Принцип работы Фоторецептора - Цифровая печать как бизнес - форум и портал
Индустрия цифровой печати - отраслевой портал  

Вернуться   Цифровая печать как бизнес - форум и портал > Технический раздел - ремонт принтеров, копиров > Секреты мастерства

Реклама на форуме
  • Дополнительный доход для сервисного инженера. Узнать как…
Закрытая тема
 
Опции темы
Старый 11.03.2009, 19:07   #1
Михаил
Администратор
 
Аватар для Михаил
 
Регистрация: 19.06.2008
Адрес: Александров
Сообщений: 6,215
Icon24 Принцип работы Фоторецептора

Конструкция
Фоторецептор, который, как правило, используется в картриджах для электрографических принтеров и копиров, представляет собой алюминиевую трубку с химическим покрытием. Термины ОРС (органический фотопроводниковый барабан) и фоторецептор используются как взаимозаменяемые в терминологии восстановления картриджей. Длина алюминиевой трубки составляет приблизительно 10 дюймов для принтеров вертикальной архитектуры и 13 дюймов – для горизонтальных. Диаметр трубки варьируется от 1 до 1,5 дюймов. Чем меньше диаметр, тем труднее разработчику принтера расположить все компоненты вокруг фотобарабана. Обычно барабан оснащен спиралевидной шестеренкой на одном конце и прямозубым цилиндрическим зубчатым колесом с электрическим контактом – на другом. В большинстве принтеров Canon электрическое входное-выходное устройство расположено слева, а механические и приводные шестерни – справа.
Покрытие фоторецептора состоит из нескольких слоев. Блокирующий или адгезионный слой на алюминиевой подложке защищает поверхность барабана от повреждений и способствует высокой адгезии. Он также обеспечивает необходимый электрический контакт между покрытием фоторецептора и заземленной подложкой (см. рис. 1).
Активная зона ОРС-барабана состоит из слоя, генерирующего заряд (СGL), и слоя, переносящего заряд (CTL). Поверх CTL может быть нанесен еще и слой, защищающий барабан от износа.
CTL получает заряд от коротрона или от вала первичного заряда (PCR) и сохраняет его на поверхности подобно обкладке конденсатора. Количество сохраненного поверхностного заряда определяется толщиной этого слоя и его диэлектрическими свойствами. Чтобы аккумулировать заряд в 600–800 вольт, требуется слой CTL толщиной 15–30 микрон. CGL – очень тонкий слой, который обеспечивает электрическую изоляцию в темноте. Однако под воздействием лазерного луча молекулы слоя «активизируются». Они создают электрическую проводимость в этом слое, который затем разряжает CTL. Картина распределения зарядов создается на поверхности фоторецептора с помощью выборочного воздействия на CGL лазерного луча.






Принцип действия
Ровный поверхностный заряд наносится на фотобарабан коротроном или валом предварительного заряда в процессе зарядки.
Поверхностный заряд будет оставаться на поверхности CTL до тех пор, пока лазерный луч не активизирует СGL. Между процессами зарядки и проявки может произойти некоторое ослабление заряда в темноте. Однако в большинстве лазерных принтеров скрытое зарядовое изображение генерируется в течение нескольких сотен миллисекунд после зарядки, и существенного ослабления поверхностного заряда не происходит (см. рис. 2).







На стадии экспонирования сфокусированный лазерный луч активизирует СGL. Обычно в офисных принтерах используется недорогой полупроводниковый лазер с инфракрасным излучением (800 нанометров). При этом подбирают молекулы CGL, наиболее чувствительные к энергии этой длины волн (см. рис. 3).
Лазерный луч сканируется по длине всего барабана с помощью вращающегося зеркала и фокусирующих линз. Фактическое время экспонирования каждого пикселя очень короткое, обычно намного меньше микросекунды. Количество генерированных носителей заряда зависит от эффективности фотоэлектрической генерации молекул, интенсивности лазерного луча и продолжительности времени экспонирования. Эффективность фотоэлектрической генерации – это количество зарядов, сгенерированных для каждой единицы света.
После того как носители заряда сгенерируются на CGL, они заставляют поверхностный заряд двигаться через CTL под влиянием электрического поля между поверхностью ОРС-барабана и алюминиевой подложкой. Это комбинация способности зарядов двигаться, (мобильность) и количества носителей, которой определяется разряд поверхности ОРС-барабана. Термины «горячий» и «холодный» барабан часто используются восстановителями картриджей для описания комбинации эффективности фотоэлектрической генерации и мобильности фоторецептора. «Холодный» барабан имеет более низкую чувствительность к лазерному лучу. За время экспонирования в CGL активируется меньше носителей заряда. Это небольшое количество активированных носителей заряда приведут в движение только минимальный объем заряда, который удаляется с поверхности ОРС-барабана. Таким образом, разряжается только область непосредственно вокруг места попадания лазерного луча (см. рис. 4)






В «горячем» барабане много носителей заряда активируются в CGL тем же количеством лазерной энергии. В этом случае дополнительные заряды будут удалены с поверхности CTL. Однако, поскольку заряд распределен с помощью коротрона или вала первичного заряда равномерно по всей поверхности, дополнительный заряд должен происходить из более широкой области вокруг места попадания лазерного луча (см. рис. 5).
Широкая область разрядки увеличит площадь проявки, а точки и тонкие линии станут зрительно шире. Поскольку знаки стали более жирными, текстовая страница будет более темной при той же плотности печати. А в результате, естественно, увеличится расход тонера. Если мобильность CTL низкая и заряд не может сдвинуться с поверхности CTL за отведенное ему для этого время, то это значит, что часть заряда «задержится» в слое. Это так называемое остаточное напряжение. Небольшое остаточное напряжение – это совершенно нормальное явление и не влияет на качество печати. Слишком высокое остаточное напряжение снижает плотность печати.
Химические особенности покрытия фотобарабана
CGL состоит из фотоактивных молекул в полимерной матрице. Полимер необходим для образования пленки и придания адгезионных свойств. Слой этот очень тонкий, как правило, меньше 0,1 mm. Соединения на основе фталоцианина обычно используются для придания слою голубого оттенка. Толщину покрытия необходимо тщательно контролировать, поскольку чувствительность ОРС-барабана должна быть постоянной. Используется очень маленькое количество фотоактивного материала, но он очень дорогой в производстве и очистке. Подбираются особые молекулы в зависимости от типа лазерного света и во многих случаях – от патентных ограничений.
CTL состоит их смеси поликарбоната (или подобного полимера) и гидразонового соединения в соотношении, как правило, 50 на 50. Это соотношение часто зависит от компромисса между сопротивляемостью износу и электрическими свойствами. Для получения приемлемой разрядки слой должен иметь высокую мобильность заряда. Он так же должен быть прозрачным для лазерного света, чтобы CGL можно было активировать.


Ожидаемый срок службы ОРС-барабана
Качество ОРС-барабана ухудшается от фрикционного износа, воздействия химических веществ, световой и электрической усталости. Фон, полосы и светлая печать являются признаками окончания срока службы фоторецептора. Поверхность CTL обычно изнашивается при контакте с проявляющим тонером, бумагой при ее переносе, ракелем при чистке и валом заряда в процессе зарядки, при неправильном обращении, от световой усталости и, кроме того, от воздействия химических веществ в процессе восстановления.
Больше всего на степень износа влияют тонер и ракель. Тонер, произведенный без необходимого количества смазочных добавок, очень быстро выводит барабан из строя. Специальные добавки используются для того, чтобы предотвратить налипание тонера на барабан, и для смазки барабана, для того, чтобы обеспечить эффективную работу ракеля. Тонеры с высоким содержанием оксида железа, такие как MICR-тонеры, приводят к быстрому износу барабана. Использование шершавой или толстой бумаги и конвертов также сильно изнашивают фотобарабан.
Ракели с неровными или волнистыми краями царапают поверхность барабана и способствуют налипанию тонера. Большее давление ракеля на барабан, как правило, используется для чистки барабана при использовании «микро»-тонеров с маленьким размером частиц. В результате все это приводит к быстрому износу ОРС-барабана. На стадии подачи бумаги фрикционный контакт между барабаном и бумагой также вызывает износ.
Эффективность переноса тонера – это соотношение тонера, перенесенного на бумагу, и тонера, проявленного на барабане. Например, тонер с эффективностью переноса 88% оставит на барабане вдвое больше тонера, чем тонер с эффективностью переноса 94%. Это как раз тот тонер, который счищается ракелем. Тип печатного изображения – текстовое или графическое – и процентное покрытие печатной страницы существенно повлияют на эффективность переноса и износ барабана.
Признаки износа появляются на барабане приблизительно в середине его жизненного цикла. Как правило, это небольшое снижение плотности и расхода тонера. Обычно неоригинальные барабаны более чувствительны к лазерному свету или «горячее», чем оригинальные.
Это свойство позволяет увеличить срок службы барабана, и признаки износа не будут так очевидны для пользователя.
Световая и электрическая усталость появляется, когда ОРС-барабан больше не разряжает полностью поверхность под воздействием лазерного луча. Плотность темной зоны печати становится светлее, а текстовые знаки – «тоньше». Барабан становиться менее чувствительным к свету, или «холоднее», поскольку снижаются мобильность заряда и эффективность генерирования носителя.






Износ барабана измеряется количеством оборотов. Короткие прогоны с распечаткой одной-двух страниц могут привести к большему количеству оборотов барабана на страницу, чем длительные прогоны с распечаткой, и давать эффект меньшего срока службы барабана. Обычно барабан рассчитан на 75 000 – 100 000 оборотов.
Теорию о том, что неоригинальные барабаны могут функционировать «приемлемо» после нескольких циклов восстановления, трудно понять с технической точки зрения. Однако она очень важна с точки зрения бизнеса. Множество обсуждаемых здесь факторов, которые могут повлиять на сокращение срока службы барабана и трудности в выявлении «неисправности», сделали эту тему постоянным предметом споров между поставщиками и восстановителями.

Покрытие барабана
Повторное покрытие барабана неоригинальным «покрытием» производится, если без этого его нельзя больше использовать. Такая практика, конечно, нежелательна. И, кроме того, она обычно не рентабельна с точки зрения стоимости. Все равно это не вернет барабану его изначальные свойства.
Повторное покрытие не может заменить специальное гидразоновое/полимерное покрытие оригинального барабана и не может давать такой же эффект как CTL. Но поскольку этот повторный слой обычно очень тонкий, он относительно безвредный. Однако, если слой толстый, это может серьезно повлиять на зарядку и разрядку барабана. Любой красящий или инфракрасный абсорбирующий материал покрытия будет абсорбировать и лазерный свет, необходимый для аккумулирования носителей заряда.
Неправильная или неполная рецептура покрытия может повлиять на процесс чистки барабана ракелем. Смазочные свойства тонера могут более не работать с таким покрытием, и тогда потребуется тонер новой формулировки. Слой повторного покрытия может также задерживать заряд и увеличивать остаточное напряжение.






Будущее фотобарабанов
ОРС и дальше будет оставаться самой важной частью электрографического процесса в картриджах для принтеров. Понимание свойств ОРС и взаимоотношений этих свойств с другими частями картриджа в будущем будет очень важно. Производители принтеров будут увеличивать разрешение принтера, скорость процесса и срок службы картриджа. И восстановителям придется не отставать.

Статья подготовлена по материалам,
предоставленным компанией
Static Control Components (США)
Михаил вне форума  
Закрытая тема

Опции темы

Быстрый переход

183 204 195 210 237 243 263 7 8 152 15 16 13 11 10 14 35 9 256 123 37 144 145 146 179 20 258 21 22 124 23 24 97 127 128 25 26 126 136 154 64 65 254 233 159 162 163 164 66 27 98 48 56 120 58 59 60 61 62 135 63 165 166 200 201 202 51 53 167 169 168 172 52 55 54 125 255 207 217 218 219 220 221 222 223 224


"Форум индустрии цифровой печати" 2008-2023

Все вопросы по сотрудничеству:

Электропочта: info@trade-print.ru

Москва, Печатников пер.

Текущее время: 19:07. Часовой пояс GMT +4.

Яндекс.Метрика