JPH02252597A - 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（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、芯の消耗に応し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り機構自
体に鉛筆芯の繰り出し作用が与えられておらず、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、徘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排芯手段と
、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６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回は第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、第６図
は本発明の他の実施例を示す構成説明図である。

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、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（
単位操り出し量）による突出芯の記録長さ（単位記録長
さ）を太き（している。さて、第５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、芯繰り出し動作
を行う。同図（ｄ）は、この芯繰り出し動作のためのペ
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の開放に際し、上記単位操り出し量より大きい
繰り出し量すなわち芯保持部材２３のもくりこみ量に等
しい量の繰り出しく単位記録長さの繰り出し）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、本発明に関わる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（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４図で説明した記録動作時での作用と別に給排芯動作
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１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２５
ａ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
乙よ、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
昇とともに上昇する。

さ°Ｃ１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Ｇこよる鉛筆芯２５ａの繰り出し
長さ（単位記録長さ）は、はぼ芯保持部材２３の鉛筆ペ
ン２に対するもぐりこみ量と一致する。

なお、この鉛筆ペン２は、図に示すように２個の芯が連
続するような状態では、その芯チャック機構２２内にお
いては、両者の鉛筆芯の間に比較的大きな空隙が存在し
ている。これは、芯チャック機構２２による鉛筆芯の単
位繰り出し長さ書より、芯チャック機構２２と芯保持部
材２３との協働による鉛筆芯の繰り出し長さ（単位記録
長さ）が大きいために生ずる。

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の芯操り出し位置では、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（ハ）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２図（ｆ）〜（１１）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２
５ａ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、給排窓動作を行わなけ
ればならない。

第２図（ｉ）は、給排窓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、徘芯検出センサ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のゴム環２
３１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
センサ１１１乙こ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（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２５
ｂ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２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（１］）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（Ｎ回）の芯繰
り出し動作（ＳＴＥＰ７）Ｑこも関わらず、排芯の検出
がなかった場合には供給されるべき新たな鉛筆芯が無い
と判定する。５ＴＥＰ１２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５
ＴＥＰ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ご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、何らかの異常があっ
たとみなし、５ＴＥＰ２０において、アラームを発生ず
るよう構成されている。

なお、」二記の説明においては、給俳芯動作を行う際、
ペンブロック７に設けられたノック部材７１８を利用す
る例について説明したが、例えば第６図に示すような給
排芯ブロック１２を装置の所定位置に設けたものでもよ
い。この場合には、この給排芯ブロック１２に鉛筆ペン
を保持するペンホルダ、このペンホルダを上下動するア
クチエエータ、ノック部材および、排芯検出センサ等を
設け、上述の動作を行わせるよう構成すればよミへ〇ベ
ンブロックとこの給排芯ブロックとの鉛筆ペンの遷移は
、通常の自動ペン交換技術を利用することができる。

〔発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、鉛筆ヘンの寿命
を長くすることができる利点がある。

さらに、給排芯動作の際、鉛筆ペンを微小移動量毎にダ
ウンさせ、排芯除去の確認を行っているので、給排芯動
作が終了した段階で鉛筆芯が必要以上に突出することが
なく、次段の動作において芯折れ等の発生が防止するこ
とができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６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、第６図
は本発明の他の実施例を示す構成説明図である。 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７１９−一−ストッパ
　７１８−　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 手続補正書（方式） １．事件の表示 平成　１年特許願第　７５６７６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　ＭＭＭＸγ＋？ｔｆＭＸ’ｉ’＋＋　３〜ｉ　９
〜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、

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）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、 上記位置センサからの出力により当該鉛筆ペンが「芯無
   し状態」であると判定された時、当該鉛筆ペンを上記ア
   クチュエータにより上記ノック部材に対して相対的に上
   昇させて係合させ、所定量の鉛筆芯を繰り出し、 上記位置センサからの出力により当該鉛筆ペンが「記録
   不可能状態」であると判定された時、当該鉛筆ペンを上
   記装置の所定位置に位置づけるとともに上記アクチュエ
   ータにより当該鉛筆ペンを上記ノック部材に対して相対
   的に上昇させて係合させ記録不可能な鉛筆芯を排出し新
   たな鉛筆芯を供給してなる鉛筆ペンを用いた記録装置。
2. （２）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を保持し、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、かつ、上記鉛
   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
   とを有した給排芯ブロック、 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、 上記位置センサからの出力により当該鉛筆ペンが「芯無
   し状態」であると判定された時、当該鉛筆ペンを上記ア
   クチュエータにより上記ノック部材に対して相対的に上
   昇させて係合させ、所定量の鉛筆芯を繰り出し、 上記位置センサからの出力により当該鉛筆ペンが「記録
   不可能状態」であると判定された時、当該鉛筆ペンを上
   記給排芯ブロックに保持させるとともに上記給排芯ブロ
   ックのアクチュエータにより当該鉛筆ペンを上記ノック
   部材に対して相対的に上昇させて係合させ記録不可能な
   鉛筆芯を排出し新たな鉛筆芯を供給してなる鉛筆ペンを
   用いた記録装置。
3. （３）さらに、上記アクチュエータとして段階的移動制
   御可能なものを用い、かつ、上記排芯検出センサにより
   当該鉛筆ペンの記録不可能な鉛筆芯を検出する際、当該
   鉛筆ペンを段階的にダウンさせてなる請求項（１）、（
   ２）の鉛筆ペンを用いた記録装置。