Hvordan fotokopieren fungerer, oppfinnelsen som revolusjonerte kontorer rundt om i verden

Når du trykker på «Start» -knappen på en kopimaskin, skjer det noe overraskende komplekst i løpet av sekunder. Inne i maskinen aktiveres en fysisk og kjemisk prosess basert på samspillet mellom lys, elektriske ladninger og materie: den xerografioppfinnelse av 1938 Av Chester Carlsonsom revolusjonerte måten dokumenter blir gjengitt på. Enkelt sagt oppretter en fotokopier en perfekt kopi av et bilde eller en tekst ved hjelp av Elektriske ladninger og følsomheten for lys av bestemte materialer. Det hele starter med en elektrostatisk ladning på en overflate som kalles Webfortsetter med å projisere det originale bildet, feste tonerpulveret til de ladede områdene og overføre dette bildet til et papirark som endelig blir oppvarmet for å smelte sammen toneren permanent. I løpet av noen få øyeblikk er dokumentet klart.

Denne teknologien, tilsynelatende triviell i hverdagsbruk, har erstattet langsomme og arbeidskrevende prosesser som karbonpapir eller mimeograf, og banet vei for rask og rimelig produksjon av kopier av ethvert dokument. I dag integrerer moderne digitale kopimaskiner skannere, laserskrivere og mikroprosessorer som lar deg koble til datanettverk, sende fakser og til og med konvertere trykt tekst til redigerbare digitale filer via optisk karaktergjenkjenning, den såkalte OCR (Optisk karaktergjenkjenning). Fatte Hvordan en fotokopier fungerer vil tillate deg å sette pris på dette verktøyet bedre og ta en titt inne i en av de mest elegante applikasjonene av elektrostatisk fysikk til tjeneste for hverdagen.

Hva er xerografi: Historie og opprinnelse til teknikken utviklet av Chester Carlson

Historien til fotokopieren stammer tilbake til 1938når Chester Carlsonen advokat i New York Patent Office, lette etter en måte å reprodusere dokumenter uten å bruke flytende kjemikalier eller måtte omskrive dem for hånd. Det grunnleggende prinsippet som drift av kopimaskinen den er der xerografifra gresk Xeros (tørr) e grafé (skriver), det vil si “Tørr skriving”. Navnet ble valgt på slutten av 1940 -tallet av et lite amerikansk selskap, Haloidsom senere ble berømt Xerox Corporation. Xerox forklarer selv hvordan Carlson utviklet teknikken som driften av kopimaskiner er basert på:

Carlson ringte opprinnelig rettsaken “Elektrofotografi”. Prosessen er basert på to naturfenomener: tiltrekning av materialer med motsatte elektriske ladninger og den forbedrede evnen til noen materialer til å utføre strøm når de blir utsatt for lys. Carlson utviklet en seks-trinns prosess for å overføre et bilde fra en overflate til en annen ved bruk av disse fenomenene.

De seks stadiene av fotokopieringsprosessen

La oss se nærmere på Seks-trinns prosess referert av Xerox. Hjertet til hver kopimaskin er en komponent som heter Weben lysfølsom overflate som kan lages som en stiv trommel eller som et fleksibelt belte. Det er dekket med et tynt lag med materiale fotokonduktivdet vil si en forbindelse som fungerer som en isolator når den er i mørket, men blir en dirigent når den blir utsatt for lys.

1. Lasting: I mørket påføres en veldig høy elektrisk spenning i nærheten av tynne metallledninger eller en rull, og genererer et elektrisk felt som forårsaker ionisering av luftmolekyler. Ionene, dvs. de elektrisk ladede partiklene, blir avsatt på overflaten av fotoreseptoren, og genererer et elektrisk felt.
2. Eksponering: Bildet av dokumentet er «skrevet» på fotoreseptoren. Hos moderne digitale kopimaskiner skjer dette via en modulert laserstråle eller et system med lysdioder som projiserer bildet nøyaktig. I analoge kameraer var det imidlertid lyset som reflekteres fra dokumentet som rammet direkte på fotoreseptoren. De opplyste områdene i fotoreseptoren mister en del av sin elektriske ladning, mens områdene som er igjen i skyggen beholder den: resultatet er enLatent elektrostatisk bildeusynlig, men klar til å utvikles.
3. Utviklinghvor hovedpersonen er støvet av toner. Dette er bittesmå partikler (vanligvis mellom 5 og 10 mikrometer i diameter) dannet av en blanding av harpikser, pigmenter og plasttilsetningsstoffer. Toneren er blandet med små metallkuler som lader den for triboelektrisiteten fysisk effekt på grunn av å gni mellom forskjellige materialer, den samme som genererer statisk elektrisitet. Tonerpartiklene, som nå er elektrisk ladet, er tiltrukket av områdene til fotoreseptoren som har forblitt ladet og fester seg til dem, og gjenskaper bildet av dokumentet i synlig form. I fargekopiere skjer dette trinnet fire ganger, en gang for hver basefarge – Cyan, Magenta, gul Og svart – som kombineres for å produsere det endelige fargeområdet.
4. Overføre: Det pulveriserte bildet passerer fra fotoreseptoren til papiret. Dette skjer ved å plassere arket i kontakt med fotoreseptoren og bruke en elektrisk ladning av det motsatte tegnet på tonerens. Den elektrostatiske attraksjonen får støvet til å løsne fra fotoreseptoren og feste seg til arket, og reproduserer bildet. Umiddelbart etterpå nøytraliserer en annen kontrollert utslipp papiret, som er atskilt fra fotoreseptoren uten skade og fortsetter sin reise inne i maskinen.
5. Fusjon: Toneren (som inntil da bare hadde hvilt på overflaten av papiret) er gjort permanent. Arket passerer gjennom to ruller: en oppvarmet og ett trykk. Den varme rullen løsner tonerpartiklene, mens den andre rullen trykker dem fast mot papirfibrene. Resultatet er et skarpt og resistent bilde, som faktisk er smeltet sammen med arket på arket og derfor ikke lenger kan fjernes.
6. Rengjøring: Etter hver utskrift er det alltid en liten mengde gjenværende toner som er igjen på trommelen. For å forhindre at disse partiklene forstyrrer neste kopi, utføres rengjøring, vanligvis ved hjelp av en rengjøringsrulle.

Naturligvis foregår prosessen nettopp beskrevet om noen få sekunder og er helt usynlig for brukeren som setter fotokopieren i drift.

Utviklingen av kopimaskiner

Etter hvert som tiårene gikk Fotokopierne har utviklet seg Og på 1990 -tallet ble de digital. I sistnevnte skaffer en optisk skanner faktisk bildet av dokumentet og lagrer det i digitalt format. Fra det øyeblikket reproduserer ikke laseren lenger det reflekterte lyset fra dokumentet, men skriver bildet på trommelpiksen av Pixel, som om det var «å skrive ut» kopien fra en fil. Dette systemet lar deg skaffe flere kopier fra en enkelt skanning, forbedrer bildekvaliteten automatisk og kobler maskinen til et nettverk.

I dag er multifunksjonskopimaskiner ekte arbeidsstasjoner: de kan skrive ut, skanne, sende dokumenter via faks eller e-post og arkivkopier i PDF-format. På kontorer og skoler er de ofte utstyrt med Adf (Automatisk dokumentmater), en automatisk arkmater som håndterer tosidig kopiering og automatisk innsamling, noen ganger med stifting eller binding av dokumenter. De innenlandske versjonene, definitivt mer kompakte, tar i bruk den samme logikken, men enklere mekanikk.