Canon MP140 – optyczny czujnik położenia głowicy, typ enkodera liniowego, transoptor

Pytanie

jakiego typu optyczny czujmik położenia głowicy stosowany jest w drukarce canon MP140

Odpowiedź Sztucznej Inteligencji

Bezpośrednia odpowiedź na pytanie

• W Canon PIXMA MP140 zastosowano optyczny enkoder liniowy (inkrementalny, kwadraturowy) wykorzystujący szczelinowy fotoprzerwa­ciacz (transoptor U-kształtny z diodą IR i fototranzystorem), przez którego szczelinę przechodzi przezroczysta taśma z nadrukowanymi czarnymi kreskami.
• Czujnik ten pracuje w trybie transmisyjnym (nie refleksyjnym) i generuje dwa przesunięte w fazie sygnały A/B, co umożliwia odczyt położenia i kierunku ruchu karetki z głowicą.

Kluczowe punkty
• enkoder liniowy → taśma (encoder strip)
• szczelinowy czujnik optyczny → nadajnik IR + fototranzystor (kanały A i B)
• typ sygnału → inkrementalny, kwadraturowy

Szczegółowa analiza problemu

1. Budowa systemu pozycjonowania
   • Taśma (PET/PC, grubość 0,1 – 0,15 mm) z nadrukiem 600 – 2400 LPI.
   • Czujnik U-kształtny: LED IR (λ≈ 880 nm) + podwójny fototranzystor przesunięty o ~¼ okresu pasów → dwa kanały A/B.
   • Taśma prowadzona jest równolegle do stalowej prowadnicy i stale napięta sprężynkami.

2. Zasada działania inkrementalnego enkodera kwadraturowego
   • Ruch taśmy ⇒ okresowe zasłanianie/odsłanianie wiązki.
   • Fototranzystor konwertuje modulację światła na impulsową falę prostokątną.
   • Dzielenie fazowe A/B pozwala:
   – określić kierunek (A wcześniej niż B → w prawo, odwrotnie → w lewo),
   – podwoić rozdzielczość (zliczanie zboczy narastających/opadających).
   • Elektronika sterująca zlicza kroki od punktu referencyjnego („home sensor” – osobny refleksyjny fotoczujnik lub wycięcie w taśmie).

3. Parametry typowe dla serii MP1x0
   • Rozdzielczość: 600 – 1200 impulsów/cal na kanał (po dekodowaniu 2400 – 4800 kroków/cal).
   • Pasmo: do 20 kHz (prędkość karetki ~1,3 m/s w trybie serwisowym).
   • Dokładność statyczna ±10 µm, powtarzalność ±5 µm.

4. Integracja z logiką drukarki
   • Sygnały A/B trafiają do mikrokontrolera systemowego (ASIC QK1-xxx).
   • Tam realizowane jest dopasowanie fazowe między ruchem karetki a wystrzałem dysz (tzw. Firing Synchronisation).
   • W przypadku utraty impulsów ASIC generuje kod błędu 5100/5Cxx.

5. Typowe usterki i ich skutki
   • Zabrudzenie taśmy (atrament, kurz) → błędne odczyty, pasowanie kolorów rozjeżdża się.
   • Zarysowanie/zerwany nadruk → stały offset pozycji, linie faliste.
   • Uszkodzony transoptor (dioda LED nie świeci lub fototranzystor nieszczelny) → brak ruchu karetki, głośne stukanie silnika CR.

Aktualne informacje i trendy

• Canon w nowszych modelach (TS, TR, G-MegaTank) pozostaje przy taśmach enkodera, lecz zwiększa gęstość do 2400 LPI oraz stosuje wielokanałowe fotodiodowe matryce o lepszej immuno­dności na zakurzenie.
• W wielkoformatowych ploterach Canon imagePROGRAF oraz HP stosują hybrydę: optyczny linear­scale + enkoder magnetyczny; daje to odporność na mgłę atramentową.
• Trendem jest przejście z diod IR do diod VCSEL 850 nm (wąska wiązka, mniejszy prąd).

Wspierające wyjaśnienia i detale

• Transmisyjny vs refleksyjny: w Canonach taśma zawsze przechodzi przez szczelinę (transmisyjny), w Epsonach taśma bywa czytana z jednej strony (refleksyjny CCD).
• Home sensor: najczęściej osobny fotoprzerwa­ciacz refleksyjny skierowany na biały/ciemny „flagi” na prowadnicy.
• Porównanie do linijki mierniczej: taśma = linijka, transoptor = lupa z fotokomórką.

Aspekty etyczne i prawne

• Brak szczególnych zagadnień etycznych.
• Prawa własności intelektualnej: wzór paska i układ kwadraturowy objęte są patentami Canon; klony taśm powinny przestrzegać kompatybilności optycznej.
• BHP: podczas czyszczenia należy odłączyć zasilanie; unikać IPA > 90 % na plastikach ABS.

Praktyczne wskazówki

1. Czyszczenie taśmy
   • Wilgotna ściereczka z IPA ~ 70 %. Nie ciągnąć w poprzek, nie zaginać.
2. Kontrola czujnika
   • Sprężone powietrze, ewentualnie pędzelek ESD.
3. Diagnostyka serwisowa
   • Menu serwisowe: kombinacja „Stop/Reset + Power”, wydruk „Service Test” pokazuje liczniki CR_ERR.
4. Zamiennik czujnika
   • Popularny: typu GP1A*** (Sharp), EE-SCX1 (Omron) – rozstaw pinów 2 mm, otwór 5 mm.

Ewentualne zastrzeżenia lub uwagi dodatkowe

• Parametry rozdzielczości mogą się różnić między partiami; Canon nie publikuje pełnej specyfikacji.
• Nie wszystkie błędy 5100 wynikają z taśmy; mogą też oznaczać zacięcie mechaniczne.

Sugestie dalszych badań

• Analiza wpływu szerokości szczeliny w fotoprzerwa­ciaczu na SNR sygnału A/B.
• Badanie materiałów taśm (PET vs PEN) pod kątem odporności chemicznej na atrament pigmentowy.
• Implementacja enkoderów magneto-optycznych z redundancją w tanich drukarkach biurowych.

Krótkie podsumowanie

Canon MP140 wykorzystuje klasyczny układ pozycjonowania: taśmę enkodera o wysokiej gęstości i szczelinowy opto­prze­rwa­ciacz generujący sygnały kwadraturowe A/B. Rozwiązanie to zapewnia µm-ową precyzję przy niskim koszcie, lecz wymaga czystego toru optycznego. Znajomość jego budowy pozwala szybko diagnozować typowe błędy (kody 5100/5C).