Wie funktioniert ein Xerox®-Kopierer?
Ein Xerox®-Kopierer, allgemein als Fotokopierer bekannt, arbeitet im Wesentlichen nach den Prinzipien der statischen Elektrizität. Elektrische Ladungen können entweder positiv oder negativ sein, was den Polen von Magneten etwas ähnlich ist. Das negative Ende eines Magneten wird sofort am positiven Ende eines anderen Magneten haften, aber zwei negative oder positive werden sich gegenseitig abstoßen. Dasselbe 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 Anziehungskraft oder Abstoßung. Was wir als zu kopierendes Dokument sehen, wird auf einem Xerox®-Kopierer als nichts anderes als schwarze oder weiße Räume angesehen. Wenn das Dokument zum Kopieren auf die Glasablage gelegt wird, werden mehrere Vorgänge gleichzeitig ausgeführt. Hier beginnt die Wissenschaft des Fotokopierens.
Unter der transparenten Glasschale befindet sich ein flaches Band oder eine runde Trommel, ein so genannter Fotorezeptor. Die Oberfläche dieses Photorezeptors besteht aus speziellen Materialien, die an verschiedenen Stellen gleichzeitig negativ und positiv geladen werden können. Ein als Coronadraht bekanntes elektrisches Element bewegt sich über den Fotorezeptor und gibt der gesamten Oberfläche eine positive elektrische Ladung, ähnlich wie beim Reiben eines Latexballons oder beim Durchstreichen von Haaren mit einem Kamm. Sobald die gesamte Oberfläche des Fotorezeptors positiv geladen ist, bewegt sich ein intensiv helles Licht über die Oberfläche des zu kopierenden Originaldokuments.
Dieses Licht emittiert Photonen, die leicht in die weißen Bereiche des Dokuments eindringen können, aber nicht in 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 Fotorezeptors unter den dunklen Bereichen des Dokuments bleiben jedoch immer noch positiv geladen. Im Wesentlichen "bemalt" ein Xerox®-Kopierer die Fotorezeptortrommel oder das Fotorezeptorband mit statischer Elektrizität und erzeugt einen Fleck positiv geladener Bilder von Buchstaben, die von negativ geladenen Bereichen umgeben sind, die weiß bleiben.
Sobald das Bild des Dokuments statisch auf die Trommel oder das Band "gemalt" wurde, bedeckt das Xerox®-Kopiersystem die Platte mit einem negativ geladenen schwarzen Pulver, dem so genannten Toner . Überall dort, wo die Tonerteilchen positiv geladene Bereiche auf dem Fotorezeptor finden, kleben sie wie die Pfefferflocken auf einem statisch geladenen Kamm. Der Toner haftet nicht an den negativ geladenen Bereichen des Riemens oder der Trommel, sodass diese Bereiche weiß bleiben.
Nachdem sich die Tonerteilchen in den positiv geladenen Bereichen abgesetzt haben, wird ein zweites Blatt Papier über dem Fotorezeptor eingeführt. Ein Coronadraht durchläuft dieses Papier, um ihm eine positive Ladung zu verleihen. Die Tonerpartikel werden auf das geladene Papier übertragen und ähneln nun dem Bild des Originaldokuments. Der Toner liegt jedoch immer noch in Form eines losen Pulvers vor, sodass die neue Kopie durch einen Satz beheizter Walzen gepresst wird, der als Fixiereinheit bezeichnet wird . Die Hitze der Fixiereinheit schmilzt den Toner dauerhaft in das Papier. Aus diesem Grund fühlen sich einige Xerox®-Kopien, insbesondere solche, die am Ende einer langen Auflage erstellt wurden, sehr warm an.
Nachdem jeder Durchlauf der Kopien abgeschlossen ist, wird die Fotorezeptortrommel oder das Fotorezeptorband im Wesentlichen mit einem Coronadraht gereinigt, indem eine neue positive Ladung zugeführt wird. Da viele Fotorezeptortrommeln einen kleineren Durchmesser als die Länge des Kopierpapiers haben, ist es nicht ungewöhnlich, dass der Fotokopiervorgang beim Scannen des Originaldokuments mehrmals wiederholt wird. Möglicherweise muss die Trommel positiv aufgeladen werden, um die älteren Informationen zu beseitigen und die neuen Bilder mehrere Zeilen gleichzeitig zu empfangen. Alle diese Vorgänge werden sorgfältig synchronisiert, um eine Fotokopie in der Zeit zu erstellen, die die Lampe benötigt, um einmal über das Original zu scannen.