JPH0626892A - 記録計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ペンキャリッジ位置を検出しフィードバック
信号を得る手段を、必要最小限の部品点数と簡単な構造
とで安価に構成し、しかも所要の検出値を適切に得る。 【構成】 記録紙１の走行方向と直交する方向に移動す
るペンキャリッジ１０を備えている。このペンキャリッ
ジのペンと反対側にＣＣＤリニアセンサ２０が連接され
る。このＣＣＤリニアセンサに対面するとともに前記記
録紙と平行するように遮光性を有するスケール２２が設
けられる。このスケールを挾んで前記ＣＣＤリニアセン
サに光を照射する光源２３が配設される。そして、ペン
キャリッジの位置を、スケールとＣＣＤリニアセンサと
で検出しこれをフィードバックするように構成されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はたとえば温度、湿度等を
始めとする各種の測定値やその測定条件、状況等といっ
た種々の記録データをチャートとしての帯状記録紙に対
しペンカートリッジ等で記録する記録計に関し、さらに
詳述すると記録計あるいはプロッタ等の記録要素の位置
をフィードバックして入力に追従させるサーボメカニズ
ム用フィードバック方式、特に光式アブソリュート形フ
ィードバック方式を採用した無接触形フィードバックタ
イプの記録計に関する。

【０００２】

【従来の技術】記録計の入力に応じて目標位置に負荷
（ペン等）を制御する位置サーボには、アナログサーボ
とデジタルサーボとがあり、これに対応してフィードバ
ック要素にもアナログ形とデジタル形の二種類がある。

【０００３】一般的な記録計では、アナログ形フィード
バック要素としてペン位置に連動した摺動式抵抗ポテン
ショメータを使用したものが圧倒的に多い。最初は巻線
形ポテンショメータが使用されていたが、寿命の関係で
導電性プラスチック（ＣＰ）形ポテンショメータが多く
使用されるようになっている。しかし、機械的摺動部が
あるために、接触不良、ノイズの発生、直線性の劣化等
は避けられない状態にある。

【０００４】このため、フィードバック要素を無接触化
して信頼性を向上させるべく、種々の対策が講じられて
いる。すなわち、このような無接触式アナログフィード
バック要素としては、たとえば回転リング式差動トラン
ス、回転形静電容量式変換器、磁歪遅延線式変位変換器
等がある。これらはいずれも無接触形であるが、構成要
素が多く、コスト的には導電性プラスチック形ポテンシ
ョメータよりも劣る傾向にある。

【０００５】また、光または磁気あるいは静電容量を利
用した無接触形デジタルエンコーダも知られており、イ
ンクリメンタル形とアブソリュート形とがあり、数μｍ
の感度というような高精度を要求されるロボットまたは
ＮＣ工作機械等に利用して効果的である。

【０００６】しかし、記録計でのペンの記録幅は３００
μｍ程度であり、その必要感度は１００μｍもあれば充
分で、上述したような高価なデジタルエンコーダは実用
に適しない。

【０００７】このため、フィードバック要素を無接触化
すると同時に、ペン位置に対応したアブソリュート信号
を得てマイクロプロセッサとを組合わせることにより、
コスト的に安価なインテリジェントレコーダが、たとえ
ば特開昭64-50914号公報により、従来既に提案されてい
る。

【０００８】すなわち、この従来装置では、帯状記録紙
の走行方向と直角方向に走行するように設置されたペン
キャリッジと平行に設置されたＣＣＤリニアセンサを設
け、ペンキャリッジから延長して形成された延長アーム
に取り付けた光ファイバでＣＣＤリニアセンサを照射
し、これを電気的に読み取ることによりペンの現在位置
をアブソリュートなデジタル信号に変換し、これが入力
信号に一致するようにサーボループを動作させるように
しているものである。

【０００９】そして、このような構成によれば、ＣＣＤ
リニアセンサによって、ペン位置に比例したデジタルな
アブソリュート値が適切に得られるため、多機能なイン
テリジェント記録計を容易に構成できるものである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来装置では、検出幅が記録紙の記録幅以上の長さを
有しているＣＣＤリニアセンサを、ペンキャリッジの動
く範囲に沿って設けることが必要で、このＣＣＤリニア
センサが大型化し、コスト的に高価となるという問題が
あった。

【００１１】また、このようなＣＣＤリニアセンサに対
し光を照射してペンキャリッジの位置を検出するための
手段として、光ファイバを必要とし、しかもこの光ファ
イバからの光のみをＣＣＤリニアセンサで受光し、かつ
外来光やゴミ等が侵入しないようにカバー等からなる遮
光部材を設けて閉空間を形成することが必要で、このた
めの構成部品点数も増加し、構造が複雑化し、コストも
上昇するといった問題もあった。

【００１２】特に、上述した従来装置では、光ファイバ
にセルフォックマイクロレンズを付けてＣＣＤリニアセ
ンサで読み取るために、上述したような外部からの光の
混入を防ぐために閉空間を始めとして、構成部品点数が
多くなり、構造が複雑で、このような点を解決すること
が一掃することが望まれている。

【００１３】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、ペンキャリッジの移動位置を、簡単にしか
も確実に検出し得るとともに、構成部品点数も少なく、
また構造も簡単で、コスト低減化も図れるようにしてな
る記録計を得ることを目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】このような要請に応える
ために本発明に係る記録計は、記録紙の走行方向と直交
する方向に移動するペンキャリッジを備えてなり、この
ペンキャリッジのペンと反対側にＣＣＤリニアセンサを
連接し、このＣＣＤリニアセンサに対面するとともに前
記記録紙と平行するように遮光性を有するスケールを設
け、かつこのスケールを挾んで前記ＣＣＤリニアセンサ
に光を照射する光源を配設し、前記ペンキャリッジの位
置を、前記スケールとＣＣＤリニアセンサとによって検
出しこれをフィードバック信号として用いるように構成
したものである。

【００１５】

【作用】本発明によれば、記録紙の走行方向に直交する
方向に移動するペンキャリッジ側に設けたＣＣＤリニア
センサと、これに対面して設けられた記録紙と平行する
スケールと、このスケールの背面側から光を照射する光
源とを用いることにより、光源からの光をスケールを介
してＣＣＤリニアセンサで受光し、スケールの遮光性の
変化で、ペンキャリッジの位置を検出し、これをペンキ
ャリッジの入力信号に対してのフィードバック信号とし
て用いているものである。

【００１６】

【実施例】図１ないし図４は本発明に係る記録計の一実
施例を示し、この実施例では連続書きの２ペン式の記録
計である場合を例示している。これらの図において、ま
ず、記録計における要部構造を図１や図２を用いて簡単
に説明すると、符号１で示す記録紙はスプロケット２、
スプロケット軸３の矢印方向への回転によって図２中矢
印方向に一定速度で送られている。そして、このような
記録紙１の幅方向に所定間隔をおいて第１ペンＰ１と第
２ペンＰ２とが配設され、所要のデータを記録するよう
になっている。なお、これら両ペンＰ１，Ｐ２は同様の
構成、作用、動作であり、その一方のみを説明する。

【００１７】すなわち、ペンキャリッジ１０は、ガイド
棒１１に案内されて記録紙１の走行方向と直交する方向
に摺動動作するようになっている。なお、ガイド棒１１
の両端は側板（図示せず）に固定されている。

【００１８】また、ペンキャリッジ１０にはピン１２が
貫通され、ペンキャリッジ１０はピン１２によりペンホ
ルダ１３が回転自在に保持している。ペンホルダ１３に
はカセットペンＰ１が挿入され、アナログ記録Ｋを記録
するようになっている。なお、ペンＰ１を外すと、ペン
ホルダ１３はピン１２を回転中心として反時計方向に回
転し、かつペンホルダ１３の延長部であるストッパ１４
がペンキャリッジ１０に当たり、それ以上は傾かないよ
うになっている。

【００１９】さらに、図中１５はペンキャリッジ１０の
後端側にねじ１６で一端が連結されているアーム、１７
はこのアーム１５の他端に設けられたボールベアリン
グ、１８はこのボールベアリング１７を記録紙１の走行
方向と直交する方向にガイドするガイドレールである。

【００２０】また、図中１９はペンキャリッジ１０上に
ねじ１９ａにより固定された張糸で、図示しないサーボ
モータによりこの張糸１９が引っ張られると、ペンキャ
リッジ１０がガイド棒１１に案内されてその軸線方向、
つまり記録紙１の走行方向とは直交する方向に摺動する
ようになっている。

【００２１】２０は前記アーム１５の他端側から直交す
る方向に立設されているプリント基板２１の背面側に取
付けられたＣＣＤリニアセンサ、２２はこのＣＣＤリニ
アセンサ２０に対面して固定部側に設けられているスケ
ールで、これらのＣＣＤリニアセンサ２０とスケール２
２とが、本発明を特徴づける部分である。

【００２２】すなわち、本発明によれば、記録紙１の走
行方向と直交する方向に移動する可動部材であるペンキ
ャリッジ１０においてペンＰ１と反対側の部分に、図１
〜図４から明らかなように、ＣＣＤリニアセンサ２０を
連接して設け、このＣＣＤリニアセンサ２０の受光面に
平行して対面するとともに前記記録紙１と平行するよう
に遮光性を適宜の個所に有するスケール２２を設け、か
つこのスケール２２を挾んで前記ＣＣＤリニアセンサ２
０に光を照射する光源２３を配設し、ペンキャリッジ１
０の位置を、前記スケール２２とＣＣＤリニアセンサ２
０とによって検出しこれをフィードバック信号として用
いるように構成したところを特徴としている。

【００２３】ここで、この実施例では、スケール２２の
長手方向とＣＣＤリニアセンサ２０の素子の配列方向と
が同じになるように配置している。なお、スケール２２
の両端は図示しない側板に固定され、ＣＣＤリニアセン
サ２０とは接触しない程度の距離を保って設置される。

【００２４】そして、このような構成によれば、記録紙
１の走行方向に直交する方向に移動するペンキャリッジ
１０側に設けたＣＣＤリニアセンサ２０と、その受光面
に平行して対面しかつ記録紙１と平行するスケール２２
と、このスケール２２の背面側から光を照射する光源２
３とを用いることにより、光源２３からの光をスケール
２２を介してＣＣＤリニアセンサ２０で受光し、かつス
ケール２２の遮光性の変化でペンキャリッジ１０の位置
を検出し、これをペンキャリッジ１０の入力信号に対し
てのフィードバック信号として用いているものである。

【００２５】ここで、この実施例におけるスケール２２
は、図３および図４に示すように、透明なプラスチック
板にピッチＰの等間隔でバー２２ａを印刷しており、こ
の印刷されているバー２２ａは左側から右側に向って幅
をＣＣＤリニアセンサで検出できる範囲で徐々に広げて
ある。勿論、このようなバー２２ａは、少なくとも一個
がＣＣＤリニアセンサ２０のスキャン範囲に入るように
ピッチを設置している。また、このピッチとバー２２ａ
の幅とを予めＣＰＵのメモリに登録しておき、ＣＣＤリ
ニアセンサ２０の出力を解析してペンの位置を算出する
ようにするとよい。

【００２６】なお、この実施例では、透明プラスチック
板を用いた場合を説明したが、これに限らず、不透明プ
ラスチックまたは金属板に印刷の代わりにスリットを開
けても同様な機能を奏することは言うまでもない。要は
バーコード状の縞を印刷またはスリットとした板材によ
るスケール２２であればよく、このスケール２２のバー
コードをＣＣＤリニアセンサ２０で読み取ることで位置
検出を行なえるようにすればよい。

【００２７】さらに、上述したような記録計において、
この記録計へのアナログ入力は増幅後にＡ／Ｄコンバー
タでデジタル化できるものである。したがって、ＣＰＵ
によりスケーリングまたはリニヤライズ処理をされてデ
ジタル入力信号となる。これとＣＣＤリニアセンサ２０
のデジタル出力が比較されこれが０となるようにサーボ
ループが動作し、ペンキャリッジ１０を移動させて平衡
点で静止する。デジタルなサーボループ構成法等は周知
であり、各種の方法があるが、その詳細な説明は省略す
る。

【００２８】図５および図６は本発明に係る記録計の別
の実施例を示すものであり、この実施例では、上述した
スケール２２として、透明なプラスチック板に、ペンキ
ャリッジの移動方向に沿って略三角形状を呈する遮光部
２２ｂを遮光塗料を印刷したものを用いている。そし
て、ＣＣＤリニアセンサ２０は、このようなスケール２
２に対し、スケール２２の上下幅方向において、上述し
た遮光部２２ｂと透過部２２ｃとを検知し得るような光
検出部２０ａを有して、可動部である前記ペンキャリッ
ジ１０側に設けられている。

【００２９】ここで、上述したスケール２２上に印刷さ
れている三角形状の遮光部２２ｂは左側（０％）から右
側（１００％）にかけてＣＣＤリニアセンサ２０の光検
出部２０ａで検出できる範囲で徐々に広げてある。勿
論、このようなスケール２２の左右は逆であってもよ
い。なお、図５中ａは遮光部２２ｂの最大幅寸法であっ
て、ＣＣＤリニアセンサ２０の有効画面の幅以内の寸法
とされる。

【００３０】また、この実施例では、スケール２２の長
手方向とＣＣＤリニアセンサ２０の素子の配列方向とが
垂直となるように配置するとよい。

【００３１】そして、このような構成において、ペンキ
ャリッジ１０が左側から右側へ移動すると、ＣＣＤリニ
アセンサ２０に入る光は徐々に遮られるため、移動量と
一定の関係をもつセンサ出力信号が発生する。このＣＣ
Ｄリニアセンサ２０の出力とペンキャリッジ１０の位置
との関係を予めＣＰＵのメモリに登録しておき、ＣＰＵ
によりＣＣＤリニアセンサ２０の出力を解析してペンＰ
１等の位置を算出するとよい。

【００３２】ここで、この実施例でも、透明のプラスチ
ック板を用いているが、不透明なプラスチック板または
金属板に印刷の代わりにスリットを開けても同様な機能
を奏することは容易に理解されよう。要はペンキャリッ
ジ１０の移動方向に沿って遮光部２２ｂの量が増減する
ようなパターンを形成すればよい。

【００３３】なお、本発明は上述した実施例構造に限定
されず、記録計各部の形状、構造等について種々の変
形、変更し得ることは容易に理解されよう。たとえば上
述した実施例では２ペン式記録計を説明したが、これに
限定されないことは勿論であり、またペンキャリッジの
部分に打点メカニズムを取り付ければ打点記録計となる
ものである。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る記録計
によれば、記録紙の走行方向と直交する方向に移動する
ペンキャリッジのペンと反対側に、ＣＣＤリニアセンサ
を連接し、このＣＣＤリニアセンサに対面するとともに
前記記録紙と平行するように遮光性を有するスケールを
設け、かつこのスケールを挾んで前記ＣＣＤリニアセン
サに光を照射する光源を配設し、前記ペンキャリッジの
位置を、前記スケールとＣＣＤリニアセンサとによって
検出しこれをフィードバック信号として用いるように構
成したので、必要最小限の部品点数による簡単な構造に
もかかわらず、これら可動側のＣＣＤリニアセンサと固
定側のスケールとその背面側の光源とを用いることで、
光源からの光をスケールを介してＣＣＤリニアセンサで
受光し、スケールの遮光性の変化によってペンキャリッ
ジの位置を検出し、これをペンキャリッジの入力信号に
対してのフィードバック信号として用いることが可能
で、従来に比べ構成が簡単で、特にＣＣＤリニアセンサ
として小型のものを用いるだけでよいために、コスト低
減化が図れるという種々優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した２ペン式記録計の一実施例を
示す概略平面図である。

【図２】図１の概略側面図である。

【図３】本発明を特徴づけるスケールの一例を示す概略
図である。

【図４】図３のスケールとＣＣＤリニアセンサとの関係
を示す概略平面図である。

【図５】本発明を特徴づけるスケールの変形例を示す概
略図である。

【図６】図５のスケールとＣＣＤリニアセンサとの関係
を示す概略背面図である。

【符号の説明】

１ 記録紙 ２ スプロケット軸 １０ ペンキャリッジ １１ ガイド棒 １２ ピン １３ ペンホルダ １５ アーム １７ ボールベアリング １８ ガイドレール ２０ ＣＣＤリニアセンサ ２１ プリント基板 ２２ スケール ２２ａ バー ２２ｂ 遮光部 ２２ｃ 透光部 ２３ 光源 Ｐ１ 第１ピン Ｐ２ 第２ピン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録紙の走行方向と直交する方向に移動
   するペンキャリッジを備えてなり、このペンキャリッジ
   のペンと反対側にＣＣＤリニアセンサを連接し、このＣ
   ＣＤリニアセンサに対面するとともに前記記録紙と平行
   するように遮光性を有するスケールを設け、かつこのス
   ケールを挾んで前記ＣＣＤリニアセンサに光を照射する
   光源を配設し、前記ペンキャリッジの位置を、前記スケ
   ールとＣＣＤリニアセンサとによって検出しこれをフィ
   ードバックするように構成されていることを特徴とする
   記録計。