JPS62246738A - Writing brush printer - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To easily perform printing by a writing brush, by making an actual writing part drivable to three X-, Y- and Z- directions and using the writing brush in said actual writing part. CONSTITUTION:A Y-direction drive stand 2 and an X-direction drive stand 3 are provided like a usual X-Y plotter and, further, a Z-direction drive part 4 wherein a writing brush is used in an actual writing part 5 is provided. Z- direction driving may be performed, for example, by a method wherein the brush 5 is supported by a brush support member 10 and the spring alloy 12 fixed to a spring fixing flange 11 is connected to the above mentioned support member 10 through a hook 13 and the spring alloy 12 is brought to an extended state when a switch 14 is turned ON and brought to a retracted state when the switch 14 is turned OFF. A shape memory alloy is used as the spring alloy.

Description

【発明の詳細な説明】 技権氷」 本発明は、毛筆プリンタ、より詳細には、実筆部に毛筆
を用いたＸ、Ｙ、Ｚ描軸画装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION TECHNICAL FIELD The present invention relates to a brush printer, and more particularly to an X, Y, Z axis drawing device that uses a brush as the actual writing section.

史来援４ 現在のＸ−Ｙプロッタは、実筆部にペンを使用し、Ｚ軸
方向はこのペンの先が記録媒体（紙面）に密着している
か否かの２値状態を制御するようにしている。而して、
毛筆で書かれた文面は、優雅さと気品を感じさせ、見る
者にとって、ｂ良いものである。最近は、ワープロの普
及により活字体の文字が容易に見受けられるようになり
１毛筆の書体もパソコンで出力が可能となった。しかし
。4 Current X-Y plotters use a pen for the actual writing part, and the Z-axis direction is designed to control a binary state of whether or not the tip of the pen is in close contact with the recording medium (paper surface). ing. Then,
Text written in calligraphy gives a sense of elegance and dignity, and is a good thing for the viewer. Recently, with the spread of word processors, it has become easier to see printed characters, and it has become possible to output even a single brush font on a computer. but.

ワープロでの毛筆書体は尖筆での毛筆書体の気品と比較
すると見劣りしてしまう。Brush calligraphy on a word processor pales in comparison to the elegance of calligraphy on a stylus.

ｌ−一煎 本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、
特に、毛筆で尖筆できるプロッタを提供し、毛筆での書
面を容易に作成できるようにすることを目的としてなさ
れたものである。The present invention was made in view of the above-mentioned circumstances.
In particular, the purpose of this invention is to provide a plotter that can be used to write with a brush, thereby making it easier to create documents using a brush.

ｌ−一戒 本発明は、上記目的を達成するために、実筆部を直交す
るＸ、Ｙ、Ｚの３軸方向に駆動する駆動手段を有し、前
記実筆部に毛筆を用いることを特徴としたものである。In order to achieve the above-mentioned object, the present invention has a driving means for driving the actual writing part in three orthogonal directions of X, Y, and Z, and it is possible to use a writing brush in the actual writing part. This is a characteristic feature.

以下、本発明の実施例に基いて説明する。Hereinafter, the present invention will be explained based on examples.

第１図は、本発明による毛筆プリンタの一実施例を説明
するための構成図で、図中、１は記録媒体（紙面）、２
はＹ方向駆動台、２．はＹ方向駆動台左側支持台、２２
はＹ方向駆動台右側支持台、３はＸ方向駆動台、４はＺ
方向駆動部、５は実筆部で、該実筆部５は、直交するＸ
、Ｙ、Ｚの３軸方向に移動可能であり、本発明において
は、実筆部５に毛筆を使用し、との実筆部の２方向の制
御をも行うようにし、もって、実筆部の毛筆に加える力
を加減するようにしたもの、換言すれば、毛筆に力を加
えたり、毛筆から力を抜いたりすることができるように
したものである。動作は、基本的には、Ｘ−Ｙプロッタ
そのものであり、図には、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向に駆動する駆
動源は省略しであるが、Ｘ及びＹ方向駆動台の駆動は周
知の手段例えばサーボモータ又はパルスモータ等により
、ワイヤーと駆動台を結び付けて駆動する。Ｚ方向駆動
部はＸ方向駆動台に固定され、該Ｚ方向駆動部によって
毛筆のみが上下動する。FIG. 1 is a configuration diagram for explaining one embodiment of a brush printer according to the present invention, in which 1 is a recording medium (paper surface), 2 is
is a Y-direction drive base, 2. is the Y-direction drive stand left support stand, 22
is the Y-direction drive stand right side support stand, 3 is the X-direction drive stand, 4 is the Z-direction drive stand
The direction driving unit 5 is a real writing part, and the real writing part 5 is orthogonal to
, Y, and Z, and in the present invention, a brush is used for the actual writing section 5, and the actual writing section is also controlled in two directions. This device is designed to adjust the force applied to the brush, in other words, it is capable of applying force to the brush or removing force from the brush. Basically, the operation is that of an X-Y plotter itself, and the drive sources for driving in the X, Y, and Z directions are omitted in the diagram, but the driving of the drive base in the X and Y directions is performed using well-known means. For example, a servo motor or a pulse motor connects the wire to the drive stand and drives the wire. The Z-direction drive section is fixed to the X-direction drive stand, and only the brush moves up and down by the Z-direction drive section.

而して、本発明においては、Ｚ方向駆動部の駆動源に形
状記憶合金（以下合金と呼ぶ）を使う事により、その構
成を小型、簡略化している。Accordingly, in the present invention, by using a shape memory alloy (hereinafter referred to as alloy) for the drive source of the Z-direction drive section, the structure is made smaller and simpler.

第２図は、２方向駆動部の駆動源にバネ合金を使用した
場合の一例を説明するための図、第３図は、板状合金を
使用した場合の一例を説明するための図で、同図とも（
ａ）図は加熱（通電）状態を示す図、（ｂ）図は冷却（
非通電）状態を示す図で、合金の種類は２方向又は全方
位で、加熱（通電）。FIG. 2 is a diagram for explaining an example of a case where a spring alloy is used as the drive source of a two-way drive unit, and FIG. 3 is a diagram for explaining an example of a case where a plate-shaped alloy is used. Also in the same figure (
Figure a) shows the heating (energized) state, Figure (b) shows the cooling (
This figure shows the alloy type being heated (energized) in two directions or in all directions.

冷却（不通電）により、形状がくり返されるものである
。The shape is repeated by cooling (no electricity).

第２図に示した実施例において、５は毛筆、１０は毛筆
５を支持する毛筆支持部材、１１はバネ固定鍔、１２に
バネ合金、１３はフック、１４はスイッチで１毛筆支持
部１０とバネ合金１２とはフック１３を介して結合され
ており、スイッチ１４をオンした時は、バネ合金１２が
第２図（ａ）に示す伸長した状態をとり、スイッチ１４
をオフした時は、バネ合金１２が第２図（ｂ）に示した
縮退した状態をとり、バネ合金１２の動きに合わせて毛
筆５が上下動する。このバネ合金を使用した場合、毛筆
支持の径をバネ合金の内径に近い距離にしておけば、毛
筆支持部材１０はバネ内をスライドする。In the embodiment shown in FIG. 2, 5 is a brush, 10 is a brush support member that supports the brush 5, 11 is a spring fixing collar, 12 is a spring alloy, 13 is a hook, and 14 is a switch that connects one brush support part 10. It is connected to the spring alloy 12 via a hook 13, and when the switch 14 is turned on, the spring alloy 12 assumes the expanded state shown in FIG. 2(a), and the switch 14
When turned off, the spring alloy 12 assumes the retracted state shown in FIG. 2(b), and the brush 5 moves up and down in accordance with the movement of the spring alloy 12. When using this spring alloy, if the diameter of the brush support is set close to the inner diameter of the spring alloy, the brush support member 10 will slide within the spring.

また、第３図に示した実施例において、５は毛筆１０は
毛筆支持部材、１０ａは該毛筆支持部材１０に設けられ
たスライド溝、１４はスイッチ、１５は固定スライダー
、１６は板状合金、１７は固定台、１８は板状合金１６
と毛筆支持部材１０とを連結する結合部材で、この実施
においては、スイッチ１４のオン、オフにより板状合金
１６が（、）図或いは（ｂ）図のように変化し、毛筆支
持部材１０がスライド溝１０ａに沿って固定スライダー
１５を上下動する。なお、以上は、２方向性合金を使用
した場合の実施例であるが、一方向性合金を使った場合
も、バイアスバネ等を使い、上記と同様の動作を行なわ
せることができる。Further, in the embodiment shown in FIG. 3, numeral 5 indicates a brush 10, a brush support member, 10a a slide groove provided in the brush support member 10, 14 a switch, 15 a fixed slider, 16 a plate-shaped alloy, 17 is a fixed base, 18 is a plate-shaped alloy 16
and the brush support member 10. In this embodiment, when the switch 14 is turned on or off, the plate-shaped alloy 16 changes as shown in the (,) or (b) diagram, and the brush support member 10 The fixed slider 15 is moved up and down along the slide groove 10a. Note that although the above is an example in which a bidirectional alloy is used, the same operation as described above can be performed even when a unidirectional alloy is used by using a bias spring or the like.

第４図は、本発明による毛筆プリンタの動作説明をする
ためのブロック線図で、図中、２０はＣＰＵ、２１はイ
ンターフェース、２２はＸ方向駆動源、２３はＹ方向駆
動源、２４はＺ方向駆動源（電源）、２５はＸ方向駆動
台、２６はＹ方向駆動台、２７はＺ方向駆動部（合金）
、２８はＺ位置検出部で、Ｘ、Ｙ方向の駆動台は、サー
ボモータ等を駆動源として、ＣＰＵからの信号で動き、
２方向の駆動部は先に述べた様に合金であり、その合金
の動きは、第５図に示すグラフの様に、合金の特性で決
められる。なお、第５図に示したグラフは２方向のバネ
合金の一例を示す図であり、０印の曲線は負荷Ｏｇの時
のヒステリシス特性、Δ印の曲線は負荷５０ｇの時のヒ
ステリシス性で、加重によって変位ΔΩが違ったり、合
金の温度が上昇する時と下降する時にも変位が異なる（
すなわちヒステリシスを持つ）。このため毛筆の位置す
なわち、Ｚ方向の位置を検知し、合金に流す電流を制御
する必要がある。FIG. 4 is a block diagram for explaining the operation of the brush printer according to the present invention. In the figure, 20 is a CPU, 21 is an interface, 22 is an X-direction drive source, 23 is a Y-direction drive source, and 24 is a Z-direction drive source. Directional drive source (power supply), 25 is an X-direction drive base, 26 is a Y-direction drive base, 27 is a Z-direction drive unit (alloy)
, 28 is a Z position detection unit, and the drive base in the X and Y directions is driven by a servo motor or the like as a drive source and is moved by a signal from the CPU.
As mentioned above, the two-direction driving section is made of an alloy, and the movement of the alloy is determined by the properties of the alloy, as shown in the graph shown in FIG. The graph shown in FIG. 5 is a diagram showing an example of a spring alloy in two directions. The curve marked with 0 shows the hysteresis characteristic when the load is Og, and the curve marked Δ shows the hysteresis property when the load is 50 g. The displacement ΔΩ differs depending on the load, and the displacement also differs when the temperature of the alloy rises and falls (
i.e. has hysteresis). Therefore, it is necessary to detect the position of the brush, that is, the position in the Z direction, and control the current flowing through the alloy.

２方向の位置検知信号はＣＰＵに送られ、文字の種類又
は文字の画位によっては、この信号が優先してＸ、Ｙ方
向が駆動される場合がある。毛筆の信号が入ってこない
時の位置は紙面よりはずれた部位として、紙面及び紙面
載せ台が毛筆からの墨のたれにより汚れることを防ぐよ
うにすることは当然考慮されることである。また、毛筆
は毛筆支持の内部が空筒になっており、そこに墨が内包
されることにより（いわゆる筆ペン）墨付けの動作が省
けることはいうに及ばない。Position detection signals in two directions are sent to the CPU, and depending on the type of character or the image position of the character, this signal may be given priority to drive in the X and Y directions. Naturally, it is necessary to consider that the position when the signal of the brush is not received is off from the paper surface to prevent the paper surface and the paper mounting table from being soiled by ink dripping from the brush. In addition, it goes without saying that a brush has a hollow cylinder inside the brush support, and since ink is contained therein (a so-called brush pen), the operation of inking can be omitted.

なお、毛筆の特徴として、活字の様に同じ信号で、全く
同一の文字を描く必要はなく、むしろくり返えし精度は
ラフな方が尖筆めいてぃてむしろ好ましいものとなる。Note that, as a feature of calligraphy brushes, it is not necessary to draw exactly the same characters using the same signal as with printing; in fact, it is preferable that the repeating accuracy is rough, as it resembles a stylus.

上記実施例では、Ｚ方向の移動に形状記憶合金バネを使
用しているが、筆の保持手段を通常のバネないし弾性体
で構成しても良く、この場合には、ｘ、ｙ、Ｚ方向にあ
る程時自由度を有するので、筆先の動きに不確定さが出
て、味のある文字が描けるものである。この場合は別個
に２方向の駆動機構が必要である。In the above embodiment, a shape memory alloy spring is used for movement in the Z direction, but the holding means for the brush may be composed of a normal spring or an elastic body. Since the brush has a certain degree of freedom, there is uncertainty in the movement of the tip of the brush, and characters can be drawn with taste. In this case, separate two-way drive mechanisms are required.

又、上記の保持方式で通常バネに替えて、形状記憶合金
で筆ペンを保持し、このバネに流す電流を意図的に又は
ランダムに変化させることにより、くり返えし精度を故
意に悪るくし、さらに味のある文字を描かせることも可
能である。In addition, in the above holding method, the brush pen is held with a shape memory alloy instead of the normal spring, and the current flowing through this spring is intentionally or randomly changed to intentionally impair the repeatability. It is also possible to draw a comb and even more interesting characters.

なお、本発明は、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向に動き得るものであれ
ば、Ｘ−Ｙプロッタのみならず、いわゆる、三自由度を
有するロボットにも適用出来ることはもちろんである。It should be noted that the present invention can of course be applied not only to an X-Y plotter but also to a robot having so-called three degrees of freedom as long as it can move in the X, Y, and Z directions.

而して、上述のごとき毛筆プリンタにおいて、第６図に
示すごとき書体３０を書く場合、丸印Ａにて示す部分を
書く時は毛筆を回転させつつ戻す動作となるが、前記毛
筆プリンタではこのような動作を行うことはできない。Therefore, when using the above-mentioned brush printer to write the font 30 shown in FIG. 6, when writing the part indicated by the circle A, the brush must be rotated and returned to its original position. It is not possible to perform such an action.

第７図は、上述のごとき毛筆を回転させつつ戻す動作を
実行し得るようにした毛筆プリンタの一実施例を説明す
るための要部断面図で、以下、第１図乃至第４図と同様
の作用をする部分には第１項乃至第４図の場合と同一の
参照番号が付しである。FIG. 7 is a sectional view of essential parts for explaining an embodiment of a brush printer capable of rotating and returning a brush as described above, and the following is similar to FIGS. 1 to 4. The same reference numerals as in Sections 1 to 4 are given to the parts that act.

而して、第７図に示した実施例においては、上述のごと
き毛筆を回転させつつ戻す作用を実行させるため、バネ
固定鍔１１を包囲する形でその外側に更にＸ方向駆動台
３に取り付けられる保持部材３１を設け、該保持部材３
１とバネ固定鍔１１とを回動自在としたものである。In the embodiment shown in FIG. 7, in order to perform the above-mentioned action of rotating and returning the brush, an element is further attached to the X-direction drive base 3 on the outside of the spring fixing collar 11 in a manner surrounding it. A holding member 31 is provided, and the holding member 3
1 and a spring fixing collar 11 are rotatable.

第８図は、第７図の斜視図で、保持部材３１とバネ固定
鍔１１には各々ピン３１ａ、３１ｂ、１１ａ、ｌｌｂが
つき出ており、ピン３１ａと１１ａとの間には回転固定
バネ３２が、また、ピン３１ｂとｌｌｂとの間には回転
バネ合金３３がそれぞれかけられている。回転バネ合金
３３は、該バネ３３に通電することにより該バネ３３が
縮むタイプのものとし、縮んだ際、回転固定バネ３２よ
り強い力で働くものであり、また、非通電にすると、回
転固定バネ３２の力が強くなり、もとに戻るものである
。FIG. 8 is a perspective view of FIG. 7, in which pins 31a, 31b, 11a, and llb protrude from the holding member 31 and the spring fixing collar 11, respectively, and a rotating fixing spring is provided between the pins 31a and 11a. 32, and a rotating spring alloy 33 is placed between the pins 31b and llb. The rotating spring alloy 33 is of a type that compresses when the spring 33 is energized, and when it is compressed, it acts with a stronger force than the rotationally fixed spring 32, and when it is de-energized, the rotationally fixed spring 33 is compressed. The force of the spring 32 becomes stronger and returns to its original state.

第９図は、第７図及び第８図に示した毛筆プリンタの動
作説明をするためのブロック線図で、３４は回転バネ合
金作動部、３５はその電源部で、本実施例においては、
回転バネ合金３３を作動するための電源３５もＣＰＵ２
０から制御されるようになっている。毛筆の回転は１８
０°以下の回転角で、第６図に示したごとき書体を形成
することができる。なお、回転部材は第７図の構造のも
のに限られるものではなく、同様な動作をするも゛ので
あれば何でもよい。FIG. 9 is a block diagram for explaining the operation of the brush printer shown in FIGS. 7 and 8, where 34 is a rotary spring alloy operating section, 35 is a power supply section thereof, and in this embodiment,
The power supply 35 for operating the rotating spring alloy 33 is also connected to the CPU 2.
It is controlled from 0. The rotation of the brush is 18
A typeface as shown in FIG. 6 can be formed with a rotation angle of 0° or less. Incidentally, the rotating member is not limited to the structure shown in FIG. 7, and any rotating member may be used as long as it operates in a similar manner.

通常、毛筆の場合、執筆の途中、筆先を直す動作がある
が、その場合、第１０図に示すように筆先に先端が筆先
の形に合った部材（筆先部材）３６をあてがい、前述の
ごとき毛筆を回転させる動作によって、筆先を真先にす
ることもできる。Normally, in the case of a brush, there is an action to adjust the tip of the brush during writing, but in this case, as shown in FIG. By rotating the brush, you can also make the tip of the brush point directly to the tip.

筆先を真直にする動作及び止めの部分の動作の他に、文
字の一画ごと書き終る都度に筆先を回転させ、その状態
を保持する。すなわち１回転バネ合金を通電状態にして
、次の一画を書き、更に次の一画のときは回転バネ合金
を非通電状態にし、回転固定バネの方に筆先を回転させ
て書くというような文字−画ごとの動作も可能である。In addition to the action of straightening the tip of the brush and the action of stopping, the tip of the brush is rotated and maintained in that state each time it finishes writing each stroke of a character. In other words, once the rotating spring alloy is energized, the next stroke is written, and for the next stroke, the rotating spring alloy is de-energized and the brush tip is rotated toward the fixed rotating spring to write. Character-by-stroke operation is also possible.

羞−一米 以上の説明から明らかなように、本発明にょると、小型
軽量で且つ安価な毛筆プリンタを提供することができ、
また、弾性体で毛筆を保持することにより、肉筆に近い
筆跡で書くことができる。As is clear from the above description, according to the present invention, it is possible to provide a small, lightweight, and inexpensive brush printer.
Furthermore, by holding the brush with an elastic body, it is possible to write with handwriting that is close to that of a natural hand.

更には、毛筆を回転させることができるので、更に優美
な毛筆書体を容易に書くことができる。Furthermore, since the brush can be rotated, even more elegant calligraphy can be written easily.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は、本発明による毛筆プリンタの一実施例を説明
するための構成図、第２図及び第３図は、それぞれ２方
向駆動部の実施例を説明するための図、第４図は、本発
明による毛筆プリンタの動作説明をするためのブロック
線図、第５図は、形状記憶合金の特性例を説明するため
の図、第６図は、書体の一部を示す図、第７図は本発明
の他の実施例を説明するための要部斜視図、第８図は要
部斜視図、第９図は、第７図及び第８図に示した実施例
の動作説明をするためのブロック線図、第１０図は、本
発明の実施に使用して好適な毛筆の一例を示す図である
。 １・・・記録媒体、２・・・Ｙ方向駆動台、３・・・Ｘ
方向駆動台、４・・・２方向駆動部、５・・・毛筆、１
０・・・毛筆支持部材、１１・・・バネ固定的、１２・
・・バネ合金、１６・・・板状合金、３１・・・固定部
材、３２・・・回転固定バネ、３３・・・回転バネ合金 第１図 第３図 ＜ａ＞　　　　　　（ｂ） １０ａ　ｔ（） □ ・：□ 第４図 第５図 ２０　３ｏ４０　５０　　＆）　　ｙ。 ｓ、ａＴｃｃ〕FIG. 1 is a block diagram for explaining an embodiment of a brush printer according to the present invention, FIGS. 2 and 3 are diagrams for explaining an embodiment of a two-direction drive unit, and FIG. , a block diagram for explaining the operation of the brush printer according to the present invention, FIG. 5 is a diagram for explaining an example of the characteristics of a shape memory alloy, FIG. 6 is a diagram showing a part of a typeface, and FIG. The figure is a perspective view of a main part for explaining another embodiment of the present invention, FIG. 8 is a perspective view of a main part, and FIG. 9 is an explanation of the operation of the embodiment shown in FIGS. 7 and 8. FIG. 10 is a block diagram illustrating an example of a brush suitable for carrying out the present invention. 1... Recording medium, 2... Y direction drive stand, 3... X
Direction drive stand, 4... Two-way drive unit, 5... Brush, 1
0... Brush support member, 11... Spring fixed, 12.
...Spring alloy, 16...Plate alloy, 31...Fixing member, 32...Rotating fixed spring, 33...Rotating spring alloy Fig. 1 Fig. 3 <a> (b) 10a t( ) □ ・:□ Figure 4 Figure 5 20 3o40 50 &) y. s, aTcc]

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）、実筆部を直交するＸ、Ｙ、Ｚの３軸方向に駆動
する駆動手段を有し、前記実筆部に毛筆を用いることを
特徴とする毛筆プリンタ。(1) A brush printer characterized in that it has a drive means for driving a writing section in three orthogonal directions of X, Y, and Z axes, and a writing brush is used for the writing section. （２）、前記毛筆の記録媒体からの距離（Ｚ軸方向）を
駆動する駆動手段が形状記憶合金であることを特徴とす
る特許請求の範囲第（１）項に記載の毛筆プリンタ。(2) The writing brush printer according to claim 1, wherein the driving means for driving the writing brush a distance from the recording medium (in the Z-axis direction) is a shape memory alloy. （３）、前記毛筆を保持する保持手段が弾性体であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第（１）項に記載の毛筆
プリンタ。(3) The brush printer according to claim (1), wherein the holding means for holding the brush is an elastic body. （４）、前記毛筆を前記Ｚ軸を軸として回転可能とした
ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項に記載の毛
筆プリンタ。(4) The brush printer according to claim (1), wherein the brush is rotatable about the Z axis.