Коротрон
Коротрон (Corona Wire) и Ролик Заряда (Primary Charge Roller) — взаимозаменяемые элементы конструкции лазерного картриджа, которые часто друг с другом путают из-за выполнения одной и той же функции — переноса заряда на фотобарабан. Чтобы объяснить разницу между ними, сперва обрисуем общий принцип действия лазерного картриджа.
Фтобарабан — главный компонент лазерного картриджа. Именно к нему прилипает тонер, прежде чем оказаться на бумаге. «Прилипание» происходит за счёт накопления на поверхности барабана электрического заряда, которым «делятся» коротрон или ролик. То есть по всей поверхности фотобарабана равномерно распределяется отрицательный заряд.Растровый процессор (Raster Image Processor) передаёт информацию о распечатываемом изображении в принтер. В соответствии с ней, луч лазера пробегает по фотобарабану точечно «выдавливая» заряд с тех участков, на которых должен быть текст или изображение. Т.е. на барабане появляется своего рода электростатическая печатная форма (отрицательный заряд – пустое место, нейтральный заряд – место нанесения тонера).Отрицательно заряженный тонер с помощью магнитного вала попадает на фотобарабан и «прилипает» только к нейтральным участкам. После этого фотобарабан соприкасается с бумагой на которую подаётся положительный заряд с ролика переноса (Transfer Roller) или коротронов для бумаги (в зависимости от типа картриджа). В итоге «минус» притягивается к «плюсу» и тонер оказывается на листе.Бумага с наложенным тонером проходит через узел закрепления («печку») — два вала с нагревательным элементом. Разогретые бумага и тонер скрепляются и формируют устойчивый к внешним воздействиям отпечаток.Остаточный заряд с фотобарабана снимается лампой разрядки (Discharge Lamp), либо роликом PCR.,
Устройство лазерного картриджа (схема с коротроном) :
Равномерное распределение отрицательного заряда на фотобарабане — первый этап формирования отпечатка в лазерном принтере. И, как было указано выше, отвечает за это распределение коротрон, либо ролик первичного заряда, в зависимости от модели картриджа (и принтера, соответственно). Коротрон (реже «коронатор») — металлический провод под напряжением, натянутый параллельно оси вращения барабана. Заряд переносится за счёт физического явления «коронного разряда» (Corona Discharge), отсюда и название — «коротрон» (Corona Wire). Стоит уточнить, что для электризации фотобарабана используется коротрон в сочетании с металлической сеткой, выравнивающей распределение заряда по поверхности. Их комбинация, в англоязычных источниках, частенько называется скоротроном (scorotron, образованный из Screened Corotron — экранированный коротрон). В самом картридже при этом может быть несколько коротронов, как видно на схеме выше (для заряда бумаги, переноса тонера и прочее). При этом остаточный заряд с фотобарабана снимается отдельной яркой лампой разрядки.
Коротрон — просто натянутый провод внутри картриджа:
Ролик заряда (PCR) — сравнительно толстый металлический стержень с диэлектрической обмоткой (состоит из прорезиненной оболочки и пористого наполнителя), на который последовательно подаются постоянный и переменный ток. Постоянный ток передаёт отрицательный заряд на фотобарабан, а переменный — «стирает» остаточное электростатическое изображение с его поверхности (то есть выполняет сразу две функции, заменяя скоротрон и лампу разрядки). В англоязычных источниках устройство называют Primary Charge Roller (или просто Charge Roller), в то время как в переводах его называют по разному: «зарядный валик», «ролик первичного заряда», «вал PCR», «резиновый вал», а иногда ошибочно и «коротрон» (это не верно, так как передача заряда осуществляется без эффекта коронного разряда).
Зарядный ролик (Primary Charge Roller): alt=»primary-charge-roller» width=»» height=»» />
Исторически, зарядный ролик появился в лазерных картриджах позднее коротрона, и считается технически более удачным. В первую очередь, потому что физико-химические реакции, сопровождающие коронный разряд, приводят к выработке озона, который вредит здоровью и экологии, а для роликов такой проблемы нет. Другое дело, что прямой механический контакт PCR с фотобарабаном ускоряет износ деталей и выход из строя картриджа. Так что, в зависимости от производителя и модели лазерного принтера, до сих пор встречаются как картриджи с зарядным валом, так и с коронатором.
Коротрон, по сути, просто кусок провода, который достаточно легко очистить или заменить. В зависимости от типа устройства, он устанавливается либо в самом картридже, либо в драм-юните (сменный блок с одним или несколькими фотобарабанами, идущий отдельно от картриджей, заполняемых тонером).
ССпециальный "бегунок" для очистки коротрона
Для первичной очистки провода, используется специальный пластиковый «бегунок», который достаточно подвигать туда-сюда несколько раз, чтобы удалить налипшие частицы пыли и тонера. В запущенных случаях, может помочь очистка спиртовым раствором, с помощью ватной палочки (обычно она проходит в зазор картриджа, через который видно коронатор). В случае серьёзного повреждения, провод просто меняется аналогичным, для замены не всегда даже требуются оригинальные расходники от производителя.
Зарядные ролики капризнее относятся к обслуживанию. Как было сказано выше, из-за непосредственного контакта с фотобарабаном, PCR быстрее изнашивается. Причиной тому становятся проблемы с диэлектрической обмоткой: налипание грязи и пыли на поверхность, электрический пробой наполнителя, пересыхание и повреждение резиновой оболочки, отслоение обмотки.Для обслуживания зарядного вала придётся разбирать картридж. Обмотка чистится сухой тряпкой без ворсинок, реже — водой и мылом. Нельзя мыть ролики спиртосодержащими чистящими средствами — пересушится резиновая оболочка и PCR придётся менять. Очевидно, что валик устроен чуть сложнее коротрона, и его замена обходится дороже.
Ролики заряда (PCR) картриджей лазерных принтеров. Проблемы и решения.
Система заряда фоторецептора с помощью ролика по отношению к системе, использующей для этой цели коротрон, имеет заметные преимущества: почти полное отсутствие выделения озона, меньшая зависимость от условий окружающей среды, довольно высокая стабильность зарядного тока. Однако нет в этом мире ничего идеального, поэтому сталкиваться с проблемами, вызванными этими роликами, в жизни приходится сталкиваться довольно часто.
В статье рассмотрены типовые неисправности в монохромных лазерных принтерах HP/Canon, причиной которых являются ролики заряда, даны рекомендации по их очистке и определению необходимости замены, описаны проблемы, которые могут возникнуть при использовании совместимых PCR, и пути их решения.
Ролик заряда, он же Primary Charge Roller (PCR), он же вал первичного заряда, он же «резиновый вал картриджа», он же «коротрон картриджа» (автору очень не нравится последний термин, когда он применяется в отношении к PCR, но люди используют его настолько часто, что можно и закрыть глаза на то, что коротрон по определению должен иметь коронный разряд), выполняет в картридже две функции – заряд поверхности барабана и стирание остаточного скрытого электростатического изображения. Для этой цели на PCR подается высокое напряжение, имеющее постоянную и переменную составляющие. Отсюда следуют две основные проблемы, которые могут быть вызваны неисправностью PCR – недостаточный заряд поверхности барабана и недостаточное стирание остаточного изображения. Основные причины этого, как правило, следующие:
- Загрязнение поверхности ролика.
- Электрический пробой материала ролика.
- Отслоение внешней оболочки («чулка») ролика от пористой внутренней части.
- Проколы и надрывы на поверхности.
- Износ поверхности.
- Отслоение материала ролика от металлической оси.
- Изменение электростатических характеристик (диэлектрическая проницаемость, электропроводность) материала ролика.
Если не говорить о точках и пятнах на поверхности ролика, повторяющихся на отпечатке с интервалом, равным окружности ролика заряда, то наиболее часто встречаемое проявление неисправного PCR, это повтор изображения. В английском языке этот дефект имеет название «ghosting» (от слова «ghost» – привидение). Чтобы отличить этот дефект от очень похожего печного офсета (fusing offset), причиной которого является недостаточное закрепление тонера блоком фиксации, используются два основных способа. Первый – измерение интервала от основного изображения до повтора – он должен соответствовать длине окружности барабана, а не окружности валов блока фиксации. Второй – останов печати в тот момент, когда лист бумаги находится между барабаном и печкой – если повтор уже присутствует на незакрепленном изображении, то причина не в печке.
На начальной стадии выхода ролика из строя повтор изображения многие не видят, потому что он заметен лишь на участках со сплошной серой заливкой (при этом проявляется с интервалом, равным окружности ролика заряда или барабана). Эту особенность можно использовать для «ранней диагностики» с помощью печати специальной тестовой страницы, подобной той, что показана на рисунке (для корректно диагностики, перед этой страницей в задании должно быть еще несколько страниц с более равномерным заполнением).
Здесь в серых областях можно видеть бледный повтор буквы «G», расположенной вверху страницы. Один-два бледных повтора на данной странице является нормальным, большее количество четко просматриваемых повторов с интервалом ролика заряда или барабана свидетельствует о наличии проблем с роликом заряда.
Если же ролик заряда уже совсем плохо выполняет функцию стирания остаточного изображения, то повтор становится заметным и на белых участках. Пример показан на рисунке. В очень редких случаях причиной такой проблемы является неисправность барабана.
Метод устранения – убедиться в наличии стабильного контакта на ролик заряда, для чего очистить скользящий контакт PCR от грязной смазки и нанести тонкий слой свежей токопроводящей смазки (например, OIL—SC-CONLUBE), очистить ролик заряда (о том, как правильно выполнять очистку, рассказано ниже), не помогло – заменить ролик.
Другая частая проблема – фон, вызванный недостаточным зарядом поверхности барабана. Поскольку у данной проблемы есть множество других причин, то ее локализацию стоит проводить «методом половинного деления», т.е. путем подстановки в фонящий картридж заведомо исправной половинки другого картриджа, и т.д. После того, как выяснили, что причина в PCR, делаем то же самое, что и предыдущем случае.
Ниже показан пример печати в случае отслоения наружного «чулка» ролика заряда от внутреннего пористого наполнителя. Никакие очистки и восстановления контактов в этом случае уже не помогут – PCR нужно менять.
Ролики заряда в процессе работы неизбежно загрязняются. Один из источников загрязнения – не счищаемые полностью ракелем очень мелкие частицы тонерных добавок (например, аморфного кремния, часто используемого в качестве добавки, регулирующей заряд и текучесть тонера). Эти частицы вместе с бумажной и другой пылью создают на PCR белесый налет, который препятствует нормальному выполнению роликом своих функций. Соответственно, перед повторным использованием его нужно очистить, но при этом важно не испортить ролик очисткой, что, как показывает практика, очень легко сделать.
Для очистки оригинальных роликов заряда в монохромных картриджах HP/Canon (кроме 35A, 36A и аналогичных Canon) мы не рекомендуем использование никаких других очистителей, кроме безворсовой салфетки, обильно смоченной дистиллированной водой . Альтернативные мнения на этот счет, связанные с использованием «Platenclene», «Мистера Мускула» и т.п., существуют, но мы не можем подтвердить однозначно их эффективность или вредность, поэтому просто НЕ РЕКОМЕНДУЕМ.
При очистке необходимо добиться равномерной серой или черной поверхности ролика без белесых областей и налипшего тонера. При этом нельзя сильно давить на ролик, чтобы не вызвать отслоение внешней оболочки. Если на ролике после такой очистки остаются несмываемые наросты тонера, то следует задуматься о причинах их появления. Плохо чистит ракель? Тонер пылит в области проявки? Что-то еще? По нашему мнению, такой ролик лучше заменить вместе с устранением причины его избыточного загрязнения. Комментарий к альтернативной точке зрения см. чуть выше.
Еще один момент, на который стоит обратить внимание, это то, что в современных картриджах HP/Canon встречается несколько разновидностей роликов заряда. Ролики одной из этих разновидностей (назовем их «губастыми») потенциально склонны к быстрому выходу из строя. Их особенность, которая хорошо заметна визуально – наружная оболочка с торцов выступает на несколько миллиметров за пределы внутреннего пористого наполнителя. Если сжать край такого ролика, то видно, что оболочка легко отделяется от центральной части.
Оболочка “губастого” PCR при сжатии отходит от внутренней части
Наша рекомендация в отношении роликов такого типа – заменять их сразу после оригинального цикла , т.к. нет гарантии, что они доживут следующий цикл до конца (они и родной то не всегда доживают). Если же вы рискуете оставить такой ролик в картридже, то его очистку следует проводить очень нежно, поскольку даже небольшое усилие может вывести его из строя.
Не все оригинальные ролики заряда настолько склонны к выходу из строя. Есть разновидности, которые способны отработать несколько циклов без проблем, но, к сожалению, встречаются они все реже и реже. Ниже показано, как выглядят «нормальные» оригинальные PCR.
Оболочка “нормального” PCR срезана заподлицо с внутренней частью
Оболочка “нормального” PCR при сжатии не отходит от внутренней части
PCR с закрытым концом тоже “нормальный”
После того, как принято решение о замене ролика заряда на совместимый, есть шанс столкнуться с проблемами, вызванными отличиями технологии производства совместимых PCR от оригинальных.
Ролики многих производителей имеют наружную оболочку, которая значительно тоньше, чем у оригинала. Кроме того, у них наблюдается та же самая проблема, что и «губастых» оригинальных PCR – «чулок» легко отслаивается от внутреннего наполнителя. Ниже показан внешний вид таких роликов. Обычно один цикл эти ролики работают нормально, дальше, как повезет.
Совместимый PCR с тонкой оболочкой
Следующая разновидность совместимых PCR – так называемые «жесткие» ролики. Их производит компания SCC. Их особенность в том, что они изготовлены из более жесткого материала, чем оригинальные. С одной стороны это хорошо, т.к. ресурс данных роликов высокий и их очистку можно проводить, не сильно задумываясь об усилии, с которым давим на поверхность ролика.
“Жесткий” PCR производства SCC
Но есть у них и негативный момент. При использовании «жестких» PCR принтеры со скоростью печати более 10 стр./мин. начинают издавать хорошо слышный писк трансформатора в высоковольтном блоке питания. Этот писк никак не влияет на работоспособность принтера, но многим пользователям не нравится. Для того чтобы минимизировать эту проблему, компания SCC предлагает использовать в паре с данными роликами специальные барабаны с «шумопонижающей вставкой» внутри. Вставка представляет собой тяжелую пластиковую трубку, вклеенную внутрь барабана.
Это решение не устраняет писк полностью, но делает его заметно тише, что приемлемо для большинства пользователей.
Такие барабаны можно использовать и в паре с «мягкими» роликами заряда без каких-либо негативных последствий.
Последнее решение по замене PCR, лишенное описанных выше недостатков, появилось не так давно. «Мягкие» ролики заряда SCC Odyssey® не приводят к появлению лишних шумов и при этом имеют достаточно высокий ресурс.
“Мягкий” PCR SCC Odyssey®
В заключение, приводим коды заказа самых популярных позиций, упомянутых в статье.
PCR-HP-LJ1200-SC-OS-SOFT – «Мягкий» ролик заряда SCC Odyssey® для картриджей Q2612A, C4092A, Q2624A/X, C7115A/X, Q2613A/X, C3906A и аналогичных картриджей Canon. Этот ролик пока не квалифицирован для использования в картриджах Q5949A/X и Q7553A/X при низкой влажности воздуха.
PCR-HP-LJ2100-SC-OS-SOFT – «Мягкий» ролик заряда SCC Odyssey® для картриджей C4096A, Q2610A, Q6511A/X, C4127A/X, C8061A/X, Q1338A, Q1339A, Q5942A/X, Q5945A, Q7551A/X.
PCR-HP-LJ5L-SC – «Жесткий» ролик заряда SCC для картриджей Q2612A, C4092A, Q2624A/X, C7115A/X, Q2613A/X, C3906A, Q5949A/X, Q7553A/X и аналогичных картриджей Canon. При установке этих роликов не забывайте о необходимости использования барабанов со шумоподавляющей вставкой.
DRUM-HP-LJ1010-SC-V3-INSERT – барабан с шумоподавляющей вставкой для картриджей Q2612A.
DRUM-HP-LJ1200-SC-V3-INSERT – барабан с шумоподавляющей вставкой для картриджей 2624A/X, C7115A/X, Q2613A/X.
DRUM-HP-LJP2015-SC-INSERT – барабан с шумоподавляющей вставкой для картриджей Q5949A/X, Q7553A/X.
Дефект коротрона (вал заряда)
На качество печати так же сильно влияет вал заряда, он же резиновый вал, он же коротрон. Если ваш принтер начал печатать с таким дефектом, то следует заменить коротрон. В основном такие «узоры» возникают в картриджах Canon, HP.
Иногда картридж печатает нормально, но после заправки начинает печатать плохо, а именно с таким дефектом.
Так выглядит коротрон для картриджей Сanon и HP
В зависимости от модели картриджа, что бы заменить коротрон не составит большого труда. Стоимость коротрона в среднем от 100 до 350 рублей.
Полезные статьи от ITComplex
Как показала длительная практика проведения различных учебных курсов, иногда даже опытные сервисные инженеры не очень хорошо представляют назначение и принцип работы отдельных компонентов копиров, принтеров и МФУ. А поскольку понимание принципов во многих случаях может упростить диагностику и устранение проблем, мы попытаемся изложить эти принципы в серии коротких общеобразовательных статей. Статьи ориентированы на новичков в сфере ремонта КМТ, которым школьный курс физики не казался слишком сложным.
Первая статья посвящена принципу работы устройства с названием «скоротрон».
Скоротрон состоит из классического коротрона (т.е. металлической нити, окруженной открытым в одну сторону металлическим экраном) и металлической сетки. Собственно, о роли сетки в этом нехитром устройстве и пойдет речь ниже.
В отличие от простых коротронов, которые могут использоваться для выполнения самых различных функций (перенос, отделение, предочистка, предперенос и пр.) в печатающих устройствах, скоротрон используется только для заряда поверхности фоторецептора (барабана).
Как это работает.
- В начальный момент времени потенциал (здесь и далее говорим о значениях потенциалов и напряжений относительно корпуса) на поверхности барабана равен нулю.
- На нить коротрона подается высокое напряжение (несколько кВ).
- На сетке устанавливается напряжение приблизительно равное потенциалу, до которого необходимо зарядить поверхность фоторецептора (несколько сотен В). Это значение задается либо высоковольтным блоком питания (ВВБП, HVPS), либо показанной на рисунке простейшей схемой из последовательно включенных резистора и стабилитрона.
- За счет высокой разности потенциалов между нитью и экраном коротрона возникает коронный разряд (именно поэтому коротрон называется коротроном), нить начинает светиться, а воздух вокруг нити ионизируется и становится проводником электричества.
- Возникает ток заряда поверхности барабана (Imc) и ток сетки (Ig). Ток заряда барабана превышает ток сетки, т.к.
- больше разность потенциалов.
- В момент, когда потенциал на поверхности барабана становится равным потенциалу на сетке, ток заряда уменьшается и возрастает ток сетки. Заряд барабана прекращается. Ура, задача заряда поверхности барабана до нужного потенциала выполнена.
Почему нельзя было сделать то же самое коротроном без сетки? Ответ на этот вопрос хорошо иллюстрирует эквивалентные схемы работы коротрона и скоротрона.
Задача – получить нужный потенциал в точке над сопротивлением R (бараб.). При этом:
- Электрическое сопротивление воздуха сильно зависит от условий окружающей среды. Чем больше расстояние, по которому ток течет через ионизированный воздух, тем больше эта зависимость.
- Нить коротрона, на которую для возникновения коронного разряда необходимо подавать очень высокое напряжение, нельзя расположить близко к поверхности барабана, т.к. возможен пробой и порча барабана. Сетку же, напряжение на которой многократно ниже, можно установить на небольшом расстоянии от барабана и получить в итоге меньшую зависимость от окружающей среды.
- Ну и с точки зрения схемотехники высоковольтных блоков питания управление напряжением в несколько сотен вольт намного проще, чем управление напряжением в несколько киловольт.
В итоге, наличие сетки дает нам целый ряд преимуществ:
- Защита поверхности барабана от перезаряда.
- Более ровное распределение потенциала на поверхности барабана по длине, даже при загрязнении и «выгорании» нити коротрона.
- Возможность простого управления потенциалом на поверхности барабана.
- Снижение требований к стабильности напряжения на нити коротрона.
- Меньше вероятность высоковольтного пробоя на поверхность барабана.
Несколько практических аспектов, вытекающих из теории:
Многие считают, что в цифровых печатающих устройствах неисправность скоротрона заряда может проявляться только в виде страниц со сплошной черной заливкой и исключают его из списка подозреваемых деталей, встретив проблему бледной печати. Бледная печать, действительно, в большинстве случаев имеет другие причины. Однако есть исключение – пробой изоляторов скоротрона на сетку. Резкое снижение сопротивления между нитью и сеткой из-за такого пробоя приводит к тому, что напряжение на сетке заметно возрастает, соответственно возрастает и заряд барабана. Итог – бледная печать. Диагностируется такая проблема очень просто – нужно снять или другим образом отключить зарядный скоротрон и взглянуть на черноту получившихся на выходе «малевичей». Если они остались серыми, то копаем проблему дальше, а если черные, то приговор изоляторам скоротрона практически однозначный.
Во многих современных машинах присутствует возможность регулировки напряжения на сетке. Любителям «крутить крутилки» следует помнить, что:
