칼슨은 정전기와 건조 분말로 복사했고, 습식 화학 물질은 쓰지 않았다

1930년대에 문서를 복사하는 일은 보통 사진술을 뜻했다. 즉 네거티브를 찍은 뒤 인화하는 과정으로, 습식 화학 물질과 암실과 시간이 필요했다. 변리사였던 체스터 칼슨은 사람들이 한 페이지를 빠르고 값싸게 복사하는 방법을 얼마나 필요로 하는지 보았고, 그것을 만들기로 했다. 그는 사진 공정을 개선하려 하지 않고, 완전히 다른 원리를 찾았다.

그의 착상은 사진술을 정전기와 결합하는 것이었다. 비정질 셀레늄 같은 물질은 광도체다. 어둠 속에서는 전하를 유지하고, 빛이 닿는 곳에서는 전하를 전도해 없앤다. 칼슨은 표면을 대전시키고 한 페이지의 상을 그 위에 투영했으며, 그러면 흰 영역은 전하를 잃고 어두운 상 영역은 전하를 유지하여, 전하로 이루어진 페이지의 보이지 않는 잠상을 남겼다.

그 상을 보이게 하기 위해 그는 판에 반대 전하를 띤 미세 분말인 토너를 뿌렸고, 토너는 잠상의 대전된 영역에만 달라붙었다. 그다음 종이를 판에 눌러 대고 열을 가해 분말을 그 자리에 융착시켰다. 전체 공정은 건식이었고, 액체 화학 물질도 암실도 없었으며, 몇 단계와 몇 초 만에 복사본을 만들어냈다.

그는 이 공정에 대해 미국 특허 2,297,691호를 받았는데, 그는 이를 전자사진술이라 불렀고, 이는 나중에 그리스어로 '건식 기록'을 뜻하는 제로그래피로 이름이 바뀌었으며, 특허는 1942년 10월 6일에 부여되었다. 십여 개가 넘는 회사가 이 아이디어를 거절했고, 이후 제록스가 된 할로이드 사진 회사가 이를 받아들여 사무용 복사기로 발전시켰다.

광도체는 전하를 유지하고, 토너가 달라붙는다

사진식 복사는 습식 화학 물질과 암실, 그리고 시간이 걸리는 네거티브에서 인화로 이어지는 공정을 필요로 했다.

광도체는 어둠 속에서 정전하를 유지하고 빛이 닿는 곳에서 이를 소산시켜, 페이지를 전하로 부호화한다.

반대 전하의 토너는 남아 있는 대전 영역에만 달라붙어 잠상을 보이게 한다.

가열하면 분말이 종이에 융착되어, 소모성 반응 없이 건식의 영구적인 복사본이 남는다.

공정이 소모성 반응에 의존하기 때문에 느리다면, 전하 같은 가역적인 물리적 상태를 사용해 같은 정보를 부호화하고 읽어라.

칼슨은 1942년 전자사진술에 대해 미국 특허 2,297,691호를 받았지만, 십여 개가 넘는 회사가 그를 거절했다. 1946년 할로이드 사진 회사가 이를 받아들였고, 자동화된 공정을 구축하는 데 거의 18년이 걸렸으며, 돌파구는 셀레늄 코팅 드럼이었다. 1960년에 출시된 제록스 914는 최초의 자동 보통 종이 복사기였고, 할로이드/제록스를 사무실의 필수품으로 만들었다. 같은 공정이 오늘날 대부분의 복사기와 레이저 및 LED 프린터의 기반이 된다.