СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ФОТОБАРАБАНА ДЛЯ КАРТРИДЖА ЛАЗЕРНЫХ ПРИНТЕРОВ
Пащенко Олег Станиславович
Изобретение относится к копировально-множительной технике и может быть использовано при ее эксплуатации с продлением ресурса нормального функционирования узлов принтера.
Известен способ восстановления нормального функционирования лазерного принтера путем замены его картриджа (Картриджы лазерные. Техническое описание. Фирма США Hewlett Packard, 1995).
Однако эффективность данного способа ограничена затратами на приобретение нового картриджа, тогда как нормальное функционирование картриджа в основном определяется поверхностью фотобарабана.
Попытки восстановления поверхности фотобарабана по технологии изготовления нового барабана не приводит к положительным результатам, поскольку промывка его и нанесение на его поверхность нового слоя не позволяет изготавливать более полутора десятков копий, тогда как новый картридж обеспечивает изготовление нескольких тысяч копий.
Сущность изобретения основана на повышении эффективности способа получением восстановленного картриджа с дополнительным ресурсом более 95% от ресурса нового картриджа, к тому же достаточно простыми и нетрудоемкими средствами, что и является техническим результатом изобретения.
Существенными признаками, характеризующими изобретение и достаточными во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны являются известные в прототипе промывание и полировка рабочей поверхности фотобарабана и отличный от прототипа процесс полировки, осуществляемый струей газа давлением 0,1-0,5 микропаскалей, влажностью 25-75% и температурой 200-600 o С из сопла площадью выходного отверстия 300-750 мм 2 с относительным возвратнопоступательным перемещением вдоль оси фотобарабана со скоростью 20-100 мм/с на расстоянии 30-70 мм и под углом 45-90 o к соответствующему участку рабочей поверхности фотобарабана, вращаемого со скоростью 1-10 об/мин.
Пример. Фотобарабан картриджа лазерного принтера полировали струей газа давления 0,1 микропаскалей при температуре 200 o С и влажности 25% из сопла площадью выходного отверстия 300 мм 2 с относительной скоростью его возвратно-поступательного перемещения вдоль оси фотобарабана 20 мм/с на расстоянии 30 мм и под углом 90 o в центре фотобарабана с пропорциональным уменьшением угла до 45 o в концах барабана соответственно расстоянию перемещения. Фотобарабан вращался со скоростью 1 оборот в минуту. После полировки предварительно промытого барабана данным способом он восстановил свою качественную работоспособность и позволил получить 95% качественных копий по отношению к новому фотобарабану данного типа.
Данный способ позволяет обеспечить полную работоспособность вышедших из строя картриджей, которые ранее заменялись новыми, а так как восстановление неисправного картриджа очевидно требует меньших затрат из-за повторного использования большинства деталей и минимальных затрат на восстановление фотобарабана, то имеет место экономия средств на эксплуатацию на 20-30% взамен имевшей место замены картриджей на новые.
Способ восстановления фотобарабана для картриджа лазерных принтеров, заключающийся в промывании и полировке его рабочей поверхности, отличающийся тем, что полировку рабочей поверхности фотобарабана осуществляют струей газа путем возвратно-поступательного перемещения сопла относительно продольной оси фотобарабана, причем давление струи газа состаывляет 0,1 - 0,5 μПа, влажность 25 75% температура 200 600 o С, площадь выходного отверстия сопла 300 750 мм 2. скорость перемещения 20 100 мм/с, при этом сопло расположено от необходимого участка рабочей поверхности фотобарабана на расстоянии 30 70 мм и под углом 45 90 o к его продольной оси, а фотобарабан установлен с обеспечением частоты вращения 1 10 мин -1.
Результат выполнения научно-исследовательской работы.
Разработана и опробована технология реставрации органических электрофотографических фоторецепторов (барабанов, opc drums) для копировально-множительных аппаратов, лазерных и светодиодных принтеров и соответствующее технологическое и контрольное оборудование. Размеры реставрируемых барабанов: диаметр - до 190 мм, длина - до 700 (при необходимости до 1100) мм. Изношенные и поврежденные слои фоторецепторов могут быть восстановлены либо наращиванием, либо заменой на новые. Для повышения износостойкости барабанов разработаны специальные защитные слои толщиной 1- 10 мкм, которые наносятся сверху поливом из раствора или вакуумным напылением.
Для редких или устаревших типов копировальных аппаратов реставрация барабанов является, подчас, единственным средством, позволяющим продлить жизнь дорогостоящего оборудования.
Как известно, во многих странах уже давно существуют специальные службы по сбору использованных картриджей (обычно в русле борьбы за чистоту природы) и предприятия по их реставрации. Реставрированные таким образом картриджи по своим свойствам практически не отличаются от оригинальных, но стоят существенно дешевле - в расчет идет моральный ущерб за пользование "сэконд-хэнд".
В 1998 г. в США по инициативе компании recharger magazine было создана Северо-Восточная Ассоциация Реставраторов Картриджей (northeast cartrige remanufacturers association, necra), которая, в жесткой борьбе с производителями оригинальных кортриджей, и совместно с другими подобными организациями в 1999 - 2000 г. г. добилась признания этого вида бизнеса законным, что было подтверждено соответствующими законами США, а затем Германии, Франции, Канады, Китая и других стран.
Замена изношенных или поврежденных фоторецепторов (барабанов) является одним из основных этапов реставрации картриджей. Однако реставрация собственно фоторецепторов является сложнейшим технологическим процессом. Здесь приведены основные элементы технологии реставрации органических фоторецепторов. Простота описания не должна вводить в заблуждение, что данный процесс прост и легок. Реставрация фоторецепторов требует знания не только состава и строения фоторецепторов различных фирм и производителей, но и специальных методов исследований характеристик изношенных и изготовленных барабанов, специального технологического оборудования, широкого набора редких химикатов и т. п. для оперативного разрешения технологических проблем для каждого конкретного типа фоторецептора.
Методы реставрации фоторецепторов
На Рисунке 1 представлена обычная структура фоточувствительного покрытия органического фоторецептора (заряжаемого отрицательным зарядом).
Указанные слои наносятся последовательно на алюминиевую заготовку методом вытягивания из растворов (т. н. "dipping" метод), а иногда (реже из-за сравнительно более низкого качества) - и методом пневматического или электростатического распыления или налива.
Верхние зарядо-транспортный и (чаще) защитный слои могут наносятся и вакуумным напылением (с использованием газо-транспортных реакций), как это описано в работе 1. Показано, что микротвердость полученных таким способом защитных слоев достигает 2000 кг/ мм 2. что, одновременно с низкими коэффициентами поверхностного трения, позволяет значительно повысить износостойкость фоторецепторов.
На Рисунках 2- 6 показаны наиболее типичные виды износа (повреждения) фоторецепторов. Для вариантов, указанных на Рис. 7-13, разработана гамма специальных составов поливочных растворов и технологии их нанесения и сушки, а также технологии удаления изношенных слоев.
Реставрированные таким способом барабаны практически не отличаются по своим характеристикам от оригинальных фоторецепторов, за исключением, в ряде случаев, их цвета. Последнее обусловлено тем, что составы слоев могут отличаться по составу от состава слоев оригинальных фоторецепторов.
Нанесение защитных слоев позволяет дополнительно увеличить тиражестойкость фоторецепторов в 1,5 - 3 раза (в зависимости от состава и технологии нанесения слоя).
Рисунок 1. Структура фоточувствительного покрытия нового органического фоторецептора (толщины слоев даны условно): substrate - цилиндрическая заготовка из алюминия или алюминиевых сплавов, gl - слой грунтовки (используется в основном японскими фирмами-производителями фоторецепторов с целью компенсации плохого качества дешевой алюминиевой заготовки), bal - барьерно-адгезионный слой, cgl - фотогенерационный слой, ctl - зарядо-транспортный слой, pl - защитный слой (имеется в сравнительно редких случаях, в основном, в так называемых "лонг-лайф" фоторецепторах).
Рисунок 2. Структура органического покрытия фоторецептора. Изношен только зарядо - транспортный слой.
Инновации и люди
У павильонов Уральской выставки «ИННОВАЦИИ 2010» (г. Екатеринбург, 2010 г.)
Мероприятия на выставке "Инновации и инвестиции - 2008" (Югра, 2008 г.)
Открытие выставки "Малый бизнес. Инновации. Инвестиции" (г. Магнитогорск, 2007 г.)
Демонстрация разработок на выставке "Малый бизнес. Инновации. Инвестиции" (г. Магнитогорск, 2007 г.)
2007–2016 © Инновации - Бизнесу. Инновации и инвестиции в прорывные технологии
Способ восстановления фотобарабана для картриджа лазерных принтеров
Способ восстановления фотобарабана для картриджа лазерных принтеров заключается в том, что полировку рабочей поверхности фотобарабана осуществляют струей газа путем возвратно-поступательного перемещения сопла относительно продольной оси фотобарабана, а фотобарабан установлен с обеспечением возможности вращения со скоростью 1-10 об./мин.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
Изобретение относится к копировально-множительной технике и может быть использовано при ее эксплуатации с продлением ресурса нормального функционирования узлов принтера.
Известен способ восстановления нормального функционирования лазерного принтера путем замены его картриджа (Картриджы лазерные. Техническое описание. Фирма США Hewlett Packard, 1995).
Однако эффективность данного способа ограничена затратами на приобретение нового картриджа, тогда как нормальное функционирование картриджа в основном определяется поверхностью фотобарабана.
Попытки восстановления поверхности фотобарабана по технологии изготовления нового барабана не приводит к положительным результатам, поскольку промывка его и нанесение на его поверхность нового слоя не позволяет изготавливать более полутора десятков копий, тогда как новый картридж обеспечивает изготовление нескольких тысяч копий.
Сущность изобретения основана на повышении эффективности способа получением восстановленного картриджа с дополнительным ресурсом более 95% от ресурса нового картриджа, к тому же достаточно простыми и нетрудоемкими средствами, что и является техническим результатом изобретения.
Существенными признаками, характеризующими изобретение и достаточными во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны являются известные в прототипе промывание и полировка рабочей поверхности фотобарабана и отличный от прототипа процесс полировки, осуществляемый струей газа давлением 0,1-0,5 микропаскалей, влажностью 25-75% и температурой 200-600 o С из сопла площадью выходного отверстия 300-750 мм 2 с относительным возвратнопоступательным перемещением вдоль оси фотобарабана со скоростью 20-100 мм/с на расстоянии 30-70 мм и под углом 45-90 o к соответствующему участку рабочей поверхности фотобарабана, вращаемого со скоростью 1-10 об/мин.
Пример. Фотобарабан картриджа лазерного принтера полировали струей газа давления 0,1 микропаскалей при температуре 200 o С и влажности 25% из сопла площадью выходного отверстия 300 мм 2 с относительной скоростью его возвратно-поступательного перемещения вдоль оси фотобарабана 20 мм/с на расстоянии 30 мм и под углом 90 o в центре фотобарабана с пропорциональным уменьшением угла до 45 o в концах барабана соответственно расстоянию перемещения. Фотобарабан вращался со скоростью 1 оборот в минуту. После полировки предварительно промытого барабана данным способом он восстановил свою качественную работоспособность и позволил получить 95% качественных копий по отношению к новому фотобарабану данного типа.
Данный способ позволяет обеспечить полную работоспособность вышедших из строя картриджей, которые ранее заменялись новыми, а так как восстановление неисправного картриджа очевидно требует меньших затрат из-за повторного использования большинства деталей и минимальных затрат на восстановление фотобарабана, то имеет место экономия средств на эксплуатацию на 20-30% взамен имевшей место замены картриджей на новые.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Способ восстановления фотобарабана для картриджа лазерных принтеров, заключающийся в промывании и полировке его рабочей поверхности, отличающийся тем, что полировку рабочей поверхности фотобарабана осуществляют струей газа путем возвратно-поступательного перемещения сопла относительно продольной оси фотобарабана, причем давление струи газа состаывляет 0,1 - 0,5 μПа, влажность 25 75% температура 200 600 o С, площадь выходного отверстия сопла 300 750 мм 2. скорость перемещения 20 100 мм/с, при этом сопло расположено от необходимого участка рабочей поверхности фотобарабана на расстоянии 30 70 мм и под углом 45 90 o к его продольной оси, а фотобарабан установлен с обеспечением частоты вращения 1 10 мин -1 .
Фотобарабан
Производители оригинальных фотобарабанов поставляют их исключительно для сервисных центров, поэтому большинство фотобарабанов, которыми изобилуют полки магазинов – это совместимые фотобарабаны, предназначенные для недорогого ремонта печатающей техники.
Для рядовых потребителей оригинальные фотобарабаны объединяются с тонер-картриджами в единый узел, готовый к использованию, или drum unit. Специалисты называют такой совмещённый узел «всё в одном» или «all in one».
В дорогих принтерах и копирах фотобарабан (drum) и тонер-картридж представлены раздельными узлами, что делает удобным их обслуживание. Так как его ресурс составляет около 30 тысяч копий, а ресурс тонер-картриджа примерно 2-3 тысячи копий, то за жизненный цикл тонер-картридж может быть заправлен или заменен от 10 до 15 раз.
По своей природе фотобарабан представляет собой полую цилиндрическую деталь, изготовленную из металла, покрытую тонким слоем диэлектрика (фотопроводящего материала), способного резко снижать сопротивление под влиянием светового излучения. Длина фотобарабана составляет несколько десятков сантиметров и зависит от модели принтера (копира).
В качестве диэлектрика в фотобарабанах в разное время использовались соединения селена, органические соединения, амфорный кремний. Соединения селена активно использовались в первые годы после изобретения лазерной печати. Впоследствии селеновые фотобарабаны были сняты с производства, а им на смену пришли всевозможные органические соединения, состав которых производители стараются держать в секрете. В последние годы наряду с органическими соединениями в качестве диэлектрика используется покрытие из амфорного кремния.
Слой передачи заряда принимает заряд от коротрона (ролик заряда) и передаёт его на поверхность фотобарабана. Данный слой не обладает фотопроводимостью.
Слой генерирования заряда генерирует отрицательные и положительные заряды и нейтрализует заряды на поверхности слоя передачи.
В некоторых фотобарабанах существует блокирующий слой, который предотвращает интерференцию луча лазера, а также является преградой для утечки зарядов на подложку. Блокирующий слой является базисом, на который наносится слой генерирования заряда.
Электропроводящий слой – это полая алюминиевая трубка, которая создаёт опорный потенциал для заряда поверхности фотобарабана.
На поверхность фотобарабана наносится цветной лак. На концах фотобарабана имеются шестерёнки, необходимые для его вращения.
Фотобарабан может быть помещён как непосредственно в принтер лазерный или копир, так и в картридж с тонером.
В первом случае фотобарабан следует периодически заменять на новый, независимо от работы остальных частей принтера (копира).
Во втором случае картридж со встроенным фотобарабаном можно заправлять не более 3-4 раз, в зависимости от модели картриджа. После этого следует произвести замену фотобарабана или восстановление картриджа (заправку картриджа с заменой фотобарабана и некоторых других изношенных частей механизма).
Восстановленный картридж способен выдержать ещё 3-4 заправки. Затем он вновь подлежит восстановлению или утилизации. Качество печати заправленных и восстановленных картриджей немного ниже качества новых картриджей и, как правило, не подходит для печати графики.
Как же работает фотобарабан и каковы его функции?
Прокатываясь по листу бумаги, фотобарабан переносит на него частицы тонера, и изображение с фотобарабана переносится на бумагу. Но это изображение ещё не устойчиво и при механическом надавливании размазывается, теряет свою структуру. Для закрепления тонера бумага попадает в специальную печку, в которой тонер под воздействием высоких температур вплавляется в бумагу.
Ресурс фотобарабана принтера зависит от условий печати. Многие фотобарабаны совершают несколько холостых оборотов до начала печати и после её окончания. Поэтому фотобарабан прослужит дольше при печати заданий в 50-100 листов, чем при печати заданий в 1-2 листа.
Если вы решили поменять тонер в картридже самостоятельно, помните, что фотобарабан – это светочувствительный элемент, который может засветиться под воздействием прямых солнечных лучей.
Отпечатки картриджа с засвеченным фотобарабаном представляют собой абсолютно чёрные листы бумаги. Чтобы восстановить работу засвеченного фотобарабана, необходимо отправить на печать несколько копий. Каждая последующая копия будет светлее предыдущей, в конечном итоге работоспособность фотобарабана восстановится. В некоторых случаях засвечивание может привести к полному выходу фотобарабана из строя. Поэтому защита фотобарабана от воздействия света – мера вполне логичная при очистке механизма принтера или замене тонера.
Производители расходных материалов выпускают специальные материалы для восстановления поверхности фотобарабана. Их применение позволяет экономить на приобретении новых фотобарабанов. Однако такие материалы имеют высокую стоимость, а потому их применение экономически эффективно только при ежедневном восстановлении фотобарабанов для нескольких копиров. Такие материалы успешно применяются в работе крупных типографий, издательских домов, полиграфических компаний. Для домашнего использования такие материалы не подходят из-за их высокой цены.
style="display:inline-block;width:300px;height:250px"
data-ad-client="ca-pub-6667286237319125"
data-ad-slot="5736897066">
Комментариев нет:
Отправить комментарий