JPH0615757Y2 - 波形記録装置の記録用ペンアツプダウン回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［考案の技術分野］ この考案は、例えばＸ−Ｙプロッタ等の波形記録装置に
用いられる記録用ペンのアップダウン回路に関するもの
である。

［考案の技術的な背景］ 記録用のペンは、一般には波形記録時に記録紙面に接触
し、それ以外のときは所定ギャップだけ持ち上げられて
紙面に接触しないようにされている。最近は色の異なる
複数のペンを備え、ペンホルダ等に挿し換えて波形を描
く装置も多く出回っているが、このような場合には、例
えば電磁ソレノイドの吸引力と反ぱつ力などを利用して
ペンホルダを上下させるようにしている。

本出願人はこの上下動機構に好適な電磁ソレノイドを先
に実願昭58-83098号において提案した。その実施例の一
部を示す第３図により上記考案を手短かに説明すると、
鉄心１の両端面には円板状のフランジ２，２′が形成さ
れ、この鉄心１にはコイル３が巻かれて電磁石４が構成
されている。上記鉄心１の中心には貫通孔５が設けられ
ており、この貫通孔５内には可動軸６が挿入されてい
る。上記可動軸６の両端には、第１の永久磁石板７と第
２の永久磁石板８がそれぞれ設けられている。この場
合、第１の永久磁石板７と第２の永久磁石板８とは、互
いに同一極性の磁極が対向するように配設される。例え
ば、第１図の永久磁石板７がフランジ２と向き合う面７
ａはＳ極で、その外側面７ｂがＮ極であれば、第２の永
久磁石板８のフランジ２′と向き合う面８ａがＳ極で、
その外側面８ｂがＮ極となるように配置されている。

このように構成された電磁ソレノイドにおいて、例えば
鉄心１の上側フランジ２がＮ極となり、下側フランジ
２′がＳ極となるようにコイル３に通電すると、第１の
永久磁石板７と上側フランジ２とが吸引し合い、第２の
永久磁石板８と下側フランジ２′とは反ぱつし合うの
で、可動軸６は実線矢印で示す方向、すなわち下方へ向
って貫通孔５内を移動する。移動後は、コイル３への通
電を止めても第１の永久磁石板７がフランジ２を吸着し
ているので、その状態が保持され離れるようなことはな
い。コイル３に対して上記と逆方向の電流を流すと、可
動軸６は点線矢印で示す方向、すなわち上方へ向って移
動し、ちょうど図示の状態と同じになる。このとき、通
電を止めると上記の場合と同様にその状態が保持され、
何らの支障もない。

この電磁ソレノイドを一般の非自己保持形電磁ソレノイ
ドに比べると、通電中において可動軸の位置を安定に保
持するための軸ロック装置や、通電を断った際に前の位
置に復帰させるスプリング等の機械部品が不要となり、
そのため、記録ペンの上下動機構が簡素化されるととも
に、その小形化にも大きく寄与している。

しかしながら、この電磁ソレノイドにおいては電流方向
が互いに逆向きな２つの電流源を必要とする。もし、電
流源が１つしか用意できない場合には、コイル３の入出
力端子を電流源に対してその都度入れ換えるか、又は巻
線方向が反対な２つのコイルを鉄心１に装着し、電流源
に対してそれらの端子を上記同様につなぎ換える必要が
あった。このため、１つの電流源から逆向きに流れる２
つの電流が取り出せる簡単な構成の電流源装置が望まれ
ていた。

［考案の目的］ この考案は、永久磁石板を併用した上記自己保持形の電
磁ソレノイドの特徴を継承しながらその電流源装置に対
する要望を満たすためになされたもので、したがってそ
の目的は、１つの電流源から電流方向が互いに異なる２
つの電流信号を時系列的に形成し、それらの信号を１つ
のコイルに流すことにより得られる吸引力と反ぱつ力を
ペンの上げ下げに利用するようにした記録用ペンのアッ
プダウン回路を提供することにある。

［実施例］ 以下、添付の図面に示された実施例を参照しながらこの
考案の構成を説明する。

第１図によれば、この記録ペンのアップダウン回路は、
例えば制御信号発生回路１０と、コンパレータ１１およ
びその基準電圧発生回路１２と、ＣＲ微分回路１３、増
幅回路１６、電磁ソレノイド１７等を備えている。

上記各構成ブロックの詳細を順に説明すると、制御信号
発生回路１０は上記した１つの電流源に相当するもので
あって、例えば図示しない制御器と、この制御器からの
指令信号によりオン、オフする直流断続信号および一定
レベルの直流信号を所定期間時系列的に送出する信号発
生器とを備えている。なお、上記制御信号発生回路１０
は、例えばマイクロコンピュータに置き換えてもよい。

コンパレータ１１は、基準電圧発生回路１２において設
定された基準電圧と上記制御信号発生回路１０から入力
される信号とを比較し、それに含まれる低レベルの雑音
等をカットするとともに、その高い利得を利用して入力
信号に波形整形を加え、一定レベルの信号を送出するよ
うになっている。

ＣＲ微分回路１３は、例えばコンデンサ１４と抵抗１５
とで構成された簡単な回路であって、上記コンパレータ
１１の出力が加えられると、抵抗１５の両端には正負の
極性が互いに逆向きの信号が現われるようになってい
る。なお、このＣＲ微分回路１３は、演算増幅器とコン
デンサおよび抵抗等を組み合わせて構成してもよい。

増幅回路１６は、上記抵抗１５の両端に現われる信号を
増幅して次段の電磁ソレノイド１７を駆動するための回
路であり、例えば電力形のトランジスタなどで構成され
る。この増幅回路１６の負荷となる上記電磁ソレノイド
１７には、上記第３図に示された先願のそれと同様に構
成された電磁ソレノイドが適用され、図示しないペンホ
ルダが連結されている。

次に、第２図を併せて参照しながらこの回路の作用を説
明する。なお、上記第１図において、第２図に示される
信号波形が現われる箇所には同じ参照符号が記されてい
る。

第２図(イ)の時刻ｔｌにおいて、制御信号発生回路１０
から図示のように断続する直流信号が発せられるものと
する。この直流信号は時刻ｔ２まで断続的に送出され、
時刻ｔ２からｔ３まではほぼ一定レベルの直流信号で、
時刻ｔ３からｔ４まではオフとなり、時刻ｔ４からは再
びほぼ一定レベルの直流信号をなるようにされている。

この信号がコンパレータ１１に加えられると、その出力
側には同図(ロ)に示されるように、波形整形された例え
ば最大レベルＶの信号電圧が現われ、ＣＲ微分回路１３
に入力される。したがって、抵抗１５の両端には(ハ)に
示されるような信号電圧が現われる。

上記各信号波形について若干の補足説明を加えると、こ
の回路においては、時刻ｔ１からｔ２までの間に制御信
号発生回路１０から発せられる直流断続信号の繰り返し
周波数は、電磁ソレノイド１７が作動しないようにその
応答周波数より十分高くされている。また、時刻ｔ２か
らｔ３までの時間は、ＣＲ微分回路１３とその前段のコ
ンパレータ１１等を含む回路の放電時定数より大きく設
定されている。なお、時刻ｔ３，ｔ４，およびｔ５は、
それぞれ記録用ペンのアップ開始時刻とダウン開始時
刻、および被記録信号が図示しないプロッタ本体等に入
力される時刻を示している。この場合、時刻ｔ３からｔ
４までと時刻ｔ４からｔ５までの各時間は、電磁ソレノ
イド１７が応答してその時間内にアップ動作又はダウン
動作が終るように上記放電時定数を勘案して決められて
いる。

このように時刻ｔ１ないしｔ５が設定された記録用ペン
のアップダウン回路において(ロ)に示されるような電圧
Ｖの断続信号が微分回路１３に時刻ｔ１からｔ２までの
間加えられると、コンデンサ１４に対しては、抵抗１５
とコンパレータ１１を含む前段回路の抵抗分を介して強
制的に充放電が繰り返される。この場合、上記抵抗１５
と回路の抵抗分の合成抵抗値は当然のことながら有限値
であるから、当初電圧Ｖによってコンデンサ１４に蓄積
された電荷は、(ハ)に示されるように各充放電の半サイ
クル期間中に少しずつ失われ、その分だけコンデンサ１
４の電位が下がる。このため、時刻ｔ２においては、コ
ンデンサ１４の平均電位がほぼ「０」ボルトになり、こ
こを通過する断続信号の電圧レベルはほぼＶ／２とな
る。言い換えると、この状態になるように上記時刻ｔ２
の値が設定されている。ただし、このＶ／２の電圧では
上記電磁ソレノイド１７を駆動することはできない。上
記(ロ)に示されるように、時刻ｔ２からｔ３までは一定
レベルの直流信号が加えられるから、上記Ｖ／２の電圧
は、コンデンサ１４の容量値と回路の合成抵抗値とによ
る時定数に従って放電し、時刻ｔ３の時点ではほぼ
「０」ボルトになる。

上記時刻ｔ３においては、(イ)と(ロ)に示されるように制
御信号はオフとなるので抵抗１５の両端には、(ハ)に示
されるように電圧がほぼ（−Ｖ）の微分信号が現われ
る。この信号は電磁ソレノイド１７を駆動するのに十分
の大きさを有しており、この信号が増幅回路１６を介し
て加えられると、上記電磁ソレノイド１７が作動して図
示しないペンホルダをアップさせる。

時刻ｔ４において制御信号がオンになると、抵抗１５の
両端には、上記と同様にして電圧がほぼ（＋Ｖ）の微分
信号が現われ、図示しないペンホルダのダウン信号とし
て電磁ソレノイド１７へ送られる。なお、この後、適宜
の時間差を置いて時刻ｔ５が設定されており、例えば被
記録信号がこの時刻ｔ５において図示しないプロッタ本
体等に入力されるようになっている。

［考案の効果］ 以上、説明したように、この考案による記録用ペンのア
ップダウン回路は、電磁ソレノイド１７の駆動用信号源
として、その応答可能周波数よりも高い繰り返し周波数
でオン、オフする直流断続信号と、上記電磁ソレノイド
１７が十分応答可能な時間幅を有する矩形波状の直流信
号とを、所定のタイミングで時系列的に送出する制御信
号発生回路１０を備えている。その後段には波形整形の
ためのコンパレータ１１が設けられており、このコンパ
レータ１１を介して波形整形された上記制御信号発生回
路１０よりの信号から、電磁ソレノイド１７の駆動用と
してその電流方向が反対な正極性と負極性の２つの信号
を形成する微分回路１３を有している。

したがって、この考案の回路によれば、１つの直流信号
源から極性の異なる２つの直流信号が簡単に得られるの
で、電磁ソレノイド駆動用の２つの信号源を別体で備え
る必要がない。このため、装置のコストダウンとコンパ
クト化に極めて好都合である。また、上記極性の異なる
アップ用とダウン用の２つの信号は、同一結線の回路に
おいて時系列的に形成され電磁ソレノイドに加えられる
から、例えば信号切換器等は不要となり、信頼性の向上
に役立たせることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図は、この考案による記録用ペンアップダ
ウン回路の実施例に係り、第１図はその構成を示すブロ
ック線図、第２図は各部の信号波形図、第３図はこの考
案の出願前に本出願人によつて提案された電磁ソレノイ
ドの一例を示す概略的縦断面図である。 図中、１０は制御信号発生回路、１１はコンパレータ、
１２は基準電圧発生回路、１３は微分回路、１４はコン
デンサ、１５は抵抗、１７は電磁ソレノイドである。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】記録用のペンを保持する電磁ソレノイドに
   電流方向が互いに反対な信号を加えて駆動し、上記記録
   用のペンを上げ下げさせる波形記録装置の記録用ペンア
   ップダウン回路において、 (イ)上記電磁ソレノイドの応答周波数より高い周波数で
   オン、オフする正極性又は負極性の直流断続信号と上記
   応答周波数より低い周波数でオン、オフし上記直流断続
   信号と同一極性の矩形波状信号とを所定のタイミングで
   時系列的に送出する制御信号発生回路と、 (ロ)該制御信号発生回路からそれぞれ送出される上記信
   号に波形整形を施すためのコンパレータと、 (ハ)コンデンサと抵抗とを含み、上記コンパレータを介
   して入力される上記制御信号発生回路の信号から、上記
   電磁ソレノイド駆動用の電流方向が反対な正極性と負極
   性の２つの直流信号を形成する微分回路とを備えたこと
   を特徴とする波形記録装置の記録用ペンアップダウン回
   路。