מכונת צילום

מכונת צילום היא מכונה שמטרתה לשכפל תוכן דף או תמונה על נייר, בעותק יחיד או במספר רב של עותקים, בצורה יעילה וזולה.

היסטוריה

המצאת התהליך

מכונת צילום דיגיטלית המשלבת סורק ומדפסת לייזר מתוצרת קנון

מכונת צילום חשמלית מתוצרת זירוקס

מכונת הצילום הומצאה על ידי עורך הדין צ'סטר פ. קרלסון, רשם פטנטים בניו יורק וממציא חובב, שעבודתו אילצה אותו להעתיק מסמכים ותרשימים בצורה קפדנית ומדוקדקת מספר רב של פעמים. לא רק זה, אלא שקרלסון גם סבל מדלקת מפרקים, שהקשתה עליו עבודה זו אפילו יותר. קרלסון החליט למצוא דרך להקל עליו את העבודה. בתחילה חשב קרלסון שהפתרון מצוי בטכנולוגיה הדומה לפיתוח תמונות, אך הבין שמשם לא תצמח הישועה מכיוון שמדובר בתהליך יקר, מסורבל ואיטי. קרלסון החליט לפנות לשיטה המבוססת על פוטו-מוליכות, כלומר – שינוי התכונות החשמליות של חומרים מסוימים על ידי חשיפה לאור. בשנת 1937 רשם קרלסון פטנט ראשון על תהליך הצילום החשמלי. בשנת 1938 הוא ביצע את הצילום המוצלח הראשון בעזרת לוחית אבץ מצופה גפרית, אותה טען בחשמל סטטי. הוא כתב Astoria 10-22-38 על לוחית מיקרוסקופ עשויה זכוכית, אליה הצמיד את לוחית האבץ. הוא חשף את שתי הלוחיות לאור חזק במשך מספר דקות, ואז הרים את לוחית הזכוכית ופיזר אבקה על לוחית האבץ. קרלסון הצמיד נייר שעווה ללוחית האבץ המצופה באבקה, וחימם אותו. כשהרים אותו ופיזר את האבקה נותרה כתובת הפוכה זהה לזו שהייתה כתובה על לוחית הזכוכית.

קרלסון ניסה לעניין חברות מסחריות בהמצאתו, אך היא לא הייתה מפותחת דייה, והחברות אליהן פנה, ביניהן ג'נרל אלקטריק ו-IBM, לא הסכימו להשקיע במוצר ובפיתוחו. בין השנים 1939 עד 1944 עבר קרלסון כ-20 חברות שאף אחת מהן לא התעניינה בהמצאתו.

בשנת 1944 מצא קרלסון לבסוף גוף שהתעניין בהמצאתו – מכון "בטל ממוריאל" (Battelle Memorial Institute) שבאוהיו הסכים להשקיע בפיתוח ההמצאה 3,000 דולר תמורת 40% מהרווחים העתידיים, עסקה שמאוחר יותר הניבה למכון רווחים של מאות מיליוני דולרים. בשנת 1947 משכה ההמצאה, שכבר הספיקה להשתכלל, את עינו של ג'ון דסאור (John Dessauer), מנהל המחקר של חברת "הלואיד" (חברה קטנה שעסקה בציוד צילום). חברת הלואיד החליטה לקחת את הסיכון, והמשיכה בפיתוח המוצר. שם התהליך שונה מ"צילום חשמלי" לזירוגרפיה (אנגלית – Xerography), מילה ביוונית שפירושה "כתיבה יבשה". חברת הלואיד קראה למכונות הצילום החדשות "זירוקס" (Xerox).

זירוגרפיה

זירוגרפיה (צילום חשמלי) הוא כינוי לטכנולוגיה המאפשרת העתקה של תוכן מסמכים ותמונות. (הערה: המושג העברי היה אמור להיות "קסירוגרפיה", על פי כללי התעתיק מיוונית, אבל השתרש הכתיב "זירו-" על פי השם המסחרי "זירוקס").

העקרונות על בסיסם עובד התהליך

מאחורי התהליך עומדים שני חוקים בסיסיים:

• פוטו-מוליכות – חומרים מסוימים משנים את תכונותיהם החשמליות על ידי חשיפה לאור.
• משיכה חשמלית – מטענים חשמליים מנוגדים מושכים זה את זה.

הכניסה לשוק והפריצה המסחרית

מכונות הצילום המסחריות הראשונות יצאו לשוק בשנת 1949. בתחילה היו המכירות גרועות, בגלל סרבול ויוקר המכונות, אך המכונות הלכו והשתכללו עד שבשנת 1960, עם יציאת דגם חדש (דגם 914) שהיה נוח ומהיר יותר מקודמיו עלו המכירות במהירות עצומה. בשנת 1961, כתוצאה של ההצלחה המסחררת, חברת הלואיד שינתה את שמה ל"זירוקס", מילה שאף הפכה בחלק מהשפות לשם גנרי לצילום מסמכים. עם השנים המשיכו מכונות הצילום להשתכלל ולהפוך נוחות יותר ויעילות יותר. פיתוח ראוי לציון הוא הטונר – אבקה המשמשת כ"דיו" של מכונת הצילום.

הצילום בימינו

כיום, עם התפתחות הגישה של "משרד ללא נייר", יורדת קרנן של מכונות הצילום, אך הן עדיין נמצאות בשימוש נרחב ביותר בתחומים רבים, בעיקר במשרדים ובתחום החינוך. מכונת צילום מודרנית מסוגלת לצלם באופן מהיר וזול, וכמו כן מאפשרת שליטה בגודל ובבהירות התמונה המתקבלת.

בנוסף, הטכנולוגיה הוותיקה של צילום חשמלי הולכת ומוחלפת היום בצילום דיגיטלי – מכונות המשלבות סורק ומדפסת לייזר.

אופן פעולתה של מכונת צילום חשמלית (לא דיגיטלית)

חלקי המכונה העיקריים

• לוח זכוכית – עליו מניחים את המסמך המיועד לצילום כשפניו כלפי מטה
• טונר – אבקת פחם שחורה, או צבעונית, בה משתמשת המכונה לכתיבה
• תוף – מסתובב, גליל עשוי מאלומיניום מצופה בפולימר בעל כושר גבוה לקליטת מטענים חשמליים, פוטו-מוליך
• נורה חזקה ומערכת מראות ועדשות, בעזרתן ניתן לשלוט על גודל התמונה וחוזקה (הגדלה/הקטנה על ידי הזזת העדשות)
• תנור – מערכת חום לקיבוע הטונר על הדף
• רכיבים אלקטרוניים (מנגנון שליטה, כפתורים וכדומה)

תהליך הצילום

1. הדף המיועד לצילום מונח על לוח הזכוכית כשפניו כלפי מטה.
2. פני התוף נטענים בצורה אחידה במטען חיובי.
3. הנורה עוברת לאורך הדף אותו אמורה המכונה לצלם, ובאופן מקביל מסתובב התוף. במקומות בהם חדר האור את הדף הוא מגיע לפני התוף וגורם לשינוי במטען החשמלי. בשאר המקומות, כלומר – המקומות בהם היה כתוב או מצויר משהו על הדף – המטען נשאר חיובי.
4. אבקת טונר מתפזרת על התוף ונצמדת לאזורים בהם המטען נשאר חיובי, כלומר – האזורים שבדף המיועד לצילום היו כתובים.
5. דף, שנטען גם כן במטען חיובי, עובר בין התוף המכוסה בטונר לגלגלת נוספת. כשעובר הדף מתחת לתוף הוא מושך ממנו את הטונר (הטונר – שלילי, הדף – חיובי, מה שיוצר משיכה חזקה ביניהם) וכך נוצרת עליו התמונה הסופית.
6. הטונר מוצמד לדף באמצעות חום ולחץ תוך כדי המעבר בתנור, והדף המצולם נפלט החוצה.
7. התוף מנוקה מטונר על ידי מברשות מיוחדות, והמטען החשמלי שעל פניו נפרק.

לקריאה נוספת

• צחקו עליהם (בהתחלה...), מאת איירה פלאטו, הוצאת אחיאסף – פרק 11

קישורים חיצוניים

• מאמר בסנונית על המצאת מכונת הצילום
• איך עובדת מכונת צילום – מתוך אתר How Stuff Works
• איך עובדת מכונת צילום – מתוך nrg
• ארז גרטי, כיצד פועלת מכונת צילום?, במדור "מאגר המדע" באתר של מכון דוידסון לחינוך מדעי, 10 ביולי 2011
• מכונת צילום, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית)