Журнал `Компьютерра` №725

Коробка с порошком

Автор: Олег Волошин

Раз уж мы завели разговор про лазерную печать, давайте поговорим и о том, чем, собственно, печатает лазерный принтер

Разумеется, мы все знаем, чем печатает лазерник, - таким черным пачкающимся порошком, который называется тонером (только не надо путать его с одноименным косметическим средством!). Однако попытки найти внятное определение того, что есть тонер, приводят к неожиданному результату - оказывается, строгого определения нет! Есть только упрощенные, начиная от примитивного "тонер - это красящий порошок" до чуть более точного (из Википедии) "тонер - это обладающий особыми свойствами порошок разного цвета (черный, красный, синий или желтый), который переносится с помощью электрографического принципа на специальным образом заряженный фотобарабан, формируя на нем видимое изображение, которое и переноситься на бумагу". Так что же такое тонер?

Во-первых, тонер - не просто какая-нибудь там сажа! Нет!

Это многокомпонентная мелкодисперсная смесь с размером частиц от 3 до 10 мкм, которая может быть как на основе угля, так и на основе композитных полимеров (так называемые традиционные и полимерные). Во-вторых, сам порошок получают тремя принципиально разными способами:

а) механическим измельчением многокомпонентной смеси (базовый принцип схож со способом измельчения кофейных зерен);

б) плавлением, распылением расплавленной массы в виде аэрозоля в специальной камере и последующим застыванием и просеиванием;

в) химическим выращиванием.

У каждого из методов есть свои достоинства и недостатки. Достоинства механического метода - относительная простота получения. Недостатки же - минимальный размер частиц в 7–8 мкм (а чем больше размер частиц, тем больше расход тонера) и их неправильная форма (они имеют множество острых краев и при сильном увеличении похожи на щебень).

В результате тонер действует, как абразив, на все (особенно на фотобарабан) подвижные элементы принтера.

Достоинство распылительного метода - получение более мелких частиц сферической формы, недостатки - трудно прогнозируемый размер частиц и необходимость сортировки и просеивания.

Метод же химического выращивания создает частицы тонера, 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. Как следствие, 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.

Что касается состава тонера, то в общем случае это краситель, полимерное связующее вещество (для сцепления краски с бумагой), носитель электрического заряда и магнитные частицы, посему единой формулы у тонера нет. На самом деле, структура тонера еще более сложная, однако каждый конкретный состав представляет собой коммерческую тайну и охраняется не хуже, чем рецепт Coca-Cola.

Кроме тонера, в некоторых моделях принтеров и МФУ для получения изображения используется еще один компонент - девелопер (носитель). По сути, это мелкий порошок, состоящий из крошечных шариков, обладающих ферромагнитными свойствами, и нужен он для переноса собственно тонера на фотобарабан. При этом надо понимать, что смешивание тонера и девелопера происходит не "где-то там", а непосредственно в емкости с носителем, где частички тонера прилипают к носителю за счет электростатических сил, возникающих в результате трения. Кстати, при печати девелопер не расходуется.

На сей счет можно услышать два противоположных мнения.

Одни говорят, что тонер представляет опасность для человека и провоцирует рак легких, а другие - что он полностью безопасен, хоть ешь его за завтраком горстями.

И кто же прав? Как ни странно, правы и те и другие! Дело в том, что тонер является столь мелким порошком, что при попадании в легкие не выводится естественным путем (со слизью), а оседает в них. Поэтому при продолжительном (8–10 лет) вдыхании тонера у человека действительно может развиться профессиональное заболевание шахтера - силикоз легких. Однако производители принтеров люди не глупые и стараются максимально снизить естественный выброс тонера в атмосферу. В результате чего в современном офисе самыми вредными оказываются заядлые курильщики да открытые шкафы с бумажными папками, а вовсе не принтеры (разумеется, при правильной эксплуатации последних).