JP2960579B2 - 多ペン式記録装置 - Google Patents

多ペン式記録装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は複数個のペンを収納する
ペン自動交換用ストッカを備えた多ペン式記録装置,と
りわけ,CAD分野などで使用されるXYプロッタとし
て用いて好適な多ペン式記録装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図4は従来からCAD分野等で用いられ
る多ペン式XYプロッタ機構の内部構造の概略図を示
す。同図において,11は記録面,12は記録媒体,1
3はY軸バ−,14はY軸駆動ベルト,10はY軸駆動
ステッピングモ−タ,15はY軸駆動プ−リ,16はY
軸アイドラプ−リ,17はY軸スライダ,18は移動
子,19は記録ペン,20はペン把持爪,21はX軸ガ
イドシャフト,9はX軸駆動ステッピングモ−タ,22
及び22’は夫々X軸駆動プ−リ,23及び23’は夫
々X軸アイドラプ−リ,24及び24’は夫々X軸駆動
ベルト,25はペン収納部を示す。次に,同図を用いて
XYプロッタの動作原理を説明する。X軸駆動ステッピ
ングモ−タ9に駆動パルスが入力されると,このX軸ス
テッピングモ−タ9の回転軸に直結されたX軸駆動プ−
リ22及び22’も同時に回転し,これらX軸駆動プ−
リ22,22’に巻回されたX軸駆動ベルト24及び2
4’が自由回転するX軸アイドラプ−リ23及び23’
を周回して移動する。一方,これらのX軸駆動ベルト2
4及び24’の一部はY軸スライダ17及びY軸バ−1
3に固定されており,結果としてX軸駆動ステッピング
モ−タ9の回転量はY軸バ−13を直線移動させるよう
に変換されている。この時の直線移動量の分解度はおよ
そ0.025mm/ステップとなるように制御されてい
る。また,Y軸駆動系もX軸同様にY軸駆動ステッピン
グモ−タ10の回転量をY軸駆動プ−リ15,Y軸アイ
ドラプ−リ16,Y軸駆動ベルト14で直線変換し,Y
軸駆動ベルト14に固定された移動子18がおよそ0.
025mm/ステップの分解度でY軸バ−13上を移動
可能となっている。X軸及びY軸駆動パルスは,プロッ
タ内部の演算処理回路によって2軸同時制御アルゴリズ
ムによって生成され,記録ペン19の断続的な上下動作
と組み合わせることによって所望の軌跡が記録面11に
載置された記録媒体12上に描かれる。ところで,この
ような構成のプロッタを利用するとき,視覚像の表現性
を向上させる目的で記録媒体12上に形成する軌跡の記
録線幅を変更したり,また記録色を変更するために記録
ペンを自動的に交換することが行われている。この場
合,移動子18の把持爪20に保持された記録ペン19
が,所定のペン交換命令に従い,ペン収納部25に保管
されている複数の記録ペン 19a1,19a2,19a3
・・・のいずれか1つと交換される。ペン交換の具体的
な方法は,例えば1981年9月8日発行の米国特許第
4,288,798号や1983年11月22日発行の
米国特許第4,417,258号の方式等が提案されて
いる。しかし,これらの方法によると,ペン交換を実行
する際に記録ペン19を保持している移動子18の把持
爪20が,ペン収納部25に備えられた把持爪(図示せ
ず)と互いに割り込む関係となり,ペン交換に要する動
作力が図4の構成の場合にはX軸駆動ステッピングモ−
タ9の負荷となる。一般に,この種のプロッタの駆動モ
−タは,装置の価格を安価にするためオ−プンル−プ制
御によるステッピングモ−タが用いられる場合が多々あ
り,この場合ペン交換を実行する際に必要となる駆動力
を十分大きくして脱調を防止し,かつペン交換ミスを防
ぐ必要がある。図5は上述のプロッタ機構を制御する内
部制御回路のブロック図を示す。同図で1’はプロッ
タ,2は外部ホストコンピュ−タ,3はインタ−フェ−
ス回路,4は演算処理回路,7がX軸モ−タ駆動回路,
8がY軸モ−タ駆動回路,9がX軸駆動ステッピングモ
−タ,10がY軸駆動ステッピングモ−タ,26がペン
上下駆動回路を示す。外部ホストコンピュ−タ2からプ
ロッタ1’のインタ−フェ−ス回路3を経由して入力さ
れた作図デ−タは,プロッタ1’に備えられた演算処理
回路4によって解析処理された後,記録ペン19がペン
上下駆動回路26で上下駆動を繰り返しながら所定の軌
跡を描くようにX軸及びY軸駆動パルスに補間処理さ
れ,X軸モ−タ駆動回路7及びY軸モ−タ駆動回路8に
備えられた電力増幅器によってX軸駆動ステッピングモ
−タ9及びY軸駆動ステッピングモ−タ10に所定の励
磁電流が通電される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このような構成の制御
回路によるX軸及びY軸駆動は,前述のようにペン交換
時におけるモ−タ駆動力を十分大きくするため,予め所
定の励磁電流を通電してステッピングモ−タの発生トル
クを高めておく必要がある。しかし,ステッピングモ−
タの発生トルクを高めて使用すると,記録ペン19を移
動させて記録動作を行うときに余分なトルクが生じ,こ
の余分なトルクはステッピングモ−タによる駆動系の振
動エネルギとして消費され,この結果,記録媒体12上
に描かれる視覚像の記録精度を損ねるという問題点があ
った。一方,記録精度を向上させる目的でステッピング
モ−タの発生トルクを抑制すると,ペン交換時の駆動力
が不足してペン交換ミスやステッピングモ−タの脱調現
象を招くという問題点があった。本発明は従来のものに
おける上記課題(問題点)を解決するようにした多ペン
式記録装置を提供することを目的としている。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は駆動源として用
いたステッピングモ−タの励磁電流を制御する励磁電流
制御手段を設け,この励磁電流制御手段によりステッピ
ングモ−タが発生するトルクを記録時,またはペンの交
換時の夫々の動作に適した所定の値に選択制御すること
により上記課題を解決するようにしている。なお,この
場合,上記励磁電流制御手段による制御は,ホストコン
ピュ−タからの指令にもとづき,視覚像形成時とペン交
換時との動作モ−ドを判別し,自動的に,視覚像形成時
とペン交換時の各場合に適した励磁電流の値に切り替え
ることにより行うことができる。
【0005】
【作用】本発明では励磁電流制御手段を設けることによ
り,ステッピングモ−タの励磁電流を選択(切替)制御
することを可能としたので,このステッピングモ−タの
発生トルクを通常の記録時とペン交換時とで選択(切
替)制御し,記録時の記録動作も所要のトルクで精度良
く行い,また,多色記録におけるペン交換時にはステッ
ピングモ−タの発生トルクを所要の値に増大させてペン
交換動作を適正に行い得るようになった。
【0006】
【実施例】図2は,本発明の多ペン式記録装置のX軸及
びY軸駆動モ−タに使用されるステッピングモ−タの変
位角θ対発生トルクTの関係を示す。励磁電流の大きさ
がI1>I2の場合に,ステッピングモ−タの安定点から
△θの変位を与えると,励磁電流がI1のときにT1のト
ルクを発生し(同図(イ)),励磁電流がI2のときに
2のトルクを発生する(同図(ロ))。また,励磁電
流I1及びI2におけるステッピングモ−タの駆動パルス
周波数f対振動振幅Gの関係は,夫々図3の(イ),
(ロ)に示すような特性となり,励磁電流が大きいとき
に駆動パルス周波数全般にわたって振動振幅が大きな値
となっている。ステッピングモ−タのこのような特性を
利用した本発明による多ペン式記録装置の内部制御回路
を図1に示す。また,本発明の一実施例として用いられ
るXYプロッタ機構は従来例の図4に示した機構と同様
である。図1において,1はプロッタ,2は外部ホスト
コンピュ−タ,3はインタ−フェ−ス回路,4は演算処
理回路,5はX軸モ−タ励磁電流制御手段,6はY軸モ
−タ励磁電流制御手段,7はX軸モ−タ駆動回路,8は
Y軸モ−タ駆動回路,9はX軸駆動ステッピングモ−
タ,10はY軸駆動ステッピングモ−タ,19は記録ペ
ン,26はペン上下駆動回路を示す。
【0007】外部ホストコンピュ−タ2からプロッタ1
のインタ−フェ−ス回路3を経由して入力された作図デ
−タは,プロッタ1に備えられた演算処理回路4によっ
て解析処理された後,次の動作工程がペン交換動作か通
常の記録動作かの判別が行われる。従って,まず,次の
動作工程が通常の記録動作の場合は,X軸モ−タ励磁電
流制御手段5及びY軸モ−タ励磁電流制御手段6に対し
て,通常の記録動作に適したトルクを与えるため励磁電
流指令値としてIX=I2及びIY=I2を夫々入力する。
これによりX軸モ−タ励磁電流制御手段5及びY軸モ−
タ励磁電流制御手段6は,X軸駆動ステッピングモ−タ
9及びY軸駆動ステッピングモ−タ10に対して設定電
流である励磁電流I2 を通電するように定電流化の処理
が行われ,X軸モ−タ駆動回路7及びY軸モ−タ駆動回
路8に入力されるX軸駆動パルスPX 及びY軸駆動パル
スPY によってX軸駆動ステッピングモ−タ9及びY軸
駆動ステッピングモ−タ10の各相へ励磁電流指令値I
2 に相応する励磁電流が分配通電される。また,このと
き同時にペン上下駆動回路26によって記録ペン19の
上下駆動が作図デ−タに従って繰り返され,実際の記録
動作が行われる。次に,動作工程がペン交換動作の場合
は,X軸モ−タ励磁電流制御手段5及びY軸モ−タ制御
手段6に対してホストコンピュ−タ2から演算処理回路
3を介して与えられる励磁電流指令値IX及びIYがペン
交換に要する駆動力を十分に発生させるようIX=I1
びIY=I1に設定され,上述と同様に夫々X軸モ−タ励
磁電流制御手段5及びY軸モ−タ励磁電流制御手段6に
入力されて定電流化の処理が行われ,X軸駆動ステッピ
ングモ−タ9及びY軸駆動ステッピングモ−タ10の各
相へ励磁電流指令値I1 に相応する励磁電流が分配通電
される。この結果,通常の記録動作においては,各軸駆
動ステッピングモ−タの発生トルクを抑制することが可
能となって各軸駆動ステッピングモ−タが発生する振動
が低減できるため記録精度の向上が図られ,一方,ペン
交換時にはペン交換動作に必要かつ十分なトルクを動作
軸駆動ステッピングモ−タに発生させることによってペ
ン交換信頼性の向上を図ることが可能となる。なお,図
4のXYプロッタ機構においては,ペン交換時の負荷が
X軸負荷に相当するためY軸側の励磁電流制御手段は省
略しても本発明の効果を損ねることはない。また,本発
明は,記録媒体を移動させてX軸又はY軸のいずれか一
方の軸とした紙移動型XYプロッタに適用しても同様の
効果が得られる。
【0008】
【発明の効果】本発明は以上のように構成されるから,
次のような優れた効果を有する。励磁電流制御手段で
ステッピングモ−タの励磁電流を通常の記録時とペン交
換時とで選択(切替)制御することによって,このステ
ッピングモ−タの発生トルクを夫々の動作に適応した所
定の値に自動的に制御される。この結果,通常の記録
時には記録に適したトルクで記録動作がおこなわれ,一
方,多色記録におけるペン交換時にはステッピングモ−
タの発生トルクが通常の記録時よりも増大されてペン交
換動作に必要な動作力を十分に保証する駆動力となって
ペン交換が円滑に行えるようになった。即ち,本発明
は従来のものに比べて,記録精度及びペン交換の信頼性
の各点で優れている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例である多ペン式記録装置の内
部制御回路を示すブロック図である。
【図2】本発明の一実施例に用いられるステッピングモ
−タの変位角θ対発生トルクTの関係を示す特性図であ
る。
【図3】本発明の一実施例に用いられるステッピングモ
−タの駆動パルス周波数f対振動振幅Gの関係を示す特
性図である。
【図4】XYプロッタ機構の概略構造を示す斜視図であ
る。
【図5】従来例による多ペン式記録装置の内部制御回路
のブロック図である。
【符号の説明】
2:外部ホストコンピュ−タ 4:演算処理回路 5:X軸モ−タ励磁電流制御手段 6:Y軸モ−タ励磁電流制御手段 9:X軸駆動ステッピングモ−タ 10:Y軸駆動ステッピングモ−タ 12:記録媒体 18:移動子 19,19’:記録ペン 25:ペン収納部

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ステッピングモ−タの駆動力を用いて記
    録ペンを装着可能とした移動子をほぼ直交する論理的2
    軸上で移動可能とし,この移動子を記録媒体上で走査し
    ながら前記記録ペンの上下動作によって視覚像を形成
    し,多ペンによる視覚像の形成を可能とする記録ペン自
    動交換のために複数個の記録ペンを収納するペン収納部
    を備えた多ペン式記録装置において,ステッピングモ−
    タの励磁電流制御手段を備え,この励磁電流制御手段に
    よって記録ペン交換時と視覚像形成時の各場合における
    上記ステッピングモ−タの励磁電流を夫々の動作に適応
    した値となるように選択制御するようにしたことを特徴
    とする多ペン式記録装置。
  2. 【請求項2】 上記励磁電流制御手段による制御は,ホ
    ストコンピュ−タからの指令にもとづき,視覚像形成時
    とペン交換時との動作モ−ドを判別し,自動的に,視覚
    像形成時とペン交換時の各場合に適した励磁電流の値に
    切り替えるようにした請求項1記載の多ペン式記録装
    置。
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