Puedes entrar en prácticamente cualquier oficina y probablemente puedas ver una o más fotocopiadores haciendo los ruidos y sonidos característicos que nos resultan tan familiares. Para la mayoría de los negocios, ya sean grandes o pequeños, la fotocopiadora se ha convertido en un equipamiento estándar, como lo puede ser cualquier una impresora u otra parte de la oficina.
¿Qué harías si tuvieras que hacer copias de un buen montón de documentos como lo hacían hace años sin que hubiera equipamiento electrónica? Piensa en lo tedioso que podía resultar hacer todas las copias a mano. Lo cierto es que la mayoría de nosotros no piensa en lo que ocurre dentro de una fotocopiadora mientras esperamos frente a una de estas máquinas a que se imprima lo que necesitamos. Sin embargo es increíble pensar que en solo unos segundos se puede realizar una réplica exacta de una hoja de papel.
Por tanto, ¿Cómo funciona esto? El paso humano de hacer una fotocopia empieza con unos pasos básicos, que es abrir la tapa, poner el documento en la fotocopiadora boca abajo en el cristal, seleccionar las opciones deseadas (número de páginas, tamaño, tono de las fotocopia) y finalmente apretar el botón.
Lo que ocurre dentro de la fotocopiadora llegado este momento es algo muy interesante. En su núcleo, una fotocopiadora funciona por un principio físico básico: la atracción de cargas opuestas. Cuando eras un niño, seguramente jugabas con la electricidad estática, pegando globos u otras cosas a la pared o a alguien. En un día seco, se podía frotar este globo crear suficiente electricidad estática para atraer trocitos de papel por ejemplo.
Una fotocopiadora usa el mismo proceso. Dentro de una fotocopiadora hay un tambor especial. El tambor actúa de una forma parecida que un globo – lo puedes cargar con una forma de electricidad estática. Dentro del equipo también hay un fino polvo negro llamado toner. El tambor, cargado con la electricidad estática, puede atraer partículas de este toner. Hay tres cosas que el tambor y el toner hacen para que el milagro de la réplica ocurra, y son las siguientes:
- El tambor puede ser selectivamente cargado por lo que solo partes de el atraen el toner. En una fotocopiadora, se crea una “imagen” – en electricidad estática – en la superficie del tambor. Donde en la copia original del papel hay partes negras, se crea electricidad estática en el tambor. En las partes blancas esto no ocurre. Lo que se quiere para las partes blancas es que el toner no se vea atraído. La forma en que esto se hace de forma selectiva es con la luz. Por eso se llama fotocopiadora.
- De alguna manera, el toner tiene que meterse en el tambor y luego en la hoja de papel. El tambor selectivamente atrae el toner. Entonces la hoja de papel se carga con la electricidad estática y atrae toner del tambor.
- El toner es sensible al calor, por lo que las partículas sueltas del toner son fusionadas al papel con calor tan pronto como salen del toner.
El tambor está hecho de un material fotoconductor. Los pasos son simples: La superficie del tambor se carga. Un intenso rayo de luz cruza el papel que has puesto en la superficie de cristal de la fotocopiadora. La luz es reflejada de las áreas blancas y golpea contra el tambor más abajo. Cuando un fotón de luz golpea, los electrones son emitidos de los átomos fotoconductores en el tambor y neutralizan las cargas positivas en la parte superior. Las áreas oscuras del original (texto o imágenes) no reflejan luz en el tambor, dejando regiones de carga positiva en la superficie del tambor.
Lo siguiente es que el pigmento cargado negativamente del toner es entonces esparcido sobre la superficie del tambor, y las partículas pigmentadas se adhieren a las cargas positivas que quedan. Una hoja de papel cargada positivamente entonces pasa sobre la superficie del tambor, atrayendo las partículas sueltas de toner que quedan. El papel es entonces calentado y presionado para fusionar la imagen formada por el toner a la superficie del papel.
Partes de una fotocopiadora
El tambor fotorreceptor es el corazón del sistema. Un tambor es básicamente un rodillo de metal cubierto por una capa de material fotoconductiva. Esta capa esta hecho de un semiconductor como el selenio, germano o la silicona. Lo que hace que el selenio sea de tanta utilidad, es que pueden conducir electricidad en algunos casos, pero no en otros. En la oscuridad, la capa fotoconductiva en el tambor actúa como un aislante, resistiendo el flujo de electrones y permitiendo que la corriente pase a través. Estos nuevos electrones liberados con los que neutralizan la carga positiva cubriendo el tambor para formar la imagen latente.
Es fácil imaginar como podrías proyectar la copia de una imagen en uno de estos dispositivos fotorreceptores que tiene casi las mismas dimensiones que el papel que contiene la imagen. Surge un problema cuando piensas en hacer lo mismo en un fino tambor cilíndrico. ¿Cómo puede la superficie del tambor coincidir el tamaño real de una hoja de papel?
La solución es simplemente rotar el tambor según se está haciendo la copia. Si se hace esta rotación en unísono con el movimiento del rayo de luz sobre el documento original, se puede construir la imagen franja a franja. Después de que una franja de luz es enfocada a una parte del tambor, el tambor rota para exponer un área del fotoconductor sin tocar. Mientras tanto, la zona previamente expuesta del tambor gira para entrar en contacto con el toner, y luego con el papel.
Debido a que la longitud de la página impresa estándar es mucho más grande que la circunferencia del tambor en una fotocopiadora moderna, una rotación completa del tambor solo replicará una pequeña porción de la página. El tambor tiene que ser limpiado, recargado con iones, expuesto a fotones, y esparcido con el toner varias veces para poder duplicar la hoja original. Para el que está de pie mirando la fotocopiadora, el proceso para algo continuo, ya que todo está perfectamente coordinado dentro de la fotocopiadora según rota el tambor.
Para que una fotocopiadora funcione, un campo de carga positivo debe ser generado en la superficie del tambor y la hoja copiada. Estas tareas son realizadas por los llamados hilos de corona. Estos hilos, o realmente cables, están sujetos a un alto voltaje que es transferido al tambor y la hoja en forma de electricidad estática. Uno de estos hilos es puesto paralelamente a la superficie del tambor y carga la superficie fotoconductiva con iones positivos. El otro hilo es posicionado para cubrir la superficie del papel según está pasa por el camino del tambor.
¿Cómo funciona el toner de la fotocopiadora?
Hacer una fotocopia requiere una fuente de luz con suficiente energía para arrancar electrones fuera de los átomos fotoconductivos. ¿Qué longitudes de onda de luz pueden hacer esto? Resulta que la mayoría del espectro de luz visible contiene suficiente energía para realizar el proceso, especialmente la parte verde y azul del espectro. Cualquier cosa más baja que la parte roja del espectro visible, no es suficiente para activar el fotoconductor. Además de esto, aunque la luz ultravioleta tiene más que suficiente potencia para hacer una fotocopia, puede ser dañino para los ojos y la piel. Este es el motivo por el que las fotocopiadoras usan una lámpara incandescente o fluorescente para lanzar luz en el documento original.
Cuando la lámpara en la fotocopiadora es encendida, se mueve a lo largo del interior del dispositivo, iluminando una tira del papel cada vez. Un espejo integrado en la estructura de la lámpara, refleja directamente luz a través de una lente en el tambor rotatorio que está su parte inferior.
La lente funciona de la misma manera que en una cámara. Te permite enfocar una copia de la imagen en un sitio específico. Aunque no puedes realmente enfocar la imagen en una fotocopiadora para hacer el resultado final más o menos borrosa, se puede cambiar la distancia entre las lentes y la copia original, o entre las lentes y el tambor para reducir o aumentar el tamaño de la imagen original en la copia.
Una de las partes vitales llegados a este punto, es sin duda el toner de la fotocopiadora, la cual algunas veces es referida como tinta seca. Sin embargo, el toner no tiene nada que ver con la tinta. La tinta es un líquido pigmentado, mientras que el toner es un fino polvo basado en plástico y cargado negativamente. El color negro en el toner de fotocopiadora es de ciertos pigmentos mezclados dentro de las partículas de plástico mientras están siendo fabricados. En la fotocopiadora, el toner está puesto en capas positivamente cargadas y almacenadas dentro de un cartucho.
Cuando estas capas cubiertas de toner son esparcidas por el tambor, las partículas del toner encuentran los iones cargados positivamente en las áreas expuestas en la superficie del tambor, que los atrae mucho más que la capa cargada más débilmente. Las mismas partículas son atraídas incluso más a la hora cargada estáticamente. El plástico en el toner permite que no se separe de la hoja cuando la fotocopia está hecha. Todo lo que tienes que hacer es aplicar calor al toner, y las partículas de plástico se funden y fusionan el pigmento al papel.
Sabiendo esto, tenemos otro elemento llamado fusionador, el cual provee de los toques finales para poner la imagen del toner en el papel de un modo permanente. El fusionador hace dos cosas: Fundir y presionar la imagen del toner en el papel, y prevenir que el toner fundido y/o el papel se pegue al fusionador. Todo lo que se requiere para realzar estas tareas es un el uso de lámparas de tubo de cuarzo y rodillos cubiertos de teflón. La hoja de papel es enviada entre dos de los rodillos.
Entonces, los rodillos cuidadosamente presionan la hoja para pegar el toner en el papel de fibra. Mientras tanto, dentro de los rodillos, las lámparas están encendidas, generando suficiente calor para fundir el toner. ¿Por qué se funde el toner en los rodillos? Al igual que hay sartenes con superficies anti adherencia, el teflón cubriendo los rodillo previene que el toner y el papel se peguen.
Como hemos visto, en una fotocopiadora la conectividad inducida por luz del tambor, es aprovechada para crear una imagen latente en forma de cargas eléctricas en la superficie del tambor. Esta imagen es hecha visible y transferida al papel usando un toner cargado. Aunque parece a simple vista un sistema sencillo, hay muchas cosas a tener en cuenta. Por tanto, la próxima vez que vayas a hacer una fotocopia ya sabrás un poco más de qué es lo que ocurre en su interior, y puede que lo veas de un modo diferente.
