Xerografia

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La xerografia è una tecnica di fotocopiatura inventata dal fisico americano Chester Carlson nel 1938, brevettata il 6 ottobre 1942 con il numero 2297691.
Egli giunse al perfezionamento della tecnica, che gli fece guadagnare una fortuna, dopo anni di insuccessi. Nel 1944 trovò finalmente una azienda disposta ad investire nell'idea, la Haloid Company. La tecnica fu chiama Xerography, dalla parola greca ξερος; (Xeròs) che significa secco, per distinguerla dai processi precedenti che impiegavano reazioni chimiche in soluzioni acquose. Nel 1961 l'azienda mutò il nome in Xerox Corporation.
Questa invenzione ha anche segnato definitivamente la disciplina del diritto d'autore, rendendo molto facile la duplicazione dei documenti.
La tecnica è alla base del funzionamento delle moderne fotocopiatrici e delle stampanti laser.

[modifica] Funzionamento

Il processo si svolge in diverse fasi, quasi tutte svolte su un cilindro di alluminio rivestito da uno strato di selenio, un metallo che ha la proprietà di abbassare la sua resistenza elettrica quando esposto alla luce. Il cilindro, che ruota in sincronia con l'avanzare della carta, è chiamato tamburo fotoricettore o drum. Nel caso della xerografia a colori, i tamburi sviluppano immagini parziali che vengono poi sovrapposte su di un nastro flessibile metallizzato detto cinghia di accumulazione (accumulator belt) o cinghia di trasferimento (transfer belt). La fase di fusione avviene separatamente, in un fonditore o fusore.

[modifica] 1. Caricamento (Charging)

Sulla superficie del cilindro viene indotta, per effetto corona, una carica elettrica negativa da un filo su cui è applicata una elevata tensione, lo scorotron di carica. La carica, distribuita uniformemente sulla superficie, persiste per il fatto che il metallo fotosensibile al buio non conduce elettricità.

[modifica] 2. Definizione dell'immagine (Imaging)

Lo scanner legge l'immagine e la proietta nel CCD che la elabora in formato digitale e la invia alla scheda del laser. Nel caso delle stampanti, il codice digitale arriva direttamente dal computer che sta inviando la stampa.

[modifica] 3. Esposizione (Exposing)

il laser produce il suo raggio attraverso dei diodi (nel caso del monocromatico 1 nel caso del colore 4) che proiettano il fascio sul motore poliganale (a volte ce ne sono due) e tramite un gioco di lenti e specchi scrivono l'immagine sul tamburo, rotante alla stessa velocità di avanzamento della scansione. Nel vecchio processo analogico, il documento da copiare veniva illuminato e scandito da una lente, che proiettava l'immagine sul fotoricettore. Dove la luce riflessa giunge sul cilindro la superficie diventa conduttrice e azzera la carica elettrica, che rimane invece nelle zone scure. Sul tamburo si forma una immagine latente positiva dell'originale, sotto forma di potenziale elettrico.

[modifica] 4. Sviluppo (Developing)

Continuando la rotazione, la superficie del tamburo passa di fronte ad un distributore di toner. Il distributore è costituito in genere da un rullo magnetico su cui è attaccata della fine polvere di ferro chiamata developer. Sulla polvere di ferro, che ha acquisito una carica elettrica opposta a quella del tamburo, si depositano le particelle di toner che vengono portate in prossimità del tamburo. Qui il toner viene attratto solo dalle zone in cui la carica negativa originaria è stata annullata dalla luce del laser e respinto dove la carica persiste. Si sviluppa in questo modo l'immagine latente in forma visibile.

[modifica] 5. Trasferimento (Transfering)

A questo punto un foglio passa tra il tamburo e un filo elettrico posto inferiormente e caricato ad un potenziale maggiore del tamburo (corotron di trasferta). In questo modo le particelle di toner vengono attratte e si trasferiscono sulla carta, riproducendo l'immagine. Un elettrodo a forma di sega, ovvero con tante punte affiancate scarica la maggior parte della carica presente sul tamburo facilitando il distacco del foglio.

[modifica] 6. Fusione (Fusing)

In questa fase il foglio avanza in una unità detta fonditore dove per effetto di calore e pressione applicate da due rulli, il toner depositato viene fuso e incorporato nelle fibre della carta. All'interno del fonditore c'è del tessuto che provvede alla pulizia nonché alla lubrificazione dei due rulli.

[modifica] 7. Pulizia e Scaricamento (Cleaning & Discharging)

Il tamburo prosegue la sua corsa attraverso una sezione dove viene scaricato e ripulito dal toner residuo da una lama di pulizia, ed è pronto per ricominciare. Se la circonferenza del tamburo è inferiore alla lunghezza di un foglio, il ciclo è ripetuto più volte in una fotocopia.

Esiste una frase che serve a ricordare la sequenza delle fasi del processo di Xerografia in inglese. Ogni parola ha la stessa iniziale della fase corrispondente: Can I Eric Do The Funky Chicken Dance?