HP LaserJet 1022 拆解

貌似这种主流打印机的拆解图很少啊(咦,不是么?),以前想找个 LaserJet 6L 的拆解都很费劲,好不容易找到了还非常糊,根本就看不清。

为了避免同样的杯具再次上演,拿出自己身边的打印机开拆吧,顺便给它照得清清楚楚一个角落不留。 (测试版本,如有不慎失足欢迎吐槽 =v=)

猪脚的外观图就不多发了,网上大把大把的,有很多人也应该用过,LaserJet 1020 系列其实是相当泛滥的。直接开拆。

侧面的这块板子是直接跟 PC 连接的数据处理板( Formatter )。LaserJet 1020 、 1022 跟 1022n 应该用的是同一块板子,因为板子上还有 Ethernet PHY 跟 RJ-45 的预留位(很奇怪没有经过网线变压器,也许是室内局域网专用的设计?)。没有看到明显的印刷天线、IPX 插座预留位或者贴片陶瓷天线预留位,猜测 1022nw 用的是另外一块板或者通过右上角的 FPC 连接器(未焊)外挂 Wifi 模块。

最大的一颗芯片是安捷伦(其实就是 HP 的半导体部门)的 ASIC ,型号为 2BV3-0001 或者 GF5859 ,按照 ASIC 的惯例查不到资料。这应该是一只 SoC ,里面有较快的 32 位处理器核心,但是它只负责数据的转换,跟整台机器的控制无关。至于芯片核的种类还存有疑问。按照 HP 泄漏出来的 Service Manual 这应该是一只跑在 133MHz 频率上的 Coldfire 处理器,但是根据 HP LaserJet 1022 Windows 驱动中附带的固件来看(其实是 ELF 格式的,不过 \x7fELF 前面加上了 ASCII 编码的固件版本),其机器类型应该是 0xabc7 ,经查应该是早期的 Xtensa 处理器核。配了一只贴片的 48.000MHz 晶体。

其它的玩意包括国半的电源管理 IC (左下 DFN 封装的芯片)、三星的内存颗粒( K4S641632H-UC75 ,8MBytes SDRAM )、Microchip 的 24LC16B EEPROM 以及一只贴了固件版本标签的 SPI Flash 。最下面的插座应该连着进纸槽的电机或者传感器,左边的 FPC 则连接着 Engine Control Unit (ECU),它才是真正的总控制单元。指示灯跟按键都在顶部,其中指示灯采用 5050 封装的贴片 LED ,发出的光经过胶条被送到面板上。虽然 LED 很亮,但是最终到面板上的光实在难以看清。除此之外板子左侧及中间有三个未焊的排针位,应该是 UART 、JTAG 之类的调试用连接。(右下是 B 类 USB 插座啦,别老盯着看。)

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揭开标签,发现 SPI 闪存是意法半导体的 M25P16 。那个年代工艺还不发达吧,2MBytes 的闪存需要 300mil 的 SOP-16 封装才能塞下,现在清一色的 200mil SOP-8 。75MHz 单 SPI 接口,2.7V -3.6V 供电,256B 页面编程耗时 640μs ,512Kb ( 64KBytes ) 扇区擦除需要 600ms ,整片擦除需要 13s 。现在的 SPI NOR 除了接口可达四线 100MHz 以外,性能也差不多,就是 WSOP-16 基本上是些 16MBytes 及以上容量的货了。

供电部分特写。有两只 10V 220μF 的贴片电解电容跟一大票巨型 MLCC (图中只能看到几个)。芯片上印有国半的标跟 XM48RF 的 marking ,经查为 LP3878-ADJ , 800mA 1V – 5.5V 低噪声线性稳压器件,据称专为低 ESR 的 MLCC 设计。

背面似乎只有走线。可以确定那个 4 针的排针预留位是 UART 。

Formatter 跟出纸槽旁边的一个小机构,由一只特种二极管跟轴向引脚保险丝组成,没看错的话正常阻值有 1.6MΩ ,也许跟静电释放有关。


换个面,我们来看看同样位于侧面的开关电源板。

激光打印机的电源比较复杂,除了低压逻辑电源跟驱动电机的低压动力电源外还要控制出纸槽定影系统的加热器(这货功率比较大)和提供静电潜像系统所需的高压。整块板子被丝印跟沟槽分成了好几块区域并有明显的标识,总共有四个开关变压器。(右键点击“在新标签页中打开”来看大图。)

最低下是输出低压的 SMPS ,单管结构,带 X 安规电容、共模抑制变压器跟压敏电阻。电源输入使用了船形开关跟很不错的保险丝,接地也做得不错。板子上的 Y 安规电容一把一把的。出纸槽加热器由一只继电器单独控制。右上方是去 ECU 的 FPC 插座,下面一点有个设置用的方形跳线区。

SMPS 旁边一排三只 NEC 的 PS2561 光耦,隔离电压 5kV 。

次级的 4.7μH 屏蔽电感以及 3.15A 保险丝。接地是通过铜片和螺丝完成的。

次级的整流桥堆跟滤波电容。桥堆的型号是 YG862C15R ,内含两只肖特基势垒二极管,150V 耐压, 10A 的容量,VF到了吓死人的 0.9V ,比硅整流管都高一截,实在不算啥好货。滤波采用单电容,红宝石 YXG 低阻抗系列 35V 680μF ,感觉有点偷工减料的意思。

各种开关变压器,N 多 BJT 。还有 N 多跳线。

TOSHIBA 2SK3670 N 沟道 MOSFET ,150V 0.67A , RDS(ON) = 1Ω 。应该是一只管子负责一个变压器。

两只一样的开关变压器以及绿环的特种二极管。旁边的五颜六色的电缆都是出纸槽上各种传感器的。每个插座形状跟针脚数都不一样,所以不大可能会接错。

SMPS 初级的 TOSHIBA 2SK2700 开关 MOS 管,带了一个面积不小的散热片。

TOSHIBA 的 TLP363JF 光耦 / SSR ,旁边是初级的差模电感跟 X 安规电容。

SMPS 初级的 X 安规电容之一。

又是一个 X 安规电容。这一只要小一点。

初级高压大电容,红宝石 SXW 系列 400V 39μF ,上面不少灰。顶上有 K 字应力槽。另外可以看见初级开关管散热片上的钢印。

保险管跟船形开关。保险管理面塞满了不知道是啥玩意的白色颗粒,质感看起来像玻璃一样。

控制出纸槽加热器的是一只欧姆龙的继电器,高压部分容量 250V 5A ,低压部分则是 30V 5A 。旁边奇怪的白色插座就是出纸槽加热器的连接器了。

电源板背面,高压部分走线粗犷,低压部分则是密密麻麻的,还有两只芯片。

换个角度看一看~

开关电源做得怪简陋的。

电源板背面芯片特写。我的高中语文老师常常拿鲁迅的这个句子说事儿:“我家门口有两棵树,一棵是高树一棵是线性代树 一棵是枣树,另外一棵也是枣树。”用在这里再合适不过了!两颗 LM324 居然一颗是 ST 的,一  颗是 TI 的( TI 的似乎稍宽一些,大约宽了不到 2mm 吧)。HP 你这是要闹哪样?

电源板够复杂,写得累死了,泡杯茶歇会儿~


接下来是 ECU ,它藏在一块非常难掀开的钢板下面,在成功拆开之前我们只能窥视一下。(× ,写到这里的时候 chrome 突然开始跟 fcitx 掐架了,在僵持了半分钟左右后 fcitx 成功地把 chrome 干死了…… 还好写的东西没丢。)

喏,这就是那只掌控着整台打印机的单片机。权利越大,工作就越容易,头脑就越简单。这只 QFP 封装的芯片明显没有 Formatter 上那只 BGA 封装的玩意规模大。挡住视线的电缆是激光组件的。

给丫抠下来了。左边的是左派,右边的是右派 左边的电解电容都是黑金刚的,右边则都是松下的,这种设计是为了啥?(松下的步进电机驱动器就一定要配松下的电容?)板上还有一只工字电感(没皮,不过顶上有印刷,100μH 的)和一只环形电感,外加 16.000MHz 晶体,外加步进电机驱动芯片背面的铜质散热器。右边的插槽是接 Formatter 的电缆的。

三只贴片的芯片。右边的那只跟散热器焊在一起的货就是步进电机驱动芯片了,松下的 AN8495S ,内部有两个 4 只 MOS 组成的 H 桥(不容易,以前集成的电机驱动器俺只见过 BJT 的),最大输出 30V 1.5A 。主控上面都是胶,啥也看不见,不过不用急,任何看不见都是暂时的,到时候有的是办法收拾它。

步进电机驱动的特写。其实上面也有胶,但是被闪光灯干掉了……

跟 ECU 直接连着的是激光光学组件,这玩意射出的激光会在硒鼓上形成静电潜像,然后硒鼓吸起墨粉,最后你想要的东西就印出来了。之所以叫激光打印机就是因为这玩意的存在。上面的警告无非就是叫你别看别看看瞎了多不好之类的。ECU 和激光组件间的连线有两条,4 跟线连着旋转扫描镜,另外的一条排线连着激光产生和调制系统。

汇聚透镜。里面的光学系统就不拆开看了,免得进灰。

侧面的激光驱动板,激光二极管( LD )就焊在这上面。IC 可能是 ROHM 给 HP 造的 ASIC ,主营 LD 的驱动。有三只电位器可以调。左边还有一块六针的反馈接收芯片。板子上有残留的助焊剂,而且插件貌似是手焊的,难道是传说中的 bloody and sweaty factory 的产品?

里面的光学系统应该比较复杂。

LD 前面有透镜。(赶紧塞回去免得进灰……)

扫描镜板子上的插座。还有一只贴片电解电容,35V 47μF 的。

回到 ECU 。主控左边的这块芯片是 ST 产的 LM339 电压比较器。

闪光灯似乎拿主控上的各种胶无可奈何了。不过没关系,从厨房里弄点油来抹上。


哼,知道地沟油的厉害了吧!上面除了 HP 的零件号以外还有其型号 MB89063 。这是富士通早期的 F2MC-8L 系列 8 位 CISC 闪存单片机。资料已经找不到了,但是类似型号(如 MB89051 )的还有(该死的富士通器件一旦 EoL 了网站上就连个渣都不剩了)。

ECU 板子上黑金刚 KZE 系列的电解电容,6.3V 1000μF 。旁边的电感是红环的?

这只则是 35V 220μF ,猜想是电机供电电路的,也有可能是 buck DC-DC 变换器的。

另外一头没啥显眼的玩意。线是直接焊上去的,好粗糙。

核心部分到此结束。


下面是周边…… 先看看硒鼓:

没啥特色,天下硒鼓一般绿。

出纸槽众多机械传感器中的一个。出纸槽的原理颇为复杂,没法好好研究了。

主步进电机,三菱造的 M55SP-2K ,直接连在 ECU 的板子上。型号下面的那行也是 HP 的零件号。


于是开始往回装。

ECU 板子给它塞回去。嗯,空着的那个插座是调试单片机用的。

测试页。没坏看见木有?

吐槽下这个坑爹的指示灯。乍一看还不知道哪个灯是亮着的呢。


总结:虽然 HP 的笔记本打不过小强,但是 HP 的打印机做工还是很结实的,虽然是国内制造的,但是电容没有用国产的或者台系的,而是用了清一色的日系电容。欧姆龙的继电器跟三菱的电机也无可挑剔。但是毕竟人无完人嘛,小瞎眼的地方总还是有的,不过并无大碍。

最后顺手求下 LaserJet 6L 逻辑板的高清大图。以前拆过那台机器,不过似乎没有留下任何照片,因为那时还小所以也记不清了……

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