印刷术发明前，若要获取同一版本的多份文件，只能重新抄录；而若要复制已有文献，印刷术则无法实现。1938年10月22日，美国发明家切斯特·卡尔森成功制得世界上首张静电复制品，静电复印技术由此诞生。

卡尔森和他的复印机

静电复印术发明前，复制工作主要依赖照相或摄影设备，但这些方法存在诸多局限：需使用湿化学剂、可复制的原版种类受限、且要求操作者具备较高熟练度。鉴于此，卡尔森得出结论：唯有将静电学与光电导性原理相结合，方为真正解决之道。从事专利工作的卡尔森，自1934年起便致力于寻找快速便捷的线条图与文本复制方法。经多次实验，他最终研制出首台现代复印机的雏形。

静电复印技术原理

静电复印机之父

1933年，美国正值经济大萧条时期。这一年，一位26岁刚从大学毕业的年轻人，为求一份工作向82家公司投递简历，却均未获回应。最终，他在纽约一家专利事务所谋得一份极为枯燥的工作——抄写专利文献。然而，正是这份乏味的工作，激发了他一个在当时看似荒诞不经的大胆设想：“若办公室内能有一台机器，只需将原件放入，按下电钮，即可得到完全相同的复制品，那该多好。”提出这一设想的年轻人，名为切斯特·卡尔森。当时，他或许未曾料到，这个“不切实际”的想法，五年后竟真的成为现实，一项伟大的发明——“静电复印技术”从他手中问世。

静电复印机之父“切斯特·卡尔森”

工作后，面对枯燥的抄写工作，卡尔森脑海中萌生了制造一台便捷复印机的奇特念头。于是，他在自己的寓所内开始了相关研究。当时，人们普遍认为，没有设备齐全、规模宏大的实验室，便不可能有重大发明。然而，当时29岁的卡尔森，虽身体瘦弱、双眼近视，却意志坚定，未受外界干扰影响。“总有一天，我将做出最伟大的发明，我相信自己。”这句话，成为当时卡尔森最真实的写照。

灵感源自“蚂蚁写字”

研究工作枯燥乏味，卡尔森为复印机所获的灵感可谓来之不易。他发现硫在暗处易带静电，强光下会失电荷，便选用硫磺作光导材料并开展实验室研究。实验过程中，刺鼻气味让旁人对他避而远之，实验失败的爆炸声更是引发邻居反感。

卡尔森最初选用的光导体——硫磺

后来，卡尔森回忆这段研究历程时感慨：“创意不会凭空出现，需从别处获取灵感，阅读其他领域书籍往往能带来这种灵感。”其静电复印技术灵感源于“蚂蚁写字”：涂上蜂蜜后蚂蚁会爬行，远观如一个个字体。

复印机原理与之类似，其主要部件硒鼓如同“蜂蜜”。将需复印的文字或图形置于打印机，光照硒鼓后，有内容部分会像涂了蜂蜜般留住正电荷，无字部分则释放电荷。此时“墨粉”如同“蚂蚁”，需设法留住。硒鼓转动时，让带正电的白纸通过，墨粉被吸到纸上，再经高温或红外线照射，使墨粉熔化渗入纸中，形成牢固耐久的图表。

至此，卡尔森在理论上已掌握“静电复印技术”。复印机概念的形成给了卡尔森极大动力，他每天下班后废寝忘食地研究，常至次日凌晨，啃几口面包便急忙去上班。

卡尔森在试验静电复印材料

施乐公司“初入江湖”

对卡尔森而言，未来几年的道路充满坎坷。依据他的设计图纸所生产的复印机，始终未能达到他的预期标准。

1938年10月22日，卡尔森开展了一项创新实验：他将硫磺均匀涂抹在锌版表面，用墨水在显微镜片上书写“10-22-38 Astoria”，随后通过摩擦锌版表面产生静电荷。接着，他将显微镜片放置在锌版的硫粉层上，置于白炽灯下照射数秒。移除显微镜片后，撒上石松粉并吹净，锌版上便清晰留下了字迹。最后，通过将字迹印制在蜡纸上并加热融化，成功制作出世界上第一台复印机的雏形。

世界上首个“复印件”

卡尔森迅速为这项发明申请了专利，但寻找投资人的过程却异常艰难。众多投资者对这项技术持怀疑态度，超过20家公司先后拒绝了卡尔森及其静电复印机项目。此时，摄影产品生产商哈洛伊德公司新任董事长约瑟夫·威尔逊看中了这一技术的潜力。1947至1960年间，威尔逊为该发明投入了高达7500万美元的资金，期间公司一度濒临破产。如果说卡尔森是复印机的开创者，那么威尔逊无疑是静电复印机技术的推动者。

为保护复印技术专利并拓展市场，美国哈罗依德公司决定在海外设立分公司。1956年，哈罗依德公司与英国一家娱乐公司携手，在英国成立了兰克施乐有限公司。随后，哈罗依德公司更名为哈罗依德施乐公司，并于1961年正式定名为施乐公司，从此施乐公司在市场上崭露头角。1959年，施乐公司推出首台具有商业价值的914型复印机（因适用于9×14英寸纸张得名），尽管该机型每张复印需耗时25秒，且工作时会因过热存在一定安全风险，但它无疑为复印机产业的发展奠定了坚实基础。此后，复印机需求量呈爆发式增长，如今已成为全球范围内的庞大产业。

914型复印机

1962年，富士胶片与施乐公司合资成立富士施乐公司，进一步推动该技术在亚洲市场的普及。卡尔森历经二十余载深耕，开创了人类静电复印技术的先河，极大地优化了文书复印与复写工作。

参考来源：人民网、《科学画报》、《小爱迪生》

来源: 江苏省科学传播中心

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