De Wikipedia, la enciclopedia libre
Saltar a navegación Saltar a búsqueda

La xerografía es una técnica de fotocopiado en seco . [1] Originalmente llamada electrofotografía, fue rebautizada como xerografía —de las raíces griegas ξηρός xeros , "seco" y -γραφία -graphia , "escritura" - para enfatizar que, a diferencia de las técnicas de reproducción que se usaban entonces, como el cianotipo , el proceso de xerografía se utilizaba sin productos químicos líquidos . [2]

Historia [ editar ]

La xerografía fue inventada por el físico estadounidense Chester Carlson , basándose significativamente en las contribuciones del físico húngaro Pál Selényi . Carlson solicitó y recibió 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 en seco inventado por Georg Christoph Lichtenberg en 1778. [3] El proceso original de Carlson era engorroso y requería varios pasos de procesamiento manual con planchas planas. Pasaron casi 18 años antes de que se desarrollara un proceso totalmente automatizado, cuyo avance clave fue el uso de un tambor cilíndrico recubierto con selenio en lugar de una placa plana. Esto resultó en la primera fotocopiadora automática comercial, la Xerox 914 , lanzada por Haloid / Xerox.en 1960. Antes de ese año, Carlson había propuesto su idea a más de una docena de empresas, pero ninguna estaba interesada. La xerografía se utiliza ahora en la mayoría de las fotocopiadoras y en impresoras láser y LED .

Proceso [ editar ]

El primer uso comercial fue el procesamiento manual de un fotosensor plano (un componente electrostático que detecta la presencia de luz visible) con una cámara de copia y una unidad de procesamiento separada para producir planchas litográficas offset. Hoy en día, esta tecnología se utiliza en fotocopiadoras , impresoras láser y prensas digitales que están reemplazando lentamente a muchas prensas offset tradicionales en la industria de la impresión por tiradas más cortas.

Al usar un cilindro para transportar el fotosensor, se habilitó 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 de salida de computadora . Un cilindro de metal 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 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 por deposición al vacío. El selenio amorfo mantendrá una carga electrostática en la oscuridad y conducirá dicha carga bajo la luz. En la década de 1970, IBM Corporationbuscó evitar las patentes de Xerox para los tambores de selenio mediante el desarrollo de fotoconductores orgánicos como alternativa al tambor de selenio. En el sistema original, las fotocopiadoras que se basan en silicio o selenio (y sus aleaciones) se cargan positivamente en uso (por lo tanto, funcionan con polvo de "tóner" cargado negativamente). Los fotoconductores que utilizan compuestos orgánicos se cargan electroquímicamente a la inversa del sistema anterior para aprovechar sus propiedades nativas en la impresión. [4] Ahora se prefieren los fotoconductores orgánicos porque se pueden depositar en un cinturón flexible, ovalado o triangular en lugar de en un tambor redondo, lo que facilita el tamaño de construcción del dispositivo significativamente más pequeño.

Los tambores fotográficos de impresora láser están fabricados con una estructura sándwich de diodo de silicio dopado con una capa de carga de luz de silicio dopado con hidrógeno, una capa rectificadora de nitruro de boro (que causa diodos) que minimiza la fuga de corriente y una capa superficial de silicio dopado con oxígeno o nitrógeno ; El nitruro de silicio es un material resistente al rayado.

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 en profundidad en un libro. [5]

Paso 1. Carga

Una carga electrostática de -600 voltios se distribuye uniformemente sobre la superficie del tambor mediante una descarga de corona de una unidad de corona (Corotron), con salida limitada por una rejilla o pantalla de control. Este efecto también se puede lograr con el uso de un rodillo de contacto al que se le aplica una carga. Esencialmente, una descarga de corona se genera por un alambre muy delgado 1 / 4 a 1 / 2  pulgadas (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 electronesserá repelido y empujado hacia el conductor. El conductor se coloca encima de una superficie conductora, se mantiene 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 economizar el uso de luz láser mediante el método de exposición "escritura negra" o "escritura en negro".

Paso 2. Exposición

El documento o microforma que se va a copiar se ilumina mediante lámparas de flash 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 sobre la superficie del tambor o la correa en movimiento, lo suficientemente rápido para producir una imagen latente perfecta. Donde 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 permanece 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 de escaneo o estacionario, 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. Sin embargo, el sistema de escaneo debe cambiar su velocidad de escaneo para adaptarse a los 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. Como resultado, el cinturón es más eficiente al usar una exposición para hacer un pasaje directo. [4]

En una impresora láser o LED, la luz modulada se proyecta sobre la superficie del tambor para crear la imagen latente. La luz modulada se usa solo para crear la imagen positiva, de ahí el término "escritura negra".

Paso 3.Desarrollo

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 se mezclaba en estado fundido con un polímero. Las partículas portadoras tienen un recubrimiento que, durante la agitación, genera una triboeléctrica.carga (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 banda una brocha de tóner. Al contacto con el portador, cada partícula de tóner neutro 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 de 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 usaban múltiples ciclos de copia para cada salida de página, usando filtros de color y tóners. Las unidades modernas utilizan un solo escaneo para cuatro unidades de proceso en miniatura separadas, que operan simultáneamente, cada una con sus propias coronas, tambor y unidad de revelado.

Paso 4. Transferencia

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 de polarización cargados, que aplican una mayor presión y producen una imagen de mayor calidad.

Paso 5. Separación o desprendimiento

Las cargas eléctricas en el papel son neutralizadas parcialmente por 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 de tóner, se separa del tambor o de la superficie de la banda.

Paso 6. Fijación o fusión

La imagen del tóner se fija permanentemente al papel mediante un mecanismo de calor y presión (fusor de rollo en caliente) o una tecnología de fusión radiante (fusor de horno) para fundir y unir las partículas de tóner en el medio (generalmente papel) que se está imprimiendo. También solían estar disponibles fusores de vapor "fuera de línea". Se trataba de bandejas cubiertas con gasa de algodón rociadas con un líquido volátil, como éter. Cuando la imagen transferida se acercó al vapor del líquido en evaporación, el resultado fue una copia perfectamente fijada sin ninguna de las distorsiones o migraciones de tóner que pueden ocurrir con los otros métodos. Este método ya no se utiliza debido a las emisiones de humos.

Paso 7. Limpieza

El tambor, que ya se ha descargado parcialmente durante el desmontaje, se descarga más con la luz. Cualquier tóner restante, que no se transfirió 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 limpiadora. Este tóner "residual" normalmente se envía a un compartimento de tóner residual para su posterior eliminación; sin embargo, en algunos sistemas, se envía de nuevo 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 con malas propiedades electrostáticas en la unidad de revelador, lo que reduce la eficiencia general del tóner en el sistema.

Algunos sistemas han abandonado el desarrollador independiente (operador). Estos sistemas, conocidos como monocomponentes, funcionan como se indicó anteriormente, pero utilizan un tóner magnético o un revelador fusible. No es necesario reemplazar el revelador gastado, ya que el usuario lo reemplaza efectivamente junto con el tóner. Un sistema de desarrollo alternativo, desarrollado por KIP a partir de una línea de investigación abandonada por Xerox, reemplaza por completo la manipulación del tóner magnético y el sistema de limpieza, con una serie de sesgos variables controlados por computadora. El tóner se imprime directamente en el tambor, por contacto directo con un rodillo revelador de goma que, al invertir el sesgo, 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 eventualmente 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 de tinta tradicionales.

Durabilidad [ editar ]

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 usa 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 cuando se manipulan. Las copias xerográficas de alta calidad en papel sin ácido pueden durar tanto como documentos mecanografiados o escritos a mano en el mismo papel. Sin embargo, las copias xerográficas son vulnerables a la transferencia de tóner no deseada si se almacenan en contacto directo o muy cerca de los plastificantes , que están presentes en las carpetas de hojas sueltas hechas con PVC. En casos extremos, el tóner de tinta se adherirá directamente a la cubierta de la carpeta, separándose de la copia en papel y haciéndola ilegible.

Usos en animación [ editar ]

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 Cien y un dálmatas (1961), aunque la técnica ya se probó en La bella durmiente , estrenada dos años antes. Al principio, solo eran posibles las líneas negras, pero en la década de 1980, las líneas de colores se introdujeron y se usaron en funciones animadas como El secreto de NIMH . [7]

Usos en el arte [ editar ]

La xerografía ha sido utilizada por fotógrafos a nivel internacional como un proceso fotográfico de imagen directo, 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 Copiadoras fundada por American Louise Odes Neaderland . [8] El crítico de arte Roy Proctor dijo sobre la artista / 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 ser lo suficientemente curioso, e imaginativo, para explorar sus usos creativos. [9]

Referencias [ editar ]

  1. ^ Pai, Damodar M .; Melnyk, Andrew R .; Weiss, David S .; Hann, Richard; Crooks, Walter; Pennington, Keith S .; Lee, Francis C .; Jaeger, C. Wayne; Titterington. "Tecnología de imagen, 2. Procesos de copia e impresión sin impacto". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . Weinheim: Wiley-VCH. págs. 1-53. doi : 10.1002 / 14356007.o13_o08.pub2 .
  2. ^ "Definición de XEROGRAFÍA" . www.merriam-webster.com .
  3. ^ Schiffer, Michael B .; Hollenback, Kacy L .; Bell, Carrie L. (2003). Dibuja el rayo: Benjamin Franklin y la tecnología eléctrica en la era de las luces . Berkeley: Prensa de la Universidad de California. págs.  242 –44. ISBN 0-520-23802-8. electrophorus volta.
  4. ^ a b c "Procesos de fotocopiado". Enciclopedia McGraw-Hill de ciencia y tecnología vol. 13, pág. 395, décima edición, 2007
  5. ^ La física y la tecnología de los procesos xerográficos , Edgar M. Williams, John Wiley and Sons (Wiley-Interscience), Nueva York, 1984.
  6. ^ a b Procesos de fotocopiado ". Enciclopedia de ciencia y tecnología de McGraw-Hill vol. 13, p. 394, décima edición, 2007
  7. ^ https://fmsblog.azurewebsites.net/xerography-animated-films/
  8. Médium, photocopie: copigraphie canadienne et allemande . Georg Mühleck, conservateur et éditeur; Monique Brunet-Weinmann, texto y coordinación; [traducción, Richard Nagel et al. ; fotografías, Dieterich y Dieterich Fotostudio et al.] = Medio, Fotokopie: Kanadische und Deutsche Kopiegraphie / Georg Mühleck, Kurator und Herausgeber; Monique Brunet-Weinmann, Text und Koordination; [Übersetzung, Richard Nagel et al.] = Medio, fotocopia: copia canadiense y alemana / Georg Mühleck, curador y editor; Monique Brunet-Weinmann, texto y coordinación; [traducción, Richard Nagel et al. ; fotografías, Dieterich y Dieterich Fotostudio et al. (re éd. = 1. Aufl. = 1ª ed.). Montreal: Éditions de la Nouvelle barre du jour. 1987. ISBN 2-89314-094-7.CS1 maint: otros ( enlace )
  9. ^ Proctor, Roy (14 de abril de 1980). "1708 ofrece un escaparate para el arte de la fotocopiadora". Richmond, Virginia: El líder de noticias de Richmond. pag. A-44. Baudelaire pensó que las máquinas serían la muerte del arte ", dijo esta semana la artista neoyorquina Louise Neaderland durante una charla en 1708 East Main [Gallery]." Por otro lado, si Leonardo da Vinci hubiera tenido una fotocopiadora, creo que habría lo usé.

Lectura adicional [ editar ]

  • Owen, David (2004). Copias en segundos: cómo un inventor solitario y una empresa desconocida crearon el mayor avance en comunicación desde Gutenberg . Nueva York: Simon & Schuster. ISBN 0-7432-5117-2.
  • Schein, LB (1988). Electrofotografía y Física del Desarrollo . Springer Series en Electrofísica. 14 . Berlín: Springer-Verlag.
  • Eichhorn, Kate (2016). Margen ajustado: xerografía, arte y activismo a finales del siglo XX. Cambridge: The MIT Press. ISBN 978-0262033961 

Enlaces externos [ editar ]

  • "Imágenes estáticas sobre papel", detallado artículo de 1949 de Popular Science sobre la historia y la tecnología de la xerografía