Устройство позиционирования Советский патент 1993 года по МПК G01D15/16 

Изобретение относится к устройствам позиционирования схемных печатающих головок в струйных печатающих устройствах (СПУ) и может найти применение в вычислительной технике, в частности в устройствах вывода информации из ЭВМ.

В настоящее время широкое распространение получают струйные печатающие устройства, работающие по принципу капля по вызову, использующие съемные печатающие головки, т.к. они имеют ограниченный срок службы. Эта головка снабжена сопловой пластиной с рядом сопл, которая соединена с корпусом головки.

Проблема состоит в том, что при установке нескольких головок в каретку для получения цветной печати или повышения разрешающей способности изображения возникают трудности из позиционирования, т.к. они имеют разброс по точности изготовления.

Та же проблема возникает при смене цветной головки, когда необходимым требованием является то, что съемные головки должны занимать одно и то же местоположение на каретке с высокой точностью, т.е. обладать стабильнос тью и повторяемостью фиксации в каретке.

Известны устройства позиционирования печатающих головок в СПУ, в которых позиционирование осуществляется за счет элементов позиционирования, выполненных в корпусе головки и на каретке СПУ и регулировки положения головки.

Недостатками таких устройств являются выполнение с высокой точностью элементов позиционирования, а также соединений тонкопленочной платы с резистивными нагревателями и сопловой пластины с корпусом головки.и усложнение конструкции за счет котировочных элементов. При этом требуется также определенное время для позиционирования головок.

Известно также устройство позиционирования съемных печатающих головок в СПУ, являющееся наиболее близким к предлагаемому по своей технической сущности и достигаемому результату. Оно снабжено элементами вертикального и горизонтальс/

С

V4 Ю

ного позиционирования печатающих головок.

При вертикальном позиционировании за базу берется нижняя кромка сопловой пластины печатающей головки, которая сопрягается с горизонтальной стороной ножа, установленного на каретке.

Горизонтальное позиционирование осуществляется электронным путем. При движении к-аретки считываются оптические сигналы, отраженные от блестящей поверхности сзпловдй пластины, и по программе определяются действительные координаты вертикальных рядов сопл сопловых пластин всех печатающих головок. Координаты заносятся в память СПУ. Недостатком этого устройства является сложность и нетехнологичность конструкции, т.к. необходимы программные и аппаратные средства, определяющие горизонтальное местоположение рядов сопл печатающих головок, что приводит в итоге к снижению надежности устройства.

Цель изобретения - повышение надежности устройства за счет введения более простых и надежных элементов горизонтального, позиционирования печатающих головок в каретке.

Цель достигается тем, что устройство позиционирования, содержащее каретку с установленными на ней съемными печатающими головками с выступами или пазами, снабженную подпружиненными опорами для головок, элементами вертикального позиционирования, выполненными в виде ножей, сопрягаемых одной из сторон с нижней кромкой сопловых пластин струйных печатающих головок, элементами фиксации, но- вым является то, что элементы горизонтального позиционирования выполнены в виде пазов или выступов на ножах каретки, которые сопряжены соответственно с выступами или пазами в сопловых пластинах струйных печатающих головок.

Такое решение обеспечивает улучшение технологичности и,как следствие, повышение надежности устройства.

Выполнение элементов горизонтального позиционирования указанным методом значительноупрощает конструкцию устройства, т.к. не требуется аппаратных (датчика с передатчиком и приемником света, усилителей к нему, логической части для вычисления координат печатающих головок, ПЗУ и т.п.) и программных средств определения горизонтального местоположения рядов сопл печатающих головок, что также приводит к повышению надежности и к удешевлению устройства.

Сопловая пластина выполняется известным способом гальванирования никеля и фотолитографии с использованием мастер- модели и группового метода изготовления.

При этом на одной мастер-модели получают несколько сотен сопловых пластин.

Следовательно, выполнение паза (выступа) - обычная типовая задача в одном технологическом процессе. Точность изго0 товления сопловой пластины указанным способом составляет единицы микрометров.

Выступ (паз) на ноже каретки может быть выполнен по той же технологии или

5 механическим способом, например, штамповкой.

Форма паза (выступа) на сопловой пластине и выступа (паза) на ножах каретки может быть разной - треугольной, трапеце0 идальной и т.п.

На фиг.1 схематично изображена печатающая головка, общий вид.

На фиг.2 схематично показан фрагмент каретки устройства с элементами верти5 кального и горизонтального позиционирования и зафиксированной головкой, вид спереди.

На фиг.З схематично показан фрагмент каретки устройства с элементами верти0 кального и горизонтального позиционирования и зафиксированной головкой, вид сбоку.

На фиг. и в тексте приняты следующие обозначения: 1 - печатающая головка, 2 5 тонкопленочная плата, 3 - сопловая пластина, 4 - сопло, 5 - корпус, б - каретка, 7 - нож, 8 - фиксатор, 9 - паз в сопловой пластине, 10-выступ на ноже 7; 11 -подпружиненная опора, 12 - выступ на фиксаторе 8; 13,14 0 поверхности фиксатора.

Головка 1 содержит тонкопленочную плату 2 с контактными площадками и рези- стивными нагревателями, соединенную с сопловой пластиной 3 с рядом сопл 4 и па5 зом 9. укрепленную на корпусе 5.

Устройство позиционирования съемных печатающих головок содержит каретку 6 с установленными на ней съемными печатающими головками 1 с сопловыми пластинами

0 3. Каретка 6 снабжена подпружиненными опорами 11 для головок 1, элементами вертикального позиционирования, выполненными в виде ножей 7, сопрягаемых одной из сторон с нижней кромкой сопловых пластин

5 3 печатающих головок 1 и фиксатором 8 с поверхностями 13,14. Элементы горизонтального позиционирования выполнены в виде выступов 10 на ножах 7 каретки б, сопряженных с пазами 9 в сопловых пластинах 3 печатающих головок 1.

Устройство работает следующим образом. Фиксатор 6 находится в исходном положении - в крайнем нижнем положении. Печатающая головка 1 устанавливается в каретку 6 на подпружиненную опору 11, В этом положении сопловая пластина 3 находится выше ножа 7 каретки 6,

Далее при движении фиксатора 8 вверх печатающая головка 1 продвигается вперед поверхностью 13 фиксатора 8 и опускается вниз выступом 12 фиксатора 8,

Пружинящий нож 7, встречаясь с поверхностью печатающей головки, обеспечивает минимальное трение при дальнейшем ее продвижении, которая выравнивается на ноже элементами 9 и 10 и встает на место, обеспечивая соединение контактных площадок головки (фиг.1) и шлейфа каретки (не показаны). Фиксатор 8 поверхностью 14 фиксирует печатающую головку 1 в каретке 6.

Применение пружинящего ножа 7 также предохраняет от повреждений сопловую пластину, тонкопленочную плату, контактные площадки печатающей головки и шлей- фа каретки, повышая надежность устройства.

Таким же образом позиционируются другие печатающие головки СПУ.

Для снятия печатающей головки 1 необ- ходимо опустить вниз фиксатор 8 и вынуть печатающую головку 1.

Принцип позиционирования съемных печатающих головок был проверен на макете устройства позиционирования. В печата- ющей головке был выполнен трапецеидальный выступ высотой 0,5 мм и

сторонами с углом наклона 45°. На ноже каретки был выполнен трапецеидальный паз глубиной 0,6 мм.

Для улучшения условий сопряжения паза и выступа допуски на размеры их оснований имели разный знак, соответственно +5 мкм и -20 мкм.

Нож выполнен из фосфористой бронзы в виде плоской пружины. Жидкость пружины составляла 50 г/мм.

По результатам испытаний опытных образцов точность установки печатающих головок составила ±30 мкм, что удовлетворяет требованию качественной печати.

Формула изобретения

Устройство позиционирования, содержащее каретку с установленными на ней съемными струйными печатающими головками с выступами или пазами, снабженную подпружиненными опорами для головок, элементами вертикального позиционирования, выполненными в виде ножей, сопрягаемых одной из своих сторон с нижней кромкой сопловых пластин струйных печатающих головок и элементами фиксации, элементы горизонтального позиционирования, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, элементы горизонтального позиционирования выполнены в виде пазов или выступов на ножах каретки, которые сопряжены соответственно с выступами или пазами сопловых пластин струйных печатающих головок.

Изобретение относится к приборостроению, в частности к устройствам ф йксацйи съемных печатающих головок в струйных печатающих устройствах. Цель изобретения - повышение надежности обеспечения за счет того, что элементы горизонтального позиционирования выполнены в виде выступов (пазов) на ножах каретки, сопряженных с пазами (выступами), выполненными в сопловых лластинах печатающих головок, при этом ножи выполнены пружинящими. 3 ил.