Qualitätssicherung in der Tonerproduktion

Bei der Tonerherstellung bestimmen hauptsächlich Partikelgröße und Partikelform die Fließ- und Ladungseigenschaften von Tonern. Was die Form angeht, ist das Hauptmerkmal für gute Qualität die Kugelform des Pulvers, die sogenannte Circularität. Diese wird als das Verhältnis des Umfangs eines flächengleichen Kreises zum Umfang des Partikels selbst definiert.

Die Circularität lässt sich als Index für den Grad der Unregelmäßigkeiten der Oberfläche eines Tonerpartikels betrachten. Hat sie den Wert ‚1‘, wäre die Form vollkommen sphärisch. Nimmt der Wert ab, wird die Form zunehmend komplizierter. Fällt der Durchschnittswert der Circularität eines Toners unter 0,950, werden die Tonerpartikel zu eckig. Geringere Circularität reduziert die Fließeigenschaften der Partikel und führt zu Schmiereffekten auf dem gedruckten Bild. Nicht sphärische Partikel haben häufig große Unterschiede in der elektrostatischen Aufladung, was die Qualität des Druckbildes ebenfalls negativ beeinflusst.

Bei der Optimierung der Produktionsprozesse hilft das Messsystem FPIA-2100. Es zeigt nicht nur Bilder der Partikel, sondern ein Circularity-Diagramm gibt Auskunft über die Cicularität des gemessenen Partikelkollektivs. Die Abbildungen 1a und 1b zeigen die Unterschiede im Circularity-Diagramm eines Toners guter und schlechter Qualität. Die Probe in Abbildung 1a hat eine durchschnittliche Circularität von 0,983, während in Abbildung 1b eine Probe mit der durchschnittlichen Circularität von 0,952 abgebildet ist.

Diagramme und numerische Werte liefern – basierend auf einer repräsentativen Probe – statistisch auswertbare Elemente. Gleichzeitig unterstützen Bilder optisch die Interpretation der gelieferten Daten. Jede Information lässt sich eigenständig bewerten. In Kombination jedoch liefern sie ein umfassendes Verständnis für die Charakteristika der Partikel.

Halle 7, Stand 338

E cav 290

Das Messsystem FPIA-2100 bestimmt die Partikelgrößen- und -formverteilung mit Hilfe einer CCD-Kamera mit Bildern aller Partikel und einer Bestimmung des Formfaktors versus Partikelgröße in weniger als fünf Minuten. Die Probe gelangt dabei durch eine sehr enge Scheidenzelle, die sicherstellt, dass die Partikelsuspension in ganz dünner Schicht fließt, die größte Fläche der Partikel gegen die Kamera ausgerichtet wird und alle Partikel fokussiert sind. Ein CCD-Mikroskop mit stroboskopischer Belichtung nimmt 30 Partikelbilder/s auf. Die Analyse erfolgt in Echtzeit in einem Messbereich von 0,7 mm bis 160 mm.

Der numerische Wert der Partikelform wird von der Fläche des Partikels abgeleitet. Umfang, Kreisform und ein dem äquivalenten Kreis entsprechender Durchmesser lassen sich errechnen. Die Ausgabe der Informationen zur Partikelgrößenverteilung und Partikelformverteilung erfolgt grafisch und in tabellarischer Form.