Устройство для электромеханической записи факсимильного сигнала Советский патент 1984 года по МПК H04N1/22 

СО СП

N

4 4

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЙ ЗАПИСИ ФАКСИМИЛЬНОГО СИГНАЛА, содержащее последовательно соединенные демодулятор, формирователь сигналов управления, ключ и формирователь видеосигнала, а также усилитель мощности, выход которого подключен к электромеханическому преобразователю с пишущим элементом, при этом второй выход формирователя сигналов управления соединен с вторым входом ключа, отличающееся тем, что, с целью повыщения контрастности изображения при различных скоростях записи, введены сумматор, включенный между выходом формирователя видеосигнала и входом усилителя мощности, корректор видеосигнала, включенный между третьим выходом формирователя сигналов управления и вторым входом сумматора, формирователь сигнала нагрева и нагреватель, включенные последовательно между вторым выходом формирователя сигналов управления и пищущим элементом электромеханического преобразователя, и переключатель сигнала вида носителя, выход которого подключен к вторым входам корректора видеосигнала и формирователя сигнала нагрева, при этом i второй выход формирователя видеосигналов соединен с третьим входом корректора видеосигналов, а третий выход формирователя сигналов управления - с .третьим входом формирователя сигнала нагрева.

(pue.f Изобретение относится к факсимильной технике и может быть использовано для приема факсимильных изображений с записью давлением на обычную бумагу через копировальный материал или на термочувствительную бумагу (ТЧБ) с помощью одного и того же пишущего устройства. Известно устройство для записи факсимильного сигнала, содержащее пишущие элементы, количество которых соответствует числу разложения в строке, и выполненные из резисторов, постоянно контактирующих с термочувствительной бумагой, нагрев которых происходит за счет теплового действия проходящего через них тока. Кроме того, устройство содержит блоки накопления, обработки и коммутации сигналов, которые преобразуют последовательно поступающие из канала связи сигналы в одновременно подающиеся на все пищущие элементы видеосигналы 1. Однако известное устройство сложно в реализации, кроме того, из-за постоянного контакта с бумагой происходит повышенный износ пищущих элементов. По своей конструкции оно принципиально не может обеспечить запись на обычную бумагу. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для электромеханической записи факсимильного сигнала, содержащее последовательно соединенные демодулятор, формирователь сигналов управления, ключ и формирователь видеосигнала, а также усилитель мощности, выход которого подключен к электромеханическому преобразователю с пищущим элементом, при этом второй выход формирователя сигналов управления соединен с вто.рым входом ключа 2. Недостатком устройства является то, что для получения достаточной оптической плотности записи необходима большая сила давления ПЭ на бумагу - порядка 1,5 Н на площадку диаметром около 0,26 мм. Дальнейщее увеличение давления не позволяет повысить отдачу краски с копировальной бумаги и тем самым увеличить плотность черных полей, а следовательно, поднять контрастность записи (из-за нелинейной зависимости оптической плотности от силы давления). Сила давления выбирается из условия получения достаточной оптической плотности при максимальной скорости записи и является достаточной больщой. При приеме изображений с более низкой скоростью развертки в указанном устройстве сохраняется та же сила давления пищущего элемента на бумагу. Все это приводит к тому, что износ пишущего элемента и вероятность повреждения бумаги повышаются. Требование большого усилия вступает в противоречие с требованием повышения быстродейстВИЯ электромеханического преобразователя. С увеличением усилия возрастают массы подвижных частей электромеханического преобразователя, что ведет к возрастанию мощности, затрачиваемой на перемещение и демпфирование паразитных колебаний подвижной части, а следовательно, возрастанию габаритов и массы преобразователя. Кроме того, устройство позволяет производить запись только на обычную бумагу черезкопировальный материал. Цель изобретения - повышение контрастности изображения при различных скоростях записи. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для электромеханической записи факсимильного сигнала, содержащее последовательно соединенные демодулятор, формирователь сигналов управления, ключ и формирователь видеосигнала, а также усилитель мощности, выход которого подключен к электромеханическому преобразователю с пищущим элементом, при этом второй выход формирователя сигналов управления соединен с вторым входом ключа, введены сумматор, включенный между выходом формирователя видеосигнала и входом усилителя мощности, корректор видеосигнала, включенный между третьим входом формирователя сигналов управления и вторым входом сумматора, формирователь сиг-, нала нагрева и нагреватель, включенные последовательно между вторым выходом формирователя сигналов управления и пищущим элементом электромеханического преобразователя, и переключатель сигнала вида носителя, выход которого подключен к вторым входам корректора видеосигнала и формирователя сигнала нагрева, при этом второй выход формирователя видеосигналов соединен с третьим входом корректора видеосигн лов, а третий выход формирователя сигналов управления - с третьим входом формирователя сигнала нагрева. На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства для электромеханической записи факсимильного сигнала; на фиг. 2 - конструктивная схема нагревателя, один вариант выполнения; на фиг. 3 - второй вариант выполнения; на фиг. 4 - структурная электрическая схема формирователя видеосигналов, корректора видеосигналов и сумматора; на фиг. 6 - структурная электрическая схема формирователя сигнала нагрева; на фиг. 7 - пример реализации электромеханического преобразователя с пищущим элементом; на фиг. 8 - структурная электрическая схема формирователя сигналов управления. Устройство для электромеханической записи факсимильного сигнала (фиг. 1) содержит последовательно соединенные демодулятор 1, формирователь 2 сигналов управления, ключ 3, формирователь 4 видеосигналов, сумматор 5, усилитель б мощности, электромеханический преобразователь 7

с пишущим элементом, а также переключатель 8 сигнала вида носителя, связанный с корректором 9 видеосигнала и входом формирователя 10 сигнала нагрева, и нагреватель И. Выход формирователя 2, с которого снимаются потенциалы скоростей, связан с входом формирователя 10 и входом корректора 9, выход формирователя 4, с которого поступает сигнал черного, связан со входом корректора 9, выход которого связан со вторым входом сумматора 5.

В первом варианте выполнения (фиг. 2) нагреватель 11 содержит катушку 12 индуктивности, внутри которой расположен стержень 13 с пишущим элементом, электромеханический преобразователь 14, подвижная часть которого механически связана со стержнем 13, и стакан 15 с направляющей движения стержня 13 с пишущим элементом, который может содержать износостойкую поверхность на конце, контактирующим с бумагой, или может быть выполнен из износостойкого материала. Предпочтительно использовать для стержня 13 с пишущим элементом ферромагнитные материалы, позволяющие получить более высокий КПД и уменьшить частоту тока, питающего катушку.

Во втором варианте (фиг. 3) нагреватель 11 выполнен из спирали 16 из проволоки с высоким удельным сопро.тивлением, навитой на теплопроводящую трубку 17 из материала с.высокой теплопроводностью, внутри которой расположен стержень 13 с пищущим элементом, связанный с электромеханическим преобразователем 14. В данном случае трубка 17 также служит направляющей движения стержня 13 с пишущим элементом.

Формирователь 4 видеосигналов (фиг. 4) содержит элементы НЕ 18 и 19, элемент 2И 20, диод 21 и конденсатор 22, элемент НЕ .23; диод 24, конденсатор 25, элемент НЕ 26 и 27 и элемент 2И-НЕ 28, элемент 2И 29.

Корректор 9 (фиг. 4) содержит три элемента ЗИ 30-32.

Сумматор 5 (фиг. 4) содержит резисторы 33-39 установки уровней сигналов, резистор 40 обратной связи и операционный усилитель 41.

Формирователь 10 сигнала нагрева (фиг. 6) содержит четыре элемента .ЗЙ 42- 45, разделительные конденсаторы 46-49, резисторы 50-57, определяющие уровень сигнала, операционный усилитель 58 с резистором 59 обратной связи, а также усилитель 60 мощности нагревателя.

Электромеханический преобразователь 7 представляет собой кольцевую электромагнитную систему (фиг. 7) с возвратно-поступательным движением якоря 61 в виде круглой тонкой пластинки. В центре якоря 6Л закреплен стержень 13 с пишущим элементом. Преобразователь 7 имеет две симметрично расположенные относительно якоря части, которые включают в себя круглые магнитопроводы 62, кольцевые постоянные магниты 63, шайбы 64, определяющие воздушный зазор между магнитопроводами 62 и якорем 61, и рабочие катушки 65.

Демодулятор 1 (фиг. 8) состоит из детектора 66 сигнала изображения и детектора 67 сигналов команд.

Формирователь 2 сигналов управления (фиг. 8) содержит формирователь 68, сигнала изображения, блок 69 сравнения фазовых импульсов, фазовый датчик 70, триггер 71 синфазной работы, формирователь 72 потенциалов скоростей и источник 73 сигнала нагрева.

Устройство работает следующим образом.

На вход демодулятора 1 поступает модулированный факсимильный сигнал. В первый период после установления соединения с передающего аппарата поступают команды для выбора режимов работы и согласования фазового положения развертывающих устройств передатчика и приемника, затем сигналы изображения. Демодулятор 1 выделяет эти сигналы и передает их в формирователь 2 где формируются сигналы изображения (выход 74), сигнал синфазной работы после окончания фазирования (выход 75), потенциалы скоростей после опознавания скорости работы передатчика (выход 76), а также вырабатывается сигнал нагрева заданной частоты (выход 77).

На фиг. 6 показано несколько связей по выходу 76, так как устройство может иметь несколько скоростей работы.

После поступления сигнала синфазной работы с формирователя 2 на ключ 3 последний открывается и передает сигнал изображения на формирователь 4, который вырабатывает отдельные сигналы, соответствующие переднему, заднему фронтам, уровню черного и белого. Все эти сигналы подаются на вход сумматора 5. Кроме того, сигнал черного поступает на третий вход корректора 9. На второй вход корректора 9 поступает сигнал выбора вида носителя от переключателя 8 и на первый вход - один из потенциалов скоростей. В зависимости от информации, поступающей на входы корректора 9, на его выходе формируется сигнал черного соответствующего уровня. Так, чем выше скорость работы при записи давлением, тем уровень этот больше. Выходные сигналы корректора подаются на второй вход сумматора 5. Все компоненты видеосигнала, поступающие в сумматор 5, избирательно усиливаются, т. е. каждый с определенным постоянным коэффициентом усиления. В результате сигнал на выходе сумматора имеет выбросы на переднем и заднем фронтах, обеспечивающие увеличение крутизны фронтов переходной характеристики перемещения стержня 13 с пишущим элементом, а также определенный для данного режима уровень черного (задает величину еилы прижима пишущего элемента к бумаге) и уровень белого (силу, удерживающую пишущий чшмент в приподнятом над бумагой положением). Комплексный сигнал, вырабатываемый сумматором 5, усиливается по мощности в усилителе 6 и подается в электромеханический преобразователь 7, который iil iводит в движение пишущий элемент. Сигнал выбора вида носителя с выхода переключателя 8 поступает также на второй вход формирователя 10, на первый вход которого поступает потенциал синфазной 1ябот1 1, на третий - один из потенциалов коростой, на четвертый - сигнал нагрева. Е индукционного нагревателя формирователь 10 вырабатывает сигнал, частота которого определяется частотой сигнала пасрева, а амплитуда зависит от наличия ютенциала скорости на одном из его входов н вида носителя. Чем выше скорость работы, тем больше амплитуда сигнала. Дополнительно амплитуда повышается при наличии сигнала вида носителя, соответствующего записи давлением. При поступлении потенциала синфазной работы на выходе формирователя 10 появляется описанный выше сигнал, который питает катушку нагревателя 11. При использовании варианта вида нагревателя (фиг. 3) и питания постоянным током схема формирователя 10 может быть упрощена за счет исключения конденсаторов. Нагреватель 11 по первому варианту (фиг. 2) представляет собой катушку 12 индуктивности. Ток от формирователя 10 частотой 40-300 кГц, проходя по катушке 12, приводит к возникновению переменного магнитного потока, который наводит в стержне 13 с пишущим элементом вихревые токи. Эти токи нагревают стержень 13 с пишущим элементом. Нагреватель 11 по второму варианту (фиг. 3) представляет собой спираль 16 из проволоки с высоким удельным сопротивлением, навитой на теплопроводящую трубку 17, которая является одновременно и направляющей движения стержня 13. Передача тепла при этом в основном осуществляется за счет контактного теплообмена. Каждый из описанных нагревателей 11 имеет свои преимущества. Первый позволяет минимизировать непроизводительные потери тепла, поскольку поступающая от формирователя мощность выделяется в самом стержне 13. Второй имеет большие потери тепла, однако позволяет несколько проще реализовать подогрев с применением источника постоянного тока или использова,ть мощность энергосети частотой 50 Гц. Работа формирователя 4, корректора 9 и сумматора 5 в примере реализации (фиг. 4) проиллюстрирована временными диаграммами (фиг. 5). Рассматривается вариант для трех скоростей. На вход корректора 9 подаются каждый раз один из трех потенциалов скоростей, а таклсе потенциал записи давлением при выборе соответствующего носителя Сигнал (фиг. 5а) с выхода ключа 3 поступает на входы элементов НЕ 18 и 2И 29, на фиг. 56 - сигнал на выходе элемента 2И 20, на фиг. 5в - сигнал на выходе элемента НЕ 27, на фиг. 5г - сигнал на выходе элемента 2И 29, на фиг. 5д - сигнал на выходе элемента НЕ 23, на фиг. 5е, ж, з - сигналы на выходах соответственно элементов ЗИ 30, 31 и 32. На выходе сумматора 5 суммарный сигнал содержит передние и задние ускоряющие импульсы и уровень черного (фиг. 5и) (отрицательный), зависящий от выбранной скорости при записи давлением. Формирователь 10 в примере реализации также выполнен для трех скоростей. При наличии потенциала синфазной работы один из элементов ЗИ 42-44 передает сигнал нагрева на операционный усилитель 58. Резисторы 50-52 и резисторы 54-56 определяют уровень выходного сигнала операционного усилителя 58. При записи давлением потенциалом включается элемент ЗИ 45, который дополнительно увеличивает амплитуду основного сигнала. Сигнал, поступающий в демодулятор 1 (фиг. 8), параллельно подается на детектор 66 сигнала изображения и детектор 67 сигнала команд. В первом выделяются фазовые сигналы и сигналы изображений и выводятся по выходу 78, во втором - различные команды передатчика о выборе режимов работы, в частности скорости записи, и выводятся по выходу 79. Сигнал с выхода 78 поступает в формирователь 2 (фиг. 8) на формирователь 68 сигнала изображения, где он полностью восстанавливается, и на блок 69 сравнения фазовых импульсов. По другому входу блока 69 на него подаются собственные фазовые импульсы с фазового датчика 70. После окончания процесса фазирования при временном совпадении фазовых импульсов, поступающих с передатчика и собственных, блок 69 выдает сигнал, который переводит триггер 71 в состояние, соответствующее на его выходе выдаче потенциала синфазной работы. Сигнал с выхода 79 демодулятора 1 поступает на формирователь 72 потенциалов скоростей (фиг. 8), который выдает на одном из своих выходов соответствующий потенциал. Источник 73 сигнала нагрева в формирователе 2 выдает сигнал нагрева заданной постоянной частоты и амплитуды или определенный постоянный потенциал при работе нагревателя на постоянном токе. Когда в электромеханический преобразователь 7 подается сигнал черного от усилителя 6, при записи давлением нагретый пишущий элемент движется к бумаге, прижимает сложенные вместе копировальную и обычную бумаги, расплавляет связывающее вещество копировальной бумаги, которое проникая вместе с краской в обычную бумагу, окрашивает последнюю. При записи на термочувствительную бумагу нагретый пишущий элемент, касаясь поверхности активного слоя, вызывает химическую реакцию .„ j X, ы. ,, ,vy б маги локальному изменению цвета Термочувствительная бумага требует определенной температуры нагрева при каждой скорости записи. Превышение темперадон скорости записи. Превышение температуры ведет к заплыванию мелких деталей, а недостаточная темпепятупя - к л/моиишо. а недостаточная температура - к уменьшению плотности изображения. Данное устройство обеспечивает оптимальную температуру нагрева пишущего элемента на каждой скорости. Предлагаемое устройство может автоматически обеспечивать оптимальные режимы работы при различных скоростях записи и, кроме того, при смене носителей. С повышением скорости температура нагрева и сила -1 jr- -I -давления для носителя с записью давлением увеличивается. Если без нагрева стержня 13 для записи давлением требуется при стандарсила дТвлешя Т2 стержня Тз до 1ём7еоатупы 2nS% no п1 п fi Н Пп Рзтуры 200-300 С 0,3-0,6 Н. При этом износ пишущего элемента от трения его о бумагу значительно меньше. Уменьшение усилия на бумагу понижает возможность повреждения (задира) бумаги при относительном перемещении бумаги и пишущего элементе во время развертки изображений. Нагрев пишущего элемента позволяет получить более полную отдачу краски от копировальной бумаги и тем самым повысить

/-;

15

(риг. 2 10 3

Iff

/

N 4A/V/}gJ

э

17

ie

/J

фиг.З 44 плотность черных полей, а следовательно, контраст записи. Для записи на термочувствительную бумагу требуется несколько меньшая те.мпература и сила давления пишущего элемента (,2 Н). Поэтому предлагаемое устройство без каких-либо конструктивных изменений, а лишь путем автоматического измерения режима работы может быть использовано для высокоскоростной записи на Д.11П DDlLUKUCKUPOCTH термочувствительную бумагу. За счет уменьшения усилия на стержень с пишушим элементом его размеры и масса могут быть снижены, соответственно и расходуемая электромеханическим преобразо вателем мощность, а следовательно габариты и масса которого также могут быть сним,,,,, -... .... «-пп жены при одной и той же скорости работы За счет сочетания нагрева пишущего элемента с его подвижностью под действием видеосигнала скорость записи на термочувствительную бумагу значительно повыщается. Таким образом, предлагаемое устройство для электромеханической записи факсимильного сигнала имеет следующие преимущества: значительно повышается надежность его uci. опамшслони ииьышается надежность его работы, контрастность получаемых изображений, улучшаются его скоростнье характеристики; достигается универсальность относительно вух носителеГзаг и Давлением через копировальный материал на обычную бумагу и на термочурствительную бумагу. Это преимушество поедставляет удобство для эксплуатации так как эксплуатации, так как J . - - ,MI ч - . «lyC-liClUirtrt, lClt позволяет работать с тем носителем записи, который в данное время имеется в наличии. Благодаря применению автоматической перестройки сигналов управления в зависимости от скорости работы устройство позоляет получить постоянство оптической лотности изображений при различной скоости записи.

Ж6

(Риг. ПСИНУ

Фиг.6 o y p py

фиг. 8