ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

Разработана и опробована технология реставрации органических электрофотографических фоторецепторов (барабанов, opc drums) для копировально-множительных аппаратов, лазерных и светодиодных принтеров и соответствующее технологическое и контрольное оборудование. Размеры реставрируемых барабанов: диаметр - до 190 мм, длина - до 700 (при необходимости до 1100) мм. Изношенные и поврежденные слои фоторецепторов могут быть восстановлены либо наращиванием, либо заменой на новые. Для повышения износостойкости барабанов разработаны специальные защитные слои толщиной 1- 10 мкм, которые наносятся сверху поливом из раствора или вакуумным напылением.

Для редких или устаревших типов копировальных аппаратов реставрация барабанов является, подчас, единственным средством, позволяющим продлить жизнь дорогостоящего оборудования.

Как известно, во многих странах уже давно существуют специальные службы по сбору использованных картриджей (обычно в русле борьбы за чистоту природы) и предприятия по их реставрации. Реставрированные таким образом картриджи по своим свойствам практически не отличаются от оригинальных, но стоят существенно дешевле - в расчет идет моральный ущерб за пользование "сэконд-хэнд".

В 1998 г. в США по инициативе компании recharger magazine было создана Северо-Восточная Ассоциация Реставраторов Картриджей (northeast cartrige remanufacturers association, necra), которая, в жесткой борьбе с производителями оригинальных кортриджей, и совместно с другими подобными организациями в 1999 - 2000 г.г. добилась признания этого вида бизнеса законным, что было подтверждено соответствующими законами США, а затем Германии, Франции, Канады, Китая и других стран.

Замена изношенных или поврежденных фоторецепторов (барабанов) является одним из основных этапов реставрации картриджей. Однако реставрация собственно фоторецепторов является сложнейшим технологическим процессом. Здесь приведены основные элементы технологии реставрации органических фоторецепторов. Простота описания не должна вводить в заблуждение, что данный процесс прост и легок. Реставрация фоторецепторов требует знания не только состава и строения фоторецепторов различных фирм и производителей, но и специальных методов исследований характеристик изношенных и изготовленных барабанов, специального технологического оборудования, широкого набора редких химикатов и т.п. для оперативного разрешения технологических проблем для каждого конкретного типа фоторецептора.

Методы реставрации фоторецепторов

На Рисунке 1 представлена обычная структура фоточувствительного покрытия органического фоторецептора (заряжаемого отрицательным зарядом).

Указанные слои наносятся последовательно на алюминиевую заготовку методом вытягивания из растворов (т.н. "dipping" метод), а иногда (реже из-за сравнительно более низкого качества) - и методом пневматического или электростатического распыления или налива.

Верхние зарядо-транспортный и (чаще) защитный слои могут наносятся и вакуумным напылением (с использованием газо-транспортных реакций), как это описано в работе ¹. Показано, что микротвердость полученных таким способом защитных слоев достигает 2000 кг/ мм ², что, одновременно с низкими коэффициентами поверхностного трения, позволяет значительно повысить износостойкость фоторецепторов.

На Рисунках 2- 6 показаны наиболее типичные виды износа (повреждения) фоторецепторов. Для вариантов, указанных на Рис. 7-13, разработана гамма специальных составов поливочных растворов и технологии их нанесения и сушки, а также технологии удаления изношенных слоев.

Реставрированные таким способом барабаны практически не отличаются по своим характеристикам от оригинальных фоторецепторов, за исключением, в ряде случаев, их цвета. Последнее обусловлено тем, что составы слоев могут отличаться по составу от состава слоев оригинальных фоторецепторов.

Нанесение защитных слоев позволяет дополнительно увеличить тиражестойкость фоторецепторов в 1,5 - 3 раза (в зависимости от состава и технологии нанесения слоя).

Рисунок 1: Структура фоточувствительного покрытия нового органического фоторецептора (толщины слоев даны условно): substrate - цилиндрическая заготовка из алюминия или алюминиевых сплавов, gl - слой грунтовки (используется в основном японскими фирмами-производителями фоторецепторов с целью компенсации плохого качества дешевой алюминиевой заготовки), bal - барьерно-адгезионный слой, cgl - фотогенерационный слой, ctl - зарядо-транспортный слой, pl - защитный слой (имеется в сравнительно редких случаях, в основном, в так называемых "лонг-лайф" фоторецепторах).

Рисунок 2: Структура органического покрытия фоторецептора. Изношен только зарядо- транспортный слой.

Рисунок 3: Структура органического покрытия фоторецептора. Изношен зарядо- транспортный слой и поврежден фотогенерационный слой.

Рисунок 4: Структура органического покрытия фоторецептора. Изношен зарядо- транспортный слой, повреждены фотогенерационный и барьерно-адгезионный слои.

Рисунок 5: Структура органического покрытия фоторецептора. Изношен зарядо- транспортный слой, повреждены фотогенерационный, барьерно-адгезионный и грунтовочный слои.

Рисунок 6: Структура органического покрытия фоторецептора. Изношен зарядо- транспортный слой, повреждены фотогенерационный, барьерно-адгезионный, грунтовочный слои и алюминиевая подложка.

Рисунок 7: Фоторецептор с реставрированным (наращенным) ctl.

Рисунок 8: Фоторецептор с нанесенным на изношенный зарядо- транспортный слой новым защитным слоем.

Рисунок 9:Фоторецептор с новым защитным слоем поверх реставрированного (наращиванием) зарядо- транспортного слоя ctl.-2.

Рисунок 10: Фоторецептор с реставрированным (методом замены) новым зарядо- транспортным слоем ctl-2 взамен изношенного ctl. ctl-2 может быть покрыт защитным слоем pl.

Рисунок 11: Фоторецептор реставрирован заменой изношенных зарядо- транспортного ctl-1 и фотогенерационных cgl-1 слоев на новые слои ctl-2 и cgl-2.

Рисунок 12: Фоторецептор реставрирован заменой изношенных (поврежденных) зарядо- транспортного ctl-1, фотогенерационного cgl-1 и барьерно-адгезионного bal-1 слоев на новые слои ctl-2, cgl-2 and bal-2. Грунтовочный слой gl может быть дополнительно отполирован.

Рисунок 13: Фоторецептор реставрирован заменой изношенных (поврежденных) зарядо- транспортного ctl-1, фотогенерационного cgl-1, барьерно- адгезионного bal-1 и грунтовочного gl слоев на новые ctl-2, cgl-2 и bal-2. Грунтовочный слой- не наносится. Поверхность подложки при этом может быть дополнительно отполирована.

Исследование процессов, проходящих в слоях фоторецепторов при их механическом (абразивном), радиационном (световом - засветка источниками освещения, УФ- и видимым светом короны), химическом (воздействие озона, образующегося при коронном разряде) и их комбинаций позволило разработать составы покрытий, устойчивые к воздействию этих факторов, и существенно продлить жизнь как реставрированным, так и вновь изготовленным фоторецепторам.

Выбор способа реставрации в каждом конкретном случае зависит от характера и степени износа фоторецептора и экономической целесообразности. Например, "полная" реставрация фоторецепторов (Рис. 12, 13) экономически целесообразна только для редких и дорогих типов фоторецепторов.

В то же время хорошо отработанная "частичная" реставрация (Рис. 7-10) фоторецепторов практически в любом случае экономически целесообразна и устойчиво дает хорошие результаты.

Однако при этом следует иметь в виду, что процедуры «обновления» и «разглаживания» ТС (в зависимости от толщины наносимого покрытия поверх изношенного ТС слоя) не могут в принципе улучшить электрофотографические характеристики фоторецепторов, а позволяют только улучшить их внешний вид и избавиться от несущественных поверхностных дефектов. Использование для этих целей ряда специальных растворов, в том числе американских фирм (cardinale, anakenesis) позволяет обновить внешний вид, а также, в ряде случаев, продлить длительность его эксплуатации (за счет нанесения защитного слоя, Рисунок 8).

Естественно, что не каждый изношенный (поврежденный) фоторецептор имеет смысл реставрировать. Так, например, в случае заметных механических повреждений алюминиевой основы (глубокие царапины), грунтовочного слоя (царапины до поверхности основы), как правило, реставрация фоторецептора и технически и экономически нецелесообразна.

Кроме этого, длительное воздействие света на фоторецептор (например, хранение использованных барабанов и/или картриджей на свету) приводит к необратимым процессам деструкции как в светочувствительных, так и в нижнем грунтовочном слоях (вплоть до изменения цвета засвеченной поверхности) и, как результат, - к полной потере работоспособности барабана. В этом случае возможны только полное удаление и замена "засвеченных" слоев, что экономически не является целесообразным.

Как следует из практики, основными причинами выхода фоторецепторов из строя являются глубокие царапины на светочувствительном покрытии (при использовании неподходящих сортов бумаги, пыли в помещении и, соответственно, на бумаге, забытых скрепок, некачественных тонеров, и т. д.), или длительная засветка фоторецептора (иногда даже сопровождающаяся изменением цвета покрытия).

При замене фоторецептора на новый (или реставрированный) рекомендуется заменить также и очистительный нож (ракель), иначе изношенный (и притертый к предыдущему фоторецептору) ракель может резко ускорить износ поверхности фоторецептора.

При любых операциях с картриджем (фоторецептором) вне аппарата необходимо его немедленно поместить в черный светонепроницаемый пакет и затем, желательно, хранить пакет в темном месте. Засветка фоторецептора проявляется, как правило, на копии в виде продольных полос (повторяющихся кратно длине окружности фоторецептора). Такой фоторецептор, в большинстве случаев, испорчен необратимо, и реставрации не подлежит.

Темные полосы могут появляться на изображении и при неправильной (нецентрованной) установке шестеренок в фоторецепторе и/или плохого электрического контакта шестеренки с алюминиевой подложкой.

Для анализа состояния и выбора метода реставрации необходимо получить перед снятием фоторецептора из аппарата 2-3 копии (на разных режимах, в т. ч. черное и белое поля высотой не менее длины окружности цилиндра, а шириной - не менее длины рабочей зоны цилиндра каждое) и приложить их к фоторецептору (с точным указанием модели Вашего аппарата). Эта информация поможет быстро установить причины износа и выбрать оптимальный способ реставрации барабана. Важно также отметить, что технология реставрации позволяет также подобрать характеристики реставрируемого барабана таким образом, чтобы получать качественные плотные отпечатки при использовании "слабых" тонеров, и наоборот.

НИФТИ ОАО «Компания Славич» г. Переславль-Залесский разработана универсальная малогабаритная технологическая линия по производству ОРС мощностью до 20 тыс. шт в год (т.н. «мини-завод»), поливочные растворы (лаки) и их компоненты (на базе отечественного сырья)- для регионального использования.

На этом оборудовании разработана технология реставрации поверхности изношенных фоторецепторов путем: а) нанесения на их поверхность тонких износостойких защитных слоев;б) удаления изношенных слоев и нанесения на подготовленную металлическую подложку новых слоев с соответствующими характеристиками.

Разработана автоматизированная высокопроизводительная настольная установка (с двумя поливными узлами и выносным термостатом) для нанесения слоев на поверхность фоторецептора, а также технология реставрации поверхности фоторецепторов различных типов и соответствующие реставрационные лаки. В отличие от аналогичных импортных технологий в составе разработанных универсальных лаков отсутствуют токсичные компоненты (в частности, метанол, присутствующий во всех импортных лаках в количествах до 85%). Технология и изделия совместимы с технологией реставрации картриджей любых типов. Особо эффективно производить такую процедуру после первой заправки- в этом случае внешний вид и тиражестойкость реставрированных фоторецепторов практически не отличается от оригинальных. Автоматизированная настольная установка МПР-03proнужного формата (А4-А3, А4-А2, диаметр фоторецептора 16-40, 24-60 мм и более) может быть изготовлена под заказ.

Машина поливная для реставрации фоторецепторов типа МПР-03pro-это полуавтоматическая установка, предназначенная для автономной реставрации органических фоторецепторов (барабанов) методом полива из раствора, с комбинированной поливной головкой.

Используемые методы нанесения слоев:

-а) кистевой (со сменной поролоновой кистью);

-б) кюветно-щелевой.

Кистевой метод полива обеспечивает равномерное нанесение реставрационных растворов специальной кистью (помазком), в том числе растворов, поставляемыхфирмойcardinal imaging co., usa, с использованием поставляемых этой же фирмой поролоновых кистей (помазков).

Кюветно-щелевой метод обеспечивает равномерное нанесение растворов/лаков, как поставляемых фирмой cardinal imaging co., так и аналогичных лаков других фирм, включая лаки производства "НИФТИ" и ЗАО "Репротон".