Загальна конструкція тонер-картриджа лазерного принтера

У цій нотатці наведено основні компоненти тонер-картриджа лазерного принтера.

Тонер-картридж або просто картридж - це один з основних вузлів лазерного принтера, який відповідає за перенесення сформованого зображення на папір.

Картридж - це складний електромеханічний пристрій, що складається з десятків деталей. Умовно картридж можна розділити на:

  • Тонер
  • Корпус
  • Фоточутливий барабан (фотобарабан, OPC - Organic Photo Conductor)
  • Чистяще лезо (ракель)
  • Вал первинного заряду (PCR)
  • Магнітний вал
  • Дозуюче лезо
  • Фетрові ущільнювачі
  • І ще низка інших деталей.

У процесі друку деталі картриджа постійно схильні до механічного зносу, що і призводить до їх виходу з ладу. Нижче описані деталі, які найбільш схильні до механічного зносу, і частіше інших виходять з ладу.

Тонер – це порошок, що має особливі властивості, який переноситься за допомогою електрографічного принципу на заздалегідь заряджений спеціальним чином фотобарабан і формує на ньому видиме зображення, яке потім переноситься на папір. Він може бути чорного, червоного, синього чи жовтого кольорів. Розрізняють різні види тонера: хімічний, механічний та інших. За своєю суттю тонер під мікроскопом є гранули воску чи аналогічного полімеру, покритого окисом металу (металів) і пігментів.

Корпус тонер-картриджа виготовляють високоміцної пластмаси.

Фотобарабан (OPC - Органічний Фотопровідник) являє собою алюмінієвий циліндр, на який нанесено фоточутливий шар. Фотошар має різну структуру і чутливість залежно від моделі принтера та картриджа. Окрім цього, фотобарабани відрізняються розмірами та шестернями, які забезпечують його обертання. Фотобарабани виготовляються під конкретний тип картриджа і в більшості випадків неможливо використовувати одні й ті ж фотобарабани в різних картриджах.

Загалом принцип роботи картриджа полягає в наступному: Лазер (у принтерах OKI — світлодіодна лінійка), сфокусований на барабані, засвічує ділянки, на які згодом магнітний вал наносить тонер. Після того, як зображення сформовано на фотобарабані, воно переноситься на папір. Фотошар, яким покритий фотобарабан, не стійкий до механічних пошкоджень і забруднень. Він може бути легко подряпаний навіть незначним контактом із твердими частинками, такими як пил або залишки паперу. Використання неякісного або забрудненого паперу може призвести до серйозних пошкоджень фотобарабана. Тому картридж слід зберігати в упаковці. Через 2-4 заправки, а іноді й раніше, фотошар на фотобарабані стирається, і картридж починає видавати неякісні відбитки. Заміна фотобарабана або «Відновлення» — це наступний після заправки етап у життєвому циклі картриджа. Оскільки фотобарабан є основою для формування зображення, від його стану значною мірою залежить якість друку. Наприклад, подряпини на поверхні можуть проявлятися як повторювані вертикальні лінії на відбитках, а зношений фотошар може спричинити нерівномірний розподіл тонера. Неможливо досягти високої якості друку за наявності пошкодженого фотобарабана.

Вал первинного заряду (PCR - Primary Charge Roller) є металевою вісь, укладену в гумову оболонку. PCR мають різну будову гумового шару. Основне завдання цієї деталі – зарядка фотобарабану однорідним негативним зарядом. У деяких картриджах PCR служить і для очищення фотобарабан від залишків тонера та паперового пилу. PCR також знімає залишковий заряд, який залишився на фотобарабан від попередньої зарядки. PCR має тривалий термін служби і виходить з ладу досить рідко. Але пошкодження цієї деталі може погіршити якість друку. Вал первинного заряду схильний до сильного забруднення паперовим пилом, тому вимагає регулярного та ретельного чищення.

Магнітний вал (Mag Roller) це вал, який переносить тонер із бункера на фотобарабан. Магнітні вали мають різну будову. У картриджах виробництва HP і Canon магнітний вал є складною конструкцією у вигляді металевого валика, поверхня якого покрита спеціальним шаром. У картриджах виробництва Samsung магнітний вал (іноді його називаю девелопер вал) виготовлений із високоякісної гуми. Магнітний вал відіграє значну роль у формуванні зображення. Пошкоджений магнітний вал призводить до суттєвого погіршення якості друку. Магнітний вал схильний до зносу, особливо в картриджах виробництва HP і Canon. Якість тонера, що використовується, впливає на термін служби цієї деталі. Основними дефектами цієї деталі є подряпини та бруд на його оболонці.

Чистке лезо або ракель (Wiper Blade) – це спеціальна пластина, яка використовується для очищення фотобарабану від залишкового тонера, який не був нанесений на папір у процесі перенесення зображення. Ракель виготовляється з міцного та еластичного поліуретану. Ракель повинен щільно прилягати до фотобарабану і в той же час не пошкоджувати його. Якість поверхні леза ракелю, гострота кромок і точні розміри дуже важливі для нормальної роботи картриджа. Від стану ракелю залежить термін служби фотобарабану, оскільки ракель має безпосередній контакт із фотобарабаном під час друку. Пошкоджений ракель призводить до незадовільної якості друку. Основні дефекти ракелю - це погнутості, подряпини і зазубрина на його поверхні. Ракель зазвичай змінюють разом з фотобарабаном. У безвідходних картриджах (Lexmark, Samsung, Xerox та ін.) ракелю, як такого, немає. Незначна кількість тонера, яка не була перенесена на папір з фотобарабану під час друку, збирає валик первинного заряду, залишковий тонер з якого, у свою чергу, прибирає спеціальна щітка-пилозбірник.

Дозірувальне лезо (Doctor Blade) регулює кількість тонера, що наноситься на магнітний вал. Дозуючі леза мають різноманітну конструкцію та виготовляються з різних матеріалів – поліуретанові (Canon, HP та ін.), металеві (Xerox, Samsung, Brother та ін.). Щоб забезпечити рівномірний розподіл тонера на магнітному валі, лезо дозування повинно мати поверхню високої якості (без увігнутостей та зазубрин). Пошкоджене лезо дозування наноситиме тонер не рівномірно по поверхні магнітного валу, що призведе до нерівномірного перенесення тонера на фотобарабан і в кінцевому рахунку до значного погіршення якості друку. У картриджах виробництва HP і Canon дозуючі леза мало схильні до зносу і виходять з ладу через використання не якісного тонера. Дозуючі леза в картриджах багатьох моделей принтерів Samsung і бюджетних принтерів Xerox схильні до значного зносу і вимагають регулярної заміни. Крім механічного зносу дозуючі леза схильні до забруднення, тому вимагає регулярного і ретельного чищення або заміни.

Фетрові ущільнювачі (Felt Shet) магнітного валу, ракелі та інших вузлів картриджа служать для ущільнення щілин, які існують на стику різних деталей. Основне завдання фетрових ущільнювачів - герметизація бункерів з тонером та картриджа в цілому. У тонер-картриджі дуже багато місць потребують ущільнення, тому фетрові ущільнювачі бувають різних видів і розрізняються за розміром та формою. Фетрові ущільнювачі магнітного валу є посадковим місцем магнітного валу та встановлені між бункером з тонером та магнітним валом. Вони щільно прилягають до кінців магнітного валу і не дають тонер просочуватися назовні. Фетрові ущільнювачі ракелю не дають просочитися тонеру з робочої поверхні ракелю назовні, а також виключають висип тонера з бункера з відпрацьованим тонером. Зношені фетрові ущільнювачі призводять до прокидання тонера в принтері, що призводить до забруднення принтера, а іноді і до поломки принтера. Крім цього, пропускаючи тонер на деталі картриджа, фетрові ущільнювачі здатні зменшити термін служби деяких деталей картриджа.

Опубліковано: 09.09.2008