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6.3: Electrofotografía

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    La electrofotografía (también conocida como xerografía) es un proceso complejo comúnmente utilizado en copiadoras y faxes, así como en impresoras digitales. Es una tecnología de imagen que toma un archivo digital y utiliza un fotorreceptor, fuente de luz, principios electrostáticos y tóner para producir la salida impresa. Antes de que se utilizara este proceso para la impresión digital, se utilizaba ampliamente en copiadoras analógicas donde una lámpara iluminaba la página que se estaba copiando, y luego una serie de espejos reflejaban la página directamente sobre la superficie de un tambor. Las copiadoras digitales reemplazaron la trayectoria de la luz directa con un sensor que convierte la imagen analógica en información digital, luego un láser o una matriz de LED escribe la imagen en el tambor. Muchas impresoras digitales hoy en día se basan en la misma plataforma que las copiadoras digitales. La tecnología ha visto muchas mejoras a lo largo de los años, pero el proceso electrofotográfico en su núcleo permanece relativamente sin cambios.

    Fotorreceptor

    El fotorreceptor se conoce comúnmente como un tambor. Se trata de un cilindro recubierto con un material que se vuelve conductor cuando se expone a la luz. Las áreas que no están expuestas tienen una alta resistencia lo que permite que estas áreas retengan la carga electrostática necesaria para el proceso.

    Fuente de luz

    Las fuentes de luz utilizadas en la impresión digital incluyen matrices de LED o, más comúnmente, láseres. VCSEL (láser emisor de superficie de cavidad vertical) es un tipo avanzado de láser utilizado en las prensas digitales más actuales del mercado. Una matriz VCSEL puede posicionar su haz con alta precisión (direccionabilidad) para una claridad, resolución y posicionamiento de imagen óptimos. Esto lo hace ideal para una prensa digital.

    Principios electrostáticos

    Figura 6.2 Cargas similares se repelen entre sí mientras se atraen cargas opuestas

    Para entender la electrofotografía, primero debemos entender algunos principios electrostáticos básicos. Cuando ciertos materiales entran en contacto y luego se separan entre sí, estos materiales pueden cargarse eléctricamente. Frotar estos materiales juntos puede aumentar este efecto. A esto se le llama el efecto triboeléctrico. La acumulación de electricidad estática en tu ropa en una secadora o por frotarte un globo en tu cabello son ejemplos del efecto triboeléctrico. Las cargas pueden tener polaridad positiva o negativa. Cargas similares se repelen entre sí mientras que se atraen cargas opuestas, de la misma manera que las polaridades en los imanes (ver Figura 6.2).

    Estas propiedades están en el núcleo de la tecnología y se utilizan en casi todas las etapas del proceso de imagen digital.

    Conceptos básicos del tóner

    El tóner es un medio de polvo seco muy fino utilizado en el proceso electrofotográfico o xerográfico. Se compone principalmente de una resina e incluye pigmentos, cera y aditivos para mejorar el proceso. El término xerografía, de hecho, se deriva de las palabras griegas xeros, 'seco' y graphia, 'escritura', reflejando cómo se usa el tóner en lugar de tinta en el proceso de imagen. Las partículas de tóner se cargan eléctricamente cuando se agitan o agitan a través de un efecto triboeléctrico. La composición del tóner no solo contribuye a sus características de imagen sino a su capacidad para mantener y controlar sus propiedades de carga. La forma del tóner también es un factor en su capacidad de carga. Esta carga eléctrica es lo que permite que el tóner sea manipulado con precisión durante todo el proceso.

    Existen dos tipos básicos de producción de tóner, pulverizado y químico (Figura 6.3). El tóner pulverizado se usaba comúnmente en impresoras digitales anteriores y se fabrica mediante sucesivos pasos de mezcla y molienda de compuestos hasta lograr la consistencia y el tamaño deseados. Las partículas de tóner resultantes son irregulares en tamaño y forma y normalmente tienen un tamaño promedio de aproximadamente 6.2 a 10.2 micrones. El tóner pulverizado produce buenos resultados, con una resolución de hasta 600 dpi; sin embargo, se requiere un tamaño y forma consistentes junto con un tamaño de partícula más pequeño para producir una mejor claridad y detalle en resoluciones más altas.

    Figura 6.3 Dos tipos básicos de producción de tóner

    Los tóneres químicos se introdujeron posteriormente para superar esas limitaciones y son de uso común hoy en día. Cada fabricante tiene su propio proceso para crear este tipo de tóner y también nombres únicos. El tóner EA de Xerox, el tóner PxP de Ricoh y el tóner Simitri de Konica Minolta son ejemplos de tóneres químicos. Como su nombre indica, los toners químicos se crean a través de un proceso de construcción o 'cultivo' de la partícula químicamente. Este proceso permite el control preciso de la forma y tamaño de la partícula de tóner (menos de 5 micras en algunos casos), lo que resulta en capacidades de definición y resolución más altas. Resoluciones de 1,200 dpi y 2,400 dpi son posibles en gran parte debido al uso de este tipo de tóner. Otros beneficios incluyen un consumo de energía mucho menor, tanto en el proceso de fabricación como en el proceso de impresión, así como un tamaño de partícula y distribución de carga más estrechos.

    Aquí hay un video de YouTube de cómo se fabrica el tóner químico: https://youtu.be/852TWDP61T4

    El tóner seco viene en dos formas: mono componente y doble componente. Ambos se basan en partículas magnéticas de hierro u óxido de hierro para 'retener' el tóner cargado en un rodillo magnético. Los tóneres monocomponentes incorporan el material magnético en la composición de la propia partícula de tóner donde los tóneres de doble componente tienen el material magnético mezclado con el tóner pero como componentes separados. Esta mezcla se llama revelador.

    ElectroInk

    ElectroInk es una forma única de tóner utilizada en las prensas digitales HP Indigo. El tóner viene en forma de pasta y se mezcla internamente en la prensa con aceite de imagen, un destilado de petróleo ligero. Este tipo de tóner se considera un tóner líquido ya que las partículas se suspenden en el aceite líquido de formación de imágenes, pero aún utiliza un proceso electrofotográfico para la obtención de imágenes. Una de las ventajas importantes de este tipo de tóner es su tamaño de partícula. Las partículas de tóner ElectroInk son de 1 a 2 micras, significativamente más pequeñas que la partícula de tóner seco más pequeña. En este tamaño, un tóner seco pasaría a ser aerotransportado y sería muy difícil de controlar. La suspensión de tóner y aceite logra resoluciones más altas, brillo uniforme, bordes de imagen nítidos y capas de imagen muy finas. Una capa de imagen delgada permite que el tóner se ajuste a la superficie del sustrato, produciendo un aspecto consistente entre las áreas con imágenes y las que no se han obtenido imágenes. Un inconveniente de este tóner, sin embargo, es que los sustratos pueden necesitar ser pretratados para que el tóner se adhiera adecuadamente. Hay sustratos disponibles para su uso específicamente en las prensas digitales HP Indigo, pero normalmente estas son más caras o pueden no ser compatibles con otros métodos de impresión. Algunas prensas Indigo están equipadas con una estación de pretratamiento que amplía ampliamente la compatibilidad del sustrato e incluso supera la de otras formas de impresión digital.

    Nanografía

    La nanografía es una tecnología de impresión muy nueva y emocionante actualmente en desarrollo por el creador de la prensa digital Indigo, Benny Landa. Toma prestados algunos de los mismos conceptos utilizados en el Índigo pero con un enfoque diferente para la implementación de estos. La tecnología se centra en NanoInk, una tinta innovadora con tamaños de pigmento en decenas de nanómetros. En comparación, los pigmentos que se encuentran en las tintas offset de buena calidad se encuentran en el rango de 500 nanómetros. Los colorantes se intensifican y la densidad de la tinta aumenta a este nivel microscópico, expandiendo así considerablemente la gama de colores de la tinta. La tinta utiliza agua como portador en lugar de obtener imágenes de aceite, lo que la hace más rentable y ecológica. Miles de millones de gotas de tinta se inyectan sobre una manta calentada, no directamente sobre el sustrato como en la impresión por inyección de tinta. La tinta se extiende uniformemente sobre la manta y el agua se evapora rápidamente dejando solo una película polimérica seca ultrafina (aproximadamente 500 nanómetros). Esta película se transfiere completamente sobre el sustrato en contacto y produce una imagen dura y resistente a la abrasión. Esta tecnología de impresión se puede utilizar con casi cualquier sustrato sin pretratamiento y, debido a su minúsculo grosor de película, no interfiere con el acabado. Ya sea de alto brillo o mate, el acabado de tinta coincide con el del sustrato. Si bien la tecnología está preparada para revolucionar la industria de la impresión, la primera prensa en usarla se encuentra actualmente en pruebas beta. Puedes encontrar las últimas noticias y más información sobre nanografía en esta página web: http://www.landanano.com/nanography

    Atribuciones de medios

    • Principios electrostáticos de Roberto Medeiros
    • EA-HG_Toner por Fuji Xerox Co., Ltd

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