JPH01275100A - 自動作図機 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、記録面上に載置した紙面上にノック式のシャ
ープペンツールを用いて図形等を自動的に描く自動作図
機に関する。

［従来の技術］ 従来より、平面状または筒状をした記録面上に載置した
紙面に対してペンキャリッジのアクチュエータに把持し
たノック式のシャープペンツールを相対的に移動させて
、上記紙面上に図形等を自動的に描く自動作図機がある
。

この自動作図機のペンキャリッジは、該ペンキャリッジ
のアクチュエータに把持したシャープペンツールを記録
面上に載置した紙面上に降下着地させたり紙面上方に上
昇させたりする駆動手段と、該駆動手段により紙面上に
着地させたシャープペンツール先端に所定筆圧を加える
筆圧付加手段とを備えている。

この自動作図機に用いる上記ノック式のシャープペンツ
ールは、近時は、紙面上に所定筆圧をかけて図形等を描
写中のシャープペンツール先端に突出した芯が消耗し尽
（した場合に、シャープペンツールを紙面上方へと持ち
上げる等してシャープペンツール先端に掛かる筆圧を零
の状態とするト、シャープペンツール先端にシャープペ
ンツール内から芯が所定長さ突出した状態となる、芯出
しを自動的に行える構造をしている。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、上述従来の自動作図機においては、第４図に
示したように、紙面２上に図形等を描写中にシャープペ
ンツール１先端に突出した芯３が（ａ）のように消耗し
尽くすと、紙面２に対するペンキャリッジの相対的な移
動を停止させた。そして、駆動手段を用いてシャープペ
ンツール１を上昇させてその先端を＜Ｃ＞のように紙面
２上から２ｍｍ以上等上方に完全に浮かせた状態とし、
上記シャープペンツール１５１にシャープペンツール１
内から芯３をその先方へと所定長さ突出させた。その後
、再び駆動手段を用いてシャープペンツール１を降下さ
せてその先端を紙面２上に着地させた。そして、該着地
させたシャープペンツール１先端に筆圧付加手段を用い
て所定筆圧を加えた状態として、再び紙面２に対してペ
ンキャリッジを相対的に移動させ、ペンキャリッジのア
クチュエータに把持したシャープペンツール１を用いて
紙面２上に再び継続して図形等を描（ようにしていた。

即ち、上述従来の自動作図機においては、図形等を描写
中に、シャープペンツール１先端に突出した芯３が消耗
し尽（した場合に、上記シャープペンツールｌを紙面２
上で大きく上下に移動させて、該シャープペンツール１
先端に所定長さシャープペンツールＩ内から芯３を突出
させた状態として、再び継続して紙面２上に図形等を描
（ようにしていた。

そのため、上記シャープペンツールの芯出しに多大な時
間を要し、上述自動作図機を用いて紙面上に図形等を迅
速に描くことができなかった。

本発明は、かかる問題点を解消するためのもので、その
目的は、紙面上に図形等を描写中にシャープペンツール
先端に突出した芯が消耗し尽くしり場合に、シャープペ
ンツール先端にシャープペンツール内から芯を所定長さ
迅速に突出させて、紙面上に図形等をロスタイム少なく
継続して描（ことの可能な、自動作図機を提供すること
にある。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明の自動作図機は、第
１図にその構成例を示したように、アクチュエータ４に
把持したノック式のシャープペンツール１を記録面５上
に載置した紙面２上に降下着地させたり紙面２上方に上
昇させたりする駆動手段６と、上記駆動手段６により紙
面２上に着地させたシャープペンツールｌ先端に所定筆
圧を加える筆圧付加手段７とを備えた、ペンキャリッジ
８を持つ作図機において、上記記録面５上に載置した紙
面２の高さ位置データを記憶する記憶手段９と、上記ア
クチュエータ４に把持したシャープペンツールｌ先端に
突出した芯３が消耗し尽くした際に該芯３が消耗し尽（
したことを検知して紙面２に対するペンキャリッジ８の
移動を停止させる停止手段１０と、上記記憶手段９が記
憶する紙面２の高さ位置データに基づき上記停止手段１
０により停止させたペンキャリッジ８のアクチュエータ
４に把持したシャープペンツール１を該シャープペンツ
ールｌの芯出しに必要なシャープペンツールｌ先端が紙
面２上に軽く接した状態となる高さ位置まで上昇させる
上昇手段１１とを備えたことを特徴とする特 また、本発明の自動作図機において、記憶手段９は、芯
３が消耗する前のシャープペンツール１先端を記録面５
上に載置した紙面２上に着地させてシャープペンツール
１を紙面２上を種々の方向に移動させた際の紙面２に対
するシャープペンツール１の高さ位置データを検出する
センサ１２と、該センサ１２で検出した上記シャープペ
ンツール１の高さ位置データに基づき紙面２の等高線図
データを作成して記憶する等高線図記憶手段１３とから
なるものであることが好適である。

［作用］ 」二記構成の自動作図機においては、シャープペンツー
ル１先端を記録面５上に載置した紙面２上に着地させて
図形等を描写中にアクチュエータ４に把持したシャープ
ペンツール１先端に突出した芯３が消耗し尽（した場合
に、停止手段ＩＯが、上記シャープペンツールｌ先端に
突出した芯３が消耗し尽くしたことを検知して、ペンキ
ャリッジ８の紙面２に対する移動を停止させる。

そして、上昇手段１１が、記憶手段９が記憶する記録面
５上に載置した紙面２の高さ位置データに基づき紙面２
に対して停止させた状態にある上記アクチュエータ４に
把持したシャープペンツール１を該シャープペンツール
１の芯出しに必要なシャープペンツール１先端が上記紙
面２上に軽く接した状態となる高さ位置、即ちシャープ
ペンツール１先端が筆圧零の状態で上記紙面２上に着地
した状！房となる高さ位置まで上昇させる。

そして、上記アクチュエータ４に把持したシャープペン
ツール１先４にシャープペンツール１内から芯３がその
先方に所定長さ突出してシャープペンツールｌが芯だし
を終えた状態となると同時に、該芯だしを終えたシャー
プペンツール１先端が上記紙面２上に軽く接した状態、
即ち上記紙面２上に着地した状態となる。

また、記憶手段９を、芯３が消耗する前のシャープペン
ツール１をその先端を記録面５上に載置した紙面２上に
着地させて種々の方向に移動させた際の紙面２に対する
シャープペンツール１の高さ位置データを検出するセン
サ１２と、該センサ１２で検出したシャープペンツール
１の高さ位置データに基づき紙面２の等高線図データを
作成して記憶する等高線図記憶手段１３とで構成したも
のにあっては、センサ１２が芯３が消耗する前のシャー
プペンツール１先端を記録面５上に載置した紙面２上に
着地させてシャープペンツール１を種々の方向に移動さ
せた際の紙面２に対するシャープペンツール１の高さ位
置データを検出して、等高線図記憶手段１３が上記検出
したシャープペンツール１の高さ位置データに基づき紙
面２の等高線図データを作成して記憶している。そして
、シャープペンツール１の芯３が消耗し尽（した場合に
、上昇手段１１が、上記等高線図記憶手段Ｉ３が記憶し
ている芯３が消耗し尽くしたシャープペンツール１先端
が当接する微細な凹凸を持つ記録面５上に載置した紙面
２の所定位置の等高線図データに基づき、シャープペン
ツール１をその先端が上記紙面２上に軽く接した状態と
なる高さ位置まで正確に上昇させる。

［実施例］ 次に、本発明の実施例を図面に従い説明する。

第１図ないし第４図は本発明の自動作図機の好適な実施
例を示し、第１図は該自動作図機の概略構造を示すブロ
ック図、第２図（ａ）、（ｂ）は該自動作図機を用いて
のシャープペンツールの芯出し方法説明図、第３図は該
自動作図機におけるシャープペンツールの時間の経過に
伴う高さ位置データ図である。以下、上記図中の実施例
を説明する。

図において、４は、自動作図機のペンキャリッジ８に備
えた、シャープペンツールｌの胴部を把持したアクチュ
エータである。

このアクチュエータ４に、該アクチュエータ４をペンキ
ャリッジ本体８ａに対して上下に移動させてアクチュエ
ータ４に把持したシャープペンツール１を記録面５上に
載置した紙面２上に降下着地させたり紙面２上方に上昇
させたりする駆動手段６と、アクチュエータ４に把持し
た上記シャープペンツール１先端に所定筆圧を加える筆
圧付加手段７とを構成する、ムービングコイル１４を備
えである。

また、ペンキャリッジ本体８ａに、該ペンキャリッジ本
体８ａに対するアクチュエータ４の相対的な距離データ
を検出してアクチュエータ４に把持したシャープペンツ
ール１の紙面２に対する高さ位置データを検出するセン
サ１２を構成する、発光素子１２０ａと受光素子１２０
ｂとからなるフォトセンサ１２０を備えである。

またそれとともに、上記アクチュエータ４下面に、上記
フォトセンサ１２０に対向させて、ミラー１５を備えで
ある。

さらに、ペンキャリッジ８の内外に亙って、第１図に一
点鎖線で囲んだような、上記ペンキャリッジ８のアクチ
ュエータ４に備えたムービングコイル１４を駆動制御す
る制御機構１６を備えである。

以下、この制御機構１６を詳述する。

該制御機構１６は、上記ペンキャリッジ本体８ａに備え
たフォトセンサの受光素子１２０ｂに流れる電流を増幅
するアンプ１７と、該アンプ１７で増幅した電流のアナ
ログ量をデジタル量に変換するＡ／Ｄコンバータ１８と
、該Ａ／Ｄコンバータ１８で変換したデジタル１に基づ
き記録面５上に載置した紙面２の等高線図データを作成
して記憶するｃｐｕ　（中央演算処理装置）１９と、該
ＣＰＵ１９が記憶している紙面２の等高線図データから
抽出した紙面２の所定位置の等高線図データのデジタル
量をアナログ量に変換するＤ／Ａコンバータ２０と、該
Ｄ／Ａコンバータ２０で変換した等高線図データのアナ
ログ量と上記フォトセンサの受光素子１２０ｂに流れる
電流をアンプ１７で増幅したペンキャリッジ本体８ａに
対するアクチュエータ４の距離データのアナログ量とを
比較してその差を抽出する比較器２１と、該比較器２１
で抽出したアナログ量の差に基づき上記アクチュエータ
４に備えたムービングコイル１４を駆動制御する駆動手
段６のアナログスイッチ２２とアンプ２３等とから構成
しである。

そして、上記ペンキャリッジ本体８ａに備えたフォトセ
ンサ１２０と、該フォトセンサの受光素子１２０ｂに流
れる電流を増幅するアンプ１７と、該アンプ１７で増幅
した上記電流のアナログ量をデジタル量に変換するＡ／
Ｄコンバータ１８と、該Ａ／Ｄコンバータ１８で変換し
たデジタル量に基づき記録面５上に載置した紙面２の等
高線図データを作成して記憶するＣＰＵ１９とが、記録
面５上に載置した紙面２の高さ位置データを記憶する記
憶手段９を構成している。

また、上記アクチュエータ４下面に備えたミラー１５と
、ペンキャリッジ本体８ａに備えたフォトセンサ１２０
と、該フォトセンサの受光素子１２０ｂに流れる電流を
増幅するアンプ１７と、該アンプ１７で増幅したペンキ
ャリッジ本体８ａに対するアクチュエータ４の距離デー
タのアナログ量をデジタル量に変換するＡ／Ｄコンバー
タ１８と、３ｉＡ／Ｄコンバータ１８で変換した上記距
離データのデジタル量とＣＰＵ１９が記憶している紙面
２の所定位置の等高線図データとを比較してアクチュエ
ータ４に把持したシャープペンツール１先端に突出した
芯３−が消耗し尽くしたことを検知してペンキャリッジ
１の紙面２に対する移動を停止させるＣＰＵ１９とが、
停止手段１０を構成している。

さらに、上記ＣＰＵ１９と、該ＣＰＵ１９が記憶してい
る等高線図データから抽出した紙面２の所定位置の等高
線図データのデジタル量をアナログ量に変換するＤ／Ａ
コンバータ２０と、該Ｄ／Ａコンバータ２０で変換した
等高線図データのアナログ型と上記フォトセンサの受光
素子１２０ｂに流れる電流をアンプ１７で増幅したペン
キャリッジ本体８ａに対するアクチュエータ４の距ｆｉ
データのアナログ量とを比較してその差を抽出する比較
器２１と、該比較器２１で抽出した上記アナログ量の差
に基づきアクチュエータ４に備えたムービングコイル１
４を駆動制御するアンプ２３等の駆動手段６とが、アク
チュエータ４に把持したシャープペンツール１を芯出し
に必要な該シャープペンツール１先端が紙面２上に軽く
接した状態となる高さ位置まで上昇させる上昇手段１１
を構成している。

第１図に示した自動作図機は以上のように構成しである
。

次に、その作用を説明する。

上記構成の自動作図機においては、芯３が消耗する前の
シャープペンツール１先端を記録面５上に載置した紙面
２上に着地させてシャープペンツールｌを種々の方向に
移動させた際のペンンキャリソジ本体８ａに対するアク
チュエータ４の距離データ、即ち紙面２に対するシャー
プペンツール１の高さ位置データを、センサ１２を構成
するフォトセンサ１２０が、該フォトセンサの発光素子
１２０ａが発する光のアクチュエータ４下面のミラー１
５に反射してフォトセンサの受光素子１２０ｂに流入す
る光量の変化に倣って該受光素子１２０ｂに流れる電流
の大小に換えて検出する。そして、上記検出したフォト
センサの受光素子１２０ｂに流れる電流がアンプ１７で
増幅されるとともに、該増幅された電流のアナログ量が
Ａ／Ｄコンバータ１８でデジタル量に変換されてＣＰＵ
ｌ９に伝えられる。そして、ＣＰＵ１９が該ＣＰＵ１９
に伝えられた上記デジタル量に基づき上記紙面２の等高
線図データを作成して該等高線図データをＣＰＵ１９が
記憶している。

そして、自動作図機のアクチュエータ４に把持したシャ
ープペンツール１を記録面５上に載置した紙面２上に降
下着地させて紙面２上に図形等を描写中に、第２図（ａ
）に示したように、アクチュエータ４に把持したシャー
プペンツールｌ先端に突出した芯３が消耗し尽くして、
アクチュエータ４下面のミラー１５とペンキャリッジ本
体８ａのフォトセンサ１２０との距離が挟まり、フォト
センサの受光素子１２０ｂに流れる電流が増大して、該
電流をアンプ１７で増幅してＡ／Ｄコンバータ１８によ
り変換したデジタル量が一定値以上に達すると、即ち紙
面２に対してシャープペンツールＩの高さが一定値以下
に降下すると、停止手段１０を構成するＣＰｔＪ　１９
が、該ＣＰｔＪ１９が記憶している紙面２の等高線図デ
ータのデジタル量と上記デジタル量とを比較して、アク
チュエータ４に把持したシャープペンツール１先端に突
出した芯３が消耗し尽くしたことを検知する。そして、
上記ＣＰｔＪ１９が、ペンキャリッジ移動手段（図示せ
ず。）に指令を与えて、紙面２に対するペンキャリッジ
８の移動を停止させる。

そして、上昇手段１１を構成するＣＰＵ１９が、該ＣＰ
Ｕ１９が記憶している紙面２の等高線図データから上記
移動を停止させたペンキャリッジ１のアクチュエータ４
に把持したシャープペンツール１先端が当接する紙面２
の所定位置の等高線図データを抽出する。そして、Ｄ／
Ａコンバータ２０が、上記抽出した等高線図データのデ
ジタル量をアナログ量に変換する。そして、比較器２（
が、上記変換した等高線図データのアナログ量とフォト
センサの受光素子１２０ｂに流れる電流をアンプ１７で
増幅したペンキャリッジ本体８ａに対するアクチュエー
タ４の距離データのアナログ量との差を抽出する。そし
て、アンプ２３等からなる駆動手段６が、上記抽出した
アナログ量に基づきムービングコイル１４を駆動制御し
て、上記紙面２に対して停止させた状態にあるペンキャ
リッジ８のアクチュエータ４に把持したシャープペンツ
ール１をその先端が上記紙面２上に軽（接した状態とな
る高さ位置まで上昇させる。

そして、第２図（ｂ）に示したように、上記アクチュエ
ータ４に把持したシャープペンツール１先端に芯３が所
定長さ突出してシャープペンツール１が芯だしを終えた
状態となると同時に、該芯だしを終えたシャープペンツ
ール１先端が上記紙面２上に着地した状態となる。

その後、従来周知の自動作図機と同様に、筆圧付加手段
７がシャープペンツール１先端に所定筆圧を加えるとと
もに、ペンキャリッジ８がアクチュエータ４に把持した
シャープペンツール１を紙面２に対して再び相対的に移
動させる。そして、上記芯出しを終えたシャープペンツ
ールｌが上記紙面２上に再び継続して図形等を描き始め
る。

なお、上述実施例において、記憶手段９を記録面５上に
載置した紙面２の標準的な高さ位置データを単にＣＰＵ
１９等が記憶する構造のものとして、該記憶手段９が記
憶する紙面２の標準的な高さ位置データに基づき停止手
段１０により停止させた状態にあるペンキャリッジ８の
アクチュエータ４に把持した芯３が消耗し尽くしたシャ
ープペンツール１を、上昇手段１１の駆動手段６により
、シャープペンツール１の芯出しに必要なシャープペン
ツール１先端が紙面２上に軽（接した状態となる高さ位
置までムービングコイル１４を駆動制御して上昇させる
ようにしても良い。

第３図には、本発明の自動作図機と従来の自動作図機に
おける時間ｔの経過に伴う記録面５上に載置した紙面２
に対するアクチュエータ４に把持したシャープペンツー
ル１の高さ位置Ｈの上昇下降カーブの実験データを示し
である。

この実験データを詳述すると、本発明の自動作図機にお
いては、実線で示したように、時間ｔ。

においてシャープペンツールの芯３が消耗し尽（してシ
ャープペンツール１がＨ□の高さ位置に降下した場合に
、停止手段１０が紙面２に対するシャープペンツールｌ
の移動を停止させるとともに、時間ｔ、からｔ、にかけ
て上昇手段１１がシャープペンツール１をその先端が紙
面２上に軽く接した状態となる高さ位置Ｈ６まで上昇さ
せてシャープペンツール１の芯出しを行う。そして、時
間ｔ。

から小時間おいた時間【３において紙面２上に着地させ
た状態にある芯出しを終えた上記シャープペンツールｌ
が紙面２上に継続して図形等を描き始める。

これに対して、従来の自動作図機においては、−点鎖線
で示したように、時間ｔ１においてシャープペンツール
の芯が消耗し尽くしてシャープペンツールがＨ，の高さ
位置に降下した場合に、停止手段が紙面に対するシャー
プペンツールの移動を停止させるとともに、時間１．か
らｔ４にかけて上昇手段がシャープペンツールをその先
端が紙面上方に２ｍｍ以上浮いた状態となる高さ位置Ｈ
７まで上昇させてシャープペンツールの芯出しを行う。

そして、時間ｔ４から小時間経過した時間ｔ。

からｔ、にかけて駆動手段がシャープペンツールを高さ
位置Ｈ６まで降下させてシャープペンツール先端を紙面
上に着地させる。そして、上記芯出しを終えたシャープ
ペンツールが紙面上に図形等を描き始める。

これによれば、芯出しを終えたシャープペンツール先端
が紙面上に着地してシャープペンツールが再び紙面上に
図形等を描き始めるまでの時間が、従来の自動作図機で
は５０ｍｍ５ｅｃ、（図の時間ｔ、からｔ６）掛かった
が、本発明の自動作図機では、１０ｍｍ’ｓｅｃ、　　
（図の時間ｔ、からｔ３）と、数分の−に短縮されるこ
とが分かる。

［発明の効果］ 以上説明（７たように、本発明の自動作図機においては
、記録面上に載置した紙面の高さ位置データを記憶する
記憶手段と、アクチュエータに把持したシャープペンツ
ール先端の芯が消耗し尽くしたことを検知してペンキャ
リッジの移動を停止させる停止手段と、上記芯が消耗し
尽くしたシャープペンツールを該シャープペンツールの
芯出しに最低限必要なシャープペンツール先端が紙面上
に軽く接した状態となる高さ位置まで上昇させる上昇手
段とを備えて、記録面上に載置した紙面上に図形等を描
写中にシャープペンツール先端に突出した芯が消耗し尽
くした場合に、上記停止手段により紙面に対するペンキ
ャリッジの移動を停止させて、記憶手段が記憶する紙面
の高さ位置データに基づき上昇手段によりペンキャリッ
ジのアクチュエータに把持したシャープペンツールを該
シャープペンツールの芯出しに最低限必要なシャープペ
ンツール先端が紙面上に軽く接した状態、即ちシャープ
ペンツール先端が筆圧零で紙面上に着地した状態となる
高さ位置まで上昇させるようにした。そして、芯が消耗
し尽（したシャープペンツールの芯出しを行うと同時に
、該芯出しを終えたシャープペンツール先端を紙面上に
着地させた状態とするようにした。

そのため、シャープペンツールの芯が消耗し尽くした場
合に、紙面に対してペンキャリッジを停止させて、シャ
ープペンツールを紙面上方へと高く上昇させた状態とし
て、上記シャープペンツールの芯出しを行った後、再び
シャープペンツール先端を紙面上に降下着地させる方式
の従来の自動作図機に比べて、本発明の自動作図機によ
れば、芯が消耗し尽くしたシャープペンツールの芯出し
を行い、該シャープペンツールで再び図形等を描き始め
るまでの時間を大幅に短縮して、ロスタイム少なく紙面
上に図形等を迅速に描くことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の自動作図機の概略構造を示すブロック
図、第２図（ａ）、’（ｂ）は本発明の自動作図機にお
けるシャプベンツールの芯出し方法説明図、第３図は本
発明の自動作図機における時間の経過に伴うシャープペ
ンツールの高さ位置データ図、第４図は従来の自動作図
機のシャープペンツールの芯出し方法説明図である。 ■・・シャープペンツール、　　２・・紙面、３・・芯
、　　４・・アクチュエータ、５・・記録面、　　６・
・駆動手段、 ７・・筆圧付加手段、　　　８・・ペンキャリッジ、９
・・記憶手段、　　　１０・・停止手段、１１・・上昇
手段、　　　１２・・センサ、１３・・等高線図記憶手
段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、アクチュエータに把持したノック式のシャープペン
   ツールを記録面上に載置した紙面上に降下着地させたり
   紙面上方に上昇させたりする駆動手段と、上記駆動手段
   により紙面上に着地させたシャープペンツール先端に所
   定筆圧を加える筆圧付加手段とを備えた、ペンキャリッ
   ジを持つ作図機において、上記記録面上に載置した紙面
   の高さ位置データを記憶する記憶手段と、上記アクチュ
   エータに把持したシャープペンツール先端に突出した芯
   が消耗し尽くした際に該芯が消耗し尽くしたことを検知
   して紙面に対するペンキャリッジの移動を停止させる停
   止手段と、上記記憶手段が記憶する紙面の高さ位置デー
   タに基づき上記停止手段により停止させたペンキャリッ
   ジのアクチュエータに把持したシャープペンツールを該
   シャープペンツールの芯出しに必要なシャープペンツー
   ル先端が紙面上に軽く接した状態となる高さ位置まで上
   昇させる上昇手段とを備えたことを特徴とする自動作図
   機。 ２、記憶手段が、芯が消耗する前のシャープペンツール
   先端を記録面上に載置した紙面上に着地させてシャープ
   ペンツールを紙面上を種々の方向に移動させた際の紙面
   に対するシャープペンツールの高さ位置データを検出す
   るセンサと、該センサで検出したシャープペンツールの
   高さ位置データに基づき紙面の等高線図データを作成し
   て記憶する等高線図記憶手段とからなる請求項１記載の
   自動作図機。