Струменевий принтер

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вступ

Що б не говорили про перевагу електронних носіїв інформації над паперовими, схоже, століття друкованого тексту пройде ще не скоро. Давно відомо, що надрукований текст сприймається інакше, ніж його «електронна» копія на екрані монітора. І до того світлого дня, коли безпаперовий стандарт інформації візьме гору і нам більше не доведеться переводити на папір весело шумливі ліси…

Ми будемо друкувати. А значить, що принтер залишиться таким же незмінним атрибутом будь-якого офісу і навіть квартири.

1. Призначення, будова та технічна характеристика приладу

Струменевий принтер є подальшим розвитком ідеї матричного принтера, тому в його конструкції збережено багато з елементів попередника. Головним елементом струменевого принтера є друкуюча головка. Друкуюча головка складається з великої кількості сопел, до яких підводяться чорнило. Чорнила подаються до сопла за рахунок капілярних властивостей і утримуються від витікання за рахунок сил поверхневого натягу рідини. У головку вбудований спеціальний механізм, що дозволяє викидати з сопламікроскопічну крапельку чорнила. Залежно від пристрою цього механізму розрізняють приналежність принтера до того чи іншого класу.

Друкуючі голівки можуть конструктивно об'єднуватися з чорнильним картриджем і замінюватися одночасно з ним, а можуть бути встановлені в принтері постійно - при цьому замінюється тільки картридж. Кожен з цих варіантів має свої переваги і недоліки. Здавалося б, що чорнильна ємність без друкуючої головки повинна коштувати набагато дешевше, ніж в комбінації з друкуючої головкою. На ділі цього не відбувається і помітного здешевлення експлуатації при постійно встановленої в принтері друкуючої головки не спостерігається. У той же час, легко змінна друкуюча головка дозволяє легко вийти з труднощів, пов'язаних з засиханням чорнила в її каналах. Слід пам'ятати, що якщо чорнило засохнуть в голівці, то її, як правило, слід міняти, якщо своєчасно не будуть вжиті відповідні заходи. Для того, щоб зменшити ризик засихання чорнила в каналах голівки, передбачається спеціальне положення парковки. У більшості принтерів передбачена функція очищення сопів. Тим не менш, все це не дає повної впевненості, що при експлуатації друкуючу головку не доведеться змінювати.

Головка разом з ємностями для чорнила закріплюється на каретці, яка за спеціальною направляючої здійснює зворотно-поступальний рух поперек аркуша паперу. Хоча спосіб об'єднання друкувальної головки та ємності для чорнила конструктивно найбільш простий і в силу цього набув найширшого розповсюдження, він не є оптимальним. Справа в тому, що каретка повинна досить швидко рухатися, а також досить швидко змінювати напрямок руху, бо швидкістю її руху визначається швидкість друку. Для цього рухома каретка повинна бути мало інерційної, тобто мати, можливо, меншу масу. З цією метою зменшують об'єм ємності для чорнила. Тому, переважно виявляється розміщення ємності для чорнила на нерухомої частини принтера, а подачу чорнила до друкуючим головкам здійснювати за допомогою спеціальних трубопроводів.

Така система дозволяє підвищити швидкість друку і одночасно збільшити ємності для чорнила, проте система трубопроводів конструктивно настільки складна, що така конструкція використовується дуже рідко.

В процесі друку лист паперу переміщується вздовж тракту друку за допомогою спеціального механізму. Його основу складає прогумований валик, що приводиться в обертання кроковим двигуном. До валику папір притискається допоміжними обгумованими роликами. Протяжка відбувається за рахунок сил тертя при повороті валика. У старих конструкціях принтерів папір для друку заправлялася в принтер полистно. Це було дуже незручно, тому що при друку багатосторінкових документів було потрібно постійна присутність оператора тільки для того, щоб вкладати в принтер черговий аркуш паперу і повторно запускати процес друку.

У сучасних принтерах процес подачі паперу автоматизований. У приймальний лоток принтера можна закласти перед початком друку стопку паперу, черговий лист з якої по мірі необхідності автоматично буде захоплюватися, і подаватися на друкований тракт. Кількість аркушів паперу, яке може бути закладено в приймальний лоток в різних моделях принтерів відрізняється, але зазвичай воно складає 50-100 листів. [13,36] Драйвери, що керують процесом друку, дозволяють встановлювати необхідну кількість копій і вказувати сторінки або частини сторінок, які повинні бути роздруковані. Автоматизація процесу подачі паперу зробила експлуатацію принтера виключно комфортною. Ці зручності особливо відчутні при великих обсягах друку: достатньо закласти в приймальний лоток папір, вказати параметри друку і запустити виконання програми друку. Все інше принтер зробить автоматично. Подальший розвиток ідеї автоматизації призвело до створення принтерів, які дозволяють проводити друк в автоматичному режимі, використовуючи обидві сторони аркуша. Правда, такі пристрої ще досить дорогі і використовуються лише в деяких дорогих моделях принтерів.

Конструктивно пристрій для подачі паперу виконується різному в різних типах принтерів, однак існують дві основні схеми, ті чи інші варіанти яких використовуються найбільш часто. Кожна з цих схем по-своєму зручна, і, в той же час, кожна не вільна від деяких недоліків. Схеми з верхньою подачею паперу вимагають наявності достатньої зони обслуговування зверху корпуса принтера, тому такі принтери мало придатні (або іноді навіть зовсім не придатні) для установки в нішах з обмеженою висотою. Розташований знизу приймальний лоток часто робиться відкидним, а іноді і зовсім відсутня. При такому пристрої принтер займає менше місця на робочому столі, що іноді важливо. Така конструкція використовується в принтерах Epson, Canon. У схемах з нижньою подачею приймальний лоток розташовується над подає, що забезпечує максимум зручностей при експлуатації. Така схема розташування лотків характерна для більшості струменевих принтерів, що випускаються під торговою маркою HP. Непотрібність верхньої зони обслуговування дозволяє встановлювати цей принтер в нішах обмеженою висоти (рівній висоті самого принтера). До недоліків таких принтерів слід віднести те, що вони займають більше місця на робочому столі. Іноді це компенсується можливістю складати приймальний і подає лотки в неробочому стані. У таких випадках, для приведення принтера в працездатний стан необхідні допоміжні операції по приведенню лотків в робоче положення. У більшості принтерів HP лотки не складаються, що забезпечує постійну готовність до роботи.

Синхронне взаємодію всіх механізмів принтера, а також його зв'язок з системним блоком ПК забезпечується пристроєм управління. Це складний електронний пристрій, що є міні-комп'ютер. Саме воно здійснює двосторонній обмін інформацією з ПК, зберігання і необхідні перетворення інформації, формування керуючих сигналів на робочі органи принтера.

Для контролю за станом принтера зазвичай передбачені елементи управління та індикації. Управління здійснюється за допомогою кнопок, а індикація - світлодіодів. Число органів управління, як правило, невелика, а іноді вони взагалі відсутні, а управління принтером і індикація його стану виробляються за допомогою самого ПК.

Для підключення принтера до ПК використовується паралельний порт. Спочатку принтери підключалися до раніше розробленого послідовного порту RS-232. Однак цей порт був досить дорогим (він не інтегрувався в системну плату, як це прийнято сьогодні, а розташовувався на окремій платі розширення), що зупиняло потенційних покупців принтерів. З метою вирішення цієї проблеми фірма Centronics в 1976 році розробила спеціально для підключення принтерів паралельний 8-ми бітний інтерфейс.

Новий інтерфейс виявився не тільки дешевше послідовного, але і набагато продуктивніше забезпечуючи 500 Кбіт / с (замість 20 Кбіт / с для послідовного порту). Єдиним недоліком нового порту була відносно невелика довжина з'єднувального кабелю, яка для нормальної роботи не повинна перевищувати 1,8 м (проти 15 м для послідовного порту). [13,41] Цей недолік для роботи з принтером був несуттєвим у порівнянні з масою достоїнств, і новий інтерфейс став повсюдно застосовуватися для підключення принтерів. З тих пір паралельний порт неодноразово удосконалився.

Всі елементи конструкції, що входять в принтер, зібрані на металевому шасі, яке часто виконує роль нижній площині принтера. Елементи конструкції закриті пластмасовим корпусом. Центральну частину принтера займає тракт проходження паперу. Зліва зазвичай розміщуються елементи приводу, а з правого боку - місце паркування головок. Тут часто розміщуються пристрої управління та контролю і керуюча електроніка.

Зазвичай компонування принтера досить щільна і, незважаючи на здаються великі габарити, вільне місце всередині принтера практично відсутня. Ця обставина іноді змушує робити виносний блок живлення, який в експлуатації менш зручний. Вбудовані блоки живлення зазвичай встановлюються в принтерах Epson, для принтерів HP і Canon характерний виносний блок живлення.

1 Лютого 2010 Г. - Компанія Canon оголосила про випуск новітньої моделі стильного, зручного в експлуатації і доступного за ціною домашнього принтера, що забезпечує чіткий текст і фотозображення професійної якості. Модель PIXMA IP2700 відрізняється унікальним, добре продуманим дизайном і є ідеальним рішенням для тих, кому необхідна проста і зручний пристрій для домашнього користування в компактному корпусі, з легкістю розміщуються на столі або поличці.

Таблиця 1 - Технічна характеристика Canon PIXIMA IP 2700

Параметр	Значення
Швидкість ч/б друку зобр./хв	7,0
Швидкість кольорового друку зобр./хв	4,8
Передача даних	Hi-Speed USB
Вага кг	3,4
Розміри мм	445x250x130
Місткість лотка подачі паперу аркушів	100
Рівень шуму дБ	47
Роз'єми	USB 2.0
Споживана потужність (при роботі) Вт	11
Мінімальні системні вимоги	Intel Pentium II
Швидкість друку принтера ч/б	22
Тип чорнила	пігментні
Максимальна роздільна здатність для чорно-білого друку dpi	600x600
Максимальна роздільна здатність для кольорового друку dpi	4800x1200
Кількість кольорів друку	4

2. Класифікація приладу

Друкуючі пристрої з виконавчими п'єзоелектричними механізмами. Перші заявки на реєстрацію винаходу систем струменевого друку з виконавчими п'єзоелектричними механізмами були подані в 1970 і 1971 рр. Протягом декількох років різні фірми та інститути проводили фундаментальні дослідження, поки, нарешті, компанії Siemens не вдалося втілити цей принцип у прийнятну для ринку форму. У 1977 р. був продемонстрований перший струменевий принтер з дозованим викидом барвника.

Цей принтер, оснащений дванадцятьма соплами-розпилювачами і друкує майже безшумно зі швидкістю 270 символів за секунду, зробив революцію навіть у колах фахівців.

У струминних принтерах використовується один з двох методів викидання чорнильних крапель:

- П'єзоелектричний (Epson);

- Метод газових бульбашок (Canon, НР).

В основі п'єзоелектричної технології лежить здатність п'єзоелемента деформуватися під впливом електричного поля. У кожне сопло друкувальної головки вбудована плоска мембрана, виготовлена з пьезокристалла. Під впливом електричного імпульсу мембрана деформується, а створюване при цьому тиск викидає з сопламікроскопічну краплю чорнила.

В основі методу газових бульбашок лежить швидке нагрівання невеликого об'єму до температури кипіння. Швидкість нагріву настільки велика, що вона подібна вибуховому процесі. Утворений при цьому пар викидає з сопламікроскопічну краплю чорнила. Для реалізації цього методу в кожне сопло вбудовується мікроскопічний елемент.

Кожен з цих двох способів по-своєму привабливий, проте кожен з них не вільний і від недоліків.

П'єзоелектрична технологія найдешевша, відрізняється більш високою надійністю (оскільки не використовується висока температура). Цей спосіб управління менш інерційний, ніж нагрівання, що дозволяє підвищити швидкість друку.

Бульбашкова технологія пов'язана з високою температурою. При високій температурі нагрівач з часом покривається шаром нагару, тому в принтерах, що використовують цю технологію, друкуюча головка досить часто виходить з ладу. У таких випадках вона разом з резервуаром для чорнила утворює конструктивний єдиний вузол.

Замість п'єзоелектричних трубочок, як у Siemens, на друкувальних головках Epson, виконаних з структурованих скляних пластинок, укріплені невеликі пьезопластінкі. Якщо до них додати електрична напруга, їх діаметр трохи зміниться, але і цього буде достатньо, щоб вони зігнулися разом з пасивною багатошарової скляній підкладкоюподібно біметалічною пластині, що призведе до виникнення в каналі барвника виштовхуються тим же способом, що і в друкуючих головках зпьезотрубочкамі.

Пластинчасті пьезопреобазователі поєднують в собі переваги як плоских, так і трубчастих систем високу частоту розпилення і компактну конструкцію. Сьогодні на друкувальні головки з пьезоламелямі роблять ставку такі фірми, як Dataproduts, Tektronix і Epson.

На початку 1994 року Epson продемонстрував пьезотехнологію MACH (Multilayer Actuator Head - головка з багаторівневим виконавчих механізмом) у своєму новому струменевому принтері моделі Stylus 800. Тим не менш, і в п'єзоелектричних друкуючих головках MACH-головках застосовуються пьезоламелі. Правда, компанії Epson вдалося виготовити пьезоламелі одного ряду сопел-розпилювачів в єдиному блоці (Multilayer). Таким чином, виявилося можливим ще зменшити розміри друкувальної головки, розмістити перетворювачі, канали і сопла-розпилювачі з дистанцією всього лише в 140 нм і одночасно знизити виробничі витрати.

При тонкошарової технології застосовуються в принципі ті ж виробничі процеси, що і при виготовленні інтегральних схем. Канали подачі барвника, сопла-розпилювачі, виконавчі механізми шини виникають при почерговому нанесенні шарів на підкладки, наприклад способом іонно-променевого напилення, і наступному структуруванні цих шарів.

Таким чином, після завершення процесу виробництва, що нараховує понад сотні кроків, на одній підкладці з'являється дуже багато термодрукуючих елементів. Всі структури повинні бути виконані з точністю до тисячної частки міліметра. Крім того, найменше забруднення при виробництві призводить до відмови. З цієї причини бульбашкової-струминні друкувальні елементи виготовляються в чистих приміщеннях і з застосуванням машин, типових для напівпровідникової промисловості.

Очевидно, що при обробці багатьох мініатюрних елементів наодній підкладці витрати на виготовлення різко знижуються, хоча рівень інвестицій в чисті виробничі приміщення і верстати високий. Витрати на струменево-бульбашкові друкувальні елементи завищить не від кількості сопел розпилювачів або дозволу друку, а тільки від виду поверхні кристала, а також від числа і характеру процесів. Отже, друкуюча головка, розрахована на дозвіл 400 точек / дюйм, з 64 розпилювачами не повинна коштувати дорожче, ніж голівка з 24 розпилювачами і дозволом 180 точок / дюйм.

Оскільки головки струменево-бульбашкової термодруку виготовляються по тому же принципом, що і інтегральні мікросхеми, напрошується думка про інтеграції останніх в друкуючі кристали. І перший крок у цьому напрямку зробила фірма Canon, вмонтувавши в друкувальні головки своїх принтерів BJ-10e і CLC-10 транзисторну матрицю. Прикладу Canon пішла компанія Xerox, випустила в 1993 році модель бульбашкової-струменевого принтера з головкою, обладнаної 128 розпилювачами, і повністю інтегрованим послідовно - паралельним перетворювачем.

Функціонування бульбашкової-струминного сопла-розпилювача:

Спочатку сильний імпульс напруги тривалістю 3-7 мкс подається на крихітний нагрівальний елемент, який миттєво загострюється до 500 гр. Цельсія. На його поверхні температура перевищує 300 гр. Цельсія. Потужність нагріву поверхні настільки велика, що при збільшенні тривалості імпульсу напруги всього лише на кілька мікросекунд нагрівальний елемент моментально б зруйнувався.

Відразу ж в тонкій плівці над нагрівальним елементом починають кипіти чорнило, і через 15 мкс утворюється закритий бульбашка пара високого тиску (До 10 бар). Він виштовхує краплю чорнила з сопла-розпилювача, при чому швидкість польоту краплі досягає 10 м/с і більше. Через 40 мкс бульбашка, з'єднавшись з атмосферою, знову опадає, однак пройде ще 200 мкс, поки нові чорнила під дією капілярних сил не будуть засмоктало резервуара.

Бульбашково-струменевий друк з боковим і прямим розпиленням чорнила: Edje-і Sidechooter.

З самого початку бульбашкової-струминні друкувальні головки ділилися на дві групи. Компанія Canon, винахідник системи, вважала за краще варіант Edlgeshooter. Майже одночасно фірма Hewlett-Packard розробила головку типу Sidechooter, яку тепер виготовляє і компанія Olivetti.

Головка Edgeshooter, як стає зрозуміло вже з назви, розбризкує чорнильні краплі «за ріг», тобто перпендикулярно до напрямку освіти бульбашок. У голівці Sideshooter, де пластина з соплами-розпилювачами знаходиться поверх нагрівальних елементів і каналів подачі чорнила, пляшечки і краплі рухаються в одному напрямку. Оскільки краю сопел-розпилювачів в головках типу Sideshooter зроблені з однорідного, а не з різних матеріалів, як в Edgeshooter, процес виготовлення розпилювачів з отворами певного розміру для Sideshooter значно простіше, ніж для головок Edgeshooter. Крім того, доводиться враховувати неоднаковий змочування різнорідної поверхні головки Edgeshooter.

Вимоги до якості чорнила для будь-якої системи дуже високі, значно вище, ніж пьезосистемах. Принцип функціонування і високі температури зумовлюють застосування тільки змішаних розчинних барвників на водяній основі.

Барвники повинні відповідати цілому ряду вимог:

- Бути спільними з матеріалами, з яких зроблений друкує механізм;

- Не утворювати відкладень в каналах і розпилювачах, а також не розшаровуватися;

- Зберігатися протягом тривалого часу;

- Володіти певними показниками щільності, в'язкості і поверхневого

натягу при температурах від 10 до 40 гр. Цельсія;

- Не містити отруйних або канцерогенних речовин і не загоряється.

До того ж барвники для струменевого термодруку повинні утворювати бульбашки пара без відкладення опадів і витримувати короткочасне нагрівання до 350 гр. Цельсія.

Крім цього існують струменеві принтери для 3D-друку об'ємних форм.

За типом використовуваного чорнила:

Cольвентне чорнило - найпоширеніший тип чорнила. Сольвентні чорнило застосовуються в широкоформатного друку. Характеризуються дуже високою стійкістю до дії води і атмосферних опадів. Характеризуються в'язкістю, зернистістю і використовуваної фракцією сольвенту.

Спиртові - широкого застосування не отримали, так як голови, друкуючі спиртовими чорнилом дуже швидко висихають.

Масляні - використовуються в системах промислової маркування й для тестування друкуючих головок.

Пігментні - використовуються для отримання зображень високої якості, в інтер'єрної та у фото друку.

Термотрансферні чорнило - відмінна риса термотрансферних чорнила - можливість, за допомогою термопресса, перенести віддруковане зображення з підкладки на тканину. Використовуються для нанесення логотипів на одяг.

За призначенням:

Широкоформатні - основне призначення широкоформатного друку - зовнішня реклама. Широкоформатні принтери характеризуються великою шириною друку (найчастіше 3200 мм), високою швидкістю друку (від 20 м І на годину), не високим оптичним дозволом.

Інтер'єрні - область застосування інтер'єрної друку - друк елементів оформлення інтер'єру, друк плакатів, інформаційних стендів, креслень. Основний формат - 1600 мм. Основні виробники інтер'єрних принтерів: Roland, Mimaki.

Фотопринтери - призначені для друку фотографій, друкують на матеріалах малих форматів (зазвичай на рулонах шириною 1000 мм). Колірна модель не гірше, ніж CMYK + Lc + Lm (шести кольоровий друк), іноді колірна модель доповнюється помаранчевим кольором, білою фарбою, сріблянкою (для отримання ефектів металу) і т.п.

Сувенірні - застосовуються для друку на невеликих деталях, для друку на дисках, і заготовках складної форми.

Офісні - відрізняються, від фотопринтерів, відсутністю лайтів і листової подачею матеріалу. Основні виробники офісних принтерів: Epson, HP, Canon, Lexmark.

Маркувальні - включаються до складу потокових ліній. Друкуюча головка, нерухомо закріплена над конвеєрною стрічкою, завдає маркування на рухомі вироби.

Самопливом. Голови і каністри з чорнилом з'єднуються трубками, що проходять через гнучкий тракт. Єдиний проміжний елемент - демпфер, фільтруючий чорнило і гасить коливання тиску, що виникають при русі гнучкого тракту.

Подача чорнила з картриджів, що рухаються разом з кареткою. Основна перевага цієї системи - низька вартість. Недоліки: малий запас чорнила в картриджах, обваження каретки картриджами, повільне падає тиск на вході голів, викликаного зменшенням рівня чорнила в картриджах.

Основна характеристика принтера, від якої найбільше сильно залежить оптичний дозвіл - тип, кількість і розташування друкуючих голів на каретці.

Фотопринтери й офісні принтери рідко комплектуються більш, ніж однієї головкою на кожен колір. Це пов'язано з невисокими вимогами до швидкості друку, крім того чим менше голів, тим простіше і ефективніше система їх калібрування та відомості.

Широкоформатні та інтер'єрні принтери комплектуються двома - чотирма головами на кожен колір. Для ефективної сушки та запобігання злипання матеріалу струменеві принтери обладнуються системами підігріву станини.

В офісних принтерах, для зменшення вартості друку та поліпшення деяких інших характеристик друку також застосовують систему безперервної подачі чорнил (СНПЧ), що представляє якусь подобу системи подачі фарби. Роль демпфера грає картридж.

В даний час струменеві принтери форматів А4 і А3 активно витісняються кольоровими лазерними принтерами. Ця тенденція обумовлена значно меншою витратою і меншою вартістю витратних матеріалів використовуються для лазерного друку, простотою технічного обслуговування кольорових лазерних принтерів, яке зводиться лише до заміни тонера і валів. Найзначніше перевагу струменевого друку перед лазерної - довжина безперервного відбитка, обмежена лише довгої рулонного матеріалу. На лазерних принтерах довжина відбитка обмежена довгою окружності проміжного носія - вала або стрічки. На найбільших лазерних принтерах довжина друку може досягати метра. На офісних струменевих принтерах, внаслідок надзвичайно вузької спеціалізації і автоматизації принтерів, низької продуктивності Диспетчера друку (Windows), високої вартості програм, що заміщають Диспетчер друку (Windows), таких як FlexiSign, Caldera і т. п. і повної відсутності механізмів, необхідних для друку на рулонних носіях, в більшості випадків, неможливо реалізувати безперервну друк необмеженої довжини.

4. Технічне обслуговування приладу

Профілактичне обслуговування приладу (частини приладу).

Принтери традиційно вважаються найбільш «неблагополучними» пристроями, оскільки саме в них міститься найбільша кількість механічних компонентів в порівнянні з іншими елементами комп'ютера. Різна якість використовуваних видаткових матеріалів збільшує частоту появи несправностей, тому принтер, як ніяке інше пристрій, вимагає до себе найпильнішої уваги.

Профілактичне обслуговування принтера практично не відрізняється від обслуговування інших компонентів комп'ютера. Виконуючи своєчасну очистку і дотримуючись необхідні умови експлуатації, ви продовжите життя принтера, при цьому якість друку залишиться практично незмінним.

Ретельно виконуйте інструкції виробника принтера при проведенні профілактичних робіт. Не забудьте вимкнути пристрій з мережі, пам'ятайте також про те, що не можна доторкатися до деяких елементів.

Для очищення друкуючих головок в конструкції струменевих принтерів і плоттерах Canon передбачені спеціальні чистячі вузли. При їх несвоєчасною заміні, надлишок чорнила і пилу починає розтягувати за механізмом, викликаючи бруд на відбитках і прискорюючи знос і передчасний ремонт струменевого принтера Canon.

У більшості струменевих принтерів картридж конструктивно виконаний у вигляді резервуара з чорнилом і елемента з соплами. При заміні такого картриджа відпадає необхідність в очищенні сопел від старих засохлих чорнила. При обслуговуванні термічних принтерів також не забувайте, що в них використовуються нагрівальні елементи.

У струменевих принтерах для друку використовується листовий папір спеціального сорту. Основна проблема при друку на окремих аркушах - це «заїдання» паперу і затор (подача в принтер декількох аркушів одночасно). Для запобігання подібних проблем необхідно використовувати тільки ту папір, яка призначена для даної моделі принтера. Не намагайтеся друкувати на твердому картоні, конвертах чи плівках, якщо принтер не розрахований на це.

Виробники принтерів вказують діапазон щільності паперу, який найкращим чином підходить для друку на даному принтері. Правильно вибираючи тип паперу, ви отримаєте найвищу якість друку. Наслідки використання непідтримуваних типів папери можуть бути просто катастрофічними (наприклад, при друку на плівці остання може розплавитися при закріпленні тонера, і витягти її з принтера буде дуже складно).

Причину частих заторів чи «заїдання» паперу необхідно шукати в самій папері. Підвищена вологість призводить до частих зупинок принтера, крім того, на такому папері погано закріплюється тонер. Завжди зберігайте папір у прохолодному і сухому місці. Відкривайте пачку паперу тільки перед безпосереднім її використанням. Непогано також перед приміщенням папери в лоток струснути її і перетасувати. Цими діями ви уникнете захоплення кількох аркушів паперу.

Розрахунок показників ТО приладу.

Надійність - властивість об'єкту зберігати в часі і встановлених межах значення всіх параметрів, які характеризують здатність виконувати необхідні функції в заданих режимах і умов використання, технічного обслуговування, зберігання і транспортування.

Надійність апаратури має визначатися надійністю та кількістю використаних в ній елементів. Тобто, надійність являє собою один з основних параметрів приладу, то апаратура, що проектується повинна оцінюватися наряду з іншими параметрами та на основі розрахунків робити виводи правильності обраної схеми та конструкції виробу. На етапі проектування, коли ще точно не виявлені режими роботи схеми, проводять орієнтовний розрахунок, при якому задаються орієнтовними даними, які визначають умови праці. Вихідні дані для розрахунків в таблиці 2.

Таблиця 2 - Вихідні дані для розрахунків

Момент часу	Число справно працюючих об'єктів	Число об'єктів, що відмовили
t=0 (початок спостережень)	N(0)=19	п(0)=0
t1	N(t1)=17	n(t1)=2
t2	N(t2)=17	n(t2)=2

Розрахунок показників ТО обчислюємо наступним чином:

1 Визначив вірогідність безвідмовної роботи об'єкту в інтервалі часу (0, t₁) заданого часу роботи t за формулою

(5,1)

де N(0) - загальна кількість об'єктів

N(t₁) - кількість справно працюючих об'єктів на проміжок часу t₁ (N(t₁))

або

(5,2)

де n(t₁) - кількість об'єктів які вийшли з ладу на момент часу t₁

2 Визначив вірогідність безвідмовної роботи об'єкту в інтервалі (t₁; t₂) за умови його безвідмовної роботи до моменту часу t, тобто вірогідність того, що час роботи об'єкту повністю виявиться більше часу t₂ за формулою

, (5,3)

де N(t₂) - кількість справно працюючих об'єктів на момент часу t₂

3 Визначити вірогідність відмови об'єкту в інтервалі часу (0, t₁), тобто вірогідність того, що час роботи об'єкту повністю виявиться менше t за формулою

, (5,4)

aбо

, (5,5)

4 Визначити вірогідність відмови об'єкту в інтервалі часу (t₁;) за умови, що до часу t робота була безвідмовною, тобто вірогідність події, яка полягає в тому, що час роботи об'єкту повністю менше часу за умови справної роботи до моменту часу t за формулою

, (5,6)

де n(t₂) - кількість об'єктів, які вийшли з ладу на момент часу t₂

або

, (5,7)

5 Визначити густину розподілу відмов об'єкту в інтервалі - відношення числа відмов в інтервалі до добутку числа справних об'єктів на початку спостереження N(0) на тривалість інтервалу спостереження. Фізичне значення густини - це вірогідність відмови в достатньо малу одиницю часу.

, (5,8)

6 Визначив інтенсивність відмов об'єкту - відношення числа відмов в інтервалі часу до добутку числа справних об'єктів у момент часу t на тривалість інтервалу спостереження. Інтенсивність відмов - це умовна густина вірогідності виникнення відмови. Інтенсивність - це вірогідність виникнення відмови в одиницю часу за умови, що до цього відмова не виникла.

, (5,9)

5. Опис основних причин виходу з ладу приладу

Несправності друкуючих головок (друкуючих картриджів) - викликаються в першу чергу тривалими перервами в експлуатації, неправильної паркуванням каретки (наприклад, при позаштатному відключенні електроживлення), а також при використанні невідповідних чорнила або спробах некваліфікованої заправки і очищення.

Несправності тракту проходження паперу - аналогічні матричних принтерів.

Несправності вузла очищення головок - в більшості випадків викликаються надлишком висохлих чорнила через надмірно частих прочисток головок або інтенсивної експлуатації з зміною картриджів (у більшості моделей принтерів при зміні як основних, так і фотокартриджів автоматично здійснюється прочищення, навіть якщо вона й не дуже потрібне). У деяких принтерів через це відбуваються навіть поломки механічних вузлів.

Загальним для більшості несправностей струменевих принтерів є сильне забруднення поверхонь і вузлів пристрою чорнилом (як рідина, так і у вигляді аерозолі), попадання яких на електронні, механічні та оптичні вузли (датчики) може привести до самих непередбачуваних наслідків.

Сильне забруднення вузлів і поверхонь пристрою чорнилом, попадання яких на механічні, електронні та оптичні вузли може привести до самих плачевних наслідків.

Несправності механізмів та вузлів очистки друкуючої головки.

Несправність пристрою подачі або тракту проходження паперу.

Несправність друкуючих картриджів або друкувальної головки.

Всі вище перераховані причини призводять тільки до одного - до ремонту струменевих принтерів. Не варто самостійно проводити ремонт струменевих принтерів, не знаючи пристрою принтера і не будучи фахівцем з ремонту принтерів, ви можете тільки ускладнити стан справ і багаторазово збільшити вартість ремонтних робіт.

6. Основні принципи пошуку та усунення несправностей приладу

Найпростіша несправность, для усунення якої навіть не треба розбирати принтер. Несправність виражається в тому, що принтер не додруковують сторінку до кінця, а надрукувавши близько 2/3 сторінки, викидає її і захоплює нову. Причина виникнення цієї неполадки носить чисто психологічний характер: при запуску внутрішнього тесту, на другій сторінці якого принтер у всю свою ширину друкує символи, користувач, якщо у нього немає листа формату А3, бере аркуш формату А4, але заправляє його в принтер широкої стороною (щоб трошки менше чорнила вилилося в сам принтер.

Для усунення всіх інших несправностей, необхідно зняти верхню кришку з принтера. Потім відкрутіть два гвинти, які притискають верхню кришку до друкуючого механізму, і плоскою викруткою відіжміть засувки знизу, як показано на малюнку 1: одну - ліворуч, біля вимикача харчування; ще дві - праворуч, в районі пульта. При відкритті кришки шлейф пульта природним чином вискочить зі свого гнізда. Вийміть пульт з верхньої кришки і приєднайте до гнізда: може виявитися корисним перевірити працездатність принтера після ремонту, а це краще зробити, не збираючи його.

Досить поширене явище - принтер не реагує на деякі кнопки пульта. Перевірте самі кнопки тестером, і якщо до них неможливо причепитися, перевірте шлейф пульта. Сам по собі він з ладу не виходить, але якщо принтер невміло розбирали багато раз, то шлейф міг переламатися в місцях згину, тоді його потрібно просто замінити.

Погана якість друку. Дуже часто головка при друку захоплює дрібне сміття і волоски, які скочуються в товсту мотузку, на зразок повсті. І ось цей валянок волочиться слідом за голівкою і розмазує щойно надрукований, не встиг просохнути текст. Весь цей сміття з головки потрібно прибрати, також корисно прибрати все сміття з гумовою кюветки, яка притискається до голівки, коли та запаркована. Біля кюветки розташована гумка, яка зчищає бруд з головки - її теж потрібно протерти начисто.

Для того щоб прибрати сміття з головки або помити її, корисно знати, як вона знімається. Вивести головку в проміжок між другою і третьою парою зубчастих коліщаток, що підтримують папір (там, де відстань більше). Видалити чорнильний картридж. Потім акуратно відіжміть 4 засувки, які утримують на каретці касету, в яку вставляється картридж. Касета виявиться у вас в руках, при цьому від неї до голівки тягнуться два плоских шлейфа і маленький кабель з роз'ємом для датчика HP (home position). Покласти все це спорудження ліворуч від каретки на друкуючий механізм. Плата друкуючої головки притиснута до каретки сталевим пружинним стрижнем - відігнути і видалити його пасатижами. Тепер посунути головку на себе до упору, підніміть її вгору і від'єднайте дроти - головка в вашому розпорядженні.

Якщо треба вимити головку, тримати її пьезокристалом вниз і мити тільки водою. Встановлювати головку на місце необхідно в зворотному порядку. Вставляти картридж можна тільки за інструкцією, тобто при включеному принтері, коли горять індикатори «Ink out» і «Pause»: натиснути кнопку «Alt» і потримати 3 секунди, дочекатися, щоб каретка виїхала в потрібне місце, і тоді вставити картридж, а потім знову натиснути кнопку «Alt». Після такої установки картриджа принтер виконає процедуру прокачування головки, яку необхідно робити, щоб дюзи звільнилися від повітря і заповнилися чорнилом.

Якщо ви міняєте головку на нову, то необхідно замінити резистивну матрицю, яка відповідає за узгодження хвильових опорів головки і шлейфу. Ця матриця йде в комплекті з головкою; нею потрібно замінити колишню матрицю, що стоїть в роз'ємі RM 22 (поруч з роз'ємами шлейфу на керуючої платі). До речі, в якійсь мірі ці головки взаємозамінні: головку для Stylus 800 + можна ставити в Stylus 800 і в Stylus 1000, але не навпаки.

Іноді погана якість друку - результат неправильної роботи помпи. Її завдання - створити вакуум у гумовій кюветкі, коли головка притиснута до неї під час чищення. Тепер зрозуміло, чому сміття і волоски на помпі погіршують якість друку? Іноді помпа виходить з ладу тільки через те, що гризуни пробують на смак хлорвінілові шланги, що з'єднують помпу з кюветкі. Випадків, коли в цих принтерах ламався сам механізм помпи, ми в нашому сервіс-центрі пригадати не можемо - виключно надійний вузол!

Помилка каретки. Це збірна назва цілої купи несправностей. Суть цих поломок в тому, що каретка виявляється не в тому місці, де вона повинна бути в даний момент часу.

Одне з виразів цієї помилки - заклинювання каретки під час руху. Це може відбуватися через неякісну мастила на валу, по якому рухається каретка, або, зрозуміло, через відсутність цієї мастила. Іноді акуратний користувач (часто - жіночий персонал), протираючи пил з принтера, заодно витирає і вал, який виглядає досить непривабливо в робочому стані. В деяких сервіс-центрах «фахівці» здогадуються, що мастило необхідна, і змащують вал чимось на зразок солідолу. Обслуговуючи принтер, з нього потрібно зняти вал і каретку, очистити їх від залишків старого мастила, просочити мастилом фетровий прокладку в каретці (якщо вона дуже брудна - перевернути на іншу сторону), зібрати все це, потім накапати на вал кілька крапель мастила і пару раз пройтися кареткою по валу в обидві сторони. Що стосується мастила, то у фірми EPSON їх ціла купа, і ми до сих пір не знаємо, чим вони відрізняються один від одного. В даному випадку повинна використовуватися мастило О-5.

На каретці є датчик, який визначає положення парковки друкуючої головки - той самий датчик HomePosition. Зламати його важко, але в ряді випадків, обслуговуючи головку або навіть міняючи картридж, користувачам (і «спеціалістам») вдавалося його знести. В цьому випадку принтер не може визначити початкову розташування каретки, пищить п'ять разів і «вмирає».

До речі, неправильна робота каретки може привести до того, що голівка неправильно позиціонується на помпі, через це погано чиститься, і як наслідок, природно, погіршується якість друку.

Діагноз погана робота автоподатчик негайно конкретизується: або принтер погано забирає папір з пачки, або папір забирається добре, але зараз же застряє, не дійшовши до зони друку.

У першому випадку необхідно зайнятися подаючими валиками, які знімають верхній лист з пачки. Швидше за все, за час експлуатації в них в'їлася паперова пил (а може бути, навіть звичайна пил або й зовсім бруд і пісок). Ці валики треба регулярно очищати і змащувати спеціальною силіконовою змазкою, яку ми ніколи не бачили і не знаємо, де дістати. Ми чинимо так: обертаємо ганчіркою плоский прямокутний шматок пінополіуретану, змочуємо цю ганчірку спиртом, заправляємо цей пиріг замість паперу і натискаємо кнопочку «Load». Принтер намагається забрати лист, при цьому подають валики починають крутитися, і їх поверхня очищається про тряпочку зі спиртом. Натискати необхідно до тих пір, поки валики вам не здадуться чистими.

У другому випадку, коли ролики добре подають папір, необхідно технічне обслуговування тракту протяжки паперу. Сдерніте з принтера знімну задню частину, зніміть підпружинені пластмасові ролики і очистіть їх від пилу і бруду, а сам пластмасовий задник помийте і висушіть. При складанні задника не забудьте змастити осі обертання роликів спеціальним мастилом (G-26). Крім того, необхідно протерти гумові валики, притискають папір до вищезазначених роликам: притисніть змочену спиртом ганчірочку до такого валику, натисніть кнопочку «Load» і т.д. (Див. попередній абзац).

Іноді принтер погано забирає папір навіть у тому випадку, коли всі валики, ролики та інші деталі тракту ідеально чисті. Причина може бути наступна: що подають валики зносилися, їх радіус, а значить і окружність, зменшилися; як наслідок, після захоплення паперу валик повертається на певний кут, але шлях, пройдений папером, виявляється коротше, ніж треба - папір не доходить до наступної пари роликів! В цьому випадку необхідно поміняти подають валики. На деяких моделях принтерів, де подають валики мають складну конструкцію, нам вдавалося збільшити радіус валика за допомогою звичайної ізоляційної стрічки, уклавши її під зовнішнє гумовий шар.

Діагностику автоподатчика необхідно завжди робити на пачці паперу, тобто принтер повинен легко знімати лист з пачки. Іноді принтер погано бере останній лист - на це можна не звертати уваги, тому що останній лист треться зовсім не про те, про що труться інші листи.

Ink out - найскладніша несправність! Може бути наслідком цілого ряду причин, абсолютно між собою не пов'язаних.

Друга причина трохи складніше: електроди картриджа пов'язані з платою друкуючої головки за допомогою двох контактних пелюсток, які можуть виявитися брудними, погнутими або просто поламаними.

Третя причина - власне головка. Провідники від контактних пелюсток картриджа до шлейфу проходять по платі друкуючої головки. І дуже часто, якщо головка була залита чорнилом, що буває при заправці картриджа, принтер починає показувати «Ink out» завжди. Ще жодного разу нам не вдалося відновити таку залиту головку - в цьому випадку необхідна її заміна на нову.

Четверта причина - найскладніша. Щоб зрозуміти фізику процесу, необхідно хоча б далеке знайомство з принциповою схемою керуючої плати.

Мікросхема IC3 генерує серію імпульсів, які через інвертор (IC9) йдуть прямо на електроди картриджа і вимірюються аналоговим входом мікросхеми IC1. Параметри цих імпульсів залежать від кількості чорнила. Решта інвертори мікросхеми IC9 беруть участь в обміні інформацією інтерфейсу Centronics. Якщо користувач, грубо порушуючи не тільки інструкцію з експлуатації, але і правила техніки безпеки, підключає (або відключає) інтерфейсний кабель при включеному в мережу принтері, він може повністю вивести з ладу мікросхему IC9. А може - не повністю! Як ми припускаємо, в цьому випадку трошки змінюються параметри напівпровідникових елементів мікросхеми, а отже і параметри сигналів. Для п'яти цифрових сигналів, що беруть участь в роботі інтерфейсу, це не має ніякого значення, якщо сигнали залишилися в допустимих межах «0» або «1». Але для шостого сигналу зміна параметра може виявитися критичним і спотворить результати вимірювання кількості чорнила в меншу сторону. В цьому випадку від несправності можна позбутися, помінявши мікросхему IC9.

І остання несправність - принтер постійно чистить головку.

Зауважимо, що принтер починає чистку головки з цілого ряду причин: після включення, після закінчення певного часу, при заміні картриджа, по команді з пульта і т.д. Однією з причин запуску циклу чистки може бути стан головки. В ній існує датчик, що вимірює температуру кристала - головка під час роботи ще й охолоджується протікає через дюзи фарбувальної рідиною. Якщо дюзи засмічені чужорідної фарбою, і після прокачування головка не охолола, датчик знову покаже температуру, що вимагає циклу чистки. Цю несправність не перемогти - доведеться міняти головку. А якщо вам прийде в голову, що заклинило кнопки на пульті - ви тільки втратите час.

7. Інструменти, пристрої та обладнання, що використовуються при ремонті та технічному обслуговуванні приладу

принтер обслуговування струменевий ремонт

Основні інструменти що використовуються для технічного обслуговування, а також для ремонту струйного принтера можуть бути:

а) осцилограф;

б) мультиметр;

в) викрутка;

Цифровий мультиметр Mastech M830B дозволяє вимірювати величини сили постійного і змінного струму, постійного і змінного напруги. опору, коефіцієнта посилення біполярних транзисторів, ємність конденсаторів і частоту синусоїдального сигналу в звуковому діапазоні. Висока вхідний опір не вносить похибки при вимірюваннях величин і говорить про високу точність приладу. В приладі застосовано АЦП з виміром значень методом подвійного інтегрування. Вибір меж вимірювання величин проводиться вручну шляхом установки потрібного положення багатопозиційного перемикача.

За допомогою мультиметра Mastech M830B перевіряли полупроводникові діоди і продзвонювали електричні ланцюга. Результати вимірювань виводяться на великий цифровий 41/2-розрядний РК-дисплей. За допомогою кнопки «HOLD» можна зафіксувати значення останнього вимірювання. Харчування мультиметра здійснюється від однієї батареї 9В типу «Крона» Система автоматичного відключення живлення вимкне прилад після приблизно 40 хвилин його бездіяльності. Яскравий і помітний захисний кожух з м'якого полімеру, що входить в комплект поставки мультиметра Mastech M830B, збереже прилад від пошкодження при падінні або ударі. Робоче положення вимірювального приладу можна змінювати за допомогою упору на тильній стороні корпусу.

Технічні характеристики цифрового мультиметра Mastech M830B показана в таблиці 3

Таблиця 3 - Технічна характеристика мультиметра Mastech M830B

Параметр	Значення
Кількість вимірювань в секунду	2 - 3
Розрядність	41/2
Постійна напруга, В	0,01 - 1000
Змінна напруга, В	0,1 - 700
Постійний струм, А	0,1 - 10
Змінний струм, А	0,1 - 10
Діапозон частот по змінному струму, Гц	40 - 1000
Опір, Ом	0,01 - 200
Вхідний опір, МОм	10
Ємність, Ф	0,1 - 20
Пам'ять «HOLD»	Є
Частота, Гц	1 - 20
Коєфіцієнт посилення транзисторів	до 1000
Режим «прозвонка», Ом	<50
Діод - тест	Є
Габарити, мм	91Ч189Ч31,5
Вага, гр	310
Живлення, В	9 (тип NEDA 1694, крона ВЦ)

Осцилограф С1-112 призначений для дослідження імпульсних та періодичних сигналів з амплітудою 10 мВ-300 В і тривалістю 0,1 мкс - 0,5. Технічна характеристика Осцилографа С1-112 показана в таблиці 4.

Таблиця 4 - Технічна характеристика осциллографа С1-112

Параметри	Значення
Канал вертикального відхилення
Полоса пропускання, МГц	0 - 10
Коєфіцієнт відхилення(Квідхл), В	10/дел 5/дел (шаг1-2-5)
Погрішність установки Квідхл.	±5% ±8% с дільником 1:10
Час наростання, нс	?35
Викид, %	?10
Вхідний імпеданс, МОм/пФ	1/40
Затримка зображення, нс	?20
Максимальна вхідна напруга, В	250 300 с дільником 1:10
Канал горизонтального відхилення
Коєфіцієнт розгортки(Крозгор), мкс/мс	0,1/50
Погрішнітсь установки Крозгор., % мкс/діл	±5% ±8% при 0,1
Режими запуску розгортки	чекающий
Синхронізація
Джерело синхронізації	Внутрішнє, зовнішнє
Частота зовнішньої синхронізації, Гц - МГц	20 - 10
Рівень зовнішньої синхронізації, В	0,5 - 3
Х-Y вхід
Полоса пропускання, Гц - МГц	20 - 2
Коєфіцієнт відхилення, В	10/0,5
Вихід внутрішньої розгортки
Рівень сигналу розгортки, В	?4
ЕПТ
Розмір екрану, мм	40х60
Ширина променя, мм	?0,8
Загальні дані
Напруга живлення, В	220/240
Споживча потужність, ВА	32
Розміри, мм	100Ч190Ч300
Вага, кг	3,5

Висновок

За час виконання курсового проекту я навчився самостійно вирішувати задачі з розрахунку показників надійності елементів струйного принтера. Навчився якісно проводити профілактику, технічне обслуговування та ремонт струйного принтера Canon PIXIMA IP2700.

Навчилися користуватися технічною літературою, оформлювати документацію згідно з ГОСТом.

Одержав навички розробки структурної схеми приладу, визначення робочих характеристик приладу та принципу дії струйного принтера Canon PIXIMA 2700.

Размещено на Allbest.ru