JPS62152800A

JPS62152800A - 記録装置の記録ペン上下駆動機構

Info

Publication number: JPS62152800A
Application number: JP29291485A
Authority: JP
Inventors: 直孝佐々木; 信策阿部
Original assignee: Japan Servo Corp
Current assignee: Nidec Advanced Motor Corp
Priority date: 1985-12-27
Filing date: 1985-12-27
Publication date: 1987-07-07

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】〔発明の利用分野〕本発明は、記録装置の記録ペン上下駆動機構に係り、特
に、装置本体内に設けたマイクロプロセッサなどの演算
処理部からの指令信号に応じて記録ペンを上下駆動して
記録媒体上に断続的に視覚像を形成する記録装置におけ
る記録ペン上下駆動機構に関するものである。

〔発明の背景〕

従来技術とその問題点を第４図、第５図により説明する
。第４図は従来例の構成を示す断面図。

第５図は制御システムのブロック図である。第４図にお
いて、４１は記録ペン、４２はペンホルダ、４３は記録
ペン４１およびペンホルダ４２と一体的に上下移動する
ペン上下アーム、４４はペン上下アーム４３と一体的な
コイルボビン、４５はペンアップスプリング、４６はコ
イルボビン４４に巻回されたコイル、４７はＮ極、Ｓ極
に着磁された磁極片、４８は磁極片４７の磁路を形成す
るヨークである。破線で囲んだ５０は光学式エンコーダ
で構成される位置検出器であり、スリット板５１と、イ
ンデックス板５２と、発光素子５３と、受光素子５４と
から成る。

第４図のような構成において、コイル４６に電流が流れ
ない常時は、コイルボビン４４はペンアップスプリング
４５のばね力により最上部に位置している。装置本体内
の演算処理部（例えば第５図に示すマイクロプロセッサ
５５）からペンダウンの指令が到来するとコイル４６に
所定の極性を持った電流が流れてコイルボビン４４が下
方に移動を始め、位置検出器５０からパルス信号が発生
する。制御システム側では、このパルス数およびパルス
間隔によってコイルボビン４４の移動位置情報および移
動速度情報を得ることができる。また、コイル４６に流
れる電流を制御することによりコイルボビン４４のある
位置における下方押しつけ力、すなわち、コイルボビン
４４と一体的に上下移動する記録ペン４１の筆記圧を制
御することが可能となる。

第５図の制御システムにおいて、４４．４５．４６．５
０はそれぞれ第４図のコイルボビン、ペンアップスプリ
ング、コイル、位置検出器を示している。

マイクロプロセッサ５５は位置検出器５０から発生され
るパルス信号を処理して、記録ペンが目的の位置へ所定
の速度プロフィールで下方移動し、かつ、記録媒体上で
は、使用する記録ペンに相応する筆記圧となるよう、電
流指令値Ｉ　ｒｅｆ　を生成させるディジタル信号をＤ
Ａ変換器に送る。減算器５７ではこの電流指令値Ｉ□ｆ
と、コイル４６に流れる電流を検出して得られる帰還電
流値Ｉ０゜ｉｌｌとの偏差を求め、この偏差信号が増幅
器５８で増幅されてコイル４６に与えられる。

以上のように、従来の記録ペン上下駆動機構では、記録
ペンの上下移動位置を検出する位置検出器と１位置サー
ボ系および速度サーボ系の閉ループ制御システムが必要
であり、構成が複雑で高価となる問題点があった。

さらに、この種の記録装置は多様な用途に使用され、そ
れに伴って種々の記録ペンが使用される。

これらの記録ペンをチップの種類で類別するとファイバ
ペン、ボールペン、製図用インクペン、セラミックペン
、鉛筆等があり、さらに、水性、油性等インク種類によ
る類別を合せると多岐にわたる。これらの記録ペンはそ
の種類によってそれぞれ適当な筆記圧があり、記録装置
のペン上下機構は、使用する記録ペンの種類に応じて決
まる筆記圧を簡易に選択できる構造であることが要求さ
れる。また、記録ペンのチップ寿命を延ばすため、およ
び記録ペンのチップが記録媒体に衝接する際に発生する
騒音を低減するため、ペン上下機構は下降速度の制御が
可能であり、特に、衝接の際の速度をそれまでの下降速
度よりゆるめる、いわゆるソフトランディング制御が容
易にできることが要求される。なお、先順に特願昭６０
−８１３２０号があるが、これは記録ペンの自動交換機
構に関するもので、ペン上下機構についての配慮はない
。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、従来技術での上記した問題点を解決し
、また上記した要望に答えることができる、安価でしか
も構成簡易な記録ペン上下駆動機構を提供することにあ
る。

〔発明の概要〕

本発明では、上記目的を達成するために、装置本体内の
演算処理部からの指令信号に応じて記録ペンを上下駆動
して記録媒体上に断続的に視覚像を形成する記録装置の
記録ペン上下駆動機構において、記録ペンを保持するペ
ンホルダと一体的に上下移動するペン上下ブロックと、
このペン上下ブロックの上下移動を案内する案内棒と、
この案内棒の周辺に設けられて記録ペンに常時アップ方
向のばね力を与えているペンアップスプリングと、演算
処理部からのパルス状指令信号を受けて上下移動するリ
ニアステップモータの移動子シャフトと一体的に上下移
動する与圧アームと、上記ペン上下ブロック内を上下方
向に摺動自在に貫通するように設けられて上記与圧アー
ムと一体的に上下移動するペン与圧棒と、このペン与圧
棒の周辺に設けられて記録ペンに常時ダウン方向のばね
力を与えると共に上記移動子シャフトの下降移動を上記
ペン上下ブロックを介して記録ペンに伝達するペン与圧
スプリングとを備えた構成とする。

すなわち、一般に、直流サーボ系のような閉ループ制御
に比較して、ステップモータによる開ループ制御は構成
が簡単で安価にできることが知られており、多くの制御
システムに多用されている。

本発明はこの長所に着眼し、ステップモータによる開ル
ープ制御系で記録ペンを上下駆動制御しようとするもの
である。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図、第２図、第３図によ
り説明する。第１図は実施例の構成を示す断面図、第２
図は第１図中のリニアステップモータの一例を示す断面
図、第３図はリニアステップモータの動作工程を示す時
間対下降位置曲線図である。第１図において、１は記録
ペン、２はこの記録ペン１を保持するペンホルダである
。なお、図示は省略されているが、この種の記録装置に
は別にペン交換機構を備えているものがあり、予備の記
録ペンと自動的に記録ペンを交換できるようになってい
るが、本発明とは直接の関係はないので詳細は述べない
、３はペンホルダ２と一体的に上下移動するペン上下ブ
ロックである。４は軸受で、この軸受４を介してペン上
下ブロック３が案内棒６に案内されて上下移動できるよ
うになっている。案内棒６の両端は支持フレーム５に固
着されている。７はペンアップスプリングで、案内棒６
の周辺に配置されて記録ペン１に、常時、アップ方向の
ばね力を与えている。８は第２図に一例を示すリニアス
テップモータであり、９はこのリニアステップモータ８
の移動子シャフト（第２図の１４）と一体的に上下移動
するペン与圧アームである。１１はペン与圧棒で、ペン
上下ブロック３内を上下方向に摺動できるように貫通し
ており、ペン与圧アーム９と一体的に上下移動するよう
に、一その上端部においてペン与圧アーム９に固着されている
。１０はペン与圧スプリングで、ペン与圧棒１１のまわ
りに設けられて、記録ペン１に、常時。

ダウン方向のばね力を与えると共に、ペン与圧アーム９
の下降移動をペン上下ブロック３を介して記録ペン１に
伝達するようになっている。

第２図のリニアステップモータにおいて、１２はハウジ
ング、１３はこのハウジング１２の円筒状内径部に固着
の固定子磁極（磁極ピッチＰ）、１４は移動子シャフト
で、ハウジング１２に保持されている軸受１５により左
右方向（第１図では上下方向）、に摺動可能に支持され
ている。１６はＮ極、Ｓ極に着磁された界磁磁石で、移
動子シャフト１４に固定状に取付けられ、その両側に移
動子磁極１８が配置されている。１７は移動子磁極１８
に巻回された励磁コイルである。このような構成により
、励磁コイル１７にパルス状の励磁電流を流すことによ
り、移動子シャフト１４を左右方向に１７２Ｐずつ、ス
テップ状に移動させることができる。

第１図実施例は次のように動作する。リニアステップモ
ータ８に励磁電流が与えられていない通常時は、ペン上
下ブロック３は、ペンアップスプリング７のばね力によ
り上方所定位置に押し上げられている。記録装置内の図
示しない演算処理部よりペンダウン命令が発せられると
、リニアステップモータ８には、あらかじめ定められた
加減速プロフィールに従った励磁パルス信号列が入力さ
れる。なお、電源投入時、マイクロプロセッサ等の演算
処理部は、初期化ルーチンを実行することにより、リニ
アステップモータ８に入力するパルス数により、ペンア
ップスプリング７およびペン与圧スプリング１０のそれ
ぞれのばね定数を考慮して、ペン下降位置を演算処理す
る。上記した加減速プロフィールに従った励磁パルス信
号列がリニアステップモータ８に入力されることにより
、記録ペン１は第３図実線曲線に示すように記録媒体面
に対してソフトランディングされる。ソフトランディン
グされた後、リニアステップモータ８には、さらに、パ
ルス信号列が入力され、ペン与圧スプリング１０のばね
定数によって定まる筆記圧が記録ペン１に与えられる。

したがって、筆記圧の制御は、ソフトランディング後に
リニアステップモータ８に入力されるパルス信号数によ
って行われる。ペン下降工程を終了したリニアステップ
モ−タは、逆進パルス信号の入力あるいは励磁電流の通
電断のいずれかによってペン上昇工程に移らせることが
できる。

このように、第１１図実施例構成によれば、リニアステ
ップモータ８による開ループ制御のみで、第３図に示す
ように、ペン下降区間の中間領域において傾斜を急に、
すなわちペン下降速度を大に、それに続くソフトランデ
ィング位置を始点に始まる筆記圧制御区間では、単にリ
ニアステップモータシに入力するパルス信号数を制御す
ることで傾斜をゆるやかに、することができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、以上説明したように、ステップモータ
を駆動源とする開ループ制御で記録ペンを記録媒体に対
してソフトランディングさせることができるようになり
、従来装置で必要とした位置サーボおよび速度サーボの
閉ループ制御系が不要となるので構成が極めて簡易とな
り、安価な装置とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図は第１図中
のステップモータの一例を示す断面図。第３図はステップモータの動作工程の特性図、第４図は
従来例の断面図、第５図は従来の制御システムのブロッ
ク図である。く符号の説明〉１．４１・・・記録ペン　　　２．４２・・・ペンホル
ダ３・・・ペン上下ブロック　５・・・支持フレーム６
・・・案内棒７．４５・・・ペンアップスプリング８・・・リニアステップモータ９・・・ペン与圧アーム　　１０・・・ペン与圧スプリ
ング１１・・・ペン与圧棒　　　　１２・・・ハウジン
グ１３・・・固定子磁極　　　　１４・・・移動子シャ
フト１５・・・軸受

Claims

【特許請求の範囲】

装置本体内の演算処理部からの指令信号に応じて記録ペ
ンを上下駆動して記録媒体上に断続的に視覚像を形成す
る記録装置の記録ペン上下駆動機構において、記録ペン
を保持するペンホルダと一体的に上下移動するペン上下
ブロックと、このペン上下ブロックの上下移動を案内す
る案内棒と、この案内棒の周辺に設けられて記録ペンに
常時アップ方向のばね力を与えているペンアップスプリ
ングと、演算処理部からのパルス状指令信号を受けて上
下移動するリニアステップモータの移動子シャフトと一
体的に上下移動する与圧アームと、上記ペン上下ブロッ
ク内を上下方向に摺動自在に貫通するように設けられて
上記与圧アームと一体的に上下移動するペン与圧棒と、
このペン与圧棒の周辺に設けられて記録ペンに常時ダウ
ン方向のばね力を与えると共に上記移動子シャフトの下
降移動を上記ペン上下ブロックを介して記録ペンに伝達
するペン与圧スプリングとを備えたことを特徴とする記
録装置の記録ペン上下駆動機構。