專利名稱：用于測(cè)試書(shū)寫(xiě)工具的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在紙張上測(cè)試書(shū)寫(xiě)工具、特別是圓珠筆的方法，在該方法中，相對(duì)于紙張平面導(dǎo)引書(shū)寫(xiě)工具反復(fù)移動(dòng)，且向前移動(dòng)紙張。本發(fā)明還涉及一種用于實(shí)現(xiàn)這種方法的裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中已知的用于測(cè)試書(shū)寫(xiě)工具、特別是圓珠筆的裝置具有以下的結(jié)構(gòu)該裝置具有一夾持裝置，該夾持裝置安裝成能樞轉(zhuǎn)一夾持圓珠筆的夾具。該夾具安裝在夾持裝置中，且?guī)в幸挥邢薜妮S向游隙和一小量(通常為0.2毫米)的徑向游隙。由一卡銷來(lái)防止相對(duì)扭轉(zhuǎn)。
在測(cè)試過(guò)程中，書(shū)寫(xiě)工具保持成相對(duì)于紙張成一預(yù)定角度，并可有選擇地繞其縱向軸線旋轉(zhuǎn)。較佳地由一重物來(lái)形成書(shū)寫(xiě)壓力。
書(shū)寫(xiě)工具的夾持裝置(時(shí)常，這些中的若干個(gè)、較佳的是十個(gè)彼此一個(gè)接一個(gè)地布置)在測(cè)試設(shè)備中安裝成相對(duì)紙張平面作圓周運(yùn)動(dòng)(在例如100毫米的圓周中作10至90轉(zhuǎn)/分鐘的運(yùn)動(dòng)，它相應(yīng)于1米/分鐘至9米/分鐘的書(shū)寫(xiě)速度)。為了測(cè)試目的而在其上進(jìn)行書(shū)寫(xiě)的紙張通常從一卷軸上退繞下來(lái)，并以一可選擇的速度在夾持裝置下移動(dòng)，這被稱作為向前移動(dòng)。這產(chǎn)生一組合的圓周和直線運(yùn)動(dòng)，向前運(yùn)動(dòng)設(shè)定為較慢(較佳的是，各圓圈之間的間距為0.17〔較細(xì)圖案〕至4.0毫米〔較粗圖案〕)，以使所得圓形形狀的離散不明顯。在測(cè)試運(yùn)動(dòng)中，可以對(duì)該組合運(yùn)動(dòng)添加繞書(shū)寫(xiě)工具自身的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)書(shū)寫(xiě)工具的運(yùn)動(dòng)(較佳的是，每二十圈繞其自身軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)一次，且在圓之間有一相當(dāng)寬的間距，以及，在細(xì)圖案的情況下，每一百圈繞其自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)一次)。
工業(yè)上采用這種類型的參數(shù)的許多不同的組合，從而，通過(guò)觀察重疊的干擾圖案、線條深淺度或顏色深淺度，就可使在所獲得的圖案中觀察如下諸情況成為一件相對(duì)較為容易的事情，即書(shū)寫(xiě)的質(zhì)量、特別是諸如橢圓度、有缺陷的墨水通道之類的各種不規(guī)則、離散以及缺陷，書(shū)寫(xiě)球珠的一些圓周缺陷以及所用圓珠筆墨水的適合性等等。
在文獻(xiàn)PAS 400(9.1.2)1980和DIN 16554 1982中標(biāo)準(zhǔn)化和描述了這種測(cè)試方法的要點(diǎn)。本申請(qǐng)中援引這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容，以供參考。
Minitek Company以“PSU 10 Write Testing Device(PSU 10書(shū)寫(xiě)測(cè)試裝置)”的名稱出售的設(shè)備可執(zhí)行上述操作。主要的制造商自1962年起就使用了這種裝置，并且，這種裝置構(gòu)成了諸標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)基礎(chǔ)。該設(shè)備和使用相同方法的設(shè)備在全世界每天要檢測(cè)約1億支生產(chǎn)量的圓珠筆！不過(guò)，人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，盡管這種方法很管用，但是它不是對(duì)書(shū)寫(xiě)工具的所有實(shí)際應(yīng)用都是有意義的。特別是，在測(cè)試過(guò)程中的規(guī)則運(yùn)動(dòng)并不與正常的書(shū)寫(xiě)流程相符，因?yàn)闀?shū)寫(xiě)總是包括形成許多的尖點(diǎn)和折角、以及不同的加速度。此外，由于其本性，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)來(lái)進(jìn)行的測(cè)試由于圓周和向前運(yùn)動(dòng)的迭合而會(huì)導(dǎo)致書(shū)寫(xiě)的重疊。因?yàn)檎５膱A珠筆墨水可能直至約20秒還會(huì)產(chǎn)生污跡，所以這些書(shū)寫(xiě)的重疊會(huì)發(fā)生“在未干的墨水上又書(shū)寫(xiě)上濕墨水”的情況。書(shū)寫(xiě)的這些重疊使得對(duì)測(cè)試圖案的評(píng)估變得復(fù)雜，特別是在使用帶有一較小孔的顯像密度計(jì)時(shí)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是研制一種用于測(cè)試圓珠筆的測(cè)試裝置和測(cè)試方法，它避免了已知方法在處理尖點(diǎn)、角度、不同加速度以及書(shū)寫(xiě)重疊方面時(shí)所遇到的缺陷。
在本發(fā)明的框架范圍內(nèi)可實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，在本發(fā)明中，圓珠筆在靜止的紙張上在兩預(yù)定極限點(diǎn)之間來(lái)回移動(dòng)，并且紙張?jiān)趫A珠筆處于或靠近極限點(diǎn)時(shí)向前移動(dòng)。
在本發(fā)明的另一方面中，圓珠筆的向前運(yùn)動(dòng)以及相對(duì)于向前移動(dòng)的橫向移動(dòng)交替地發(fā)生。
實(shí)際上，測(cè)試以這樣一種方式來(lái)進(jìn)行，圓珠筆(或多支圓珠筆)在一載架上、在兩預(yù)定極限點(diǎn)之間作垂直于紙張的向前移動(dòng)的來(lái)回移位。因此，在極限點(diǎn)的區(qū)域中具有最小的速度，或者在極限點(diǎn)處保持靜止一段預(yù)定的時(shí)間。紙張的向前移動(dòng)發(fā)生在該時(shí)段中。這樣地協(xié)調(diào)移動(dòng)，以產(chǎn)生一條由一系列直軌線組成的蜿蜒的線條。
在該測(cè)試中，書(shū)寫(xiě)工具也可以繞其自身的縱向軸線連續(xù)地旋轉(zhuǎn)，并同時(shí)再保持轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)和來(lái)回移動(dòng)次數(shù)之間的一預(yù)定關(guān)系，例如每50次來(lái)回移動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)一周。
因?yàn)榧词故窃谛碌臏y(cè)試中，保持工具也保持相對(duì)于紙張的一預(yù)定且恒定的傾斜狀態(tài)(60-70°)，載架垂直于紙張向前方向的移動(dòng)所繪出的線條代表上行程或下行程，而沿著紙張向前方向的移動(dòng)則被視作一種橫向行程。由于可控制的目標(biāo)加速度(這也由實(shí)現(xiàn)完全停止的現(xiàn)代技術(shù)來(lái)獲得)，就可將以可反復(fù)方式進(jìn)行的動(dòng)態(tài)書(shū)寫(xiě)方式作為該測(cè)試的基礎(chǔ)，并且可從橫穿圖案“行走”的線條的較窄或較寬區(qū)段來(lái)相對(duì)較為簡(jiǎn)單地識(shí)別出書(shū)寫(xiě)工具的缺陷和問(wèn)題。
這就允許相對(duì)筆尖的不同部位精確地定位有異常的部分。
這樣，所獲得的圖案就能揭示出筆尖、球珠等中的幾何不規(guī)則部分的結(jié)構(gòu)。
附圖簡(jiǎn)述下面將基于附圖對(duì)本發(fā)明更進(jìn)行更為詳細(xì)的描述，諸附圖中

圖1示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的一測(cè)試圖案；圖2示出根據(jù)本發(fā)明方法的一測(cè)試圖案；圖3示出保持在紙張上方的、處于靜止?fàn)顟B(tài)的一圓珠筆筆尖；圖4示出放置在紙張上并移動(dòng)的圖3所示筆尖；以及圖5示出在一夾持裝置中的圓珠筆。
具體實(shí)施例方式
對(duì)于圖1和2應(yīng)予強(qiáng)調(diào)的是，測(cè)試圖案的復(fù)制件或印刷件示出的結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)不及原件清晰。本說(shuō)明書(shū)所附的兩圖僅是為了說(shuō)明測(cè)試方法，而非表示測(cè)試的結(jié)果。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的(原始)測(cè)試圖案產(chǎn)生明顯的干擾現(xiàn)象。之所以會(huì)產(chǎn)生這些干擾現(xiàn)象是因?yàn)?，這些由于相鄰的區(qū)域而發(fā)生的缺陷它們本身就屬于人眼(以及半自動(dòng)或全自動(dòng)光學(xué)識(shí)別設(shè)備)可十分精確地分辨、且本技術(shù)領(lǐng)域的人員可將其與書(shū)寫(xiě)工具中的特定缺陷相關(guān)連起來(lái)的類型。
如圖1所示，圓周運(yùn)動(dòng)與向前移動(dòng)的迭加就意味著諸單個(gè)圖案具有相對(duì)較長(zhǎng)的圖形、但它占據(jù)它們整個(gè)表面面積；沿著圖案邊緣形成大量的書(shū)寫(xiě)重疊，這些書(shū)寫(xiě)重疊發(fā)生“在未干的墨水上又書(shū)寫(xiě)上濕墨水”的情況，這種情況意味著會(huì)遮沒(méi)缺陷。
如圖1中也示出的，這里幾乎僅表示、并因而僅測(cè)試了規(guī)則和圓周的書(shū)寫(xiě)運(yùn)動(dòng)，而很少關(guān)注在實(shí)際書(shū)寫(xiě)過(guò)程中占主導(dǎo)地位的特性，即實(shí)際書(shū)寫(xiě)所依靠的諸如折角或尖點(diǎn)之類的快速和突然的轉(zhuǎn)向、以及書(shū)寫(xiě)速度的快速變化。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明方法的一測(cè)試圖案，該方法考慮到這些特性，并獲得諸如所圖示的測(cè)試圖案。測(cè)試圖案示出了一蜿蜒的線條，所謂的蜿蜒的線條在本發(fā)明的目的下指的是一條在另一條下方幾乎成直角地延伸的、多條基本呈直線的直線線段，以組成回繞的帶角線條。
可用許多可能的方式來(lái)產(chǎn)生這樣的運(yùn)動(dòng)它可通過(guò)電動(dòng)載架來(lái)產(chǎn)生，或者、且較佳的是，由于其反復(fù)性，可由一凸輪導(dǎo)向的載架來(lái)產(chǎn)生。紙張的向前運(yùn)動(dòng)較佳的是由一步進(jìn)電動(dòng)機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，該步進(jìn)電動(dòng)機(jī)例如由載架的位置來(lái)致動(dòng)或停止。
根據(jù)需要，在載架實(shí)際作來(lái)回運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，圓珠筆筆尖連續(xù)地發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)(圖2，A和B)、或者不連續(xù)地(圖2，C和D)僅在載架預(yù)定次數(shù)的來(lái)回運(yùn)動(dòng)之后發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。本技術(shù)領(lǐng)域的人員在獲知本發(fā)明之后，可毫無(wú)困難地選擇其它的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置。各圖A、B、C和D相應(yīng)于繞測(cè)試試樣軸線的一圈完整的轉(zhuǎn)動(dòng)。這就解釋了為何在反復(fù)這些測(cè)試時(shí)，呈現(xiàn)特定特征的位置也反復(fù)出現(xiàn)。
一合適地構(gòu)造的凸輪可產(chǎn)生圖2中所示的線條的延續(xù)，即使凸輪自身不在任何部位止動(dòng)，這些線條也會(huì)具有足夠的直線性。該圖案十分清楚地示出上行程、橫向行程以及下行程的延續(xù)，但還應(yīng)添加以下的說(shuō)明，請(qǐng)?jiān)敿?xì)參見(jiàn)圖3和4可將圖3和4與圖2一起所圖示的內(nèi)容認(rèn)為是沿著紙張向前移動(dòng)的方向觀察圖3和4。這意味著，取決于它們是指向左側(cè)還是右側(cè)，可將由凸輪或載架所產(chǎn)生的、相對(duì)于向前移動(dòng)的橫向移動(dòng)認(rèn)為是一上行程或者是一下行程。
圖3示出了準(zhǔn)備書(shū)寫(xiě)、但尚未放置在紙張上的一圓珠筆6的示意圖。在圓珠筆6的筆尖2的內(nèi)部開(kāi)口中的其球珠1在所有的側(cè)面上都是抬升的，并且被圓珠筆墨水包圍。為了能看得清楚，圓珠筆墨水自身沒(méi)有示出。垂直于軸線5的、穿過(guò)球珠1中心的平面被稱為赤道平面。該平面與安裝裝置的出口孔之間設(shè)有弧形的間隔，它被稱為用于書(shū)寫(xiě)流體的間隙7。對(duì)于普通的圓珠筆，該間隙7大致為1.5至4微米(在直徑3至8微米時(shí)不同)。
朝向圖1的頂部以虛線示出了一墨水通道3，該墨水通道提供了一圓形8的中間集積器。通常在尖端中以規(guī)則的間距圍繞周緣設(shè)置五或六條墨水通道。圖3和4還示出了書(shū)寫(xiě)角度α，在本情況中，該角度為圓珠筆6的軸線5與書(shū)寫(xiě)表面之間的夾角，在所示的實(shí)施例中，書(shū)寫(xiě)表面為一片或一張紙4。
圖4示出了一將書(shū)寫(xiě)工具放置在紙張4上就發(fā)生的變化球珠1在它的座中被向上和向內(nèi)推，以使可用于釋放和排出圓珠筆墨水的間隙7在厚度上變得不相等。當(dāng)圓珠筆沿著箭頭U所示的方向移動(dòng)、即進(jìn)行上行程移動(dòng)時(shí)，僅有該間隙的減縮的上部區(qū)域仍可用于釋放墨水，而該間隙的較寬的下部區(qū)域則可用于排出多余的墨水。
在沿著箭頭D方向的移動(dòng)、即下行程中，球珠1沿著旋轉(zhuǎn)箭頭D的方向運(yùn)動(dòng)，并且，相對(duì)較多的墨水穿過(guò)球珠1與筆尖2之間的間隙7的較寬下部區(qū)域傳輸向紙張4，而僅有間隙7的較窄上部區(qū)域可用于排出多余的墨水。
還必須對(duì)此添加對(duì)以下事實(shí)的說(shuō)明，在運(yùn)動(dòng)開(kāi)始時(shí)的方向改變過(guò)程中，很經(jīng)常的情況是，球珠表面的一些自上次運(yùn)動(dòng)結(jié)束之后仍缺少墨水的部分沿著新的方向與紙張接觸，其結(jié)果是線條可能較弱或中斷。還有這樣的方向改變，即其過(guò)程中球珠以及最前表面9的、墨水先前積聚的那些部分與紙張接觸，會(huì)導(dǎo)致特別是在一上行程開(kāi)始處的顯眼的線條變寬和墨水斑點(diǎn)。
圓珠筆垂直于圖4圖示平面的移動(dòng)、即被稱作橫向行程的移動(dòng)，與上行程或下行程相比，所產(chǎn)生的間隙7沒(méi)有十分不同，因而沒(méi)有示出，但根據(jù)其長(zhǎng)度，該間隙也會(huì)造成如上所述的、可能沉積在紙張上的墨水斑點(diǎn)。
紙張表面4與書(shū)寫(xiě)工具6的軸線5之間的角度α也明顯地對(duì)書(shū)寫(xiě)的質(zhì)量有影響，該角度在所有的現(xiàn)有技術(shù)測(cè)試中保持在60°或70°。當(dāng)然在測(cè)試過(guò)程中也可以設(shè)計(jì)其它的尺寸或甚至是變型，但這僅僅涉及到本發(fā)明的變化形式或及下面的從屬概念。
這種類型的變化形式還包括確定來(lái)回移動(dòng)的次數(shù)、確定不同的速度或速度的變化、以及選擇紙張的向前速度和橫向移動(dòng)速度之間的比值。由于要求結(jié)果具有可反復(fù)性，還要確定對(duì)這些速度與書(shū)寫(xiě)工具6的轉(zhuǎn)動(dòng)之間的比值的調(diào)節(jié)程度，但這僅僅是本發(fā)明可采用的參數(shù)方面的問(wèn)題，而不是對(duì)本發(fā)明的本質(zhì)有任何的要求。
在本發(fā)明的方法中，當(dāng)然也可以使用現(xiàn)有技術(shù)所知的、用于書(shū)寫(xiě)工具達(dá)到支承件和夾持裝置。既然這些夾持裝置是該書(shū)寫(xiě)工具測(cè)試領(lǐng)域的人員所熟悉的，因而這里就無(wú)須更加詳細(xì)地描述這些裝置，而僅須注意到，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法自然不局限于使用這種裝置，而所有那些、能如本發(fā)明所要求地那樣支承和導(dǎo)引要進(jìn)行測(cè)試的書(shū)寫(xiě)工具的裝置都適合于用來(lái)實(shí)施本方法。
在圖5中以局部剖開(kāi)、斜視圖的形式示出一種這樣的支承件一夾持裝置11是一載架(未示出)的一部分，它在其內(nèi)部支承一套筒12，該套筒安裝成可樞轉(zhuǎn)。該套筒支承一齒輪13，或者也可與齒輪13形成為一個(gè)零件，該套筒具有一縱向的狹槽，一屬于一夾具14的卡銷16穿過(guò)該狹槽凸伸入套筒12的內(nèi)部。如在引言部分中已提及的那樣，夾具具有小量的徑向游隙，并與在限制范圍內(nèi)軸向移動(dòng)。在夾具的上端擱置一可更換的重物15，該重物施加精確定義等級(jí)的書(shū)寫(xiě)壓力。夾具14將一測(cè)試試樣15保持在位。測(cè)試試樣具有至少一個(gè)圓珠筆筆尖和一墨水貯槽。圖5僅示意地示出的測(cè)試線條，并示出了紙張4的向前方向V以及載架上行程和下行程的U-D移動(dòng)。
最后，圖5還示出了一提升裝置17，借助于該提升裝置，測(cè)試試樣15可從紙張上抬起。當(dāng)然可以為多個(gè)測(cè)試試樣設(shè)置一個(gè)公用的提升裝置。
本發(fā)明的方法也可以用于鉛筆、彩色鉛筆、粉筆、墨水筆以及其它書(shū)寫(xiě)工具。特別是對(duì)于鉛筆和石墨鉛筆芯，重要的是它們不存在書(shū)寫(xiě)的重疊，所以可用顯像密度計(jì)來(lái)進(jìn)行測(cè)量。
權(quán)利要求
1.一種用于較佳的是在紙張上測(cè)試書(shū)寫(xiě)工具、特別是圓珠筆的方法，其中相對(duì)于紙張平面導(dǎo)引書(shū)寫(xiě)工具反復(fù)移動(dòng)，且向前移動(dòng)紙張，該方法的特征在于，書(shū)寫(xiě)工具在靜止的紙張上在兩預(yù)定極限點(diǎn)之間來(lái)回移動(dòng)，并且紙張?jiān)跁?shū)寫(xiě)工具處于或靠近極限點(diǎn)時(shí)向前移動(dòng)。
2.一種用于較佳的是在紙張上測(cè)試書(shū)寫(xiě)工具、特別是圓珠筆的方法，其中相對(duì)于紙張平面導(dǎo)引書(shū)寫(xiě)工具反復(fù)移動(dòng)，且向前移動(dòng)紙張，該方法的特征在于，書(shū)寫(xiě)工具的移動(dòng)相對(duì)向前移動(dòng)成一角度，并基本與向前移動(dòng)交替地發(fā)生。
3.一種用于較佳的是在紙張上測(cè)試書(shū)寫(xiě)工具、特別是圓珠筆的方法，其中書(shū)寫(xiě)工具相對(duì)于紙張平面的相對(duì)移動(dòng)包括兩部分移動(dòng)，即一反復(fù)移動(dòng)和一行進(jìn)移動(dòng)，該方法的特征在于，反復(fù)移動(dòng)是在兩預(yù)定極限點(diǎn)之間的來(lái)回移動(dòng)，以及，行進(jìn)移動(dòng)僅在書(shū)寫(xiě)工具處于或靠近極限點(diǎn)時(shí)才發(fā)生。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的測(cè)試方法，其特征在于，書(shū)寫(xiě)工具相對(duì)紙張平面傾斜50°至80°、特別是從60°至70°的一角度。
5.如權(quán)利要求4所述的測(cè)試方法，其特征在于，書(shū)寫(xiě)工具定位在垂直于紙張平面延伸的、且在平行于書(shū)寫(xiě)工具的移動(dòng)方向的±45°的限制范圍內(nèi)延伸的一平面內(nèi)，以使這些移動(dòng)作為上行程或下行程。
6.如前述權(quán)利要求中一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，書(shū)寫(xiě)工具的移動(dòng)方向和紙張的向前方向相互在頂部基本垂直。
7.一種用于施行如前述權(quán)利要求中一項(xiàng)所述的方法的裝置，其特征在于，若干書(shū)寫(xiě)工具安裝在由一凸輪驅(qū)動(dòng)的一公共載架中。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，由一步進(jìn)電動(dòng)機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)紙張的移動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在紙張上測(cè)試書(shū)寫(xiě)工具、特別是圓珠筆的方法，該方法在于相對(duì)于紙張平面導(dǎo)引書(shū)寫(xiě)工具反復(fù)移動(dòng)，且使紙張向前移位。這樣地協(xié)調(diào)移動(dòng)，以產(chǎn)生一條由多條直軌線組成的蜿蜒的線條。本發(fā)明還涉及一種用于實(shí)現(xiàn)所述方法的裝置。
文檔編號(hào)G01M99/00GK1606510SQ02825621
公開(kāi)日2005年4月13日 申請(qǐng)日期2002年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月21日
發(fā)明者F·薩齊特 申請(qǐng)人:比克公司