(57)【要約】  【課題】  被筆記体表面が非平面の場合であっても、作図を行うことができる筆記具支持装置及び作図装置を提供する。  【解決手段】  ペンを支持するペン支持部材を備える筆記具支持装置に、前記ペン支持部材をパイプ１６方向及びその逆方向に移動自在に支持するスライド軸支持部４０と、前記ペン支持部材を前記方向と垂直な軸を中心に回転自在に支持する回転体１０と、回転体１０の回転に応じて伸縮するバネ５２，５２と、前記ペン支持部材の移動に応じて伸縮するバネ５４とを設ける。【選択図】      図１
2006205523.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被筆記体に筆記を行う筆記具を支持する支持部材を備える筆記具支持装置において、
前記支持部材を、筆記具が被筆記体へ接近する方向及び離反する方向に移動自在に支持する移動支持部と、
前記支持部材を、前記方向と交差する軸を中心に回転自在に支持する回転支持部と
を備えることを特徴とする筆記具支持装置。
【請求項２】
前記支持部材は、回転方向に対し、筆記具を中間にして対向するように配置された２つの突起を備えることを特徴とする請求項１記載の筆記具支持装置。
【請求項３】
前記回転支持部は、前記支持部材の回転に応じて伸縮する弾性体を備えることを特徴とする請求項１又は２記載の筆記具支持装置。
【請求項４】
前記移動支持部は、前記支持部材の移動に応じて伸縮する弾性体を備えることを特徴とする請求項１又は２記載の筆記具支持装置。
【請求項５】
棒状の筆記具を支持する支持部材を備える筆記具支持装置において、
前記支持部材は、筆記具が挿入される貫通孔と、該貫通孔に挿入される筆記具を保持する保持具と、保持されるべき筆記具と垂直な回転軸とを有し、
該回転軸が回転自在に挿入される貫通孔を有し、保持されるべき筆記具と平行な支持軸と、
該支持軸が移動自在に挿入される貫通孔を有する軸支持部と、
該軸支持部と前記支持軸との間に設けられた弾性体と、
前記支持部材と前記軸支持部との間に、前記支持軸に対して対称となるように設けられた２つの弾性体と
を備えることを特徴とする筆記具支持装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れかの筆記具支持装置を備え、該筆記具支持装置を移動させて作図を行うように構成してあることを特徴とする作図装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筆記具を支持する支持部材を備える筆記具支持装置及び該筆記具支持装置を移動させて作図を行う作図装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
筆記具を用いて任意形状の図形又は文字を作図する作図装置として、例えばコンピュータから与えられた作図データに基づいて、ペン（筆記具）を支持する支持部材を筆記シート（被筆記体）上で移動させるプロッタが広く用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図６は、プロッタの主要構成を示す模式図である。第１ロッド１０２には、第１ロッド１０２と垂直になるように第２ロッド１０４がスライド可能に支持されている。第２ロッド１０４は、例えばモータなどの機械的な力又は電磁石などの磁力によって、第１ロッド１０２の軸方向に沿って移動される。第２ロッド１０４には、ペン２６を支持するペン支持部材１０６が、スライド可能に支持されている。ペン支持部材１０６は、例えばモータなどの機械的な力又は電磁石などの磁力によって、第２ロッド１０４の軸方向に沿って移動される。
【０００４】
コンピュータ１１０から与えられた作図データに基づいて、駆動制御部１１２が前記モータ又は電磁石などを制御し、ペン支持部材１０６をＸＹ方向に移動させることにより、筆記シート１０８に図形又は文字などの作図が行われる。ここで、第２ロッド１０４に沿う方向がＸ方向であり、第１ロッド１０２に沿う方向がＹ方向であり、筆記シート１０８と垂直な方向がＺ方向である。
【０００５】
また、ペン支持部材１０６は、例えば駆動制御部１１２で制御されるモータなどの機械的な力又は電磁石などの磁力によって、上下（Ｚ方向）に移動され、上に移動して筆記シート１０８と接触していない状態で作図を行わずにＸＹ方向に移動し、また、下に移動して筆記シート１０８と接触した状態で作図を行いながらＸＹ方向に移動する。
【特許文献１】特開平５−２６２０９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ペン支持部材１０６は、第１ロッド１０２及び第２ロッド１０４に平行なＹ方向及びＸ方向に移動するため、筆記シート１０８などの平面には問題なく作図を行えるが、例えば円筒状のパイプ表面などの曲面には作図を行えないという問題を有する。
【０００７】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、筆記具が被筆記体へ接近する方向及び離反する方向に移動自在に支持部材を支持する移動支持部と、前記方向と交差する軸を中心に回転自在に支持部材を支持する回転支持部とを備えることにより、被筆記体表面が非平面の場合であっても、作図を行うことができる筆記具支持装置及び作図装置を提供することを目的とする。
【０００８】
また、本発明は、回転方向に対し、筆記具を中間にして対向するように配置された２つの突起を支持部材に備えることにより、非平面の被筆記体表面に対する筆記具の角度を安定させることができる筆記具支持装置及び作図装置を提供することを他の目的とする。
【０００９】
また、本発明は、支持部材の回転に応じて伸縮する弾性体を備えることにより、被筆記体表面に対する筆記具及び支持部材の角度が過度に変化することを防止し、被筆記体表面への筆記具の接触を維持することができる筆記具支持装置及び作図装置を提供することを他の目的とする。
【００１０】
また、本発明は、支持部材の移動に応じて伸縮する弾性体を備えることにより、非平面の被筆記体と支持部材との距離の変化に応じて弾性体が変形し、筆記具を被筆記体表面に押え付けることができる筆記具支持装置及び作図装置を提供することを他の目的とする。
【００１１】
また、本発明は、支持部材が筆記具と垂直な回転軸を有しており、前記回転軸が回転自在に挿入される貫通孔を有する、前記筆記具と平行な支持軸と、該支持軸が移動自在に挿入される貫通孔を有する軸支持部とを備えることにより、被筆記体表面が非平面の場合であっても、作図を行うことができる筆記具支持装置及び作図装置を提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
第１発明に係る筆記具支持装置は、被筆記体に筆記を行う筆記具を支持する支持部材を備える筆記具支持装置において、前記支持部材を、筆記具が被筆記体へ接近する方向及び離反する方向に移動自在に支持する移動支持部と、前記支持部材を、前記方向と交差する軸を中心に回転自在に支持する回転支持部とを備えることを特徴とする。
【００１３】
第２発明に係る筆記具支持装置は、第１発明において、前記支持部材は、回転方向に対し、筆記具を中間にして対向するように配置された２つの突起を備えることを特徴とする。
【００１４】
第３発明に係る筆記具支持装置は、第１又は第２発明において、前記回転支持部は、前記支持部材の回転に応じて伸縮する弾性体を備えることを特徴とする。
【００１５】
第４発明に係る筆記具支持装置は、第１又は第２発明において、前記移動支持部は、前記支持部材の移動に応じて伸縮する弾性体を備えることを特徴とする。
【００１６】
第５発明に係る筆記具支持装置は、棒状の筆記具を支持する支持部材を備える筆記具支持装置において、前記支持部材は、筆記具が挿入される貫通孔と、該貫通孔に挿入される筆記具を保持する保持具と、保持されるべき筆記具と垂直な回転軸とを有し、該回転軸が回転自在に挿入される貫通孔を有し、保持されるべき筆記具と平行な支持軸と、該支持軸が移動自在に挿入される貫通孔を有する軸支持部と、該軸支持部と前記支持軸との間に設けられた弾性体と、前記支持部材と前記軸支持部との間に、前記支持軸に対して対称となるように設けられた２つの弾性体とを備えることを特徴とする。
【００１７】
第６発明に係る作図装置は、第１〜第５発明の何れかの筆記具支持装置を備え、該筆記具支持装置を移動させて作図を行うように構成してあることを特徴とする。
【００１８】
第１、第６発明においては、支持部材を、移動支持部によって筆記具が被筆記体へ接近する方向及び離反する方向に移動自在に支持しているため、被筆記体表面が非平面の場合であっても、筆記具が被筆記体表面と接触し続けるように支持部材と被筆記体との距離を変更することができる。また、支持部材を、回転支持部によって前記方向と垂直な軸を中心に回転自在に支持しているため、被筆記体表面が非平面の場合であっても、被筆記体表面に対する筆記具の角度が一定に保たれるように支持部材の回転角度を変更することができる。そのため、被筆記体表面が非平面の場合であっても、作図を行うことができる。
【００１９】
第２、第６発明においては、回転方向に対し、筆記具を中間にして対向するように配置された２つの突起を支持部材が備えるため、筆記具と前記２つの突起とが被筆記体表面に接触する。よって、筆記具のみを被筆記体表面に接触させる場合よりも、被筆記体表面に対する筆記具の角度を安定させることができる。
【００２０】
第３、第５、第６発明においては、支持部材の回転に応じて伸縮する弾性体を備えるため、外部から力が加えられていない状態において、支持部材は弾性体によってほぼ一定回転角度の状態になる。そして、筆記具が被筆記体と接触した場合、被筆記体表面に対する筆記具及び支持部材の角度の変化に応じて弾性体が変形する。そのため、支持部材の回転に対する抵抗力が生じ、被筆記体表面に対する筆記具及び支持部材の角度が過度に変化することを防止し、被筆記体表面への筆記具の接触を維持することができる。
【００２１】
第４、第５、第６発明においては、支持部材の移動に応じて伸縮する弾性体を備えるため、外部から力が加えられていない状態において、支持部材は弾性体によってほぼ一定位置に配置される。そして、筆記具が被筆記体と接触した場合、支持部材と被筆記体との距離の変化に応じて弾性体が変形すると共に、筆記具を被筆記体に押え付ける力が働く。被筆記体が非平面の場合であっても、弾性体の変形によって、支持部材と被筆記体との距離変化に対応し、被筆記体への筆記具の接触を維持することができる。
【００２２】
第５、第６発明においては、支持部材は、筆記具が挿入される貫通孔と、該貫通孔に挿入される筆記具を保持する保持具と、保持されるべき筆記具と垂直な回転軸とを有しており、前記回転軸は、保持されるべき筆記具と平行な支持軸の貫通孔に回転自在に挿入されている。また、前記支持軸は、軸支持部の貫通孔に移動自在に挿入されている。筆記具と平行な支持軸を軸に沿った方向に移動自在に支持しているため、被筆記体表面が非平面の場合であっても、筆記具が被筆記体表面と接触し続けるように支持部材と被筆記体との距離を変更することができる。また、筆記具及び前記支持軸と垂直な回転軸を中心に回転自在に支持部材を支持しているため、被筆記体表面が非平面の場合であっても、被筆記体表面に対する筆記具の角度が一定に保たれるように支持部材の回転角度を変更することができる。そのため、被筆記体表面が非平面の場合であっても、作図を行うことができる。
【発明の効果】
【００２３】
第１、第５、第６発明によれば、被筆記体表面が非平面の場合であっても、作図を行うことができる。
【００２４】
第２、第６発明によれば、非平面の被筆記体表面に対する筆記具の角度を安定させることができる。
【００２５】
第３、第５、第６発明によれば、支持部材の回転に対する抵抗力が生じ、被筆記体表面に対する筆記具及び支持部材の角度が過度に変化することを防止し、被筆記体表面への筆記具の接触を維持することができる。
【００２６】
第４、第５、第６発明によれば、非平面の被筆記体と支持部材との距離の変化に応じて弾性体が変形し、筆記具を被筆記体表面に押え付けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。図１及び図２は本発明に係る筆記具支持装置の構成例を示す正面図及び側面図であり、図３は本発明に係る筆記具支持装置を用いたプロッタ（作図装置）の構成例を示す上面図である。作図装置は、コンピュータ１１０から受取った作図データに基づいて、棒状のペン（筆記具）２６を支持する筆記具支持装置を移動させて文字又は図形などの作図を行う。
【００２８】
筆記具支持装置において、ペン２６は、ペン支持部材（支持部材）２０に支持されている。ペン支持部材２０によるペン２６の支持方法は任意であるが、例えば従来（図６）のペン支持部材１０６と同様にペン２６を支持することが可能である。図２の例では、ペン支持部材２０に設けられている貫通孔にペン２６を挿入し、挿入したペン２６を挟持具（保持具）２２で狭持し、バネ（保持具）２４で挟持具２２を所定位置へ押圧している。
【００２９】
ペン支持部材２０は、スライド軸（支持軸）３０の一端（回転支持部）に回転自在に支持されている回転部（支持部材）１０に固定されている。図の例では、回転部１０は、平板をコの字型に折り曲げた形状をしている。回転部１０を回転自在に支持する方法は任意であるが、図の例では、スライド軸３０の一端近傍に貫通孔が設けられており、回転部１０はコの字型の対向する平板間に、前記貫通孔に回転自在に挿入された回転軸１０ａを備えている。
【００３０】
スライド軸３０は、スライド軸支持部（軸支持部、移動支持部）４０に、軸方向へスライド自在に支持されている。スライド軸３０をスライド自在に支持する方法は任意であるが、図の例では、スライド軸支持部４０に貫通孔が設けられており、スライド軸３０が前記貫通孔にスライド自在に挿入されている。
【００３１】
スライド軸支持部４０は、取付板５０に固定されている。図の例では、取付板５０は幅１００ｍｍ×高さ１２０ｍｍの長方形状であり、取付板５０がプロッタの移動機構に取付られる。また、取付板５０外面からペン支持部材２０外面までの幅は７２．１ｍｍである。プロッタの主要構成は従来（図６）とほぼ同様であり、図３に示すように、第１ロッド１０２には、第１ロッド１０２と垂直になるように第２ロッド１０４がスライド可能に支持され、第２ロッド１０４には、取付板５０がスライド可能に支持されている。
【００３２】
コンピュータ１１０から与えられた作図データに基づいて、駆動制御部１１２がモータ又は電磁石などを制御し、取付板５０をＸＹ方向に移動させることにより、パイプ（被筆記体）１６表面に図形又は文字などの作図が行われる。パイプ１６は、例えば外径４３ｍｍの円筒状のパイプである。なお、ペン２６は、上下（Ｚ方向）に移動され、上に移動してパイプ１６と接触していない状態で作図を行わずにＸＹ方向に移動し、また、下に移動してパイプ１６と接触した状態で作図を行いながらＸＹ方向に移動する。ここで、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向は図３と同様であり、スライド軸３０はＺ方向にスライドし、回転部３０はＹ方向の軸を中心に回転する。
【００３３】
回転部１０と取付板５０との間には２本のバネ（弾性体）５２，５２が設けられている。２本のバネ５２，５２は、スライド軸３０を中心に対向するように配置されており、回転部１０の回転に応じてバネ５２，５２が伸縮するが、外部から力が加わっていない状態では、回転部３０（ペン２６）がスライド軸３０と平行になるようにバネ５２，５２の釣合が調整されている。
【００３４】
また、回転部１０のペン２６先端側には、回転方向に対し、ペン２６を中心に対向するように２つの突起状の接触部（突起）１２，１２が設けられている。また、接触部１２，１２の先端にはボール１４，１４が転動自在に支持されている。２本の接触部１２，１２は同じ高さであり、ペン２６先端がパイプ１６表面に接触した場合に、ボール１４、１４部分もパイプ１６表面に接触するように、ペン支持部材２０のペン２６の支持位置を予め調整しておく。
【００３５】
スライド軸３０の他端には端板３２が固定されている。端板３２により、スライド軸３０のパイプ１６方向への移動範囲が制限される。また、端板３２とスライド軸支持部４０との間にはバネ（弾性体）５４が設けられており、スライド軸３０のスライドに応じてバネ５４が伸縮する。なお、スライド軸３０にペン２６からの力が加わっていない場合、スライド軸３０はバネ５４の弾性によってパイプ１６方向にスライドし、端板３２がスライド軸支持部４０に接触した状態となる。
【００３６】
また、端板３２には、パイプ１６方向へ向けて補助軸３４が設けられており、スライド軸支持部４０には、前記補助軸３４がスライド自在に挿入される貫通孔を有する補助軸支持部４２が設けられている。
【００３７】
端板３２の補助軸３４とは反対面側には、端板３２外周から突出した突起３６が設けられており、スライド軸支持部４０には、前記突起３６と接触して、パイプ１６方向とは逆方向のスライド軸３０の移動範囲を制限すると共に、前記突起３６との接触を検出するセンサ４６を支持するセンサ支持板４４が取付けられている。
【００３８】
ペン２６を筆記位置まで移動させる場合など、筆記を行わずにペン２６を移動させる場合、駆動制御部１１２の制御によって、取付板５０は上方（Ｚ方向）に移動され、ペン２６先端はパイプ１６などの被筆記体表面から離れ、スライド軸３０は下方（−Ｚ方向）にスライドするため、端板３２はスライド軸支持部４０と接触した状態となる。この状態において、取付板５０の上端から接触部１２先端又はペン２６先端までの距離ｈは最大となる。
【００３９】
筆記位置までペン２６が移動した場合、駆動制御部１１２の制御によって、取付板５０は下方（−Ｚ方向）に移動され、図４の筆記具支持装置の構成例を示す側面図に示すように、ペン２６先端がパイプ１６表面と接触し、スライド軸３０は上方（Ｚ方向）に移動する。この状態では、バネ５４の弾性力によって、スライド軸３０にはパイプ１６方向の力が加えられ、ペン２６先端はパイプ１６表面に押付けられる。ペン２６がＹ方向に沿って移動する場合は、従来のシートに作図を行う場合と同様に作図を行うことができる。
【００４０】
ペン２６がＸ方向に沿って移動する場合、スライド軸３０にはパイプ１６方向への力が加えられているため、図５の筆記具支持装置の構成例を示す正面図に示すように、ボール１４，１４がパイプ１６表面と接触した状態で回転部１０が回転する。この状態では、バネ５２，５２の弾性力によって、回転に対する抵抗力が生じているため、回転し過ぎてペン２６先端がパイプ１６表面から離れることを防止できる。ペン２６がＸ方向に沿って移動した場合であっても、パイプ１６表面へのペン２６先端の接触は維持され、しかも、パイプ１６表面に対するペン２６の角度はほぼ９０度に保たれている。これにより、非平面のパイプ１６表面に作図を行うことができる。
【００４１】
上述した実施の形態において、バネ５２，５２又はバネ５４の代わりに、例えばゴム又は樹脂などの任意の弾性体を用いることが可能である。また、上述した実施の形態においては、円筒状のパイプ１６表面に作図を行ったが、例えば半円筒状の被筆記体の表面（凸面）又は裏面（凹面）に作図を行うなど、任意の非平面に作図を行うことが可能である。また、筆記具は、ペンの代わりに鉛筆を用いるなど、任意の筆記具を用いることが可能である。さらに、筆記具の代わりにカッターなどの刃物を用いたり、電気計測用のプローブを用いることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に係る筆記具支持装置の構成例を示す正面図である。
【図２】本発明に係る筆記具支持装置の構成例を示す側面図である。
【図３】本発明に係る筆記具支持装置を用いたプロッタ（作図装置）の構成例を示す上面図である。
【図４】本発明に係る筆記具支持装置の構成例を示す側面図である。
【図５】本発明に係る筆記具支持装置の構成例を示す正面図である。
【図６】従来のプロッタの主要構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０  回転部
１２  接触部
１４  ボール
１６  パイプ
２０  ペン支持部材
２６  ペン
３０  スライド軸
３２  端板
３４  補助軸
３６  突起
４０  スライド軸支持部
４２  補助軸支持部
４４  センサ支持板
４６  センサ
５０  取付板
５２、５４  バネ
１０２  第１ロッド
１０４  第２ロッド
【図１】
2006205523.tif 000003
【図２】
2006205523.tif 000004
【図３】
2006205523.tif 000005
【図４】
2006205523.tif 000006
【図５】
2006205523.tif 000007
【図６】
2006205523.tif 000008