(57)【要約】【課題】ペンを保持した状態でプロッタに着脱可能に装着されるものにあって、ペンを安定して保持する。【解決手段】ペンカートリッジ２１は、ペンが貫通状態に挿通される筒状中空部２２ａを有する筐体２２と、筺体２２に対しペンの挿通方向を中心軸として第１位置と第２位置との間で回動操作可能に設けられた操作部材２６と、筐体２２に設けられ、筐体２２内に挿通されたペンの外周を中心軸の延びる方向である軸方向の複数箇所で把持するための複数の把持部３７、３８を有し、操作部材２６が第１位置から第２位置に回動されたときに、複数の把持部３７、３８を、該ペンを把持しない解放状態から該ペンを把持する把持状態に遷移させる把持部材２３とを備えている。【選択図】図４
2017024118.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ペンを保持するものであって、前記ペンにより描画を実行するプロッタに着脱可能に装着されるペンカートリッジにおいて、
前記ペンが貫通状態に挿通される筒状中空部を有する筐体と、
前記筺体に対し前記ペンの挿通方向を中心軸として第１位置と第２位置との間で回動操作可能に設けられた操作部材と、
前記筐体に設けられ、前記筐体内に挿通された前記ペンの外周を前記中心軸の延びる方向である軸方向の複数箇所で把持するための複数の把持部を有し、前記操作部材が第１位置から第２位置に回動されたときに、前記複数の把持部を、該ペンを把持しない解放状態から該ペンを把持する把持状態に遷移させる把持部材と
を備えることを特徴とするペンカートリッジ。
【請求項２】
前記把持部材は、前記筐体の筒状中空部内に配置され、前記軸方向の一端側に位置して、前記軸方向に対して交差する方向である径方向に弾性変形可能に構成された前記把持部の一つである第１把持部を有していると共に、
前記筐体の筒状中空部には、前記第１把持部を弾性変形させるためのカム面が設けられており、
前記操作部材が第１位置から第２位置に回動されたときに、該操作部材に連動して前記把持部材が回転移動することにより、前記カム面の作用によって前記第１把持部が内径方向に弾性変形して前記ペンを把持するように構成されていることを特徴とする請求項１記載のペンカートリッジ。
【請求項３】
前記第１把持部は、前記ペンを把持するための複数の弾性変形爪を円周方向に間隔をもって備えており、前記カム面は前記各弾性変形爪に対応して複数設けられていることを特徴とする請求項２記載のペンカートリッジ。
【請求項４】
前記第１把持部は、少なくとも３個の弾性変形爪を備えていることを特徴とする請求項３記載のペンカートリッジ。
【請求項５】
前記把持部材は、前記軸方向の他端側に位置して、前記径方向に弾性変形可能に構成された前記把持部の一つである第２把持部を有していると共に、
前記筐体の筒状中空部には、前記第２把持部に係合しない第１状態と、前記第２把持部に係合して該第２把持部を内径方向に弾性変形させる第２状態との間で、前記軸方向に移動可能な伝達部材が設けられており、
前記操作部材が第１位置から第２位置に回動されたときに、前記伝達部材が第１状態から第２状態に前記軸方向に移動して前記第２把持部を内径方向に弾性変形させて前記ペンを把持させるように構成されていることを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載のペンカートリッジ。
【請求項６】
前記伝達部材は、前記操作部材が第１位置から第２位置に回動されたときに、前記把持部材を併せて回転移動させるように構成されていることを特徴とする請求項５記載のペンカートリッジ。
【請求項７】
前記筐体には、前記操作部材を前記第２位置に保持するための係止機構が設けられていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のペンカートリッジ。
【請求項８】
前記把持部には、前記ペンと接触する部位に滑り止め部が設けられていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のペンカートリッジ。
【請求項９】
前記筐体内に前記ペンを挿入する際の前記軸方向の位置決めを行うための位置決め用治具を備え、
前記位置決め用治具は、前記筐体を前記軸方向の所定位置で保持する装着部と、前記装着部に保持された筐体内に挿入されたペンの先端が当接する当接部とを一体的に備えて構成されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のペンカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ペンを保持するものであって、前記ペンにより描画を実行するプロッタに着脱可能に装着されるペンカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、紙などのシート状の対象物を所望の形状に切断するカッティングプロッタが公知である（例えば、特許文献１参照）。このカッティングプロッタは、対象物を切断するカッタカートリッジと、カッタカートリッジを装着可能なキャリッジとを備える。このキャリッジは、カッタカートリッジに代えて、ペンが内蔵されたペンカートリッジも装着可能である。ペンカートリッジがキャリッジに装着されることで、カッティングプロッタは、対象物の表面に所望の模様や図柄を描画することができる。
【０００３】
特許文献１に開示されたペンカートリッジは、後端側に４つの挟持片を有する円筒状のペンホルダと、ペンホルダの先端側に装着されてペンの先端の位置合わせを行うキャップと、ペンホルダの後端側に螺合されて挟持片を内周側に弾性変形させるスクイザとを備えて構成されている。このペンカートリッジにおいては、まず、ペンホルダにキャップを取付けた状態で、ペンホルダに対し、ペンをキャップの閉塞板に当るまで差し入れていく。次いで、ペンが十分に固定されるまで、ペンホルダにスクイザを締め付けていき、その後、キャップを外すことにより、ペンホルダがキャリッジに取付けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１１９４８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来のペンカートリッジでは、ペンの軸部の途中部分の１箇所において、挟持片でペンを挟持する構成であるため、ペンを安定して保持できない欠点があった。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、ペンを保持した状態でプロッタに着脱可能に装着されるものにあって、ペンを安定して保持することができるペンカートリッジを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に係るペンカートリッジは、ペンを保持するものであって、前記ペンにより描画を実行するプロッタに着脱可能に装着されるペンカートリッジにおいて、前記ペンが貫通状態に挿通される筒状中空部を有する筐体と、前記筺体に対し前記ペンの挿通方向を中心軸として第１位置と第２位置との間で回動操作可能に設けられた操作部材と、前記筐体に設けられ、前記筐体内に挿通された前記ペンの外周を前記中心軸の延びる方向である軸方向の複数箇所で把持するための複数の把持部を有し、前記操作部材が第１位置から第２位置に回動されたときに、前記複数の把持部を、該ペンを把持しない解放状態から該ペンを把持する把持状態に遷移させる把持部材とを備えるところに特徴を有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の請求項１に係るペンカートリッジによれば、ペンを、筐体の筒状中空部内に貫通状態に挿通し、操作部材を、第１位置から第２位置に回動操作することにより、把持部材の複数の把持部が、ペンを把持しない解放状態から該ペンを把持する把持状態に遷移する。これにて、複数の把持部により、ペンの外周が軸方向の複数箇所で把持されるようになる。従って、ペンを保持した状態でプロッタに着脱可能に装着されるものにあって、ペンを安定して保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態を示すもので、カッティングプロッタの全体構成を概略的に示す斜視図
【図２】キャリッジ部分の斜視図
【図３】ペンカートリッジを示す正面図（ａ）及び上面図（ｂ）
【図４】図３（ｂ）のＩＶ−ＩＶ線に沿うペンカートリッジの縦断面図
【図５】ペンカートリッジの分解斜視図
【図６】図３（ａ）のＶＩ−ＶＩ線に沿うカム部分の横断平面図
【図７】把持部材の変形前の様子を示す正面図（ａ）及び上面図（ｂ）
【図８】把持部材の変形した様子を示す正面図（ａ）及び上面図（ｂ）
【図９】伝達部材の斜視図（ａ）及び底面図（ｂ）
【図１０】操作部材の側面図
【図１１】操作部材の縦断面図
【図１２】位置決め用治具の斜視図
【図１３】位置決め用治具にペンカートリッジを装着した状態を示す斜視図
【図１４】ペンカートリッジにペンを保持させた状態を示す正面図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を具体化した一実施形態について、図面を参照しながら説明する。尚、この実施形態では、カッティングプロッタに装着されるペンカートリッジに本発明を適用している。このカッティングプロッタは、カッタカートリッジの装着状態で、切断データに従って紙等の対象物を切断する装置である。また、カッタカートリッジに代えて、本実施形態に係るペンカートリッジを装着することにより、描画データに従って対象物の表面にペンによる描画を行うことができる。
【００１１】
図１は、プロッタとしてのカッティングプロッタ１の外観構成を示している。また、図２は、カッティングプロッタ１に設けられるキャリッジ５の構成を概略的に示している。まず、カッティングプロッタ１の概略構成について説明する。図１に示すように、カッティングプロッタ１は、本体カバー２と、本体カバー２内に配設されたプラテン３と、カッタカートリッジ４が着脱可能に装着されるキャリッジ５とを備えている。カッティングプロッタ１は、紙や布等のシート状の対象物Ｗを保持するための保持部材６を備える。
【００１２】
本体カバー２は、横長な矩形箱状をなしており、その前面部には、横長に開口する前面開口部２ａが形成されている。保持部材６は、カッティングプロッタ１内に前方から挿入され、プラテン３の上面にセットされる。プラテン３の上面にセットされた保持部材６は前後方向（Ｙ方向）に移送される。
【００１３】
本体カバー２内には、保持部材６をプラテン３の上面で前後方向（Ｙ方向）に移送する移送機構が設けられる。更に、本体カバー２内には、キャリッジ５を、左右方向（Ｘ方向）に移動させるキャリッジ移動機構が設けられる。ここで、本実施形態における方向について定義する。移送機構による保持部材６の移送方向を、前後方向（Ｙ方向）とする。キャリッジ移動機構によるキャリッジ５の移動方向を、左右方向（Ｘ方向）とする。前後方向と左右方向とに直交する方向を、上下方向（Ｚ方向）とする。
【００１４】
図２に示すように、キャリッジ５は、カートリッジホルダ１６と、カートリッジホルダ１６を上下方向に駆動させる図示しない上下駆動機構を備える。カートリッジホルダ１６は、カートリッジ４、２１を着脱可能に保持する。対象物Ｗに対する切断作業を行う場合には、カートリッジホルダ１６にカッタカートリッジ４が装着される。詳しく図示はしないが、カッタカートリッジ４は、上下方向に延びる円筒状のケースと、その中心軸に沿って延びるカッタとを備える。カッタは、ケースの下端部から所定寸法だけ下方に突出し、その下端には、刃部が形成されている。
【００１５】
また、対象物Ｗに対する描画作業を行う場合には、カートリッジホルダ１６に、本実施形態に係るペンカートリッジ２１が装着される。ペンカートリッジ２１は、ペンＰ（図１４、図３（ｂ）参照）を保持するものであり、その詳細については後述する。尚、ペンＰとしては、市販のフェルトペンやボールペン等を採用することができる。周知のように、ペンＰは、丸棒状をなすペン軸の先端部に、ペン先を備えて構成されている。
【００１６】
上下駆動機構は、図示しないＺ軸モータ等を備え、カートリッジホルダ１６を、切断や描画の作業を行う下降位置と、対象物Ｗから上方に退避して作業を行わない上昇位置との間で移動させるように構成されている。カッタカートリッジ４が装着されている場合には、カートリッジホルダ１６の下降位置で、カッタの刃部が、保持部材６に保持されている対象物Ｗを厚み方向に貫通する状態になる。その状態で、移送機構により、保持部材６に保持された対象物Ｗを前後方向に移動させると共に、キャリッジ移動機構により、キャリッジ５つまりカッタを左右方向に移動させることにより、対象物Ｗに対する切断動作が行われる。
【００１７】
また、ペンカートリッジ２１が装着されている場合には、カートリッジホルダ１６の下降位置では、ペンＰの先端が対象物Ｗの上面に当接して描画が可能とされる。描画動作についても、移送機構により、保持部材６に保持された対象物Ｗを前後方向に移動させると共に、キャリッジ移動機構により、キャリッジ５つまりペンカートリッジ２１を左右方向に移動させることにより行われる。
【００１８】
図示はしないが、カッティングプロッタ１は、全体を制御するためのコンピュータ（ＣＰＵ）を主体とする制御装置が設けられている。制御装置は、動作制御プログラム等に従って、切断データや描画データに基づいて、切断動作や描画動作を実行する。尚、制御装置は、センサの検出に基づいて、カートリッジホルダ１６に装着されているカートリッジがカッタカートリッジ４であるか、もしくは、ペンカートリッジ２１であるかを認識できるようになっている。
【００１９】
さて、本実施形態に係るペンカートリッジ２１の構成について、図３から図１４を参照して述べる。図３〜図５に示すように、ペンカートリッジ２１は、筐体２２、把持部材２３、伝達部材２４、コイルばね２５、操作部材２６、ウェーブばね２７、蓋２８、リベット２９を備えて構成される。以下の説明で向きをいう場合には、ペンカートリッジ２１を、カートリッジホルダ１６に対する装着状態、つまりペンＰを鉛直下向きにして使用する状態における上下方向及び前後左右方向を基準として説明する。
【００２０】
筐体２２は、例えばＡＢＳ樹脂等の硬質のプラスチック材料から、全体として、上下方向に長いほぼ円筒状に構成されている。図４等に示すように、この筐体２２は、ペンＰが上下方向に貫通状態に挿通される筒状中空部２２ａを有している。以下、この筒状中空部２２ａの中心軸が延びる方向を軸方向と称し、その軸方向に交差する方向を径方向と称する。この筐体２２は、より具体的には、次の構成を備える。
【００２１】
図５に示すように、筐体２２の上端部分は、円筒状の周壁部を前部及び後部を残して左右部分を開放させた形態とされ、前後部に円弧状壁部３０，３０を一体に有している。円弧状壁部３０、３０同士間の部分が側部開口部２２ｂ、２２ｂとされている。図４にも一部示すように、各円弧状壁部３０、３０の上端部の外周面には夫々、後述する蓋２８が螺合により装着される雄ねじ部３０ａ、３０ａが一体に形成されている。
【００２２】
筐体２２の外周面部には、円弧状壁部３０、３０の下部に位置して、後述する操作部材２６の下端部を受けるフランジ部３１が外周方向に突出するように一体に設けられている。図４、図５に示すように、フランジ部３１の上面部には、右寄り部位及び左寄り部位に位置して、複数個の溝を円周方向に並べて形成した第１の歯止め部３１ａ及び第２の歯止め部３１ｂが設けられている。後述するように、そのうち左側の第２の歯止め部３１ｂは、操作部材２６を第２位置に保持するための係止機構の一部を構成する。
【００２３】
図５に示すように、筐体２２の外周面部には、上下方向中間部つまりフランジ部３１の下側に位置して、後方に突出し後面が平坦面とされた凸部３２が一体に設けられている。また、図３（ａ）、図１４にも示すように、筐体２２の外周面部には、下部寄り部位に位置して、筐体２２を左右方向に幅狭とするようなくびれ部３３が設けられている。ペンカートリッジ２１を、カートリッジホルダ１６や後述する位置決め用治具に対して装着する際において、凸部３２が前後方向の位置決めに利用され、くびれ部３３が上下方向及び左右方向の位置決め及び保持に利用される。
【００２４】
尚、図３（ａ）、図１４等に示すように、筐体２２の外周面部のうち、上下方向中間部つまり凸部３２形成部分の前面部には、マークＭが形成されている。このマークＭは、後述する操作部材２６の操作手順、つまり操作部材２６を上に持上げた後、左方向に回してから下げるという手順を、矢印で示すものとなっている。
【００２５】
図４に示すように、筐体２２の内周面部には、上下方向中間部に位置して、その下方の内径寸法が上方よりも若干径小になるように段差部３４が形成されている。この段差部３４は、後述する把持部材２３を下方への抜け止め状態に係止して上下方向に位置決めするように設けられている。そして、図６にも示すように、筐体２２の内周面部の下部寄り部位には、カム面３５が形成されている。このカム面３５は、後述する把持部材２３の弾性変形爪を変形させるためのもので、本実施形態では、円周方向の３箇所に等間隔に位置して形成されている。これらカム面３５は、上から見て時計回り方向（矢印Ａ方向）に行くほど凹所の深さが浅くなる、つまり、次第に内径が小さくなるように形成されている。
【００２６】
次に、把持部材２３を説明する。図７及び図８にも示すように、把持部材２３は、例えばＰＯＭ樹脂等の比較的軟質なプラスチック材料から構成され、円筒部３６と、この円筒部３６の下部に設けられた把持部としての第１把持部３７と、円筒部３６の上部に設けられた把持部としての第２把持部３８と、円筒部３６の上部に設けられた３個の係合片部３９とを一体に有している。第１把持部３７は、把持部材２３の前記軸方向の一端側である下端側に設けられ、第２把持部３８は、他端側である上端側に設けられている。これら第１把持部３７及び第２把持部３８は、軸方向の異なる２箇所の位置でペンＰを把持する。
【００２７】
この把持部材２３は、筐体２２の筒状中空部２２ａ内に上方から挿入される。このとき、係合片部３９の外周面に設けられたリブ３９ａが、段差部３４の上面に当接することにより、把持部材２３は、下方への抜け止め状態つまり上下方向の位置決め状態で、筐体２２内に収容される。円筒部３６は、筒状中空部２２ａ内に挿入される直径の円筒状をなし、その外周面に、筐体２２の内周面の段差部３４のすぐ下方部分に摺接するリング状凸部３６ａを一体に有している。これにて、把持部材２３は、筐体２２内に回転移動可能に収容される。
【００２８】
円筒部３６の下部に設けられる第１把持部３７は、ペンＰのペン軸を把持するための複数この場合３本の弾性変形爪４０を備えている。これら３本の弾性変形爪４０は、等間隔つまり１２０度間隔で設けられ、円筒部３６の下端部から細幅状をなして下方に延びると共に、下方に行くほど上から見て時計回り方向（矢印Ａ方向）に螺旋状の捩じりを有した形状をなし、径方向に弾性変形可能に構成されている。
【００２９】
各弾性変形爪４０の下端部の外周面部は、図６に示すように、各カム面３５内に配置されている。このとき、後述するように、操作部材２６が第１位置にあるときには、図７に示すように、把持部材２３は解放状態にあり、操作部材２６が第２位置に回動操作されることに伴い、把持部材２３は、ペンＰを把持する把持状態に遷移される。把持部材２３の解放状態では、図６に示すように各弾性変形爪４０の下端部が各カム面３５の深い位置に位置され、図７（ｂ）に示すように、各弾性変形爪４０の下端部は、軸方向に見て円筒部３６と重なるような外周側に位置されている。
【００３０】
これに対し、操作部材２６の回動に伴って把持部材２３が矢印Ａ方向に回動変位すると、各弾性変形爪４０の下端部は、カム面３５に接触しその斜面に沿って矢印Ａ方向に移動して内周方向に弾性変形し、図８に示すように、各弾性変形爪４０の下端内周部がペンＰのペン軸の外周面に接触して三方から把持する状態となる。本実施形態では、各弾性変形爪４０の内周面部のペンＰに接触する部分には、表面に微細凹凸を形成するいわゆるしぼ加工が施されており、滑り止め部４０ａとされている。
【００３１】
図７及び図８に示すように、円筒部３６の上部に設けられる第２把持部３８は、ペンＰのペン軸を把持するための複数この場合３本の弾性片４１を備えている。これら３本の弾性片４１は、等間隔つまり１２０度間隔で設けられ、円筒部３６の上端部から細幅状をなして上方に延びている。このとき、各弾性片４１の上端部の外周面側には、外周側に膨らむ突起部が一体に設けられ、その突起部の外周側を向く面が、下に行くほど外周方向に傾斜する傾斜面４２とされている。
【００３２】
後述するように、操作部材２６が第１位置にあって把持部材２３が解放状態にあるときには、図７に示すように、各弾性片４１の上端部は、軸方向に見て円筒部３６と重なるような外周側に位置されている。これに対し、操作部材２６の回動に伴って後述の伝達部材２４が下降すると、傾斜面４２が内周側に押圧されて弾性片４１の上端部が内周方向に弾性変形し、図８に示すように、各弾性片４１の上端内周部がペンＰのペン軸の外周面に接触して三方から把持する状態となる。本実施形態では、図７、図８に一部示すように、各弾性片４１の内周面部のペンＰに接触する部分にも、いわゆるしぼ加工が施されて滑り止め部４１ａが設けられている。
【００３３】
図５、図７（ｂ）、図８（ｂ）に示すように、３個の係合片部３９は、各弾性片４１同士間の間隔部分に位置して、円筒部３６の上端部から、円筒部３６の円弧に沿うような円弧板状をなして上方に延びている。このとき、後述する伝達部材２４との回転方向の位置合わせを容易にするために、３個の係合片部３９のうち、前部側に位置する１個の係合片部３９が、幅寸法（円周方向長さ）が他の２個の係合片部３９よりも大きく構成されている。
【００３４】
後述のように、これら係合片部３９は、伝達部材２４の３個の動作片部の内周面側に夫々重なるように係合するようになっている。この係合状態では、伝達部材２４の上下方向の変位に関しては、動作片部が係合片部３９との間で上下方向に摺動することによって、力の伝達はなされない。そして、伝達部材２４の回転方向については、係合片部３９を介して力が伝達される。これにて、把持部材２３は、伝達部材２４と一体的に回転方向に移動するように構成されている。
【００３５】
図９に示すように、伝達部材２４は、例えばＰＯＭ樹脂等のプラスチック材料から構成され、比較的肉厚な円筒状をなす主部４３と、その主部４３の内周部から下方に延びる３個の動作片部４４とを一体に有している。主部４３の上端面部には、コイルばね２５の下端部を受けるための受け凹部４３ａがリング状に形成されている。主部４３の外周面には、左右の両端部の上部から側方に直径方向に突出するように、突起部４５、４５が一体に設けられている。後述のように、これら突起部４５、４５は、筐体２２の上端部の側部開口部２２ｂ、２２ｂを通って外周側に突出し、操作部材２６の内周面のカム部４８に係合する。これにより、伝達部材２４が上下動及び回動される。
【００３６】
図４にも示すように、主部４３の内周面の下部には、下端部から上方に向けて次第に内径が小さくなるようにテーパ面４６が形成されている。図９（ｂ）に示すように、このテーパ面４６は、動作片部４４が存在しない３箇所に位置して形成されている。後述のように、テーパ面４６は、各弾性片４１の上端部の傾斜面４２に当接して、各弾性片４１を内径方向に弾性変形させる役割を果たす。尚、後述するコイルばね２５により、伝達部材２４は、常に下方に付勢されるようになっており、突起部４５が常にカム部４８に係合するようになっている。
【００３７】
動作片部４４は、図９に示すように、主部４３の内周面の下部から下方に延びて一体に設けられており、把持部材２３の３個の係合片部３９に対応して円周方向の３箇所に位置して設けられている。これら動作片部４４は、上面から見て円弧状の薄板状をなし、外周面が各係合片部３９の内周面に対し上下方向に相対的にスライド移動可能に摺接するように設けられている。これと共に、各動作片部４４の外周面の円周方向両端辺部には、各係合片部３９の円周方向両端側を係止する係合壁部４４ａを一体に設けられている。これにて、動作片部４４の上下動に関しては、各係合片部３９を摺動して力を作用させず、動作片部４４の回転移動に関しては各係合片部３９に伝達されるように構成されている。
【００３８】
図１０、図１１に示すように、操作部材２６は、例えばＰＯＭ樹脂等のプラスチック材料から、筐体２２の上端部の円弧状壁部３０、３０の外周壁に嵌合してフランジ部３１上に載置される大きさの薄肉円筒状に構成されている。この操作部材２６の外周面には、全体的に滑り止め用の凹凸部が上下方向に延びて形成されていると共に、円周方向の１箇所には、ユーザが指をかけて回動操作するための複数本のリブ２６ａが外周方向に突出するように一体に設けられている。
【００３９】
この操作部材２６は、筐体２２の上端部外周に回動可能に嵌合されるのであるが、操作部材２６の下端面部には、第１の歯止め部３１ａ又は第２の歯止め部３１ｂの上に来た際に噛合う歯部４７が一体に設けられている。この場合、歯部４７が第１の歯止め部３１ａに噛合うことによって、操作部材２６が第１位置に保持され、歯部４７が第２の歯止め部３１ｂに噛合うことによって、操作部材２６が第２位置に保持される。従って、歯部４７と第２の歯止め部３１ｂとから係止機構が形成される。
【００４０】
操作部材２６の内周面には、左右に位置して伝達部材２４を動作させるためのカム部４８が形成されている。このカム部４８は、伝達部材２４の突起部４５が上面に載置されるように設けられ、その上面が反時計回り方向（図１１で左側）に行くほど低くなるような傾斜状に形成されている。突起部４５は、カム部４８に沿って相対的に移動し、筐体２２の２箇所に設けられたリブ２２ｃ（図５、図４に一方のみ図示）により、それ以上の下降が止められるように構成されている。図５に示すように、リブ２２ｃは、側部開口部２２ｂ、２２ｂの下辺部に夫々位置されている。操作部材２６の内周面には、ストッパ壁４８ａも設けられている。
【００４１】
この操作部材２６は、蓋２８とフランジ部３１との間に上下から挟まれるようにして、上下に若干のがたを有して筐体２２の上端部外周に回動操作可能に設けられる。このとき、操作部材２６の上端面と蓋２８との間に、リング状のウェーブばね２７が配設されることにより、操作部材２６は下方、つまり歯部４７が歯止め部３１ａ、３１ｂに噛合う方向に常に押圧力を受けている。
【００４２】
図４、図５に示すように、蓋２８は、例えばＡＢＳ樹脂などのプラスチック材料から、下面が開口した中空リング状、つまり径大な外周壁部と径小な内周壁部との上端部同士をリング状の上壁部で一体に接続した形態に構成されている。この場合、蓋２８の内径寸法は、伝達部材２４の主部４３や把持部材２３の円筒部２６などの内径に一致し、外径寸法は、操作部材２６の外径よりもやや大きい。図４に示すように、蓋２８の内部には、外周壁部の内面側に位置して、筐体２２の円弧状壁部３０の雄ねじ部３０ａに螺合する雌ねじ部４９が形成されている。
【００４３】
図４に示すように、蓋２８の内部には、内径側に位置してコイルばね２５の上端部を受ける受け部２８ａが設けられている。また、蓋２８の内部の外周側下面部には、ウェーブばね２７が配置されるリング状の凹部２８ｂが設けられている。更に、図３（ｂ）、図５に示すように、蓋２８の上壁部に、リベット２９が差込まれる孔５０が設けられている。孔５０に対し、リベット２９が差込まれた状態では、蓋２８が筐体２２に対し、回り止め状態に固定されるようになっている。
【００４４】
ペンカートリッジ２１は、操作部材２６が、図３等に示す第１位置と、そこから矢印Ａ方向に回動した第２位置との間で回動操作可能とされる。操作部材２６が第１位置に停止している状態では、図１１に実線で示すように、操作部材２６のカム部４８によって、伝達部材２４の突起部４５が、カム部４８の傾斜のうち最も上部に位置しており、伝達部材２４は第１状態にある。この第１状態では、伝達部材２４は、上下方向に最も上昇した位置にあると共に、所定の回転位置にある。
【００４５】
この伝達部材２４の第１状態では、図４に示すように、テーパ面４６の下端部が、第２把持部３８の各弾性片４１の傾斜面４２の上端部に当接しており、各弾性片４１は、弾性変形せずに外周側に位置されている。これと共に、伝達部材２４の第１状態では、動作片部４４と係合片部３９との係合により、図６に示すように、第１把持部３７の各弾性変形爪４０の下端部が筐体２２のカム面３５の凹所のうち最も深い位置に位置され、弾性変形爪４０は、弾性変形せずに外周側に位置されている。これにより、把持部材２３は、図７に示すように、ペンＰを把持しない開放状態とされている。
【００４６】
ユーザは、操作部材２６を、第１位置から矢印Ａ方向に操作して第２位置に回動させることができる。このとき、操作部材２６の第１位置においては、歯部４７が第１の歯止め部３１ａに噛合っているので、一旦操作部材２６をウェーブばね２７のばね力に抗して上方に持上げて噛合いを解くことにより、回動操作することができる。また、操作部材２６の第２の位置への回動操作後、ウェーブばね２７のばね力に抗する力を解除すると、ウェーブばね２７のばね力によって、歯部４７が第２の歯止め部３１ｂに噛合うようになり、操作部材２６が第２位置に保持されるようになる。
【００４７】
操作部材２６が第２位置に向けて回動操作されることにより、突起部４５がカム部４８に沿って図１１に想像線で示す位置まで矢印Ｃ方向に相対的に移動し、伝達部材２４が下降する。そして、突起部４５がストッパ壁４８ａに相対的に当接した後は、突起部４５ひいては伝達部材２４が、操作部材２６と一体的に矢印Ａ方向に回転移動し、伝達部材２４は第２状態になる。
【００４８】
第２状態では、伝達部材２４は、上記第１状態から下降すると共に、矢印Ａ方向に回動している。これにて、テーパ面４６が、各弾性片４１の傾斜面４２に摺接した状態で下降し、各弾性片４１を内径方向に弾性変形させる。これと共に、動作片部４４と係合片部３９との係合により把持部材２３を回動させ、図６に矢印Ａで示すように、各弾性変形爪４０がカム面３５に沿って移動し、各弾性変形爪４０が内径方向に弾性変形する。これにより、把持部材２３は、図８に示すように、第１把持部３７の３本の弾性変形爪４０が内径側に弾性変形すると共に、第２把持部３８の３本の弾性片４１が内径側に弾性変形し、以て、ペンＰを把持する把持状態となる。
【００４９】
従って、操作部材２６の第１位置で、ペンＰを筐体２２の筒状中空部２２ａに挿通させ、その後操作部材２６を第２位置に回動操作することにより、ペンＰをペンカートリッジ２１に保持させることができる。尚、ユーザは上記とは逆の手順で、操作部材２６を持ち上げながら第２位置から第１位置に矢印Ａとは反対方向に回動操作することにより、伝達部材２４は第２状態から第１状態に戻り、把持部材２３は開放状態に戻るようになる。これにより、ペンＰの把持が解かれて、ペンカートリッジ２１から抜出すことができる。
【００５０】
更に本実施形態では、ペンカートリッジ２１は、筐体２２内にペンＰを挿入する際の軸方向の位置決めを行うための位置決め用治具５１を備えている。図１２から図１４を参照して、位置決め用治具５１について述べる。この位置決め用治具５１は、プラスチック材料から、矩形板状の底壁部５２、この底壁部５２の後辺部から上方に立上る背壁部５３、この背壁部５３の左右の辺部から前方に延びる左右の側壁部５４、５４を一体に備えて構成されている。底壁部５２の上面は、ペンＰの先端が当接する当接部５２ａとされており、底壁部５２の先端辺部には、先端面から上面にかけて、左右方向中心位置を示す目印となるラインＬが設けられている。
【００５１】
位置決め用治具５１の左右の側壁部５４、５４には、図１４に示すように、筐体２２のくびれ部３３及びそれより下の部分に対応した形状をなす装着部５５が設けられている。装着部５５に対し、ペンカートリッジ２１を前方から挿入することにより、筐体２２が軸方向の所定位置で保持される。また、背壁部５３の前面には、凸部３２の筐体２２の後面が当接する。このときペンカートリッジ２１を装着部５５に保持させた状態で、ペンＰの先端部を当接部５２ａに当接させた場合に、ペンＰの先端部が適切な高さ位置に保持される、つまりペンＰの先端部の筐体２２からの突出長さ寸法が適切になるように設定されている。
【００５２】
この位置決め用治具５１を用いて、ペンＰのペンカートリッジ２に対する装着作業を、次のように行うことができる。図１３に示すように、位置決め用治具５１の装着部５５に、ペンカートリッジ２１を装着する。このとき、操作部材２６は第１位置に位置させておく。次に、ペンＰを、ペンカートリッジ２１の筒状中空部２２に対し、先端を下向きにして上方から挿入していく。そして、ペンＰの先端が当接部５２ａに当接した状態で、ペンカートリッジ２１の操作部材２６を第２位置に回動操作してペンＰを把持させる。
【００５３】
この後、ペンＰを把持したペンカートリッジ２１を前方に取外す。これにより、位置決め用治具５１を用いることで、ペンカートリッジ２１内にペンを挿入する際の軸方向の適切な位置で、ペンカートリッジ２１にペンＰを保持させることができ、その際の操作を簡単に済ませることができる。尚、ペンＰの先端をラインＬと見比べることにより、軸がずれることなくペン先が中心で保持されているかどうかを確認することができる。
【００５４】
このように本実施形態のペンカートリッジ２１によれば、次のような作用・効果を得ることができる。即ち、ペンＰを、筐体２２の筒状中空部２２ａ内に貫通状態に挿通し、操作部材２６を、第１位置から第２位置に回動操作することにより、把持部材２３を解放状態から把持状態に遷移させることができる。把持部材２３は、下端部に第１把持部３７を有すると共に、上端部に第２把持部３８を有し、それらによりペンＰの外周が軸方向の２箇所で把持されるようになる。また、第１把持部３７及び第２把持部３８を、操作部材２６の一回の操作により同時に動作させることができる。従って、本実施形態によれば、ペンＰを保持した状態でカッティングプロッタ１に着脱可能に装着されるペンカートリッジ２１にあって、簡単な操作で、ペンＰを安定して保持することができる。
【００５５】
本実施形態では、第１把持部３７を、３個の弾性変形爪４０を設けて構成すると共に、筐体２２の筒状中空部２２ａにそれらを動作させる３個のカム面３５を設け、操作部材２６に連動して把持部材２３が回転移動することにより、カム面３５の作用によって３個の弾性変形爪４０を内径方向に弾性変形させる構成とした。これにより、筐体２２内にカム面３５を設けるという比較的簡単な構成で、第１把持部３７を動作させるための機構を構成することができた。このとき、ペンＰの外周を、複数この場合３個の弾性変形爪４０によって、三方から安定した状態で確実に把持することができる。
【００５６】
また本実施形態では、第２把持部３８を、３個の弾性片４１を設けて構成すると共に、操作部材２６の回動に連動する伝達部材２４によって、３個の弾性片４１を内径方向に弾性変形させる構成とした。これにより、第１把持部３７とは異なりながらも、やはり比較的簡単な構成で、第２把持部３８を動作させるための機構を構成することができる。このとき、伝達部材２４によって、第２把持部３８の把持動作と共に、第１把持部３７の把持動作も行われるようになり、より一層簡単な構成でペンＰを把持させることができる。
【００５７】
さらに、本実施形態では、操作部材２６に歯部４７を設け、筐体２２に、第１の歯止め部３１ａ及び第２の歯止め部３１ｂを設け、それらの係止により操作部材２６を第１位置及び第２位置に保持できる構成としたので、操作部材２６の意図しない回動を防止し、操作部材２６の回動操作をより確実に行うことができる。第１把持部３７の弾性変形爪４０及び第２把持部３８の弾性片４１の、ペンＰと接触する部位に、滑り止め部４０ａ及び４１ａを設けたので、把持部３７，３８がペンＰに対して滑り難くなり、ペンＰをより一層確実に把持することができる。
第１把持部３７と第２把持部３８は互いに独立しているため、それぞれ異なる径のペンを保持できる。つまり、１つのペンにおいて、第１把持部３７で把持される位置と第２把持部３８で把持される位置とでペンの径が異なる場合であっても、それぞれの径に合わせて好適に把持することができる。
【００５８】
尚、上記した実施形態では、カッティングプロッタ１のキャリッジ５に着脱可能に装着されるペンカートリッジ２１について説明したが、ペンカートリッジ２１は、描画（作図）用のペンプロッタ（Ｘ−Ｙプロッタ）等に着脱可能であっても良いことは勿論である。ペンＰとしては、フェルトペンに限らず、ボールペンやシャープペンシルなど筆記具全般にて適用することができる。滑り止め部４０ａ、４１ａとしても、しぼ加工により設けるのではなく、例えば薄板状のゴム等の別体の滑り止め部材を貼り付ける構成としても良い。
【００５９】
更に、上記実施形態では、軸方向の２箇所に把持部を設けるようにしたが、３箇所以上の把持部を設けるようにしても良い。弾性変形爪や弾性片を３個設ける構成としたが、４本以上設ける構成としても良い。その他、ペンカートリッジを構成する筐体や操作部材、把持部材などの各部品の形状や構造等については、様々な変更が可能であり、また位置決め用治具５１は必ずしも備えてなくても良い等、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で適宜変更して実施し得るものである。
【符号の説明】
【００６０】
１    カッティングプロッタ（プロッタ）
５    キャリッジ
１６  カートリッジホルダ
２１  ペンカートリッジ
２２  筐体
２２ａ  筒状中空部
２３  把持部材
２４  伝達部材
２６  操作部材
２８  蓋
３１ｂ  第２の歯止め部
３５  カム面
３７  第１把持部
３８  第２把持部
４０  弾性変形爪
４０ａ  滑り止め部
４１  弾性片
４１ａ  滑り止め部
４７  歯部
５１  位置決め用治具
５２ａ  当接部
５５  装着部
Ｗ    対象物
Ｐ    ペン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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