No Image

Состав тонера для лазерного принтера

СОДЕРЖАНИЕ
434 просмотров
10 марта 2020

То́нер — обладающий особыми свойствами чёрный или цветной порошок, который переносится с помощью электрографического принципа на заранее специальным образом заряженный фотобарабан и формирует на нём видимое изображение, которое затем переносится на бумагу [1] .

С тонером также связаны следующие термины:

Носитель (англ. Carrier) — частицы материала с магнитными свойствами, используемые для переноса немагнитного тонера к фотобарабану.

Девелопер (англ. Developer) — смесь материалов, подаваемая к фотобарабану. В двухкомпонентных машинах это смесь тонера и носителя, а в однокомпонентных машинах — только тонер. Термин аналогичен применяемому в фотографии термину проявитель, но обычно в русскоязычной литературе не переводится.

Содержание

Цвет тонера [ править | править код ]

В монохромных принтерах (здесь и далее по тексту принтером называется любая электрографическая машина: лазерный принтер, или копировальный аппарат) практически всегда используется тонер черного цвета. Для некоторых устаревших монохромных устройств (например, Canon FC-2, Canon NP-1215) выпускались сменные картриджи с цветным тонером, что позволяло использовать цвет в оформлении документов.

В полноцветных принтерах используются тонеры со стандартными для полиграфии цветами: черный, пурпурный (magenta), голубой (cyan) и жёлтый (цветовая схема CMYK).

Физические свойства [ править | править код ]

Частицы тонера в среднем имеют размеры от 5 до 30 микрометров. Ранние поколения принтеров использовали более крупнодисперсный тонер. Крупные частицы тонера облегчали очистку фотобарабана от неиспользованного тонера, давали насыщенное плотное изображение. Однако, разрешающая способность в 300 dpi скоро оказалась недостаточной и стали выпускаться всё более мелкодисперсные тонеры (и соответствующие принтеры). Такие тонеры уже не способны дать плотный растр, что делает невозможным печать на плёнке с целью получения фотонегатива, например, для изготовления печатных плат.

Для использования в электрографическом процессе частицы тонера должны обладать диэлектрическими свойствами и хорошо электризоваться в процессе перемешивания. Количество тонера, попавшего при проявлении скрытого изображения на фотобарабан зависит от разности заряда на поверхности фотобарабана и собственного заряда частиц тонера.

К фотобарабану тонер подается с помощью специального проявляющего (девелоперного) вала. В некоторых принтерах проявляющий вал покрыт диэлектрическим материалом, при этом тонер удерживается на поверхности вала за счет электростатического притяжения.

Однако, чаще всего проявляющий вал изготавливается из металла, а внутри вала устанавливается постоянный магнит, удерживающий девелопер на поверхности вала. Такой вал проявления называют магнитным валом. Существует два варианта работы такой системы.

Однокомпонентный девелопер: Частицы тонера обладают магнитными свойствами и самостоятельно удерживаются на поверхности намагниченного вала.

Двухкомпонентный девелопер: Частицы тонера не обладают магнитными свойствами и переносятся к фотобарабану магнитными частицами носителя. Носитель в процессе печати практически не расходуется, а тонер периодически добавляется в смесь девелопера.

Читайте также:  Connect manager что это за программа

Тонер на бумаге закрепляется путём расплавления и впрессовывания в структуру бумаги, поэтому одно из обязательных требований к материалу — легкоплавкость.

Химический состав [ править | править код ]

Частицы тонера изготавливаются из различных полимеров, например из полиакрилата стирола с добавлением красителей.

Для придания магнитных свойств в состав тонера включают магнитные материалы, например, магнетит. Для этого магнитные частицы заключаются внутрь полимерной оболочки.

Поскольку магнитные материалы обычно имеют темный цвет, то цветные виды тонера всегда делаются немагнитными.

Производство тонера [ править | править код ]

Первоначально тонер производился путём измельчения исходного материала, однако при этом форма частиц получается граненая, с острыми кромками, что приводит к повышенному износу частей принтера. При измельчении также трудно выдержать нужный размер частиц.

Для современных принтеров частицы тонера производятся («выращиваются») в специальном процессе так, чтобы получить форму, близкую к сферической с малым разбросом размера.

Вред тонера [ править | править код ]

Тонер в виде порошка (до нагрева на бумаге) может представлять опасность для здоровья человека, особенно при вдыхании [2] . При работе с тонером, например, при заправке, требуется соблюдать ряд предосторожностей, например, использовать латексные перчатки [3] , респиратор либо, как минимум, медицинскую маску. Помещение должно быть оборудовано вытяжкой. Также для удаления излишков тонера используют специальные пылесосы.

Структура и химический состав тонера

Чтобы вы боле наглядно смогли понять, что на самом деле представляет собой тонер, как основа картриджа. Дадим ему краткое определение.

Тонер – это ни что иное, как мелкодисперсный порошок, предназначенный для применения в сухом электрофотографическом процессе, проще говоря, в ксерографии. Без тонера невозможно проявление скрытого изображения на фоторецепторе а затем – формирования видимого изображения на бумаге и других печатных основах (тканях, стеле, полимерах и проч.).

В картриджах современных копиров, МФУ и лазерных принтеров (например, оригинальные картриджи HP Q2612A) используются сложные по своей структуре и химическому составу тонеры. Это наглядно видно на примере частицы наиболее типичного тонера.

Основой порошка служит полимер. Наиболее часто используются в современных тонерах стирен-акриловый сополимер или полиэстер. Полимер является неким связующим звеном между всеми остальными компонентами тонера и одновременно определяет базовые свойства его частицам в плане способности приобретать тот или иной заряд и закреплять на бумаге или другом материале.

Регулирующая заряд добавка

Для наделения тонеров способностью приобретать положительный или отрицательный заряд (для разных типов тонера нужен заряд определенного знака) в требуемом для эффективной работы количестве, в полимерную основу интегрируется так называемый CCA (Charge Control Agent) или, попросту говоря, регулирующая заряд добавка: чтобы получить положительны заряд, используются четвертичные соли и нигрозиновые красители, чтобы получить отрицательный заряд – азокрасители и органические кислоты.

Читайте также:  Почему компьютер не видит вставленный диск

Окиси железа придают тонерам магнитные свойства. Наличие этого магнетита в структуре обязательно для тех тонеров, которые предназначены для использования в однокомпонентной магнитной системе проявки. Дело в том, для корректной работы системы требуется магнитный компонент, как действующая на частицы порошка тонера магнитная сила.

Однако для используемых в однокомпонентной немагнитной системе проявки тонеров наличие магнетита необязательным. Некоторые производители добавляют его только для снижения пыльности порошка.

Эти компоненты тонеров обеспечивают тонерам различные цвета. Кстати, магнетит для монохромных тонеров (черных) может одновременно служить и пигментом. А в немагнитных тонерах используют обыкновенную сажу. В цветных же – пигменты разных цветов.

Модификаторы и поверхностные добавки

Для качественного термического закрепления тонера к валам блока картриджа в порошок добавляются модификаторы. В этом качестве отличные результаты демонстрирует воск, полипропилен, полиэтилен и др.

Для регулирования «текучести» (смазывающих свойств) тонеров и трения между собой и деталями картриджа в него внедряются поверхностные добавки.

Тонеры являются расходным материалом для лазерных принтеров. Они представляют собой мелкодисперсный порошок, используемый для формирования изображения на бумаге или другом носителе.

Структура и состав тонера

Структура тонера достаточно сложная. Вещества, входящие в его состав, предназначены для выполнения разных задач:

  • Полимер является базовым элементом тонера. Он необходим для связывания всех его составляющих и определяет основные характеристики порошка. При изготовлении тонера применяется два вида полимеров: полиэстер и стирен-акриловый сополимер.
  • Требуемые магнитные свойства обеспечиваются окисью железа.
  • Принтеры разных производителей оперируют как положительно, так и отрицательно заряженным тонером. Чтобы порошок мог приобретать заряд требуемой величины, в него вводится специальная добавка. Ее известная аббревиатура ССА – Charge Control Agent. Положительный заряд частиц тонера обеспечивается нигрозиновыми красителями и четвертичными солями, отрицательный – органическими кислотами и азокрасителями.
  • За адгезию порошка и температуру его размягчения отвечают модификаторы: полиэтилен, полипропилен или воск.
  • Для придания тонеру необходимого цвета в его состав вводятся красители.
  • Во время работы принтера происходит неизбежное трение частиц порошка друг о друга или о другие компоненты устройства. Для повышения смазывающих способностей и текучести тонера используются специальные поверхностные добавки.

Классификация тонеров

По ряду параметров тонер можно разбить на несколько групп:

  • Основным отличием различных порошков является их цвет. Монохромные принтеры работают только с черным тонером. Для цветных дополнительно используются желтый, пурпурный и голубой.
  • Еще одним важным различием является знак заряда тонера. Он зависит от системы печати принтера (аналоговая или цифровая) и полярности фоторецептора. Положительно заряженный порошок находит применение в цифровых устройствах с аналогичным знаком заряда фоторецептора (продукция Brother и Kyocera) и аналоговых, имеющих отрицательный заряд (Sharp, Xerox, Canon). Отрицательно заряженный тонер используется в аналоговых принтерах с положительно заряженным фоторецептором (Mita) и в цифровых с отрицательным зарядом фоторецептора (Lexmark, Ricoh, Canon, Samsung, Sharp, HP).
  • Отличаются порошки и магнитными свойствами. По этому признаку различают однокомпонентные и двухкомпонентные тонеры. Первые не имеют в своем составе оксида железа. Они используются в принтерах Lexmark, Samsung, Ricoh, Sharp. Двухкомпонентные порошки являются магнитными и применяются в продукции Kyocera и Canon.
  • Еще один отличительный признак – тип полимера, входящий в состав тонера. Чаще применяется полиэстер благодаря более низкой температуре размягчения.
Читайте также:  Ms sql удалить пробелы в строке

Технологии изготовления

По технологии изготовления различают механический и химический тонер. Первый получается в результате перемалывания композиционной полимерной массы в специальных мельницах высокого давления. Химический тонер синтезируется в реакторах. Он отличается правильной формой и практически одинаковым размером частиц. Порошок, изготовленный таким способом, позволяет получить ряд преимуществ при его использовании:

  • Правильная форма частиц уменьшает их абразивные свойства и необходимое количество поверхностных добавок, а также увеличивает ресурс картриджа.
  • Идентичность внутреннего состава и размеров позволяет добиться равномерного распределения заряда и меньшей температуры размягчения.
  • Химический тонер легче переносится с фоторецептора на бумагу и лучше заполняет ее неровности. В результате улучшается качество изображения.
  • Благодаря меньшему размеру частиц для создания изображения требуется более тонкий слой тонера. Это позволяет снизить себестоимость отпечатка.

Основной недостаток порошка, полученного химическим путем, – сложность его очистки с поверхности фоторецептора.

Рейтинг мировых производителей тонера

Компании, изготавливающие качественный тонер, можно представить в виде следующего рейтинга:

  1. Первое место по праву принадлежит IMEX America Corporation. Предприятия компании расположены в городах Окаяма (Япония) и Сэйлем (США). Дистрибуцией ее продукции в России занимается Fuji.
  2. Не менее известна Mitsubishi Kagaku Imaging, специализирующаяся на производстве химического тонера. Поставщиком ее продукции в Россию является Delacamp Aktiengesellschaft.
  3. LG Chem использует специальную технологию получения качественного мелкодисперсного порошка.
  4. Coates Toners уже около 40 лет производит одно и двухкомпонентный тонер высокого качества.
  5. Trend Toner Imaging Inc. является первой тайваньской компанией, специализирующейся на изготовлении тонера. В настоящее время она производит около 2000 т порошка в год.

При использовании продукции этих компаний принтер гарантированно отработает свой ресурс.

Комментировать
434 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
Adblock
detector