Способ управления органом чернильной записи и устройство для управления органом чернильной записи - SU1060098A3
Код документа: SU1060098A3
Чертежи
Описание
Т7
So
2, Устройство для управления органом чернильной записи, содержащее пьезоэлектрический преобразователь, расположенный на органе чернильной записи, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности управления, оно имеет источники тока, переключатели и генератор сигналов, причем выходы источников тока соединены с пьезоэлектрическим преобразователем посредством переключателей, соединенных между собой, управляющие входы которых соединены с соответствующими выходами генератора сигналов ,
Реферат
1. Способ управления органом чернильной записи, состоящий в , тии и расширении органа чернильноо записи с помощью пьезоэлектрического преобразователя, отличают щ и и с я Тем, что, с целью повыУения эффективности .управления органом чернильной записи, фиксируют ртатическое состояние органа чернильной записи, затем расширяют его из статического состояния, сжимают до состояния, превышающего статическое, и расширяют до статического состояния , после чего операции повторяют, причем сжатие И; расширение осуществляют за счёт протекания через пьезоэлектрический преобразователь пульсного тока, импульсы которого имеют противоположную полярность и переменную длительность. -b-rf-2-4 b1t // - 5/5г- -f 2 3 tX) 5 li/ fff
Формула
Изобретение относится к способу управления органом чернильной записи
, а также к устройствам для управления органом чернильной записи.
Известен способ управления органом чернильной записи, состоящий в сжатии и .расширении органа чернильр
ной записи с помощью пьезоэлектрического преобразователя.
Известно устройство для управления органом чернильной записи, содержащее
пьезоэлектрический преобразователь , распрложенный на органе чернильной записи l .
Недостатд ом известных решений является невысокая эффективность управления
органом чернильной записи л
Цель изобретения - повышение эффективности
управления органом чернильной записи,
Поставленная цель достигается
тем, что согласно способу управления органом чернильной записи, состоящему в сжатии и расширении
органа чернильной записи с помощью пьезоэлектрического преобразователя , фиксируют статическое состояние
органа чернильной записи, затем расширяют его из статического состояния
, сжимают до состояния, превышающего статическое, расширяют до ста тического состояния, после чего .
операции повторяют, причем сжатие и расширение осуществляют за счёт протекания через пьезоэлектрический
преобразователь импульсного то . ка, импульсы которого имеют противоположную полярность и переменную
длительность, : ;; . . Поставленная Цель достигается тем, что устройство для управления
органом чернильной записи. Содержащее пьезоэлектрический преобразовав
таль, расположенный на органе чернильной записи, имеет источники тока
, переключатели и генератор сигналов , причем выходы источников тока
соединены с пьезоэлектрическим преоразователем посредством переключателей
, соединенных между собой, управляющие входы которых соединены с
соответствующими выходами генератора сигналов.
На фиг. 1 изображен записывающий орган чернильной записи с генераТором управляющего напряжения; на
фит, 2 - диаграмма.импульсов; на фиг, 3 - пример исполнения генератора сигналов; на фиг. 4 - другая
диаграмма импульсов.
На фиг. 1 показана в разрезе
принципиальная конструкция записывающего органа чернильной записи и генератор управляющего напряжения
для пьезоэлектрического преобразователя .
Записывающий орган чернильной записи состоит из .трубчатой формы упругой
камеры 1 сжатия из Стекла или синтетического материала. Направленный
к записывающей среде 2. конец камеры 1 сжатия выполнен в виде пишущего наконечника 3. Другой конец
через дроссель 4 соединен с емкостью для запаса чернил 5. Камера сжатия.
окружена пьезоэлектрическим преобразователем б в форме полого цилиндра
(торойд), который благодаря использованию пьезоэлектрического эффекта
сужает или расширяет объем камеры 1 в такт управляющего напряжения Lig ,
Устройство также содержит электроды 7 и 8 для создания электрического
поля, проводник 9, генератор 10, источники 11 и 12 тока, перек лючатели
13 и 14, провода 15 и 16, генератор 17 сигналов, электрическую линию 18, корректирующие каскады 19
и 20, провоДа 21, связывающие между собой элементы 22 - 24 задержки,
и элемент И-НЕ 25, при этом выходы источников 11 и 12 тока соединены
с пьезоэлектрическим преобразовате лем 6 посредством переключателей 13
и 14, соединенных между собой, управляющие входы которых соединены .
с соответствующими выходами генератора 17 сигналов.
Устройство функционирует следующим образом.
В статическом спокойном состоянии , при котором в пишущем наконечнике
3 действует незначительное понижение давления на выходе наконечника
образуется вогнутый чернильный мениск, и из пишущего наконечника 3 чернила не подаются. Статическое
спокоййое состояние устанавливаемся посредством управляющего напряжения
смещенияUgv Только при соответствующем управлении пьезоэлектрического
преобразователя б благодаря распространяющейся в камере 1 сжатия волне давления выдавливается чернильный
лепесток из пишущего наконечника 3. Чернильный лепесток распадается на один или несколько чернильных
капель, которые попадают на записывающую среду 2 и образуют печатные точки.
Преимущество такой системы пониженногсз давления состоит в том, что
записывгиощий органвключается и выключается путем электрического управления .
Пьезоэлектрический преобразователь в примере исполнения состоит
из радиально поляр зованной пьезокерамики . . .
На внутреннюю и наружную поверхности пьезоэлектрического полого цилиндра напыляются металлические
слои в виде электродов 7 и 8 для создания электрического поля. Благодаря контактированию пьезокерамика
электрически ведет себя как конденсатор с относительно большой емко
стью. Электрод 7 соединен с потенциалом массы, а к электроду 8 подается
управляющее нгшряжение Ug которое образуется посредством управляющего
тока Dg , протекающего по проводнику 9, . . .
Управляющий ток 5 (Образуется в
генераторе 10 из двух постоянных токов 3( и Oj различной полярности,
которые образуются S двух источникаХ11 и 12 тока. Источники 11 и 12 токов посредством соответствующих
коммутационных средств (в примере исполнения с помощью двух переключателей 13 и 14) могут включаться и
выключаться.
Переключатели 13 и 14 могут управляться .цифровыми коммутационными
сигналами S, и 5, которые поступают по проводам 15 и 16 и образуются в
генераторе 17 сигналов в соответствии: с командой записи, поступающей по линии 18.
Постоянные токи -Зд и J равны по величине, но могут быть применены
также токи произвольной величины. Для согласования характеристики изменения тока со свойствами жидкости
и записывающего органа с чернильной записью токи 34 и Зг предварительно
корректируются-различным образом с помощью корректирующих каскадов 19 и 2Q таким образом, что образуется
управляющий сигнал 3 g,
Каждая команда So на линии 18 осуществляет
охшн записывающий цикл для образования капель, который состоит из трех следующих одна за другой
независимых фаз через определенные
временные интервалы, а именно из под-
готовительной фазы I , фазы записи I) и фазы регенерации lit.
Характеристика изменения упра1вляющего тока, обусловленная цифровыми
коммутационными сигналами 6 и Sj показана на диаграмме фиг, 2, Подготовительная
фаза 1 обозначена временным интервалом , фаза записи 1) временным интервалом tj-t и фаза
регенерации Ш - временным интервалом .
Соответствующий ход управляющего . напряжения (J 5 на электроде 8 пьезоэлектрического
преобразователя 6 также показан на диаграмме фиг, 2,
При управляющем напряжении DS в направлении напряжения поляризации
Up пьезокерамики увеличивается, а при соответствующем управляющем напряжеНИИ
противоположной полярности уменьшается объем камеры 1 сжатия.
Ход управляющего напряжения соответствует характеристике, согласно которой происходит также изменение
объема камеры сжатия.
Статическое состояние камеры 1
сжатия определяется управляюсцим напряжением смещения и управляющим током . Размах напряжения между
максимальным и минимальным управляющими напряжениями U 5т лежит симметрично относительно управляющего
напряжения смещенияU ду .
Ниже подробно объясняются характеристики
изменения кривых, приведенных на фиг, 2,.
Во время подготовительной 1
во временном интервале t -t2BKn|04eH первый источник 11 тока под действием
сигнала Si , При этом протекает
постоянный ток Зз l управляющее
напряжение DS возрастает в направлении напряжения поляризации 1)р от уп-т
равляющего напряжения смещения до максимального значения 1)д,„ ,
Благодаря этому камера 1 сжатия расширяется непосредственно перед
фазой записи относительно статичес-. кого состояния, так что снова чернила
поступают из емкости для запаса
чернил 5 в камеру 1 сжатия,
Благодаря подготовительной .фазе преимущественным образом повышается
скорость выхода чернильных капель из пишущего наконечника 3 и этим
самым повышается рабочая скорость записывающего устройства с чернильной
записью.
В течение последующей фазы записи И во временном интервале t2-t3
включается второй источник 12 тока под действием коммутационного сигнала Sj, а первый источник 11 постоянного тока выключается коммутационны сигналом St . Теперь протекает постоный
управляющий ток , а управляющее напряжение Ug линейно падает от максимального дополнитель
ного значения напряжения смещения Up
Камера 1 сжатия уменьшается относительно
статического состояния. Благодаря избыточному давлению черг нильный мениск изгибается в отверст
тии наконечника наружу и появляется чернильный лепесток, который распадается на одну или несколько капель
Величина управляющего напряжения Ug в фазе записи определяет объем
чернильной капли. Посколь11су схема генератора 10 работает стабильно, т
так же является постоянным объем от дельных капель. Благодаря этому образуется
равномерная последовательность капель..
За фазоД записи следует фаза регенерации 111 в течение временного интервала . В фазе регенерации
снова включен первый источник 11 тока коммутационным сигналом Sj, а второй источник 12 тока выключен
коммутационным сигналом 62. При этом протекает постоянный управляющий ток У5 управляющее напряжение
UQ линейно возрастает от минимального значения до управляющего напряжения смещения Ugv в направлении
-напряжения поляризации Up.
Камера 1 сжатия расширяется до
статического ротояния, и из емкоетл 5 для запаса чернил дополняется
недостающее количество чернил, израсходованное в фазе записи путем образования капель.
Благодаря точно управляемому изменению направления управляющего
напряжения Ug в момент времени tg преимущественным.образом достигается целенаправленный разрыв чернил в
оТ;В(Эрстии пишущего наконечника 3, Этим устраняется образование паразитных колебаний.
Одновременно избыточные чернила всасываются обратно в пишущий наконечник
3 от его отверстия, пока не образуется снова вогнутый чернильный мениск. Этим самым достигается
автоматическая чистка пишущего наконечника 3.
В момент времени t заканчивается
цикл записи и непосредствено после зтого может быть повторен новый цикл записи. При этом достигается
высокая частота следования, поскольку не требуется время на успокоение из-за отсутствия паразитных
колебаний.
Благодаря указанному управлению
для пьезоэлектрического преобразователя 6 можно точно установить временной интервал для каждой отдельной
фазы индивидуально и независимо от других фаз путем определенного
включения и выключения источников 11 и 12 тока. Таким образом можно
добиться непрерывного желаемого изменения камеры 1 сжатия путем изменения управляющего напряжения.
Благодаря этому преимущественным образом можно оптимально согласовать
каждую фазу по длительности и характеристике с токовыми соотношениями , задаваемыми конструкцией
записывающего органа и свойствами жидкости.
С помощью изменения управляющего
напряжения 1) в записывающей фазе II можно точно дозиррвать объем капель .
Кроме -того, энергия импульса в отдельных фазах постоянно возрастает . Следовательно, требуется все
более незначительный подвод энергии.
Схема генератора 10 выполнена
таким образом, что характеристики изменения тока и напряжения не зависят
от колебаний температуры и напряжения питания и поэтому являются
стабильными. Благодаря этому достигается высокая скорость повторения
последовс1тельности капель, форма капель, объем капель и угол выхода
капель из пишущего наконечника 3.
На фиг. 1 показан записывающий
оргай с чернильной записью только с одной камерой сжатия-и с одним пишущим
наконечником 3. Так называемые матричные или мозаичные записывающие устройства имеют большое число
таких отдельно управляемых камер сжатия И пишущих наконечников.
В.этих случаях также можно использовать указанное токовое управление для отдельных пьезоэлектрических
преобразователей.
В записывающих устройствах при
избыточном давлении записывающий орган выдает непрерывную последовательность
чернильных капель. Чернильные капли в зависимости от знакогенератора электрически заряжаются
и в зависимости от заряда отклоняются в электрическом постоянном поле
или на Зсшисывающую среду, или в чернильный ОТСТОЙНИК. Непрерывная
последовательность капель.образуется или как описано - путём изйенения
объема камеры сжатия, или путем механической вибрации пишущего наконечника
с помощью пьезоэлектрического преобра.зователя.
Поскольку образование капель должно быть синхронизовано со знакогенератором
, то оказывается чрезвычайно выгодным иметь высокую стабильность последовательности капель и
их объема.
На фиг, 3 показан пример выполнения
cxeMiii генератора 17 сигналЬв/форпирующего цифровые коммутационные
сигналы S и
Генератор 17 сигналов состоит по существу из трех последовательно
включенных элементов 22 - 24 задержек в виде моностабильных мультивибраторов , время задержки Т, Т, Т
которых могут регулироваться.
На первый элемент 22 задержки
поступает команда записи по линии 18 Выходные сигналы элементов 22 и 24 задержек связаны через элемент
И-НЕ 25, на выходе которого возникает на линии 15 цифровой коммутационный сигнал Si Выходной
сигнёш элемента 23 соответствует цифровому коммутационному сигналу S2 на проводе 16.
Принцип работы генератора 17 сиг налов объясняется с помощью диаграмм
приведенных на фиг, 4, где So соответствует команде записи и выходному сигналу элемента 22, 5
коммутационному сигналу и выходному сигналу элемента 24, Si - коммутационному
сигналу. Диаграмма импульсов идентична диаграммам управляющего тока 3s и управляющего напряжения
Us на фиг. 2.
Цикл записи осуществляется
командой записи 5 , который запуекает элемент 22. Элемент 22 задержки через время т задержки запускает
злемент 23 задержки,. чер«з йремя т7 задержки запускает злемент 24 задержки. Через время Т|
задержки появляется выходной сигнгш на элементе 24 задержки.
0
Время Т задержки определяет длительность подготовительной фазы
1, время задержки Tg - длительность записывающей фазы 11 и время задержки Т - длительность фазы
регенерации Ml.
5
Если токи J( и Jy равны по величине
, то выбирается и , При различных токах J и Jj времена задержки соответственно изменяются
0 таким образом, чтобы в конце цикла записи снова достигнуть начальиоел
состояние Управляющего напряжения Us на пьезоэлектрическом преобразователе б .
5
Использование изобретения повышает
эффективность управления органом чернильной записи.
5/77
jr
1/р
U
Sff
114%tL
It Ml
fl
tf 2. 4
