JPS637990A - 自動作画装置における筆記具昇降制御方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は自動作画装置（ＸＹプロッター）の筆記具を作
画面に対し直角方向に駆動制御する方法に関する。

〔従来の技術〕

特公昭５３−３４５３２号公報には、自動作画装置の筆
記具装置の筆記具を紙面又は製図台に対し直角方向に駆
動制御する装置において、前記筆記具と直結または間接
的に接続したムービングコイルと、このムービングコイ
ルを駆動する界磁構成部と、前記筆記具を加減速駆動し
紙面または製図台に到着したのち上記筆記具に筆圧を与
える駆動回路を設けたことを特徴とする高速筆記具上下
駆動制御方式が開示されている。上記方式において、筆
記具下降時、ムービングコイルに筆記具を急速に下降さ
せるプラスの電流を流し、しかる後に逆のマイナスの電
流を流して、筆記具を減速させて着地させている。筆記
具が紙面又は製図台に到着したことを検出するのは、比
較器の一方の入力端にムービングコイルの移動量を検出
して電圧信号を出力する位置検出器の出力端を接続し、
比較器の他方の入力端に所定の基準電圧を印加し、この
基準電圧に位置検出器の出力電圧が一致したときを、比
較器によって検出して、この一致したときを筆記具が紙
面又は製図台に到着したときとしている。上記基４！！
電圧は、筆記具が紙面又は製図台に到着したときの位置
検出器の出力電圧と丁度一致する値に設定されている・ 筆記具を上昇させる場合には、ムービングコイルに筆記
具を急速に上昇させるマイナスの電流を流し、しかる後
に逆のプラスの電流を流して、筆記具を減速させて、筆
記具保持部材を上限ストッパーに当接させている０位置
検出器と比較器の構成によって、筆記具保持部材の上限
ストッパーとの当接位置を検出し、この検出後、ムービ
ングコイルにマイナスの電流を流して筆記具保持部材を
上限ストッパーに所定の圧力で押し付けている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のように１位置検出器と比較器を用いて筆記具が上
昇位置に到着したことを検出する方式を採用した場合、
筆記具上昇時において、筆記具の先端と作画面との距離
Ωが作画面の全域において常に一定であれば問題はない
、しかしながら、作画面の水平度に誤差があり、また、
作画面に凹凸があると４作画面上における筆記具の位置
によって、上記距離Ｑが変化してしまう、このことは。

上記基準電圧を一定とした場合１位置検出器と比較器の
構成では筆記具の上昇位置到着時を正確に検出し得ない
ことを意味する。

しかるに筆記具が上限ストッパー位置に到着したとき、
筆記具の下方向反発力Ｆａと上方向の圧力ＦｂがＦａ＞
　Ｆｂの関係にあるとき筆記具がストッパー面に対して
バウンドしてしまう、従って、筆記具がストッパー面に
到着した直後に反発力Ｆａより大きな上昇圧をかければ
筆記具はバウンドしないが、従来の筆記具制御方式では
、筆記具がストッパー面に到着した時点を正確に検出す
ることができず、そのため筆記具がストッパー面に到達
後バウンドしてしまう、筆記具上昇時、筆記具保持部材
が上限ストッパーに対してバウンドし、第７図に示すよ
うに筆記具がバウンドしていると、筆記具をダウンさせ
るときに、下降ストロークが変わってしまう０例えば筆
記具がａ点の位置にあるときに、筆記具下降信号が入っ
た場合と、０点の位置にあるときに筆記具下降信号が入
った場合では、ａ、−ｎ工の長さ分、筆記具の下降スト
ロークが変ってしまい、従って、ａ点で筆記具を下降さ
せた場合に、筆記具が強く作画面に下降させたー場合に
、筆記具が強く作画面に当たり、筆記具が損傷したり、
あるいは筆記具が作画面に対して大きくバウンドしてし
まう欠陥が存した。

また、ｂ点で筆記具下降信号が入った場合、上方向に力
が加わっているので少し遅れてから筆記具が降下し始め
る。そのため、上方向に加わっている力の大きさによっ
て筆記具降下時間が異なり筆記具昇降動作が不安定にな
る。筆記具のバウンドがおさまるまで待ってから筆記具
を下降させることによって上記の問題は解決するが、そ
の待ち時間が長くなるため作画速度が遅くなってしまう
。

本発明は上記欠陥を除去することを目的とするものであ
る。

〔問題点を解決する手段〕

上記問題点を解決するため１本発明は、ムービングコイ
ルに通電して筆記具を昇降制御する装置において、筆記
具上昇時、強い力で上昇方向に筆記具を加減速し、筆記
具の最大上昇ストロークの略１／２で上昇速度がゼロと
なるようにし、次に筆記具に任意の上昇力を作用させて
加速し次に徐々に適正上方向圧力を筆記具に付与するよ
うにムービングコイルに通電を行うようにしたものであ
る。

【作用〕

筆記具の昇降ストロークが図板の平面度、紙の厚さ、筆
記具の製作精度等の誤差によって変化した場合、筆記具
上昇時、筆記具保持部材が上限ストッパーに到達するの
が早すぎると、筆記具に任意の上昇力が付与されるとき
に、筆記具保持部材は上限ストッパーに到着する。この
状態では筆記具の下降速度がゼロとなった直後なので、
筆、記具は保持部材は上限ストッパーに対してバウンド
しない、筆記具保持部材の上限ストッパーへの到着時間
が遅すぎると、筆記具保持部材に徐々に上方向圧力がか
かっているときに筆記具が作画面に到着するが、その直
後にさらに大きな上方向圧力がかかるため筆記具の上限
ストッパー衝突時におけるパウンドが最小に押えられる
。筆記具保持部材が上限ストッパーに到着するのは、筆
記具保持部材に任意の上昇力が付与されているとき又は
、徐々に上方向圧力がかっているときにその範囲が設定
されている。これによって筆記具の上昇時間を短縮する
ことができる。

〔実施例〕

以下に本発明の構成を添付図面に示す実施例を参照して
説明する。

第４図乃至第６図において、２，２ａはテーブル４上を
ＸＳＳ力方向移動可能に支承されたＹレールであり、こ
れにＹカーソル６が移動可能に取り付けられている。前
記Ｙカーソル６には作画ヘッド８が連結し、該ヘッド８
の基板８ａには筆記具保持部材１０がガイド１２によっ
て昇降自在に支承されている。前記筆記具保持部材１ｏ
には筆記具１４が脱着可能に固定されている。前記筆記
具保持部材１ｏに取り付けられたホルダーにはムービン
グコイル１６が固設され、該ムービングコイル１６は前
記基板８ａに配設された界磁構成部１８に対向している
。前記ムービングコイル１６に正の電流が通電されると
、筆記具保持部材１０がばね２０に抗して下降し、該保
持部材１０と連動して筆記具１４が下降し、その先端が
テーブル４上の用紙に当接するように構成されている。

前記ムービングコイル１６に負の極性の電流が流される
と、筆記具保持部材１０は基板８ａに固設された上限ス
トッパー２２に係止されるまで上昇するように構成され
ている。前記Ｙル−ル２，２ａはＸモータが駆動される
と、テーブル４に沿ってＸ座標方向に平行移動し、前記
Ｙカーソル６はＹモータが駆動されるとＹレール２，２
ａに沿って移動するように構成されている。自動作画装
置において、筆記具の昇降ストロークはテーブル面の平
面度、紙の厚さ、筆記具の製作精度等により一定しない
、ストａ−りが変化する範囲を１ａ＋とじ。

最小ストロークを１ｍ、最大ストロークを２１ｍとして
説明する。第１図において、筆記具１４に形成されたペ
ン種即ち、ボールペン、中空ペン等の種類を示すコード
信号を作画ヘッド８側に設けた光学的読取器から成るペ
ン種指定装置４６によって読み取り、このペン種コード
信号がＣＰＵ４８に入力される。ＣＰＵ４８は、ペン種
コード信号に基いて、ペンダウン時の適正筆圧を設定し
、そのデジタル情報をＤ／Ａ変換器５０，５２に入力す
る。Ｄ／Ａ変換器５０，５２は、筆圧デジタル情報をそ
れぞれ−ｖ１と＋ｖ１のアナログ電圧信号に変換する。

！２具１４が上昇位置にあるときはムービングコイル１
６に、第３図に示すように、−Ｉの電流が供給され、筆
記具保持部材１０は、上限ストッパー２２に弾接してい
る。該状態において、ＣＰＵ４８から第３図中、Ｔ１の
タイミングで、加速電流Ｄ１に相当するディジタル信号
がＤ／Ａ変換器５４に供給され、該Ｄ／Ａ変換器５４か
ら、下降加速アナログ電圧信号が定電流ドライバ５６に
供給されて、ムービングコイル１６に電流Ｄ１が通電さ
れる。これにより、筆記具１４は、テーブル４面に向け
て急速下降する６次に。

ＣＰＵ４８から、Ｔ２のタイミングで、減速電流Ｕｌに
相当するディジタル信号がＤ／Ａ変換器５４に供給され
、該Ｄ／Ａ変換器５４から下降減速アナログ電圧が定電
流ドライバ５６に供給されて。

ムービングコイル１６に電流Ｕ１がＴ２のタイミングで
通電される。これにより、筆記具１４は、急速減速され
、筆記具１４の最大下降ストロークの略１／２の位置、
本実施例では、上昇位置からＩ閣下降したところで筆記
具１４の下降速度がゼロとなる０次に、ＣＰＵ４８から
Ｔ３のタイミングで、加速電流Ｄ２に相当するディジタ
ル信号がＤ／Ａ変換器５４に供給され、該Ｄ／Ａ変換器
５４から下降加速アナログ電圧信号が定電流ドライバ５
６に供給されて、ムービングコイル１６に加速電流Ｄ２
が通電される。次に、ＣＰＵ４８からタイミング信号ｂ
（第２図参照）が波形整形回路５８の制御端に入力され
、波形整形回路５８は。

適正筆圧電圧レベルに向けて徐々に変化する変化部分ｖ
Ｓを有する定形電圧信号ＶＳＴを出力し。

ムービングコイル１６に、変化部分ＰＦを有する定形電
流信号ＰＴがＴ４’のタイミングで通電される。筆記具
１４の着地範囲は、Ｔ３とＴ４の範囲内に設定される。

従って、筆記具の下降ストロークが最小ストロークのと
きには、Ｔ３のところで、筆記具１４が紙面に着地する
ことになる。このとき、筆記具１４の加速速度は、ゼロ
でその直後に力が加ねるため、筆記具１４はバウンドし
ない、筆記具１４が、Ｔ４の間で着地するときには、前
記加速電流Ｄ２によって筆記具が加速され、筆圧降下区
間の時間が短縮される。Ｔ４の間で、筆記具１４が着地
した場合には、着地した後、徐々に反発力よりもさらに
大きな筆圧が加わっていくためこれが筆記具１４を押え
つけるように働き。

筆記具１４のバウンドの周期も短くなる。上記電流信号
Ｄ２のレベルは、筆記具１４を数種類使用する場合一番
筆圧の弱い筆記具に合わせ、適正筆圧に２０〜３０グラ
ム程度を加えた力に相当する値に設定されている。

次に、筆記具上昇動作について説明する。

ＣＰＵ４８から第３図中、Ｔ５のタイミングで、加速電
流Ｕ１に相当するディジタル信号がＤ／Ａ変換器５４に
供給され、該Ｄ／Ａ変換器５４から、上昇加速アナログ
電圧信号が定電流ドライバ５６に供給されて、ムービン
グコイル１６に電流Ｕ１が通電される。これにより、筆
記具１４は１作画面から急速上昇する。次に、ＣＰＵ４
８から、Ｔ６のタイミングで、減速電流Ｄ１に相当する
ディジタル信号がＤ／Ａ変換器５４に供給され、該Ｄ／
Ａ変換器５４から上昇減速アナログ電圧が定電流ドライ
バ５６に供給されて、ムービングコイル１６に電流Ｄ１
が通電される。これにより、筆記具１４は、急速減速さ
れ、筆記具１４の最大上昇ストロークの略１／２の位置
、本実施例では１作画面から１ｆｆＩ１１上昇したとこ
ろで筆記具１４の上昇速度がゼロとなる。次に、ＣＰＵ
４８からＴ７のタイミングで、加速電流Ｕ２に相当する
ディジタル信号がＤ／Ａ変換器５４に供給され、該Ｄ／
Ａ変換器５４から上昇加速アナログ電圧信号が定電流ド
ライバ５６に供給されて、ムービングコイル１６に加速
電流Ｕ２が通電される。次に、ＣＰＵ４８からタイミン
グ信号ｂ’が波形整形回路６０の制御端に入力され、波
形整形回路６０は、適正ストッパー圧接電圧レベルに向
けて徐々に変化する変化部分を有する定形電圧信号を出
力し、ムービングコイル１６に、変化部分ＰＦ″　を有
する定形電流信号ＰＴ’が通電される。筆記具１４の上
昇係止範囲は、Ｔ７とＴ８の範囲内に設定される。

従って、筆記具の上昇ストロークが最小ストロークのと
きには、Ｔ７のところで、筆記具保持部材１０が上限ス
トッパー２２に当接することになる。

このとき、筆記具保持部材１０の上昇速度は、ゼロでそ
の直後に力が加わるため、筆記具保持部材１０はバウン
ドしない。筆記具１４が、Ｔ８の間で係止されるときに
は、前記加速電流Ｕ２によって筆記具の上昇が加速され
、筆記具上昇区間の時間が短縮される。Ｔ８の間で、筆
記具１４が上限ストッパー２２に係止された場合には、
係止された後、徐々に反発力よりもさらに大きな圧力が
上限ストッパー２２に加わっていくためこれが筆記具保
持部材１０を上限ストッパー２２に押えつけるように働
き、筆記具１４のバウンドの周期も短くなる。

尚、本実施例では、昇降最大ストロークの略１／２の位
置のところで、筆記具の昇降速度をゼロとするのに逆電
流信号を用いているが、逆電流によって減速する方式に
特に限定されるものではない。

また、電流信号ＰＦ、ＰＦ’は直線的に変化するもので
も良く、第８図（ｂ）に示すように二次曲線状に変化す
るものでも良い。また、筆記具昇降時における加速電流
信号Ｄ２．Ｕ２は設定せず、筆記具がＴ４．Ｔ８におい
て１着地又は上限ストッパーに係止されるように設定し
ても良い。

〔効果〕

本発明は、上述の如く、筆記具の昇降ストロークが変化
しても、筆記具は、上昇速度がゼロとなった直後に加圧
力が加わる状態で上方向に係止されるか、上限ストッパ
ーとの当接圧が徐々に増加する領域で上方向に係止され
ることになるので、筆記具の、上昇係止時におけるバウ
ンドの発生を押さえることができ１作画スピードを向上
させることができる効果が存する。

【図面の簡単な説明】

第１図はブロック回路図、第２図は説明図、第３図は説
明図、第４図は断面図、第５図は平面図、第６図は側面
図、第７図は説明図、第８図は説明図である。 ２．２ａ・・・・Ｙレール、　４・・・・テーブル、　
６・・・・Ｙカーソル、　８・・・・作画ヘッド、　　
８ａ・・・・基板、　１０・・・・筆記具保持部材、　
１２・・・・ガイド、　　１４・・・・筆記具、　　１
６・・・・ムービングコイル、　１８・・・・界磁構成
部、　２０・・・・ばね、　２２・・・・上限ストッパ
ー。 特許出願人　　　　武膠工業株式会社 代理人弁理士　　　　西　島　綾　雄　゛１′Ｌニー。 手続補正書Ｃｊ５幻 昭和６１年１０月１６日

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ムービングコイルへの電流を制御して、該ムービ
   ングコイルに連結する筆記具を作画面に対して直角方向
   に駆動制御する装置において、筆記具を下降状態からそ
   の保持部材が上限ストッパーに係止されるまで上昇させ
   るに際し、まず、筆記具が急上昇するようにムービング
   コイルに筆記具上昇用電流を通電し、次に、該ムービン
   グコイルに筆記具の上昇速度を減速させるための電流を
   通電して筆記具がその最大上昇ストロークの略１／２に
   達したとき上昇速度が略ゼロとなるように成し、次に、
   絶対値が小さな値から所定のストッパー当接圧設定電流
   値に向けて徐々に増加する変化電流を、前記ムービング
   コイルに通電するようにしたことを特徴とする自動作画
   装置における筆記具昇降制御方法。
2. （２）ムービングコイルへの電流を制御して、該ムービ
   ングコイルに連結する筆記具を作画面に対して直角方向
   に駆動制御する装置において、筆記具を下降状態からそ
   の保持部材が上限ストッパーに係止されるまで上昇させ
   るに際し、まず、筆記具が急上昇するようにムービング
   コイルに筆記具上昇用電流を通電し、次に、該ムービン
   グコイルに筆記具の上昇速度を減速させるための電流を
   通電して筆記具がその最大上昇ストロークの略１／２に
   達したとき上昇速度が略ゼロとなるように成し、次に、
   ムービングコイルに筆記具上昇加速用電流を瞬間的に通
   電した後、絶対値が小さな値から所定のストッパー当接
   圧設定電流値に向けて徐々に増加する変化電流を、前記
   ムービングコイルに通電するようにしたことを特徴とす
   る自動作画装置における筆記具昇降制御方法。