JPH04190116A - 記録計のペン位置検出機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、直流電圧などのアナログ信号を入力してその
時間的な変化をアナログ波形として記録紙上にペンで記
録するペン式記録計に係り、特にペン位置検出機構に関
する。

（従来の技術） 従来の最も一般的なペン式記録計は、ペンの位置を入力
信号値に対応した位置にするためにサーボ機構を用いて
いる。このサーボ機構には、入力値と比較するためにペ
ンの位置を検出する機構が不可欠である。従来、このペ
ン位置検出機構としてはポテンショメータ（摺動低抗）
を用いるのが一般的であった。

このようなペン位置検出機構を有するペン式記録計の従
来例を第５図に示す。第５図において、アナログ入力信
号ａ１は、アンプ（１０１）により所定レベルに増幅さ
れて差動アンプ（１０２）の一端に入力される。この差
動アンプ（１０２）の出力信号がサーボモータドライバ
（１０３）に送られ、このサーボモータドライバ（１０
３）は、ペン（１０４）を移動させるサーボモータ（ｔ
ＯＳ）を駆動する。これにより、サーボモータ（１０５
）の回転軸に設けられたギヤ（１０６）が回転し、この
ギヤ（１０６）と歯合するギヤ（１０７）。

（１０８）が共に回転してプーリ（１０９）　、　（１
１０）に張られた繰り糸（１１１）が作動し、この繰り
糸（１１１）の両端が固定されたペンキャリッジ（１１
２）がシャフト（ｉ１３）上を移動する。

このとき、ギヤ（１０８）の軸にはポテンショメータ（
１１４）が連結されており、ギヤ（１０８）の回転角が
ポテンショメータ（１１４）により検出され、この回転
角に対応した電気信号が出力されて前記差動アンプ（１
０’！　）の他端に送られる。これにより、差初アンプ
（＋０２）からは、アナログ入力信号ａ１とポテンショ
メータ（１１４）からの電気信号との差信号か出力され
る。したがって、ペン（１０４）は、差動アンプ（１０
２）の８力信号がｒＯＪとなるような記録位置に移動す
るように制御される。これと同時に、記録紙（１１５）
の巻付けられたプラテン（１１５）がチャートドライバ
（１１７）とチャートモータ（１１８）とにより回転さ
れて記録紙（１１５）を矢印で示すチャート方向へ移動
させるので、記録紙（１１５）上にアナログ入力信号ａ
１の記録が行なわれる。

一方、アナログ人力信号ａ２に対する記録は、上記構成
と同一構成の手段（不図示）が積層されて別途設けられ
ており、この手段によりペン（１１９）が移動して記録
紙（１１５）上に記録されることになる。

しかしながら、ポテンショメータ（１１４）は、摺動部
を持つ接触式であるため、摩耗や接触不良といった信頼
性上の問題があった。

そこで、ポテンショメータを用いたペン位置検出機構の
欠点を解消するため、本出願人は、光を利用した非接触
方式のペン位置検出ＷｋＷを実願平２−７３３０４号と
して出願した。その要旨は、ペンを保持し記録紙の幅方
向に移動するペントラバーサに識別子を設け、ペンが移
動範囲のどこにあっても前記識別子の像が複数の光検出
素子列から成る光センサ上に結像するように光学系を構
成し、′Ｒ別子の光センサ上の結像位置からペン位置を
求めるようにしたものである。

このペン位置検出機構では、非接触式であるため、摩耗
や接触不良といった問題点は解決しているが、レンズを
用いて光学系を構成しているために、どうしても装置が
大形になるという問題点を本発明は、上記従来技術の問
題点に鑑み、非接触式でしかも小形化の可能な記録計の
ペン位置検出機構を実現することを課題とし、本発明の
目的もそこにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明の記録計のペン位置検出機構は、ペンの記録紙幅
方向移動範囲をカバーする長さにわたって光検出素子を
直線上に密接させて並へたフォトセンサを、ペンを搭載
して記録紙の幅方向に移動するペンキャリッジの移動方
向と平行に近接して配置し、さらに前記ペンキャリッジ
に発光素子または反射鏡を取り付け、ペンキャリッジ上
の発光素子または反射鏡からの光を前記フォトセンサの
対応した位置の光検出素子で検出することでペンキャリ
ッジの位置すなわちペン位置を検出するようにした構成
である。

（作　用） 本発明の記録計のペン位置検出機構においては、フォト
センサの直線上に並べられた光検出素子の何番目の素子
が記録紙のＯ％位置、何番目の素子が記録紙の１００％
位置に対応しているかを予め決めておくことで、何番目
の素子が光を検出するかによってペンの位置を知ること
が可能となる。

゛　（実施例） 以下、図面に示した実施例に基いて本発明の詳細な説明
する。

第１図に本発明一実施例の記録計のペン位置検出機構を
示す。二の実施例は、２ペンを備えたペン式記録計に適
用した場合を示す。

帯状の記録紙（１）の幅方向にシャフト（２ａ）　、　
（２ｂ）が渡され、このシャフト（２ａ）、（２ｂ）を
ガイドとして直線運動可能なペンキャリッジ（３ａ）　
、　（３ｂ）が取り付けられている。ペンキャリッジ（
３ａ）、（３ｂ）には、記録紙（１）上にアナログ波形
記録を行なうためのペン（４ａ）、　（４ｂ）が搭載さ
れている。また、ペンキャリッジ（３ａ）、　（３ｂ）
のペン（４ａ）　、　（４ｂ）と反対側には反射鏡（５
ａ）、　（５ｂ）が取り付けられている。さらに、シャ
フト（２ａ）、　（２ｂ）の一端の近傍には、ヒーム状
の光を発する発光素子（ＬＥＤランプなど）（６ａ）　
、　（６ｂ）がその光軸をシャフト（２ａ）、　（２ｂ
）と平行にして設けられている。また、ペン（４ａ）、
　（−１ｂ）の記録紙（１）の幅方向移動範囲を十分カ
バーする長さにわたって光検出素子を直線上に密接させ
て６００個並ヘムフォトセンサ（７）が、シャフト（２
ａ）。

（２ｂ）と平行に、且つ反射鏡（５ａ）、（５ｂ）　と
近接して配置されている。そして第２図および第１図で
明らかなように、反射鏡（５ａ）の移動軌跡および発光
素子（６ａ）の光軸が存在する空間と、反射鏡（５ｂ）
の移動軌跡および発光素子（６ｂ）の光軸が存在する空
間とを仕切る隔離板（８）が、フォトセンサ（７）の図
示高さ方向中心を通る水平面に含まれるようにフォトセ
ンサ（７）の長さいっばい延在して設けられるとともに
、前記各空間をそれぞれ外部から隔離する天板（９）、
底板（１０）が隔離板（８）と平行して同じ長さに延在
して設けられている。

上記のように構成された本発明一実施例の記録計のペン
位置検出機構においては、帯状の記録紙（１）は、図示
していない駆動手段により長さ方向に一定速さで送られ
る。また、キャリッジ（３ａ）。

（３ｂ）は、図示していない駆動手段によって、直流電
圧などのアナログ入力信号の大きさに対応した記録紙（
１）の幅方向の位置を占めるように駆動制御されており
、それによりペン（４ａ）、（４ｂ）はそれぞれ対応し
た入力信号のアナログ波形記録を記録紙（１）上に行な
う。

発光素子（６ａ）　、　（６ｂ）は、交互にパルス状に
ビーム光を記録紙（１）の幅方向に発し、この光は、第
３図および第４図に示すように、反射鏡（５ａ）　、　
（５ｂ）で直角に反射し、フォトセンサ（７）に入射す
る。

フォトセンサ（７）は、Ｎα１からＮα６００までの６
００個の光検出素子を有し、この何番目の光検出素子が
光を検出するかによってペンの位置を知ることができる
。例えば、隅１の光検出素子の位置が記録紙（１）の０
％位置、Ｎα６００の光検出素子の位置が記録紙の１０
０％位置に対応している場合には、Ｎαｎの光検出素子
が光を検出したとすると、該当するペンの記録紙（１）
上の位置は、ｎ　／６００％となる。

また、ペンの位置によっては、複数個の光検出素子が光
を検出する場合もあるが、このような場合には、その中
間の位置を採用すればよい。

発光素子（６ａ）　、　（６ｂ）を交互に発光し、フォ
トセンサ（７）の検出動作もこれに同期させて交互に行
なえば、フォトセンサ（７）は２つのペン（４ａ）、　
（４ｂ）に対して共通に使用することが可能である。

第１図の実施例の記録計のペン位置検出機構によれば、
次のような効果が得られる。すなわち、ペンキャリッジ
（３ａＬ　（３ｂ）に取り付けた反射ｉｔ　（５ａ）　
、　（５ｂ）とフォトセンサ（７〕は非接触状態である
ので、摩耗や接触不良などを起こさない信頼性の高いペ
ン位置検出機構が実現できる。また、ペンキャリッジ（
３ａ）　、　（３ｂ）とフォトセンサ（７）間の距離は
、離れてさえいればよく、短かくてすむので、小形な記
録計を実現できる。また、多ペンの場合でも、発光素子
または反射鏡をペンの数だけ具備するようにすれば、フ
ォトセンサ（７）は共通化して１個備えればよく、記録
計の小形化につながる。

なお、上記の実施例では、発光素子（６ａ）　、　（６
ｂ）は固定部に配置し、ペンキャリッジ（３ａ）、　（
３ｂ）上には反射鏡（５ａ）、　（５ｂ）を取り付けた
か、発光素子自体をペンキャリッジ上に搭載するよう番
こしてもよい。この場合は、発光素子を駆動するための
配線を例えばフレキシブル基板などで固定部からペンキ
ャリッジまで接続する必要がある。

発光素子は、ＬＥＤの他、電球、蛍光灯、レーザなと光
を発するものなら何でもよい。ただし、拡散光の場合に
は、スリット等によりビーム状に絞る必要がある。

また、フォトセンサ（７）に並べる光検出素子は、フォ
トトランジスタ、フォトダイオード、ＣＤＳなど、光検
出素子であれば何であってもよい。

〔発明の効果〕

以上詳述したように本発明によれば、ペンの記録紙幅方
向移動範囲をカバーする長さにわたって光検出素子を直
線上に密接させて並へたフォトセンサを、ペンを搭載し
て記録紙幅方向に移動するペンキャリッジの移動方向と
平行に近接して配置し、さらに前記ペンキャリッジに発
光素子または反射鏡を取り付け、ペンキャリッジ上の発
光素子または反射鏡からの光を前記フォト２ンサの対応
した位置の光検出素子で検出することでペンの位置を検
出する記録計のペン位置検出機構を実現したことにより
、移動するペンキャリッジ上の発光素子または反射鏡と
フォトセンサは非接触で摩耗や接触不良の恐れがなく、
信頼性が高い。また、ペンキャリッジとフォトセンサと
は近接して配置できるので、小形な記録計を実現できる
。また。

多ペンの場合も発光素子または反射鏡をペンの数だけ備
えればフォトセンサは共通化して１個で間に合うので、
記録計の小形化につながる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の記録計のペン位置検出機構を
示す斜視図、第２図は第１図のペン位置検出機構を横か
ら見た概略図、第３図は第１図の検出機構における光の
経路を示す説明図、第４図は同しく光の経路を示すため
上から見た説明図、第５図は従来のペン式記録計のペン
位置検出機構を示す斜視図である。 １・・記録紙、２ａ　、　２ｂ・・シャフト、３ａ　、
　３ｂ・ペンキャリッジ、４ａ、４ｂ・・ペン、５ａ　
、　５ｂ　＝反射鏡、６ａ　、　５ｂ−発光素子、７・
・フォトセンサ、８・・隔離板、９・・天板、１０・・
・底板。 代理人　弁理士　大　胡　典　夫 ３ａ　へ゛ンキマ’Ｉｙワ 第１図 第２図 第３図 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ペンを保持し記録紙の幅方向に移動するペンキャ
   リッジと、このペンキャリッジの移動方向と平行に配置
   されペンキャリッジの移動範囲をカバーする長さにわた
   り光検出素子が直線上に密接して並べられたフォトセン
   サと、前記ペンキャリッジの一方の移動終端近傍の固定
   部に配置され前記フォトセンサと平行したビーム光を発
   する発光源と、前記ペンキャリッジに取り付けられ前記
   発光源からのビーム光を前記フォトセンサの光検出素子
   に向けて反射する反射鏡とを具備し、この反射鏡からの
   光を検出した光検出素子のフォトセンサにおける位置か
   らペン位置を検出する記録計のペン位置検出機構。
2. （２）ペンを保持し記録紙の幅方向に移動するペンキャ
   リッジと、このペンキャリッジの移動方向と平行に配置
   されペンキャリッジの移動範囲をカバーする長さにわた
   り光検出素子が直線上に密接して並べられたフォトセン
   サと、前記ペンキャリッジに取り付けられ前記フォトセ
   ンサの光検出素子に向けてビーム光を発射する発光源と
   を具備し、この発光源からの光を検出した光検出素子の
   フォトセンサにおける位置からペン位置を検出する記録
   計のペン位置検出機構。