Современную сухую электрофотографическую копию изобрёл американский патентный служащий Честер Карлсон. 22 октября 1938 года он вместе с Отто Корнеи получил в небольшой лаборатории в Астории первое изображение методом, позднее названным ксерографией. Изобретение долго не интересовало крупные компании. Лишь сотрудничество с Battelle Memorial Institute и фирмой Haloid привело к коммерческим аппаратам, а выпущенная в 1959 году машина Xerox 914 сделала обычное копирование массовой офисной операцией.
Как копировали документы раньше
Самый прямой способ – переписать текст вручную. Для деловой переписки использовали копировальные прессы: свежий документ прижимали к влажной тонкой бумаге, на которую переходила часть чернил. Копия получалась зеркальной и читалась через лист. Метод требовал подходящих чернил и работал только вскоре после написания оригинала.
Копировальная бумага с красящим слоем позволяла получить несколько экземпляров одновременно на пишущей машинке. Но её надо было проложить заранее, а готовый документ таким способом не размножить. Фотографические процессы давали точную копию, однако требовали камеры, светочувствительного материала и жидкой химической обработки.
Карлсон работал с патентами и постоянно сталкивался с необходимостью получать копии чертежей и описаний. Он искал сухой процесс, который не зависел бы от дорогой фотографии и свежих чернил.
Первый опыт 1938 года
Карлсон изучал фотопроводимость – способность некоторых материалов менять электрическую проводимость под действием света. Он оборудовал лабораторию в съёмной комнате и привлёк физика Отто Корнеи. Для опыта использовали металлическую пластину с серным покрытием.
На предметное стекло нанесли дату и название места. Пластину зарядили статическим электричеством, положили сверху стекло и ярко осветили. Свет разрядил открытые участки, а под тёмными знаками заряд сохранился. Затем поверхность посыпали порошком, который пристал к заряженному изображению, и перенесли рисунок на вощёную бумагу нагревом.
Получившаяся надпись «10-22-38 Astoria» была далека от офисной страницы, но доказывала принцип. Корнеи вскоре ушёл, а Карлсон продолжил поиск партнёров. Его вклад состоял не в создании каждой детали будущего аппарата, а в соединении электростатического заряда, фотопроводника, сухого порошка и переноса изображения.
Почему компании отказывались
Карлсон предлагал идею десяткам организаций. Отказы были понятны: эксперимент выглядел грязным и медленным, рынок уже использовал копировальную бумагу и фотографические аппараты, а до удобной машины оставалось много инженерной работы.
В 1944 году проект поддержал Battelle Memorial Institute. Исследователи улучшили фотопроводящие материалы и процесс. В 1947 году небольшая компания Haloid, производившая фотобумагу, получила лицензию на разработку. Она рисковала, но видела возможность выйти за пределы традиционного бизнеса.
Термин «электрофотография» был точным, но тяжёлым для рекламы. Название xerography образовали от греческих слов со значением «сухой» и «письмо». Haloid позднее стала называться Haloid Xerox, а затем Xerox Corporation.
Как работает ксерография
Внутри аппарата находится фотопроводящий барабан или лента. Сначала поверхность получает равномерный электрический заряд. Оригинал освещается, а оптическая система проецирует его изображение на фотопроводник. Освещённые участки теряют заряд, тёмные сохраняют его, и возникает невидимое электростатическое изображение.
Мелкий порошок тонера имеет управляемый заряд и притягивается к нужным участкам. Затем изображение переносится на бумагу с помощью электрического поля. Пара нагретых валов расплавляет связующее тонера и закрепляет частицы в волокнах. Барабан очищается и разряжается для следующего цикла.
Бумага играет активную роль: она должна выдержать нагрев, не выделять слишком много пыли, сохранять размер и правильно взаимодействовать с зарядом. Из чего состоит лист и как его получают, объясняет статья «Из чего делают бумагу».
Xerox 914 и офисная революция
До 1959 года существовали коммерческие ксерографические устройства, но они требовали нескольких ручных операций. Xerox 914 впервые сделал копию на обычной бумаге автоматически нажатием кнопки. Число в названии указывало на максимальный формат оригинала в дюймах – 9 на 14.
Аппарат был большим, дорогим и выделял много тепла, но качество и простота оказались убедительными. Компания предлагала машины в аренду с оплатой за копии, снижая барьер для офиса. Спрос превзошёл ожидания, а объём бумажного документооборота вырос.
Лёгкость копирования изменила поведение. Сотрудники могли раздавать отчёт каждому участнику, хранить дубликат и быстро собирать подборки. Одновременно появились расходы на бумагу, проблемы конфиденциальности и споры об авторском праве.
Это ксерокс или копир
Xerox – название компании и товарный знак, который в разговорной русской речи часто стал обозначать любой копировальный аппарат. Нейтральные названия – копировальная машина, копир или многофункциональное устройство. Глагол «ксерить» понятен в быту, но в техническом описании лучше говорить «копировать».
Не каждый копир использует классическую аналоговую оптику. Современное устройство сначала сканирует оригинал в цифровой файл, обрабатывает изображение, а затем печатает его лазерным или светодиодным модулем. Физическое закрепление тонера по-прежнему основано на электрофотографическом принципе.
Чем копир отличается от сканера и принтера
Сканер переводит изображение документа в цифровые данные. Принтер создаёт физический лист из цифровых данных. Копир выполняет обе операции в едином задании, даже если пользователь не сохраняет файл. Многофункциональное устройство объединяет копирование, печать и сканирование, иногда факс.
Цифровой процесс позволяет один раз отсканировать оригинал и напечатать много экземпляров, автоматически выровнять страницу, убрать фон и собрать комплект. Он же создаёт риски: аппарат может хранить задания на внутреннем накопителе и передавать их по сети. Организации должны настраивать доступ и безопасно очищать устройство перед утилизацией.
Цветная копия
Цветной аппарат разделяет изображение на компоненты голубого, пурпурного, жёлтого и чёрного тонера. Для каждого цвета формируется свой слой, а механика должна совместить их с высокой точностью. Ошибка регистрации даёт цветные контуры вокруг деталей.
Цветные ксерографические системы появились позже монохромных и долго стоили значительно дороже. Цифровая обработка улучшила цветопередачу, но офисный аппарат не гарантирует абсолютного совпадения с оригиналом: результат зависит от освещения сканера, профиля, бумаги и тонера.
Влияние на знания и культуру
Копировальная машина сделала распространение документов быстрым и децентрализованным. Учебные материалы, научные статьи, ноты, объявления и независимые журналы можно было размножать без типографии. Она продолжила линию, которую начала промышленная печать книг, но перенесла производство копии прямо в учреждение.
Удобство имело обратную сторону. Копирование защищённых произведений породило юридические споры, а лёгкое размножение закрытых документов усилило требования к безопасности. В цифровую эпоху файл передаётся быстрее листа, но бумажная копия остаётся полезной там, где нужен физический экземпляр.
Кто изобрёл копировальную машину
Если речь о сухой электрофотографической технологии, центральное имя – Честер Карлсон, а дата первого удачного опыта – 22 октября 1938 года. Отто Корнеи помог провести эксперимент. Battelle превратила хрупкий принцип в технологию, Haloid профинансировала внедрение, а большая команда инженеров создала автоматическую Xerox 914.
Поэтому изобретение включает два достижения: открытие рабочего физического процесса и создание удобной машины. Без Карлсона не было бы ксерографии, а без последующей промышленной разработки она могла остаться лабораторной записью на вощёной бумаге.
