Как получается ксерокопия?

Чтобы понять, как работает копировальный аппарат, который мы часто по привычке называем "ксероксом", стоит для начала вспомнить кое-что о природе электричества. Проведем очень простой эксперимент: возьмем надутый воздушный шарик и потрем его о шерстяной свитер или о волосы. Готово? А теперь подбрасываем шарик к потолку; он прилип. Почему? А потому, что под действием трения на шарике накопился статический электрический заряд. И вот как это происходит.

Атом в обычном состоянии никакого заряда не имеет - заряды протонов и электронов по силе равны и уравновешивают друг друга, а потому атом ничего не притягивает и не отталкивает. Но если предметы потереть друг об друга, то под действием трения электрон может оторваться от атома, и у атома появится положительный заряд. При этом «сбежавший» электрон будет обладать отрицательным зарядом, и если он присоединится к другому атому, то и тот атом станет отрицательно заряженным. Атомы одних веществ сильнее удерживают свои электроны, другие же - слабее. Поэтому при трении тот предмет, что не слишком «дорожит» электронами, получит положительный заряд, а тот предмет, который захватит чужие электроны, получит отрицательный. Между отрицательно и положительно заряженными предметами возникнут силы электрического притяжения.

Итак, что же происходит в копировальном аппарате?
Мы кладем листок бумаги с текстом или картинкой на стекло лицевой стороной вниз, закрываем крышку и нажимаем кнопку «Копировать». Мощная яркая лампа начинает двигаться под стеклом, освещая листок. От темных участков на листе (буквы, рисунки) лучи лампы не отражаются, а поглощаются ими. Белые участки бумаги (там, где изображения нет) свет отражают, и он через систему зеркал попадает в линзу, которая фокусирует его - линза выполняет ту же роль, что и объектив фотоаппарата. Выходящий из линзы луч попадает на еще одно зеркало, а оттуда - на поворачивающийся барабан, покрытый светочувствительным веществом. С помощью устройства, которое называется «коротрон заряда», на поверхности барабана создается отрицательный заряд. Но на тех его участках, на которые падает свет, этот заряд исчезает; т.е. изображение с листа как бы записывается на барабан. Буквы и рисунки превращаются на барабане в участки с отрицательным зарядом. А области, освещенные лучами, отразившимися от белой бумаги, заряд теряют.

Теперь в дело вступает тонер - красящий порошок. Частички его имеют положительный заряд. Под действием электрических сил они прилипают к участкам барабана, на которых остался отрицательный заряд. Барабан поворачивается дальше и, наконец, начинает прокатываться по бумаге, на которую мы хотим перенести текст или картинку. А бумага-то тоже не простая - пока она «ехала» внутри копировальной машины, «коротрон переноса» придал всей ее поверхности отрицательный заряд. И теперь положительно заряженные частички тонера прилипают к ней.

Всё! Барабан прокатился по листу, отдав ему весь налипший тонер. Как нетрудно догадаться, мелкие крупинки тонера сложились в буквы и линии, то есть воссоздали на листе копируемое изображение. Но сила притяжения бумаги и порошка слишком слаба, чтобы такая копия стала долговечной: подуй на порошок - и он разлетится в стороны. Закрепляют его на листе с помощью тепла: бумага прокатывается между двумя валами, один из которых нагрет до температуры, при которой порошок плавится и накрепко прилипает к листу. Поэтому лист, выходящий из копировального аппарата, всегда теплый на ощупь.
Копия готова!
 

Кто придумал ксерокопию?

Честер Карлсон (Chester F. Carlson), человек, научивший мир делать ксерокопии, родился в 1906 году в городе Сиэтле (США) в семье парикмахера. Семья переезжала из города в город, пока, наконец, не обосновалась в Сан-Бернардино (штат Калифорния).

Когда Честеру исполнилось 14, он стал единственным кормильцем в семье: родители серьезно заболели. Через три года умерла мать, а отец почти не мог передвигаться, страдая тяжелой формой артрита. Несмотря на все тяготы, Честер сумел закончить колледж, затем Калифорнийский технологический институт. Там он изучал физику. Казалось, теперь для юноши открыты все дороги. Как бы не так! То было начало 30-х годов, время Великой Депрессии - сокрушительного экономического кризиса. Найти работу было крайне трудно, к тому же на Честере висел долг за обучение. Карлсон отправился на Восточное побережье США, в Нью-Йорк, успел поработать за мизерную зарплату в знаменитой компании «Белл Лэбс», а затем устроился в патентный отдел фирмы «Мэллори», занимавшейся электроникой. Скучная работа - знай бумажки перекладывай. Да вот еще под рукой всякий раз не оказывалось нужной копии патента. Что делать - переписывать от руки? Фотографировать?
Именно в те годы Карлсон впервые задумался о том, что хорошо бы придумать какой-нибудь быстрый и дешевый способ копирования нужных бумаг. Честер отправился в Нью-Йоркскую Публичную библиотеку и стал перерывать горы технической литературы.

Его внимание привлекло описание экспериментов одного венгерского ученого с веществами, которые изменяют свои электрические свойства под действием света. Так возникла идея электрофотографии. Первая в истории ксерокопия была получена на цинковой пластинке, покрытой слоем серы. Создание на ней статического заряда и облучение пластинки через стекло с нанесенной на него надписью перенесло надпись на слой серы. Прилипшие пылинки позволили прочитать: "10-22-38 ASTORIA". Однако потребовались еще годы, чтобы довести технологию электрического копирования до совершенства.

В 1947 году малоизвестная компания «Халоид» из города Рочестера приступила к разработке копировальной техники на основе изобретения Карлсона. Два года спустя в продаже появилась первая в истории модель копировального аппарата, пока еще не очень удобная и сложная в обращении. Технологию копирования назвали «ксерографией» - от греческих слова «ксерос» («сухой») и «графе» (пишу). Этим названием подчеркивалось отличие от обычной фотографии, в которой для проявки и закрепления изображения использовались жидкости, а снимок приходилось сушить.
От «ксерографии» произошло и новое название компании «Халоид» - с 1958 года она стала называться «Халоид Ксерокс», а потом и просто «Ксерокс» (Xerox). Настоящий же успех пришел в 1959 году с выходом модели 914, которая стала стремительно набирать популярность, а «Ксерокс» заработал сотни миллионов долларов.

Изобретатель ксерографии Честер Карлсон дожил до 1968 года. Из 150 миллионов долларов, полученных им от «Ксерокса», 100 миллионов он потратил на благотворительность.