Функциональная схема и принцип работы принтера

Я не очень уверен, что тут нужна функциональная схема, может только принцип работы будет?

Принцип работы Струйные принтеры непрерывно совершенствуются. Одно из направлений прогресса в этой области — уменьшение размера выбрасываемой капельки. Чем меньше объем капли, тем меньше «клякса» на бумаге. Тем четче получается изображение — как основные цвета, так и тени, и полутона. В современных принтерах объем выбрасываемой капельки доведен до объема единиц пиколитров (пл). Один пиколитр — это 10^ -12 л.

Качество изображения так же определяется технологией печати. В принтере Epson применяется пьезоэлектрическая технология (рис. 1).

Рис. 1 Пьезоэлектрическая технология

Пьезоэлектрический (Piezoelectric Ink Jet) — над соплом расположен пьезокристалл с диафрагмой. Когда подаётся электрический ток на пьезоэлемент, он изгибается и тянет за собой диафрагму — формируется капля, которая впоследствии выталкивается на бумагу. Технология позволяет изменять размер капли.

Рассмотрим чуть более подробно, как работает аппаратная часть струйного принтера. Условно ее можно разделить на следующие части:

• · — механизм транспорта носителя,
• · — механизм перемещения каретки с печатающей головкой и картриджами,
• · — печатающий узел (головка или картриджи),
• · — датчики принтера,
• · — блок питания

~ Механизм транспорта носителя включает в себя:

• · — двигатель,
• · — вал подачи,
• · — ролик захвата,
• · — выходные направляющие.

Рис. 2 Вал подачи носителя

Вал подачи носителя (рис. 2) имеет обрезиненные участки, снизу лист бумаги также поддерживается роликами. Лист надежно фиксируется и подается в начальное положение области печати (под печатающую головку).

Фирмы EPSON используют подачу сверху, при этом напечатанное изображение выходит в нижней части принтера. Носитель изгибается в механизме транспорта, но изгиб этот невелик (меньше 90 градусов). Может подаваться как тонкая офисная бумага плотностью 80 г/кв. м, так и картон плотностью до 250 г/кв. м.

~ Механизм перемещения каретки (рис. 3).

Рис. 3 Механизм перемещения коретки

Когда бумага подана в зону печати, печатающая головка должна проехать над листом бумаги и нанести на него цветное изображение. Возвратно-поступательное движение каретки с печатающей головкой с картриджами осуществляется другим двигателем.

Используются ременная передача и зубчатые колеса. Ремень обычно подпружинен, чтобы осуществить необходимое натяжение. За один проход головка печатает изображение шириной в несколько миллиметров. После того, как полоска изображения напечатана, механизм подачи прокручивает лист вперед, подводя к рабочей зоне место, свободное от печати. Далее процесс повторяется.

В зависимости от требуемого качества (и настроек драйвера принтера), головка может проходить над одним и тем же местом на листе бумаги несколько раз. Таким образом, при самой качественной печати, чернил расходуется больше и длительность работы увеличивается. При черновом качестве чернил расходуется меньше всего и скорость работы максимальна.

~ Датчики принтера.

В качестве оптических датчиков используется оптопара — светодиод и фотодиод, смонтированные в одном корпусе. Если пространство между светодиодом и фотодиодом свободно, на выходе фотодиода будет активный сигнал. Если оно чем-то перекрыто — так, что поток оптического излучения от светодиода к фотодиоду прерван, то на выходе фотодиода активного сигнала не будет.

Механизм транспорта носителя (рис. 4) содержит оптопару со свободно вращающейся в зазоре между светодиодом и фотодиодом легкой шторкой. Когда лист попадает в механизм транспорта, он приподнимает шторку и сигнал на выходе фотодиода меняется.

Рис. 5 Датчик верхней крышки

Нужно также знать, открыта ли верхняя крышка принтера или нет. Верхнюю крышку открывают при замене картриджей, техническом обслуживании или удалении застрявшего листа бумаги.

Датчик открытия крышки (рис. 5) оптомеханический — в виде оптопары и легкой вращающейся шторки, управляет которой механическая тяга или коромысло. Если открыть верхнюю крышку при печати, то управляющая схема, получив сигнал с датчика, остановит каретку. И оператор не получит по рукам быстро перемещающимся механизмом.

Рис. 6 Энкодерная лента

О положении печатающей головки относительно листа бумаги принтер «узнает» при помощи энкодерной ленты и оптопары, находящейся внутри каретки.

Энкодерная лента (рис. 6) представляет собой прозрачную полоску из тонкого пластика с нанесенными на нее тонкими непрозрачными штрихами.

Каретка с картриджами ездит взад-вперед вдоль энкодерной ленты. При этом непрозрачные штрихи (темные полоски) на ней периодически перекрывают поток излучения оптопары.

В схему управления поступает последовательность импульсов. Чем дальше отъехала каретка от начального положения, тем больше импульсов поступит в схему управления.

Рис. 7 Энкодерный диск

Еще один энкодерный датчик находится на валу подачи бумаги. Энкодерный диск (рис.7) выполнен в виде коротких радиальных непрозрачных штрихов на круглом прозрачном куске пластика.

По мере подачи носителя в схему управления принтера поступают импульсы с выхода фотодиода оптопары.

Посчитав импульсы, управляющая схема «знает» не только то, что носитель находится в зоне печати, но и какая именно часть листа уже отпечатана.

В нижней части каретки имеется еще один датчик, так называемый PW (Paper Width, ширина бумаги) сенсор (рис. 8). Он определяет формат бумаги.

Рис. 8 PW-сенсор

Чтобы головка не плевала краской впустую и куда не надо, датчик проверяет ширину и запрещает печать, если оператор ошибся в выборе формата печати. Он состоит из тех же светодиода и фотодиода. Светодиод излучает свет, который, отражаясь от бумаги, попадает в фотодиод. Если бумаги нет, активного сигнала на выходе фотодиода не будет.

Схема управления отслеживает этот сигнал и одновременно считает штрихи энкодерной ленты. Чем больше штрихов насчитает схема управления за время, когда сигнал на выходе фотодиода активен — тем шире ширина бумаги.

Чтобы не повредить свою механику при попадании в зону движения каретки посторонних предметов или замявшегося листа бумаги. В цепь питания двигателя ставится сенсор — обычный резистор, омическое сопротивление. Сигнал с него — падение напряжения на нем — подается в схему управления. При обычной работе падение напряжения на сенсоре не превышает некоторой пороговой величины.

При попадании посторонних предметов каретка притормаживается, при этом ток через двигатель увеличивается. Увеличивается падение напряжения на сенсоре. При этом оно превышает порог, об этом узнает схема управления, которая и останавливает двигатель.

После этого подается сигнал на индикаторы панели управления, и они начинают мигать, привлекая внимание оператора. В руководстве пользователя (User Manual) обычно рассказывается, какие световые индикаторы как себя ведут при типовых проблемах с принтером.

~ Блок питания принтера (рис. 9).

Рис. 9 Блок питания

Он построен по тем же принципам, что и блок питания для компьютера, он также импульсный, что позволяет уменьшить его габариты, вес и теплоотдачу.

Блок питания принтера выполнен в виде отдельно закрытого модуля. Обычно он обеспечивает два постоянных напряжения:

• · +5 В (или +3,3 В) — для питания платы электроники,
• · +30 — 40 В (или около того) — для питания двигателей.

Как правило, блоки питания струйных принтеров выполнены достаточно качественно, отказы в них случаются редко.