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Chester Carlson demonstrating an early model Xerox copier

Chester Carlson e a xerografia

O processo xerográfico, inventado por Chester Carlson em 1938 e desenvolvido e comercializado pela Xerox Corporation, é amplamente utilizado para produzir texto e imagens gráficas de alta qualidade em papel.

Inicialmente Carlson designou o processo como eletrofotografia. É baseado em dois fenómenos naturais: que os materiais com cargas elétricas opostas se atraem e que alguns materiais se tornam melhores condutores de eletricidade quando expostos à luz. Carlson inventou um processo em seis etapas para transferir uma imagem de uma superfície para outra aplicando estes fenómenos.

Em primeiro lugar, uma superfície fotocondutora recebe uma carga elétrica positiva. A superfície fotocondutora é então exposta à imagem de um documento. Como as secções iluminadas (as áreas sem imagem) se tornam mais condutoras, a carga dissipa-se nas áreas expostas. O pó com carga negativa espalhado sobre a superfície adere por atração eletrostática para as áreas de imagem com carga positiva. É colocada uma folha de papel sobre a imagem em pó a que se imprime então uma carga positiva. O pó com carga negativa é atraído para o papel quando é separado do fotocondutor. Finalmente o calor funde a imagem em pó no papel, produzindo uma cópia da imagem original.

Processo em seis etapas:

The Number One

Carga

No interior de cada copiador e impressora a laser há uma superfície sensível à luz chamada fotorrecetor. Consiste numa fina camada de material fotocondutor que é aplicada numa cinta ou tambor flexível. O fotorrecetor é isolante no escuro, mas torna-se condutor quando exposto à luz. É carregado no escuro aplicando uma alta tensão de corrente contínua aos fios adjacentes, o que produz um campo elétrico intenso próximo dos fios que causa a ionização das moléculas de ar. Os iões da mesma polaridade da tensão nos fios depositam-se na superfície do fotorrecetor, criando um campo elétrico através do mesmo.

The Number Two

Exposição

Num copiador ou impressora digital, a imagem é exposta no fotorrecetor com um laser modulado de varrimento ou uma barra de imagem de díodos emissores de luz. Em copiadores analógicos mais antigos, a luz refletida de uma imagem iluminada é projetada no fotorrecetor. Em qualquer um dos casos, as áreas do fotorrecetor expostas à luz são seletivamente descarregadas, causando uma redução no campo elétrico. As áreas mais escuras mantêm a respetiva carga.

The Number Three

Revelação

O pó pigmentado usado para revelar a imagem chama-se toner. As partículas de toner compostas por corante e resina plástica têm propriedades eletrostáticas precisamente controladas e variam cerca de 5 a 10 micrómetros em diâmetro. São misturadas e carregadas por esferas de transporte magnetizadas que as transportam para a zona da revelação. As partículas são carregadas pelo fenómeno da triboeletricidade (muitas vezes referido como eletricidade estática). O campo elétrico associado ao padrão de carga da imagem no fotorrecetor exerce uma força eletrostática no toner carregado, que adere à imagem. Um documento colorido é formado por uma impressora com quatro unidades xerográficas separadas que criam e revelam imagens separadas em cyan, magenta, amarelo e preto. A sobreposição destas imagens em pó produz documentos em cor integral.

The Number Four

Transferência

A imagem em pó é transferida do fotorrecetor para o papel, colocando o papel em contato com o toner e aplicando, em seguida, uma carga com polaridade oposta à do toner. A carga deve ser suficientemente forte para superar a aderência do pó ao fotorrecetor. Uma segunda carga controlada com precisão liberta o papel, que contém agora a imagem, do fotorrecetor.

The Number Five

Fusão

No processo de fusão o toner que compreende a imagem é derretido e ligado ao papel. Este processo realiza-se passando o papel através de um par de rolos. Um rolo aquecido derrete o toner que se funde no papel por meio da pressão do segundo rolo.

The Number Six

Limpeza

A transferência do toner do fotorecetor para o papel não é totalmente eficiente. O toner restante deve ser retirado do fotorecetor antes do ciclo de impressão seguinte. Na maioria das fotocopiadoras e impressoras de velocidade média a alta, este resultado é alcançado com um produto de limpeza com escova giratória.

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