碳粉基本知识

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1、万特产品 技术培训资料碳粉基本知识碳粉基本知识2011.1.1一、碳粉的组成 1、碳粉：又称色调剂，俗称墨粉，是用于静电成像的粉状墨汁，它与载体组成显 影剂，参与显影过程，并最终被定影在纸张上形成文字或图像。其颗粒大小在5至12微 米，带正电荷或负电荷。2、碳粉的成分：（原材料 ）1）树脂-主要成像物质，构成碳粉的主体组成部分；2）碳黑-主要成像物质，具有调整颜色深浅的功能，即能通常所说的黑度；3）磁性氧化铁-在磁辊的磁力吸引下，可携带碳粉吸附在磁辊上；4）电荷控制微粒-控制碳粉摩擦过的带电量使用碳粉带电均匀；5）润滑剂（硅粒）-起润滑作用，同时控制摩擦电荷；6）热融塑料（增塑剂）-控制碳粉熔

2、点，携带碳粉在熔化状态下渗入纸张纤维，形成最终牢固的图像。各种机型的碳粉原则上是不通用的，因为其成份、带电量多少 及软化点高低不同，对其性能的要求主要是基于对打印机匹配的 需要，碳粉的颗粒精细均匀。由于它会受到热能、紫外线、湿度 等客观因素的影响，因此储存一定要妥当。二、碳粉的分类 （1） 按显影方式分类： a 单组份 b. 双组份 主要针对复印机单组份：佳能、京瓷双组份：美能达、理光、夏普、东芝、施乐等（2） 按磁性分类：a无磁性 b. 有磁性主要针对打印机，用的显影辊是胶辊（橡胶的)还是磁辊（带铁心的）无磁性：兄弟、三星、美能达有磁性：HP、佳能等（3） 按应用分类:复印机、打印机、传真机

3、、多功能一体机等（4） 按加工工艺分类为：（彩色碳粉）常规碳粉（机械研磨碳粉）和化学碳粉（5） 按打印机成像方式的不同分类 ： a负电磁性碳粉 b. 负电非磁性碳粉、 c. 正电磁性碳粉 d. 正电非磁性碳粉。 三、碳粉基础概念解释（1）碳粉：载体：俗称铁粉。它与碳粉一起组成双组份显影剂，不直接参与 显影，只是将碳粉“搬”到光导鼓上去的“搬运工”，使用中没 有损耗，但有寿命。 显影剂：载体与碳粉按一定比例混合即成。 单组份显影剂：不需要载体，而由单一的碳粉即可完成显影。 双组份显影剂：含有两种成份的显影剂，即含有碳粉载体的显影剂 。 显影密度：简称密度，又叫黑度，反映的是复印件(打印件)的显影

4、着色度，是体现复印件(打印件)的质量主要参数，可通过专用仪器测得，该值一般要求1.2，1.5左右，但对于东方人而言，一般要求愈黑愈好。 层次：反映的是不同背景下复印件(打印件)的图像再现性，通过专用测试版，一般要求达到4。 三、碳粉基础概念解释（2）底灰：反映的是复印件(打印件)在非显影区域的显影密度，一般要求愈低愈好，标准是0.02。 分辨力：顾名思义，即能区别分辨的能力，反映的是复印件(打印件)对细小文字或线条的区别能力，通过专用测试版，一般要 求3.6线/mm 定影牢固度：碳粉附着定影在纸张表面的能力。使用专用仪器可进行测量，一般用百分比表示，愈高愈好，一般要求90%。 耗粉量：通过专用

5、测试版，可试算出每印一张的碳粉消耗量，它反映的是碳粉使用的经济性。 流动性：粉体的一种物理性质。碳粉是一种很细小的粉体，表面积非常大，凝聚性非常强，为了增加碳粉的流动性，一般要对加工好碳粉进行表面后处理。 颗粒分布：粉体的一种物理性质，碳粉是一种对颗粒分布要求非常严的粉体，既不要粗，也不要细，恰好D50最好。 D50：即体积平均中径，将碳粉粉体当做是一个球形体，其中径的平均值 。目前复印机碳粉D50在10um左右，打印机碳粉D50在7.5um左右。四、黑白碳粉的鉴定 决定一种型号的碳粉的综合品质主要考虑 以下六个因素：黑度、底灰、废粉率、分辨率 、定着度、鬼影。 这些因素相互关联，又相互影响，

6、下面就 影响这些因素的原因作相关阐述。1、黑度 黑度值的计算是黑度值测试器先发射一定数量强光束，射到待 测图形，再反射回到黑度值测试器，计算其被吸收的光束，再通 过个固定的计算程式得出的值。 激光打印机主要设计目的是用于办公，所以OEM平均黑度值 一般在1.48左右。而在我国内有些型号的打印机，则用来出胶片 或硫酸纸之类的打印介质，这些打印介质的纤维都经过特殊的化 学处理，相对普通的打印纸，碳粉中的树脂更难熔化渗透到纸纤 维中，所以对于碳粉的要求比较高。我们一般都有这样一个习惯 ，认为打印字样越黑的碳粉越好。但有时碳粉的其它因素也可能 造成这个错觉，比如碳粉的定着度较差，仅仅只是吸附在纸的表

7、面而未充分渗透到纸纤维里，这时纸张表面的碳粉颗粒大部分堆 积在纸张表面，对光线的吸收率是非常高的，给人感觉非常黑， 这也是一些用户说打印的样张不用看，用手摸一摸就可以知道其 黑不黑的原因。但事实上，这种碳粉的熔点偏高，打印的字样并 不牢固，并不是一种好碳粉。 当然黑度值偏高也有其负面作用，就是一定量的碳粉，在一定 的平均覆盖率下，其打印页数相对减少。2、底灰 底灰值是用黑度测试器测试打印样张中没有字样的空白处的黑度 值。它与打印纸的白的程度也有关系，即同一种碳粉在不同的打印纸 上的底灰值也不一定一样。 在一般情况下，碳粉的底灰值约为0.050.06，大于0.06时，目测 的结果就会感觉打印样张

8、有点脏。影响底灰值的原因主要和碳粉的导 电特性（简称电性）及碳粉的颗粒大小有关。 导电性越强、颗粒越细越容易产生底灰。每种型号的打印机要求 碳粉的电性一般是不一样的，这也是我们强调专粉专用的一个原因。 另外，由于感光鼓表面的感光层的破损而引起的漏电，也会引起底灰 ，这也可以解释当感光层被磨损后，打印的页面在破损处会有明显的 黑色印迹。3、废粉率 废粉率是指一定量的碳粉在正常打印中产生的废粉所占的比例。 碳粉在生产时，把各种配料按一定比例加入在一起，并充分搅拌 ，经相应的处理，再研磨而成。 在这过程中，并不能保证每个碳粉颗粒的粗细以及其主要配料碳 粉、铁粉、树脂的所占比例相同，只能是在一定的比例

9、范围之内。超 出这个范围，这个碳粉颗粒就可能成为废粉。 碳粉的废粉率在5%10%之间时属正常范围。 废粉率也直接影响到一定量的碳粉的打印页数。4、分辨率分辨率是指每英寸上所能打印的点（DPI）。碳粉颗粒的粗细会直接影响到分辨率。我们可以打印一些笔划较多的小字来目测其是否模糊，来 判断其分辨率的高与低。也可以观察线条是否有毛边，汉 字在拐角处是否断角以及是否有空心发虚等现象评估。目前，碳粉的分辩率主要有300dpi、600dpi、1200dip。 而分辩率在1200dpi的HP1200、HP4100两种型号打印机 对碳粉的要求是相当高的。5、定着度 定着度指的是附着在纸张表面的碳粉熔化后渗透到纸

10、 纤维的能力。 熔点是影响碳粉定着度的一个重要因素。熔点过高时 ，当附有碳粉颗粒的纸张经过定影组件，未能充分熔化渗 透到纸纤维时，已从定影组件中通过。但是熔点过低，碳 粉的稳定性又会变得很差。 我们测试时，可以用手抚摸打印图形的表面，来感觉 其粗糙程度，所而得出其定着度好与差。一般来说，定着 度较差的碳粉其打印的文字表面会很粗糙。严格测试时， 可以用一种特定的胶带去粘打印图形，再揭下来检测图形 的黑度变化。6、鬼影 鬼影的形成是因为感光表面的文字图形形成的不等位 电荷区在完成一次成像后，仍残留可致成潜像的电荷区， 以致在下一次成像中，仍可见其潜像的现象。碳粉的电性 直接影响鬼影现象的明显与否。

11、 鬼影现象与重影现象相似，但又有别于重影。重影现 象一般是由于机器的故障现象引起，如定影组件中的上辊 氟层被破坏，引起粘粉，从而导致重影。 另外，打印介质也会影响鬼影现象，象硫酸纸比普通 打印纸更容易出现鬼影现象，刚打印过的纸也会比未使用 过的打印纸容易出现鬼影现象。 以上谈到是影响打印质量的6个因素，如 果从打印样张美观的角度出发，我们还得考虑 碳粉的光亮度，即打印样张字样黑的同时也发 亮。另外从对人体健康考虑，要求碳粉打印时 无明显气味。五、 彩色碳粉的鉴定彩色碳粉除了注意黑色碳粉要考虑的密度（黑度）、底灰、废 粉率、分辨率、定影、鬼影、气味，还要着重考察以下方面：1.光泽度：OEM to

12、ner都有良好的光泽度，代用粉大都缺乏。2.色相、色值、饱和度：以OEM彩粉打印效果为标准。3.流动性4.膨胀性5.不渗漏6.低熔化粘性 碳粉熔点过高，会造成重影，粘辊，定影不牢。彩色碳粉的密度可以用彩色密度仪测量，但它的价格很昂贵。 现在对于彩色碳粉的鉴定，我们主要靠目测，对比OEM样张效果 。六、碳粉对粉盒、打印机的影响 1、质量不好的碳粉，在潮湿及温度变化大的使用环境中 ，搁置时间稍长，便会产生结块现象，使用过程中会对碳 粉盒的部件产生损害，从而影响成像质量，并会缩短碳粉 盒 的使用寿命。 2、打印机通过上定影辊给碳粉加热，以便将碳粉熔化后 压入纸张,不同的打印机，定影辊的加热温度会有偏

13、差， 熔点范围较宽的碳粉，与不同打印机的定影辊配合性能良 好，使用在不同的打印机上都取得良好的打印质量。 3、熔点范围较窄的碳粉，打印质量是不稳定的，当碳 粉熔点高于定影辊加热湿度时，碳粉熔化不够，不能完全 渗入纸张纤维，造成图像定影不牢；而当碳粉熔点低于定 影辊加热温度时，碳粉过度软化，会粘在定影辊上，污染 定影辊，容易蹭脏打印纸。七、残余的碳粉为什么需要倒掉？1、如果是鼓粉分离的碳粉盒，因为残余的碳粉经过多次的 类充电后，电荷性能可能发生变化，加入新的碳粉后，容 易产生积聚，这样会在日后的打印中在刮片口形成白线。2、如果是鼓粉一体的，残余碳粉可能是已经充电后在显影 鼓上被刮下的废粉，如果直

14、接加粉使用将容易形成灰底( 比如 HP4600/5500 等)。八、碳粉制造工艺方法（1） 目前碳粉制造主要采用聚合法和粉碎法；1、聚合碳粉的工艺流程：(树脂单体、颜料、分散剂、其它试剂) (超声分散) (水、分散剂) (充分搅拌) (聚合) (洗涤) (过滤分离) (干燥) (后处理) (成品) 聚合法是一种精细化学碳粉技术，它包括：悬浮聚合、乳液聚合 、装入微胶囊、分散聚合、压缩聚合、化学粉碎。 聚合法在液相中完成，可制造出具有较低的熔融温度的碳粉，可 满足现代技术对节能和环保的要求。通过调节分散剂的用量、搅拌速 度 、聚合时间和溶液的浓度来控制碳粉粒子粒径，达到成分均一、颜 色好、透明度

15、高。聚合法制造出来的碳粉具有完好的粒形、较细的粒 径、较窄的粒度分布和较好的流动性。可满足高速、高分辩率、彩色 等现代化印刷技术的要求。目前主要集中应用在彩色碳粉生产上。八、碳粉制造工艺方法（2）粉碎法整个生产过程流程：(材料选用 ) (材料检验 ) (配料) (预混) (混炼挤出) (粉碎分级 ) (后处理) (成品) (检验) (分装) 目前碳粉加工行业大量采用的是粉碎法制作碳粉。 粉碎法可以生产适用干式静电复印的碳粉：包括双组份碳粉和单 组份碳粉（含磁性、非磁性两种）。因其显影过程、带电机理不同， 其成分配料比例也不尽相同。 总结：聚合粉颗粒形状圆、粒度分布均匀、各组分的分散均匀程 度优于粉碎粉，但是投资大、风险大、污染重、成本高、剩粉率高且 无法生产磁性粉。 八、碳粉制造工艺方法（3）碳粉生产除了必要的安全措施外，还必须解决：1、防止杂质污染碳粉，静电显影过程对碳粉的要求很高，碳粉中混有杂质会直接损坏影印品质量。2、碳粉颗粒之间以及颗粒和器壁之间的碰撞和摩擦会产生极强