Струйное регистрирующее устройство Советский патент 1992 года по МПК G01D15/16 

Изобретение относится к чернильным струйным устройствам и может быть использовано для регистрации информации.

Известно чернильное струйное устройство, выполненное в виде открытого сверху резервуара с расположенными в нем чернилами, дном которого является пъезокерами- ческий элемент. Перенос капель и струй чернил на находящийся над резервуаром носитель информации осуществляется созданием колебательного процесса в отдельных частях пъезоэлемента.

Недостатком этого устройства является плохое качество изображения из-за сложности локализации колебательного процесса в отдельных точках целого пъезоэлемента и быстрое высыхание чернил с открытой поверхности.

Известно другое чернильное струйное пишущее устройство, лишенное указанного недостатка и принятое в качестве прототипа данного предложения. Он содержит пишущую чернильную головку, блок управления и резервуар для чернил.

Недостатком этого устройства является сложность конструкции.

Цель изобретения - повышение надежности работы за счет уменьшения степени засорения сопел.

Поставленная цель достигается тем, что в пишущем струйном устройстве, содержащем чернильную пишущую головку с одним или несколькими соплами, резервуар для чернил, находящийся под избыточным давлением, блок управления - сопла головки выполнены из материала с обратимым эффектом запоминания формы таким образом.

О 00

о

N4

то при изменении температуры под возействием блока управления они способны ткрываться и закрываться.

Отсутствуют сведения о технических решениях, имеющих признаки, сходные с признаками, отличающими предлагаемое ехническое решение от известных следовательно, предлагаемое решение отвечает критерию изобретения существенные отличия.

На фиг. 1 показан общий вид устройства; на фиг. 2 - сечение сопловой части пишущей головки; на фиг. 3 - схема подключения сопел к блоку управления; на фиг. 4 - вариант исполнения головки для цветной печати; на фиг. 5, 6, 7 - стадии изготовления сопел.

Устройство состоит из пишущей головки 1, содержащей сопла 2, выполненные из материала с эффектом запоминания формы, например, из сплава титан-никель (54-56% никеля, остальное - титан). Головка 1 трубопроводом 3 подсоединена к резервуару 4, объем которого поршнем 5 разделен на две части - полость 6, содержащую чернила, и полость 7, находящуюся под давлением сжатого воздуха или газа. Кроме того, головка 1 подключена к блоку управления 8. Схема подключения сопел 2 головки к блоку управления 8 контактами 9 и 10 показана на фиг. 3. Сопла 2 в холодном состоянии имеют форму 11, т.е. закрыты, в нагретом - форму 12, открытом. Напротив головки 1 расположен носитель информации 13, представляющий бумажный лист.

Для пояснения конструктивного решения проходной части сопла, авторы приводят один из способов ее изготовления. На плате 14, со стороны основания конических отверстий создают тем или иным способом (вакуумное или плазменное напыление, гальванопластика и т.д.) слой 15 металла с памятью формы необходимой толщины таким образом, чтобы сужающиеся части отверстий были закрыты (фиг. 5). Затем снимают (сошлифовывэют, вытравливают и т.д.) металл с платы, оставляя его только на поверхности конических отверстий (фиг. 6). Следующей операцией продавливают отверстия в соплах, как показано на фиг. 7 тем или иным способом (гребенкой с иглами, давлением жидкости или газа и т.д.). Затем в течение одного часа плата подвергается отжигу при 500°С, при этом поддерживается постоянство полученной формы (фиг. 7) - расположением в отверстиях игл. гребенки или пропусканием через отверстия под давлением жидкости или газа и т.д. во время отжига. По завершении отжига плату охлаждают до температуры ниже 40°С, освобождают от игл или прекращают пропускание через отверстия жидкости или газа и подвергают сопла пластической деформации, Последняя операция заключается том, что

надавливают на плату со стороны сужения отверстий плоским прижимом или прикатывают цилиндрическим катком. При этом отогнутые лепестки сопел вернутся в исходное (закрытое - фиг. 6) положение. Теперь при

0 нагреве металла сопел выше 60°С последние примут открытую как показано на фиг. 7, а при охлаждении ниже 40°С - закрытую (фиг. 6) формы.

Информация о технологии отжига уст5 ройств с металлом запоминания формы и величинах температур известна. Дорожки проводников (электродов) для подвода электрических сигналов управления соплами можно нанести на плату с той или иной

0 стороны методом получения печатных плат. Если дорожки будут расположены со стороны резервуара с краской, то поверх дорожек при использовании электропроводящих красок необходимо нанести изолирующее

5 покрытие.

Устройство работает следующим образом,

Под воздействием избыточного давления чернила из полости 6 поступают в голо0 вку 1. В нужный момент из блока управления 8 на одно или группу сопел подается импульс электрического тока, который, проходя через материал сопел, вызывает его нагрев выше 60°С. В результа5 те фазового перехода (мартенситового превращения) в материале сопел, последние открываются. Через открытые сопла 2 чернильная струя будет попадать на перемещающийся в направлении по стрелке Б

0 носитель информации 13, образуя на нем элементы изображения.

После прекращения подачи тока, температура сопел 2, интенсивно охлаждаемых проходящими через них чернилами, станет

5 быстро понижаться и, когда она станет ниже 40°С, произойдет обратный фазовый переход, в результате чего сопла 2 закроются.

Продолжительность струи, определяющая геометрию изображения, можно

0 регулировать амплитудой и продолжительностью импульса тока.

Кроме электрического тока, нагрев со- . пел можно производить и другими средствами, например, лазерным.лучом и т.д.

5 Располагая в головке ряды сопел, через которые будут последовательно подаваться чернила разного цвета, например, красного, зеленого и синего, как показано на фиг. 4, можно добиться цветного изображения информации.

Пишущая головка устройства может представлять собой и матрицу со многими рядами сопел, которая обеспечит получение изображения сразу на всей площади носителя информации.

В отличие от устройства с постоянно открытыми соплами, в предлагаемом устройстве уменьшается вероятность засорения сопла, вследствие отсутствия контакта чернил с воздухом через них в нерабочем состоянии и самоочищения сопел из-за открытия и закрытия последних в процессе работы.

Применение предложенного устройства взамен известных пишущих струйных ус- тройств позволяет значительно облегчить изготовление, упростить эксплуатацию и повысить скорость получения изобретения информации, в результате чего должен быть достигнут большой экономический эффект.

Формула.изобретения

Струйное регистрирующее устройство, содержащее лентопротяжный механизм с носителем записи, чернильный резервуар, связанный с пишущим узлом, выполненным в виде матрицы сопел, расположенных в непосредственной близости от поверхности носителя, и формирователь управляющих импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы за счет уменьшения степени засорения сопел, формирователь управляющих импульсов выходом подключен к соответствующим контактам сопел, выполненных нормально закрытыми из материала с обратимым эффектом запоминания формы, а чернильный резервуар имеет избыточное давление чернил.

Изобретение может быть использовано для регистрации информации, в частности в печатающих устройствах вычислительных машин, в полиграфии и т.д., и позволяет упростить и.х конструкции. Целью изобретения является повышение надежности работы устройства. Устройство содержит пишущую головку (ПГ), соединенную с резервуаром для чернил и блоком управления (БУ). Сопла ПГ выполнены из материала с обратимым эффектом запоминания формы и в холодном состоянии закрыты. При подаче импульсов тока с БУ на одно или группу сопел ПГ, последние, нагреваясь, открываются. Струи чернил, подаваемых через открытые сопла на носитель информации, образуют на них элементы изображения; После прекращения подачи тока сопла под воздействием интенсивного охлаждения, проходящими через них чернилами закрываются. 7 ил.. (Л

п

Фаг2

9:

Ю

7

Фиг.З

фиг. 5

Фиг. б

фигМ