1. Cấu trúc bên trong của máy in laser
Cấu trúc bên trong của máy in laser bao gồm bốn bộ phận chính, như thể hiện trong Hình 2-13.
Hình 2-13 Cấu trúc bên trong của máy in laser
(1) Bộ phận Laser: phát ra chùm tia laser có thông tin văn bản để chiếu sáng trống quang nhạy.
(2) Bộ phận cấp giấy: điều khiển giấy vào máy in vào thời điểm thích hợp và ra khỏi máy in.
(3) Bộ phận phát triển: Phủ mực lên phần trống quang nhạy đã lộ ra để tạo thành hình ảnh có thể nhìn thấy bằng mắt thường và chuyển nó lên bề mặt giấy.
(4) Bộ phận cố định: Mực in phủ trên bề mặt giấy được làm tan chảy và cố định chắc chắn trên giấy bằng áp lực và nhiệt.
2. Nguyên lý hoạt động của máy in laser
Máy in laser là thiết bị đầu ra kết hợp công nghệ quét laser và công nghệ tạo ảnh điện tử. Máy in laser có các chức năng khác nhau tùy thuộc vào từng dòng máy, nhưng trình tự hoạt động và nguyên lý vận hành thì giống nhau.
Lấy máy in laser HP tiêu chuẩn làm ví dụ, trình tự hoạt động như sau.
(1) Khi người dùng gửi lệnh in tới máy in thông qua hệ điều hành máy tính, thông tin đồ họa cần in trước tiên được chuyển đổi thành thông tin nhị phân thông qua trình điều khiển máy in và cuối cùng được gửi đến bo mạch điều khiển chính.
(2) Bo mạch điều khiển chính nhận và giải thích thông tin nhị phân do trình điều khiển gửi, điều chỉnh nó cho phù hợp với chùm tia laser và điều khiển bộ phận laser phát ra ánh sáng theo thông tin này. Đồng thời, bề mặt của trống quang nhạy được tích điện bởi thiết bị tích điện. Sau đó, chùm tia laser có thông tin đồ họa được tạo ra bởi bộ phận quét laser để chiếu sáng trống quang nhạy. Một hình ảnh tiềm ẩn tĩnh điện được hình thành trên bề mặt trống mực sau khi chiếu sáng.
(3) Sau khi hộp mực tiếp xúc với hệ thống phát triển, hình ảnh tiềm ẩn trở thành đồ họa có thể nhìn thấy. Khi đi qua hệ thống truyền, mực được chuyển sang giấy dưới tác dụng của điện trường của thiết bị truyền.
(4) Sau khi quá trình chuyển hoàn tất, giấy tiếp xúc với răng cưa tản điện và xả điện tích trên giấy xuống đất. Cuối cùng, nó đi vào hệ thống cố định nhiệt độ cao, và hình ảnh và văn bản được tạo ra bởi mực in được tích hợp vào giấy.
(5) Sau khi thông tin đồ họa được in xong, thiết bị làm sạch sẽ loại bỏ mực in chưa được chuyển và chuyển sang chu kỳ làm việc tiếp theo.
Tất cả các quy trình làm việc nêu trên đều cần trải qua bảy bước: sạc pin, phơi sáng, tráng phim, chuyển phim, ngắt nguồn, cố định và làm sạch.
1>. Sạc
Để trống cảm quang hấp thụ mực theo thông tin trên hình ảnh, trước tiên trống cảm quang phải được nạp mực.
Hiện nay trên thị trường có hai phương pháp sạc cho máy in, một là sạc bằng phóng điện hào quang và phương pháp còn lại là sạc bằng con lăn, cả hai đều có những đặc điểm riêng.
Sạc bằng phóng điện hào quang là một phương pháp sạc gián tiếp sử dụng chất nền dẫn điện của trống quang làm điện cực, và một dây kim loại rất mỏng được đặt gần trống quang làm điện cực còn lại. Khi sao chép hoặc in, một điện áp rất cao được đặt vào dây, và không gian xung quanh dây tạo thành một điện trường mạnh. Dưới tác dụng của điện trường, các ion có cùng cực tính với dây phóng điện hào quang sẽ di chuyển đến bề mặt của trống quang. Vì chất cảm quang trên bề mặt trống quang có điện trở cao trong bóng tối, nên điện tích sẽ không di chuyển đi, do đó điện thế bề mặt của trống quang sẽ tiếp tục tăng. Khi điện thế tăng đến điện thế chấp nhận cao nhất, quá trình sạc kết thúc. Nhược điểm của phương pháp sạc này là dễ tạo ra bức xạ và ozone.
Sạc bằng con lăn là phương pháp sạc tiếp xúc, không yêu cầu điện áp sạc cao và tương đối thân thiện với môi trường. Do đó, hầu hết các máy in laser đều sử dụng con lăn sạc để sạc pin.
Hãy lấy việc sạc con lăn sạc làm ví dụ để hiểu toàn bộ quy trình hoạt động của máy in laser.
Đầu tiên, phần mạch cao áp tạo ra điện áp cao, tích điện âm đồng đều trên bề mặt trống cảm quang thông qua bộ phận tích điện. Sau khi trống cảm quang và con lăn tích điện quay đồng bộ một chu kỳ, toàn bộ bề mặt trống cảm quang được tích điện âm đồng đều, như thể hiện trong Hình 2-14.
Hình 2-14 Sơ đồ quá trình sạc
2>. phơi nhiễm
Quá trình phơi sáng được thực hiện xung quanh một trống cảm quang, được chiếu sáng bằng chùm tia laser. Bề mặt của trống cảm quang là một lớp cảm quang, lớp cảm quang này bao phủ bề mặt của dây dẫn hợp kim nhôm, và dây dẫn hợp kim nhôm được nối đất.
Lớp cảm quang là một vật liệu nhạy sáng, có đặc điểm là dẫn điện khi tiếp xúc với ánh sáng và cách điện trước khi tiếp xúc. Trước khi tiếp xúc, điện tích được tích tụ đều trên bề mặt bằng thiết bị tích điện, và vùng được chiếu xạ sau khi bị tia laser chiếu vào sẽ nhanh chóng trở thành chất dẫn điện và dẫn điện với dây dẫn hợp kim nhôm, do đó điện tích được giải phóng xuống đất để tạo thành vùng chữ trên giấy in. Vùng không bị chiếu xạ bởi tia laser vẫn giữ nguyên điện tích ban đầu, tạo thành vùng trống trên giấy in. Vì hình ảnh ký tự này không nhìn thấy được, nên nó được gọi là ảnh ẩn tĩnh điện.
Máy quét cũng được trang bị một cảm biến tín hiệu đồng bộ. Chức năng của cảm biến này là đảm bảo khoảng cách quét nhất quán để chùm tia laser chiếu lên bề mặt trống cảm quang có thể đạt được hiệu quả tạo ảnh tốt nhất.
Đèn laser phát ra chùm tia laser chứa thông tin ký tự, chiếu vào lăng kính phản xạ đa diện đang quay, và lăng kính phản xạ sẽ phản chiếu chùm tia laser lên bề mặt trống cảm quang thông qua nhóm thấu kính, từ đó quét trống cảm quang theo chiều ngang. Động cơ chính dẫn động trống cảm quang quay liên tục để thực hiện quá trình quét dọc trống cảm quang bằng đèn laser. Nguyên lý phơi sáng được thể hiện trong Hình 2-15.
Hình 2-15 Sơ đồ minh họa quá trình phơi nhiễm
3>. phát triển
Phát triển ảnh là quá trình sử dụng nguyên lý lực đẩy giữa các điện tích cùng loại và lực hút giữa các điện tích khác loại để chuyển đổi hình ảnh tĩnh điện tiềm ẩn, vô hình đối với mắt thường, thành hình ảnh đồ họa có thể nhìn thấy. Có một thiết bị nam châm ở trung tâm của con lăn từ (còn gọi là con lăn từ phát triển ảnh, hoặc gọi tắt là con lăn từ), và mực trong hộp chứa bột có chứa các chất từ tính có thể bị nam châm hút, vì vậy mực phải bị nam châm ở trung tâm của con lăn từ phát triển ảnh hút.
Khi trống cảm quang quay đến vị trí tiếp xúc với con lăn từ tính, phần bề mặt của trống cảm quang không bị chiếu tia laser có cùng cực tính với mực in và sẽ không hấp thụ mực; trong khi phần bị chiếu tia laser có cùng cực tính với mực in thì ngược lại, theo nguyên lý đẩy nhau, hút nhau, mực sẽ được hấp thụ trên bề mặt trống cảm quang nơi bị chiếu tia laser, và sau đó các hình ảnh mực in có thể nhìn thấy sẽ được hình thành trên bề mặt, như thể hiện trong Hình 2-16.
Hình 2-16 Sơ đồ nguyên lý phát triển
4>. in chuyển nhiệt
Khi mực in được chuyển đến vùng gần giấy in bằng trống quang dẫn, có một thiết bị chuyển mực ở mặt sau của giấy để tạo áp lực cao lên mặt sau của giấy. Vì điện áp của thiết bị chuyển mực cao hơn điện áp của vùng chiếu sáng của trống quang dẫn, nên hình ảnh và văn bản được tạo ra bởi mực in sẽ được chuyển lên giấy in dưới tác dụng của điện trường từ thiết bị chuyển mực, như thể hiện trong Hình 2-17. Hình ảnh và văn bản sẽ xuất hiện trên bề mặt giấy in, như thể hiện trong Hình 2-18.
Hình 2-17 Sơ đồ in chuyển (1)
Hình 2-18 Sơ đồ in chuyển (2)
5>. Tiêu tán điện năng
Khi hình ảnh mực in được chuyển lên giấy in, mực chỉ phủ lên bề mặt giấy, và cấu trúc hình ảnh được tạo ra bởi mực dễ bị phá hủy trong quá trình vận chuyển giấy in. Để đảm bảo tính toàn vẹn của hình ảnh mực trước khi cố định, sau khi chuyển, mực sẽ đi qua thiết bị khử tĩnh điện. Chức năng của thiết bị này là loại bỏ cực tính, trung hòa tất cả các điện tích và làm cho giấy trung tính để giấy có thể đi vào bộ phận cố định một cách trơn tru và đảm bảo chất lượng in ấn đầu ra của sản phẩm, được thể hiện trong Hình 2-19.
Hình 2-19 Sơ đồ nguyên lý loại bỏ nguồn điện
6>. sửa chữa
Quá trình gia nhiệt và cố định là quá trình tác dụng áp lực và nhiệt lên hình ảnh mực in đã được hấp thụ trên giấy in để làm tan chảy mực và ngấm vào giấy in, tạo thành hình ảnh đồ họa chắc chắn trên bề mặt giấy.
Thành phần chính của mực in là nhựa, điểm nóng chảy của mực in khoảng 100 độ C.°Nhiệt độ ở C và nhiệt độ của con lăn gia nhiệt của bộ phận cố định khoảng 180°C.°C.
Trong quá trình in, khi nhiệt độ của bộ phận nung đạt đến nhiệt độ đã được xác định trước khoảng 180 độ C.°Khi giấy thấm mực đi qua khe hở giữa con lăn gia nhiệt (còn gọi là con lăn trên) và con lăn cao su ép (còn gọi là con lăn ép dưới), quá trình nung chảy sẽ hoàn tất. Nhiệt độ cao sinh ra sẽ làm nóng mực, khiến mực trên giấy tan chảy, tạo thành hình ảnh và chữ in đậm, như thể hiện trong Hình 2-20.
Hình 2-20 Sơ đồ nguyên lý của cơ cấu cố định
Do bề mặt trục lăn nhiệt được phủ một lớp vật liệu khó bám dính mực, nên mực sẽ không bám vào bề mặt trục lăn nhiệt do nhiệt độ cao. Sau khi cố định, giấy in được tách khỏi trục lăn nhiệt bằng càng tách giấy và được đưa ra khỏi máy in thông qua trục lăn cấp giấy.
Quá trình làm sạch là cạo sạch mực in còn sót lại trên trống quang dẫn, phần mực chưa được chuyển từ bề mặt giấy sang thùng chứa mực thải.
Trong quá trình chuyển mực, hình ảnh mực in trên trống cảm quang không thể được chuyển hoàn toàn lên giấy. Nếu không được làm sạch, lượng mực còn sót lại trên bề mặt trống cảm quang sẽ được chuyển sang chu kỳ in tiếp theo, làm hỏng hình ảnh mới được tạo ra, từ đó ảnh hưởng đến chất lượng in.
Quá trình làm sạch được thực hiện bằng một dụng cụ gạt bằng cao su, có chức năng làm sạch trống quang dẫn trước chu kỳ in tiếp theo. Vì lưỡi của dụng cụ gạt cao su có khả năng chống mài mòn và linh hoạt, nên lưỡi này tạo thành một góc cắt với bề mặt của trống quang dẫn. Khi trống quang dẫn quay, mực in trên bề mặt sẽ được dụng cụ gạt đưa vào thùng chứa mực thải, như thể hiện trong Hình 2-21.
Hình 2-21 Sơ đồ quá trình làm sạch
Thời gian đăng bài: 20/02/2023