激光打印机Clean System研讨

2021-04-21徐荣力李忠远马卫兵

商品与质量 2021年14期

徐荣力李忠远马卫兵

惠普打印机（山东）有限公司山东威海 264209

1 有机感光鼓（OPC）清洁目的

OPC为激光打印机的最核心的部件，是实现数字信号转化为可见图像的基础。与OPC接触的部件多，各部件均对工作环境的清洁度有较高的要求[1]。OPC工作过程中产生的废碳粉等物质如果不能及时清除，就会污染到带电辊、显像辊等，影响画像输出质量。

在激光打印机工作过程，需要通过OPC清除的异物包括以下几类：①清除残余碳粉。打印过程中，OPC上的碳粉会有部分，残余在OPC表面，形成废碳粉；②清除污染物。这些污染物包括纸张的切割碎屑，碳粉的外添加剂，纸张加工过程的添加剂，以及放电所产生的物质；③由转写辊回收的废碳粉、异物等，通过OPC返送清除到废粉仓。

2 Cleaning 方式及分类

Cleaning方式的选择有以下几个特性要求。首先不改变感光体的表面形态，使用过程中不对OPC造成划伤、磨损等物理损伤，或化学反应后在OPC表面形成影响碳粉转送的现象；其次，不能影响显像Process，比如碳粉的飞散、带电辊的污染、OPC表面电位的变化；第三，确保产品到寿命不会失效，完整寿命的可信赖性；第四，亲环境的特性，比如打印过程中的低噪音，轻振动及不产生异味；最后，满足设计机构空间要求，低成本。

激光打印技术经过大约七十年的发展，各种Cleaning方案在被使用到产品上。在不同阶段各激光打印品牌也选择了不同的Cleaning方案。

Cleaning方式大体分为机械式和静电式两大类，静电式生产成本偏高，已经逐渐被淘汰。机械式分为接触型和非接触型，如接触型中包含Brush方式、Blade方式、Web方式、Roller方式，非接触型有Air Jet方式、超声波方式[2]。

随着近年新材料的的不断发展，以及对打印机小型化的发展趋势，越来越多的品牌厂商不约而同地选择了Blade方式。这种方式较其他方式的优势越来越明显，如工艺简单，原材料成本低，最重要的是Cleaning性能好，特别是在长寿命的产品上，被普遍使用。

3 Blade 方式设计

Blade Cleaning方式，即通过机械力将感光鼓上的残余碳粉清除，它利用了Blade的橡胶弹性，将Blade贴近感光鼓表面，在感光鼓旋转过程中将废碳粉物理刮除。Cleaning机理为停滞与滑动。打印过程中OPC不断转动，与OPC表面接触的Blade 由于静摩擦力产生弹性形变，随着形变量变大，弹性力增大，当弹性力大于静摩擦力时，Blade产生恢复形变的滑动。在这个过程中把OPC表面的碳粉挂掉，进入废粉仓。当然，由于OPC表面摩擦系数不能完全均一，在Blade全体宽度方向上，各点发生不均一同步的停滞与滑动。

Blade方式根据定位方向，设计分为Leading方式和Trailing方式。Training方式由于需要对OPC较大的压力，对OPC磨损大，对硒鼓寿命限制较大，现在市场流行的产品基本不使用这种方式。Leading方式有着优秀的Cleaning性能，唯一的缺点就是要求感光体表面的摩擦系数不能过大，否则会发生翻转失效[3]。

Blade设计参数对Cleaning性能影响较为明显，各参数综合作用下形成对OPC的线压力P和Cleaning Angle α。在硒鼓结构各参数设计选定过程中，OPC的轴心确定后，Blade的定位尤为重要。其中，Blade自由长L、杨氏模量E 及Blade定位尺寸直接影响线压力和Cleaning Angle。通过基准算法，计算出线压力及Cleaning Angle的基准中心。再参考Blade定位公差及Blade自身参数的上、下限，可判定在各种极限情况下，所设计的产品参数是否合理。