办公室能手：40岁的卡尔森如何攀登成功之路

40　办公室的能手

卡尔森12岁时，个子长得又瘦又高。为了帮助父母养家糊口，他在加利福尼亚州圣贝纳迪诺干零活。14岁那年，他挑起了抚养双亲的重担，每天早早就得起床，上学前先去商店擦玻璃橱窗，下午还得去银行和报社打扫，每星期六要从早晨六点一直忙到晚上六点。他的父亲是一位流动理发师，由于关节炎和肺病而无法工作。母亲也患有肺病，长年卧床不起。

生活上的重担压得卡尔森喘不过气来，许多小孩子处于这种压力下早就退学了。但是，卡尔森顶住了。当他念初中时除了看门的工作外，还在印刷厂当学徒。高中时他除了继续干擦洗玻璃窗、打扫地板等活计外，还利用星期六和星期天在化学实验室工作。他先进入里弗赛德专科学校学习，然后又在加利福尼亚州理工学院念书。他艰苦奋斗了5年，可是，他却欠了1400美元的债。

1930年，工作特别难找，卡尔森给82家公司写信要求工作，但是只有两家公司给他复函，还表示不能雇用他。最后，卡尔森总算在纽约一家电子公司的专利部门找到了一个固定的工作。在那儿复制文件和图表之类的麻烦事给他留下了不可磨灭的印象。

手稿必须重新打印出来，图表得送到照相复印公司去复印，这既花钱又费时间。他心想如果在办公室里有一架机器，只要把原文本塞进这架机器里，一按电钮就可得到一模一样的复本，那该有多好呀！1935年，他开始着手研制这种机器。当时人们同现在一样，总认为没有设备完善、规模巨大的实验室就不可能有重大发明。29岁的卡尔森，瘦瘦的个子，虽然两眼近视，却是个意志坚强、锲而不舍的人。他单枪匹马埋头干了三年，细心观察光怎样作用于物质和探索图像从一张纸传到另张纸上面的独特方法。星期六、星期天和每天晚上，纽约公共图书馆内都留下了他勤奋学习的身影，甚至在地铁里他也在思考问题。对他来说，时间永远不够用，因为他身负三副重担，白天他得努力工作来保住他的饭碗；夜晚去夜校读书，以便取得学位；百忙之中还要实现他的夙愿——研制复印机。通过理论上的探索，他终于掌握了静电学。1937年，他正式提出申请，要求获得“静电摄影法”的专利权。卡尔森确信他已掌握了静电复印的基本概念，但是他还得把理论用于实际。他把自己唯一的一间起居室的壁橱改成临时实验室，但结果证明它不能适应实验需要。因此，他在长岛的阿斯托里亚租了一小间简陋房子，在里面配备了实验用的物品。另外，他节衣缩食，用节省下的钱雇用了一位实验助手，帮他一起做实验。

1938年10月22日，在这间简陋的房间里，卡尔森用墨水在一块玻璃板上书写了“阿斯托里亚1938.10.22”几个字，又用一块布手帕在涂硫金属板上拭擦，使它带上电荷，然后隔着写有字的玻璃板，在泛光灯下将这块金属板爆光3秒钟，又在板上显示出来了。接着卡尔森又把一张蜡纸平压在涂硫的金属板上，纸上也复印出了相同的字。这就是世界上最早的静电复印，以后这种方法被命名为“静电印刷术”。然而，对卡尔森来说，以后几年的经历并不是一帆风顺的。根据他的图纸设计生产的各种复印机总不能使他满意。他想方设法推广这种机器，以引起人们的注意，可是他发现人们对他的发明漠不关心。1939～1944年间，包括雷明顿·兰德和国际商业机器公司在内的二十多家公司拒绝接受卡尔森的新产品。尽管美国全国发明者理事会看到复印机的需要，但却否定了卡尔森的制作法。

卡尔森仍不断地向四处发信，打电话，以加强他的专利权地位。1944年，他专程到了俄亥俄州的哥伦布市向非盈利性工业研究机构巴特尔纪念学院表演了他的制作法，“巴特尔”表示同意从事复印机的发展工作，但要将收益的60％付给该学院。然而，制造商们对此仍毫无兴趣。其中有的人把卡尔森制作法称为“粗糙或玩具式器具”。

根据合同，“巴特尔”用于研究静电复印机付出的费用超过某个限度时，卡尔森就得多付15000美元。卡尔森取出自己的银行存款，好言劝其亲属慷慨解囊，帮助他凑足资金。不久，势头开始变了。纽约罗彻斯特的一家小公司开始为卡尔森作小笔推销。1947年4月，卡尔森收到了巴特尔公司汇出的第一张2500美元专利支票。但直到1950年，静电复印机才在市场上出售。此后又过了10年，该公司生产了914型书桌大小的复印机，人们只要一按电钮就可以在一般的纸张上得到干印复本。

当时，在市场上出售的复印机有好多种型号，其中有伊斯门柯达克公司的一种采用化合显影剂的“湿写”复印机和明尼苏达矿业公司的一种利用红外线灯光热量在纸上形成图像的“热写”复印机。而静电复印机突出的优点是：这种复印机用干写法，不需要化学药品或特殊的纸张，而加工出的复印件质量特别好。

静电复印机，在我国是70年代后期被广泛地应用起来的一种复印工具。它作为现代办公室用品大踏步地走进办公室，日益受到人们欢迎。

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卡尔森静电复印法的工作原理

卡尔森静电复印的过程本质上是一种光电过程，它所产生的潜像是一个由静电荷组成的静电像，其充电、显影和转印过程都是基于静电吸引原理来实现的。由于其静电潜像是在光照下光导层电阻降低而引起充电膜层上电荷放电形成的，所以卡尔森静电复印法对感光鼓有如下要求：具有非常高的暗电阻率。这种感光鼓在无光照的情况下，表面一旦有电荷存在，能较长时间地保存这些电荷；而在光照的情况上，感光鼓的电阻率应很快下降，即成为电的良导体，使得感鼓表面电荷很快释放而消失。卡尔森静电复印法所使用的感光鼓主要由硒及硒合金、氧化锌、有机光电导材料等构成，一般是在导电基体上（如铝板或其它金属板）直接涂敷或蒸镀一薄层光电导材料。其结构是上面是光导层，下面是导电基体。

卡尔森静电复印法大致可分为充电、曝光、显影、转印、分离、定影、清洁、消电8个基本步骤。

1.充电。

充电就是使感光鼓在暗处，并处在某一极性的电场中，使其表面均匀地带上一定极性和数量的静电荷，即具有一定表面电位的过程，这一过程实际上是感光鼓的敏化过程，使原来不具备感光性的感光鼓具有较好的感光性。充电过程只是为感光鼓接受图像信息准备的，是不依赖原稿图像信息的预过程，但这是在感光鼓表面形成静电潜像的前提和基础。(www.xing528.com)

当在暗处给感光鼓表面充上一层均匀的静电荷时，由于感光鼓在暗处具有较高的电阻，所以静电荷被保留在感光鼓表面，即感光鼓保持有一定的电位具有感光性。对于不同性质的光电导材料制的感光鼓应充以不同极性的电荷，这是由半导体的导电决定的，即只允许一种极性的电荷（空穴或电子）“注入”，而阻止另一种极性电荷（电子或空穴）的“注入”。因此对于N型半导体，表面应充负电；而对P型半导体，则应充下电。当用正电晕对P型感光鼓充正电时，由于P型半导体中负电荷不能移动。因此光导层表面的正电荷与界面上的负电荷，只能相互吸引，而不会中和。倘若用负电晕对P型感光鼓充负电，则由于光导层及共界面处，感应产生的是正电荷，而P型半导体的主要载流子是“空穴”，自由移动较为容易（或称为“注入”），易与感光鼓表面的负电荷中和。这样，对P型感光鼓充负电时，其充电效率是相当低的。对于N型感光鼓，则由于其主要载流子是电子，若对其充正电时，其充电效率也是极其低的。目前静电复印机中通常采用电晕装置对感光鼓进行充电。

2.曝光。

曝光是利用感光鼓在暗处时电阻大，成绝缘体；在明处时电阻小，成导体的特性，对已充电的感光鼓用光像进行曝光，使用光照区（原稿的反光产分）表面电荷因放电而消失；无光照的区域（原稿的线条和墨迹部分）电荷依然保持，从而在感光鼓上形成表面电位随图像明暗变化而起伏的静电潜像的过程。进行曝光时，原稿图像经光照射后，图像光信号经光学成像系统投射到感光鼓表面，光导层受光照射的部分称为“明区”，而没有受光照射的部分称为“暗区”。在明区，光导层产生电子空穴对，即生成载流子，使得光导层的电阻率迅速降低，由绝缘体变成良导体，呈现导电状态，从而使感光鼓表面的电位因光导层表面电荷与界面处反极性电荷的中和而很快衰减。在暗区，光导层则依然呈现绝缘状态，使得感光鼓表面电位基本保持不变。感光鼓表面静电电位的高低随原稿图像浓淡的不同而不同，感光鼓上对应图像浓的部分表面电位高，图像淡的部分表面电位低。这样，就在感光鼓表面形成了一个与原稿图像浓淡相对应的表面电位起伏的静电潜像。

3.显影。

显影就是用带电的色粉使感光鼓上的静电潜像转变成可见的色粉图像的过程。显影色粉所带电荷的极性，与感光鼓表面静电潜像的电荷极性相反。显影时，在感光鼓表面静电潜像是场力的作用下，色粉被吸附在感光鼓上。静电潜像电位越高的部分，吸附色粉的能力越强；静电潜像电位越低的部分，吸附色粉的能力越弱。对应静电潜像电位（电荷的多少）的不同，其吸附色粉量也就不同。这样感光鼓表面不可见的静电潜像，就变成了可见的与原稿浓淡一致的不同灰度层次的色粉图像。在静电复印机中，色粉的带电通常是通过色粉与载体的摩擦来获得的。摩擦后色带电极性与载体带电极性相反。

4.转印。

转印就是用复印介质贴紧感光鼓，在复印介质的背面予与色粉图像相反极性的电荷，从而将感光鼓已形成的色粉图像转移到复印介质上的过程。目前静电复印机中通常采用电晕装置对感光鼓上的色粉图像进行转印。当复印纸（或其它介质）与已显影的感光鼓表面接触时，在纸张背面使用电晕装置对其放电，该电晕的极性与充电电晕相同，而与色粉所带电荷的极性相反。由于转印电晕的电场力比感光鼓吸附色粉的电场力强得多，因此在静电引力的作用下，感光鼓上的色粉图像就被吸附到复印纸上，从而完成了图像的转印。在静电复印机中为了易于转印和提高图像色粉的转印率，通常还采用预转印电极或预转印灯装置对感光鼓进行预转印处理。

5.分离。

在前述的转印过程中，复印纸由于静电的吸附作用，将紧紧地贴在感光鼓上，分离就是将紧贴在感光鼓表面的复印纸从感光鼓上剥落（分离）下来的过程，静电复印机中一般采用分离电晕（交、直流）、分离爪或分离带等不进行对纸张与感光鼓的分离。

6.定影。

定影就是把复印纸上的不稳定、可抹掉的色粉图像固着的过程，通过转印、分离过程转移到复印红上的色粉图像，并未与复印纸融合为一体，这时的色粉图像极被擦掉，因此须经定影装置对其进行固化，以形成最终的复印品。目前的静电复印机多采用加热与加压相结合的方式，对热熔性色粉进行定影。定影装置加热的温度和时间，及加压的压力大小，对色粉图像的粘附牢固度有一定的影响。其中，加热温度的控制，是图像定影质量好坏的关键。

7.清洁。

清洁就是清除经转印后还残留在感光鼓表面色粉的过程。感光鼓表面的色粉图像由于受表面的电位、转印电压的高低、复印介质的干湿度及与感光鼓的接触时间、转印方式等的影响，其转印效率不可能达到100％，在大部分色粉经转印从感光鼓表面转移到复印介质上后，感光鼓表面仍残留有一部分色粉，如果不及时清除，将影响到后续复印品的质量。因此必须对感光鼓进行清洁，使之在进入下一复印循环前恢复到原来状态。静电复印机机中一般采用刮板、毛刷或清洁辊等装置对感光鼓表面的残留色粉进行清除。

8.消电。

消电就是消除感光鼓表面残余电荷的过程。由于充电时在感光鼓表面沉积的静电荷，并不因所吸附的色粉微粒转移而消失，在转印后仍留在感光鼓表面，如果不及时清除，会影响后续复印过程。因此，在进行第二次复印前必须对感光鼓进行消电，使感光鼓表面电位恢复到原来状态。静电复印机中一般采用曝光装置来对感光鼓进行全面曝光，或用消电电晕装置对感光鼓进行反极性充电，以消除感光鼓上的残余电荷。