ПЕЧАТАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

%ст)
Печатающее устройство
Изобретение относится к устройствам документирования и может быть
использовано в печатающих устройствах последовательного действия для
вывода буквенно- цифровой псевдографической и графической информации, в частности от ПЭВМ типа IBM PC.
В настоящее время актуальной является задача создания печатающего устройства, обеспечивающего возможность качественной печати в различных режимах ( таких, как режим черновой печати, режим печати качественного шрифта, графические режимы печати ) и при этом способного работать в жестких механико-климатических условиях эксплуатации.
Известен ряд технических решений, позволяющих реализовать в печатающих устройствах требуемый режим печати.
Так, например, известно печатающее устройство последовательного действия  а. з. Японии № 5-38715, B41J 19/18, публ. 1993 г. , в котором требуемый режим печати обеспечивается заданием соответствующей сков 4 Ij 23/00
рости перемещения каретки с установленной на ней печатающей головкой. Для этого устройство снабжено двумя приводами, первый из которых обеспечивает высокоскоростное перемещение каретки, а второй - низкоскоростное. Устройство так же снабжено механизмом переключения приводов-в соответствии с информацией относительно печатаемых знаков.
Однако наличие двух приводов, предназначенных для перемещения каретки, усложняет конструкцию устройства.
Известно печатающее устройство последовательного действия  а.с. СССР № 1798208,  2/22, публ. 1993 г. , которое выбрано авторами за прототип.
В данном устройстве использован один привод для перемещения каретки с печатающей головкой, в качестве которого применен шаговый двигатель.
Управление перемещением каретки в устройствах с щаговым приводом традиционно осуществляют путем коммутации частоты вращения шаговового двигателя, при этом каретка производит построчное продвижение с заданной скоростью и строго определенным щагом, а параметры ее продвижения задаются программным путем см., например, Ларионов A.M., Горнец Н.Н. Периферийные устройства в вычислительных системах., Москва, 1991 г. стр. 166-169.
рыми снабжены каретка и печатающая головка, устройство обеспечивает наряду с построчной печатью вертикальную шчать.
Однако, для обеспечения работы печатающего устройства с шаговым приводом в жестких условиях эксплуатации ( механическая вибрация и удары, а также повыщение трения в узлах из-за климатических факторов ) необходимо либожспользовать щаговый двигатель в стартстоггаом режиме, что не обеспечивает требуемую скорость перемещения каретки, либо использовать шаговый двигатель с большим запасом мощности, что ухудшает весогабаритные характеристики и снижает к.п.д. устройства, а также повышает го стоимость.
Задачей предлагаемого изобретения является создание печатающего устройства, обеспечивающего высокое качество печати в различных режимах и способного работать в жестких условиях эксплуатации.
Сущность предлагааемого технического решения заключается в том, что в печатающем устройстве, содержащем привод, каретку с печатающей головкой, механизм перемещения каретки, согласно изобретению в качестве привода использован двигатель постоянного тока, снабженный цифровой системой регулирования частоты вращения двигателя, включающей задатчик кода частоты вращения двигателя, генератор импульсов, счетчик импульсов, импульсный датчик частоты вращения двигателя, схему совпадения, электронный ключ, включенный последовательно в цепь подачи напряжения питания на двигатель, при этом выход генератора импульсов и
ВЫХОД импульсного датчика частоты врщцения двйшателя-соединены соответственно с первым и вторым входом счетчика импульсов, выход счетчика импульсов соединен с первым входом схемы совпадения, второй вход которой соединен с выходом задатчика кода частоты вращения двигателя, выход схемы совпадения соединена входом электронного ключа.
Кроме того, согласно изобретению механизм перемещения каретки включает кинематически связанный с валом двигатепя двухзаходный винтовой стержень, взаимодействующий с кареткой посредством механически с ней св кзанного поводка, размещенного внутри винтовой канавки стержня, при  поводок в нижней части имеет дугообр{ ный вырез, радиус
которого согласован с внутренним радиусом винтовой канавки стержня, а
ij
поверхность поводка, обращенная к каретке, имеет овальную форму.
Принципиальным для обеспечения работы устройства в жестких условиях эксплуатации является использование в нем двигателя постоянного тока в качестве привода для перемещения каретки с печатающей головкой, так как двигатель постоянного тока преодолевает действие резко возрастающей нагрузки на его валу ( при возникновении ударов, механической вибрации, возрастании трения в узлах ) за счет способности указанного двигателя увеличивать крутящий момент на валу при увеличении нагрузки, при этом сохраняется требуемый скоростной режим привода.
система регулирования частоты вращения двигателя, которой снабжен привод, используемый-В предлагаемом печатном устройстве. Да1шая схема обеспечивает адаптацию скорости движения каретки с печатающей головкой: к требуемому режиму печаи, информация о котором поступает с зада- тчика,тсоторым может являться ПЭВМ. Указанная информация задается в виде числового кода частоты вращения двигателя, содержащегося в драйвере сопряжения печатающего устройства с ПЭВМ. Поддержание необходимой скорости вращения двигателя ( обеспечивающей требуемую скорость перемещения каре пси в заданном режиме печати ) осуществля-ггся путем коммутации напряжения питания двигателя, производимой с помощью электромеханической обратной связи, элементом которой является импульсный датчик частоты вращения, механически связанный с валом двигателя. При этом высокое качество печати обеспечивается точным позиционированием каретки с печатающей головкой, которое достигается за счет высокой динамической точности поддержания заданной частоты вращения привода, снабженного предложенной системой регулирования.
Достоинством разработанной схемы системы регулирования является ее простота, а также возможность с ее помощью осуществлять перемещение каретки программным путем.
Для обеспечения надежной работы печатающего устройства в жестких условиях эксплуатации авторами также предложены усовершенствования, касающиеся кинематических звеньев механизма перемещения каретки. Наличие двухзаходнргр винтового стержня, взаимодействующего с ка
6 реткой п6с редством мезсанически„с лей связанного поводка, обеспечивает построчную печать знаков при продвижении каретки в прямом и обратном лаправлениях. Выбранная форма поводка-обеспечивает его плавное движение по винтовой канавке без заклинивания и исключает возможность  перехода на встречную канав1су в момент трогания,  при возникновении вибрации и ударов. На фиг. 1 представлена схема общего вида печатающего устройства, на фиг. 2 представлен чертеж поводка, -га фиг. 3 показано размещение поводка в винтовой канавке. Печатающее устройство ( фиг.1 ) содержит двигатель 1 постоянного тока, снабженный цифровой системой 2 регулирования частоты вращения двигателя 1. Выходной вал двигателя 1 кинематически связан посредством редуктора 3 с винтовым стержнем 4, взаимодействующим с кареткой 5 посредством механически с ней связанного поводка 6. На каретке 5 установлена печатающая головка 7. Цифровая система 2 регулирования включает задатчик 8 кода частоты вращения двигателя 1, генератор 9 импульсов, счетчик 10 импульсов, импульсный датчик 11 частоты вращения двигателя 1, механически связанный с его валом, схему 12 совпадения, электронный ключ 13, включенный последовате.11ьно в цепь 14 питания двигателя 1. Выход генератора 9 соединен с первым входом счетчика 10. Выход датчика 11 соединен со вторым
ВХОДОМ счетчика 10. Выход счетчика 10 соединен с первым входом схемы 12 совпадвния-Втррой ход схемы 12 совпадён ия соединен Q .выходом задатчика 8. Выход схемы 12 совпадения соединен со входом электронного ключа 13.
Устройство работает следуюпщм образом.
Информация о заданном режиме печати поступает с выхода задатчика 8 в виде числа, записываемого в схему 12 совпадения, соответствующего требуемому периоду следования импульсов датчика 11 частоты вращения
двигателя 1. Тем самым задается частота вращения привода, обеспечивдющая скорость продвижения каретки 5 с печатающей головкой 7, устано ленную для выбранного режима печати.
i
При поступлении указанного сигнала с выхода задатчика 8 схема 12 совпадения вырабатывает сигнал, по которому электронный ключ 13 замыкает цепь 14 питания двигателя 1. На двигатель 1 подается напряжение, и он начинает вращаться.
При вращении двигателя 1 на выходе датчика 11 появляются импульсы, период следования которых является сигналом, несущим информацию о действительной частоте вращения двигателя 1. В качестве датчика 11 может быть использован датчик Холла, или оптоэлектронная пара, или другие известные импульсные датчики частоты вращения.
счетчик 10 начинает отсчет высокочастотных импульсов, поступающих на дрзтой его вход от задающего генератора 9.
При появлении на входе счетчика 10 следующего импульса, прищедшего с выхода датчикаJ1, полученный результат отсчета с выхода счетчика 10 поступает на вход схемы 12 совпадения, при этом счетчик 10
возобновляет счет следующей серии высокочастотных импульсов, поступающих от генератора 9.
Результат отсчета счетчика 10 соответствует числу высокочастотных импульсов, поступивщих от гек ератора 9 за период следования двух очередных импульсов, поступающих с выхода датчика 11. В схеме 12 совпадения результат отсчета счетчика jlО сравнивается с числом, введенным в нее от задатчика 8. Если результат отсчета счетчика 10 равен или Превышает указанное число, это означает, что действительная частота вращения двигателя 1 не превышает заданную частоту, при этом сигнал на выходе схемы 12 совпадения не изменяется, и электронный ключ 13 остается замкнутым.
Если результат отсчета счетчика 10 меньше заданного числа, это означает, что действительная частота вращения двигателя 1 превышает заданную величину, при этом с выхода схемы 12 совпадения на вход электронного ключа 13 поступает сигнал, по которому цепь 14 питания двигателя 1 размыкается. Двигатель 1 замедляет свое вращение. Изменение частоты
вращения двигателя отслеживается схемой 2 регулирования.
В-момент, когда результат отсчета импульсов чтостз юющий с выхода счетчика 10, стаиет равиым заданному числу или превьюит его, схема 12 совпадения вырабатывает сигнал, по которому электроннБгаключ 13 вновь замыкает цепь питания двигателя 1.
Таким образом, путем коммутации питающего напряжения происходит регулирование частоты вращения двигателя 1.
Достоинством предложенной схемы является возможность ее peajra3aции про11раммным путем (за исключением электроннего ключа 13 и импульсного датчика 11 ) в составе контроллера управления печатающим устройством ( однокристальной ЭВМ ) без использования дополнительных аппаратурных средств.
Вращение двигателя 1 преобразуется в поступательное перемещение каретки 5 с помощью редуктора 3 и винтовой пары 4, 6. Каретка 5 взаимодействует со стержнем 4 посредством поводка 6, с которым она имеет жесткую механическую связь. Поводок 6 ( фиг. 2, 3 ) имеет форму, обеспечивающую его размещение внзтри винтовой канавки стержня 4, а также согласование сопрягаемых поверхностей указанных звеньев винтовой пары. Верхняя грань а поводка 6, обращенная к каретке 5, имеет овальную форму. В нижней части поводка 6 выполнен дугообразный вырез, радиус г которого согласован с внутренним радиусом г винтовой канавки стержня 4. Ширина 6 поводка 6 согласована с шириной 6 винтовой канавки стержня 4. Толщина h верхней части поводка 6 согласована с высотой h винтовой канавки стержня 4. В верхней части поводка 6 выполнено отверстие с под крепежный элемент, с помощью которого осуществляется механическая связь поводка 6 с кареткой 5.
Указанная конструкция звеньев винтовой пары обеспеч ивает плавное поступательное движение каретки 5 без заклинивания в прямом и обратном направлениях.