Как работает струйный принтер. Часть 2

Здравствуйте, уважаемые читатели блога!

В первой части статьи мы начали  знакомиться с тем, как работает струйный принтер. Во второй части мы закончим краткое знакомство с устройством «струйника». Вы будете осознанно работать с ним и понимать, что он делает!

 Датчики принтера

Как же принтер узнает – находится ли носитель в зоне печати или нет и что надо печатать в конкретном месте листа?

Что же это за «органы чувств», посредством которых печатающее устройство «узнает», что ему делать?

Эти «глаза» и «уши» — механические и оптические датчики принтера.

В качестве оптических датчиков используется так называемая оптопара – светодиод и фотодиод, смонтированные в одном корпусе.

Если пространство между светодиодом и фотодиодом свободно, на выходе фотодиода будет активный сигнал. Или, условно говоря, сигнал высокого уровня, какой-то относительно большой уровень напряжения.

Если оно чем-то перекрыто – так, что поток оптического излучения от светодиода к фотодиоду прерван, то на выходе фотодиода активного сигнала не будет. Условно говоря, будет сигнал низкого уровня, какой-то относительно небольшой уровень напряжения.

Механизм транспорта носителя 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.

Конкретная логика работы – открывается или перекрывается при этом поток излучения — зависит от конкретной реализации в конкретной модели принтера. Схема управления отслеживает это изменение, и принтер «узнаёт», что носитель подан в зону печати.

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 может быть чисто механическим, в виде микрокнопки, которую нажимает (или отжимает) специальный выступ в крышке.

Он бывает и оптомеханическим – в виде оптопары и легкой вращающейся шторки, управляет которой механическая тяга или коромысло. Или просто крышка содержит выступ, который перекрывает поток излучения, когда она закрыта.

Если открыть верхнюю крышку при печати, то управляющая схема, получив сигнал с датчика, остановит каретку. И оператор не получит по рукам быстро перемещающимся механизмом.

 Энкодерные датчики

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

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

Каретка с головкой (или 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 (от позиции парковки), тем больше импульсов поступит в схему управления.

Еще один энкодерный датчик находится на валу подачи бумаги – только он 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.

PW-сенсор

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

Форматов существует множество – А3, А4, Letter, А5 и куча промежуточных. Может быть ситуация, когда пользователь, вставив лист бумаги формата А4, попытается распечатать на нем изображение А3. Или еще что-нибудь в этом роде…

Чтобы головка не плевала краской впустую и куда не надо, датчик проверяет ширину и запрещает печать, если оператор ошибся. 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. Все просто!

 А как «струйник» узнает, что замяло бумагу?

Могут иметь место случаи, когда в зону движения каретки попадают посторонние предметы или замявшийся лист бумаги. Принтер должен отслеживать эти ситуации, чтобы не повредить свою механику.

В большинстве случаев это решается следующим образом. В цепь питания двигателя ставится сенсор, часто  — 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 (в соответствии с законом Ома) 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

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 может быть выполнен в виде отдельно закрытого модуля или в виде отдельной платы электроники. 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.

 Интерфейс

Данные в принтер поступают по интерфейсному кабелю. Раньше в большинстве случаев использовался параллельный интерфейс с характерными D-разъемами на 25 контактов.

Теперь используется интерфейс USB (Universal Serial Bus, универсальная последовательная шина). Он имеет 4 контакта и обладает большей скоростью обмена данными.

К тому же его кабель тоньше и дешевле, чем кабель параллельного интерфейса. В настоящее время используется спецификация 2.0, начинается переход на спецификацию 3.0, обладающую еще более высокими характеристиками.

 Самообслуживание принтера

Следует рассказать и о «самообслуживании» принтера, которое выполняет он сам. Дело в том, что сопла, через которые выбрасываются капельки чернил, очень узкие. Чернила, находящиеся в них, легко подсыхают – особенно, когда устройство стоит в теплом месте, да еще неделями без работы.

Много светлых голов «морщили лбы» и изобретали такую формулу чернил, чтобы они быстро сохли на носителе и медленно – в соплах. Кроме того, чернила должны удовлетворять еще таким требованиям, как  правильная цветопередача, стойкость к температурным перепадам, коэффициент поверхностного натяжения и т.д. и т.п.

К настоящему времени в этом сложном деле достигнуты большие успехи. Тем не менее, при длительном простое чернила в соплах все равно подсыхают. Поэтому первое, что делает любой струйный принтер после включения – прочищает сопла.

Сразу после включения можно услышать, как в принтере что-то тихо жужжит (при этом печать не производится), и периодически перемещается туда-сюда каретка с печатающей головкой. Если сказать кратко, под соплами периодически создается область пониженного давления. Давление в полости картриджа при этом остается равным атмосферному.

Чернила за счет разности давлений проталкиваются через сопла, выдавливая из них сгустки и пробки.

В процессе печати принтер тоже самостоятельно может выполнять прокачку чернил, очищая сопла, особенно если печать производится с фотографическим качеством.

При этом каретка, напечатав часть изображения, отъезжает к позиции парковки, где ее «берет в оборот» сервисная станция.  Как правило, операцию чистки сопел можно выполнить из драйвера принтера, т.е. сделать это тогда, когда это надо оператору (а не принтеру).

В большинстве моделей струйных принтеров фирмы HP чистку сопел и другие операции можно выполнить с помощью кнопок на передней панели.

На этом, пожалуй, закончим краткое знакомство со струйными принтерами. Надеюсь, вопрос «как работает струйный принтер» для Вас, уважаемый читатель, в какой-то степени прояснился. Можно поделиться этим знанием с ближним…  Найдите «чайника» и расскажите ему, что Вы узнали!  Можно еще почитать памятку пользователю струйного принтера.

Но мы не рассмотрели собственно печатающий узел. Расскажем об этом и многом другом в следующих статьях.

С железным приветом к Вам – Ваш Vsbot.