Блок управления печатающими молоточками в печатающем устройстве Советский патент 1987 года по МПК B41J5/00 

Изобретение относится к печатающим устройствам и может быть использовано в схемах управления печатающими молоточками печатающих устройств.

Целью изобретения является упрощение -конструкции.

На фиг. 1 показана функциональная схема блока управления; на фиг. 2 - временные диаграммы, иллюстрирующие работу отдельных элементов блока; на фиг. 3 - функциональная схема одновибратора.

Блок управления печатающими молоточками в печатающем устройстве (фиг. 1) содержит источник 1 питания, узел 2 синхронизации, узел ключей, включающий ключи 3, обмотки 4 печатающих молоточков, группу элементов 5 развязки (диоды), формирователь 6 импульсов, управляющий ключ 7, дополнительный элемент 8 развязки (диод).

Источник 1 питания обеспечивает питающим напряжением обмотки 4 печатающих молоточков. Напряжение источника может быть нестабилизировано.

Узел 2 предназначен для формирования сигналов управления на узел ключей 3 и управляющий ключ 7 в процессе работы устройства. Основным элементом узла 2 синхронизации может быть микропроцессор, примененный в изделии, в котором используется предлагаемый блок.

Узел ключей 3 предназначен для коммутации выводов обмоток 4 печатающих молоточков к выходу источника 1 питания. Узел ключей 3 содержит ключи, каждый из которых содержит элемент И-НЕ 9, резистор 10, транзистор 11. Включение любого из ключей 3 производится сигналом «О с соответствующего выхода узла 2.

Обмотки 4 печатающих молоточков служат для управления печатающими молоточками. При прохождении импульса тока определенной величины Ь и длительности til через любую из обмоток соответствующий печатающий молоточек производит отпечаток на носителе информации, например бумаге.

Группа элементов 5 развязки предназначена для замыкания цепи тока обмоток 4 печатающих молоточков при включении ключей 3 и их гальванической развязки.

Формирователь 6 импульсов предназначен для формирования импульсов во время процесса печати t и обеспечивает формирование с начального момента времени печати одного импульса длительностью ti. После первого импульса формирователь 6 импульсов через время t2 генерирует импульсы длительностью 1з, количество которых определяется временем печати Ь.

Формирователь 6 импульсов содержит первый, второй и третий одновибраторы 12, 13 и 14 соответственно, элемент И 15, элемент ИЛИ-НЕ 16.

При поступлении на вход формирова5

0

5

0

5

0

запускает- и импульс

теля 6 импульсов сигнала ся первый одновибратор 12 длительностью t| с его выхода, инвертируе- мый элементом ИЛИ-НЕ 16, поступает на выход формирователя 6 импульсов. В даль- нейщем на выход формирователя 6 через время импульса t2 второго одновибратора 13 поступают импульсы длительностью is с выхода третьего одновибратора 14 через эле- 0 мент И 15 и элемент ИЛИ-НЕ 16, так как второй одновибратор 13, третий одновибратор 14, элемент И 15, эл емент ИЛИ-НЕ 16 образуют генератор. После поступления сигнала «О на вход форми- с рователя 6 импульсов сигнал «О с выхода элемента И 15 устанавливает через элемент ИЛИ-НЕ 16 на выходе формирователя 6 импульсов сигнал «1, при этом прерывая работу генератора.

Первый одновибратор 12 формирует в 0 формирователе 6 импульсов импульс длительностью ti.

Одйовибратор 12 (фиг. 3) содержит триггер 17, инвертор 18, пороговый элемент 19, резистор 20 и конденсатор 21, образующие времязадающую RS-цепь одновибратора.

При подаче на вход первого одновибратора 12 сигнала «1 триггер 17 устанавливается в состояние «1 и сигнал «1 с прямого выхода поступает на выход одно- вибратора 12, а сигнал «О с его инверсного выхода устанавливает на выходе инвертора 18 высокий импеданс. Конденсатор 21 заряжается через резистор 20 от источника 1 питания, подключенного к щинам питания одновибратора 12. Напряжение на конденсаторе 21, подключенном к шине питания, общей с источником питания логических элементов устройства, растет и при достижении уровня срабатывания порогового элемента 19 сигнал «1 с выхода последнего устанавливает триггер 17 в «О.

На выходе одновибратора 12 устанавливается сигнал «О, а сигналом «1 с инверсного выхода триггера 17 инвертор 18 переключается в «О и конденсатор 21 начинает разряжаться. После достижения уров ня отпускания на выходе порогового элемента 19 устанавливается сигнал «О.

Процесс заканчивается практически полным разрядом конденсатора 21. Длительность импульса ti, сформированного на выходе первого одновибратора 12, при выбранных параметрах RS-цепи и порога срабатывания порогового элемента 19 зависит от величины напряжения на щинах питания, подключенных в блоке к источнику 1 питания.

При увеличении напряжения длительность ti уменьщается, а при уменьщении - 5 увеличивается.

Одновибратор 13 формирует на выходе импульс с длительностью t2 и особенностей в конструкции не имеет.

Одновибратор 14 формирует на выходе импульс длительностью 1з. Он выполнен аналогично одновибратору 12 и отличается от последнего лишь длительностью формируемого импульса.

Ключ 7 предназначен для коммутации напряжения источника 1 питания па обмотки 4 печатающих молоточков. Кроме того, управляющий ключ 7 может производить замыкание печи тока обмоток 4 печатающих молоточков при их отключении от источника 1 питания.

Ключ 7 содержит инвертор 22, транзисторы 23 и 24, резисторы 25, 26 и 27 (фиг. 1). Включение ключа 7 производится сигналом «О на его входе, обеспечивающем открывание транзисторов 23 и 24.

Диод 8 предназначен для замыкания цепи тока обмоток 4 печатающих молоточков при их отключении от источника 1 питания.

Блок управления работает следующим образом.

В исходном состоянии с выходов узла 2 и второго управляющего выхода поступают сигналы «I, при этом управляющий ключ 7 закрыт, ключи 3 в узле ключей выключены и обмотки 4 печатающих молоточков обесточены. С первого управляющего выхода узла 2 синхронизации поступает сигнал «О. При этом на выходе формирователя 6 импульсов устанавливается сигнал «1.

/ В начальный момент времени to очередного процесса печати (фиг. 2) на входы соответствующих ключей 3 узла 2 поступают сигналы «О для их включения. Одновременно с первого управляющего выхода узла 2 синхронизации сигналом «1 запускается одновибратор 12, переключающий выход формирователя 6 импульсов в «О, а с второго управляющего выхода узла 2 сигналом «О открывается ключ 7. При открывании ключа 7 и ключей 3 напряжение источника I питания поступает на соответствующие обмотки 4 печатающих молоточков и через них начинают проходить токи, увеличиваясь с течением времени. Длительность импульса ti одновибра- тора 12 выбрана такой, что при номинальном напряжении источника 1 питания тока в любой из включенных обмоток 4 печатающих молоточков достигнет номинального значения I .

После окончания импульса одновибрато- ра 12 в формирователе 6 импульсов запускается одновибратор 13 и на время, определяемое длительностью импу. н.са { од- новибратора 13, на выходе формирователя 6 импульсов устанавливается сигнал «1. поступающий на вход узла 2. По этому сигналу узел 2 подает на входь ранее открытых ключей 3, на время длительности импульса { одновибратора 13, сигналы «1, закрывающие их. В течение этого времени

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

соответствующие обмотки 4 печатающих молоточков отключаются от источника 1 питания, однако через inix сохраняется ток (уменьщаясь по псмичиие во njiCMCini) за счет запасенной п них энергии. Цень тока любой из обмоток 4 печатающих молоточков замыкается через диоды группы элементов 5 развязки. Скорость затухания тока в обмотках 4 будет небольшой, так как ио- тери энергии на открытом транзисторе 24 ключа 7 и диодах группы элементов 5 развязки из-за малого падения напряжения на них незначительны, а потери энергии на сопротивлении обмоток 4 могут быть сведены к минимуму.

Длительность импульса tj одновибратора 13 выбрана такой, что в момент окончания импульса ток в обмотках 4 печатающих молоточков уменылается от значения до некоторого допусти.мого значения 1-ПП1.

После окончания импульса одновибратора 13 в формирователе 6 импульсов запускается одновибратор 14 и на время, определяемое д.жтельностью импу.тьса t одновибратора 14, на выходе формирователя 6 импульсов устанавливается сигнал «О. По этому сигналу узел 2 синхронизации вновь включает соответствующие ключи 3 в узле ключей, которые подключают на время ts обмотки 4 печатающих молоточков к источнику 1 питания.

Время длительности импульса ts одновибратора 14 выбрано таким, что за это время ток в обмотках 4 печатаюнхих молоточков вновь увеличивается от ве.тичины Ьмш до значения 1-.

В дальнейщем формирователь 6 импульсов будет генерировать на своем выходе импульсы длительностью t.i через время to и процесс отключения и подключе1 ия обмоток 4 печатаюн;их молоточков будет повторяться.

После окоичапия времени печати tn на первом управляющем выходе узла 2 устанавливается ciii Mii. i «О, запрещающий Генерирование импульсов формирователем 6 и.мпульсов, л на втором управ.тяюндем выходе - сигнал «1, закрываюп|,ий ключ 7. Одновременно на соответствующих выходах узла 2 синхронизации устанавливаются сиг- палы «1, закрывающие к. 1ючи 3 в узле к,1Ю- чей. Вследствие отключения обмоток 4 печатающих молоточков от источника 1 питания возникающая на них ЭДС самоиндукции достигает такой величины, при которой создается цепь тока через диоды группы элементов 5 развязки, источник 1 питания, диод 8. В ироцессе затухания тока в обмотках 4 печатающих молоточков происходит рекуперация пакои.ченпой в них энергии в источ П1к 1 питания. Величина напряж(ния ЭДС самоиндукции практически равна напряжению источника 11 1П1тания, чем обеспечивается быстрый расход энергии, накопленной в обмотках 4 печатающих молоточков, и, следовательно, незначительное время спада в них тока.

В случае увеличения или уменьшения величины напряжения источника 1 питания длительность импульса ti одновибратора 12 и длительность импульса 1з одновибратора 14 будет уменьшаться или увеличиваться так, что в течение времени ti и 1з ток в обмотках 4 печатающих молоточков будет устанавливаться до номинального значения 1м.

Узел 2 в блоке управления может быть выполнен таким образом, что при запуске одновибратора 13 в формирователе 6 импульсов на время длительности t2 импульса одновибратора 13 узел 2 устанавливает сигнал «1 на входе ключа 7, при этом сигналы на входах узла ключей 3 остаются неизменными. Цепь тока любой из включенных обмоток 4 печатаюших молоточков при этом замыкается через соответ- ствуюший ключ 3 и диод 8. При таком выполнении узла 2 синхронизации увеличивается на некоторую величину мощность, рассеиваемая на ключах 3, диоде 8, и уменьшается примерно на такую же величину мощность, рассеиваемая на ключе 7 и группе элементов 5 развязки.

Таким образом, данный блок управления при минимальных затратах обеспечивает эффективное управление печатающими мо лоточками. Кроме того, блок управления потребляет меньше энергии от источника питания за счет ее частичной рекуперации. Напряжение на выходах узла ключей в блоке не превосходит напряжение источника питания. Уменьшенное количество элементов в устройстве и облегченные режимы их работы повышают надежность устройства.

Формула изобретения

1. Блок управления печатаюш.ими молоточками в печатающем устройстве, содержащий источник питания, узел синхронизации, соединенный информационными выходами через узел ключей с первыми выводами соответствующих элементов развязки и обмоток печатающих молоточков, отличающийся тем, что, с целью упроще

5

0

5

0

5

0

5

ния конструкции, он имеет управляющий ключ, дополнительный элемент развязки и формирователь импульсов, при этом первый управляющий выход узла синхронизации связан с первым входом управляющего ключа, который вторым входом соединен с выходом источника питания, вторыми выводами элементов развязки и первым входом формирователя импульсов, связанного вторым входом с вторым управляющим выходом узла синхронизации, который входом подключен к выходу формирователя импульсов, причем выход управляющего ключа соединен с выводом дополнительного элемента развязки и вторыми выводами обмоток печатающих молоточков.

2.Блок управления по п. 1, отличающийся тем, что формирователь импульсов имеет одновибраторы, элемент И и элемент- ИЛИ-НЕ, при этом первый вход первого одновибратора, являющийся вторым входом формирователя импульсов, соединен с первым входом элемента И, второй вход которого связан с первым выходом второго одновибратора, а выход - с первым входом элемента ИЛИ-НЕ, подключенного вторым входом к первому выходу первого одновибратора, который вторым входом соединен с первым входом второго одновибратора, образующим первый вход фор.ми- рователя импульсов, выход элемента ИЛИ-НЕ, являющийся выходом формирователя импульсов, через третий одновибра- тор подключен к второму входу второго одновибратора, второй выход которого под- кл ючен к второму выходу первого одно- вибратора.

3.Блок управления по п. 2, отличающийся тем, что первый и второй одно- вибраторы имеют триггер, инвертор, пороговый элемент, резистор и конденсатор, при этом первый выход триггера через инвертор соединен с первыми выводами резистора и конденсатора и входом порогового элемента, подключенного выходо.м к первому входу триггера, второй вход которого является первым входом одновибраторов, вторым входом одповибраторов является второй вывод резистора, второй вход триггера является первым выходом одновибраторов, вторым выходом которых является второй вывод конденсатора.

Изобретение относится к печатающим устройствам и позволяет упростить конструкцию устройства. Блок управления содержит источник питания, узел синхронизации, узел ключей, обмотки печатающих молоточков, элементы развязки, формирователь импульсов, управляющий ключ и дополнительный элемент развязки, при этом при поступлении определенного уровня напряжения с управляющего выхода узла синхронизации и сигналов «О с его выходов на некоторые из первых входов узла ключей к соответствующим обмоткам печатающих молоточков будет приложено напряжение источника питания. После достижения тока определенной величины в обмотке любого печатающего молоточка напряжение на входе соответствующего ключа устанавливает на его выходе сигннал «1, который его выключает и ток через обмотку печатающего молоточка начинает уменьщаться. При уменьщении тока до некоторой величины на выходе узла ключей устанавливается сигнал «О и соответствующий ключ включается вновь. Указанный процесс поддержания тока в некоторых пределах происходит в каждой из включаемых обмоток. 2 з. п ф-лы, 3 ил. S (Л О5 О5 to СО

и

Шк7

Т

Uibixii

zt

Utbixi

USixxf UM

JM

Умин

t