JPH0252968B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、記録装置によりチヤート紙に記録さ
れつつある入力電気信号の大きさにチヤート紙記
録ペンが迅速にかつ正確に追従するように該ペン
を駆動するための改良された手段に関する。

本発明に関係のある同日付けの米国特許願を挙
げると次の通りである。William C.Muellnerの
米国特許願「Variable Gain Amplifier（可変利
得増幅器）」、William C.MuellnerおよびLarry
E.Plunrettの米国特許願「Chart Recordr（チヤ
ート記録装置）」、およびWilliam C.Muellnerお
よびWallter H.Vostirの米国特許願「Strip
Chart Recorder（ストリツプ・チヤート記録装
置）」。別の関連の米国特許願として、Larrin B.
Scott，Morteza M.ChamranおよびPaul B.
Williamsの1980年３月７日付けの米国特許願第
128029号明細書（発明の名称：マイクロプロセツ
サ・ベースの分光光度計のための手動波長調節）
が挙げらる。

過去数年において、アナログ−デイジタル変換
装置の出現で、アナログ入力信号をデイジタル数
もしくは計数に変換することが実質上可能になつ
た。上記の型の記録装置においては、ペン・キヤ
リツジはこの計数に均等の距離だけチヤート紙上
を横切つて運動せしめられ、このようにして従前
のアナログ式記録装置のスライド・ワイヤとかそ
の他の機械的基準デバイスの使用が不必要にされ
ている。デイジタル・ペン駆動のための慣用の動
力源はステツプ・モータ、即ち計数された電力パ
ルスを受けて各パルス毎に予め定められた角度だ
け変位するモータである。

上記の目的でステツプ・モータを使用する記録
装置用ペン駆動部はモータの性質からして限界が
あり、低い回転速度かまたはペン位置の低い分解
能に制限されている。ステツプ・モータは大型で
雑音を発生し高価であり静止時にも高温となり、
一般に毎秒最大400または500ステツプ程度が限界
である。記録されつつある入力信号の大きさに対
応するパルスを発生し計数する回路からのパルス
によつて駆動した場合には、速度が、モータが応
答できないほど速くない限り、モータの回転は正
確にパルス計数に追従する。しかしながら速度が
過度に大きくなつたり、モータ回転に妨害があつ
たりあるいは駆動パルスがない時に動かされた場
合には、ペンの位置は失われてしまう。

ペン駆動手段としてのステツプ・モータの上記
のような欠点は、永久磁石界磁型の軽量で廉価で
より効率の良い直流モータを用いることにより回
避することができる。このモータは原理的には最
大計数速度に制限されない。モータ自体は計数手
段を有しておらず、したがつて何んらかの計数も
しくは符号化装置をもモータで駆動しなければな
らない。該符号化装置は殆んどの用途において、
１つ、２つ、４つ等のセクタを有する複数の円形
のリングを備えたデイスクから構成されている。
この符号化デイスクは、角回転をモニタすべき軸
に取付けられている。このデイスクに隣接して設
けられた接点もしくは光学的ピツクアツプで、デ
イスクの回転に伴ない１連のデイジタル数が発生
され、それによりデイジタル計数が与えられる。
符号化器として、このデバイスは有効であるが、
高価であつて複雑なピツク・アツプ系を必要とす
る。

したがつて、本発明の目的は、デイジタル量お
よび計数方向がマイクロプロセツサのサブルーチ
ンによつて決定され、従来必要とされていた符号
化デイスクと関連しての高価なデイジタル化要件
が除去された、非常に単純な符号化デイスクおよ
びピツク・アツプ系を備えた改良された直流モー
タ駆動装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、同上のマイクロプロセツ
サによりモータ速度および回転方向を制御するた
めの付加的なサーボ・サブルーチンおよび行過ぎ
即ちオーバーシユートを無視し得る程度に抑えて
高い回転速度を達成するためのエラー率減衰制御
を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、冒頭に揚げた関連の
米国特許明細書に記述してある計算、範囲（レン
ジ）制御ならびに他の作業を割込み要求の間の期
間中に実行することができる廉価でベーシツクな
多目的マイクロプロセツサに対する割込み要求に
よつて上記のサブルーチンを開始することを提案
することにある。

本発明のさらに他の目的は、ペンの外力による
変位またはペン運動の妨害に関係なく、ペン位置
の情報を保持する計数器装置を提供することにあ
る。

本発明の他の目的は、記録装置を最初にオンに
切換えた時に、マイクロプロセツサにより上記の
計数器装置に対し自動的に初期設定を行なう単純
な手順を教示することにある。

本発明のさらに他の目的は、必要に応じ、チヤ
ート紙上におけるペンの零位置を変位もしくはオ
フセツトする目的で手動手段によつて発生される
デイジタル数を供給するために、上記マイクロプ
ロセツサにより実行されるソフトウエア・ルーチ
ンを提供することにある。

本発明の更に他の目的は、過度に大きい入力が
印加された場合に、ペンが強制的に機械的終端ス
トツパに衝突するのを阻止する目的で上記のマイ
クロプロセツサによつて実行される別のサブルー
チンを提供することにある。

本発明の記録装置によつて実現される上記の目
的および他の目的ならびに他の関連の機能は、連
続回転が可能な直流可逆モータまたはその均等物
を使用することにより可能となる。回転運動は、
減速歯車列または歯付き駆動ベルトのような無滑
りベルトを用いたプーリおよびそれに後置されて
１側にペン・キヤリツジが取付けられている拡張
ベルト・ループによりペン・キヤリツジの並進運
動に変換される。駆動装置の回転運動は、モータ
軸に取付けられて該モータ軸と共に回転する多重
セクタ符号化デイスクのセクタ縁の通過または遷
移を交互に感知するように配列された２つの光学
的または電気的ピツク・アツプによりモニタにさ
れる。ピツク・アツプにより発生され交互する遷
移信号もしくはパルス縁の各々は、周辺インター
フエイス・アダプタ（PIA）を介し、割込み要求
（IRQ）および回転方向データとして中央マイク
ロプロセツサに供給される。IRQを受けたマイク
ロプロセツサは、他のプログラムの実行を中断し
て、サブルーチンにより運動方向を決定すると共
に、各割込み毎に計数器を増分（または減分）す
る。プログラムされている時間間隔で、マイクロ
プロセツサは他のサブルーチンにより、記録され
つつある入力を上記計数器の内容と比較してペン
位置の誤差もしくはエラーを決定しかつ該誤差を
零に減少するために要求されるモータの回転方向
を決定する。またマイクロプロセツサは、現在の
誤差と先行（LAST）の誤差とを比較して、誤差
減少率を決定し、誤差の大きさに比例してモータ
速度を制御する。また、零誤差位置を行過ぎる傾
向を除去するために、誤差率即ちエラー率によつ
て決定されるモータ制動を行なう。本発明の新規
な短かい符号化サブルーチンおよびサーボ制御サ
ブルーチンは、利用可能な時間の極く小さい部分
しか占めず、したがつてマイクロプロセツサは、
範囲もしくはレンジ制御のための増幅器利得の制
御、デイジタル手段を介しての手動零補正、ソフ
トウエア上のペンの停止、自動的チヤート紙の前
進および自動的チヤート紙戻しのような記録装置
の動作に要求される他の計算および制御プログラ
ムを自由に実行することができる。なお、これら
の付加的な関連の作業は、先に揚げた米国特許願
明細書に記述されているので必要ならば参照され
たい。

本発明の上述の目的および他の目的、利点なら
びに特徴は添附図面を参照しての以下の詳細な説
明から明瞭になろう。

図面中、第１図を参照するに、モータ１の出力
軸には該モータによつて回転されるプーリ３が取
付けられている。大径のプーリ５は、歯付きベル
ト７のような無滑り駆動手段により駆動されて自
由に回転するように支持されている。このように
して達成される減速はまた、所望ならば適当な大
きさの減速比を有する歯車装置を介してプーリ３
および５を駆動することにより達成可能であるこ
とは明らかである。プーリ５の上方または下方に
配置されて該プーリ５と被駆動関係で取付けられ
ている小径のプーリ９は、別の歯付きベルト１１
のような無端駆動ループの１端を支持している。
この駆動ループの他端は、自由に回転可能なプー
リ１３により支持されている。モータ１、プーリ
５，９および１３は、記録装置の固定のフレーム
によつて支持されている。また、このフレームに
は、慣用の型のチヤート紙駆動系が支持されてい
るが、この駆動系は当業者に周知のもので良く、
従つて図面には特別示していない。チヤート紙駆
動系は、記録用チヤート紙のストリツプを駆動す
る。駆動ループ１１の一側には、ペン１９を担持
する担体１７を含む位置決め手段が取付けられて
いる。ペンは、慣用の仕方で、チヤート紙ストリ
ツプに対し記録位置関係に位置設定される。ペン
担体もしくはペン・キヤリツジに取付けられてい
るループ１１の側は、チヤート紙の横または縦の
けい線に対して平行である。ペン・キヤリツジが
自由に摺動できる１つまたは２つ以上の案内棒
（図示せず）を、ペン・キヤリツジに固定されて
いるループの側に平行に配置して、記録装置の分
野に詳しい者には明らかなように、固定のフレー
ムからペン・キヤリツジに対し支持を与えるよう
にすることができる。

さて、モータが回転してプーリ３を関連の矢印
で示した方向に駆動すると、自明なように、プー
リ５ならびにベルト１１は、それぞれ矢印で示し
た方向に運動する。同時にペンは、チヤート紙上
を目盛増加方向に移動する。ここで、目盛増加方
向とは、チヤート紙上の目盛零線２１からフル・
スケール線２３に向う方向と定義される。チヤー
ト紙を横切る方向におけるペン運動の直線距離
は、モータ軸の回転角量に正確に比例する。

モータ軸の回転を測定するために、符号化デイ
スク２５がモータ軸に固定されて該モータ軸と共
に回転する。この符号化デイスク２５は、セクタ
２７に分割されており、ないしセクタ部を有して
おりこれらセクタは、好ましい実施例として、交
互に配置された等角度幅の１５の反射性および実
質的に非反射性もしくは黒色の表面からなる。こ
れらセクタの半径方向の寸法および数は、選ばれ
るモータ速度および協作用要素の大きさに依存し
て任意に選択可能である。

符号化デイスクのセクタ面に近接し、但し接触
しないようにして２つの光学的ピツクアツプもし
くはセンサ２９および３１が取付けられる（第２
図参照）。これらピツクアツプもしくはセンサは、
第２ａ図に示した典形的な市販ピツクアツプの拡
大図から明らかなように、中心障壁（バリヤ）３
２を備えたプラスチツク本体を有している。障壁
の一側には、発光ダイオード（LED）３３から
なる光源が設けられ、他側にはホトトランジス
タ・センサ３５が設けられている。密封された透
明な窓３７がピツクアツプの面を覆つている。こ
れらピツクアツプは、それらの面が、該面とデイ
スク表面との間に典型的には1/8インチの間隔を
置いて符号化デイスクのセクタ面に面するように
取付けられる。１つの反射性のセクタが１つのピ
ツクアツプと整列すると、トランジスタの出力信
号は高レベルになる。セクタの縁部がピツクアツ
プの中央障壁を黒色セクタから反射性セクタへと
通過すると、LEDからの光がホトトランジスタ
に反射されるので、トランジスタの出力は低レベ
ルから高レベルへと急激に変化する。またセクタ
縁が反射性セクタから黒色セクタに移る位置で
は、上記の変化もしくは遷移は高レベルから低レ
ベルになる。２つのピツクアツプは、１つのセク
タ縁が最初に１つのピツクアツプを、そして次に
他のピツクアツプを通り過ぎる時に、上記の遷移
が交互に生ずるように取付けられている。動条件
下では、２つのピツクアツプ間の位相角は90゜で
ある。15個のセクタを有する直径約１インチの符
号化デイスクでは、位相角もしくは位置ならびに
これらピツクアツプの応答の整合性に関しては、
通常課せられる製造公差を守るだけで良い。位相
の通常の変化ならびにホトトランジスタの出力不
整合は、本発明の新規な回路ならびに符号化器プ
ログラムによつて対処できるからである。

等価な別の符号化デイスク手段として、等幅の
不透明なセクタおよび光透過セクタが交番して設
けられている符号化デイスクを用いることができ
る。この場合には、光源はデイスクの１つの側に
取り付けられ、そしてホトセンサは他側に取り付
けられて透過セクタを通る光を受ける。言うまで
もなく、導電性のセクタおよび電気刷子または磁
性セクタおよび磁気ピツクアツプを本発明の範囲
内で本発明による符号化方式に組み合せて用いて
も上に述べたような符号化デイスクの均等物であ
ることは明らかである。

本発明が適用されるマイクロプロセツサ制御チ
ヤート記録装置を簡略なブロツクダイヤグラムで
示す第３図を参照するに、２つのピツクアツプの
各々の出力符号化信号は最初に、シユミツト・ト
リガ４０および４１を切換するのに用いられる。
ピツクアツプから出力されるパルスの高さは時間
的にまたピツクアツプ毎に変動し得るが、当該技
術分野では周知のようにシユミツト・トリガの出
力は均等な高さの垂直縁パルスであつて、フリツ
プ・フロツプ４２および４３を制御するのに適し
ている。これ等フリツプ・フロツプは、モータ速
度の変動またはピツクアツプ位置もしくは整合に
おける反転または誤差に関係なく、符号化デイス
クのセクタ縁遷移に対応するパルス後縁が適切に
離間することを保証するために、250KHzの可能
化クロツク・パルスによつて動起される。なおこ
の事に関しては追つて詳細に説明する。

交互にインターリーブされた遷移信号から成る
信号列は、周辺インターフエース・アダプタ４５
（PIA）を介してマイクロプロセツサ４７のIRQ
（割込み要求）入力に結合される。この実施例で
用いられているマイクロプロセツサはMotorola
社の「MC6802型マイクロプロセツサ」であり、
そしてPIA即ち周辺インターフエイス・アダプタ
は「MC6820」とすることができる。当該技術分
野の当業者には理解されるように、適当に変更を
施して、他の等価マイクロプロセツサおよびPIA
を本発明の実施に用いることができるが、ここで
述べる特定のプログラムおよび接続の詳細は上記
のデバイスを用いることを前提とする。１つの符
号化出力信号は、PIAピン４０（CA1）に接続さ
れ、他方の符号化信号はピン１８（CB1）に結合
される。他方、PIAのピン３７および３８は双方
共にマイクロプロセツサのIRQ入力ピンチに接続
される。

PIAのCA1およびCB1における入力は、パルス
縁でトリガされて立上り縁または立下り縁のいず
れかに応答するように個別的にプログラムしてお
くことができる。PIAのこの特徴は、ルーチン
で、いずれの符号化信号のどの遷移に対しても
IRQを発生すすることができるように有利に利用
することができる。各入力は、PIAにそれ自身の
フラツグをセツトし、このフラツグをルーチンで
検査して割込みを識別し所要のアクシヨンを選択
する。

第４図のフローチヤートおよび第４ａ図の目的
コート・プログラムに示されている符号化器サー
ビス・ルーチンには、ソフトウエア・レジスタに
おける１計数の加算または減算機能が含まれ、該
レジスタはプログラムに示されているラベルを用
いてサーボ出力（SERVO OUTPUT）または
DISNUMと称する。２つの符号化信号の各遷移
に対してサービス・ルーチンが要求され且つサイ
クル当り４つの遷移があるので、累算される計数
の数は符号化器が走査するセクタの数の４倍であ
る。符号化器の回転方向に対する計数方向は、２
つの符号化器出力信号（即ち符号化信号）を転置
することにより逆にすることができる。

符号化器に対するこのサービス・ルーチンが実
行される全時間を通して、関連のPIAは関連の２
つの制御レジスタの３つの最下位ビツトを有して
いなければならない。これ等ビツトの初期設定
で、ビツト「０」はCA1およびCB1ポートを付活
するために高レベルにセツトされ、ビツト「２」
は、PIA割込みフラツグをクリアするのに必要と
される周辺データ・レジスタの読出しを可能にす
るように高レベルにセツトされる。ビツト「１」
の初期状態は、インデイシングが行なわれる時点
での符号化器のセクタの正確な角度位置に依存
し、インデイシングが行なわれない場合にはどの
ような状態に在つても良い。

符号化信号を90度の移相外れにする理想的条件
に関して述べると、各符号化セクタを４つの等し
い部分（従つて４つの均等に離間した計数）に分
割すれば理想的な条件が得られる。このようにし
なければ、計数は符号化器の角度に関して均等な
離間距離を有しなくなるが、１つの符号化信号の
遷移が時間的関係において他の符号化信号の一対
の遷移間に位置することは絶対的に必要な条件で
ある。さらにまた、１つの符号化信号の遷移と他
の符号化信号の任意の遷移との間には最小の時間
間隔を維持しなければならない。この時間間隔は
割込みサービス・ルーチンの実行時間によつて決
められ、そして連続ベースで該実行時間に等しく
される。分離した（不連続な）場合には、２つの
遷移は計数の損失を伴わずに、より近接した間隔
で生じ得る。というのは、PIAは、１つのポート
の入力に対してサービス・ルーチンが実行されつ
つある間にも他のポートの割込み要求を取込む
（割込みフラツグのセツト）からである。このよ
うなIRQ（割込み要求）は、最初の割込み要求の
完結でサービスを受ける。明らかなように、この
状態は連続ベースでは処理することはできない。

ここで述べるサービス・ルーチン（第４ａ図）
は、100サイクルよりも若干少ないサイクルで実
行される。従つて、この方法により符号化パルス
を計数することができる速度には、1MHzのクロ
ツクの場合に10KHzの上限が課せられる。本発明
の記録装置においては、0.5秒内で2000計数を用
いたフル・スケール（全目盛）に渡つて振れた。
即ち毎秒4000計数の速度で振れた。この速度は、
計数器ルーチンの処理能力範囲内にあり、ステツ
プ・モータによつて確実に実現できる速度よりも
速い。

記録装置に対するアナログ入力も同じマイクロ
プロセツサによつて処理される。第３図を参照す
るに、この入力は入力フイルタ４９により所望の
ようにろ波される。そこで入力は分周回路および
範囲選択のための可変利得増幅器５１を通され
る。この範囲選択回路の好ましい実施例として、
本明細書の冒頭に揚げたWilliam C.Muellnerの
米国特許願（発明の名称：Wariable Gain
Amplifier「可変利得増幅器」）に記述されている
ものが挙げられる。調整されたアナログ信号は、
アナログ／デイジタル変換器（ADC）５３によ
りデイジタル形態に変換される。それに続く計算
の詳細は第５図のサーボ・ルーチン・フローチヤ
ートおよび第５ａ図のサーボ・サブルーチン用の
目的コードプログラムに梗概してある。ADCE出
力は連続的に、デイジタル・ペン・サーボのため
の入力（INPUT）レジスタに連続的に格納され
る。約１mm秒（ms）毎に、マイクロプロセツサ
のプログラムで、このレジスタならびに符号化器
サービス・ルーチンから得られた（OUTPUTま
たはDISNUMで表わされる）ペン位置または計
数値が格納されているレジスタが処理される。入
力から計数値を引いた差が計算されて、基本誤差
信号（ERROR）が得られる。即ち正しい入力を
得るためにペンが変位すべき計数の数と方向を表
わす信号が得られる。この誤差と、先行のプログ
ラムの実行中に格納された誤差値（LAST）との
間の差が誤差率即ちエラー率の尺度となる。この
エラー率は、適当な比で現在の誤差もしくはエラ
ーに加算されて、それにより誤差にエラー率を加
えた最終誤差もしくはエラー信号が得られる。そ
こでモータは、この最終誤差を減少する極性およ
び該最終誤差の絶対大きさに比例する持続期間
（パルス幅）を有する電圧パルスを受ける。斯く
してモータは、角度位置が入力デイジタル値と一
致する状態に向つて駆動される。

電圧は、適当な極性（１つのリード線が高レベ
ルで他方が低レベル）でモータが完全に投入され
るかまたは両方のリード線が高レベル（または低
レベル）でオフ状態になるようにモータに印加さ
れる。達成される比例制御の唯一の要因は、パル
ス幅変調によるものであつて、この要因はオル・
スケールの約1/8よりも小さい誤差の場合に関与
する。これより大きい誤差の場合には、モーター
は、所与の給電電圧に対して達することができる
最大速度にそのまゝ駆動される。誤差がオル・ス
ケールの1/8よりも小さくなると、制御電圧は誤
差に比例する。

誤差が小さく、モータ電圧がパルスで印加され
る場合には、パルス周波数は、就中、主プログラ
ムがペン・サーボにサービスできる頻度によつて
決定される。サーボ誤差が所与のプログラムの実
行で一担計算されると、モータは適当な極性でオ
ンに切り換えられ、そして誤差の小さい場合に
は、定数に誤差を加えた和に比例するタイミン
グ・ループが導入される。この定数は小さい振れ
を惹起するモータの慣性を克服するためのもので
ある。このタイミング・ループの終時に、モータ
はオフに切り換えられ、そして次のプログラムの
実行のためには新しいパルスの立上りを持たなけ
ればならない。大きい誤差の場合には、上記のタ
イミング・ループは側路され、モータはオフ状態
に戻されない。

第３図に示すように、モータは、通常、ステレ
オ増幅回路に出力デバイスとして用いられている
LM377型の双対電力増幅器チツプ５４および
PIA４５を介してマイクロプロセツサから駆動さ
れる。単一の15ボルト電源が、上記増幅器チツプ
を介してモータに電流を供給する。チツプの制御
入力は、出力ポートとして初期設定された２つの
PIAポートから直接到来する。オフ状態は、これ
等ポートのアドレスに２進「11」を格納すること
により創成され、他方２進「01」または「10」は
それぞれ一方の回転方向においてオン状態を齎ら
す。また２進「00」もオフ状態を与えるが、しか
しながらこの特定の増幅器チツプの場合にはオフ
状態にするための動（ダイナミツク）制動は小さ
い。モータがオフ状態に在るときには、２つのモ
ータのリード線は実質的に同じ電圧レベルにあ
り、そして電力増幅器のインピーダンスが低いの
で、動制動でモータは停止状態になるが、ある程
度の行過ぎが生じ得る。しかしながら、モータ・
サーボ・ルーチンにエラー率を関与させることに
より、上記のような行過ぎを実質的に除去するこ
とができる。第６ａ図には、動制動もしくは動ブ
レーキだけを採用した場合に階段関数入力の記録
となるような行過ぎを示し、第６ｂ図は擬エラー
率、即ちＫ（Ｅ−E1）をサーボ・ルーチンに用い
たときに除去される行過ぎを示す。定数Ｋは、用
いられているモータ駆動装置に対して最適な減
衰、即ち最小の行過ぎを与えるように選ばれる。
このようにエラー率を用いれば、Ｅが小さくなる
とＫ（Ｅ−E1）が負になるので、誤差零の初期設
定の予測が可能となり、例えば階段関数入力の場
合には、モータは、逆トルクの発生で最終位置で
停止するように実際に制動されることになる。

記録装置への電力投入時における符号化器のた
めの零位置の初期設定は、マイクロプロセツサ初
期設定プログラムの一部として実行される。IRQ
は、モータが付勢されてペンを減分計数方向に機
械的ストツパに向つて駆動している間、マスクさ
れる。衝激を最小限度にするために、典型的な例
として、数ヘルツのパルス周波数でミリ秒台のオ
ン・パルス１およびオフ・パルス２が用いられ、
そしてストツパとの接触には30秒が割当てられ
る。次にこのルーチンでは、DISNUMに、スト
ツパから最小目盛側のチヤート紙縁までの距離に
対応する40の減算計数がロードされる。IRQ制御
が回復されて、零（０）がINPUT（入力）レジ
スタにロードされる。そこでペンは「０」位置に
駆動され、計数（DUSNUM）レジスタに「０」
を残す。

本発明で達成される特徴は、動作中手動零調節
部６０により、所望ならば、チヤート紙上の零位
置を変えることができる点にある。この場合には
PIA６３およびマイクロプロセツサを介して所望
のデイジタル・オフセツト値（本実施例の場合に
は−2000と＋2000との間の計数）がレジスタに格
納される。マイクロプロセツサが入力
（INPUT）を用いて計算を開始する都度、該計
算結果に、当該レジスタからオンセツト量が加算
される。これにより、オペレータは手動でペンの
零位置をチヤート紙上の所望の任意の位置に設定
することができる。このような手動調節のソフト
ウエア・プログラムおよび記述は、本明細書の冒
頭に揚げた米国特許願第128029号明細書に開示さ
れている。

本発明で達成される別の関連の特徴は、マイク
ロプロセツサにより、ペン駆動の移動量をソフト
ウエア上制限するためのサブルーチンを予めプロ
グラムしておくことができる点にある。このよう
にすれば、従来の記録装置において通常見られる
ような、ペン・キヤリツジをオフ・スケール位置
に強制的に駆動して機械的ストツパに衝突せしめ
る過度の入力から生じ得る機械的な損傷や雑音を
除去することができる。ペン駆動の両終端で制限
もしくはソフトウエア停止が必要とされる場合に
は、サブルーチンで先ず入力値にオフセツト量を
加えた値をチエツクする。この値が正である場合
には、上記の和と、適当なソフトウエア停止の予
め定められた計数値である2020とを比較する。ま
た上記の値が負である場合には−20と比較する。
上記の和が上の２つのいずれかの限界を越えてい
る場合には、和は無視され、そして2020かまたは
−20のいずれかが代りに用いられる。この数はそ
こで、入力（INPUT）の代りとしてサーボ・ル
ーチンに送られる。ペンは、ソフトウエアで指定
されたストツパ（停止部）として作用する対応の
値まで駆動されてそこで停止する。

以上、本発明の好ましい実施例の動作および特
徴について詳細に説明したが、本発明はこの特定
の用途および構造に限定されるものではない。本
発明のペン駆動装置はまた、多重ペン記録および
Ｘ−Ｙ記録装置における２つの軸方向に沿つての
駆動にも使用し得ることは明らかである。さら
に、この駆動装置は、時間に加えて任意所望の変
数を入力として記録するためのフオーマツト式記
録装置でチヤート紙を駆動するのにも容易に適応
することができる。本発明の駆動装置のこの様な
使用および他の使用は当該技術分野の専門家には
明らかであり、本発明の精神および範囲から逸脱
することなく容易に実現することができよう。

【図面の簡単な説明】

第１図はペン駆動装置の機械的構成を示す斜視
図、第２図は符号化装置の好ましい実施例を示す
拡大平面図、第２ａ図は符号化ピツクアツプもし
くはセンサを示す拡大平面図、第３図はペン駆動
制御装置を備えた記録装置を略示するブロツク・
ダイヤグラムを表す図、第４図は符号化器サービ
ス・サブルーチンを示す簡略フローチヤートの
図、第４ａ図は第４図に示したフローチヤートに
対応する典型的な目的コード・プログラム例を示
す図、第５図はサーボ制御サブルーチンを示すフ
ローチヤートの図、第５ａ図は第５図に示したサ
ーボ・サブルーチンにおけるエラー率補正量を計
算するための典型的な目的コード・プログラム例
を示す図、第５ｂ図は第５図に示したサーボ・モ
ータ制御サブルーチンのための典型的な目的コー
ド・プログラム例を示す図、第６ａ図は動制動だ
けを用いた場合の入力階段関数に対する記録装置
の応答を示すグラフを表わす図、第６ｂ図はエラ
ー率制動を付加した場合の同上の階段関数入力に
対する記録装置の応答を示すグラフを表わす図で
ある。 １……モータ、３，５，９，１３……プーリ、
７，１１……駆動ベルト、２５……符号化デイス
ク、１５……チヤート紙、２１……零線、２３…
…フル・スケール線、１９……ペン、１７……ペ
ン・キヤリツジ、２７……セクタ、２９，３１…
…光学的センサ、２３……発光ダイオード、３５
……ホトトランジスタ、３７……窓、４０，４１
……シユミツト・トリガ、４２，４３……マイク
ロプロセツサ、４９……入力フイルタ、５１……
可変利得増幅器、５３……Ａ／Ｄ変換器、６０…
…手動零調節部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 可逆モータと、該モータによつて駆動される
   機械的位置決め手段と、該駆動モータにより駆動
   される符号化手段と、該符号化手段の運動中に交
   互する遷移信号ないし状態変化信号を発生するよ
   うに配置されたセンサ手段と、前記遷移信号を受
   け、該遷移信号を割込み要求としてマイクロプロ
   セツサに印加するように接続された周辺インター
   フエイス・アダプタ手段を備えた前記マイクロプ
   ロセツサとを有し、前記マイクロプロセツサは前
   記割込み要求により開始される符号化器サービ
   ス・ルーチンを実行し、前記符号化手段の運動方
   向を決定し、そして該方向に応じ出力計数を増分
   または減分するように動作し、前記マイクロプロ
   セツサは前記モータの回転方向および回転速度を
   制御するためのサーボ・ルーチンを実行し、該回
   転方向および速度の制御は、前記出力計数と記録
   装置に印加される信号入力に比例する入力との間
   の差を計算することにより決定され、さらに前記
   サーボ・ルーチンに応答して前記モータを駆動す
   るための手段を備えている記録装置のためのペン
   駆動装置。 ２ モータが、入力電圧の極性を反転することに
   より反転可能である永久磁石モータである特許請
   求の範囲第１項記載の記録装置のためのペン駆動
   装置。 ３ 符号化手段がモータによつて駆動される符号
   化デイスクを有し、センサ手段が交番する遷移信
   号を発生するように配置された一対のセンサ・ピ
   ツクアツプを備えている特許請求の範囲第１項記
   載の記録装置のためのペン駆動装置。 ４ 各ピツクアツプが発光ダイオードおよびホト
   センサを有する特許請求の範囲第３項記載の記録
   装置のためのペン駆動装置。 ５ 符号化デイスクが複数の等幅の実質的に非反
   射性のセクタにより相互に離間された同数の等幅
   の光反射セクタを有している特許請求の範囲第３
   項記載の記録装置のためのペン駆動装置。 ６ 符号化デイスクが複数の等幅の光透過セクタ
   により相互離間された同数の等幅の不透明セクタ
   を有している特許請求の範囲第３項記載の記録装
   置のためのペン駆動装置。 ７ 入力を、予め定められたソフトウエア停止位
   置の計数に均等のソフトウエア停止計数と比較
   し、前記入力が前記ソフトウエア停止計数を越え
   ている場合には、前記ソフトウエア停止計数をサ
   ーボ・ルーチンで前記入力の代りに用いる特許請
   求の範囲第１項記載の記録装置のためのペン駆動
   装置。 ８ 制御を決める前に入力にデイジタル・オフセ
   ツト値を加算し、該デイジタル・オフセツト値と
   前記入力の和を前記入力の代りに用いる特許請求
   の範囲第１項記載の記録装置のためのペン駆動装
   置。 ９ 入力にオフセツト値を加算した値を、予め定
   められたソフトウエア停止位置の計数に均等のソ
   フトウエア停止計数と比較し、前記入力に前記オ
   フセツト値を加えた値が前記ソフトウエア停止計
   数を越えている場合には、前記ソフトウエア停止
   計数をサーボ・ルーチンにおいて前記入力に前記
   オフセツト値を加えた値の代りに用いる特許請求
   の範囲第８項記載の記録装置のためのペン駆動装
   置。 １０ 直流サーボ・ペン・モータと、前記ペン・
   モータのためのペン・モータ駆動手段と、前記モ
   ータによつて駆動される機械的位置決め手段と、
   前記モータによつて駆動される、セクタに区分さ
   れた、ないしセクタ部を有する符号化デイスク
   と、前記符号化デイスクセクタの対応の縁が前記
   モータの回転に伴ないセンサを通過する際に交互
   に位相外れの遷移信号ないし状態変化信号を発生
   するように前記符号化デイスクに対して取付けら
   れた一対の光学的センサと、前記遷移信号に応答
   して、前記符号化デイスクが回転している方向を
   決定し対応の符号の計数信号をレジスタに蓄積す
   るサブルーチンを実行するように動作するマイク
   ロプロセツサとを有し、前記マイクロプロセツサ
   は前記蓄積された計数信号と入力信号とを比較し
   て、前記ペン・モータ駆動手段をして比較結果の
   差が零に減少する方向に前記モータを回転するよ
   う指示し、以て前記ペンを入力信号の大きさに追
   従せしめるように動作し、前記マイクロプロセツ
   サは、誤差変化率を計算して、ペンの行過ぎを阻
   止するために、前記誤差が零に近付く時に前記ペ
   ン・モータ駆動手段をして前記モータ速度を補正
   または前記モータを制御するように指示すること
   を特徴とする記録装置のためのペン駆動装置。