Причины бледной печати монохромных картриджей HP/Canon. Влияние дозирующего лезвия и оболочки магнитного вала на плотность печати

Наверняка многие сталкивались с ситуацией, когда картриджи одной и той модели, заправленные одним и тем же тонером, установленные в один и тот же принтер, дают разную  оптическую плотность печати. Одни печатают нормально, а другие слишком бледно. В данной статье рассмотрены основные причины, по которым монохромные картриджи HP/Canon, в которых используется однокомпонентная магнитная система проявки, могут давать низкую плотность печати, т.е., другими словами, «бледнить».

Чтобы не делать статью оооочень длинной, зафиксируем условия, влияние каждого из которых может быть темой отдельного исследования:

  1. Принтер находится в исправном состоянии и не приводит к снижению плотности печати, т.е. у него все в порядке с роликом переноса, чистотой блока лазера, контактами и высоковольтным блоком питания. На практике для проверки этого полезно использовать контрольный оригинальный картридж.
  2. Не будем принимать во внимание влияние условий окружающей среды, приняв их одинаковыми и нормальными.
  3. Свойства тонера, нас тоже не сильно будут интересовать, т.к. хотим понять, почему один и тот же тонер в разных картриджах ведет себя по-разному.

Сконцентрируемся лишь на тех проблемах, которые могут быть заключены именно в компонентах картриджа (исключая тонер).

По складывающейся на данном сайте традиции перед пространными рассуждениями сразу дадим готовый ответ:

Для решения проблемы бледной печати есть кардинальный и технологичный способ заменить дозирующее лезвие и оболочку магнитного вала. Лучше одновременно, чтобы продлить срок их службы и улучшить плотность печати сразу на хорошо заметную величину.

Чтобы убедиться в эффективности этого способа, возьмите любой заправленный монохромный картридж HP/Canon, который дает бледную печать; напечатайте страницу со сплошной серой заливкой; затем замените в нем только оболочку магнитного вала и дозирующее лезвие на новые; снова напечатайте ту же самую страницу. Результат должен понравиться.

А теперь под этот практический результат подведем теоретическое основание. :)  По возможности, теорию будем сильно упрощать.

По большому счету, оптическая плотность печати зависит всего от двух параметров:

  • Оптической плотности («черноты») самого тонера, которую обеспечивает поглощение света пигментом-красителем, используемым при производстве тонера. У подавляющего большинства современных оригинальных и совместимых тонеров отличия по данному параметру пренебрежимо малы, в чем легко убедиться, насыпав рядом кучки различных тонеров – все кучки будут визуально одинаково черные, хотя редкие исключения из этого правила, разумеется, бывают. На этот параметр происходящие в принтере и картридже процессы, не оказывают практически никакого влияния, поэтому не будем заострять на нем внимания.
  • Количества тонера, которое переносится сначала на барабан, а затем на бумагу. Именно этот параметр может сильно отличаться в различных картриджах.

Количество тонера, которое переносится из бункера на поверхность барабана во время проявки изображения пропорционально разности потенциалов между частицами тонера на поверхности магнитного вала и участком скрытого изображения на поверхности барабана (засвеченной лазером области). Чем больше разность потенциалов, тем больше тонера перенесется на участок изображения, тем больше будет плотность печати. В свою очередь, разность потенциалов тем больше, чем меньше потенциал скрытого изображения и чем больше потенциал частиц тонера.

Рассмотрим зависимости обоих концов этой разности от состояния компонентов картриджа.

Потенциал скрытого изображения на поверхности барабана при одинаковой интенсивности лазерного луча практически не зависит от начального потенциала заряженной поверхности барабана, т.е. влияние ролика заряда и снижения чувствительности к заряду от износа наружного слоя барабана (слоя транспортировки заряда – CTL) является минимальным. Из этого следует, что проблему бледной печати нельзя исправить заменой ролика заряда. Проблемы ролика заряда имеют другие проявления.

Также, на основании вышеизложенного можно было бы сделать вывод о том, что бледноту изображения нельзя исправить и заменой барабана, но этому теоретическому выводу, к сожалению, мешает практика, :) которая показывает, что в некоторых случаях замена изношенного барабана на новый может поднять плотность печати. Возможных причин этому феномену видится две:

coldhotПервая причина — новый барабан по своим характеристикам может быть более «горячим», чем тот, что стоял раньше, т.е. слой генерации заряда (CGL) этого барабана генерирует большее количество зарядов и, соответственно, потенциал скрытого изображения для этого барабана становится ниже. Кроме того, большее количество генерируемых зарядов приводит к тому, что точка, засвеченная лазером, имеет геометрически больший размер. Генерирующие свойства CGL слабо зависят от физического износа барабана, поэтому «горячесть/холодность» барабана в большинстве случаев можно считать «врожденной» при производстве и неизменяемой в процессе эксплуатации. Разница работы «горячего» и «холодного» барабанов хорошо видна на представленном рисунке. Это реальные сканы отпечатков, сделанные одним и тем же картриджем с двумя различными барабанами в одном и том же принтере.

optical_decayВторая причина — слой транспортировки заряда (CTL), который должен быть прозрачным для света лазера, становится матовым от износа и из-за этого пропускает к слою генерации заряда (CGL) меньшее количество света. На графике зависимости потенциала скрытого изображения от уровня экспозиции для одного из типовых органических барабанов видно, что у этой зависимости есть довольно крутой участок. Чтобы наш реальный изношенный барабан загнать рассеиванием света на этот участок кривой, необходимо чтобы поверхность барабана стала сильно матовой. На практике такое состояние поверхности обычно достигается при износе, близком к критическому, т.е. еще чуть-чуть и на отпечатках начнут появляться черные артефакты, которые свидетельствуют о полной кончине барабана.

Таким образом, получается, что замена барабана для решения проблемы бледной печати может дать результат только в двух случаях:

  • Новый барабан по своим заложенным при его производстве характеристикам способен к притягиванию большего количества тонера, чем тот, что был установлен раньше. Замена барабана б/у барабана на новый барабан того же типа (производителя) значительного увеличения плотности печати не даст. Исключение – второй случай.
  • Изношенный барабан имеет «матовую» поверхность, сильно рассеивающую свет лазера. Такое состояние обычно достигается при износе, с которым барабан нужно менять обязательно, чтобы он дожил до конца цикла.

Теперь перейдем к другому концу интересующей нас разности потенциалов – к потенциалу частиц тонера на поверхности магнитного вала. Этот потенциал складывается из двух составляющих: напряжения смещения, которое подается на магнитный вал принтером, и заряда, получаемого частицами тонера от трибоэлектризации, т.е. от их трения друг о друга, о дозирующее лезвие и об оболочку магнитного вала.

Напряжение смещения, задаваемое принтером, можно считать постоянной величиной, и единственное, что нужно сделать в картридже для того, чтобы это напряжение не снижалось по пути до магнитного вала, это обеспечить стабильный контакт. Для этого полезно очищать скользящую контактную пару магнитного вала от загрязненной токопроводящей смазки и наносить на нее тонкий слой свежей (например, OIL---SC-CONLUBE).

Трибоэлектрический заряд частиц тонера сильно зависит от нескольких факторов. Если исключить из перечня этих факторов трибоэлектрические свойства тонера и условия окружающей среды, которые мы приняли равными в самом начале статьи, то у нас останется их всего два:

  • Состояние дозирующего лезвия;
  • Состояние оболочки магнитного вала.

Основная функция оболочки магнитного вала – транспортировка тонера из бункера в область проявки. Основная функция дозирующего лезвия – формирование слоя тонера на поверхности магнитного вала. Но оба этих компонента вместе имеют еще одну функцию – заряд тонера трибоэлектризацией при его прохождении через место контакта лезвия и оболочки. Для улучшения этого процесса поверхность магнитного вала имеет шероховатость, что повышает силу трения, а материал дозирующего лезвия имеет определенную жесткость и химический состав.

По мере работы картриджа кромка изнашивается кромка дозирующего лезвия и снижается шероховатость поверхности оболочки магнитного вала. Это приводит к недостаточному заряду тонера и, как следствие, к бледной печати. К сожалению, приходится констатировать факт, что в современных монохромных картриджах HP/Canon зачастую это снижение зарядных свойств проявляет себя уже на первопроходных картриджах, а после нескольких циклов заправки оно становится очень заметным.

Что можно сделать для улучшения заряда без замены компонентов?

Снижение шероховатости поверхности магнитного вала происходит по двум причинам – физический износ и заполнение «пор» на его поверхности тонером. Физический износ является почти необратимым. Вариант «взбодрить» поверхность наждачной бумагой или «пескоструйкой» существует, но разные руки выполняют эту процедуру с результатом от «приемлемого, если не придираться» до неудовлетворительного, поэтому его не рекомендуем. Заполнение же «пор» тонером можно устранить отмывкой поверхности сильным растворителем, типа ацетона. При этом следует помнить следующее:

  1. Изопропиловый спирт, как растворитель, для очистки использовать нельзя, т.к. он приводит к еще большему заполнению «пор» растворенным тонером и еще большему ухудшению заряда тонера.
  2. Ацетон токсичен.
  3. При отмывке нельзя применять излишнее усилие, чтобы не нарушить шероховатость оболочки еще больше.

Износ дозирующего лезвия, к сожалению, необратим совсем. Единственное, что можно сделать, это не ухудшить его заряжающие свойства еще больше во время очистки. А ухудшить очень просто – достаточно «задубить» его применением «химии». Наша рекомендация по очистке дозирующих лезвий данного типа – сухая безворсовая салфетка. Если остаются наросты тонера – смочить салфетку дистиллированной водой. Не помогло и это – либо оставить лезвие без дальнейшей очистки и мириться с возможными дефектами, либо менять лезвие на новое.

Сделали очистку правильно, а все равно бледно? Значит, износ уже необратим и остается тот вариант, с которого мы начали – замена лезвия и оболочки.

В заключение приведем видео-инструкции о том, как правильно и технологично производить замену оболочек магнитного вала в младших моделях HP.

Необходимые коды заказа товаров можно найти здесь:

Перечень дозирующих лезвий, оболочек магнитного вала и инструментов для их замены в монохромных картриджах HP/Canon. (147КБ, pdf)