Тип тонера определяет конструкцию магнитного узла проявки принтера.

ип тонера определяет конструкцию магнитного узла проявки принтера.

После того как электростатическое изображение на барабане создано, для проявления используется явление притяжения противоположно заряженных частиц и предметов. Проявляющий элемент картриджа (рис. 1) содержит вращающийся металлический цилиндр (вал проявки - магнитный вал) с равномерным металлическим покрытием, резервуар для тонера, и механизм контроля уровня тонера. Он peгулирует количество тонера, которое может попасть на цилиндр.

Рис. 1. Проявление скрытого изображения (отрицательный заряд тонера)

Металлический цилиндр расположен по соседству с фоточувствптельным барабаном. Его главная обязанность - забирать тонер из резервуара и переносить его на барабан в пригодной для дальнейшего использования форме. Это устройство называется проявляющим цилиндром (ПЦ).

В узлах проявки использующих смесь тонера и девелопера (носителя, который состоит из частиц железа), смесь находится в полости за магнитным валом (рис. 2). Вал состоит из вращающейся алюминиевой трубки с маг­нитом внутри. Вал расположен параллельно барабану и почти касается его, он установлен между коротроном заряда и коротроном переноса. При вращении трубки, магнит, установленный внутри, притягивает на нее частицы девелопера. Трубка вращается и одновремен­но с ней вращается барабан, который несет скрытое изображение. Вспомним, что скрытое изображе­ние - это невидимый электрический шаблон на по­верхности барабана, который возникает в результате заряда и экспонирования. Железные частицы девело­пера перемешиваются с более мелкими частицами тонера, которые состоят в основном из пластика.

В случае однокомпонентной проявки, частицы девело­пера и тонера объединены в одну частицу. Чтобы создать равномерный слой девелопера на валу имеется нож, который подрезает его по высоте. Этот нож называют «doctor blade» (докторский нож).

Рис. 2.  Вариант практической реализации узла проявки скрытого изображения

 (отрицательный заряд тонера)

Таким образом,  этап проявления скрытого изображения заключается в переносе отрицательно заряженных частиц тонера с магнитного вала узла проявки на положительно заряженные участки скрытого изображения на поверхности СБ. Магнитный вал притягивает к себе девелопер (железный порошок), который, в свою очередь, захватывает порошок тонера. Железный порошок как бы является «транспортными средством» для порошка тоне­ра по поверхности проявительного цилиндра.  В малогабаритных  аппаратах обычно желез­ный порошок входит в состав тонера. Однокомпонентный тонер состоит из частиц специального пластика (который плавится при нагреве), соединенных с частицами оксида железа (которые притягиваются электрическим и магнитным полями).

В аппаратах большой производительности желез­ный порошок (его еще называют носителем) засыпается в отдельный бункер, так же в отдельный бункер засыпается тонер. Тонер представляет собой смесь различных смол, графита и других компонентов. Для каж­дого конкретного аппаратах состав тонера разный. Тонер может быть как черным, так и цветным, причем тонер различных цветов засыпается в свой отдельный бункер. Благодаря трению с проявительным цилинд­ром, происходит заряд тонера отрицательным потенциалом, а железный порошок заряжается положительным потенциалом. На стыке «лезвие - маг­нит» (рис. 3) возникает концентрированное магнитное по­ле.

Рис. 3

Благодаря этому тонер собирается именно в этой части. Здесь скопившийся тонер практичес­ки не двигается, а как бы набегает на лезвие, а после него образует ровный слой на поверхности проявительного цилиндра (ПЦ). Это можно на­звать дозирующей системой распределения то­нера на поверхности ПЦ.

От схемы управления (рис. 5) на ПЦ и лезвие прикла­дываются потенциал смещения переменного тока и потенциал смещения постоянного тока (от­рицательная компонента), при этом отрицатель­ная компонента проявительного потенциала сме­щения оказывается больше, чем положительная (рис. 4).

Рис. 4.

Рис. 5. Пример схемы формирования потенциала смещения переменного тока (переменная составляющая) и потенциала смещения постоянного тока (постоянная составляющая) на барабан узла проявки (здесь же формируется высокое напряжение на коротрон отделения)

При соприкосновении проявительного цилин­дра с СБ во время копирования, за счет поверхно­стного потенциала СБ и проявительного смеще­ния, тонер притягивается к положительно заряженным участкам светочувствительного слоя СБ в момент воздей­ствия отрицательной составляющей смещения, и превращает скрытое электростатическое изобра­жение в видимое на поверхности барабана (рис.6, 7). Из­быток тонера отталкивается обратно с СБ под действием поверхностного потенциала барабана и проявительного смещения (в момент положительной составляющей).  Плотность копии (увеличение или уменьшение количества тонера на СБ, а значит, и на копии) за­висит от постоянного потенциала смещения, фор­мируемого специальной схемой аппаратах , которая, в свою очередь, управляется схемой автоматичес­кого экспонирования или устанавливается вруч­ную пользователем на передней панели.

Рис. 6. Проявление изображения

 Рис.7. Проявление изображения (2-х комп.)

Таким образом электрические свойства магнитного проявляющего цилиндра изменяются под действием «сметаю­щего потенциала», созданного постоянным напряжением и переменным электрическим потенциалом.

Именно величина потенциала, создающего постоянное смещение, изменяется пользователем, задающим насыщенность печатаемого изображения. Цель этого регулирования заключается в регулировании насыщенности изображения, уже готового к переносу на бумагу. Понятно, что чем меньше тонера попадет на фоточувствительный барабан, тем светлее будет изображение. Таким образом, проявляющий цилиндр предоставляет отрицательно заряженный тонер в распоряжение областей, засвеченных лучом лазера, которые притягивают частицы тонера. Та часть поверхности барабана, которая не подвергалась воздействию луча лазера остается заряженной до потенциала -600 В, и достаточно эффективно отталкивает отрицательно заря­женные частицы тонера.

Переменное поле воздействует на постоянное смещение, и обеспечивает равномерное распределение тонера в пространстве. Это воздействие происходит с частотой 60 Гц и позволяет создать небольшой туман из частиц тонера, который оседает на области, подвергшиеся излучению. Частицы тонера переносятся на фоточувствительный барабан в определенные места, обуслов­ленные наличием положительного электрического заряда, и уже не могут вернуться на проявляющий цилиндр.

Нельзя регулировать качество копии с помощью ножа. Если регулировка случайно собьется, необходимо восстановить ее заводскую установку. Если вы не знаете как нож был установлен на заводе, начните с расстояния в 1 мм (если девелопер не используется, то нож почти касается магнитного вала). «Докторский» нож находится на определенном расстоянии от магнитного вала. Иногда это расстояние регулируется в соответствии с заводской специфи­кацией.

Напряжение смещения подается на магнитный вал, поэтому блок проявки не зазем­лен. Если хотите поэкспериментировать, на время заземлите магнитный вал с помощью провода и посмотрите, что получится. Обычно изображение становится темнее. Вы можете проверить напряже­ние смещения. Обычно оно находится в пределах 50...400 В. Его можно измерить на оси магнитного вала или на любой металлической части блока про­явки. Если это не удобно, найдите разъем, идущий на блок проявки и измерьте напряжение там.

Большинство современных машин имеют систему автоматического определения плотности то­нера. Эта система отслеживает количество тонера и включает двигатель или муфту подачи тонера только по мере необходимости. Если при этом кто-то сделает сотню почти пустых копий, двигатель подачи тонера практически не будет работать. Но если же будут изго­товляться копии с большой плотностью изображения, то двигатель будет подавать тонер почти непрерывно. Тонер обычно подается губчатым валиком, который вращается. Тонер захватывается валиком и затем падает в полость с девелопером. Иногда приводится в движение сам картридж с тонером и тонер из него понемногу высыпается.

Существует несколько способов отслеживания количества тонера в смеси с девелопером. В одном методе используется маг­нитный датчик. Он создает магнитное поле, которое взаимодействует с девелопером. Датчик определяет изменение поля и может определить соотношение тонера и девелопера. Когда датчик определяет, что тонера меньше чем обычно, его напряжение изменя­ется и это «понимает» главная плата или плата опре­деления плотности тонера. Эта плата выдает сигнал для запуска двигателя подачи тонера или включает муфту подачи тонера.

В некоторых машинах имеется метка. Это пятно размером с мелкую монету, обычно квадратной фор­мы, которое находится под стеклом экспонирования вне области изображения оригинала. Эта метка отражается на барабан с помощью оптики, и на бара­бане возникает скрытое изображение. Изображение проявляется тонером с магнитного вала и проходит мимо датчика, состоящего из светодиода и фототран­зистора. Светодиод освещает метку, и отраженный свет попадает на фототранзистор. Фототранзистор, в зависимости от черноты метки, изменяет выходное напряжение. В зависимости от этого главная плата определяет, нужно ли подавать тонер, включает двигатель, который вращает вал подачи тонера и добавляет тонер в смесь с девелопером. Обычно систе­му нужно калибровать при смене девелопера, чтобы машина знала, какое количество тонера должно быть в смеси.

                Тонер должен соответствовать копировальной машине. Иногда разные машины могут использовать одинаковый тонер и девелопер. Производители могут специально метить тонер, как будто он предназначен только для конкретной машины. Они не хотят, чтобы мы знали, что тонер можно применять от какой-то другой машины. Если мы будет знать, что тонер можно сменить на другой, мы будем его меньше за­казывать, и у них сократятся. Но Вы должны быть абсолютно уверены, что тонер можно сменить на другой, перед тем, как будете это делать. Заправка машины неправильным тонером или девелопером может привести к катастрофическим последствиям. Из-за этого могут быть плохие копии, повредятся валы фьюзера, блок проявки или система очистки. Не экспериментируйте. Действуйте, только если Вы уверены. Тонер и девелопер подвергаются действию влажности. Встречаются машины с тонером в узле подачи спекшимся в виде камешков из-за влажности и температуры.

В двухкомпонентной системе девелопер постоянно находится в блоке проявки, а тонер снимается с него в процессе копирования. Всегда, когда говорят об удельном количестве тонера, калибровке девелопе­ра, автоматическом определении количества тоне­ра, перемешивании тонера, отношении количества девелопера к количеству тонера, избытке тонера, недостатке тонера и т.д., все это относится только к двухкомпонентным системам. Однокомпонентный тонер не требует смешивания или калибровки, там не может быть избытка или недостатка тонера. Железные частицы покрыты пластиком, который дает им небольшое статическое поле. За счет этого поля частицы тонера прилипают к частицам девело­пера. Частицы девелопера имеют также шершавую поверхность, что помогает им удерживать частицы тонера.

Сила при­тяжения частиц тонера к девелоперу или магнитно­му валу подобрана таким образом, чтобы она была меньше электростатического притяжения к заря­женной поверхности барабана и соответственно не препятствовала переносу частиц на него. При вращении трубки частицы вращаются вместе с ней. Вращающийся магнитный вал прибли­жается к вращающемуся барабану, на поверхности которого находится скрытое изображение. Так же покрывается пылью экран телевизора из-за электростатики. То же самое происходит и здесь. Скрытое изображение притягивает к себе частицы тонера. Участки, которые должны быть белыми, не имеют заряда и тонер не притягивают.

Однокомпонентные частицы тонера полностью используются в процессе изготовления копий. Девелопер в двухкомпонентной системе остается в блоке проявки, а тонер расходуется в течение процесса копирования. В двухкомпонентной системе девелопер остает­ся на магнитном валу узла проявки и продолжает служить дальше. Производители многих аппаратов заявляют, что использу­емый девелопер вообще не требует восполнения или замены (реализована идея «вечного девелопера»), но практика показала, что у лю­бых моделей рабочие характеристики девелопера со временем начинают ухудшаться, и это сказыва­ется на качестве копий. Тонер поставляется в специальных пластмассовых кон­тейнерах, устанавливаемых с фронтальной стороны на узел проявки. В этих контейнерах кроме тонера содержится также определенный процент нового девелопера, призванного частично заменить ста­рый. Предполагается, что таким образом девелопер за несколько заправок обновится практически пол­ностью. На самом деле эти модели, точно так же как и остальные, время от времени требуют полной за­мены девелопера и тщательной очистки бункера. Подобную меру рекомендуется принимать во вре­мя проведения регламентных работ в среднем пос­ле каждых 60 тысяч произведенных на аппарате копий.

Избыток тонера и недостаток тонера

Избыток тонера происходит, когда слишком много тонера добав­ляется в смесь. В некоторых машинах в результате этого выходит копия с темным фоном и изображением, которое можно ощутить пальцами. Это происходит не во всех машинах. Некоторые машины выдают копии, которые просто серые. Это можно назвать «серое на сером» вместо «черное на белом». Серым будут как участки с изображением, так и участки которые должны быть белыми. Некоторые машины будут выдавать хоро­шие копии, но расход тонера будет повышенным и удаление отработанного тонера придется выполнять чаще. Чтобы определить, является ли количество тонера избыточным, вытащите блок проявки. Покру­тите магнитный вал. Если тонер слетает с магнитного вала черными облачками, и цвет магнитной кисти совершенно черный, а не голубовато-черный, то его количество вероятно избыточно. В некоторых случаях блок проявки и система очистки могут терять тонер в неплотных прокладках и сальниках. Это может дать эффект, подобный избытку тонера, машины будет выдавать грязные копии.

Недостаток тонера. Если тонера недостаточно в смеси с девелопером, то обычно из-за этого выходят светлые копии. Недо­статок тонера доставляет обычно меньше хлопот, чем избыток тонера. Очень сильное истощение смеси может привести к тому, что девелопер начнет переноситься на барабан. Он может затем упасть в машину или осесть в узле очистки, на чистящем лезвии и т.д.

Как недостаток так и избыток тонера могут вывести девелопер из строя. Когда количество тонера мало, частицы девелопера трутся друг о друга больше чем обычно. Из-за этого девелопер изнашивается. При избытке тонера, он застревает в неровностях поверх­ности частиц девелопера и навсегда там остается, из-за чего девелопер перестает нормально работать. При недостатке тонера, его можно добавить. При избытке тонера, его количество можно попытаться уменьшить, но скорее всего придется менять девелопер.