2015年1月20日 星期二

Tear down: Epson噴墨印表機 Stylus TX430W

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印表機之前己經拆過一、兩次了,這次又有新的東西進來,是Epson的 Stylus TX430W的機型。相較之前拆的都是2010年前的機型,這台是2011年出的,我看可以來看看這個印表機的設計又有多了什麼變化了。

首先我們所以先把上下件拆開來,上半部是掃描機,下半部是印表機的部分。

掃描機的部分,主元件一樣是使用line scan的方式來掃描,用步進馬達帶動蝸輪蝸桿,再帶動齒輪,靠塑膠件的齒條移動。

不過竟然已經沒有導桿了……用楔形面來支撐line Scan的支點,這應該省了不少錢。其次,玻璃面的組裝也已經使用卡鉤了,這部分開模具的人實在是太厲害了。

講到模具,我也仔細看了分模線,這些地方可以看出模具工程師是怎麼思考分模的問題。但有些是模具工程師解決不了的問題,例如下圖中,塑膠件的正面有沉下去「EPSON」的字樣
就代表背面,一定會有縮水出來影子,這大概很難解了。
 

Snap的應用到現在為止,真的發展到淋漓盡致,你看這兩個齒輪的組裝都是用一個擋一個,最後用Snap擋最外面的一個固定好。


再來看下半部印表機的部分,我還是不斷讚嘆印表機真的是桌上型產品之中,機構設計的經典代表。機械系的學生有機會應該拆一台來好好觀摩一下,從塑膠、鈑金、結構、傳動、齒輪、凸輪、彈簧……設計完一台就把機設教完了。


回頭來說印表機包括兩個軸,(1)移動墨水匣的X軸,(2)進紙的Y軸

 X軸主要架在鈑金件上,這鈑金應該都是鍍鋅鋼板,上面會有對應的傳動機構,包括:
(1) 直流DC馬達 with 皮帶輪
(2) 皮帶 與 張緊機構 (用彈簧往另張緊方向推)
(3) 皮帶上方掛有光學尺,也有用一小彈簧張緊
(4) 皮帶固定於放墨水匣的小車上,以帶動小車
(5) 應該還要有一個支持的導桿,不過這台已經使用鈑金折起來的地方代替導桿做滑動支撐
 

Y軸部分,一樣有一個直流馬達,用皮帶輪、皮帶,帶動齒輪傳動系統
(1) 直流DC馬達 with 皮帶輪
(2) 皮帶 與 張緊機構 (用彈簧向內壓)
(3) 齒輪上帶encoder,用IR遮斷sensor來得知跑的位置。

(4) 動力往兩個方向跑,一個往上圖中右方,做出口端紙張滾輪的輸出。
(5) 另一個動力穿越印表機下方,到另一側做入口端紙張滾輪的控制
(6) 入口端紙張滾輪的輸出,帶動一個D型輪,決定什麼時候讓空給紙張過,什麼時候要拉紙張進來。 這些複雜的動作,就由下圖右手邊白色的機構模組決定,當中有類似棘輪爪的東西,用正逆來決定所有動作。這就是用一個馬達做出三個不用運動的經典範例。
 

另外還有一個值得一提的,這個「彈簧單向輪」是很妙的元件。
右旋的彈簧,如果再加以右旋,內徑會縮小,此時若在內徑放置軸棒,從軸棒會跟彈簧旋轉。反之對右旋彈簧左旋的話,內徑會放大,此時內置的軸棒則會與彈簧間會分離,而不會旋轉。元件如下圖所示,是個簡易但有效的單向離合器。

結論:印表機已經是個成熟且穩定的產品了,這幾年下來剩下的只有cost down (他們稱好聽一點叫VA/VE),例如掃描的軸、墨水的X軸都不見了。雖然它是電子業中,機構含量最多的一個產品,但機械工程師能夠再發揮的空間真的有限了,實著覺得可惜。

2 則留言:

  1. 你好, 我在網路上搜尋Arduino + Labview 人機介面 控制,找到你的部落格. 我要將Cannon A2的印表機,改裝成噴塗機,(只需要兩個軸向), X軸的噴塗頭要快速來回運動, Y軸工件也是來回慢速移動.
    我本身也是機構背景,對Arduino才剛入門, 不知道有沒有其他方式跟你聯絡.或是用Line, 我的ID是tsao.tw 謝謝!

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  2. 請問Epson印表機,型號1390的Encode Senson齒輪零件,有地方可以買嗎?
    方便可以加我賴ID告訴我:36916864
    謝謝

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