Toner: de evolutie van een essentiële printercomponent

Laser printers, en meer recentelijk LED printers, maken gebruik van toner. Toner is een substantie in poedervorm, die een mix van kunststof deeltjes, koolstof, en kleurpigmenten is. Kleurenprinters hebben in de regel toners in de kleuren cyaan, magenta, geel en zwart (Cyan, Magenta, Yellow en blacK, oftewel CMYK). Via een drum (ook wel afdrukmodule of imaging unit) wordt de toner overgebracht op papier. Een prachtig en ingewikkeld proces, waar later nog een blog over volgt.

De ontwikkeling van toner
Toner zelf is op het eerste gezicht niet zo spannend: een heel fijn, gekleurd poedertje. De techniek is inmiddels zo’n 50 jaar oud, en is in de loop van de jaren stevig doorontwikkeld. De eerste 30 jaar van de laserprinter waren wat eenvoudiger, omdat alles in zwart/wit was. Met de introductie van kleur in de jaren 90, veranderde tonerformulering doordat er kleurpigmenten werden toegevoegd. En ook nam de vraag voor hogere resolutie, en dus kleinere deeltjes, toe, omdat de printers voor grafische doeleinden ingezet werden.

Als we de recente geschiedenis van Xerox bekijken, zijn er een aantal types toner geweest. De DocuColor 12, geïntroduceerd in 1999, maakte nog gebruik van toner die mechanisch vermalen werd. Ook hadden de fusers van deze machine een olie-cartridge met siliconenolie, die een laagje op de fuser aanbracht om te voorkomen dat toner aan de fuserrollen bleef kleven. Deze zogenaamde ‘oil-requiring pulverized toner’ werd o.a. ook in de DocuColors 6060 en 8000 gebruikt.

In het begin van deze eeuw werd de Xerox EA toner geïntroduceerd. EA staat voor ‘Emulsion Aggregation’. Bij emulsion aggregration worden de toner deeltjes in een emulsie opgebouwd vanuit extreem kleine nucleatiepuntjes. Het voordeel hiervan is, dat er veel controle uitgeoefend kan worden over de grootte, vorm, en structuur van de deeltjes. Ook resulteert dit in een veel uniformere verdeling van deeltjesgrootte. Xerox zelf claimt een veel lager tonerverbruik, minder energieverbruik bij zowel productie als printen, en scherpere prints (tot 2400 x 2400 dpi). EA toner elimineerde, in de meeste machines, bovendien de noodzaak van een aparte olie-cartridge voor de fuser. De iGen (enorme productiemachine) daargelaten, hebben alle machines die gebruik maken van EA toner, geen fuser meer die olie gebruikt. EA toner werd gebruikt in machines als de WorkCentre C2128 en DocuColor 3535. 

De opvolger was EA-HG toner, waarbij HG staat voor ‘high gloss’ of ‘high grade’. Deze tonersoort bevat enkele additieven waardoor de prints meer glans hebben dan de originele EA toner. Ook is de formulering van de kleuren net iets anders. EA-HG werd onder andere gebruikt in de DocuColor 250, WorkCentres 72xx en 73xx series. EA-HG is tot op zeker hoogte compatible met EA toner: de deeltjesgrootte, elektrostatische eigenschappen en de smelttemperatuur zijn gelijk, waardoor toner voor de DocuColor 3535 in theorie (als je de cartridge passend maakt) in een WorkCentre 7335 zou kunnen gebruiken, en andersom. Je krijgt dan wel verschillen in kleur en glansniveau.

In 2008 werden de eerste machines geïntroduceerd die gebruikt maakten van EA-Eco toner. EA-Eco toner deelt de meeste eigenschappen met EA-HG toner, maar is specifiek geformuleerd om op een lagere temperatuur te smelten. Dit heeft tot gevolg dat de printers die met EA-Eco toner werken, minder energie gebruiken. Immers, de fuser hoeft minder warm te worden. Dit leidt ook tot een langere levensduur van de fuser. De printsnelheid van machines die van deze toner gebruik maken ligt ook een stuk hoger, omdat afkoeling van de fuser (deze verliest namelijk aan elk geprint blaadje papier energie) vaak een bottleneck vormt voor de snelheid. EA-HG en EA-Eco toners zijn eigenlijk niet uitwisselbaar: de deeltjesgrootte, elektrostatische eigenschappen en kleurformulering zijn gelijk, maar omdat de smelttemperaturen anders zijn, wordt EA-Eco toner overdreven glanzend als je het in een EA-HG machine gebruikt. En als je EA-HG toner in een EA-Eco machine gebruikt (bijvoorbeeld DocuColor 250 toner in een DCP700), is de kans groot dat het niet goed op het papier hecht. 

EA-Eco toner wordt nu in zo’n beetje elke Xerox machine die we verhandelen gebruikt. Dat is: elke machine van A3 formaat. De AltaLink C80xx en C81xx series, en de Color C60/C70, zijn door Xerox en Fuji Xerox ontwikkeld, en gebruiken deze toner. De cartridges zijn dan ook vaak uitwisselbaar: de vorm en chip vormen het enige verschil. Zo zijn de cartridges van de Color 560, C60, DCP700 en Versant 80 identiek, op de vorm van de ‘handgreep’ van de toner en de chip na. De kleinere modellen, zoals de VersaLink series A4 modellen, worden in sommige gevallen door, of samen met, andere fabrikanten ontwikkeld. De gebruiken vaak dan ook geheel andere toner, die niet eens door Xerox geproduceerd wordt. 

Laatste innovaties
De laatste ontwikkelingen in EA-Eco toner zijn de introductie van de ‘vivid’ en ‘fluorescerende’ toners. Met de Vivid kit worden witte, zilveren, gouden en transparante toner toegevoegd, en de fluorescerende kit bestaat uit zwart, en fluorescerende cyaan, magenta en gele toner. Het mooie is dat je deze kits ‘on the fly’ kan vervangen, waardoor je met één printer zowel ‘gewoon’ CMYK printwerk kan doen, om er volgens met dezelfde printer (bijvoorbeeld) gouden accenten aan toe te voegen. 

Dat het maken van EA toner een extreem nauwkeurig proces is, blijkt wel uit de enorme verschillen in kwaliteit van compatible toner. Daarover schrijf ik in de volgende blog post.