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) Đơn vị Laser: phát ra chùm tia laser có thông tin văn bản để phơi sáng trống cảm quang.
(2) Bộ phận nạp giấy: điều khiển giấy vào máy in đúng thời điểm và ra khỏi máy in.
(3) Bộ phận tráng: Phủ phần tiếp xúc của trống cảm quang bằng mực để tạo thành hình ảnh có thể nhìn thấy bằng mắt thường và chuyển 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 suất 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 hình ảnh điện tử. Máy in laser có chức năng khác nhau tùy theo model, nhưng trình tự hoạt động và nguyên lý hoạt động đều 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 đến máy in thông qua hệ điều hành máy tính, thông tin đồ họa cần in trước tiên sẽ được chuyển đổi thành thông tin nhị phân thông qua trình điều khiển máy in và cuối cùng được gửi đến bảng điều khiển chính.
(2) Bảng điều khiển chính tiếp nhận và diễn giải thông tin nhị phân do trình điều khiển gửi đến, điều chỉnh thông tin này theo chùm tia laser và điều khiển bộ phận laser phát sáng theo thông tin này. Đồng thời, bề mặt của trống cảm quang được sạc bằng thiết bị sạc. Sau đó, chùm tia laser mang thông tin đồ họa được tạo ra bởi bộ phận quét laser để phơi sáng trống cảm quang. Sau khi phơi sáng, một hình ảnh tĩnh điện được hình thành trên bề mặt trống mực.
(3) Sau khi hộp mực tiếp xúc với hệ thống tráng, hình ảnh tiềm ẩn trở thành đồ họa có thể nhìn thấy được. Khi đi qua hệ thống truyền, mực được truyền lên giấy dưới tác động của điện trường của thiết bị truyền.
(4) Sau khi quá trình chuyển đổi hoàn tất, giấy tiếp xúc với răng cưa tản điện, giải phóng điện tích trên giấy xuống đất. Cuối cùng, giấy đi vào hệ thống cố định nhiệt độ cao, hình ảnh và văn bản do mực in tạo ra được tích hợp vào giấy.
(5) Sau khi thông tin đồ họa được in xong, thiết bị làm sạch sẽ loại bỏ mực chưa được in và chuyển sang chu trình làm việc tiếp theo.
Tất cả các quá trình làm việc trên đều phải trải qua bảy bước: sạc, phơi sáng, phát triển, chuyển giao, loại bỏ năng lượng, cố định và làm sạch.
1>. Sạc
Để trống cảm quang hấp thụ mực theo thông tin đồ họa, trước tiên phải sạc trống cảm quang.
Hiện nay trên thị trường có hai phương pháp nạp mực cho máy in, một là nạp corona và hai là nạp bằng con lăn, cả hai đều có những đặc điểm riêng.
Sạc corona là phương pháp sạc gián tiếp sử dụng chất nền dẫn điện của trống cảm quang làm điện cực và một sợi dây kim loại rất mỏng được đặt gần trống cảm 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 động của điện trường, các ion có cùng cực với dây corona chảy đến bề mặt của trống cảm quang. Vì bộ phận thụ cảm ánh sáng trên bề mặt trống cảm quang có điện trở cao trong bóng tối nên điện tích sẽ không chảy đi, do đó điện thế bề mặt của trống cảm 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 ôzôn.
Nạp mực bằng con lăn nạp là phương pháp nạp tiếp xúc, không yêu cầu điện áp nạp cao và tương đối thân thiện với môi trường. Do đó, hầu hết máy in laser đều sử dụng con lăn nạp để nạp mực.
Chúng ta hãy lấy quá trình sạc con lăn sạc làm ví dụ để hiểu toàn bộ quá trình hoạt động của máy in laser.
Đầu tiên, mạch điện cao áp tạo ra điện áp cao, điện áp này sẽ tích điện âm đồng đều cho bề mặt trống cảm quang thông qua bộ phận tích điện. Sau khi trống cảm quang và con lăn tích điện quay đồng bộ trong một chu kỳ, toàn bộ bề mặt trống cảm quang sẽ được tích điện âm đồng đều, như minh họa trong Hình 2-14.
Hình 2-14 Sơ đồ mạch sạc
2>. phơi sáng
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 vật liệu cảm quang, 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 đồng đều được tích điện bởi thiết bị tích điện, và sau khi được chiếu tia laser, vùng được chiếu sẽ nhanh chóng trở thành vật dẫn điện và dẫn điện với vật dẫn hợp kim nhôm, do đó điện tích được giải phóng xuống đất, tạo thành vùng chữ trên giấy in. Vùng không được chiếu tia laser vẫn giữ nguyên điện tích ban đầu, tạo thành vùng trống trên giấy in. Vì hình ảnh ký tự này vô hình nên nó được gọi là ảnh tĩnh điện.
Máy quét cũng được lắp đặt một cảm biến tín hiệu đồng bộ. Chức năng của cảm biến này là đảm bảo khoảng cách quét được đồng đều để chùm tia laser chiếu lên bề mặt trống cảm quang có thể đạt được hiệu ứng hình ảnh tốt nhất.
Đèn laser phát ra chùm tia laser chứa thông tin ký tự, chiếu vào lăng kính phản xạ đa diện xoay, lăng kính phản xạ phản xạ chùm tia laser đến 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 quét theo chiều dọc trống cảm quang bằng đèn phát laser. Nguyên lý phơi sáng được thể hiện trong Hình 2-15.
Hình 2-15 Sơ đồ của một lần phơi sáng
3>. phát triển
Quá trình tráng phim là quá trình sử dụng nguyên lý đẩy nhau cùng giới và hút nhau khác giới của các điện tích để biến hình ảnh tĩnh điện tiềm ẩn không thể nhìn thấy bằng mắt thường thành hình ảnh đồ họa hữu hình. Có một thiết bị nam châm ở trung tâm của trục lăn từ (còn gọi là trục lăn từ tráng phim, hoặc gọi tắt là trục lăn từ), và mực in trong hộp đựng bột chứa các chất từ tính có thể bị nam châm hấp thụ, do đó mực in phải bị nam châm ở trung tâm của trục lăn từ tráng phim hút.
Khi trống cảm quang quay đến vị trí tiếp xúc với trục từ đang phát triển, phần bề mặt của trống cảm quang không được chiếu tia laser có cùng cực tính với mực in và sẽ không hấp thụ mực in; trong khi phần được chiếu tia laser có cùng cực tính với mực in. Ngược lại, theo nguyên lý đẩy nhau cùng giới tính và hút nhau khác giới tính, mực in được hấp thụ trên bề mặt của trống cảm quang nơi tia laser được chiếu, sau đó hình thành đồ họa mực in có thể nhìn thấy trên bề mặt, như minh họa trong Hình 2-16.
Hình 2-16 Sơ đồ nguyên lý phát triển
4>. in chuyển nhiệt
Khi mực in được truyền đến gần giấy in bằng trống cảm quang, mặt sau của giấy có một thiết bị truyền áp suất cao để truyền mực in lên mặt sau của giấy. Do điện áp của thiết bị truyền cao hơn điện áp của vùng tiếp xúc của trống cảm quang, đồ họa và văn bản do mực in tạo ra được truyền lên giấy in dưới tác động của điện trường của thiết bị nạp, như thể hiện trong Hình 2-17. Đồ họa và văn bản xuất hiện trên bề mặt giấy in, như thể hiện trong Hình 2-18.
Hình 2-17 Sơ đồ in chuyển nhiệt (1)
Hình 2-18 Sơ đồ in chuyển nhiệt (2)
5>. Tản điện
Khi mực in được truyền lên giấy in, mực in chỉ bao phủ bề mặt giấy, và cấu trúc hình ảnh do mực in tạo ra dễ bị phá hủy trong quá trình vận chuyển giấy in. Để đảm bảo tính toàn vẹn của mực in trước khi cố định, sau khi truyền, mực in sẽ đi qua thiết bị khử tĩnh điện. Chức năng của thiết bị này là khử cực tính, trung hòa tất cả điện tích và làm cho giấy trung tính, giúp giấy đi vào bộ phận cố định một cách trơn tru, đảm bảo chất lượng in đầu ra của sản phẩm, được thể hiện trong Hình 2-19.
Hình 2-19 Sơ đồ nguyên lý loại bỏ công suất
6>. sửa chữa
Làm nóng và cố định là quá trình tác dụng áp suất và nhiệt lên hình ảnh mực in được hấp thụ trên giấy in để làm tan chảy mực in và nhúng vào giấy in để tạo thành hình ảnh chắc chắn trên bề mặt giấy.
Thành phần chính của mực là nhựa, nhiệt độ nóng chảy của mực khoảng 100°C, và nhiệt độ của con lăn gia nhiệt của bộ phận cố định là khoảng 180°C.
Trong quá trình in, khi nhiệt độ của bộ sấy đạt đến nhiệt độ định trước khoảng 180°Khi giấy thấm mực đi qua khe hở giữa trục lăn gia nhiệt (còn gọi là trục lăn trên) và trục lăn cao su chịu áp lực (còn gọi là trục lăn dưới, trục lăn dưới), quá trình sấy sẽ hoàn tất. Nhiệt độ cao sinh ra sẽ làm nóng mực, làm mực tan chảy trên giấy, tạo thành hình ảnh và văn bản rắn, như minh họa trong Hình 2-20.
Hình 2-20 Sơ đồ nguyên lý của việc cố định
Do bề mặt của con lăn gia nhiệt được phủ một lớp sơn khó bám dính vào mực in, nên mực in sẽ không bám dính vào bề mặt con lăn gia nhiệt do nhiệt độ cao. Sau khi cố định, giấy in được tách khỏi con lăn gia nhiệt bằng móc tách và được đưa ra khỏi máy in thông qua con lăn nạp giấy.
Quá trình làm sạch là cạo sạch mực trên trống quang học chưa chuyển từ bề mặt giấy sang thùng chứa mực thải.
Trong quá trình in, hình ảnh mực in trên trống cảm quang không thể được truyền hoàn toàn sang giấy. Nếu không được vệ sinh, mực in còn sót lại trên bề mặt trống cảm quang sẽ được mang sang chu kỳ in tiếp theo, làm hỏng hình ảnh mới được tạo ra, từ đó ảnh hưởng đến chất lượng bản in.
Quá trình làm sạch được thực hiện bằng một thanh gạt cao su, có chức năng làm sạch trống cảm quang trước khi thực hiện chu kỳ in tiếp theo của trống cảm quang. Do lưỡi gạt cao su có khả năng chống mài mòn và linh hoạt, lưỡi gạt tạo thành một góc cắt với bề mặt của trống cảm quang. Khi trống cảm quang quay, mực trên bề mặt được thanh gạt gạt vào thùng chứa mực thải, như minh họa trong Hình 2-21.
Hình 2-21 Sơ đồ của một quá trình làm sạch
Thời gian đăng: 20-02-2023