Carlson kopierte mit statischer Aufladung und Trockenpulver, ohne nasse Chemikalien

In den 1930er-Jahren bedeutete das Kopieren eines Dokuments meist Fotografie: ein Negativ aufnehmen, es dann mit nassen Chemikalien, Dunkelkammer und Zeitaufwand drucken. Chester Carlson, ein Patentanwalt, sah, wie sehr die Menschen eine schnelle, billige Möglichkeit brauchten, eine Seite zu kopieren, und machte sich daran, eine solche zu entwickeln. Statt zu versuchen, das fotografische Verfahren zu verbessern, suchte er nach einem ganz anderen Prinzip.

Seine Erkenntnis war, Fotografie mit statischer Elektrizität zu verbinden. Ein Material wie amorphes Selen ist ein Fotoleiter: Im Dunkeln hält es eine elektrische Ladung, und dort, wo Licht auftrifft, leitet es die Ladung ab. Carlson lud die Oberfläche auf, projizierte das Bild einer Seite darauf, und die weißen Bereiche verloren ihre Ladung, während die dunklen Bildbereiche ihre behielten, sodass ein unsichtbares latentes Bild der Seite aus Ladung zurückblieb.

Um dieses Bild sichtbar zu machen, bestäubte er die Platte mit Toner, einem feinen Pulver entgegengesetzter Ladung, das nur an den geladenen Bereichen des latenten Bildes haften blieb. Dann presste er Papier gegen die Platte und führte Wärme zu, um das Pulver an Ort und Stelle zu verschmelzen. Der gesamte Vorgang war trocken – keine flüssigen Chemikalien, keine Dunkelkammer – und erzeugte in wenigen Schritten und Sekunden eine Kopie.

Am 6. Oktober 1942 wurde ihm das US-Patent 2,297,691 für das Verfahren erteilt, das er Elektrofotografie nannte und das später in Xerografie umbenannt wurde, vom griechischen Wort für Trockenschreiben. Mehr als ein Dutzend Unternehmen lehnten die Idee ab, bevor die Haloid Photographic Company, später Xerox, sie aufgriff und daraus den Bürokopierer machte.

Fotoleiter hält Ladung, Toner haftet

Fotografisches Kopieren erforderte nasse Chemikalien, eine Dunkelkammer und einen Negativ-zu-Abzug-Prozess, der Zeit kostete.

Ein Fotoleiter hält im Dunkeln eine statische Ladung und gibt sie dort ab, wo Licht auftrifft, wodurch die Seite als Ladung kodiert wird.

Toner entgegengesetzter Ladung haftet nur an den verbleibenden geladenen Bereichen und macht das latente Bild sichtbar.

Erhitzen verschmilzt das Pulver mit dem Papier und hinterlässt eine trockene, dauerhafte Kopie ohne Verbrauchsreaktion.

Wenn ein Verfahren langsam ist, weil es von einer Verbrauchsreaktion abhängt, nutze einen reversiblen physikalischen Zustand wie elektrische Ladung, um dieselbe Information zu kodieren und auszulesen.

Carlson erhielt 1942 das US-Patent 2,297,691 für die Elektrofotografie, doch mehr als ein Dutzend Unternehmen lehnten ihn ab. 1946 griff die Haloid Photographic Company das Verfahren auf, und es dauerte fast achtzehn Jahre, einen automatisierten Prozess zu entwickeln, wobei der Durchbruch eine selenbeschichtete Trommel war. Der Xerox 914, 1960 auf den Markt gebracht, war der erste automatische Kopierer für Normalpapier und machte Haloid/Xerox zu einer festen Größe im Büro. Derselbe Prozess liegt den meisten Fotokopierern sowie Laser- und LED-Druckern bis heute zugrunde.