復(fù)印機面前的憾事
許多科技史文獻都記載著,1937年美國發(fā)明家切斯特·卡爾森(J.F.Carlson)發(fā)明了世界上第一臺干式靜電復(fù)印機——靜電技術(shù)的又一重要應(yīng)用。也有不少科技史文獻記載著,美國赫洛伊德公司于1950年研制成功了伊洛克斯復(fù)印機。
那么,究竟是誰研制成功世界上第一臺靜電復(fù)印機呢?這還得從卡爾森的憾事說起。
卡爾森是一個獨生子。但是,由于當(dāng)流動理發(fā)師的父親患關(guān)節(jié)炎和肺病無法工作,母親也患肺病長年臥床不起,所以他12歲就在加利福尼亞州圣貝納迪諾干零活,挑起了撫養(yǎng)雙親的重擔(dān)。
卡爾森畢業(yè)于加利福尼亞大學(xué)物理系,1930年在貝爾電話研究所工作,后來轉(zhuǎn)到該研究所的專利科。又通過一段時間的學(xué)習(xí),他獲得了法律博士學(xué)位。并于1934年在紐約的P.R.馬洛利電子公司擔(dān)任專利律師。在實際工作中,有時一個文件需要復(fù)制成多份,而一般都是采用手寫,費時費力又不能保證質(zhì)量。那么,有沒有省時省力的辦法呢?他想到了發(fā)明復(fù)印機:把要復(fù)制的文件往機上一放,一按電鈕,所需份數(shù)的同樣的文件就出來了。
有了這個目標(biāo),1935年29歲的卡爾森,就和助手奧托·科尼在臨時實驗室里開始了研究,但前幾次都以失敗告終。為了尋找成功的捷徑,他帶著“改善復(fù)印技術(shù)”這個籠統(tǒng)的目標(biāo),用了三四年中的大部分業(yè)余時間在紐約國立圖書館查閱專利文獻。
通過系統(tǒng)、耐心的瀏覽,他終于發(fā)現(xiàn)了一些有關(guān)復(fù)印技術(shù)的專利說明書。通過對這些文獻的分析,他發(fā)現(xiàn)前人的方法都是用濕式化學(xué)的方法或力學(xué)的方法——用照相底片復(fù)制多張照片就是濕式化學(xué)的一種。這些方法的缺點,是復(fù)制速度慢、成本高。那么,可不可以用物理方法,例如光學(xué)、電學(xué)的方法來克服這些缺點,完成復(fù)制呢?
于是,卡爾森和科尼又開始了新一輪的試驗,最終根據(jù)異種電荷互相吸引的原理,發(fā)明了一種干式靜電復(fù)印機,并于1937年申請了“靜電攝影法”專利,授予專利的時間是1942年10月6日。
1938年10月22日,在紐約昆斯區(qū)的一座普通的工場里,卡爾森和科尼用墨水在一塊玻璃板上書寫了“Artoria 10-22-38”幾個字。接著,他們用一塊布手帕在涂硫金屬板上拭擦,使它帶上電荷,然后隔著寫有字的玻璃板,在泛光燈下將這塊金屬板曝光3秒鐘——原來寫的字就在板上顯示出來了。這樣,世界上第一張復(fù)印圖片誕生了。這張小小的圖片僅5平方厘米,上邊印著:“Artoria 10-22-38”。今天,這小紙片成了珍貴文物。世界上第一臺靜電復(fù)印機也由此誕生。他也分別在1939年4月4日和次年11月16日取得了靜電復(fù)印機的兩項專利。
在這里,卡爾森用了一種利用專利“空隙”的發(fā)明方法。我們知道,不管專利如何密集,其間也有“空隙”——一定有沒發(fā)明出來的東西。這好似不管一張網(wǎng)有多么密集,也有網(wǎng)孔——“空隙”。以前復(fù)印用的是化學(xué)、力學(xué)方法,卡爾森用的光學(xué)、電學(xué)方法就是“空隙”。許多發(fā)明都是由查詢專利文獻,利用“空隙”發(fā)明出來的。
然而,在1939~1944年間,卡爾森雖然完成了它的發(fā)明,卻不能銷售它的思想。包括雷明頓·蘭德公司和國際商業(yè)機器公司在內(nèi)的20多家公司,卻沒有一家大公司對這一重大發(fā)明的商業(yè)開發(fā)表現(xiàn)出濃厚持久的興趣,拒絕接受卡爾森的新產(chǎn)品。盡管美國全國發(fā)明者理事會看到復(fù)印機的需要,但卻否定了他的方法。
卡爾森仍不斷地向四處發(fā)信、打電話,以加強他的專利權(quán)地位。1944年,他專程到了俄亥俄州的哥倫布市,向非營利性工業(yè)研究機構(gòu)巴特爾紀念學(xué)院(會)表演了他的制作法?!鞍吞貭枴北硎就鈴氖聫?fù)印機的發(fā)展工作,但要得到收益的60%。另一種說法是,它用3000美元買下了發(fā)明的75%的股份。然而,制造商們對此依然毫無興趣——其中有的人甚至把他的發(fā)明稱為“粗糙或玩具式的器具”。
根據(jù)合同,“巴特爾”用于研究靜電復(fù)印機付出的費用超過某個限度時,卡爾森就得多付15000美元??柹〕鲎约旱你y行存款,好言勸其親屬慷慨解囊,幫助他湊足資金。但是,卡爾森最終無力支付這筆巨款,只好把專利送給“巴特爾”。
1944年,紐約羅徹斯特的一家制造相紙的小廠——赫洛伊德公司,在開發(fā)新產(chǎn)品,從各方面進行市場、產(chǎn)品調(diào)查研究的過程中,從發(fā)表的一篇專利文獻中發(fā)現(xiàn)了卡爾森的靜電復(fù)印技術(shù)。他們認為這項技術(shù)有一定的發(fā)展前途,于是在1946年加盟進來,取得了這項技術(shù)的專利權(quán)。后來,卡爾森也成了這個公司的成員。
1949年,赫洛伊德公司終于生產(chǎn)出了靜電復(fù)印機。在歷時4年、耗資64萬美元之后的1950年,赫洛伊德終于將靜電復(fù)印機推到商業(yè)實用的水平——研制成功了伊洛克斯靜電復(fù)印機。又過了10年,該公司生產(chǎn)了914型書桌大小的復(fù)印機。這家公司,也更名為以生產(chǎn)復(fù)印機而聞名世界的施樂公司。施樂公司的英文名(Xerox),正好是靜電復(fù)印(Xerography)中開始的幾個字母。
當(dāng)時,在市場上出售的復(fù)印機有好多種。其中有伊斯曼柯達克公司的一種采用化合顯影劑的“濕寫”復(fù)印機,和明尼蘇達礦業(yè)公司的一種利用紅外線燈光熱量在紙上形成圖像的“熱寫”復(fù)印機。而靜電復(fù)印機突出的優(yōu)點是:這種復(fù)印機用干寫法,不需要化學(xué)藥品或特殊的紙張,而加工出的復(fù)印件質(zhì)量特別好。
靜電復(fù)印機的主要部件是硒鼓——它上面涂的硒能在黑暗中留住電荷,一遇光又能放走電荷。把要復(fù)印的字跡、符號、圖表等通過光照到硒鼓上,就能將這些內(nèi)容如同在石碑上涂上蜂蜜——楚霸王自刎烏江時那樣的蜂蜜,原樣“寫”在硒鼓上。受光照而又無字的部分放走了電荷,有字的部分留住了正電荷,然后,讓帶負電的墨粉吸到硒鼓的有字部分上。硒鼓轉(zhuǎn)動時,讓帶正電的白紙通過,墨粉被吸到紙上,經(jīng)過高溫或紅外線照射,讓它熔化,滲入紙中。這樣,牢固、耐久的字跡和圖表就形成了。
由此可見,靜電復(fù)印機是卡爾森在1937年發(fā)明的,但他和其后幾年內(nèi)的其他人都沒能讓它“走向世界”,達到實用水平;而是由赫洛伊德公司即施樂公司在1950年把它推入實用階段。
卡爾森未能將他的發(fā)明成功地推銷給社會,是一種功敗垂成的失誤。發(fā)明人完成了發(fā)明,甚至還取得了專利,并不等于大功告成。專利不可能自動實施而產(chǎn)生經(jīng)濟和社會效益,專利被批準(zhǔn)后的道路也不會平坦——新的發(fā)明創(chuàng)造鋪滿鮮花的大道極其罕見。如果不能積極、持久地推銷自己的發(fā)明、創(chuàng)造,就會將成果埋沒,最終被人遺忘,自己則一無所獲。費盡心血的卡爾森就是一個典型的例子。要推銷自己的發(fā)明、創(chuàng)造,必須使他人清楚地理解自己的全部創(chuàng)造性思維和工作,說服他人接受和實際應(yīng)用這一發(fā)明、創(chuàng)造,從而使發(fā)明者、接受發(fā)明者和社會都受益。這正如美國著名的專利代理人、心理學(xué)家J.羅斯曼所說,在發(fā)明完成之后,發(fā)明者必須使公眾相信它是有價值的。
這種因發(fā)明者未能說服同時代的人,同時代的人未能接受這些發(fā)明創(chuàng)造而留下遺憾的事例在科技史上比比皆是。1830年,法國窮裁縫B.蒂蒙尼埃制成了一種衫的鏈狀線跡縫紉機,而且在英、美取得了專利。但他最終未能讓它在市場上出售,于1857年在窮困中死去。約1846年,美國醫(yī)生約翰·高萊博士發(fā)明了第一臺制冰機——現(xiàn)代電冰箱的前身,但他和他并不富裕的朋友尋求資金以便進行商業(yè)開發(fā)時,總是碰壁,最終在他申請專利4年后生病而抑郁死去。
那些“拒絕”卡爾森成果的公司的失誤,在于他們沒有一雙慧眼,看出靜電復(fù)印機光明的前途。
發(fā)明家要設(shè)法讓自己的成果走向市場,企業(yè)家要有遠見卓識,盡快將這些成果轉(zhuǎn)化為能被市場接受的商品,這是一個永恒的課題。因為直到2001年,中國的兩萬多件科技成果中,轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的不到20%,而發(fā)達國家的這個比例為60%~80%。
使復(fù)印機獲得發(fā)展的是卡爾森的接班人——鮑勃·岡拉克。
按卡爾森的設(shè)計制造出的第一批平板復(fù)印機是笨重的,復(fù)印1頁要用4分鐘,印制復(fù)雜的圖形則常常讓人無法辨認。那時,一些企業(yè)寧可雇用打字的女秘書而不肯購買價格昂貴的復(fù)印機??柹鞘饭镜目傇O(shè)計師,他當(dāng)然為產(chǎn)品打不開銷路而煩惱。
一天,他走進車間,看到有個年輕人正滔滔不絕地告訴周圍工人,如何使用經(jīng)他改進的一個復(fù)印裝置??柹灰姶笙?,好聰明的設(shè)計!原來,他是剛進公司的大學(xué)生——鮑勃·岡拉克。
在卡爾森的鼓勵下,岡拉克僅在靜電復(fù)印機技術(shù)上就有過133項發(fā)明和改進。其中最重要的是提高了復(fù)印速度——從原來每4分鐘印1頁發(fā)展到1分鐘印150頁。岡拉克還使復(fù)印機得到大幅度簡化。
韶華易逝,青春已老——為靜電復(fù)印機奮斗了20多年的卡爾森,已經(jīng)“從少年到白頭”,他向董事會推薦了當(dāng)時僅25歲的岡拉克當(dāng)了施樂公司的首席研究人員。由于岡拉克的努力,施樂公司的復(fù)印機在世界上銷路最廣、應(yīng)用最多——“施樂”幾乎成了復(fù)印機的代名詞。
1959年,第一臺平板光電復(fù)印機“施樂914”問世,它每分鐘可以復(fù)印出9張紙。1986年,日本東芝公司生產(chǎn)出世界上第一臺彩色復(fù)印機。
其實,像靜電復(fù)印機這樣被延誤的發(fā)明多如牛毛。
20世紀30年代初英國人阿蘭·布盧姆林就掌握了立體聲的錄放技術(shù),并為它申請了專利號為3494325的英國專利。但不幸的是,直到他1947年到期的專利被延長到1952年12月13日。這一產(chǎn)品仍無人問津。直到專利權(quán)失效兩年后,市場上才開始銷售立體聲帶;50年代末,才出現(xiàn)立體聲唱片。
1936年,滿懷希望的奧地利人保羅·艾斯勒,向普列賽公司展示了他發(fā)明的精巧的印刷電路收音機。但得到的卻是,“用印刷電路”為“婦人之見”的嘲諷。直到延誤8年之后的1944年,才在盟軍帶有印刷電路的無線電“近發(fā)引信”的高射炮彈中得到首次應(yīng)用——摧毀了德寇空襲倫敦的大部分飛機。
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