318871 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、 發明説明（ ) 1 1 I 本 項 發 明 為 有 關 配 置 於 機 器 或 機 器 構 件 ( 兩 者 在 下 文 I 1 中 均 稱 為 負 何 體 ) 以 及 其 聯 結 傳 動 元 件 上 的 裝 置 0 該 傳 動 - 1 元 件 供 負 荷 體 之 定 位 用 並 具 有 申 請 專 利 範 圍 第 1 項 大 概 念 請 先 1 1 中 所 述 之 待 點 〇 閱一 讀 1 背 1 基 於 負 何 體 (需予以定位） 的 動 力 性 質 定 位 精 確 度 與 之 1 定 位 速 度 均 有 其 界 限 0 雖 然 負 荷 體 的 傳 動 元 件 可 由 傳 動 力 注 意 書 1 I 矩 9 例 如 ： 較 高 的 轉 數 (旋轉次數） 來 構 成 9 但 是 卻 不 能 採 項 再 1 用 9 因 為 負 荷 體 ttw. 在 大 過 一 定 的 界 限 轉 數 後 f 由 於 其 白 發 振 寫 本 裝 1 動 的 産 生 而 無 法 維 持 所 要 求 的 定 位 精 確 度 0 傳 動 元 件 的 此 頁 '—^ 1 I 一 界 限 轉 數 經 常 與 負 荷 體 的 白 發 頻 率 有 直 接 的 關 像 0 負 荷 1 1 體 的 第 一 個 白 發 振 動 型 式 由 傳 動 基 頻 以 及 基 頻 之 諧 波 或 者 1 1 半 基 頻 所 激 發 〇 由 於 其 通 常 為 極 複 雜 的 振 動 模 式 ( 例 如 1 訂 彎 曲 振 動 扭 曲 振 動 等 等 ) 9 因 此 即 使 付 出 相 當 大 的 努 力 1 亦 無 法 將 其 控 制 或 掌 握 〇 1 I 此 情 形 的 一 個 典 型 例 子 為 大 型 多 針 頭 白 動 剌 纗 機 剌 纗 1 I 架 之 動 力 行 為 〇 此 型 剌 纗 架 的 白 發 ±S 頻 率 在 相 對 較 低 的 頻 率 1 1 範 圍 内 [例如 40赫芝（ H e Γ Z )] 9 並 且 可 回 溯 起 因 於 刺 繍 架 I 在 橫 方 向 (交叉於縱方向， 亦即Y 方向） 上 的 移 動 (彎曲） 0 1 1 此 型 彎 曲 振 動 體 13& 的 相 關 自 發 振 動 模 式 異 乎 尋 常 的 複 雜 > 並 1 I 且 導 致 刺 繡 画 樣 極 大 的 扭 曲 0 待 別 是 白 發 頻 率 以 及 白 發 振 1 動 模 式 均 與 位 置 相 關 > 也 就 是 説 視 刺 繍 架 的 放 置 而 定 0 1 1 本 項 發 明 的 任 務 因 此 為 » 將 開 頭 所 述 的 機 器 裝 置 型 式 | 進 一 步 的 發 展 > 而 將 現 有 的 負 +-»· 何 體 構 造 之 白 發 頻 率 明 顯 提 1 1 » 俾 使 傳 動 元 件 之 定 位 速 度 3 亦 能 變 大 並 不 因 此 而 降 低 1 1 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 1 V 6 8 1 3
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7 B 明 説明發 、 五 、特 1他 第其 圍中 範明 利發 專項 請本 申 〇 由到 經達 可點 明特 發的 項述 本所 據份 根部 〇 ，歡 度務特 確任中 精一項 位此 4 定 或 了 2 件 〇元 述結 敘聯 所性 有彈 中値 圍一 範由 利藉 專 ： 請想 申構 項個 屬一 附用 他採 其要 在主 造明 構發 的項 越本 優 別 下 以 0 Μβηρ 軟 柔 為 稱 結 體 推圍 率範 構移 率 頻 發 自 之 内 荷頻 負的 將構 以結 ，體 結荷 聯負 體 。 荷值 負率 與頻 件的 元高 β 較 -1ΕΤ 傳至 將移 I >π 推 數整 轉在 /IV 夾 麗由 範經 作可 操動 常振 慣發 件自 元此 動是 傳但 致， 導動 會振 中發 形自 情加 此附 在的 〇 為 償視 補構 來結 控體 操荷 的負 件將 元可 動， 傳内 由圍 者範 或率 制頻 控的 來在 器所 卸 tt /-Γ 控振 的發 上 自 β 讧 纫力 条附 値於 則 話 〇 的 IX— 動定 振以 量予 質上 單向 値方 一 個 成多 形從 後須 結必 聯構 體結 軟體 柔荷 與負 其果 ，如 體 鈍 開自上 分各向 式由方 模經位 動須定 振必個 動均一 自件每 及元在 率動體 頻傳荷 發位負 自定使 値合以 各配 ， 構有 結所 體 ， 荷示 負表 將這體 須。軟 常理柔 通處的 結 聯 體 荷 負 與 的 同 不 式 模 振 發 自 之 $ 構 。結 體體 動M 振負 量的 質體 單軟 個柔 一 結 成聯 構未 立與 獨 均 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 訂 丨銥 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 的與 -J 振模 611^ 。振 關動 無自 置的 位對 與相 式其 模及 動率 振頻 發發 白 的表 體代 動這 振， 量合α 質而 單架 ，纗 是剌 整 的 成 $ 構 所 體 荷 負 與 體 軟 〇柔 性將 關 ， 相為 具法 不方 也決 再解 置的 放議 的建 架所 繍 剌 低 降 以 予 率 頻。 發率 自頻 體發 鈍自 入個 導 一 由第 經之 率構 頻結 發體 自荷 個負 一 高 第提 的時 統同 条此 體 ， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 1 7 S 8 ΰ
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7 B 3 /(V明説明發 、五 論所負 理表及 由代體 藉可軟 可中柔 要架ί 主繍體 率刺動 頻：振 發如量 自例質 的在單 體值由 動論經 振理值 量。定 質入設 單納 。 中其作 統將動 糸而子 控正架 操修的 的望 值希 個此 一 ο 第作 ri" 使位 為定 式的 方望 的希 正所 修向 ,導 正轉 修蓮 以的 予内 數») 33 振 體 ί鈍 反 ί 的率 }頻 體發 荷自 函 遞 傳 失得 統確 条正 械法 機無 使也 易再 容式 極模 值體 擾動 干振 散量 發質 , 單 是的 的想 意理 注使 要而 須， 必性 常和 通諧 處去 量 。質 之 、 正動 修振 來性 驗剛 經為 用能 須可 必僅 數然 函顯 遞值 傳擾 的干 值的 論體 理動 出振 導量 使質 且單 並 到 0 ο 緩化 與變 動的 振量 性質 剛為 於值 由擾 。干 動性 振發 衝自 緩此 為因 話， 的數 能常 可為 有視 如可 及常 以通 mn 振振 是器 而機 bKH ，纗 現剌 出動 中啓 程在 過 ： 纗如 剌例 /IV 在 會前 不轉 值蓮 擾在 干 0 種換 此變 ，的 言形 而情 架用 1應 剌自 對源 的可 確便 正此 定如 決。 來式 度模 速體 加動 及振 以量 矩質 力單 βή 轉合 的適 體 一 Ann I 荷用 負採 測且 量並 先量 }質 前償 之補 控 成 構 體 荷 負 與 體 軟 柔 為 1 之 0 項 的 。他 值其 擾明 干發 該項 到本 慮 考 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝.
、1T ί Λ.' 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 m: 理 之 要 必 的 致 導 所 值 擾 干 省 節 可 便 此 如 份 。 部作 一 Η 之正 序修 程值 制論 者彈 體為 軟可 柔亦 為是 作但 來， 用器 置合 裝離 所性 間軟 之 、 體桿 荷力 負扭 與、 軸簧 動彈 傳力 逹扭 馬 ： 在如 例 料 材 之 似 類 或 帶 傳 性 並的 為到 行達 之可 體際 動實 振軸 量動 質傳 單達 定馬 決在 度： 剛定 之確 件以 元予 結件 聯條 性述 彈下 處如 此須 必 且 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、 發明説明（ 4 ) 1 1 I 力 矩 變 化 過 程 下 儘 可 能 得 到 高 的 負 荷 結 構 體 第 一 個 白 發 頻 1 1 率 0 /—S 1 本 項 發 明 頗 具 優 越 性 的 另 一 値 項 百 為 作 為 傳 動 用 的 請 1 1 伺 服 馬 達 與 配 合 的 位 置 控 制 器 一 起 使 用 〇 此 處 伺 服 馬 達 本 閲 讀 背 1 I 身 便 代 替 了 柔 軟 體 的 功 能 9 而 可 不 採 用 分 離 的 軟 性 離 合 元 面 之 1 注 I 件 〇 軟 性 傳 動 元 件 的 彈 簧 常 數 在 此 情 形 中 相 當 於 位 置 控 制 意 事 1 器 的 P - 部 份 9 並 且 可 在 任 何 時 候 以 簡 易 的 形 式 及 方 法 來 配 項 再 1 填 合 負 何 體 結 構 〇 此 外 伺 服 傳 動 裝 置 的 動 力 需 求 在 此 情 形 寫 本 裝 中 通 常 低 於 聯 結 獨 立 柔 軟 體 的 馬 達 〇 此 一 裝 置 之 atr 早 質 量 頁 ^^ 1 1 振 動 體 的 白 發 頻 率 與 白 發 振 動 形 式 亦 可 藉 由 一 操 控 迴 路 ( 1 I 其 主 要 亦 可 做 成 具 適 應 性 的 操 控 迴 路 ) 以 及 藉 由 控 制 迴 路 1 1 予 以 考 慮 0 1 訂 1 根 據 本 項 發 明 9 上 述 不 同 的 實 施 例 在 m Ι/ΙΛΛ 用 於 刺 纗 機 時 待 別 具 有 其 優 越 性 其 中 » 刺 纗 架 的 定 位 在 縱 向 (X -方向） 1 1 以 及 橫 向 (Y -方向）上 均 以 配 合 的 馬 達 作 為 傳 動 元 件 來 達 成 1 I 0 在 此 X- 傳 動 以 及 Y- 傳 動 均 裝 有 相 對 的 柔 軟 體 1 以 確 保 1 I 能 將 不 同 方 向 的 白 發 頻 率 以 及 白 發 振 動 形 式 (單質量振動） | 各 白 分 開 0 柔 軟 體 裝 置 在 關 鍵 性 整 體 負 荷 結 構 體 之 •k 1. 刖 - 在 1 I 此 情 形 中 為 裝 在 剌 繍 架 及 傳 動 帶 之 前 0 此 裝 設 位 置 9 例 如 1 1 : 介 於 馬 達 及 傳 動 皮 帶 的 傳 動 軸 上 0 在 採 用 具 傳 動 比 的 傳 1 I 動 機 構 時 9 柔 軟 體 可 裝 置 在 傳 動 機 構 之 前 以 及 之 後 0 1 1 本 項 發 明 的 各 13» 早 一 部 份 及 優 點 > 可 由 下 述 以 圖 式 說 明 | 的 實 施 例 中 得 知 〇 各 圖 式 說 明 如 下 1 圖 1 剌纗架及以柔軟聯結元件（柔 軟 體 ΠΏ. )與其相聯的傳動 1 1 I - 6 - 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 〇1837l A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、 發明説明 5 ) 1 1 I 元 件 結 構 示 意 圖 1 1 圖 2 a 及 2 b 各 為 圖 1 所 示 剌 纗 架 無 柔 軟 體 DIZ. (圖2 a ) 以及具柔 /^―V 1 軟 體 (圓2b )之 振 動 波 譜 » 請 先 1 1 圔 3a 及 3 b ： 圖 1 中 所 示 剌 纗 架 無 柔 軟 BBIt 體 (圖3 a)以 及 具 柔 軟 閱 讀 脅 1 | 體 (圖3 b )時 第 一 個 白 發 頻 率 之 白 發 振 動 形 式 9 面 之 1 注 I 圖 4 : 圖 1 所 示 實 施 例 操 控 線 路 之 訊 號 流 程 圖 意 事 1 圖 5 ： 圖 1 所 示 剌 繍 架 加 入 控 制 段 時 控 制 迴 路 之 訊 號 流 程 項 再 1 填 圖 以 及 % 本 裝 圖 6 ： 其 他 實 施 例 之 訊 Pfja m 流 程 圖 9 此 實 施 例 中 之 柔 軟 體 IjjZ. 經 頁 '—^ 1 1 由 伺 服 馬 達 以 及 相 配 的 控 制 器 構 成 0 1 I 在 圖 1 中 1 代 表 多 針 頭 白 動 剌 繍 機 之 剌 繍 架 0 剌 繍 架 1 1 在 X - 方 向 以 及 Y - 方 向 上 均 藉 由 相 對 的 傳 動 元 件 2 , 3來 定 位 1 訂 1 0 傳 動 元 件 2 , 3為 馬 達 (例如 伺服馬逹或者步進馬逹） Ο 馬 達 2， 3的 馬 達 傳 動 軸 4 , 5 根 據 本 項 發 明 > 經 由 彈 性 聯 1 1 結 元 件 (柔軟體） 9 例 如 杻 力 3〇a * 簧 6 , 7 > 分 別 與 刺 繍 架 1 的 1 I 傳 動 軸 8， 9 相連， 此軸經由傳動帶1 〇 - 14以 一 般 的 方 式 帶 1 1 動 剌 繡 架 (1 )〇 | 定 位 動 作 之 過 程 可 經 由 在 圖 1 中 僅 大 略 示 出 的 操 控 1 1 及 控 制 設 備 1 5及 1 6預 先 設 定 〇 此 外 1 、一 11 操 控 及 控 制 設 備 1 1 可 作 為 在 下 面 還 描 述 的 剌 纗 架 聯 結 柔 軟 體 之 白 發 振 動 及 1 I 白 發 振 動 形 式 之 補 償 用 0 1 1 在 圖 2a 及 2 b中 所 示 分 別 為 剌 繍 架 1之振動波譜Y ( f ), J I 其 中 9 為 了 要 有 較 佳 的 綜 觀 性 而 僅 示 出 剌 繍 架 1 在 橫 方 向 I 上 (Y -方向） 的 定 位 移 動 (以 下 有 關 act 早 質 量 振 動 體 Pa 的 各 種 觀 1 1 I - 7 - 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、 發明説明（ 6 ) 1 1 I 察 研 究 對 剌 纗 架 1 在 X- 方 向 上 的 移 動 具 有 同 樣 的 思 義 9 因 1 1 為 相 配 的 傳 送 裝 置 2 同 樣 的 亦 經 由 柔 軟 體 6 與 剌 鑣 架 1 相 - 1 連 9 而 使 剌 纗 架 結 構 的 鈍 體 移 動 白 發 頻 率 在 X- 及 Y- 方 向 各 請 先 1 1 白 獨 立 ) 0 馬 達 傳 動 軸 5 與 軸 9 之 直 接 聯 結 産 生 振 動 剌 纗 閱' 讀 背 1 I 架 結 構 的 第 一 個 白 發 頻 率 fs 9 其 大 約 為 40 赫 芝 (圖2 a ) 並 形 面 之 1 I 成 圖 3 a 所 示 剌 纗 架 1 之 白 發 振 動 形 式 ( 刺 纗 架 1 的 起 始 位 注 意 事 1 1 置 在 圖 3 a 及 3b 中 以 虛 線 表 示 〇 在 馬 達 軸 5 與 傳 動 軸 9 之 間 項 再 J 被 填 接 上 柔 軟 體 7 (圖1 ) I 則 剌 m 架 結 構 體 之 白 發 頻 率 fs 可 寫 本 裝 推 移 至 例 如 65 赫 芝 (圖 2b ; 相 對 於 此 白 發 頻 率 之 刺 m 架 白 發 頁 '—^ 1 I 振 動 形 式 如 圖 3所示） 0 但 是 附 帶 的 有 自 發 頻 率 fE 9 例 如 1 1 1 5 赫 芝 0 此 附 加 its 頻 率 基 本 上 即 為 柔 軟 體 7 與 剌 繍 架 1 質 點 1 1 所 構 成 的 ac* 早 質 量 振 動 體 之 振 動 頻 率 〇 相 對 於 白 發 頻 率 fE 的 1 訂 1 剌 纗 架 1 白 發 振 動 形 式 示 於 圖 3b 9 並 且 基 本 上 僅 示 出 剌 纗 架 1 在 Y- 方 向 上 的 振 動 0 1 1 與 圖 3 a 所 示 之 刺 繍 架 白 發 振 動 形 式 不 同 的 是 圖 3b所 示 1 | 之 剌 纗 架 1 定 位 時 的 自 發 振 動 形 式 可 藉 由 馬 達 3 以 簡 cm 早 的 1 J 方 法 予 以 補 償 0 此 點 在 下 面 藉 圖 4 - 6作更詳細的解說 I 在 圖 4 中 刺 纗 架 1 在 Y - 方 向 定 位 所 用 的 馬 逹 同 樣 以 3 ( 1 1 在 所 示 實 施 例 中 為 一 伺 服 馬 達 )而相對的馬逹軸亦以5 表 示 1 1 之 〇 軸 5 經 由 柔 軟 am 體 7 與 緩 衝 器 17(用來缓衝操控線路） 與 1 I 剌 纗 架 1 (以質點表示之） 相 連 〇 馬 達 3 的 軸 5 藉 由 導 線 18 1 1 以 一 般 已 知 的 方 式 形 成 一 控 制 迴 路 回 至 馬 逹 2 之 位 置 控 制 1 | 器 1 9 , 其 具 有 P I D - 控 制 器 20 0 位 置 控 制 器 1 9與 一 理 論 值 設 1 定 器 2 1 相 連 其 産 生 導 向 值 8 (理論值） 0 在 此 t 該 理 想 理 1 1 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（210X297公釐） 318671 B7 經濟部中央橾準局員工消費合作社印製 五、 發明説明 7 ) 1 1 I 論 值 (此 理 論 值 引 發 馬 達 軸 之 轉 動 而 産 生 所 要 的 剌 纗 架 移 1 1 動 ) 經 由 與 控 制 線 路 22 之 發 散 傳 遞 函 數 的 加 乘 作 用 而 予 以 - 1 修 正 t 以 使 實 際 的 控 制 線 路 22 最 後 顯 示 所 希 望 的 移 動 行 為 請 先 1 1 在 圖 3b 中 所 示 的 白 發 振 動 形 式 於 此 實 施 例 中 經 由 位 置 控 閲' 讀 1 背 1 制 器 19 上 的 理 ttfR 值 之 修 正 而 予 以 補 償 0 面 之 1 1 補 償 的 另 一 個 可 能 性 為 圔 5 所 示 的 利 用 柔 軟 體 7 ( 圖 1) 注 意 事 1 1 所 産 生 的 低 白 發 頻 率 fE 的 補 償 方 法 〇 在 此 應 用 一 控 制 迴 路 項 再 J 填 > 其 由 圖 4 中 以 22 表 示 的 操 控 線 路 及 馬 達 3 以 及 相 對 的 位 寫 本 裝 置 控 制 器 2 7所 構 成 並 以 22 f 表 示 之 0 經 由 迴 路 23將 刺 纗 頁 1 1 架 之 移 動 送 至 理 論 值 / 實 際 值 比 較 器 24 ) 其 輸 出 端 與 控 制 1 | 器 26相 連 » 該 控 制 器 産 生 何 服 馬 逹 3 之 理 dRB 預 設 值 0 1 1 圖 6 最 後 再 示 出 本 項 發 明 中 具 有 優 越 性 之 其 他 實 施 例 1 訂 1 9 在 此 例 中 » 並 無 於 圖 1 中 以 7 表 示 的 分 離 柔 軟 體 〇 此 柔 軟 體 功 能 可 由 以 28 表 示 的 伺 服 馬 達 來 取 代 9 其 與 P - 控 制 器 1 1 3 0相 連 〇 P - 控 制 器 靥 於 伺 服 馬 逹 28 的 位 置 控 制 器 29 0 第 一 1 I 個 自 發 振 動 形 式 (圖 3b) 的 補 償 * 在 此 處 與 圖 4 中 的 實 施 例 I Λ 類 似 9 藉 由 配 合 的 理 論 值 修 正 來 兀 成 0 在 此 同 樣 裝 置 一 理 論 值 設 定 器 3 1 其 與 词 服 馬 達 28之 位 置 控 制 器 29相 接 0 理 1 1 論 值 在 act 早 質 量 振 動 體 的 商 發 頻 率 範 圍 内 同 樣 的 經 由 操 控 線 1 1 路 33 的 反 傳 遞 函 數 來 修 正 0 操 控 線 路 33包 括 有 剌 纗 架 1 與 1 I 何 服 馬 逹 2 8 以 及 > 有 必 要 的 話 缓 衝 器 3 2 〇 1 1 藉 由 馬 達 軸 移 動 之 迴 路 34 » 可 由 簡 易 的 方 法 > 使 反 傳 1 遞 函 數 與 各 實 際 情 況 相 配 合 (適應性操控法） 〇 I 此 實 施 例 與 圖 5 所 示 的 實 9 施 例 相 類 似 亦 可 將 剌 纗 架 1 1 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（ 8 ) 1 1 I 1納 入 一 控 制 線 路 0 在 此 情 形 中 t 負 荷 體 (亦即刺纗架1 ) 1 1 的位 置 9 有 必 要 的 話 1 與 相 對 的 傳 動 軸 9以及傳動帶1 2 - 14 1 (圔1 ) 一 起 直 接 在 伺 服 馬 達 26的 馬 達 軸 3 5上測量。經由 在 請 先 1 1 圖6 中 以 虛 線 表 示 的 迴 路 34 9 將 相 對 的 實 際值送至圖中 未 閲 ik 1 背 1 示出 的 理 論 值 / 實 際 值 一 bb 較 器 0 之 1 I I 事 1 符號 說 明 表 再 1 1 剌 繍 架 、 機 器 Λ 負 荷 體 填 寫 本 裝 I 2，3 傳 動 元 件 馬 達 伺 服 馬 達 頁 •—/ 1 I 4，5 馬 達 (傳動）軸 1 I 6 , 7 彈 性 聯 結 元 件 柔 軟 體 、 扭 力 彈 簧 1 1 8 , 9 傳 動 軸 1 訂 10-1 4 傳 動 帶 1 15 , 16 操 控 及 控 制 設 備 1 I 17 緩 衝 器 1 1 18 導 線 1 1 19 位 置 控 制 器 I 20 P I D - -控制器 1 1 2 1 理 論 值 設 定 器 1 | 22 操 控 線 路 1 2 2' 控 制 線 路 1 1 23 迴 路 J I 2 4 理 論 值 / 實 際 值 tb 較 器 1 26 , 2 7 傳 遞 組 件 1 1 I - 10 - 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 五、發明説明（9 ) A7 B7 28 伺 服 馬 達 29 位 置 控 制 器 3 0 p - 控 制 器 3 1 理 論 tnti 值 設 定 器 32 缓 衝 器 3 3 操 控 線 路 3 4 迴 路 35 馬 達 (傳動） 軸 f S 負 荷 結 構 體 之 白 發 頻 率 f E no 早 質 量 振 動 體 之 白 發 頻率 ; , 裝 訂 ^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -11- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）