Технология изготовления тонера – химический синтез.

Технология изготовления тонера – химический синтез.

Технология изготовления тонера – химический синтез, позволяет получать частицы сферической формы и размерами 3–4 мкм (см. рис. 1). С появлением цветной лазерной печати изменился состав тонера, что повлекло за собой необходимость изменения и технологии подачи тонера на фотобарабан. Все это привело не только к повышению качества печати, но и к увеличению производительности и срока службы лазерных принтеров HP.

Рис. 1

Сферический тонер HP с точки зрения геометрии подобен одинаковым черным жемчужинам, а неоригинальный – мелкой щебенке с соответствующими механическими свойствами (см. рис. 2).  Одинаковые размеры и сферическая форма частиц тонера HP LaserJet позволяют в процессе печати получать четкие края, а также очень хорошо передавать градации, полутона и самые мелкие объекты.

Рис. 2

Частицы тонера HP имеют сложную структуру, каждый элемент которой служит для выполнения определенной задачи. Тонер, как и любой другой элемент принтера, – продукт высоких технологий, ион с самого начала разрабатывается как часть системы печати HP, с оптимизацией под конкретные процессы, физические и химические свойства веществ, применяемых в составе узлов и покрытий печатающего механизма и картриджа. Поэтому с различными печатающими механизмами HP используются различные модификации тонера, а «универсального» тонера не существует. Таким образом, только оригинальный тонер может обеспечить качественную печать и длительный срок службы принтера. А неоригинальный (тем более «молотый») тонер не только сказывается на качестве печати, но и способен повредить принтер. К примеру, полимер, лежащий в основе тонера HP, имеет низкую температуру плавления, что позволяет снизить температуру валиков фиксации. Такой подход уменьшает энергопотребление, снижает время разогрева и позволяет начать печать быстрее. «Неоригинальный» тонер более тугоплавкий и поэтому плохо фиксируется на бумаге, что приводит к некачественной печати и может испортить узел фиксации.

Пигмент, делающий напечатанное изображение видимым, хотя и является главной функциональной частью тонера, составляет всего 10% его массы и распределен в полимерной оболочке каждой частицы. Полимерная оболочка служит «транспортом», который переносит пигмент на бумагу, а также отвечает за связывание с бумагой в процессе фиксации. Чтобы тонер можно было перенести на фотобарабан, он должен обладать «текучестью» – нельзя допустить, чтобы его частицы слипались между собой в картридже. Кроме того, для переноса изображения с фотобарабана на бумагу тонер должен нести электрический заряд. Эти свойства достигаются путем нанесения на поверхность оболочки частиц тонера специальных добавок (агентов).

            Ядро каждой частицы состоит из легкоплавкого парафина. Этот компонент играет важную роль в процессе фиксации изображения на бумаге – он служит смазкой, которая не позволяет отпечатанному листу прилипать к валикам фиксации (подобно тому, как слой масла предотвращает прилипание блина к сковородке).

 В состав тонера также входят компоненты, предназначенные для специфических задач. Например, монохромный тонер HP обладает магнитными свойствами, которые помогают переносить порошок из бункера на барабан проявки и с барабана проявки на фотобарабан. Кроме того, это помогает предотвратить «просачивание» тонера через зазоры уплотнителей, размер которых больше размера частиц тонера: уплотнители тоже сделаны магнитными.

Метод химического синтеза позволяет контролировать в течение процесса производства свойства конечного продукта, а также форму и размер частиц. При этом методе частицы тонера создаются, так сказать, "обратным" путем: частицы (размером около 1 мкм) красителя и разных полимеров соединяются друг с другом, образуя более крупные сферические частицы тонера размером 3–5 мкм. Существует по крайней мере пять разновидностей выращивания: эмульсионная аггрегация (emulsion aggregation, EA-Toner, Xerox), суспензионная полимеризация (suspension polymerization, Nashua Co), эмульсионная пульверизация (emulsion pulverization, LG Chemical), полиэфирная полимеризация (polyester polymerization, PxP Toner, Ricoh) и химическое перемалывание (chemically milled toner, CM-Toner, DPI Solutions). На сегодня выращивание является наилучшим технологическим процессом производства тонера, так как позволяет напрямую управлять не только размером и формой, но и свойствами частиц. В результате получается более однородный тонер, который более равномерно и точно укладывается на фотобарабан, а значит, и на бумагу. Кроме того, тонер с меньшим размером частиц не только позволяет получать высокую четкость изображения при печати с высоким разрешением, но и дает более мягкие переходы полутонов, лучше закрепляется на бумаге, да и в отходы его меньше идет. Сама же технология выращивания тонера не дороже традиционных, а вредит окружающей среде гораздо меньше, так что не удивительно, что сегодня она практически вытеснила обе предыдущие.