本发明涉及描笔式绘图器，特别是涉及描笔式绘图器用的笔帽升降机构。这种绘图器有一个在使用前夹持笔的笔台和一个给笔的书写笔头戴上或脱掉笔帽的升降机构，使描笔式绘图器中将要使用的笔的包装笔帽（Shipping cap）戴到笔上或从笔上脱掉，其改进之处包括装在描笔式绘图器上在升降位置之间移动的笔帽升降装置，分别给处于笔台工作位置上的笔戴上或脱掉笔帽，还包括装在笔帽升降装置上的夹爪，当笔开始插入笔台和在使用期间，夹爪用于定位、夹持和固定包装笔帽;当为了更换将笔从笔台上取下时，夹爪用于解脱包装笔帽和笔，其中，当笔开始插入笔台和从笔台上取下更换时，笔帽升降装置保持夹爪处于升起位置。 如图1至图4所示，在普通的已知的描笔式绘图器中，笔10和置于绘图笔头14上的包装笔帽12一起买来，如图2所示。包装笔帽12通常被扔掉，笔10被装在戴帽机构16上，戴帽机构16是描笔式绘图器的一部分。这种戴帽机构可设置在笔台上或夹持多支笔的转台上。不使用时，笔10同保护绘图笔头14的戴帽机构16一起置于图3所示的位置。要使用笔10，如图4所示，就将戴帽机构16降下，以便当笔10沿箭头18的方向移至描笔式绘图器上的使用位置时，绘图笔头14能越过夹持机构16。这种整体式地笔的戴帽系统可参看例如Kajikawa等人的美国4，660，054号，Ferrari等人的4，683，476号、Glassett的4，716，420号和Farlotli的4，982，208号专利。
当笔10内的墨水耗尽时，就将笔10丢掉并将一支新的笔10置于描笔式绘图器中占据它的位置，遗憾地是不能替换戴帽机构16，通常又没有清扫戴帽机构16的程序。因此，在整个工作时间，残余的墨水，空中的灰尘微粒，毛发等在戴帽机构内积聚，包住绘图笔头14。这可能堵塞笔尖。这种残渣随后可能偶然粘在绘图笔头14上并被带到绘图区，弄脏绘图和引起其它不良后果。
因此，本发明的目的是提供一种描笔式绘图器，在这种绘图器中，和笔一起卖出和运输的包装笔帽成了描笔式绘图器戴帽机构的一部分，以便每次更换笔时一起被更换。
本发明的其它目的和优点从下文结合相应附图的详细描述中将更清楚明了。
上述目的是通过下述方式实现的：在一个描笔式绘图器中，有一个在使用之前夹持笔的笔台和给笔的书写笔头戴帽和脱帽的戴帽和脱帽机构，本发明的改进措施包括：与笔的包装笔帽连在一起的第一夹持装置，和与第一夹持装置配合的装在笔的戴帽和脱帽机构上的第二夹持装置，当笔开始插入笔台和使用笔的期间，用于定位、夹持和固定包装笔帽，当从笔台上取下笔更换时，用于解脱和笔装在一起的包装笔帽。
在最佳实施例中，第一夹持装置包括一个位于包装笔帽外表面的环形槽，和第二夹持装置，它包括装在笔的戴帽和脱帽机构上的夹爪，夹爪的尺寸与槽相配并夹持包装笔帽。
同样，在这个最佳实施例中，笔的戴帽和脱帽机构在升起和降下位置之间移动，分别给处于笔台工作位置上的一支笔戴帽或脱帽，当笔开始插入笔台和从笔台上将笔取下更换时，笔戴帽和脱帽机构保持第二夹持装置处于升起位置。
作为一种附加的特征，有一个适配笔帽，其尺寸基本与包装笔帽相同，并具有作为其一个组成部分的第一夹持装置，用于与第二夹持装置相配合，将适配笔帽定位并固定在笔的戴帽和脱帽机构上面的包装笔帽所处的位置上，从而在描笔式绘图器上可以采用没有包装笔帽的笔。
在本发明的另一种情况下，笔有一个环形台肩和一个通气孔，该通气孔设置在以环形台肩为界的部分中，包装笔帽沿顶边置有密封装置。当包装笔帽处于戴在笔上的位置时，该密封装置与台肩相接合，以使通气孔与大气隔绝。密封装置最好是一种弹性材料，例如可包括一个沿顶边设置的O形密封图，当包装笔帽处于戴帽位置时，它与台肩相接合。
图1是戴有笔帽的已知笔的局部剖视图;
图2是图1所示的笔脱掉笔帽后的视图;
图3表示已知技术的置于笔的笔头上的笔的戴帽装置和戴帽机构;
图4表示图3所示的笔的戴帽机构降下使笔移至使用位置的视图;
图5表示本发明的笔的戴帽机构同处于保护绘图笔头位置的笔帽的局部剖视图;
图6与图4相同，表示本发明的笔的戴帽系统降下允许笔移至使用位置;
图7是本发明的笔的戴帽系统的局部剖视放大图;
图8是通过本发明装置采用的适配笔帽同专供本系统使用的没有包装笔帽的笔所作的剖视图;
图9是一种形式的已知绘图器的笔的局部简化剖视图，其中示出了普通通气孔的位置;
图10是另一种形式的已知绘图器的笔的局部简化剖视图，其中示出了通气孔的两种可能的位置;
图11是本发明的笔帽的剖视图，当采用液体墨水笔头时，这种笔帽适于密封图10所示的笔上的通气孔;
图12是本发明笔帽的剖视图，当采用滚珠或者纤维笔头时，这种笔帽适于密封图10所示的笔的通气孔。
将包装笔帽12装在绘图器内的绘图笔10上的原理本身并不是新的。在Johnson的美国4，920，357号专利中，在夹持绘图器实际使用的笔的转台外面保存一部分绘图笔。当转台上的某一支笔墨水不足而需替换时，这种替换过程是自动进行的，从机外贮藏器上取下一支新笔，使之移至转台替换已用过的笔。在机外贮藏器和转台之间的路线上，这支笔经过一个脱帽机构，将戴着的包装帽取下丢掉。随后，这支笔的笔头用一个和上文所述的已知装置一样的整体的戴帽机构罩住保护起来。
与之相反，下文将要详细阐述本发明的笔的双用途截帽装置不扔掉这种包装笔帽，而是在使用时采取给笔戴上或脱掉包装笔帽，当笔内的墨水耗尽时，连同笔一起扔掉。
本发明的笔的双用途戴帽装置的最佳实施例示于图5-7。在图3和图4所示的已知装置中，戴帽机构16用升降机构20安装并移位。在本发明中，升降机构20装有一对夹爪22，包装笔帽12′备有一个槽24。当笔10插入描笔式绘图器上的夹持台（未示出）的夹持位置，即作为转台的一部分时，夹爪22嵌入槽24中。因此，夹爪22和槽24配合工作，将包装笔帽12′定位并固定到升降机构20上。
关于这一点，正如那些熟知本技术的人容易承认和理解的那样：为完成本发明的目的，升降机构20及其操作装置、控制装置必须加以改变。在图3所示的已知方法中，戴帽机构16围着绘图笔头14，这样，为了将笔10放入夹持台或从中取出就必须降低戴帽机构16。而构成本发明的绘图笔10和升降机构20必须以两种模式工作。当笔10开始插入夹持台（即用夹爪22抓笔帽）时，升降机构不必从其升起（即“戴帽”）的位置降下夹爪22，就可使固定到笔10上的包装笔帽12′连同由夹爪22夹住的笔10移入适当的位置。随后，当使用笔10时，驱动升降机构20升起或降下包装笔帽，以常用的方式给使用包装笔帽12′的绘图笔头14戴上或脱掉笔帽。
图5表示用夹爪22在升起位置开始将一支笔10插入描笔式绘图器和最后为更换而从其上取下一支笔的情况。如图6所示，在插入和更换笔10的中间，夹爪22与包装笔帽12′一起降下，以便使笔10能移出夹持台至使用位置。这样，当笔10内的墨水耗尽要更换笔10时，包装笔帽12′同笔一起更换。因此，每一支笔10戴上和脱下的都是呈自身的包装笔帽12′形式的干净的笔帽，消除了戴帽机构中积聚的残渣触碰绘图笔头14的问题。
正如那些熟知本技术的人很容易承认和理解的那样：按照本发明，描笔式绘图器一旦投入工作，便不能再采用带有包装笔帽12的普通笔10。为此，可以采用图8所示的适配笔帽26。适配笔帽26的尺寸和形状基本与包装笔帽12′相同，且带有一个供夹爪22使用的槽24。为了使用不带有专用的包装笔帽12′的标准笔，将适配笔帽26插入夹爪22，接着，当一支不戴标准包装笔帽12的笔10开始插入描笔式绘图器或从中取出更换时，适配笔帽26即按如上文所述的普通方式升降，见图6。
上述笔的戴帽装置的另一个优点概括地说是使用时完全密封笔的能力，以致于使笔免受温度、压力变化的影响，并防止笔头被污染。这一点参照附图9和10非常好理解。正如熟知制笔技术的人所知道的那样：为了使液体墨水无压差地从笔头流出，必须给笔的内部开一个与大气相通的孔。图9所示的单体笔10′有一个绘图笔头14，从其上伸出一个汲水器28。汲水器28可包括例如一个液体墨水笔头，一个滚珠或者一个纤维/陶瓷头。在这种结构中，通气孔30可设在汲水器28的侧边，如图9所示。图10所示的两件式笔10″包括一个圆筒形的内部件32和圆筒形的外部件34。圆筒形内部件32带有绘图笔头14，汲水器28从笔头14上伸出;圆筒形外部件34制成由描笔式绘图器的笔夹持机构夹持的形状。在这种结构中，可在例如汲水器28的侧边或者在内、外部件32、34之间设置通气孔30，如图10所示。正如熟知这种技术的人认识和理解的那样：通气孔可以布置在许多位置上。然而，不论通气孔放在何处，笔10′、10″在靠近外周边处一般都有一个台肩36。如图11和12所示，一个弹性密封件，例如O形密封圈38或类似的密封件可以置于与本发明一起使用的包装笔帽12′的上边40上。因此，可对位于弹性密封件位置内的任何通气部位实现有效地密封。实际上，弹性O形密封圈38同时封住了通气孔和笔头，并形成密封系统。因此，温度的升高和/或外界压力的降低将会对O形密封圈38产生内压力。因此，对着台肩36固定O形密封圈38的戴帽的力必须足以克服任何预期的力。根据所采用的本领域人员熟知的技术的物理原理可很容易算出这个力的大小，因此为简化避免烦琐本文将不予以研究。
不管是否将上述的O形密封圈38装入包装笔帽12′，包装笔帽12′的尺寸均应细心制作。在使用和图11所示的汲水器28一样的液体墨水笔头或陶瓷笔头的情况下，从台肩36到液体墨水笔头或陶瓷笔头的端部的距离“d”必须与包装笔帽12中的O形密封圈38的顶部与通常放在笔帽12底部的笔头密封球42（在包装笔帽12′中也采用）之间的距离相同。在使用和图12所示的汲水器28相同的纤维笔头或滚珠的情况下，O形密封圈38的顶部和包装帽12′的内底之间的距离必须大于从台肩36到纤维笔头或者滚珠端部之间的距离“d”，以使纤维笔头或者滚珠不碰到包装帽12′的内底。