ประวัติเครื่องถ่ายเอกสาร

เชสเตอร์ คาร์ลสัน เป็นนักฟิสิกส์อเมริกัน ประดิษฐ์ขึ้นในนิวยอร์กเมื่อปี ค.ศ.1938 ออกใช้ ปี ค.ศ.1947 และเรียกวิธีการนี้ว่า ซีโรกราฟี xerography มาจากคำภาษากรีกแปลว่า การเขียนแห้ง หลักการทำงานนั้นจะเป็นกระบอกหมุนสำหรับให้กระดาษไขแนบโดยรอบและใช้ระบบแสงฉายข้อความหรือภาพของเอกสารที่ทำสำเนาไปยังกระบอกหมุนโดยผ่านกระจกและเลนส์ ระบบแสงนี้ทำให้สามารถย่อหรือขยายขนาดของสำเนาเอกสารได้ กระบอกนี้จะอัดด้วยไฟฟ้าสถิตและเคลือบชั้นบางๆด้วยสาร เซเลเนียม ซึ่งเป็นตัวนำไฟฟ้า เมื่อส่วนที่เป็นสีขาวหรือที่ว่างของต้นฉบับถูกแสง ก็จะสะท้อนแสงไปที่กระบอก ทำให้ประจุไฟฟ้าบนกระบอกถูกลบออก แต่สีดำของต้นฉบับไม่สะท้อนแสง ประจุไฟฟ้าจึงยังคงอยู่ ส่วนที่มีประจุไฟฟ้าจะดึงผงสีดำเรียกว่าสารเปลี่ยนสี toner ซึ่งประกอบเป็นรูปตามต้นฉบับลงบนกระดาษอัดสำเนา
ในเครื่องถ่ายเอกสารแบบสี ต้นฉบับจะถูกสแกน 3 ครั้งและส่งไปยังกระบอกโดยผ่านแผ่นกรองแสง 3 สี ซึ่งแยกออกเป็นแม่สีของแสง 3 สี ได้แก่ แดง ฟ้าและเขียว แล้วสร้างใหม่โดยใช้สารเปลี่ยนสีทุติยภูมิ คือ ม่วงแดง น้ำเงินเขียว และเหลืองรวมทั้งสีดำ ให้ปรากฏเป็นสีตามต้นฉบับสำเนา
การถ่ายเอกสารสีก็เหมือนการพิมพ์ภาพสีคือ ภาพจะพิมพ์ทับกัน 4 ชั้น ชั้นแรกเป็นส่วนสีเหลือง ต่อมาสีม่วงแดง ตามด้วยสีน้ำเงินเขียวและท้ายสุดคือสีดำ
ก่อนหน้าทศวรรษที่ 1940 การทำสำเนาเอกสารหรือภาพเป็นงานที่หนัก เสียเวลาและเลอะเทอะเปรอะเปื้อน ต้องมีการปรุกระดาษไขหรือภาพถ่ายต้นฉบับก่อนเข้าเครื่องอัดสำเนาแบบเก่าที่ใช้หมึก
เครื่องถ่ายเอกสารสมัยใหม่เป็นแบบใช้ไฟฟ้าสถิต สามารถถ่ายสำเนาขาวดำ 135 แผ่นต่อนาทีและทำสำเนาที่ขยายใหญ่ ย่อขนาด ปรับเข้มขึ้นหรือจางลงกว่าต้นฉบับ เมื่อกดปุ่มที่ควบคุมโดยไมโครโปรเซสเซอร์ซึ่งขอบอกว่าใครได้เห็นภายในเครื่องถ่ายเอกสารโดยเฉพาะระบบไฟฟ้าแล้วจะคิดไม่ถึงว่าอะไรจะซับซ้อนได้ขนาดนี้ แผงวงจรรวมไม่รู้กี่แผง สายไฟต่อระหว่างแผงวงจรเป็นมัดๆ ดูสับสนยุ่งเหยิงไปหมด เป็นอุปกรณ์ไฮเทคมากๆ
แสงฟลูออเรสเซนซ์หรือแสงฮาโลเจนที่ส่งไปยังต้นฉบับซึ่งสแกนตรวจโดยกระจกที่เลื่อนไปมาข้างใต้ต้นฉบับจะฉายภาพไปยังกระบอกหมุนซึ่งอัดไฟฟ้าสถิต กระบอกหรือดรัม ( Drum) เคลือบด้วยวัสดุที่นำไฟฟ้าด้วยแสงคือนำไฟฟ้าเมื่อแสงส่องไปถูก กระบอกจะอัดไฟฟ้าสถิตในที่มืดขณะที่หมุนผ่านสารเพิ่มความไวแสงที่ความต่างศักย์สูง
เมื่อแสงส่องไปยังต้นฉบับส่วนที่เป็นสีดำของภาพจะติดอยู่บนกระบอก ส่วนที่เป็นสีขาวบนต้นฉบับจะสะท้อนแสงไปบนกระบอกและสลายประจุบนกระบอกออกไป เหลือประจุบวกเป็นตัวอักษร เช่น ก ข a b c d ลองนึกดูว่าบนตัวอักษรเหล่านี้เป็นเส้นที่มีประจุบวกอยู่ รวมไปถึงรูปภาพ หน้าคน ต้นไม้ ภูเขา ก็ประกอบด้วยประจุบวกเต็มไปหมด
สารเปลี่ยนสีหรือ Toner ที่ถูกถ่ายไปยังกระบอกหรือ Drum จะถูกดูดไปยังส่วนที่มีประจุไฟฟ้าบวกซึ่งตรงกับส่วนที่เป็นสีดำ กระดาษสำเนาที่มีประจุไฟฟ้าจะดึงดูดสารเปลี่ยนสีซึ่งจะหลอมเข้าด้วยกันโดยลูกกลิ้ง
เครื่องถ่ายเอกสารสีชนิดใช้แสงเลเซอร์สามารถสร้างสีที่เหมือนจริงยิ่งขึ้น ภาพต้นฉบับที่ถูกสแกน 3 ครั้งจะถูกส่งไปยังแผ่นเซลล์ไวภาพ ( Photosensitive cells ) ถ้าเป็นกล้องดิจิตอลสมัยใหม่น่าจะตรงกับส่วนที่เป็นอุปกรณ์ตรวจจับแสงที่เป็นชิปเซนเซอร์ที่เรียกว่า ccd หรือ charged coupled device แบบหนึ่งหรือเซนเซอร์รับแสงอีกแบบหนึ่งที่เรียกว่า cmos หรือ complimentary metal-oxide semiconductor ที่มีมานานแล้ว อุปกรณ์นี้จะถ่ายเทประจุซึ่งจะแปรเป็นสัญญาณ digital แล้วป้อนสัญญาณเข้าเครื่องเลเซอร์ซึ่งจะส่งออกมาเป็นสัญญาณแสงเพื่อสร้างภาพทีละเส้นบน Drum ที่อัดไฟฟ้าสถิตและมีสภาพนำไฟฟ้าด้วยแสง ( Photoconductive )

ขอขอบคุณ ข้อมูลดีๆ จาก http://physics.science.cmu.ac.th/Scripts/webboard/00538.html