איך זה עובד: טונר
בשבוע שעבר סקרנו את תהליך ההדפסה במדפסות לייזר ובמדפסות LED שפועלות באופן דומה. השבוע נלכלך את הידיים במלוא מובן המילה ונגלה איך האלמנטים השונים של המדפסת נראים ומתנהגים בשטח
אל כבלי החשמל של הנורה מחובר תרמוסטט למניעה של חימום יתר. זהו רכיב פשוט, שמבוסס על ההתרחבות של מתכת בעת החימום. בתוכו יש לוחית מתכת מקובעת למקומה, וכאשר היא מגיעה לטמפרטורה שהוגדרה מראש (בסביבות 200 מעלות, למדפסות כאלה), היא מתכופפת מספיק כדי לנתק את המגע עם לוחית אחרת, ואת המעגל החשמלי כולו.
איך עוד דברים עובדים:
ביציאה מהמכבש יש שורה של שערות מתכת לפריקה של החשמל הסטטי מהנייר. כזכור, שערות כאלה נמצאות גם בפתח היציאה הסופי של הנייר מהמדפסת. הכפילות נועדה להבטיח ששום מטען חשמלי לא ישרוד – וגם למקרה שהמשתמש נאלץ לפתוח את המכסה ולשחרר ידנית נייר שנתקע במנגנון.
טונר
נחזור אחורה, אל התופים שמעבירים את האבקות הצבעוניות אל הדף באמצעות מטענים חשמליים. במדפסת שפירקתי, יחידות התוף ויחידות הטונר הן נפרדות, כאשר מחסנית הטונר מתלבשת על יחידת התוף. המחסנית הזו מורכבת למעשה משני תאים מופרדים במחיצה, ובכל אחד מהתאים הללו יש אלמנט מסתובב להעברה ופיזור אחידים של הטונר.
בתא הקטן, בו נמצאת האבקה מלכתחילה, נמצא בורג חלזוני ארוך שמונע היווצרות של גושים. האבקה מועברת משם דרך חור קטן אל התא הגדול, שבו מערבל ארוך מסיע ומפזר אותה עד שהיא יוצאת מחלון מלבני צר אל חלל יחידת התוף.
אך לפני שניכנס ליחידת התוף, הנה פרט קטן שקל לפספס: מאחורי לוחית פלסטיק נשלפת קטנה, בקצה הטונר, מסתתר מעגל מודפס זעיר. אין לו סוללה או חיבור כלשהו לחשמל, הוא פשוט נמצא שם בתוך כיס פלסטיק סגור.
מעגלים נסתרים
את הרמז לזהותו של המעגל הסמוי אפשר למצוא במכסה המדפסת שנסגר על יחידות הטונרים: שם, בצד, יש ארבעה חיישנים שמחוברים למעגל מודפס מרכזי. כל חיישן כזה כולל מפסק מגנטי ואנטנה שטוחה על מעגל מודפס קטן, וכל זה ממוקם בדיוק מעל המעגל שבטונר. בקיצור, מדובר בשבב RFID לזיהוי טונרים מקוריים. ללא השבב הזה, המדפסת תציק למשתמש בדרישה לטונר חדש – אם כי היא לא תפסיק להדפיס. למה לא? כי אם היא תפסיק, הצרכנים, הרשויות להגנתם ויצרני הטונר החלופי יתבעו ליצרנית המדפסת את הצורה.
כדאי להתעכב רגע על רכיבי ה-RFID ("זיהוי בתדר רדיו"), מכיוון שזו טכנולוגיה מרתקת בפני עצמה. המעגל שבטונר הוא תג RFID פסיבי, כלומר ללא מקור כוח משל עצמו. כדי לפעול, האנטנה שבחיישן משדרת אות רדיו בתדר גבוה מאד, והיא מספיק קרובה לתג כדי שהדבר ישרה בו זרם חשמלי חלש. זה די והותר בשביל המיקרו-בקר שבפנים (PIC 12F683, בתג שבתמונה) לשדר חזרה – דרך אותה אנטנה בדיוק! – סדרת אותות שהמעגל הראשי קולט ומפענח כקוד בן מספר ספרות, ייחודי ושונה לכל טונר.
התוף
בצדה של יחידת התוף, מאחורי תריס פלסטיק נע (לא מוצג בתמונה), מסתתר מעגל מודפס זעיר נוסף. מעגל פשוט זה הוא חיישן כמות הטונר, שבעזרתו המדפסת יודעת להתריע זמן-מה לפני שהטונר נגמר בפועל. שמועות עקשניות טוענות שמדובר בהרבה יותר מדי זמן, ושאם מכסים את החיישן הזה בעזרת איזולירבנד כך שהמדפסת לא תוכל לקרוא אותו, אפשר להוציא מהטונר בשקט עוד כמה עשרות או מאות דפים לפני שהוא אוזל באמת. שיטת הפעולה של החיישן הזה משתנה בין יצרנים ומדפסות: יש חיישנים אופטיים, חיישנים של שדה מגנטי שנוצר מאבקת הטונר ועוד.
שאר יחידת התוף משעממת למדי: סדרה של גלילים, מונעים בתמסורת גלגלי שיניים, ומנגנונים פשוטים לפיזור האבקה בצורה אחידה בכל מקום. לא היה זכר למנורה, שאמורה לנטרל את המטען החשמלי שעל התוף. למעשה, הרמז היחיד לכל הפן החשמלי של העניין היה הפאנל הצדדי, שמכיל הרבה מגעים ופסי נחושת. דרך הפסים הללו הועברו ליחידת התוף הזרמים לטעינת ולפריקת התוף. החלק המעניין, של הגדרת הפיקסלים עבור התמונה המודפסת, בוצע כאמור באמצעות אלמנטים נפרדים, שחוברו למכסה העליון ונראים בתמונה הקודמת.
סאגת המדפסת המשולבת לא נגמרת כאן: לפני שניפרד ממנה לטובת מכשיר אחר, יש לנו עולם שלם של חיישנים, מנועים וגלגלי שיניים שמסיעים את הדפים מהמגש לאורך מסלול הההדפסה, וטרם דיברנו על הפקס והסורק. על כך – בפעם הבאה.
