６などの内径に一致し、外径寸法は、操作部材２６の外径よりもやや大きい。図４に示すように、蓋２８の内部には、外周壁部の内面側に位置して、筐体２２の円弧状壁部３０の雄ねじ部３０ａに螺合する雌ねじ部４９が形成されている。
　図４に示すように、蓋２８の内部には、内径側に位置してコイルばね２５の上端部を受ける受け部２８ａが設けられている。また、蓋２８の内部の外周側下面部には、ウェーブばね２７が配置されるリング状の凹部２８ｂが設けられている。更に、図３（ｂ）、図５に示すように、蓋２８の上壁部に、リベット２９が差込まれる孔５０が設けられている。孔５０に対し、リベット２９が差込まれた状態では、蓋２８が筐体２２に対し、回り止め状態に固定されるようになっている。
　ペンカートリッジ２１は、操作部材２６が、図３等に示す第１位置と、そこから矢印Ａ方向に回動した第２位置との間で回動操作可能とされる。操作部材２６が第１位置に停止している状態では、図１１に実線で示すように、操作部材２６のカム部４８によって、伝達部材２４の突起部４５が、カム部４８の傾斜のうち最も上部に位置しており、伝達部材２４は第１状態にある。この第１状態では、伝達部材２４は、上下方向に最も上昇した位置にあると共に、所定の回転位置にある。
　この伝達部材２４の第１状態では、図４に示すように、テーパ面４６の下端部が、第２把持部３８の各弾性片４１の傾斜面４２の上端部に当接しており、各弾性片４１は、弾性変形せずに外周側に位置されている。これと共に、伝達部材２４の第１状態では、動作片部４４と係合片部３９との係合により、図６に示すように、第１把持部３７の各弾性変形爪４０の下端部が筐体２２のカム面３５の凹所のうち最も深い位置に位置され、弾性変形爪４０は、弾性変形せずに外周側に位置されている。これにより、把持部材２３は、図７に示すように、ペンＰを把持しない開放状態とされている。
　ユーザは、操作部材２６を、第１位置から矢印Ａ方向に操作して第２位置に回動させることができる。このとき、操作部材２６の第１位置においては、歯部４７が第１の歯止め部３１ａに噛合っているので、一旦操作部材２６をウェーブばね２７のばね力に抗して上方に持上げて噛合いを解くことにより、回動操作することができる。また、操作部材２６の第２の位置への回動操作後、ウェーブばね２７のばね力に抗する力を解除すると、ウェーブばね２７のばね力によって、歯部４７が第２の歯止め部３１ｂに噛合うようになり、操作部材２６が第２位置に保持されるようになる。
　操作部材２６が第２位置に向けて回動操作されることにより、突起部４５がカム部４８に沿って図１１に想像線で示す位置まで矢印Ｃ方向に相対的に移動し、伝達部材２４が下降する。そして、突起部４５がストッパ壁４８ａに相対的に当接した後は、突起部４５ひいては伝達部材２４が、操作部材２６と一体的に矢印Ａ方向に回転移動し、伝達部材２４は第２状態になる。
　第２状態では、伝達部材２４は、上記第１状態から下降すると共に、矢印Ａ方向に回動している。これにて、テーパ面４６が、各弾性片４１の傾斜面４２に摺接した状態で下降し、各弾性片４１を内径方向に弾性変形させる。これと共に、動作片部４４と係合片部３９との係合により把持部材２３を回動させ、図６に矢印Ａで示すように、各弾性変形爪４０がカム面３５に沿って移動し、各弾性変形爪４０が内径方向に弾性変形する。これにより、把持部材２３は、図８に示すように、第１把持部３７の３本の弾性変形爪４０が内径側に弾性変形すると共に、第２把持部３８の３本の弾性片４１が内径側に弾性変形し、以て、ペンＰを把持する把持状態となる。
　従って、操作部材２６の第１位置で、ペンＰを筐体２２の筒状中空部２２ａに挿通させ、その後操作部材２６を第２位置に回動操作することにより、ペンＰをペンカートリッジ２１に保持させることができる。尚、ユーザは上記とは逆の手順で、操作部材２６を持ち上げながら第２位置から第１位置に矢印Ａとは反対方向に回動操作することにより、伝達部材２４は第２状態から第１状態に戻り、把持部材２３は開放状態に戻るようになる。これにより、ペンＰの把持が解かれて、ペンカートリッジ２１から抜出すことができる。
　更に本実施形態では、ペンカートリッジ２１は、筐体２２内にペンＰを挿入する際の軸方向の位置決めを行うための位置決め用治具５１を備えている。図１２から図１４を参照して、位置決め用治具５１について述べる。この位置決め用治具５１は、プラスチック材料から、矩形板状の底壁部５２、この底壁部５２の後辺部から上方に立上る背壁部５３、この背壁部５３の左右の辺部から前方に延びる左右の側壁部５４、５４を一体に備えて構成されている。底壁部５２の上面は、ペンＰの先端が当接する当接部５２ａとされており、底壁部５２の先端辺部には、先端面から上面にかけて、左右方向中心位置を示す目印となるラインＬが設けられている。
　位置決め用治具５１の左右の側壁部５４、５４には、図１４に示すように、筐体２２のくびれ部３３及びそれより下の部分に対応した形状をなす装着部５５が設けられている。装着部５５に対し、ペンカートリッジ２１を前方から挿入することにより、筐体２２が軸方向の所定位置で保持される。また、背壁部５３の前面には、凸部３２の筐体２２の後面が当接する。このときペンカートリッジ２１を装着部５５に保持させた状態で、ペンＰの先端部を当接部５２ａに当接させた場合に、ペンＰの先端部が適切な高さ位置に保持される、つまりペンＰの先端部の筐体２２からの突出長さ寸法が適切になるように設定されている。
　この位置決め用治具５１を用いて、ペンＰのペンカートリッジ２に対する装着作業を、次のように行うことができる。図１３に示すように、位置決め用治具５１の装着部５５に、ペンカートリッジ２１を装着する。このとき、操作部材２６は第１位置に位置させておく。次に、ペンＰを、ペンカートリッジ２１の筒状中空部２２に対し、先端を下向きにして上方から挿入していく。そして、ペンＰの先端が当接部５２ａに当接した状態で、ペンカートリッジ２１の操作部材２６を第２位置に回動操作してペンＰを把持させる。
　この後、ペンＰを把持したペンカートリッジ２１を前方に取外す。これにより、位置決め用治具５１を用いることで、ペンカートリッジ２１内にペンを挿入する際の軸方向の適切な位置で、ペンカートリッジ２１にペンＰを保持させることができ、その際の操作を簡単に済ませることができる。尚、ペンＰの先端をラインＬと見比べることにより、軸がずれることなくペン先が中心で保持されているかどうかを確認することができる。
　このように本実施形態のペンカートリッジ２１によれば、次のような作用・効果を得ることができる。即ち、ペンＰを、筐体２２の筒状中空部２２ａ内に貫通状態に挿通し、操作部材２６を、第１位置から第２位置に回動操作することにより、把持部材２３を解放状態から把持状態に遷移させることができる。把持部材２３は、下端部に第１把持部３７を有すると共に、上端部に第２把持部３８を有し、それらによりペンＰの外周が軸方向の２箇所で把持されるようになる。また、第１把持部３７及び第２把持部３８を、操作部材２６の一回の操作により同時に動作させることができる。従って、本実施形態によれば、ペンＰを保持した状態でカッティングプロッタ１に着脱可能に装着されるペンカートリッジ２１にあって、簡単な操作で、ペンＰを安定して保持することができる。
　本実施形態では、第１把持部３７を、３個の弾性変形爪４０を設けて構成すると共に、筐体２２の筒状中空部２２ａにそれらを動作させる３個のカム面３５を設け、操作部材２６に連動して把持部材２３が回転移動することにより、カム面３５の作用によって３個の弾性変形爪４０を内径方向に弾性変形させる構成とした。これにより、筐体２２内にカム面３５を設けるという比較的簡単な構成で、第１把持部３７を動作させるための機構を構成することができた。このとき、ペンＰの外周を、複数この場合３個の弾性変形爪４０によって、三方から安定した状態で確実に把持することができる。
　また本実施形態では、第２把持部３８を、３個の弾性片４１を設けて構成すると共に、操作部材２６の回動に連動する伝達部材２４によって、３個の弾性片４１を内径方向に弾性変形させる構成とした。これにより、第１把持部３７とは異なりながらも、やはり比較的簡単な構成で、第２把持部３８を動作させるための機構を構成することができる。このとき、伝達部材２４によって、第２把持部３８の把持動作と共に、第１把持部３７の把持動作も行われるようになり、より一層簡単な構成でペンＰを把持させることができる。
　さらに、本実施形態では、操作部材２６に歯部４７を設け、筐体２２に、第１の歯止め部３１ａ及び第２の歯止め部３１ｂを設け、それらの係止により操作部材２６を第１位置及び第２位置に保持できる構成としたので、操作部材２６の意図しない回動を防止し、操作部材２６の回動操作をより確実に行うことができる。第１把持部３７の弾性変形爪４０及び第２把持部３８の弾性片４１の、ペンＰと接触する部位に、滑り止め部４０ａ及び４１ａを設けたので、把持部３７，３８がペンＰに対して滑り難くなり、ペンＰをより一層確実に把持することができる。
　第１把持部３７と第２把持部３８は互いに独立しているため、それぞれ異なる径のペンを保持できる。つまり、１つのペンにおいて、第１把持部３７で把持される位置と第２把持部３８で把持される位置とでペンの径が異なる場合であっても、それぞれの径に合わせて好適に把持することができる。
　尚、上記した実施形態では、カッティングプロッタ１のキャリッジ５に着脱可能に装着されるペンカートリッジ２１について説明したが、ペンカートリッジ２１は、描画（作図）用のペンプロッタ（Ｘ－Ｙプロッタ）等に着脱可能であっても良いことは勿論である。ペンＰとしては、フェルトペンに限らず、ボールペンやシャープペンシルなど筆記具全般にて適用することができる。滑り止め部４０ａ、４１ａとしても、しぼ加工により設けるのではなく、例えば薄板状のゴム等の別体の滑り止め部材を貼り付ける構成としても良い。
　更に、上記実施形態では、軸方向の２箇所に把持部を設けるようにしたが、３箇所以上の把持部を設けるようにしても良い。弾性変形爪や弾性片を３個設ける構成としたが、４本以上設ける構成としても良い。その他、ペンカートリッジを構成する筐体や操作部材、把持部材などの各部品の形状や構造等については、様々な変更が可能であり、また位置決め用治具５１は必ずしも備えてなくても良い等、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で適宜変更して実施し得るものである。
　１　　カッティングプロッタ（プロッタ）
　５　　キャリッジ
　１６　カートリッジホルダ
　２１　ペンカートリッジ
　２２　筐体
　２２ａ　筒状中空部
　２３　把持部材
　２４　伝達部材
　２６　操作部材
　２８　蓋
　３１ｂ　第２の歯止め部
　３５　カム面
　３７　第１把持部
　３８　第２把持部
　４０　弾性変形爪
　４０ａ　滑り止め部
　４１　弾性片
　４１ａ　滑り止め部
　４７　歯部
　５１　位置決め用治具
　５２ａ　当接部
　５５　装着部
　Ｗ　　対象物
　Ｐ　　ペン
 

Claims (9)

  1. 　ペンを保持するものであって、前記ペンにより描画を実行するプロッタに着脱可能に装着されるペンカートリッジにおいて、
    　前記ペンが貫通状態に挿通される筒状中空部を有する筐体と、
    　前記筺体に対し前記ペンの挿通方向を中心軸として第１位置と第２位置との間で回動操作可能に設けられた操作部材と、
    　前記筐体に設けられ、前記筐体内に挿通された前記ペンの外周を前記中心軸の延びる方向である軸方向の複数箇所で把持するための複数の把持部を有し、前記操作部材が第１位置から第２位置に回動されたときに、前記複数の把持部を、該ペンを把持しない解放状態から該ペンを把持する把持状態に遷移させる把持部材と
    　を備えることを特徴とするペンカートリッジ。
  2. 　前記把持部材は、前記筐体の筒状中空部内に配置され、前記軸方向の一端側に位置して、前記軸方向に対して交差する方向である径方向に弾性変形可能に構成された前記把持部の一つである第１把持部を有していると共に、
    　前記筐体の筒状中空部には、前記第１把持部を弾性変形させるためのカム面が設けられており、
    　前記操作部材が第１位置から第２位置に回動されたときに、該操作部材に連動して前記把持部材が回転移動することにより、前記カム面の作用によって前記第１把持部が内径方向に弾性変形して前記ペンを把持するように構成されていることを特徴とする請求項１記載のペンカートリッジ。
  3. 　前記第１把持部は、前記ペンを把持するための複数の弾性変形爪を円周方向に間隔をもって備えており、前記カム面は前記各弾性変形爪に対応して複数設けられていることを特徴とする請求項２記載のペンカートリッジ。
  4. 　前記第１把持部は、少なくとも３個の弾性変形爪を備えていることを特徴とする請求項３記載のペンカートリッジ。
  5. 　前記把持部材は、前記軸方向の他端側に位置して、前記径方向に弾性変形可能に構成された前記把持部の一つである第２把持部を有していると共に、
    　前記筐体の筒状中空部には、前記第２把持部に係合しない第１状態と、前記第２把持部に係合して該第２把持部を内径方向に弾性変形させる第２状態との間で、前記軸方向に移動可能な伝達部材が設けられており、
    　前記操作部材が第１位置から第２位置に回動されたときに、前記伝達部材が第１状態から第２状態に前記軸方向に移動して前記第２把持部を内径方向に弾性変形させて前記ペンを把持させるように構成されていることを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載のペンカートリッジ。
  6. 　前記伝達部材は、前記操作部材が第１位置から第２位置に回動されたときに、前記把持部材を併せて回転移動させるように構成されていることを特徴とする請求項５記載のペンカートリッジ。
  7. 　前記筐体には、前記操作部材を前記第２位置に保持するための係止機構が設けられていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のペンカートリッジ。
  8. 　前記把持部には、前記ペンと接触する部位に滑り止め部が設けられていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のペンカートリッジ。
  9. 　前記筐体内に前記ペンを挿入する際の前記軸方向の位置決めを行うための位置決め用治具を備え、
    　前記位置決め用治具は、前記筐体を前記軸方向の所定位置で保持する装着部と、前記装着部に保持された筐体内に挿入されたペンの先端が当接する当接部とを一体的に備えて構成されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のペンカートリッジ。
     
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