Wie funktioniert ein Xerox® Kopierer?

Ein Xerox®-Kopierer, allgemein als Fotokopierer bekannt, arbeitet im Wesentlichen nach dem Prinzip der statischen Elektrizität. Elektrische Ladungen können entweder positiv oder negativ sein, was den Polen von Magneten etwas ähnelt. Das negative Ende eines Magneten haftet sofort am positiven Ende eines anderen Magneten, aber zwei Negative oder Positive stoßen sich gegenseitig ab. Das gleiche passiert mit negativen und positiven elektrischen Ladungen; ein negativ geladener Kamm zieht positiv geladene Pfefferflocken oder Salzkörner an.

Ein Xerox®-Kopierer nutzt diese natürliche elektrische Anziehung oder Abstoßung. Was wir als zu kopierendes Dokument sehen, wird von einem Xerox®-Kopierer eigentlich nur als schwarze oder weiße Fläche betrachtet. Wenn das Dokument zum Kopieren auf die Glasablage gelegt wird, laufen mehrere Vorgänge gleichzeitig ab. Hier beginnt die Wissenschaft des Fotokopierens.

Unter der transparenten Glasschale liegt ein Flachriemen oder eine runde Trommel, die als Photorezeptor bezeichnet wird. Die Oberfläche dieses Photorezeptors besteht aus speziellen Materialien, die an verschiedenen Stellen gleichzeitig negativ und positiv geladen werden können. Ein elektrisches Element, das als Koronadraht bekannt ist, bewegt sich über den Photorezeptor und verleiht der gesamten Oberfläche eine positive elektrische Ladung, ähnlich wie beim Reiben eines Latexballons oder beim Durchführen eines Kamms durch das Haar. Sobald die gesamte Oberfläche des Photorezeptors positiv geladen ist, bewegt sich ein intensiv helles Licht über die Oberfläche des zu kopierenden Originaldokuments.

Dieses Licht emittiert Photonen, die leicht die weißen Bereiche des Dokuments durchdringen können, aber nicht die dunklen Bereiche, die wir als Schrift sehen. Wenn die Photonen auf die Oberfläche des Photorezeptors treffen, werden diese Bereiche elektrisch neutralisiert. Die Bereiche des Photorezeptors unter den dunklen Bereichen des Dokuments bleiben jedoch immer noch positiv geladen. Im Wesentlichen „bemalt“ ein Xerox®-Kopierer die Fotorezeptortrommel oder das Band mit statischer Elektrizität, wodurch ein Fleck positiv geladener Buchstabenbilder erzeugt wird, die von negativ geladenen Bereichen umgeben sind, die weiß bleiben.

Nachdem das Bild des Dokuments statisch auf die Trommel oder das Band „gemalt“ wurde, bedeckt das Xerox®-Kopiersystem die Platte mit einem negativ geladenen Schwarzpulver, dem Toner. Überall dort, wo die Tonerpartikel positiv geladene Bereiche auf dem Photorezeptor finden, haften sie wie die Pfefferflocken an einem statisch geladenen Kamm. Der Toner haftet nicht an den negativ geladenen Bereichen des Bandes oder der Trommel, sodass diese Bereiche weiß bleiben.

Nachdem sich die Tonerpartikel in den positiv geladenen Bereichen abgesetzt haben, wird ein zweites Blatt Papier über dem Photorezeptor eingeführt. Ein Koronadraht fährt über dieses Papier, um es positiv aufzuladen. Die Tonerpartikel werden auf das geladene Papier übertragen und ähneln nun dem Bild des Originaldokuments. Da der Toner jedoch immer noch in Form eines losen Pulvers vorliegt, wird die neue Kopie durch eine Reihe von beheizten Walzen, die als Fixiereinheit bezeichnet werden, gepresst. Die Hitze der Fixiereinheit schmilzt den Toner dauerhaft mit dem Papier. Aus diesem Grund können sich einige Xerox®-Kopien, insbesondere solche, die am Ende einer langen Druckauflage erstellt werden, sehr warm anfühlen.

Nachdem jeder Kopienlauf abgeschlossen ist, löscht ein Koronadraht im Wesentlichen die Fotorezeptortrommel oder das Band, indem er eine neue positive Ladung durchführt. Da viele Fotorezeptortrommeln einen kleineren Durchmesser haben als die Länge des Kopierpapiers, ist es nicht ungewöhnlich, dass der Fotokopiervorgang beim Scannen des Originaldokuments mehrmals dupliziert wird. Die Trommel muss möglicherweise positiv aufgeladen werden, um die älteren Informationen zu entfernen und die neuen Bilder mehrere Zeilen gleichzeitig zu empfangen. Alle diese Aktionen werden sorgfältig synchronisiert, um eine Fotokopie in der Zeit zu erstellen, die die Lampe benötigt, um einmal über das Original zu scannen.