La xerografía es una técnica de fotocopia en seco . [1] Originalmente llamada electrofotografía, pasó a llamarse xerografía, de las raíces griegas ξηρός xeros , que significa "seco" y -γραφία -graphia , que significa "escritura", para enfatizar que, a diferencia de las técnicas de reproducción entonces utilizadas, como la cianotipia , el proceso de La xerografía no utilizó productos químicos líquidos . [2]
La xerografía fue inventada por el físico estadounidense Chester Carlson , basándose significativamente en las contribuciones del físico húngaro Pál Selényi . Carlson solicitó y obtuvo la patente estadounidense 2.297.691 el 6 de octubre de 1942.
La innovación de Carlson combinó la impresión electrostática con la fotografía , a diferencia del proceso de impresión electrostática seca inventado por Georg Christoph Lichtenberg en 1778. [3] El proceso original de Carlson era engorroso y requería varios pasos de procesamiento manual con placas planas.
En 1946, Carlson firmó un acuerdo con Haloid Photographic Company para desarrollarlo como producto comercial. Antes de ese año, Carlson había propuesto su idea a más de una docena de empresas, pero ninguna estaba interesada. El presidente de Haloid, Joseph C. Wilson , vio la promesa del invento de Carlson y se aseguró de que Haloid trabajara diligentemente para producir un producto comercial que funcionara.
Pasaron casi 18 años antes de que se desarrollara un proceso totalmente automatizado, y el avance clave fue el uso de un tambor cilíndrico recubierto con selenio en lugar de una placa plana. Esto dio como resultado la primera fotocopiadora automática comercial, la Xerox 914 , lanzada por Haloid/Xerox en 1960.
La xerografía se utiliza actualmente en la mayoría de las fotocopiadoras y en las impresoras láser y LED .
El primer uso comercial fue el procesamiento manual de un fotosensor plano (un componente electrostático que detecta la presencia de luz visible) con una fotocopiadora y una unidad de procesamiento separada para producir placas litográficas offset. Hoy en día, esta tecnología se utiliza en fotocopiadoras , impresoras láser y prensas digitales que poco a poco están reemplazando muchas prensas offset tradicionales en la industria de la impresión por tiradas más cortas.
Al utilizar un cilindro para transportar el fotosensor, se permitió el procesamiento automático. En 1960 se creó la fotocopiadora automática y desde entonces se han construido muchos millones. El mismo proceso se utiliza en impresoras de microformas e impresoras láser o LED con salida de computadora . Un cilindro metálico llamado tambor está montado para girar alrededor de un eje horizontal. El tambor gira a la velocidad de salida del papel. Una revolución pasa por la superficie del tambor a través de los pasos que se describen a continuación.
La dimensión de extremo a extremo es el ancho de la impresión que se va a producir más una tolerancia generosa. Los tambores de las fotocopiadoras desarrolladas originalmente por Xerox Corporation se fabricaron con un revestimiento superficial de selenio amorfo (más recientemente fotoconductor cerámico u orgánico u OPC), aplicado mediante deposición al vacío . El selenio amorfo mantendrá una carga electrostática en la oscuridad y la conducirá bajo la luz. En la década de 1970, IBM Corporation intentó evitar las patentes de Xerox para los tambores de selenio desarrollando fotoconductores orgánicos como alternativa al tambor de selenio. En el sistema original, las fotocopiadoras que utilizan silicio o selenio (y sus aleaciones) se cargan positivamente durante el uso (por lo tanto, funcionan con polvo de " tóner " cargado negativamente). Los fotoconductores que utilizan compuestos orgánicos se cargan electroquímicamente a la inversa que el sistema anterior para aprovechar sus propiedades nativas en la impresión. [4] Ahora se prefieren los fotoconductores orgánicos porque pueden depositarse en una correa flexible, ovalada o triangular, en lugar de en un tambor redondo, lo que facilita un tamaño de construcción del dispositivo significativamente más pequeño.
Los tambores fotográficos de las impresoras láser están fabricados con una estructura tipo sándwich de diodo de silicio dopado con una capa de silicio cargable con luz dopada con hidrógeno, una capa rectificadora (generadora de diodos) de nitruro de boro que minimiza las fugas de corriente y una capa superficial de silicio dopada con oxígeno o nitrógeno. ; El nitruro de silicio es un material resistente al desgaste.
Los pasos del proceso se describen a continuación aplicados en un cilindro, como en una fotocopiadora. Algunas variantes se describen en el texto. Cada paso del proceso tiene variantes de diseño. La física del proceso xerográfico se analiza detalladamente en un libro. [5]
Una carga electrostática de −600 voltios se distribuye uniformemente sobre la superficie del tambor mediante una descarga en corona de una unidad de corona (Corotron), con salida limitada por una rejilla o pantalla de control. Este efecto también se puede lograr utilizando un rodillo de contacto al que se le aplica una carga. Básicamente, una descarga en corona se genera mediante un cable muy delgado de 1 ⁄ 4 a 1 ⁄ 2 pulgada (6,35 a 12,7 mm) de distancia del fotoconductor. Se coloca una carga negativa en el cable, que ionizará el espacio entre el cable y el conductor, por lo que los electrones serán repelidos y empujados hacia el conductor. El conductor se coloca encima de una superficie conductora, mantenida al potencial de tierra. [6]
La polaridad se elige para adaptarse al proceso positivo o negativo. El proceso positivo se utiliza para producir copias en blanco y negro. El proceso negativo se utiliza para producir negro sobre blanco a partir de originales negativos (principalmente microfilmes) y todas las impresiones y copias digitales. Esto es para ahorrar en el uso de luz láser mediante el método de exposición "escritura en negro" o "escribir en negro".
El documento o microforma que se va a copiar se ilumina mediante lámparas de destello en la platina y se pasa sobre una lente o se escanea con una luz y una lente en movimiento, de modo que su imagen se proyecta y se sincroniza con la superficie del tambor en movimiento. Alternativamente, la imagen puede exponerse usando una luz estroboscópica de xenón que ilumina la superficie del tambor o correa en movimiento, lo suficientemente rápido como para generar una imagen latente perfecta. Cuando haya texto o imagen en el documento, el área correspondiente del tambor permanecerá apagada. Donde no haya imagen el tambor se iluminará y la carga se disipará. La carga que queda en el tambor después de esta exposición es una imagen 'latente' y es un negativo del documento original. [6]
Ya sea en un sistema óptico estacionario o de escaneo, se utilizan combinaciones de lentes y espejos para proyectar la imagen original en la platina (superficie de escaneo) sobre el fotoconductor. Se utilizan lentes adicionales, con diferentes distancias focales o lentes de zoom para ampliar o reducir la imagen; la velocidad de escaneo debe adaptarse a elementos o reducciones. [4]
Un tambor es inferior a una correa en el sentido de que, aunque es más simple que una correa, debe amortiguarse gradualmente en las partes que ruedan sobre el tambor curvo, mientras que la correa plana utiliza eficientemente una exposición para hacer un paso directo. [4]
En una impresora láser o LED, se proyecta luz modulada sobre la superficie del tambor para crear la imagen latente. La luz modulada se utiliza únicamente para crear la imagen positiva, de ahí el término "escritura negra".
En las fotocopiadoras de gran volumen, el tambor se presenta con una mezcla lentamente turbulenta de partículas de tóner y partículas portadoras reutilizables, de hierro, más grandes. El tóner es un polvo; su forma inicial era polvo de carbón, luego mezclado en fusión con un polímero. Las partículas portadoras tienen un recubrimiento que, durante la agitación, genera una carga triboeléctrica (una forma de electricidad estática), que atrae una capa de partículas de tóner. Además, la mezcla se manipula con un rodillo magnético para presentar a la superficie del tambor o correa una brocha de tóner. Por contacto con el soporte, cada partícula de tóner neutra tiene una carga eléctrica de polaridad opuesta a la carga de la imagen latente en el tambor. La carga atrae el tóner para formar una imagen visible en el tambor. Para controlar la cantidad de tóner transferido, se aplica un voltaje de polarización al rodillo revelador para contrarrestar la atracción entre el tóner y la imagen latente.
Cuando se requiere una imagen negativa, como cuando se imprime desde un negativo en microforma, entonces el tóner tiene la misma polaridad que la corona en el paso 1. Las líneas de fuerza electrostática alejan las partículas de tóner de la imagen latente hacia el área sin carga, que es la área expuesta de lo negativo.
Las primeras fotocopiadoras e impresoras en color utilizaban múltiples ciclos de copia para cada página impresa, utilizando filtros y tóneres de colores. Las unidades modernas utilizan solo un escaneo para cuatro unidades de proceso en miniatura separadas, que funcionan simultáneamente, cada una con sus propias coronas, tambor y unidad de revelado.
El papel pasa entre el tambor y la corona de transferencia, que tiene una polaridad opuesta a la carga del tóner. La imagen del tóner se transfiere del tambor al papel mediante una combinación de presión y atracción electrostática. En muchas máquinas de color y de alta velocidad, es común reemplazar la corona de transferencia con uno o más rodillos de transferencia diagonal cargados, que aplican mayor presión y producen una imagen de mayor calidad.
Las cargas eléctricas en el papel son parcialmente neutralizadas por la CA de una segunda corona, generalmente construida en conjunto con la corona de transferencia e inmediatamente después de ella. Como resultado, el papel, junto con la mayor parte (pero no toda) de la imagen del tóner, se separa del tambor o de la superficie de la correa.
La imagen del tóner se fija permanentemente al papel mediante un mecanismo de calor y presión (fusor de rodillo caliente) o una tecnología de fusión radiante (fusor de horno) para fundir y unir las partículas de tóner al medio (normalmente papel) que se está imprimiendo. También solía haber fusores de vapor "fuera de línea" disponibles. Se trataba de bandejas cubiertas con una gasa de algodón rociadas con un líquido volátil, como el éter. Cuando la imagen transferida se acercó al vapor del líquido que se evapora, el resultado fue una copia perfectamente fijada sin ninguna distorsión o migración de tóner que puede ocurrir con los otros métodos. Este método ya no se utiliza debido a las emisiones de humos.
El tambor, que ya se ha descargado parcialmente durante el desapilado, se descarga adicionalmente mediante luz. Cualquier tóner restante que no se haya transferido en el paso 6 se elimina de la superficie del tambor mediante un cepillo giratorio bajo succión o una escobilla de goma conocida como cuchilla de limpieza. Este tóner "desperdiciado" normalmente se envía a un compartimento de tóner residual para su posterior eliminación; sin embargo, en algunos sistemas, se devuelve a la unidad de revelado para su reutilización. Este proceso, conocido como recuperación de tóner, es mucho más económico, pero posiblemente puede conducir a una reducción de la eficiencia general del tóner a través de un proceso conocido como "contaminación del tóner", mediante el cual se permite que se acumulen niveles de concentración de tóner/revelador que tienen propiedades electrostáticas deficientes en el unidad de revelador, lo que reduce la eficiencia general del tóner en el sistema.
Algunos sistemas han abandonado el desarrollador (operador) independiente. Estos sistemas, conocidos como monocomponente, funcionan como se indicó anteriormente, pero utilizan un tóner magnético o un revelador fusible. No es necesario reemplazar el revelador desgastado, ya que el usuario lo reemplaza efectivamente junto con el tóner. Un sistema de revelado alternativo, desarrollado por KIP a partir de una línea de investigación abandonada por Xerox, reemplaza por completo la manipulación magnética del tóner y el sistema de limpieza, con una serie de sesgos variables controlados por computadora. El tóner se imprime directamente sobre el tambor, mediante contacto directo con un rodillo revelador de goma que, al invertir la tendencia, elimina todo el tóner no deseado y lo devuelve a la unidad reveladora para su reutilización.
El desarrollo de la xerografía ha dado lugar a nuevas tecnologías que tienen el potencial de erradicar con el tiempo las máquinas de impresión offset tradicionales . Estas nuevas máquinas que imprimen a todo color CMYK , como Xeikon, utilizan xerografía pero proporcionan casi la calidad de las impresiones con tinta tradicionales.
Los documentos xerográficos (y las impresiones de impresoras láser estrechamente relacionadas) pueden tener una excelente durabilidad de archivo , dependiendo de la calidad del papel utilizado. Si se utiliza papel de baja calidad, puede amarillear y degradarse debido al ácido residual en la pulpa sin tratar; En el peor de los casos, las copias antiguas pueden literalmente desmoronarse en pequeñas partículas al manipularlas. Las copias xerográficas de alta calidad en papel sin ácido pueden durar tanto como los documentos escritos a máquina o a mano en el mismo papel. Sin embargo, las copias xerográficas son vulnerables a una transferencia de tóner no deseada si se almacenan en contacto directo o muy cerca de plastificantes , que están presentes en las carpetas de hojas sueltas fabricadas con PVC . En casos extremos, el tóner de tinta se adherirá directamente a la cubierta de la carpeta, desprendiéndose de la copia en papel y haciéndola ilegible.
Ub Iwerks adaptó la xerografía para eliminar la etapa de entintado a mano en el proceso de animación imprimiendo los dibujos del animador directamente en las celdas. El primer largometraje de animación que utilizó este proceso fue Ciento un dálmatas (1961), aunque la técnica ya fue probada en La Bella Durmiente , estrenada dos años antes. Al principio, sólo eran posibles líneas negras, pero en 1977 se introdujeron y utilizaron líneas grises en The Rescuers y en la década de 1980, se introdujeron y utilizaron líneas de colores en películas animadas como The Secret of NIMH . [7]
La xerografía ha sido utilizada por fotógrafos a nivel internacional como un proceso fotográfico de imágenes directas, por artistas de libros para publicar libros únicos o múltiples, y por artistas colaboradores en portafolios como los producidos por la Sociedad Internacional de Artistas Copiadores fundada por American Grabadora y artista de libros, Louise Odes Neaderland . [8] El crítico de arte Roy Proctor dijo de la artista y curadora Louise Neaderland durante su residencia para la exposición Art ex Machina en 1708 Gallery en Richmond, Virginia: "Ella es la prueba viviente de que, cuando una nueva tecnología comienza a producirse en masa, los artistas Sea lo suficientemente curioso (y lo suficientemente imaginativo) para explorar sus usos creativos. [9]
electróforo volta.
{{cite book}}: Mantenimiento CS1: otros ( enlace )Baudelaire pensaba que las máquinas serían la muerte del arte", dijo la artista neoyorquina Louise Neaderland esta semana durante una charla en 1708 East Main [Galería]. "Por otro lado, si Leonardo da Vinci hubiera tenido una fotocopiadora, creo que la habría lo usé.