研發碳粉主要的方向在於提昇影像輸出的品質，針對影像輸出品質的改良不外乎以下幾個種點：高光學密度、高細線解析度、消除底灰現象、灰階展現能力、高列印量以及高碳粉轉移率（指碳粉由感光鼓轉移至紙張的量）；同時必須與機器運作的各種元件相容，如：感光鼓、清除刮刀或是融印機構。除此之外碳粉必須要無毒、無刺激性、對身體不傷害、便宜以及容易在各種環境下都可儲存才可以。

而碳粉研發必須與印表機性能各項條件相輔相成；由於碳粉的需求特性太過於繁雜，致使設計上會妥協某些性能，如最大光學密度等。 上述碳粉特性大致上可以分成物理特性、化學特性以及電性。而其性質不僅材料選取有關，而且與製造過程何儲存狀態皆有關。表2-1為碳粉各項重要性質列表。

§2-1 粒徑與粒徑分佈

碳粉在過去的發展當中已朝向小粒徑的方向發展，1983年HP LaserJet 500碳粉平均粒徑為13μm到了2002年的今天HP LaserJet 4100碳粉平均粒徑已達6.5μm，有些彩色碳粉已經做到2μm。

粒徑分布太寬容易造成碳粉佈電不均勻，也可能造成碳粉帶錯電（Wrong Side Toner）；粒徑分布窄，雖然可以穩定的控制碳粉物理性質，卻因此造成列印張數過低。

Canon 的跳躍式顯像機構專利是在感光鼓與顯像滾輪間隙中除了直流電場外，也加入交流電場；如此會讓有足夠電量的碳粉克服磁棒的磁力脫離磁棒直接在感光鼓顯影（圖2-1）；若是帶電量不足或是太重以致動能不夠，脫離磁棒的磁力後無法直達感光鼓會因交流電場將碳粉拉回磁棒，並撞擊磁棒上的碳粉，受撞擊的碳粉得到動能以後，會飛向感光鼓達到顯影的目的。如此列印之光學密度（黑度）會較高。圖2-2顯示當碳粉動能不足會將碳粉拉回顯像滾輪撞擊滾輪上的碳粉,受撞擊的碳粉得到足夠的動能足以在感光鼓上顯影。跳躍式顯像機構使得粒徑分布過寬或過窄皆不適合碳粉顯像。表2-2說明影像輸出品質與碳粉大小的關係。

§2-2 機械強度

碳粉必須有足夠的機械強度藉以抵抗運作過程的碰撞，但高機械強度的碳粉材質會增加碳粉的製造成本，故必須再之間取得某一程度的妥協。

§2-3 添加劑分佈

碳粉內部各種添加劑必須均勻分佈（如染料、磁粉、電荷控制劑等…）在碳粉顆粒中，添加物的分散性質將直接影響碳粉擦電性質、顏色、磁性與製造產能。

§2-4 比重

碳粉比重與基材和添加劑有關，不同碳粉有不同比重，其中磁性碳粉必須添加磁粉故比重大於非磁性碳粉。一般磁性碳粉比重在1.2~1.6 g/cm³之間，而非磁性碳粉則在0.9~1.1g/cm³之間。

§2-5 視密度

相同的碳粉重量會有不同的碳粉體積，及其視密度不一樣；不同廠商製造出相同品項的碳粉由於配方不同，其視密度也會不一樣。視密度關係著碳粉填充量的多寡。影響視密度的因子一般有粉體形狀、粒徑分佈、添加物(外加粒體)種類等。

§2-6 粉體形狀

依碳粉製造過程，碳粉形狀一般分成兩種；若是以聚合方式製造的碳粉一般都是圓形的，若是以粉碎的方式則碳粉為不規則狀。目前以聚合的方式由於製造條件控制不易，大量製造會有生產瓶頸，故經濟效益不高。而以粉碎生產碳粉的方式目前最經濟的方法是利用空氣渦流撞擊粉體或基材達到造粒的目的（air-impact mills）；撞擊法造粒所製造出來的粉體較其他粉碎方式更趨近於圓形粉體，而且其物理性質會是電性也與其他粉碎方式有不同的效果，直接影響的是粉體流動性。

§2-7 擦電性質

一般而言碳粉擦電性質會直接影響影像輸出品質（如黑度與底灰）、列印張數與載珠生命期。計算碳粉擦電性質的方式一般會使用Q/M值（即單位重量所帶的電荷），實驗方式是利用比碳粉還大的粉體（一般會使用載珠50~80μm），將兩種粉體均勻混合，當兩種粉體接觸碰撞後電荷即轉移，再將碳粉吹出留下另一種粉末，如此測的粉末電荷即可得到Q/M值。圖2-3為Q/M值測試原理。圖2-4為德國Epping Co. 的 Q/M-Meter。

§2-8 介電常數

介電常數可以用以估計添加物在碳粉內的分散性，同時對與碳粉電荷保實力有有相當的影響。

§2-9 電阻

不論是單成分顯像與雙成分顯像，碳粉要求較高的電阻，藉以保持電荷；但是某些非電子寫真機構則使用導體的碳粉（如：Delphax ion-deposition）。

§2-10 軟化溫度

碳粉必須有一定的軟化溫度，否則無法儲存；但軟化溫度又不可太高，否則無法定著在紙張上。

§2-11 黏滯性

不恰當的黏滯性會造成融印機構污染，增加融印組驅動馬達的剪應力負荷，對於碳粉定著也會有很大的影響。

§2-12 磁性

碳粉磁性探討包含順磁性、飽和磁化強度以及磁滯現象。順磁程度太高碳粉會在顯像滾輪上型成”Chaining”局部流動性不佳。