Dan A. Hays, senior fellow vid Xerox Corporation Wilson Center for Research and Technology, förklarar.
den xerografiska processen, som uppfanns av Chester Carlson 1938 och utvecklades och kommersialiserades av Xerox Corporation, används ofta för att producera högkvalitativa text-och grafiska bilder på papper. Eftersom Xerox marknadsförde de första kopiatorerna med vanligt papper, kallas kopieringsmaskiner från andra företag ibland som ”Xerox-maskiner” av dem som inte inser att det är ett missbruk av företagets varumärke. Dessutom används den xerografiska processen faktiskt för att göra både kopior och utskrifter.
Carlson kallade ursprungligen processen elektrofotografi. Det bygger på två naturfenomen: att Material med motsatta elektriska laddningar lockar och att vissa material blir bättre ledare av el när de utsätts för ljus. Carlson uppfann en sexstegsprocess för att överföra en bild från en yta till en annan med hjälp av dessa fenomen. Först ges en fotokonduktiv yta en positiv elektrisk laddning. Den fotokonduktiva ytan exponeras sedan för bilden av ett dokument. Eftersom de upplysta sektionerna (de icke-bildområdena) blir mer ledande försvinner laddningen i de utsatta områdena. Negativt laddat pulver som sprids över ytan vidhäftar genom elektrostatisk attraktion till de positivt laddade bildområdena. Ett papper placeras över pulverbilden och ges sedan en positiv laddning. Det negativt laddade pulvret lockas till papperet eftersom det separeras från fotoledaren. Slutligen smälter värmen pulverbilden till papperet och producerar en kopia av originalbilden.
Carlsons första bild, producerad den 22 oktober 1938, skapades med negativt laddade gulaktiga mosssporer (lycopodium) på en svavelbelagd zinkplatta som hade laddats positivt genom att gnugga den med en näsduk. Dagens kopiatorer och skrivare har automatiserat och förfinat alla steg, flytta papper med hastigheter på mer än 250 fot per minut, digitalt skapa och exponera bilder och producera bilder i en regnbåge av färger.
här är hur processen fungerar idag:
- laddning. Inuti varje kopiator och laserskrivare finns en ljuskänslig yta som kallas fotoreceptor. Den består av ett tunt lager av fotokonduktivt material som appliceras på ett flexibelt bälte eller trumma. Fotoreceptorn isolerar i mörkret, men blir ledande när den utsätts för ljus. Den laddas i mörkret genom att applicera en hög likspänning på intilliggande ledningar, vilket ger ett intensivt elektriskt fält nära ledningarna som får luftmolekylerna att jonisera. Joner med samma polaritet som spänningen på ledningarna deponerar på fotoreceptorns yta, vilket skapar ett elektriskt fält över det.
- exponera. I en digital kopiator eller skrivare exponeras bilden på fotoreceptorn med en skanningsmodulerad laser eller en ljusemitterande diodbildfält. I äldre analoga kopiatorer projiceras reflekterat ljus från en upplyst bild på fotoreceptorn. I båda fallen släpps de områden av fotoreceptorn som utsätts för ljus selektivt ut, vilket orsakar en minskning av det elektriska fältet. De mörkare områdena behåller sin laddning.
- utveckla. Pigmenterat pulver som används för att utveckla bilden kallas toner. Tonerpartiklar av färgämne och plastharts har exakt kontrollerade elektrostatiska egenskaper och sträcker sig från cirka fem till 10 mikrometer i diameter. De blandas med och laddas av magnetiserade bärpärlor som transporterar dem till utvecklingszonen. Partiklarna laddas av fenomenet triboelektricitet (ofta kallad statisk elektricitet). Det elektriska fältet som är associerat med laddningsmönstret för bilden på fotoreceptorn utövar en elektrostatisk kraft på den laddade tonern, som fäster vid bilden. Ett färgdokument bildas av en skrivare med fyra separata xerografiska enheter som skapar och utvecklar separata cyan -, magenta -, gula och svarta bilder. Överlagringen av dessa pulverbilder ger dokument i fullfärg.
- överföring. Pulverbilden överförs från fotoreceptorn till papper genom att föra papperet i kontakt med tonern och sedan applicera en laddning med polaritet motsatt tonerns. Laddningen måste vara tillräckligt stark för att övervinna pulvrets vidhäftning till fotoreceptorn. En andra exakt kontrollerad laddning släpper papperet, som nu innehåller bilden, från fotoreceptorn.
- säkring. I smältningsprocessen smälts tonern som innehåller bilden och binds till papperet. Detta uppnås genom att passera papperet genom ett par rullar. En uppvärmd rulle smälter tonern, som smälts till papperet med hjälp av tryck från den andra rullen.
- ren. Toneröverföring från fotoreceptorn till papperet är inte 100 procent effektiv, och kvarvarande toner måste tas bort från fotoreceptorn före nästa utskriftscykel. De flesta medel-och höghastighets kopiatorer och skrivare åstadkomma detta med en roterande borste renare.
xerografi är en unik process som beror på kemisk, elektrisk, mekanisk och mjukvara know-how. Den snabba och ekonomiska digitala tryckprocessen producerar enkelt antingen ett tryck eller hundratals identiska utskrifter i svartvitt eller färg. Ännu viktigare är att möjligheten att sida-till-sida variabel avbildning med xerografi möjliggör utskrift på begäran av kompletta dokument som broschyrer och böcker. Sådan utskrift på begäran kan spara tid, minska kostnaderna och eliminera föråldring av dokument, överskridanden och lagring.