Ein Kopierer beruht auf den Prinzipien der Elektrizität und der Fotoleitfähigkeit. Im Inneren des Geräts befindet sich ein lichtempfindlicher Fotorezeptor, der zuerst Tonerpartikel anzieht und dann auf Normalpapier überträgt, um eine Kopie eines Dokuments zu erstellen.
Ursprünge des Fotokopierers
In den Tagen vor dem Fotokopierer wurden Duplikate eines Dokuments normalerweise an der Quelle erstellt, entweder mit Kohlepapier oder mit manuellen Kopiermaschinen. Die Leute waren glücklich damit, wie die Dinge funktionierten, und niemand dachte wirklich, dass ein Kopierer jemals existieren könnte. Chester Carlson, der Mann, der den Kopierer erfand, hatte jedoch andere Pläne für die Welt.
Chester Carlson (Bildnachweis: Paperhall.org)
Er war eigentlich Patentanwalt und nur ein Teilzeit-Erfinder. Seine Arbeit am New Yorker Patentamt erforderte, dass er mehrere Kopien wichtiger Dokumente anfertigte, was er nicht nur als äußerst langweilig und langweilig empfand, sondern auch als unangenehm empfand, da er an Arthritis litt.
Er führte Experimente der Photoleitfähigkeit in seiner eigenen Küche durch, machte das erste grobe Design eines Kopierers und meldete 1938 ein Patent an. Anschließend wandte er sich an zahlreiche Unternehmen, darunter General Electric und IBM, die ihn alle ablehnten, und verwies darauf, dass niemand daran interessiert sei, einen Kopierer zu kaufen, da bereits einige Methoden zur Verfügung stünden, um doppelte Kopien von Dokumenten anzufertigen.
Carlson schloss jedoch einen Vertrag mit einer gemeinnützigen Organisation namens Battelle Memorial Institute ab, um seine Forschung voranzutreiben und die Technologie zu verfeinern. Nach einiger Zeit erhielt ein in New York ansässiger Verkäufer von Fotopapier eine Lizenz zur Herstellung und Vermarktung eines Kopiergeräts; Anschließend wurde 1949 der erste xerographische Kopierer namens Model A auf den Markt gebracht.
Arbeitsprinzip des Fotokopierers
Ein Fotokopierer arbeitet nach zwei Grundprinzipien: die Tatsache, dass sich entgegengesetzte Ladungen anziehen, und die Tendenz bestimmter Materialien, nach Absorption elektromagnetischer Strahlung, wie UV, Infrarot, sichtbares Licht usw., elektrisch leitfähiger zu werden. (Photoleitfähigkeit).
Die meisten modernen Fotokopierer basieren auf einer Technologie, die als Xerographie bekannt ist und im Wesentlichen eine trockene Fotokopiertechnik ist. Dabei werden elektrisch geladene Partikel verwendet, um Tonerpartikel anzuziehen und dann auf einem Blatt Papier abzuscheiden.
Ein Kopierer arbeitet mit einer ‚trockenen‘ Kopiertechnik, da er keine flüssigen Chemikalien verwendet. (Bildnachweis: OkiUkraine / Wikimedia Commons)
Teile eines Fotokopierers
Ein typischer Fotokopierer (auch beiläufig als ‚Xerox-Maschine‘ bezeichnet) besteht aus den folgenden Komponenten:
Eine Fotorezeptor-Trommel (oder -band), die von einer Schicht eines Halbleitermaterials wie Selen, Silizium oder Germanium bedeckt ist. Dies ist wohl der kritischste Teil der Maschine.
Ein Toner, der im Grunde nur pigmentierte Flüssigkeit ist. Manchmal auch als ‚trockene Tinte‘ bezeichnet, ist ein Toner eine trockene Mischung aus feinen, negativ geladenen Kunststoffpartikeln und Farbstoffen, die das Duplikatbild auf einem Blatt Papier erzeugen.
Tonerkartuschen für Farblaserdrucker (Bildnachweis: Flickr)
Koronadrähte, die, wenn sie einer Hochspannung ausgesetzt werden, ein Feld positiver Ladung auf die Oberfläche der Fotorezeptortrommel und des Kopierpapiers übertragen.
Eine Lichtquelle und ein paar Linsen, die einen hellen Lichtstrahl auf das Originaldokument richten und eine Kopie des Bildes auf einen bestimmten Ort fokussieren.
Ein Lichtstrahl scheint über das Masterdokument (Bildnachweis: Wikipedia Commons)
Eine Fixiereinheit kann als letzte Hauptkomponente eines Fotokopierers angesehen werden, da eine Fixiereinheit das Tonerbild schmilzt und auf das Kopierpapier drückt und dem doppelten Bild den letzten Schliff verleiht, kurz bevor es aus der Maschine ausgeworfen wird.
Wie funktioniert ein Kopierer?
Um mit dem Fotokopieren zu beginnen, wird der obere Deckel des Fotokopierers geöffnet und die Masterkopie verdeckt auf die Glasoberfläche gelegt, wo ein heller Lichtstrahl das gesamte Dokument scannt. Weiße Bereiche auf dem Papier reflektieren mehr Licht, während schwarze Bereiche wenig oder gar kein Licht reflektieren. Ein elektrischer Schatten (oder Bild) der Masterkopie wird auf dem Fotoleiter gebildet.
Wenn sich das Förderband (mit der Fotoleiterbeschichtung) bewegt, nimmt es auch den elektrischen Schatten mit. Die negativ geladenen Tonerpartikel haften am elektrischen Schatten und es entsteht ein eingefärbter Abdruck der Masterkopie auf dem Förderband.
Ein leeres Blatt Papier wird von der anderen Seite in den Kopierer eingeführt, der sich langsam in Richtung Fotoleiterband bewegt. Während es sich auf dem Förderband bewegt, wird ihm eine starke positive Ladung verliehen. Die starke positive Ladung des leeren Papiers zieht die negativ geladenen Tonerpartikel zu sich hin. Folglich wird ein Duplikatbild der Masterkopie auf dem leeren Papier gebildet.
Schließlich, kurz bevor das Papier ausgespuckt wird, liefert eine Fixiereinheit (ein Paar heißer Walzen) Wärme und Druck, so dass die Tonerpartikel dauerhaft auf dem Papier befestigt / verschmolzen werden. Aus diesem Grund fühlt sich ein frisch ausgestoßenes Duplikat ziemlich warm an.
Ein frisch ausgestoßenes Duplikat fühlt sich ziemlich warm an