JPH04197697A - Pen controller of plotter - Google Patents

Pen controller of plotter

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Publication number
JPH04197697A
JPH04197697A JP32764790A JP32764790A JPH04197697A JP H04197697 A JPH04197697 A JP H04197697A JP 32764790 A JP32764790 A JP 32764790A JP 32764790 A JP32764790 A JP 32764790A JP H04197697 A JPH04197697 A JP H04197697A
Authority
JP
Japan
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pen
speed
speed pattern
pattern
impact value
Prior art date
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Pending
Application number
JP32764790A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toyoaki Toda
遠田 豊彰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Iwatsu Electric Co Ltd
Original Assignee
Iwatsu Electric Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH04197697A publication Critical patent/JPH04197697A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To control a pen speed in moving a pen down in accordance with a change in the state of the pen to perform a high-speed plotting by a method wherein a speed pattern in moving the pen down is changed and determined in accordance with the acceleration change of the pen when it moves down to come into contact with a recording surface. CONSTITUTION:When a pen down instruction is detected from a setting signal UD of a pen down/up setting signal generation part 2, a speed pattern in moving a pen down is read from a speed pattern generation part 6, a height position setting signal in moving the pen down is outputted from a height position setting signal generation part 41, and a sequence in moving the pen down is executed. Next, a peak hold output of an acceleration signal AC in moving the pen down is detected by an impact value detection circuit 53. The detected impact value is compared with an appropriate impact value. If a need for changing the speed pattern is discriminated, the speed pattern stored in the speed pattern generation part 6 is corrected in accordance with a difference between the appropriate impact value and the detected impact value in a correction pattern forming part 5. This corrected speed pattern is registered as a pen-down sequence.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention] 【産業上の利用分野】[Industrial application field]

この発明は、作図装置のペン制御装置に関し、特にペン
先を記録面との離間状態から、記録面に対して接触させ
る際のペンの移動速度制御に係わる。
The present invention relates to a pen control device for a drawing device, and more particularly to control of the moving speed of the pen when the pen tip is brought into contact with the recording surface from a state where it is separated from the recording surface.

【従来の技術】[Conventional technology]

例えばコンピュータからの作図命令によりペンを記録面
、例えば記録紙面上を相対的に移動させて、目的の作図
を自動的に行なうX−Yブロックや製図機等か知られて
いる。 この種の作図装置において、作図時間を決定する要因と
しては、ペンの記録紙面に平行な方向の移動時間たけて
なく、ある作図終点から次の作図始点に移動する際に必
要な、記録紙面に対するペンの上げ下げに要する時間か
比較的大きなウェイトを占めている。 このため、高速応答を必要とするペンの制御を行なう場
合、従来、ペン先を記録紙と離間させた状態から記録紙
面に接触させるようにするペンダウン時には、ペン先の
記録紙面への衝撃、はね返り等を考慮して、できるたけ
高速応答の可能な一定の降下特性の速度パターンで制御
している。すなわち、ペンダウンの初期時には高速で降
下させ、記録紙面近傍のところで、ゆっくりと降下させ
て衝撃を抑え、記録紙面に対してペン先をソフトランデ
ィングさせる制御方式か用いられている。
For example, XY blocks and drawing machines are known that automatically draw a desired drawing by moving a pen relatively over a recording surface, for example, a recording paper surface, in response to a drawing command from a computer. In this type of plotting device, the factors that determine the plotting time include the pen's travel time in the direction parallel to the recording paper surface, and the time required to move from one plotting end point to the next plotting starting point. The time required to raise and lower the pen occupies a relatively large amount of weight. For this reason, when controlling a pen that requires high-speed response, conventionally, when the pen tip is brought down from a state where it is separated from the recording paper and brought into contact with the recording paper surface, the impact and rebound of the pen tip on the recording paper surface is Taking these factors into consideration, control is performed using a speed pattern with a constant descent characteristic that allows for as fast a response as possible. That is, a control method is used in which the pen tip is lowered at high speed at the initial stage of pen down, and then lowered slowly near the recording paper surface to suppress the impact, and the pen tip is caused to land softly on the recording paper surface.

【発明か解決しようとする課題】[Invention or problem to be solved]

前記のペンダウン時のペン制御の速度パターンを決定す
るには、特に、ペン先が記録面と接触するときの衝撃値
(衝撃荷重)について考慮する必要かある。すなわち、
接触時の衝撃値が大きいと、ペン先が傷みやすく、また
、記録紙を傷めてしまうこともあるからである。 ところて、X−Yプロッタ等の作図装置においては、ペ
ンとして、シャープペンシル、サインペン、インクペン
、ボールペン等の複数種のものを交換使用できるものが
多々ある。 前記の衝撃値の大きさは、これらペンの種類によって異
なり、また、同一種のペンでもペンの重さのばらつき、
インク残量、用紙の種類等によって変化する。 例えばインクペンにおいては、インクの残量、ペンの太
さ、ペン先端の磨耗、用紙の種類なとにってペンダウン
時の衝撃値が変化する。 水性ボールペンにおいては、インクの残量、ペン先端の
長さのばらつき、用紙の種類なとによってペンダウン時
の衝撃値が変化する。 シャープペンシルにおいては、シャープ芯の磨耗による
形状変化、用紙の種類などによってペンダウン時の衝撃
値か変化する。 このように、ペンダウン時の衝撃値(衝撃荷重)は、一
定ではなく、種々の要因によって変化する。 ところが、前述したように、従来は、一定の降下特性の
速度パターンにより、ペンダウン時の速度制御を行なっ
ているため、この速度パターンとしては、最悪の条件、
すなわち、最大の衝撃値のときにも、ペン及び記録紙に
与える影響を少なくすべく、速度を抑制するように設定
せさるを得なかった。 このため、従来は、ペン種やペンの状態変化に応じたペ
ンダウン時の速度制御ができず、高速の作図の支障とな
っていた。 この発明は、以上の点に鑑み、ペン種やペンの状態変化
、記録用紙なとに応したペンダウン時の速度制御を行な
うことかできるようにしたペン制御装置を提供すること
を目的とする。
In order to determine the speed pattern of pen control when the pen is down, it is necessary to particularly consider the impact value (impact load) when the pen tip contacts the recording surface. That is,
This is because if the impact value at the time of contact is large, the pen tip is likely to be damaged, and the recording paper may also be damaged. However, in many drawing devices such as X-Y plotters, multiple types of pens such as mechanical pencils, felt-tip pens, ink pens, and ballpoint pens can be used interchangeably. The magnitude of the above-mentioned impact value varies depending on the type of these pens, and even among pens of the same type, variations in pen weight,
It varies depending on the amount of ink remaining, the type of paper, etc. For example, in an ink pen, the impact value when the pen is down changes depending on the remaining amount of ink, the thickness of the pen, the wear of the tip of the pen, and the type of paper. In a water-based ballpoint pen, the impact value when the pen is down changes depending on the amount of ink remaining, variations in the length of the pen tip, and the type of paper. For mechanical pencils, the impact value when the pen is down changes depending on the shape change due to wear of the mechanical lead, the type of paper, etc. In this way, the impact value (impact load) when the pen is down is not constant, but changes depending on various factors. However, as mentioned above, conventionally, speed control during pen down is performed using a speed pattern with a constant descending characteristic.
That is, even at the maximum impact value, it is necessary to set the speed to be suppressed in order to reduce the impact on the pen and recording paper. For this reason, conventionally, it has not been possible to control the speed when the pen is down in accordance with changes in the pen type or state of the pen, which has been a hindrance to high-speed drawing. SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above points, it is an object of the present invention to provide a pen control device that can control the speed when the pen is down in accordance with the type of pen, changes in the state of the pen, recording paper, etc.

【課題を解決するための手段】[Means to solve the problem]

上記目的を達成するため、この発明においては、ペンを
保持するとともに、ペン先を記録面に対して接触及び離
間させるペン駆動手段を備える作図装置において、 前記ペン先か前記記録面に接触したときのペン先の移動
加速度を検出する加速度検出手段を設け、この加速度検
出手段の出力に基づいて、前記ペン先を前記記録面との
離間状態から、前記記録面に接触させるときの移動速度
パターンを制御するようにしたことを特徴とする作図装
置のペン制御装置を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention provides a drawing device that holds a pen and includes a pen drive means that brings the pen tip into contact with and separates from the recording surface, when the pen tip contacts the recording surface. an acceleration detecting means for detecting the moving acceleration of the pen tip, and based on the output of the acceleration detecting means, a moving speed pattern when the pen tip is brought into contact with the recording surface from a state where the pen tip is separated from the recording surface is determined. A pen control device for a drawing device is provided.

【作用】[Effect]

ペン先か記録面に接触するときの衝撃値は、その時のペ
ン先の移動加速度に対応している。したかって、加速度
検出手段により検出したペン先の記録面との接触時の加
速度に基づいて制御されて作成された速度パターンは、
前記衝撃値に応したものとなり、ペンダウン時の高速制
御が可能になる。
The impact value when the pen tip contacts the recording surface corresponds to the movement acceleration of the pen tip at that time. Therefore, the speed pattern that is controlled and created based on the acceleration of the pen tip when it contacts the recording surface detected by the acceleration detection means is
This corresponds to the above-mentioned impact value, and enables high-speed control when the pen is down.

【実施例】【Example】

以下、この発明によるペン制御装置の一実施例を図を参
照しながら説明する。 第1図は、この発明によるペン制御装置の一実施例のブ
ロック図を示す。なお、この第1図において、主要な各
部は、コンピュータのソフトウェアとして構成可能で、
その場合には、各部は、コンピュータで実行する機能を
ブロックで示したものとなる。 すなわち、作図データが端子1を介してペンダウン・ア
ップ設定信号発生部2に供給され、これより第2図Aに
示すような矩形波からなるペンダウン・アップ設定信号
UDが得られる。このベンダウン・アップ設定信号UD
の立ち上かりはペンアップ、その立ち下がりはペンダウ
ンを示し、そして、ハイレベルの状態はペンアップ状態
での水平方向移動距離に応したもの、ローレベルの状態
はペンダウン状態での水平方向移動距離に応したものと
なっている。 このペンダウン・アップ設定信号UDは、速度設定信号
発生部3に供給される。 速度設定信号発生部3は、速度パターンの標準パターン
発生部4と、後述するようにペンダウン時のペン先の記
録紙面との接触時の衝撃値(加速度のピーク値に対応)
に応じて速度パターンを修正した修正パターン形成部5
と、修正パターン形成部5で修正された速度パターンを
登録する例えばRAMからなる速度パターン発生部6と
、パターン読み出し制御部7とを備える。 この速度設定信号発生部3の標準パターン発生部4は、
例えばROMで構成され、例えばペンの種類に応じた速
度パターンの標準パターン(例えば第2図B参照)が登
録(記憶)されている。この標準パターンは、ペンアッ
プ時のパターンは、ペン種によらず同一であってもよい
か、ペンダウン時のパターンはペン種に応した適切な衝
撃値となるような標準パターンとされ、ペン種により異
なっている。この標準パターン発生部4には、端子8を
通してペン交換時に得られるペン種選択1.5′号SE
が供給され、二の標準パターン発生部4がらペン種に応
した標準速度パターンが読み出されるようにされている
。 パターン読み出し制御部7は、f’1図の開始に先たっ
て、ペン種選択信号SEか与えられた標準パターン発生
部4から、そのペン種に応した速度パターンの標準パタ
ーンを読み出し、その標準べターンを速度パターン発生
部6に登録する。そして、作図の開始に当たっては、ペ
ンダウン・アップ設定信号UDに応して、速度パターン
発生部6に登録されている速度パターンを読み出し、速
度設定信号発生部3の出力である速度設定信号とする。 速度パターン発生部6の速度パターンデータは、作画動
作中においても、後述するように修正パターン形成部5
により修正された速度パターンのデータに書き替えられ
る。 速度設定信号発生部3からの速度設定信号v5は速度制
御部9に供給され、この速度制御部9がらの速度制御信
号(サーボ信号)がペン上下駆動手段としてのアクチュ
エータ10に供給されて、ペンの記録紙に対するアップ
及びダウン時の速度制御かなされる。 この例の場合、アクチュエータ1oは、後述するように
リニアモータの原理を利用したリニアアクチュエータ(
特公昭63−18431号公報に詳述されている)が用
いられている。 このアクチュエータ10には、後述のようにペンの上下
移動の移動速度検出手段が設けられており、その速度検
出信号DVが速度制御部9に供給されている。そして、
こうして形成される速度制御ループにより、速度制御部
9はペンの上下移動の速度が速度設定信号に応じたもの
となるようにサーボ制御を行なうものである。 ペンダウン・アップ設定信号発生部2の出力信号UDは
、また、ペン高さ位置設定信号発生部41に供給される
。このペン高さ位置設定信号発生部41は、ペンアップ
時及びペンダウン時のペンの高さ位置設定信号H3を予
め記憶するR OMで構成できる。この高さ位置設定信
号発生部41がらのペンダウン・アップ設定信号UDに
応じて読み出された高さ位置設定信号H5は位置制御部
42に供給される。 一方、アクチュエータ1oには、後述するように、ペン
の記録紙面に対する高さ位置の検出手段が設けられてお
り、その高さ位置検出信号DHが位置制御部42に供給
される。そして、位置制御部42は、高さ位置検出信号
DHが前記高さ位置設定信号H5て設定される高さ位置
を示すものとなるように、アクチュエータ1oをサーボ
制御する。 圧力制御部43は、ペンダウン・アンプ設定信号発生部
2からの信号UDと、アクチュエータ]0からの速度検
出信号DV及び高さ位置検出信号DHを受けると共に、
筆圧設定部44がらの筆圧設定信号を受けて、ペンダウ
ンの状態で、高さ位置が零かつ速度か零の状態(ペン先
が記録紙に接触している状態)からとの程度ペンをさら
に強制的にダウンさせるかにより筆圧を決定するための
もので、そのための制御信号をアクチュエータに供給し
て筆圧を制御する。 そして、この場合、アクチュエータ10にはペンの上下
移動時の加速度を検出する加速度センサが設けられてお
り、そのセンサ出力である加速度信号ACかアンプ51
を介してピークホールド回路52に供給され、加速度の
ピーク値がホールドされる。加速度センサの出力ACは
、例えば第2図E又はFに示すようになる。第2図Eは
、例えばペンダウン時の速度パターンが標準速度パター
ン(第2図B参照)のときて、ペンかサインペンの時の
加速度信号ACを示し、また、同図Fは、同しくペンが
インクペンであるときの加速度信号ACを示している。 この第2図E及びFからも明らかなように、ペンダウン
時、ペン先が記録紙面に接触したときに加速度信号AC
は、ピーク値を示し、そのピーク値はペン先か記録紙面
と接触したときの衝撃値に応したものとなっている。し
たかって、ピークホールド回路52の出力は、前記衝撃
値に応じたものとなる。 このピークホールド回路52の出力は、衝撃値検出回路
53に供給されて衝撃値が検出され、適切な衝撃値と比
較される。この比較出力は速度設定信号発生部3の修正
パターン形成部5に供給される。そして、修正パターン
形成部5は、衝撃値検出回路53で、ピークホールド回
路52の出力が、適切な衝撃値より大きいと検出された
ときは、速度パターン発生部6に登録されていた速度ノ
々ターンを読み出し、より衝撃値が小さくなるように、
すなわちペン先かゆっくりと記録紙と接触するように速
度パターンを修正し、この修正、<ターンを速度パター
ン発生部6に書き替え、登録する。また、衝撃検出回路
53で、ピークホールド回路52の出力が、適切な衝撃
値に対して余裕のある小さいものであるときは、速度パ
ターン発生部6に登録されていた速度パターンを読み出
し、ペンダウン時の速度がより早くなる(衝撃値は大き
くなる)速度パターンに修正し、この修正パターンを速
度パターン発生部6に書き替える。 この場合、速度パターンか標準パターンであるときに得
られるアクチュエータ10からの位置検出信号DHが、
第2図Bに示すようなものであるとしたとき、速度パタ
ーンをより衝撃値が小さくなるように修正したときは、
位置検出信号DHは第2図Cに示すようになり、また、
ペンダウン時に速度がより速くなるように速度パターン
を修正したときは、第2図りに示すようになる。 そして、例えば同一種のペンで作画中であってもピーク
ホールド回路52の出力は、ペン先の磨耗等先端形状の
変化やインク残量の変化等により変化するので、このピ
ーク値変化に応して、筆圧等の筆記条件を補正すること
かできる。 この例の場合には、衝撃値検出回路53の出力は筆圧設
定部44に供給され、適切な衝撃値に対してピークホー
ルド回路52の出力か大きくなったり、また、小さくな
ったりしたときは、筆圧設定部44の筆圧設定値か衝撃
値に応して補正される。 また、インクペンや水性ボールペン等、インク残量に応
じてペン重量の変化が比較的大きいペン種の場合には、
ピークホールド回路52の出力はインク残量検出回路6
1に供給されて、ピーク値の変化からインク残量か検出
され、インク残量表示部62においてインク残量が表示
される。なお、これらインク残量検出回路6]、インク
残量表示部62は、端子8からのペン種選択信号SEに
より制御され、これら回路61.62か、インク残量表
示か適切となるペン種のときのみ駆動するようにされて
いる。 また、アンプ51からの加速度検出信号ACは、ペン接
触時点検出回路54に供給される。ペンダウン時の加速
度かピークを示す大きく変化する時点は、ペン先が記録
紙に接触する時点であるので、ペン接触時点検出回路5
4ては、アンプ51からの加速度検出信号ACの変化を
検出することにより、ペン先の記録紙に対する接触時点
を検出することができる。そして、この接触時点の情報
は接触位置検出回路55に供給され、検出された接触時
点でのアクチュエータ10からの位置検出信号DHが参
照されて、接触高さ位置が正確に検出される。そして、
この検出された接触高さ位置の情報が位置制御部42に
供給されて、高さ位置制御の基準とされる。 従来、ペン先の記録紙に対する接触位置は、ペンダウン
後のアクチュエータ10からの位置検出信号DHを、ア
クチュエータに加えられた信号(電流又は電圧)の接触
位置における変化によって読み取る(サンプリングする
)ことによって得るようにしていた。しかし、この検出
位置は、ペン先が記録面に接触した位置よりも多少変化
した位置であった。なぜなら、ペンのはねかえり、また
は、ペン先端及び記録媒体の変形かあるからである。こ
のため、従来は、記録紙面とペンとの接触位置を基準と
して高さ位置制御を行なった場合、正確な制御ができな
かった。 これに対し、この例の場合には、上記のように加速度検
出信号ACかペン先の記録面との接触時点て大きく変化
することを接触時点検出回路54て検出し、接触位置検
出回路55てこの接触時点てアクチュエータ10からの
位置検出信号DHをサンプリングして接触位置を検出す
るようにしたので、正確な接触位置の把握かでき、正確
な高さ位置制御を行うことかできる。 以上の例に用いられたアクチュエータ10の一例を第3
図及び第3図のA−A断面図である第4図に示す。 このアクチュエータ10は、第4図に示すように、第1
.第2.第3及び第4の永久磁石11゜12.13及び
14からなる磁気回路形成装置を有する。すなわち、第
1及び第2の永久磁石11及び12が、互いの磁極が異
なるような状態で上下に設けられると共に、これら第1
及び第2の永久磁石1]及び12に上部空間〕7と下部
空間]8を開けて対向するように第3及び第4の永久磁
石13及び14か、第1及び第2の永久磁石と同様に、
互いの磁極か異なるような状態で上下に設けられている
。 そして、第1の永久磁石11、上部空間17、第3の永
久磁石]3、第4の永久磁石14、下部空間18、第2
の永久磁石12から成る閉磁路か形成される。 そして、上部空間17に第1の部分]、 9 aか位置
し、この第1の部分19aに対向する第2の部分19b
か下部空間18に位置するように駆動コイル19か、こ
の4個の永久磁石11〜14て形成される空間17,1
.8内に設けられる。 そして、この駆動コイル19に、ペン22か装着される
移動部材21が結合されている。移動部材21に対して
は、ペンは着脱自在であって、複数種のペンの脱着か可
能である。ペンの交換時には、ペン選択信号SEか移動
部材21に設けられたペン識別手段から得られる。この
移動部材21は、所定の範囲で上下動するようにスライ
ドベアリング23に係合する輔24て移動自在に支持さ
れていると共に、ガイド部材25てガイドされている。 なお、移動部材21と固定部材27との間に配設されて
いるコイルハネ26は、完全」二昇位置に移動部材21
を復帰させるためのもので、28は完全上昇位置で移動
部材21を停止させるためのストッパである。なお、3
5は、記録紙である。 そして、このアクチュエータ]0には、コイル19の中
空部分30にホール素子からなる高さ位置検出器2つか
固着されている。この高さ位置検出器29は、空間17
.18中の磁界の向き及び強さを検出する二とにより高
さ位置を検出し、位置検出信号DHを出力する。 また、駆動コイル19の外周に速度検出コイル32が同
軸的に設けられている。この速度検出コイル32には、
駆動コイル]9の移動速度に対応した電圧か発生するの
で、この速度検出コイル32は、この電圧の変化から速
度を検知し、速度検出信号DVを出力する。 そして、このアクチュエータ]0の高さ位置検出器29
からの位置検出信号DH及び速度検出コイル32からの
速度検出信号DVが、前述した位置制御部42及び速度
制御部9を含む駆動制御部34に供給される。そして、
この駆動制御部34によって制御された駆動電流が駆動
回路20を介して駆動コイル19に供給されて、移動部
材21したがってペン22の上下移動か制御される。 また、この例の場合、移動部材2]には、加速度センサ
33か取り付けられており、この加速度センサ33の出
力ACか、前述したように、アンプ51を介してピーク
ホールド回路52に供給される。 なお、加速度センサ33を設ける代わりに、速度検出コ
イル32の速度検出信号DVを微分回路により微分する
ことにより加速度信号を得るようにしてもよい。 次に、第5図及び第6図のフローチャートを参照しなが
ら、ペンダウン時の速度パターンをペン種や筆記条件に
対応して修正及び設定する動作について説明する。 先ず、第5図に示すように、作図に先立って、ペン種が
選択されると、そのペン種を示す信号SEか読み込まれ
(ステップ101. ) 、標準パターン発生部(例え
ばRCli)4からそのペン種に応した速度パターンの
標準パターンか読み比される(ステップ102)。そし
て、この読み出された標準パターンか速度パターン発生
部(例えばRAM)6に書き込まれて登録される(ステ
ップ103)。 そして、ペンタウン・アップ設定信号発生部2からの設
定信号UDからペンダウン命令か検知されると(ステッ
プ104)、ペンダウン時ンスか読み出される(ステッ
プ]05)。すなわち、速度パターン発生部6からペン
ダウン時の速度パターンか読み出されると共に、高さ位
置設定信号発生部41からペンダウン時の高さ位置設定
信号か出力される。そして、このペンダウン時のシーケ
ンスか実行される(ステップ106)。 次に、このペンダウン時の加速度信号ACのピークホー
ルド出力が衝撃値検知回路53で検知される(ステップ
107)。そして、検知した衝撃値と適切な衝撃値とを
比較し、速度パターンを変更する必要かあるか否がか判
別される(ステップ108)。その判別の結果、変更の
必要かあると判別されたときは、速度パターン発生部6
に記憶されている速度パターンか、修正パターン形成部
5において、衝撃値の適切値と検知した衝撃値との違い
に応して修正される(ステップ109)。 そして、この修正された速度パターンか、速度パターン
発生部6にペンダウンシーケンスとして登録される(ス
テップ110)。 ステップ108ての判別の結果、変更の必要かないと判
別されたときは、速度パターン発生部6の速度パターン
は、そのまま据え置かれる(ステップ111)。 その後、作図動作のフローチャート、次にペンアップの
動作のフローチャートに続く。 そして、再び、ペンダウン・アップ設定信号発生部2か
らの設定信号UDからペンダウン命令が検知されると(
ステップ201)、前述と同様にしてペンダウンのシー
ケンスか読み出され(ステップ202)、このペンダウ
ン時のシーケンスか実行される(ステップ203)。 そして、このペンダウン時の加速度信号ACのピークホ
ールド出力か衝撃値検知部53て検知される(ステップ
204)。そして、検知した衝撃値と適切な衝撃値とを
比較し、速度パターンを変更する必要があるか否かが判
別される(ステップ205)。その判別の結果、変更の
必要かあると判別されたときは、速度パターン発生部6
に記憶されている速度パターンか、修正パターン形成部
5において、衝撃値の適切値と検知した衝撃値との違い
に応して修正される(ステップ206)。 そして、この修正された速度パターンか、速度パターン
発生部6にペンダウンシーケンスとして登録される(ス
テップ207)。 ステップ205ての判別の結果、変更の必要かないと判
別されたときは、速度パターン発生部6の速度パターン
は、そのまま据え置かれる(ステップ208)。 以上のようにして、ペン先の記録紙への接触時の衝撃値
を、ペンダウン時のペンの移動加速度を検出することに
より検出し、この衝撃値に応してペン種やペンの状態変
化に応した適切な速度パターンを得ることができ、ペン
ダウン時の高速応答が可能になる。 また、加速度信号の変化に応じて、ペンダウン時の速度
パターンのみてなく、筆圧等の筆記条件を変更すること
により、安定した作図品質を実現することができる。 また、さらに、加速度信号からインク残量を推定するこ
とが可能であるのて、インクペンなどにおける作図濃度
変化に対する対応として、ペンダウン後の筆圧、筆記加
速度、筆記速度等を制御することが可能になり、より一
層の作図品質の安定化を図ることができる。 なお、以上の実施例においては、ペンダウン時の速度パ
ターンを検知した衝撃値に応して修正(演算)を行なう
ようにしたが、予め、ペンダウン時の複数の速度パター
ンを記憶した例えばROMを用意しておき、検知した衝
撃値に応じて、このROMから読み出す速度パターンを
、その前に使用していたパターンとは変更するようにし
てもよい。 また、以上の例では、加速度のピークホールド出力に着
目し、このピークホールド値がペン先の記録面との接触
時の衝撃値に対応したものとなることを利用して、速度
パターンをこの衝撃値か適切なものとなるように設定す
るようにしたが、第2図E及びFに示したように、ペン
種に応じて加速度パターンが変化するので、ペン先か記
録面に衝突したときの加速度パターンを検出し、この加
速度パターンの変化に応してペンのそのときの筆記条件
に即応した速度パターンを設定するようにすることもて
きる。 そして、加速度のピーク値たけてなく、この加速度パタ
ーンの変化を検出して、ペンダウン時の速度パターンた
けてなく、筆圧等の筆記条件を変更するようにしても勿
論よい。
Hereinafter, one embodiment of a pen control device according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a block diagram of one embodiment of a pen control device according to the present invention. In addition, in this Figure 1, each main part can be configured as computer software.
In that case, each part represents a function executed by the computer as a block. That is, drawing data is supplied to the pen-down/up setting signal generating section 2 via the terminal 1, from which a pen-down/up setting signal UD consisting of a rectangular wave as shown in FIG. 2A is obtained. This bend down/up setting signal UD
The rising edge of indicates pen-up, the falling edge indicates pen-down, and the high level state corresponds to the horizontal movement distance in the pen-up state, and the low-level state corresponds to the horizontal movement distance in the pen-down state. It is adapted to the following. This pen down/up setting signal UD is supplied to the speed setting signal generating section 3. The speed setting signal generating section 3 generates an impact value (corresponding to the peak value of acceleration) at the time of contact between the standard pattern generating section 4 of the speed pattern and the recording paper surface of the pen tip when the pen is down, as described later.
A modified pattern forming unit 5 that modifies the speed pattern according to
, a speed pattern generation section 6 composed of, for example, a RAM, which registers the speed pattern corrected by the corrected pattern forming section 5, and a pattern readout control section 7. The standard pattern generating section 4 of this speed setting signal generating section 3 is as follows:
For example, it is composed of a ROM, and has registered (stored) a standard speed pattern (for example, see FIG. 2B) depending on the type of pen. This standard pattern is such that the pattern when the pen is up may be the same regardless of the pen type, or the pattern when the pen is down is a standard pattern that has an appropriate impact value depending on the pen type. It varies depending on the This standard pattern generator 4 has a pen type selection number 1.5' SE which is obtained through a terminal 8 when replacing the pen.
is supplied, and a standard speed pattern corresponding to the pen type is read out from the second standard pattern generating section 4. Prior to the start of the f'1 diagram, the pattern readout control section 7 reads out the standard pattern of the speed pattern corresponding to the pen type from the standard pattern generation section 4 to which the pen type selection signal SE is applied, and uses the standard pattern as the standard pattern. The turn is registered in the speed pattern generator 6. At the start of drawing, the speed pattern registered in the speed pattern generation section 6 is read out in response to the pen down/up setting signal UD, and is used as the speed setting signal output from the speed setting signal generation section 3. Even during the drawing operation, the speed pattern data of the speed pattern generation section 6 is transmitted to the correction pattern formation section 5 as described later.
The speed pattern data is rewritten with the corrected speed pattern data. The speed setting signal v5 from the speed setting signal generating section 3 is supplied to the speed control section 9, and the speed control signal (servo signal) from this speed control section 9 is supplied to the actuator 10 as a pen up and down driving means. The speed of the recording paper is controlled during up and down. In this example, the actuator 1o is a linear actuator (
(described in detail in Japanese Patent Publication No. 63-18431) is used. The actuator 10 is provided with a movement speed detecting means for vertical movement of the pen, as will be described later, and its speed detection signal DV is supplied to the speed control section 9. and,
Using the speed control loop thus formed, the speed control section 9 performs servo control so that the speed of vertical movement of the pen corresponds to the speed setting signal. The output signal UD of the pen down/up setting signal generating section 2 is also supplied to the pen height position setting signal generating section 41. The pen height position setting signal generation section 41 can be configured with a ROM that stores in advance the pen height position setting signal H3 when the pen is up and when the pen is down. The height position setting signal H5 read out in response to the pen down/up setting signal UD from the height position setting signal generating section 41 is supplied to the position control section 42. On the other hand, as will be described later, the actuator 1o is provided with means for detecting the height position of the pen relative to the recording paper surface, and a height position detection signal DH thereof is supplied to the position control section 42. Then, the position control section 42 servo-controls the actuator 1o so that the height position detection signal DH indicates the height position set by the height position setting signal H5. The pressure control unit 43 receives the signal UD from the pen-down amplifier setting signal generation unit 2, the speed detection signal DV and the height position detection signal DH from the actuator]0, and
In response to the pen pressure setting signal from the pen pressure setting unit 44, the pen pressure setting unit 44 determines how far the pen is moved from the pen down state, the height position is zero, and the speed is zero (the state where the pen tip is in contact with the recording paper). Furthermore, the pen pressure is determined by whether it is forcibly lowered, and a control signal for this purpose is supplied to the actuator to control the pen pressure. In this case, the actuator 10 is provided with an acceleration sensor that detects the acceleration when the pen moves up and down, and the acceleration signal AC that is the sensor output is sent to the amplifier 51.
The acceleration signal is supplied to the peak hold circuit 52 via the acceleration signal, and the peak value of the acceleration is held. The output AC of the acceleration sensor is, for example, as shown in FIG. 2 E or F. Fig. 2 E shows the acceleration signal AC when the pen is in the pen or felt-tip pen, for example, when the speed pattern when the pen is down is the standard speed pattern (see Fig. 2 B), and Fig. 2 F shows the acceleration signal AC when the pen is down. It shows the acceleration signal AC when it is an ink pen. As is clear from FIG. 2 E and F, when the pen tip contacts the recording paper surface when the pen is down, the acceleration signal AC
indicates a peak value, and the peak value corresponds to the impact value when the pen tip contacts the recording paper surface. Therefore, the output of the peak hold circuit 52 corresponds to the impact value. The output of this peak hold circuit 52 is supplied to an impact value detection circuit 53, where the impact value is detected and compared with an appropriate impact value. This comparison output is supplied to the correction pattern forming section 5 of the speed setting signal generating section 3. Then, when the shock value detection circuit 53 detects that the output of the peak hold circuit 52 is larger than the appropriate shock value, the correction pattern forming section 5 changes the speed value registered in the speed pattern generation section 6. Read the turn and make the impact value smaller.
That is, the speed pattern is corrected so that the pen tip slowly contacts the recording paper, and this correction, <turn, is rewritten in the speed pattern generating section 6 and registered. In addition, when the output of the peak hold circuit 52 is small enough to accommodate an appropriate impact value, the impact detection circuit 53 reads out the speed pattern registered in the speed pattern generation section 6 and determines when the pen is down. The speed pattern is corrected to a speed pattern in which the speed becomes faster (the impact value becomes larger), and this corrected pattern is rewritten in the speed pattern generation section 6. In this case, the position detection signal DH from the actuator 10 obtained when the speed pattern or the standard pattern is
Assuming that the speed pattern is as shown in Figure 2B, if the speed pattern is modified so that the impact value is smaller, then
The position detection signal DH becomes as shown in FIG. 2C, and
When the speed pattern is modified so that the speed becomes faster when the pen is down, it becomes as shown in the second diagram. For example, even when drawing with the same type of pen, the output of the peak hold circuit 52 changes due to changes in the shape of the tip such as wear of the pen tip, changes in the amount of ink remaining, etc. It is possible to correct writing conditions such as pen pressure. In this example, the output of the impact value detection circuit 53 is supplied to the pen pressure setting section 44, and when the output of the peak hold circuit 52 becomes larger or smaller with respect to the appropriate impact value, , is corrected according to the pen pressure setting value of the pen pressure setting section 44 or the impact value. In addition, in the case of pen types such as ink pens and water-based ballpoint pens, where the pen weight changes relatively large depending on the amount of ink remaining,
The output of the peak hold circuit 52 is sent to the remaining ink amount detection circuit 6.
1, the remaining amount of ink is detected from the change in the peak value, and the remaining ink amount is displayed on the remaining ink amount display section 62. Note that the remaining ink amount detection circuit 6] and the remaining ink amount display section 62 are controlled by the pen type selection signal SE from the terminal 8, and these circuits 61 and 62 or the remaining ink amount display unit select the appropriate pen type. Only when it is to be driven. Further, the acceleration detection signal AC from the amplifier 51 is supplied to a pen contact point detection circuit 54. The point at which the acceleration or peak when the pen is down changes significantly is the point at which the pen tip contacts the recording paper, so the pen contact point detection circuit 5
Fourth, by detecting a change in the acceleration detection signal AC from the amplifier 51, it is possible to detect the point in time when the pen tip contacts the recording paper. Information on this contact point is then supplied to the contact position detection circuit 55, and the position detection signal DH from the actuator 10 at the detected contact point is referred to, thereby accurately detecting the contact height position. and,
Information on the detected contact height position is supplied to the position control section 42 and used as a reference for height position control. Conventionally, the contact position of the pen tip with respect to the recording paper is obtained by reading (sampling) the position detection signal DH from the actuator 10 after the pen is down based on the change in the contact position of the signal (current or voltage) applied to the actuator. That's what I was doing. However, this detected position was slightly different from the position where the pen tip contacted the recording surface. This is because there is bounce of the pen or deformation of the pen tip and recording medium. For this reason, in the past, when the height position was controlled based on the contact position between the recording paper surface and the pen, accurate control could not be achieved. On the other hand, in this example, as mentioned above, the contact point detection circuit 54 detects that the acceleration detection signal AC changes significantly at the point of contact with the recording surface of the pen tip, and the contact position detection circuit 55 detects At the time of contact, the position detection signal DH from the actuator 10 is sampled to detect the contact position, so that the contact position can be accurately grasped and the height position can be controlled accurately. An example of the actuator 10 used in the above example is shown in the third example.
It is shown in FIG. 4, which is a sectional view taken along line A-A in FIG. This actuator 10, as shown in FIG.
.. Second. It has a magnetic circuit forming device consisting of third and fourth permanent magnets 11, 12, 13 and 14. That is, the first and second permanent magnets 11 and 12 are provided above and below with their magnetic poles different from each other, and the first and second permanent magnets 11 and 12
and second permanent magnets 1] and 12 with upper space] 7 and lower space] 8 open and facing each other, third and fourth permanent magnets 13 and 14, or similar to the first and second permanent magnets. To,
They are placed one above the other with different magnetic poles. The first permanent magnet 11, the upper space 17, the third permanent magnet] 3, the fourth permanent magnet 14, the lower space 18, the second
A closed magnetic circuit consisting of permanent magnets 12 is formed. and a second portion 19b located in the upper space 17 and facing the first portion 19a.
The drive coil 19 is located in the lower space 18, or the spaces 17, 1 formed by these four permanent magnets 11-14.
.. 8. A moving member 21 to which a pen 22 is attached is coupled to this drive coil 19. A pen can be attached to and detached from the moving member 21, and a plurality of types of pens can be attached to and detached from the moving member 21. When replacing the pen, the pen selection signal SE is obtained from the pen identification means provided on the moving member 21. The movable member 21 is movably supported by a lever 24 that engages with a slide bearing 23 so as to move up and down within a predetermined range, and is guided by a guide member 25. Note that the coil spring 26 disposed between the movable member 21 and the fixed member 27 moves the movable member 21 to the fully raised position.
28 is a stopper for stopping the moving member 21 at the fully raised position. In addition, 3
5 is recording paper. In this actuator] 0, two height position detectors made of Hall elements are fixed to the hollow portion 30 of the coil 19. This height position detector 29
.. The height position is detected by detecting the direction and strength of the magnetic field in 18, and a position detection signal DH is output. Further, a speed detection coil 32 is provided coaxially around the outer periphery of the drive coil 19. This speed detection coil 32 includes
Since a voltage corresponding to the moving speed of the drive coil] 9 is generated, the speed detection coil 32 detects the speed from the change in this voltage and outputs a speed detection signal DV. And this actuator] 0 height position detector 29
The position detection signal DH from the speed detection coil 32 and the speed detection signal DV from the speed detection coil 32 are supplied to the drive control section 34 including the position control section 42 and the speed control section 9 described above. and,
A drive current controlled by the drive control unit 34 is supplied to the drive coil 19 via the drive circuit 20 to control the vertical movement of the moving member 21 and therefore the pen 22. In addition, in this example, an acceleration sensor 33 is attached to the moving member 2, and the output AC of this acceleration sensor 33 is supplied to the peak hold circuit 52 via the amplifier 51 as described above. . Note that instead of providing the acceleration sensor 33, the acceleration signal may be obtained by differentiating the speed detection signal DV of the speed detection coil 32 using a differentiating circuit. Next, with reference to the flowcharts of FIGS. 5 and 6, an explanation will be given of the operation of correcting and setting the speed pattern when the pen is down in accordance with the pen type and writing conditions. First, as shown in FIG. 5, when a pen type is selected prior to drawing, a signal SE indicating the pen type is read (step 101), and the standard pattern generator (for example, RCli) 4 reads the signal SE. The speed pattern corresponding to the pen type is compared with a standard pattern (step 102). The read standard pattern is then written into the speed pattern generating section (for example, RAM) 6 and registered (step 103). When a pen down command is detected from the setting signal UD from the pen town up setting signal generating section 2 (step 104), the pen down time is read out (step 05). That is, the speed pattern when the pen is down is read out from the speed pattern generating section 6, and the height position setting signal when the pen is down is output from the height position setting signal generating section 41. Then, this pen-down sequence is executed (step 106). Next, the peak hold output of the acceleration signal AC when the pen is down is detected by the impact value detection circuit 53 (step 107). Then, the detected impact value is compared with an appropriate impact value, and it is determined whether it is necessary to change the speed pattern (step 108). As a result of the determination, if it is determined that a change is necessary, the speed pattern generator 6
The speed pattern stored in the modified pattern forming section 5 is modified according to the difference between the appropriate impact value and the detected impact value (step 109). This modified speed pattern is then registered as a pen-down sequence in the speed pattern generator 6 (step 110). As a result of the determination in step 108, if it is determined that no change is necessary, the speed pattern of the speed pattern generator 6 is left unchanged (step 111). This is followed by a flowchart of the drawing operation, followed by a flowchart of the pen-up operation. Then, when a pen down command is detected again from the setting signal UD from the pen down/up setting signal generation section 2 (
Step 201), the pen-down sequence is read out in the same way as described above (step 202), and this pen-down sequence is executed (step 203). Then, the peak hold output of the acceleration signal AC when the pen is down is detected by the impact value detection section 53 (step 204). The detected impact value is then compared with an appropriate impact value, and it is determined whether the speed pattern needs to be changed (step 205). As a result of the determination, if it is determined that a change is necessary, the speed pattern generator 6
The speed pattern stored in the modified pattern forming section 5 is modified according to the difference between the appropriate value of the impact value and the detected impact value (step 206). This modified speed pattern is then registered as a pen-down sequence in the speed pattern generation section 6 (step 207). As a result of the determination in step 205, if it is determined that no change is necessary, the speed pattern of the speed pattern generator 6 is left unchanged (step 208). As described above, the impact value when the pen tip contacts the recording paper is detected by detecting the movement acceleration of the pen when the pen is down, and the pen type and pen status changes are determined according to this impact value. It is possible to obtain an appropriate speed pattern according to the pen, and high-speed response when the pen is down is possible. In addition, stable drawing quality can be achieved by changing not only the speed pattern when the pen is down but also writing conditions such as writing pressure in accordance with changes in the acceleration signal. Furthermore, since it is possible to estimate the remaining amount of ink from the acceleration signal, it is possible to control the writing pressure, writing acceleration, writing speed, etc. after the pen is down in response to changes in drawing density in ink pens, etc. Therefore, it is possible to further stabilize the drawing quality. In the above embodiment, the speed pattern when the pen is down is corrected (calculated) according to the detected impact value, but it is also possible to prepare in advance a ROM, for example, that stores a plurality of speed patterns when the pen is down. Then, depending on the detected impact value, the speed pattern read from this ROM may be changed from the previously used pattern. In addition, in the above example, focusing on the peak hold output of acceleration, and using the fact that this peak hold value corresponds to the impact value when the pen tip contacts the recording surface, the velocity pattern is However, as shown in Figure 2 E and F, the acceleration pattern changes depending on the pen type, so when the pen tip collides with the recording surface, the It is also possible to detect an acceleration pattern and, in response to changes in this acceleration pattern, to set a speed pattern that immediately corresponds to the writing conditions of the pen at that time. Of course, it is also possible to detect a change in the acceleration pattern when the peak value of acceleration has not reached the peak value, and change writing conditions such as writing pressure when the speed pattern when the pen is down has not reached the peak value.

【発明の効果】【Effect of the invention】

以上説明したように、この発明によれば、ペンダウン時
のペンの記録面との接触時の加速度変化に応じて、ペン
ダウン時の速度パターンを変更、設定するようにしたの
で、ペン種、ペン先の摩耗、インク残量の異なり等によ
るペン重量変化等のペンの状態変化、記録用紙の種類な
どに応した、高速のペン降下速度を設定することができ
、高速作画が可能になる。 また、ペンと記録媒体の状態の変化に対応したペンダウ
ン時の速度制御ができるので、安定した作画品質を実現
することができる。
As explained above, according to the present invention, the speed pattern when the pen is down is changed and set according to the change in acceleration when the pen contacts the recording surface when the pen is down, so the pen type, pen tip, etc. It is possible to set a high pen lowering speed in accordance with changes in the state of the pen, such as wear on the pen, changes in pen weight due to differences in the amount of ink remaining, the type of recording paper, etc., making it possible to draw at high speed. Furthermore, since the pen-down speed can be controlled in response to changes in the state of the pen and the recording medium, stable drawing quality can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明によるペン制御装置の一実施例のブロ
ック図、第2図はその動作説明のための波形図、第3図
及び第4図はその一部の構成の一例を示す図、第5図及
び第6図はこの発明の要部の動作を説明するためのフロ
ーチャートである。 2;ペンダウン・アップ設定信号発生部3;速度設定信
号発生部 5:修正パターン形成部 6;速度パターン発生部 9、速度制御部 10;アクチュエータ 33:加速度センサ 代理人 弁理士 佐 藤 正 美 F (AC)  m フローチャート 第6図
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the pen control device according to the present invention, FIG. 2 is a waveform diagram for explaining its operation, and FIGS. 3 and 4 are diagrams showing an example of the configuration of a part thereof. FIGS. 5 and 6 are flowcharts for explaining the operation of essential parts of the present invention. 2; Pen down/up setting signal generation section 3; Speed setting signal generation section 5: Correction pattern formation section 6; Speed pattern generation section 9, speed control section 10; Actuator 33: Acceleration sensor agent Patent attorney Masami Sato F ( AC) m Flowchart Figure 6

Claims (1)

【特許請求の範囲】 ペンを保持するとともに、ペン先を記録面に対して接触
及び離間させるペン駆動手段を備える作図装置において
、 前記ペン先が前記記録面に接触したときのペン先の移動
加速度を検出する加速度検出手段を設け、この加速度検
出手段の出力に基づいて、前記ペン先を前記記録面との
離間状態から、前記記録面に接触させるときの移動速度
パターンを制御するようにしたことを特徴とする作図装
置のペン制御装置。
[Scope of Claims] A drawing device including a pen driving means for holding a pen and bringing the pen tip into contact with and away from a recording surface, comprising: a moving acceleration of the pen tip when the pen tip contacts the recording surface; An acceleration detection means for detecting is provided, and a moving speed pattern when the pen tip is brought into contact with the recording surface from a state where it is separated from the recording surface is controlled based on the output of the acceleration detection means. A pen control device for a drawing device characterized by:
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