6.4: Proceso electrofotográfico
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El proceso electrofotográfico consta de siete etapas (ver Figura 6.4). Para los efectos de este texto, estaremos describiendo el proceso utilizando un tóner seco cargado negativamente. El proceso es el mismo para un tóner positivo, excepto que la polaridad se invertiría en cada etapa.
Cargando
En la primera etapa, se proporciona un alto voltaje negativo de aproximadamente -900 voltios a un rodillo de carga (ver Figura 6.5). El voltaje utilizado varía según el fabricante y el modelo. El rodillo de carga aplica una capa uniforme de carga negativa a la superficie del tambor. La resistividad del recubrimiento fotosensible del tambor no expuesto permite que la carga permanezca en la superficie.
Exposición
Se utiliza un láser para escribir la imagen sobre la superficie cargada (ver Figura 6.6). Debido a que el recubrimiento fotosensible en el tambor se vuelve conductor cuando se expone a la luz, las cargas en la superficie del tambor expuestas al láser conducen a la capa base, que está conectada a una tierra. El resultado es una imagen cercana a cero voltios y un fondo negativo. A esto se le conoce como la imagen latente.
Desarrollo
Muchas impresoras y prensas digitales utilizan un sistema de desarrollo de dos componentes (ver Figura 6.7). El revelador es una mezcla de tóner no magnético y un portador magnético. A medida que el revelador se agita y las partículas se frotan entre sí, se genera una carga triboeléctrica entre las mismas. El tóner se carga negativamente mientras que el portador se vuelve positivo. Las cargas opuestas hacen que el tóner sea atraído hacia el portador. Un rodillo de desarrollo magnético mantiene el portador principalmente de hierro alineado con líneas magnéticas de fuerza formando un cepillo magnético. Este cepillo magnético a su vez 'lleva' el tóner atraído a la superficie del tambor. Se aplica un alto sesgo negativo al rodillo de revelado que repele el tóner sobre el tambor. El tóner es atraído hacia las áreas del tambor expuestas por el láser, que al estar cerca de cero voltios, es mucho más positivo que el tóner cargado negativamente. De esta manera, se desarrolla la imagen latente. A medida que el portador permanece en el rodillo de revelado, continúa atrayendo tóner de la tolva para mantener la concentración óptima en el cepillo magnético.
Traslado
Una hoja de papel o sustrato pasa entre el tambor y un rodillo de carga de transferencia que tiene un alto voltaje positivo aplicado al mismo (ver Figura 6.8). El tóner cargado negativamente de la imagen latente revelada en el tambor es atraído hacia el rodillo de transferencia más positivo y se adhiere a la hoja en el medio. La carga aplicada a la parte posterior de la hoja hace que el papel se adhiera al tambor. Se aplica un alto voltaje negativo a una placa de descarga inmediatamente después del rodillo de carga de transferencia para ayudar en la separación de la lámina del tambor. La curvatura del tambor junto con el peso y la rigidez de la lámina también ayudan en la separación.
Un método más avanzado de transferencia utiliza un sistema de cinta de transferencia intermedia. Esto es más común en las prensas digitales en color donde cuatro o más colores se transfieren a la cinta antes de transferir la imagen completa a la hoja. Los rodillos de carga debajo de la cinta, debajo de cada tambor, extraen las imágenes latentes desarrolladas de cada separación directamente sobre la cinta. En la etapa de transferencia, un rodillo de carga de transferencia debajo de la cinta aplica una carga negativa para empujar el tóner sobre la hoja. Un segundo rodillo, directamente debajo del primero en el otro lado de la cinta, aplica presión manteniendo el papel en contacto con la cinta y coadyuvando en la transferencia para más materias texturadas. El rodillo inferior puede tener una pequeña carga positiva aplicada o puede estar conectado a tierra. Algunos sistemas también pueden alternar la carga aplicada al rodillo de carga de transferencia para ayudar aún más a la aplicación del tóner sobre sustratos texturizados.
Después de esta etapa, la hoja pasa a fundirse donde el tóner se adhiere permanentemente al sustrato. Las siguientes dos etapas que se describen a continuación son etapas posteriores a la formación de imágenes que son necesarias para preparar la superficie del tambor para el siguiente ciclo de impresión.
Limpieza
Después de la etapa de transferencia, se puede dejar algo de tóner en la superficie del tambor. Si se deja ahí, el fondo de cada impresión sucesiva se volvería poco a poco más oscuro y sucio. Para evitar esto, una cuchilla de limpieza elimina cualquier tóner residual de la superficie del tambor (ver Figura 6.9). Algunos sistemas reciclarán este tóner de vuelta a la unidad de revelado, pero en su mayoría el tóner residual se recoge en un recipiente para su eliminación.
Borrando
En esta etapa, una matriz de LED expone la longitud del tambor, llevando esta área del tambor a cerca de cero voltios. Esto prepara la superficie del tambor para la etapa de carga del siguiente ciclo de impresión.
Fusión
Esta es la etapa final en el proceso electofotográfico. El mecanismo de fusión, o fusor, consiste en un rodillo de calor, un rodillo de presión y un mecanismo de limpieza (ver Figura 6.10). El tóner está compuesto principalmente de resina. Cuando el tóner es calentado por el rodillo de calor y la presión aplicada por el rodillo de presión del complemento, se funde y se presiona en las fibras de la lámina. El tóner nunca es absorbido por el papel o sustrato sino que se adhiere a la superficie. Se aplica una carga negativa al rodillo o cinta térmica para evitar que el tóner sea atraído hacia él y la sección de limpieza elimina cualquier tóner u otros contaminantes que puedan haber permanecido en el rodillo térmico. También se puede aplicar calor al rodillo de presión (a una temperatura mucho más baja) para evitar que la hoja se encrese.
Junto con la etapa de transferencia, la fusionado puede verse muy afectada por el papel o sustrato utilizado. Cuanto más gruesa y pesada es la lámina, más calor absorbe. Debido a esto, estas láminas requieren temperaturas más altas por lo que queda suficiente calor para fundir el tóner. El calor insuficiente puede hacer que el tóner se raye fácilmente o que no se adhiera en absoluto. Demasiado calor puede hacer que la humedad en el sustrato se evapore rápidamente y quede atrapada debajo del tóner causando pequeñas burbujas que evitan que el tóner se pegue donde sea que ocurra. Este problema se ve más en existencias más delgadas que no absorben tanto calor. Demasiado calor también puede hacer que los residuos de tóner se adhieran al rodillo calentador y lo depositen en hojas posteriores.
El rodillo de calor puede calentarse bastante rápido pero puede tardar mucho más en enfriarse. Esto puede causar retrasos en la producción de trabajo que cambia entre diferentes pesos de papel. Para combatir esto, algunos dispositivos utilizan una cinta delgada que puede calentarse y enfriarse rápidamente en lugar del rodillo calentador. En algunos casos, también se emplea un mecanismo de enfriamiento que mitiga aún más el retraso de enfriamiento.
Atribuciones de medios
- Sistema de Imagen EP — Completo por Roberto Medeiros
- Sistema de Imagen EP — Carga de Roberto Medeiros)
- EP Imaging System — Desarrollo por Roberto Medeiros
- Sistema de Imagen EP — Transfer by Roberto Medeiros
- Sistema de Imagen EP — Limpieza por Roberto Medeiros
- Sistema de Imagen EP — Fusión de Roberto Medeiros