JPH058969B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、波形記録及び印字が可能な記録計の
改良に関する。

（従来の技術） 第７図に示す従来の記録計は、アナログ入力信
号ａ１，ａ２に対する記録を行なうものである。

このアナログ入力信号ａ１はアンプ１により所
定レベルに増幅されて差動アンプ２の一端に入力
される。そして、差動アンプ２の出力信号がサー
ボモータドライバ３に送られ、このサーボモータ
ドライバ３はペン４を移動させるサーボモータ５
を駆動する。これにより、サーボモータ５の回転
軸に設けられたギヤ６が回転し、このギヤ６と歯
合するギヤ７，８が共に回転してプーリー９，１
０に張られたクリ糸１１が作動し、かくして、こ
のくり糸１１に取り付けられたペンキヤリツジ１
２がシヤフト１３上を移動する。このとき、ギヤ
８の軸にはポテンシヨメータ１４が設けられてお
り、ギヤ８の回転角がポテンシヨメータ１４によ
り検出され、この回転角に応じた電気信号が出力
されて前記作動アンプ２の他端に送られる。かく
して、差動アンプ２からはアナログ入力信号ａ１
とポテンシヨメータ１４からの電気信号との差信
号が出力される。従つて、ペン４は差動アンプ２
の出力信号が「０」となるような記録位置に移動
するように制御される。これと同時に、記録紙１
５の巻付けられたプラテン１６がチヤートドライ
バ１７とチヤートモータ１８とにより回転されて
記録紙１５をチヤート方向イへ移動させるので、
記録紙１５上にアナログ入力信号ａ１の記録が行
なわれる。一方、アナログ入力信号ａ２に対する
記録は、上記構成と同一構成の手段（不図示）が
積層されて別途設けられており、この手段により
ペン１９が移動して記録紙１５上に記録されるこ
とになる。

このように上記記録計ではペン４，１９を各ア
ナログ入力信号ａ１，ａ２に対応する記録位置に
移動するのにペン４，１９の移動量をポテンシヨ
メータ１４により回転角として検出し、この回転
角を差動アンプ２へフイードバツクしているが、
ここで、ポテンシヨメータ１４は摺動抵抗器と同
一の構成なので、その摺動部における接触状態が
悪くなることが多い。このため、各ペン４，１９
がアナログ入力信号ａ１，ａ２に対応した正確な
位置に制御されずに信頼性を低下し、さらに記録
計としての寿命をも短くする恐れがある。さら
に、多数ペンの場合、これらペン別にポテンシヨ
メータを設けるので記録計が大型化し、また、高
精度のポテンシヨメータを用いることも考えられ
るが、この場合、高価となる問題がある。

一方、ステツプモータを用い、前回の記録位置
と今回の記録位置とから今回の記録位置にペンを
移動するためのステツプ数およびそのステツプ回
転方向を求めて記録動作を行なうオープンループ
制御方式の記録計があるが、このような方式の記
録計では一度なんらかの原因によりペン位置がず
らされると、そのずらされた位置から正常な記録
位置に戻ることができないので、その後の記録が
全く信用できないものとなつてしまう。

また、２０はキヤリツジ２０ａ上に搭載された
印字ヘツドで、このキヤリツジ２０ａはプリンタ
同様にモータ２１によつて駆動され、記録紙１５
の幅方向に往復動しながら印字を行なうものであ
る。

（発明が解決しようとする問題点） このように上記記録計では、ポテンシヨメータ
を用いることによる信頼性の低下や寿命の短縮、
さらには多数ペンの場合での大型化及び価格の問
題や、またベン位置がずれたときの問題がある。

さらに、印字には、特別な専用の駆動機構が必
要であり、大型化したり、信頼性が低下すると言
う問題を有している。

そこで、本発明は、上記問題点を解決するため
に、多数のペンが在つても大型化することなく、
これらのペン位置を正確に検出して精度の高い記
録ができ、しかも印字専用の駆動機構を設けるこ
となく印字が可能な記録計を提供することを目的
とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明は、入力信号に対応したペンの記録位置
と現在のペン位置とからこのペンを移動するモー
タの駆動量等を求めて記録動作を行なう記録計に
おいて、前記ペンと非接触状態でこのペンの位置
を検出するペン位置検出手段と、このペン位置検
出手段を搭載し、前記ペンの移動方向と平行に移
動するセンサキヤリツジと、前記ペン位置検出手
段により検出された前記ペン位置と前記入力信号
に対応した前記ペンの記録位置とから前記モータ
の駆動量等を求めるペン位置修正手段と、前記セ
ンサキヤリツジに搭載され、記録紙に印字する印
字手段とを備えて上記目的を達成しようとする記
録計である。

（作用） このような手段を備えたことにより、ペンが移
動して入力信号に対する記録動作が行なわれてい
るときにペン位置検出手段によつてペンの実際の
位置が周期的に検出され、このペン位置と入力信
号に対応したペンの記録位置とからペンを移動さ
せるモータの駆動量等が求められてペン位置が修
正され、また印字手段専用のキヤリツジと駆動機
構もなくなり、構造的に非常に簡略化されるとと
もに信頼性が向上する。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図面を参照し
て説明する。なお、第７図に示す部分と同一部分
には同一符号を付してその詳しい説明は省略す
る。

第１図は記録計の構成図である。各アナログ入
力信号ａ１，ａ２はそれぞれアンプ２２ａ，２２
ｂを通してＡ／Ｄ（アナログ／デイジタル）変換
器２３ａ，２３ｂに送られてデイジタル入力信号
に変換されるようになつている。ところで、この
記録計は、CPU（中央処理装置）２４にステツプ
モータドライバ２５，２６およびチヤートドライ
バ２７がバス２８を介して接続されてCPU２４
から発せられる指令に従つてこれらステツプモー
タドライバ２５，２６およびチヤートドライバ２
７が作動する構成となつている。ステツプモータ
ドライバ２５はステツプモータ５ａのステツプ回
転方向、パルスレートおよびステツプ数のデータ
を受けてステツプモータ５ａをステツプ回転駆動
するものであり、一方のステツプモータドライバ
２６はステツプモータドライバ２５と同様にステ
ツプモータ５ｂのステツプ回転方向、パルスレー
トおよびステツプ数のデータを受けてそのステツ
プモータ５ｂをステツプ回転駆動するものであ
る。

また、チヤートドライバ２７は、チヤート速度
データを受けてこの速度となるようにチヤートモ
ータ２９の回転数を制御して記録紙３０を移動さ
せるものである。

さて、ペンキヤリツジ１２および３１のペン
４，１９が設けられた反対側には発光素子および
受光素子から構成されるフオトインタラプタ３
２，３３が設けられ、このうちフオトインタラプ
タ３２はペンキヤリツジ１２に形成された突起部
１２ａが発光素子と受光素子との間に入つて光を
しや断したときにペン４の実際の位置を検出した
ことを示すペン位置検出信号を出力するものとな
つており、またフオトインタラプタ３３はペンキ
ヤリツジ３１に形成された突起部３１ａが発光素
子と受光素子との間に入つて光をしや断したとき
にペン１９の実際の位置を検出したことを示すペ
ン位置検出信号を出力するものとなつている。ま
た、３３ａは、ホームポジシヨン用のフオトイン
タラプタであり、記録計の左サイドに位置するホ
ームポジシヨン用検出突起６０を他のフオトイン
タラプタ同様検出し、そのホームポジシヨンを検
出するものである。そして、これらフオトインタ
ラプタ３２，３３は共にセンサキヤリツジドライ
バ３４により駆動制御されるセンサキヤリツジモ
ータ３５の回転駆動により各ペン４，１９の移動
方向に対して平行移動するように構成されてい
る。

なお、この移動は各プーリーの間に張られたく
り糸３９に各フオトインタラプタ３２，３３，３
３ａを設けたセンサキヤリツジ４０が取付けら
れ、センサキヤリツジモータ３５の回転駆動がプ
ーリーに伝達されることにより行なわれるように
なつている。そして、各フオトインタラプタ３
２，３３から出力される各ペン位置検出信号は割
込みコントローラ４３に送られるようになつてい
る。

前記CPU２４は第２図に示す通常の記録動作
処理Ａの機能の他に、第３図に示すペン位置検出
処理Ｂの機能と、第４図に示す如く処理Ｂの実行
によりペン位置検出信号を受けるとこのペン位置
検出信号からペン４，１９の実際の位置を判断
し、この位置とアナログ入力信号ａ１，ａ２の対
応するペン４，１９で記録しなければならない正
確な記録位置とからペン４，１９が実際の位置か
ら正確な記録位置までに移動するのに必要なステ
ツプモータ５のステツプ回転方向、パルスレート
およびステツプ数とを求めてこれをステツプモー
タドライバ２５，２６に設定する位置修正処理
（割込み処理）の機能を有している。なお、４４
は上記処理Ａ，Ｂおよび割込み処理の各プログラ
ムを格納するROM（リード・オンリ・メモリ）
であり、４５はRAM（ランダム・アクセス・メ
モリ）である。

また、前記センサキヤリツジ４０には、サーマ
ルヘツド５０が搭載されている。このサーマルヘ
ツド５０は、フレキシブル基板５１により印字制
御基板との間に接続され、サーマルヘツドドライ
バ５２から印字制御信号を受け、前記記録紙３０
に印字するものである。このサーマルヘツド５０
は、紙送り方向に並んだ９ドからなるシリアルヘ
ツドであり、３mmの文字高さの７×９ドツト文字
を１スキヤンで印字することができる。

なお、印字手段は、サーマルヘツドに限定され
るものではなく、ワイヤドツドヘツド、静電記録
ヘツドあるいはインクジエツトヘツドなどでも良
い。また、印字タイミング等も上記に限定される
ものではなく、任意のタイミングであつても良い
し、また右方向移動の時に印字するようにしても
良いし、また双方向印字としても良い。

次に上記の如く構成された記録計の動作につい
て第２図ないし第５図に示す各フローチヤートに
従つて説明する。先ず、通常の記録動作について
第２図に示す記録動作処理フローチヤートを参照
して説明する。この記録動作処理は比較的短い周
期T₁（例えば、100ｍｓ）毎に実行される。

CPU２４は、ステツプｅ１においてアナログ
入力信号ａ１に対するチヤンネル「Ｐ＝１」を設
定し、次のステツプｅ２においてＡ／Ｄ変換器２
２を動作スタートさせる。これにより、アナログ
入力信号ａ１はデイジタル入力信号に変換されて
ステツプｅ３，ｅ４での判断によつて一時RAM
４５に記憶される。このアナログ入力信号ａ１の
Ａ／Ｄ変換が終了してRAM４５への記憶動作が
終了すると、次のステツプｅ５に移つてCPU２
４は、アナログ入力信号ａ１の記録位置が記録紙
３０の例えば左端の基準位置からステツプモータ
５のステツプ数に換算して何ステツプ目かを求め
る。ここで、この記録位置をyp(n)として記憶し
ておく。次にステツプｅ６においてCPU２４は、
前回の記録動作時に記憶しておいたペン４の位置
データxp（ｎ−１）をRAM４５から読み出し、
このペン位置データxp（ｎ−１）および前回と現
在の間で駆動したステツプモータ５のステツプ回
転方向とそのステツプ数とから現在のペン４の位
置の理論値xp(n)を求める。そうして、次のステ
ツプｅ７に移つて前記yp(n)と前記xp(n)とからこ
のペン位置理論値xp(n)をyp(n)の位置へ移動する
に必要なステツプモータ５のステツプ数およびそ
のステツプ回転方向を求め、次のステツプｅ８に
おいてこの値をステツプモータドライバ２５へ設
定する。これにより、ステツプモータ５がステツ
プ回転駆動して各ギヤ６，８が回転し、さらにく
り糸１１が作用してペンキヤリツジ１２が移動
し、かくして記録紙３０への記録が行なわれる。
以上のような記録動作処理が各チヤンネルＰごと
に実行されて、各アナログ入力信号ａ１，ａ２に
対する記録がオープンループ制御によつて行なわ
れる。

さて、周期T₂（例えば、10s）毎にペン位置検
出処理Ｂが実行される。つまり、ステツプf1にお
いて周期T₂になつたことが判断されると、ステ
ツプf2においてCPU２４はセンサキヤリツジド
ライバ３４に対して駆動指令を発する。

これにより、ステツプf2，f3においてセンサキ
ヤリツジモータ３５が回転駆動してセンサキヤリ
ツジ４０をペン４，１９の移動方向に対して平行
に１回往復移動させる。

ところで、この移動によりフオトインタラプタ
３２，３３の各発光素子と受光素子の間にそれぞ
れペンキヤリツジ１２，３１の各突起部１２ａ，
３１ａが通過することになる。この通過時は各ペ
ン４，１９の位置と対応する時刻であり、この時
刻に各フオトインタラプタ３２，３３からペン位
置検出信号が出力される。一方、CPU２４によ
つてセンサキヤリツジ４０の往路の期間だけ割込
みを許可しておけば、各フオトインタラプタ３
２，３３から出力されたペン位置検出信号は割込
みコントローラ４３を通してCPU２４に送られ
る。

ここで、CPU２４は第４図に示す位置修正処
理を実行し、そのステツプg2においてペン位置
検出信号からペン４の前記基準位置に対する実際
のペン位置xp′(n)を求める。なお、修正動作の理
解を容易にするために、正常な場合のペン４の位
置を基準位置から「10」とし、実際のペン位置
xp′(n)が何んらかの原因でずれて基準位置から
「20」のところとする。次にステツプg3に移つて
この実際のペン位置xp′(n)「20」と前記アナログ
入力信号ａ１から得たペン位置yp(n)例えば「11」
とからxp′(n)「20」のペン位置からyp(n)「11」の
ペン位置へ移動するために必要なステツプモータ
５のステツプ数およびそのステツプ回転方向を求
め、これら値をステツプg4においてステツプモ
ータドライバ２５に設定する。つまり、ステツプ
モータ５は「−９」に相当するステツプ数および
そのステツプ回転方向が得られる。なお、正常の
ペン位置「10」に在れば、「１」に相当するステ
ツプ数およびステツプ回転方向が得られる。かく
して、ステツプモータ５がステツプ回転駆動して
各ギヤ６，８が回転し、さらにくり糸１１が作用
してペンキヤリツジ１２が移動し記録紙３０への
記録が行なわれる。第６図は実際の記録例であつ
て、ａ１がアナログ入力信号、ｋが記録波形、ｚ
が外乱によりペン位置がずれたときの記録波形を
示している。この図から分かるように時刻taにお
いて外乱を受けても時刻tbにおける修正動作によ
り正確な記録が行なわれる。

次、印字動作につき説明する。

記録処理は、記録紙３０が３mm送られるごとに
発生する割込みによつて第６図に示すフローにし
たがつて行なわれる。割込みが発生すると前記セ
ンサキヤリツジ４０が記録計の左方向に移動し、
前記ホームポジシヨン用のフオトインタラプタ３
３ａがホームポジシヨン用検出突起６０を検知す
ることよりホームポジシヨンを検出した後、右方
向に移動しながら印字を行なう。

このように上記一実施例においては、ペン４，
１９が移動してアナログ入力信号ａ１，ａ２に対
する記録動作が行なわれているときにペン４，１
９の実際の位置が周期的に検出され、このペン位
置とアナログ入力信号ａ１，ａ２に対応したペン
４，１９の記録位置とからペンを移動させるモー
タのステツプ数およびステツプ回転方向を求めて
ペン位置を修正するので、オープンループ制御の
記録方式に対して周期的に各ペン４，１９位置の
修正ができて、たとえ何等かの原因によりペン位
置がずれたとしても自動的に正しい位置に修正で
きる。

そして、この位置修正は、フオトインタラプタ
３２，３３という非接触のものを用いて一括して
多数のペン位置を検出するので、小型でかつ低価
格とすることができる。なお、ペンキヤリツジ４
０の移動速度がそれ程速くなくてもペン位置の修
正動作は修正時に応答速くできる。

なお、本発明は上記一実施例に限定されるもの
ではなく、その主旨を逸脱しない範囲で変形して
もよい。例えば、修正動作の周期T₂は常に一定
期間毎でなく、その都度変化してもよい。また、
ペン位置を検出する手段としては、フオトインタ
ラプタに限らずホール素子、超音波を利用したも
のでもよく、さらにその検出手段として例えばペ
ンキヤリツジ側に発光素子を設け、センサキヤリ
ツジ側に受光素子を設けた構成としてもよい。

〔発明の効果〕

以上詳記したように本発明によれば、複数のペ
ンが在つてもこれらペンの位置を正確に検出して
精度の高い記録ができ、かつ大型化することのな
い信頼性の高い記録計を提供できる。

また、印字手段をペン位置検出手段を搭載した
キヤリツジに搭載して構成したので、印字手段専
用のキヤリツジ等の駆動機構を設ける必要がな
く、構成が複雑化されることがなく、コンパクト
に形成でき、スペースフアクタが向上する。ま
た、印字動作とペン位置修正動作は、重ならない
ので、一系統で動作制御でき、印字機能を備えた
ことによる特に制御が複雑となることなくキヤリ
ツジの動作でペン位置の検出と印字とを同時に行
うことも可能となるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる記録計の一実施例を示
す構成図、第２図ないし第５図は本発明記録計の
各動作の流れを示す図であつて、第２図は通常の
記録動作処理フローチヤート、第３図はペン位置
検出フローチヤート、第４図は修正動作フローチ
ヤート、第５図は印字動作フローチヤート、第６
図は本発明記録計の記録例を示す図、第７図は従
来記録計の外観構成図である。 ４，１９……ペン、５……ステツプモータ、１
２……ペンキヤリツジ、２０，２１……アンプ、
２４……CPU、２５，２６……ステツプモータ
ドライバ、２７……チヤートドライバ、３２，３
３……フオトインタラプタ、３４……センサキヤ
リツジドライバ、３５……センサモータ、４０…
…センサキヤリツジ、４３……割込みコントロー
ラ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 入力信号に対応したペンの記録位置と現在の
   ペン位置とからこのペンを移動するモータの駆動
   量等を求めて記録動作を行なう記録計において、
   前記ペンと非接触状態でこのペンの位置を検出す
   るペン位置検出手段と、このペン位置検出手段を
   搭載し、前記ペンの移動方向と平行に移動するセ
   ンサキヤリツジと、前記ペン位置検出手段により
   検出された前記ペン位置と前記入力信号に対応し
   た前記ペンの記録位置とから前記モータの駆動量
   等を求めるペン位置修正手段と、前記センサキヤ
   リツジに搭載され、記録紙に印字する印字手段と
   を具備したことを特徴とする記録計。