NGHIÊN cứu các yếu tố ẢNH HƯỞNG đến CHẤT LƯỢNG bản IN TRONG CÔNG NGHỆ IN LASER

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI HOÀNG TÙNG LÂM NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG BẢN IN TRONG CÔNG NGHỆ IN LASER LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ Hà Nội - 2015 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI HOÀNG TÙNG LÂM NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG BẢN IN TRONG CÔNG NGHỆ IN LASER Chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ khí Mã ngành: 60520103 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS TRẦN ĐỨC QUÝ Hà Nội - 2015 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài: “Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng in công nghệ in LASER” công trình nghiên cứu riêng hướng dẫn khoa học PGS TS Trần Đức Quý –Trường ĐHCN Hà Nội Các nội dung nghiên cứu, kết đề tài trung thực chưa công bố hình thức trước Những số liệu bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá tác giả thu thập từ nguồn khác có ghi rõ phần tài liệu tham khảo Ngoài ra, luận văn sử dụng số nhận xét, đánh số liệu tác giả, quan tổ chức khác có trích dẫn thích nguồn gốc Nếu phát có gian lận xin hoàn toàn chịu trách nhiệm nội dung luận văn Hà Nội, ngày 27 tháng 10 năm 2015 Học viên Hoàng Tùng Lâm LỜI CẢM ƠN Luận văn tốt nghiệp Cao học thạc sỹ Kỹ thuật khí đề tài: “Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng in công nghệ in LASER” hoàn thành trường Đại học Công nghiệp Hà Nội Để hoàn thành đề tài này, xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc tới trường Đại học Công nghiệp Hà Nội, Trung tâm Đào tạo sau Đại học, đặc biệt PGS TS Trần Đức Quý – Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội, với ý kiến, dẫn khoa học quý giá trực tiếp hướng dẫn, dìu dắt, giúp đỡ suốt trình triển khai, nghiên cứu hoàn thành đề tài Xin chân thành cảm ơn Thầy, Cô giảng viên - Các nhà khoa học trực tiếp truyền đạt kiến thức khoa học chuyên ngành “kỹ thuật khí” cho năm tháng qua Xin ghi nhận công sức đóng góp quý báu, nhiệt tình bạn học viên lớp Cao học Kỹ thuật khí khóa đợt 2, đóng góp ý kiến giúp đỡ Đặc biệt quan tâm tạo điều kiện động viên khuyến khích thông cảm, sẻ chia sâu sắc gia đình Một lần xin chân thành cảm ơn đơn vị, cá nhân hết lòng quan tâm tới nghiệp đào tạo đội ngũ kỹ thuật ngành khí nước nhà Ngoài mong nhận đóng góp, phê bình quý Thầy, Cô, nhà khoa học, độc giả bạn đồng nghiệp Hà Nội, ngày 27 tháng 10 năm 2015 Học viên Hoàng Tùng Lâm MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ MỞ ĐẦU GIỚI THIỆU 1.1 Lý chọn đề tài: Thế kỉ XXI kỷ công nghệ cao, công nghệ kỹ thuật số, quan tâm tới cỗ máy đáp ứng nhu cầu công việc mà đánh giá cao gọn nhẹ tính linh hoạt nó, đòi hỏi phải có công nghệ tiên tiến đáp ứng Các nhà khoa học công bố hai phát kiến quan trọng có tầm ảnh hưởng lớn đến khoa học, kỹ thuật, công nghệ ngày nay: Thứ nhất: Sự đời Tranzitor kích thích phát triển vi điện tử, công nghệ “vi mô” Thứ hai: quan trọng phát minh tia Laser, mở kỷ nguyên cho nhà phát minh sáng chế Tia Laser có tầm ảnh hưởng sâu rộng đến tất lĩnh vực đời sống: lĩnh vực quân sự, lĩnh vực y tế, lĩnh vực khảo cổ, công nghiệp phim ảnh, khí…vv Một ứng dụng gần gũi thông dụng mà hầu hết biết sử dụng ứng dụng tia laser máy in Hiện ngày có nhiều người sử dụng máy in Laser cho việc in ấn tài liệu chất lượng in tuyệt vời giá thành hiệu cho trang in Để có ấn phẩm in chất lượng cao, tiện lợi nhanh ngày nay, nhà sản xuất máy in tiến hành phát minh cải tiến không ngừng Việc thường xuyên khắc phục tồn vấn đề phát sinh trình sản xuất máy in việc làm thường xuyên liên tục điểm dừng Nhưng lỗi khắc phục hoàn toàn Một lỗi điển hình làm giảm chất lượng in (in nét, thiếu nét) tia Laser tác nhân liên quan khác gây Hầu hết máy in bán thị trường khắc phục lỗi chúng kiểm tra qua nhiều công đoạn nghiêm ngặt Nếu công đoạn kiểm tra phát lỗi nhân viên xử lý tiến hành sửa chữa thay tác nhân gây lỗi cho lưu thông thị trường Điều làm giảm suất gây nhiều chi phí tốn cho nhà sản xuất Không lỗi phát sinh trình sử dụng khách hàng Để nâng cao chất lượng máy in Laser, khắc phục lỗi in nét, mờ nét, giảm tỉ lệ lỗi cho nhà sản xuất, nâng cao hài lòng người sử dụng yêu cầu cấp bách Trong khuôn khổ đề tài đưa nghiên cứu, phương pháp luận làm rõ tác nhân gây lỗi đề giải pháp cải tiến khắc phục Những liệu sử dụng làm sở trình sản xuất sửa chữa máy in 1.2 Tính cấp thiết đề tài: Quá trình sản xuất máy in nhà máy lắp ráp ngày thực với mức độ chuyên nghiệp hóa cao Để sản xuất máy in hoàn chỉnh, nhà sản xuất phải tiến hành nhiều công đoạn lắp ráp vị trí khác dây chuyền thao tác Ban đầu linh kiện đơn chuyển đến vị trí dây chuyền sản xuất, linh kiện lắp ráp với tạo thành cụm linh kiện Tùy yêu cầu kỹ thuật mà linh kiện kiểm tra kiểm tra tính Tiếp cụm linh kiện chuyển xuống khu vực dây chuyền thao tác, cụm linh kiện lắp ráp lại với để tạo thành máy in Sau máy in lắp ráp xong chuyển qua loạt công đoạn kiểm tra tính khu vực cuối chuyền thao tác Những máy in không phát lỗi đóng gói chuyển sang kho để đưa đến cho khách hàng, máy in phát lỗi để riêng khu vực, sau tiến hành xử lý lại cho vào dây chuyền để kiểm tra lại Như ta thấy máy in phát sinh lỗi gây nhiều thiệt hại cho nhà máy sản xuất Yếu tố xét đến làm giảm suất, việc tiến hành xử lý lỗi tiêu tốn nhân công Trong trình xử lý phát linh kiện cụm linh kiện lỗi phải tiến hành tiêu hủy gây lãng phí tiền mua linh kiện Ngoài hậu tai hại sản phẩm lỗi bị lọt qua công đoạn kiểm tra, sản phẩm không đạt chất lượng đưa đến tay khách hàng làm uy tín nhà sản xuất gây tranh chấp pháp lý số lượng lỗi lớn Chính điều đặt yêu cầu quan trọng làm để hạn chế bớt lỗi, nâng cao chất lượng máy in, tiết kiệm nguồn lực, cắt giảm lãng phí, làm tăng hài lòng khách hàng Đó không mong muốn nhà sản xuất, người tiêu dùng mà yêu cầu quan trọng dòng chảy sản xuất để tạo cải vật chất thúc đẩy phát triển đồng toàn xã hội MỤC TIÊU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Mục tiêu đề tài: -Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng in công nghệ in Laser -Đề xuất giải pháp khắc phục lỗi in nét, mờ nét công nghệ in Laser 2.2 Nội dung nghiên cứu: -Nghiên cứu tia Laser ảnh hưởng tác nhân liên quan đến chất lượng in -Nghiên cứu đề xuất giải khắc phục tượng in nét, mờ nét công nghệ in Laser 2.3 Phương pháp luận phương pháp nghiên cứu: 2.3.1 Phương pháp luận: Đề tài nghiên cứu dựa theo phương pháp luận nghiên cứu lý thuyết kết hợp với nghiên cứu thực nghiệm 2.3.2 Phương pháp nghiên cứu: Nghiên cứu lý thuyết Laser ảnh hưởng tác nhân liên quan Thực nghiệm thực qua trình xác nhận tượng in nét, mờ nét qua thí nghiệm tái lỗi cách sử dụng tác nhân nhân tạo tác động có chủ định vào nguyên nhân gây lỗi Quá trình thực qua việc tác dụng có chủ đích lên hệ gương cụm Scaner công nghệ in Laser CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ IN LASER LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CỦA LASER Ánh sáng tạo từ Photon Các Photon lại sinh thay đổi quỹ đạo Electron mức lượng khác nguyên tử hay phân tử Đối với ánh sáng tự nhiên tượng xảy mà không cần có can thiệp kích thích từ bên Tuy nhiên, loại ánh sáng thứ hai (ánh sáng nhân tạo) sinh electron rơi từ quỹ đạo có mức lượng cao xuống quỹ đạo có mức lượng thấp nguyên tử hay phân tử trạng thái kích thích gọi tia Laser Laser tạo để khuếch đại dạng ánh sáng cưỡng thành chùm ánh sáng cường độ mạnh tập trung Laser từ viết tắt Light Amplification by the Stimulated Emission of Radiation Khuếch đại ánh sáng phát xạ kích thích ( trích dẫn từ Bách khoa toàn thư Wikipedia ) Tia Laser chùm ánh sáng đơn sắc có độ định hướng cao, có khả chiếu xa hàng nghìn km mà không bị phân tán Tia Laser không bị tán xạ qua mặt phân cách hai môi trường có chiết suất khác nhau, có khả phát xung cực ngắn cho phép tập trung lượng Laser cực lớn thời gian cực nhỏ Chính tính chất đặc biệt ánh sáng Laser khiến cho công nghệ Laser trở thành công cụ thiết yếu mặt đời sống hàng ngày như: viễn thông, giải trí, sản xuất y khoa vv Dưới mốc quan trọng lịch sử hình thành phát triển Laser Năm 1917, Albert Einstein tình cờ đặt bước phát triển Laser với việc nhận thấy có hai loại phát xạ cưỡng Trong báo công bố đó, ông người đề xuất tồn phát xạ cưỡng Sau 33 năm, nhà khoa học trường đại học Columbia , Charles H Townes, người thành công việc khuếch đại xạ cưỡng bức, nghiên cứu ông tập trung vào sóng Viba (có bước sóng dài 59 (Sensor) tự động Nếu nhiệt độ ngưỡng cho phép nguồn điện cấp cho đèn Halogen tự ngắt Bề mặt lăn nhiệt phải bóng Nếu bề mặt lăn nhiệt không bóng làm cho in bị bẩn có vết lồi lõm mặt in Tại vị trí khe hở lăn nhiệt lăn áp lực, lực ép không đủ (khe hở lớn) không kéo giấy in hạt mực chưa ép chặt lên bề mặt giấy in, lực ép lớn ( khe hở nhỏ) giấy in bị mắc kẹt đẩy Do việc thiết kế khe hở tạo lực ép vừa phải đóng vai trò quan trọng CHƯƠNG IV: GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC LỖI IN MẤT NÉT, MỜ NÉT CỦA CÔNG NGHỆ IN LASER 60 HIỆN TƯỢNG LỖI Hình 51: Hiện tượng lỗi in nét mờ nét máy in Laser Trên giấy in có vệt dọc mầu trắng, vị trí dọc trắng giống tất tờ giấy in Khi ta thay loại giấy in khác loại khổ giấy kích thước dọc trắng không thay đổi Khi ta thay hộp mực sử dụng hộp mực loại lỗi không thay đổi NGUYÊN NHÂN GÂY RA LỖI Hình 52: Sơ đồ phân tích nguyên nhân gây lỗi Để hiểu chất nguyên nhân phát sinh lỗi dựa vào sơ đồ nguyên lý làm việc máy in Laser (hình trên) Đầu tiên liệu từ máy tính chuyển đến mạch máy in thông qua dây dẫn 61 thiết bị kết nối khác Wi-Fi, Bluetooth Tại vi xử lý mạch tiến hành tách tín hiệu chuyển đến mạch cụm Laser Scanner Bản mạch xử lý tín hiệu đến chuyển sang nguồn phát Laser để khuếch đại thành tín hiệu Laser Tia Laser qua loạt thấu kính chiếu đến trục cảm quang Nếu đường tia Laser gặp vật cản tín hiệu Laser không chiếu đến bề mặt trục cảm quang Tại vị trí hạt mực không bám vào dẫn đến tờ giấy in mực in bám vào vị trí tương ứng trình ảnh dẫn đến lỗi Vậy nguyên nhân gây lỗi có vật cản đường tia Laser Vật cản bụi bẩn, dị vật lỗi rỗ khí xuất bên lăng kính gây PHÂN LOẠI LỖI Đối với lỗi in nét mờ nét công nghệ in Laser nên chia thành hai nhóm lỗi: 3.1 Nhóm lỗi liên quan đến đường tia Laser: Hình 53: Máy in Laser đơn chức Những lỗi phát sinh tất loại máy in máy photo sử dụng công nghệ in Laser bao gồm máy in chức Scan 3.2 Nhóm lỗi liên quan đến việc quét liệu đèn CIS: 62 Hình 54: Máy in Laser đa chức Những lỗi phát sinh máy in có chức Scan Lỗi đèn CIS gây Khi quét ánh sáng từ đèn CIS phát bị ngắt quãng có vật cản đường ánh sáng dẫn đến đèn CIS không quét tín hiệu Tổng hợp tín hiệu gửi mạch để xử lý Tại chỗ có vật cản tín hiệu bị thiếu dẫn đến tượng in mực in vị trí QUÁ TRÌNH THỰC NGHIỆM TÁI HIỆN LỖI 4.1 Địa điểm thực nghiệm: Phòng CAD-CAM tầng nhà A7 trung tâm Việt – Nhật trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội 4.2 Máy sử dụng thực nghiệm: 63 Hình 55: Máy in Laser Hp Pro 400 Thông số kỹ thuật: - Kiểu Máy in: in laser đen trắng A4 - Tốc độ in: 33 trang /phút - Độ phân giải: 600 x 1200dpi - Bộ nhớ trong: 128 MB - Tính in mạng network - Tính khác: tiết kiệm lượng - Kết nối: USB 2.0 High Speed - Kích thước: 430 x 330 x 480 mm - Trọng lượng máy : 14 kg - Sử dụng mực: CF280A 4.3 Kết thực nghiệm: -Thực nghiệm mẫu dị vật vị trí khác đường tia Laser +Dị vật miếng nylon hình chữ nhật có kích thước cố định x 45(mm) 64 Bước 1: Đưa dị vật vào che đường phát tia Laser Máy không in được, hình LCD báo lỗi: "52 Scanner Error Turn off then turn on" Hình 56: Mẫu dị vật Dị vật mầu vàng che đường phát tia Laser Hình 57: Dị vật che đường tia Laser nguồn phát Bước 2: Đưa dị vật vào che đường trả tín hiệu tia Laser Máy không in được, hình LCD báo lỗi: "52 Scanner Error Turn off then turn on" Dị vật mầu vàng che đường tín hiệu trả tia Laser Hình 58: Dị vật che đường tia Laser 65 Bước 3: Đưa dị vật vào che đường tia Laser kính cong Máy in in được, giấy in xuất dọc trắng kích thước 30 mm Dị vật mầu vàng che đường tia Laser Hình 59: Dị vật nằm thấu kính khuếch đại Bước 4: Đưa dị vật vào che đường tia Laser gương phẳng Máy in in được, giấy in xuất dọc trắng kích thước 27 mm Dị vật mầu vàng che đường tia Laser 66 Hình 60: Dị vật nằm gương phản xạ cụm Scanner Bước 5: Đưa dị vật vào che đường tia Laser kính bên Cover cụm Scanner Máy in in được, giấy in xuất dọc trắng kích thước 18 mm Dị vật mầu vàng che đường tia Laser Hình 61: Dị vật nằm gương phản xạ phía cụm Scanner Nhận xét: Khi sử dụng dị vật tiến hành tác động thực nghiệm có chủ đích can thiệp vào đường tia Laser ta ghi nhận kết sau: 67 -Nếu dị vật nằm kính cửa nguồn phát tín hiệu Laser che tín hiệu tia Laser máy không in báo lỗi: "52 Scanner Error Turn off then turn on" -Nếu dị vật nằm bề mặt kính gương theo đường tia Laser mức độ ảnh hưởng dị vật vị trí khác khác Nếu dị vật nằm kính khuếch đại mức độ ảnh hưởng nghiêm trọng ( chiều rộng lỗi gấp lần chiều rộng dị vật) Nếu dị vật nằm kính phản xạ mức độ ảnh hưởng nhẹ ( chiều rộng lỗi gấp khoảng 27/5 lần chiều rộng dị vật) Nhẹ dị vật nằm kính Cover cụm Scanner (chiều rộng lỗi gấp khoảng 3,6 lần chiều rộng dị vật) 4.4 Giải pháp khắc phục: Hiện tượng in nét, mờ nét theo hàng dọc theo trang giấy lỗi phổ biến trình lắp ráp, sử dụng máy in Laser Nguyên nhân lỗi dị vật (bụi, rỗ khí, vết xước) cản trở đường tia Laser cụm Scanner Đối với nguyên nhân vết xước, rỗ khí, để khắc phục hoàn toàn lỗi có cách thay kính gương lỗi (ít xảy ra) kính gương trải qua nhiều công đoạn kiểm tra từ nhà cung cấp Nguyên nhân phát sinh lỗi bụi dính lên bề mặt gương, kính cụm Scanner xuất trình lắp ráp, sửa chữa, sử dụng máy in Laser Chất lượng máy in nâng cao nhà máy sản xuất hạn chế, kiểm soát lượng bụi phát sinh Trong trình sửa chữa sử dụng phát sinh bụi hộp Scanner thiết kế kín sửa chữa nên xác suất gây lỗi Trong khuôn khổ đề tài, để nâng cao chất lượng máy in tác giả tập trung đưa giải pháp xử lý triệt để nguyên nhân lớn làm giảm chất lượng máy in, kiểm soát bụi trình lắp ráp cụm Scanner Đối sách đưa thiết kế dây chuyển thổi bụi tự động tham gia vào công đoạn làm trình lắp ráp cụm Scanner 68 Hình 62: Hệ thống thổi bụi tự động cho cụm Scanner Cấu tạo dây chuyền thổi bụi tự động bao gổm: dây chuyền lắp băng tải tự động vận chuyển cụm Scanner trước sau thổi bụi Một Robot làm nhiệm vụ gắp cụm Scanner đưa vào buồng thổi bụi đặt xuống băng tải thứ hai sau thổi xong bụi Một buồng thổi bụi kín phía có lắp súng thổi khí để thổi bụi từ xuống dưới, phía có quạt gió để hút bụi đẩy bụi xuống hộp đựng nước để thu bụi 4.4.1 Rô bốt: Có cấu tạo gồm hệ khớp quay tạo chuyển động vô linh hoạt mềm mại giúp di chuyển mỏ cặp đến điểm không gian giới hạn làm việc Rô bốt lập trình theo chế độ làm việc định kỳ liên tục phối hợp nhịp nhàng với chuyển động băng tải ăn khớp với hoạt động thổi ngắt khí buồng thổi bụi 69 Hình 63: Rô bốt gắp cụm Scanner 4.4.2 Buồng thổi bụi: Là buồng kín có cửa để đưa cụm Scanner vào phía nắp có lắp súng thổi khí để thổi bụi Bụi sau thổi tung hút xuống nhờ quạt gió lắp đáy buồng thổi bụi Bên quạt gió có để hộp chứa nước để đựng bụi Hộp lắp tự tạo thuận tiện trình thay vệ sinh hàng ngày Súng thổi bụi đóng mở nhịp nhàng nhờ cảm biến tự động lắp cửa vào buồng thổi bụi 70 Hình 64: Buồng thổi bụi Scanner 4.3.2 Băng tải: Bao gồm hai băng tải giống nhau, băng tải có nhiệm vụ vận chuyển cụm Scanner cung cấp cho Rô bốt vào buồng thổi bụi Một băng tải có nhiệm vụ vận chuyển cụm Scanner thổi bụi sang công đoạn lắp ráp Nguyên tắc hoạt động băng tải đơn giản, băng tải dẫn động động Việc dẫn động thực thông qua cấu bánh đai – dây đai Tốc độ di chuyển băng tải không lớn không liên tục Đối với băng tải vận chuyển cụm Scanner chưa làm sạch, phía cuối băng tải gần Rô bốt có lắp cảm biến Khi cảm biến nhìn thấy cụm Scanner di chuyển đến ngắt điện động làm băng tải dừng lại giúp Rô bốt gắp xác cụm Scanner Sau cụm Scanner Rô bốt gắp ra, 71 cảm biến (Sensor) lại báo trung tâm điều khiển cấp điện cho động quay băng lại tiếp tục chạy vận chuyển Scanner Đối với băng tải thứ hai động chạy liên tục để vận chuyển Scanner phối hợp với Rô bốt hệ thống thổi khí buồng thổi bụi nên không cần phải lắp thêm cảm biến (Sensor) Tốc độ di chuyển hai băng tải không cần giống nhau, nên điều chỉnh tốc độ quay băng tải thứ hai ( băng tải vận chuyển cụm Scanner làm sạch) nhỏ tốc độ di chuyển băng tải thứ Hình 65: Băng tải vận chuyển cụm Scanner 72 KẾT LUẬN CHUNG Sau tháng thực luận văn hoàn thành nội dung công việc cụ thể sau: -Nghiên cứu tổng quan Laser: Lịch sử hình thành, chất, nguyên lý hoạt động ứng dụng Laser vào máy in -Cấu tạo nguyên lý hoạt động máy in Laser -Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng in công nghệ in Laser -Giải pháp khắc phục lỗi in nét mờ nét, nâng cao chất lượng in công nghệ in Laser Hà nội, ngày 10 tháng 12 năm 2015 Học viên Hoàng Tùng Lâm 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO http://einsteinpapers.press.princeton.edu/?rel=0 http://welcome.brother.com/vn-vi/products-services/multi-functioncentres/DCP-T700W.html http://www.canon.com.vn/personal/products/laser-printers? languageCode=EN http://www8.hp.com/vn/vi/products/gateway/printers/index.html http://business.toshiba.com/hp/home.html http://www.samsung.com/vn/consumer/it/printers-multifunction/monolaser-printer/SL-M2020/XSS https://vi.wikipedia.org/wiki/Laser Solid works 2013