JP2012154683A - 記録計 - Google Patents

Abstract

【課題】記録ペンのアップダウン動作を自動化できるとともに、ペン先を緩やかに記録紙に着地させることができる記録計を提供すること。
【解決手段】記録ペンが取り付けられたキャリッジをサーボ機構を用いて測定信号の値の大きさに応じて移動させるように構成された複数のペン駆動ユニットが積層され、プラテンの外周の一部に巻きつけられている記録紙に記録ペンをダウンさせて記録を行う記録計において、
前記積層されたペン駆動ユニットの一つを用い、そのキャリッジの移動に連動して前記積層された他のペン駆動ユニットの記録ペンをアップダウンさせる記録ペンアップダウン機構を構成したことを特徴とするもの。
【選択図】 図１

Description

本発明は、記録計に関し、詳しくは、記録ペンアップダウン機構の改善に関する。

測定信号の値の大きさを記録する記録計の一種に、所定の速度で走行する記録紙の走行方向と直交する方向に、記録ペンをサーボ機構を用いて測定信号の値の大きさに応じて移動させることにより、記録紙上に測定信号の大きさの変化を連続的に記録するように構成されたペン式記録計がある。

このようなペン式記録計では、記録紙や記録ペンの交換にあたっては、プラテンにインクが付着したり記録紙に余分なインクが付着することを防止するために、記録ペンのペン先を記録紙から離す必要がある。

また、記録ペンの変位だけを確認すればよく記録は不要な場合や、記録紙の走行速度が比較的遅くて記録ペンのインクが記録紙に太くにじみ出てしまうような場合も、選択的に記録ペンのペン先を記録紙から離す必要がある。

そこで、従来から、記録ペンのペン先を記録紙に対してアップダウンさせる記録ペンアップダウン機構として、たとえばオペレータがレバーを手動操作することによりペンをアップダウンさせる機構が提案されている（特許文献１）。

また、レバーの手動操作に代えて、カムを駆動部のモータで回転させて昇降レバーによりプロッターペンをアップダウンさせるとともにペンアップレバーにより各アナログペンをアップダウンさせる機構も提案されている（特許文献２）。

さらに、記録ペンが記録を行わない場合には、記録ペンが取り付けられているカセットを記録紙の記録範囲外に設けられているブロックのスロープ面に乗り上げさせて記録ペンのペン先を記録紙から離間させる機構も提案されている（特許文献３）。

特開平１０−２２１１２５ 特開２０００−１８０２１８ 特開２００８−７６１０３

しかし、特許文献１の構成によれば、記録を中断する場合にはその都度オペレータがレバーを操作しなければならず、滅菌装置やグラウト流量計などの自動制御系の記録計としては不向きである。

また、記録ペンのダウン動作は原理的には記録ペンの自重による落下であり、落下の衝撃によりペン先がつぶれて記録紙上の記録線幅が太くなると、記録結果に基づく測定信号の良否判断が困難になってしまう。このような事態を回避するためには、測定現場でレバーを緩やかに操作してペン先を緩やかに記録紙に着地させなければならない。

これに対し、特許文献２の構成によれば、カムの形状を工夫することによりペン先を緩やかに記録紙に着地させることができるとともに自動化も図れるものの、別途昇降用の駆動部を設けなけれぱならず、機構が複雑になるという問題がある。

また、特許文献３の構成によれば、ペン先を緩やかに記録紙に着地させることができるが、記録ペンが記録を行わないときは記録ペンが取り付けられているカセットを記録紙の記録範囲外に設けられているブロックのスロープ面に乗り上がっているので、記録ペンの変位だけを確認すればよく記録は不要という用途に対応することはできない。

本発明は、これらの課題を解決するものであり、その目的は、比較的簡単な構成で、記録ペンのアップダウン動作を自動化できるとともに、ペン先を緩やかに記録紙に着地させることができる記録計を提供することにある。

このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
記録ペンが取り付けられたキャリッジをサーボ機構を用いて測定信号の値の大きさに応じて移動させるように構成された複数のペン駆動ユニットが積層され、プラテンの外周の一部に巻きつけられている記録紙に記録ペンをダウンさせて記録を行う記録計において、
前記積層されたペン駆動ユニットの一つを用い、そのキャリッジの移動に連動して前記積層された他のペン駆動ユニットの記録ペンをアップダウンさせる記録ペンアップダウン機構を構成したことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、
請求項１記載の記録計において、前記記録ペンアップダウン機構は、
記録計本体の左右の両側板にそれぞれ回転軸を介して回転可能に取り付けられた副側板と、
これら左右の副側板間に、前記プラテンと平行に取り付けられたアップダウンフレームおよび前記積層されたペン駆動ユニットの底面近傍にそれぞれ位置するように配置されたステーと、
前記キャリッジに回転可能に取り付けられた回転体とを含み、
前記アップダウンフレームの平面の前記キャリッジとの対向面には前記キャリッジの移動に連動して前記回転体が摺動するスロープが形成されていることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、
請求項２記載の記録計において、前記アップダウンフレームには、
前記回転体を前記スロープにガイドするためのローラーガイドが形成されていることを特徴とする。

これらにより、比較的簡単な構成で、記録ペンのアップダウン動作を自動化でき、ペン先を緩やかに記録紙に着地させることができる。

本発明の一実施例の構成説明図である。 本発明の一実施例の構成説明図である。 本発明の動作説明図である。 本発明の動作説明図である。 本発明の動作説明図である。 本発明の他の実施例の構成説明図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明の一実施例の構成説明図であって、（Ａ）は前面から見た全体の斜視図、（Ｂ）は（Ａ）の記録ペンアップダウン機構の主要部を背面から見た斜視図である。図２（Ａ）は図１（Ａ）の部分断面側面図、（Ｂ）は図１（Ｂ）の破線の円Ａで囲った部分の拡大図である。

図１および図２において、記録紙１はプラテン２の外周の一部に巻きつけられていて、プラテン２の回転に伴って所定の速度で送り出される。

記録ペンＰ１〜Ｐ３はそれぞれ対応したペンカセット３に設けられ、各ペンカセット３はそれぞれ対応したペンホルダ４に着脱可能に取り付けられている。

ペンホルダ４は、回転軸５を介して回転可能にそれぞれ対応したキャリッジ６に取り付けられている。キャリッジ６の側面にはプラテン２と平行に取り付けられた主軸７が貫通挿入されていて、キャリッジ６は主軸７の軸方向に沿って摺動する。

また、キャリッジ６には、記録ペンＰ１〜Ｐ３を測定信号の値の変化に応じて主軸７の軸方向に沿って摺動させるためのステップモータや位置決めのためのロータリーエンコーダなどを含むサーボユニット８も搭載されている。

すなわち、記録ペンＰ１〜Ｐ３は、これらペンカセット３、ペンホルダ４、回転軸５、キャリッジ６、主軸７およびサーボユニット８で同様に構成されて積層されたそれぞれ独立したペン駆動ユニットＰＤＵ１〜ＰＤＵ３により、個別に駆動される。

本発明の記録ペンアップダウン機構も、ペン駆動ユニットＰＤＵ１〜ＰＤＵ３と同様に構成されたペン駆動ユニットＰＤＵ４をベースにして構成されている。

記録計本体の左右の両側板９には、それぞれ回転軸１０を介して回転可能に副側板１１が取り付けられている。

これら左右の副側板１１間には、プラテン２と平行に、アップダウンフレーム１２および各ペン駆動ユニットＰＤＵ１〜ＰＤＵ３を構成するペンカセット３の底面近傍に位置するように配置された３本のステー１３が取り付けられている。

記録ペンアップダウン機構を構成するペン駆動ユニットＰＤＵ４のペンホルダ４の端部近傍にはスタッド１４が固着されていて、このスタッド１４には回転体としてのベアリング１５が回転可能にネジ止めされている。

このペンホルダ４はローラーアームとして機能するものであり、クランプ１６を介してキャリッジ６と連結固定するように、スタッド１４とクランプ１６はネジ１７により共締めされている。以下、このペンホルダ４をローラーアームともいう。クランプ１６は、ローラーアーム４が上下方向に変位しないように位置規制する。

アップダウンフレーム１２の端部近傍の平面の端面にはベアリング１５が摺動するスロープ１２ａを有する高さＨの台形部が形成されるとともに、摺動するベアリング１５をスロープ１２ａにガイドするための下面が開口されたコ字状のローラーガイド１２ｂが形成されている。

このように構成された記録計の動作を、図３から図５を用いて説明する。なお、これら図３から図５において、（Ａ）は平面図を示し、（Ｂ）は部分断面側面図を示している。

図３は、プラテン２の外周の一部に巻きつけられている記録紙１に記録ペンＰ１〜Ｐ３をダウンさせて記録を行っている通常の記録状態を示している。この状態では、記録ペンアップダウン機構を構成するペン駆動ユニットＰＤＵ４のローラーアーム４に取り付けられているベアリング１５は、アップダウンフレーム１２のスロープ１２ａの手前に形成されているローラーガイド１２ｂの位置に静止している。

図３の状態で記録ペンアップダウン機構のサーボユニット８にペンアップ動作の指令が与えられると、ローラーアーム４はローラーガイド１２ｂの位置からスロープ１２ａを経てアップダウンフレーム１２の台形部に向かう矢印Ｂの方向に移動し、ベアリング１５はスロープ１２ａに沿うように摺動する。

ペンアップ動作の指令は、たとえば記録計標準のレンジ設定で遠隔操作することにより実現できる。ＤＩ接点入力（ＯＮ−ＯＦＦ）において入力部にスイッチを配線してもよいし、シーケンサなどの制御装置からの制御信号でもよいし、電圧レンジにおいて０Ｖでアップさせ２Ｖでダウンさせるというような操作もできる。

ベアリング１５がスロープ１２ａに沿って摺動を始めると、ローラーアーム４にはスロープ１２ａの高さＨに応じてローラーアーム４を記録ペンＰ１〜Ｐ３に向かって前方に押し出す力が加えられる。このローラーアーム４を前方に押し出す力はアップダウンフレーム１２に伝達され、図４に示すように、回転軸１０を中心にして副側板１１を記録ペンＰ１〜Ｐ３をアップさせる所定の方向に回転させる回転力に変換される。

副側板１１は、図４に示すように、回転軸１０を中心にして時計方向に所定角度Ｙ回転する。この回転に伴って、左右の副側板１１間にペンカセット３の底面近傍に位置するように取り付けられている３本のステー１３も回転し、これらステー１３の記録ペンＰ１〜Ｐ３側の稜線がそれぞれのペンホルダ４の底面に接触してペンホルダ４を押し上げるように回転軸５を中心にして回転させる。

これにより、プラテン２の外周の一部に巻きつけられている記録紙１上にダウンして記録を行っていた記録ペンＰ１〜Ｐ３は、記録紙１から離れるように回転角度Ｙに応じた距離Ｚだけ持ち上げられる。

図４の状態で記録ペンアップダウン機構のサーボユニット８にペンダウン動作の指令が与えられると、ローラーアーム４はアップダウンフレーム１２の台形部の位置からスロープ１２ａを経て再びローラーガイド１２ｂに向かう矢印Ｃの方向に移動する。

ペンダウン動作はペンアップ動作と逆の動作であるが、動力はアップダウンフレーム１２の自重で通常位置にもどる。自重落下が期待できない場合は、サーボユニット８を駆動し、図５に示すようにアップダウンフレーム１２に形成されたローラーガイド１２ｂにベアリング１５が入り込むようにすることで、強制ダウンすることもできる。

このようにローラーガイド１２ｂにベアリング１５が入り込むようにすることは、輸送時などにおけるアップダウンフレーム１２のガタを最小限に抑える役目も兼ねられる。

これらの構成により、記録ペンのアップダウン操作を自動化することができ、面倒な手動操作をなくして記録紙のインクによるにじみを防止できる。

記録ペンのアップダウン機構として、記録ペンをサーボ機構を用いて測定信号の値の大きさに応じて移動させるように構成されたペン駆動ユニットをそのまま用いているので、記録ペンのアップダウン機構を駆動するためのシーケンスの専用ファームウェア、電源、駆動回路などは不要であり、これらに関連した回路設計工数やファームウェアの開発工数も不要になることから低コスト化が図れる。

記録ペンのアップダウン機構として用いるペン駆動ユニットにおけるキャリッジの移動速度は可変であり、高精度の位置決め制御が行える。よって、記録ペンのペン先がつぶれないようにするため、緩やかにペン先を記録紙に着地させることができる。

たとえばキャリッジの移動速度を遅くしてもいいし、アップダウンフレームに形成するスロープの傾斜角度を調整することによっても実現できる。従来行われていたような記録ペンを緩やかに記録紙に着地させるための特別な制御をしなくても、アップダウンフレームに形成するスロープの形状を段階的な曲線にするなどで対応可能である。

記録ペンのアップダウン機構として用いるペン駆動ユニットは、標準品として量産化され、自動検査により一定の品質が保証されているものであり、記録ペンのアップダウン機構としての特別な検査設備は不要である。

なお、上記実施例では、ペンアップ動作にあたり、ローラーアーム４を左側に移動させる例について説明したが、アップダウンフレーム１２のスロープ１２ａおよびローラーガイド１２ｂの形状を図２の状態から反転したものに変えることにより、右側に移動させるように構成することもできる。

ところで、図３や図５のペンダウン状態で停電になると、記録ペンＰ１〜Ｐ３はそのままの位置で停止する。また、ラボラトリー用のペン式記録計では、ペンアップの操作をしないままで電源をオフにしてしまうことも考えられる。これらの状態で長時間放置してしまうと、記録紙１がインクでにじんでしまうおそれがある。

これらを解決するには、たとえば図６に示すように記録ペンアップダウン機構を構成するペン駆動ユニットＰＤＵ４のローラーアーム４に定荷重ばね１８を設け、停電や電源オフ時には常にローラーアーム４を矢印Ｄの方向に引っ張ってアップダウンフレーム１２の中央部分に形成されているスロープ１２ａを経て台形部に位置させてペンアップを行うようにする。

以上説明したように、本発明によれば、比較的簡単な構成で、記録ペンのアップダウン動作を自動化できるとともに、ペン先を緩やかに記録紙に着地させることができる記録計が実現でき、滅菌装置やグラウト流量計などの自動制御系の記録計として好適である。

１ 記録紙
２ プラテン
３ ペンカセット
４ ペンホルダ
５、１０ 回転軸
６ キャリッジ
７ 主軸
８ サーボユニット
９ 記録計本体の側板
１１ 副側板
１２ アップダウンフレーム
１２ａ スロープ
１２ｂ ローラーガイド
１３ ステー
１４ スタッド
１５ ベアリング（回転体）
１６ クランプ
１７ ネジ
１８ 定荷重ばね
Ｐ１〜Ｐ３ 記録ペン
ＰＤＵ１〜ＰＤＵ３ ペン駆動ユニット
ＰＤＵ４ ペン駆動ユニット（記録ペンアップダウン機構用）

Claims (3)

1. 記録ペンが取り付けられたキャリッジをサーボ機構を用いて測定信号の値の大きさに応じて移動させるように構成された複数のペン駆動ユニットが積層され、プラテンの外周の一部に巻きつけられている記録紙に記録ペンをダウンさせて記録を行う記録計において、
   前記積層されたペン駆動ユニットの一つを用い、そのキャリッジの移動に連動して前記積層された他のペン駆動ユニットの記録ペンをアップダウンさせる記録ペンアップダウン機構を構成したことを特徴とする記録計。
2. 記録計本体の左右の両側板にそれぞれ回転軸を介して回転可能に取り付けられた副側板と、
   これら左右の副側板間に、前記プラテンと平行に取り付けられたアップダウンフレームおよび前記積層されたペン駆動ユニットの底面近傍にそれぞれ位置するように配置されたステーと、
   前記キャリッジに回転可能に取り付けられた回転体とを含み、
   前記アップダウンフレームの平面の前記キャリッジとの対向面には前記キャリッジの移動に連動して前記回転体が摺動するスロープが形成されていることを特徴とする請求項１記載の記録計。
3. 前記回転体を前記スロープにガイドするためのローラーガイドが形成されていることを特徴とする請求項２記載の記録計。

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