Красящие вещества для электрофотографии

В электрофотографии (принцип действия — рис. 12) красящее вещество называют тонером. Тонеры могут быть сухими и жидкими, как показано на рис. 13. Частицы тонера заряжены или заряжаются электростатически в проявочном устройстве и в процессе создания изображения под действием электростатических полей переносятся на противоположно заряженный фоторецептор. Передача с фоторецептора на запечатываемый материал осуществляется снова посредством электростатических сил.

Рис. 12
Электрофотография (принцип)

Рис. 13
Системы тонеров

Наиболее часто электрофотография применяется в копировальных аппаратах и электрофотографических принтерах. Сухие тонеры под действием тепла (нагретые валики, инфракрасный излучатель) и слабого давления фиксируются на бумаге. В современных двухкомпонентных системах тонер переносится на фоторецептор через так называемые носители (магнитные частички носителя).

Тонер расходуется в то время, когда носитель остается в системе его подачи. Тонеры согласовываются с соответствующими параметрами процесса данной модели копировального или печатающего устройства. Цветные сухие тонеры (порошковые тонеры) не могут смешиваться с целью получения нового цветового тона. Сухие тонеры производят, как правило, в процессе плавления и перетира (Schmelz-Mahl), при этом частицы тонера имеют более или менее правильную форму (рис. 14). Новый метод химического прямого синтеза ("полимеризационный процесс") позволяет получить частицы тонера круглой формы с высокой стабильностью диаметра частиц. Толщина слоя на бумаге при сухом тонере составляет от 6 до 15 мкм после затвердевания. Ассортимент материалов, подлежащих запечатыванию, в сравнении с офсетным и другими способами печати ограничен.

Рис. 14
Тонер для электрофотографии:
а производство в процессе плавления и размалывания (Schmelz-Mahl) частиц тонера с нерегулярным строением;
б химическое производство (полимеризационный способ);
частицы тонера круглой формы

Магнитные однокомпонентные тонеры построены, как вышеописанные тонеры, в двухкомпонентной системе, только сами частицы тонера содержат оксид железа. Эти частицы тонера имеют большие размеры (примерно от 12 до 20 мкм).

Цветные тонеры для многокрасочной печати можно производить только в ограниченной цветовой гамме. Так как темный оксид железа имеет большую долю в составе однокомпонентного тонера, светлые и прозрачные цветовые тона являются трудно реализуемыми.

Электростатические однокомпонентные тонеры не нуждаются в частицах носителя. Частицы тонера транспортируются посредством управляемых электростатических полей. Эти тонеры могут быть использованы только при относительно низкой скорости печати.

Жидкие тонеры содержат красящие вещества — преимущественно пигменты, находящиеся в жидком связующем. Перенос заряженных частиц на цилиндр с нанесенным на него электростатическим изображением происходит также посредством электростатических сил. Концентрация частиц тонера в жидком свя зующем составляет лишь около 5% и должна быть при печати повышена, так как в идеальном случае наноситься на бумагу должны только частицы тонера; жидкая основа должна быть при этом удалена. Частицы жидкого тонера меньше (около 1—2 мкм), чем порошковых тонеров, и это большое преимущество. Малые частицы, тонкий слой краски и высокое разрешение дают возможность получать изображения, подобные офсетному способу печати.

Специальные цвета могут быть получены путем смешения разных компонентов. Жидкие тонеры по сравнению с сухими тонерами распространены меньше. Затраты на изготовление и печать при их применении значительно больше, чем в системах с сухими тонерами. Вязкость составляет обычно около 15 мПа • с

Красящие вещества струйной печати

Красящие вещества для струйной печати (чернила) характеризуются низкой вязкостью (от 1 до 30 мПа • с). В их составе могут быть красители и пигменты. Краски должны быть хорошо отфильтрованы, чтобы агломераты пигментов или посторонние включения не засоряли узкие каналы и сопла (форсунки) печатающей головки. В зависимости от вида струйной печати и подлежащего запечатыванию материала находят применение различные жидкости в качестве носителя:

• печать по требованию (Drop on Demand Ink Jet)
  — термоструйная печать: вода
  — пьезоструйная печать:
  вода, масло, расплавленный воск в красках из расплава Hot-Melt (при комнатной температуре — в твердом состоянии), жидкие пластмассы в УФ-красках
• непрерывная струйная печать: вода, МЭК (метилэтилкетон).

Из-за малой вязкости краски результат печати сильно зависит от запечатываемого материала. Краски имеют склонность к растеканию и впитыванию или на невпитывающих поверхностях (например, пленках) — к отталкиванию жидкости. Капли различных цветных тонов могут сливаться. Более того, запечатываемый материал может вследствие высокого содержания жидкости (от 90 до 95%) деформироваться, образовывая, например, волны. Упомянутые проблемы решаются в большинстве случаев нанесением на поверхность запечатываемого материала специальных поверхностных покрытий. Они удерживают жидкость и предотвращают растекание краски.

Слои красок на водной, масляной и МЭК-основах очень тонкие (< 0,5 мкм), а термопластические и УФ краски, напротив, образуют относительно толстые слои (<10 мкм), так как почти не содержат летучих компонентов.