在當今信息爆炸的時代，複印機成了人們不可或缺的專用工具。人們在幾秒鐘的時間內，就能完成一份文件的複製，從而擺脫了繁重的抄寫工作，並由此促進了信息的傳播。然而，人們也許不知道，複印機的發明凝聚着一位傑出發明人20多年的光陰和心血。複印機是哪個國家發明的?卡爾森是美國紐約市的一個發明愛好者。從1936年開始，他就注意到，當時的人們在需要文件複本時，往往通過成本較高的照相技術來完成。由此，他想發明一種能快速並經濟地複製文件的機器。他跑遍了紐約的各個圖書館，搜尋有關這方面的技術書籍。最初他把研究重點定位於照相複製技術合成，然而，當他飽覽羣書之後，覺得在此方向很難有所突破。一天，他來到朋友的工廠裏，一位來自匈牙利的工程師給他展示了一種當光線增強時能夠產生導電性質的物質。卡爾森豁然開朗，意識到這種物質在他的發明中很有應用價值，並把研究重點轉向了靜電技術領域。卡爾森在紐約市的一個酒吧裏租了一個房間作爲實驗室，並和他的助手——一個名叫奧特卡尼的德國物理學家開始靜電覆制技術的試驗。
複印機哪年發明的?1938年10月22日，奧特卡尼把一行數字和字母“10、22、38、ASTORIA”印在玻璃片上，又在一塊鋅板上塗了一層硫黃，然後在板上使勁地摩擦，使之產生靜電。他又把玻璃板和這塊鋅板合在一起用強烈的光線掃描了一遍。幾秒鐘之後，他移開玻璃片，這時，鋅板上的硫黃末近乎完美地組成了玻璃片上的那行數字和字母“10、22、38、ASTORIA”。靜電覆制技術終於有所突破，卡爾森將這項專利向許多家公司推薦。然而，從1939年到1944年的五年時間裏，沒有一家公司接受卡爾森的專利。這些公司認爲，用硫黃末作爲“介質”，從技術上看不夠成熟。此外，他們還對生產複印機的市場前景並不看好。實際上，在那時需要複製的文件確實並不很多。卡爾森毫不氣餒，繼續鑽研，完善他的靜電覆制技術。又經過幾年的研究，他找到了更爲理想的攜帶靜電的“介質”。終於有一家公司採用了卡爾森的最新專利技術，生產出了第一臺辦公專用自動複印機。到了1959年，複印機正式被市場所接受，並且像雪球一樣，市場越滾越大。今天，複印機已成爲全球一項龐大的產業。卡爾森靜電覆印的過程本質上是一種光電過程，它所產生的潛像是一個由靜電荷組成的靜電像，其充電、顯影和轉印過程都是基於靜電吸引原理來實現的。由於其靜電潛像是在光照下光導層電阻降低而引起充電膜層上電荷放電形成的，所以卡爾森靜電覆印法對感光鼓有如下要求：具有非常高的暗電阻率。這種感光鼓在無光照的情況下，表面一旦有電荷存在，能較長時間地保存這些電荷;而在光照的情況上，感光鼓的電阻率應很快下降，即成爲電的良導體，使得感光鼓表面電荷很快釋放而消失。卡爾森靜電覆印法所使用的感光鼓主要由硒及硒合金、氧化鋅、有機光電導材料等構成，一般是在導電基體上(如鋁板或其他金屬板)直接塗敷或蒸鍍一薄層光電導材料。其結構是上面爲光導層，下面爲導電基體。卡爾森靜電覆印法大致可分爲充電、曝光、顯影、轉印、分離、定影、清潔、消電八個基本步驟。
充電是使感光鼓在暗處，並處在某一極性的電場中，使其表面均勻地帶上一定極性和數量的靜電荷，即具有一定表面電位的過程。這一過程實際上是感光鼓的敏化過程，使原來不具備感光性的感光鼓具有較好的感光性。充電過程只是爲感光鼓接受圖像信息準備的，是不依賴原稿圖像信息的預過程，但這是在感光鼓表面形成靜電潛像的前提和基礎。當在暗處給感光鼓表面充上一層均勻的靜電荷時，由於感光鼓在暗處具有較高的電阻，所以靜電荷被保留在感光鼓表面。對於不同性質的光電導材料制的感光鼓應充以不同極性的電荷，這是由半導體的導電特點決定的，即只允許一種極性的電荷(空穴或電子)“注入”，而阻止另一種極性電荷(電子或空穴)的“注入”。因此對於N型半導體，表面應充負電;而對P型半導體，則應充正電。當用正電暈對P型感光鼓充正電時，由於P型半導體中負電荷不能移動，因此光導層表面的正電荷與界面上的負電荷，只能相互吸引，而不會中和。倘若用負電暈對P型感光鼓充負電，則由於光導層及共界面處感應產生的是正電荷，而P型半導體的主要載流子是“空穴”，自由移動較爲容易(或稱爲“注入”)，易與感光鼓表面的負電荷中和。這樣，對P型感光鼓充負電時，其充電效率是相當低的。對於N型感光鼓，則由於其主要載流子是電子，若對其充正電，其充電效率也是極其低的。目前靜電覆印機中通常採用電暈裝置對感光鼓進行充電。
曝光是利用感光鼓在暗處時電阻大，成絕緣體;在明處時電阻小，成導體的特性，對已充足的感光鼓用光像進行曝光，使光照區(原稿的反光產分)表面電荷因放電而消失，無光照的區域(原稿的線條和墨跡部分)電荷依舊保持，從而在感光鼓上形成表面電位隨圖像明暗變而起伏的靜電潛像的過程。進行曝光時，原稿圖像經光照射後，圖像光信號經光學成像系統投射到感光鼓表面，光導層受光照射的部分稱爲“明區”，而沒有受光照射的部分自然屬“暗區”。在明區，光導層產生電子空穴對，即生成光生載流子，使得光導層的電阻率迅速降低，由絕緣體變成半導體，呈現導電狀態，從而使感光鼓表面的電位因光導層表面電荷與界面處反極性電荷的中和而很快衰減。在暗區，光導層則依然呈現絕緣狀態，使得感光鼓表面電位基本保持不變。感光鼓表面靜電電位的高低隨原稿圖像濃淡的不同而不同，感光鼓上對應圖像濃的部分表面電位高，圖像淡的部分表面電位低。這樣，就在感光鼓表面形成了一個與原稿圖像濃淡相對應的表面電位起伏的靜電潛像。
顯影是用帶電的色粉使感光鼓上的靜電潛像轉變成可見的色粉圖像的過程。顯影色粉所帶電荷的極性，與感光鼓表面靜電潛像的電荷極性相反。顯影時，在感光鼓表面靜電潛像電場力的作用下，色粉被吸附在感光鼓上。靜電潛像電位越高的部分，吸附色粉的能力越強;靜電潛像電位越低的部分，吸附色粉的能力越弱。對應靜電潛像電位(電荷的多少)的不同，其吸附色粉量也就不同。這樣感光鼓表面不可見的靜電潛像，就變成了可見的與原稿濃淡一致的不同灰度層次的色粉圖像。在靜電覆印機中，色粉的帶電通常是通過色粉與載體的摩擦來獲得的。摩擦後色粉帶電極性與載體帶電極性相反。
轉印是用複印介質貼緊感光鼓，在複印介質的背面予以與色粉圖像相反極性的電荷，從而將感光鼓已形成的色粉圖像轉移到複印介質上的過程。目前靜電覆印機中通常採用電暈裝置對感光鼓上的色粉圖像進行轉印。當複印紙(或其他介質)與已顯影的感光鼓表面接觸時，在紙張背面使用電暈裝置對其放電，該電暈的極性與充電電暈相同，而與色粉所帶電荷的極性相反。由於轉印電暈的電場力比感光鼓吸附色粉的電場力強得多，因此在靜電引力的作用下，感光鼓上的色粉圖像就被吸附到複印紙上，從而完成了圖像的轉印。在靜電覆印機中爲了易於轉印和提高圖像色粉的轉印率，通常還採用預轉印電極或預轉印燈裝置對感光鼓進行預轉印處理。
在前述的轉印過程中，複印紙由於靜電的吸附作用，將緊緊地貼在感光鼓上，分離是將緊貼在感光鼓表面的複印紙從感光鼓上剝落(分離)下來的過程。靜電覆印機中一般採用分離電暈(交、直流)、分離爪或分離帶等方法來進行紙張與感光鼓的分離。
定影是把複印紙上的不穩定、可抹掉的色粉圖像固着的過程。通過轉印、分離過程轉移到複印紙上的色粉圖像，並未與複印紙融合爲一體，這時的色粉圖像極易被擦掉，因此須經定影裝置對其進行固化，以形成最終的複印品。目前的靜電覆印機多采用加熱與加壓相結合的方式，對熱熔性色粉進行定影。定影裝置加熱的溫度和時間，風及加壓的壓力大小，對色粉圖像的粘附牢固度有一定的影響。其中，加熱溫度的控制，是圖像定影質量好壞的關鍵。
清潔是清除經轉印後還殘留在感光鼓表面色粉的過程。感光鼓表面的色粉圖像由於受表面的電位、轉印電壓的高低、複印介質的乾溼度及與感光鼓的接觸時間、轉印方式等的影響，其轉印效率不可能達到100%。在大部分色粉經轉印從感光鼓表面轉移到複印介質上後，感光鼓表面仍殘留有一部分色粉，如果不及時清除，將影響到後續複印品的質量。因此必須對感光鼓進行清潔，使之在進入下一複印循環前恢復到原來狀態。靜電覆印機機中一般採用刮板、毛刷或清潔輥等裝置對感光鼓表面的殘留色粉進行清除。
消電是消除感光鼓表面殘餘電荷的過程。由於充電時在感光鼓表面沉積的靜電荷並不因所吸附的色粉微粒轉移而消失，在轉印後仍留在感光鼓表面，如果不及時清除，會影響後續複印過程。因此，在進行第二次複印前必須對感光鼓進行消電，使感光鼓表面電位恢復到原來狀態。靜電覆印機中一般採用曝光裝置來對感光鼓進行全面曝光，或用消電電暈裝置對感光鼓進行反極性充電，以消除感光鼓上的殘餘電荷。
卡爾森前後經歷20餘年的光陰，由技術不成熟、市場潛力不看好，到技術日趨成熟、市場日益擴大，終於使靜電覆印機走向了全世界。
