Чорнильний струминний записуючий пристрій

Чернильное струйное записывающее устройство, содержащее держатель со струйной головкой, в передней стенке кор пуса которой выполнено выходное отвер стие сопла, соединенное с инжектирующей камерой, плоский держатель носителя запи си, резервуар с чернилами, соединенный с инжектирующей камерой пишущей голо вки, с управляющим входом которой соеди нен выход блока управления, включающего в себя генератор импульсов, узел управле ния и каналы управления длительностью и амплитудой импульсов записи, канал уп равления амплитудой состоит из последо вательно соединенных элемента памяти, регистра памяти и преобразователя импуль сов код-амплитуда, а канал управления длительностью - из последовательно соеди ненных элемента памяти, регистра памяти, преобразователя импульсов код-длитель ность, модулятора и усилителя записи, при чем выход генератора импульсов соединен со входами элементов памяти и регистров памяти, а также с управляющим входом узла управления, выход которого соеди нен с управляющим входом модулятора, а выход усилителя записи соединен с выхо дом блока управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в блоке управления выход преобразователя импульсов код-амплитуда соединен с другим входом усилителя записи, струйная головка снабжена формирователем мениска чернил и дополнительной инжектирующей камерой в виде капиллярной щели, образованной передней стенкой корпуса струйной головки и параллельной ей дополнительной стенкой, дополнительная инжектирующая камера соединена патрубком с резервуаром с чернилами, в дополнительной стенке сформировано эллиптическое или прямоугольное со скругленными углами отверстие, ось выходного отверстия сопла смещена относительно оси отверстия в дополнительной стенке вдоль малой оси этого отверстия, на наружном торце дополнительной стенки размещен формирователь мениска чернил в виде выпуклого участка параболы, примыкающего к ближней к оси выходного отверстия сопла кромке отверстия, при этом расстояние L от наружного торца дополнительной стенки до плоскости держателя носителя записи удовлетворяет соотношению: h-mv2 1 L= 2о\ Р -a!/ mv z где h - величина отклонения отпечатка капли на носителе записи от оси'выходного отверстия сопла; m - масса капли чернил; v - начальная скорость полета капли чернил; a - величина поверхностного натяжения чернил; I - длина большой окружности капли чернил; д - расстояние между осью выходного отверстия сопла и кромкой отверстия, к ко о 00 о 12708 торой примыкает формирователь мениска чернил; Р - параметр параболы формирователя мениска чернил. Изобретение относится к области вычислительной техники и связи и может быть использовано для записи растровых изображений в выводных блоках электронновычислительных машин, электронных 5 телетайпах и факсимильных аппаратах. Задачей изобретения является повыше ние качества и разрешающей способности записи информации при упрощении конст рукции устройства. 10 Сущность изобретения поясняется чертежзми, где на фиг. 1 представлена конструкция чернильной струйной головки; фиг. 2 и 3 поясняют механизм каплеобразования при записи информации; на фиг. 4 изобра- 15 жена схема блока управления устройством, а на фиг. 5 - график зависимости скорости полета капли чернил от амплитуды управляющих импульсов записи. Устройство содержит пьезокерзмиче- 20 ский элемент 1, концентратор деформаций 2, соплоЗ, инжектирующую камеру4, дополнительную стенку 5 с отверстием 6, дополнительную инжектирующую камеру 7 в виде капиллярной щели, формирователь 8 мени- 25 ска чернил, патрубок 9, плунжер 10, ртулку 11, пружинный компенсатор 12, гайку 13 и резервуар с чернилами 14. Капля чернил 15 {фиг. 2) выбрасывается на формирователь 8 мениска чернил, по ко- 30 торому движется, 16 и 17-отделившиеся от формирователя мениска чернил капли, 18 и 19 - свободно летящие капли, а 20 - носи тель записи, укрепленный на плоскости де ржателя носителя записи. 35 Блок управления устройством содержит канал управления амплитудой импульсов записи, включающий в себя последовательно соединенные элемент памяти 21, регистр памяти 22 и преобразователь импульсов 40 код-амплитуда 23, канал управления длительностью импульсов записи, состоящий из элемента памяти 24, регистра памяти 25, преобразователя импульсов код-длительность 26, модулятора 27 и усилителя записи 45 28, а также генератор импульсов 29 и узел управления 30. Устройство подготавливается к работе и работает следующим образом. Для подготовки струйной пишущей го- 50 ловки к рабрте ко входному патрубку 9 подссэдиняется резервуар 14 с чернилами. При • наличии чернил в резервуаре дополнительная инжектирующая камера 7 в виде капиллярной щели заполняется за счет капиллярных сил автоматически. При завинчивании гайки прокачки 13 она нажимает на плунжер 10 через пружину компенсатора 12, втулку 11 и пьезокерамический элемент 1. Происходит вытеснение воздуха из инжектирующей камеры 4 через выходное отверстие сопла 3 за счет заполнения объема камеры эластичным материалом концентратора деформаций 2. При свинчивании гайки прокачки 13 за счет упругости концентратора деформаций 2 плунжер 10 возвращается в исходное состояние, причем восстанавливается форма концентратора деформаций 2, а за счет вакуума инжектирующая камера 4, также восстанавливаясь в объеме, заполняется чернилами. После 2-3-кратной прокачки инжектирующей камеры 4 чернилами струйная голопка готова к работе. При подаче сигнала записи на пьезокерамический элемент 1 происходит сжатие концентратора деформаций 2, эластичный материал которого деформируется, заполняя часть сферической лунки возле сопла 3. За счет сокращения объема инжектирующей камеры 4 в полость дополнительной инжектирующей камеры 7 и через отверстие 6 дополнительной стенки 5 происходит выброс капли чернил в атмосферу. После окончания сигнала записи пьезокерамический элемент 1 принимает исходное состояние, а за счет капиллярных сил и образования разрежения в дополнительной инжектирующей камеры 7 (открытой капиллярной щели) происходит заполнение струйной головки чернилами через входной патрубок 9. и головка готова к записи следующей точки. Механизм каплеобразования устройства, обеспечивающий управляемое однокоординатное отклонение капель чернил от прямолинейной траектории полета к носителю записи (бумаге) для записи столбца точек, показан на фиг. 2 и 3. Формирователь 8 мениска чернил, примыкающий к дополнительной стенке 5 струйной головки, формирует в отверстии 6 12708 дополнительной стенки 5 мениск чернил параболической формы. Отверстие 6 в дополнительной стенке 5 имеет эллиптическую или прямоугольную со скругленными углами форму. Ось выходного отверстия сопла 3 смещена относительно оси отверстия 6 и пересекает мениск чернил в месте его наибольшей кривизны, т.е. ось выходного отверстия сопла смещена относительно оси отверстия 6 в дополнительной 10 стенке 5 вдоль малой оси этого отверстия. Формирователь 8 мениска чернил выполнен в виде выпуклого участка параболы, примыкающего к ближней к оси выходного отверстия сопла 3 кромке отверстия 6. Расчетное рас- 15 стояние 6 между осью сопла и кромкой отверстия, к которой примыкает формирователь 8 мениска чернил, равно двум диаметрам инжектируемых капель чернил. При диаметре d выходного отверстия 20 сопла 3, равного 50 мкм, диаметр dK сформированной капли равен 100 мкм, расстояние б = 0,2 мм. При подаче на пьезокерамический элемент 1 импульса записи через выходное отверстие сопла 3 в полость открытой дополнительной инжектирующей камеры 7 выбрасывается капля чернил 15, взаимодействие которой с силой поверхностного натяжения «"мениска чернил в месте его наибольшей кривизны отделяет каплю от мениска. Отделившаяся от мениска чергмл капля 16 во второй фазе своего формирования еще скреплена силами поверхностного натяжения с поверхностью формирователя 8 мениска чернил и продолжает двигаться параллельно поверхности формирователя. Во время второй фазы формирования на каплю 16 действуют две силы (фиг. 3) центробежная сила Pi. работающая на отрыв капли чернил от поверхности формирователя мениска чернил, и противоположная ей сила Рг поверхностного натяжения чернил в капле. Во время третьей фазы формирования капли чернил (при Pi > Р2) происходит образование свободно летящей капли 18. которая далее продолжает движение по прямолинейной траектории и при соударении с носителем записи 20 оставляет на нем изображение точки. Величина отклонения h отпечатка капли на носителе записи от оси выходного отверстия сопла 3 зависит от скорости вылета капли чернил и соответственно места ее отделения от поверхности формирователя мениска чернил. Чем больше начальная скорость v капли, тем меньше величина отклонения ее от печатка, а чем меньше начальная скорость - ем больше величина отклонения капли чернил. На фиг. 2 схематически показаны фазы формирования свободно летящих капель 18 и 19 при большей скорости вылета капли 16 (превращающейся в каплю 18) и при меньшей скорости вылета капли 17, трансформирующейся в каплю 19. Расстояние L от наружного торца дополнительной стенки 5 до плоскости носителя записи определяется из соотношения; , h-mv 2 1 2а\ Р mv' где гл - масса капли чернил; I - длина большой окружности сформированной капли чернил; Р - параметр параболы формирователя мениска чернил. с П р и м е р . Максимальное смещение отпечатка точки h = 3 мм осуществимо при L = 2,7 мм, диапазоне скоростей полета капли v = 2-3 м/с, массе капли m = 0,52 х 10" г, расстоянии д = 0,2 мм. Регулирование скорости вылета капли чернил производится за счет изменения амплитуды и длительности импульсов записи, подаваемых на струйную пишущую головку. Большей амплитуде и длительности импульса записи соответствует большая скорость вылета капли чернил из струйной головки. Одновременное регулирование ампли туды .и длительности импульсов записи, обеспечивающее формирование капель одинаковой массы, но имеющих разные ско рости полета, осуществляется блоком уп равления. 0 Зависимость скорости полета капель чернил от амплитуды подаваемых на струйную головку импульсов записи показана на фиг. 5. По каждому синхроимпульсу от генератора импульсов 29 (фиг. 4) производится последовательная выборка из элементов памяти 21 и 24 и запись в регистры памяти 22 и 25 кодов амплитуд и длительностей импульсов записи для п точек Одновременно по каждому синхроимпульсу узел управления 30 формирует запрос на печать точки в управляющую электронно-вычислительную машину (не показана) Коды амплитуд и длительностей импульсов записи поступают на входы своих преобразователей 23 и 26 и па их выходах формируются сигналы, амплитуда и дли 12708 тельность которых соответствуют необходимой скорости выброса капли чернил из сопла струйной головки. При поступлении по запросу на вход узла управления 30 сигнала печати точки модулятор 27 пропускает сформированный по длительности сигнал на вход усилителя записи 28, а на второй вход усилителя записи поступает сигнал записи соответствующем амплитуды. 10 Под действием двух поступивших сигналов на входы усилителя записи осуществ S 8 ляется выброс капли чернил с необходимой скоростью. По каждому следующему синхроимпульсу производится запрос на печать следующей точки, производится выборка кода амплитуды и длительности из элементов памяти 21 и 24 и при наличии сигнала печати ("1" на входе узла управления) производится формирование следующей точки. После печати всех точек столбца струйная головка перемещается на один шаг для записи следующего столбца. 12708 * г 21 • 22 \ ----і п 4 у Р 3 : f Т — * I 25 п — по Л 27 J ~ > і 50 \ \ Ч Фиг. і 25 Упорядник Замовлення 4079 Техред М.Моргентал Коректор Л. ФІль Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, КиТв-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.Гагаріна, 101