Сегодня копировальная техника — жизненно необходимый инструмент для многих организаций и компаний, ещё не перешедших на полный внутренний электронный документооборот. Марка Xerox давно стала нарицательным названием для всех копиров.
Однако у нас мог быть отечественный «ксерокс». Попытки создать аналогичную технику проводились ещё в середине 1950-х, одновременно с разработками самого Xerox. Но государство тогда видело для себя угрозу в неконтролируемом распространении данных, поэтому намеренно тормозило инновации.
Считалось, что в Советском Союзе при плановой экономике вопрос оперативного копирования документов не стоял так остро, как в странах со свободным рынком. В многочисленных советских учреждениях эту проблему поначалу решали фотографическим способом и микрофильмованием. Техническую и конструкторскую документацию приходилось переносить вручную на кальку, размножать с помощью светокопирования. Всё это было долго, сложно и неудобно.
«Ксерокс» Фридкина
Пожалуй, что самая любопытная история связана с учёным Владимиром Фридкиным, чьё изобретение предвосхитило развитие индустрии на целое десятилетие.
Фридкин окончил в 1952 году с красным дипломом физфак Московского госуниверситата. Но долго не мог начти работу по специальности из-за проблем «по пятому пункту». Антисемитская кампания, проводившаяся в то время, сводила к нулю преимущества красного диплома.
Лишь спустя несколько месяцев Владимиру Фридкину удалось устроиться в НИИ полиграфического машиностроения, хотя изначально он хотел стать ядерным физиком.
В НИИ Фридкину предоставили для работы совершенно пустой кабинет — там стояли лишь стол и стул. Делать что-то продуктивное в таких условиях было непросто.
Фридкин много времени проводил в читальном зале библиотеки имени Ленина, где хранилось большое собрание документов, научных работ и книг со всего мира. Однажды он прочитал статью американского физика Честера Карлсона, которая была посвящена фотокопированию. Тогда в Советском Союзе ничего подобного не было. Фридкин загорелся идеей создать копировальный автомат.
Он обратился в отдел электротехники своего НИИ и попросил выделить ему генератор тока высокого напряжения. На родном физфаке МГУ он раздобыл кристаллы серы и необходимый фотоувеличитель. Все эксперименты изобретатель проводил в своём маленьком кабинете. Ему удалось собрать устройство, названное «Электроскопическим копировальным устройством №1». Цифра «1» в названии подразумевала, что за первой моделью последуют другие.
Владимир Фридкин :
Времени я не терял. Ходил в Ленинку, читал журналы по физике, приобрел кое-какое оборудование. Мне пришла в голову идея осуществить новый фотографический процесс в котором фотоэлектрет служил фоточувствительным слоем, а проявление проводилось с помощью трибоэлектрического эффекта. Процесс задумывался ещё и как метод создания оптической памяти. Фотоэлектрет не только формировал, но и запоминал изображение. Скрытое изображение могло храниться довольно долго, и его можно было проявить через длительное время после экспозиции. Макет был сделан быстро. Я использовал поликристаллическую серу, а затем и другие фотопроводники, например сульфид цинка и кадмия. Проявление производилось порошком асфальта.
Сначала Фридкин пробовал копировать страницу из книги, приказы по институту, затем перешёл к фотографиям. Однажды он сделал копию со снимка московской улицы и показал её директору своего НИИ. Тот восторженно воскликнул: «Ты хоть сам-то понимаешь, что изобрел?!».
Инженерам института тут же был отдан приказ довести до ума существовавшие наработки и собрать образец машины, который смог бы делать фотокопии. Таким образом, Фридкин создал первую в СССР копировальную машину. Стояла осень 1953 года.
Владимир Фридкин :
Много лет спустя я узнал, что в США, в компании «Галоид», позже переименованной в «Ксерокс», в это же время стали появляться первые модели. Но их работа основывалась на другом принципе.
Первый советский копировальный аппарат представлял из себя коробку высотой около одного метра и шириной полметра. На ней был закреплён генератор тока и два цилиндра. Устройство оказалось удивительно простым и понятным. Посмотреть на изобретение приезжал лично министр. Он был настолько впечатлён увиденным, что поручил организовать массовое производство новых аппаратов на заводе в Кишинёве. А в Вильнюсе открыли специальный НИИ, занимавшийся исследованиями электрографии.
Владимир Фридкин, которому тогда было всего 22 года, стал заместителем директора института. Он получил хорошую денежную премию. Про изобретателя даже сняли телефильм, посвящённый достижениям советской науки.
В 1955 году создатель советского копировального аппарата перешёл на работу в Институт кристаллографии. Собственное изобретение он забрал с собой. Почти каждый день к нему кабинет заходили коллеги, чтобы скопировать какую-нибудь научную статью из иностранного журнала. Но в 1957 году всё это закончилось. «Как-то ко мне пришла заведующая спецотделом — такие отделы были в каждом институте — и сообщила, что ксерокс надо списать», — рассказывал Фридкин. КГБ считала, что машина может быть использована для распространения запрещённых в СССР материалов.
Власти тогда не поощрали развитие связи. Например, каждый радиоприёмник в обязательном порядке регистрировался. Органы госбезопасности требовали хранить оттиски со всех печатных машинок, если потребуется установить автора распечатки. Шла борьба с «самиздатом». Рукописи запрещённых авторов ночами размножались на пишущих машинках. А тут обнаружился оцелый копировальный аппарат без присмотра.
Вскоре было закрыто и производство новых аппаратов. Первую из собранных моделей разобрали на части. По легенде, наиболее её ценную часть — пластину полупроводника — сохранили и повесили в женском туалете института как зеркало.
Спустя годы Советский Союз стал закупать копировальные аппараты за границей. Это была техника фирмы Xerox. Один из таких аппаратов был привезён и в Институт кристаллографии, в котором продолжал работать Фридкин. Но использовать технику уже было можно только под надзором специального человека, следившего за тем, что и кем копируется.
«РЭМ» и «Эра»
В конце 1960-х в СССР вернулись к идее создания своих копировальных аппаратов. На Казанском оптико-механическом заводе начали собирать устройство «РЭМ» — ротационную электрографическую машину. Её выпускали в двух модификациях — РЭМ-420 и РЭМ-620. Цифры обозначали ширину рулонной бумаги. Мощность электрооборудования первых аппаратов была очень большой. Например, РЭМ-620 потреблял почти 8 кВт электроэнергии. Весили они около тонны и работало на них по два человека.
Чуть позже аналогичные аппараты стали делать другие заводы — БелОМО и Грозненский завод полиграфических машин под маркой «Эра». Примечательно, что в Грозном делали малоформатные аппараты под А3 и А4, которые работали не только с рулонной бумагой, но и с отдельными листами.
«РЭМ» и «Эра», в отличие от аппарата Фридкина, по принципу действия и оптической схеме во многом повторяли «ксероксы» 1950-60-х годов. Но когда западные модели делались всё более надёжными, эргономичными и компактными, главным преимуществом советских была низкая стоимость расходных материалов.
Первые копировальные аппараты советского производства были ещё и достаточно пожароопасны. При остановке движения бумаги она практически сразу же загоралась под действием потока тепла от инфракрасного излучателя. В помещениях, где стояла техника, приходилось устанавливать специальную систему пожаротушения, а на корпусе аппарата крепить углекислотный огнетушитель.
Среди тех, кто работал с аппаратами «Эоа» и «РЭМ», бытовала такая поговорка — «Оператор, который не горел и не тушил аппарат, как танкист, который в бою не был». При приёме на работу кадровики всерьёз спрашивали: «Сколько раз горели?».
Подобную технику производили до конца 1980-х годов. На этом история советских «ксероксов» закончилась.
Владимир Фридкин :
В 1965 году нашу лабораторию в Институте кристаллографии посетил Честер Карлсон. Основатель ксерографии заинтересовался моими статьями. Нас вместе сфотографировали с помощью электрофотоаппарата на электрете. В конце 50-х годов профессор Колумбийского университета Хартмут Кальман с сотрудниками повторил мои эксперименты по электрофотографии на фотоэлектретах и нашёл ей интересное применение в космической связи. Об этом он рассказал на коллоквиуме в Мюнхене, где мы встретились в 1981 году. За эти работы американское фотографическое общество наградило меня медалью Козара, а немецкое и японское — избрали почетным членом.
Кроме того, в 2002 году Международный комитет по фотографической науке (International Committee for Imaging Science) наградил Владимираа Фридкина премией Берга за «выдающийся вклад в развитие необычных (бессеребряных) фотографических процессов и международное сотрудничество в этой области».
Сейчас изобретателю 87 лет.
Монохромные копировальные аппараты стали неизменным атрибутом любого офиса. Они незаменимы при необходимости размножения текстовой информации или черно-белых графиков и рисунков. Эта техника обоснованно считается надежной и недорогой в обслуживании, но иногда и она выходит из строя.
Первый копировальный аппарат был изготовлен в 1950 году. Он помещался в деревянном ящике и для получения одной копии требовал выполнения 12 различных действий.
Как работает копировальный аппарат
Большинство копировальных аппаратов переносит изображение на обычную бумагу с помощью статического электричества и специального порошка, называемого тонером. В процессе работы оригинал помещается на стеклянной поверхности аппарата. Затем закрывается крышка и он освещается ярким источником секта. Отражение изображения с оригинала переносится с помощью системы линз на вращающийся барабан. На нем посредством положительных зарядов статического электричества формируется картинка, идентичная оригиналу. При этом, чем темнее изображение, тем больше заряд.
После этого на поверхность барабана наносится тонер, имеющий отрицательный заряд. На следующем этапе барабан прокатывается по поверхности листа и на него переносится порошок. Чтобы зафиксировать тонер, он расплавляется при прохождении бумаги через нагретые валики. После этого полученная копия является окончательно готовой.
Характерные поломки копировальных аппаратов Canon NP-6012/6112/6212/6312
Можно выделить несколько характерных поломок копировальных аппаратов Canon:
- Устройство щелкает, гудит, но не берет бумагу из лотка. Такое может быть в двух случаях: при повреждении лотка для бумаги или износе ролика подачи бумаги. В обоих случаях чаще всего требуется замена деталей. Ролик подачи бумаги для каждой модели копировального аппарата имеет определенный ресурс. Он указывается на упаковке. При его превышении корректная работа устройства нарушается. В качестве временной меры можно использовать восстановитель резины. Однако действие его кратковременно.
- В копировальном аппарате застревает бумага, он ее рвет и деформирует. Тут также возможны несколько причин. Первая связана с выходом из строя деталей печки. В этом случае требуется полная разборка устройства и замена вышедшего из строя элемента или всей печки. Вторая причина связана с неисправностями механизма прохода бумаги. Наиболее часто это происходит вследствие попадания мелких посторонних предметов в копировальный аппарат, которые и мешают продвижению бумаги. В результате ролики подачи продолжают вращаться, а лист комкается и достать его оказывается довольно сложно. В этом случае без помощи специалистов не обойтись.
- Копировальный аппарат выдает смазанное изображение, которое не стирается пальцами. В данном случае возможен выход из строя механизма подачи бумаги или проблемы с оптической системой. Характерным признаком неисправности оптики является также появление черных полос на бумаге при копировании или бледное изображение. Для устранения этой неисправности необходимо очистить систему зеркал. Во избежание повреждений делать это нужно крайне осторожно.
- Схожего метода устранения требует появление серого фона на копиях. Он появляется при загрязнении датчика автоматической экспозиции.
- На копиях появляются пятна. Причиной их появления является загрязнение листоподающей системы. Для ее устранения валики нуждаются в очистке.
- Появление черного узора по краям копии говорит об износе фоточувствительного слоя на барабане. Способ ремонта только один - его замена.
- Копировальный аппарат выдает изображение обычного качества, но оно стирается. Причиной этого дефекта является выход из строя термоэлемента печки. Единственный способ исправления - его замена.
Вероятнее всего с некоторыми из указанных выше видами неисправностей сталкивались пользователи монохромных копировальных аппаратов Canon NP-6012/6112/6212/6312. Их устранение и обеспечение дальнейшей бесперебойной работы устройств возможно только при проведении квалифицированного ремонта. В противном случае возможно появление еще большего числа повреждений техники. Именно поэтому специалисты «Суперзаправки» настоятельно не рекомендуют ремонтировать копировальные аппараты собственными силами.
Пользователи социальных сетей с наступлением нового года раскопали в своих загашниках старинный диафильм (разновидность слайд-шоу с титрами) «В 2017 году». Его авторы в доходчивой форме попытались рассказать советским детишкам, каким станет мир спустя 57 лет в годовщину Великого Октября: роботы, видеосвязь, космические путешествия, атомные поезда.
Кадры из анимационного фильма 1957 г.:
А ведь всего лишь в 1953 году В.М. Фридкин, только что окончивший Московский университет, создал первый советский копировальный аппарат, а впоследствии развил теорию ксерографии. Будущее, как мы знаем, наступило значительно раньше 2017, что касаемо сканеров - уж точно.
В Советском Союзе копировальные и множительные аппараты (гектографы) считались стратегическими, в обязательном порядке регистрировались в КГБ, и велся строжайший учет того, кто, что и где копировал.
"Эрика" берет четыре копии,
- пелось в известной песне Александра Галича (намек, как вы поняли, на самиздат...)
За несанкционированное использование в СССР копировальных и сканирующих технологий можно было "присесть" лет на 10.
Начало распространения в СССР компьютерной техники открывало новое поле для инновационных разработок. В конце 80-х годов группа молодых инженеров из инициировала создание проекционного сканера.
Справка:Российская академия наук учреждена по Указом правительствующего Сената от 28 января (8 февраля) 1724 года. Воссоздана Указом Президента Российской Федерации от 21 ноября 1991 года как высшее научное учреждение России. Исторические вехи .
Добившись определенных успехов, коллеги организовали кооператив и занялись созданием и продвижением своей разработки. Результатом их работы стал проекционный сканер Uniscan, который совмещал в себе возможности сканера и современного цифрового фотоаппарата. Он имел разрешение 72 мегапикселя. Такое разрешение позволяло разглядеть отдельные ресницы на изображении человека форматом А0.
Сканер на штативе
Изображение в 72 мегапикселя в конце 80-х годов получалось
Первые образцы сканера позволяли получать черно-белые изображения или изображения в градациях серого. «Откройте мир во всей его удивительной серости!» - шутили в рекламных проспектах. Изысканным дизайном эти модели также не отличались. Позже в конструкцию были добавлены светофильтры, и с этого момента сканер позволял получать полноцветные снимки.
Сканер Uniscan применялся для получения и обработки изображений в полиграфии, для распознавания текста и создания баз данных, в картографии и проектировании, для создания цифровых копий редких книг в государственных библиотеках, для макро- и микросъемки неподвижных объектов. Совмещение сканера с микроскопом оказалось очень востребованным судебно-медицинской экспертизой – сканер Uniscan оказался лучшим, что предлагалось в мире для этих задач.
Микроскоп со сканером Uniscan
Насколько я разобрался в этом вопросе - данная инициативная группа молодых инженеров в 1995 (уже в РФ) основала ООО «Унискан» г. Новосибирск.
Сканеры для ввода слайдов позволили качественно вводить информацию с прозрачных носителей. Обычно это или планшетные сканеры со специальным слайд-модулем, или барабанные сканеры. Основное их применение - издательское дело и картография. Кстати, до недавних пор телетайп, использующий принцип барабанного сканера, применялся для передачи макетов страниц центральных изданий по всей территории бывшего СССР.
Конечно, мы были не первые в этой области:
Первый барабанный сканер SEAC*, Рассел Кирш и пульт управления сканера фоном. 1957 год, США.
Но и не аутсайдеры.
Вскоре в СССР появились «ручные» сканеры:
Из отечественных кодировочных устройств со свободно перемещаемыми визирами известен ПКГИО - «Полуавтомат Кодирования Графической Информации Оптический» (оптической частью является, по-видимому, визир в виде лупы с перекрестием и вмонтированной индукционной катушкой). В комплект также входят электрический карандаш и клавиатуры: двойная (русская и латинская, а также дополнительная с греческими буквами) кнопочная клавиатура и клавиатура в виде таблицы с лунками, в которые надо тыкать электрическим карандашом - она монтирована в планшет рядом с его рабочим полем. Разрешающая способность устройства достигает 0,1 мм.
Хочется отметить особую категорию сканирующей (вернее копировальной) аппаратуры - шпионскую (или разведывательную).
Прим.: Шпионаж - противозаконная разведывательная деятельность органов (их агентов) иностранных государств, что, как правило, предполагает похищение официально засекреченной информации (государственной тайны) спецслужбами других государств.
Наиболее известные (вернее "знаменитые") спецсредства - фотокопировальные аппараты «Корица», «Зима» и «Загар».
Фотокопировальный аппарат «Корица» (из архива Keith Melton Spy Museum)
Результативность использования аппаратов прокатки, а также необходимость быстрого и качественного копирования большого количества документов натолкнули разработчиков НИЛ-11(специализированная лаборатория, входившая в состав Оперативно-Технического Управления (ОТУ) ) на создание портативного фотокопировального аппарата прокатки для документов формата A4. В новой фотокамере с названием «Корица» документ накрывался прижимным стеклом рабочей стороны аппарата (с размерами, как у формата A4), и перемещающийся внутри аппарата зеркально-призменный механизм равномерно сканировал по документу под действием пружины.
Для равномерного освещение документа в «Корице» был предусмотрен специальный тонкий и длинный осветитель наподобие люминесцентных ламп, который двигался вместе с зеркально-призменным механизмом. Его перемещение, а также транспортировку фотопленки обеспечивала пружина, взводимая боковым рычагом для съемки одного кадра. Кассета «Корицы» вмещала до 400 кадров стандартной 35 мм фотопленки и могла быстро заменяться на «свежую» на свету за несколько секунд, что давало возможность копирования большого количества документов. Диафрагма объектива подбиралась в зависимости от чувствительности пленки. «Корица» имела счетчик кадров, а также удобный рычаг спуска затвора, который работал как от правой, так и от левой руки. Для электропитания осветителя «Корицы» могла использоваться стандартная электросеть 110/220 вольт, а также напряжение 12 вольт через разъем прикуривателя автомобиля.
Комплект аппарата «Корица» (из архива Keith Melton Spy Museum)
«Корица» оказалась весьма эффективным аппаратом для быстрого копирования большого количества документов, например, когда офицер-куратор получал через тайник от своего агента секретные документы на достаточно короткое время, копировал их в автомобиле, соблюдая требования конспирации, и после завершения работы обратно возвращал их агенту заранее оговоренным путем. «Корица» также активно использовалась на конспиративных квартирах и в номерах гостиниц, куда доставлялись полученные на время документы и после фотокопирования возвращались в места официального хранения. Габариты и вес «Корицы» вместе с блоком электропитания и заранее снаряженными фотопленкой кассетами позволяли переносить весь комплект в обычном портфеле или в атташе-кейсе, что обеспечивало конспиративность всего мероприятия работы с аппаратом как в автомобиле на стоянке или в движении, так и для съемки документов в помещении.
Оперативные подразделения КГБ активно использовали «Корицу», отмечая простую настройку и удобное управление аппаратом, в связи с чем было организовано серийное производство «Корицы» на красногорском заводе, где аппарату был присвоен заводской индекс С-125.
Позднее в оперативные подразделения КГБ поступил прототип «Корицы», разработанный для использования 16 мм фотопленки с электродвигателем для привода зеркально-призменной системы и механизма транспортировки пленки. Новый аппарат «Зима» был меньше по размерам и обеспечивал копирование документа A4 за два раза с перекрытием каждой половины листа. Кассета «Зимы» была рассчитана на 400 кадров, вмещала 6 метров 16 мм фотопленки с двойной перфорацией и чувствительностью от 45 до 700 ед. ГОСТ. Фотографирование одного кадра начиналось после смещения вправо рычага-включателя большим пальцем правой руки, и производилось в течение 2,5 сек. Входящие в комплект «Зимы» блоки электропитания обеспечивали работу аппарата от автомобильной сети 12 вольт и от стандартной электросети 110 / 220 вольт.
Несмотря на меньшие габариты и наличие электропривода, аппарат «Зима» не получил активного применения в оперативной практике. По словам офицеров КГБ, аппарат нередко годами лежал в местах хранения оперативной техники и вынимался только для ежегодной инвентаризации. По мнению специалистов, копирование документа А4 за два раза оказалось неудобным, и многие оперативники предпочитали старую «Корицу».
Фотокопировальный аппарат «Зима» (из архива Keith Melton Spy Museum)
В середине 1980-х гг. появляется прототип «Корицы» и «Зимы», фотоаппарат «Загар», для копирования полного листа А4 на 16 мм фотопленку с электроприводом зеркально-призменного механизмов сканирования и транспортировки пленки.
Кассета «Загара» была рассчитана на 400 кадров, в комплект также входили еще две кассеты. Таким образом, «Загар» мог обеспечить сравнительно быстрое копирование более тысячи листов документов.
Фотокопировальный аппарат «Загар» (из архива Keith Melton Spy Museum)
Однако новый «Загар» не получил активного применения, возможно, из-за сравнительно большого веса (более 3 кг) и увеличенных габаритов, что, скорее всего, оказалось неудобным для оперативных офицеров в случае транспортировки «Загара», который уже с трудом помещался в стандартный портфель. Во второй половине 1980-х гг. началось активное использование компьютерных сканеров, на которых копирование по сравнению с громоздким «Загаром» было значительно проще. Все это привело к тому, что заводская партия “Загаров” так и не нашла применения. Новые комплекты этого аппарата длительное время хранились на складах оперативной техники, пока не поступило указание отправить всю партию в НИЛ-11 для уничтожения или возможного использования отдельных блоков, узлов и деталей.
Так закончился век весьма результативного использования подразделениями КГБ фотокамер прокатки, давших массу необходимых и особо важных для СССР документов, в том числе копий материалов на редких языках, когда особо предъявлялись требования высокой четкости получаемых негативов. Сегодня в арсенале современных разведок имеются разнообразные бытовые цифровые устройства, позволяющие без какого-либо камуфлирования вполне открыто и легко сканировать документы и чертежи любой сложности.
К слову, к сканерам можно отнести телекамеры космических аппаратов Луна-9, Луна-13, боковые камеры Луноходов, камеры Венер. И настоящим сканером можно считать Луну-19 и -22. Камера представляла собой линейный светочувствительный элемент, который сканировал изображение перемещающейся под аппаратом поверхности Луны. Снимок:
Сегодня без сканеров мы уже не можем представить свою нормальную жизнь:
Компьютерная обработка фотографий в СССР (1987 )
Вот и всё, что мне удалось накопать про сканеры в СССР.
Может, кто-то знает больше?
Спасибо за важные уточнения Ghost007@svitoglad,@hoegni, @petuhov_k и @Rumlin
Пример г лавного двигателя копировального аппарата.
Профессиональный
ремонт предполагает, что специалист
знает принципы построения и работы
объекта ремонта.
Главный
двигатель в данном копире выполнен в
составе приводного модуля с соответствующим
редуктором. Модуль фиксируется на
корпусе копира в специально отведенном
месте несколькими винтами. Зубчатый
ротор двигателя вращает (через
соответствующие передаточные числа
редуктора) две шестерни, одна из них
приводит в движение картридж драм-юнита,
вторая - валы узла закрепления тонера
и ролики протяжки бумаги. Сигналы
управления и питания модуля приходят
на плату управления двигателем со
стороны основной платы управления
копира, на разъем, обозначенный как CN1
.
Двигатель,
используемый в данном копировальном
аппарате, относится к типу бесколлекторных
двигателей постоянного тока (или, иначе
говоря, к шпиндельным двигателям),
управление которым осуществляется с
помощью специальной микросхемы (драйвер
двигателя).
Конструктивно
двигатель состоит из статора с определенным
количеством обмоток и ротора с постоянным
многополюсным кольцевым магнитом. В
нашем случае в целях уменьшения шага и
снижения пульсаций вращающего момента
количество обмоток увеличено до 9, т.е.
одна фаза имеет три обмотки (см. рис. 1).
Рис. 1. Конструкция главного двигателя копировального аппарата.
Ротор
двигателя расположен снаружи и имеет
постоянный кольцевой многополюсный
магнит, а на статоре расположены обмотки,
которые зафиксированы на плате (данную
конструкцию двигателя называют
"обращенной"). Чтобы вызвать вращение
ротора, необходимо пропустить ток через
обмотки статора в определенной
последовательности. Питание обмоток
статора осуществляется таким образом,
что между намагничивающей силой
(создаваемой статором) и магнитным
потоком сохранялось смещение на
определенный угол, т.е. создается
вращающееся магнитное поле, воздействующее
на постоянные магниты ротора. В результате,
ротор, состоящий из кольцевого
многополюсного постоянного магнита,
начинает перемещаться вслед за магнитным
полем статора и вращаться. Вращение
ротора может продолжаться только в
результате переключения обмоток статора.
Причем при переключении должны выполняться
два условия, согласно которым обмотки
статора должны переключаться в
определенный момент и с заданной
последовательностью. Положение ротора
при этом определяется с помощью датчиков
положения, в качестве которых используются
три датчика Холла. На выходе каждого из
этих датчиков формируются дифференциальные
сигналы, которые показывают силу и
направление магнитного потока в том
месте, где установлен датчик. Когда
ротор вращается, сигналы от датчиков
Холла представляют собой синусоидальные
напряжения. На основе анализа сигналов
от датчиков Холла, микросхема - драйвер
двигателя подключает ту или иную фазу
статора.
Сила
магнитного поля определяет мощность и
скорость двигателя. Изменением силы
тока через обмотки можно добиться
изменения частоты вращения и вращающего
момента двигателя. Наиболее типичный
способ регулировки силы тока - это
управление средним значением тока через
обмотки, что выполняется путем импульсной
модуляции напряжения питания обмоток
за счет задания длительностей подачи
и снятия напряжения питания. Таким
образом, чтобы добиться требуемого
среднего значения напряжения и, как
следствие, среднего тока. Скорость, как
правило, задается двумя способами:
опорным импульсным сигналом или
регулировкой тока протекающего через
обмотки двигателя. Принципиальная схема
платы двигателя представлена на рис.
2.
Рис. 2. Принципиальная схема платы управления главного двигателя копировального аппарата.
Со
стороны основной платы управления на
модуль двигателя подаются сигналы
управления, которые можно видеть на
разъеме CN1. С помощью этих сигналов и
обеспечивается управление двигателем.
Номера контактов разъема, их обозначение,
а также функциональное назначение
представлены в таблице 1.
Таблица 1. Назначение сигналов разъема CN1
Скорость
вращения двигателя определяется датчиком
скорости индуктивного типа, обмотки
которого выполнены в виде печатного
монтажа (под магнитом ротора на печатной
плате вытравлены меандровые дорожки
проводника, образующие катушку
индуктивности, в которой наводится ЭДС
при вращении постоянного кольцевого
магнита ротора).
Фазы
двигателя на схеме обозначены W1, W2, W3,
каждой фазе соответствует две обмотки
на статоре двигателя. Положение ротора
отслеживается тремя датчиками Холла,
которые обозначены на принципиальной
схеме HI, H2, НЗ. Управление обмотками
выполняется выходным каскадом,
реализованным в составе управляющей
микросхемы. Формирование управляющих
сигналов для двигателя, а также контроль
тока в обмотках и управление ими
осуществляется (как мы уже отметили)
через специализированную микросхему
(драйвер) LB1920. Микросхема LB1920 (см. рис.
2) предназначена для управления 3-фазным
бесколлекторным двигателем. К ее
особенностям можно отнести следующее:
-
широкий диапазон рабочих напряжений:
9 - 30 В;
-
возможность работы с токами, величиной
до 3.1А;
-
наличие встроенной защиты от превышения
тока;
-
наличие встроенной схемы контроля
датчиков Холла;
-
наличие цифровой регулировки скорости;
-
наличие вывода внешней блокировки
(S/S);
-
наличие встроенной защиты от перегрева
кристалла микросхемы.
Внутренняя
структура микросхемы LB1920 и распределение
сигналов по контактам микросхемы
показаны на рис. 3. Назначение контактов
микросхемы, входные и выходные сигналы
описаны в таблице 2.
Рис. 3. Внутренняя структурная схема драйвера главного двигателя LB1920
Таблица 2. Назначение сигналов управляющей микросхемы LB1920
Учитывая тенденцию производителей применять шпиндельные двигателя во многих узлах устройств (для протяжки бумаги, в приводах узлов фиксации тонера, в блоках лазер-сканер и т.д.) мы надеемся, что данный материал будет полезен ремонтному и обслуживающему персоналу.
