О тонерах написано немало различных трудов. В этой статье мы попытаемся систематизировать разрозненную информацию с целью «ликбеза» для новичков, восполнения пробелов в теоретических познаниях (если таковые имеются) для профессионалов, а также ответов на практические часто-задаваемые нашими клиентами вопросы по использованию тонеров.
При прочтении стоит помнить, что нельзя объять необъятное и из всего нижеизложенного бывают исключения. Не придирайтесь к тексту по пустякам:-).
Общее определение тонера приблизительно следующее — это мелкодисперсный порошок, который используется в сухом электрофотографическом процессе (ксерографии) для проявления скрытого изображения на фоторецепторе и формирования видимого изображения на бумаге (или другом материале).
«Анатомия» тонера.
Структура и химический состав тонеров, применяемых в современных копировальных аппаратах и лазерных принтерах, довольно сложны. Рассмотрим упрощенную структуру частицы «типичного» тонера, представленную на рисунке.
- Основой тонера является полимер . Он связывает в единое целое все прочие составляющие и задает базовые характеристики по способности частиц тонера приобретать заряд и закрепляться на бумаге. В настоящее время широко применяются два основных типа полимеров – стирен-акриловый сополимер и полиэстер.
- Для того чтобы тонер имел возможность приобретать заряд нужного знака (положительный или отрицательный) и в нужном количестве, в полимерную основу внедряется добавка, регулирующая заряд (CCA – Charge Control Agent). Типичные CCA, используемые в настоящее время для отрицательного заряда тонера, это азокрасители и органические кислоты. Типичные CCA для положительного заряда – четвертичные соли и нигрозиновые красители.
- Магнитные свойства тонера обеспечиваются присутствием в его составе магнетита (окиси железа) . Его наличие обязательно для тонеров, используемых в однокомпонентной магнитной системе проявки, т.к. магнитная составляющая силы, действующей на частицы тонера, необходима, для правильной работы системы. Для тонеров, используемых в однокомпонентной немагнитной системе проявки, наличие магнетита не является обязательным, но иногда он может присутствовать в качестве добавки, управляющей «пыльностью» тонера. Дополнительной функцией магнетита в составе тонера может являться распознавание напечатанных кодов магнитными считывателями информации – т.н. система MICR (Magnetic Ink Character Recognition). Эта система довольно широко применяется в банковском деле за рубежом, но в нашей стране не сильно распространена. В целях улучшения стабильности работы считывающих устройств, тонеры MICR, как правило, имеют в своем составе повышенное содержание оксида железа по отношению к «обычным» магнитным тонерам.
- Используемые для тонеров полимеры бесцветны. Цвет тонера обеспечивается различными пигментами . В качестве пигмента для черных магнитных тонеров может быть использован упомянутый выше магнетит. Для немагнитных черных тонеров часто используется Carbon Black или, проще говоря, сажа. В цветных тонерах используются красители соответствующего цвета.
- Модификаторы используются для придания тонеру требуемых свойств по термическому закреплению – температуры размягчения, адгезии к валам блока закрепления, глянца закрепленного изображения. В их качестве могут использоваться воск, полипропилен, полиэтилен и др.
- Поверхностные добавки обеспечивают требуемые характеристики тонера по трению частиц между собой и о другие компоненты машины, т.е. с их помощью регулируются «текучесть» тонера, значение трибоэлектрического заряда, смазывающие свойства и способность к очистке. В качестве поверхностных добавок могут использоваться аморфный диоксид кремния (silica), полимеры и др.
Классификация тонеров.
Теперь, имея представление об «анатомии» тонера можно приступить к их классификации. Предлагаемая нами система не претендует на стопроцентную полноту, но даже она достаточно широка.
Первый и очевидный признак, по которому можно разделить тонеры, это их цвет , который определяется цветом пигмента-красителя.
Для монохромных машин обычно требуется тонер только черного цвета, для поноцветных, дополнительно к черному, необходимы тонеры трех основных цветов субстрактивного цветового синтеза (Cyan, Magenta, Yellow). Встречаются монохромные машины с возможностью выделения фрагментов изображения дополнительным цветом или печати всего изображения цветом, отличным от черного. Для этих машин производятся тонеры самых различных цветов – красного, синего, зеленого, коричневого и т.д.
Второй классифицирующий признак тонеров, это их магнитные свойства . Тонеры бывают магнитными и немагнитными.
Магнитные тонеры содержат в своем составе магнетит (оксид железа) и иногда называются «двухкомпонентными» тонерами, поскольку они являются одновременно и тонером и «носителем», т.е. готовым «проявителем» (девелопером). Тонеры этого типа используются в однокомпонентной магнитной системе проявки, применяемой в монохромных лазерных принтерах и МФУ HP/Canon, аналоговых копирах Canon, принтерах Kyocera и др.
Немагнитные тонеры либо не имеют в своем составе окиси железа, либо имеют его в очень небольшом количестве. Такие тонеры иногда называются «однокомпонентными» и используются как в двухкомпонентной системе проявки, где «проявителем» (девелопером) является смесь немагнитного тонера и магнитного «носителя», так и в однокомпонентной немагнитной системе проявки, где в качестве «проявителя» выступает только сам немагнитный тонер. Примером машин с двухкомпонентной проявкой является большинство копиров и МФУ Sharp, Ricoh и др. Однокомпонентная немагнитная проявка используется в принтерах и МФУ Samsung, Lexmark и др.
Требуемый знак заряда тонера определяется, во-первых, знаком заряда поверхности фоторецептора (барабана), а во-вторых, используемой системой печати – «аналоговая», где начальный заряд фоторецептора соответствует темному изображению, а оптика засвечивает светлые участки; или «цифровая», где начальный заряд фоторецептора соответствует белому, а лазер засвечивает темные участки изображения. Несложно посчитать, что возможно четыре различных комбинации технологии печати и знака заряда фоторецептора — по паре для каждого типа тонера.
Тонер с отрицательным зарядом используется в машинах с «цифровой» системой печати и отрицательно заряженным фоторецептором (принтеры и МФУ HP, Canon, Sharp, Ricoh, Samsung, Lexmark и многие другие) и в «аналоговых» машинах с положительно заряженным фоторецептором (аналоговые копиры Mita).
Тонер с положительным зарядом используется в «аналоговых» машинах с отрицательно заряженным фоторецептором (аналоговые копиры Canon, Xerox, Sharp и многие другие) и «цифровых» машинах с положительно заряженным фоторецептором (принтеры и МФУ Kyocera, Brother).
Также, можно разделить тонеры по типу использованного в них полимера на стирен-акриловые (styrene acrylic copolymer) и полиэстровые (polyester).
В настоящее время полиэстер приобретает все более широкое распространение, поскольку он имеет более низкую температуру размягчения, что позволяет получить хорошее закрепление изображения на бумаге при высоких скоростях печати и относительно невысоких температурах, а это экономит электроэнергию. Тем не менее, современные технологии производства стирен-акриловых тонеров с использованием различных модификаторов позволяют во многих случаях производить тонеры с хорошим закреплением, даже в тех случаях, когда печатающий механизм был изначально рассчитан на использование полиэстрового тонера.
Последним пунктом в нашей упрощенной классификации будет технология производства тонеров. Тонеры бывают «механическими» («обычными») и «химическими».
Вкратце, механический тонер (conventional, pulverizing) производится путем перемалывания твердой основы с последующим отсеиванием частиц с нужными размерами, а химический (chemical и много других синонимов) – «выращиванием» частиц тонера в реакторах. Основное физическое различие в их свойствах – «правильность» формы и размера частиц. В механических тонерах частицы бесформенные и имеют довольно широкий диапазон размеров отдельных частиц. В химических же тонерах большинство частиц имеет правильную форму (не обязательно сферическую) и узкое распределение их размеров. Более подробно отличие свойств тонеров, произведенных по разным технологиям, а также сами технологии, будут рассмотрены в следующей части данной статьи.
Поскольку существует большое количество разновидностей систем печати, все вышеперечисленные признаки могут встречаться у реальных тонеров в любых сочетаниях, пожалуй, за единственным исключением – автору неизвестны магнитные цветные тонеры. Причина этого проста – магнетит, необходимый для магнитных тонеров, окрашивает тонер в черный цвет.
Попробуем найти реальные примеры оригинальных тонеров для нескольких типов по предложенной классификации.
Черные тонеры:
- Магнитный, отрицательно заряжаемый, стирен-акриловый, механический – HP LJ1200, Xerox N24.
- Магнитный, отрицательно заряжаемый, полиэстровый, механический – HP LJ4250.
- Магнитный, положительно заряжаемый, стирен-акриловый, механический – Canon FC/PC, Kyocera FS1020
- Немагнитный, отрицательно заряжаемый, полиэстровый, механический – Samsung ML1210.
- Немагнитный, отрицательно заряжаемый, стирен-акриловый, механический – Lexmark Optra T, Sharp AL1000.
- Немагнитный, отрицательно заряжаемый, полиэстровый, химический – Oki 6W.
- Немагнитный, положительно заряжаемый, стирен-акриловый, механический – Sharp Z50, Brother HL1240.
Цветные тонеры:
- Немагнитный, отрицательно заряжаемый, стирен-акриловый, химический – HP CLJ3600.
- Немагнитный, положительно заряжаемый, стирен-акриловый, механический – Kyocera KMC850.
Не следует думать, что если два разных тонера относятся к одному и тому же типу, то они являются взаимозаменяемыми. И наоборот, различие типов тонера далеко не всегда однозначно говорит об их несовместимости. Помимо типа тонера, на его работоспособность в конкретных условиях влияет ряд количественных характеристик, присущих конкретному тонеру и машине, в которой он будет использоваться. К этой весьма важной теме мы вернемся в последней части статьи, посвященной часто-задаваемым вопросам.
Продолжение следует…
При работе над этой частью статьи были использованы учебные материалы компаний SCC и AQC , а также MSDS (Material Safety Data Sheet) для тонеров различных производителей.
Пользователи печатающих аппаратов в процессе работы сталкиваются с надписью на мониторе компьютера или экране принтера: «нет тонера», «замените тонер» и аналогичными, в зависимости от модели устройства.
Для справки: тонер представляет собой легкоплавкий дисперсный порошок, изготовленный из полимерных материалов, графита и смолы. Применяется в картриджах лазерных принтеров.
Появление надписи может быть вызвано 5 причинами:
- тонера действительно нет;
- неправильно установлен картридж;
- контрафактный картридж:
- заблокировано устройство, считывающее количество копий;
- появились дефекты у контейнера с тонером.
О чём пойдет речь:
Закончился тонер
Окончание тонера в картридже можно заметить:
- по ухудшению качества печати;
- сигналам принтера.
В первом случае продлить печать на несколько десятков копий можно с помощью нескольких несложных манипуляций: снять картридж, аккуратно встряхнуть 5-6 раз, после чего плавно покачать его из стороны в сторону в продольном направлении. Таким нехитрым способом остатки тонера будут равномерно распределены внутри контейнера.
Если принтер остановил печать, следует проверить количество напечатанных копий. Если оно близко к установленному показателю, картридж придется заправлять или менять.
Внимание: на большинство принтеров снимается гарантия при заправке картриджа – только замена. Возможность заправки указывается в инструкции по эксплуатации.
Справочно: изготовитель принтеров выпускает в продажу свою продукцию с заправкой картриджей на 50%. Поэтому не стоит искать других причин остановки печати, если работа нового аппарата прекращена в районе 45-55% копий от заявленного количества.
Неправильно установлен картридж
Проблема может быть в загрязненных контактах, из-за чего принтер не видит тонера. Ремонт несложный. Снять картридж и протереть контакты ваткой.
Неоригинальный картридж
Ведущие производители принтеров и многофункциональных устройств в погоне за прибылью не позволяют устанавливать на их оборудование однотипные картриджи, произведенные другими фирмами. Процесс контролируется с помощью специальных чипов. Стоят неоригинальные детали значительно дешевле, но при установке могут не работать. Принтер в таких случаях пишет «нет тонера» или «замените картридж».
Решается проблема перепрошивкой принтера, после которой аппарат не распознает чипов. Аналогичная операция с чипом картриджа не убирает проблему полностью, а отодвигает ее до следующей замены детали.
Важно: в принтерах Samsung производитель, вместо чипа, часто ставит предохранитель. В таком случае его необходимо сжечь. Достаточно установить в гнездо, расположенное на передней части картриджа, слабый предохранитель, например, на 0,0625А. Первое включение принтера его сжигает, проблема устраняется.
Самостоятельно перепрограммировать принтер очень сложно. Лучше довериться мастерам специализированных мастерских.
Проблемы со счетчиком копий
Картридж заменен, но высвечивается надпись «нет тонера». Что значит, нет тонера в этом случае? Такая надпись появляется, если не произошел сброс количества отпечатанных копий с предыдущего картриджа.
Обнулить счетчик можно двумя разными способами:
- изменением настроек принтера (программный метод);
- аппаратным.
Аппаратный метод простой и действенный, но подходит не всем картриджам. Его применяют только в том случае, если на его боковой крышке имеется окошко, с помощью которого запускается считывающее устройство.
Принцип действия следующий: уменьшение тонера в контейнере открывает окошко, свет через него падает на фотоэлемент счетчика, последний запускается и, отсчитав примерно 200 копий, останавливает процесс печати. Появляется надпись «нет тонера», хотя в реальности порошка достаточно для нескольких десятков, а то и сотен копий. Устраняется неполадка путем заклеивания окна непрозрачной лентой.
Во всех остальных случаях изменить показания счетчика копий можно путем установки других параметров настройки принтера.
У каждого принтера последовательность операций разная. Покажем принцип такого сброса на примере печатающего аппарата Ricoh.
- Нажимаем кнопку «Параметры пользователя».
- Следующая кнопка – «ОК».
- После появления на дисплее надписи «Сбросить счетчик тонера», снова жмем «ОК».
- Стрелками «вверх», «вниз». «влево», «вправо» находим в меню настроек пункт «Включить».
- Нажатием «ОК» обнуляем счетчик.
Если все сделано правильно, надпись «нет тонера» исчезнет, а принтер начнет работу.
Дефекты контейнера с тонером
При возникновении повреждений контейнера, его необходимо заменить. Такая проблема возникает не часто. Причина в неосторожном обращении с картриджем.
Надпись «нет тонера» может появиться при других поломках, устранить которые самостоятельно сложно. В таких случаях ремонт должен проводить специалист.
Тонер для принтера является легкосплавным мелкодисперсным веществом (порошком), которое предназначено для использования в картриджах мфу, копировальных устройств и принтеров лазерных моделей. В состав тонера в первую очередь входит полимер, к примеру, это может быть полиакрилат стирола с доставлением определенных красителей. Помимо этого, порошок для лазерного картриджа содержит также различные магнитные материалы, например, это может быть магнетит. Для этой цели подобные частицы заключаются внутрь оболочки, выполненной из полимера.
Если рассказывать о физических свойствах тонера, то следует сказать, что его частицы обладают размером, колеблющимся в пределах 5-30 микрон. Для того чтобы можно было использовать такой порошок в электрографическом процессе, он обязательно должен иметь диэлектрические свойства и при этом хорошо электризоваться во время перемешивания. Что касается такого параметра, как температура плавления тонера, то в некоторых моделях принтеров данный порошок начинает плавиться и сцепляться с поверхностью бумажного носителя при температуре в 200 градусов по Цельсию в течение 0.25 сек.
Таким образом, теперь вы знаете, что это такое тонер для лазерного картриджа, с помощью которого можно получать фото и текст достаточно хорошего качества.
Нужно также отметить, что для такого процесса, как фасовка тонера может использоваться специальное оборудование, называемое дозатором.
Чтобы полностью раскрыть тему, связанную с тем, что такое тонер на принтере, необходимо разобрать также его разновидности. И в первую очередь тонер для картриджа лазерного принтера бывает магнитным и немагнитным. Отличие между ними заключается в том, что расходный материал первого типа имеет возможность взаимодействовать с магнитным валом без своего рода посредника во время его подачи на поверхность фотовала. Что касается его немагнитного аналога, то в данном случае наполнитель не может контактировать с валом самостоятельно. Его перемещение осуществляется с помощью , т.е. носителя. Обычно качество, присущее первому варианту порошка присутствуют у наполнителей черного цвета.
Кроме того, порошок для лазерных картриджей бывает оригинальным и совместимым. Безусловно, первый может стоить несколько дороже второго, но на такой тип порошка предоставляется гарантия со стороны производителя. Его выпускает сам производитель оргтехники только для конкретной модели печатающего девайса. Что касается совместимого варианта, то он производится сторонними компаниями для применения в девайсах известных брендов. Такой показатель, как совместимость тонеров для лазерных принтеров является важнейшим для того, чтобы печатные устройства, которые будут заправляться такими порошками, могли функционировать в нормальном режиме.
- Также красящее вещество, используемое в девайсах с лазерной технологией печати, делится на два типа в зависимости от способа производства: химический и механический. Первый является порошком, который был изготовлен при помощи такой процедуры, как химический синтез. Благодаря появлению тонера такого типа появилась возможность увеличить среднее разрешение печати до показателей в 2400-4800 dpi. Это, в свою очередь, положительно отразилось на качестве и детализации отпечатка. Также такой тонер обладает частицами правильной формы, что позволило повысить его текучесть, расширить диапазон воспроизводимых оттенков, а также снизить температуру, необходимую для закрепления текста или графики на бумаге.Другие плюсы порошка такой разновидности заключаются в высокой эффективности переноса, его экономии при печати, стабильности характеристик и низкой абразивности. Благодаря последнему качеству увеличивается эксплуатационный срок деталей, из которых состоит картридж. Но нужно добавить, что мелкие микрочастицы довольно сложно очистить с помощью ракеля с фотовала и при этом его производство требует больших расходов воды. Кроме того, порошок химического типа в отличие от его механического аналога нельзя повторно переработать без нарушения его качества и структуры.
- Второй тип появился раньше химического – именно он стоял у «истоков» лазерной печати. Производители тонера такого вида для его изготовления используют механическое дробление. Качество передачи с помощью такого порошка довольно хорошее, но оно все же уступает химическому варианту. Кроме того, механический уступает ему и по таким показателям, как толщина слоя при печати, текучесть, передача полутонов и спектр цветов. Но если речь заходит о цене, то данный вариант является более доступным, нежели тонер, созданный с помощью метода химического синтеза.
Как изготавливают химический тонер?
На сегодняшний день существует несколько различных способов изготовления красящего вещества для лазерных принтеров и далее приведены лишь некоторых из них:
- Технология эмульсионной пульверизации. Данный процесс по сравнению с другими является немного более сложным. В ходе его применения микрочастицы при смешивании в специальном растворе преобразуются в частицы т.н. акрилового латекса. Получившийся материал в дальнейшем подвергается процессу окрашивания.
- Полимерное гранулирование или суспензионная полимеризация. Данная технология подразумевает окрашивание микрочастиц, которые подверглись процедуре полимеризации при помощи необходимых добавок.
- Способ, в котором не используется полимеризация, называется химическим переламыванием. Благодаря ему можно с довольно высокой эффективностью осуществлять контроль над формой частиц.
- Технология полиэфирной полимеризации чаще всего применяется в комбинации с другими технологиями, т.к. с ее помощью нельзя контролировать размер частиц. Но решить проблему удалось компании Ricoh с применением «олигомеров» в ходе производства.
Как изготавливают механический тонер?
- На первой стадии производства красящего вещества такого типа все его составные компоненты тщательным образом перемешиваются до тех пор, пока не получится однородная по своему составу масса.
- На следующей стадии вся масса помещается в экструдер. Там под действием давления и высоких температурных показателей получившаяся смесь подвергается прессованию. На выходе получаются достаточно плотные брикеты.
- Далее брикеты отправляются на первичное измельчение, после чего их направляют в т.н. пульверизационную машину. Данное оборудование перемалывает крошки брикетов в пыль, в результате чего образуется тонер мелких, средних и крупных гранул.
- Т.к. для печати подходят исключительно те гранулы, размер которых не больше 7 микрон, то все частицы будущего порошка сортируются по размеру. Гранулы, не прошедшие отбор, отправляются обратно в экструдер.
- Получившийся в итоге порошок соединяется вместе с различными добавками, после чего просеивается. В конце готовую продукцию фасуют, упаковывают и отправляют на реализацию.
С каждым днем современные технологии развиваются все быстрее и быстрее. Еще совсем недавно для получения качественного печатного текста приходилось использовать печатную машинку, а о получении цветного изображения вообще не могло быть и речи. При этом потребность в печатной продукции постоянно росла, что и стимулировало изобретение такого устройства, как принтер.
На сегодня самым популярным печатающим устройством данной категории является струйный принтер, использующий для своей работы жидкие чернила, а также лазерный, в котором применяют тонер для принтера.
Различие этих двух устройств достаточно велико. Во-первых, оно заключается в качестве самой печати. использует такие чернила, которые хорошо растворимы в воде, а значит, неустойчивы к попаданию влаги. Тонер для наоборот, очень хорошо переносит воздействие окружающей среды, но при этом изображения, сделанные на таком устройстве, значительно уступают по четкости и контрастности изделиям струйного принтера. Именно поэтому, когда заходит речь о фотографии или очень качественной печати изображений, то обычно говорят о принтере на жидких чернилах.
Тонеры для лазерных принтеров в цветной печати изображений или рисунков практически не используют. Обычно ограничиваются незначительными цветовыми палитрами или же теми изображениями, где четкость мелких деталей не важна.
Однако в ситуации с большим количеством текстов лазерный принтер занимает лидирующее положение. Дело в том, что струйный принтер имеет довольно низкую скорость нанесения изображения, особенно это становится заметно при использовании в текстах таблиц или небольших рисунков. Обычно тонер для принтера наносится площадями, невзирая на то, что именно он переносит на бумагу. В это же время для чернил требуется строгое распределение, поэтому их наносят полосками, при помощи или процесс занимает значительное время, которое практически втрое превышает работу лазерного устройства для печати.
Еще одним главным различием в этом оборудовании является стоимость его расходных материалов. Тонер для принтера стоит несколько дороже, чем чернила для заправки. Однако если перевести его объем на потраченное время и количество полученных страниц, то получится, вполне уместна и себя оправдывает. Хотя это относится только к печати текстовых страниц в большом количестве и небольших изображений. При использовании цветного режима себестоимость страницы по сравнению со струйным принтером возрастает в разы.
Таким образом, тонер для принтера хорошо зарекомендовал себя в офисной работе. Лазерные устройства печати применяют в больших компаниях, государственных учреждениях и других инстанциях, где требуется работа с большим объемом документации. Струйный же принтер обычно используют для художественной печати или для изготовления фотографий, а благодаря такой универсальности и недорогой цене на чернила его охотно приобретают для домашнего использования.
При длительном использовании принтера пользователь может получить сообщение об ошибке «мало тонера», «замените тонер» или же «ресурс тонера закончился». Не стоит пугаться, это ошибка не является критичной.
Зачастую она появляется после заправки или перезаправка картриджа, также может в некоторых случаях возникать если картридж неисправен или заблокирован датчик счетчика копий. Чтобы избавится от этой ошибки в первую очередь нужно сделать ручной сброс счетчика.
Каждый принтер, в зависимости от производителя, имеет сосбственную комбинацию или схему сброса, поэтому стоит обратится либо в сервисную службу, либо внимательно изучать инструкцию пользователя.
Устройство принтера позволяет производить печать тонером, который засыпан в картридж и заклеен непрозрачной лентой сбоку. Это сделано для того, чтобы в случае малого остатка тонера датчик реагировал на проникающий свет, что и приводит к остановке работы и выводу ошибки «закончился тонер».
Как только произошло, включается датчик счетчика копий, который отсчитывает допустимое количество страниц до того, как тонер полностью закончится. Обычно это количество составляет 100-200 страниц.
Это означает, что пора приобретать заправочный комплект, в который входит новая шестеренка и пружина. В самом принтере есть флажок, который тесно упирается в картридж, как только барабан начинает вращение, флажок проводит подсчет.
Перейдем к самому процессу сброса. Достаем из принтера картридж и включаем его. При открытии крышки картриджа удерживаем флажок с левой стороны. Чтобы быстро найти его, обратите внимания на верхнюю часть – там есть небольшой надрез, который и указывает на местонахождения флажка.
Нажимаем на флажок и проводим имитацию закрытия крышки. Спустя несколько секунд начинает включатся вентилятор и непосредственно сам мотор. Этот процесс хорошо видно по запуску фотобарабана. Как только вращение прекратится, флажок следует отпустить и снова нажать.
Далее вставляем все на свои места, делаем перезагрузку принтера и наслаждаемся процессом печати. Обычно данная процедура срабатывает с первого раза, но в случае, если этого не произошло, стоит провести повторный процесс до того момента, пока на панели принтера не будет показано сообщение «100%» либо включится зеленый индикатор тонера.