JPS6251497A - 作図装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 −産業上の利用分野一 本発明は、Ｘ−Ｙプロッタ、製図機等の作図装置に関す
る。

一従来技術一 周知のように、従来の多ペン式Ｘ−Ｙプロッタは第６図
示のように、入力信号によって矢印Ｘ方向に送られるガ
イド軸１を有し、このガイド軸１にペンキャリッジ２を
Ｙ方向に移動可能に支持し、装置本体３のペン格納部３
ａに位置した記録ペンＰ（例えばインクペン、サインペ
ン、水性ボールペン、スクライブペン）のうち選択され
た１つをペンキャリッジ２に拾いあげ、ペンキャリッジ
２を記録開始位置までＸ−Ｙ方向に駆動し、ペンキャリ
ッジ２に設けられるペンアップダウン制御装置によって
ペン筆記面に接触（ペンダウン）し、ペンキャリッジ２
を作図図形に従ってＸ−Ｙ方向に移動及び必要に応じて
ペンを筆記面から離間（ペンアップ）することで筆記面
への記録を行う。

ペンキャリッジ２は例えば第７図に示す構成にされる。

ペンキャリッジ本体１１はガイド軸１２に沿ってＹ軸方
向に駆動され、このペンキャリッジ本体１１上には摺動
軸１３によってＺ軸方向（ペンアップ、ダウン方向）に
駆動されるペン保持部１４が設けられる。ペン保持部１
４は駆動コイル１５をペンキャリッジ本体１１上の一対
の板状永久磁石１８Ａ　、　１１１１Ｂ間に有し、この
駆動コイル１５への通電によってペンダウン方向への駆
動力を得るように構成される。また、ペン保持部１４に
はペンキャリッジ本体１１から突出して記録ペン１７を
クランプするペン保持ツメ１８を備え、記録ペン１７を
保持する。１９は記録紙である。

こうした多ペン弐Ｘ−Ｙプロッタなど記録ペンを交換し
て作図する作図装置においては、ペンキャリッジに交換
保持された記録ペンのペン先中心にずれが発生すること
がある。これはペン先の変形やペン筒体中心に対するペ
ン先の偏心等によって起こるもので。

作図途中のペン交換時に作図点がずれたり作図図形の位
置ずれを起す問題がある。

上述の問題を解消するのに、従来は作図開始前に、あら
かじめ第８図に示すように基準となる記録ペンによって
等間隔にｘ、Ｙ方向に夫々線分見。、ｌＹを描画し、各
線分又Ｘ、ＪＩＹ　と同じＸ、Ｙ座標のデータを使って
個々の記録ペンによる線分Ｌｘ＋”Ｌｘｎ＋ＬＹＩ〜Ｌ
ｙｎを描画し、第９図に拡大図を示すように線分１ｘ、
ｌｖ位置に対する線分ＬＸＩ〜Ｌｘｎ＊　ＬＹＩ”Ｌｙ
ｎのｘ、ｙ方向位置ずれを誤差値ΔＸｎ、八Ｙｎ　とし
て各記録ペン毎にルーパ等で実測し、各誤差値を作図装
置に位置補正データとして登録しておき、作図時にはペ
ン交換毎に当該ペンの位置補正データによりペンキャリ
ッジの座標補正を行なうようにしている。

従って、従来は記録ペン毎の位置ずれを無くした作図に
は記録ペン毎に誤差値Δｘｎ　。

ΔＹｎの読み取り作業と位置補正データの入力作業を必
要とし、しかもこれら作業は記録ペンのインク消費で新
しいペンと交換するときにはその都度必要とし、作図作
業効率を悪くするし、精度良い連続自動作業を難しくす
るものであった。

一発明の目的一 本発明は、以上に述べたような従来の問題点に鑑み、記
録ペン毎のペン先中心位置ずれを精度良く自動補正でき
るようにした作図装置を提供することを目的とする。

一発明の構成一 本発明は、ペン交換時にペンが自由に回転しないような
回り止めを備えたペンとペンキャリッジと座標データに
従って該ペンキャリッジをＸ−Ｙ方向に移動させながら
該ペンキャリッジを保持する記録ペンによって記録紙に
作図する作図装置において、前記ペンキャリー、ジに設
けられペンキャリッジの移動で記録紙に描画された線分
を検出する線分センサと、所定の作図座標データを使っ
て前記記録ペンにより線分を描画させた後、前記ペンキ
ャリッジの移動で前記線分センナが該線分を検出したと
きの座標データと前記作図座標データとの差から当該記
録ペンのペン先位置ずれ量を求め、この位置ずれ量で当
該記録ペンによる作図座標データを補正する補正制御手
段とを備えたことを特徴とする。

−実施例− 第１図は本発明の一実施例を示す多ペン弐Ｘ−Ｙプロッ
タの制御回路図である。

ＭＰＵ２１．ＲＯＭ２２．ＲＡＭ２３．及び入出力回路
２４を備えるマイクロプロセッサは、入出力回路２４を
介して作図データＤＡＴＡを取込み、このデータに従っ
てモータ駆動回路２５にはＸ方向の位置座標データを与
え、モータ駆動回路２ＢにはＹ方向の位置座標データを
与え、これらデータに従ってモータ駆動回路２５．２８
が夫々パルスモータ２７，２８を駆動することで前述の
ペンキャリッジを作図データに従った移動及び作図に使
用するペン種指定に従ったペン交換移動させる。また、
マイクロプロセッサは作図データに従ってペンアップ、
ダウン制御信号ＵＰ／ＤＯＷＮをペン駆動回路２９に与
え、この制御信号に従ってペン駆動回路２９が前述の駆
動コイル１５にダウン方向の電流を供給してペン保持部
！４をペンダウン方向に駆動する。

こうしたマイクロプロセッサによるペン移動、交換、ア
ップダウンの制御装置において、入出力回路２４にはペ
ン判別器３０が接続され、また線分センサ３１がセンサ
アンプ３２を介して接続される。ペン判別器３０は交換
されたペンキャリッジ上のペンを判別するもので、例え
ば第２図にペンキャリッジの一部を示すように、ペン格
納部に格納される各種の記録ペン１７にはその種類等を
特定する符号化着色テープ１７ａ　　、　１７１）　　
、　１７ｃを施しておき、ペン保持部１４に拾い上げら
れたペン１７の着色テープ１７ａ　　、　１７ｂ　　、
　１７ｃ部分をペン判別器３０が光学的に検出すること
でペン１７に対応づけたペン判別コードデータを得る。

また、記録ペンの交換頻度が高くなる場合等により記録
ペンが回転するとその検出したペン先位置ずれ量と実際
の位置ずれ量に誤差が発生する。この誤差は第２図に示
すように記録ペン１７に予め回転止めチップ２０を取付
けておき、ペン保持ツメ１日への保持が一定の回転位置
になるようにすることで無くすことができる。即ち、こ
の回転止めチップ２０はペン保持ツメ１８の基部の平面
に接触できる平面を背面に備えるものであるから、これ
らの平面どうしの接触によりペン保持ツメ１８に対する
記録ペン１７の回転方向の関係が特定する。

線分センサ３１は、第２図に示すように、ペンキャリッ
ジ本体１１に設けられ、スポット光を記録紙面に照射す
る発光源３１Ａと該スポット光の反射光量を検出する受
光器３１Ｂを有し、記録ペン１７によって記録紙１９上
に作図された線分りの有無を記録紙面との光反射率の違
いとして電圧信号レベルで検出する。

こうしたペン判別器３０及び線分センサ３！はマイクロ
プロッサによるペン先位置ずれ補正制御に使用される。

以下、マイクロプロセッサによる補正制御を詳細に説明
する。

まず、ペン先位置ずれ補正制御の開始のスイッチ３３又
は作図開始前の処理命令により、ＭＰＵ２１は第３図に
示すような定められたテストパターンをペン交換しなが
ら作図制御する０例えば、線分Ｌ　Ｘ　ｌ　ｌ　Ｌ　ｙ
　１はインクペンによる作図、ＬＸ２．ＬＹ２は水性ボ
ールペン、ＬＸｎ　＋　ＬＹｎはサインペンによる作図
で、これら線分は適当な間隔（図示では等間隔）になる
座標データによって作図される。上述の作図制御によっ
て実際に作図される位置は作図のための座標データ位置
に対して各記録ペンのペン先位置ずれ分だけずれた座標
値になる。

上述までの線分の作図制御の後、マイクロプロセッサは
線分センサ３１を使って各記録ペンのペン先位置ずれ量
（誤差分）を自動検出する。この制御には第３囚に示す
テストパターン上を横切る方向にペンキャリー２ジを移
動させ、各線分Ｌｘ＋　−Ｌｘｎ　、　ＬＹＩ　−Ｌｖ
ｎを線分センサ３１が検出したときのペンキャリッジ座
標値から求める。

第４図は誤差分の自動検出の制御フローを示し、線分Ｌ
ｘ＋”ＬｘｎのＸ軸方向のずれ量を検出する場合である
。マイクロプロセッサは線分番号Ｎを数値“１”にセッ
ト（ステップＳ１）した後、線分ＬＸ＋”’Ｌｘｎの座
標から外れた位置（第３図中のＡ点）に線分センサ３１
を位置させ（ステップＳ２）、このＡ点での線分センサ
３１の出力レベルを現在レベルとして記憶する（ステッ
プ５３）０次に、線分センサ３１の検出レベルが現在レ
ベルから変化したか否かを判定しくステップ３４）変化
なしのときに現在のＸ座標値を＋１する（ステップ３５
）と共に＋１分だけの移動パルスをモータ駆動回路２５
に与え、ペンキャリッジをＡ点から１パルス分だけ線分
Ｌｘｌ”Ｌｘｎ方向に移動させる。このステップ３４〜
Ｓ６による移動制御は線分センサ３１に現在レベルから
の変化が現われるまで、すなわち線分センサ３１が線分
ＬＸＩ〜ＬＸｎを検出するまで行われる。線分センサ３
１にレベル変化が現れたとき（ステップＳ４）、このレ
ベル変化が線分Ｌｘ＋〜Ｌ　Ｘ　ｎの前縁か後縁かの判
定をする（ステップＳ７）。この判定はステップＳ３で
記憶するセンサレベルに対して線分センサ３１の出力レ
ベルが低くなったか高くなったかによって判定される。

即ち、！ｉＳ５図に示すように作図線分ＬＸＫに対して
矢印方向に線分センサ３１が横切るとき、線分センサ３
１の出力レベルＶＳは線分ＬＸにの前縁位置を横切ると
きには高くなり、後縁位置を横切るときにはそれまでの
高いレベルから低いレベルに戻る。この線分センサ３１
の検出レベルＶｓ　に対して、マイクロプロセッサはス
レッショールドレベルＶＴ）ｌを有して前縁、後縁の判
定をし、（ステップＳ７）この判定時のペンキャリッジ
の座標値を前縁座標値ＸＫＦ　、後縁座標値Ｘ　Ｋ　Ｂ
として記憶する。　第４図に戻って、ステップＳ７での
エツジの判定が前縁と判定されたとき、このときの座標
値ＸＫＦ（線分ＬＸ、の検出時には座標値ＸＩＦ）を当
該線分Ｌｘにの前縁座標値として記憶しくステップＳ８
）、ステップＳ３に戻り、線分センサ３１の現在の検出
レベル（線分Ｌ×に上の高いレベル）を更新する。この
後、ステップ３４〜Ｓ６によって線分センサ３１が線分
ＬＸＫの後縁位置まで送られると、ステップＳ７で後縁
の判定を得、このときの後縁座標値Ｘ　Ｋ　Ｂを記憶す
る（ステップＳ９）。

上述までの処理により、線分ＬＸＫの前縁と後縁の座標
値ＸｘＦ、ＸｋＢから該線分Ｌｘにの中心座標値ｘＫＣ
を次の式 から求める（ステップ５ｔＯ）。

線分Ｌｘｋの中心座標値ＸｋＣを求めた後、線分番号Ｎ
ｔｉ−Ｎ＋１にしくステップ５ｌｌ）、線分番号Ｎが線
分ＬＸｎの線分数に達したか否か判定しくステップ５１
２）、達しないときにはステップＳ３に戻って次の線分
について再び前縁、後縁座標値の検出及び中心座標値の
算出を繰り返す。

こうした制御を繰り返した後、マイクロプロセッサは各
線分ＬＸＩ〜Ｌ０について検出した中心座標値Ｘ　ＩＣ
”　Ｘ　ｎ　Ｃと該線分の作図時に設定した作図座標デ
ータとの差ΔＸｎを夫々求めることにより、各線分ＬＸ
Ｉ−Ｌにｎの作図に使用した記録ペンのＸ軸方向のペン
先位置ずれ量を求める。そして、この検出データはＲＡ
Ｍ２３に格納しておき、ペン交換時に当該交換ペンをペ
ン判別器３０で識別し、この判別コードに対応するペン
先位置ずれ量を作図座標データの補正分として加減算す
ることにより、ペン先位置ずれを無くした作図を行なう
。

上述までの位置ずれ補正制御はＸ軸方向についてのみ説
明したが、Ｙ軸についても同様にずれ量ΔＹｎを求め、
ｘ、Ｙ軸の両方の補正によって作図に使用するペンのＸ
、Ｙ軸方向の位置ずれを無くした作図を行なう。

なお、実施例において、記録ペンのうち線幅が細い記録
ペンについては第３図に示すテストパターンの描画に１
本の線幅が太くなるよう作図座標データを少しづつずら
した複数回の描画を行うことにより、線分センサの分解
衡が°低い場合にも正確な検出を行なうことができる。

また、線分センサ３１やセンサアンプ３２等からなる検
出系にヒステリシスがある場合、線分に対して前縁座標
値ＸｈＦと後縁座標値Ｘ　ｋＢにヒステリシス誤差が発
生する。この誤差分は前縁、後縁検出レベルが常に増大
又は減少するように制御することで解消される。

例えば、第５図で線分センサ３１を矢印方向に移動して
前縁座標値Ｘ　ｈ　Ｆを検出し、後縁検出　　　　　　
　Ｉには線分センサ３１を線分Ｌｘに位置を一旦通過さ
せた後、矢印と逆方向に移動させて後縁座標値ｘＫａを
検出する。

また、第３図の線分ＬＸＩ〜ＬＸｎ＋　Ｌｙｅ〜ＬＹｎ
の作図にペンキャリッジを正方向（例えばＬＸＩからＬ
×。に向う方向）に移動させた作図の後、逆方向（例え
ばＬｘｎからＬＸＩに向う方向）に移動させた作図を行
うことにより、各線分の幅はペンキャリッジ移動機構の
バックラッシュ分だけ広くなり、先の行き帰りの検出を
併用することにより該バックラッシュ分を補償すること
ができる。

また、実施例において、線分の中心座標は線分の前縁と
後縁座標値から求めるに限らず、線幅に変化のない記録
ペン（例えばシャープペンシル）の場合には前縁又は後
縁の一方の検出座標から線幅の半値を加減算して中心座
標値を求めることができるなど、適宜設計変更できる。

また、実施例はペン交換方式ｘ−Ｙプロッタの場合を示
すが、インライン方式の作図装置に適用して同等の作用
効果を得ることもできる。

一発明の効果− 以上のとおり、本発明によれば、既知の作図座標データ
のもとに記録ペンにより線分を描画し、この線分をペン
キャリッジ上の線分センサで検出し、この検出時の座標
データと線分描画時の座標データとの比較によりペン先
位置ずれ量を検出し、このデータで実際の作図時の位置
補正を行う自動処理をするため、ペン先位置ずれ量の補
正に人手に頼ることなく確実、容易に行うことができる
効果がある。

【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図におけると線分センサを例示する概略構成図、第
３図は実施例におけ記録ペンでのテストパターン描画図
、第４図は１図におけるマイクロプロセッサの要部制御
フローチャート、第５図は第１図における線分センサの
線分検出動作を説明するための図、第６図は多ペン弐Ｘ
−Ｙプロッタの平面図、第７図はペンキャリッジの一部
破断側面図、第８図は従来のペン先位置ずれ補正を説明
するためのテストパターン描画図、第９図は第８図の一
部拡大図である。 ２・・・ペンキャリッジ、１４・・・ペン保持部、１５
・・・駆動コイル、１７・・・記録ペン、１８・・・ペ
ン保持ツメ、１８・・・記録紙、２０・・・回転止めチ
ップ、２４・・・入出力回路、２５　、２８・・・モー
タ駆動回路、 ２７　、２８・・・パルスモータ、 ２９・・・ペン駆動回路、３０・・・ペン判別器、３１
・・・線分センサ、３２・・・センサアンプ、１７６　
　、１７ｂ、　１７ｃ　・”符号化着色テープ、３１Ａ
・・・発光源、３１Ｂ・・・受光器。 特許出願人　岩崎通信機株式会社 第６図 ｊ 第７図 第８図 第ヲ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）Ｘ−Ｙ座標データに従ってペンキャリッジをＸ−Ｙ
   方向に移動させながら該ペンキャ リッジに保持する記録ペンによって記録紙に作図する作
   図装置において、前記ペンキャ リッジに設けられペンキャリッジの移動で記録紙に描画
   された線分を検出する線分センサと、所定の作図座標デ
   ータを使って前記記録ペンにより線分を描画させた後、
   前記ペン キャリッジの移動で前記線分センサが該線分を検出した
   ときの座標データと前記作図座標データとの差から当該
   記録ペンのペン先位置ずれ量を求め、この位置ずれ量で
   当該記録ペンによる作図座標データを補正する補正制御
   手段とを備えたことを特徴とする作図装置。