JPS6234560B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、インクジエツト式NC自動製図機、
詳しくは、電場噴射型インクジエツト発生装置か
らなるインクジエツトペンを搭載するNC自動製
図機の制御方法に関する。

従来、一般に、前記NC自動製図機においては
磁気テープや、紙テープに収められた図面の座標
データを、処理装置例えば、マイクロコンピユー
タ（以降、MCと略称する）等内の記憶装置に書
き込み、この書き込んだ座標データにもとづい
て、描画動作するようになつている。

前記処理装置内の記憶容量は、通常、全座標デ
ータ量よりも小さい。このために、前記座標デー
タを適当な単位ブロツクに分け、この単位ブロツ
クの座標データを記憶装置内に書込んで、描画動
作をおこなつている。

このように、単位ブロツクの座標データに応じ
た描画動作をくり返えすことにより、全座標デー
タに応じた図面が作成される。

ところで、前記記憶装置に、単位ブロツクの座
標データを書き込むには、所定の時間が必要であ
り、したがつて、前記インクジエツトペンにより
描画するには、単位ブロツクの座標データ書き込
み期間中、インクジエツトペンからのインク噴出
を停止させる必要が生じる。特に、前記座標デー
タが紙テープに記憶されている場合には、記憶装
置への書き込み速度が遅く、したがつて、可成り
のインクジエツトペンのインクジエツト噴出停止
時間を要する。

しかるに、前記したようにインクジエツトペン
からのインク噴出を停止している際に、特に、そ
の停止時間が長くなると、ノズル先端部のインク
が乾燥したり、該ノズル先端部へのゴミが附着し
たりするために、描画開始の際、インクジエツト
ペンからのインク噴出具合に安定性を欠くという
不具合が生じる。これに対して、前記座標データ
の単位ブロツクを小さなものにして、前記したイ
ンクジエツト停止期間を短縮するにも、全図面の
描画時間が長くなり、このように、描画時間との
兼ね合いから実施することが困難である。

本発明は、前記したような種々の問題点を一挙
に解消するためになされたもので、描画用のイン
クジエツトペンヘツドを、一旦、あらかじめ指定
している位置へ移動し、その場所において、イン
クジエツトのテスト噴射をおこない、そのインク
ジエツトペンのノズル先端の乾燥、ゴミ附着等に
よる目づまりを防止しようとするものである。さ
らには、インクジエツトペンが、適正に、ジエツ
ト噴出およびその停止が可能であるか、また、イ
ンクの単位時間あたりの液量は指定通りであるか
など、公知の手段等によつて検出補正し、常に最
適動作を行うようにするものである。

つぎに、本発明の一実施例を添付図面にしたが
つて説明する。

第１図は本発明に適用できるインクジエツトペ
ンを構成する電場噴射型インクジエツト装置の原
理説明図で、導電性インク１を満されたインクタ
ンク２、インクタンク２に取付られたノズル３、
ノズル３と同心状に配置された環状対向電極４及
びノズル（金属製の場合）又はインクと環状対向
電極間に電場をつくるための高圧直流電源５から
成り、インク１の静止圧はノズル先端にインクが
メニスカスをつくる程度に設定されている。この
インクがメニスカスをつくつている状態でノズル
又はインクと環状対向電極間に高圧直流電圧を印
加すると、インクがジエツトになつて噴出する。
ジエツトはインクの物性によつて異なるが、夫々
ノズルから充分離れた位置では全て規則的な微粒
子となる。これはノズル先端でメニスカスをつく
つていたインクが電場によつてジエツトとして引
出され、インクの表面張力で微粒子化するのであ
る。

なお、本発明においては他の型式のインクジエ
ツトペンを搭載するNC自動製図機であつてもよ
い。

前記インクジエツトペンを備えたXYプロツタ
の外観斜視図を示す第２図において、本体１１の
上側部には一対のレール１２，１３が相対して載
置されており、一方のレール１２にはラツクが設
けられている。この一対のレール１２，１３上に
横方向にかけわたされたＸ移動桁１４はその両端
を、レール１２，１３上を摺動自在な支持台１
５，１６に載置されている。支持台１５内には、
Ｘサーボモータ１７が設置され適宜な伝達機構を
介してレール１２のラツクと噛み合うピニオン
（図示せず）を駆動し、Ｘ方向にＸ移動桁１４を
移動させるようにしてある。Ｘ移動桁１４に隣接
してそれと平行にＹ方向レール１８が支持台１
５，１６に載置されており、このＹ方向レール１
８にもラツクが設けられている。Ｙ方向レール１
８上に移動子１９が摺動自在に配置され、該移動
子１９内にはＹサーボモータ２０が設置されてい
て、このＹサーボモータは適宜な伝達機構を介し
てＹ方向レール１８のラツクと噛み合うピニオン
（図示せず）を駆動して移動子を横方向（Ｙ方
向）に移動させる。移動子１９には前記したイン
クジエツトペン２１を搭載した記録ヘツド２２が
設置され、該記録ヘツド２２は後述するXYサー
ボ機構によつて移動子１９と一体的に縦横に移動
し、後述する制御機構によつてインクを噴射し画
線記録を行うように構成されている。

記録ヘツド２２には空気圧制御用の可撓性パイ
プ２３と電圧印加用のケーブル２４が接続され、
これら可撓性パイプ２３とケーブル２４は本体１
１内部の圧縮ポンプおよび電圧印加装置にそれぞ
れ接続されている。２５は被記録体である。２６
は、前記本体１１に設けられた前記インクジエツ
トペン２１のテスト噴射をおこなう凹所で、この
場所に設置される図示しない容器に、該インクジ
エツトペン２１から噴射されたインクが収納され
るようになつている。

第３図は、本発明に係る制御方法に適用される
制御機構における処理装置の要部の一例を示すも
ので、破線で囲つて示すように、演算処理ユニツ
トCPU３６（以降、cpuと略称する）を中心とす
るマイクロコンピユータMC３０（以降MCと略
称する）を形成している。このMCには、座標入
力ポート３２、プロツター用Ｉ／Ｏ３３、ジエツ
ト発生装置用のＩ／Ｏ３４の３つの入出力ポート
があり、その他に１ブロツクの座標データを格納
したり、最終の位置座標データを記憶しておく記
憶装置３５がある。

入力装置３１は紙テープリーダ（PTR）や磁
気テープMTなどから成り、３６のcpuの指令に
よつて、この座標データ入力ポート３２を介し
て、座標データが、記憶装置３５へ収納される。

cpu３６は、座標データ入力ポート３２に、入
力装置３１に対する動作信号を発生する。座標デ
ータ入力ポート３２は、前記信号を受けてテープ
読み取り指令を出す。この指令によつて入力装置
３１は駆動され、座標データをMC３０の記憶装
置３５に送出する。このようにして、cpu３６は
送出された座標データをこの座標データ入力ポー
ト３２から受けとり、記憶装置３５の入力座標格
納メモリーへ収納する。

そして、この記憶装置３５は、あらかじめ決め
られた量の座標データすなわち、前記入力装置３
１から適宜ブロツクに分割した座標データを収納
すると、cpu３６はプロツター本体３９に対して
動作指令の送出を開始する。cpu３６は、記憶装
置３５に格納した座標データの最初の線分情報で
あるＸ、Ｙの座標データをとり出し、補間計算を
行つて一連のＸ、Ｙそれぞれの出力分配データを
発生する。これらの出力データは、プロツター
Ｉ／Ｏポート３３へ送られ、さらにXY動作信号
としてプロツター本体の入出力機構Ｉ／Ｏ３７へ
転送される。この信号により、プロツター本体３
９は始動する。このとき、線分の描画が必要であ
れば、インクジエツト装置Ｉ／Ｏ用ポート３４か
らジエツトON信号がインクジエツト装置本体の
入出力機構Ｉ／Ｏ３８へ送られる。

このジエツトON信号の送出は、記録ヘツドの
起動とタイミングをあわせておこなわれ、この結
果、インクジエツトペンであるインクジエツト装
置本体４１からインクジエツトが噴出される。

一線分に対する一連のＸ、Ｙ動作信号が送られ
て、インクジエツトペンが移動した後、ペンが停
止すると、プロツター本体Ｉ／Ｏ３７から動作終
了信号が、プロツターＩ／Ｏポート３３へ送られ
る。cpu３６はこの動作終了信号を受けると、イ
ンクジエツトを停止し、あらかじめ決められたテ
スト噴射位置（前記プロツター本体３９の凹所２
６である）ヘインク装置本体４１を移動させるた
めに、前記座標データにより決定される最終位置
座標とテスト噴射位置座標との間の線分に関し
て、補間計算を行い、プロツターＩ／Ｏポート３
３を介して、Ｘ、Ｙ動作信号を発生し、移動させ
る。そして、この最終位置座標は記憶装置３５に
記憶させておく。

つぎに、cpu３６は、インクジエツト装置Ｉ／
Ｏポート３４からテスト噴射イネーブル信号をイ
ンクジエツト装置本体Ｉ／Ｏ３８に送出させる。
このとき、インクジエツト装置本体Ｉ／Ｏ３８か
ら自動的にテストON・OFF信号がインクジエツ
ト装置本体４１へ送られ、インクジエツトペンか
らのインクジエツト噴出動作をON／OFFさせ
る。

つぎに、cpu３６は、座標データ入力ポート３
２へ入力装置動作信号を送り、テープ読み取り指
令を発生させて、入力装置３１から座標データを
読み込む。

このように、記憶装置３５につぎのブロツクの
座標データが書き込まれる。

cpu３６が入力装置３１から座標データを読み
込んでいる間、インクジエツト装置本体４１はテ
スト噴射位置に停止しており、この位置でテスト
噴射をおこなつている。

このとき、ジエツト噴出状態の良否は、図示し
ないジエツト状態確認装置によつておこなわれ
る。このジエツト噴出状態の良否の判定は、自動
的にあるいは目視によりおこなわれる。

この判定結果に応じてジエツト状態信号が該確
認装置４０から発生する。

この信号は、たとえば、良であれば“Ｈ”レベ
ルの電圧信号で、否であれば“Ｌ”レベル信号で
ある。

いま、この判定結果が否であつたとすると
“Ｌ”レベル信号は、プロツターＩ／Ｏポート３
３へ送られ、このポート３３から割り込み信号が
cpu３６に送出される。このことにより、cpu３
６は、たとえ記憶装置３５が座標データを入力装
置３１から書き込み動作中であつても、その時点
で一旦停止させ、ジエツトの状態が不可であるこ
とを警報ランプ等により、作業者に知らせる。

このとき、作業者は、ジエツトの状態を良くす
るために、たとえばジエツト装置本体４１への印
加電圧の調整または、該装置本体４１への強制的
な空気圧力印加等により、インクジエツトペンの
ノズルからインクジエツトを噴出させる等公知の
手段によつて正常状態へ復帰作業をおこなう。

この場合、前記割り込み信号により、自動的に
復帰作業をおこなわせるようにしてもよい。

ジエツト噴出状態が正常になると、ジエツト状
態確認装置４０は良と判定し、このとき、前記ジ
エツト状態信号が“Ｈ”となり、再び割り込み信
号を発生してこの信号をcpu３６に入力する。

cpu３６は、この割り込み信号をうけて、再
び、停止中であつた前記記憶装置３５の入力装置
３１からの入力座標の読み取りを再開し、１ブロ
ツクの座標データを読み込む。そして、描画再開
に際して、前記した記録ヘツドを、テスト噴射位
置から、前記した最終座標位置へもどすように指
令する。

このようにして、cpu３６は、前記したよう
に、記憶装置３５に記憶させた最終位置座標デー
タにもとづき、記録ヘツドが、もとの位置にもど
される。

このようにして、MC３０は、座標データを順
番に記憶装置３５からとり出し、座標データに応
じた線分に対する補間動作を行い、前記プロツタ
ー、すなわち、プロツタ本体３９、前記確認装置
４０、インクジエツト装置本体４１等を動作さ
せ、入力装置３１の全座標データにもとづく描画
動作を完了する。

なお、データ書き込みの間前記したテスト噴射
をおこなうだけで、ほぼ完全に前記した不都合を
解消できるが、噴射状態の検知及びその補正をお
こなうようにすれば万一不慮の事態が生じたとき
にも対処できるものである。

第４図は、本発明に係る制御方法により、前記
Ｘ−Ｙプロツターの動作制御の一例であるフロー
チヤートを示す。

まず、（51）のステツプにおいて、前記した１
ブロツクの座標データにもとづく描画の終了を確
かめる。次の（52）ステツプにおいて前記インク
ジエツト装置本体をテスト噴射位置に移動する。
たとえば、前記座標データにおいて、テスト噴射
位置に相当する座標を原点として設定しておき、
原点復帰を行なうようにしてもよい。

（53）ステツプでは、２つの動作があり、一つ
は移動したペンのジエツトをONさせ、テスト噴
射を開始させる。もう一つは次のブロツクの座標
データを記憶装置へ取り込む作業を開始する。

（54）ステツプにおいて、テスト噴射中のジエ
ツトの状態をチエツクする。この状態チエツクは
種々の方法が考えられる。

この方法は、たとえば、前記したように、目視
によるマニユアル方法でもよく、あるいはインク
ジエツトペンからの液滴のチヤージをチエツク
し、ジエツトの状態を判断する自動方法とするこ
とができる。このようなチエツクによつて、不可
と判断されると、処理中断となり、この中断期間
中にジエツトを正常に復帰させる。正常に復帰
後、中断状態を解除し、次の（56）ステツプに進
む。

（56）ステツプにおいて、データの読み込みが
終了すると、（57）ステツプにおいて、テスト噴
射をOFFとし、つづいて、（59）ステツプにおい
て記録ヘツドを前座標位置へ復帰させる。

そして、つぎに、（59）ステツプにおいて、描
画を再開する。

前記実施例においては、テスト噴射をマイクロ
コンピユータMC３０によつて制御する場合につ
いて述べたが、描画データを所定量ずつマイクロ
コンピユータのメモリーに記憶して描画を行なう
形式のインクジエツト式NC自動製図機におい
て、前記メモリーへの描画データの書き込み時間
を利用してテスト噴射を行なうことができればよ
く、テスト噴射のみを他のコンピユータによつて
制御するようにしてもよいことは勿論である。

以上、説明したことから明らかになつたよう
に、テスト噴射は座標データの出力装置、たとえ
ば紙テープリーダーなどのように、データーの読
み出しには時間の多くかかるようなときに、都合
が良く利点をより多く発揮する。

また、テスト噴射をなるべく、おこなわないよ
うにするためノズル先端のインクが乾燥をしない
程度の期間に、前記ブロツク単位を小さくしたも
のや、あるいは磁気テープ装置等におけるような
高速データ出力装置からデータを読み出して描写
する場合において、１つの図面の描画に多くの時
間を要するとき、所定のサイクルで前記のテスト
噴射動作を挿入することにより、全図面作成の際
のインクの目づまり、ゴミ附着等のインクジエツ
トの安定性に係る要因を除去でき、信頼性をよ
り、向上させることができる。さらに、全図面作
成の際において、長い描画中断期間が存在する場
合においても、同様に、その中断期間において前
記のテスト噴射をおこなうようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に適用できるインクジエツトペ
ンを構成するインクジエツト装置の原理説明図、
第２図は前記インクジエツトペンを備えたＸ−Ｙ
プロツタの外観斜視図、第３図は本発明に係る制
御方法に適用される制御機構における処理装置の
要部説明図、第４図は、本発明に係る制御方法の
一例を示すフローチヤートである。 １……導電性インク、２……インクタンク、３
……ノズル、４……環状対向電極、５……高圧直
流電源、１１……本体、２２……記録ヘツド、２
５……テスト噴射用の凹所、３０……マイクロコ
ンピユータMC、３１……入力装置、３５……記
憶装置、３６……cpu、３９……プロツタ本体、
４０……ジエツト状態確認装置、４１……インク
ジエツト装置本体（インクジエツトペン）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 描画データをマイクロコンピユーターのメモ
   リーに記憶して描画をおこなうインクジエツト式
   NC自動製図機において、前記メモリーに収めら
   れたデータの描画が終了したことを検知して、描
   画終了位置を所定の記憶手段に記憶する一方、前
   記メモリーに次のデータの書き込みをおこなうと
   ともに、インクジエツト発生装置を搭載した記録
   ヘツドをあらかじめ決められたテスト噴射位置に
   導き、前記データの書き込みの間に前記テスト噴
   射位置にてインク噴射をおこない、前記データの
   書き込みが終了したのち、前記記録ヘツドを前記
   記憶手段に記憶された描画終了位置まで復帰させ
   て描画を続行するようにしたことを特徴とするイ
   ンクジエツト式NC自動製図機の制御方法。 ２ 前記テスト噴射位置におけるインク噴射がデ
   ータ書き込みの間持続されることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の制御方法。 ３ 前記テスト噴射位置におけるインク噴射が通
   常の描画時と同一の噴射状態であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の制御方法。 ４ 前記テスト噴射位置でのインク噴射の状態を
   検知し噴射の状態が不良であるときはこれを補正
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の制御方法。