Dan A. Hays, der er seniorforsker ved Danmarks Forskningscenter for forskning og teknologi, forklarer.
den kserografiske proces, som blev opfundet af Chester Carlson i 1938 og udviklet og kommercialiseret af Kser Corporation, bruges i vid udstrækning til at producere tekst og grafiske billeder af høj kvalitet på papir. Kopimaskiner fremstillet af andre virksomheder kaldes undertiden “kopimaskiner” af dem, der ikke er klar over, at det er et misbrug af virksomhedens varemærke. Derudover bruges den kserografiske proces faktisk til at lave både kopier og udskrifter.
Carlson kaldte oprindeligt processen elektrofotografi. Det er baseret på to naturlige fænomener: at materialer med modsatte elektriske ladninger tiltrækker, og at nogle materialer bliver bedre ledere af elektricitet, når de udsættes for lys. Carlson opfandt en seks-trins proces for at overføre et billede fra en overflade til en anden ved hjælp af disse fænomener. For det første får en fotoledende overflade en positiv elektrisk ladning. Den fotoledende overflade udsættes derefter for billedet af et dokument. Fordi de oplyste sektioner (de ikke-billedområder) bliver mere ledende, spredes ladningen i de udsatte områder. Negativt ladet pulver spredt over overfladen klæber gennem elektrostatisk tiltrækning til de positivt ladede billedområder. Et stykke papir placeres over pulverbilledet og får derefter en positiv ladning. Det negativt ladede pulver tiltrækkes af papiret, da det adskilles fra fotolederen. Endelig smelter varmen pulverbilledet til papiret og producerer en kopi af det originale billede.
Carlsons første billede, produceret den 22.oktober 1938, blev oprettet med negativt ladede gullige mossporer (lycopodium) på en svovlbelagt sinc-plade, der var blevet positivt ladet ved at gnide den med et lommetørklæde. Dagens kopimaskiner og printere har automatiseret og raffineret alle trin, flytter papir med hastigheder på mere end 250 fod i minuttet, digitalt skaber og udsætter billeder og producerer billeder i en regnbue af farver.
Heres hvordan processen fungerer i dag:
- Oplad. Inde i hver kopimaskine og laserprinter er en lysfølsom overflade kaldet en fotoreceptor. Den består af et tyndt lag fotoledende materiale, der påføres et fleksibelt bælte eller tromle. Fotoreceptoren isolerer i mørket, men bliver ledende, når den udsættes for lys. Det oplades i mørke ved at påføre en høj jævnspænding på tilstødende ledninger, hvilket producerer et intenst elektrisk felt nær ledningerne, der får luftmolekylerne til at ionisere. Ioner af samme polaritet som spændingen på ledningerne deponeres på fotoreceptorens overflade, hvilket skaber et elektrisk felt på tværs af det.
- udsætte. I en digital kopimaskine eller printer eksponeres billedet på fotoreceptoren med en scanningsmoduleret laser eller en lysemitterende diode billedbjælke. I ældre analoge kopimaskiner projiceres reflekteret lys fra et belyst billede på fotoreceptoren. I begge tilfælde udledes de områder af fotoreceptoren, der udsættes for lys, selektivt, hvilket forårsager en reduktion i det elektriske felt. De mørkere områder bevarer deres ladning.
- udvikle. Pigmenteret pulver, der bruges til at udvikle billedet, kaldes toner. Tonerpartikler fremstillet af farvestof og plastharpiks har nøjagtigt kontrollerede elektrostatiske egenskaber og spænder fra ca.fem til 10 mikrometer i diameter. De blandes med og oplades af magnetiserede bæreperler, der transporterer dem til udviklingsområdet. Partiklerne oplades af fænomenet triboelektricitet (ofte omtalt som statisk elektricitet). Det elektriske felt, der er forbundet med ladningsmønsteret for billedet på fotoreceptoren, udøver en elektrostatisk kraft på den ladede toner, der klæber til billedet. Et farvedokument dannes af en printer med fire separate kserografiske enheder, der skaber og udvikler separate cyan -, magenta -, gule og sorte billeder. Overlejringen af disse pulverbilleder producerer dokumenter i fuld farve.
- overførsel. Pulverbilledet overføres fra fotoreceptoren til papir ved at bringe papiret i kontakt med toneren og derefter påføre en ladning med polaritet modsat tonerens. Ladningen skal være stærk nok til at overvinde pulverets vedhæftning til fotoreceptoren. En anden nøjagtigt kontrolleret ladning frigiver papiret, der nu indeholder billedet, fra fotoreceptoren.
- sikring. I fusionsprocessen smeltes toneren, der omfatter billedet, og bindes til papiret. Dette opnås ved at føre papiret gennem et par ruller. En opvarmet rulle smelter toneren, som smeltes sammen med papiret ved hjælp af tryk fra den anden rulle.
- ren. Toneroverførsel fra fotoreceptoren til papiret er ikke 100 procent effektiv, og resterende toner skal fjernes fra fotoreceptoren inden næste udskrivningscyklus. De fleste medium-og high-speed kopimaskiner og printere opnå dette med en roterende børste renere.
Kserografi er en unik proces, der afhænger af kemisk, elektrisk, mekanisk og programmelviden. Den hurtige og økonomiske digitale udskrivningsproces producerer let enten et tryk eller hundreder af identiske udskrifter i sort / hvid eller farve. Endnu vigtigere er muligheden for side-til-side variabel billeddannelse med kserografi muliggør on-demand udskrivning af komplette dokumenter såsom brochurer og bøger. Sådan on-demand udskrivning kan spare tid, reducere omkostningerne og eliminere dokumentforældelse, overskridelser og oplagring.