коротрон в принтере что это
Коротрон в принтере что это
В современном офисном оборудовании применяется несколько различных типов коротронов, ни один из которых не будет правильно работать без надлежащей очистки. Загрязнение поверхности проволоки коротрона может привести к появлению электрических «горячих точек», вызывающих неравномерность в зарядке фоторецептора, или электрических «дуг», которые могут вызвать неисправимое повреждение фоторецептора. Это может привести к видимому ухудшению качества копий и к преждевременному выходу фоторецептора из строя.
Золотые и платиновые проволоки коротрона применяются не на всех машинах. Другие типы проволоки коротрона, например, окисленные, полированные и с углеродным покрытием, до сих пор применяются и рекомендуются для некоторых видов офисной техники японского производства. Производитель оборудования определяет, какой тип проволоки коротрона следует применять в конкретных случаях в зависимости от стоимости, эксплуатационных характеристик и конструкционных особенностей техники. Не существует универсального «самого лучшего» типа коротронов, а есть типы, наиболее подходящие для конкретных конструкций и условий работы техники.
Как правило, если «родная» проволока от производителя оборудования работает удовлетворительно, ее следует заменять проволокой того же типа.
Однако в некоторых случаях сервисный инженер может решить использовать проволоку другого типа, исходя из соображений качества или экономии. Например, для ряда моделей оборудования вместо проволоки с углеродным покрытием можно применять проволоки с платиновым покрытием, что значительно улучшает сопротивляемость загрязнению и долговечность.
Также можно сделать выбор между 0,3-микронным и 1,5-микронным золотым гальванопокрытием проволок для машин с кремниевыми и с органическими фотопроводящими барабанами. Проволока с 0,3-микронным покрытием более тонкая и менее дорогая. Проволока с 1,5-микронным покрытием обычно намного более долговечна и особенно рекомендуется для техники, раcсчитанной на большие объемы работы.
Чтобы максимально повысить качество работы и долговечность, проволку коротрона необходимо тщательно очищать, а также проверять ее состояние и состояние всего блока коротрона сразу после установки и во время каждого обслуживания, чтобы своевременно устранять отпечатки пальцев и другие виды загрязнения.
Лучше всего применять для очистки изопропиловый спирт, однако некоторые инженеры очищают золоченые коротроны с помощью обычных ластиков, поскольку тонкое золотое покрытие может начать отслаиваться при более интенсивной чистке.
Проволоки коротрона с золотым покрытием необходимочистить мягкими движениями в одном направлении, после чистки проверяя на наличие перекручиваний, изгибов или других нарушений, которые могут повредить качеству зарядки.
При обслуживании нужно также проверять все озоновые и воздушные фильтры, регулярно меняя их в сроки, рекомендованные изготовителями оборудования. Кроме того, чистота оборудования в целом положительно сказывается на качестве работы проволоки коротрона: чем меньше тонера и бумажной пыли в машине, тем меньше вероятность их накапливания на коротроне.
Попробуем дать развёрнутое объяснение, а то не все точно представляют, как работают коротроны и валы заряда в копирах и принтерах.
Надо подчеркнуть, что на фотобарабан с проволоки никакой «разряд» не идёт (если возникает разряд с проволоки на фотобарабан, то это уже неисправность). Каркас коронатора делается весьма жёстким для обеспечения одинакового расстояния между проволокой и каркасом по всей длине, чем достигается равномерность коронного разряда по всей длине проволоки.
Если рассматривать коронатор главного заряда, то при появлении коронного разряда вокруг проволоки возникает электрическое поле; и именно это поле поляризует (электризует) поверхность фотобарабана (напомним, что в момент прохода под коронатором заряда поверхность фотобарабана находится в темновом состоянии и является диэлектриком), в результате чего на поверхности фотобарабана появляется первичный заряд.
Если рассматривать коротрон переноса, то его электрическое поле поляризует (электризует) бумагу, проходящую над ним; и уже поляризованная бумага перетягивает тонер с поверхности фотобарабана на себя.
Предусмотренные во многих коронаторах регулировки высоты нити позволяют менять напряжённость электрического поля (на сам разряд они не оказывают никакого влияния) на рабочем расстоянии (поверхность фотобарабана или бумага).
В случае использования валов заряда всё становится гораздо проще: в этом варианте используется метод непосредственного переноса зарядов при механическом контакте, а описание этого процесса есть в любом учебнике физики.
Коронаторы (коротроны)
Теория работы
Как ни удивительно, но до сих пор я нигде так и не смог найти более-менее полное и научно обоснованное описание принципов действия одного из важнейших узлов копировально-множительной техники – разрядника коронного разряда, который в просторечии именуется «коротроном» или «коронатором».
Те объяснения, которые попадались мне на глаза (в том числе и ранее представленные мои собственные, за что я приношу свои извинения), никак не могли, с моей точки зрения, претендовать на точное и полное объяснение принципов работы коротронов и не могли «сформировать» наглядную картину их работы.
Поэтому я решил подвести научную базу под этот вопрос и скооперировался со знакомыми студентами, которые писали работу о коронном разряде. Они написали, на мой взгляд, весьма хорошую работу, а я предоставил им несколько коротронов от различных аппаратов, немного помогал в экспериментах и получил нужную информацию.
Коротрон (коронатор) представляет из себя в большинстве случаев П-образный (иногда Г-образный) металлический каркас, внутри которого натянута тонкая металлическая нить, электрически изолированная от каркаса и являющаяся коронирующим элементом. Вместо нити иногда применяется игольчатый коронирующий элемент, представляющий собой металлическую полосу с множеством игольчатых выступов, а вместо каркаса в игольчатых коротронах отделения некоторых аналоговых копиров используется просто металлическая полоса.
«Гребёнка отделения» в цифровых аппаратах в большинстве случаев не имеет ничего общего с коротронами, и представляет собой металлическую полосу с множеством игл, электрически соединённую (чаще всего) с корпусом – коронный разряд возникает и в этом случае, но он вызван остаточным электрическим зарядом бумаги.
Нить коронирующего элемента изготавливается, как правило, из достаточно тугоплавкого материала, не подверженного механическим деформациям (вольфрама, соединением вольфрам-сталь), с покрытием из благородного металла, которое обеспечивает нужную электропроводность и, что весьма важно, равномерную гладкость поверхности нити, а также устойчивость к разрушающим действиям ионов, возникающих в процессе рекомбинации на её поверхности.
Коротроны бывают самые разные по выполняемой функции, но сейчас уже, наверное, нет смысла вспоминать, что на старых аналоговых копирах с фотобарабанами на основе селена и арсенида селена было до шести коротронов различного назначения. Поэтому практичнее всего рассматривать коротрон «главного заряда» или «заряда фотобарабана», так как этот элемент применяется ещё во многих аппаратах с отрицательным главным зарядом и является единственным на сегодняшний день зарядным устройством для аппаратов с положительным главным зарядом и органическим фотобарабаном.
Теперь можно рассматривать принцип работы коротронов, учитывая знак генерируемых ими зарядов.
В первую очередь рассмотрим коротрон, который формирует на поверхности фотобарабана отрицательный заряд.
В этом коротроне на коронирующий элемент (нить) подаётся отрицательный потенциал. То есть нить является катодом, а металлический каркас анодом. При возникновении коронного разряда в светящуюся область около нити будут стягиваться положительные ионы атмосферного азота (так как нить имеет отрицательный потенциал). При этом свечение будет преимущественно в зелёно-синем участке спектра, что объясняется рекомбинацией ионов азота. В «тёмной» же области будут концентрироваться отрицательно заряженные ионы кислорода, которые будут стремиться к аноду. Но так как подвижность ионов в «тёмном» слое весьма невелика, то образуется облако отрицательно заряженных ионов кислорода (озона). Поверхность фотобарабана, проходя через это облако, подвергается интенсивной бомбардировке отрицательно заряженными ионами, которые отдают поверхности свой избыточный отрицательный заряд. Таким образом осуществляется заряд поверхности фотобарабана отрицательным потенциалом (ионы отдают электроны поверхности фотобарабана).
Учитывая сказанное, можно сказать, что отрицательный заряд фотобарабанам придают ионы кислорода, а положительный ионы азота.
Точно таким же образом происходит электризация бумаги в коротронах переноса: бумага, проходя через «тёмную» область разряда коротрона переноса, получает заряд от находящихся в этой области ионов.
Ещё можно вспомнить применяющиеся в аналоговых и цифровых аппаратах коронаторы «отрыва» (отделения, сепарации) бумаги. В этих коротронах в основном (но не всегда) используется переменный коронный разряд – то есть в «тёмной» области коронного разряда начинаются волновые движения как отрицательных, так и положительных ионов. Эффект диэлектризации проходящей над коротроном бумаги достигается постепенным увеличением по ходу бумаги плотности «тёмной» области, в которой бумага заряжается несколько сотен раз в секунду то положительно, то отрицательно, с последующим плавным уменьшением плотности «тёмной» области. Для наглядного пояснения – это очень похоже на работу петли размагничивания, если представить, что петля неподвижна, а мимо неё проносят телевизор с кинескопом.
В некоторых коротронах применяется регулировка коронирующей нити «по вертикали». При помощи этой регулировки можно переместить «тёмную» область разряда так, чтобы поверхность (или часть поверхности какого-либо края) фотобарабана попадала в более насыщенные ионами слои области или же, наоборот, в более обеднённые слои. На сам разряд и его параметры эта регулировка практически никакого влияния не оказывает.
Как только появились коротроны, конструкторам надо было решить несколько основных проблем – стабилизацию и регулировку силы тока разряда, а также обеспечение равномерности разряда по всей длине проволоки.
В принципе, коронный разряд обладает способностью к самостабилизации, и даже существует такой класс приборов, как газоразрядные стабилитроны. Но в подобных стабилитронах применяется герметичная колба, в которой параметры газа находятся в стабильном состоянии. Коротрон же работает в условиях реальной атмосферы, при постоянно меняющихся температуре, давлении и составе воздуха. Поэтому самостабилизационных свойств разряда зачастую не хватает для компенсации подобных изменений.
Для обеспечения стабильности тока разряда в коронаторах часто применяют различные нелинейные элементы (варисторы, стабилитроны), включенные в заземляющую цепь каркаса коротрона, или электронные системы, меняющие режим работы (выходное напряжение) высоковольтного преобразователя по сигналу датчика тока коротрона.
Проблема обеспечения равномерности зарядки поверхности фотобарабана по всей длине коротрона, а также обеспечения простоты регулировки и стабилизации заряда поверхности фотобарабана, привела к появлению третьего электрода в конструкции коронаторов главного заряда – сетки.
Поверхность коронирующей проволоки со временем изнашивается, и на ней образуются неоднородности, приводящие к неравномерности коронного разряда по длине проволоки, а проволока из «сверхустойчивых» материалов, которые могли бы долго работать в условиях высоких температур, электрической эрозии и воздействия агрессивных газов, была бы очень дорога.
Поэтому была придумана сетка – электрод, который располагается в «тёмной» области коронного разряда и ограничивает поток ионов газа из «тёмной» области к поверхности фотобарабана.
Существует два основных варианта применения сетки в коронаторах; в первом из них сетка представляет из себя самостоятельный электрод, а во втором варианте сетка электрически соединена с каркасом коротрона. Так как первый вариант практически не применяется в современных массовых аппаратах, то рассматривать будем второй вариант.
При электрическом соединении сетки с каркасом коротрона сетка, по сути, становится продолжением каркаса – то есть вторым электродом, и такое подключение значительно упрощает реализацию цепей регулировки и стабилизации. В большинстве случаев достаточно просто соединить объединённую цепь «каркас-сетка» с корпусом через нелинейный элемент (варистор, стабилитрон) и, если нужна регулировка, то добавить последовательно в эту цепь переменный резистор. Некоторые фирмы-производители применяют и электронную схему стабилизации-регулировки, включенную между «каркасом-сеткой» и корпусом.
При подаче напряжения на коронирующий элемент такого коротрона, каркас и сетка начинают быстро заряжаться от ионов «тёмной зоны», и через нелинейный элемент начинает протекать ток. Нелинейный элемент при этом меняет своё сопротивление и ограничивает (стабилизирует) потенциал каркаса-сетки, отводя «лишний» ток через себя. Чем меньше сопротивление стабилизирующей цепи (чем меньше потенциал сетки), тем большее количество ионов «тёмной» зоны будут притягиваться к сетке, отдавая свой заряд, и тем меньшее их количество попадёт в зону поверхности фотобарабана – заряд фотобарабана будет уменьшаться. То есть, чем меньше потенциал сетки, тем меньше и заряд фотобарабана.
Надо заметить, что только с появлением сетки стало возможным использовать игольчатые коронаторы для главного заряда. Конструкция игольчатого коронатора гораздо более проста и технологична, чем коротрона с нитью. К тому же игольчатый коронирующий элемент создаёт максимальную область концентрации зарядов в передней полусфере от коронирующей «иглы», и поэтому существенно уменьшается выброс в атмосферу ионизированных газов.
Но у игольчатого коронатора есть и один большой недостаток – неравномерность создаваемой им «тёмной» зоны коронного разряда; поэтому без применения сетки он не может обеспечить равномерный заряд поверхности фотобарабана. Сетка обладает тем же знаком потенциала, что и ионы «тёмной» зоны, и будет тормозить дрейф ионов «тёмной» зоны по направлению к фотобарабану. Плотность ионного газа перед сеткой будет больше, чем в промежутке между сеткой и фотобарабаном, тем самым достигается равномерный поток ионов к поверхности фотобарабана. Как очень грубую аналогию можно представить себе обычную душевую воронку.
У вала заряда есть несколько преимуществ перед коротроном: низкая стоимость, полное отсутствие озона и, как ни странно, недолговечность (в глахах производителей это серьезное преимущество). По всем остальным параметрам вал заряда довольно серьёзно уступает коротрону. Поверхность вала заряда в принципе не может быть идеально гладкой и равномерной, поэтому зачастую приходится применять методы разравнивания заряда по площади поверхности, модулируя постоянное напряжение на валу заряда переменной составляющей.
Как уже было сказано, вал заряда имеет весьма ограниченный ресурс и низкую надёжность благодаря наличию подшипников скольжения, скользящего контакта и механического контакта с поверхностью фотобарабана.
И ещё один недостаток традиционных валов заряда – невозможность на сегодняшний день их применения в устройствах с положительно заряжаемым органическим фотобарабаном. Я опять не буду вдаваться в тонкости и употреблять выражения типа «сродство к электрону». Но существующие валы заряда даже при помощи весьма большого положительного напряжения неспособны эффективно забирать электроны с поверхности органического фотобарабана и обеспечивать фотобарабану положительный заряд.
В отличие от вала заряда, коротрон является гораздо более «долгоиграющим» устройством – при правильном уходе в нём изнашивается только поверхность нити и (в меньшей степени) сетка. Коротрон (а особенно конструкция с сеткой) обеспечивает гораздо более равномерный заряд поверхности фотобарабана, невзирая на знак заряда – ионы газа обладают гораздо большей способностью забирать и отдавать электроны, нежели поверхность полимерного вала заряда, а стабильность плотности слоя ионов гораздо более равномерна, чем неровная поверхность вала заряда, ообенно если учитывать ещё и биение вала в подшипниках.
Так что, на мой взгляд, у традиционных проволочных и игольчатых коротронов пока ещё есть будущее.
Коротрон
Что такое коротрон и ролик заряда (PCR) в лазерном картридже
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.
Принцип переноса тонера на бумагу
Устройство лазерного картриджа (схема с PCR)
Устройство лазерного картриджа (схема с коротроном)
Первичный заряд
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 — просто натянутый провод внутри картриджа
Зарядный ролик (Primary Charge Roller)
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.
Потребительские свойства
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).
Специальный «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.
Драм-юнит Brother DR331CL для цветных лазерных принтеров с 4 коронаторами (видны синие «бегунки», каждый из которых отвечает за очистку своего провода)
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.
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):
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.