JPH02252596A - 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。

例えば、本出願人が先に出願した特願昭６３−１６３０
９１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。

また、この方式と類似する方式として、種々の改善を施
した装置（以下、第２の装置という。）についても開発
されている。

これらの装置は、本発明装置と密接な関連を有している
ので、特に第２の装置について、以下、図面を参照して
説明する。

まず、第３図および第４図を用いて、この装置に使用し
うる鉛筆ペンおよびその記録動作について説明する。

第３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、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４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４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（ｃ）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（芯無し状態）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Ｎ（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（
Ｃ）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、芯繰り出しを行う。同図（ｄ）は、この芯繰り出
しのためのペンアップ動作が開始された状態である。こ
の状態においては、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。この図に示す状態の前段におい
て、芯保持部材２３もともに上昇しているので、上記ノ
ック動作による芯チャック機構２３の開放によっては、
上記単位繰り出し足よりは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鉛筆芯の操り
出しが行われる。

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、この記録装置の要部を示す構成図で、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４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４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４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７
２としては、制御機構４からの指令電流の大きさに応じ
てその」部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７
５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７１Ｂとストッパ７１９
は、第４図で説明した記録動作時での作用の他に給排芯
動作にも使用されうる。

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、給排芯指令に基づ
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１１１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七により不要
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ｌｌ
″ｍｉ？２する。第５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排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
する位置を示し、符号Ｂは鉛筆ペン２の通常のアップ位
置を、符号Ｃは概ね記録開始位置を、符号りは芯無し検
出位置を、符号Ｅは芯保持部材２３の最下端位置をそれ
ぞれ示している。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５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（ｔ））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（〜で、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５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
上昇とともに」二昇する。

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！（単位記録長さ）と一致するや１、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では
、その芯チャ・ンク機構２２内において、両者の鉛筆芯
が比較的広い空間を持つ。これは、芯チャック機構２２
の鉛筆芯の単位繰り出し長さと、芯チャ・ンク機構２２
と芯保持部材２３との協働に関わる鉛筆芯の繰り出し長
さすなわち単位記録長さとの間に差を有するためである
。

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、同図ら）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２
５ｂの単位繰り出し量が比較的小さいので、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５図（ｆ）−（５）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２５
ａがもはや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、給排芯動作を行わなけれ
ばならない。

第５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ｉＡ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１１
１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のゴム環
２３１に保持されているので落下しない。

第５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
センサ１１１により排芯の完了を検出する。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（０）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はアップされる（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。

このように、この方式によれば、鉛筆芯の繰り出しが必
要な場合にのみ、芯チャック機構に把持開放動作を行わ
せるよう構成したので、芯チャック機構の寿命を大きく
延ばすことができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、上述の第２の装置または本出願人が先に出願
した装置においては、給排芯動作における徘芯の生じる
状態が一義的に定まらない点があった。

すなわち、上述の第２の装置を例にとれば、不要芯の排
芯が行われる場合として、■鉛筆ペンのダウンに伴う新
たな鉛筆芯の不要芯の押し出しによって排芯する場合、
■不要芯が芯保持部材２３に何らかの影響により係止さ
れているような場合等に、装置または鉛筆ペンの振動等
により落下排出される場合、または■不要芯が新たな鉛
筆芯の繰り出し動作により落下排出される場合等があっ
た。これは、新たな鉛筆芯と排出されるべき不要芯との
位置関係が一定でないことにより生じるものである。

このように、この種装置においては、不要芯の除去に際
していくつかの状態がある。

この発明は、これらの排芯の種々の状態を鑑み、きめこ
まかな排芯検出を行わせ、確実な動作を達成する装置を
提供することを目的とするものである。

〔問題点を解決するだめの手段〕

このため、この発明は、 給排芯動作が必要な場合、これら動作の各段階における
不要芯の状態を検出し、これら各段階の検出データを総
合しで排芯が行われたかいなかを判定するよう構成した
。

〔作用〕

記録に関わる鉛筆芯がもはや記録不可能な状態であると
判定されると、所定の給徘芯位置で給排芯動作が開始さ
れる。

給排芯位置に位置づけられた時点で、鉛筆ペンを最下端
位置にダウンさせる段階で、排芯が有った力中なかの検
出が排芯検出センサにより検出される。

給排芯位置において、芯繰り出し動作が行われ、鉛筆ペ
ンを最下端位置にダウンさせる段階で排芯の有無を検出
する。

これらの検出結果が鉛筆ペンのどのような状態において
得られたものであるか等総合的に勘案して判定する。

（実施例） 以下、本発明について、上述の装置に適用した例につい
て説明する。

第１図は、上述の第２の装置の構成を示したものである
が、本発明はこの装置の制御機構４に新たに、給排芯動
作の種々の状態での排芯検出センサの検出結果を保持す
る複数のメモリ領域として、第１のバッファ４１（Ａバ
ッファとも記す）、第２のバッファ４２（Ｂバッファと
も記す）および第３のバッファ４３（Ｃバッファとも記
す）を設けている。

例えば、第１のバッファ４１には、給排芯動作における
最初の鉛筆ペン２のダウン動作での排芯検出センサ１１
１による検出結果を格納し、第２のバッファ４２には、
上記の検出結果がオン（鉛筆芯の存在が確認されたこと
）またはオフであった時、次段の動作（ともに芯繰り出
し動作）が行われた後での鉛筆ペン２の再度のダウン動
作での検出結果が格納される。第１のバッファ４１がオ
ンであり、第２のバッフ１４２がオフである時には、不
要芯の排出が行われたと判定する。

第３のバッファ４３には、上記以外すなわち第１のバッ
ファオン、第２のバッファオフ以外の検出結果があった
時に使用されるもので芯繰り出し動作を１回行った後、
この鉛筆ペン２をダウンさせ、その時の不要芯の有無に
関するデータが格納される。例えば、第１のバッファオ
ン、第２のバッファオン、第３のバッファオンである時
には、排芯が行われたと判定する。しかし、例えば、す
べてのバッファがオンであった場合には、不要芯はなお
、芯保持部材に保持されているとみなし、その時点での
第３のバッファに保持されたデータを第１のバッファに
書き換えて、第１のバッファへの書き込みが終了した段
階のそれぞれの後の動作を所定回数行う。所定回数（Ｎ
回）行った場合においても、排芯が確認されなかった場
合には、供給すべき新たな鉛筆芯がないと判定し、ペン
交換動作またはアラームを発生する。

この三つのバッファのそれぞれの状態について、この装
置は次のように判定する。

第２図は、この一連の動作のフローチャートである。

〔発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、給排芯動作の各
段階において、それぞれの不要芯の判定結果を求め、こ
れら複数のデータから排芯完了を判定するよう構成して
いるので、いかなる状態で不要芯が除去されたとしても
、確実に排芯の除去を確認することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は、本発明の１実施例を示す説明図、第
３図〜第５図は、本発明６ご密接な関係を持つ従来装置
の説明図である。 １ｉｉ−排芯検出センサ ２−鉛筆ペン ４−制御機構 特許出願人　グラフチック株式会社 １面の浄Ｍ（内容に変更なし）Ｍ２［Ｚ］手続補正書（
方式） ｌ、事件の表示 平成　１年特許願第　７５６７５号 ２、発明の名称　鉛筆ペンを用いた記録装置３、補正を
する者 事件との関係　　特許出願人 郵便番号　１４１ 住所　　　繁ｉプζ毫掃は丁＋’ｆｔ；ンレ々Ｙ了１１
３〜１９〜６４゜ ５゜ ６゜ 補正指令の日付 平成１年７月４日 補正の対象 図面 補正の内容 願書に最初に添付した第１図、 第３図の浄書 第２図、

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
   持された鉛筆芯を所定量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芯保持部材を
   有した鉛筆ペン、上記鉛筆ペンの上記ノック機構および
   芯保持部材にそれぞれ係合可能な係合部材としてのノッ
   ク部材およびストッパを有し、上記鉛筆ペンまたは上記
   係合部材のいずれかを上下に移動するアクチュエータを
   有する上下移動機構、 上記鉛筆ペンを保持し記録面上に所望の記録を行う記録
   機構、 これらの諸手段を制御する制御機構とからなる構成を有
   し、 上記鉛筆ペンの記録に関わる鉛筆芯が記録不可能状態で
   あると上記制御機構により判定された時、上記上下移動
   機構を動作させ上記鉛筆ペンの記録不可能な鉛筆芯を排
   出し新たな鉛筆芯を供給する給排芯動作を行うよう構成
   された鉛筆ペンを用いた記録装置において、 上記制御機構は、少なくとも３個のメモリ領域を有して
   おり、上記給配芯動作の各段階における排芯すべき鉛筆
   芯の状態の検出結果が保持され、これら３個のメモリ領
   域の検出結果に基づき排芯の確認が行われることを特徴
   とする鉛筆ペンを用いた記録装置。