JP2713006B2 - 筆記装置における減音方法 - 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減音方
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、ペンアップレールがペンアームの下面に
当ることに起因して発生する衝撃音を減音させる減音方
法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、ペンアップレールが上昇してペンアームの下面に
当接する度に不快な衝撃音が発生する。オフィス内での
騒音は事務能率を損なうものであり、この点の解決を解
決するものとして、実開平１ー１４８３８９号公報に示
されるように、ペンアップレール（昇降バー）に吸音材
を取り付ける考案が知られている。

【０００４】しかしながら、衝撃音はペンアップレール
がペンアームに衝突する衝突部分に直接に発生する音だ
けでなく、この衝突により機構全体が振動することによ
り機構の各部から発生するものもあり、むしろこの方の
衝撃音の方が大きいのであって、ペンアップレールに吸
音材を取り付けただけでは減音効果は小さく、またペン
アップレールに対しこれとは材質の異なる吸音材を取り
付けることは、部品や取付けのための作業が増大するの
で、コストアップとなり、あまり好ましくない。

【０００５】

【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アップ時の衝撃音を効果的に減音さ
せることができる減音方法を提供することをその目的と
する。

【目的を達成するための手段】

【０００６】前記目的を達成するため、本発明に係る筆
記装置における減音方法は、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、前記ソレノイドに対する通電をオフさせることによ
り前記ペンアップレールが上昇する途中で、前記ペンア
ップレールが前記ペンアームの下面に当接する直前に前
記ソレノイドに瞬間的に通電してペンアップレールの上
昇速度を減速させるとともに、前記ソレノイドに対する
瞬間通電のタイミング、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。

【発明の作用、効果】

【０００７】 前記構成によれば、ソレノイドに対する通
電をオフすることにより上昇したペンアームには、その
上昇途中でソレノイドの作動により再びペンアップレー
ルを下降させる逆向きの力が作用する。この力が制動力
となってペンアップレールを上昇させる力を減殺し、ペ
ンアップレールの上昇速度は急激に減速するから、ペン
アームの下面に対する衝撃も緩和される。したがって、
衝撃音は著しく減音される。

【０００８】 また 、ソレノイドに対する瞬間通電のタイ
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に
より、部品の取付け、組み付けに伴う誤差や筆記具のＹ
軸方向における位置に関係なく、常に良好な減音が達成
できる。

【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に対し上下軸方向に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、上記制御手段は、前記ソレノイ
ド１５に対する通電をオフさせることにより前記ペンア
ップレール５が上昇する途中で、前記ペンアップレール
５が前記ペンアーム４の下面に当接する直前に前記ソレ
ノイド１５に瞬間的に通電するように設定されている。
通電状態がオフされることにより、ペンアップレール５
には図２(a) に示したように、捻りコイルバネ１３によ
り上方に回動する力が作用するから、ペンアーム４は上
昇するが、その途中で通電されることによりソレノイド
１５が作動して再びペンアップレール５を下降させる逆
向きの力が作用する。この力が制動力となってペンアッ
プレール５を上昇させる力を減殺し、ペンアップレール
５の上昇速度は急激に減速するから、ペンアーム４の下
面に対する衝撃も緩和される。瞬間通電したときとしな
いときのソレノイド１５（ペンアップレール）とペンア
ーム４の作動状態を比較すると、図３(a) (b) のとおり
となり、図３(b) においてソレノイド１５（ペンアップ
レール）の上昇状態を示す線の傾斜が小さくなったとき
が瞬間通電されたときで、この減速時またはこれに接近
した時間にペンアップレール５がペンアーム４に当接す
るようにすれば、ペンアップレール５がペンアーム４に
当たるときの衝撃音は著しく減音される。

【００１８】 瞬間通電したときとしないときの発生衝撃
音を比較すると、図４(a) (b) のとおりとなり、衝撃音
はオフィスワークをするのに不快感を生じさせない程度
に十分に減音された（同図(b) 参照）。減速による減音
効果が顕著であることが明らかである。

【００１９】 なお、同図(a) (b) においてａ部はペンア
ップレール５がペンアーム４に衝突したときに生じる衝
撃音であるが、ｂ部はＸキャリッジ３、ペンアーム４の
基部、Ｘレール２等に設けられた各部品が振動して生じ
たノイズである。このノイズは上記衝撃音よりもむしろ
重大であったが、これも衝撃音を小さくすることに伴っ
て激減した。

【００２０】 また、制御手段による瞬間通電のタイミン
グ、通電量及び通電時間は、筆記具１０のＹ軸方向にお
ける位置に応じて可変調整するのが好ましい。すなわ
ち、図５(a) のように筆記具１０がＹ軸方向において最
も後方手前側にある（筆記具１０のケーシングフレーム
１からの出量が最小）ときと、同図(b) のように最も前
方にある（筆記具１０の出量が最大）ときとでは、筆記
具１０の先端が筆記用紙面Ｐに接触している状態におい
て、ペンアーム４とペンアップレール５との間の距離h1
、 h2 は異なるから、同図(a) と同図(b) においてソレ
ノイド１５に対する通電をオフしてペンアップレール５
が上昇を開始してからペンアーム４に当接するまでの時
間も異なる。したがって、これに筆記具１０や部品の取
付け、組み付けに伴う誤差を考慮すると、ソレノイド１
５に対する瞬間通電のタイミングは、少なくとも同図
(a) の場合にペンアップレール５が上昇してペンアーム
４に当接するまでの時間よりも早く設定する必要があ
る。また通電時間は、少なくとも同図(b) の場合にペン
アップレール５が上昇してペンアーム４に当接するまで
の時間よりも遅くなるように設定しなければならない。

【００２１】 しかし、このようにして瞬間通電のタイミ
ングと通電量とを一律に決定してしまうと、同図(a) の
場合には瞬間通電のタイミングはよいが、ペンアーム４
に当接した後のペンアップレール５の立ち上がりが遅れ
るという問題があり、同図(b) の場合は瞬間通電のタイ
ミングが早すぎてペンアーム４に当接するまでに時間が
長くかかりすぎるという問題が生じる。

【００２２】 したがって、筆記具１０又はＸレール２の
Ｙ軸方向における位置に応じてソレノイド１５に瞬間通
電するタイミング、通電量及び通電時間を決定するのが
好ましい。この場合、図６のフローチャートに示すよう
に、制御手段のＣＰＵが筆記具１０（Ｘレール２でもよ
い）のＹ軸座標の現在位置を計算し、この現在位置を見
てソレノイド１５に瞬間通電するタイミング、通電量等
につきペンアップ制御用データの中から最適のデータを
選択して瞬間通電させるようにすればよい。

【００２３】 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。これにより、筆記具１０
のＹ軸方向の位置に応じて最適な瞬間通電のタイミング
と通電量が決定され、ペンアップレール５は最適なタイ
ミングで最適な時間だけ減速することになる。

【００２４】 なお、ペンアップレール５に対する減速
は、ソレノイド１５を駆動する電圧が変化することによ
っても影響を受ける。したがって、図７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に供給するのが好ましい。

【００２５】 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。

【００２６】

【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）。

【００２７】

【数２】Ｐ_WM信号発生器から出される信号は、図８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、

【００２８】

【数３】として表わされる。

【００２９】 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。

【００３０】

【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に供給される。

【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】ソレノイドに対する瞬間通電によるペンアップ
レールの動作状態の説明図である。

【図４】(a) (b) はそれぞれ瞬間通電前と瞬間通電後の
衝撃音の発生状態を示したグラフである。

【図５】(a) (b) はＹ軸方向の位置が変わった場合にお
けるペンアームとペンアップレールとの位置関係状態の
説明図である。

【図６】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７】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８】パルス変調信号の波形図である。

【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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−197297（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−74000（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−228996（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−7991（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−39156（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−148389（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(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、 前記ソレノイドに対する通電をオフさせることにより前
   記ペンアップレールが上昇する途中で、前記ペンアップ
   レールが前記ペンアームの下面に当接する直前に前記ソ
   レノイドに瞬間的に通電してペンアップレールの上昇速
   度を減速させるとともに、前記ソレノイドに対する瞬間
   通電のタイミング、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減音方法。