La xérographie est généralement un procédé à gamma assez élevé, qui convient à des applications telles que la copie de documents.
Il s’agit d’un procédé d’imagerie qui repose sur une substance photoconductrice dont la résistance électrique diminue lorsque la lumière la frappe. L’impression xérographique est à la base des photocopieurs de documents les plus couramment utilisés.
L’impression xérographique est un procédé très souvent utilisé dans différents environnements commerciaux et institutionnels.
Il s’agit d’un processus hautement technique qui utilise de nombreuses applications ou principes développés dans la théorie des champs électromagnétiques.
Comment se déroule l’impression xérographique ?
La première utilisation commerciale a été le traitement manuel d’un photodétecteur à plat (un composant électrostatique qui détecte la présence de lumière visible) avec une caméra de copie et une unité de traitement séparée pour produire des plaques lithographiques offset.
Aujourd’hui, cette technologie est utilisée dans les photocopieurs, les imprimantes laser et les presses numériques. Elles remplacent peu à peu de nombreuses presses offset traditionnelles dans le secteur de l’impression pour les tirages plus courts.
La impression UV peut être utilisée après le premier passage xérographique lorsqu’elle refroidit.
- La première étape du processus de xérographie consiste à charger uniformément un tambour métallique photoconducteur en le faisant tourner sur sa surface et en lui appliquant une charge électrostatique.
- Le document est ensuite passé sur la surface du tambour photodétecteur et éclairé par un laser. Cet éclairage crée l’image latente en passant simplement à travers les sections du document sans texte.
- L’image produite sur le tambour est ensuite liée à un toner chargé magnétiquement.
- Les particules de toner sont ensuite transférées sur un support d’impression par un dispositif corona générant un champ électrique capable de surmonter le champ magnétique du toner, attirant ainsi le toner sur le support.
- Avant que le nouveau document ne soit prêt, le toner doit fusionner avec le papier d’une manière ou d’une autre. Cela se fait grâce à des rouleaux d’acier chauffés qui génèrent la combinaison nécessaire de chaleur, de pression et d’énergie radiante.
Dans ce qui suit, nous allons nommer les étapes du processus appliqué sur un cylindre, comme dans une photocopieuse. Nous ne décrirons qu’une petite partie de chaque étape du processus d’impression xérographique, mais il est évident que la physique du processus xérographique est discutée en détail dans un livre, bien sûr.
1 Charge
Une charge électrostatique est répartie sur la surface du tambour par une décharge de courant, dont la puissance est limitée par une grille ou un écran de contrôle.
2 Exposition
Le document à copier est éclairé par des lampes flash sur la platine et passe au-dessus d’un objectif ou est scanné par une lumière et un objectif mobiles. Son image est projetée et synchronisée avec la surface du tambour en mouvement.
3 Développement
Dans les copieurs xérographiques à grand volume, le tambour reçoit un mélange lentement turbulent de particules de toner et de particules de fer plus grosses et réutilisables.
Le toner est une poudre.
Les particules porteuses ont un revêtement qui génère une sorte d’électricité statique.
Le mélange est également manipulé avec un rouleau magnétique pour présenter un pinceau de toner à la surface du tambour ou de la bande. La charge attire le toner pour former une image visible sur le tambour. Une tension de polarisation est appliquée au rouleau de développement pour contrôler la quantité de toner transféré et contrer l’attraction entre le toner et l’image latente.
Une image négative est nécessaire car lors de l’impression à partir d’un négatif de microforme, le toner a la même polarité que la couronne de l’étape 1.
Les lignes de force électrostatiques tirent les particules de toner de l’image latente vers la zone non chargée, qui est exposée au négatif.
Les premiers copieurs et imprimantes couleur avec xérographie utilisaient plusieurs cycles de copie pour la sortie de chaque page, en utilisant des filtres de couleur et de toner. Les appareils modernes n’utilisent qu’une seule numérisation à quatre unités de traitement miniatures distinctes, qui fonctionnent simultanément, chacune avec sa propre couronne, son tambour et son unité de développement.
4 Transfer
Le papier passe entre le tambour et la courroie de transfert, dont la polarité est opposée à celle de la charge de toner. L’image de toner est transférée du tambour au papier par une combinaison de pression et d’attraction électrostatique.
5 Séparation ou détachement
Le courant alternatif neutralise partiellement les charges électriques sur le papier provenant d’un deuxième corona, généralement construit parallèlement et immédiatement après le corona de transfert. En conséquence, le papier, avec la plupart (mais pas la totalité) de l’image de toner, se sépare de la surface du tambour ou de la courroie.
6 Corriger ou fusionner
L’image de toner est fixée sur le papier à l’aide d’un mécanisme de chaleur et de pression (unité de fusion à rouleaux chauds) ou d’une technologie de fusion par rayonnement (unité de fusion au four) pour fusionner et lier les particules de toner au support à imprimer. Ils sont également utilisés pour fournir des fusibles à vapeur « hors ligne ».
7 Nettoyage
Le tambour, qui a déjà été partiellement déchargé lors du processus de séparation, est encore déchargé par la lumière. Le reste du toner non transféré à l’étape 6 est retiré de la surface du tambour par une brosse rotative sous aspiration, ou une raclette dite de nettoyage.
Ce toner « usagé » est généralement envoyé dans un compartiment pour toner usagé afin d’être éliminé et réutilisé ultérieurement.
Certains systèmes ont abandonné le développeur séparé (porteur). Ces systèmes, appelés systèmes mono-composant, fonctionnent de la même manière que les précédents mais utilisent un toner magnétique ou un révélateur fusible. Il n’est pas nécessaire de remplacer le développeur usé, car l’utilisateur le remplace en même temps que le toner.
Un système de développement alternatif, développé par la société KIP à partir d’une ligne de recherche abandonnée par Xerox, remplace complètement la manipulation du toner magnétique et le système de nettoyage par une série de biais variables contrôlés par ordinateur.
Le toner est imprimé directement sur le tambour, par contact direct avec un rouleau de développement en caoutchouc. Il élimine tout le toner indésirable et le renvoie à l’unité de développement pour qu’il soit réutilisé en inversant la tendance.
Quels sont les avantages et les inconvénients de la xérographie ?
Avantages:
- Ce sont des machines abordables pour les petits, moyens et grands bureaux.
- La facilité de reproduire du texte et des graphiques en quelques secondes.
- Résolution d’image variable.
- Ils alimentent le papier, le carton et les acétates.
- Facile à utiliser.
- Aucune unité centrale n’est requise.
- Peut faire des insertions, des agrafes et des impressions recto-verso.
- Aucun séchage requis.
L’impression xérographique, tout comme l’impression à jet d’encre, présente le principal avantage de ne pas nécessiter de plaques, ce qui réduit considérablement vos besoins en termes d’espace, d’économie et de temps. Tous les sous-systèmes nécessaires à l’acquisition, la gravure, le contrôle, le stockage et la destruction des plaques sont éliminés.
Inconvénients:
- L’échelle tonale est perdue.
- Le toner laisse une trace blanche s’il est épuisé.
- Pour imprimer des images ou des photographies de qualité, l’impression photo est la meilleure solution.
- Certaines impressions sortent extrêmement chaudes, impossibles à prendre par l’opérateur.
- Vous ne pouvez pas imprimer sur du textile, pour cela il existe la sérigraphie, la sublimation et d’autres techniques.
Bref histoire de la xérographie
La xérographie a été inventée à la fin des années 1930 par un avocat américain spécialisé dans les brevets, Chester Carlson.
Au début, les ingénieurs ont considéré l’idée comme inutile et il a fallu plusieurs années avant que le potentiel de l’invention ne soit apprécié par l’industrie.
Au cours de ces années, IBM, Kodak, General Electric et RCA figurent parmi les entreprises qui ont refusé Carlson.
Le Battelle Memorial Institute, une organisation à but non lucratif, a investi dans les recherches de Carlson et a finalement signé un accord de licence avec une société appelée Haloid. Battelle et Haloid ont collaboré à la recherche et ont fait la démonstration de la technique en 1948. Haloid est ensuite devenu Xerox.
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