МИР ПЕРИФЕРИЙНЫХ УСТРОЙСТВ ПК

технический журнал для специалистов сервисных служб

  • Увеличить размер шрифта
  • Размер шрифта по умолчанию
  • Уменьшить размер шрифта

Форматер принтера Hewlett Packard LaserJet 1320

Весь "интеллект" и вся функциональность лазерного принтера определяется его форматером, т.е. микропроцессором, обеспечивающим обработку данных, передаваемых от компьютера. Архитектура лазерных принтеров предполагает, что форматер, а также элементы, обеспечивающие его функционирование, располагаются на отдельной печатной плате, которая является одним из функциональных узлов принтера. В документации на принтеры Hewlett Packard этот модуль называют платой форматера или просто форматером. Предлагаемая вашему вниманию статья описывает форматер одного из наиболее популярных современных принтеров – HP LaserJet 1320.

 

К основным функциям форматера лазерного принтера можно отнести следующее:

- прием данных, передаваемых персональным компьютером, с использованием различных интерфейсов;

- обработка принимаемых данных и преобразование их в растровое изображение;

- управление контроллером механизмов с помощью специальных команд;

- прием от контроллера механизмов информации о статусе принтера и формирование кодов состояния и ошибок;

- генерация сигналов, управляющих лазером во время формирования изображения;

- обслуживание панели управления, т.е. обеспечение интерфейса с пользователем принтера;

- обслуживание дополнительных модулей памяти, устанавливаемых для увеличения общего объема памяти;

- хранение конфигурационных параметров принтера;

- генерация различных отчетов и тестовых страниц, распечатываемых по запросу пользователя.

Плата форматера, по сути, является функционально законченной вычислительной системой, оптимизированной под обработку графических данных. Поэтому неотъемлемыми элементами этой вычислительной системы являются: тактовый генератор, постоянное запоминающее устройство, оперативная память, энергонезависимая память и различные интерфейсы.

Принтер HP LaserJet 1320 может подключаться к компьютеру через один из следующих интерфейсов:

- через параллельный Centronics (IEEE-1284);

- через последовательный USB.

Оба интерфейса защищены супрессорами, обеспечивающими защиту элементов схемы от электростатических разрядов.

Блок-схема платы форматера принтера HP LaserJet 1320 представлена на рис.1. Дадим краткую характеристику элементов этого форматера.

 

 

Рис.1 Блок-схема платы форматера принтера HewlettPackard LaserJet 1320

 

Форматер (U1) – микропроцессор, предназначенный для обработки данных. Этот микропроцессор является 32-разрядным RISC-процессором. Форматер представляет собой заказную микросхему SC414445, в составе которой имеется:

- центральное процессорное устройство;

- генератор;

- таймеры;

- цифровые порты ввода/вывода;

- контроллер прерываний;

- контроллер прямого доступа к памяти;

- счетчики,

- последовательный интерфейс I2C.

Форматер выпускается фирмой Freescale в корпусе BGA. В качестве ядра форматера используется микропроцессор Cold Fire MC68030, работающий на тактовой частоте 48 МГц. Эта таковая частота задается кварцевым резонатором Y1.

ПЗУ (U8) – микросхема постоянного запоминающего устройства предназначена для хранения управляющей программы и встроенных шрифтов принтера (всего 81 шрифт: 46 PCL-шрифтов и 35 PostScript шрифтов). Емкость ПЗУ составляет 4 Мбайт, и в LaserJet 1320 оно имеет 16-разрядную организацию, т.е. данные из ПЗУ в форматер передаются сразу по два байта. Адресацию ПЗУ форматер осуществляет с помощью отдельной 21-разрядной шины адреса (A0 – A20).

ОЗУ (U7) – микросхема динамической памяти типа SDRAM емкостью 16 Mбайт. Скорость микросхемы (частота синхронизации) составляет 133 МГц. Разрядность шины данных составляет 16 бит. Оперативная память предназначена для хранения образа печатаемой страницы, т.е. для хранения растрового представления данных, переданных от компьютера.

Защелка (U5) предназначена для демультиплексирования шины данных памяти, т.е. этой защелкой отделяется шина данных микросхемы ПЗУ. В тот момент времени, когда форматер обращается к ПЗУ, на вход защелки U5 должен приходить разрешающий сигнал, который делает эту защелку «прозрачной» для данных, передаваемых из ПЗУ.

EEPROM (U3) – микросхема энергонезависимой памяти (NVRAM) предназначена для хранения различных изменяющихся характеристик и параметров принтера, например счетчика страниц, журнала событий, серийного номера, настроек принтера и т.п. Микросхема представляет собой электрически-перепрограммируемое ПЗУ с последовательным интерфейсом I2C.

Супрессор DALC (U1) предназначен для защиты от электростатических разрядов цепей интерфейса USB. Высоковольтные разряды могут возникать при подключении принтера к компьютеру, а супрессор не позволяет этим разрядам попадать на контакты форматера.

LED-драйвер (U4) предназначен для управления светодиодами панели управления принтера. Информацию о том, какой из управляемых светодиодов должен светить, и как он должен светить, т.е. светить постоянно или мигать с определенной частотой, задается форматером путем передачи соответствующих данных по шине I2C.

Шинный интерфейс (U9) является микросхемой, обеспечивающей буферизацию и согласование сигналов интерфейса Centronics (IEEE-1284) и форматера. Наличие этой микросхемы позволяет не только согласовать уровни сигналов, но и позволяет защитить форматер от электростатических разрядов со стороны интерфейса. Шинный интерфейс обеспечивает двунаправленную передачу восьми разрядов шины данных интерфейса Centronics, а также однонаправленную передачу сигналов шины состояния и шины управления интерфейса Centronics.

Супрессор (СR5) предназначен для защиты интерфейса IEEE-1284 от электростатических разрядов, возникающих при подключении принтера к компьютеру. Супрессор представляет собой 18 быстродействующих стабилитронов в интегральном исполнении. Каждый из стабилитронов интегрального супрессора включается между сигнальным контактом интерфейса IEEE-1284 и "землей", что позволяет избежать высоковольтных всплесков напряжений на линиях интерфейса.

Свое функционирование форматер начинает в тот момент, когда платой DC-контроллера формируется сигнал RESET высокого уровня. Сигнал RESET устанавливается в высокий уровень при условии, что питающее напряжение +3.3 В имеет номинальное значение.

 

Разъемы платы форматера

Для подключения различных элементов принтера к плате форматера, а также для соединения форматера с DC-контроллером, которым вырабатываются все питающие напряжения, предназначены разъемы, имеющие обозначение Jx.

J1 – разъем для подключения панели управления принтера, которая состоит из двух кнопок и пяти светодиодов. Панель управления расположена на верхней крышке принтера. Назначение контактов разъема J1 представлено в табл.1.

Таблица 1. Контакты разъема J1 платы форматера HP LaserJet 1320

Обознач.

Описание

1

LED1

Управление светодиодом №1

2

LED2

Управление светодиодом №2

3

LED3

Управление светодиодом №3

4

LED4

Управление светодиодом №4

5

KEY1

Контакт кнопки №1

6

KEY2

Контакт кнопки №2

7

+3.3V

Напряжение питания +3.3В

8

LED5

Управление светодиодом №5

J2 – разъем для подключения драйвера двигателя, обеспечивающего вращение четырехгранного зеркала-призмы, находящегося в блоке лазера. Этот двигатель называют SCAN MOTOR (сканирующий двигатель). Сигналы управления двигателем формируются на плате DC-контроллера и через плату форматера проходят "транзитом" без какой-либо обработки. Другими словами, контакты разъема J2 напрямую соединяются с соответствующими контактами разъема J7. Назначение контактов разъема J2 представлено в табл.2.

Таблица 2. Контакты разъема J2 платы форматера HP LaserJet1320

Обознач.

Описание

1

+24V

Напряжение питания +24В

2

#ACC

Сигнал "разгона". В неактивном сос-тоянии двигателя,  сигнал установлен в высокий уровень, что соответствует  остановке двигателя. Для разгона дви-гателя, сигнал должен установиться в низкий уровень. В периоды  регулиро-вания скорости и поддержания ее на заданном уровне, сигнал является им-пульсным.

3

#DEC 

Сигнал "торможения". В неактивном состоянии двигателя, сигнал установ-лен в низкий уровень, что соответству-ет остановке двигателя. Для разгона двигателя сигнал должен установиться в высокий уровень. В периоды  регу-лирования скорости и поддержания ее на заданном уровне, сигнал является импульсным.

4

GND 

"Земля"

J3 – разъем для подключения драйвера лазера. Часть сигналов для управления лазером формируется DC-контроллером, а часть сигналов – форматером. Те сигналы, которые формируются DC-контроллером проходят тоже через плату форматера "транзитом", т.е. некоторые контакты разъема J3 напрямую соединяются с соответствующими контактами разъема J7. Назначение контактов разъема J3 представлено в табл.3.

Таблица 3. Контакты разъема J3 платы форматера HP LaserJet1320

Обознач.

Описание

1

CNT0

Сигналы управления лазером. Сигна-лы генерируются DC контроллером. Этими сигналами задаются режимы работы двух лазеров (маскируемый ре-жим, немаскируемый режим, режим APC).Во время печати, на данных кон-тактах  наблюдаются импульсы, так как при формировании изображения режимы лазера постоянно изменяются.

2

CNT1

3

CNT2

4

GND

"Земля" общая

5

#VDO1 

Дифференциальные сигналы для упра-вления лазером №1. Эти сигналы гене-рируются форматером. Сигналы ис-пользуются для передачи графических данных.

6

VDO1

7

GND 

"Земля" общая

8

VDO2

Дифференциальные сигналы для упра-вления лазером №2. Эти сигналы гене-рируются форматером. Сигналы ис-пользуются для передачи графических данных.

9

#VDO2

10

GND 

"Земля" общая

11

GND 

"Земля" для напряжения +5В 

12

+5V

Напряжение питания +5В

13

#BDI

Выходной сигнал датчика луча (датчи-ка синхронизации по строке). При ра-боте блока лазера, на этом контакте ге-нерируются короткие импульсы низко-го уровня. Каждый импульс соответст-вует началу новой строки.

Примечание

# -обозначает инверсный сигнал (активен низким уровнем)

J4 – разъем интерфейса USB.

J5 – разъем для подключения дополнительной оперативной памяти, выполняемой в виде 100-контактного DIMM- модуля.

J7 – разъем для соединения платы форматера с платой DC-контроллера. Через этот разъем на форматер подается питающее напряжение +5В и +3.3В. Кроме того, через этот разъем от DC-контроллера приходит сигнал RESET, обеспечивающий сброс форматера при включении питания. Через J7 также осуществляется обмен данными между форматером и DC-контроллером с использованием последовательной шины. Назначение контактов разъема J7 представлено в табл.4.

Таблица 4. Контакты разъема J7 платы форматера HP LaserJet1320

Обознач.

Описание

1

TAG1

Сигналы данных от чипа на картрид-же. Контакты напрямую соединены с контактами разъема P1.

2

TAG2

3

GND (24)

"Земля" для напряжения +24В.

4

#DEC

Сигналы управления сканирующим двигателем блока лазера (см. табл.2).

5

#ACC

6

+24V

Напряжение питания +24В.

7

CNT0

Сигналы управления лазером (см. табл.3).

8

CNT1

9

CNT2

10

#BDI

Сигнал от датчика луча блока лазера (см. табл.3)

11

GND (5)

"Земля" для напряжения +5В.

12

#BDO

Сигнал от DC контроллера к формате-ру. Сигнал используется для синхро-низации сигналов VDO с положением вращающегося зеркала. Импульс низ-кого уровня на этом контакте означает начало строки и необходимость гене-рации форматером сигналов VDO.

13

+5V 

Напряжение питания +5В.

14

#RESET 

Сигнал сброса. Сигнал генерируется DC контроллером и устанавливается в высокий уровень,  когда все питающие напряжения имеют номинальное зна-чение. При низком уровне сигнала, ра-бота форматера запрещается.

15

SC 

Линия передачи последовательных данных между форматером и DC контроллером.

16

SCLK 

Линия синхронизации передачи после-довательных данных по линии SC.

17

+5V 

Напряжение питания +5В.

18

GND (5)

"Земля" для напряжения +5В.

19

GND (3)

"Земля" для напряжения +3.3В.

20

GND (3)

"Земля" для напряжения +3.3В.

21

GND (3) 

"Земля" для напряжения +3.3В.

22

+3.3V

Напряжение питания +3.3В.

23

+3.3V

Напряжение питания +3.3В.

24

+3.3V

Напряжение питания +3.3В.

J8 – разъем интерфейса Centronics c двунаправленной передачей данных. Интерфейс соответствует спецификации IEEEE-1284.

P1 – разъем для подключения контактов, через которые осуществляется считывание данных из чипа, размещенного на картридже принтера. Данные от чипа передаются на DC контроллер, и форматером не обрабатываются.

В отличие от других принтеров младшего класса, панель оператора в LaserJet 1320 имеет более сложное управление. Если во всех предыдущих моделях, управление панелью оператора осуществлялось непосредственно с контактов микросхемы форматера, то теперь, для управления светодиодами стали использовать специализированную микросхему – LED-драйвер PCA9551 (U4). Что же касается кнопок панели оператора, то считывание их состояния, по-прежнему, осуществляется форматером. PCA9551 управляется форматером по последовательной шине I2C путем передачи на LED-драйвер специальных команд. Микросхема PCA9551 позволяет осуществлять управление 8-ю светодиодами, имеет внутренние адресуемые регистры, собственный тактовый генератор и внутреннюю схему сброса при включении.

Одной из важнейших функций форматера является формирование команды начала печати, передаваемой на контроллер механизмов (находится на плате DC-контроллера). Эта команда генерируется после того, как форматер закончит обработку данных, полученных от персонального компьютера. Получив команду печати, контроллер механизмов включает двигатели, начинает прогрев печки, контролирует состояние датчиков, осуществляет загрузку бумаги и генерирует сигналы ля управления лазером.

В свою очередь, контроллер механизмов передает на форматер информацию о возникающих ошибках, указывает, какие из механизмов принтера не работают, а также "сообщает" об успешном завершении процесса распечатки документа. Обмен командами и данными между контроллером механизмов и форматером осуществляется по внутреннему последовательному двунаправленному интерфейсу. Устройством-мастером в этой паре является форматер. Данные передаются по линии SC. Передача данных синхронизируется тактовыми импульсами, передаваемыми по линии SCLK

В периоды формирования изображения, форматер генерирует видеосигналы (VDO), с помощью которых управляется лазер. Так как в HP LaserJet 1320 используется лазер с двумя лучами, то на выходе форматера генерируется четыре сигнала (VDO1, VDO1#, VDO2, VDO2#). Эти сигналы соответствуют растровому изображению, хранящемуся в оперативной памяти. Другими словами, форматер выбирает данные из оперативной памяти SDRAM, а затем на основании этих сигналов и генерирует сигналы VDO. В те моменты времени, когда растровое изображение не выводится, лазеры управляются сигналами CNT0, CNT1 и CNT2, которые генерируются DC-контроллером.

Форматер питается двумя типами напряжений. Для питания интерфейсных частей форматера используется напряжение +3.3В, а для питания ядра его процессора используется напряжение +1.5В, что снижает величину потребляемой форматером мощности. Для формирования напряжения +1.5В используется регулятор напряжения. Так как напряжение номиналом 1.5В блоком питания принтера не вырабатывается, то формирователь этого напряжения разместили на плате форматера. Источник напряжения 1.5В представляет собой линейный регулятор напряжения, основным элементом которого является интегральный стабилизатор LD1117. Принципиальная схема этого источника напряжения представлена на рис.2.

 

Рис.2 Принципиальная схема источника питания платы форматера HP LasrJet 1320

Микросхема LD1117 является регулируемым стабилизатором, величина выходного напряжения которого, задается резистивным делителем R1/R2. Стабилизатор LD1117 рассчитан на выходной ток до 1А.

Если принтером не распечатываются передаваемые на него данные, то в первую очередь необходимо проверить исправность интерфейсных кабелей и платы форматера. Проверку интерфейсных кабелей лучше всего производить методом их замены на заведомо исправные. А вот убедиться в исправности или, наоборот, в неисправности форматера можно другим способом – запуском специального теста механизмов (Engine Test). При выполнении этого теста работают только узлы и блоки, управляемые микроконтроллером механизмов без дополнительных команд от форматера. В результате выполнения этого теста распечатывается лист с горизонтальными полосами (рис.3).

 

Рис.3  Тестовый лист EngineTest (матроска)

Успешное прохождение этого теста означает исправность всех основных модулей принтера: двигателей, лазера, блока фиксации и проявки изображения, всех источников высоких напряжений и, конечно же, блока питания. И если тест механизмов выполняется, а данные от компьютера не печатаются, то это однозначно указывает на необходимость ремонта или замены платы форматера. Для запуска Engine Test необходимо удалить крышку корпуса, закрывающую плату форматера и только после этого мы получим доступ к кнопке SW301, размещенной на плате DC контроллера (рис.4).

 

Рис.4  Место доступа к кнопке запуска Engine Test

Необходимо также отметить, что если в процессе ремонта осуществляется замена платы форматера, то после этого необходимо восстановить данные энергонезависимой памяти NVRAM (серийный номер, счетчик страниц, параметры страницы, характеристики шрифта и т.п.). Это можно сделать командами PJL (о применении некоторых из них мы рассказывали в предыдущем номере нашего журнала).

 

Профессиональная инфракрасная паяльная станция

Профессиональное обслуживание и ремонт лазерных, матричных, струйных принтеров. Технологии печати и устройство.
www.xprt.ru

Яндекс.Метрика
Рейтинг@Mail.ru Яндекс цитирования