JPH04111496U - 記録ペンの筆圧調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 記録ペンを用いる記録装置において各種の記
録ペンに対しそれぞれ適当な筆圧を設定する。 【構成】 着地制御後の筆圧０の点から筆圧の最適値ま
での指令値の増分値ｉ_qを予め求めておき、使用中の着
地制御ごとに筆圧０になるように調整し、このときのｉ
の値にｉ_q を加算して制御することを特徴としている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は記録装置に使用する記録ペンの筆圧調整装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

図２は、記録ペンの制御装置の構成を示す図で、図において、１は記録ペン、 ２はペンホルダ、３は基台、４はアクチュエータ、５はスライドベアリング、６ は位置センサ、７は記録紙表面を示す。

【０００３】 記録ペン１の筆圧調整には着地制御終了時点における制御状態が直接関係する ので、最初に着地制御について説明する。 図４は着地制御を行う回路の一実施例を示すブロック図であり、図において、 ８は制御演算装置、８１，８７は互いに連動する切り替えスイッチ、８２は減算 器、８３は増幅器、８４は微分回路、８５は積分回路、８６は加算器、９はディ ジタルアナログ変換器、１０は増幅器、１１，１２はそれぞれ積分装置、１３は アナログディジタル変換器である。

【０００４】 図４に示す回路は、着地制御を速度制御で行う場合を示し、制御演算装置８は 基準速度ｖ₁ またはｖ₂ が与えられ、ｉ＝Ｐ（ｖ₁ −ｖ）・・・（１）または、 ｉ＝Ｐ（ｖ₂ −ｖ）＋Ｉ∫（ｖ₂ −ｖ）ｄｔ・・・（２）により算出した指令値 ｉを出力する。但し、ｖは記録ペンの降下速度であり、ｖ＝−ｄｚ／ｄｔの関係 にある。

【０００５】 アクチュエータ４は、例えばダイナミックスピーカのムービングコイルに相当 する駆動コイルと、弾性力を作用させるスプリングとを備えており、スプリング 自体の平衡位置がｚ₀ であるとすると、記録ペン１の位置がｚであるときは、駆 動コイルにＫ（ｚ−ｚ₀ ）の力を加える。ここにＫは弾性係数である。

【０００６】 また駆動コイルの出す力はコイルに流れる電流に比例し、コイルに流れる電流 は指令値ｉに比例するので、Ｆｉ（Ｆはアクチュエータ４の電流−力変換実数） によって駆動コイルの出す力を表すことができる。このアクチュエータ４に連結 されている系の質量合計をＭとし、重力の加速度をｇとすれば、力Ｍｇがこの系 に加えられている。系の摩擦係数をｆとすると、運動の方程式として次の式（３ ）が成立する。 −Ｍｄ² ｚ／ｄｔ² −ｆｄｚ／ｄｔ＝Ｋ（ｚ−ｚ₀ ）＋Ｆｉ＋Ｍｇ・・・（３） 但し、ｚは上方を増加方向とし、−ｄ² ｚ／ｄｔ² は下方向への加速度、−ｄ ｚ／ｄｔは下方向への速度を表す。

【０００７】 増幅器１０がアクチュエータ４の駆動コイルに入力する電流によって力Ｆｉが 発生し、記録ペン１は−ｚ方向の加速を受け、この加速が積分装置１１，１２（ 特別の積分装置が存在するわけではなく、記録ペン１の加速結果がその位置変化 として表れることを意味する）で２回積分され位置ｚとして位置センサ６により 検知され、アナログディジタル変換器１３によりディジタル値に変換され、制御 演算装置８に入力される。

【０００８】 ところで記録ペン１の着地制御は、図５に示すように２段階の速度制御で行わ れる。すなわち現在時点ｔ０から着地点近傍の位置ｚ₁ までは大きな速度ｖ₁ で 近接し、この点以下では記録ペン１が記録用紙表面に激突するのを避けるため、 小さな速度ｖ₂ で制御する。そしてこの制御には、式（２）に示すようにＰ，Ｉ 制御が用いられる。

【０００９】 この制御を行うことにより、図５に示すようにｚ₁ 点を通過すると、速度ｖは 漸次減速されてｖ₂ に近ずき、記録ペン位置ｚは漸次降下する。そして、記録ペ ン１の先端が記録紙表面７に当接するとｖ＝０となり、微分回路８４でｖ＝０を 検出して基準速度をｖ₂ から０に変更し、着地制御を終了する。

【００１０】 着地制御終了直前の状態を考え、その時点における積分回路８５の出力をｉ_P とすれば、式（３）でｄ² ｚ／ｄｔ² ＝０であるので、式（２）と式（３）とか ら、 ｆｄｚ／ｄｔ＝Ｋ（ｚ−ｚ₀ ）＋Ｆｉ_P ＋Ｍｇ＋ＦＰ（ｖ₂ −ｖ）・・・（４） となるが、図５から明らかなように、この時点ではｖ₂ −ｖは負であり、したが ってＫ（ｚ−ｚ₀ ）＋Ｆｉ_P ＋Ｍｇは正である。 この状態において記録ペン１の着地のため、ｄｚ／ｄｔ，ｖが０となり、これ を検出して基準速度を０にするので、 Ｋ（ｚ−ｚ₀ ）＋Ｆｉ_P ＋Ｍｇ＝Ａ・・・（５） の平衡が成立する。但し、式（５）のＡは筆圧であって、記録ペン１が力Ａを記 録紙表面７に及ぼし、記録紙表面７からの反力Ａによって上方に押され、式（５ ）の左辺の力と釣り合っている。

【００１１】

【考案が解決しようとする課題】

解決しようとする問題点は、上述の式（５）から解るように、着地制御の終了 によって記録ペンに与えられる筆圧は、着地制御によって一義的に定められ、必 ずしも当該記録ペンにとって適当な筆圧であるとは限らないという点にある。

【００１２】 すなわち、記録ペンの種類によって記録に適当な筆圧がそれぞれ異なり、また 鉛筆ペンなどでは芯の消耗に従い記録紙表面の高さが一定としても着地点の高さ ｚが変化するので、ｚの変化に対応したＡの値を維持するためは式（５）のｉ_P の値を変化させる必要がある。 本考案はかかる課題を解決するためになされたもので、各種の記録ペンに適当 な筆圧を与える記録ペンの筆圧調整装置を得ることを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】

本考案は、各種の記録ペンに対する適当な筆圧点は筆圧０の点に比較的近く、 また着地制御の終了状態では筆圧が比較的小さいことを利用し、各種の記録ペン に対し適当な筆圧値をアクチュエータに対する電流指令値の増分ｉ_q として記憶 させ、着地制御の終了ごとに筆圧０に対応する指令値ｉを決定し、ｉ＝ｉ＋ｉ_q の新しい指令値により記録動作中の筆圧を維持させることを最も主要な特徴とし ている。

【００１４】

【実施例】

図２は、本考案において各種の記録ペンに対する最適な指令値の増分ｉ_q を検 出する動作を示すフローチャートで、図において２００〜２０９は各ステップを 示す。 ２０２においては、当該記録ペンに対し良好な記録が得られる最小のｉの値を 試行錯誤によって決定し、この値をｉ_s とし、これからｉの許容誤差ｉ_d ずつ漸 次減少させながら、記録ペンの位置が着地位置より上昇する最初のステップを２ ０８により検出し、ｉ_q ＝ｉ_s −ｉによって２０９で増分ｉ_q を決定する。 また、ステップ２０６はｉの変更による過度現象の終了を待つステップを示し 、図２に示す動作により各種の記録ペンの種類に対するｉ_q の値を決定して記憶 する。

【００１５】 図１は、本考案の一実施例を示すフローチャートで、図において、１００〜１ ０８は各ステップを示す。記録ペンの着地終了時点では指令値はｉ_P であるが、 ステップ１０２においてこれをｉの初期値として設定し、以下、ステップ１０３ 〜１０７を図２のステップ２０４〜２０８と同様に動作させ、筆圧０に対応する ｉの値を求め、これに当該記録ペンに対して記憶してあるｉ_q の値を加算する。 このようにして当該記録ペンに対し最適の筆圧を与える最小のｉの値を得ること ができる。

【００１６】

【考案の効果】

以上説明したように本考案の記録ペンの筆圧調整装置は、各種の記録ペンに対 しそれぞれ適当な筆圧を与えながら記録を行うことができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示すフローチャートであ
る。

【図２】本考案において各種の記録ペンに最適筆圧を与
える指令値増分を決定する動作を示すフローチャートで
ある。

【図３】記録ペンの制御装置の構成を示す図である。

【図４】記録ペンの着地制御の動作回路を示すブロック
図である。

【図５】記録ペンの着地制御における速度と位置の変化
を示す図である。

【符号の説明】

１ 記録ペン ４ アクチュエータ ６ 位置センサ ８ 制御演算装置 ８３ 増幅器 ８４ 微分回路 ８５ 積分回路 ８６ 加算器 ｉ 指令値 ｉ_q 指令値増分

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 杉本 貴央 東京都品川区西品川３−19−６ グラフテ ツク株式会社内 (72)考案者 種村 明彦 東京都品川区西品川３−19−６ グラフテ ツク株式会社内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録装置に用いられ、制御演算装置から
   出力される指令値に基づいて駆動されるアクチュエータ
   によりその上下運動が制御され、位置センサによりその
   上下方向位置が測定される記録ペンの先端を記録紙表面
   に当接させ、記録ペンに記録に適する筆圧を与える記録
   ペンの筆圧調整装置において、当該記録ペンの着地制御
   が終了した状態において上記アクチュエータに与える指
   令値ｉの値を加減し、良好な記録を与える最小のｉの値
   を決定し、これをｉ_sとして記憶する手段、ｉの値をそ
   の許容誤差量ｉ_d ずつ減少して行き筆圧が０の状態にな
   るｉの値を検出し、このｉの値をｉ_s から減算した値ｉ
   _p を当該記録ペンに対する筆圧値として記憶する手段、
   記録開始のために着地制御を終了した後、ｉの値をｉ_d
   ずつ減少して行き筆圧が０の状態になるｉの値を検出
   し、このｉの値に当該記録ペンに対して予め算出した値
   ｉ_p を加えた指令値により上記アクチュエータを制御し
   ながら記録を実行する手段、を備えたことを特徴とする
   記録ペンの筆圧調整装置。