Способ регистрации капель в устройствах струйной печати

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ

Сееез Севвтских

Сецнаянстичвскнв

Республик

< >873255 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 270779- (21) 2808117/18-24 (51)М. Кл. с присоединением заявки ¹â€”

G 06 К 15/00

F 15 С 1/04

Гесуяарствеинмя комятет

ССС P яв аеаам нзебретеник я еткрытня (23) Приоритет

Опубликовано 1510.81 Бюллетень № 38 (53) УДК 621-525 (088. 8) Дата опубликования описания 15 1081

Б.

Ленинградский ордена Ленина политехнический ннстнтут-=--"--:-. — . им. И.И.Калинина

Ъ (71) Заявитель (54) СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ КАПЕЛЬ В УСТРОЙСТВАХ

СТРУИНОИ ПЕЧАТИ

Изобретение предназначено для применения в каплеструйных регистрирующих устройствах, в частности, выводных устройствах ЭВМ. 5

Известен способ регистрации капель, основанный на электростатической индукции. при котором летящая заряженная капля наводит на датчике заряд и регистрируется потенциал датчика- (11. 1О

Недостатком данного способа является низкая надежность устройств, его реализующих. так как регистрируевый сигнал соизмерим с помехой и требуется усложнение конструкции за счет введения защитных экранов и усилительных каскадов.

Наиболее близким к предлагаемому является способ регистрации капли, -при котором в момент отрыва. заряженной капли с мениска жидкости на мениске появляется небольшое изменение потенциала, которое после усиления регистрируется. Данный способ осуществляется в следующей последовательности: прикладывают электростатичес- . кое поле к мениску регистрирующей жидкости; отрывают заряженную каплю с мениска жидкостит усиливают изменение потенциала на мениске жидкости, регистрируют сигнал капли.

В каплеструйных печатающих устройствах необходимость регистрации капель в момент их отрыва обуславливается тем, что в случае (при выбранных конструктивных параметрах каплеструйного печатающего устройства) возможна точная синхронизация момента подачи отклоняющего напряжения, изменяемого в соответствии с формой печатаемого знака по отношению к моменту отрыва капли. Это требуется для обеспечения качественной печати. для которой необходимо, чтобы каждая капля отклонялась на определенную величину в соответствии с контуром печатаемого знака (контур печатаемого знака формируется иэ отдельных капель). Импульс, соответствующий моменту отрыва каждой капли, используется также для сннхронизацни стартстопного привода бумаги и стробоскопической приставки для визуализации капель при настройке каплеструйного печатакщего устройства, а также используется для регистрации, контроля и управления частотой каплеобразования, т.е. скоростью печати(2).

Недостатком этого способа является низкая надежность работы, так как сигнал соизмерим с помехой и возни кает необходимость во введении высо873255 г кокачественного помехозащитного усили теля.

Цель изобретения - повьзаение надежности регистрации капель.

Представленная цель достигается эа счет. того, что.регнстрацию момента обрыва капель осуществляют после исчезновения коронного разряда между мениском и электродом, а в качестве регистрирующей жидкости используют водные чернила. Способ осуществляется в следующей последовательности: при-. кладывают электростатическое поле к мениску жидкости, создают коронный разряд с -мениска жидкости в период формирования капли, регистрируют коронный разряд.

Надежность регистрации капель при данном способе повышается иэ-за того, что сигналом капли является коронный разряд,. для регистрации которого не требуется помехозащищакицих и усиливающих цепей.В момент формирования капли создается коронный разряд (нмпульс тока), который заканчивается точно в момент отрыва капли. Импульс коронного тока имеет значительную величину, поэтому беэ дополнительного усиления формирования и помехозащиты (что имеет место в прототипе) его используют для перечисленных целей. Причем в предлагаемом способе по сравнению ЗО с прототипом не требуется дополнительно увеличивать постоянное напряжение, обеспечивающее электростатическую эмиссию заряженных капель. В прототипе коронные разряды принципиально не- З5 возможны, так как там используются специальные чернила с низкой проводимостью (10- о- 10" Ом ..см ) и низким поверхностным натяжением (20-30 дН/см), а в предлагаемом способе применяются 4Q обычные водные хорошо проводящие чернила типа "Радуга", имекауе высокую проводимость (10 Он см ) и высокое поверхностное натяжение (74 дН/см).

Механизм каплеобразования при электро-45 статической эмиссии капель существенно зависит от проводимости чернил.

При чернилах с низкой проводимостью, как в прототипе, под действием высокого постоянного напряжения из мениска, образованного на торце сопла, выбрасывается стабильная тонкая нитевидная струйка, которая потом разбивается на капли с зарядами, значительно меньшими предельной величины. При чер->5 нилах с хорошей проводимостью (как в предлагаемом способе) под действием высокого постоянного напряжения мениск быстро заряжается, вытягивается в конус, с его вершины возникает корон.ный разряд, начинает формироваться d0 на вершине конуса капля с максимально возможным зарядом (что повиаает чувствительность отклонения), коронный разряд прекращается строго в мрмент отрыва капли,но,несмотря на раз . 65 личие механизмов каплеобразования в прототипе и .предлагаемом способе,используются соизмерите величины постоянного напряжения.

На фиг. 1 представлена схема устройства, реализующего данный способ; на фиг, 2 - экспериментальные характеристики. устройство (фиг. 1) состоит-. из формирующего сопла 1 с проводящими чернилами 2, из которых образуются капли 3, металлической, пластины 4, сопротивления 5 и регистрирующего устройства 6.

Способ осуществляется следующим образом.

Прикладывают электростатическое поле к мениску жидкости между соплом

1 и пластиной 4 приложением высокого напряжения (2-5 кВ). Коронный разряд с мениска жидкости создают в период формирования капли.

Эксперименты, проведенные с испольэов анием импульсной стробоскопической микрофотографии процесса каплеобразовання, показали, что в момент подключения высокого напряжения (2-5 кВ от маломощного источника питания мощностью < 1 Вт) при использовании хорошо проводящих, например, водных чернил типа "Радуга", выпуклый мениск мгновенно заряжается до предельного значения, его равновесие нарушается, и он вытягивается в конус (иэ-за высокого поверхностного натяжения -тонкая струйка, как в прототипе, не образуется). Прн этом напряженность на кончике меннска увеличивается, так как увеличивается острота конуса, уменьшается межэлектродное расстояние промежутка мениск - электрод,и мениск заряжается до предельного значения. И в определенный момент с вераины вытянутого мениска возникает коронный разряд. Как известно, при коронном разряде на поверхности коронирующего электрода (в нашем случаемениска жидкости) стабилизируются напряженность, поверхностная плотность зарядов и плотность кулоновской силы. Поверхностные заряды на вершине мениска, достигшие в момент ,возникновения короны наиболыаей (прецельной) величины, отталкиваются, что уменьшает кривизну вершины мениска, а это снижает силы поверхностного натяжения, поэтому на вершине мениска начинает формироваться заряженная. капля. Строго в момент отрыва капли корона гаснет, и импульс коронного тока (2-10 мкА) прекращается. После отрыва первой капли начинаются периодические колебания мениска с коронными разрядны и отрывом капель на .каждый период колебаний.

Таким образом, при приложении посто- . .янного высокого напряжения (2-5 кВ) от маломощного источника питания

873255

Ь, 4

CHOCK (меньше 1 Вт) в предлагаемом способе в период формирования капли зажигается корона, которая сопровождаетс импульсом коронного тока (2-10 pe(, причем корона гаснет в момент отры а капли (заряженной до предельной величины). В предлагаемом способе появ5 ление коронного разряда, в отличие от прототипа, объясняется примененнем не специальных чернил для струйной печати, а обычных водных чернил типа

"Радуга", которые имеют максимальное поверхностное натяжение в сравнении с другими чернилами .(74 дй/см) и высокую проводивюсть (10Г6 Ом см ).Затем регистрируют коронный разряд.

Импульс коронного тока (выделяемый на сопротивлении), начало которого совпадает с началом формирования кап- ли, а конец с моментом отрыва капли, имеет строгую прямоугольность, поэтому крутой задний фронт непосредст- 20 венно используется для управления каплеструйным печатающим выводным устройством б. Т.е. задний фронт импульса коронного тока, строго совпадающий с моментом отрыва капли и без дополнительного усиления и формирования, непосредственно используется.

Формула изобретения

Способ регистрации капель в устройствах струйной печати путем вибрации мениска регистрирупаей жидкости,, образованного на среяе формирующего сопла, при помощи напряжения, приложенного между формируищим соплом и электродом и регистрации. момента отрыва капель, отличающийся тем, что, с целью повыаения надежности, регистрацию момента отрыва капель осуществляют после исчезновения коронного разряда между мениском и электродом, а в качестве регистрирукщей жидкости используют водные чернила.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США В 3953860, кл. G 01 D 15/18, опублик. 1976.

2. Патент Великобритании 91386208, кл. В 41 J 3/04, опублик. 1975 (прототип).

BHHHIIH Заказ 9050/76

Тираж 748 Подписное

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4