Так складывается у нас в стране, что заправка картриджей – это удел «негров» сервисных служб. Считается, что специалистам-заправщикам картриджей никаких знаний, кроме информации об устройстве картриджей и совместимости тонеров, не требуется. А, в общем-то, зря. Квалифицированный специалист, понимающий все тонкости взаимосвязей отдельных компонентов картриджа, способный анализировать процесс формирования изображения и способный прогнозировать поведение картриджа после заправки, способен добиваться гораздо больших результатов в своей работе. Именно поэтому мы планируем в нашем журнале публикацию серии статей, рассказывающих обо всех нюансах процесса электрографии.

Одним из ключевых этапов формирования изображения в устройствах лазерной печати является этап проявки скрытого (латентного) электрографического изображения. Напомним, что в современных печатающих устройствах наибольшее распространение получили два способа проявки:

- проявление методом магнитной кисти;

- немагнитное проявление методом прямого контакта (каскадное проявлние).

Метод магнитной кисти подразумевает наличие магнитного вала проявки, и такой способ получил наибольшее распространение в монохромных принтерах HP и Canon. Магнитный вал расположен на некотором расстоянии от фотобарабана. Это расстояние задается спейсерами, надеваемыми на края магнитного вала (рис.1). Эти спейсеры иногда называют бушингами (подшипниками) магнитного вала, хотя это не верно – основное их назначение – задавать расстояние между магнитным валом и фотобарабаном. Магнитный вал притягивает к себе тонер, в состав которого входит магнетит и подает его в зону проявки. В зоне проявки тонер, располагаясь по силовым линиям магнитного поля, образует так называемую магнитную кисть. Эта магнитная кисть соприкасается с фотобарабаном, осуществляя проявку скрытого изображения. Именно метод магнитной кисти и будет предметом нашего дальнейшего разговора.

Проявление изображения осуществляется за счет воздействия на частицы тонера электрического поля, созданного в зоне проявки.

На поверхности фотобарабана лазером создается скрытое электростатическое изображение (СЭИ), которое необходимо сделать видимым. Процесс проявки СЭИ состоит в осаждении на него заряженных частиц тонера под действием сил электрического поля, создаваемого между зарядами на поверхности фотобарабана и проявляющим электродом, в качестве которого и используется магнитный вал. Магнитный вал можно считать проявляющим электродом потому, что на него подается, так называемое, напряжение смещение. Необходимость использования проявляющего электрода вызвана следующими соображениями.

При зарядке фотобарабана, на поверхности фотопроводящего слоя формируется равномерный слой электрического заряда, а в заземленной подложке индуцируется заряд противоположного знака (рис.2). Электрическое поле, образуемое этими зарядами, почти целиком находится между этими заряженными поверхностями в толще проводника. В результате, напряженность внешнего поля равна нулю, т.е. над поверхностью фотобарабана электрического поля нет, и на заряженный фоторецептор тонер осаждаться не будет. После формирования СЭИ внешнее поле появляется только лишь на краях элементов изображения, т.е. на границе засвеченных и незасвеченных участков фотобарабана. Это связано с характерным распределением силовых линий электрического поля (рис.3). На рис.3-б показана форма напряженности внешнего электрического поля в зоне проявки. Основной движущей силой, осаждающей тонер на поверхность фотобарабана, является нормальная составляющая этого поля, обозначаемая Fz. Как видно из рисунка, распределение Fz имеет «седловидную» форму, т.е. наиболее сильное внешнее поле, способное притягивать тонер к фотобарабану будет создаваться на границе заряженных и незаряженных участков изображения.

Сила этого поля больше на краях засвеченного участка и уменьшается к его середине. В результате, возникает, так называемый, «краевой эффект», заключающийся в том, что тонер наносится неравномерно – на краях черных участков тонер скапливается в большем количестве, в то время как центральная часть черных участков имеет меньшую плотность. При этом проявление краевого эффекта тем явственнее, чем шире зона черного изображения. Это демонстрируется графиком на рис.4, где показана зависимость Fz от ширины черного участка.

Как видно из представленной зависимости, краевой эффект отсутствует при ширине черного изображения около 40 мкм (кривая 1) и начинает отчетливо проявляться при ширине около 2 мм (кривая 2). При ширине черного участка в 5-6 мм (кривая 3), в его средней части нормальная составляющая внешнего поля близка к нулю, и тонер здесь осаждаться вообще не будет, т.е. говорить о ровной заливке черным цветом не приходится.

Изменить эту ситуацию кардинальным способом позволяет, как раз, использование проявляющего электрода (проявительного вала), который иногда называют контрэлектродом. При его наличии, в зоне проявки создается электрическое поле между фотопроводником и проявляющим электродом (рис.5). Это поле имеет значительную величину нормальной составляющей Fz.

Заряженные частицы тонера движутся по силовым линиям поля, которые заполняют все пространство между поверхностью фоторецептора и проявляющим электродом. Один конец этих силовых линий находится на проявляющем электроде, а другой – на поверхности фоторецептора. В результате, тонер начинает осаждаться в центральной части черных участков, и краевой эффект исчезает (рис.6). Однако полностью избавиться от него все-таки не удается и краевой эффект до некоторой степени присутствует на любом изображении. Именно ему мы обязаны появлением таких эффектов, как ореол вокруг элементов изображения (букв, цифр и т.п.). Этот эффект становится заметным, когда окружающая температура и влажность выходят за допустимые пределы, заданные для принтера. Кроме того, ореол может проявляться и при использовании бумаги несоответствующего типа.

В случаях, когда картридж подвергается перезаправке, орел может становиться более заметным из-за использования не очень качественного тонера. Но мы еще раз обращаем внимание на то, что краевой эффект - это в первую очередь, снижение плотности тонера в центральной части больших черных участков. И здесь необходимо понять, что борьба с этим эффектом затруднена, ведь в первую очередь, все это определяется характеристиками используемого фотопроводника и величиной потенциала, прикладываемого к проявительному валу. Для подавления краевого эффекта, появившегося после восстановления картриджа, придется попробовать использовать фотобарабан другого типа, а также придется поменять магнитный вал (если он заменялся). Кроме того, необходимо помнить о важности правильной установки расстояния между проявительным электродом и фотобарабаном, ведь силовые линии электрического поля располагаются именно между ними. Износ спейсеров или, наоборот, слишком толстые спейсеры, установленные взамен старых, способны изменить конфигурация силовых линий проявляющего электрического поля. Новые спейсеры с большей толщиной способны привести к появлению краевого эффекта на изображении.