Печатающие устройства ударного действия Особенности процесса печати
Регистрация информации на носителе в печатающих устройствах ударного действия получается за счёт усиления прижима печатающего элемента к опорной поверхности. Чтобы понять сущность особенностей процесса печати, целесообразно рассмотреть схему механизма печати, где между печатающим элементом и опорной поверхностью располагают красящую ленту и пачку из нескольких листов бумаги с проложенным между ними листами копировальной бумаги, а необходимые усилия прижима создают за счёт соударения печатающего элемента и опорной поверхности. Сами механизмы печати, применяемые в устройствах ударного действия могут иметь различные конструктивные решения.
На рисунке дана схема механизма печати ударного действия. В этом случае печатающим элементом является знаконоситель с выступающими знаками – 1, а опорной поверхностью является молоточек – 4, имеющий возможность перемещаться для нанесения удара по знаконосителю.
Пружины – 6 выполняют функции удержания молоточка – 4 в исходном положении. Между молоточком и знаконосителем расположены красящая лента – 2 и пачка бумаги – 3. Движение молоточку – 4 передаёт якорь – 5 при срабатывании электромагнита – 7.
Кинетическая энергия молоточка, имеющего массу m и скорость перемещения Vo к моменту соприкосновения с бумагой составляет Emax = ½ * mVo2
В момент удара (молоточком по красящей ленте, пачка бумаги с проложенной копировальной бумагой и неподвижным знаконосителем) кинетическая энергия молоточка преобразуется в потенциальную энергию деформации среды, по которой производится удар.
При ударе молоточком имеются потери кинетической энергии, связанной с сопротивлением воздуха и количеством движений листов в пачке бумаги. Кроме того, при ударе возможно пробивание бумаги и красящей ленты. если не учитывать эти явления, кинетическая энергия молоточка полностью переходит в потенциальную энергию деформации среды в момент, соответствующий максимальной величине деформации Х. При этом потенциальная энергия определяется выражением
Wmax = ∫ Fdx (от нуля до Х), где А – сила сжатия необходима, чтобы обеспечить перенос краски с ленты на бумагу.
Энергия одна переходит в другую. Итак, часть потенциальной энергии преобразуется в кинетическую энергию отскока молоточка, а оставшаяся часть рассеивается в процессе переноса краски на бумагу, а также в процессе удара среда претерпевает не только упругие, но и пластические деформации.
Молоточек возвращается в исходное положение в основном за счёт отскока. Пружина, связанная с молоточком, развивают усилие, необходимое для фиксации молоточка, но не достаточное для быстрого возврата его в исходное положение.
теоретические исследования процесса печати для механизмов ударного действия направлены на вывод таких зависимостей между различными параметрами механизма, которые позволили бы производить наиболее правильный их вывод. Основные параметры теоретических исследований механизмов печати ударного действия является получение выражения для времени контакта при ударе, так как в основном определяет быстродействие механизма печати. Из-за сложности процессов, происходящих при работе механизмов печати ударного действия, для теоретических исследований приходится делать ряд допущений, позволяющих получать простые зависимости, отражающие приближённо исследуемые процессы.
В связи с исследованиями были определены оптимальные параметры механизмов ударного действия и в среднем они принимают следующие значения:
масса молоточка m = 0.5 - 2.0 гр
площадь знака S = 0.5 - 1.5 мм2
максимальная сила сжатия Fmax = 50 - 150 Н
максимальное давление Fmax / S = 100 - 200 H/ мм2
коэфф восстановления при ударе k = 0.3 - 0.5
макс. величина деформации X = 0.02 - 0.15 мм
скорость молоточка Vo = 3 - 4 м/с
макс. энергия Emax = 3*10-3 – 9*10-3 Дж
время контакта Тк = (100 ± 200)*10-6 с
Значение коэффициента восстановления k, в общем случае зависящего от начальной скорости Vo , масса молоточка m, толщины пачки бумаги и площади S знака.
Рассмотрим схему системы, нечувствительной к числу печатаемых экземпляров. Такая система содержит упругий элемент, выполняющий функцию контроля движения, т.е. контроля качества отпечатка рисунка. В основном механизм работает так же, как рассмотренная выше схема. Разность в том, что молоточек перемещается для нанесения удара по бумаге и красящей ленте и знаку – знаконосителя, вступает во взаимодействие с амортизатором – устройство контроля качества отпечатка, изготовлены из резины. При печати одного экземпляра в момент начала контакта молоточка с бумагой амортизатор сжимается на определённую величину. При большем числе печатаемых экземпляров амортизатор сжимается на меньшую величину, и поэтому кинетическая энергия молоточка в момент начала контакта с бумагой выше.
Плотность отпечатка при этом остаётся постоянной независимой от количества листов в пачке бумаги и их толщины.
