dan A. Hays, senior fellow w Centrum Badań i technologii firmy Xerox Corporation, wyjaśnia.
proces kserograficzny, który został wynaleziony przez Chestera Carlsona w 1938 roku i opracowany i skomercjalizowany przez Xerox Corporation, jest szeroko stosowany do produkcji wysokiej jakości obrazów tekstowych i graficznych na papierze. Ponieważ Xerox wprowadził na rynek pierwsze zwykłe kopiarki papierowe, kserokopiarki innych firm są czasami określane jako „Xerox machines” przez tych, którzy nie zdają sobie sprawy, że jest to niewłaściwe użycie znaku towarowego firmy. Ponadto proces kserograficzny jest faktycznie używany do wykonywania zarówno kopii, jak i odbitek.
Carlson pierwotnie nazwał proces elektrofotografii. Opiera się na dwóch naturalnych zjawiskach: że materiały o przeciwnych ładunkach elektrycznych przyciągają i że niektóre materiały stają się lepszymi przewodnikami elektryczności pod wpływem światła. Carlson wynalazł sześciostopniowy proces przenoszenia obrazu z jednej powierzchni na drugą za pomocą tych zjawisk. Po pierwsze, powierzchnia fotoprzewodząca otrzymuje dodatni ładunek elektryczny. Powierzchnia fotoprzewodząca jest następnie wystawiana na obraz dokumentu. Ponieważ podświetlone sekcje (obszary bez obrazu) stają się bardziej przewodzące, ładunek rozprasza się w odsłoniętych obszarach. Ujemnie naładowany proszek rozłożony na powierzchni przylega poprzez przyciąganie elektrostatyczne do dodatnio naładowanych obszarów obrazu. Na obrazie proszku umieszcza się kartkę papieru, a następnie otrzymuje ładunek dodatni. Ujemnie naładowany proszek jest przyciągany do papieru, ponieważ jest oddzielany od fotoprzewodnika. Na koniec ciepło łączy obraz proszku z papierem, tworząc kopię oryginalnego obrazu.
pierwszy obraz Carlsonsa, wyprodukowany 22 października 1938 roku, powstał z ujemnie naładowanych żółtawych zarodników mchu (lycopodium) na pokrytej siarką płytce cynkowej, która została naładowana dodatnio przez pocieranie jej chusteczką. Dzisiejsze kopiarki i drukarki zautomatyzowały i udoskonaliły wszystkie kroki, przesuwając papier z prędkością ponad 250 stóp na minutę, cyfrowo tworząc i eksponując obrazy oraz tworząc obrazy w tęczy kolorów.
Heres how the process works today:
- do ataku. Wewnątrz każdej kopiarki i drukarki laserowej znajduje się światłoczuła powierzchnia zwana fotoreceptorem. Składa się z cienkiej warstwy materiału fotoprzewodnikowego, który jest nakładany na Elastyczny pas lub bęben. Fotoreceptor izoluje się w ciemności, ale staje się przewodzący, gdy jest wystawiony na działanie światła. Jest on ładowany w ciemności przez zastosowanie wysokiego napięcia STAŁEGO do sąsiednich przewodów, co wytwarza intensywne pole elektryczne w pobliżu przewodów, które powoduje jonizację cząsteczek powietrza. Jony o tej samej polaryzacji co napięcie na przewodach osadzają się na powierzchni fotoreceptora, tworząc pole elektryczne na jego powierzchni.
- W cyfrowej kopiarce lub drukarce obraz jest naświetlany na fotoreceptorze za pomocą skanującego lasera modulowanego lub paska obrazu z diodami elektroluminescencyjnymi. W starszych kopiarkach analogowych światło odbite z podświetlonego obrazu jest rzutowane na fotoreceptor. W obu przypadkach obszary fotoreceptora wystawione na działanie światła są selektywnie rozładowywane, powodując zmniejszenie pola elektrycznego. Ciemniejsze obszary zachowują swój ładunek.
- Pigmentowany proszek używany do tworzenia obrazu nazywany jest tonerem. Cząsteczki tonera wykonane z barwnika i żywicy z tworzywa sztucznego mają precyzyjnie kontrolowane właściwości elektrostatyczne i mają średnicę od około pięciu do 10 mikrometrów. Są one mieszane i ładowane przez namagnesowane kulki nośne, które transportują je do strefy rozwoju. Cząstki są ładowane przez zjawisko triboelektryczności (często określane jako elektryczność statyczna). Pole elektryczne związane ze wzorem ładunku obrazu na fotoreceptorze wywiera na naładowany toner siłę elektrostatyczną, która przylega do obrazu. Kolorowy dokument jest tworzony przez drukarkę z czterema oddzielnymi jednostkami kserograficznymi, które tworzą i rozwijają oddzielne obrazy w Kolorze cyjanowym, magenta, żółtym i czarnym. Superpozycja tych obrazów proszkowych tworzy pełnokolorowe dokumenty.
- Transfer. Obraz proszku jest przenoszony z fotoreceptora na papier poprzez doprowadzenie papieru do kontaktu z tonerem, a następnie nałożenie ładunku o biegunowości przeciwnej do biegunowości tonera. Ładunek musi być wystarczająco silny, aby przezwyciężyć adhezję proszków do fotoreceptora. Drugi precyzyjnie kontrolowany ładunek uwalnia z fotoreceptora papier, zawierający teraz obraz.
- W procesie utrwalania toner zawierający obraz jest topiony i przyklejany do papieru. Osiąga się to poprzez przepuszczenie papieru przez parę rolek. Podgrzewana rolka topi toner, który jest wtapiany w papier za pomocą nacisku drugiej rolki.
- czyste. Transfer tonera z fotoreceptora na papier nie jest w 100 procentach wydajny, a pozostały toner należy usunąć z fotoreceptora przed następnym cyklem drukowania. Większość średnich i szybkich kopiarek i drukarek osiąga to dzięki obrotowemu czyszczeniu szczotką.
Kserografia to unikalny proces, który zależy od wiedzy chemicznej, elektrycznej, mechanicznej i oprogramowania. Dzięki szybkiemu i ekonomicznemu procesowi druku cyfrowego można łatwo uzyskać jeden wydruk lub setki identycznych wydruków w czerni i bieli lub w Kolorze. Co ważniejsze, możliwość obrazowania ze zmiennych stron za pomocą kserografii umożliwia drukowanie na żądanie kompletnych dokumentów, takich jak broszury i książki. Takie drukowanie na żądanie może zaoszczędzić czas, obniżyć koszty i wyeliminować przestarzałość dokumentów, przekroczenia i magazynowanie.