JP2650175B2 - 筆記装置におけるペンダウン方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は筆記装置におけるペンダ
ウン方法、詳しくはＸ軸、Ｙ軸方向に移動するペンアー
ムに対しペンアップレールを昇降させてペンアームとそ
の先端の筆記具を筆記用紙面に対してアップダウンさせ
る筆記装置において、ペンアップ後にペンダウンさせる
方法の改良に関するものである。

【０００２】

【従来技術】一般に、この種の筆記装置は、ケーシング
フレーム内の所定領域をＸ軸、Ｙ軸方向に移動するペン
アームをアップダウンさせることによりペンアームに保
持された筆記具を筆記用紙面に対して当接、離反の動作
を繰り返しながら文字や図形を書いていくものである
が、ペンアームのアップダウンは、ケーシングフレーム
のペンアームの下方に配置されたペンアップレールを昇
降させてペンアームの下面に当接、離反させることによ
り行なわれていた。

【０００３】このようなペンアームのアップダウン機構
では、ペンアップレールはケーシングフレームの所定位
置に昇降自在に支持されているから、筆記具がＹ軸方向
の一端に位置する場合と他端に位置する場合、換言すれ
ば、ペンアームがケーシングフレームから出る出量が最
小の場合（図６(a) 参照）と最大の場合（同図(b) 参
照）とでは、ペンアーム４とペンアップレール５との間
の距離h1、 h2が異なる。距離が異なれば、ペンアップレ
ール５の上昇時の加速度も異なるため、ペンアップレー
ル５が上昇してペンアーム４に当接したときの衝撃は、
出量が最大のときの方が出量が最小のときよりも小さ
い。ペンアーム４が衝撃を受けると全体がバウンドする
から、そのバウンドが鎮静化するまでの間は次段の筆記
動作を行なうことはできない。バウンド中にペンアーム
４を下降させて次段の筆記動作をさせると、筆記具も上
下に振動して先端が筆記用紙面に接触して不必要な部分
にインクを付けてしまうからである。そこで、前段の筆
記動作の終了により上昇させたペンアップレール５を、
次段の筆記動作のためにペンダウンさせるタイミング
を、出量が最大の場合の衝撃により生じたペンアーム４
のバウンドが鎮まるまでの時間に合わせて設定してい
た。しかしながら、これでは出量が最小の場合はペンダ
ウン可能な状態になっても所定の時間が経過するまで待
たなければならず、不必要に待ち時間が長くなるから、
筆記効率が低下してしまうという欠点があった。

【０００４】

【発明の目的】本発明は前記欠点を解消し、筆記装置に
おけるペンアームのダウン時の不要な待ち時間をなくす
ることによって筆記効率を向上させることができるペン
ダウン方法を提供することをその目的とする。

【０００５】

【目的を達成するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る筆記装置におけるペンダウン方法は、
ケーシングフレームに対しＹ軸方向に移動自在に設けら
れたＸレールと、Ｘレールに対してＸ軸方向に移動自在
に懸架されたＸキャリッジと、Ｘキャリッジに基端を回
動可能に支持されるとともに先端に筆記具を設けたペン
アームと、Ｘレールと平行で且つ昇降自在に配置され
て、上昇時にペンアームの下面に当接して筆記具を筆記
用紙面から上昇させ、下降時にペンアームから離反して
筆記具が筆記用紙面に接触するのを許容するとともに、
常時上昇方向に付勢されているペンアップレールと、通
電により前記ペンアップレールを下降させるソレノイド
とを備える筆記装置において、前記ペンアップレールを
上昇させるために前記ソレノイドに対する通電をオフし
た後に前記ソレノイドに再通電してペンアップレールを
下降させるタイミング、通電量及び通電時間を、前記筆
記具又はＸレールのＹ軸方向における位置に応じて可変
調整することを特徴とする。

【０００６】なお、前記再通電時の可変調整とともに、
電源電圧の変化に係りなく常に一定の電流をソレノイド
に供給するのが好ましい。

【０００７】

【発明の作用、効果】前記第１の発明に係る筆記装置に
おけるペンダウン方法によれば、ソレノイドに対する通
電をオフした後にソレノイドに再通電してペンアップレ
ールを下降させてペンダウンさせるタイミング、通電量
及び通電時間は、筆記具又はＸレールのＹ軸方向におけ
る位置に応じて可変調整されているので、筆記具がペン
アップレールに当たってバウンドした場合、そのバウン
ド量に応じて筆記動作が開始されるので、ペンアームが
どの位置にあっても常に最適のタイミングで次段の筆記
動作に移ることができる。したがって、従来のような不
要な待ち時間がなくなり、全体的に前段から次段への筆
記動作が早くなるので、筆記効率が向上する。

【０００８】なお、前記再通電時の可変調整とともに、
電源電圧の変化に応じて常に一定の電流をソレノイドに
供給することにより、ペンアームの不要なバウンドが抑
えられる。

【０００９】

【実施例】以下、図面によって本発明の実施例について
説明すると、図１は筆記装置を示すもので、この筆記装
置には、ケーシングフレーム１に対しＹ軸方向に移動自
在に設けられたＸレール２と、Ｘレール２に対してＸ軸
方向に移動自在に懸架されたＸキャリッジ３と、Ｘキャ
リッジ３に対し基端を支持されるとともに先端に筆記具
を設けたペンアーム４と、ペンアーム４を昇降させるペ
ンアップレール５と、Ｘレール２とＸキャリッジ３とペ
ンアップレール５をそれぞれ駆動する駆動機構Ａ、Ｂ、
Ｃと、各駆動機構Ａ、Ｂ、Ｃを制御する制御手段とが設
けられている。

【００１０】ケーシングフレーム１の左右両側にはＹ軸
方向に移動案内レール６が平行に配置されている。Ｘレ
ール２の両端にはＹキャリッジ７が固定され、該Ｙキャ
リッジ７は上記移動案内レール６に沿って移動可能に設
けられている。

【００１１】ペンアーム４の基端はヒンジを介してＸキ
ャリッジ３に対し回動自在に支持されている。ペンアー
ム４の先端にはペンホルダ９が取り付けられ、ここに筆
記具１０が螺合により着脱できるように形成されてい
る。Ｘキャリッジ３には転動ローラ１１がＸレール２の
両側縁を挟むように配置され、Ｘキャリッジ３は転動ロ
ーラ１１を介してＸレール２に沿って自由に移動できる
ように形成されている。

【００１２】ペンアップレール５は細長板状に形成さ
れ、ケーシングフレーム１の前縁の近傍にＸレール２と
平行に配置され、両端の中間部はケーシングフレーム１
に設けられた支軸１２により板面がほぼ垂直又は水平に
なるように枢支され、回動により上縁５ａが昇降自在と
なるように設けられている。

【００１３】ペンアップレール５の駆動機構Ｃは次のよ
うに構成されている。つまり、ペンアップレール５の背
面は捻りコイルバネ１３によって常時上縁５ａが上昇す
る方向に付勢されている。これに対し、下縁５ｂにはコ
ード１４の一端が固定され、コード１４の他端はソレノ
イド１５に連結されている。したがって、ソレノイド１
５に対する通電をオフしたときは、図２(a) のようにペ
ンアップレール５は捻りコイルバネ１３のバネ力によっ
て垂直になるように回動して上縁５ａが上昇し、上昇時
にペンアーム４の下面に当接して筆記具１０を筆記用紙
面から上昇させる。これに対し、ソレノイド１５に対す
る通電をオンしたときは、同図(b) のようにコード１４
がソレノイド１５側に引かれてペンアップレール５は水
平になるように回動して上縁５ａが下降し、下降時にペ
ンアーム４から離反してペンアーム４が自重で降下して
筆記具１０が筆記用紙面に接触するのを許容する。

【００１４】次に、図１に示すように、ケーシングフレ
ーム１にはＸレール２とＸキャリッジ３とを駆動する駆
動機構Ａ、Ｂが設けられている。Ｘレール２の駆動機構
Ａは、ケーシングフレーム１に対しＹ軸方向に張設され
たタイミングベルト１６をＹ軸駆動用ステップモータ１
８に連係させるとともに、上記タイミングベルト１６の
一部に一方のＹキャリッジ７を固定することによって構
成されている。また、Ｘキャリッジ３の駆動機構Ｂは、
上記タイミングベルト１６の下方にＹ軸方向に配置され
た回転軸２０をＸ軸駆動用ステップモータ２１に連係さ
せ、上記回転軸２０に対し摺動自在で且つ回転軸２０と
ともに回転する歯車２２を上記一方のＹキャリッジ７に
設けるとともに、上記歯車２２と他方のＹキャリッジ７
に設けた歯車２３とにタイミングベルト２４を懸架し、
該タイミングベルト２４の一部にＸキャリッジ３を固定
することによって構成されている。

【００１５】前記駆動機構Ａ、Ｂにおいて、Ｙ軸駆動用
ステップモータ１８を作動させると、タイミングベルト
１６が回転移動し、これに追従してＹキャリッジ７もＹ
軸方向に移動するから、Ｘレール２はＹ軸方向に移動
し、これに応じてＸレール２上のペンアーム４もＹ軸方
向に移動する。また、Ｘ軸駆動用ステップモータ２１を
作動させると、回転軸２０が回転するから、この回転量
に応じて歯車２２、２３を介してタイミングベルト２４
が回転移動し、これに追従してＸキャリッジ３もＸ軸方
向に移動し、このためペンアーム４はＸ軸方向に移動す
る。上記Ｙ軸駆動用ステップモータ１８とＸ軸駆動用ス
テップモータ２１は、それぞれマイコンによる制御手段
（図示せず）に連係し、制御手段のコマンドによって所
定の回転量だけ回転する。なお、回転軸２０側のＹキャ
リッジ７は上記回転軸２０に対し摺動自在に設けられて
いる。

【００１６】前記構成の筆記装置により筆記用紙面に文
字や図形を書く場合、ペンアーム４を下降させて筆記具
１０が筆記用紙面Ｐ上に接触した状態でＸ軸、Ｙ軸方向
に移動させることにより一段の筆記動作を終了した後、
ペンアーム４を上昇させてペンアーム４をＸ軸、Ｙ軸方
向に移動させ、再び筆記用紙面上に下降させて次段の筆
記動作を開始するという作業を繰り返しながら筆記作業
を進めていく。このようにペンアーム４を昇降させる作
業はペンアップレール５の昇降によって行なわれ、ペン
アップレール５の昇降作動は制御手段がソレノイド１５
に対する通電のオンオフを制御することによって行なわ
れる。

【００１７】ところで、上述のように文字や図形を書い
ていく場合、一段の筆記動作の終了後、ソレノイド１５
に対する通電をオフしてペンアーム４が上昇した直後
に、ソレノイド１５に再通電してペンアップレール５を
下降させ、ペンアーム４の筆記具１０を筆記用紙面上に
接触させて次段の筆記動作に移る必要がある。ところ
が、ペンアップレール５が上昇して当接したときの衝撃
で、ペンアーム４は上下にバウンドするから、バウンド
が鎮静化するまではペンアーム４を下降させることがで
きない。ところが前述のように、ペンアーム４のＹ軸方
向における位置によってペンアーム４のバウンドの大き
さ、鎮静化するまでの時間も異なる。つまり、図６(a)
のようにペンアーム４の出量が最小のときには点線で示
すようにバウンドも小さく、鎮静化までの時間が短い
が、同図(b) のようにペンアーム４の出量が最大のとき
には、点線で示すようにバウンドが最も大きく、長く継
続し、鎮静化までの時間は最も長い。したがって、後者
のバウンドの鎮静時間に合わせると、前者の場合の待ち
時間が長くなり、筆記効率を低下させるおそれがある。

【００１８】そこで、前段の筆記動作の終了により上昇
させたペンアップレール５を次段の筆記動作のために下
降させるための、ソレノイド１５に対する再通電のタイ
ミングは、ペンアーム４のＹ軸方向における位置に応じ
て決定するように可変調整するのが好ましい。そのため
には、図３のフローチャートに示すように、ペンアーム
４（Ｘレール２でもよい）のＹ軸座標の現在位置を計算
し、この現在位置に応じた最適の制御用データを選択す
ることによって再通電のタイミングを決定すればよい。

【００１９】なお、ペンアップ制御用データの選択は、
ペンアーム４のＹ軸座標の現在位置をＴｙとして、 という具合に設定すればよい。

【００２０】このように、上昇後のペンアップレール５
の下降タイミングは、Ｘレール２のＹ軸座標の現在位置
に応じて決定され、ペンアーム４がどの位置にあっても
常に最適のタイミングで次段の筆記動作に移ることがで
きるから、従来のような不要な待ち時間がなくなり、全
体的に前段から次段への筆記動作が早くなるので、筆記
効率が向上する。

【００２１】さらに、ペンアップレール５の上昇による
ペンアーム４のバウンドの大小はペンアーム４又はＸレ
ール２のＹ軸座標位置だけでなく、ソレノイド１５を駆
動する電圧が変化することによる電流の大小によっても
異なる。この場合は、図４のブロック図に示されるよう
に、電源電圧の変動を制御手段のＣＰＵで監視し、電源
電圧の変化に応じて常に一定の電流をソレノイド１５に
供給することによって対応すればよい。

【００２２】上記ブロック図による処理を説明すると、
まず電源電圧Ｖ_MMをデジタル値に変換する。

【００２３】

【数１】 次に、予めプログラム又はテーブルに用意されたＰ
_WM（パルス変調信号）データ変換演算によりＰ_WM値を決
定する（Ｄ_Vがパラメータ）。

【００２４】

【数２】 Ｐ_WM信号発生器から出される信号は、図５のようなパル
ス変調信号であり、一周期Ｔ当りのオン時間の比をＤ_V
とすると、

【００２５】

【数３】 として表わされる。

【００２６】ソレノイド１５に流れる電流は、ドライバ
の効率、スイッチング特性を理想的とすれば、ほぼ計算
上は次のようになる。

【００２７】

【数４】 以上の作業によって電源電圧の変化に応じて常に一定の
電流がソレノイド１５に供給される。

【００２８】なお、前述のペンアップレール５を下降さ
せるための手段、つまりソレノイド１５に対する再通電
のタイミング、通電量及び通電時間の可変調整と再通電
時の一定電流の供給とは、前述のペンダウン方法だけで
なく、他の方式の作画、筆記装置にも適用することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】筆記装置の斜視図である。

【図２】(a) (b) はペンアップレールの作動状態説明図
である。

【図３】瞬間通電のタイミング、通電量を決定するため
のフローチャートである。

【図４】電源電圧の変動に応じて一定の電流をソレノイ
ドに供給するための回路のブロック図である。

【図５】パルス変調信号の波形図である。

【図６】(a) (b) はＹ軸方向の位置が変わった場合にお
けるペンアームのバウンドの比較図である。

【符号の説明】

１ ケーシングフレーム ２ Ｘレール ３ Ｘキャリッジ ４ ペンアーム ５ ペンアップレール １０ 筆記具 １５ ソレノイド１５

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーシングフレームに対しＹ軸方向に移
   動自在に設けられたＸレールと、Ｘレールに対してＸ軸
   方向に移動自在に懸架されたＸキャリッジと、Ｘキャリ
   ッジに基端を回動可能に支持されるとともに先端に筆記
   具を設けたペンアームと、Ｘレールと平行で且つ昇降自
   在に配置されて、上昇時にペンアームの下面に当接して
   筆記具を筆記用紙面から上昇させ、下降時にペンアーム
   から離反して筆記具が筆記用紙面に接触するのを許容す
   るとともに、常時上昇方向に付勢されているペンアップ
   レールと、通電により前記ペンアップレールを下降させ
   るソレノイドとを備える筆記装置において、 前記ペンアップレールを上昇させるために前記ソレノイ
   ドに対する通電をオフした後に前記ソレノイドに再通電
   してペンアップレールを下降させるタイミング、通電量
   及び通電時間を、前記筆記具又はＸレールのＹ軸方向に
   おける位置に応じて可変調整することを特徴とする筆記
   装置におけるペンダウン方法。
2. 【請求項２】 前記再通電時の可変調整とともに、電源
   電圧の変化に係りなく常に一定の電流をソレノイドに供
   給することを特徴とする請求項１記載の筆記装置におけ
   るペンダウン方法。