Первые "копиры"

Многие технологии, получившие развитие в прошлом веке, важны настолько, насколько и все вместе взятые технологии, появившиеся до прошлого века. Сегодня мы наслаждаемся многими техническими открытиями, жизненно необходимыми для нашей сегодняшней экономики, такими как телефон, дороги, трансатлантические суда, производство энергии, спутники, электронная запись информации, фотография, компьютер, и, конечно, возможность копирования - важнейшее изобретение, которым пользуется практически любая промышленность мира. Корни многих изобретений последних лет лежат в давних временах. Мало кто знает, что наука Китая начала свое развитие очень давно, Китай дал миру много открытий в сельском хозяйстве, индустриальных технологиях и инженерном деле. В 4-м веке, за 1200 лет до всех европейских стран, китайцы уже развивали производство стали и чугунное литье.

В книгах по истории можно найти рассказ о Генри Бессемере из Чарлтона, Хертвортшир, Англия, который изобрел процесс производства стали. Отец Бессемера был инженером и словолитчиком (наборщиком). На примере отца молодой Бессемер очень рано развил свои механические способности и изобретательность. Используя частицы меди в качестве «золотой» добавки в краску, Бессемер изобрел пигментную краску, которая в дальнейшем стала использоваться для отделки интерьеров и украшения внешней части зданий «старой Англии», которая принесла ему состояние. А в октябре 1855 года Бессемер обратился за патентом на метод удаления углерода из расплавленного железа, похожий на метод, уже давно изобретенный китайцами для получения стали из железа.

Считается также, что именно китайцы давным-давно научились производить бумагу и применять ее для различных нужд. Бумага была изобретена около 2 века до н.э. и использова-лась в то время главным образом в производстве одежды. Из бумаги также делали толстые, прочные листы, используемые как строительный материал, тара под сыпучие товары и даже как защитная броня. Военные портные открыли, что сложенные гармошкой листы бумаги могли сдержать напор вражеских стрел. В результате китайские солдаты были снабжены защитной одеждой, сделанной из такого материала.

Но как средство коммуникации бумага начала использоваться гораздо позже. Первый случай «записей» на бумаге датируется 110 г. н.э., о чем свидетельствует бумага с двумя дюжинами читаемых знаков на ней, выкопанная на месте военной базы. Письменность на бумаге распространена по всему миру и имеет большое влияние на то, как разные цивилизации начали вступать в контакт и обмениваться специальными и общими знаниями.

Физический акт копирования знаков произошел более 5000 лет назад. Шумеры кодировали произнесенные слова с помощью знаков на глиняные таблички, делая наблюдения и факты достаточно долговечными, мобильными и воспроизводимыми. Скоро люди поняли, что воспроизведение дает ключ к распространению мысли, торговли и истории. Делиться информацией было необходимо и расходы на документы, поддерживающие информацию, оказывались довольно существенными. По прошествии времени нужда в многочисленных копиях, которые были бы четкими, доступными и долговечными, развилась в интенсивно развивающуюся индустрию. Сегодня индустрия перепроизводства двигается вперед спросом на копии. Большая часть цифровой печати – это печать копий документов.

Золотой век копировальной техники

Изготовление копий всегда было выгодным бизнесом. Издание книг, флаеры о распродажах, меню, учебники, сообщения правительства, свадебные приглашения и миллионы других копировальных заказов «по требованию» питают этот рынок. Современная копировальная машина ведет начало от копировального пресса, созданного Джеймсом Ваттом, изобретателем паровоза. Этот аппарат брал лист бумаги, на котором была сделана запись специальными чернилами, переносил эту запись на полупрозрачный копировальный лист, прижимал и переворачивал изображение, чтобы читать как копию. Томас Джефферсон расширил использование этого первого копира Ватта.

Более новая модель пишущей машинки в конце 1880-х годов вытеснила машину Ватта, чему способствовало изобретение копировальной бумаги в 1823 году Цирусом П. Дакином. Дакин продал копирку эксклюзивно “Associated Press”; ее не использовали для легальной документации из-за возможности подделки. Почти через 50 лет после того, как Дакин вывел на рынок копирку, Леббеус Рождерс полностью осознал коммерческий потенциал копирования офисных документов с помощью копирки. Во время визита в местный офис газеты “Cincinnati Associated Press”, Роджерс заметил, что копирка использовалась сотрудниками офиса. Чуть позже Роджерс основал компанию “L.H. Rogers & Co” в Нью-Йорке для производства и рас-пространения копирки; в числе его основных клиентов было Военное Министерство США (предшест-венник Министерства Обороны). Копирка является наиболее распространенным методом копирования и по сей день с самым лучшим жизненным циклом продукта.

В 1916 Ефим Евграфович Горин (1881 – 1951) использовал фотопроводимость для получения изображения, назвав этот способ электрофотографией.

Становление электрографии. Изобретение Ч.Карлсона

karlson

Честер Карлсон родился в 1906 году. Оба его родителя были больны туберкулезом, что рано заставило его стать кормильцем семьи Карлсонов. Карлсон обладал отличными способностями к решению задач. Научный метод, которому его научили в школе, побудил его завести записную книжку, в которую он заносил идеи, заметки о наблюдаемом мире. Карлсон очень интересовался графическими процессами печати книг и журналов. Будучи студентом, он публиковал журнал «Amateur Chemist’s Press” для своих однокашников студентов-химиков. Маленький пресс, который он использовал, дал ему владелец типографии, где он подрабатывал после учебы.

Карлсон также очень интересовался науками, особенно взаимосвязью химии и прикладных наук. Пытаясь получить университетское образование и подрабатывая на случайных работах, он получил степень бакалавра физики в Калифорнийском Институте Технологии в 1930 году. Карлсон работал в лаборатории Белла младшим сотрудником уже год, когда его босс обратил внимание на его записи и диаграммы и перевел в отдел патентования Лабораторий Белла США, где его подробные диаграммы и ум послужили ему на славу.

Когда великая депрессия усилилась, Карлсон потерял работу в Лабораториях Белла и перешел в электронную фирму P.R. Mallory. Mallory производил миллионы ртутных батареек для военных нужд. Карлсон был экстренно сделан управляющим патентным отделом, где обнаружил, что копий патентов всегда не хватает для персонала. Альтернативы для создания копий были дороже, и Карлсон часто отправлял оригиналы патентов, чтобы их сфотографировали или же давать на переписку вручную.

В 1936 году Карлсон поступил на вечерние курсы в Нью-Йоркскую Судебную Школу. У него не было денег на покупку сводов законов, необходимых для занятий. Когда руку начи-нало сводить судорогой от переписывания томов, Карлсон представлял себе прибор, способный создавать для него копии с оригинальных документов.

Карлсон подумал и решил, что сможет создать копировальную машину, основываясь на недавно открытых Альбертом Эйнштейном принципах фотопроводимости, за которые тот и получил Нобелевскую премию в 1921 году. Эйнштейн открыл, что фотопроводящий материал обладает способностью проводить электричество, когда этот материал облучается светом. Концепция фотопроводящей пластины была представлена нанесением тонкого слоя фотопроводящего материала на заземленную металлическую подложку.

Карлсон оборудовал лабораторию на кухне Джексон Хайтс, где первые принципы «электрофотографии» и были разработаны. Честер Карлсон обратился за первым патентом в октябре 1937 года. Чтобы положить конец недовольству домашних лаборатория была переведена в заднюю часть салона красоты в Астории, Куинс, принадлежащей его теще. В это время он нашел безработного немецкого физика Отто Корнеи, которого взял в помощники за $10 в месяц.

Корнеи и Карлсон использовали слайд стеклянного микроскопа, на который действовали электростатическим зарядом, а затем помещали под яркий свет лампы накаливания. После этого слайд убирали, а на серную поверхность насыпали ликоподиевый порошок. На поверхность тихонько дули, свободный лишний порошок сдувался, а на поверхности оставался в виде порошка почти идеальный дубликат текста, который был напечатан на стеклянном слайде. Карлсон очень хорошо документально обосновал свое открытие, он знал, что электрофотография являлась основной наукой, необходимой для создания его «копира». Но он нуждался в деньгах. Карлсон предложил свою идею более чем 20 компаниям в 1939-1944 годах и получил отказ от RCA, General Electric, IBM и Kodak.

Карлсон продолжил работать в отделе патентования в Mallory, где часто сталкивался с институтом Battelle. Карлсон однажды заметил в присутствии представителей Battelle, что имеет патент на процесс копирования документов. В конце 1944 года была заключена процентная сделка с Battelle, дающая Карл-сону 40% от будущих доходов. У Battelle уже был опыт продвижения подобных новых технологий, однако большинство сотрудников компании работали на военные нужды, поэтому основные успехи были сделаны после окончания войны.

К январю 1947 года Battelle разработала оборудование, которое в шесть шагов осуществляло процесс электрофотографии. Battelle разработали вращающийся селеновый барабанный фотопроводник, электрод, обуславливающий работу барабана, фототипичную парную систему шариков, зараженных противоположно изолированному тонеру и приспособление для плавления.

После этого Battelle подписала лицензионное соглашение с Haloid, небольшим произ-водителем фотобумаги из Рочестера, Нью-Йорк. Статья в журнале Eastman Kodak привлекла внимание Джозефа Вилсона, президента компании Haloid. Вилсон хотел, чтобы Haloid возглавили это новое направление рынка. Haloid и Kodak сражались друг с другом в индустрии оборудования для фотографии. После долгих переговоров Haloid согласилась заплатить $10000 за 1 год работы над дизайном и производством уникальной копировальной машины. Первым доход от своего патента получил Карлсон в размере $2500, полученные через 10 лет после того, как он и немецкий физик начали работать в Астории.

Руководство Haloid было нацелено получать прибыль от электрофотомашины. Обе компании чувствовали, что термин «электрофотография», предложенный Карлсоном, слиш-ком узко-описательный. Джон Б. Хартнетт, вицепрезидент Haloid и представитель Battelle, физик Расселл Дэйтон проконсультировались на факультете классических языков Государственного Университета Охайо. В результате появился широко известный сегодня термин “ксерография”, который происходит от греческих слов, означающих “сухой” и “писать”. Аппарат Xerox, представленный в 1955 году, был назван Copyflo. Автоматическая ксерографическая машина делала увеличенные копии микрофильма на непрерывно работающем вале.

В 1958 году Haloid сменил название и превратился сначала в Haloid Xerox, а в 1961 году просто в Xerox. Первый успех пришел в 1959 году, когда была представлена модель Xerox Model 914, первый полностью автоматический фотокопир. Эта модель использовала бумагу размером до 9х14 дюймов и принесла компании более 60 млн. долларов дохода в 1961 году. Всего через 4 года доходы Xerox составили 500 млн. долларов.

Карлсон умер в сентябре 1968 года. К тому моменту Xerox уже выплатил ему 150 млн. долларов. Карлсон передал часть денег своему помощнику, физику Корнеи, а около 100 млн. долларов пожертвовал на благотворительные цели.

Уникальные идеи Карлсона положили начало индустрии заправки картриджей для ла-зерных принтеров, а также альтернативным печатным носителям и др.