激光打印機(jī)Clean System研討

徐榮力 李忠遠(yuǎn) 馬衛(wèi)兵

惠普打印機(jī)（山東）有限公司 山東威海 264209

1 有機(jī)感光鼓（OPC）清潔目的

OPC為激光打印機(jī)的最核心的部件，是實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為可見(jiàn)圖像的基礎(chǔ)。與OPC接觸的部件多，各部件均對(duì)工作環(huán)境的清潔度有較高的要求[1]。OPC工作過(guò)程中產(chǎn)生的廢碳粉等物質(zhì)如果不能及時(shí)清除，就會(huì)污染到帶電輥、顯像輥等，影響畫(huà)像輸出質(zhì)量。

在激光打印機(jī)工作過(guò)程，需要通過(guò)OPC清除的異物包括以下幾類：①清除殘余碳粉。打印過(guò)程中，OPC上的碳粉會(huì)有部分，殘余在OPC表面，形成廢碳粉；②清除污染物。這些污染物包括紙張的切割碎屑，碳粉的外添加劑，紙張加工過(guò)程的添加劑，以及放電所產(chǎn)生的物質(zhì)；③由轉(zhuǎn)寫(xiě)輥回收的廢碳粉、異物等，通過(guò)OPC返送清除到廢粉倉(cāng)。

2 Cleaning 方式及分類

Cleaning方式的選擇有以下幾個(gè)特性要求。首先不改變感光體的表面形態(tài)，使用過(guò)程中不對(duì)OPC造成劃傷、磨損等物理?yè)p傷，或化學(xué)反應(yīng)后在OPC表面形成影響碳粉轉(zhuǎn)送的現(xiàn)象；其次，不能影響顯像Process，比如碳粉的飛散、帶電輥的污染、OPC表面電位的變化；第三，確保產(chǎn)品到壽命不會(huì)失效，完整壽命的可信賴性；第四，親環(huán)境的特性，比如打印過(guò)程中的低噪音，輕振動(dòng)及不產(chǎn)生異味；最后，滿足設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)空間要求，低成本。

激光打印技術(shù)經(jīng)過(guò)大約七十年的發(fā)展，各種Cleaning方案在被使用到產(chǎn)品上。在不同階段各激光打印品牌也選擇了不同的Cleaning方案。

Cleaning方式大體分為機(jī)械式和靜電式兩大類，靜電式生產(chǎn)成本偏高，已經(jīng)逐漸被淘汰。機(jī)械式分為接觸型和非接觸型，如接觸型中包含Brush方式、Blade方式、Web方式、Roller方式，非接觸型有Air Jet方式、超聲波方式[2]。

隨著近年新材料的的不斷發(fā)展，以及對(duì)打印機(jī)小型化的發(fā)展趨勢(shì)，越來(lái)越多的品牌廠商不約而同地選擇了Blade方式。這種方式較其他方式的優(yōu)勢(shì)越來(lái)越明顯，如工藝簡(jiǎn)單，原材料成本低，最重要的是Cleaning性能好，特別是在長(zhǎng)壽命的產(chǎn)品上，被普遍使用。

3 Blade 方式設(shè)計(jì)

Blade Cleaning方式，即通過(guò)機(jī)械力將感光鼓上的殘余碳粉清除，它利用了Blade的橡膠彈性，將Blade貼近感光鼓表面，在感光鼓旋轉(zhuǎn)過(guò)程中將廢碳粉物理刮除。Cleaning機(jī)理為 停滯與滑動(dòng)。打印過(guò)程中OPC不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，與OPC表面接觸的Blade 由于靜摩擦力產(chǎn)生彈性形變，隨著形變量變大，彈性力增大，當(dāng)彈性力大于靜摩擦力時(shí)，Blade產(chǎn)生恢復(fù)形變的滑動(dòng)。在這個(gè)過(guò)程中把OPC表面的碳粉掛掉，進(jìn)入廢粉倉(cāng)。當(dāng)然，由于OPC表面摩擦系數(shù)不能完全均一，在Blade全體寬度方向上，各點(diǎn)發(fā)生不均一同步的停滯與滑動(dòng)。

Blade方式根據(jù)定位方向，設(shè)計(jì)分為L(zhǎng)eading方式和Trailing方式。Training方式由于需要對(duì)OPC較大的壓力，對(duì)OPC磨損大，對(duì)硒鼓壽命限制較大，現(xiàn)在市場(chǎng)流行的產(chǎn)品基本不使用這種方式。Leading方式有著優(yōu)秀的Cleaning性能，唯一的缺點(diǎn)就是要求感光體表面的摩擦系數(shù)不能過(guò)大，否則會(huì)發(fā)生翻轉(zhuǎn)失效[3]。

Blade設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)Cleaning性能影響較為明顯，各參數(shù)綜合作用下形成對(duì)OPC的線壓力P和Cleaning Angle α。在硒鼓結(jié)構(gòu)各參數(shù)設(shè)計(jì)選定過(guò)程中，OPC的軸心確定后，Blade的定位尤為重要。其中，Blade自由長(zhǎng)L、楊氏模量E 及Blade定位尺寸直接影響線壓力和Cleaning Angle。通過(guò)基準(zhǔn)算法，計(jì)算出線壓力及Cleaning Angle的基準(zhǔn)中心。再參考Blade定位公差及Blade自身參數(shù)的上、下限，可判定在各種極限情況下，所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品參數(shù)是否合理。

※ E：Blade楊氏模式；θ：設(shè)計(jì)夾角；δ：Blade變形量；t：Blade厚度；L：Blade自由長(zhǎng)

一般產(chǎn)品的線壓力選定的范圍大體在3-4gf/mm，Cleaning Angle在9-11°。當(dāng)然，產(chǎn)品設(shè)計(jì)完成并不代表就不會(huì)發(fā)生Cleaning不良。各種高低溫環(huán)境的壽命驗(yàn)證，超低溫的動(dòng)作實(shí)驗(yàn)，高溫的保存后變形影響等信賴性驗(yàn)證通過(guò)之后，才可以投入批量生產(chǎn)[4-5]。

4 結(jié)語(yǔ)

激光打印機(jī)的Cleaning技術(shù)，在顯像過(guò)程中對(duì)硒鼓輸出的畫(huà)像質(zhì)量影響頗大，如果方案選擇不當(dāng)，或過(guò)度追求低成本，則會(huì)導(dǎo)致畫(huà)像質(zhì)量低而影響客戶體驗(yàn)。合理設(shè)計(jì)、充分驗(yàn)證后，滿足品質(zhì)要求，才能占據(jù)市場(chǎng)主動(dòng)權(quán)。相信隨著新技術(shù)、新材料的發(fā)展，Cleaning技術(shù)也會(huì)日新月異。