Chester Carlson et la xérographie

La xérographie, inventée par Chester Carlson en 1938 et développée et commercialisée par Xerox Corporation, est un processus couramment employé pour la production sur papier de texte et d'images graphiques de grande qualité.

M. Carlson avait à l'origine baptisé ce processus Électro-photographie. Il repose sur deux phénomènes naturels : tout d'abord les matériaux ayant des charges électriques opposées s'attirent, et ensuite certains matériaux deviennent de meilleurs conducteurs d'électricité lorsqu'ils sont exposés à la lumière. Mettant en pratique ces deux phénomènes, Carlson est parvenu à mettre au point un processus à six étapes pour transférer une image d'une surface à une autre.

Tout d'abord, une surface photoconductrice se voit appliquer une charge électrique positive. La surface photoconductrice est ensuite exposée à l'image d'un document. Parce que les sections illuminées (les parties sans image) deviennent plus conductrices, la charge se dissipe dans les zones exposées. À travers l'attraction électrostatique, la poudre négativement chargée répandue sur la surface adhère aux zones de l'image positivement chargée. Une feuille de papier est ensuite placée par-dessus l'image formée par la poudre, puis se voit appliquer une charge positive. La poudre négativement chargée est attirée vers la feuille au fur et à mesure qu'elle se sépare du photoconducteur. Enfin, la chaleur fait fusionner l'image formée par la poudre sur la feuille, produisant une copie de l'image d'origine.

Processus en six étapes :

Charge

Chaque copieur et imprimante laser renferme une surface sensible à la lumière appelée photorécepteur. Cette surface consiste en une fine couche de matière photoconductrice appliquée à une courroie flexible ou un tambour. Le photorécepteur est isolant dans l'obscurité, mais devient conducteur dès lors qu'il est exposé à la lumière. Il est chargé dans l'obscurité en appliquant une tension en courant continu aux fils adjacents, ce qui produit un intense champ électrique près des fils, entraînant l'ionisation des molécules d'air. Les ions de la même polarité que la tension des fils se déposent sur la surface du photorécepteur, créant ainsi un champ électrique sur toute la surface.

Exposition

Dans un copieur ou une imprimante numérique, l'image est exposée sur le photorécepteur à l'aide d'un laser de balayage modulé ou d'une barre à diodes électroluminescentes. Dans les anciens modèles de copieurs analogiques, la lumière réfléchie provenant d'une image illuminée est projetée sur le photorécepteur. Dans un cas comme dans l'autre, les zones du photorécepteur qui sont exposées à la lumière sont déchargées de manière sélective, provoquant une baisse du champ électrique. Les zones plus sombres conservent leur charge.

Développement

La poudre pigmentée utilisée pour développer l'image est appelée toner. Les particules du toner composées de colorant et de résine plastique possèdent des propriétés électrostatiques très précises et présentent des diamètres compris entre 5 et 10 micromètres. Elles sont mélangées et chargées par des billes magnétisées qui les transportent vers la zone de développement. Ces particules sont chargées par le phénomène de triboélectricité (souvent désigné sous l'appellation d'électricité statique). Le champ électrique associé à la configuration de charge de l'image sur le photorécepteur exerce une force électrostatique sur le toner chargé, lequel adhère à l'image. Un document couleur est obtenu par une imprimante dotée de quatre unités xérographiques qui créent et développent des images de couleur cyan, magenta, jaune et noire. La superposition de ces images formées par la poudre permet de produire des documents en couleur.

Transfert

Pour que l'image formée par la poudre soit transférée depuis le photorécepteur vers le papier, le papier entre en contact avec le toner, tandis qu'une charge d'une polarité opposée à celle du toner est appliquée. La charge doit être suffisamment forte pour surmonter l'adhésion de la poudre sur le photorécepteur. Une nouvelle charge très précise libère le papier du photorécepteur et l'image figure désormais sur le papier.

Fusion

Lors du processus de fusion, le toner qui contient l'image est fondu et collé au papier. Pour ce faire, le papier est acheminé à travers une paire de rouleaux. Un rouleau chauffant fait fondre le toner, lequel est fusionné au papier à l'aide de la pression exercée par le second rouleau.

Propre

Lors du processus de fusion, le toner qui contient l'image est fondu et collé au papier. Pour ce faire, le papier est achéminé à travers une paire de rouleaux. Un rouleau chauffant fait fondre le toner, lequel est fusionné au papier à l'aide de la pression exercée par le second rouleau.

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