JPH0584238B2 - - Google Patents

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JPH0584238B2
JPH0584238B2 JP60070467A JP7046785A JPH0584238B2 JP H0584238 B2 JPH0584238 B2 JP H0584238B2 JP 60070467 A JP60070467 A JP 60070467A JP 7046785 A JP7046785 A JP 7046785A JP H0584238 B2 JPH0584238 B2 JP H0584238B2
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D15/00Component parts of recorders for measuring arrangements not specially adapted for a specific variable
    • G01D15/24Drives for recording elements and surfaces not covered by G01D5/00

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Description

【発明の詳細な説明】 −産業上の利用分野− 本発明は、X−Yプロツタ、製図機等の作図装
置のペンを駆動コイルの電流制御によつてアツ
プ、ダウン駆動するための制御回路に関する。
−従来技術− X−Yプロツタ等の作図装置において、ペンを
筆記面に接触(ペンダウン)及び筆記面からの離
間(ペンアツプ)するためのアツプ、ダウン駆動
にはペンを保持するペン保持部をプランジヤソレ
ノイドによつてペンダウン駆動し、復帰バネによ
つてペンアツプ駆動するものがある。この方式は
制御が簡単になるがペンダウン時の筆記面への衝
撃が強くまた衝撃音も大きくなるし、またダウン
状態での筆記面への適当な圧力を得るのを難しく
する。さらに、プランジヤソレノイドの可動及び
固定の両鉄心に残留磁気が生じ、応答性が経時的
に悪くなるという欠点もある。なお、エアダンパ
ーを衝撃吸収手段とし組込むものもあるが、これ
は応答性を悪くする。
このような問題を解消するものとして、第4図
乃至第6図に示すように、ペン駆動コイルの電流
を電気的に制御するものを本願出願人は既に提案
している(例えば特願昭58 191837号、特願昭57
65636号)。第4図において、ペンキヤリツジ本体
1はガイド軸2に沿つてY軸方向に摺動するため
の摺動部1Aと、摺動軸3によつてZ軸方向(ペ
ンアツプ、ダウン方向)に移動可能に保持されて
ペン4を保持するペン保持部1Bとを備える。ペ
ン保持部1Bには駆動コイル5と速度検出用コイ
ル6と位置検出器(例えばホール素子)7が設け
られる。また、ペンキヤリツジ本体1には一対の
板状永久磁石8A,8Bが第5図にA−A′線の
断面で例示するように対向配置され、その空隙に
駆動コイル5と速度検出用コイル6と位置検出器
7が位置され、駆動コイル5の電流極性によつて
ペン保持部1Bをペンアツプ、ダウン方向に駆動
し電流の大きさで駆動力を調整し、この駆動に際
してコイル6により速度に比例した電圧を検出
し、永久磁石8A,8BのZ軸方向の位置の違い
による磁界の強さ変化によつて位置検出器7で位
置に対応した位置信号を検出する。9はペンアツ
プ時の復帰バネであり、1Cはペンアツプ位置を
決めるストツパである。また、10は記録紙であ
る。
ペン制御回路は、第6図に示すように、駆動コ
イル5への供給電流極性及び大きさを制御する電
流制御回路11にはフイードバツク系として電流
検出器12の検出信号と速度検出用コイル6の検
出信号とを加算器13で加算及び位相補償回路1
4で位相補償して取込み、駆動電流設定値として
は位置検出器7からの位置検出信号とペン圧力設
定器15からの設定値とを選択回路16で選択し
て取込み、ペンアツプダウン制御信号発生回路1
7からの制御信号がペンダウンを指令するときに
選択回路16からの駆動電流設定値に従つて、ま
たペンアツプ指令には一定の駆動電流設定値によ
つてフイードバツク制御を行うようにしている。
このような制御回路において、ペンダウン制御
には、第7図に示すようにペンアツプ位置PA
らペンが記録紙に接触する直前位置PBに達する
までは位置検出器7からのペン位置信号VAを選
択回路16が選択して駆動電流設定値とし、位置
PBを越えるときには選択回路16がペン圧力設
定器15からのペン圧力設定信号VBを選択して
駆動電流設定値とする。また、位相補償回路14
は遅れ要素として作用する。これにより、位置
PAでの駆動初期には信号VAが高くかつフイード
バツク量が零(位相遅れ)にあつて比較的大きい
駆動電流を得てペンダウン応答性を高め、位置
PBに接近するに従つて信号VAが低下すると共に
速度検出信号による制御作用がききだしてペン先
端が記録面に接触するときの衝撃を小さくする。
ペンアツプ時には、アツプダウン制御信号発生
回路17からのペンアツプ指令で電流制御回路1
1に一定の駆動電流設定値をペンダウン時とは逆
極性で与え、復帰バネ9との協動によつてペンア
ツプを行う。
以上までの従来のペン制御回路において、ペン
4の種類(例えばインクペン、サインペン、水性
ボールペン)に応じた適切な筆圧を得るようペン
圧力設定値VBを広い範囲に渡つて変えるように
している。そこで、設定値VBが例えば第7図に
一点鎖線で示すように低い値VBL又は高い値YBH
に設定されるとき、設定値VBで適切な応答性、
小さい衝撃になるよう制御回路の各部定数、利得
が設定されていれば、設定値VBHはペン先端と記
録紙との距離が十分に接近しない位置で高い値
VBHの駆動電流設定値が与えられつづけて速度検
出による制動効果が小さくなつて衝撃が大きくな
るし、設定値VBLではペン先端が記録紙に接近し
すぎた状態まで位置信号VAによる駆動電流設定
値及び速度検出による制動作用がききすぎて低い
駆動電流による緩慢なペン移動になつて応答性が
悪くなる。
このようなペンの種類による筆圧設定変更に伴
う問題のほかに、従来回路ではペンアツプを一定
の駆動電流と復帰バネとの協動で行うことから復
帰バネの特性のバラツキがペンアツプ時間等のバ
ラツキになる問題があつた。さらに、ペンダウン
時の衝撃を小さくかつ応答性を良くするために、
速度検出による制動作用を遅らせかつ位置検出信
号に対する利得を大きくすると、ペンアツプ時の
制動作用が困難となり、位置制御特性によつてペ
ンアツプの上限において過大な電流を駆動コイル
に流すことがあり、強い衝撃、衝撃音の発生及び
ペンからのインクぼたおちを起す恐れがある。
−発明の目的− 本発明は、以上に述べたような従来の問題点に
鑑み、ペン圧力設定範囲を広くしながら応答性良
くかつペンダウン時の衝撃を小さくすることがで
きるペン制御回路を得ることを目的とする。
また、本発明は、ペンアツプ時の衝撃を小さく
かつ応答性を良くすることができるペン制御回路
を得ることを目的とする。
−発明の構成− 本発明の制御回路は、駆動コイルに供給する電
流極性に応じてペンを記録面方向にアツプダウン
駆動し該電流の大きさに応じて駆動力を制御する
電流制御回路と、前記ペンの移動速度検出信号と
前記駆動コイルの電流検出信号を加算して前記電
流制御回路のフイードバツク信号とするフイード
バツク回路と、前記記録面に対するペン位置が所
定高さ以上あるときのみのペン位置検出信号を取
り出すクリツパと、ペンダウン駆動時に最初に前
記クリツパの出力を前記電流回路の駆動電流設定
値とし該クリツパの出力しや断後に記録面に対す
るペン圧力設定信号を該駆動電流設定値とする選
択回路とを備えたものである。
また、本発明は、駆動コイルに供給する電流極
性に応じてペンを記録面方向にアツプダウン駆動
し該電流の大きさに応じて駆動力を制御する電流
制御回路と、前記ペンの移動速度検出信号と前記
駆動コイルの電流検出信号を加算して前記電流制
御回路のフイードバツク信号とするフイードバツ
ク回路と、ペンアツプ駆動時に前記電流制御回路
に一定レベルの駆動電流設定値を与える電流設定
回路と、ペンが所定高さまでアツプ駆動されたと
きのペン位置検出信号のレベルに応じて前記駆動
コイルの電流を制限するリミツタ回路とを備える
ものである。
実施例 第1図は本発明の一実施例を示す制御回路図で
あり、第6図に示すものと同じ機能又は同じ構成
のものは同一符号で示す。アツプダウン制御信号
発生回路17はペンアツプ時に正極性電圧にな
り、ペンダウン時に基準電位(零ボルト)になる
よう切換制御されてペンアツプ指令とペンダウン
指令を発するように構成される。フイードバツク
回路は従来と同様に速度検出用コイル6によるペ
ン移動速度検出信号と電流検出器12による駆動
コイル5の電流検出信号とを加算器13で加算
し、位相補償回路14を通して電流制御回路11
にフイードバツクする構成にされる。位置検出器
7の検出信号はバツフアアンプ18を通して位置
検出信号VAとして取出される。この位置検出信
号はクリツパ19を通して選択回路16の一方の
入力Vaとして与えられる。クリツパ19はペン
位置検出信号VAが所定レベル以上すなわちペン
位置が記録面に対して所定高さ以上の範囲にある
ときのみペン位置検出信号VAを取出すようにさ
れ、例えばツエナーダイオードで構成される。選
択回路16はペン圧力設定器15の筆圧設定信号
VBとクリツパ19の出力Vaとのうち高い方のレ
ベルの信号を選択して電流制御回路11にペンダ
ウン時の駆動電流設定値として与えるようにさ
れ、例えばツエナーダイオードとダイオードの組
合せにより構成される。電流制御回路11は、ア
ツプダウン制御信号発生回路17の出力と選択回
路16の出力を差動入力とする差動増幅器111
と、この差動増幅器111の出力と位相補償回路
14の出力を差動入力とする電流制御増幅器11
と、この電流制御増幅器112の出力を保護抵抗
113を通して入力として電力増幅する電力増幅
器114とを備え、電力増幅器114の出力で駆動
コイル5にアツプ、ダウン駆動電流を供給する構
成とされる。ここで、差動増幅器111はペンア
ツプ時とダウン時の駆動電流設定値切換回路とし
て機能し、ペンダウン時にはアツプダウン制御信
号発生回路17の出力が基準電位になるため選択
回路16の出力を所定利得で増幅出力し、ペンア
ツプ時にはアツプダウン制御信号発生回路17の
出力が正極性電圧VCになるため該電圧VCを選択
回路16の出力レベルよりも十分に大きく設定し
ておくことで該差動増幅器111の飽和レベルも
しくは設定するリミツタ値で出力する。従つて、
差動増幅器111はペンダウン時には選択回路1
6の出力に応じたレベルの正極性出力になり、ペ
ンアツプ時には一定レベルの負極性出力になる。
一方、電流制御負幅器112は、差動負幅器11
の出力を駆動電流設定値とし、この設定値と位
相補償回路14の出力になるフイードバツク信号
との偏差を増幅して電流制御信号を得る。
次に、電力増幅器114の入力端にはバツフア
アンプ18の出力端との間にリミツタ回路20が
設けられる。このリミツタ回路20は、電流制御
増幅器112の出力が負極性(ペンアツプ時)に
なるときに位置検出信号VAのレベルに応じて該
出力を制限することで駆動コイル5の電流を制限
するもので、例えばツエナーダイオードと回り込
み防止用ダイオードの直列回路によつて実現され
る。
次に本実施例の動作を第2図及び第3図を参照
して詳細に説明する。
ペンアツプ状態でアツプダウン制御信号発生回
路17がペンダウン指令(基準電位)を発生する
と、差動増幅器111は選択回路16の出力すな
わち駆動電流設定値を電流制御増幅器112に与
える。この電流設定値はペンアツプ状態から始ま
ることから、位置検出器7から位置検出信号VA
がクリツパ19を通した電圧Vaを差動増幅器1
1で増幅した値となる。これによつて、駆動コ
イル5にペンが記録面に向つて下降する方向の電
流が流れ始める。
駆動コイル5への電流によつてペンダウンが開
始されると、その位置検出信号VAが低下し、ク
リツパ19のクリツプレベルまで低下すると該ク
リツパ19の出力電圧Vaが零になるため、選択
回路16がペン圧力設定器15の設定値VBを駆
動電流設定値として出力する。
従つて、ペンダウン時の駆動電流設定値は、第
2図に示すように、ペンアツプ位置PAからクリ
ツパ19のクリツプレベルに相当する位置PB
でのペン下降には高い駆動電流によるダウン駆動
がなされ、位置PBから記録紙にペンが接触する
位置PCまではペン圧力設定値VBになり、位置PB
でステツプ状に切換られる非線形の駆動電流設定
によるフイードバツク制御になる。ここで、位相
補償回路14の位相遅れを位置PAから位置PB
で降下するに要する時間にほぼ合せておけば、位
置PAからPBまでのペンダウン駆動には電流制御
回路11がオープンループになる高利得で大きい
駆動電流になる。そして、位置PBからPCまでは
ペン圧力設定値VBになる低レベル電流設定にな
ると共に速度検出信号による制動及び電流検出信
号によるフイードバツクがかかるため、制動動作
によるダウン駆動になる。
こうした動作により、ペンの降下特性は、第3
図に実線で示すように位置PAからPBまでは短い
時間t0〜t1で急速に降下する駆動になり、位置PB
からPCまでは比較的長い時間t1〜t2で緩やかに降
下する駆動になる。第3図中に一点鎖線で示す降
下特性は従来のものを示し、この特性との比較か
らも明らかなように応答性を高めしかもペンが記
録面に接触するときの速度を緩やかにしてペンと
記録紙の衝撃が少なくなる。なお、ペンの種類に
よるペン圧力設定値の変更にも制動領域に相当す
る時間t1〜t2を比較的長く確保できるため衝撃が
大きくなつたり応答性を悪くすることはない。
次に、ペンダウン状態でアツプダウン制動信号
発生回路17がペンアツプ指令(電圧VC)を発
生すると、作動増幅器111は一定レベルの負極
性電圧を駆動電流設定値として出力し、該設定値
に従つて駆動コイル5の電流が制御される。この
ペンアツプ初期には位置検出信号VAがほぼ零に
あり、またフイードバツク信号も位相補償回路1
4の遅れで零にあつて高い駆動電流による急上昇
駆動になる。その後、ペン位置が上昇するにつれ
てペン位置検出信号VAも上昇し、速度検出信号
と電流検出信号によるフイードバツクがききだし
て制動がかる。これに加えて、位置検出信号VA
の上昇で該信号VAと電流制御回路112の出力
との差がリミツタ回路20のリミツタ値を越えた
とき以降には該電流制御回路112の出力を制限
し始める。この制限値はペン位置がPAに接近す
るほど信号VAの上昇によつて小さくなり、駆動
電流を増々小さくする。従つて、ペンアツプ時に
は初期には高い駆動電流で復帰バネの復帰力にた
よることなく応答性を確保しながらアツプ位置
PAに近づくに従つて従来の速度検出信号による
制動に加えて位置検出信号による駆動力制限にな
り、ストツパ1C等への衝撃の軽減効果を高める
ことができる。
−発明の効果− 以上のとおり、本発明によれば、ペン位置信号
による駆動コイルへのペンダウン側電流設定に、
クリツパによる所定高さ位置以下をしや断してペ
ン圧力設定値に切換える非線形化を施したため、
位置信号に対するペンダウン時の利得を大きくし
て応答性を改善し、しかもペン圧力設定信号と速
度信号による制動領域を拡大してペン圧力設定範
囲を広くしながらペンと記録面との衝撃力及び衝
撃音を小さくすることができる。
また、本発明によれば、ペンアツプ時にペン位
置信号に応じて駆動コイル電流を制限するリミツ
タ回路を設けるため、ペンアツプの駆動電流設定
値を大きくして応答性を改善し、しかもペンとス
トツパの衝撃力及び衝撃音を小さくすることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す制御回路図、
第2図は第1図における駆動電流設定値の選択を
説明するための特性図、第3図は本発明における
ペンダウン時の特性図、第4図はペンキヤリツジ
の一部破断側面図、第5図は第4図におけるA−
A′線に沿つた要部断面図、第6図は従来の制御
回路図、第7図は従来の駆動電流設定値の選択を
説明するための特性図である。1……ペンキヤリ
ツジ本体、4……ペン、5……駆動コイル、6…
…速度検出用コイル、7……位置検出器、9……
復帰バネ、10……記録紙、11……電流制御回
路、12……電流検出器、13……加算器、14
……位置補償回路、15……ペン圧力設定器、1
6……選択回路、17……アツプダウン制御信号
発生回路、18……バツフアアンプ、19……ク
リツパ、20……リミツタ回路、111……差動
増幅器、112……電流制御増幅器、114……
電力増幅器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 駆動コイルに供給する電流極性に応じてペン
    を記録面方向にアツプダウン駆動し該電流の大き
    さに応じて駆動力を制御する電流制御回路と、前
    記ペンの移動速度検出信号と前記駆動コイルの電
    流検出信号を加算して前記電流制御回路のフイー
    ドバツク信号とするフイードバツク回路と、前記
    記録面に対するペン位置が所定高さ以上あるとき
    のみのペン位置検出信号を取り出すクリツパと、
    ペンダウン駆動時に最初に前記クリツパの出力を
    前記電流回路の駆動電流設定値とし該クリツパの
    出力しや断後に記録面に対するペン圧力設定信号
    を該駆動電流設定値とする選択回路とを備えたこ
    とを特徴とするペン制御回路。 2 駆動コイルに供給する電流極性に応じてペン
    を記録面方向にアツプダウン駆動し該電流の大き
    さに応じて駆動力を制御する電流制御回路と、前
    記ペンの移動速度検出信号と前記駆動コイルの電
    流検出信号を加算して前記電流制御回路のフイー
    ドバツク信号とするフイードバツク回路と、ペン
    アツプ駆動時に前記電流制御回路に一定レベルの
    駆動電流設定値を与える電流設定回路と、ペンが
    所定高さまでアツプ駆動されたときのペン位置検
    出信号のレベルに応じて前記駆動コイルの電流を
    制限するリミツタ回路とを備えたことを特徴とす
    るペン制御回路。
JP60070467A 1985-04-03 1985-04-03 ペン制御回路 Granted JPS61228996A (ja)

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