Comment fonctionne le photocopieur?

Vous êtes-vous déjà demandé comment fonctionnent les photocopieurs?

Vous pouvez penser que le processus de photocopie d’un document est vraiment simple. Vous prenez un document, le mettez sur l’écran en verre d’une photocopieuse, une lumière verte passe le long du verre. Après quelques secondes, une copie identique du document que vous avez placé à l’écran sort du côté de la machine.

Mais vous êtes-vous déjà demandé ce qui se passait sous le verre? Les photocopieurs sont des machines assez complexes; voici notre guide très simple sur le fonctionnement d’un photocopieur.

Un photocopieur repose sur les principes de l’électricité et de la photoconductivité pour fonctionner. Il y a un photorécepteur sensible à la lumière à l’intérieur de la machine qui attire d’abord et transfère ensuite les particules de toner sur du papier ordinaire pour former une copie d’un document.

Alors, comment fonctionne une photocopieuse?

Après avoir placé votre feuille de papier (la copie principale) sur l’écran en verre du copieur et appuyé sur le gros bouton vert, la machine effectue plusieurs étapes avant que votre copie ne sorte.

Les photocopieurs fonctionnent sur le principe que « les contraires s’attirent ». Le toner est une poudre utilisée pour créer le texte imprimé et les images sur papier. La poudre est chargée négativement et elle est donc attirée par quelque chose de positif – le papier.

Le tambour, situé au cœur d’une photocopieuse, est chargé positivement à l’aide d’électricité statique.

Une image de la copie principale est transférée sur le tambour à l’aide d’un laser. Les parties claires de l’image (les zones blanches sur un morceau de papier) perdent leur charge et deviennent ainsi plus négatives, et les zones noires de l’image (où se trouve le texte) restent chargées positivement.

Le toner (attiré par les zones positives) colle aux zones noires de l’image sur le tambour. Pour les copies couleur, le tambour attire le toner cyan, magenta et jaune et noir. À partir de ces quatre couleurs, un large spectre de couleurs peut être formé.

Le toner résultant sur le tambour est transféré sur un morceau de papier, qui a une charge négative plus élevée que le tambour.

Le toner est fondu et collé sur le papier à l’aide de rouleaux de chaleur et de pression. Puis, enfin, votre document photocopié sort du copieur. Parce que la chaleur est utilisée, le papier qui sort d’un copieur est chaud.

Les bases

La fin humaine de la fabrication d’une copie commence par quelques étapes de base:

• • Ouvrez le couvercle du copieur

• • Placez le document à photocopier face cachée sur le verre

• • Sélectionnez les options souhaitées (nombre de pages, agrandissements, plus clair/plus sombre)

Appuyez sur le bouton de démarrage

Ce qui se passe à l’intérieur du copieur à ce stade est incroyable! En son cœur, un copieur fonctionne en raison d’un principe physique de base: les charges opposées attirent.

Enfant, vous avez probablement joué avec de l’électricité statique et des ballons. Par une journée sèche d’hiver, vous pouvez frotter un ballon sur votre pull et créer suffisamment d’électricité statique dans le ballon pour créer une force notable. Par exemple, un ballon chargé d’électricité statique attirera très facilement de petits morceaux de papier ou des particules de sucre.

Un copieur utilise un processus similaire.

À l’intérieur d’un copieur, il y a un tambour spécial. Le tambour agit un peu comme un ballon you vous pouvez le charger avec une forme d’électricité statique.

À l’intérieur du copieur, il y a aussi une poudre noire très fine appelée toner. Le tambour, chargé d’électricité statique, peut attirer les particules de toner.

Il y a trois choses à propos du tambour et du toner qui permettent à un copieur d’effectuer sa magie:

• • Le tambour peut être chargé de manière sélective de sorte que seules certaines parties de celui-ci attirent le toner. Dans un copieur, vous faites une « image » in en électricité statique on à la surface du tambour. Lorsque la feuille de papier d’origine est noire, vous créez de l’électricité statique sur le tambour. Là où il est blanc, vous ne le faites pas. Ce que vous voulez, c’est que les zones blanches de la feuille de papier d’origine n’attirent PAS le toner. La façon dont cette sélectivité est accomplie dans un copieur est avec la lumière — c’est pourquoi on l’appelle un photocopieur!

• • D’une manière ou d’une autre, le toner doit entrer sur le tambour, puis sur une feuille de papier. Le tambour attire sélectivement le toner. Ensuite, la feuille de papier se charge d’électricité statique et retire le toner du tambour.

• • Le toner est sensible à la chaleur, de sorte que les particules de toner en vrac sont attachées (fusionnées) au papier avec de la chaleur dès qu’elles se détachent du tambour.

Le tambour, ou courroie, est en matériau photoconducteur. Voici les étapes réelles impliquées dans la réalisation d’une photocopie:

• • La surface du tambour est chargée.

• • Un faisceau de lumière intense se déplace sur le papier que vous avez placé sur la surface vitrée du copieur. La lumière est réfléchie par les zones blanches du papier et frappe le tambour en dessous.

• • Partout où un photon de lumière frappe, des électrons sont émis par les atomes photoconducteurs du tambour et neutralisent les charges positives ci-dessus. Les zones sombres de l’original (telles que les images ou le texte) ne réfléchissent pas la lumière sur le tambour, laissant des zones de charges positives à la surface du tambour.

• • Chargé négativement, sec, un pigment noir appelé toner est ensuite étalé sur la surface du tambour et les particules de pigment adhèrent aux charges positives qui restent.

• • Une feuille de papier chargée positivement passe ensuite sur la surface du tambour, attirant les billes de toner loin de celui-ci.

• • Le papier est ensuite chauffé et pressé pour fusionner l’image formée par le toner à la surface du papier.

Parties d’un photocopieur

Un photocopieur typique (également connu par hasard sous le nom de « machine xerox ») est constitué des composants suivants:

Un tambour (ou une courroie) photorécepteur recouvert d’une couche de matériau semi-conducteur, tel que du sélénium, du silicium ou du germanium. C’est sans doute la partie la plus critique de la machine.

Un toner, qui est juste un liquide pigmenté. Parfois appelé « encre sèche », un toner est un mélange sec de fines particules de plastique chargées négativement et d’agents colorants qui créent l’image en double sur un morceau de papier.

Fils Corona qui, lorsqu’ils sont soumis à une tension élevée, transfèrent un champ de charge positive à la surface du tambour photorécepteur et du papier de copie.

Une source de lumière et quelques lentilles, qui émettent un faisceau lumineux sur le document original et focalisent une copie de l’image sur un endroit spécifique, respectivement.

Une unité de fusion peut être considérée comme le composant principal « final » d’une photocopieuse, car une unité de fusion fond et presse l’image de toner sur le papier à copier et apporte la touche finale à l’image dupliquée juste avant qu’elle ne soit éjectée de la machine.

Voici comment fonctionne le processus aujourd’hui:

À l’intérieur de chaque copieur et imprimante laser se trouve une surface sensible à la lumière appelée photorécepteur. Il se compose d’une fine couche de matériau photoconducteur appliquée sur une courroie ou un tambour flexible. Le photorécepteur est isolant dans l’obscurité mais devient conducteur lorsqu’il est exposé à la lumière. Il est chargé dans l’obscurité en appliquant une tension continue élevée aux fils adjacents, ce qui produit un champ électrique intense près des fils qui provoque l’ionisation des molécules d’air. Des ions de la même polarité que la tension sur les fils se déposent à la surface du photorécepteur, créant un champ électrique à travers celui-ci.

Exposer.

Dans un copieur ou une imprimante numérique, l’image est exposée sur le photorécepteur avec un laser modulé par balayage ou une barre d’image à diodes électroluminescentes. Dans les copieurs analogiques plus anciens, la lumière réfléchie d’une image éclairée est projetée sur le photorécepteur. Dans les deux cas, les zones du photorécepteur exposées à la lumière sont déchargées sélectivement, entraînant une réduction du champ électrique. Les zones les plus sombres conservent leur charge.

Développer.

La poudre pigmentée utilisée pour développer l’image est appelée toner. Les particules de toner en colorant et résine plastique ont des propriétés électrostatiques contrôlées avec précision et ont un diamètre d’environ cinq à 10 micromètres. Ils sont mélangés et chargés par des billes porteuses aimantées qui les transportent vers la zone de développement. Les particules sont chargées par le phénomène de triboélectricité (souvent appelé électricité statique). Le champ électrique associé au motif de charge de l’image sur le photorécepteur exerce une force électrostatique sur le toner chargé, qui adhère à l’image. Un document couleur est formé par une imprimante avec quatre unités xérographiques distinctes qui créent et développent des images distinctes cyan, magenta, jaune et noir. La superposition de ces images en poudre produit des documents en couleur.

Transfert.

L’image en poudre est transférée du photorécepteur sur du papier en mettant le papier en contact avec le toner puis en appliquant une charge de polarité opposée à celle du toner. La charge doit être suffisamment forte pour surmonter l’adhérence de la poudre au photorécepteur. Une deuxième charge contrôlée avec précision libère le papier, contenant maintenant l’image, du photorécepteur.

Fusible.

Dans le processus de fusion, le toner comprenant l’image est fondu et collé sur le papier. Ceci est accompli en faisant passer le papier à travers une paire de rouleaux. Un rouleau chauffé fait fondre le toner, qui est fusionné au papier à l’aide de la pression du deuxième rouleau.

Nettoyer.

Le transfert de toner du photorécepteur au papier n’est pas efficace à 100%, et le toner résiduel doit être retiré du photorécepteur avant le cycle d’impression suivant. La plupart des copieurs et imprimantes à moyenne et haute vitesse le font avec un nettoyeur à brosse rotatif.

La xérographie est un procédé unique qui dépend du savoir-faire chimique, électrique, mécanique et logiciel. Le processus d’impression numérique rapide et économique permet de produire facilement une seule impression ou des centaines d’impressions identiques en noir et blanc ou en couleur. Plus important encore, la capacité de l’imagerie variable de page en page avec xérographie permet l’impression à la demande de documents complets tels que des brochures et des livres. Une telle impression à la demande permet de gagner du temps, de réduire les coûts et d’éliminer l’obsolescence des documents, les dépassements et l’entreposage.

Principes clés

Si vous avez déjà été curieux de savoir comment une photocopieuse met de l’encre sur toutes ces copies, vous seriez surpris d’apprendre que c’est une opération assez facile.

La conception de la plupart des photocopieurs est basée sur l’apport de charges statiques électriques opposées à l' »encre » (en fait une poudre noire appelée toner) et à un tambour roulant, pour les attirer l’un vers l’autre. La lumière est également une partie importante du processus de production de l’image sur le tambour. Le processus final implique de la chaleur pour fixer le toner sur une feuille de papier.

Étape 1 – Création d’une Image du Document Original sur le tambour

Le processus commence lorsque le document est placé sur le verre. Le copieur scanne la surface du verre (la lumière vive). La lumière rebondit sur les parties blanches du document original et, à travers des miroirs, elle est réfléchie sur le tambour, qui a reçu une charge électrique positive.

Le tambour est entouré d’une couche photoréceptrice ou d’un revêtement spécial qui conduit l’électricité lorsque la lumière y tombe. Là où la lumière tombe (les parties blanches du document original), le tambour conduit et la charge électrostatique est perdue. Lorsqu’il n’y a pas de lumière (les parties noires du document), le tambour ne conduit pas et maintient sa charge positive.

Une image est produite sur la surface du tambour, mais l’image est constituée d’électricité statique chargée positivement. Un photocopieur tire son nom du processus de lumière qui produit la copie de l’image.

Étape 2 – Charger la poudre de toner et la transférer sur le tambour

Le toner est une poudre noire qui est également chargée par la machine. Cette fois, la charge est négative. Le toner négatif est tiré de la cartouche et attiré par les parties positives du tambour, qui correspondent aux parties noires du document original. Vous avez maintenant un tambour avec une image composée de poudre de toner fine noire, qui est une réplique parfaite du document original. Il doit maintenant être transféré au journal.

Étape 3 – Transfert de l’image sur une feuille de papier

Le tambour roule maintenant sur une feuille de papier chauffée. La poudre de toner se transfère sur la feuille avec la chaleur et se fixe en place, ce qu’on appelle à juste titre « fixation ». Lorsque la feuille de papier avec son image photocopiée sort de la machine, il fait toujours chaud à partir de la dernière partie du processus.

Qu’est-ce qui diffère des photocopieurs numériques?

Les copieurs qui fonctionnent comme ceci utilisent essentiellement la technologie analogique: ils scannent un document original et le reproduisent – en utilisant uniquement l’optique et l’électricité statique – comme une copie fidèle. De 1949, lorsque le tout premier photocopieur Haloid Xerox a été mis en vente, jusqu’au début des années 1980, tous les photocopieurs fonctionnaient de cette façon. Tout a changé en 1981 lorsque Ricoh a breveté un photocopieur numérique brut. Les premiers copieurs numériques de Ricoh, puis de Canon, ont été mis en vente plusieurs années plus tard.

Aujourd’hui, les copieurs analogiques sont essentiellement des pièces de musée et la plupart des copieurs fonctionnent numériquement: ils scannent un document à l’aide d’une puce de capteur d’image (CCD ou CMOS), créent une version numérique (généralement un fichier JPG ou TIFF), puis impriment cette image numérique de la même manière qu’une imprimante à jet d’encre ou laser. Comme ils numérisent des images numériques à très haute résolution, ils peuvent reproduire avec la même résolution qu’une imprimante laser haut de gamme (plusieurs fois meilleure qu’un copieur analogique). Une fois qu’un document est sous forme numérique, il est facile de l’agrandir ou de le réduire de n’importe quelle quantité. Les copieurs numériques produisent également des copies « plus propres » avec un meilleur contrôle de la densité et du contraste de l’image que les copieurs analogiques.

Vous pouvez considérer un copieur numérique comme un scanner et une imprimante combinés, coordonnés par un ordinateur intégré; et, en effet, les populaires machines d’impression, de numérisation, de copie et de télécopie tout-en-un que vous pouvez acheter pour les bureaux à domicile fonctionnent comme ceci, avec des « modules » séparés de numérisation, d’impression et de télécopie reliés entre eux. Ils commencent par une image numérique (soit un document que vous avez numérisé, un fax à partir d’une ligne téléphonique, soit quelque chose reçu d’un ordinateur via un câble USB ou une connexion sans fil – Wi-Fi Direct ou Bluetooth), stockez-le, puis imprimez-le. Certaines machines numériques permettent une édition limitée des documents avant qu’ils ne soient imprimés. Certains vous permettent d’enregistrer des documents pour les imprimer à nouveau plus tard (sans avoir besoin de les analyser à nouveau) sur un disque dur intégré, un lecteur flash ou une carte SD. Les copieurs avec mémoires facilitent également la duplication de documents complexes de plusieurs pages sans avoir à numériser l’une des pages plus d’une fois.

Bien que les copieurs numériques soient polyvalents, pratiques et peu coûteux, il existe certains risques de les utiliser dans des bureaux ou d’autres lieux partagés / publics. S’ils ont des disques durs, les documents qu’ils traitent y sont généralement stockés, ce qui peut créer un risque de sécurité: même lorsque des documents sont supprimés, des traces récupérables peuvent être laissées. Certains copieurs utilisent le cryptage pour contourner ce problème, tandis que d’autres prennent soin d’effacer les documents de leur disque dur de manière plus approfondie et sécurisée.

Santé du photocopieur & Sécurité

Comme pour toute grosse machine, il existe certaines précautions de santé et de sécurité à prendre tout au long de la vie du copieur. En suivant les conseils ci-dessous, vous pouvez prolonger la durée de vie et l’efficacité de votre machine pour les années à venir.

Ventilation

Vous devez vous assurer que votre copieur a beaucoup d’espace autour et, s’il est contre un mur, que les conduits de ventilation ont de la place pour expulser l’air. Si la salle du copieur est petite ou si le bureau n’est pas particulièrement bien ventilé, nous suggérons d’utiliser des ventilateurs électriques pour maintenir une température fraîche et constante.

Emplacement

Après la ventilation, vous devez également vous assurer que votre copieur est placé à une hauteur appropriée. Cela signifie une hauteur qui n’encourage pas la flexion et l’étirement excessifs pour insérer / changer le papier ou collecter des impressions finies.

Lire le manuel

Lors de l’installation d’un nouveau copieur, vous devez faire de votre mieux pour encourager ceux qui l’utiliseront régulièrement à consulter le manuel et à se familiariser avec la façon de l’utiliser en toute sécurité. Cela peut inclure la lecture de toute chaleur émanant de la machine, le remplacement des lampes et du matériel de toner. Vous vous assurez également que les responsables gardent le copieur propre et bien rangé, car les accumulations de poussière et de débris peuvent causer des problèmes et raccourcir la durée de vie du copieur.

Et voilà. Maintenant, vous savez exactement comment fonctionne une photocopieuse et avez un excellent démarreur de conversation pour votre prochain événement d’entreprise!