JPH03208698A - 記録装置用鉛筆ペンの芯詰まり検出装置 - 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］ この発明は記録装置用鉛筆ペンの芯詰まりを検出する記
録装置用鉛筆ペンの芯詰まり検出装置に関するものであ
る。

［従来の技術］ 記録装置用鉛筆ペンの芯詰まりを自動的に検出する検出
装置は、従来特に存在していなかった。

第２図はこの発明に用いる、従来より公知の鉛筆ペン（
１〉の構造を示す断面図で、図において（　１　］．　
Ｏ　）はノック機構、（１２０）は芯チャック機構、（
１３０）は鉛筆芯変位機構、（１４０）はケース機構、
（１５０）は鉛筆芯である。また細部において、（１１
１）はノックカラー、（１２１）はチャックリング、（
１２３）は芯チャック部材、（１２５）はチャックスプ
リング、（１３１）はゴム環、（１３２）は係合スプリ
ング、（１４１）はペン保持機構を示す。但し、第２図
に示す寸法は実物の寸法とは比例してない。

第３図は第２図に示す鉛筆ペン（１）が装着されるペン
ブロックの構造を示す図で、図において第２図と同一符
号は同一部分を示し、（２）はペンアクチュエー夕、（
３）は位置検出器、（３０）は制御手段、（２２０）は
ペンブロック、（２２１）は基台、（２２３）はスライ
ドベアリング、（２２５）はペンホルダ、（２２７）は
ノック部材、（２２８）はストッパ、（２３０）は記録
面を示す。なお（Ｓ２）はペンアップダウン指令、（ｓ
４）は位置信号である。

鉛筆芯（１５０）は、上方では芯チャック部材（１２３
）により把持され、下方ではゴム環（１３１）によって
保持されている。鉛筆芯変位機構（１３０）の下端をス
トッパ（２２８）で固定し、ペン保持機構（１４１）で
鉛筆ペン（１）をペンホルダ（２２５）に固定する。そ
してペンアクチュエータ（２）で下方へ何らかの圧力を
ペンホルダ（２２５）へ作用させると、係合スプリング
（１３２）が圧縮されて、鉛筆芯（１５０）の先端が記
録面（２３０）に圧接され記録が可能となる。

この位置を仮に通常ペンダウン位置という。

ペンブロック（２２０）は記録面（２３０）上５ の指定された位置に、位置決めすることができるように
制御手段（３０）から制御される。

また記録を行わずにペンブロック（２２０）を移動させ
た場合には、ペンアクチュエータ（２）でペンホルダ（
２２５）を上昇させ、鉛筆芯〈１５０）の先端を記録面
（２３０）から離脱させた状態（この位置を仮にペンア
ップ位置ということにする）で行う。

記録の実行にともない鉛筆芯（１５０）が消耗すると、
固定されている鉛筆芯変位機構（１３０）に対し芯チャ
ック機ｍ（１２０）が、ペンホルダ（２２５）を介して
加えられる圧力により、係合スプリング（１３２）を圧
縮しながら下降し、鉛筆芯（１５０）はゴム環（１３１
）内を摺動して芯出しが行われる。

さらに記録が続行されて鉛筆芯（１５０）がさらに消耗
し、鉛筆芯変位機構（１３０）に対する芯チャック機構
（１２０）の下降が所定の限界値（この位置を仮に芯無
し位置という〉に達すると、芯繰り出し動作が行われる
。芯繰り出し動作は、６ ペンアクチュエータ（２）で鉛筆ペン（１）全体を上昇
させ、鉛筆芯変位機ｉ（１３０）の下端をストッパ（２
２８）から離し、ノックカラー（１１１）をノック部材
（２２７）でノックする（この位置を仮に芯繰り出し位
置という）。

芯チャック部材（１２３）は半径方向にすりわり状に複
数個に分割されており、これをチャックリング（１２１
）で締め付けて鉛筆芯（１５０）をチャックしているが
、ノックカラー（１１１）を介してノック機構（１１０
）がノックされると、芯チャック部材（１２３）が下方
に下がり、チャックリング（１２１）の締め付けから一
時的に脱出し、すりわりが開放して鉛筆芯（１５０）の
チャックを開放する。

鉛筆芯＜１５０）の下方はゴム環（１３１）によって保
持されているので、芯チャック部材（１２３〉による把
持から開放されると、係合スプリング（１３２）が伸び
、その伸びた量だけ鉛筆芯（１５０）の繰り出しが行わ
れる。

そして鉛筆芯（１５０）が段々消耗し、一つの鉛筆芯（
１５０）の上端が芯チャック部材（１２３）から外れて
しまう状態になると、その鉛筆芯（１５０）はゴム環（
１３１）で１箇所だけ保持された不安定な状態となり使
用することができなくなってしまう。このような不安定
な状態になった場合には、それを判定して給排芯動作を
開始するか、又はペンの交換を行う。

この判定には種々の方法があり、また給排芯動作では、
例えば排芯受けのある位置においてノックカラー（１１
１）をノック部材（２２７）によりノックし、従来使用
中の鉛筆芯をこの排芯受けに排出し、新しい鉛筆芯をゴ
ム輪（１３１）に挿入する。

またペンの交換は、ペンホルダ（２２５）を、予備ペン
を保持するストックペンホルダ（図示せず〉の位置へ移
動して行う。

然しなから鉛筆芯の繰り出し動作や給排芯動作における
ノック動作の際に、芯詰まりを起こす場合がある。第４
図は芯詰まりの状態を示す断面図で、図において第２図
，第３図と同一符号は同一部分を示し、従来使用中の鉛
筆芯（１５０ａ）が未だゴム輪（１３１）から排出され
ていないのに、新しい鉛筆芯（１５０ｂ．）の先端がゴ
ム輪（１３１）の上面に達して、ゴム輪（１３１）を圧
縮して鉛筆芯（１５０ａ）の落下を妨害している状態を
示す。

この状態では、ペンダウン位置においても係合スプリン
グ（１３２）をこれ以上圧縮することがでなくなり、鉛
筆芯（１５０ａ）の先端が記録面（２３０）から離れて
しまう。このようなペンダウン位置において、鉛筆芯（
１５０ａ）の先端が記録面（２３０）から離れてしまっ
た状態に気がつかずに記録動作が継続されると、記録面
（２３０）には何も描写されなくなり、いわゆる白紙書
きの状態になる。

なお芯詰まりを起こした当初は、鉛筆芯（１５０ａ）の
先端は記録面に接触しているが不安定な状態であり、描
写品質が低下し、やがて白紙書きの状態になる。

［発明が解決しようとする課題］ −９ 上記のような従来の制御装置は、芯詰まりを自動的に検
出し、その対策を講ずる手段を備えていないので、記録
が終了した後で白紙書きを発見した場合には再度初めか
ら記録し直すなどの対策が必要となり、自動給紙機構を
備えた記録装置や連続紙を用いる記録装置においては、
特に大変な労力と時間の無駄を生じる等の問題点があっ
た。

この発明はかかる課題を解決するためになされたもので
、鉛筆ペンの芯詰まりを自動的に検出して、必要な対策
を自動的に実行することができる記録装置用鉛筆ペンの
芯詰まり検出装置を得ることを目的としている。

［課題を解決するための手段］ この発明にかかる記録装置用鉛筆ペンの芯詰まり検出装
置は、筆記距離積算計を設け、鉛筆ペンによる筆記距離
を積算し、１回の芯繰り出しで筆記できる筆記最大距離
を超過するまでノック処理が行われない場合には、芯詰
まりと判定して芯詰まり処理を実行し、その後で自動的
に再描画処理を実行することとした。

１　〇一 ［作用コ 鉛筆芯の繰り出しのためのノック処理が行われるごとに
、その時点の機械系現在位置〔記録面（２３０）に平行
な平面内におけるペンホルダ（２２５）の位置をいう〕
を再描画時復帰位置として記憶し、その時点において実
行中の命令のアドレスを示すコマンドポインタの数値を
再描画時のコマンドポインタとして記憶し、再描画開始
信号により再描画時コマンドポインタに記憶されたアド
レスからの命令を再実行し、再描画時復帰位置に復帰し
た後、鉛筆ペンによる再描画を実行させることにより、
芯詰まりによる白紙書きの部分をできるだけ少なくする
と共に、白紙書きになった部分を自動的に再描画するこ
とが可能となる。

［実施例］ 以下、この発明の実施例を図面を用いて説明する。第１
図はこの発明の一実施例の動作を示すブロック図で、第
２図，第３図と同一符号は同一または相当部分を示し、
（４〉は芯無し検出機構、（５）は最大筆記距離レジス
タ、（６）は筆記距離積算計、（７）は比較器、（８）
，（９）はそれぞれアンドゲート、（１０）は再描画時
復帰位置レジスタ、（１１）は再描画時コマンドポイン
タ、（１２）は機械系現在位Ｗ積算計、（１３）はコマ
ンドポインタ、（１４）はコマンドバッファ、（１５〉
は芯詰まり処理機構、（１６）はフリップフロップ、（
１７）はワンショットマルチ、（１８〉はインバータ、
（１９）はフリップフロップ、（２０）は比較器、（２
１＞，（２２），（２５〉はそれぞれ３ステートゲート
、（２３）はペンダウン検出機構、（２４）はエンコー
ダ、（２６〉はオアゲートを示す。

また（ｓ１〉は「ペン種一鉛筆」信号、（ｓ３）はペン
交換信号、（ｓ５）はノック開始信号、（ｓ６）は芯詰
まり処理開始信号、（ｓ７）は再描画開始信号、（ｓ８
）は芯詰まり処理終了信号、（ｓ９）は「現在位置一復
帰位置」信号である。

この制御装置には、鉛筆ペン（１）以外の記録ペンを使
用する場合もあり、鉛筆ペン（１）が使用されている場
合だけ、信号（ｓ５），（ｓ６）を発生するための信号
（Ｓ１）が設けらていれる。

記録動作を制御するプログラムは、ホストコンピュータ
（図示せず）からコマンドバッファ（１４）に書き込ま
れ、コマンドポインタ（１３〉の示すアドレスによって
逐次読み出されて実行される。そしてこの制御内容には
ペンアップダウン制御と、記録面（２３０）に平行な平
面内でのペンの位置移動（以下水平移動という）がある
。ペンダウン状態で水平移動を行うと記録面（２３０＞
上への記録が行われる。

水平移動には普通パルスモータ（図示せず〉が使用され
、パルスモー夕に入力するパルス数を積算することによ
り、機械系現在位置を得ることができ、機械系現在位置
積算計（１２）はこうして積算した現在位置を表す。

またペンダウン状態において上記パルスモー夕に入力し
たパルス数の積算から、筆記距離を得ることができ、筆
記距離積算計（６）はこうして積算した筆記距離を表す
６ 信号（ｓ３）または信号（ｓ５）がゲート（２１　３一 ６）から入力されると、筆記距離積算計（６）の数値は
ゼロにリセットされる。

また芯無し検出機ｍ　（．４　）は信号（Ｓ４）を判定
して信号（ｓ５）を出す。信号（Ｓ５）により鉛筆芯の
繰り出し動作が行われるが（ノック処理機構は図示して
ない）、同時にコマンドポインタ（１３）の数値を再描
画時コマンドポインタ（１１〉にロードし、機械系現在
位置積算計（１２〉の数値を再描画時復帰位置レジスタ
（１０〉にロードする。

最大筆記距離レジスタ（５）には１回の芯繰り出し動作
により、筆記できる最大距離が記憶されているので、筆
記距離積算計（６）の内容が最大筆記距離レジスタ（５
〉の内容を超えた場合には、芯詰まりを起こしたままペ
ンダウン状態で使用されているものと判断し、ゲート（
９）を経て芯詰まり処理開始信号（Ｓ６）を出力する。

但しこの場合に芯無し検出機構（４）が芯無しを検出し
ておれば、信号（ｓ６）が出力されることはない。

芯詰まり処理開始信号（ｓ６〉が与えられると、１　４ 芯詰まり処理機構（１５〉により芯詰まり処理がなされ
（この処理には、例えばペン交換指令を発して、同一種
類の鉛筆ペンとペンの交換を行うなどの処理が考えられ
る〉、処理終了後信号（ｓ８）を出力する。この信号（
ｓ８）によりフリップフロップ（１６）がセットされ、
再描画開始信号〈ｓ７）が出力される。

第５図は芯詰まりの場合の記録経過を示すタイムチャー
トで、横軸は時間ｔ．縦軸の上段はコマンド、中段は鉛
筆ペン（１）の水平面内の位置（すなわち第１図におけ
る機械系現在位置〉、下段はペンホルダ（２２５）の位
置を示す。

時刻１０において線ａ−ｂを描画するコマンドが読み出
されると、Ｘ点にあった鉛筆ペン（１）がペンアップ状
態でａ点に移動し（ｔｌ）＝ａ点でペンダウンし（ｔ２
）、ｂ点へ向けて描画が開始されるが、Ｃ点まで描画し
た時点ｔ３点で芯無しが検出され、ノック動作が行われ
る。従って再描画時コマンドポインタ〈１１〉には、「
線ａｂの描画」というコマンドへのポインタがロードさ
れ、再描画時復帰位置レジスタ（１０）へはＣ点の位置
がロードされる。ｔ３−ｔ４のノック動作により芯詰ま
りが発生した場合には、ｔ４以後の記録が不良になり、
比較器（７）により芯詰まりが検出された場合には、ｔ
３−ｔ４間のノック動作で芯詰まりが発生したと判断す
る。

再描画開始信号（ｓ７〉に対しては、「線ａｂの描画」
というコマンドを読み出し、第５図に示す１０点くこの
場合の水平面内の位置はＸとは異なるが、移動目標点ａ
は同じである〉以降の動作を行えばよい。

但し、ａ−ｃ間は既に記録済みであるから、この間のペ
ンダウンを禁止する必要がある。この禁止はインバータ
（１８）とゲート（２２）により行われ、禁止の解除は
比較器（２０），ゲート（２１）による〔ワンショット
マルチ（１７），フリップフロップ（１９）により制御
される〕フリップフロップ（１６）のリセットにより行
われる。

以上のようにして芯詰まりを自動的に検出し、芯詰まり
処理と再描画とを自動的に実行することができる。

［発明の効果］ この発明は以上説明したよ・うに、鉛筆ペンの芯詰まり
を自動的に検出してその後の処理を自動的に実行させる
ことにより、白紙書きのまま放置されるという事故を防
止でき、安心して長時間の作図を行うことができる等の
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第２図
はこの発明に用いる鉛筆ペンの構造を示す断面図、第３
図は第２図の鉛筆ペンが装着されるペンブロックの構造
を示す図、第４図は芯詰まりの状態を示す断面図、第５
図は芯詰まりの場合の記録経過を示す動作タイムチャー
ト。 １・・・鉛筆ペン、２・・・ペンアクチュエータ、３・
・・位置検出器、４・・・芯無し検出機構、５・・・最
大筆記距離レジスタ、６・・・筆記距離積算計、１０・
・・再描画時復帰位置レジスタ、１１・・・再描画時コ
マンドポインタ、１２・・・機械系現在位置積算計、１
３・・・コマ一　１　７ ンドポインタ、１４・・・コマンドバッファ、１５・・
・芯詰まり処理機構、Ｓ３・・・ペン交換信号。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を１　８ 第４ 図 １０ ｔ１ ｔ４ 時間ｔ 第 ５ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 鉛筆芯が上方の芯チャック機構により把持され、下方の
   鉛筆芯変位機構のゴム環の圧力によって保持され、上記
   芯チャック機構はノック機構の上下動作により一時的に
   鉛筆芯の把持を開放し、上記鉛筆芯変位機構は係合スプ
   リングにより上記芯チャック機構に連結されて該芯チャ
   ック機構に対し鉛筆芯の軸方向に移動できるように構成
   された鉛筆ペンをペンブロックのペンホルダにより保持
   し、上記鉛筆芯変位機構の下端を上記ペンブロックの基
   台に固定したストッパによって支え、上記ペンホルダを
   上記基台に向けて押し付ける方向に力を加えて鉛筆芯の
   先端を記録面に圧接しながら記録面上における鉛筆芯位
   置の相対的運動により記録を行い、記録が行われること
   による鉛筆芯の消耗に応じて上記ペンホルダを下降させ
   、上記係合スプリングを圧縮し、鉛筆芯を上記ゴム環内
   を摺動させながら鉛筆芯の先端の記録面への圧接を保持
   し、鉛筆芯が消耗して上記係合スプリングの圧縮が所定
   の制限値に達した場合には鉛筆ペンを上昇して上記ノッ
   ク機構をノックして芯繰り出しを行い、この芯繰り出し
   の際に現在使用中の鉛筆芯の上端が上記芯チャック機構
   を離脱したときは給排芯動作またはペン交換動作を行う
   記録装置における鉛筆ペンの芯詰まりを検出する記録装
   置用鉛筆ペンの芯詰まり検出装置において、 鉛筆ペンの軸方向を上下方向とする場合、上記基台に対
   し上記ペンホルダを上下方向に移動させるペンアクチュ
   エータと、上記ペンホルダの上記基台に対する上下方向
   の位置を検出する位置検出器と、鉛筆ペンを制御するプ
   ログラムが一時格納されるコマンドバッファと、このコ
   マンドバッファを読み出すアドレスが記憶されるコマン
   ドポインタと、筆記距離を積算する筆記距離積算計とを
   有し、 芯無し検出機構により芯無しを検出した場合、ノック処
   理開始信号を発してノック処理を実行すると同時に上記
   筆記距離積算計をリセットし、機械系現在位置を再描画
   時復帰位置レジスタにロードし、上記コマンドポインタ
   の内容を再描画時コマンドポインタにロードする手段、 ペン交換信号により上記筆記距離積算計をリセットする
   手段、 上記筆記距離積算計の内容が最大筆記距離レジスタに予
   め設定された数値を超過したとき芯詰まり処理機構を動
   作させ、ペン交換等の芯詰まり解除処理を実行し、この
   処理が終了すると再描画開始信号をセットし、このセッ
   ト時点から所定時間の後に上記再描画時コマンドポイン
   タの内容を上記コマンドポインタにセットし、このセッ
   ト点から上記コマンドバッファを読み出して制御を開始
   し、この制御開始時点から機械系の現在位置が上記再描
   画時復帰位置に合致するまでの間はペンダウン動作を禁
   止する手段、 を備えたことを特徴とする記録装置用鉛筆ペンの芯詰ま
   り検出装置。