Общая конструкция тонер-картриджа лазерного принтера

В этой заметке приведены основные компоненты тонер-картриджа лазерного принтера.

Тонер-картридж или просто картридж - это один из основных узлов лазерного принтера, отвечающий за перенос сформированного изображения на бумагу.

Картридж - это сложное электро-механическое устройство, состоящее из десятков деталей. Условно картридж можно разделить на:

• Тонер
• Корпус
• Фоточуствительный барабан (фотобарабан, OPC - Organic Photo Conductor)
• Чистящее лезвие
• Вал первичного заряда
• Магнитный вал
• Дозирующее лезвие
• Фетровые уплотнители
• И еще ряд других деталей.

В процесе печати детали картриджа постоянно подвержены механическому износу, что и приводит к их выходу из строя. Ниже описаны детали, которые наиболее подвержены механическому износу, и чаще других выходят из строя.

Тонер — это порошок, обладающий особыми свойствами, который переносится с помощью электрографического принципа на заранее заряженный специальным образом фотобарабан и формирует на нём видимое изображение, которое затем переносится на бумагу. Он может быть чёрного, красного, синего или жёлтого цветов. Различают разные виды тонера: химический, механический и др. По своей сути тонер под микроскопом представляет собой гранулы воска либо аналогичного полимера, покрытого окисью металла (металлов) и пигментов.

Корпус тонер-картриджа изготавливают высокопрочной пластмассы.

Фотобарабан (OPC - Organic Photo Conductor) представляет собой алюминиевый цилиндр, на который нанесен фоточувствительный слой. Фотослой имеет разное строение и чувствительность, в зависимости от модели принтера и картриджа. Кроме этого фотобарабаны отличаются размерами и шестернями, которые обеспечивают его вращение. Фотобарабаны производятся под конкретный вид картриджа и в большинстве случаев не возможно применение одних и тех же фотобарабанов в разных картриджах. В общем принцип работы картриджа состоит в следующем: Лазер (в OKI - светодиодная линейка), сфокусированный на барабане, засвечивает области, на которые, в последствии, магнитный вал нанесет тонер. После того как изображение сформировано на фотобарабане, оно переносится на бумагу. Фотослой, которым покрыт фотобарабан, не устойчив к механическим повреждениям и загрязнению. Использование некачественной и/или загрязненной бумаги может привести к серьезным повреждениям фотобарабана. По этому картридж нужно хранить в упаковке. Через 2-4 заправки, а иногда и раньше на фотобарабане стирается фотослой, и картридж начинает выдавать не качественные отпечатки. Замена фотобарабана или «Восстановление» - это следующий после заправки этап в жизненном цикле картриджа. Так как фотобарабан является основой для формирования изображения, то от его состояния сильно зависит качество печати. Невозможно достичь высокого качества печати при поврежденном фотобарабане.

Вал первичного заряда (PCR - Primary Charge Roller) представляет собой металлическую ось, заключенную в резиновую оболочку. PCR имеют разное строение резинового слоя. Основная задача этой детали - зарядка фотобарабана однородным отрицательным зарядом. В некоторых картриджах PCR служит и для очистки фотобарабан от остатков тонера и бумажной пыли. PCR также снимает остаточный заряд, который остался на фотобарабане от предыдущей зарядки. PCR имеет длительный срок службы и выходит из строя достаточно редко. Но повреждение этой детали может ухудшить качество печати. Вал первичного заряда подвержен сильному загрязнению бумажной пылью, поэтому требует регулярной и тщательной чистки.

Магнитный вал (Mag Roller) это вал, который переносит тонер из бункера на фотобарабан. Магнитные валы имеют разное строение. В картриджах производства HP и Canon магнитный вал представляет собой сложную конструкцию в виде металлического валика, поверхность которого покрыта специальным слоем. В картриджах производства Samsung магнитный вал (иногда его называю девелопер вал) изготовлен из высококачественной резины. Магнитный вал играет значительную роль в формировании изображения. Поврежденный магнитный вал приводит к существенному ухудшению качества печати. Магнитный вал подвержен износу, особенно в картриджах производства HP и Canon. Качество используемого тонера влияет на срок службы этой детали. Основными дефектами этой детали являются царапины и грязь на его оболочке.

Чистящей лезвие или ракель (Wiper Blade) - это специальная пластина, которая используется для очистки фотобарабана от остаточного тонера, который не был нанесен на бумагу в процессе переноса изображения. Ракель изготовливается из прочного и эластичного полиуретана. Ракель должен плотно прилегать к фотобарабану и в тоже время не должен повреждать его. Качество поверхности лезвия ракеля, острота кромок и точные размеры, очень важны для нормальной работы картриджа. От состояния ракеля зависит срок службы фотобарабана, так как ракель имеет непосредственный контакт с фотобарабаном во время печати. Поврежденный ракель приводит к неудовлетворительному качеству печати. Основные дефекты ракеля - это погнутости, царапины и зазубринна его поверхности. Ракель как правило меняют вместе с фотобарабаном. В безотходных картриджах (Lexmark, Samsung, Xerox и др.) ракеля, как такового, нет. Незначительное количество тонера, которое не было перенесено на бумагу с фотобарабана во время печати, собирает валик первичного заряда, остаточный тонер с которого, в свою очередь, убирает специальная щетка-пылесборник.

Дозирующее лезвие (Doctor Blade) регулирует количество тонера, которое наносится на магнитный вал. Дозирующие лезвия имеют разнообразную конструкцию и производятся из разных материалов - полиуретановые (Canon, HP и др.), металлические (Xerox, Samsung, Brother и др.). Чтобы обеспечить равномерное распределение тонера на магнитном вале, лезвие дозирования должно иметь поверхность высокого качества (без вогнутостей и зазубрин). Поврежденное лезвие дозирования будет наносить тонер не равномерно по поверхности магнитного вала, что приведет к неравномерному переносу тонера на фотобарабан и в конечном счете к значительному ухудшению качества печати. В картриджах производства HP и Canon дозирующие лезвия мало подвержены износу и выходят из строя по причине использования не качественного тонера. Дозирующие лезвия в картриджах почти всех моделей принтеров Samsung и бюджетных принтеров Xerox подвержены значительному износу и требуют регулярной замены. Кроме механического износа дозирующие лезвия подвержены загрязнению, поэтому требует регулярной и тщательной чистки или замене.

Фетровые уплотнители (Felt Shet) магнитного вала, ракеля и других узлов картриджа служат для уплотнения щелей, которые существуют на стыке различных деталей. Основная задача фетровых уплотнителей - герметизация бункеров с тонером и картриджа в целом. В тонер-картридже очень много мест нуждаются в уплотнении, поэтому фетровые уплотнители бывают разных видов и различаются по размеру и форме. Фетровые уплотнители магнитного вала являются посадочным местом магнитного вала и установлены между бункером с тонером и магнитным валом. Они плотно прилегают к концам магнитного вала и не дают тонеру просачиваться наружу. Фетровые уплотнители ракеля не дают просочиться тонеру с рабочей поверхности ракеля наружу, а так же исключают высыпание тонера из бункера с отработанным тонером. Изношенные фетровые уплотнители приводят к просыпанию тонера в принтере, что приводит к загрязнению принтера а иногда и к поломке принтера. Кроме этого, пропуская тонер на детали картриджа, фетровые уплотнители способны уменьшить срок службы некоторых деталей картриджа.