Струйное записывающее устройство Советский патент 1992 года по МПК G01D15/18 

(21)4875191/10

(22) 03.07.90

(46) 30.09.92. БЮЛ. Ms 36

(71)Институт кибернетики им В.М Глушкова

(72)В В Базилевич, Г А.Гурвич, В.С Ленчуки П Г.Шишкин

(56)Патент США № 4746938,

Кл G01 D 15/18, 1986

ц -, - v

(54) СТРУЙНОЕ ЗАПИСЫВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

(57)Изобретение относится к области приi « J4 i , л% Ч j- « - боростроения и может быть применено для регистрации растровых изображений. С целью повышения функциональной надежности, каждая струйная головка снабжена нажимным клапаном, при этом введены постоянные магниты, которые установлены в нерабочей зоне каждого клапана, рабочая мембрана каждого клапана выполнена из гибкой пленки, дополнительный капиллярный заборник обеспечивает предохранение выходных сопл пишущих струйных головок от засыхания в них чернил 4 ил.

К 4

-t -, А, Ч

- Изобретение относится к области вычислительной техники и связи и может быть применено для Записи растровых изображений в устройствах вывода информации из ЭВМ и факсимильных аппаратах

tfsrs- « 5

Известны струйные чернильные записывающие устройства, в которых применены специа/Гьная защита сопл струйных головок от засыхания, а также система промывки поверхностей пишущих головок водой, например:

,1. Устройство для предохранения от засыхания и очистки выходных отверстий чернильных печатающих головок (патент США № 4 500 894);

В устройстве по патенту США № 4.500.894 блок пишущих струйных головок

содержит специальную крышку, плотно прилегающую к передней панели блока и герметично закрывающую выходные отверстия струйных головок

Крышка сопряжена с кривошипным механизмом, работающим от электромагнита, при срабатывании которого кривошипный механизм поворачивает крышку, которая в первой фазе своего движения производит очистку передней панели своей острой кромкой, после чего выходные отверстия головок открываются для печати

После окончания сеанса печати и выключения электромагнита кривошипный механизм закрывает сопла головок крышкой, предохраняя их от засыхания.

В устройстве по патенту США № 4.684.963 имеется эксикатор, предохраняющий головки блока записи от засыхания в паузах между циклами работы, а также при выключенном устройстве.

В эксикаторе блок головок надежно защищен от испарения чернил в выходных отверстиях головок а также от вытекания

Ё

VI

О

ел

Os

ю

чернил при изменении атмосферного давления.

В устройстве по патенту США № 4.746.938 блок струйных пишущих головок перед записью изображения Постоянно находится в эксикаторе, предохраняющем выходные отверстия головок от засыхания. После выхода блока головок из эксикатора и записи изображения блок головок поступает в зону профилактики струйных пишущих головок, где осуществляется промывка их передних поверхностей водой из специального резервуара, после чего блок головок с кареткой возвращается в эксикатор.

Недостатками устройств по патентам США Мг№ 4.500.894, 4.684.963 являются относительная сложность конструкций эксикаторов, а также малая надежность очистки панели выходных отверстий от сухих остатков чернил за счет возможности засорения сопел дополнительно в процессе механической очистки.

Из указанных аналогов наиболее близким по своей технической сущности к предложенному является струйное записывающее устройство с приспособлением для промывки печатающих головок по патенту США Ms 4.746.938, которое рассматривается нами в качестве прототипа.

На фиг.1 схематически показано устройство-прототип, которое содержит: барабан записи 1 с закрепленным на его поверхности листом бумаги, каретку записи 2 с установленными на ней четырьмя струйными чернильными головками со своими чернильными резервуарами, привод каретки 3, эксикатор 4, блок промывки 5 передних поверхностей головок, резервуар б для воды, насос 7, трубопровод 8, сток 9, трубопровод 10, резервуар-накопитель 11 отработанной воды.

Блок промывки передних поверхностей головок (фиг.2) содержит четыре форсунки 12, установленные перед головками 13, когда блок головок находится в зоне промывки, каналы 14 для стока воды, блок прижима 15, трубопроводы 16, приемный резервуар 17.

Струйное записывающее устройство работает следующим образом.

В исходном положении каретка записи 2 находится в крайнем правом положении, примыкая своей передней панелью с пишущими струйными головками 13 к эксикатору 4, в котором создана зона повышенной влажности, препятствующая испарению чернил из выходных отверстий пишущих головок.

Стопроцентная влажность в эксикаторе поддерживается за счет размещения в его

внутреннем объеме фитиля, один конец которого постоянно смачивается водой.

При поступлении в устройство сигнала записи кадра изображения барабан записи 1 с закрепленным на нем листом бумаги приводится в режим вращения с постоянной скоростью, а каретка записи 2 подводится в начальную позицию записи строки.

На каждом обороте барабана записи 1 производится запись одной цветной строки изображения (синтез цветов осуществляется программно за счет смешения чернил, инжектируемых тремя струйными пишущими головками, подсоединенными к своим резервуарам с чернилами пурпурного, желтого и голубого цветов). Четвертая головка питается чернилами черного цвета с целью упрощения алгоритма функционирования устройства.

После записи каждой строки изображения по сигналу блока управления устройством привод каретки 3 перемещает каретку на один шаг влево для записи следующей строки и т.д.

После записи всего изображения каретка выходит из поля записи и входит в зону профилактики, устанавливаясь против блока промывки. По сигналу Конец записи барабан записи останавливается для снятия листа бумаги, а к блоку головок при срабатывании блока прижима 15 прижимается плотно блок промывки 5 головок.

При включении насоса 7 вода из резервуара 6 поступает по трубопроводу 8 в фор- сунки 12, выходные отверстия которых расположены против своих головок записи.

Четыре струи воды, попадая на передние поверхности своих головок, осуществляют их промывку, а отработанная ода стекает через каналы 14, трубопроводы 16 в приемный резервуар 17 и далее по стоку 9, трубопроводу 10 в резервуар-накопитель 11.

По завершении сеанса промывки вы- ключается насос 7, отключается блок прижима 15, блок промывки 5 при помощи пружин отходит от блока головок, включается привод каретки записи 3 и возвращает каретку в исходное положение, в котором пишущие струйные головки примыкают к эксикатору.

На этой операции заканчивается рабочий цикл записи одного кадра изображения.

Основными недостатками прототипа являются относительная сложность устрой- ства, а также отсутствие возможности промывки капилляра головки от твердых остатков чернил.

Устранение указанных недостатков является целью настоящего изобретения.

fri

-tsf

- f a&Jta iu

Требуемый положительный эффект достигается тем, что каждая пишущая струйная головка устройства снабжена магнитныТм Лгтаном, перекрывающим пи- тание гоИо в(1к ч1рнилами в зоне хранения, g a проТйшзка ТШГовок водой производится в реэКим е работы головки, обеспечивающем полную ггройШбк вс ех ЪТнутреШих полостей головки

,- Такие конструктивные решения позво- ляют упростить устройство, а также повысить его надежность

vr Предлагаемая конструкция струйного записывающего устройства схематически изображена на фиг.З.15

Устройство содержит барабан записи 1 с закрепленным на нем листом бумаги, каретку записи 2 с установленными на ней четырьмя струйными чернильными головками 3 (в устройстве применены струйные пи- 20 шущие головкиЧчо заявке №4 390 32021, на фиг 3 показана только одна струйная пишущая головка), резервуары с чернилами 4, соединенные с головками трубопроводами 5, магнитные клапаны б, капиллярные за- 25 борники 7, привод каретки 8, постоянные магниты 9 клапанов, резервуары 10с водой, питатели 11

Струйное записывающее устройство работает следующим образом30

В исходном положении каретка записи 2 с установленными на ней струйными пишущими головками 3, резервуарами с чернилами 4, трубопроводами 5, магнитными клапанами 6 находится в крайнем правом 35 положении (зона хранения)

Положение каретки с пишущими головками в зоне хранения показано на фиг 4,а (вид со стороны барабана записи).

Резервуар с чернилами 4 соединен тру- 40 бопроводом 5 с магнитным клапаном 6, сопряженным с патрубком 12 питания головки чернилами

Магнитный клапан содержит также статор 13, якорь 1Л, выполненные из магнито- 45 мягкого материала и соединенные между собой плоской пружиной 15.

На корпусе клапана 16 кроме статора 13, закреплена рабочая мембрана 17, выполненная из эластичного материала, на- 50 пример резины

В зоне хранения каретка записи 2 расположена так, что магнитные клапаны 6 приближены к своим постоянным магнитам 9, причем под действием этих магнитов ста- 55 тор 13 и якорь 14 клапанов замыкаются, якорь нажимает на мембрану 17, перекрывая подачу чернил в патрубок 12 из резервуара с чернилами 4

Одновременно каждый капиллярный заборник 7 входит в полость питателя 11 резервуара с водой 10, при этом происходит заполнение через капиллярный заборник полостей головок водой за счет капиллярных сил.

В зоне хранения каретка записи может находиться неограниченное время, поддерживая головки блока в работоспособном состоянии в связи с тем, что внутренние полости пишущих головок заполнены водой.

По сигналу Профилактика каретка записи 2 передвигается на заданное число шагов, выходит из зоны хранения и останавливается в зоне профилактики, причем магнитные клапаны головок выходят из зоны действия своих постоянных магнитов, а капиллярные заборники выходят из полостей своих питателей, прекращая питание их водой

В зоне профилактики за счет упругих сил пружин 15 статоры 13 и якоря 14 разведены и пишущие струйные головки питаются чернилами от своих резервуаров 4, так как мембрана 17 открывает доступ чернил в патрубки 12 головок (фиг.4,6).

По этому же сигналу барабан записи 1 приводится во вращение (на барабане записи в зоне профилактики закреплена полоса фильтровальной бумаги), а на пишущие головки поступают сигналы записи на оптимальной частоте работы головок

В связи с тем что внутренние полости головок заполнены водой, профилактика (работа головок) производится до тех пор, пока не произойдет полное замещение воды в головках чернилами

Расчетное время работы головок составляет 3 с

Выброшенные из головок капли воды и ее смеси с чернилами за время профилактики впитываются фильтровальной бумагой, легко заменяемой при необходимости.

После профилактики каретка записи перемещается по сигналу начала записи в исходную позицию с которой начинается запись кадра изображения, причем алгоритм записи аналогичен алгоритму прототипа

После окончания записи кадра изображения по сигналу Конец записи каретка записи перемещается в зону хранения

После останова каретки в зоне хранения включаются по сигналу Промывка пишущие струйные головки, на которые поступают сигналы записи (в течение 3 с), замещая чернила во внутренних полостях

головок водой из резервуара 10 На этом цикл записи оканчивается

Такие конструктивные решения позволяют обеспечить в предлагаемом струйном записывающем устройстве высокую надежность при существенном упрощении устройства.

Формула изобретения Струйное записывающее устройство, содержащее барабан записи, каретку с блоком струйных головок с и резервуарами чернил, соединенными со своими струйными головками трубопроводами через капиллярный заборник, резервуар с водой, приводы барабана записи и каретки, отличающееся тем, что, с целью повышения функци- - .-..

0

5

опальной надежности за счет упрощения устройства, каждая струйная головка снабжена нажимным клапаном, соединенным последовательно с питающим патрубком пишущей головки и трубопроводом резервуара для чернил, при этом введены постоянные магниты, которые установлены в нерабочей зоне устройства для каждого клапана, рабочая мембрана каждого клапана выполнена из гибкой пленки, а его статор и якорь выполнены из магнитомягкого материала и соединены пружиной, а в каждую струйную головку введен дополнительный капиллярный заборник, расположенный со- осно с соответствующим резервуаром с водой.

.

//

Фие.1

ч- en

(О LO 0

Ј

фиг. 4S