Як усунути збій каретки принтера. Енкодер. Енкодерна стрічка Енкодер від принтера як знайти контакти

Добрий день друзі!

Ви користуєтеся струменевим принтером? Не знаю як вам, а мені дуже подобаються ці розумні машини! Але будь-який розум, людський чи машинний, потребує органів почуттів, які надають інформацію для обробки.

"Органи почуттів" струменевого принтера - це його датчики. Сьогодні ми заглянемо всередину принтера і дізнаємось, які датчики там знаходяться.

Для початку відзначимо, що струменевий принтер - це електромеханічна система, що містить рушійні частини та електронну начинку.

Струменевий принтер як електромеханічна система

Електронна начинка принтера є мікропроцесорну систему.

Ця система подібна до тієї, яка встановлюється в системному блоці комп'ютера, тільки набагато меншої потужності.

Вона має у своєму складі кілька входів та виходів.

Виходи керують виконавчими механізмами (електродвигунами), які рухають каретку з голівкою і подають папір.

Ще вони «керують» світловими індикаторами, що показують різні режими роботи принтера та дюзами друкувальної головки, за допомогою яких чорнило подається на папір.

• друкуюча головка,
• сервісна станція для її очищення,
• джерело вторинного електроживлення, що забезпечує енергією механізми та електроніку.

Друкуючих головок може бути декілька, вони можуть бути поєднані з резервуарами для чорнила і встановлюватися окремо. Сервісна станція може керуватись окремим двигуном.

На входи цієї системи подаються сигнали з кнопок на передній панелі та датчиків, які є «очима» та «вухами» струменевого принтера. Ось про останні і поговоримо трохи докладніше.

Механічні датчики

Умовно датчики можна розділити на дві великі групи. механічні та оптичні.

Механічні датчики мають у своєму складі мікрокнопку та (необов'язково) якийсь важіль або тягу (подовжувач).

При натисканні на цю кнопку мікропроцесорну систему принтера подається сигнал, і принтер реагує на це відповідним чином.

Як правило, датчик відкриття/закриття кришки принтера – механічний.

Кришка має на своєму звороті виступ, тягу або важіль, яка при своєму піднятті натискає (або віджимає) відповідну мікрокнопку.

Принтер реагує так, що виводить каретку з друкуючою головкою в позицію заміни картриджа. Зазвичай при паузах в роботі головка знаходиться в крайньому правому положенні (у положенні паркування) над гумовою капою (прокладкою), що зменшує підсихання друкуючих сопел.

Кнопки живлення, протягування паперу, вибору режиму роботи також є механічними датчиками.

Деякі моделі принтерів можуть друкувати як на папері різних форматів, так і на CD-дисках. Вибір здійснюється за допомогою важеля, який з'єднаний з датчиком (найчастіше механічним). Опитуючи цей датчик, схема управління «знає», де вона має друкувати.

Оптичні датчики

Оптичні датчики – це «очі принтера».

Основу такого датчика складає оптопара.

Оптопара є фотодіодом і світлодіодом, розташованими на близькій відстані один від одного.

Світлодіод випромінює видиме світло (або інфрачервоне випромінювання) у бік фотодіода, фотодіод це випромінювання сприймає.

Якщо світловий потік від світлодіода потрапляє на фотодіод, на виході фотодіода є сигнал, якщо світлового потоку немає або перекрито - сигналу немає.

У більшості випадків пара світлодіод-фотодіод захищена непрозорим кожухом із вузькими прорізами. Це зроблено з метою забезпечити більш чітке спрацьовування і для виключення сторонніх засвіток.

З цією ж метою оптопари працюють переважно в інфрачервоному діапазоніщо дозволяє сильно зменшити вплив денного світла.

Для контролю наявності чи положення паперу в струменевих принтерах найчастіше застосовуються саме оптичні датчики. Крім оптопари, такий датчик містить у собі легку шторку, що повертається, яка перекриває світловий потік в оптопарі.

Коли аркуш паперу потрапляє в тракт подачі (безпосередньо перед зоною друку), він трохи піднімає шторку. Вона перекриває світловий потік, і принтер знає, що аркуш паперу підійшов до зони друку.

Енкодерні датчики

Є ще два оптичні датчики, які є у всіх моделях струменевих принтерів, навіть найпростіших.

Йдеться про енкодерних датчиках.

Один з них є вузькою прозорою стрічкою з часто нанесеними на неї чорними непрозорими штрихами.

Ця стрічка нерухомо закріплена паралельно і вище напрямної, якою рухається каретка з друкуючою головкою.

Усередині каретки є оптопара і, коли відбувається рух каретки, оптопара рухається вздовж енкодерної стрічки, перетинаючи непрозорі штрихи та світлі місця між ними.

Потік випромінювання від світлодіода оптопари періодично переривається, тому вихідний сигнал фотодіода має форму імпульсів.

Таким чином, вважаючи імпульси енкодерної оптопари, мікропроцесорна система відстежує положення каретки з друкуючою головкою.

За таким же принципом працює і енкодерний датчик, який враховує формат паперу, що використовується.

Зазвичай він розташований у лівій частині принтера, неподалік двигуна, що управляє подачею паперу.

Він виконаний у вигляді прозорого диска з нанесеними на край радіальними непрозорими штрихами.

Вважаючи ці штрихи, електронна схема «знає», яка частина аркуша вже надрукована (або прокручена під час протягування паперу).

Інші оптичні датчики

Є і сенсори (оптичні датчики) колірного калібрування.

Різні види паперу мають різну фактуру (матова, глянсова і т. д.) та різний ступінь білизни.

Колірні показники чорнила навіть у оригінальних картриджах можуть трохи відрізнятися від партії до партії.

Для приведення кольорів до якогось «спільного знаменника» використовується колірне калібрування.

При калібруванні кольору принтер спочатку друкує тест у вигляді кольорових фігур. Потім каретка із сенсором проходить над надрукованою областю, і її світлодіод випромінює світло у бік надрукованого зображення.

Фотодіод, який також знаходиться в каретці, вловлює відбите світло, спектр якого аналізує схема управління. Ця інформація враховується у подальшій роботі.

Для іншого типу паперу калібрування потрібно виконати заново.

Бачите, як виходить! За допомогою простих штуковин - кнопок, шторок, важелів, оптопар, шматків пластику зі штрихами - забезпечується досить високий інтелект струминного принтера!

За допомогою тих же детекторів виконується і принтера. Справа в тому, що при зміні головок (або картриджів) взаємне становище сопел може трохи змінитися. При цьому точність заливання кольорів зменшиться. Крім того, згодом механічні деталі принтера зношуються, і з'являються люфти. Все це спричиняє погіршення чіткості зображення.

Принтер спочатку друкує тестові фігури (квадрати, прямокутники, штрихи) з певним фіксованим положенням. Потім каретка повторно проходить з них і зчитує відбитий сигнал. Отримана інформація враховується у подальшій роботі.

І насамкінець слід сказати, що іноді на енкодерні стрічки та диски можуть потрапляти чорнило. Нормальна робота принтера може порушитися.

При забрудненні енкодерних стрічок та дисків їх слід очистити чистою (краще кип'яченою або дистильованою) водою.

Якщо ж використовуються пігментні або сольвентні чорнила - слід скористатися спеціальними. Добре ознайомитись зі статтею про струминний принтер на цьому сайті.

З вами був Віктор Геронда.

До певного часу ні про який збій каретки на своїх струменевих принтерах я і не думав. Спокійно собі друкував, поки проблема буквально не підкралася ззаду. Чергова фотографія раптом вийшла з принтера каламутною, не різкою. Перевірив фото на моніторі – відмінна якість. Зрозуміло, що річ у принтері. Провів тест дюз – все чудово. Схоже, що порушилося калібрування друкувальної голівки. Спробуємо відкалібрувати. Заходжу в меню Пуск - Пристрої та принтери - Вибираю свій принтер - Налаштування друку - Сервіс - Калібрування друкувальної головки. І тут бачу, що під час калібрування, з принтером стало творитися щось неймовірне - каретка почала буквально битися об бічну стінку принтера. "Головка" втратила орієнтири. Значить, порушилося щось, що дає ці орієнтири. Шукати довго не довелося – проблема опинилася у забрудненні енкодера. Енкодер(англ. Encoder) – тонка напівпрозора стрічка, що йде по всій довжині принтера за кареткою.

На задній стінці каретки розташований датчик, що позиціонує, який і зчитує потрібну принтеру інформацію з енкодера. Енкодер є своєрідною лінійкою з мітками, завдяки якій принтер з великою точністю друкує зображення. Не дивно, що коли ця лінійка забруднилася, головка принтера, що називається, «загубилася».

Якщо на вашому принтері встановлено , то забруднення енкодера буде трапляється досить часто. Деякі моделі принтерів (зокрема, Canon) взагалі відмовляються друкувати, видаючи помилку збою каретки. Але тепер ви самі зможете вирішити цю проблему.

Я очистив енкодер чистою ганчірочкою, змоченою у воді. Можна використовувати спиртовий розчин. Акуратно протріть енкодер з обох боків по всій довжині. Для зручності роботи виведіть принтер у режим заміни картриджів і, коли каретка вийде на середину, витягніть шнур живлення. Тепер ви зможете рукою переміщати каретку вліво та вправо та очистити енкодер по всій довжині.

Під час очищення не перестарайтеся, будьте обережні. Якщо ви розтягнете його або пошкодите, доведеться шукати новий енкодер.

Очищення зайняло у мене менше п'яти хвилин, а відразу після цього роздрукована фотографія показала, що тепер принтер у повному порядку.

Таку ж процедуру я з профілактичною метою зробив і на Epson T27, який я використовую для . Чистота йому також не зашкодить.

До речі, за подібний ремонт у сервісному центрі вам довелося б заплатити чималу суму. Але тепер ви й самі знаєте, як усунути збій каретки на своєму принтері.

Енкодер - це пристрій, що перетворює лінійне або кутове переміщення в послідовність сигналів, що дозволяють визначити величину переміщення.

Стрічка енкодера в принтері - це система навігації. Без стрічки растру принтер не зможе зрозуміти, де у нього знаходиться друкуюча каретка в даний момент. А без цього неможливо зрозуміти, в який момент потрібно починати друкувати і де закінчувати. Стрічка растру виконана найчастіше на плівках фотолітографічним методом. Є тонкою прозорою полімерною плівочкою, з нанесеними на ній чорними непрозорими смужками. Якщо подивитися на стрічку растру під збільшувальним склом, можна явно побачити ці смужки.

За стрічкою енкодера стежить датчик растру. Він знаходиться на каретці і посилає сигнал, в який момент часу слід починати друк, а в який закінчувати. Неприпустимо, якщо налаштувати принтер, торкаючись датчика енкодера за стрічку екодера. У цьому випадку дані зі стрічки зчитуватимуться некоректно, можливі помилки позиціонування та розбіжність надрукованої картинки. Також слід уникати потрапляння розчинників або чорнила на внутрішню частину датчика енкодера. Це може призвести до затуманювання лінз і вивести з ладу датчик растру. Датчик енкодера складається з інфрачервоного випромінювача з одного боку, і фотоприймача з іншого боку. Принцип дії датчика растру наступний. Проходячи над темними та прозорими смужками на стрічці растру, датчик посилає сингнал на плату керування принтера, який визначає положення каретки щодо початкової позиції. Часті випадки коли через погано натягнуту стрічку растру, відбувається роздвоєння зображення або зсув з кожним проходом. Якщо є підозра на те, що стрічка енкодера зносилася, то можна для початку спробувати перевернути стрічку енкодера задом наперед або вгору ногами. У 50% випадків така дія допомагає вирішити проблему, пов'язану зі стрічкою енокодеру.

Щоб очистити стрічку, принтер повинен бути вимкнений.
На старих моделях принтерів стрічка енкодера нічим не захищена і видно без особливих проблем, на нових вона закрита металевим захисним кожухом. При необхідності прочищення потрібно акуратно, але із зусиллям потягнути кожух вгору і на себе. Тоді він вискочить із пазів. Не пошкодіть стрічку.
Після прочищення стрічку необхідно вставити у спеціальні пази. Стрічка має бути перпендикулярна до рейки. Якщо ні, то значить не стала в пази. Заклацуйте кожух назад у кількох місцях. Після клацання поганяйте його по рейці. Якщо ходить умовно вільно, значить замикається. Каретку потім проведіть руками по рейці на предмет чіпляння.

Очищення стрічки потрібно виконувати, використовуючи м'який матеріал, який не погіршить стан енкодера. Наприклад безворсову серветку. При очищенні не натискайте на стрічку занадто сильно, оскільки це може призвести до стирання міток на поверхні стрічки, а вони важливі для правильного пересування каретки. Чистити датчик можна акуратно ватяними паличками.

Рано чи пізно в житті кожного саморобкіна виникає потреба в покупці чогось такого такого, що зазвичай саме на думку не спаде. Ось і я жив собі спокійно і про енкодер навіть не замислювався.

Хоча має зізнатися досвід роботи з енкодерами мав. Якось в одній і виробів використовував енкодер з принтера.

У цій історії все трапилося раптово. Повзаючи своїми хобійними форумами натрапив на конкурс. Сайт (називати не буду, тому що розмова не про нього) проводив мабуть розкрутку відвідуваності і плюс один із форумчан проводив розкрутку своїх російського виробництва виробів. І розігрувався комплект із 3 наборів для самостійного збирання сервоконтролерів. Я зареєструвався на цьому форумі, подав заявку (разом із 3 або 4-ма лише учасниками) і… виграв.

Так я став володарем 3-х наборів для збирання сервоконтролерів. Далі мені знадобилися енкодери. Дозволю собі пояснити для читачів не так глибоко занурених у електронні компоненти, що таке сервоконтролер, енкодер та з чим усе це їдять.

Є два основних способи керувати точним переміщенням у виробах з ЧПУ (числове програмне управління). Спробую пояснити максимально доступною мовою, без складних схем та термінів.
Перший спосіб це крокові двигуни. Кроковий двигун має складний пристрій - кілька котушок, що притягають сердечник у заданих положеннях.

Кількість положень, в яких може бути зафіксований сердечник називається кроками, проміжні положення (регулюються різними проміжними напругами і магнітними полями відповідно) називають мікрокроками. Керує кроковим двигуном драйвер - це плата управління, як правило з мікроперемикачами кроків та регулювання струму, що протікає через двигун. На вхід драйвера подаються сигнали: Enable (дозволити роботу крокового двигуна), DIR (напрямок обертання), STEP (кількість кроків, на яку двигуну необхідно повернути вал). І драйвер переводить команди в обороти двигуна. Дуже проста та надійна конструкція. З мінусів - швидкість обертання двигуна обмежена через його конструктив, і якщо двигун пропустить з тієї чи іншої причини кроки, то програма, що управляє, про це не дізнається. Звідси і сфера застосування - низько і середньошвидкісні двигуни в заданій області навантажень. Наприклад, 3Д принтер або хобінні верстати.

Другий спосіб керувати переміщеннями – сервомотор. Мотор сам по собі може бути будь-яким, постійного або змінного струму, не має різниці. Єдина умова, його вал повинен мати енкодер. Енкодер - це пристрій визначення позиції валу на даний момент часу. Про енкодер ми поговоримо докладніше трохи пізніше. Сервоконтролер має інший принцип роботи, на відміну драйвера крокового двигуна. Сервоконтролер отримує на вході ті самі сигнали Enable, STEP, DIR і подає на двигун напругу. Двигун починає обертатися в потрібному напрямку, енкодер повертає дані про положення валу двигуна. Як необхідне становище досягається, вал двигуна у ньому фіксується. Звісно це дуже спрощено, т.к. є прискорення та гальмування двигуна, управління струмом і напругою, пропорційно-інтегрально-диференціюючий (ПІД) регулятор у контурі зворотного зв'язку, але ми ж домовилися цього разу не сильно лізти в теорію.

Які ж плюси серводвигунів: будь-яка швидкість обертання, відсутність пропуску кроків, безшумність (кроковий двигун відчутно гучний у роботі через свій конструктив). Але вартість сервоконтролерів вища і значно драйверів крокових двигунів. Тому основна ніша сервоконтролерів – професійне застосування.

Для свого проекту я вибрав двигуни "Динамо Слівен". Ці двигуни широко використовувалися за радянських часів в ЕОМ та їх було якесь нереально велика кількість. Здається, що практично будь-який хобільник або має такий двигун чи стикався з ним. На барахолках їх досі перепродують. Це двигуни постійного струму з фантастичним ресурсом і стійкістю до будь-яких знущань.

Як сервоконтролер я використовував виграну плату. Вона являє собою розвиток open source сервоконтролера, відомого під стійким брендом «сервоконтролер Чена» - на ім'я китайця, року так 2004-го, якщо не помиляюся, що запропонував цю схему.

Тепер уже практично переходимо суті огляду – до енкодерів. Вибір енкодера був здійснений за характеристиками та ціною. Які бувають типи енкодерів. В основному це оптичні та магнітні. Магнітні – коли на краях диска закріплені магніти, а біля них – датчик Холла.

Рішення дороге, промислове, має підвищену надійність. Ціна не хобійна жодного разу.

Оптичні енкодери. Найпоширеніше рішення. Є у кожній мишці. Раніше відповідали за обертання кульки та коліщатка. Тепер кульок уже немає, а ось коліщата залишилися. Принцип роботи простий - переривання світлового пучка непрозорим тілом, що проходить.

Оптичні енкодери є 2-х типів: інкрементальні та абсолютні. Інкрементальні діляться на 2 підтипи. Найпростіші інкрементальні – такі як зображені на малюнку вище. Вони визначають перетин світлового потоку і на їх основі можна побудувати, наприклад, тахометр. Недолік даного енкодера полягає в тому, що за допомогою нього неможливо визначити напрямок обертання диска. Інкрементальні 2-х канальні вирішують завдання визначення напрямку обертання диска.

Для цього використовується не один фотодіод, а кілька, зазвичай 4. Вони формують 2 незалежні канали передачі даних, і порівнюючи сигнали з цих каналів можна однозначно зробити висновок про напрямок обертання диска.

Які недоліки є у даного інкрементального енкодера? Брак один, але для ряду застосувань він критичний. При ініціалізації енкодера ми не знаємо, в якому положенні знаходиться диск. Тобто. ми можемо дізнатися лише напрямок та швидкість обертання диска.

Для отримання повної інформації, а саме - початкове положення диска, напрямок та швидкість обертання використовуються абсолютні енкодери.

Абсолютні енкодери використовують диск зі складною системою кодування положення. Найбільш поширений код Грея – двійкове кодування із захистом від помилок.

Я зупинив свій вибір на инкоментальном енкодері з контролем напрями обертання, тобто. із двома квадратурними каналами виведення інформації. Дозволи в 100 ліній на обіг диска мені було за очі. Тому на Аліекспресі я знайшов енкодери за розумну ціну та з потрібними мені характеристиками.

Ось фотка 3-х енкодерів, що прийшли мені. Дійшли вони тижнів за 3.

У енкодерів 4 висновки, Червоний – живлення 5В, Чорний – земля, Кольорові – канали А та В.
Я швиденько виточив втулочку на вал двигуна під кріплення диска, вкрутив туди стрижень із різьбленням.

На 3Д принтері роздрукував майданчик під кріплення датчика енкодера

Зібрав усі разом

Підключив сервоконтролер, і… тут був би щасливий кінець огляду, але ні. Нічого не заробило. Навіть близько нічого не заробило.

Підключив осцилограф і зрозумів, що жодних квадратурних сигналів на виході немає, тільки шуми, наведення та незрозумілі виплески. Грішив я на все на світі. І на вимогливість до позиціонування, і на засвічення, і на електромагнітні наведення. І годинами акуратно возюкав датчик у різних положеннях, вимикав світло і намагався зробити все те саме в темне. "Крокодил не ловиться, не росте кокос." Зрозуміло я перепробував усі 3 енкодери. Скрізь те саме. І тут мене смикнуло роздивлятися датчик у мікроскоп.

Те, що я побачив, здивувало мене. Усі 4 сенсори стояли до ряду по радіусу диска, тобто. засвічувалися через проріз диска одночасно. Зрозуміло, нічого не працювало. Датчики повинні стояти перпендикулярно радіусу диска і засвічуватися послідовно різними фронтами прорізу диска. Я не міг повірити, що це так просто і так безглуздо. Китайці поставили датчик із поворотом на 90 градусів. Я запитав на форумі у такого ж як я покупця таких же енкодерів як у нього стоїть датчик. І в нього все було неправильно і не працювало.

Почухавши в потилиці я вирішив спробувати цю справу виправити. Енкодер розібрався легко, за допомогою фена розплавив термоклей і дістав начинки.

Підніс датчик до диска так, щоб сенсори були поперек рисок. Звичайно, датчик коректно не встав, але на осцилографі почав з'являтися якийсь осмислений сигнал.

На фото видно, що сенсори стали перпендикулярними до радіусу диска.

Зібрав, підключив до сервоконтролера і… Бінго, все запрацювало! Двигун став у режим утримання позиції. Тобто. при спробі провороту валу двигуна, мотор упирається і якщо його все ж таки провернути, то повертається у вихідне положення.

Як резюме. Енкодер із коробки не працює. До покупки не рекомендую. Але у своїй ціновій категорії, якби він був справним, це гарне бюджетне рішення. Або якщо переробка виробу працююче не лякає, можна брати і переробляти.

У продавця купа позитивних відгуків на такий енкодер. Або це все липа, або, що найімовірніше, шлюб пішов масово зовсім недавно.

Я написав продавцю, він поки що шле мені тонну технічних описів і пропонує спробувати ще, і натякає, що це я не розібрався. Буду на нього тиснути. Нехай хоч частину грошей поверне. Я стільки часу угрохав через їхнє заводське розгильдяйство.

Всім добра та задоволення від хобі!