Πώς λειτουργεί ένα φωτοαντιγραφικό μηχάνημα Xerox®;

Ένα φωτοαντιγραφικό μηχάνημα Xerox®, γενικά γνωστό ως φωτοτυπικό, λειτουργεί ουσιαστικά με βάση τις αρχές του στατικού ηλεκτρισμού. Τα ηλεκτρικά φορτία μπορεί να είναι είτε θετικά είτε αρνητικά, κάτι που μοιάζει κάπως με τους πόλους των μαγνητών. Το αρνητικό άκρο ενός μαγνήτη θα κολλήσει αμέσως στο θετικό άκρο ενός άλλου μαγνήτη, αλλά δύο αρνητικά ή θετικά θα απωθούν το ένα το άλλο. Το ίδιο συμβαίνει με αρνητικά και θετικά ηλεκτρικά φορτία. μια αρνητικά φορτισμένη χτένα θα προσελκύσει θετικά φορτία νιφάδες πιπεριού ή κόκκους αλατιού.

Αυτό που κάνει ένα φωτοαντιγραφικό Xerox® είναι να εκμεταλλεύεται αυτή τη φυσική ηλεκτρική έλξη ή απώθηση. Αυτό που βλέπουμε ως έγγραφο προς αντιγραφή δεν θεωρείται τίποτα περισσότερο από ασπρόμαυρα κενά σε ένα φωτοαντιγραφικό Xerox®. Όταν το έγγραφο τοποθετείται στον γυάλινο δίσκο για αντιγραφή, μια σειρά από διεργασίες πραγματοποιούνται ταυτόχρονα. Εδώ ξεκινά η επιστήμη της φωτοτυπίας.

Κάτω από το διαφανές γυάλινο δίσκο βρίσκεται μια επίπεδη ζώνη ή στρογγυλό τύμπανο που ονομάζεται φωτοϋποδοχέας. Η επιφάνεια αυτού του φωτοϋποδοχέα είναι κατασκευασμένη από ειδικά υλικά τα οποία μπορούν να φορτιστούν αρνητικά και θετικά σε διαφορετικές περιοχές ταυτόχρονα. Ένα ηλεκτρικό στοιχείο γνωστό ως καλώδιο Corona κινείται κατά μήκος του φωτοϋποδοχέα και δίνει σε ολόκληρη την επιφάνεια ένα θετικό ηλεκτρικό φορτίο, όπως το τρίψιμο ενός μπαλονιού από λάτεξ ή το πέρασμα μιας χτένας στα μαλλιά. Μόλις ολόκληρη η επιφάνεια του φωτοϋποδοχέα φορτιστεί θετικά, ένα έντονα έντονο φως κινείται στην επιφάνεια του πρωτότυπου εγγράφου που πρόκειται να αντιγραφεί.

Αυτό το φως εκπέμπει φωτόνια που μπορούν εύκολα να διεισδύσουν στα λευκά τμήματα του εγγράφου, αλλά όχι στις σκοτεινές περιοχές που βλέπουμε ως γράμματα. Όταν τα φωτόνια χτυπήσουν την επιφάνεια του φωτοϋποδοχέα, αυτές οι περιοχές εξουδετερώνονται ηλεκτρικά. Ωστόσο, οι περιοχές του φωτοϋποδοχέα κάτω από τις σκοτεινές περιοχές του εγγράφου παραμένουν θετικά φορτισμένες. Ουσιαστικά, ένα φωτοαντιγραφικό μηχάνημα Xerox® «χρωματίζει» το τύμπανο ή τη ζώνη του φωτοϋποδοχέα με στατικό ηλεκτρισμό, δημιουργώντας ένα κομμάτι θετικά φορτισμένων εικόνων γραμμάτων που περιβάλλονται από αρνητικά φορτισμένες περιοχές που θα παραμείνουν λευκές.

Μόλις η εικόνα του εγγράφου «ζωγραφιστεί» στατικά στο τύμπανο ή τη ζώνη, το σύστημα αντιγραφής Xerox® καλύπτει την πλάκα με μια αρνητικά φορτισμένη μαύρη σκόνη που ονομάζεται γραφίτης. Όπου τα σωματίδια τόνερ βρουν θετικά φορτισμένες περιοχές στον φωτοϋποδοχέα, θα κολλήσουν όπως οι νιφάδες πιπεριού σε μια στατικά φορτισμένη χτένα. Το τόνερ δεν θα κολλήσει στις αρνητικά φορτισμένες περιοχές της ζώνης ή του τυμπάνου, επομένως αυτές οι περιοχές θα παραμείνουν λευκές.

Αφού τα σωματίδια του γραφίτη έχουν κατακαθίσει στις θετικά φορτισμένες περιοχές, ένα δεύτερο φύλλο χαρτιού εισάγεται πάνω από τον φωτοϋποδοχέα. Ένα σύρμα Corona περνά πάνω από αυτό το χαρτί για να του δώσει θετικό φορτίο. Τα σωματίδια γραφίτη μεταφέρονται στο φορτισμένο χαρτί και τώρα μοιάζουν με την εικόνα του αρχικού εγγράφου. Ωστόσο, ο γραφίτης εξακολουθεί να έχει τη μορφή χαλαρής σκόνης, επομένως το νέο αντίγραφο πιέζεται μέσω ενός σετ θερμαινόμενων κυλίνδρων γνωστών ως fuser. Η θερμότητα της μονάδας τήξης λιώνει το τόνερ στο χαρτί μόνιμα. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο ορισμένα αντίγραφα Xerox®, ιδιαίτερα αυτά που κατασκευάζονται στο τέλος μιας μεγάλης διάρκειας εκτύπωσης, μπορούν να αισθάνονται πολύ ζεστά στην αφή.

Μετά την ολοκλήρωση κάθε σειράς αντιγράφων, ένα καλώδιο Corona ουσιαστικά καθαρίζει το τύμπανο ή τη ζώνη του φωτοϋποδοχέα εκτελώντας ένα νέο θετικό φορτίο. Επειδή πολλά τύμπανα φωτοϋποδοχέων έχουν μικρότερη διάμετρο από το μήκος του χαρτιού αντιγραφής, δεν είναι ασυνήθιστο η διαδικασία φωτοτυπίας να επαναλαμβάνεται πολλές φορές καθώς σαρώνεται το πρωτότυπο έγγραφο. Το τύμπανο μπορεί να χρειαστεί να επαναφορτιστεί θετικά για να εξαλειφθούν οι παλαιότερες πληροφορίες και να ληφθούν οι νέες εικόνες πολλές γραμμές κάθε φορά. Όλες αυτές οι ενέργειες συγχρονίζονται προσεκτικά προκειμένου να δημιουργηθεί μια φωτοτυπία στο χρόνο που χρειάζεται για να σαρώσει η λάμπα στο πρωτότυπο μία φορά.