ULTRE系列激光照排機(jī)工作原理及常見故障分析
發(fā)布時(shí)間：2024-06-09 點(diǎn)擊：50
前言
美國(guó)ultre公司（被lino-hell公司兼并后，lino-hell公司又被德國(guó)海德堡公司收購(gòu)）是世界上著名的激光照排機(jī)機(jī)芯生產(chǎn)廠家，同時(shí)它又是世界上小幅面（八開，四開）絞盤式半導(dǎo)體激光照排機(jī)的重要生產(chǎn)基地。它生產(chǎn)的72p/e、94p/e系列照排機(jī)以其結(jié)構(gòu)輕巧、操作方便、故障率低、維護(hù)簡(jiǎn)單。在歐美、東南亞占有很大市場(chǎng)。在我國(guó)也有幾百臺(tái)的機(jī)器，如果加上國(guó)內(nèi)就有近千臺(tái)同類機(jī)器。所以有必要將此類機(jī)器的工作原理及常見故障做一簡(jiǎn)要分析，以供此類用戶參考。
一、機(jī)械光學(xué)結(jié)構(gòu)
1、膠片傳動(dòng)
精密步進(jìn)電機(jī)通過一特制蝸輪蝸桿將傳動(dòng)傳到驅(qū)動(dòng)輥，在壓力輥的配合下將膠片從供片盒送到收片盒。并實(shí)現(xiàn)掃描的y方向進(jìn)給，如圖1所示。因?yàn)檫@種傳動(dòng)類似于絞盤傳動(dòng)機(jī)。所以此類機(jī)器稱絞盤式照排機(jī)。從傳動(dòng)原理可以看出，此類機(jī)器的傳動(dòng)精度，從理論上看只取決于步進(jìn)電機(jī)、蝸輪蝸桿付、驅(qū)動(dòng)輥的精度。但是為了保證一定的粗糙度，而且不劃傷膠片，驅(qū)動(dòng)輥和壓力輥都采用了膠輥，這就使得影響傳動(dòng)精度的因素變得復(fù)雜了。除了以上因素外，壓力輥的壓力，供、收片盒的阻力都將影響傳動(dòng)精度，這就是絞盤式比鼓式機(jī)器重復(fù)定位精度差而且不穩(wěn)定的主要原因。但是國(guó)內(nèi)外廠家仍然為提高此類機(jī)器重復(fù)定位精度而做出了許多有益的嘗試，如增加cqr，改變供、收片盒結(jié)構(gòu)，改變驅(qū)動(dòng)輥、壓力輥材質(zhì)并增加檢測(cè)編碼機(jī)構(gòu)等，使其可以滿足中、高檔彩色分色片輸出的要求。
2.光學(xué)掃描
一個(gè)以5100rpm（e型機(jī)器為10200rpm）速度轉(zhuǎn)動(dòng)的超精密直流旋轉(zhuǎn)馬達(dá)帶動(dòng)五面棱鏡轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)光學(xué)打點(diǎn)，并實(shí)現(xiàn)x方向的視頻圖元，所以此類機(jī)器也叫轉(zhuǎn)鏡式照排機(jī)。其光學(xué)示意圖如圖2所示。x方向的掃描質(zhì)量取決于旋轉(zhuǎn)馬達(dá)的精度和一個(gè)叫sol(start of line行開始)傳感器；成像質(zhì)量取決于激光準(zhǔn)直管，fθ透鏡及聚焦。
二、電器原理
圖3為電器原理圖。以z80cpu為核心,prom保存著主程序,程序除和其他電路配合控制旋轉(zhuǎn)馬達(dá)、步進(jìn)電機(jī)、激光驅(qū)動(dòng)外,還完成如下功能:1.上電復(fù)位及加電故障診斷;2.串口通訊及串行命令解釋、執(zhí)行:計(jì)算機(jī)可以通過串行命令對(duì)照排機(jī)進(jìn)行分辨率、激光強(qiáng)度、進(jìn)片、切片、故障診斷等各種控制;3.低電壓報(bào)警:系統(tǒng)電壓+5v、±15v、+13v、+24v的任一電壓過低都將報(bào)錯(cuò);4.光路出錯(cuò)報(bào)警:激光管壞、sol傳感器壞、卡片、光路堵塞等都可能引起此類報(bào)警;5.可恢復(fù)性故障報(bào)警:無膠片、無暗盒、阻塞的報(bào)警;6.開關(guān)排命令解釋及執(zhí)行:機(jī)器自檢、sol調(diào)試、激光調(diào)試、故障查詢等都通過開關(guān)排發(fā)送命令,常用開關(guān)排命令如圖4所示;7.執(zhí)行命令后的狀態(tài)回送:狀態(tài)回送通過led發(fā)光管排顯示,常見led的意義如圖5所示。eeprom記錄著一些可變參數(shù)，如步進(jìn)電機(jī)、旋轉(zhuǎn)馬達(dá)校正值、激光電流倍增系數(shù)、版本號(hào)等。常用開關(guān)排定義（1＝“on”，0＝“off”） 開關(guān)8-6選擇“方式” 開關(guān)4-1選擇“分辨率”
876開關(guān)
開關(guān)含義
4321開關(guān)
分辨率(dpi)
000
空閑
0000
1200
010
診斷方式
0001
800
011
編程方式
0010
600
100
連續(xù)刻度自檢
0110
1000
101
頁刻度自檢
0111
2400
110
連續(xù)色調(diào)自檢
1000
3000
111
頁色調(diào)自檢
1110
用戶定義
常用led排定義
8位led燈
開關(guān)排值=00000000時(shí)的含義
開關(guān)排值=00000101時(shí)的含義
8燈亮
ready就緒燈，表示機(jī)器準(zhǔn)備就緒
無暗盒
7燈亮
print打印燈，表示當(dāng)前正在進(jìn)行打印操作
狀態(tài)超時(shí)故障
6燈亮
vsync走片燈，表示機(jī)器正在走片
vsync超時(shí)故障
5燈亮
vsync超時(shí)燈，表示垂直同步超時(shí)錯(cuò)誤
加電診斷故障
4燈亮
光路出錯(cuò)燈，表示光路出現(xiàn)故障
光路出錯(cuò)故障
3燈亮
狀態(tài)超時(shí)燈，表示機(jī)器接受命令出錯(cuò)
電源低電壓故障
2燈亮
控制器加電指示燈，表示計(jì)算機(jī)已經(jīng)加電
膠片堵塞
1燈亮
故障指示燈，表示機(jī)器出現(xiàn)故障
膠片用完
三、接口原理
接口被設(shè)計(jì)為canon lbp-cx和ultre專用模式兩種。canon lbp-cx模式適用于低分辨率打印，在這種模式下，照排機(jī)按照頁連續(xù)打印。和canon標(biāo)準(zhǔn)模式不同的是，在整個(gè)頁打印完之前print信號(hào)一直保持低電平。ultre專用模式適用于高分辨率打印，在這種模式下，照排機(jī)可以啟停，并且在每個(gè)bd脈沖下降沿都應(yīng)產(chǎn)生一個(gè)垂直同步vsync信號(hào)（控制走片），此信號(hào)應(yīng)維持至少0.5ms，其時(shí)序如圖6所示。
四、常見故障分析
總述：激光照排機(jī)為高精密機(jī)、光、電一體化設(shè)備，為保證其正常工作，該機(jī)應(yīng)置于較為寬敞無塵環(huán)境下，室溫20-25℃，空氣相對(duì)濕度不超過85％，帶有交流凈化穩(wěn)壓電源（因有感性負(fù)載，不要接低容量ups），并保證照排機(jī)和所連計(jì)算機(jī)共地良好，不可帶電拔插任何電纜或插頭。幾點(diǎn)說明:為描述方便,“/”隔開的為可能發(fā)生的因素之一;因篇幅的原因，只列出故障原因;電器部分因主控板元器件較多,故障難以描述清楚,請(qǐng)和國(guó)內(nèi)生產(chǎn)維修廠家－“前景計(jì)算機(jī)科技工程公司”聯(lián)系。
1.機(jī)械光學(xué)類故障
現(xiàn)象1:發(fā)排正常，膠片圖文沿走片方向（y方向）壓縮/膠片y方向不動(dòng)或兩邊尺寸不等/膠片走斜。
原因：驅(qū)動(dòng)輥和渦輪聯(lián)接處松動(dòng)/壓力輥兩邊壓力不等或不足/供片盒出片不暢/收片盒入口不暢或已滿。
現(xiàn)象2:膠片阻塞或卡片
原因：切刀沒回位/jam擋板和驅(qū)動(dòng)輥位置錯(cuò)/膠片通道不暢/收片盒滿。
現(xiàn)象3:發(fā)排出膠片全白或部分白。
原因：光學(xué)通道被擋/fθ透鏡臟/膠片感光波長(zhǎng)不相符。
現(xiàn)象4:圖文發(fā)糊。
原因：激光電流太大/聚焦不對(duì)/沒選擇濾光片
現(xiàn)象5:豎線不直或發(fā)抖
原因：sol沒調(diào)整好/旋轉(zhuǎn)馬達(dá)壞/主控板故障 現(xiàn)象6:“光路出錯(cuò)”報(bào)警
原因：激光管壞/sol沒調(diào)整好或壞/光路被堵/膠片堵塞/主控板故障
2. 電器故障
現(xiàn)象7:黑度不足
原因：外部激光旋鈕r49在最小位置/內(nèi)部激光旋鈕r59、r63調(diào)整不合適/選擇濾光片不對(duì)/激光器壞
現(xiàn)象8:圖文正常，但有底色或拖尾
原因：調(diào)制管q15壞/r119電位器值不合適
現(xiàn)象9:物理左邊空太大或太小
原因：s1開關(guān)排撥動(dòng)位置不合適
3. 接口故障
現(xiàn)象10:水平視頻圖元壓縮或放大
原因：水平分辨率不對(duì)，即vdoclk打點(diǎn)時(shí)鐘不對(duì)
現(xiàn)象11:垂直視頻圖元壓縮或放大
原因：垂直分辨率不對(duì)
現(xiàn)象12:照排機(jī)自檢正常，聯(lián)機(jī)死機(jī)
原因：接口卡dma、irq、add與其它設(shè)備沖突，默認(rèn)dma=6、irq=0d、add=100/接口卡故障
現(xiàn)象13:照排機(jī)自檢正常，286/386/486計(jì)算機(jī)上發(fā)排正常，586以上計(jì)算機(jī)上發(fā)排出錯(cuò)
原因：照排接口卡故障，原全長(zhǎng)型接口卡因設(shè)計(jì)原因在高速計(jì)算機(jī)上將出現(xiàn)掃描抽線、死機(jī)、照排機(jī)報(bào)“狀態(tài)超時(shí)”或“垂直同步超時(shí)”錯(cuò)誤，應(yīng)換新型短卡（rip卡）
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美國(guó)ultre公司（被lino-hell公司兼并后，lino-hell公司又被德國(guó)海德堡公司收購(gòu)）是世界上著名的激光照排機(jī)機(jī)芯生產(chǎn)廠家，同時(shí)它又是世界上小幅面（八開，四開）絞盤式半導(dǎo)體激光照排機(jī)的重要生產(chǎn)基地。它生產(chǎn)的72p/e、94p/e系列照排機(jī)以其結(jié)構(gòu)輕巧、操作方便、故障率低、維護(hù)簡(jiǎn)單。在歐美、東南亞占有很大市場(chǎng)。在我國(guó)也有幾百臺(tái)的機(jī)器，如果加上國(guó)內(nèi)就有近千臺(tái)同類機(jī)器。所以有必要將此類機(jī)器的工作原理及常見故障做一簡(jiǎn)要分析，以供此類用戶參考。
一、機(jī)械光學(xué)結(jié)構(gòu)
1、膠片傳動(dòng)
精密步進(jìn)電機(jī)通過一特制蝸輪蝸桿將傳動(dòng)傳到驅(qū)動(dòng)輥，在壓力輥的配合下將膠片從供片盒送到收片盒。并實(shí)現(xiàn)掃描的y方向進(jìn)給，如圖1所示。因?yàn)檫@種傳動(dòng)類似于絞盤傳動(dòng)機(jī)。所以此類機(jī)器稱絞盤式照排機(jī)。從傳動(dòng)原理可以看出，此類機(jī)器的傳動(dòng)精度，從理論上看只取決于步進(jìn)電機(jī)、蝸輪蝸桿付、驅(qū)動(dòng)輥的精度。但是為了保證一定的粗糙度，而且不劃傷膠片，驅(qū)動(dòng)輥和壓力輥都采用了膠輥，這就使得影響傳動(dòng)精度的因素變得復(fù)雜了。除了以上因素外，壓力輥的壓力，供、收片盒的阻力都將影響傳動(dòng)精度，這就是絞盤式比鼓式機(jī)器重復(fù)定位精度差而且不穩(wěn)定的主要原因。但是國(guó)內(nèi)外廠家仍然為提高此類機(jī)器重復(fù)定位精度而做出了許多有益的嘗試，如增加cqr，改變供、收片盒結(jié)構(gòu)，改變驅(qū)動(dòng)輥、壓力輥材質(zhì)并增加檢測(cè)編碼機(jī)構(gòu)等，使其可以滿足中、高檔彩色分色片輸出的要求。
2.光學(xué)掃描
一個(gè)以5100rpm（e型機(jī)器為10200rpm）速度轉(zhuǎn)動(dòng)的超精密直流旋轉(zhuǎn)馬達(dá)帶動(dòng)五面棱鏡轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)光學(xué)打點(diǎn)，并實(shí)現(xiàn)x方向的視頻圖元，所以此類機(jī)器也叫轉(zhuǎn)鏡式照排機(jī)。其光學(xué)示意圖如圖2所示。x方向的掃描質(zhì)量取決于旋轉(zhuǎn)馬達(dá)的精度和一個(gè)叫sol(start of line行開始)傳感器；成像質(zhì)量取決于激光準(zhǔn)直管，fθ透鏡及聚焦。
二、電器原理
圖3為電器原理圖。以z80cpu為核心,prom保存著主程序,程序除和其他電路配合控制旋轉(zhuǎn)馬達(dá)、步進(jìn)電機(jī)、激光驅(qū)動(dòng)外,還完成如下功能:1.上電復(fù)位及加電故障診斷;2.串口通訊及串行命令解釋、執(zhí)行:計(jì)算機(jī)可以通過串行命令對(duì)照排機(jī)進(jìn)行分辨率、激光強(qiáng)度、進(jìn)片、切片、故障診斷等各種控制;3.低電壓報(bào)警:系統(tǒng)電壓+5v、±15v、+13v、+24v的任一電壓過低都將報(bào)錯(cuò);4.光路出錯(cuò)報(bào)警:激光管壞、sol傳感器壞、卡片、光路堵塞等都可能引起此類報(bào)警;5.可恢復(fù)性故障報(bào)警:無膠片、無暗盒、阻塞的報(bào)警;6.開關(guān)排命令解釋及執(zhí)行:機(jī)器自檢、sol調(diào)試、激光調(diào)試、故障查詢等都通過開關(guān)排發(fā)送命令,常用開關(guān)排命令如圖4所示;7.執(zhí)行命令后的狀態(tài)回送:狀態(tài)回送通過led發(fā)光管排顯示,常見led的意義如圖5所示。eeprom記錄著一些可變參數(shù)，如步進(jìn)電機(jī)、旋轉(zhuǎn)馬達(dá)校正值、激光電流倍增系數(shù)、版本號(hào)等。常用開關(guān)排定義（1＝“on”，0＝“off”） 開關(guān)8-6選擇“方式” 開關(guān)4-1選擇“分辨率”
876開關(guān)
開關(guān)含義
4321開關(guān)
分辨率(dpi)
000
空閑
0000
1200
010
診斷方式
0001
800
011
編程方式
0010
600
100
連續(xù)刻度自檢
0110
1000
101
頁刻度自檢
0111
2400
110
連續(xù)色調(diào)自檢
1000
3000
111
頁色調(diào)自檢
1110
用戶定義
常用led排定義
8位led燈
開關(guān)排值=00000000時(shí)的含義
開關(guān)排值=00000101時(shí)的含義
8燈亮
ready就緒燈，表示機(jī)器準(zhǔn)備就緒
無暗盒
7燈亮
print打印燈，表示當(dāng)前正在進(jìn)行打印操作
狀態(tài)超時(shí)故障
6燈亮
vsync走片燈，表示機(jī)器正在走片
vsync超時(shí)故障
5燈亮
vsync超時(shí)燈，表示垂直同步超時(shí)錯(cuò)誤
加電診斷故障
4燈亮
光路出錯(cuò)燈，表示光路出現(xiàn)故障
光路出錯(cuò)故障
3燈亮
狀態(tài)超時(shí)燈，表示機(jī)器接受命令出錯(cuò)
電源低電壓故障
2燈亮
控制器加電指示燈，表示計(jì)算機(jī)已經(jīng)加電
膠片堵塞
1燈亮
故障指示燈，表示機(jī)器出現(xiàn)故障
膠片用完
三、接口原理
接口被設(shè)計(jì)為canon lbp-cx和ultre專用模式兩種。canon lbp-cx模式適用于低分辨率打印，在這種模式下，照排機(jī)按照頁連續(xù)打印。和canon標(biāo)準(zhǔn)模式不同的是，在整個(gè)頁打印完之前print信號(hào)一直保持低電平。ultre專用模式適用于高分辨率打印，在這種模式下，照排機(jī)可以啟停，并且在每個(gè)bd脈沖下降沿都應(yīng)產(chǎn)生一個(gè)垂直同步vsync信號(hào)（控制走片），此信號(hào)應(yīng)維持至少0.5ms，其時(shí)序如圖6所示。
四、常見故障分析
總述：激光照排機(jī)為高精密機(jī)、光、電一體化設(shè)備，為保證其正常工作，該機(jī)應(yīng)置于較為寬敞無塵環(huán)境下，室溫20-25℃，空氣相對(duì)濕度不超過85％，帶有交流凈化穩(wěn)壓電源（因有感性負(fù)載，不要接低容量ups），并保證照排機(jī)和所連計(jì)算機(jī)共地良好，不可帶電拔插任何電纜或插頭。幾點(diǎn)說明:為描述方便,“/”隔開的為可能發(fā)生的因素之一;因篇幅的原因，只列出故障原因;電器部分因主控板元器件較多,故障難以描述清楚,請(qǐng)和國(guó)內(nèi)生產(chǎn)維修廠家－“前景計(jì)算機(jī)科技工程公司”聯(lián)系。
1.機(jī)械光學(xué)類故障
現(xiàn)象1:發(fā)排正常，膠片圖文沿走片方向（y方向）壓縮/膠片y方向不動(dòng)或兩邊尺寸不等/膠片走斜。
原因：驅(qū)動(dòng)輥和渦輪聯(lián)接處松動(dòng)/壓力輥兩邊壓力不等或不足/供片盒出片不暢/收片盒入口不暢或已滿。
現(xiàn)象2:膠片阻塞或卡片
原因：切刀沒回位/jam擋板和驅(qū)動(dòng)輥位置錯(cuò)/膠片通道不暢/收片盒滿。
現(xiàn)象3:發(fā)排出膠片全白或部分白。
原因：光學(xué)通道被擋/fθ透鏡臟/膠片感光波長(zhǎng)不相符。
現(xiàn)象4:圖文發(fā)糊。
原因：激光電流太大/聚焦不對(duì)/沒選擇濾光片
現(xiàn)象5:豎線不直或發(fā)抖
原因：sol沒調(diào)整好/旋轉(zhuǎn)馬達(dá)壞/主控板故障 現(xiàn)象6:“光路出錯(cuò)”報(bào)警
原因：激光管壞/sol沒調(diào)整好或壞/光路被堵/膠片堵塞/主控板故障
2. 電器故障
現(xiàn)象7:黑度不足
原因：外部激光旋鈕r49在最小位置/內(nèi)部激光旋鈕r59、r63調(diào)整不合適/選擇濾光片不對(duì)/激光器壞
現(xiàn)象8:圖文正常，但有底色或拖尾
原因：調(diào)制管q15壞/r119電位器值不合適
現(xiàn)象9:物理左邊空太大或太小
原因：s1開關(guān)排撥動(dòng)位置不合適
3. 接口故障
現(xiàn)象10:水平視頻圖元壓縮或放大
原因：水平分辨率不對(duì)，即vdoclk打點(diǎn)時(shí)鐘不對(duì)
現(xiàn)象11:垂直視頻圖元壓縮或放大
原因：垂直分辨率不對(duì)
現(xiàn)象12:照排機(jī)自檢正常，聯(lián)機(jī)死機(jī)
原因：接口卡dma、irq、add與其它設(shè)備沖突，默認(rèn)dma=6、irq=0d、add=100/接口卡故障
現(xiàn)象13:照排機(jī)自檢正常，286/386/486計(jì)算機(jī)上發(fā)排正常，586以上計(jì)算機(jī)上發(fā)排出錯(cuò)
原因：照排接口卡故障，原全長(zhǎng)型接口卡因設(shè)計(jì)原因在高速計(jì)算機(jī)上將出現(xiàn)掃描抽線、死機(jī)、照排機(jī)報(bào)“狀態(tài)超時(shí)”或“垂直同步超時(shí)”錯(cuò)誤，應(yīng)換新型短卡（rip卡）
中國(guó)數(shù)碼印刷市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈
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