Принцип работы скоротрона

Принцип работы скоротрона

Как показала длительная практика проведения различных учебных курсов, иногда  даже опытные сервисные инженеры не очень хорошо представляют назначение и принцип работы отдельных компонентов копиров, принтеров и МФУ. А поскольку понимание принципов во многих случаях может упростить диагностику и устранение проблем, мы попытаемся изложить эти принципы в серии коротких общеобразовательных статей. Статьи ориентированы на новичков в сфере ремонта КМТ, которым школьный курс физики не казался слишком сложным.

Первая статья посвящена принципу работы устройства с названием «скоротрон».

 

Скоротрон состоит из классического коротрона (т.е. металлической нити, окруженной открытым в одну сторону металлическим экраном) и металлической сетки. Собственно, о роли сетки в этом нехитром устройстве и пойдет речь ниже.

В отличие от простых коротронов, которые могут использоваться для выполнения самых различных функций (перенос, отделение, предочистка, предперенос и пр.) в печатающих устройствах, скоротрон используется только для заряда поверхности фоторецептора (барабана).

Как это работает.


  • В начальный момент времени потенциал (здесь и далее говорим о значениях потенциалов и напряжений относительно корпуса) на поверхности барабана равен нулю.
  • На нить коротрона подается высокое напряжение (несколько кВ).
  • На сетке устанавливается напряжение приблизительно равное потенциалу, до которого необходимо зарядить поверхность фоторецептора (несколько сотен В). Это значение задается либо высоковольтным блоком питания (ВВБП, HVPS), либо показанной на рисунке простейшей схемой из последовательно включенных резистора и стабилитрона.
  • За счет высокой разности потенциалов между нитью и экраном коротрона возникает коронный разряд (именно поэтому коротрон называется коротроном), нить начинает светиться, а воздух вокруг нити ионизируется и становится проводником электричества.
  • Возникает ток заряда поверхности барабана (Imc) и ток сетки (Ig). Ток заряда барабана превышает ток сетки, т.к.
  • больше разность потенциалов.
  • В момент, когда потенциал на поверхности барабана становится равным потенциалу на сетке, ток заряда уменьшается и возрастает ток сетки. Заряд барабана прекращается. Ура, задача заряда поверхности барабана до нужного потенциала выполнена.

Почему нельзя было сделать то же самое коротроном без сетки? Ответ на этот вопрос хорошо иллюстрирует эквивалентные схемы работы коротрона и скоротрона.

Задача – получить нужный потенциал в точке над сопротивлением R (бараб.). При этом:

  • Электрическое сопротивление воздуха сильно зависит от условий окружающей среды. Чем больше расстояние, по которому ток  течет через ионизированный воздух, тем больше эта зависимость.
  • Нить коротрона, на которую для возникновения коронного разряда необходимо подавать очень высокое напряжение, нельзя расположить близко к поверхности барабана, т.к. возможен пробой и порча барабана. Сетку же, напряжение на которой многократно ниже, можно установить на небольшом расстоянии от барабана и получить в итоге меньшую зависимость от окружающей среды.
  • Ну и с точки зрения схемотехники высоковольтных блоков питания управление напряжением в несколько сотен вольт намного проще, чем управление напряжением в несколько киловольт.

В итоге, наличие сетки дает нам целый ряд преимуществ:

  • Защита поверхности барабана от перезаряда.
  • Более ровное распределение потенциала на поверхности барабана по длине, даже при загрязнении и «выгорании» нити коротрона.
  • Возможность простого управления потенциалом на поверхности барабана.
  • Снижение требований к стабильности напряжения на нити коротрона.
  • Меньше вероятность высоковольтного пробоя на поверхность барабана.

Несколько практических аспектов, вытекающих из теории:


Многие считают, что в цифровых печатающих устройствах неисправность скоротрона заряда может проявляться только в виде страниц со сплошной черной заливкой и исключают его из списка подозреваемых деталей, встретив проблему бледной печати. Бледная печать, действительно, в большинстве случаев имеет другие причины. Однако есть исключение – пробой изоляторов скоротрона на сетку. Резкое снижение сопротивления между нитью и сеткой из-за такого пробоя приводит к тому, что  напряжение на сетке заметно возрастает, соответственно возрастает и заряд барабана. Итог – бледная печать. Диагностируется такая проблема очень просто – нужно снять или другим образом отключить зарядный скоротрон и взглянуть на черноту получившихся на выходе «малевичей». Если они остались серыми, то копаем проблему дальше, а если черные, то приговор изоляторам скоротрона практически однозначный.

Во многих современных машинах присутствует возможность  регулировки напряжения на сетке. Любителям «крутить крутилки» следует помнить, что:

  • Не стоит регулировать напряжение на сетке для того, чтобы сделать изображение темнее или бледнее, т.к. это крайне неэффективная для данной цели регулировка. Даже небольшое снижение напряжения сетки вместо желаемого увеличения плотности печати обычно приводит к появлению фона. А для осветления изображения, напротив, придется заметно повышать напряжение на сетке. Зачастую до уровня, при котором многократно возрастает вероятность пробоя. Если уж очень сильно хочется улучшить плотность печати именно настройками машины, а не устранением физических причин проблемы, то лучше использовать другие, более эффективные, регулировки. Например, напряжение смещения.
  • В исправной современной машине ручная регулировка напряжения сетки практически никогда не требуется. Исключение – устранение фона, вызванного использованием совместимого барабана, который по своим характеристикам заметно отличается от оригинала.

Статьи по теме:

Рубрика Ремонт печатающих устройств. Добавить в избранное. Оставить комментарий or leave a trackback.
Статистика:63/ 0,196s/ 52.25 MB