Preocupat per la dificultat que representava la reproducció de texts i dibuixos, treballà durant molts anys en l’obtenció d’un sistema per a conseguir còpies en sec fàcilment. En lloc dels procediments fotogràfics o químics fins aleshores emprats en proposà un d’electroestàtic: la xerografia, esdevingut després d’ús universal. El 1940 obtingué la primera patent, que desenvolupà més tard, fins que el 1947 fou comercialitzada per la Haloid Co., que després esdevingué Xerox Corporation. Carlson es féu multimilionari amb aquest procediment.