МИР ПЕРИФЕРИЙНЫХ УСТРОЙСТВ ПК

Разработчики принтеров меньше всего склонны обсуждать работу блока лазера. Практически ни в одном сервисном руководстве нельзя найти подробное описание работы блока лазера, а тем более, невозможно найти принципиальные схем и описание принципов работы узла. А ведь блок лазера является важнейшим модулем лазерного принтера и от его правильной работы зависит очень много. А отказы блока лазера, вопреки некоторым утверждениям, далеко не редкость.

Блок лазера современных лазерных принтеров состоит из двух модулей – драйвера лазера и драйвера сканирующего зеркала.

Драйвером лазера обеспечивается формирование лазерного луча и стабилизация мощности его светового потока.

Сканирующее зеркало представляет собой вращающуюся призму, от граней которой отражается лазерный луч и попадает на поверхность фотобарабана. Общий принцип работы блока лазера демонстрируется на рис.1. Для обеспечения вращения отражающей призмы используется шпиндельный двигатель, отличающийся высокой скоростью вращения. Большая часть проблем блоков лазера связана именно с работой этого шпиндельного двигателя. Поэтому вопрос проверки и диагностики этого модуля вполне актуален.

Аналогично устроен блок лазера и в принтере Xerox P8ex. Для того чтобы добраться до этого блока, необходимо снять заднюю и верхнюю крышки корпуса принтера. После этого в верхней части принтера можно будет увидеть блок с металлической крышкой – это и есть блок лазера (рис.2). На металлической крышке наклеена желтая этикетка с предупреждениями об опасности лазерного излучения. Металлическая крышка крепится с помощью четырех винтов, причем одним из них прикрепляется заземляющий провод, обеспечивающий снятие статического потенциала c блока лазера. Для доступа внутрь блок лазера необходимо открутить эти четыре винта.

Но здесь стоит сделать некоторые замечания. Во-первых, дело в том, что лазерное излучение может стать причиной травмы зрения, поэтому проводить все работы в блоке лазера необходимо при условии полного отключения принтера от питающей сети. Во-вторых, элементы драйвера лазера очень чувствительны к разрядам статического электричества, поэтому при работах внутри блока лазера необходимо соблюдать правила электростатической безопасности. Перед проведением работ необходимо «заземлиться», а в некоторых регионах с сухим воздухом, может быть, имеет смысл работать с антистатическим браслетом. В-третьих, при работе внутри блока лазера следует соблюдать осторожность, чтобы не повредить и не испачкать поверхность лазерной пушки и поверхность граней вращающейся призмы. Грязь на этих поверхностях может стать причиной неудовлетворительного качества печати. При соблюдении этих простых правил нет ничего страшного в том, что вы откроете крышку блока лазера и проведете все необходимые работы.

Сняв металлическую крышку блока лазера, мы получаем доступ и к драйверу лазера, к драйверу сканирующего зеркала и к оптической системе (рис.3). Как видно на приведенной фотографии, для перемещения лазерного луча используется шестигранное вращающееся зеркало, установленное на печатной плате драйвера двигателя. Плату драйвера двигателя можно демонтировать, открутив четыре крепежных винта и отсоединив разъем. В результате в руках у нас окажется модуль сканирующего зеркала (рис.4). Сразу можно оговориться, что демонтаж платы сканирующего зеркала можно осуществлять без опасений, нарушить его правильную установку. При обратном монтаже платы никаких юстировочных работ не требуется – правильное положение этой платы определяется отверстиями под крепежные винты.

Шпиндельный двигатель, используемый для вращения сканирующего зеркала в принтере Xerox P8ex, как впрочем, и в большинстве других принтеров, является трехфазным и шестиполюсным, т.е. каждой фазе соответствует две обмотки на статоре двигателя. На роторе двигателя размещен кольцевой многополюсный магнит, а положение ротора определяется тремя датчиками Холла. Смещение ротора двигателя в вертикальном направлении предотвращается ограничителем, который хорошо виден на рис.4. Для того чтобы получить доступ внутрь двигателя и снять ротор, необходимо открутить винт этого ограничителя, а затем потянуть вверх ротор. В результате мы получим такой вид, который показан на рис.5.

Необходимость в снятии ротора может возникнуть в том случае, если требуется провести чистку и смазку втулки оси ротора. А это, в свою очередь, необходимо в том случае, если при работе двигателя слышится аномальный шум, свист, вибрации. Все это может быть вызвано загрязнением или плохой смазкой втулки. Для смазки можно использовать синтетическое машинное масло или силиконовое масло низкой вязкости.

Скорость вращения двигателя определяется датчиком скорости индуктивного типа, который выполнен в виде печатного монтажа. Под магнитом статора на печатной плате вытравлены зигзагообразные дорожки проводника, которые и образуют катушку индуктивности. В этой катушке наводится ЭДС при вращении постоянного магнита. Управляется двигатель сканирующего зеркала микросхемой драйвера двигателя LB1870M, которая очень часто применяется в изделиях фирмы Xerox. Принципиальная схема драйвера двигателя представлена на рис.6.

Блок-схема микросхемы LB1870M приводится на рис.7, а распределение сигналов по контактам микросхемы – на рис.8. В табл.1 дается краткая характеристика функционального назначения выводов микросхемы.

Таблица 1.  Описание контактов микросхемы LB1870M

Схема драйвера двигателя принтера Xerox P8ex является практически типовой схемой включения LB1870M, но некоторые пояснения к ней все-таки сделаем.

Соединительный разъем (CN1) драйвера двигателя является пятиконтактным, хотя реально используются всего четыре контакта. Питающее напряжение +24В подается на плату драйвера двигателя через конт.1 этого разъема. Для запуска сканирующего двигателя на конт.3 этого разъема (сигнал S/S) устанавливается сигнал низкого уровня. Когда двигатель разгонится до необходимой и заданной скорости вращения, на конт.4 сигнал LD установится в низкий уровень, показывая, что двигатель исправен и работает правильно. Именно по уровню сигнала LD микропроцессором принтера и определяется исправность двигателя сканирующего зеркала. Если сигнал LD принудительно соединить с «землей» (конт.2), то микропроцессор принтера будет считать, что двигатель исправен, независимо от того, работает двигатель на самом деле, или нет (в некоторых случаях такая методика может использоваться для диагностики принтера и уточнения места неисправности).

Фазы двигателя на схеме обозначены U, W, V. Ток фаз двигателя определяется и задается токовым датчиком, состоящим из двух параллельно включенных резисторов – R3 и R4. Номинал каждого из резисторов составляет 2.7 Ом, а это значит, что эквивалентное сопротивление токового датчика составляет 1.35 Ом.

Индуктивный датчик скорости вращения, выполненный печатным монтажом, на схеме обозначен катушкой FG.

Датчики Холла, обозначены на принципиальной схеме H1, H2, H3.

Методы диагностики драйвера двигателя

Для начала, стоит определиться в каких случаях стоит прибегать к диагностике модуля сканирующего зеркала. Как показывает практика, при неисправности драйвера двигателя возникает состояние фальной ошибки, при котором работа принтера невозможна. В принтере Xerox P8ex проверка работоспособности двигателя вращающегося зеркала осуществляется во время процедуры самодиагностики, выполняемой при включении принтера. В случае неисправности двигателя при выполнении процедуры самотестирования начинает мигать индикатор «READY» (Готовность), а затем через несколько секунд начинают синхронно мигать все индикаторы (рис.9). К признакам неисправности именно двигателя сканирующего зеркала также можно отнести отсутствие характерного звука (более высокочастотного) работающего двигателя, или, наоборот, нехарактерные посторонние звуки, шумы, вибрации.

Кроме того, уточнить причину неисправности можно с помощью специального диагностического прибора – DCU ML-80 (Diagnostic Control Unit), который разработан фирмой Xerox специально для сервисных служб. Проблема в том, что существует целый ряд проблем и сложностей, связанных с приобретением и использованием этого модуля. Так вот при использовании DCU ML-80 выдается соответствующий код, однозначно указывающий на блок лазера.

Наиболее наглядной и полной проверкой драйвера двигателя будет проверка в рабочем режиме. Однако как совместить требования лазерной безопасности (не включать принтер с открытыми крышками) и желание воочию увидеть работу двигателя? Компромисса можно достичь следующим образом: отсоедините разъем драйвера лазера (см. рис.3). После этого спокойно можно включать принтер с открытыми крышками, не боясь получить травму глаз, ведь лазер все равно работать не будет. Естественно, что для запуска принтера с открытыми и отсутствующими крышками, необходимо обеспечить замыкание дверного размыкателя, реагирующего на открывание передней крышки.

Для диагностики драйвера двигателя понадобятся универсальный тестер и осциллограф.

Диагностика при включении питания

1. При включении принтера контролируется наличие напряжения +24В на конт.1 разъема CN1. При отсутствии того напряжения стоит обратить внимание на источник питания и соединительные провода. Также в этом случае не помешает проверить исправность конденсатора С2.

2. Далее проверяется состояние сигнала S/S на конт.3 разъема CN1 и на конт.25 микросхемы LB1870M. Сигнал должен изменить свое состояние с высокого уровня на низкий. Если сигнал не устанавливается в низкий уровень, то стоит проверить исправность управляющего микроконтроллера и соединительного разъема. Если же сигнал устанавливается в низкий уровень, то управляющую часть принтера можно считать исправной.

3. При установке сигнала S/S в низкий уровень должно начаться вращение шестигранного зеркала. Если этого не происходит, то можно говорить о неисправности драйвера двигателя. Если же зеркало начало вращаться, то далее проверяется состояние сигнала LD на конт.4 разъема CN1. Сигнал должен перейти с высокого уровня на низкий. Если этого не происходит через несколько секунд после начала вращения двигателя, то также можно говорить о неисправности драйвера двигателя.

Диагностика микросхемы и внешних элементов

1. При включении принтера и наличии напряжения +24В на конт.4 проверяется наличие напряжения 6.3В на конт.3. Отсутствие этого напряжения однозначно говорит о неисправности микросхемы.

2. Далее осциллографом проверяется наличие синусоидального напряжения частотой 8МГц на конт.34 – это сигнал задающей частоты от резонатора. Отсутствие этого сигнала может говорить как о неисправности микросхемы, так и о неисправности кварцевого резонатора.

3. Если вручную покрутить ротор двигателя, то можно будет наблюдать синусоидальный сигнал на конт.22 – это признак исправного датчика скорости вращения, а на конт.23 должны формироваться прямоугольные импульсы той же частоты – это признак исправной микросхемы. Кроме того, при ручном прокручивании ротора должны появиться синусоидальные сигналы и на выходах датчиков Холла, что также является признаком их работоспособности. Стоит обратить внимание, что амплитуда сигналов на выходе датчиков Холла очень мала.

4. В том случае, если двигатель не работает, в обязательном порядке необходимо проверить исправность резисторов R3 и R4, методом измерения их сопротивления.