NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG MÁY IN LASER / CƠ CHẾ GHI

NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG MÁY IN LASER

B – CÁC CƠ CHẾ GHI:

            Sau khi được nạp điện, trống nhậy quangchứa điện tích ES đồng đều ở trên tòan bề mặt của nó. Để tạo ra một ảnh ẩn, cái trống phải được xả điện ở những điểm cần thiết tạo thành ảnh. Ảnh sang được dung để xả điện cho cáo trống khi cần thiết. Một cơ chế ghi như vậy được minh họa ở H.4.10.

            Tại mỗi thời điểm, các ảnh được quét lên mặt trống theo một đường nằm ngang, một lần quét ngang qua trống được gọi là vệt quét hoặc đường quét. Ánh sáng được hướng đến bất kỳ điểm nào nằm dọc theo đường quét mà tại đó yêu cầu phải có chấm. Khi một đường quét được thực hiện xong, cái trống sẽ quay tăng thêm một nất để chuẩn bị cho một đường quét mới. Các mạch điện tử diều khiển của máy in sẽ chia ảnh thành các đường quét riêng lẻ, sau đó điều khiển cơ chế ghi một cách nhịp nhàng.

                                                                       

Laser:

Laser xuất hiện vào khỏang những năm đầu của những năm 1960 và đã phát triển đến mức mà chúng được sản xuất ra với số lượng lớn khác nhau về hình dạng, kích thước và công suất ra. Để hiểu được tại sao các laser có thể tạo ra cơ chế ghi hữu ích như vậy, bạn cần phải hiểu được sự khác nhau giữa ánh sáng laser và ánh sang “trắng” thông thường như minh họa ở H.4.11.

Ánh sáng trắng thường, thực ra không phải là trắng. Ánh sáng mà bạn nhìn thấy bao gồm rất nhiều bước sóng mà mỗi bước sóng truyền theo phương riêng của mình. Khi các bước song khác nhau đó tổ hợp lại với nhau, chúng thực hiện điều đó một cách ngẫu nhiên. Điều đó làm cho ánh sang này rất khó điều khiển và hầu như không có khả năng tạo ra một tia sang mảnh sắc nét. Để làm ví dụ, hãy lấy một đèn chớp và chiếu nó vào một bức tường ở xa. Bạn sẽ thấy ánh sáng trắng bị tán xạ và tán sắc như thế nào trên một khỏang cách đường truyền.

Tuy nhiên, bản chất của ánh sang laser rất khác. Một tia laser chỉ bao gồm có một bước sóng ánh sang chính (nó là đơn sắc. Các tia cũng truyền theo một phương và tổ hợp lại với nhau theo cách tăng cường lẫn nhau (được gọi là sự kết hợp). Những đặc tính đó làm cho tia laser dễ dàng điều khiển đến một bia với một tia sang mảnh như sợi tóc và hòan tòan không bị tán xạ (hoặc là không bị phân kỳ). Các máy in LS lọai cũ sử dụng các laser khí heli-nêon (He-Ne), tuy nhiên các diod laser bán dẫn đã được thay thế hầu hết các laser khí trong phần lớn các ứng dụng in bằng laser.

                    

Các diod (H.4.12) cũng tương tự như LED thông thường. Khi một điện áp và dòng điện thích hợp tác dụng  lên một diod laser, các photon ánh sáng được giải phóng ra có các đặc tính của  ánh sáng laser (kết hợp đơn sắc và có độ phân kỳ rất bé). Một cữa sổ thấu kính nhỏ (họăc khẩu độ laser) cho phép ánh sáng thóat ra ngòai và đồng thời giúp hội tụ chum tia sáng. Các diod laser không phải là các dụng cụ có hiệu suất cao. Cần phải có một công suất lớn để tạo ra  một công suất ánh sang rất nhỏ.

Tuy vậy, nhược điểm này thường được bỏ qua khi so sánh với kích thước bé, trọng lượng nhẹ và độ tin cậy cao của các laser bán dẫn.

Phát ra một tia sáng laser chỉ mới là bước đầu. Tia sáng cần phải được điều biến (đóng hoặc ngắt mạch) trong khi quét dọc theo mặt trống. Sự điều biến tia có thể thực hiện được bằng cách điều khiển laser đóng hoặc ngắt khi cần thiết (thông thường là dùng các diod bán dẫn) như trình bày ở H.4.13 hoặc bằng cách đóng ngắt một tia sáng liên tục bằng một cái khóa điện quang (thông thường dùng cho trường hợp các laser khí là những thiết bị rất khó đóng mở nhanh). Các gương được dùng để thay đổi phương truyền của tia laser, trong khi các thấu kính được dùng để hội tụ chùm tia và giảm sự phân kỳ của tia tại mội điểm nằm dọc theo đường truyền của tia sáng. H.4.13 minh họa một cơ chế ghi laser và chỉ rõ một vài sự phức tạp có liên quan. Trọng lượng của các thấu kính thủy tinh, các gương và các giá đỡ chống rung động làm cho các máy in laser ES trở thành cồng kềnh và đắt tiền.

                                

         Sự thẳng trục luôn luôn là một vấn đề không tránh khỏi trong các hệ thống  quang học phức tạp như hệ thống ở trên H.4.13. Hãy nghĩ xem điều gì sẽ xảy ra cho tia sáng nếu một bộ phận quang học nào bị hư hại hoặc bị lệch vị trí khỏi quang trục; các sự cố về hội tụ và lệch phương truyền có thể làm cho ảnh trên trống trở nên kỳ quái khó hiểu. Sự chỉnh lại quang trục của một hệ thống là hòan tòan không thể làm được nếu không có các dụng cụ chỉnh trục đặc biệt và vượt ra ngòai khuôn khổ của tài liệu này. Cuối cùng, tốc độ in bị giới hạn bởi tốc độ chuyển động của các bộ phận và tốc độ điều biến laser.

                      

Các LED:

May thay, một trống nhậy quang có thể ghi ánh sáng từ nhiều nguồn khác nhau. Ngay cả ánh sáng của các LED cũng có thể chiếu sáng được trống. Bằng cách chế tạo một chuỗi các LED nhỏ tí xíu trên cùng một đường quét như cách trình bày ở H.4.14, mỗi LED ứng với một chấm trên đường quét. Ví dụ, thanh in LED ROHM JE3008SS02 chứa 2560 LED nhỏ tí xíu trên 8,53 inch chiều dài. Điều đó tương ứng 300 dpi, Mỗi LED có kích thước 50×65 micromet (µm). và nắm cách nhau 84,6 µm.

         Họat động của một thanh in LED như thanh vẽ trong H.4.15 rất giống họat động của đầu in nhiệt nguyên dòng đã được đề cập ở trong chương 3. Tòan bộ chuỗi bit dữ liệu tương ứng với mỗi chấm có thể có trên một đường nằm ngang được dịch chuyển ngang ở bên trong bỡi các mạch điện số  đặt ở bên trong thanh in. Các chấm cần phải sáng được biểu diển bằng logic 1, và các chấm không sáng vẫn giữ nguyên logic 0. Đối với thiết bị như JE 3008SS02 thì 2.560 bit phải được đưa vào cho mỗi đường quét.

         Sauk hi một đường dữ liệu đầy đủ được nạp vào lối vào chân DIN, các LED phải được đóng điện. Sự đóng mạch được thực hiện theo từng đọan để làm giảm công suất phải chịu đựng nếu tất cả các LED cùng sáng một lúc.

                             

          Thiết bị JE 3008SS02 được chia thành bốn đọan, mỗi đọan 640 chấm. Một tín hiệu trigger  

(hoặc strobe) có thể đưa vào các lối vào từ STR1 đến STR4. Tín hiệu này đưa dữ liệu vào từng mạch kích đọan. Các LED sáng lên sẽ lưu lại các điểm ẩn trên mặt trống. Các LED không sáng sẽ không gây ra tác dụng nào. Các đọan được  đóng mặch tuần tự cho đến khi cả bốn đọan đều được đóng mạch. Tát cả 2560 chấm có thể được quét trong khỏang thời gian ngắn hơn2,5 ms. Cái trống quay tăng them một nấc 1/300 inch và một đường quét mới được nạp vào thanh in.

         Có lẽ bạn đã thấy những ưu việt của một hệ thống thanh in LED so với hệ thống quét laser. Ở đây không có các bộ phận chuyển động liên quan đến sự điều phối tia sáng – không có môtơ quay gương để bị kẹt hoặc bị mài mòn. Máy in có thể làm việc với tốc độ cao vì nó không phải khắc phục các giới hạn của các bộ phận chuyển động. Ở đây chỉ có một thấu kính hội tụ giữa thanh in và trống. Kiểu thiết kế này đã làm đơn giản đi rất nhiều hệ thống quang học và làm giảm đáng kể trọng lượng và sự cồng kềnh của máy in. Một hệ thống LED đã khắc phục hầu hết mội sự cố lệch quang trục; như thế một hệ thống bị hư hỏng có thể được thay thế một cách nhanh chóng và dễ dàng.

Các LCS:

Một thanh in không nhất thiết phải phát ra được ánh sáng của riêng mình. Các LCS điều khiển sự truyền của ánh sáng từ một đèn hùynh quang duy nhất lên bề mặt trống như trình bày trên H.4.16. Thay vì các LED, một mạng các khóa tinh thể lỏng riêng biệt được chế tạo trên cùng một đường quét. Mỗi khóa cho mỗi điểm trên đường quét. Khi một cái khóa đóng mạch (on) thì nó cho phép ánh sáng truyền qua được điểm đó. Nếu cái khóa ngắt mạch (closed) thì ánh sáng tại điểm đó bị chận lại.

                         

         Dữ liệu được nạp vào và điều khiển ở trong một thanh inLCS về cơ bản là cùng một cách như đối với các hệ thống LED. Một đường quét đầy đủ của dữ liệu được nạp vào thanh in. Một bit dữ liệu được nạp cho một khóa. Các chấm nhìn thấy bằng logic 0. Đường quét được điều khiển theo các đọan bằng một chuỗi các tín hiệu strope gửi đến từ ECP của máy in.

         Tại thời điểm này của quá trình ghi, các LCS có một vài nhược điểm quan trọng. Trước hết, nguồn ánh sáng là quang trọng sống còn cho sự chiếu sang trống. Nếu một nguồn sáng là già cõi hoặc bị bẩn vì bụi thì nó sẽ tạo ra ánh sáng không đồng đều; như thế thì cường độ ánh sáng có thể thay đổi dọc theo chiều dài của đèn. Ánh sáng không đều trực tiếp gây ra sự chiếu sáng trống không đồng điều, mặc dù cho thanh in LCS có làm việc chính xác đi nữa.

                       

          Tinh thể lỏng có thời gian đáp ứng tương đối thấp (thời gian để làm cho một cái khóa đóng hoặc ngắt hòan tòan) nếu so với sự quét của laser hoặc LED. Hậu quả là tốc độ in thực tế bị giới hạn nghiêm trọng chỉ vài trang trong một phút. Cuối cùng, độ phân giải cũng bị hạn chế. Các kỷ thuật chế tạo tinh thể lỏng hiện nay cho phép tạo ra hơn 300dpi. Chỉ trừ khi các hạn chế trên được khắc phục, công nghệLCS sẽ không bao giờ đạt được thành tựu mà các thanh in LED đã đóng góp.
----------------------------------------------------------------------