JPH0316917B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 −産業上の利用分野− 本発明は、Ｘ−Ｙプロツタ、製図機等の作図装
置のペン制御装置に係り、特に先端ノツク式リー
ドペン（シヤープペンシル）を使用する作図装置
のペン制御装置に関する。

−従来技術− Ｘ−Ｙプロツタ等の作図装置、例えば第５図示
のような多ペン式Ｘ−Ｙプロツタは、入力信号に
よつて矢印Ｘ方向に送られるガイド軸１を有し、
このガイド軸１にペンキヤリツジ２をＹ方向に移
動可能に支持し、装置本体３のペン格納部３ａに
位置した記録ペンＰのうち選択された１つをペン
キヤリツジ２に拾いあげ、ペンキヤリツジ２を記
録開始位置までＸ−Ｙ方向に駆動し、ペンキヤリ
ツジ２に設けられるペンアツプダウン制御装置に
よつてペン筆記面に接触（ペンダウン）し、ペン
キヤリツジ２を作図図形に従つてＸ−Ｙ方向に移
動及び必要に応じてペンを筆記面から離間（ペン
アツプ）することで筆記面への記録を行う。

ところで、ペンアツプダウン制御装置は、従来
のプランジヤソレノイド方式に代つて、応答性良
くかつペンと記録面との衝撃を小さくするために
ペンアツプダウン駆動コイルの電流を電気的に制
御するものを本願出願人は既に提案している（例
えば特願昭58−191837号、特願昭57−65636号）。
これらのペンアツプダウン制御装置は、第６図及
び第７図に示す機構にされる。ペンキヤリツジ本
体１１はガイド軸１２に沿つてＹ軸方向に摺動す
るための摺動部１１Ａと、摺動軸１３によつてＺ
軸方向（ペンアツプ、ダウン方向）に移動可能に
保持されてペン１４を保持するペン保持部１１Ｂ
とを備える。ペン保持部１１Ｂには駆動コイル１
５と速度検出用コイル１６と位置検出器（例えば
ホール素子）１７が設けられる。また、ペンキヤ
リツジ本体１１には一対の板状永久磁石１８Ａ，
１８Ｂが第７図にＡ−A′線の断面で例示するよ
うに対向配置され、その空隙に駆動コイル１５と
速度検出用コイル１６と位置検出器１７が位置さ
れ、駆動コイル１５の電流極性によつてペン保持
部１１Ｂをペンアツプ、ダウン方向に駆動し電流
の大きさで駆動力を調整し、この駆動に際してコ
イル１６により速度に比例した電圧を検出し、永
久磁石１８Ａ，１８ＢのＺ軸方向の位置の違によ
る磁界の強さ変化によつて位置検出器１７で位置
に対応した位置信号を検出する。１９はペンアツ
プ時の復帰バネであり、１１Ｃはペンアツプ位置
を決めるストツパである。また、２０は記録紙で
ある。

ペン制御回路は、第８図に示すように、駆動コ
イル１５への供給電流極性及び大きさを制御する
電流制御回路２１にはフイードバツク系として電
流検出器２２の検出信号と速度検出用コイル１６
の検出信号とを加算器２３で加算及び位相補償回
路２４で位相補償して取込み、駆動電流設定値と
しては位置検出器１７からの位置検出信号とペン
圧力設定器２５からの設定値とを選択回路２６で
選択して取込み、ペンアツプダウン制御信号発生
回路２７からの制御信号がペンダウンを指令する
ときに選択回路２６からの駆動電流設定値に従つ
て、またペンアツプ指令には一定の駆動電流設定
値によつてフイードバツク制御を行うようにして
いる。

このような制御回路において、ペンダウン制御
には、第９図に示すようにペンアツプ位置P_Aか
らペンが記録紙に接触する直前位置P_Bに達する
までは位置検出器７からのペン位置信号V_Aを選
択回路２６が選択して駆動電流設定値とし、位置
P_Bを越えるときには選択回路２６がペン圧力設
定器１５からのペン圧力設定信号V_Bを選択して
駆動電流設定値とする。また、位相補償回路２４
は遅れ要素として作用する。これにより、位置
P_Aでの駆動初期には信号V_Aが高くかつフイード
バツク量が零（位相遅れ）にあつて比較的大きい
駆動電流を得てペンダウンの応答性を高め、位置
P_Bに接近するに従つて信号V_Aが低下すると共に
速度検出信号による制動作用がききだしてペン先
端が記録面に接触するときの衝撃を小さくする。

ペンアツプ時には、アツプダウン制御信号発生
回路２７からのペンアツプ指令で電流制御回路２
１に一定の駆動電流設定値をペンダウン時とは逆
極性で与え、復帰バネ１９との協動によつてペン
アツプを行う。

以上までのようなペン制御装置において、筆記
動作中のインクやシヤープ芯が無くなつたときに
は筆記失敗となる問題があつた。そして、筆記失
敗にはペン交換又はインク、芯の補充後に筆記再
開という煩わしさ及び作図効率の低下になる。特
に、シヤープペンは、芯収納部に多数の芯を収納
可能であるが、芯の切換わり時に後続の芯が続く
とは限らないし、続いたとしてもカスレを起すこ
とが多く、１本の芯を消耗すると次の芯をペン先
端までノツク操作によつて導出又はペンを交換す
ることを必要とし、１本の芯で筆記できる筆記長
（例えば筆記長２ｍ／芯長１mm）が比較的少なく、
結果的に筆記失敗を起し易くなる。

−発明の目的− 本発明は、以上に述べたような従来の問題点に
鑑み、先端ノツク式リードペンの芯無しを事前に
判別して筆記失敗を無くした筆記動作になるペン
制御装置を提供することを目的とする。

−発明の構成− 本発明は、ペンを交換し作図データに従つてペ
ンアツプダウン及び筆記制御する制御装置におい
て、ペンキヤリツジ上に拾上げられたペンの種類
を判別するペン判別器と、ペンダウン制御でペン
先端が記録面に接触したときの該記録面に対する
ペン高さ位置を検出する位置検出器と、前記ペン
判別器の判別信号が先端ノツク式リードペンを示
しかつ前記位置検出器のペン高さ位置信号が通常
ペンダウン高さ位置よりも所定量越えて低いとき
にペンを交換する制御手段とを備えたことを特徴
とする。

−実施例− 第１図は本発明の一実施例を示す装置構成図で
あり、第８図に示すものと同じ機能又か同じ構成
のものは同一符号で示す。CPU３０、ROM３
１、RAM３２及び入出力回路３３を備えるマイ
クロコンピユータは、入出力回路３３を介して作
図データDATAを取込み、このデータDATAに
従つてモータ制御回路３４にはＸ、Ｙ方向の位置
制御データを与え、このデータに従つてモータ制
御回路３４がモータ（パルスモータまたはサーボ
モータ等）３５，３６を駆動することでペンキヤ
リツジを作図データに従つて移動及び作図に使用
するペン種指定に従つてペン交換移動させる。ま
た、マイクロコンピユータは作図データに従つて
ペンアツプ、ダウン制御信号UP／DOWN及び
Ｄ／Ａ変換器３７を介した駆動電流設定値V_Sを
電流制御回路２１に与える。また、マイクロコン
ピユータは位置検出器１７からの位置検出信号
V_AをＡ／Ｄ変換器３８を通して取込む。

こうしたマイクロコンピユータによるペン移
動、交換、アツプダウンの制御装置において、入
出力回路３３にはペン判別器３９が接続される。
ペン判別器３９は交換されたペンキヤリツジ上の
ペンを判別するもので、例えば第２図にペンキヤ
リツジの一部を示すように、ペン格納部３ａに格
納する各種のペン１４には予めその種類（先端ノ
ツク式リードペン、水性ボールペン、インクペ
ン、サインペン等）やインク色及び等級（例えば
先端ノツク式リードペンの芯の太さの違い）を特
定する符号化着色テープ１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ
を施しておき、ペン保持部１１Ｂに拾上げられた
ペン１４の着色テープ１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ部
分をペン判別器３９が光学的に検出することでペ
ン１４に対応づけたペン判別コードデータを得
る。

こうしたペン判別器３９のペン種判別信号及び
位置検出器１７からの位置検出信号は、先端ノツ
ク式リードペンを使つたCPU３０による作図制
御において、ペン交換の必要性有無の判定に使用
される。以下CPU３０による判定制御を詳細に
説明する。

第３図はCPU３０による判定制御のフローチ
ヤート（サブルーチン）の要部を示す。作図開始
のためにペンダウンに入ると、まずCPU３０は
電流制御回路２１にペンダウン指令とともにＤ／
Ａ変換器３７にペン圧力設定値を与えることでペ
ンダウン制御を行う（ステツプS1）。ここで、ペ
ン圧力設定値はペン判別器３９によるペン判別信
号に対応した値又は予め記憶した設定値とされ
る。

次に、CPU３０はペンダウン制御終了後、ペ
ン判別器３９からのペン判別信号を使つてペンの
種類が先端ノツク式リードペンか否か判定し（ス
テツプS2）、この判定で先端ノツク式リードペン
の場合には位置検出器１７からのペンダウン状態
での位置検出信号P_HをＡ／Ｄ変換器３８及び入
出力回路３３を通して取込む（ステツプS3）。そ
して、該検出信号P_Hが基準ペンダウン位置信号
P_Sよりも所定量（あらかじめ定められたペン先の
摩耗量）α以上低いか否かを判定し（ステツプ
S4）、低い場合には当該先端ノツク式リードペン
の芯無しとしてペン交換制御に移る。CPU３０
は、ステツプS2で先端ノツク式リードペンでな
いと判定したとき、及びステツプS4で芯有り
（P_H≧P_S−α）と判定したときには通常の筆記制
御に入る。

ここで、位置検出信号V_Aを利用して芯無しの
判定処理ができる理由を第４図Ａ及び第４図Ｂに
示す先端ノツク式リードペンの断面図を参照して
説明する。第４図Ａにおいて、筒体４０には先端
キヤツプ４１が内部結合金具４２への螺合で結合
され、筒体４０内の芯４３は芯収納部４４の先端
からチヤツク４５を経てペン先端筒４６に送出さ
れる。チヤツク４５はその外周筒体４７に対して
圧縮バネ４８によつて収納部４４側に戻す方向に
付勢され、該筒体４７との間の小球体４９を介し
た押圧力で芯４３をつかむことで芯４３の戻りに
抗した把持力を得る。ペン先端筒４６はバネ５０
によつて突出する方向に付勢され、該バネ５０に
抗した押圧力（筆記圧又は先端ノツク）には先端
キヤツプ４１内に押込まれる。ペン先端筒４６の
後端部には芯４３を把持するゴム５１が設けら
れ、ペンアツプ時にペン先端筒４６はゴム５１の
把持力で芯４３を把持子てその送出しを行うよう
に構成される。

このような先端ノツク式リードペンは、第４図
Ａに示すように、通常時のペンダウン状態では先
端キヤツプ４１に対してペン先端筒４６は、寸法
H_Sだけ突出した状態で筆記が始まり、筆記量に
応じて芯が消耗してくるが、次回のペンアツプ時
にはゴム５１が芯４３を把持してバネ５０の復帰
力で送り出し、次回のペンダウン時には寸法H_S
だけ突出した状態に戻る。即ち、ペンダウン時に
は常に第４図Ａの状態にあり、寸法H_Sも変らな
い。この状態での位置検出信号V_Aを基準ペンダ
ウン位置信号P_Sとして記憶しておき、所定量αも
設定しておく。一方、ペン先端筒４６内の芯が消
耗してその後端がチヤツク４５の先端以下にまで
なつたとき、第４図Ｂに示すように芯の消耗量に
応じてペン先端筒４６が先端キヤツプ４１内に押
込まれて行く。従つて、突出寸法H_Sに対応する
ペン位置検出信号P_Hをペンダウン時に読み取り、
この信号P_Hを記憶する基準ペンダウン位置信号
P_Sと所定量αの差（P_S−α）と比較することによ
り、芯の完全な消耗前に芯無しの判定を得ること
ができる。

なお、実施例においてはペンダウン時に芯の有
無を判定する場合を示すが、１回のペンダウンで
の筆記量が芯１本分以上になる恐れのある装置で
は筆記中に周期的にステツプS2〜S4又はS3とS4
の処理を行うことで筆記失敗を事前に防止でき
る。

−発明の効果− 以上のとおり、本発明によれば、先端ノツク式
リードペンによる筆記に通常のペンダウン高さ位
置よりも所定量低いことでペン交換を行うように
したため、ペンの芯無しが発生する前に判別して
筆記失敗を確実に防止できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す装置構成図、
第２図は第１図におけるペン判別器３９を例示す
る概略構成図、第３図は第１図におけるマイクロ
コンピユータの芯無し判定制御のためのフローチ
ヤート、第４図Ａ及び第４図Ｂは先端ノツク式リ
ードペンの芯消耗量による高さ位置変化を示す断
面図、第５図は多ペン式Ｘ−Ｙプロツタの平面
図、第６図はペンキヤリツジの一部破断側面図、
第７図は第６図におけるＡ−A′線に沿つた要部
断面図、第８図はペンンアツプダウン制御回路
図、第９図は第８図におけるペンダウン制御を説
明するための特性図である。 ２……ペンキヤリツジ、３ａ……ペン格納部、
１１Ｂ……ペン保持部、１４……ペン、１４Ａ，
１４Ｂ，１４Ｃ……着色テープ、１５……駆動コ
イル、１６……速度検出用コイル、１７……位置
検出器、２１……電流制御回路、３０……CPU、
３１……ROM、３２……RAM、３３……入出
力回路、３４……モータ制御回路、３５……パル
スモータ、３９……ペン判別器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ペンを交換し作図データに従つてペンアツプ
   ダウン及び筆記制御する制御装置において、ペン
   キヤリツジ上に拾上げられたペンの種類を判別す
   るペン判別器と、ペンダウン制御でペン先端が記
   録面に接触したときの該記録面に対するペン高さ
   位置を検出する位置検出器と、前記ペン判別器の
   判別信号が先端ノツク式リードペンを示しかつ前
   記位置検出器のペン高さ位置信号が通常ペンダウ
   ン高さ位置よりも所定量越えて低いときにペンを
   交換する制御手段とを備えたことを特徴とするペ
   ン制御装置。