Чернильное струйное печатающее устройство с пневматическим дефлектором Советский патент 1985 года по МПК G01D15/16 

I Изобретение относится к черниль лым струйным записывающим устройст вам и может быть использовано для регистрации инфбрмации. Известно чернильное струйное пе чатающее устройство с пневматическим дефлектором, содержащее пишущую чернильную головку, пневматический дефлектор, блок управления печатью подключенный выходами к соответствующим входам пишущей чернильной головки и пневматического дефлектора . Недостатком известного устройст ва является невысокое быстродействие. Цель изобретения - повышение быстродействия. I Поставленная цель достигается тем, что в чернильном струйном печатающем устройстве с пневматическим дефлектором, содержащем пишущу чернильную головку, пневматический дефлектор, блок управления печатью подключенный выходами к соответствующим входам пишущей чернильной головки и пневматического дефлекто ра, пневматический дефпектор имеет возбудитель звуковых колебаний, концентратор упругих колебаний с звукопроводами, ось которых перпен дикулярна оси выходного сопла пишу щей чернильной головки, а блок управления печатью снабжен информа ционным регистром, счетчиком синхр низации, узлами логических преобра зований, узлом триггеров, узлом запоминания информагщи,. узлом формирования управляющих сигналов. цифроаналоговым преобразователем и узлом усилителей, при этом возбудитель звуковых колебаний сочленен с концентратором упругих колебаний, выходные сопла звукопроводов которого расположены навстречу дру другу с воздушным зазором, выходы первого узла логических преобразований соединены с управляющими входами информационного регистра, выхо ды которого соединены с соответствующими управляющими входами узла запоминания информации, узла усилителей и узла формирования управляющих сигналов, входы которого подсоединены к первым выходам узла запоминания информации, связанного вторыми выходами через цифро-аналоговый преобразователь с первыми 282 входамиузла усилителей, вторые входы которого подключены к выходам узла формирования управляющих сигналов , первые выходы второго узла логических преобразований соединены с входами счетчика синхронизации, связанного первыми выходами, с информационными входами узла запоминания информации, а вторыми выходами с входами узла триггеров, выходы которого соединены с вторым выходом второго узла логических преобразований и дополнительно с управляющими входами узла запоминания информации, узла формирования управляющих сигналов и узла усилителей, выходы которого подключены к соответствующим электрическим вьшодам возбудителя звуковых колебаний и концентратора упругих колебаний. На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 - электрическая схеМа блока управления печатьюJ на фиг. 3 - таблица программирования управляющей памяти, на фиг. 4 диаграмма работы блока управления печатйо. Устройство имеет (фиг. 1) пьезокерамический элемент 1, концентратор 2 упругих колебаний, инжектирующую камеру 3 с кагшлляром 4, пластину 5 с отверстием 6, образующую со средней стенкой инжектирующей камеры открытую капиллярную щель 7, выходной патрубок 8, резервуар 9 с чернилами. Пневматический дефлектор содержит возбудитель звуковых колебаний 10, жестко соединенные с концентраторами 11 прямой и инверсной волны, звукопроводы 12, сопла которых расположены навстречу друг другу с воздушным зазором, блок управления 13 печатью. Схема блока 13 управления печатью показана на фиг. 2. Блок содержит информационный регистр 14, элемент ИЛИ 15, инвертор 16, коммутатор 17, формирователи 18 и 19 управляющих сигналов, усилитель 20 записи, цифроаналоговый преобразователь 21, усилители 22 и 23 сигналов, триггер 24, элемент ШШ 25 элемент 26 запоминания информации, триггер 27, элемент неравнозначности 28, элемент 29 управляющей памяти, .триггеры 30 и 31, элементы И 32, 33, 34 и 35 « счетчик 36 синхронизации.

Первый узел логических преобразований имеет элемент неравнозначности 28 и элементы И 32, 34.

Второй- узел логических преобразований содержит элемент ИЛИ 15, элементы И 33 и 35.

Узел триггеров включает в себя триггеры 24, 27 и элемент ИЛИ 25.

Узел формирования управляющих сигналов имеет триггеры 30, 31, инвертор 16, коммутатор 17, формирователи 18, 19 управляющих сигналов.

Узел усилителей содержит усилитель 20 записи и усилители 22,:

-w- т- --W

23 сигналов.

Узел запоминания информации имеет элемент 26 запоминания информации и элементы 29 управляющей памяти.

При этом возбудитель звуковых колебаний сочленен с концентратором 2 упругих колебаний, выходные сопла звукопроводов которого расположены навстречу друг другу с воздушным зазором, выходы первого узла логических преобразований соединены с управляющими входами узла запоминания информации, узла усилителей и узла формирования управляющих сигналов , входы которого подсоединены к первым выходам узла запоминания информации, связанного вторыми выходами через цифроаналрговьй преобразователь 21 с первыми входами узла усилителей,-вторые входы которого подключены к выходам узла формирования управляющих сигналов, первые выходы второго узла логических преобразований соединены с входами счетчика 36 синхронизации, связанного первыми выходами с информационными входами узла запоминания информации, а вторым выходамис входами узла триггеров. выходы которого соединены со вторым вы- ходом второго узла логических преобразований и дополнительно с управ ляющими входами узла запоминания информации, узла формированияуправляющих сигналов и узла усилителей, выходы которого подключены к соответствующим электрическим выводам возбудителя,10 звуковых колебаний и концентратора 2 упругих колебаний.

На фиг.. 4 приняты следующие обозначения: импульсы 37 внешней синх1479284

ронизации СИ, импульсы 38 синхронизации записи, импульсы 39 Готов, .импульс 40 записи кода столбца и сигнал 41 разрешения печати. 5 В статике в воздушном зазоре дефлектора отсутствуют колебания воздушного столба, они возникают только лишь после подачи импульсов внешней синхронизации, по которым

10 начинает работать счетчик 36, триг- , геры 24 и 27 и вьфабатьтается необходимая последовательность сигналов .

Работа чернильного струйного

5 печатающего устройства с пневматическим дефлектором основана на отклонении пролетающих капель чернил через воздушный зазор, в котором давление воздуха изменяется по синусоидальному закону.

При пролете капли чернил через воздушный зазор дефлектора в зависимости от синхронизации момента ,. выброса капли с соответствующей фа25 ЗОЙ колебаний воздушного столба в зазоре происходит максимальное отклонение капли чернил вверх от горизонтальной траектории полета в cjjyчае попадания капли чернил в макси3Q мум давления столба воздуха в зазоре, направленном вверх, максимальное отклонение капли чернил вниз от горизонтальной траектории полета в случае попадания капли чернил в максимум давления столба воздуха в зазоре, направленном вниз, сохранение горизонтальной траектории полета капли чернил в ее попадания в минимум давления столба . воздуха в зазоре (при смене знака давления воздушного столба), любое отклонение вверх или вниз от горизонтальной траектории полета в случае пролета капли чернил в другие

., промежуточные Лазы давления воздушного столба.

Если печать точек в столбце не производится, то импульсы записи на пишущую головку не подаются.

50 Смещение точки записи относ;итёльно начального положения при применении акустического дефлектора связано с колебаниями мембраны возбудителя следуюпщм соотношением

±c4ir.

031 arc sin

где со t - фаза колебаний мембраны возбудителя , Н - мгновенное значение смещения точки записи от начального положения , С - постоянная акустического дефлектора, определяемая конструкцией дефлектора и головки записи. A-K.I: R V где К 0,58 10 L ширина управляющего воздушного потокаi радиус капли, расстояние от головки запи. си до носителя (бумаги), V, - скорость капли, амплитудное значение скорое ти управляющего воздушного потока. Функциональная схема устройства реализующая требуемый закон синхронизации, приведена на фиг. 2. Для получения сигналов управления возбудителем звуковых колебаний и сигналов синхронизации импульсов записи, используется принцип деления импульсов внешней синхронизации повышенной частоты. Частота импульсов внешней синхронизации может быть определена с одной стороны точность определения фазы колебаний, а с дру гой стороны - быстродействием голов ки. Для обеспечения требуемой точное ти вьщеления фазы синхронизации записи и постоянного смещения отрезка О - If /2 разбивается на 256 тактов, что соответствует минимальном фазовому расстоянию между двумя си налами синхронизации в 20 тактов. Таким образом, лри использовании головки с быстродействием 10 кГц частота импульсов внешней синхрони зации должна составлять 200 кГц. Импульсы внешней синхронизации СИ поступают по цепи на входы элементов И 34 и 32, выходы которых подклкиены на счетные входы восьми разрядного двоичного счетчика 36 синхронизации. На другие входы эле ментов И 34 и 32 подключены выходы триггера 24 управления счетом, который работает в режиме счета по сигналам переноса из счетчика 36, поступающих на его синхронизирующи вход через элемент ИЛИ 25. Таким образом, счетчик 36 по сигналам 286 внешней синхронизации работает п рсгжиме счета Ч до накопления кода 255, после чего в результате переключения триггера 24, переводится в режим счета на -1. При достижении кода О с появлением сигнала на его выходе в результате переключения триггера 24, счетчик 36 вновь переходит в режим счета на +1. Выходы счетчика 36 подклк)чены на соответствующие адресные входы элемента 26 запоминания информации, на инвертирующий вход разрешения выборки которой подключена цепь внешней синхронизации. С выходов элемента 6 снимаются следующие сигналы: импульс 37 внешней синхронизации записи, импульсы 38 и 39 установки и снятия сигнала Готов (фиг. 4). Таблица программирования управляющей памяти элемента 6 приведена на, фиг. 3. Для формирования сигнала управления возбудителем звуковых колебаний синусоидальной формы используются состояния триггеров управления направлением счета 24, управления направлением разверткистолбца 27, элемент 28 НЕРАВНОЗНАЧНОСТИ, значение сигнала на выхода которого определяет полярность сигнала управления возбудителем и элементом управляющей памяти 29, содержащие коды значений У, определяемые соотношением:У sin со t, где У - код на выходах элементов 26 cot - фаза колебаний в промежутке О - к/2. Выходы элементов 29 управляющей памяти подключены на вход микросхемы цифроаналогового преобразователя 21, что обеспечивает на выходе усилителя 22 формирование однополярного синусоидального сигнала. Усилитель 23 преобразует его в двухполярный сигнал управления возбудителем звуковьгх колебаний в соответствии с сигналами управления полярностью, поступающего с выхода элемента 28. Таким образом, с подачей импульсов внешней синхронизации обеспечивается возбуждение звуковых колебаний с требуемой для работы дефлектора частотой и фазой.

Временная диаграмма работы блока приведена на фиг. 4, где представлены импульсы внешней синхронизации СИ 32, импульсы.синхронизации записи 38 состояния триггера 30 и 39 Готов, а также внешние сигналы управления блоком - импуль записи кода столбца 40 и сигнал разрешения печати 41.

Для наглядности представления временной диаграммы такты, соответствующие неизменным состояниям выходных сигналов управляющей памяти, опущены, а представленные на диаграмме такты отмечены соответствующими состояниями счетчика 36.

После выдачи последнего импульса записи столбца (такт 196) в такте 198 на выходе элемента 6 формируется отрицательный импульс, в результате чего триггер готобности 30 и триггер разрешения запуска импульса печати 31 устанавливаются в О. При этом на выходах элементов 32 и-33 устанавливаются 1, что приводит 15-разрядный сдвиговый регистр кода столбца 14 в режим параллельного занесения. При наличии сигнала готовности с внешнего генератора символов на входные шины регистра 14 выдается код очередного столбца символов и сигнал ЗАП. который через элемент ИЛИ 15 поступает на вход синхронизации регистра 14. После записи кода столбца в ре.гистр 14 и перемещения головки в следующее положение для печати очередного столбца должен быть выдан сигнал разрешения печати РП, который поступает на вход триггера 31. При накоплении в счетчике кода 244 осуществляется переключение триггера 27, управляю- щего направлением развертки столбца, и триггера 24 управления режимом счета счетчика 36, что переводит последний в режим вычитания. . При этом в такте 197 выдается отрицательный импульс на выходе элемента 6, что приводит к установке в 1 триггера 30. При этом на выходах элементов И 32 и 33 устанавливаются значения, определенные сос1479288

тоянием триггера 27, что обеспечивает установку регистра 14 в режим последовательного сдвига в соответствующем направлении. В следующем такте 196 вьщается импульс синхронизации записи первой точки столбца, который через инвертор 16 поступает на вход коммутатора 17, на другие входы которого подключены соответствующие выходы триггера управления направлением развертки столбца и выходы соответственно первого и пятнадцатого разрядов регистра 14. Таким образом, на выходе

15 коммутатора 17 формируется импульс запуска формирователей 18 и 19 в зависимости от направления развертки столбца и состояния соответствующего разряда регистра 14. По

20 заднему фронту импульса записи через инвертор 15 осуществляется сдвиг кода в регистре 14.

При накоплении в счетчике кода 195 счетчик вновь переводится

25 в режим счета на и выдача

синхроимпульсов записи повторяется в обратной последовательности по тактам, однако при прежнем режиме работы регистра 14. При накоплении

30 в счетчике кода 196 описанный цикл повторяется.

Предлэгаемая конструкция устройства обеспечивает значительное упрощение устройства за -счет сокра,, щения количества входящих в него узлов и деталей знаг ительное повьпнение быстродействия устройства, так как работа происходит на максимальной частоте работы пишущей год ловки, повьш1ение надежности устройiCTBa в связи с тем, что применена ;импульсная пишvшaя чернильная головка, которая обесдечивает эмиссию капель чернил в необходимые моменты времени и отсутствуетпневматическая сепарация капель чернил, повышение качества записи за счет отсутствия влияния дефлектора на капли чернил, соседние с отклоняемой в данный момент.

Использования изобретения повыша. ет быстродействие нанесения информации .

ЧЕРНИЛЬНОЕ СТРУЙНОЕ ПЕЧАТАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО С ПНЕВМАТИЧЕСКИМ ДЕФЛЕКТОРОМ, содержащее пишущую чернильную головку, пневматический дефлектор, блок управления печатью, подключенный выходами к соответствующим входам пишущей чернильной головки и пневматического дефлектора, отличающееся тем, что, с целью повьшения быстродействия, пнев матический дефлектор имеет возбудитель звуковых колебаний, концентратор упругих колебаний с звукопроводами, ось которых перпен- , дикулярна оси выходного сопла пишущей чернильной головки, а блок управдения печатью снабжен информационным регистром, счетчиком синхронизации, узлами логических преобразований, узлом триггеров, узлом запоминания информации, узлом формирования управляющих сигналов, цифроаналоговым преобразователем и узлом усилителей, при этом возбудитель звуковых колебаний сочленен с концентратором упругих колебаний, выходные сопла звукопроводов которого расположены навстречу друг другу с воздушным зазором, выходы первого узла логических преобразований соединены с-управлякяцими входами информационного регистра, выходы которого соединены с соответствзпощими управляю1цими входами узла запоминания информации узла ,усилителей и узла формирования управляющих сигналов,,входы которого подсоединены к первым выходам узла запоминания информации, связанного вторыми выходами через цифроаналоговый преобразователь с первыми входами (Л узла усилителей, вторые входы которого подключены к выходам узла формирования управляющих сигналов, первые вьгходы второго узла логических преобразований соединены с входами счетчика синхронизации, связанного первыми выходами с информа.. ционными входами узла запоминания, информации, а вторыми выходами с входами узла триггеров, выходы которого соединены с вторым выходом второго узла логических преобразований .и дополнительно суправляющими входами узла запоминания информации, узла формирования управляющих сигналов и узла усилителей, выходы ко.торого подключены к соответствующим электрическим выводам возбудителя звуковых колебаний и концентратора упругих колебаний.

/стов