УЧЕБНЫЙ ЦЕНТР  |  КУРСЫ  |  ЗАЯВКА НА ОБУЧЕНИЕ  |  СТАТЬИ   ГОСТИНИЦА  ДИСТАНЦИОННОЕ ОБУЧЕНИЕ  В НАЧАЛО

  

 
 

 

Источник высоких напряжений принтера Samsung  ML2151

В лазерных  принтерах Samsung точно так же как и в других производителей  лазерных принтеров используется электрографический метод  создания изображения.   Само изображение на бумаге создается  за несколько этапов. В начале производится зарядка поверхности фоторецептора, далее при помощи лазерного излучения формируется скрытое электростатическое изображение, которое в дальнейшем проявляется тонером, переносится  на бумагу и запекается. Отличительной особенностью данных принтеров  является то, что проявка скрытого латентного изображения осуществляется однокомпонентным немагнитным тонером. Специфика  такого электрофотографического проявления в том, что оно происходит под действием электрического поля, образующегося в зоне проявления. Характер поля и электрические свойства проявителя  являются  основными факторами процесса проявления, которые в целом будут определять качество создаваемого изображения. На практике качество проявителя и его электрические свойства, т.е. тонерного  порошка, определяется фирмой изготовителем, а  характер поля, будет определятся разностью потенциалов которые создаются между двумя электродами, в качестве первого выступает ролик проявки,  второго скрытое электрографическое изображение на поверхности барабана. В принтерах Samsung  все элементы задействованные в формировании  изображения заключены в корпус картриджа (см. рис. 1), поэтому при смене картриджа меняются практически все элементы формирующие изображение, кроме ролика переноса изображения.  Для правильного формирования  электрографического изображения на все компоненты электрографической системы подаются соответствующие уровни напряжения, которые формируются отдельным высоковольтным источником, располагающийся в корпусе принтера. Для более детального рассмотрения  схемотехники высоковольтного источника, рассмотрим конкретную модель принтера -  Samsung  ML2151.  В состав картриджа принтера входят  органический фоторецептор (светочувствительный барабан), ролик первичного заряда,   ролик проявки, подающий  и чистящий ролики, дизирующее и чистящее лезвие (ракель). Каждый элемент  выполняет свою функцию.

Рис. 1

Вал заряда (Charge Roller)  формирует  на поверхности фоторецептора  высокий отрицательный потенциал величиной от -750В до -900В.  При регулировке плотности тонера, пользователем, из драйвера принтера, напряжения заряда может изменяться в незначительных пределах, тем самим осуществляется регулировка остаточного потенциала  на поверхности фотобарабана,  происходит это, по той причине, что  интенсивность излучения светового потока лазера остается неизменной во всех режимах печати. Увеличение остаточного потенциала электрографического изображения   по абсолютному значению  означает уменьшение плотности тонера, а уменьшение способствует увеличению плотности тонера. Вал заряда представляет собой металлический стержень, на который нанесен  толстый слой токопроводящей резины и находящийся в непосредственной близости от поверхности фоторецептора.  От высоковольтного источника   принтера на вал подается постоянное напряжение MHV  от -1.35KВ до 1.5KВ, которым поверхность фотобарабана  заряжается   как было сказано выше до потенциала от -750В до -900В.

Вал проявки (Developing Roller) обеспечивает перенос тонера  на фотобарабан. Вал проявки изготовлен из металлического стержня покрытого слоем токопроводящей резины, так как тонер немагнитный, то и вал проявки также немагнитный. Проявка осуществляется контактным способом,  за счет минимального расстояния между валом проявки и поверхностью фотобарабана , тонер соприкасается с поверхностью последнего. Перенос тонера на засвеченные участки осуществляется за счет подачи на него постоянного отрицательного напряжения смещения (DEV)  значением от -380В до -500 В.  Также как и для вала первичного заряда величина этого напряжения зависит от пользовательской установки плотности тонера. Напряжение -500В соответствует наибольшей плотности тонера, а напряжение -380В наименьшей.

Подающий вал (Supply Roller) обеспечивает подачу тонера из бункера на вал проявки. На вал от  высоковольтного  источника  подается напряжение от -560В до -680В.  Данное напряжение также подается на дозирующее лезвие, которое выполняет две функции, это  регулировка высоты тонера на вале проявки и зарядка тонера отрицательным потенциалом, для дальнейшей его транспортировки на поверхность фотобарабана. 

Вал переноса (Transfer Roller) обеспечивает перенос тонера с  поверхности фотобарабана на бумагу. К валу переноса приклады­вается положительное постоянное напряжение (+THV) 4.2КВ в момент печати, и  отрицательное (-THV) от -600В до -1200В в моменты когда печать не выполняется, но главный двигатель вращается, например в периоды первоначальной инициализации.  При печати осуществляется заряд бумаги, она приобретает положительный потенциал, далее между участками электрографического изображения и бумагой возникает электрическое поле направленное от поверхности фотобарабана к поверхности бумаги, силовыми линиями этого поля отрицательно заряженный тонер переносится с участков электрографического изображения на бумагу.  В случае подачи на вал переноса отрицательного потенциала (напряжения очистки),  отрицательно заряженный тонер будет отталкиваться  от его поверхности, в результате чего будет выполнятся очистка вала переноса. Вал переноса располагается в корпусе принтера и при смене картриджа не меняется, по этой причине он требует периодической профилактики. 

Фотобарабан (ОРС DRUM).  Фотобарабан  представляет собой алюминиевый цилиндр, покрытый слоем органического фотополупроводника. Его  поверхность   при помощи вала первичного заряда,  приобретает  отрицательный потенциал (Vo)колеблющийся в пределах  от -750В до -900В.  При помощи лазерного излучения на поверхности формируется скрытое электрографическое (латентное)  изображение, на которое  в дальнейшем переносится тонер. В процессе сканирования участки засвеченные лазером  приобретают отрицательный потенциал (Vl) -250В. Конструктивно металлическое основание  фотобарабана, соединено с "землей" через стабилитрон (зенеровский диод) с пробивным напряжением 100 В, который  определяет абсолютное минимальное остаточное напряжение на поверхности фотобарабана в процессе сканирования.  Фотобарабан расположен в корпусе картриджа, и в случае замены последнего меняется вместе с ним.

Вал очистки (Cleaning Roller). Обеспечивает очистку поверхности вала первичного заряда от всевозможного рода загрязнений (тонера, бумажной пыли и др.), расположен в картридже и имеет непосредственный контакт с роликом первичного заряда. 

Очистка поверхности фотобарабана  от тонера и другого мусора в данном  принтере выполняется механическим путем, для этого в корпус картриджа интегрирован специальное чистящее лезвие (Cleaning Blade),  острая кромка которого  и выполняет очистку поверхности.

Для увеличения коэффициента переноса, т.е . качества печати, в принтере  предусмотрен узел предварительной засветки (PTL) , реализованный с помощью светодиодной засветки. После процесса проявки изображения, выполняется засветка всей поверхности фотобарабана, это приводит к тому, что все его  участки приобретают минимальный абсолютный потенциал  -100В, тем самим обеспечивается ослабление связей удерживаемых тонер на поверхности фоторецептора на участках изображения, и тем самим облегчается перенос тонера с поверхности барабана на поверхность бумаги. Также на этом этапе выполняется кондиционирование (выравнивание) всех потенциалов поверхности барабана, что обеспечивает  в дальнейшем равномерный заряд на этапе первичного заряда.     

Как мы уже отметили выше,  на вал первичного заряда,  вал проявки, вал переноса, подающий вал и дозирующее лезвие  для  формирования электрографического изображения подаются напряжения формируемые высоковольтным источником принтера.  Источник высокого  напряжения лазерного  принтера Samsung ML2151 представляет собой печатную плату, на которой расположен еще низковольтный источник питания (блок питания) и датчики, определяющие выход бумаги и контролирующие ее подачу,  а также схема управления  блоком закрепления  тонера. Внешний вид печатной платы, c  размещением на ней основных элементов, представлен на рис.2.

Высоковольтным источником формируются следующие напряжения:

            - напряжение заряда фотобарабана (Charge Voltage - MHV);

            - напряжение переноса изображения (Transfer High Voltage - THV+);

            - напряжение проявки изображения (Developing Voltage - DEV);

            - напряжение очистки вала переноса (Transfer High Voltage - THV-);

            - напряжение подачи тонера (Supply Voltage - SUP).

Высоковольтный источник питания состоит из четырех импульсных преобразователей напряжений, которыми и осуществляется формирование шести перечисленных напряжений. Моменты включения, а также выключения импульсных преобразователей определяются  сигналами от  микропроцессора (CPU) принтера. 

Рис. 2

 Принципиальная схема источника высоких напряжений  принтера Samsung  ML2151

Источник питания для валика  первичного заряда (см. рис. 3) выполнен с помощью импульсного повышающего преобразователя напряжения реализованного на трансформаторе T401,  силовом ключе Q404 и цепей управления этим каскадом (KA324, Q401, Q403). Силовой ключ работает в импульсном режиме, и управляет первичной обмоткой силового трансформатора. Вторичная обмотка трансформатора с контактами 2-4 обеспечивает фазовую подстройку частоты переключения Q404. Управляющим сигналом для этого каскада является сигнал MHV-PWM, который формируется с CPU. Сигнал представляет собой высокочастотные импульсы, длительность которых изменяется при регулировках плотности тонера.  Со вторичной обмотки трансформатора снимаются ЭДС, выпрямляются диодом D404, сглаживаются конденсатором С409 и подаются на ролик первичного заряда. Напряжение достигает значения от 1,3кВ до 1,8кВ, этим напряжением поверхность фоторецептора заряжается до значения от -750В до -900В. Ток заряда фотобарабана ограничивается резисторами R450 и R415.   На положительный вход операционного усилителя KA324 (вывод 5 ) подается сигнал обратной связи (MHV-SEN), снимаемый  со средней точки резистивного делителя, образованного  R414, R413 и  переменным резистором MHV (20К).   Уровень обратной связи будет определять  напряжения на ролике первичного заряда,  с помощью переменного резистора  MHV можно калибровать уровень заряда поверхности фотобарабана, а следовательно и плотность тонера. Механизм регулировки следующий:  если выходное напряжение источника становится слишком высоким, компаратором  KA324 блокируется работа транзистора Q401. Напряжение, приложенное к фотобарабану, определяется резистором R416 (100М0м), а стабилитроном ZD403 (100В) задается минимальный потенциал на металлической подложке фотобарабана.Узел проявки изображения (см. рис. 3) состоит из ролика проявки и подающего ролика на которые подаются соответствующие уровни постоянных напряжений. На ролик проявки – от -380В до -500 В,  а подающий ролик – от -560В до -680В. Схема формирующая эти напряжения также выполнена на одном общем для обоих валов импульсном преобразователе, состоящем из T501, Q504 и цепях согласования и управления Q503, Q501, U104-А KA324. На схему приходит управляющий сигнал BIAS-PWM, который формируется CPU, и представляет собой высокочастотные импульсы, длительность которых изменяется при регулировках контрастности.    Со вторичной обмотки трансформатора снимаются ЭДС, выпрямляются, сглаживаются и подаются на подающий ролик (SUPPLY)  и ролик проявки (DEV).  Напряжение  для проявительного вала (DEV) формируется из напряжения (SUPPLY) с помощью стабилитрона ZD503, он задает разницу потенциалов этих валов, и обеспечивает соответствующий перенос тонера на  ролик проявки с ролика подающего. На положительный вход операционного усилителя U104-А KA324 (вывод 3 ) подается сигнал обратной связи (BIAS-SEN), снимаемый с вторичной обмотки  преобразователя. Уровень напряжения на роликах можно регулировать с помощью переменного резистора  DEV (50КОм), стоящего в цепи резистивного делителя обратной связи образованного R514, R513 и переменным резистором DEV.  Цепь, построенная на операционном усилителе U104 – D КА324 (конт. 12, 13, 11) является формирователем сигнала обратной связи MHV-READ. Уровень сигнала обратной связи регулируется переменным резистором MHV-READ.

В принтере на ролик  переноса в периоды печати подается отрицательное напряжение. Кроме того, для предотвращения случайного переноса тонера в моменты, когда печать не осуществляется, а только идет подготовка к ней, на ролик  подается положительное напряжение. Поэтому блок формирования напряжения ролика переноса состоит из источника положительного напряжения и источника отрицательного напряжения. Оба этих источника являются импульсными источниками питания, причем уровень напряжений, формируемых этими источниками, может регулироваться микроконтроллером принтера с целью обеспечения стабильности напряжения.      Контакт для подключения ролика на схеме обозначается THV. На вход источника подается несколько управляющих сигналов: THV-PWM – импульсный сигнал, позволяющий формировать  положительное напряжения на ролике; THV-EA – сигнал, разрешающий подачу отрицательного напряжения на коротрон в момент печати. Кроме входных сигналов, имеется и один выходной сигнал – THV-READ, который фактически является сигналом обратной связи. Уровень сигнала THV-READ пропорционален напряжению на ролике и в соответствии с его значением микроконтроллер изменяет ширину управляющих импульсов, тем самим стабилизирует напряжение.

      Источник питания, состоящий из импульсного трансформатора T201 и ключевого транзистора Q203 (см. рис. 4), представляет собой формирователь положительного напряжения на ролике. К вторичной обмотке этого импульсного трансформатора подключен диодноемкостной умножитель напряжения (C210, C209, C211, D204, D205, D206).  С помощью данных цепей на ролик переноса подается напряжение до 4,2 кВ.

      Источник питания, состоящий из импульсного трансформатора T301 и ключевого транзистора Q302, представляет собой формирователь отрицательного напряжения на ролике. Трансформатор является повышающим, к вторичной обмотке которого подключена однополупериодная схема выпрямления (D302, C304). Данный преобразователь формирует отрицательное напряжение от -600В до -1200В, которое подается на ролик в моменты,  когда печать не осуществляется, и инициирован режим очистки.  Цепь, построенная на операционном усилителе U105 – В КА324 (конт. 5, 6, 7) является формирователем сигнала обратной связи THV-READ. Уровень сигнала обратной связи регулируется переменным резистором INDEX, с помощью его можно изменять  напряжения на ролике.

       В качестве первичных питающих напряжений для всех импульсных высоковольтных преобразователей  используются  напряжения  +24V, +5V. Оба напряжения формируются  блоком питания принтера, дополнительная стабилизация канала +5В выполнена на интегральном стабилизаторе IC101 (KA7805).

Рис. 5

 

В случае  присутствия неисправности в любом   высоковольтном преобразователе на отпечатке можно наблюдать различного рода искажения изображения или его полное отсутствие. Определить неисправность и идентифицировать блок просто, для этого необходимо выполнить тест прерванной печати, а именно,  при печати выключить принтер в тот момент, когда  лист находится под картриджем. После этого необходимо извлечь картридж  и аккуратно удалить бумагу из принтера. По состоянию отпечатка на листе бумаги и на самой поверхности фотобарабана можно судить какое напряжение отсутствует. Если на поверхности барабана тонер присутствует, а на бумаге нет, значит, на ролик переноса напряжение не подается или отсутствует контакт с картриджем. Если  тонера на поверхности барабана не наблюдается, то возможно, что нет сканирования поверхности барабана  лазером, или не формируется напряжение для вала проявки, также при данной неисправности может наблюдаться отсутствие  зарядки и переноса тонера  на вал проявки по причине неисправности высоковольтного источника.  Возможные основные дефекты  изображения при неисправных  высоковольтных источниках, алгоритмы поиска неисправностей  сведены в таблицу 1. Стоит отметить, что прежде чем диагностировать преобразователи  на наличие дефекта, сначала нужно точно убедиться в том, что неисправна плата высоковольтных источников. Самый простой способ диагностики, это замена картриджа на заведомо исправный, а также,  проверка всех его  контактных  площадок на наличие загрязнений,  только после этих процедур необходимо приступать к диагностике высоковольтных блоков. В некоторых случаях при проявлениях дефектов на отпечатках можно достаточно быстро идентифицировать неисправный узел картриджа, так например, очень часто дефекты печати  на  листе бумаги проявляются в виде повторяющихся пятен или отпечатков. В данном случае нужно измерить расстояние между отпечатками и обратиться к таблице 2, в которую сведены длины окружностей  валов подавляющего числа принтеров Samsung, для нашего принтера это: вал первичного заряда 38мм; фотобарабан 95мм; вал проявки 49мм; вал подающий 45мм; вал переноса 57мм. На рис. 5 приведено схематичное расположение каждого вала в принтере.  

Модель

Вал заряда

(Charge)

Фото-
барабан

(OPC)

Вал проявки

(Developer)

Вал

подающий

(Supply)

Вал

переноса

(Transfer)

Нагрева-тельный вал

(Heat Roll)

Прижим-ной вал

(Press Roll)

ML 1210/1220/4500

37,7

75,4

31,6

26,8

47,1

57,1

56,5

ML 1450

38,5

96

50

51

56,8

69,3

81,6

ML1510/1710/10P/50

37,7

75,5

35,3

37

45,3

64,1

75,5

ML 1520

37,7

75,5

35,2

47,8

45,3

57,1

59,7

ML 1610

37,7

75,5

35,2

47,5

46,2

63,9

75,4

ML 1650

38,5

95,6

47,1

45,3

56,1

69,3

81,6

ML 2015

37,7

75,5

35,2

47,5

46,2

63,9

75,4

ML 2250/2251/2252

37,7

75,5

35,3

44,9

47,1

78

75,5

ML 2150/2151/2152

38

95

49

45

57

82

92

ML 2553/2550

38

95

49

45

47,5

82

92

ML 2510/70/71

37,7

75,5

35,2

57

46,2

77,7

75,4

ML 305x

37,7

75,5

35,2

44,9

47,1

77,8

75,4

ML 3561

38

94

50

42

56

126

126

ML 5000

37,7

94,3

46,1

40

47,1

56,1

56,2

ML 6060

38,5

95,6

47,1

45,3

56,1

69,3

72,5

SCX 4x16

37,7

75,5

35,2

37

45,3

64,1

75,5

SCX 4100

37,7

75,5

35,2

47,8

45,3

57,1

59,7

SCX 4x20

37,7

75,5

35,2

44,9

47,1

77,8

75,4

SCX 4x21

37,7

75,5

35,2

47,5

46,2

63,9

75,4

SCX 4200

37,8

75,5

35,2

44,9

45,3

63,9

75,3

SCX 5x12

31,7

94,3

56,5

42,7

57,8

82,9

69,1

SCX 5x15

37,7

94,3

44,8

35,8

57,8

82,5

78,5

SCX 6x20 FN

38,3

94,3

54,3

43,8

56,6

82,6

91,1

MSYS 5150

37,7

94,3

46,1

40

47,1

56,1

56,2

 

 

 

 
 
 

Copyright © 2000-2016гг.   Учебный Центр "Алгоритм"  тел./факс: (8412) 52-23-62, 52-23-47, 21-84-24  E-mail: nto@bk.ru

 

Вверх