JPH02252595A - 鉛筆ペンを用いた記録装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、鉛筆ペンを用いて記録を行う記録装置に関す
るもので、特に、複数の鉛筆芯を有し芯の消耗に応じて
記録不能となった鉛筆芯を排出するとともに新たな鉛筆
芯を供給するよう構成した記録装置に関する。

〔従来の技術〕

鉛筆ペンを用いた記録装置は、図形等を描く際、消去可
能であるため、極めて広範な分野に利用されている。

この場合、記録にともなう芯の消耗による記録の中断を
回避するため、芯の消耗に応じて記録不能となった鉛筆
芯を排出し、新たな鉛筆芯を自動的に供給する必要があ
る。

このような給排芯機構としては、従来いくつかの方式の
ものがあった。

第１の方式のものは、鉛筆ペンの芯チャック機構に把持
開放動作を行わせるために特に、ソレノイドを上記鉛筆
ペンに近接して設けていた。このような装置は、ペンの
移動部材すなわちペンブロックにペンの上下動作を行わ
せるためのペンアクチュエータと給排芯用のアクチュエ
ータとを設ける必要があり、ペンブロックの重量が大き
くなる可能性があった。

また、第２の方式のものとしては、本出願人が先に出願
した特願昭６３−１６３０９１号に関わる装置があった
。この装置は、ペンブロックのペンアクチュエータにペ
ンの上下動作とともに給排芯動作をも行わせたものであ
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記第２の方式のものは、鉛筆ペンの芯チャック機構自
体に鉛筆芯の繰り出し作用が与えられておらず、ペンア
ップする毎に鉛筆芯を引き出す構成を有していた。その
ため、芯チャック機構内では鉛筆芯が擦られている状態
となり、芯粉等が発生しやすく、芯チャツクの把持力の
低下等その寿命が短くなる場合があった。また、排芯す
べき鉛筆芯を除去し新たな鉛筆芯を繰り出す場合、この
新たな鉛筆芯は、単に重力による落下により繰り出され
る構成となっていたため新たな鉛筆芯の繰り出しが妨げ
られる可能性があった。

この発明は、上記装置の特に第２の方式のものに関して
改善をはかったもので、普通の鉛筆ペンと同様芯チャッ
ク機構に芯繰り出し力を備えた鉛筆ペンを用いスムース
な芯繰り出しおよび給排芯動作を行わせる、より使い勝
手のよい装置を提供することを目的としている。

［問題点を解決するための手段］ このため、この発明は、 芯チャック機構の把持開放動作により所定量だけ芯を繰
り出すよう構成された鉛筆ペンと、この鉛筆ペンを保持
し、芯を繰り出す必要が生じた際に上記芯チャック機構
を把持開放させる手段とを有したペンブロックと、上記
鉛筆ペンの不要な鉛筆ペンを排出し新たな芯を供給する
必要が生じた際に上記鉛筆ペンに作用する給徘芯手段と
、さらにこれらの諸手段に関連作用を行わせる制御手段
とを設けている。

〔作用〕

鉛筆ペンは、通常用いられている鉛筆ペンと同様に、ノ
ック機構をおしさげることにより芯チャック機構を把持
開放させ所定量芯を繰り出す。この鉛筆ペンの上記ノッ
ク機構は、記録に関わる芯が消耗した段階で、上記ペン
ブロックの手段によりおしさげられ記録が続行される。

さらに、この記録に関わる芯が消耗し記録の続行が不可
能である場合には、上記給排芯手段が動作しこの不要な
鉛筆芯を除去するとともに新たな鉛筆芯を供給し記録を
続行する。

〔実施例〕

第１図〜第５図は、本発明のそれぞれ実施例を説明する
図面であり、第１図は本発明の要部を示す側面図、第２
図は本発明に関わる鉛筆ペンの芯の繰り出しおよび給排
芯動作の一例を模式的に示す説明図、第３図は第２図に
示す一連の動作のフローチャート、第４図は本発明装置
に使用されうる鉛筆ペンの構成を示す断面図、第５図は
この鉛筆ペンの記録動作を模式的に示す説明図である。

まず、第４図および第５図を用いて、本発明に使用しう
る鉛筆ペンおよびその記録動作について説明する。

第４図を参照する。

鉛筆ペン２は、ノック機構２１、芯チャック機構２２、
芯保持部材２３およびこれらを所定位置に保持するケー
ス２４とから成る。

ノック機構２１は、複数本の鉛筆芯２５を保持可能な芯
タンク２１１をも兼ねている。そして、このノック機構
２１をおしさげることによりその前段にある芯チャック
機構のチャック部材２２２を開放する。このチャック部
材２２２は、Ｃその先端が先割れ状に形成されており、
その把持開放動作により鉛筆芯を所定量繰り出す構成を
有している。

芯保持部材２３は、この鉛筆ペン２の先端に設けられて
おり、記録に関わる鉛筆芯２５の保護部材として作用す
るとともに後述する単位記録長さを大きくするための作
用を有している。この作用を達成するため、この芯保持
部材２３は鉛筆ペン２に対して相対的に上下動可能なよ
うに構成されている。

次に、第５図を参照してこの鉛筆ペン２の記録動作につ
いて説明する。

第５図（ａ）は、初期位置にこの鉛筆ペン２がある状態
を示している。この状態においては、芯保持機構２３は
、記録装置のストッパ７１９に当接していない。同図（
ｂ）は、記録命令が到来し、ペンダウン動作が終了した
時点である。この段階で記録を開始することができる。

芯保持部材２３は、ストッパ７１９に当接して若干もぐ
りこんでいる。同図（ｅ）は、この記録が行われている
段階で芯が消耗し、もはやこの状態では記録を続行する
ことが不可能な状態を示している。すなわち、芯保持部
材２３が最大量、鉛筆ペン２内にもぐりこんだ状態であ
る。このように、この芯保持部材２３は、記録中におけ
る芯の消耗に応じて徐々に鉛筆ペン２内にもぐりこむ（
このもぐりこみは、この鉛筆ペン２がペン圧により常に
下方に付勢されているために生じる。）構成を有してお
り、１回のノック機構２１の作用による芯繰り出し量（
単位繰り出し量）による突出芯の記録長さ（単位記録長
さ）を大きくしている。さて、第４図に示したように単
位記録長さの終了時点に達した際には、単位繰り出しを
行う。同図（ｄ）は、この単位繰り出しのためのペンア
ップ動作が開始された状態である。この状態は、鉛筆芯
２５は、芯チャック機構２２と芯保持部材２３のゴム環
２３１（第３図）にともに保持されている状態であるの
で、ペンのアップとともに芯保持部材２３もまた上昇す
る。同図（ｅ）は、ペンの所定の上昇位置でのノック動
作により、芯繰り出しが行われた状態を示している。こ
の図に示す状態においては、芯保持部材２３もともに上
昇していたので、上記ノック動作による芯チャック機構
２３の開放に際し、上記単位繰り出し量より大きい繰り
出し量すなわち芯保持部材２３のもぐりこみ量に等しい
量の繰り出しが行われる。この繰り出し量が単位記録長
さとなる。

このように動作させることにより、長時間に渡って記録
を続行させることができる。

第１図は、本発明に関わる記録装置の要部を示ず構成図
で、記録装置のペンブロック部および給排芯動作に関わ
る部分を示している。

図において、７１はペンブロックの基台、７２はこの基
台７１上に取りつけられたアクチュエータ、７３はスラ
イドベアリング、７４はペンホルダ、７５は位置センサ
、１１はこの記録装置の筐体、１１１は排芯検出センサ
である。

ペンブロック７は、その基台７１が装置の摺動機構（図
示せず）に結合し、かつ、制御機構（図示せず）の指令
により、記録面１２上をＸＹ力方向移動することが可能
に構成されている。さらに、この基台７１上に設けられ
たアクチュエータ７２の上記制御機構からの指令に応じ
た作用により、ペンホルダ７４にその保持溝等（第３図
、２４１．２４３．２４４など）を介して保持されてい
る鉛筆ペン２を上下駆動することができるよう構成され
ている。従って、制御機構の記録指令に応じて所望の記
録を記録面１２上に描くことができる。上記アクチュエ
ータ７２は、制御機構からの指令電流の大きさに応じて
その上下移動量を制御可能な例えば可動コイル式アクチ
ュエータを使用することが望ましい。位置センサ７５は
、このアクチュエータすなわち鉛筆ペン２の上下移動に
伴う位置を検出するもので、その検出出力は上記制御機
構にフィードバックされ必要に応じて監視の対象となっ
ている。さらに、このペンブロック７の基台７１に取り
つけられているノック部材７１８とストッパ７１９は、
第５図で説明した記録動作時での作用の他に給排芯動作
にも使用される。

第１図に示した状態は、記録動作中において、記録に関
わる鉛筆芯２５がもはや記録を続行することが不可能な
状態（記録不可能状態）まで消耗し、給俳芯指令に基づ
き装置の所定位置に設けられた給排芯位置に位置づけら
れた状態である。給排芯位置では、鉛筆ペン２は、排芯
検出センサエ１１の直上に位置づけられる。この状態で
、アクチュエータ７２を上下移動させることにより不要
な鉛筆芯２５を排出し新たな鉛筆芯を繰り出すことがで
きる。排芯検出センサ１１１がこの不要芯の除去を確認
する。第２図は、このような鉛筆ペンを用いた記録装置
の記録動作および給（）［芯動作の詳細な動作を模式的
に説明するものである。

図において、符号Ａは鉛筆ペン２が上昇しペンブロック
７のノック部材７１８により芯チャック機構２２が開放
する位置、符号Ｂは鉛筆ペン２の通常のアップ位置、符
号Ｃは概ね記録開始位置、符号りは芯無し検出位置を示
し、符号Ｅは芯保持部材２３の最下端位置を示している
。その他の符号は、第１図装置における相当部分を示し
ている第２図（ａ）の状態は、鉛筆ペン２が通常のアッ
プ位置にある状態である。今、記録指令が発せられたと
すると、同図０））に示すように鉛筆ペン２は記録開始
位置までダウンされる。この時、鉛筆ペン２の記録に関
わる鉛筆芯２５ａは、記録面に当接した状態であるので
、さらにダウン力が与えられた場合、このダウン力は筆
圧として作用する。そして、この時点での鉛筆ペン２の
位置（高さ）は、第１図に示す位置センサ７５により捕
捉されており、その高さが芯無し位置（芯無し状態）に
あるか否かすなわちこの状態で記録が可能であるか否か
が確認される。上述したように、鉛筆ペン２の高さは芯
無し位置りと異なる位置Ｃにあるので、記録可能と判定
され記録が開始する。記録が続行するにつれて、鉛筆芯
２５ａが徐々に消耗しペン高さは、芯無し位置りに到達
する（第２図（Ｃ））。位置センサ７５は、この芯無し
を検出し制御機構に出力する。制御機構はこの信号を受
は記録を中断し、芯繰り出し動作を開始する。鉛筆ペン
２は、ペンブロック７のアクチュエータ７２の作用によ
り芯繰り出し位置Ａまで上昇する。この時、芯保持部材
２３は、そのゴム環２３１が所定の摩擦力でこの記録に
関わる鉛筆芯２５ａを保持しているので、鉛筆ペン２の
ｔ昇とともに上昇する。

さて、同図（ｄ）に示した位置Ａにおいては、鉛筆ペン
２の芯チャック機構２２が開放されるので、上述したこ
の芯チャック機構２２によるこの鉛筆芯の単位繰り出し
と上記芯保持部材２３の重量に伴う落下による繰り出し
がおこなわれ、同図破線に示す位置（この位置は、ここ
ではちょうど、記録に関わる鉛筆芯２５ａが芯チャック
機構２２を脱した位置である。）まで鉛筆芯２５ａが繰
り出される。これらによる鉛筆芯２５ａの繰り出し長さ
は、はぼ芯保持部材２３の鉛筆ペン２に対するもぐりこ
み債（単位記録長さ）と一致する。

なお、この鉛筆ペン２は、図に示すように２個の芯が連
続するような状態においては、その芯チャック機構２２
内では、所定の空隙が必ず形成される。

に保持されている。）の繰り出し長き（単位記録長さ）
と新たな鉛筆芯２５ｂ（これは、芯チャック機構にのみ
保持されている。）の芯チャック機構２２による単位繰
り出し量との間に差があるからである。

鉛筆ペン２を芯繰り出し位置Ａまで上昇させ、ノック部
材７１８により芯の繰り出しが行われると、同図（ｅ）
に示すように鉛筆ペン２をダウンさせる。この時には、
芯が先の時点より所定量突出しているので記録を再開す
ることができる。同図（ｆ）は、再度芯無し検出が行わ
れた状態である。先の動作と同様、同図（ｇ）に示すよ
うに鉛筆ペン２が上昇する。この場合には、記録に関わ
る鉛筆芯２５ａは、芯チャック機構２２から外れている
ので、芯保持機構２３は鉛筆ペン２の保持構造２４２（
第３図）と係合して符号Ｆに示す位置までの上昇が行わ
れるにすぎない。符号Ａの芯繰り出し位置では、芯チャ
ック機構２２が開放されるので、同図破線に示すように
新たな鉛筆芯２５ｂが単位繰り出し量だけ繰り出される
。

そして、同図（ｈ）に示すように鉛筆ペン２がダウンさ
れる。この場合においては、先の段階での新たな鉛筆芯
２５ｂの単位繰り出し量が小さいので、再度芯無し状態
であることが位置センサ７５により検出される。

このように、上記第２図げ）〜（ロ）に示したように、
「芯無し状態」、「芯繰り出し動作」、「芯無し状態」
となった時には、制御機構は記録に関わる鉛筆芯２５ａ
がもはや最大圧消耗し記録不可能になった不要な鉛筆芯
であると判定する。このような場合には、給俳芯動作を
行わなければならない。

第２図（ｉ）は、給排芯動作を行うにあたり鉛筆ペン２
を給排芯位置に位置づけた状態である。この状態で、同
図（ｊ）に示すように芯繰り出し位置Ａまで鉛筆ペン２
を上昇させ芯繰り出し動作を行わせた後、同図（ｋ）に
示すようにダウンさせる。なお、このダウン動作は、通
常のダウン動作量を例えば５分割した微小移動量毎にダ
ウンさせるものである。この時、排芯検出センサ１１１
は不要芯が落下したか否かを検出する。本図の状態にお
いては、この不要芯はなお、芯保持機構２３のゴＪ、環
２３１に保持されているので落下しない。

第２図（ｉ）〜（ｋ）の動作を数回行い、今、第２図（
１）の状態に達したとする。

この状態においては、新たな鉛筆芯２５ｂが不要な鉛筆
芯２５ａの後端に当接するとともに芯保持部材２３のゴ
ム環２３１にも保持されている。

この状態から、１微小移動量だけダウンさせ、排芯検出
センザ１１１により排芯の有無を検出する、排芯が検出
されない場合には、さらに、１微小移動量だけダウンさ
せる。同図（ｏ）の時点において、排芯が検出されると
、通常の位置に鉛筆ペン２はアンプされる（同図（ｐ）
）、そして、先の記録中断位置までこの鉛筆ペン２を移
動し、記録動作を再開する。この場合、新たな芯２５ｂ
が記録可能な長さまで繰り出されていない場合がある。

このような場合には、図の（ｒ）〜（１）に示す芯繰り
出し動作を、位置センサ７５が記録可能であると判定す
るまで繰り返し行い、同図（ｕ）に示す状態を形成した
後、記録の再開を行う。

第３図は、本発明に関わる装置の一連の動作を説明する
フローチャートである。

５ＴＥＰ５において、芯無し検出が出力されると装置の
制御機構は記録に関わる鉛筆芯がもはや記録続行不可能
と判定する。

５ＴＥＰ６〜５ＴＥＰＩＩは、給排芯動作であり、その
不要芯の排出確認の際、微小移動量毎のペンダウンが行
われ、排芯の確認が行われる。所定回数（Ｒ回）の芯繰
り出１．動作（ＳＴＥＰＩＩ）にも関わらず、排芯の検
出がなかった場合乙こは供給されるべき新たな鉛筆芯が
無いと判定する。

５ＴＥＰ　１２は、この判定に基づきアラームの発生ま
たは鉛筆ペン自体の交換動作等を行わせる５ＴＥＰであ
る。

５ＴＥＰ　１３〜５ＴＥＰ　１９は、上記給排芯動作に
より新たな鉛筆芯が繰り出されたことが確認された後の
動作である。作図中断位置に移動し、記録可能な状態ま
で鉛筆芯が繰り出されているかどうかを判定し、繰り出
されていない場合には、芯繰り出し動作が行われる。所
定回数（Ｍ回）の芯繰り出し動作にも関わらず鉛筆芯の
繰り出しが確認されない場合には、５ＴＥＰＩＩと同様
ずべての鉛筆芯を使いきったか何らかの異常があったと
みなし、５ＴＥＰ２０において、アラームを発生するよ
う構成している。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、鉛筆芯の繰り出
しが必要な時にのみ芯繰り出しを行うよう構成している
ので、鉛筆ペン特にその芯チャック機構の寿命を長くす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は、本発明のそれぞれ実施例を説明する
図面であり、第１図は本発明の要部を示す側面図、第２
図は本発明に関わる鉛筆ペンの芯の繰り出しおよび給排
芯動作の一例を模式的に示す説明図、第３図は第２図に
示す一連の動作のフローチャート、第４図は本発明装置
に使用されうる鉛筆ペンの構成を示す断面図、第５図は
この鉛筆ペンの記録動作を模式的に示す説明図である。 ２−　鉛筆ペン　２２−・芯チャック機構２３−−−　
芯保持部材７−−−−ペンブロック７１９　−　　スト
ッパ　７１　Ｂ　　−ノック部材７２−アクチュエータ
　７５−　位置センサ１１１　−・・排芯検出センサ 特許出願人　グラフチック株式会社 図面の浄書（内容に変更なし） 躬３図 ｉ 第ａ （ｂ） （Ｃ） （ｄ） （Ｃ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 複数の鉛筆芯を保持しノック機構の作用による芯チャッ
   ク機構の把持開放動作に応じて上記芯チャック機構に把
   持された鉛筆芯を単位繰り出し量だけ繰り出す作用を有
   し、かつ、その先端に所定の保持力で鉛筆芯を保持する
   とともに上下に移動可能な芯保持部材を有した鉛筆ペン
   、 上記鉛筆ペンを保持し記録面上に記録を行うため移動可
   能に構成されるとともに、上記保持された鉛筆ペンのノ
   ック機構に係合可能なノック部材と上記保持された鉛筆
   ペンの芯保持部材に係合可能なストッパと、さらに、上
   記保持された鉛筆ペンを上記ノック部材およびストッパ
   に対して相対的に上下に移動させ当該係合を達成するア
   クチュエータとを有したペンブロック、 上記保持された鉛筆ペンの高さ位置を検出する位置セン
   サ、 上記鉛筆ペンが位置づけ可能な装置の所定位置に設けら
   れ、上記位置づけられた鉛筆ペンから排出される鉛筆芯
   を検出する排芯検出センサ、上記位置センサの出力を受
   け、当該鉛筆ペンが「記録可能状態」、「芯無し状態」
   および「記録不可能状態」のいずれであるかを判定する
   とともに上記諸手段を制御する制御機構とからなる構成
   を有しており、 上記鉛筆ペンが記録中にある時上記鉛筆ペンの芯保持部
   材は、上記アクチュエータの筆圧の下に上記ペンブロッ
   クのストッパに当接し上記鉛筆ペンの鉛筆芯の消耗に応
   じて相対的に上昇し、かつ、記録に関わる鉛筆芯が上記
   芯チャック機構および上記芯保持部材にともに保持され
   ている状態にある場合上記鉛筆ペンの芯保持部材は上記
   鉛筆ペンの上昇とともに上昇し上記芯チャック機構が上
   記ノック部材により開放された時上記単位繰り出し量よ
   り大きな鉛筆芯の繰り出しが行われてなる鉛筆ペンを用
   いた記録装置