Dan A. Hays, Senior fellow la Centrul Wilson pentru cercetare și Tehnologie al Xerox Corporation, explică.
procesul xerografic, care a fost inventat de Chester Carlson în 1938 și dezvoltat și comercializat de Xerox Corporation, este utilizat pe scară largă pentru a produce text și imagini grafice de înaltă calitate pe hârtie. Deoarece Xerox a comercializat primele copiatoare de hârtie simplă, mașinile de fotocopiere fabricate de alte companii sunt uneori denumite „mașini Xerox” de către cei care nu își dau seama că este o utilizare abuzivă a mărcii comerciale a companiei. În plus, procesul xerografic este de fapt utilizat pentru a face atât copii, cât și imprimări.
Carlson a numit inițial procesul electrofotografie. Se bazează pe două fenomene naturale: că materialele cu sarcini electrice opuse atrag și că unele materiale devin conductori mai buni ai electricității atunci când sunt expuși la lumină. Carlson a inventat un proces în șase pași pentru a transfera o imagine de la o suprafață la alta folosind aceste fenomene. În primul rând, o suprafață fotoconductivă are o sarcină electrică pozitivă. Suprafața fotoconductivă este apoi expusă imaginii unui document. Deoarece secțiunile iluminate (zonele non-imagine) devin mai conductive, sarcina se disipează în zonele expuse. Pulberea încărcată negativ răspândită pe suprafață aderă prin atracția electrostatică la zonele de imagine încărcate pozitiv. O bucată de hârtie este plasată peste imaginea pulberii și apoi i se dă o sarcină pozitivă. Pulberea încărcată negativ este atrasă de hârtie, deoarece este separată de fotoconductor. În cele din urmă, căldura fuzionează imaginea pulberii pe hârtie, producând o copie a imaginii originale.
prima imagine a lui Carlson, produsă la 22 octombrie 1938, a fost creată cu spori de mușchi gălbui încărcați negativ (lycopodium) pe o placă de zinc acoperită cu sulf care fusese încărcată pozitiv prin frecarea cu o batistă. Copiatoarele și imprimantele de astăzi au automatizat și rafinat toți pașii, deplasând hârtia la viteze mai mari de 250 de picioare pe minut, creând și expunând digital imagini și producând imagini într-un curcubeu de culori.
Iată cum funcționează procesul de astăzi:
- încărcați. În interiorul fiecărui copiator și imprimantă laser se află o suprafață sensibilă la lumină numită fotoreceptor. Se compune dintr-un strat subțire de material fotoconductiv care se aplică pe o centură sau tambur flexibil. Fotoreceptorul izolează în întuneric, dar devine conductor atunci când este expus la lumină. Se încarcă în întuneric prin aplicarea unei tensiuni DC ridicate pe firele adiacente, ceea ce produce un câmp electric intens în apropierea firelor care determină ionizarea moleculelor de aer. Ioni de aceeași polaritate ca tensiunea de pe fire se depun pe suprafața fotoreceptorului, creând un câmp electric peste el.
- expune. Într-un copiator digital sau imprimantă, imaginea este expusă pe fotoreceptor cu un laser modulat de scanare sau o bară de imagine cu diodă emițătoare de lumină. La copiatoarele analogice mai vechi, lumina reflectată dintr-o imagine iluminată este proiectată pe fotoreceptor. În ambele cazuri, zonele fotoreceptorului expuse la lumină sunt descărcate selectiv, determinând o reducere a câmpului electric. Zonele mai întunecate își păstrează sarcina.
- dezvolta. Pulberea pigmentată utilizată pentru a dezvolta imaginea se numește toner. Particulele de Toner din colorant și rășină plastică au proprietăți electrostatice controlate cu precizie și variază de la aproximativ cinci până la 10 micrometri în diametru. Acestea sunt amestecate și încărcate de margele purtătoare magnetizate care le transportă în zona de dezvoltare. Particulele sunt încărcate de fenomenul triboelectricității (adesea denumit electricitate statică). Câmpul electric asociat cu modelul de încărcare al imaginii de pe fotoreceptor exercită o forță electrostatică asupra tonerului încărcat, care aderă la imagine. Un document color este format dintr-o imprimantă cu patru unități xerografice separate care creează și dezvoltă imagini separate cyan, magenta, Galben și negru. Suprapunerea acestor imagini pulbere produce documente full-color.
- Transfer. Imaginea pulberii este transferată de la fotoreceptor pe hârtie prin aducerea hârtiei în contact cu tonerul și apoi aplicarea unei încărcări cu polaritate opusă celei a tonerului. Sarcina trebuie să fie suficient de puternică pentru a depăși aderența pulberilor la fotoreceptor. O a doua Încărcare controlată precis eliberează hârtia, care conține acum imaginea, de la fotoreceptor.
- siguranță. În procesul de fuziune, tonerul care cuprinde imaginea este topit și lipit de hârtie. Acest lucru se realizează prin trecerea hârtiei printr-o pereche de role. O rolă încălzită topește tonerul, care este fuzionat cu hârtia cu ajutorul presiunii din a doua rolă.
- curat. Transferul tonerului de la fotoreceptor la hârtie nu este 100% eficient, iar tonerul rezidual trebuie îndepărtat din fotoreceptor înainte de următorul ciclu de imprimare. Majoritatea copiatoarelor și imprimantelor de viteză medie și mare realizează acest lucru cu un curățător rotativ de perii.
Xerografia este un proces unic care depinde de know-how-ul chimic, electric, mecanic și software. Procesul rapid și economic de imprimare digitală produce cu ușurință fie o imprimare, fie sute de imprimări identice în alb-negru sau color. Mai important, capacitatea imaginii variabile de la pagină la pagină cu Xerografie permite imprimarea la cerere a documentelor complete, cum ar fi broșuri și cărți. O astfel de imprimare la cerere poate economisi timp, reduce costurile și poate elimina obsolescența documentelor, depășirile și depozitarea.