コピーの不思議Q＆A｜Ricoh Japan

暗い部屋（暗室）で行ったのは、実験の手順２〜４ですね。この手順を行う時に暗い部屋に入るのは、感光紙の性質を利用するためです。

感光紙は光の当たらない暗いところでは電気を通さない「絶縁体」としての働きをしますので、静電気を貯めておくことができます。 でも、明るいところでは電気を通す「導電体」としての性質に変わってしまいますので、静電気を貯めておくことができなくなります。

ですから、暗いところでまず静電気を貯めて、原稿を重ねてから光を当てます。 光の当たったところは静電気がなくなりますが、原稿の絵や文字のあるところには光が当たらないので静電気が残ります。 こうすることによって、原稿の絵や文字と同じ形の静電気の像を作ることができるのです。

実験をもう一度思い出していただくために、以下に実験の手順を書いておきました。 手順２と手順３の説明で、暗くしなければならない理由が判ると思います。

「コピー機になってみよう！」での実験手順

手順1：原稿をつくります。

黒のマジックで文字や絵を描きました。原稿の例として、ここでは右図のような原稿を作ったとします。

手順２：感光紙に静電気をのせます。

ピンク色をした感光紙を、静電気を発生させる装置に通して、マイナスの静電気をいっぱいのせました。 明るいところでは静電気が流れてしまいますので、この手順は暗室の中で行います。

手順３：感光紙に原稿と同じ形の静電気の像を作ります。

静電気が流れてしまわないように引き続き暗い部屋の中で、感光紙に原稿を裏返しにして重ね、上から光を照射します。

光を照射し終わったら、感光紙から原稿を取り除きます。 感光紙の表面の光が当たったところは静電気が消え、光が当たっていない原稿の文字や絵があったところには静電気が残っています。 ただし目には見えませんでしたね。

手順４：感光紙の静電気の像に、粉のインク（＝トナー）を付けて目に見える像を作ります。

どうして、感光紙の上に残った文字や絵の形の静電気にトナーがくっつくのか？というと、トナーは感光紙の上に残ったマイナスの静電気とは反対の、プラスの静電気を持っていたからです （プラスとマイナスは互いに引き寄せ合います）。

感光紙の上に残ったマイナスの静電気と引き寄せ合うように、トナーはあらかじめ鉄粉と混ぜ合わせておきます。 トナーと鉄粉がこすれると、鉄粉にはマイナスの静電気が、トナーにはプラスの静電気が現われるからです。

下敷をこすって、頭にかざすと髪の毛が引っ張られるのを経験したことがありますか？ こすってやると静電気が現われてくるのです。 これとおなじで、鉄粉とトナーを混ぜ合わせて、こすってやると静電気が現われてきます。 このトナーのついた鉄粉を磁石につけた状態を磁気ブラシと呼びます。

右図のような、プラスの静電気をもったトナーが吸い付いた磁気ブラシで、文字や絵の形にマイナスの静電気が並んだ感光紙の表面をなぞってやると、どうなるでしょう？

プラスの静電気とマイナスの静電気はお互いに引き合います。 ですから、プラスの静電気をもったトナーは、感光紙の上のマイナスの静電気に引き寄せられ、鉄粉から引き離されて感光紙のほうへ飛んでいきます。

感光紙の上の静電気は目には見えませんが、プラスとマイナスの静電気同士が引っ張り合って、静電気のあるところにだけ、トナーが勝手にくっついてくれるのです。

手順５：感光紙上のトナーの像を、静電気の力で紙に写しとります。

この作業は明るいところでも出来るので、暗い部屋から出て行います。 感光紙の上に紙を重ね、静電気を発生する装置に通します。 装置から出てきた感光紙から紙をはがすと、トナーの像が紙のほうに写し取られています。 装置の中で紙の上にいっぱい静電気をのせたので、感光紙に乗っていたトナーは、今度は紙のほうに移ってきたのです。

手順６：熱を加えてトナーを融かし、紙にしみ込ませて固め、紙からはがれないようにします。

手順７：感光紙をクリーニングします。

感光紙は何回も繰り返し使用しますので、次のコピーのために表面に残っているトナーを取り除きます。 磁石に鉄粉を付けた磁気ブラシで感光紙の表面をこすってやると、表面に残っているトナーをきれいに取り除くことができましたね。

どうしてブラシでこすったら取れたのでしょう？

磁石に鉄粉を付けて、感光紙の表面を擦ると、鉄粉とトナーがこすれ合いますね。 鉄粉とトナーが擦れあうと、上の手順４で説明したように、鉄粉とトナーに静電気が発生してきます。 鉄粉にはマイナスの静電気が、トナーにはプラスの静電気が発生します。 そうすると静電気の力で、トナーは鉄粉にくっつきます。 こうして、きれいにトナーを取り除くことができるのですね。

静電気って不思議ですね。