碳粉基本知識

關于碳粉基本知識一、碳粉的組成

1、碳粉：又稱色調劑，俗稱墨粉，是用于靜電成像的粉狀墨汁，它與載體組成顯影劑，參與顯影過程，并最終被定影在紙張上形成文字或圖像。其顆粒大小在5至12微米，帶正電荷或負電荷。2、碳粉的成分：（原材料）1）樹脂---主要成像物質，構成碳粉的主體組成部分；2）碳黑---主要成像物質，具有調整顏色深淺的功能，即能通常所說的黑度；3）磁性氧化鐵---在磁輥的磁力吸引下，可攜帶碳粉吸附在磁輥上；4）電荷控制微粒---控制碳粉摩擦過的帶電量使用碳粉帶電均勻；5）潤滑劑（硅粒）---起潤滑作用，同時控制摩擦電荷；6）熱融塑料（增塑劑）---控制碳粉熔點，攜帶碳粉在熔化狀態(tài)下滲入紙張纖維，形成最終牢固的圖像。

各種機型的碳粉原則上是不通用的，因為其成份、帶電量多少及軟化點高低不同，對其性能的要求主要是基于對打印機匹配的需要，碳粉的顆粒精細均勻。由于它會受到熱能、紫外線、濕度等客觀因素的影響，因此儲存一定要妥當。第2頁,共21頁，2024年2月25日，星期天二、碳粉的分類

（1）按顯影方式分類：

a．單組份b.雙組份主要針對復印機單組份：佳能、京瓷雙組份：美能達、理光、夏普、東芝、施樂等（2）按磁性分類：a．無磁性

b.有磁性主要針對打印機，用的顯影輥是膠輥（橡膠的)還是磁輥（帶鐵心的）無磁性：兄弟、三星、美能達有磁性：HP、佳能等（3）按應用分類:復印機、打印機、傳真機、多功能一體機等（4）按加工工藝分類為：（彩色碳粉）

常規(guī)碳粉（機械研磨碳粉）和化學碳粉（5）按打印機成像方式的不同分類：a．負電磁性碳粉b.負電非磁性碳粉、c.正電磁性碳粉d.正電非磁性碳粉。

第3頁,共21頁，2024年2月25日，星期天三、碳粉基礎概念解釋（1）碳粉：載體：俗稱鐵粉。它與碳粉一起組成雙組份顯影劑，不直接參與顯影，只是將碳粉“搬”到光導鼓上去的“搬運工”，使用中沒有損耗，但有壽命。顯影劑：載體與碳粉按一定比例混合即成。單組份顯影劑：不需要載體，而由單一的碳粉即可完成顯影。雙組份顯影劑：含有兩種成份的顯影劑，即含有碳粉載體的顯影劑。顯影密度：簡稱密度，又叫黑度，反映的是復印件(打印件)的顯影著色度，是體現復印件(打印件)的質量主要參數，可通過專用儀器測得，該值一般要求≥1.2，≤1.5左右，但對于東方人而言，一般要求愈黑愈好。層次：反映的是不同背景下復印件(打印件)的圖像再現性，通過專用測試版，一般要求達到≥4。第4頁,共21頁，2024年2月25日，星期天三、碳粉基礎概念解釋（2）底灰：反映的是復印件(打印件)在非顯影區(qū)域的顯影密度，一般要求愈低愈好，標準是≤0.02。分辨力：顧名思義，即能區(qū)別分辨的能力，反映的是復印件(打印件)對細小文字或線條的區(qū)別能力，通過專用測試版，一般要求≥3.6線/mm定影牢固度：碳粉附著定影在紙張表面的能力。使用專用儀器可進行測量，一般用百分比表示，愈高愈好，一般要求≥90%。耗粉量：通過專用測試版，可試算出每印一張的碳粉消耗量，它反映的是碳粉使用的經濟性。流動性：粉體的一種物理性質。碳粉是一種很細小的粉體，表面積非常大，凝聚性非常強，為了增加碳粉的流動性，一般要對加工好碳粉進行表面后處理。顆粒分布：粉體的一種物理性質，碳粉是一種對顆粒分布要求非常嚴的粉體，既不要粗，也不要細，恰好D50最好。D50：即體積平均中徑，將碳粉粉體當做是一個球形體，其中徑的平均值。目前復印機碳粉D50在10um左右，打印機碳粉D50在7.5um左右。第5頁,共21頁，2024年2月25日，星期天四、黑白碳粉的鑒定

決定一種型號的碳粉的綜合品質主要考慮以下六個因素：黑度、底灰、廢粉率、分辨率、定著度、鬼影。這些因素相互關聯，又相互影響，下面就影響這些因素的原因作相關闡述。第6頁,共21頁，2024年2月25日，星期天1、黑度黑度值的計算是黑度值測試器先發(fā)射一定數量強光束，射到待測圖形，再反射回到黑度值測試器，計算其被吸收的光束，再通過個固定的計算程式得出的值。激光打印機主要設計目的是用于辦公，所以OEM平均黑度值一般在1.48左右。而在我國內有些型號的打印機，則用來出膠片或硫酸紙之類的打印介質，這些打印介質的纖維都經過特殊的化學處理，相對普通的打印紙，碳粉中的樹脂更難熔化滲透到紙纖維中，所以對于碳粉的要求比較高。我們一般都有這樣一個習慣，認為打印字樣越黑的碳粉越好。但有時碳粉的其它因素也可能造成這個錯覺，比如碳粉的定著度較差，僅僅只是吸附在紙的表面而未充分滲透到紙纖維里，這時紙張表面的碳粉顆粒大部分堆積在紙張表面，對光線的吸收率是非常高的，給人感覺非常黑，這也是一些用戶說打印的樣張不用看，用手摸一摸就可以知道其黑不黑的原因。但事實上，這種碳粉的熔點偏高，打印的字樣并不牢固，并不是一種好碳粉。當然黑度值偏高也有其負面作用，就是一定量的碳粉，在一定的平均覆蓋率下，其打印頁數相對減少。第7頁,共21頁，2024年2月25日，星期天2、底灰底灰值是用黑度測試器測試打印樣張中沒有字樣的空白處的黑度值。它與打印紙的白的程度也有關系，即同一種碳粉在不同的打印紙上的底灰值也不一定一樣。在一般情況下，碳粉的底灰值約為0.05~0.06，大于0.06時，目測的結果就會感覺打印樣張有點臟。影響底灰值的原因主要和碳粉的導電特性（簡稱電性）及碳粉的顆粒大小有關。導電性越強、顆粒越細越容易產生底灰。每種型號的打印機要求碳粉的電性一般是不一樣的，這也是我們強調專粉專用的一個原因。另外，由于感光鼓表面的感光層的破損而引起的漏電，也會引起底灰，這也可以解釋當感光層被磨損后，打印的頁面在破損處會有明顯的黑色印跡。第8頁,共21頁，2024年2月25日，星期天3、廢粉率廢粉率是指一定量的碳粉在正常打印中產生的廢粉所占的比例。碳粉在生產時，把各種配料按一定比例加入在一起，并充分攪拌，經相應的處理，再研磨而成。在這過程中，并不能保證每個碳粉顆粒的粗細以及其主要配料碳粉、鐵粉、樹脂的所占比例相同，只能是在一定的比例范圍之內。超出這個范圍，這個碳粉顆粒就可能成為廢粉。碳粉的廢粉率在5%~10%之間時屬正常范圍。廢粉率也直接影響到一定量的碳粉的打印頁數。第9頁,共21頁，2024年2月25日，星期天4、分辨率分辨率是指每英寸上所能打印的點（DPI）。碳粉顆粒的粗細會直接影響到分辨率。我們可以打印一些筆劃較多的小字來目測其是否模糊，來判斷其分辨率的高與低。也可以觀察線條是否有毛邊，漢字在拐角處是否斷角以及是否有空心發(fā)虛等現象評估。目前，碳粉的分辯率主要有300dpi、600dpi、1200dip。而分辯率在1200dpi的HP1200、HP4100兩種型號打印機對碳粉的要求是相當高的。第10頁,共21頁，2024年2月25日，星期天5、定著度定著度指的是附著在紙張表面的碳粉熔化后滲透到紙纖維的能力。熔點是影響碳粉定著度的一個重要因素。熔點過高時，當附有碳粉顆粒的紙張經過定影組件，未能充分熔化滲透到紙纖維時，已從定影組件中通過。但是熔點過低，碳粉的穩(wěn)定性又會變得很差。我們測試時，可以用手撫摸打印圖形的表面，來感覺其粗糙程度，所而得出其定著度好與差。一般來說，定著度較差的碳粉其打印的文字表面會很粗糙。嚴格測試時，可以用一種特定的膠帶去粘打印圖形，再揭下來檢測圖形的黑度變化。第11頁,共21頁，2024年2月25日，星期天6、鬼影鬼影的形成是因為感光表面的文字圖形形成的不等位電荷區(qū)在完成一次成像后，仍殘留可致成潛像的電荷區(qū)，以致在下一次成像中，仍可見其潛像的現象。碳粉的電性直接影響鬼影現象的明顯與否。鬼影現象與重影現象相似，但又有別于重影。重影現象一般是由于機器的故障現象引起，如定影組件中的上輥氟層被破壞，引起粘粉，從而導致重影。另外，打印介質也會影響鬼影現象，象硫酸紙比普通打印紙更容易出現鬼影現象，剛打印過的紙也會比未使用過的打印紙容易出現鬼影現象。第12頁,共21頁，2024年2月25日，星期天以上談到是影響打印質量的6個因素，如果從打印樣張美觀的角度出發(fā)，我們還得考慮碳粉的光亮度，即打印樣張字樣黑的同時也發(fā)亮。另外從對人體健康考慮，要求碳粉打印時無明顯氣味。第13頁,共21頁，2024年2月25日，星期天五、彩色碳粉的鑒定彩色碳粉除了注意黑色碳粉要考慮的密度（黑度）、底灰、廢粉率、分辨率、定影、鬼影、氣味，還要著重考察以下方面：1.光澤度：OEMtoner都有良好的光澤度，代用粉大都缺乏。2.色相、色值、飽和度：以OEM彩粉打印效果為標準。3.流動性4.膨脹性5.不滲漏6.低熔化粘性

碳粉熔點過高，會造成重影，粘輥，定影不牢。彩色碳粉的密度可以用彩色密度儀測量，但它的價格很昂貴?，F在對于彩色碳粉的鑒定，我們主要靠目測，對比OEM樣張效果。第14頁,共21頁，2024年2月25日，星期天六、碳粉對粉盒、打印機的影響1、質量不好的碳粉，在潮濕及溫度變化大的使用環(huán)境中，擱置時間稍長，便會產生結塊現象，使用過程中會對碳粉盒的部件產生損害，從而影響成像質量，并會縮短碳粉盒的使用壽命。2、打印機通過上定影輥給碳粉加熱，以便將碳粉熔化后壓入紙張,不同的打印機，定影輥的加熱溫度會有偏差，熔點范圍較寬的碳粉，與不同打印機的定影輥配合性能良好，使用在不同的打印機上都取得良好的打印質量。3、熔點范圍較窄的碳粉，打印質量是不穩(wěn)定的，當碳粉熔點高于定影輥加熱濕度時，碳粉熔化不夠，不能完全滲入紙張纖維，造成圖像定影不牢；而當碳粉熔點低于定影輥加熱溫度時，碳粉過度軟化，會粘在定影輥上，污染定影輥，容易蹭臟打印紙。第15頁,共21頁，2024年2月25日，星期天七、殘余的碳粉為什么需要倒掉？1、如果是鼓粉分離的碳粉盒，因為殘余的碳粉經過多次的類充電后，電荷性能可能發(fā)生變化，加入新的碳粉后，容易產生積聚，這樣會在日后的打印中在刮片口形成白線。2、如果是鼓粉一體的，殘余碳粉可能是已經充電后在顯影鼓上被刮下的廢粉，如果直接加粉使用將容易形成灰底(比如HP4600/5500等)。第16頁,共21頁，2024年2月25日，星期天八、碳粉制造工藝方法（1）目前碳粉制造主要采用聚合法和粉碎法；1、聚合碳粉的工藝流程：(樹脂單體、顏料、分散劑、其它試劑)→(超聲分散)→(水、分散劑)→(充分攪拌)→(聚合)→(洗滌)→(過濾分離)→(干燥)→(后處理)→(成品)聚合法是一種精細化學碳粉技術，它包括：懸浮聚合、乳液聚合、裝入微膠囊、分散聚合、壓縮聚合、化學粉碎。聚合法在液相中完成，可制造出具有較低的熔融溫度的碳粉，可滿足現代技術對節(jié)能和環(huán)保的要求。通過調節(jié)分散劑的用量、攪拌速度、聚合時間和溶液的濃度來控制碳粉粒子粒徑，達到成分均一、顏色好、透明度高。聚合法制造出來的碳粉具有完好的粒形、較細的粒徑、較窄的粒度分布和較好的流動性?？蓾M足高速、高分辯率、彩色等現代化印刷技術的要求。目前主要集中應用在彩色碳粉生產上。第17頁,共21頁，2024年2月25日，星期天八、碳粉制造工藝方法（2）粉碎法整個生產過程流程：(材料選用)→(材料檢驗)→(配料)→(預混)→(混煉擠出)→(粉碎分級)→(后處理)→(成品)→(檢驗)→(分裝)目前碳粉加工行業(yè)大量采用的是粉碎法制作碳粉。粉碎法可以生產適用干式靜電復印的碳粉：包括雙組份碳粉和單組份碳