Чорнильний струминний записуючий пристрій

1. ЧЕРНИЛЬНОЕ СТРУЙНОЕ ЗАПИСЫВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее пишущий узел соединенный с резервуаром с чернилами, дефлектор с электромагнитным возбудителем колебаний, носитель записи, блок управления и синхронизации, подключенный к пишущему узлу и дефлектору, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, повышения его надежности и качества записи, в него введен датчик скорости, пишущий узел выполнен в виде импульсной пишущей чернильной головки, а дефлектор - в виде камертона, на первой ветви которого закреплены пишущая головка и с помощью тяг подвижные части датчика скорости ч возбудителя колебаний, на второй - их неподвижные части. 1314228 2. Устройство но п. 1, о т л и ~ вый выход управляющей пзмяі и соедич а ю щ е е с я тем, что блок упнен с входом инверторе), выход которавления и синхронизации содержит рого подключен к одному іи входов последовательно соединенные регистр коммутатора, вход шшеріора соединен сюлбца, коммутатор, формирователь, z одним из входоя второї] схеми ИЛИ, усилитель записи точек, последовавыход которой соединен с одним ня тельно соединенные счетчик, управляювходов регистра, четвертым выход упщую память, триггер готовносі и, тригравляющей памяти соединен с вторым гер записи точек, второй формировавходом триггера управления камертона, тель и усилитель записи точек, посвторой выход которого соединен с ледовательно соединенные счетчик, вторым входом усилитепя камертона, первую схему ИЛИ, триггер управления выход первого формирователя соединен счетом и подключенные к соответствуюс вторым входом второго формироватещим входам триггера управления счеля, третий выход управляющей памяти том, первую и вторую схемы И, послеподключен к одному из входов триггедовательно соединенные триггер разра записи точек и к триггеру готоввер гки с голбца, триггер управ пения нос гн, выход которого соединен с перкамертоном и усилитель камертона, выми входами первой и второй схем п]ичем выходы первой и второй схем И-НЕ, выходы ко!орых соединены с И соединены с входами счетчика, один соответствующими входами регистра, из входов первой схемы ИЛИ соединен ВТОрЫе ВХОДЫ ПерВОЙ И ВЇОРОП СУЄИ с входом триггера развертки столбца И-НЕ соединены соотвегсівенно с п е р и с одним из выходов счетчика, первым и вторым выходами триггера р а т вертки. Изобретение относится к вычислительной технике и связи и может быть применено для записи растровых изображений в выводных устройствах ЭВМ, электронных телетайпах и факсимиль- 5 иых аппаратах. Известны чернильные струйные записывающие устройства, позволяющие отклонения пролетающих капель чернил Ш в пределах вертикального столбца, или микрорастра знака с цепью формирования растрового изображения алфавитно-цифровой и графической информации на обычных сортах бумажных носителей, например в известном устройстве имеется чернильная струйная головка с непрерывной эмиссией капельной струи, капли которой могут заряжаться до разных потенциалов от О до 200 В, затем при пролете к бумаге через дефлектор (пара вертикальных отклоняющих пластин), на который подано постоянное высокое напряжение каждая заряженная капля отклоняется на свой определенный угол, осуществ- 25 ляя таким образом вертикатьную раявертку одного стобца знака. Незаря л е иные капли, проле г с я чо прямои е траектории, попадают в каплеуловитель и возвращаются в резервуар с чернилами. После печати каждоїо сюлбца головка с дефлектором перемещается на один шаг для печати следующего столбца и т.д. Недостатками указанных: устройств являются низкая эксплуатационпая надежность из-за высокого напрякенія на пластинах дефлектора, необходимость в спепиальнмх чєрпип.іх, а также сложность конструкции. Наиболее близким к изобретению г о г технической сущности и постигаепому результату является чернильное струйное записывающее ус і роігс і го? с о держащее пишущий узеп, соединенный с резервуаром с чернилшш, дефлектор с электромагнитным возбудителем кочебаний, носитель записи, блок управления и синхронизации, подключенный к пишущему узлу и дефлектору. Данному устройству присущи следующие недостатки: конструктивная сложность устройства, включающего пасос, фильтр, два дефпектора, конструктив 1314228 4 второй схемы ИЛИ, выход которой соеная сложность первого дефлектора, динен с одним из входов регистра, содержащего электромагнитную систему, четвертый выход управляющей памяти по оси которой проходит чернилопросоединен с вторым входом триггера вод, необходимость в специальных управления камертона, второй выход чернилах для возможности заряда форкоторого соединен с вторьм входом мируемой капли, ухудшение качества усилителя камертона, выход первого печати из-за нелинейных искажений в формирователя соединен с вторым вхоколебательной системе первого дефлекдом второго формирователя, третий тора . Цель изобретения - упрощение уст- W выход управляющей памяти подключен ройства, повышение его надежности к одному из входов триггера записи и качества записи. точек и к триггеру готовности, выход Указанная цель достигается тем, которого соединен с первыми входами что в чернильное струйное записываюпервой и второй схем И-НЕ, выходы щее устройство, содержащее пишущий 15 которых соединены с соответствующими узел, соединенный с резервуаром с входами регистра, вторые входы перчернилами, дефлектор с электромагвой и второй схем И-НЕ соединены сонитным возбудителем колебаний, ноответственно с первым и вторым выхоситель записи, блок управления и дами триггера развертки. синхронизации, подключенный к пишу- 20 На фиг. 1 схематически изображено 1 щему узлу и дефлектору, введен датзаписывающее устройство; на фиг. 2 чик скорости, а в качестве пишущего схема блока управления; на фиг. 3 узла и дефлектора используется соотграфики зависимости отклонения каветственно импульсная пишущая черпелі» от скорости,- на фиг. 4 - таблинильная головка и камертонный хрома- 25 ца программирования управ плющей патический дефлектор, причем на первой мяти;1 на фиг. 5 - временная диаграмветви камертона закреплена пишущая ма работы блока управления. головка, а на второй ветви закреплен Записывающее чернильное устройвозбудитель колебаний, подвижная ство содержит импульсную чернильную часть которого соединена с первой 30 головку 1, камертонный хроматичесветвью камертона тягой, подвижная кий дефлектор 2, устройство 3 настчасть датчика скорости закреплена на ройки хроматического дефлектора, первой ветви, а неподвижная - на втовозбудитель 4 камертонных колебаний, рой ветви камертона. Блок управления тягу 5, магнитную систему 6 датчика и синхронизации содержит последова- 35 колебаний ветвей камертона, катушку тельно соединенные регистр столбца, 7 датчика, чернилопровод 8, резеркоммутатор, формирователь усилитель вуар 9 с чернилами, носитепь 10 зазаписи точек, последовательно соедиписи, блок 11 управления. ненные счетчик, управляющую память, Блок управления содержит схемы триггер готовности, триггер записи 40 И 12, 13, счетчик 14 синхронизации, точек, второй формирователь и усилитриггер 15 управления счетом, схему тель записи точек, последовательно ИЛИ 16, управляющую память 17, тригсоединенные счетчик, первую схему гер 18 развертки столбца, триггер ИЛИ, триггер управления счетом и 19 управления камертоном, усилитель подключенные к соответствующим входам 45 20 возбуждения камертона, триггер триггера управления счетом первую и 21 готовности, триггер 22 записи товторую схемы И, последовательно соечек, схемы И-НЕ 23, 24, регистр 25 диненные триггер развертки столбца, столбца, схему ИЛИ 26, инвертор 27, триггер управления камертоном и усилитель камертона, причем выходы пер- 50 коммутатор 23, формирователи 29, 30, усилитель 31 записи. На входы схемы вой и второй схем И соединены с вхоИ 12, 13 поступает сигнал внешней дом счетчика, один из входов первой синхронизации от ЭВМ СИ-1, а также схемы ИЛИ соединен с входом триггесигналы с выходов триггера 15 управра развертки столбца и с одним из ления счетом. Выходы схем И 12, 13 выходов счетчика, первый выход уп55 подключены к счетным входам счетчика равляющей памяти соединен с входом синхронизации Н . Выходы разрядов инвертора, выход которого подключен восьмиразрядного счетчика 14 синхрок одному из входов коммутатора, вход низации подключены к входам упраЬинвертора соединен с одним из входов 1314228 ляюцей цамяти w g а сигналы переноса поступают на входы схем ИЛИ 16 и триггера 18 развертки столбца, 1 а 5 в>од триггера 15 управления счетом поступают сигналы переноса от счетчика 14 и сигнал синхронизации СИ 1. На входы управляющей памяти 17 подключены выходы счетчика 14 и сигнал синхронизации СИ 1, а выходы управляющей памяти подключены к входам триггера 21 готовности, триггера 22 записи точек, триггера 19 управления камертоном и через инвертор 27 - к входам коммутатора 28. Выходы триггера 18 развертки столбца подключены к входам триггера 19 управления камертоном а кпммуіітора 28, Выходы триггера 19 управления камертоном подключепп к входам усилителя возбуждения камертона. Выход усиггителя 20 иозбуждеипя камертона подключен к об мотке возбудителя 4 камертонных колебаний (фиг, 2 ) , На входы триггера 21 готовности подключены выходы управляющей памяти 17, а выходы его подключены на вход триггера 22 записи точек и "і" поступает в ЭВМ в качестве сигнала готовности к приему очередного столбца в регистр. На входы триггера 22 записи точек поступают сигналы от триггера 21 готовности и управляющей памяти 17, а выходы его подключены к входам формирователей 29, 30. На входы схемы 6 Выходы формирователей подключены к входам усилителя 3] записи, который подключен к вхоцу пишущей чернильной головки 1 (фиг. 2), 5 В статистике у камертона отсутствуют колебания. Камертон переходит в режим незатухающих колебаний на собственной частоте только лишь при подаче им^ пульсов внешней синхронизации СИ-1 от ЭВМ, по которым начинают работать счетчик, схема 19, 20 управления камертоном, а также вырабатывается необходимая последовательность сиг15 налов от управляющей памяти 17. Триггер 21 готовности выставляет в соответствующие тактах сигнал готовности, по которому устройство готово к приему очередного кода столбца в ре20 гистр 25, В связи с тем, что диаметр отпечатка точки на бумаге составляет 0,2 мм, а максимальная высота прописных символов составляет 3,2 мм, ре25 гистр 15 столбца разрядный, причем количество печатаемых точек в одном столбце фиксируется записью такого же количества " 1 " в регистр от ЭВМ. Взаимное расположение точек в 30 столбце обеспечивается записью " I м в соответствующие разряды регистра. Кроме того, в блок управления поступают от ЭВМ сигнал внешней синхронизации, сигнал разрешения печати И-НЕ 23, 24 поступают сигналы с выхо- 35 и записи кода столбца, в ЭВМ выдаетда управляющей памяти 17, триггера ся от блока управления сигнал "Го21 готовности, триггера 18о развертки товность . готовности, триггера I столбца, а выходы схем И-НЕ 23, 24 При включении устройства на обмотку возбудителя 4 камертонных колебаподключены к входам регистра 25 столбца, па входы которого поступа- ли иий от блока управления поступает непрерывный сигнал возбуждения (в кает из ЭВМ '\Ъ разрядный код столбца честве возбудителя применено поляри(наличие " 1 " в соответствующем раззованное реле, якорь которого соеряде является указателем необходидинен с тяг он. 5) . мости злписп точки в столбце на Gy,iaКамертон переходит в колебательге) , сигнал записи кода из ЭВМ "ЗАЛ", ный режим на собственной частоте, а также сигналы сдвига информации в причем возбудитель через тягу 5 подрегистре с выходов схем 23, 24, Выдерживает режим незатухающих колебаходы регистра подключены к входам ний, контроль амплитуды которых прокоммутатора 28, на входы которого подключены выходы регистра 25, управ- 1 50 изводится от датчика колебании ветвей камертона 7. Поскольку в качестляющей памяти 17, триггера 21 готовве механической колебательной систености. Коммутатор 28 осуществляет мы выбран камертон, обладающий ярко временную селекцию (синхронизацию) выраженными качествами резонатора меимпульсов записи точек, поступающих 5 с его выхода на входы формирователей ханических колебаний на его собст29, 30, осуществляющих формирование венной частоте, подстройка к задансигналов записи точек по длительности ному значению частоты собственных и фазе. колебаний камертона осущзствляется 7 1314228 8 при помощи устройства настройки хролета в случае выброса капель в другие матичпости дефлектора 3, состоящего промежуточные фазы скорости головки. из двух грузиков - гаек (гайка и Графики зависимости отклонения каконтргайка), перемещаемых при настпель от скоростей и показаны на ройке по резьбовому стержню. Перефиг. 3. мещение грузиков к опоре камертона Если скорость полета капли v( повышает частоту его колебаний, пе(мм/с), мгновенная скооость движения ремещение грузиков от опоры понижает головки v (мм/с), расстояние между частоту. соплом и бумагой 1 (мм), необходимая w высота развертки столбца h (мм), диаТак как на одной ветви камертона метр записываемой точки d (мм), рабозакреплена пишущая чернильная головчее быстродействие п (точек/с), кока, за счет ее колебаний относительличество точек в столбце записи m но бумаги осуществляется вертикаль(точек), скорость движения головки ная развертка одного столбца знака. 15 вдоль строки записи v 5 (мм/с), амплиПечать каждой точки осуществляется туда колебаний головки (камертона) при подаче на головку 1 от блока упА (мм), то эти величины связаны слеравления сигнал записи, по которому дующими зависимостями: происходит выброс капли чернил в атмосферу, и после ее соударения с d • n (мм/с); 20 v = d-n (мм/с) бумагой 10 на носителе фиксируется m изображение точки. Капли, вылетающие из колеблющейся h = d.m (мм); пишущей головки, в дополнение к сво21 ей скорости v в направлении инжекиии 25 приобретают еще и мгновенную скорость где f = (1/c); A = 2co ID v колебательного движения головки в направлении, перпендикулярном напd -m А = 4 равлению Ш І Ж Є К Ц И И . В результате каждая каплі летит к бумаге по направ30 при d - 0,2 мм, m = 15 лению, совпадающему с направлением результирующего вектора скорости, по0,2 15 -= 0,25 (MM) лучающегося после геометрического A = сложения скорости инжекции v f и мгноПри необходимости записи комбивенной колебательной скорости v,. нации точек в столбце на пишущую го35 ловку поступают импульсы записи, коСкорость колебательного .движения v2 пропорциональна амплитуде и частоте личество которых точно соответствует колебании. количеству точек в столбце,причем При пролете капли чернил от говремя подачи каждого импульса жестко ловки к бумаге, в зависимости от синхронизировано от блока управления синхронизации момента выброса капли 40 записью. с соответствующей фазой колебаний Смешение точки я аписи вверх или камертона происходит следующее: вниз от начального положения связано максимальное отклонение капли черс колебаниями камертона следующим нии вверх от горизонтальной траектосоотношением: 45 рии полета в случае выброса ее на максимуме скорости головки, направcat + arcsin С ленном вверх,' где cot - фаза колебаний камертона^ максимальное отклонение капли черL - постоянное смещение фазы, p нил вниз от горизонтальной траектории 50 определяемое параметрами полета в случае выброса ее на максиконструкции камертона и памальной скорости головки, направленраметрами пишущей головки; ном вниз," Н - отклонение точки записи от сохранение горизонтальной траектоначального положения, рии полета капли в случае выброса ее 1 1 С - постоянная камертонного дефпри минимальной скорости гоповки (при- лектора. смене знака скорости);' Постоянное смещение фазы t можно f любое отклонение капель вверх или вниз от горизонтальной траектории поопределить из соотношения 1314228 сЛ где с - угловая частота колебаний о ветви камертона, 1 - расстояние от головки до буv ( - скорость полета капли; Ьк - длина ветви камертона. Конструктивная постоянная С определяется соотношением С = (1 •/ f где h - амплитудное значение колебаний ветви камертона. Для получения штифта стандартного размера (высота знаков 2,5 мм для строчных символов и 3,2 мм прописных символов) достаточно 15 точек в столбце (диаметр отпечатка точки 0,2 м м ) . В таблице приведены значения фаз колебаний камертона, соответствующих моментам выдачи сигналов записи на головку, при равномерном распределении точек в столбце. to счетном режиме по сигналам переноса от счетчика 14, поступающим па его синхронизирующий вход через схему ИЛИ 16. Итак, счетчик 14 синхронизации* по сигналам внешней синхронизации работает в режиме счета на +1 до накопления кода 255,1(^ , после ,чего в результате переключения триггера 15 !0 переводится в режим счета на - 1 . При достижении кода 0,1о, с появлением сигнала на выходе Р+ в результате переключения триггера 15 счетчик 14 вновь переходит в режим 15 счета на +1. Выходы счетчика подключены на соответствующие адресные входы управляющей памяти 17 (микросхема ППЗУ К556 РТ4) ,на инвертирующий вход разре20 шения выборки которой подключена цепь внешней синхронизации. С выходов управляющей памяти снимаются следующие сигналы; "Г' - импульс синхронизации запи25 си точек; "2 1 1 , " 3 " - импульсы установки и снятия сигнала "Готов"з 1 " 4 " - импульс управления камертоном. 30 Таблица программирования управляющей памяти (микросхемы К556РТ4) приведена на фиг. 4. Для поддержания незатухающих колебаний камертона используется триг35 гер 18 развертки столбца единичный выход которого подключен на вход D триггера 19 управления камертоном, выходы которого подключены на вход усилителя 20 управления возбудите40 лем камертона. Триггер развертки столбца переключается по сигналам Р+ счетчика 14, что обеспечивает переключение триггера 19 по импульсу управления ка45 мертоном с выхода 4 управляющей памяти 17. Таким образом, при подаче импульсов внешней синхронизации оОеспечиваются незатухающие колебания камер50 тона. Длч получения сигналов управления камертоном и сигналов синхронизации импульсов записи используется принцип деления импульсов внешней синхронизации повышенной частоты. Частота импульсов внешней синхронизации может быть определена необходимой точностью определения фазы колебаний и быстродействием головки. Для обеспечения требуемой точности выделения фазы синхронизации записи и постоянного смещения q отрезок > 0 - П/2 разбивается на 256 тактов, что соответствует минимальному фазовому расстоянию между двумя сигналами синхронизации в 20 тактов. Таким образом, при использовании пишущей головки с номинальным быстродействием 10 кГц частота импульсов внешней синхронизации должна составлять 200 кГц. і Импульсы внешней синхронизации Подстройка камертона к заданному СИ поступают по цепи 1 на входы схем значению частоты колебаний произвоИ 12 и 13, выходы которых подключедится при помощи устройства настройны на счетные входы восьмиразрядного 55 ки хроматичиости дефлектора по максчетчика 14 синхронизации. симальному значению сигнала от датНа другие входы схем И 12 и 13 чика колебаний ветвей камертона. подключены выходы триггера 15 управНа фиг в 5 представлены сигналы ления счетом, который работает в внешней синхронизации СИ 32, импуль 1 1 1314228 сы синхронизации записи точек 33, состояние триггера готовности 34, импульсы управления камертоном 35, а таїсчге внешние сигналы управлении блоком - импульс записи кода столбца 5 36 и сигнал разрешения печати 37. Для наглядности представления временной диаграммы такты, соответст вующие неизменным состояниям выход10 ных сигналов управляющей памяти, опущены, а представленные на диаграмме такты отмечены соответствующими состояниями счетчика 14. После выдачи последнего импульса печати столбца (такт 173) в такте 175 на выходе "3" управляющей памяти формируется импульс, в результате чего триггер 21 готовности и триггер 22 записи точки устанавливаются в "О", При этом на выходах схем И-НЕ 23 20 и 24 устанавливаются уровни "1", что переводит 16-разрядный сдвиговый регистр кода столбца 25 в режим параллельного занесения (регистр выполнен на двух микросхемах К 155 ИР 13), и 25 по цепи 12 выдается сигнал готовности. По сигналу готовности с внешнего "генератора символов" на входные шины регистра 25 поступает код очередного столбца символа, который запи- 30 сывается в регистр по сигналу "ЗАЛ", поступающему через схему ИЛИ 26 на вход регистра. После записи кода столбца в регистр 25 для печати очередного столб- 35 ца выдается сигнал разрешения печати (РП), который по цепи 2 поступает на вход D триггера 22 записи точки. После накопления в счетчике кода 255 40 такта осуществляется переключение триггера 18 развертки столбца, управляющего направлением развертки столбца, и триггера 15 управления счетом счетчика 14, счетчик переводится в режим вычитания, при атом в 45 такте 174 выдается импульс на выходе "2" управляющей памяти, который ус 12 танавливает триггер 21 готовности в "1". При этом на выходах схем И 23 и 24 вырабатываются сигналы, определяемые состоянием триггера 18, что обеспечивает установку регистра 25 в режим последовательного сдвига в соответствующем направлении. В следующем такте (173) выдается импульс синхронизации записи первой точки столбца, который череч инвертор 27 поступает на вход коммутатора 28, на другие входы которого подключены выходы триггера 18 развертки столбца, а также выходы первого и шестнадцатого разрядов регистра 25. По заднему фронту импульса записи через инвертор 26 осуществляется сдвиг кода в регистре 25. При достижении в счетчике кода " 0 " он вновь переводится в режим счета на +1 и выдача импульсов синхронизации повторяется в обратной последовательности по тактам при неизменном режиме работы регистра 25. В пятом такте происходит выдача сигнала переключения камертоном 8, при достижении в счетчике кода 173 описанный цикл повторяется. После печати комбинации точек в столбце устройство перемещается относительно носителя на один шаг. Если печать точек в столбце не производится, то импульсы записи на пишущую головку не подаются. Предлагаемая конструкция устройства обеспечивает повышение надежности, так как применена пишущая головка, обеспечивающая эмиссию капель чернил в необходимые моменты времени, и отсутствует сложный дефлектор. В предлагаемой пишущей головке не наблюдается засыхание чернил в капилляре. Кроме того, повышается качество запи-' си за счет высокой хроматичности камертонного дефлектора, обеспечивающего постоянство амплитуды колебаний. 1314228 13 _ Номер точки в « , 14 — * 1 5 6 -0,38П -0,25П 4 3 2 7 столб це Значение фазы -1.07П -0,Ш1 -О,67П -0,52П -0.13П Продолжение таблицы Номер точки в 8 9 10 11 12 13 Н 15 столб Значение фазы 0 0.13П О,25П 0,38П 0,52П 0,67П 0,84П 1,07П Попов 1314 228 Фиг. 3 Код У1 адреса 0 0 1 1 —I У4 1 1 1 І 1-й 5 из УЗ 1 1 1 1 0 . 6 -19 1 f f 1 го 0 f 1 f 1 f 1 0 і f / 1 1 4 0 1 1 1 1 1 / 1 1 iff 62 . 63 02 S3 0 84 - 10В 1 109 0 / " 1 I 1 1 1 1 1 1 1 • / / 1W-136 f f f 137 0 f f 1 . і 1 f . f f , ізв~г?г , 173 0 1 1 174 1 0 f 1 Г75 1 f 0 (75-253 / 1 f 1 f , , 1314228 IL.. 1 ППП JULXJUUUUUULJLJL 36 3? Фаз. 5 Редактор Н.Швыдкая Заказ 3202 Составитель И.Паньков Техред Н.Глущенко Корректор ^Решетник Тираж 693 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретении и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская г. Ужгород, ул в Проектная, k