Заряжающий электрод для устройства электрокаплеструйной печати Советский патент 1987 года по МПК G06K15/00 

112

Изобретение относится к электро- каплеструйной и электронно-ионной технологии и может найти применение в струйных выводных устройствах ЭВМ, множительной технике и полиграфии.

Целью изобретения является повышение степени заряда капель.

Поставленная цель достигается за счет совершенствования конструкции заряжающего электрода.

На чертеже представлена конструкция заряжающего электрода и варианты его конструктивного выполнения.

Заряжающий электрод содержит обойму 1, иглы 2, внутренний контур 3, экранирующие иглы 4 и 5, внешний контур 6, а устройство, в состав которого входит заряжающий электрод содержит генератор 7 капель, откло

няющие пластины 8, носитель 9, насос 10, ловушку 11 и коллектор 12.

Устройство работает следующим образом.

Длина обоймы 1 в направлении оси струи - порядка длины капиллярной (поверхностной) волны, обеспечивающей дробление струи на капли. По поверхности обоймы расположены отстоящие друг от друга иглы (стержни,проволоки) , Иглы 2 имеют длины не менее десяти диаметров капель, направлены своими концами, например, ради- ,ально или веерообразно в сторону струи, причем количество отверстий

в ооойме позволяет устанавливать иг лы с различной густотой как в направлении оси струи, так и в плоскости, перпендикулярной оси. Иглы можно устанавливать одна за другой или в шахматном порядке с целью минимизации их аэродинамического воздействия пролету капель и струи через заряжающий электрод, а также уменьшения паразитной емкостной связи игл между собой, с соседними металлическими деталями, со струей и предьщущими каплями.

Имеется возможность индивидуально перемещать иглы вдоль своих осей с

целью оптимизации конфигурации заря- жающего промежутка (максимизация емкости и заряда капли, минимизация заряжающего напряжения, минимизация аэродинамического воздействия игл на пролетающие струю и капли) . Иглы пе- ремещаются до образования своими внутренними концами контура, в который можно вписать сфероид или эллип

5

0

5

0

5

0

5

12

соид вращения вокруг оси струи, сфо- кусный заряжаемой капле при отрыве. Таким образом, иглы перемещаются вдоль своих, осей до образования контура, который зависит от формы капли в момент отрыва, от распределения по поверхности капли заряда и возмущенного воздушного слоя (вихрей), изменяющих аэродинамическое сопротивление полету. В одном из вариантов концы игл можно разместить так, чтобы списывалсяцилиндр. Использование игл позволяет уменьшить расстояние от иглы до заряжаемой капли до величины, порядка длины волны. Крайний ряд игл А, обращенных в сторону носителя записи, подключен к нулевому потенциалу и образуется экран, устраняющий электростатическое влияние на заряжаемую каплю со стороны предыдущих капель, отклоняющего и внешних паразитных электрических полей, а также влияние электрических полей от заряжающих импульсов на полет предыдущих капель. Для уменьшения емкостной связи экранирующие иглы 4 целесообразно сместить относительно игл соседнего ряда,, Дпя улучшения экранирования капли в момент отрыва и зарядки по аналогии с иглами 4 можно заземлить ряд игл 5. Как отмечалось, при печати каждая капля индивидуально селективно заряжается от соответствующего импульса, поданного от знакогенератора или вычислительного блока. По шине управляющего потенциала осуществляется необходимое изменение амплитуды заряжающего импульса, одновременно (или последовательно) подаваемого на каждую заряжающую иглу, причем имеется возможность на все иглы подавать одинако- вые уровни заряжающего импульса,или на каждую иглу подавать отличающиеся уровни импульса зарядки, или же объединять иглы по группам и подавать на них общий уровень импульса. Таким образом, предлагаемая конструкция имеет возможность оптимизации как геометрических параметров межэлектродного промежутка иглы - капля, так и оптимизации уровня подаваемого заряжающего импульса (а следова- тельно, и поверхностной плотности зарядов), как в пространстве (в окрестности заряжаемой капли), так и во времени (есть возможность на изолированные иглы импульсом подавать

как одновременно, так и с необходимым временным смещением). Для удобства настройки контура заряжающего межэлектродного промежутка системы иглы-капля можно использовать иглы одинаковой длины и контролировать внутренний контур 3 по внешнему контуру 3, образованному внешними концами игл, в плоскости, проходящей через ось струи и перпендикулярной оси Как показали исследования, заряжающий импульс должен прекращаться сразу после момента отрыва капли,а его длительность должна быть во много раз больше времени зарядки (разрядки) капли и во много раз меньше периода синхронизирующего сигнала.

Использование тонких длинных игл в конструкции заряжающего электрода придает ряд положительных свойств струйному печатающему устройству.Иглы имеют значительно меньшее аэродинамическое сопротивление,чем сплошной цилиндр, поэтому появилась возможность примерно на порядок уменьшить межзлектродное расстояние системы капля - иглы. Использование игл с малыми радиусами их заострений позволяет в несколько раз повысить,напряженность поля в межэлектродном промежутке (не достигая начала коро- нирования) и тем самым в несколько раз повысить поверхностную плотность заряда капли при использовании низковольтного заряжающего импульса,Та- 35 капиллярной волны снизило паразит

КИМ образом, игольчатый заряжающий электрод обеспечивает возможность оптимизации как конфигурации межэлектродного промежутками системы иглы - капля селективным перемещением игл, так и конфигурации картины электрического поля в этом промежутке (под стройкой заряжающего потенциала каждой иглы) длд обеспече- ния максимальной емкости капли,рав- номерности поверхностной плотности заряда и увеличения общего заряда кали до максимально допустимого (что невозможно в известном устройстве из-за асимметрии поля) при минимальной амплитуде заряжающих импульсов; увеличение диапазона дискретного изменения зарядов капель повьшает точность отклонения капель на носителе записи (бумаге), позволяет увеличить размер знакообразующей матрицы, т,е. качество печати, повышает помехозащищенность летящих капель от пара

O

зитных электрических полей, способствует сокращению габаритов CTpyfiHoro печатающего устройства за счет уменьшения требуемой длины отклоняющих пластин и расстояния до носителя записи, а также позволяет уменьшить необходимое постоянное отклоняющее напряжение. Крайний ряд заземленных игл создает надежный экран и тем самым исключает, с одной стороны, влияние зарядов предыдущих капель на заряд отрываемой (заряжаемой) капли (отпадает необходимость в компенсационной системе регулирования), а с 5 другой стороны, предотвращает электростатические толчки на предыдущие капли последующими заряжающими импульсами. Игольчатый заряжающий электрод имеет значительно меньшую паразитную емкость с печатающей головкой, чем цилиндрический электрод и поэтому его можно приблизить вместе с точкой дробления струи к соплу, тем самым сократив габариты печатающего устройства.Предлагаемая конструкция заряжающего электрода позволяет в несколько раэ повысить быстродействие печати, что объясняется уменьшением паразитных емкостей и возможностью эффективного использования низковольтных заряжающих импульсов. Использование иголок, введение экранных игл, сокращение длины с иглами до порядка длины возмущающей

0

5

0

ные емкости, тормозящие процесс заряда-разряда капель между заряжающими электродом и соответственно печатающей головкой, струей, предыдущими каплями и отклоняющими пластинами. Это позволяет повысить вслед за частотой каплеобразования частоту заряжающих импульсов и сократить их длительность (для уменьшения помех на предьщущие капли). Таким образом, изобретение одновременно максимизирует емкость капли и минимизирует паразитные емкости.

Для дальнейшего уменьшения аэродинамического воздействия на пролетающую струю и кашш со стороны за- ряжающего-электрода используют эффект хорошей воздушной проницаемости (обтекаемости) игольчатой конструкции, низкая густота иголок как в продольном, так и в поперечном сечениях по отношению к оси струи, смещение относительно друг друга иголок сосед5 12920216

них рядов (в том числе для уменьше-ком электроде без нарушения стабильния межигольчатой емкости), возмож-ности картины электрического поля.

ность для каждой капли при необходи-Формула изобретения

мости удаления от поверхности каплиЗаряжающий электрод для устройстиндивидуально увеличить уровень по-5 ва электрокаплеструйной печати, о тдаваемого импульса зарядки.личающийся тем, что, с

целью повышения степени заряда каИгольчатая конструкция позволяетпель, он выполнен в виде совокупноснаблюдать при настройке полет капельти электрически изолированных провона участке заряжающего электрода че- О дящих игл, размещенных с возможнорез соответствующие отверстия, чтостью осевого перемещения в обойме,

невозможно в известном цилиндричес-охватывающей зону зарядки.

Изобретение относится к электро- каплеструйной печати и электронноионной технологии и может найти применение в струйных выводных устройствах ЭВМ, множительной техники и полиграфии. Целью изобретения является повышение степени заряда капель. Цель изобретения достигается введением в устройство для электро- каплеструйной печати заряжающего электрода, состоящего из обоймы 1, игл 2 с внутренним контуром 3, экранирующих игл 4, 5 и внешнего контура 6. Иглы 2, 4, 5 размещены с возможностью осевого перемещения в обойме, охватывающей зону зарядки. 1 ил. (Л