JP2724343B2 - 自動作画装置における筆記具昇降制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は自動作画装置（XYプロッター）の筆記具を作
画面に対して垂直方向に駆動制御する方法に関する。

〔従来の技術〕

自動作画装置の筆記具を作画面に対して垂直方向に駆
動制御する方法に関して、従来、以下の如き技術があっ
た。自動作図装置の作画ヘッドに筆記具の作画面に対し
て垂直方向の位置を電気信号に変換するセンサーを設
け、作画面の作画ヘッドの移動範囲の適所における、作
画面と上昇状態における基準具の先端との距離を予め測
定して、記憶装置にストロークデータとして記憶させ、
作画時、筆記具を昇降制御するムービングコイルにプラ
スの加速電流とマイナスの減速電流を与えて、筆記具を
加減速制御し、これによって筆記具を加減速制御し、こ
れによって筆記具を高速で下降し、ほぼ下降速度が零に
減速されたところで作画面上に軟着陸させ、しかる後に
筆圧電流をムービングコイルに供給するようにする。上
記筆記具の加減速制御は、加減速の切り換えを第14図に
示すように前記ストロークデータを基に算出した切り換
え位置において行う。また減速電流から筆圧電流への切
り換えは、筆記具の下降速度を判定して行う。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来、筆記具の減速中に筆記具が下降位置又は上昇位
置に着地した場合、筆圧又は上昇保持力が加わる減速力
と筆圧又は上昇保持力との差が大きく着時の衝撃も大き
く、第14図（Ａ）のような動作波形になる確率は少な
い。特に、筆記具を昇降させる可動部の摩擦力が小さい
場合、筆記具が減速しきれずに着地するため第16図に示
すように、衝撃が大きくなる。本発明の第１の目的は上
記欠陥を除去することである。

また、従来の筆記具制御方法においては、筆記具の最
上昇位置から最下降位置までのストロークが短くなった
場合、下降及び上昇処理時間が短くなるが、ストローク
が長くなった場合は下降及び上昇処理時間が長くなる。
そのため、ストロークの変化により下降及び上昇サイク
ルにバラツキが生じる。本発明の第２の目的はこの欠陥
を除去することである。

また、筆記具可動部の摩擦力が大きい場合、減速期間
において、第15図に示すように筆記具が着地する前に下
降速度が零となってしまい、この状態で制御が筆圧力に
切り換わると、筆記具が着地するとき跳ね上がりが生じ
てしまう。このことは筆記具を上昇させ、筆記具を上方
係止位置に衝突させる場合も同様である。本発明の第３
の目的は、この欠陥を除去することである。

また、従来の制御方法において、筆記具着地時、ペン
先の跳ね上がりが生じると、筆記具に、下降方向にペン
先が破壊される力より弱いペン先跳ね上がり押え力を、
ペン先の跳ね上がりの頂点に達するまで加えている。し
かるに、筆記具の着地時の衝撃力、着地面の硬度、ペン
先の太さによっては、一定の跳ね上がり力を加えただけ
では、筆記具が大きく跳ね上がってしまう現象が生じ
る。これは、着地面が柔らかく且つペン先が細く、また
着地時の衝撃力が大きかった場合に顕著に現れる。この
場合、着地面の硬度を上げれば、着地面のへこみが防止
され、上記ペン先の跳ね上がりを防止することができる
が、ペン先の保護ができず、しかも着地時の音も大きく
なってしまう。本発明の第４の目的はこれらの問題点を
解決することである。

〔問題点を解決する手段〕

（１）上記第１の目的を達成するため、本発明は、作画
面に対して一定距離を存して移動制御可能な作画ヘッド
に昇降駆動装置を設け、コントローラによって前記昇降
駆動装置への電流を制御して該昇降駆動装置の出力側に
連結する筆記具を作画面に対して略垂直方向に昇降制御
するとともに、前記作画ヘッドに前記筆記具の作画面に
対して垂直方向の位置を電気信号に変換するセンサーを
設けた自動作画装置において、筆記具の下降時、予め設
定したストロークデータの略中間点を加減速切り換え位
置とし、筆記具の作画面に向かう運動に加速力及び減速
力を与えるための前記昇降駆動装置への電流を制御し
て、筆記具に加速力を与え、前記加減速切り換え位置に
おいて、予め設定した減速力の減少値ｙに前記加減速切
り換え位置から最下降位置までのストローク値を乗じて
設定した初期減速力を前記筆記具に与え、その後筆記具
が作画面に到達するまでの間、筆記具が一定値作画面に
接近する度毎に、筆記具に対する減速力を前記減少値ｙ
ずつ減らして減速力を階段状と成し、減速期間の終了時
には筆記具に作画面方向に筆圧を加えるようにしたもの
である。

（２）上記第１の目的を達成するため、本発明は、作画
面に対して一定距離を存して移動制御可能な作画ヘッド
に昇降駆動装置を設け、コントローラによって前記昇降
駆動装置への電流を制御して該昇降駆動装置の出力側に
連結する筆記具を上方係止装置と作画面との間で作画面
に対して略垂直方向に昇降制御するとともに、前記作画
ヘッドに前記筆記具の作画面に対して垂直方向の位置を
電気信号に変換するセンサーを設けた自動作画装置にお
いて、筆記具の上昇時、予め設定したストロークデータ
の略中間点を加減速切り換え位置とし、筆記具の上方係
止位置に向かう上昇運動に加速力及び減速力を与えるた
めの前記昇降駆動装置への電流を制御して、筆記具が下
降位置から前記加減速切り換え位置に到達するまでの
間、該筆記具に上方向の加速力を与え、前記加減速切り
換え位置において予め設定した減速力の減少値に前記加
減速切り換え位置から最上昇位置までのストローク値を
乗じて設定した初期減速力を前記筆記具に与え、その後
筆記具が上方係止位置に到達するまでの間、筆記具が一
定値上昇する度毎に、筆記具に対する減速力の前記減少
値ずつ減らして減速力の減少を段階状と成し、減速期間
の終了時には筆記具に上昇保持力を加えるようにしたも
のである。

（３）上記第２の目的を達成するため、本発明は、作画
面に対して一定距離を存して移動制御可能な作画面ヘッ
ドに昇降駆動装置を設け、コントローラによって前記昇
降駆動装置への電流を制御して該昇降駆動装置の出力側
に連結する筆記具を作画面に対して略垂直方向に昇降制
御するとともに、前記作画ヘッドに前記筆記具の作画面
に対して垂直方向の位置を電気信号に変換するセンサー
を設けた自動作画装置において、前記作画ヘッドの移動
範囲を複数の区画エリアに分割し、この区画エリアごと
に上昇位置にある基準具の先端と作画面との間の距離を
予め測定して、記憶装置にストロークデータとして記憶
させ、筆記具の下降時、予め記憶されたストロークデー
タの略中間点を加減速切り換え位置とし、筆記具１作画
面に向かう運動に加速力及び減速力を与えるための前記
昇降駆動装置への電流を制御して、加速時には、予め設
定した加速力の減少値ｘに、筆記具の上昇位置から前記
加減速切り換え位置までのストローク値を乗じて設定し
た初期加速力を与え、その後筆記具が一定値作画面に接
近する度毎に、加速力を前記減少値Ｘずつ減らして加速
力の減少を階段状と成し、減速時には、前記加減速切り
換え位置において予め設定した減速力の減少値ｙに、前
記加減速切り換え位置から最下降位置までのストローク
値を乗じて設定した初期減速力を前記筆記具に与え、そ
の後筆記具が作画面に到達するまでの間、筆記具が一定
値作画面に接近する度毎に、筆記具に対する減速力を前
記減少値ｙずつ減らして減速力の減少を階段状と成し、
筆記具に作画面方向に筆圧を加えるようにしたものであ
る。

（４）上記第２の目的を達成するため、本発明は、作画
面に対して一定距離を存して移動制御可能な作画ヘッド
に昇降駆動装置を設け、コントローラによって前記昇降
駆動装置への電流を制御して該昇降駆動装置の出力側に
連結する筆記具を上方係止位置と作画面との間で作画面
に対して略垂直方向に昇降制御するとともに、前記作画
ヘッドに前記筆記具の作画面に対して垂直方向の位置を
電気信号に変換するセンサーを設けた自動作画装置にお
いて、前記作画ヘッドの移動範囲を複数の区画エリアに
分割し、この区画エリアごとに上昇位置にある基準具の
先端と作画面との間の距離を予め測定して、記憶装置に
ストロークデータとして記憶させ、筆記具の上昇時、予
め記憶されたストロークデータの略中間点を加減速切り
換え位置とし、筆記具の上方係止位置に向かう上昇運動
に加速力及び減速力を与えるための前記昇降駆動装置へ
の電流を制御して、加速時には、予め設定した加速力の
減少値に、筆記具の下降位置から前記加減速切り換え位
置までのストローク値を乗じて設定した初期加速力を与
え、その後筆記具が加減速力切り換え位置に到達するま
での間、筆記具が一定値上昇する度毎に、加速力を前記
減少値ずつ減らして加速力の減少を階段状と成し、減速
時には、前記加減速切り換え位置において、予め設定し
た減速力の減少値に前記加減速切り換え位置から最上昇
位置までのストローク値を乗じて設定した初期減速力を
前記筆記具に与え、その後筆記具が上方係止位置に到達
するまでの間、筆記具が一定値上昇する度毎に、筆記具
に対する減速力を前記減速力の減少値ずつ減らして減速
力の減少を階段状と成し、減速期間の終了時には筆記具
に上昇保持力を加えるようにしたものである。

（５）上記第３の目的を達成するため、本発明は、作画
面に対して一定距離を存して移動制御可能な作画ヘッド
に昇降駆動装置を設け、コントローラによって前記昇降
駆動装置への電流を制御して該昇降駆動装置の出力側に
連結する筆記具を作画面に対して略垂直方向に昇降制御
するとともに、前記作画ヘッドに前記筆記具の作画面に
対して垂直方向の位置を電気信号に変換するセンサーを
設けた自動作画装置において、筆記具の下降時、予め設
定したストロークデータの略中間点を加減速切り換え位
置とし、筆記具の作画面に向かう運動に加速力及び減速
力を与えるための前記昇降駆動装置への電流を制御し
て、筆記具に加速力を与え、前記加減速切り換え位置に
おいて予め設定した減速力の減少値ｙに、前記加減速切
り換え位置から最下降位置までのストローク値を乗じて
設定した初期減速力を前記筆記具に与え、その後筆記具
が作画面に到達するまでの間、筆記具が一定値作画面に
接近する度毎に、筆記具に対する減速力を前記減少値ｙ
ずつ減らして減速力の減少を階段状と成し、減速期間の
終了時には筆記具に作画面方向に筆圧を加えるように
し、前記減速期間終了前に筆記具の速度が略零の状態が
一定時間以上続いたことが前記センサにより検出された
場合には、一定の大きさの作画面方向の加速力を筆記具
に一定時間加えるようにしたものである。

（６）上記第３の目的を達成するため、本発明は、作画
面に対して一定距離を存して移動制御可能な作画ヘッド
に昇降駆動装置を設け、コントローラによって前記昇降
駆動装置への電流を制御して該昇降駆動装置の出力側に
連結する筆記具を作画面に対して略垂直方向に昇降制御
するとともに、前記作画ヘッドに前記筆記具の作画面に
対して垂直方向の位置を電気信号に変換するセンサーを
設けた自動作画装置において、前記作画ヘッドの移動範
囲を複数の区画エリアに分割し、この区画エリアごとに
上昇位置にある基準具の先端と作画面との間の距離を予
め測定して、記憶装置にストロークデータとして記憶さ
せ、筆記具の下降時、予め記憶されたストロークデータ
の略中間点を加減速切り換え位置とし、筆記具１作画面
に向かう運動に加速力及び減速力を与えるための前記昇
降駆動装置への電流を制御して、加速時には、予め設定
した加速力の減少値ｘに、筆記具の上昇位置から前記加
減速切り換え位置までのストローク値を乗じて設定した
初期加速力を与え、その後筆記具が一定値作画面に接近
する度毎に、加速力を前記減少値ｘずつ減らして加速力
の減少を階段状と成し、減速時には、前記加減速切り換
え位置において予め設定した減速力の減少値ｙに、前記
加減速切り換え位置から最下降位置までのストローク値
を乗じて設定した初期減速力を前記筆記具に与え、その
後筆記具が作画面に到達するまでの間、筆記具が一定値
作画面に接近する度毎に、筆記具に対する減速力を前記
減少値ｙずつ減らして減速力の減少を階段状と成し、筆
記具に作画面方向に筆圧を加えるようにし、前記減速期
間終了前に筆記具の速度が略零の状態が一定時間以上続
いたことが前記センサにより検出された場合には、一定
の大きさの作画面方向の加速力を筆記具に一定時間加え
るようにしたものである。

（７）上記第３の目的を達成するため、本発明は、作画
面に対して一定距離を存して移動制御可能な作画ヘッド
に昇降駆動装置を設け、コントローラによって前記昇降
駆動装置への電流を制御して該昇降駆動装置の出力側に
連結する筆記具を上昇係止装置と作画面との間で作画面
に対して略垂直方向に昇降制御するとともに、前記作画
ヘッドに前記筆記具の作画面に対して垂直方向の位置を
電気信号に変換するセンサーを設け自動作画装置におい
て、筆記具の上昇時、予め設定したストロークデータの
略中間点を加減速切り換え位置とし、筆記具の上方係止
位置に向かう上昇運動に加速力及び減速力を与えるため
の前記昇降駆動装置への電流を制御して、筆記具が下降
位置から前記加減速切り換え位置に到達するまでの間、
該筆記具に上方向の加速力を与え、前記加減速切り換え
位置において予め設定した減速力の減少値に前記加減速
切り換え位置から最上昇位置までのストローク値を乗じ
て設定した初期減速力を前記筆記具に与え、その後筆記
具が上方係止位置に到達するまでの間、筆記具が一定値
上昇する度毎に、筆記具に対する減速力を前記減少値ず
つ減らして減速力の減少を階段状と成し、減速期間の終
了時には筆記具に上昇保持力を加えるようにし、前記減
速期間終了前に筆記具の速度が略零の状態が一定時間以
上続いたことが前記センサにより検出された場合には、
一定の大きさの作画面方向と反対方向の加速力を筆記具
に一定時間加えるようにしたものである。

（８）上記第３の目的を達成するため、本発明は、作画
面に対して一定距離を存して移動制御可能な作画ヘッド
に昇降駆動装置に設け、コントローラによって前記昇降
駆動装置への電流を制御して該昇降駆動装置の出力側に
連結する筆記具を上方係止位置と作画面との間で作画面
に対して略垂直方向に昇降制御するとともに、前記作画
ヘッドに前記筆記具の作画面に対して垂直方向の位置を
電気信号に変換するセンサーを設けた自動作画装置にお
いて、前記作画ヘッドの移動範囲を複数の区画エリアに
分割し、この区画エリアごとに上昇位置にある基準具の
先端と作画面との間の距離を予め測定して、記憶装置に
ストロークデータとして記憶させ、筆記具の上昇時、予
め記憶されたストロークデータの略中間点を加減速切り
換え位置とし、筆記具の上方係止位置に向かう上昇運動
に加速力及び減速力を与えるための前記昇降駆動装置へ
の電流を制御して、加速時には、予め設定した加速力の
減少値に、筆記具の下降位置から前記加減速切り換え位
置までのストローク値を乗じて設定した初期加速力を与
え、その後筆記具が加減速力切り換え位置に到達するま
での間、筆記具が一定値上昇する度毎に、加速力を前記
減少値ずつ減らして加速力の減少を階段状と成し、減速
時には、前記加減速切り換え位置において、予め設定し
た減速力の減少値に前記加減速切り換え位置から最上昇
位置までのストローク値を乗じて設定した初期減速力を
前記筆記具に与え、その後筆記具が上方係止位置に到達
するまでの間、筆記具が一定値上昇する度毎に、筆記具
に対する減速力を前記減速力の減少値ずつ減らして減速
力の減少を階段状と成し、減速期間の終了時には筆記具
に上昇保持力を加えるようにし、前記減速期間終了前に
筆記具の速度が略零の状態が一定時間以上続いたことが
前記センサにより検出された場合には、一定の大きさの
作画面方向と反対方向の加速力を筆記具に一定時間加え
るようにしたものである。

（９）上記第４の目的を達成するため、本発明は、作画
面に対して一定距離を存して移動制御可能な作画ヘッド
に昇降駆動装置を設け、コントローラによって前記昇降
駆動装置への電流を制御して該昇降駆動装置の出力側に
連結する筆記具を作画面に対して略垂直方向に昇降制御
するとともに、前記作画ヘッドに前記筆記具の作画面に
対して垂直方向の位置を電気信号に変換するセンサを設
け、予め設定した筆記具の上昇位置から作画面までのス
トロークデータの略中間点を加減速切り換え位置とし、
筆記具下降時、前記昇降駆動装置を電流制御して前記筆
記具に前記加減速切り換え位置まで加速力を加え、該加
減速切り換え位置から作画面到達位置まで減速力を加え
るとともに、この減速期間終了後筆圧力よりも大きな所
定の作画面方向のペン先跳ね上がり押え力を付与し、し
かる後に所定の筆圧力を付与するようにした自動作画装
置において、前記ペン先跳ね上がり押え力を付与した
後、このペン先跳ね上がり押え力を筆圧力に達するまで
階段状に減少するようにしたものである。

〔実施例〕

以下に本発明の構成を添付図面に示す実施例を参照し
て詳細に説明する。

まず、第７図ないし第８図を参照して、自動作図装置
の概略を説明する。

10は図板に上をＸ座標軸方向に移動可能に支承された
Ｙレールであり、これにＹカーソル（図示省略）が移動
自在に連結し、該Ｙカーソルには作画ヘッド14が連結し
ている。自動作画装置の本体16に設けられた筆記具スト
ッカー18の各保持部には、複数の筆記具が脱着可能に保
持されている。前記ヘッド14の基板20には、昇降部材22
がガイド軸24、26に沿って昇降自在に支承されている。
前記昇降部材22には、筆記具ホルダー28が設けられてい
る。昇降部材22に固定された軸受け部材23には、コイル
ホルダー30にスライド自在に嵌挿された軸体31がスライ
ド自在に嵌挿されている。前記軸対31の盤状部31aはコ
イルばね33の弾発力によって、ホルダー30の水平壁の下
面に弾接し、この弾接力によってホルダー30は部材23の
下面に密着している。前記昇降部材22に取り付けられた
コイルホルダー30にはムービングコイル32が固設され、
該ムービングコイル32は、前記基板20に配設された界磁
構成部34に対向している。前記ムービングコイル32が非
励磁状態において、前記昇降部材22は復帰ばね36の弾力
によって、その上端が、基板20に固設された上限ストッ
パー38に係止されるまで上昇するように構成されてい
る。前記ムービングコイル32と界磁構成部34は昇降駆動
装置を構成している。40は位置センサであり、赤外LED
から成る光源42、フォトトランジスタから成る受光素子
44、及び遮蔽板46を構成要素とし、遮蔽板46は前記昇降
部材22に固設されている。前記受光素子44は、位置セン
サ40のケーシングに内蔵された位置−電圧変換器48の一
部を構成している。前記Ｙレール10は、Ｘモータ50が駆
動されると、図板12に沿ってＸ座標方向に平行移動し、
前記作画ヘッド14は、Ｙモータ52が駆動されると、Ｙレ
ール10に沿って移動するように構成されている。前記XY
モータ50、52は第９図に示すように、XYモータドライバ
54、56を介して中央処理装置（CPU）58に接続してい
る。前記ムービングコイル32は、ペンアップダウンドラ
イバー58及びディジタル／アナログ変換器60を介して、
前記CPU58に接続し、前記位置−電圧変換器48の出力端
は、アナログ／ディジタル変換器62を介してCPU58に接
続している。ROM（リードオンメモリ）64には、ストロ
ークデータ記憶プログラムが記憶されている。尚、第９
図中、68はRAM（ランダムアクセスメモリ）。70はEEPRO
M（電気的にリード／ライトできるROM）、72はパネル操
作部、74は入力装置である。上記自動製図器は、筆記具
自動交換機能を備えている。CPU58の制御によりXYモー
タ50、52を駆動し、ヘッド14を筆記具ストッカー18の複
数の筆記具のうち、所望の筆記具例えば、第７図中、N
O.1保持部の筆記具２の手前に位置させ、この位置から
ヘッド14をそのホルダー28がストッカー18側のNO.1保持
部の筆記具に嵌合するまで直線方向に移動し、次にヘッ
ド14をストッカー18から離れる方向に直線状に所定の位
置まで移動させると、ストッカー18のNO.1保持部の筆記
具２は、ストッカー18のNO.1保持部のホルダーから離脱
し、筆記具２は、ヘッド14の筆記具ホルダー28のみに保
持される。該状態において、筆記具２の鍔部2aは、ホル
ダー28の溝28aに嵌合し、筆記具２のホルダー28に対す
る、上下方向の移動が阻止され、且つ、ホルダー28に対
する、筆記具２のその長手方向に対して直角方向の移動
は、ホルダー28の一部を構成する移動アーム76の保持力
によって阻止される。

第10図において昇降部材22がムービングコイル32と界
磁構成部34とから成るアクチュエータ78によって図板12
面に対して上下動すると、遮蔽板46が上下動し、受光素
子44に照射される光量が変化する。受光素子44に照射さ
れる光量は、第11図に示す位置−電圧変換器48の出力ラ
イン80から電圧信号として出力される。この電圧信号
は、第９図に示す変換器62によってディジタル信号に変
換されて、CPU58に供給される。CPU58は、上記変換器62
からのディジタル信号に基づいて、昇降部材22即ち筆記
具２の図板面12に対して垂直方向の位置を認識する。上
記位置−電圧変換器48の光量及び筆記具の位置に対する
電圧特性は、第12図に示されている。

筆記具の昇降については、第８図及び第９図におい
て、CPU58の指令によってペンアップダウンドライバー5
8がプラスの電流をムービングコイル32に出力すると、
ムービングコイル32に下降力が作用し、昇降部材22がば
ね36の弾力に抗して下降し、CPU58の指令によってペン
アップダウンドライバー58からマイナスの電流がムービ
ングコイル32に通電されると、ムービングコイル32には
上昇方向に電磁力が作用し、昇降部材22が上昇するよう
になっている。

上記構成では作画ヘッドの昇降運動の制御にムービン
グコイルを利用しているが、これもモータを用いる構成
としてもよい。

尚、前記作画ヘッド14の図板12上の移動範囲を複数の
区画エリアに分割し、この区画エリア毎に、筆記具ホル
ダー28を最上昇位置から、その保持する筆記具と同寸法
の基準具の先端が、作画面６に到達するまで下降し、こ
のときの筆記具ホルダー28の下降量即ちストロークを、
EEPROM70に区画エリア毎にストロークデータとして、予
め記憶させている。

次に第１図及び第２図に示すフローチャートを参照し
て筆記具の昇降動作について説明する。

まず筆記具下降時について説明する。

コントローラ（CPU58）により昇降部材22を介して筆
記具（以下「ペン」という。）に初期加速力Fsdを加え
る（ステップ）。前記初期加速力Fsdは、予め設定し
た力の減少値ｘに、ストロークデータのペン上昇位置か
ら切り換え位置までのストローク値を乗じて設定する。
この切り換え位置は、第３図に示すようにストロークデ
ータの略中間位置に設定されている。コントローラ58
は、予め設定した距離１だけペンが前の位置から下がっ
たか否かを判定し（ステップ）、YESの場合にはFsdか
らｘを減じた値をFsdとし（ステップ）、その加速力F
sdをペンに加える（ステップ）。ステップでペン位
置が加減速切り換え位置に到達したか否かを判定し、到
達した場合にはステップに進み、到達していない場合
にはステップに再び戻る。ステップで、ペンに初期
減速力Fsuを加える。前記初期減速力Fsuは、予め設定し
た力の減少値ｙに、ストロークデータに基づく、切り換
え位置からペンダウン位置までのストローク値を乗じて
設定する。コントローラ58は、前のペン位置よりペン２
が距離１だけ下がったか否かを判定し（ステップ）、
YESの場合には、予め設定した力の減少値ｙの分だけFsu
を減じた値をFsuとし（ステップ）、その減速力Fsuを
ペンに加える（ステップ）。ステップでNOの場合に
は、予め設定した微小時間ｔ以上ペン位置が変化しない
か否かを判定し（ステップ）、YESの場合には大きさ
一定の加速力Fpをインパルスとして与える（ステップ
）。コントローラ58は、ステップでペン位置がDOWN
位置に到達したか否かを判定し、到達した場合にはステ
ップに進み、到達していない場合にはステップに再
び戻る。ステップで筆力Fhiを加え、ペン跳ねが起き
たか否かを判定し（ステップ）、ペン跳ねが起きない
場合には下降動作を終了し、ペン跳ねが起きた場合には
図２にステップに進む。ステップで初期跳ね押え力
Fshを加える。ｋを１とする（ステップ）。Fshから、
FshからFhiを減じた値をｎ等分した値にｋを乗じた値を
減じ、その値をFshとする。そしてｋに１を加算し、そ
の値をｋとする（ステップ）。前記Fshをペンに加え
る（ステップ）。ステップでｋがｎに等しいか否か
を判断し、NOの場合には再びステップに戻り、YESの
場合には筆力Fhiを加え（ステップ）下降動作を終了
する。

上記初期跳ね押え力Fsh、並びに該跳ね押え力Fshを階
段状に下げていくときの間隔及び変化量は実験により定
まる。跳ねやへこみは着地面の材質、紙の厚さによって
異なるからである。

上記下降動作を図示したものが第３図である。従来の
制御方法を示したものが第13図の（Ａ）、本発明を示し
たものが同図の（Ｂ）であり、本発明では加速域と減速
域が従来と異なり加減速切り換え時及び昇降処理終了時
においてなめらかになるためスムーズな加速及び減速が
出来る。また、特に第１図のステップを図示したもの
が第４図（Ｂ）のａであり、特に第２図のステップ〜
を図示したのが第５図（Ｂ）のｂである。ペン着地時
におけるペン跳ねを押さえる従来技術としてはペン跳ね
が発生した時にDOWN方向にペン先が破壊される力より弱
い跳ね押え力を跳ねの頂点まで加える方法があった。こ
の従来の方法では、着地時の衝撃力、着地面の硬度、ペ
ン先の太さによっては、特に着地面が柔らかく、ペン先
が細く、また着地時の衝撃力が大きい場合等に、第17図
に示すように跳ね押え力を加えた後に筆圧となった時、
ペンが浮いてしまう現象を生じた。この場合に着地面の
硬度を上げればへこみの問題は解決するが、衝撃が大き
くなってペン先の保護が出来ず、着地時の音も大きくな
ってしまう。本発明は第５図ｂに示すように、跳ね押え
力Fshを加えた後筆圧になるまで一定間隔で力を階段状
に下げていくため、初期跳ね押え力を加えた後筆圧にな
るまでの急激な荷重変化がなく、着地面のへこみによっ
て生じる力でペンが浮き上がる現象を押さえることがで
きる。また、第６図に示すようにペン跳ねが二段で発生
した場合にも跳ねを少なく抑えることができる。これに
よりペンバウンドが安定するまでの処理時間が短縮でき
るため、作図時間を短縮することができる。

ペンの上昇時は、上記した下降時と較べて、動作と加
減速力の向きが逆になる点、及び上昇位置に到達した後
は筆力の替わりに上昇保持力を加えて上昇動作を終了す
る点が異なることを除けば、下降時と同じである。

以上述べたところにおいて、上昇とは作画面に対して
接近する方向の運動を、下降とは作画面に対して遠ざか
る方向の運動を、昇降とは上昇と下降をあわせた運動を
いうものとする。即ち、作画面が床面に対してある角度
を持つ場合においても、この作画面に対するペンの運動
を上昇、下降、又は昇降と表現するものである。

〔効果〕

本発明は上述の如く構成したので冒頭所載の目的を達
成することができる効果が存する。

【図面の簡単な説明】

第１図はフローチャート、第２図はフローチャート、第
３図は説明図、第４図は説明図、第５図は説明図、第６
図は説明図、第７図は自動作画装置の全体平面図、第８
図は作画ヘッドの断面図、第９図はブロック回路図、第
10図は説明図、第11図は回路図、第12図は説明図、第13
図は説明図、第14図は説明図、第15図は説明図、第16図
は説明図、第17図は説明図である。 ２……筆記具、６……作画面、10……Ｙレール、12……
図板、14……作画ヘッド、16……自動作画装置本体、18
……筆記具ストッカー、20……基板、22……昇降部材、
23……軸受部材、24、26……ガイド軸、28……筆記具ホ
ルダー、30……コイルホルダー、31……軸体、32……ム
ービングコイル、33……コイルばね、34……界磁構成
部、36……復帰ばね、38……ストッパー、40……位置セ
ンサ、42……光源、44……受光素子、46……遮幣板

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】作画面に対して一定距離を存して移動制御
   可能な作画ヘッド（14）に昇降駆動装置を設け、コント
   ローラによって前記昇降駆動装置への電流を制御して該
   昇降駆動装置の出力側に連結する筆記具（２）を作画面
   に対して略垂直方向に昇降制御するとともに、前記作画
   ヘッド（14）に前記筆記具（２）の作画面に対して垂直
   方向の位置を電気信号に変換するセンサーを設けた自動
   作画装置において、筆記具（２）の下降時、予め設定し
   たストロークデータの略中間点を加減速切り換え位置と
   し、筆記具（２）の作画面に向かう運動に加速力及び減
   速力を与えるための前記昇降駆動装置への電流を制御し
   て、筆記具（２）に加速力を与え、前記加減速切り換え
   位置において、予め設定した減速力の減少値ｙに前記加
   減速切り換え位置から最下降位置までのストローク値を
   乗じて設定した初期減速力を前記筆記具（２）に与え、
   その後筆記具（２）が作画面に到達するまでの間、筆記
   具（２）が一定値作画面に接近する度毎に、筆記具
   （２）に対する減速力を前記減少値ｙずつ減らして減速
   力の減少を階段状と成し、減速期間の終了時には筆記具
   （２）に作画面方向に筆圧を加えるようにしたことを特
   徴とする筆記具昇降制御方法。
2. 【請求項２】作画面に対して一定距離を存して移動制御
   可能な作画ヘッド（14）に昇降駆動装置を設け、コント
   ローラによって前記昇降駆動装置への電流を制御して該
   昇降駆動装置の出力側に連結する筆記具（２）を上方係
   止装置と作画面との間で作画面に対して略垂直方向に昇
   降制御するとともに、前記作画ヘッド（14）に前記筆記
   具（２）の作画面に対して垂直方向の位置を電気信号に
   変換するセンサーを設けた自動作画装置において、筆記
   具（２）の上昇時、予め設定したストロークデータの略
   中間点を加減速切り換え位置とし、筆記具（２）の上方
   係止位置に向かう上昇運動に加速力及び減速力を与える
   ための前記昇降駆動装置への電流を制御して、筆記具
   （２）が下降位置から前記加減速切り換え位置に到達す
   るまでの間、該筆記具（２）に上方向の加速力を与え、
   前記加減速切り換え位置において予め設定した減速力の
   減少値に前記加減速切り換え位置から最上昇位置までの
   ストローク値を乗じて設定した初期減速力を前記筆記具
   （２）に与え、その後筆記具（２）が上方係止位置に到
   達するまでの間、筆記具（２）が一定値上昇する度毎
   に、筆記具（２）に対する減速力を前記減少値ずつ減ら
   して減速力の減少を階段状と成し、減速期間の終了時に
   は筆記具（２）に上昇保持力を加えるようにしたことを
   特徴とする筆記具昇降制御方法。
3. 【請求項３】作画面に対して一定距離を存して移動制御
   可能な作画ヘッド（14）に昇降駆動装置を設け、コント
   ローラによって前記昇降駆動装置への電流を制御して該
   昇降駆動装置の出力側に連結する筆記具（２）を作画面
   に対して略垂直方向に昇降制御するとともに、前記作画
   ヘッド（14）に前記筆記具（２）の作画面に対して垂直
   方向の位置を電気信号に変換するセンサーを設けた自動
   作画装置において、前記作画ヘッド（14）の移動範囲を
   複数の区画エリアに分割し、この区画エリアごとに上昇
   位置にある基準具の先端と作画面との間の距離を予め測
   定して、記憶装置にストロークデータとして記憶させ、
   筆記具（２）の下降時、あらかじめ記憶されたストロー
   クデータの略中間点を加減速切り換え位置とし、筆記具
   （２）の作画面に向かう運動に加速力及び減速力を与え
   るための前記昇降駆動装置への電流を制御して、加速時
   には、予め設定した加速力の減少値ｘに、筆記具（２）
   の上昇位置から前記加減速切り換え位置までのストロー
   ク値を乗じて設定した初期加速力を与え、その後筆記具
   （２）が一定値作画面に接近する度毎に、加速力を前記
   減少値ｘずつ減らして加速力の減少を階段状と成し、減
   速時には、前記加減速切り換え位置において予め設定し
   た減速力の減少値ｙに、前記加減速切り換え位置から最
   下降位置までのストローク値を乗じて設定した初期減速
   力を前記筆記具（２）に与え、その後筆記具（２）が作
   画面に到達するまでの間、筆記具（２）が一定値作画面
   に接近する度毎に、筆記具（２）に対する減速力を前記
   減少値ｙずつ減らして減速力の減少を階段状と成し、筆
   記具（２）に作画面方向に筆圧を加えるようにしたこと
   を特徴とする筆記具昇降制御方向。
4. 【請求項４】作画面に対して一定距離を存して移動制御
   可能な作画ヘッド（14）に昇降駆動装置を設け、コント
   ローラによって前記昇降駆動装置への電流を制御して該
   昇降駆動装置の出力側に連結する筆記具（２）を上方係
   止位置と作画面との間で作画面に対して略垂直方向に昇
   降制御するとともに、前記作画ヘッド（14）に前記筆記
   具（２）の作画面に対して垂直方向の位置を電気信号に
   変換するセンサーを設けた自動作画装置において、前記
   作画ヘッド（14）の移動範囲を複数の区画エリアに分割
   し、この区画エリアごとに上昇位置にある基準具の先端
   と作画面との間の距離を予め測定して、記憶装置にスト
   ロークデータとして記憶させ、筆記具（２）の上昇時、
   予め記憶されたストロークデータの略中間点を加減速切
   り換え位置とし、筆記具（２）の上方係止位置に向かう
   上昇運動に加速力及び減速力を与えるための前記昇降駆
   動装置への電流を制御して、加速時には、予め設定した
   加速力の減少値に、筆記具（２）の下降位置から前記加
   減速切り換え位置までのストローク値を乗じて設定した
   初期加速力を与え、その後筆記具（２）が加減速力切り
   換え位置に到達するまでの間、筆記具（２）が一定値上
   昇する度毎に、加速力を前記減少値ずつ減らして加速力
   の減少を階段状と成し、減速時には、前記加減速切り換
   え位置において、予め設定した減速力の減少値に前記加
   減速切り換え位置から最上昇位置までのストローク値を
   乗じて設定した初期減速力を前記筆記具（２）に与え、
   その後筆記具（２）が上方係止位置に到達するまでの
   間、筆記具（２）が一定値上昇する度毎に、筆記具
   （２）に対する減速力を前記減速力の減少値ずつ減らし
   て減速力の減少を階段状と成し、減速期間の終了時には
   筆記具（２）に上昇保持力を加えるようにしたことを特
   徴とする筆記具昇降制御方法。
5. 【請求項５】減速期間終了前に筆記具（２）の速度が略
   零の状態が一定時間以上続いたことが前記センサにより
   検出された場合には、一定の大きさの作画面方向の加速
   力を筆記具（２）に一定時間加えるようにしたことを特
   徴とする第１項記載の筆記具昇降制御方法。
6. 【請求項６】減速期間終了前に筆記具（２）の速度が略
   零の状態が一定時間以上続いたことが前記センサにより
   検出された場合には、一定の大きさの作画面方向の加速
   力を筆記具（２）に一定時間加えるようにしたことを特
   徴とする第３項記載の筆記具昇降制御方法。
7. 【請求項７】減速期間終了前に筆記具（２）の速度が略
   零の状態が一定時間以上続いたことが前記センサにより
   検出された場合には、一定の大きさの作画面方向と反対
   方向の加速力を筆記具（２）に一定時間加えるようにし
   たことを特徴とする第２項記載の筆記具昇降制御方法。
8. 【請求項８】減速期間終了前に筆記具（２）の速度が略
   零の状態が一定時間以上続いたことが前記センサにより
   検出された場合には、一定の大きさの作画面方向と反対
   方向の加速力を筆記具（２）に一定時間加えるようにし
   たことを特徴とする第４項記載の筆記具昇降制御方法。
9. 【請求項９】作画面に対して一定距離を存して移動制御
   可能な作画ヘッド（14）に昇降駆動装置を設け、コント
   ローラによって前記昇降駆動装置への電流を制御して該
   昇降駆動装置の出力側に連結する筆記具（２）を作画面
   に対して略垂直方向に昇降制御するとともに、前記作画
   ヘッド（14）に前記筆記具（２）の作画面に対して垂直
   方向の位置を電気信号に変換するセンサを設け、予め設
   定した筆記具（２）の上昇位置から作画面までのストロ
   ークデータの略中間点を加減速切り換え位置とし、筆記
   具（２）下降時、前記昇降駆動装置を電流制御して前記
   筆記具（２）に前記加減速切り換え位置まで加速力を加
   え、該加減速切り換え位置から作画面到達位置まで減速
   力を加えるとともに、この減速期間終了後筆力よりも大
   きな所定の下向きのペン先跳ね上がり押え力を付与し、
   しかる後に所定の筆力を付与するようにした自動作画装
   置において、前記ペン先跳ね上がり押え力を付与した
   後、このペン先跳ね上がり押え力を筆力を達するまで階
   段状に減少するようにしたことを特徴とする筆記具昇降
   制御方法。