đồ án kỹ thuật cơ khí Tìm hiểu, thiết kế cơ cấu mang đầu in ,cấp,thoát giấy trong quá trình in của máy in phun màu iP1500..DOC

Với mong muốn tìm kiếm cho mình một đề tài tốt nghiệp ra trường phù hợp với bản thân, đồng thời tận dụng đượcnhững kinh nghiệm đã thu được qua đợt thực tập, em đãquyết định lựa chọn đề t

danh mục các bảng

Bảng 1 : Các giá trị x,y và Y của màu mực in theo TGL 25210tiêu chuẩn CIE 16Bảng 2.1 :ảnh hưởng của độ nhám đến chất lượng của bản in 59Bảng 3.1: Đánh giá ảnh hưởng của độ song song mặt răngđến chất lượng bản in 85Bảng 3.2 : ảnh hưởng độ song song mặt trụ của trục cấp giấyđến chất lượng bản in 94

danh mục hình vẽ

Hình 1.1: Sơ đồ quét chùm laser trên trống cảm quang 8

Hình 1.2: Sơ đồ in của máy in laser 9

Hình 1.3: Sơ đồ hoạt động của vòi phun trong máy in của hãng espon 10

Hình 1.4: Sơ đồ hoạt động của cơ cấu in bằng phương pháp rung vòi 11

Hình 1.5: Nguyên lý tổng hợp mầu ánh sáng 13

Hình 1.6: Hỗn hợp trừ mầu 14

Hình 1.7: Mô tả tam giác mầu theo tiêu chuẩn CIE 16

Hình 1.8: Tác động của nhiệt độ theo thời gian 17

Hình 1.9: Sơ đồ hoạt động của vòi phun 18

Hình 1.10: Cách in trong máy in phun màu.Tập hợp các điểm để tạo thành chữ 19

Hình 1.11: Thứ tự đầu phun của máy in phun mầu 20

Hình 1.12: Quy trình hoạt động của bộ phận hút mực và lau đầu in 23

Hình 1.13: Sự bố trí vòi phun trên bản sứ 24

Hình 1.14: Các thông số của vòi phun 25

Hình 1.15: Sơ đồ hoạt động của máy in phun màu 29

Hình 1.16: Quá trình làm việc của máy in khi cấp điện 29

Hình 1.17: Quy trình thực hiện lệnh in 30

Hình 1.18: Quá trình tạo thành giọt mực trên bề mặt giấy 32

Hình 1.19: Tỉ lệ thÊm mực và phương thÊm trên giấy in 32

Hình 1.21: Trường hợp tû lệ thÊm và phương thÊm thích hợp.

33

Hình 1.22: Phương thÊm mực thích hợp và không thích hợp 33 Hình1.23: Mặt cắt ngang giấy in ảnh của hãng Canon 34

Hình 1.24: Giấy thường và trạng thái mực của điểm in trên giấy 35

Hình 1.25: Giấy tráng phủ và trạng thái điểm in trên mặt giấy .35

Hình 1.26 : Hộp mực nước do hãng Canon cung cấp 37

Hình 2.1: Quy trình hoạt động in 39

Hình 2.2: Cơ cấu dẫn đầu in 41

Hình 2.3: Mạch điều khiển động cơ một chiều 42

Hình 2.4: Sơ đồ mạch IC 4N35 43

Hình 2.5: Độ nhám 48

Hình 2.6: Trục dẫn hướng trong máy in IP 470 48

Hình 2.7: Cơ cấu mang đầu in 50

Hình 2.8: Động cơ một chiều 51

Hình 2.9: Chiều dài đai cần thiết 55

Hình 3.1: Quy trình hoạt động in 62

Hình 3.2 : Cơ cấu cấp giấy 64

Hình3.3 : Cơ cấu tạo lực ép giấy 65

Hình 3.4 : Độ song song mặt răng 84

Hình 3.5: Kết cấu trục cấp giấy 88

Hình3.6: Sơ đồ lực tác dụng lên trục 89 Hình 3.7: Biểu đồ m«men trên trục cấp giấy theo phương x 91 Hình3.8: Biểu đồ m«men trên trục cấp giấy theo phương y .91

Hình 3.9 : Độ song song trục cấp giấy 94Hình 3.10: Kết cấu trục thoát giấy 96Hình 3.11: Sơ đồ lực tác dụng lên trục thoát giấy 97Hình 3.12: Biểu đồ momen trên trục thoát giấy theo phương x 98Hình 3.13: Biểu đồ momen trên trục thoát giấy theo phương y 98

mục lục

Danh mục các bảng 1

Danh mục hình vẽ 2

Mục lục 4

Lời nói đầu 7

Chương I: Phương pháp in, cấu tạo, nguyên lý hoạt Động của máy in phun 8

I.1-Giới thiệu máy in phun 8

I.1.2-Máy in phun (Inkjet printer) 10

I.3-Phương pháp in 14

I.3.1-Nguyên tắc pha màu và xử lý ảnh 14 I.2.2-Nguyên tắc phun mực và in 18 I.2.2.1-Nguyên tắc phun mực 18

I.2.2.2-Nguyên tắc in 19

I.3-Cấu tạo của máy in 21

I.3.1-Bộ phận mang đầu in 22 I.3.2-Bộ phận cấp và thãat giấy 22 I.3.3-Bộ phận hút mực và lau đầu in 23 I.3.4-Bộ phận nhặt giấy 25 I.3.5-Bộ phận in 25 I.3.6-Bộ phận điều khiển 26 I.3.7- Bộ phận thân và vỏ máy 28 I.4-Nguyên lý hoạt động của máy in phun 29

I.4-Quá trình hoạt động của lệnh in 30

I.6-Giấy in và mực in 32

I.6.1-Giấy in 32

I.6.2-Mực in 36

Chương II: Nghiên cứu,thiết kế bộ phận mang đầu in 39

II.1-Chức năng, vai trò và nhiệm vụ của bộ phận 39

II.2-Quy trình hoạt động 40

II.3-Nghiên cứu, thiết kế cơ cấu 41

II 3.1-Yêu cầu của cơ cấu 41

II.3.2-Lựa chọn cơ cấu 42 II.3.2.1-Giá mang đầu in ( Carrige) 42

II.3.2.2- Dẫn động cho đầu in 42

II.3.2.3-Về việc xác định vị trí của đầu in : 44

II.3.2.4-Khoảng cách đầu in và tờ giấy in 46

II.3.2.5- Dẫn hướng, nâng và chống xoay giá mang đầu in 48

II.4-Tính toán cho cơ cấu 52

II.4.1-Lựa chọn động cơ 52 II.4.1.1-Tốc độ động cơ cần thiết 52

II.4.1.2-Momen và công suất động cơ cần thiết 53

II.4.1.3-Chọn động cơ 54

II.4.2- Thiết kế bộ truyền đai 56 II.4.2.1-Lựa chọn loại đai 56

II.4.2.2-Tính toán các thông số của bộ truyền đai 56 II.4.3- Thành và thanh nâng dẫn tr ượt đầu in 59

Chương III: Nghiên cứu, thiết kế bộ phận cấp và thãat giấy .62

III.1- Nhiệm vụ của bộ phận 62

III.2- Quy trình hoạt động 63

III.3.1-Cơ cấu cấp giấy 64 III.3.2-Cơ cấu thoát giấy 67 III.4-Nghiên cứu, tính toán cơ cấu 68

III.4.1-Lựa chọn động cơ 68 III.4.1.1-Tốc độ trục động cơ cần thiết 68 III.4.1.2-Momen và công suất động cơ cần thiết 68

III.4.1.3-Lựa chọn động cơ 69

III.4.2- Thiết kế bộ truyền đai 70 III.4.2.1-Lựa chọn loại đai 70

III.4.2.2-Tính toán thông số của bộ truyền đai 70

III.4.3-Thiết kế hệ thống bánh răng 72 III.4.3.1-Thiết kế cặp bánh răng 3,5 72 III.4.3.2-thiết kế, tính toán bánh răng thoát giấy 6 79

III.4.4-Tính toán trục cấp giấy 89 III.4.4.1-Kết cấu trục 89

III.4.4.2-Tính toán các thông số trục 90

III.4.5-Tính toán trục thoát giấy 97 III.4.5.1-Kết cấu trục 97

III.4.5.2-Tính toán các thông số trục 98

Kết luận 103

Tài liệu tham khảo 104

lời nói đầu

Qóa trình học tập, dưới sự giảng dạy nhiệt tình của cácthày cô giáo trong bộ môn Máy Chính Xác Và Quang Học –khoa Cơ Khí – trường §HBK Hà Nội, mà đặc biệt là cô TS.Nguyễn Thị Phương Mai, thầy TS.PGS Nguyễn Tiến Thọ.v v

em đã được nghiên cứu nhiều về máy in, nguyên lý, cách điềukhiển,v.v

Trong đợt thực tập tốt nghiệp vừa qua, tại công ty Canon

VN em đã có cơ hội làm việc về máy in văn phòng, được quansát và nghiên cứu quá trình sản xuất về máy in, điều tra lỗicủa máy in, tiếp xúc và nghiên cứu với phòng Công Nghệ SảnPhẩm 1 và phòng Quản Lý Chất Lượng, v v Qua đó đã cóthời gian soi lại toàn bộ những kiến thức đã được học trên lớpvào thực tế và thu được nhiều kinh nghiệm quý báu

Với mong muốn tìm kiếm cho mình một đề tài tốt nghiệp

ra trường phù hợp với bản thân, đồng thời tận dụng đượcnhững kinh nghiệm đã thu được qua đợt thực tập, em đãquyết định lựa chọn đề tài:

“Tìm hiểu, thiết kế cơ cấu mang đầu in ,cấp,thoát giấy trong quá trình in của máy in phun màu iP1500”.

Thông qua đề tài này em mong muốn có thể mở rộng,nâng cao thêm kiến thức về một vấn đề cụ thể

Để hoàn thành đề tài này em đã nhận được sự giúp đỡnhiệt tình của các thầy cô giáo trong bộ môn nói chung và côgiáo TS Nguyễn Thị Phương Mai nói riêng Do vậy trong lời

cảm ơn chân thành nhất Em cũng xin gửi lời cảm ơn tới công

ty Canon Việt Nam đã tạo điều kiện cho em được thực tập, vànghiên cứu tại công ty

Hà Nội, ngày tháng năm 2005.

Sinh viên thực hiện

Chương I:

phương pháp in, cấu tạo, nguyên lý hoạt

Động của máy in phun

I.1-Giới thiệu máy in phun.

Máy in phun văn phòng có nhiều thể loại kích cỡ, hìnhdáng, kiểu mẫu phong phú tuỳ theo hãng sản xuất, khổ giấy

in, số màu in Có nhiều hãng sản xuất máy in nh: HP, epson,Canon Fujitsu nhưng các loại máy in đều hoạt động dựa trên

ba phương pháp in cơ bản là; in laser, in phun Ngoài ra, cóthể kể đến loại máy vẽ (ploter) có nguyên lý hoạt động giốngvới máy in phun

I.1.1-Máy in laser (Laser printer)

Là loại máy in có độ phân giải cao, tốc độ in nhanh, cókhả năng in được nhiều loại phông chữ, ứng dụng công nghệsao chép bằng tĩnh điện của máy photocopy để làm nóngchảy các hình đồ thị và văn bản bằng mực bột lên mặt giấy.Mặc dù, máy in laser là loại máy phức tạp, nhưng nguyên lýhoạt động của nó cũng có thể giải thích như sau: Mạch điềukhiển của máy in nhận các lệnh in từ máy tính và thành lậpcác bản đồ bit ứng với từng trang Sau đó, thông tin sẽ đượctruyền lên trống cảm quang bằng cách tắt-mở rất nhanhchùm tia laser quét trên mặt trống và thông qua gương đacạnh (có từ 4 đến 6 mặt) làm thay đổi điểm đến của chùmlaser dọc theo chiều dài của trống trong khi quay ở tốc độ

cao Để thực hiện việc này, người ta dùng nguồn laser (1)phát ra chùm laser tới phản xạ ở gương (2) qua bộ tụ quang(3) tới mặt gương đa cạnh (4) rồi chiếu lên trống cảm quang(5)(hình1.1)

Hình 1.1: Sơ đồ quét chùm laser trên trống cảm quang.

Điểm nào trên mặt trống được chùm tia chiếu tới sẽ tíchđiện do trống được bọc lớp nhạy sáng (nh selenium hoặc mộthợp chất hữu cơ khác) bên ngoài một ống nhôm được tíchđiện Khi được chiếu sáng, lớp nhạy sáng này từ chất cáchđiện sẽ chuyển sang dẫn điện cục bộ tại nơi được chiếusáng.Vùng tích điện này sẽ hấp thụ toner (mực bột được tíchđiện trái dấu) khi mặt trống quay lướt qua hộp đựng mực(6).Trong máy in ghi vùng in, chùm tia sẽ nạp điện tích dươngcho vùng in và nó sẽ hấp thụ toner làm cho chi tiết hình rõhơn Trong loại máy ghi vùng không in, chùm tia sẽ nạp điệntích âm cho vùng không in và vùng này không bám mực, làm

cho hình ảnh đậm đặc hơn Người ta dùng một trục được nạpđiện(7) để kéo hết hạt mực từ trống lên giấy, sau đó dùngtrục ép (8) và trục định hình (9) nung mực chảy ra dính vàogiấy Một trục khác được nạp điện sẽ làm trung hoà điện tíchcủa phần trống đã qua trục chuyển mực Sau đó trống lạiđược nạp tĩnh điện lại nhờ trục nạp tích điện(10) (hình 1.2).

Hình 1.2: Sơ đồ in của máy in laser.

Tốc độ in 18 trang A4 trên một phút, bản in có độ phângiải 600dpi (dot per inch) tức là 600 hàng quét trên một inch

và in trong phạm vi 10 inch theo chiều dài của khổ A4 vớimáy in dùng loại gương 6 cạnh thì tốc độ quay của gương trên

tia laser trên mặt trống được phối hợp để đảm bảo không bịđứt nét hay in chồng

I.1.2-Máy in phun (Inkjet printer)

Máy in phun tạo hình ảnh bằng cách phun mực trực tiếplên giấy thông qua một ma trận các vòi phun cực nhỏ Nguyên

lý hoạt động của vòi phun trên các loại máy in của mỗi hãng

là khác nhau Máy in phun của hãng epson ứng dụng hiệntượng dãn nở của thạch anh khi được cấp xung điện cao tần

để tách các giọt mực Dựa trên dữ liệu điểm in máy in sẽ cấpxung cho nhóm vòi in tương ứng được biểu diễn trên hình 1.3

Hình 1.3: Sơ đồ hoạt động của vòi phun trong máy in của

hãng espon.

Máy in của hãng Canon có cơ chế hoạt động dựa trênhiện tượng sinh bọt khí trong lòng chất lỏng khi được gia

nhiệt, tạo ra sức căng và lực đẩy trên bề mặt của bọt khí đểtách các giọt mực Các vòi phun được gia nhiệt tới (3000C-400C) làm sinh ra bọt khí gần miệng vòi đẩy giọt mực bắn rangoài (phần này sẽ được trình bày rõ hơn ở chương sau).

Một số hãng khác lại dùng phương pháp rung vòi với tần

số siêu âm làm cho dòng mực cắt ra thành những giọt táchbiệt Khi mỗi giọt mực rời khái vòi nó được tích điện để có thểlệch đi dưới tác dụng của trường tĩnh điện giữa hai bản cựcđiện mà nó đi qua Nh vậy, khi đưa tín hiệu dữ liệu vào haibản cực điện có thể điều khiển được độ lệch chuyển động củatia mực, do đó có thể tạo được các hình ảnh mong muốn khigiọt mực rơi trên giấy

Hình 1.4: Sơ đồ hoạt động của cơ cấu in bằng phương pháp

rung vòi.

Ngoài nguyên lý hoạt động, cấu tạo của đầu in khác nhau, thì

cơ chế hoạt động của các máy in phun thường nh nhau và cơ

Máy vẽ (ploter) là dạng máy in tạo ra các hình chất lượngcao bằng cách di chuyển các bút mực trên mặt giấy Nó cónguyên lý hoạt động giống với máy in phun Máy vẽ di chuyểnbút theo sự điều khiển của máy tính nên việc in thực hiện tựđộng Các máy vẽ được dùng rộng rãi trong công tác thiết kếbằng máy tính và đồ hoạ

Tóm lại, ta có thể thấy các máy in đều hoạt động theo

quy trình sau Dữ liệu về hình ảnh gốc được bé điều khiển incài đặt trong máy tính (hoặc phần cứng của thiết bị khác)chuyển đổi thành dữ liệu điểm trên khuôn giấy định sẵn sau

đó được gửi tới máy in bằng cáp và được lưu trữ trong bộ nhớcủa máy in Sau đó thông tin được gửi đến khối điều khiển các

bộ phận thực hiện in

Quá trình truyền thông tin lên giấy:

Nếu phân loại máy in theo màu sắc in, trong hai loại máy

in đen trắng và máy in màu thì máy in màu ít thông dụng hơn,không phải bởi giá thành của máy mà do giá thành của mực

và giấy in rất cao Nhưng máy in màu lại có ưu thế lớn trong

Vì vậy, các nhà sản xuất vẫn liên tục cho ra đời các loại sảnphẩm mới với các tính năng tiện dụng như; máy in loại photodirect có khả năng kết nối máy quét và máy ảnh kĩ thuật số,máy in xách tay gọn nhẹ cho chất lượng hình ảnh không kémchất lượng ảnh được in tráng bằng phương pháp truyềnthống.

Nếu phân loại máy in theo phương pháp in có thể thấy,phương pháp in kim hiện nay rất ít được sử dụng mà chủ yếu

là phương pháp in laser và phương pháp in phun Hai côngnghệ in này có các ưu và nhược điểm khác nhau nhưng đều

dễ sử dụng, ít gây ồn và tốc độ in nhanh cho chất lượng hìnhảnh cao Máy in laser có tốc độ in nhanh, ổn định, hình ảnhsắc nét hơn máy in phun, nhưng so với máy in phun cùng khổgiấy thì có kích thước lớn hơn và giá thành cao hơn khoảng 3đến 4 lần Máy in phun có ưu điểm là màu sắc hình ảnh tươisáng, gọn nhẹ, giá thành rẻ hơn máy in laser Tuy nhiên, máy

in phun của một số hãng lại phải hút mực để đảm bảo vòiphun không bị tắc dẫn đến lãng phí mực trong khi giá thànhcủa mực in lại rất cao Vì vậy, khi mua máy in phải chú ý đếnhiệu quả sử dụng và tính kinh tế của mỗi loại máy

I.3-Phương pháp in

I.3.1-Nguyên tắc pha màu và xử lý ảnh

Nguyên tắc pha màu

Người ta pha màu của mực in dựa trên nguyên tắc phamàu của ánh sáng như sau:

Khi chiếu chùm ánh sáng xanh tím cộng với chùm ánhsáng lục chồng lên chùm ánh sáng đỏ sẽ thu được một mảngánh sáng trắng Khi cộng hai chùm ánh sáng màu cơ bản sẽđược ánh sáng vàng,đỏ magenta và xanh da trời (Hình vẽ1.5):

ánh sáng đỏ + ánh sáng lục = ánh sáng vàng

ánh sáng đỏ + ánh sáng xanh (tím) = ánh sáng đỏmagenta

ánh sáng xanh (tím )+ ánh sáng lục = ánh sáng xanh datrời

Hình 1.5: Nguyên lý tổng hợp mầu ánh sáng.

Pha màu mực

Khi hỗn hợp ba màu cơ bản vật chất (mực in, thuốcnhuộm) Xanh da trời, đỏ magenta, vàng ta sẽ thu được màuđen Đây gọi là hỗn hợp trừ màu Vì thành phần của mỗi màu

là sự hỗn hợp trừ của một trong ba bức xạ cơ bản tạo lên ánhsáng trắng (Hình vẽ 1.6)

Xanh da trời = ánh sáng trắng - ánh sáng đỏ

Đỏ magenta = ánh sáng trắng - ánh sáng lục

Vàng = ánh sáng trắng - ánh sáng xanh(tím)

để điều chỉnh tông màu Do vậy, người ta thường dùng hệ inbốn màu bao gồm cả màu đen.

Màu mực in cơ bản trên nền giấy trắng, sự hỗn hợp màu

ở đây là là hỗn hợp trừ màu thể hiện ở sắc điệu của màu táitạo trên hình ảnh in màu trên bề mặt vật thể là do có sự hấpthụ, phản xạ hay truyền qua một phần hay toàn phần nhữngbức xạ màu của phổ ánh sáng và độ trắng của vật liệu bềmặt sẽ ảnh hưởng rất nhiều tới sự cảm nhận màu sắc củamắt tức là của bản in

Cũng như trong máy in hay máy photocopy màu ta phải

áp dụng một hệ thống màu chuẩn cho chóng Trong ngành innày ta dùng hệ màu tiêu chuẩn của uû ban chiếu sáng quốc

tế CIE (Commission Intenationale de l’Eclairage) Từ ba màu

cơ bản là xanh da trời (Cyan), đỏ magenta (Magenta), vàng(Yellow) pha tạo lên các màu khác tuỳ theo sắc độ của mỗimàu mà số điểm tram của mỗi màu trong 3 màu cơ bản nhiềuhay ít hoặc không có Nếu màu in ra là màu cơ bản thì không

có 2 màu còn lại nhưng nếu muốn làm cho màu nhạt bớt đi thìphải giảm diện phủ của điểm tram của màu đó trên nền giấytrắng Nếu muốn làm đậm màu đó lên thì diện phủ phải là100% và muốn đậm hơn thì phải in nhiều lớp Mỗi màu đượcđặc trưng bởi ba thành phần màu là: độ sáng (Brightness),sắc thái của màu (Hue) và độ bão hoà màu (Color Saturation)

Độ sáng tương ứng với lượng ánh sáng trắng phản xạtrên bề mặt Sắc thái của màu tương ứng với bước sóng phản

xạ chọn lọc trên bề mặt Độ bão hoà tương ứng với độ tinhkhiết của màu

Hệ thống màu tiêu chuẩn CIE được mô tả bằng một tamgiác màu nằm trong hệ trục x, y Trục x biểu thị sắc thái màu,trục y biểu thị độ bão hoà màu Độ sáng được biểu thị trêntrục Y vuông góc với mặt phẳng Oxy và được đánh giá theo(%) (Hình 1.7)

Hình 1.7: Mô tả tam giác mầu theo tiêu chuẩn CIE.

Đường bao quanh ở ngoài mô tả vị trí màu của phổ có độbão hoà cao nhất và màu sắc không thể nằm ngoài đườngnày Đường nằm trong mô tả vị trí sắc thái màu tối ưu

Bảng 1 : Các giá trị x,y và Y của màu mực in theo TGL

25210 tiêu chuẩn CIE.

ra ngoài (hình 1.8).

Hình 1.8: Tác động của nhiệt độ theo thời gian.

Quá trình phun mực như sau:

Khi gia nhiệt ở phần đầu của kim ,các bọt khí nở ra vàtạo áp suất đẩy, đẩy mực ra ngoài khi đó tại cửa miệng phunvới kích thược cực kỳ há bé chóng làm tách rời một lượng mựclỏng rất bé (cỡ 5 đến 2 pico-lit) và đẩy nó bắn ra khái đầu kimphun Có thể mô tả hoạt động của vòi phun theo 6 bước sau:

Hình 1.9: Sơ đồ hoạt động của vòi phun.

Hình 1.10: Cách in trong máy in phun màu.Tập hợp các điểm để tạo thành chữ.

o Pha màu bằng cách phun thành nhiều lần, số lần thì tuỳthuộc và màu đó là màu gì và phun chồng các màu cơbản lên nhau, theo thứ tự sau:

Đen(K)Xanh da trời(C)Đỏ magenta(M)Vàng(Y) Xanh da trời(C)Đỏ magenta(M)Vàng(Y) Đen(K)

(Bản in thí nghiệm trang sau)Màu xanh thường được in đầu tiên vì nó thường là màuchủ thể có độ tương phản cao ảnh hưởng đến cảm giác màucủa mắt Màu đen được in cuối cùng nhằm mục đích bổ sungthêm độ sâu hay độ đậm của hình ảnh khi ba màu mực cơbản không tạo được đủ độ đen cần thiết Màu đen có khảnăng tạo độ tương phản cao, màu mạnh, độ cứng, khoẻ củađường nét Màu này đôi khi được in đầu tiên để tạo chiều sâucho hình ảnh Do vậy, trên đầu phun của máy in phun màu,đầu phun màu đen dài gấp đôi đầu phun ba màu cơ bản vàđược mô tả ở hình 1.11 Ngoài tác dụng tăng tốc độ in đen

Đen(K)Xanh da trời(C)Đỏ magenta(M)Vàng(Y) Đen(K)

Hình 1.11: Thứ tự đầu phun của máy in phun mầu.

Khi đảo trộn trình tự nhận mực ta sẽ không thu tông màumong muốn Nếu tông màu sáng tức là diện tích điểm tramcủa mỗi màu nhỏ và không chồng lẫn lên nhau thì trình tự inkhông ảnh hưởng đến chất lượng in Nhưng khi in trên màunền thì việc tuân theo trình tự in là cần thiết để đảm bảo táitạo trung thực hình ảnh trên bản in

I.3-Cấu tạo của máy in

Mỗi bộ phận đều có nhiệm vụ chức năng riêng nhưng đềukết hợp hoạt động theo một trình tự thống nhất

Có nhiều cách phân loại trong máy ,nhưng trong thiết kế thì

ta có thể phân loại máy in như sau (đây là cách phân loại điểnhình ):

 Bộ phận mang đầu in

 Bộ phận cấp và thãat giấy

 Bộ phận hút mực và lau đầu in

 Bộ phận nhặt giấy và đưa giấy vào trạng thái chuẩn bị in

 Bộ phận in

o Cấu tạo của ma trận vòi phun mực

o Điều khiển phun mực

 Bộ phận điều khiển

o Đối tượng điều khiển

o Cách điều khiển ,mạch và chương trinh điều khiển

 Bộ phận thân và vỏ máy

I.3.1-Bộ phận mang đầu in

Độ trung thực của hình ảnh được in ra phụ thuộc vào độchính xác chuyển động của các bộ phận tham gia vào quátrình in mà bộ phận mang đầu in là bộ phận tham gia chínhtrong quá trình in vì vậy chóng có một vai trò rất là quantrọng

Nhiệm vụ của bộ phận này là:

 Mang đầu in đến vị trí cần in

 Đọc được và đọc vị trí của đầu in

 Đảm bảo khoảng cách từ đầu in đến tờ giấy in

 Giữ được ổn định đầu in trong khi in

 Đếm được số tờ giấy in

(Bộ phận này được nghiên cứu kỹ ở chương sau )

I.3.2-Bộ phận cấp và thãat giấy

 Cấp giấy cho quá trình in.

 Thoát giấy sau khi in xong mỗi hàng và sau khi in xongmột tờ giấy

 Giữ giấy ổn định trong quá trình in

 Cơ cấu cấp giấy vừa làm nhiệm vụ cấp giấy vừa làmnhiệm vụ thoát giấy ở giai đoạn in đầu tờ giấy

 Cơ cấu cấp thoát giấy vừa làm nhiệm vụ cấp giấy vừalàm nhiệm vụ thoát giấy ở giai đoạn in cuối tờ giấy (Bộ phận này được nghiên cứu kỹ ở chương sau )

I.3.3-Bộ phận hút mực và lau đầu in

 Vai trò:

Sau một thời gian hoạt động mực dính ở đầu vòi phun mực bịkhô Đầu in bị bắt bôi Sau một khoảng thời gian phun mựccác giọt mực bắn xung quanh miệng phun Bọt khí còn lạitrong kim phun làm cho chế độ phun mực thay đổi Nhữngđiều này làm cho tắc miệng phun , làm bẩn bản in.v.v dẫnđến không phun được mực, làm bẩn bản in…tøc là làm giảmchất lượng bản in

Vì vậy để duy trì chất lượng của bản in thì phải hút mực và lauđầu in để thông vòi phun và bọt khí được tạo nh thôngthường

 Nhiệm vụ của bộ phận này

 Làm thông vòi phun mực

 Hút những giọt bám xung quanh miệng vòi phun mực

 Giữ cho đầu phun không bị khô khi không in

Bộ phận này hoạt động khi:

 Khởi động máy in

 Trước khi in

 Khi thay lọ mực mới

 Trong trường hợp in liên tục thì sau khi in một lượng bản

in nhất định

 Quy trình hoạt động

 Khi hút mực thì có những giọt mực bắn xung quanhmiệng phun vì vậy quá trình hút mực và lau đầu in phảihút mực trước và lau đầu in sau

 Vị trí của bén phận này không cùng với bộ phận in nên

nó phải có quá trình đầu in vào,ra vị trí hút mực và lauđầu in hoặc ngược lại

Tổng kết ta có quá trình hoạt động như sau:

Thực hiện quá trình hút mực

Đầu in vào vị trí lau

Đầu in ra vị trí hút mực

và lau đầu in

Đầu in vào vị trí hút mựcBắt đầu

Hỡnh 1.12: Quy trỡnh hoạt động của bộ phận hỳt mực và

lau đầu in.

 Cấu tạo của bộ phận này

Ta phải cú hai bộ phận là:

 Bộ phận tạo ỏp suất hỳt (bơm)

 Bộ phận nắp để đạy đầu phun khi hỳt mực ,khi bảo vệđầu,…

I.3.4-Bộ phận nhặt giấy

Nhiệm vụ của bộ phận này là nhặt một tờ giấy từ khay

đỡ giấy và lưu chuyển chóng cho bộ phận cấp giấy cho quátrình in

Tổng số vòi phun trên đầu in là 704 vòi với 320 vòi phuncho màu đen và 128 vòi cho mỗi màu cơ bản Mỗi cụm vòiphun của các màu được phân bố thành hai hàng so le nhau đểtăng độ phân giải theo chiều dọc và trên mỗi hàng các vòiđược phân bố lệch nhau để tăng độ phân giải theo chiềungang và tiện bố trí không gian của vòi phun với tấm gianhiệt Bố trí của vòi phun được mô tả trên hình 1.13

Hình 1.13: Sự bố trí vòi phun trên bản sứ.

Các thông số về kích thước vị trí của vòi đo được nh trên hình1.14:

Hình 1.14: Các thông số của vòi phun.

Vòi phun có thể tách được giọt mực có thể tích cỡ 2 - 5picolit (2-5.10-12 lit) làm tăng độ phân giải của hình ảnh Kíchthước điểm ảnh trên các loại giấy khác nhau thì khác nhau.Trên loại giấy in ảnh kích thước trung bình điểm in màu là

0,035mm, điểm in đen là 0,05mm Trên loại giấy trơn (plainpaper) kích thước điểm in tương ứng là 0,04mm và 0,06mm.

I.3.6-Bộ phận điều khiển

Đối tượng điều khiển:

Bộ phận điều khiển phải điều khiển đầu phun mực ,bộphận mang đầu in, bộ cấp giấy cho quá trình in ,bộ phận hútmực ,bộ phận nhặt giấy và đưa giấy vào trạng thÊi chuẩn bị in

 Điều khiển bộ mang đầu in

Khi in đầu in chỉ làm việc trên hành trình đi (từ phải sang trái).Trên hành trình này sự dịch chuyển đầu in được điều khiểntheo chế độ xung với độ rộng xung tuỳ thuộc vào vị trí toạ độcủa điểm in Sau khi đã xác định được mốc “0” tốc độ của đầu

in được giảm dần khi tới cuối mỗi hành trình và đảo chiều dịchchuyển bằng cách đảo chiều quay của động cơ

Điều khiển đầu in tới từng vị trí cần in: Với mỗi vị trí bất

kỳ của ký tự cần in được xác định chính xác và dịch chuyểnđầu in tới vị trí đó Tốc độ in trong hành trình in được điềukhiển để luôn là chuyển động đều

Sau khi thực hiện in một số lượng bản in xác định (Tuỳthuộc vào mỗi chế độ in) bộ phận điều khiển sẽ điều khiểncho đầu in di chuyển đến và dừng lại tại vị trí hút mực và lauđầu in Sau khi thực hiện xong sẽ tiếp tục thực hiện hành trìnhin

 Điều khiển cấp giấy

Điều khiển tốc độ vào và ra giấy: dựa vào tốc độ in (số ký tự /giây) và (số trang/ phút) Tốc độ in phụ thuộc tần suất in,thường là 6KHz(6000 điểm in trên giây) , Tốc độ in phụ thuộcvào số điểm trên 1 ký tự và số ký tự trên 1 dòng ngang.

Trong quá trình in có sự ngắt quãng: nếu không nhậnđược các tín hiệu hình ảnh thì tốc độ cấp và ra giấy sẽ nhanhlên

Điều khiển tách 1 tờ giấy trong 1 lần và với số lượng nhiều :sau khi thực hiện in xong tờ thứ nhất thì thực hiện đếm vàcấp tờ tiếp theo cho đến khi thực hiện xong số tờ đã đặt trước

 Điều khiển hút mực và lau đầu in

Trong quá trình in vòi phun có thể bị tắc và đầu phun có thể

bị bẩn Khi đầu in dừng lại tại vị trí hút mực thì cơ cấu nàythực hiện hút mực và lau đầu in

 Điều khiển phun mực

Bộ phận in sẽ chuyển tải các thông tin về hình ảnh đồ hoạ lêntrên giấy bằng đầu in mang các vòi phun Các vòi phun đượcđiều khiển từ thông tin về vị trí điểm ảnh cần in trên khổgiấy Dữ liệu về điểm ảnh được phần mềm điều khiển inchuyển tới máy in Chương trình điều khiển có nhiệm vụ lấy

dữ liệu giá trị trạng thái màu sắc của hình ảnh gốc trong hệmàu RGB (màu ánh sáng) và chuyển chóng thành các dữ liệugiá trị trạng thái màu sắc của hình ảnh trong hệ màu CMYK(màu mực) Dựa trên các lựa chọn thuộc tính, đặc điểm hìnhảnh và định dạng khổ giấy chương trình sẽ chuyển từ dữ liệuhình ảnh sang dữ liệu điểm (dot data) tương ứng với các giá

trị màu sắc, sau đó chuyển thành dữ liệu thứ tự về nhiệt độcủa các vòi phun và toạ độ điểm phun ứng với vùng mã củathước kính, rồi nén lại và chuyển sang cho máy in bằng cápqua cổng USB.

Cách điều khiển , mạch điều khiển và chương trinh điều khiển:

Bảng mạch điều khiển là bộ phận rất quan trọng củamáy in Nó có nhiệm vụ thu nhận tín hiệu điều khiển được gửitới từ thiết bị hiển thị và ra lệnh cho các cơ cấu chấp hànhlàm việc Sau đó thu nhận tín hiệu phản hồi từ các cơ cấuchấp hành để xử lý, phối hợp hoạt động Bảng mạch điềukhiển bao gồm các phần sau:

Mạch điện của đầu in nhận tín hiệu điều khiển từ mainPCB và truyền ngược lại tín hiệu phản hồi từ các sensor (mực,nhiệt độ) và đầu đọc

Năng lượng được cung cấp cho mạch thông qua bộnguồn có dải điện áp từ 2,5V đến 24V Các cổng kết nối củamáy in với thiết bị hiển thị (cổng USB, cổng hồng ngoại IrDA, )

Khối chấp hành: động cơ một chiều (CR motor), động cơbước( ASF motor, LF motor)

Để giải thích rõ cấu tạo và cơ chế quá trình làm việc củacác loại máy in, chúng ta sẽ đưa ra loại máy in theo hàng đểlàm ví dụ bởi chóng đơn giản và dễ hiểu

I.3.7- Bộ phận thân và vỏ máy

Bộ phận thân máy có nhiệm vụ mang các bộ phận khác

nh bộ nhtj giấy, bộ phận mang đầu in ,bộ phận cấp giấy ,bộphận hút mực ,bộ phận nhặt giấy

Bộ phận vỏ có nhiệm vụ bảo vệ và để gá khung hay bảngmạch Chóng được đúc từ nhựa tổng hợp kết hợp với chấttạo màu, có độ bền cao, nhẹ và có khả năng tái sử dụng

Bộ phận vỏ bao gồm nhiều phần:

Nắp trước (Font cover) có tác dụng ngăn bơi vào máy vàluồng không khí luân chuyển qua máy làm khô đầu phun khimáy in không hoạt động

Nắp cửa thay mực (Access cover), có tác dụng nh mộtcông tắc hành trình Khi mở nắp ra thì đầu in tự động chạy racửa để thay mực khi đóng nắp lại đầu in sẽ tự chạy về vị tríphía trên bộ hút mực Đó là do khi nắp được mở ra (đậy vào)thì thanh lẫy chắn giữa đầu phát và thu của một sens¬ bị kéo

ra (đóng lại), tín hiệu nhận được từ sens¬ sẽ đưa về bộ xử lýđiều khiển vị trí của đầu phun

Nắp chính (Main case) dùng để gá nắp trên, nắp cửa thaymực và các nút reset, nút nguồn (button power), thanh dẫnsáng từ led trên bản mạch lên (guide light), ở một số loạimáy khác, nắp chính còn được dùng để gắn các khay cấp giấyvào và ra (Paper support & output tray), màn hình điều khiển(control display) Các khay giấy vào và ra có thể tháo lắp dễdàng khi không cần dùng đến để thu hẹp diện tích

I.4-Nguyên lý hoạt động của máy in phun

Hình 1.16 Sơ đồ máy in phun màu, Giấy được camnhặt(1) lấy từ khay giấy(2) qua trục lăn (3) và trục cuộn giấy

in (4) và từ dữ liệu điểm in được bé điều khiển máy in (driverprinter) chuyển đến máy in sẽ điều khiển ma trận vòi phuntương ứng trên đầu in (5) hoạt động Đầu in và trục cuộn giấyđược kết hợp chuyển động Sau khi trục cuộn giấy đưa giấydịch chuyển một đoạn và dừng lại thì đầu in sẽ trượt dọcthanh dẫn hướng (6) quét ngang tờ giấy với hành trình đi làhành trình phun (đi chậm) còn hành trình vỊ không làm việc(đi nhanh) Trong một số loại máy in phun màu có sáu đầuphun, đầu in hoạt động trên cả hai hành trình đi, về Bản inđược dẫn hướng và dịch chuyển từ từ ra ngoài nhờ trục cuộngiấy ra(7) Với đầu in được tích hợp từ các vòi phun có kíchthước cỡ m, máy in phun có thể cho hình ảnh có độ phân giảicao sánh ngang với chất lượng của máy in laser, tuy tốc độchậm hơn nhưng giá rẻ và ít gây ồn hơn và được mô tả theohình 1.15

Hình 1.15: Sơ đồ hoạt động của máy in phun màu

I.4-Quá trình hoạt động của lệnh in

Khi khởi động máy in thì máy in hoạt động theo quátrình sau

Hình 1.16: Quá trình làm việc của máy in khi cấp điện.

Khi có lệnh in thì máy in hoạt động theo quá trình sau

Hình 1.17: Quy trình thực hiện lệnh in.

Sau khi cấp điện trước tiên máy in sẽ kiểm tra , lấy vị trí

“0” cho đầu in, kiểm tra hành trình dịch chuyển của đầu in,hút mực và làm sạch mực ở đầu phun Sau đó máy in sẽthông báo, nếu nh các công việc trên đều thoả mãn (OK) thìmáy in thông báo lên máy là sẵn sàng (Ready) Nếu một trongcác công việc trên không thoả mãn thì máy in sẽ thông báonội dung thì tuỳ vào lỗi của các công việc

Khi có lệnh in ,nếu như quá trình kiểm tra không lâu thìmáy in thực hiện in luôn ,còn nếu khởi động đã lâu thì máy inkiểm tra lại, rồi mới thực hiện quá trình in

Kiểm tra vị trí của đầu in bằng cách điều khiển cho đầu

in nhích sang trái để xác định xem có tín hiệu phản hồi vị trícủa đầu in hay không Nếu không có tín hiệu phản hồi, đầu in

sẽ đứng lại hoặc chuyển động rất nhanh sang đập vào thành

bờn trỏi và đứng lại tại đú Nếu cú tớn hiệu phản hồi vị trớ, đầu

in sẽ tiếp tục chuyển động từ từ sang trỏi tới điểm xa nhất Nếu tớn hiệu về vị trớ khụng thay đổi trong một khoảng thờigian mỏy sẽ reset lại vị trớ của đầu in và đổi chiều chuyểnđộng Lỳc này do hành trỡnh về của đầu phun đó được cài đặtsẵn trong bộ điều khiển nờn đầu phun đi tới sỏt thành bờnphải thỡ dừng lại Nếu trờn cơ cấu mang đầu phun cú đầuphun thỡ mỏy tiếp tục điều khiển cho cơ cấu hỳt và làm sạchmực làm việc, sau đú đầu in đứng ở phớa bờn trờn cơ cấu nàychờ lệnh điều khiển in Khi cú lệnh điều khiển in, mỏy thựchiện quỏ trỡnh nhặt giấy và đưa giấy vào trạng thỏi chuẩn bị

in Sau đú bộ điều khiển tiếp tục điều khiển bộ cấp giấy choquỏ trỡnh in, bộ mang đầu in bộ in,

Cũn nếu sau ba lần nhặt giấy mà bộ đếm giấy khụng đếmđược giấy thỡ mỏy bỏo hết giấy

Khi in xong mỗi hàng đầu in sẽ di chuyển tới vị trớ cúđiểm in đầu tiờn của hàng kế tiếp Tuy nhiờn, khi in ảnh cỏcvũi phun phải hoạt động nhiều gõy bẩn đầu in, do vậy thỉnhthoảng đầu in lại dịch chuyển trở về phớa bờn trờn cú cấu hỳtmực để lau sạch mực bỏm trờn đầu phun rồi mới in tiếp

I.6-Giấy in và mực in

Giấy in và mực in đựơc đưa vào đõy bởi vỡ nú là một bộphận rất quan trọng, Cú ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng của