Ксерокс - это что за устройство? Характеристики и применение ксерокса. Кто придумал Ксерокс - Когда Изобрели? Когда появились ксероксы в советском союзе

Владимир Фридкин

Доктор физико-математических наук профессор Владимир Михайлович Фридкин известен читателям "Науки и жизни" как литератор, автор увлекательных рассказов, в том числе об А. С. Пушкине и его времени. (Кстати, издательство "Физматгиз" собирается выпустить его новую книгу "Непридуманные рассказы о любви".) На просьбы написать научно-популярную статью по своей основной специальности - физике твердого тела Владимир Михайлович неизменно отвечал отказом. Говорил, что о физике не хочет писать популярно. Однако на этот раз он поступился своим принципом. И поводом послужило следующее событие. В мае этого года Международный комитет по фотографической науке (International Committee for Imaging Science) наградил В. Фридкина премией Берга за "выдающийся вклад в развитие необычных (бессеребряных) фотографических процессов и международное сотрудничество в этой области". Ксерография - фотографический процесс, опирающийся на чисто физические явления. В 1953 году В. М. Фридкин, только что окончивший Московский университет, создал первый ксерокс, а впоследствии развил теорию ксерографии. Сейчас ксерокс стоит в каждом учреждении и без ксерографии невозможны факсимильная связь и десятки других технологий. А пятьдесят лет тому назад это было чудо. И чудо это родилось в России. По поводу юбилея наш глубокоуважаемый автор согласился написать первую научно-популярную статью.

Наука и жизнь // Иллюстрации

Первооткрыватель ксерографии Честер Карлсон (1906-1968). Фото с дарственной надписью В. М. Фридкину (1965).

Болгарский академик Георгий Наджаков (1896-1981), открывший фотоэлектреты.

Международный комитет по фотографической науке наградил В. Фридкина (в мае 2002 года) премией Берга. Ее вручают один раз в четыре года за выдающийся вклад в этой области.

Первая электрофотография, полученная В. М. Фридкиным осенью 1953 года (фото с оригинала).

Так выглядел ЭФМ-1, первый ксерокс. 1953 год.

Основные стадии электрофотографии на фотоэлектрете: 1 - поляризация при освещении (через негатив); 2 - заземление электродов; 3 - проявление; 4 - перенос проявленного изображения с поверхности фотоэлектрета на бумагу; 5 - фиксация; 6 - очистка поверхности

Академик Алексей Васильевич Шубников (1887-1970) - известный русский кристаллограф, основатель Института кристаллографии АН России, учитель и наставник В. М. Фридкина.

Честер Карлсон и В. М. Фридкин (справа) в Институте кристаллографии РАН (1965) (одна из первых электрофотографий, снятых с натуры).

В лаборатории НИИПолиграфмаша. Справа налево: И. С. Желудев, Георгий Наджаков, Х. Билялетдинов, Т. Герасимова, В. М. Фридкин, А. А. Делова, Никифор Кашукеев (сотрудник Наджакова) (1956

Коллоквиум по электрофотографии в Мюнхене (1981). Слева - В. М. Фридкин - создатель первого ксерокса на фотоэлектретах. Справа - профессор Х. Кальман, благодаря работам которого ксерография на фотоэлектретах нашла применение в космосе.

На фото слева направо: русский ученый А. Шленский, профессор Жак Левинер - директор института, В. М. Фридкин.

В этой заметке я хочу рассказать об истории создания первого ксерокса. Тем более, что сделан он был в Москве и к этой истории я имею прямое отношение. Сегодня ксерография - основа множительной техники. Без нее не было бы ни факсов, ни принтеров компьютера.

Но рассказывать надо по порядку. Ведь ксерография - часть современной фотографии. Ее еще называют бессеребряной или сухой фотографией (от греческого слова "ксерокс" - сухой).

Датой рождения фотографии считают 1837 год, когда француз Жозеф Нисефор Ньепс получил первые изображения на пластинке, покрытой слоем светочувствительного асфальтового лака и подвергнутой освещению. Метод основан на том, что освещенные и неосвещенные участки пленки по-разному растворялись в лавандовом масле. Год спустя Луи Жак Дагер получил фотоизображение на пленке йодистого серебра. В пленке под действием света происходила фотохимическая реакция и возникало скрытое изображение, проявлявшееся парами ртути. Сейчас эти первые дагеротипы можно увидеть в Шалоне, в музее фотографии, недалеко от Парижа. (Фотография родилась в год гибели Пушкина. Поэтому его фотографий мы не знаем. А вот дагеротипы его детей известны.)

Современная галоидосеребряная фотография создана в 70-х годах XIX века, когда в качестве фотографического материала стали использовать бромосеребряные пленки, сенсибилизированные молекулами красителей. Молекулы красителя поглощают свет в видимой спектральной области, что в сотни раз увеличивает светочувствительность фотографических пленок. Это открыло путь к изобретению кино и применению фотографии в астрофизике, ядерной физике, физике элементарных частиц - практически во всех областях науки и техники. И не только в науке и технике. Без фотографии нельзя представить себе ни сегодняшней жизни, ни современной истории человеческой цивилизации.

До середины прошлого века фотография как наука была частью фотохимии, так как и образование скрытого изображения, и его проявление основывались на фотохимических процессах. Ксерография - новый фотографический процесс, опирающийся на чисто физические явления, использующие фотопроводимость полупроводников. И здесь надо рассказать обо всем, что привело к созданию первого ксерокса.

Основные события произошли независимо друг от друга в 1938 году по разные стороны Атлантики.

В небольшой комнате отеля "Астория" в Нью-Йорке (Лонг-Айленд) Честер Карлсон (1906-1968), физик, служивший в патентной конторе, проделал такой опыт: наэлектризовал трением пластинку поликристаллической серы и через пленку, несущую изображение, осветил ее. Сера - фотопровод ник. При освещении в фотопроводнике возникают носители тока, электроны, или дырки. Они разряжают освещенные участки фотопроводника, поэтому после световой экспозиции на поверхности серы возникает скрытое изображение, образованное заряженными и разряженными участками. Если опылить такую поверхность заряженным порошком, несущим противоположный заряд, частицы порошка проявят изображение. Для проявления Карлсон использовал трибоэлектрический эффект, давно известный в физике. Он смешал порошки сурика и серы (частицы которых, контактируя друг с другом, заряжаются противоположными зарядами) и опылил пластинку серы. Частицы красного сурика проявили скрытое изображение. На поверхности пластинки проступили строки: "Астория", 22 октября 1938 года. Эту дату и следует считать днем рождения ксерографии.

Конечно, в основе современной ксерографии лежит усовершенствованная технология. Заряжают фотопроводник не трением, а коронным разрядом. С его же помощью проявленное изображение переносится на бумагу, а затем фиксируется. В качестве фотопроводника используют материал более светочувствительный, чем сера, например аморфный сплав селена с теллуром.

В том же 1938 году работал в Париже на улице Воклен в институте Марии и Пьера Кюри молодой физик Георгий Наджаков (когда-то именно здесь супруги Кюри открыли естественную радиоактив ность радия). В лаборатории, которой руководил знаменитый французский физик Поль Ланжевен, Г. Наджаков открыл так называемые фотоэлектреты. Он обнаружил, что при освещении внешнего электрического поля некоторых фотопроводников в них возникает внутренняя электрическая поляризация, которая длительное время сохраняется в фотопроводнике. Внешне это напоминало магнитную поляризацию ферромагнетиков. Поэтому (по аналогии с магнитом) Наджаков назвал фотопроводник с постоянной электрической поляризацией электретом. Поляризацию фотоэлектрета можно разрушить при повторном освещении фотопроводника в отсутствие внешнего поля.

Сейчас механизм образования фотоэлектрета хорошо изучен. Он связан с локализацией носителей заряда (электронов и дырок) в глубоких ловушках, что и обеспечивает поляризации "долгую жизнь". Интересное совпадение: в качестве материала для фотоэлектрета Наджаков, как и Карлсон, использовал поликристаллическую серу.

Через пятнадцать лет эти два открытия неожиданно встретились и дали жизнь первому ксероксу. И здесь уже надо рассказывать о себе.

Физический факультет МГУ я закончил в декабре 1952 года, когда в стране бушевало "дело врачей". Окончил с отличием, еще студентом опубликовав две научные статьи. На работу меня не брали, а мать, врача-гематолога, выгнали из больницы. Не на что было жить. Отец, погибший в войну, был полиграфистом. Его друзья устроили меня в НИИПолиграфмаш: маленький институт при заводе, ютившийся в домиках-развалюшках за Текстильным институтом. Там за кульманами сидели несколько конструкторов, чертивших детали полиграфических машин. Физикой, как говорится, и не пахло. Директор, друг отца, завел меня в пустую комнату, где стояли стол и два стула, и сказал: "Займи себя чем-нибудь. Авось, скоро полегчает". Никто еще не знал, что полегчает через два года, после ХХ партийного съезда.

Времени я не терял. Ходил в Ленинку, читал журналы по физике, приобрел кое-какое оборудование. И вот тогда случайно наткнулся в литературе на статьи Наджакова и патент Карлсона. Мне пришла в голову идея осуществить новый фотографический процесс (я его назвал электрофотографией), в котором фотоэлектрет служил фоточувствительным слоем, а проявление проводилось с помощью трибоэлектрического эффекта (как у Карлсона). Новый фотографический процесс задумывался еще и как метод создания оптической памяти, поскольку, в отличие от процесса у Карлсона, фотоэлектрет не только формировал, но и запоминал изображение. Скрытое изображение могло храниться довольно долго, и его можно было проявить через длительное время после экспозиции.

Макет был сделан быстро. Следуя примеру Наджакова, я использовал поликристаллическую серу, а затем и другие фотопроводники, например сульфид цинка и кадмия. Проявление производилось порошком асфальта. На фото читатель может видеть самое первое изображение, полученное осенью 1953 года (оригиналом служил диапозитив). Вскоре на заводе сделали аппарат, который назвали ЭФМ-1 (электрофотографическая множительная машина). Цифра "1", видимо, означала, что за первой моделью последуют другие. Этот "исторический" аппарат изображен на рисунке, заимствованном из моей книги, вышедшей много лет спустя . Работа его понятна из схемы, показанной на рисунке.

На электрофотографию сбегалась смотреть "вся Москва". Ее показывали в кино и по телевидению. Приехал министр, и в институте состоялось совещание. Обсуждали, что делать дальше, как внедрять. В Вильнюсе под руководством талантливого инженера и изобретателя Ивана Иосифовича Жилевича организовали научный центр и назвали его "Институт электрографии" (до этого группа И. И. Жилевича в Вильнюсе считалась филиалом нашей лаборатории). В Кишиневе нашли завод, которому директивно поручили выпуск ЭФМ (в 1954 году слово "ксерокс" еще не вошло в употребление, а сам ксерокс появился на западном рынке только в конце 50-х годов).

Много лет спустя я узнал, что в США, в компании "Галоид" (позже переименованной в "Ксерокс"), в это же время стали появляться первые модели. Но, как я уже сказал, их работа основывалась на другом принципе.

Директор моего института купался в лучах славы: "Вот видишь, - говорил он, - я же тебе предсказывал..."

В 1955 году академик Алексей Васильевич Шубников, директор Института кристаллографии (где я работаю и поныне), пригласил меня в аспирантуру. Его заинтересовала тема электретов. Под непосредственным руководством профессора И. С. Желудева я написал диссертацию "Фотоэлектреты и электрофотографический процесс". Изменилось не только время, но и место работы: академический институт, богатая лаборатория и библиотека, условия для творческой работы. Однажды Алексей Васильевич предложил мне рассказать о моей работе на семинаре у П. Л. Капицы - в "капишнике", и Петр Леонидович очень тепло отозвался о работе, предсказав ей большое будущее.

Теперь, работая в Академии наук, я был связан и с внешним миром. Оказалось, что Георгий Наджаков, первооткрыватель электретов, стал вице-президентом Болгарской академии наук, у нас с ним завязалось тесное сотрудничество. В июне 1965 года нашу лабораторию в Институте кристаллографии посетил Честер Карлсон. Основатель ксерографии заинтересовался моими статьями. Нас вместе сфотографировали с помощью электрофотоаппарата на электрете. В конце 50-х годов профессор Колумбийского университета Хартмут Кальман с сотрудниками повторил мои эксперименты по электрофотографии на фотоэлектретах и нашел ей интересное применение в космической связи. Об этом он рассказал на коллоквиуме в Мюнхене, где мы встретились в 1981 году. За эти работы американское фотографическое общество наградило меня медалью Козара, а немецкое и японское - избрали почетным членом. Побывал я с докладом и в Институте Марии и Пьера Кюри в Париже, где когда-то Наджаков открыл фотоэлектрет.

Все эти годы я не порывал связи с НИИПолиграфмашем и перевез свой аппарат на новое место работы, хотя в начале 60-х занялся другой тематикой, и ЭФМ задвинули в дальний угол комнаты. В то время ксероксы у нас были редкостью. Они покупались за валюту и имелись только в важных учреждениях. Стояли они в специально охраняемых комнатах, где под расписку высокие начальники снимали копии документов. В нашем же институте каждый сотрудник мог снять копию нужной статьи или документа. Но это продолжалось недолго.

Как известно, в 60-х годах началась борьба с "самиздатом". Рукописи А. И. Солженицына и других запрещенных авторов ночами размножались на пишущих машинках на тонкой папиросной бумаге. А тут ксерокс стоит без присмотра! Ко мне пришли из дирекции и объявили, что машину следует разобрать и уничтожить. Я долго объяснял, что моя экспериментальная установка - первый в мире ксерокс, работающий по новому принципу. Все оказалось бесполезным. К Алексею Васильевичу я не пошел. Ксерокс разобрали и выбросили на свалку. Но одна деталь сохранилась. Пластинка фотоэлектрета имела зеркальную поверхность, и наши женщины приспособили ее в качестве зеркала в туалете. Мыла и туалетной бумаги там не было никогда, а вот зеркало появилось. Так бесславно завершилась судьба первого в мире ксерокса.

Читатель спросит, а как же завод в Кишиневе, Институт электрографии в Вильнюсе? Где они, советские ксероксы? Почему мы покупали и покупаем за валюту? Если бы только ксероксы... Наша российская наука во многих областях стояла и стоит во главе мирового прогресса. Но и по сей день мы не продаем изделий высокой технологии и кормимся нефтяной "трубой". Почему? На этот вопрос пусть ответит читатель.

V. M. Fridkin. The Phisics of the Electrophotographic Process. Focal Press, London, 1973.

64 года назад, а именно 22 октября 1938 года, в недрах одного из небольших номеров отеля, носящего такое знакомое для слуха петербуржца название - "Астория", но расположенного на Лонг-Айленде в Нью-Йорке, скромный служащий патентного отдела местной электронной фирмы сумел воплотить в жизнь давнюю мечту всех офисных работников: он создал первое в мире устройство, предназначенное для снятия копий оригинальных документов. Естественно, первый прототип изобретения Честера Карлсона в то время еще не могло делать качественных и четких дубликатов документов. Самый первый оттиск, вошедший в историю, представлял собой всего лишь одну надпись: "10.-22.-38 ASTORIA". Через два года, в ноябре, Честер Карлсон получил патент на открытую им технологию, которая позволила использование для копирования текстов статического электричества. Первым же по-настоящему успешным аппаратом, действительно получившим реальное признание и применение, был агрегат, разработанный в 1949 году компанией Haloid. Ну а в 1961 году компания Haloid Xerox Inc представила на суд потребителей первую абсолютно автоматическую модель офисного копировального аппарата, использующего обыкновенную бумагу.

Недавно кончился век, и теперь, в очередной раз оглядываясь назад и подводя итоги эпохи, можно с определенной долей уверенности заявить, что изобретения, которые дали замечательную возможность печатать, копировать и размножать документы, стали настоящими "катализаторами" цивилизации. Посредством их человечество получило великую возможность передавать знания, мнения и опыт в компактной, сохраняемой и общедоступной форме. Фактически эти изобретения можно сравнить с изобретением письменности, а затем и с изобретением печати Иоганном Гуттенбергом.

И таким образом, была распахнута доселе лишь приоткрытая дверь в культурное пространство, передвижение в котором привело нас в информационный век.

История существования копировальной техники весьма продолжительна, даже если мы не будем учитывать таких предшественников современных копиров, как печатный станок и копировальная бумага. Пожалуй, по своей протяженности она вполне сопоставима с историей возникновения и существования вычислительной техники. К сожалению, в нашей стране фотокопировальные аппараты стали столь популярны и получили широкое распространение как в офисах фирм, так и среди обычных потребителей лишь совсем недавно, но весь остальной прогрессивный мир знает и использует их несомненные преимущества уже с середины прошлого века, что, при современных темпах научно-технического прогресса, - срок весьма почтенный.

Считается, что прообразом копировального аппарата является прибор под названием мимеограф. Изобретателем данного аппарата является гениальный ученый Томас Алва Эдисон (1847-1931) - замечательный ученый и конструктор, который преподнес цивилизации огромное количество технических открытий, существуют даже мнения, что количество его изобретений и открытий превышает чье бы то ни было, за исключением, пожалуй, только Леонардо да Винчи. Но изобретения великого да Винчи, в отличие от Эдисона, не могли быть востребованными благодарным человечеством просто в силу той эпохи, когда ему было суждено творить. В мимеографах для копирования текста использовались листовые трафареты, которые накладывались на вращающийся барабан. Данный барабан содержал в себе жидкую краску. Таким образом, трафареты отпечатывали изображение на проходящих под ними листах бумаги. Каждый трафарет единоразово мог воспроизводить до 5000 копий, что являлось весьма внушительным количеством. Вдобавок к этому, никто не возбранял его повторное использование. Безусловно, даже не будучи специалистами, мы, только исходя из описания аппарата, сразу же сможем подметить его основной недостаток, а именно то, что каждый трафарет приходилось изготавливать специально, и изображение, которое было отпечатано другим способом (например, на печатной машинке), не годилось в качестве оригинала. Но это было не единственным недостатком агрегата. Даже по тем временам аппарат был чересчур громоздким, сильно загрязнял рабочее место краской, а кроме того, что немаловажно, распространял вокруг себя пренеприятный запах.

Довольно интересным фактом является то, что значительно доработанные и усовершенствованные мимеографы, использующие современные технологии сканирования изображения и способные самостоятельно изготовлять трафареты (которые теперь называют также мастер-пленками), достаточно широко распространены и фактически являются альтернативными крупнотиражным фотокопировальным станциям. Сейчас особенно хорошо известны две торговые марки, которые в настоящее время занимаются производством таких аппаратов: во-первых, это фирма Riso, производящая ризографы, и фирма Ricoh, выпускающая припорты (известные также под названием - копи-принтеры). Сканирование в них происходит с помощью использования цифровой системы, что позволяет применять их в качестве весьма производительных сетевых принтеров.

Основным преимуществом данных аппаратов, конечно, является их быстродействие, в несколько раз превышающее обычные копировальные аппараты, находящиеся в той же ценовой категории, а кроме того, крайне низкая себестоимость получаемых копий.

Но, несмотря на достоинства, как и в любом другом оборудовании, присутствуют здесь и свои недостатки. Основной недостаток, - это заметно худшее качество копий. Помимо этого, в случае если копии производятся на обыкновенной плотной офисной бумаге, то им необходимо еще некоторое время после выхода из аппарата, для того чтобы высохнуть. В связи с этим свойством при копировании на аппаратах подобных систем рекомендуется использование или специальной дорогой бумаги, или же, наоборот, самой дешевой, но с высокой капиллярностью.

Отличительной чертой ризографов, копи-принтеров и прочих трафаретных аппаратов является нецелесообразность их применения для производства единичных копий с различных оригиналов, поскольку при этом очень быстро будет расходоваться дорогая трафаретная мастер-пленка и, соответственно, затраты на копировальные работы станут слишком высокими (если проводить сравнение с обычными копировальными аппаратами), тем самым потеряется то преимущество, о котором заявлялось выше.

Но, тем не менее, несмотря на все эти проблемы, современные варианты мимеографа вполне устойчиво удерживаются в своей нише на рынке, так как способны замечательным образом удовлетворять запросы потребителей (а клиент всегда прав), которые желают в небольшие промежутки времени иметь возможность получать значительные тиражи идентичных копий с заказанного ими оригинала, не затрачивая при этом больших сумм на приобретение сложных фотокопировальных аппаратов.

Когда-то наряду с мимеографом было широко известно такое устройство, как гекто-граф, в котором промежуточным носителем при передаче изображения являлся лист со специальным желатиновым покрытием. Но, безусловно, этот агрегат был гораздо менее перспективен и удобен, нежели мимеограф, так как позволял воспроизвести только 200-300 копий. Не удивительно, что он не смог выжить в процессе естественного отбора. Также были еще и спиртовые гектографы, основанные на несколько ином принципе химической передачи изображения.

Насколько бы разнообразными ни были варианты производства бумажных копий, все же все они, по большому счету, относились не к копированию в традиционном понимании этого термина, а к тиражированию: ведь для производства каждого вида копий обязательно требовалось создание специального рабочего оттиска. Даже сегодня это значительно повышает необходимость гораздо больших затрат, а раньше, кроме этого, процесс создания шаблонов занимал и значительное количество времени.

Уже позднее появились аппараты, которые в большей степени напоминали копиры в современном их виде, но технология их была построена не на использовании электростатического заряда при переносе изображения, а скорее, была близка к обычному фотографированию, где присутствовали химические проявители и инфракрасное излучение. Подобные аппараты первоначально выпускались компаниями Minnesota Mining and Manufacturing и Kodak. Затем свои идеи в разработках подобного направления стали активно предлагать и другие фирмы. Очевидным минусом данных моделей был тот факт, что они использовали только специально обработанную бумагу. Аппараты, подобные тем, и сегодня продолжают производиться, но доля их продаж на рынке незначительна.

Вот в этот момент на авансцену величаво поднимается фотокопировальный процесс...

В то время когда, наконец, был изобретен сухой электростатический фотокопировальный метод, все прочие способы производства копий были слишком несовершенны, таким образом, делопроизводство практически полностью приходилось вести методом перепечатки документов через копировальную бумагу.

Естественно, для любого руководителя было гораздо проще потратить несколько лишних дней, а то и недель работы наемных машинисток, чем связываться с огромным аппаратом, чрезвычайно сложным как в использовании, так и в обслуживании, а главное - требующим для корректной и безопасной работы постоянного присутствия инженера, которому пришлось бы платить больше, чем нескольким машинисткам. Кроме того, копии могли получаться еще хуже, чем выходили из печатных машинок, а офис становился похожим на грязный рабочий цех.

Такое, мягко говоря, неудобное положение, когда деятельность, связанная с тиражированием большого числа копий, фактически превращалась в тяжелый, можно сказать, каторжный труд, и явилось тем фактором, который заставил первооткрывателя сухого электростатического переноса Честера Ф. Карлсона (1906-1968) приступить к созданию новой инженерной системы, которая могла бы заниматься воспроизводством копий гораздо быстрее, дешевле, качественней, и - что самое главное - более просто, чем старые монстроподобные агрегаты.

Честер Ф. Карлсон был уроженцем Сиэтла, штат Вашингтон, и с четырнадцати лет фактически стал единственным кормильцем в семье и содержал своих больных родителей. Однако это не помешало ему закончить колледж, и в 1930 году он получил степень бакалавра физики в Калифорнийском технологическом институте. Непродолжительное время после окончания колледжа Карлсон работал в Bell Telephone Company, затем он с большим трудом устроился в патентный отдел нью-йоркской электротехнической компании P. R. Mallory Company, адвокатом по делам авторских прав. Именно здесь впервые молодой Честер и столкнулся вплотную с необходимостью делать огромное количество копий документов, чертежей и рукописей вручную. Желание каким-либо образом автоматизировать этот процесс навело его на мысль о создании машины, которая могла бы изготавливать копии одним нажатием кнопки. Карлсон осознал, насколько велика потребность в простом и дешевом способе производства высококачественных копий. После этого он твердо решил посвятить все свое свободное время работе над решением этой проблемы. В 1934 году он начал знакомиться со всеми материалами того времени, которые так или иначе относились к фотографическому и печатному процессам. Его внимание было привлечено одной публикацией, в которой приводились сведения о том, что электропроводимость определенных материалов меняется под воздействием света. В одном из научных журналов Карлсон обнаружил сообщение о том, что некий венгерский ученый пытался дублировать чертежи, используя порошок, заряженный статическим электричеством, и с тех пор потерял покой.

На данном принципе он и решил построить свои изыскания.

Но быстро сказка сказывается, да не быстро дело делается. Обычно от возникновения светлой идеи до момента ее фактического воплощения проходит немалый период времени. Данный случай не был исключением. Только после долгих и продолжительных экспериментов, которые заняли целых четыре года, Карлсон, наконец, смог получить материальное подтверждение своих идей и сделал первую в истории сухую фотокопию. Уже через год им был получен первый из многочисленных патентов на свое изобретение. Но рано было говорить, что все проблемы уже решены и копировальный аппарат наконец увидел свет, даровав свободу бесчисленному числу машинисток. В те времена наука и техника развивались гораздо медленнее, чем в наши дни, и до создания копировального аппарата было еще далеко.

Как и большинство новаторов и изобретателей, Честер Карлсон не собирался поначалу ставить свое изобретение на поток. Пределом желаний было продать идею какой-нибудь крупной корпорации и получить за нее большие деньги, да еще, если повезет, процент с продаж. Однако проблема (или удача) талантливых изобретателей в том, что их идеи часто настолько революционны, что никак не вписываются в рамки традиционного для того времени рынка. В эти идеи не верит никто, кроме самих изобретателей.

Еще целых четыре года были потрачены Карлсоном на безуспешные попытки заинтересовать своим революционным изобретением производителей офисного оборудования. К сожалению, людям свойственно сомневаться во всем новом и непривычном. То, что было очевидным для рядового клерка, в глазах руководителей компаний выглядело, по меньшей мере, сомнительным. Большое количество фирм, среди которых были такие монстры, как IBM, Remington и General Electric, ответили на его предложение отказом. "Мне так никого и не удалось убедить, что мое изобретение - ключ к огромной и совершенно новой индустрии", - вспоминал впоследствии о тех днях Честер Карлсон. Но, наконец, Карлсону удалось договориться с некоммерческой организацией Bettell Memorial Institute, которая занималась научными изысканиями, вложить средства в его дальнейшие работы над усовершенствованием нового процесса, который Карлсон называл "электрофотографией".

В 1947 году мало кому известная фирма Haloid Company, занимавшаяся производством фотобумаги и проявлявшая интерес к передовым открытиям в своей и смежных отраслях, обратила внимание на работы Карлсона и выкупила права на использование его патентов.

После этого процесс начал продвигаться значительно быстрее, ведь за дело взялась коммерческая организация. Первой задачей, вынесенной на повестку дня, стало разрешение вопроса, какое звучное торговое название дать изобретенному Карлсоном процессу сухого электростатического переноса изображения. В результате долгих мучений остановились на предложении преподавателя классических языков университета штата Огайо. Он предложил термин ксерография, который был образован от двух греческих корней: xeros (сухой) и graphein (писать). Это решение оказалось судьбоносным, ведь термин дал впоследствии имя и самой компании, которая вначале стала именоваться Haloid Xerox, затем Xerox Corporation и, наконец, сравнительно недавно, The Document Company Xerox. Так что, ошибаются многие люди, которые считают, что термин "ксерокопия" произошел от названия известной компании, все оказалось наоборот, и даже более того, ведь не появись аппарат Карлсона, - возможно, компания Haloid ушла бы в небытие, как и много мелких компаний, существовавших в то время.

Уже через год в продажу поступили первые рабочие аппараты так называемой модели А, но из-за множественных недоработок этой модели так и не суждено было стать серийной.

Шло время, разработчики все совершенствовали узлы и детали, принимающие участие в ксерографическом процессе, и, наконец, в 1959 году фирма выпустила модель 914, которая увидела свет после некоторого числа промежуточных неудачных конструкций. Этот аппарат стал для рынка офисного оборудования таким же прорывом, каким в свое время стала компьютерная мышь для персональных компьютеров или фордовская модель Т для автомобилестроения.

Xerox 914 был первым полностью автоматическим аппаратом, который делал копии на обычной бумаге (7 штук в минуту). Это была революция. Модель не снималась с производства на протяжении 26 лет. До сих пор аппараты Xerox 914 работают в офисах многих фирм Америки.

В том же году акции компании Xerox Corporation начали высоко котироваться на бирже Нью-Йорка, да и по сей день они занимают одну из самых устойчивых позиций.

Все конкуренты, производившие в то время устройства для копирования, основанные на каких-либо иных принципах, оказались бессильными против ксерографической техники. Они не смогли соперничать с тем качеством, простотой и низкой стоимостью копий, которые были представлены в модели 914 компании Xerox.

И "aemocmamu", и верифаксы, и термофаксы, бывшие конструктивно гораздо проще, чем ксероксы, не могли соперничать с ними, так как работали на специальной дорогой бумаге, что при больших объемах производства копий оборачивалось для потребителей слишком существенным ударом по бюджету. Помимо того, качество и долговечность копий, изготовленных по альтернативным технологиям, оставляли желать много лучшего.

Таким образом, можно сказать, именно тот факт, что для аппарата Карлсона не требовалось никаких специальных бумагоносителей, а достаточно было самой обычной офисной бумаги, стал определяющим в победе ксерокса, которую он одержал над всеми своими конкурентами. Ведь недаром до сих пор в технических спецификациях, да и просто в рекламных буклетах многих производителей можно видеть словосочетание plain paper copier, подчеркивающее эту особенность.

Немаловажное значение имел и тот факт, что фирма Haloid, а потом и Xerox, в основном не продавала, а сдавала в аренду за вполне умеренную плату свои довольно дорогие аппараты потребителям. Тем самым они становились доступными для всех, в том числе и для небольших малобюджетных предприятий. Даже сегодня в Соединенных Штатах Америки развита система сдачи копировальной техники в аренду, когда потребитель платит только за копию. То же самое мы можем сейчас наблюдать и в России.

Интересным фактом является то, что модель 914, несмотря на то, что и у нее имелись определенные недостатки этой первой серьезной пробы в новой отрасли, стала настолько популярной, что фирма Xerox была вынуждена проводить специальную "антирекламную" кампанию, которая была направлена против использования ее торговой марки для названия всех аппаратов, производящих копии. Как мы знаем, прижились слова "ксерокс", "ксерокопия", "ксерокопировать" и в России, даже в настоящее время они еще очень прочно, и как мы видим, небезосновательно, держатся в сознании людей как родовые понятия - зачастую можно встретить инженера, специализирующегося на ремонте аппаратов Ricoh или Canon, но тем не менее называющего их ксероксами.

Между прочим, с приходом на рынок копировальной техники крупных японских компаний, в том числе Ricoh - который сейчас является одним из лидеров отрасли, в самой Японии прижился термин "рикопировать", а не ксерокопировать.

Итак, электростатические копировальные аппараты фирмы Xerox стали неотъемлемым атрибутом американских, а затем и мировых офисов. Ксероксами пользовались как частные компании любого калибра, так и различные государственные учреждения. Например, в полицейских участках копирам нашли весьма оригинальное применение: с помощью копиров довольно интересным способом экономили время на составление перечня найденных в карманах задержанных мелочей - все мелочи попросту клали на экспозиционное стекло, а затем делали копию. Так получилось, что компания Xerox практически монопольно завладела чрезвычайно прибыльным рынком. За эти несколько лет торговый оборот компании многократно вырос и к 1968 году составил более миллиарда долларов.

Но, как известно, законы Соединенных Штатов запрещают вводить монополии в каких бы то ни было формах, и в начале семидесятых годов Федеральная торговая комиссия США вынудила корпорацию Xerox безвозмездно предоставить основные патенты на изобретение Честера Карлсона всем заинтересованным в этом конкурентам (так, Xerox пострадал от антимонопольного комитета еще раньше, чем Билл Гейтс), в том числе и японским компаниям, которые не растерялись, а тут же наводнили американский рынок своей, еще более дешевой и качественной продукцией. В то время твердо заявили о себе такие производители, как Ricoh, Canon и Sharp. Но, как и надлежит настоящему лидеру, корпорация Xerox с честью выдержала возросшую конкуренцию. Эта корпорация и по сей день продолжает занимать одну из лидирующих позиций в области производства копировальной техники.

На сегодняшний день The Document Company Xerox отдает предпочтение специализации на копировальных станциях высшей ценовой категории, и, таким образом, ведет экономическую политику, схожую с основоположником компьютерной индустрии - фирмой IBM, которая также несколько отошла от фактически ею созданного рынка персональных компьютеров и занялась более дорогостоящими и передовыми проектами.

Так же знаменателен и тот факт, что целый ряд портативных малоформатных моделей, которые выпускаются в настоящее время под торговой маркой Xerox, на самом деле разработаны фирмой Sharp. Это объясняется тем, что Xerox не видит большого смысла в том, чтобы тратить деньги на создание собственных дешевых и малопроизводительных аппаратов, и потому предпочитает перекупать их у конкурента, дабы не оставлять спектр своей продукции неполным.

Исключительное внимание в компании Xerox уделяют развитию цифровых копировальных технологий. Мы можем наблюдать это, если посмотрим на новый логотип компании, который представляет собой частично растрированную букву X. В этом нет ничего удивительного. Ведь если обратить внимание на общее состояние и тенденции отрасли производства копировальных аппаратов, то становится ясно, что аналоговых копировальных аппаратов с каждым годом будет выпускаться все меньше и, скорее всего, их очень скоро полностью заменят цифровые модели.

В последние годы Xerox начала осваивать и новые рынки. Сейчас она производит лазерные принтеры, сканеры, факсовые аппараты, программное обеспечение и многое другое (полный перечень занимает 14 страниц).

В 1906 году в Рочестере (США) была основана компания Haloid Compani, которая занялась производством фотобумаги. Спустя несколько десятилетий (в 1947-ом) руководство фирмы приобрело патент копировального устройства, ранее разработанного Честером Карлсоном. Еще позже, 1958-ом, компанию переименовывают в Haloid Xerox, а в году 1961-ом – в Xerox Corporation. Это лишь некоторые моменты из истории известнейшего на сегодняшний день производителя копировальной техники и периферийных устройств. В действительности же, был ошеломляющий взлет, затем – практически крах, и наконец – возрождение. Все это касается компании Xerox.

Честер Карлсон – изобретатель копировального аппарата

В 30-ые годы прошлого столетия далеко не все американцы имели работу, которая нормально оплачивалась. Что касается изобретателя первой копировальной машины, Честера Карлсона, то ему и вовсе пришлось начинать зарабатывать деньги уже с двенадцати лет, совмещая работу и учебу в колледже, а затем в политехническом институте в Калифорнии. Учебное заведение Честер окончил, получив степень бакалавра в области физики.

Поработав дворником, уборщиком, помощником печатника, Карлсон разослал несколько десятков резюме. На одно из них откликнулся патентный отдел “П.Р.Мэллория и К0”, приняв молодого парня на работу. Задача заключалась в фотокопировании и рассылке копий чертежей. Заказчиками выступали различные фирмы.

Методы копирования в то время были “дедовскими”: трудопотери были огромными, брака было много. Именно по этой причине Честеру и пришла в голову мысль каким-то методом механизировать свой труд. Таким образом, чулан его маленькой квартиры стал лабораторией для проведения опытов и движения к цели. Через 3 года усиленной работы Карлсон с напарником получили первую копию, созданную с использованием электростатического метода. Получив патент, изобретатель начал предлагать продукт своего труда различным фирмам.

Xerox: от первой прибыли до миллионов долларов

Демонстрация работы первого копировального аппарата достаточно часто была неудачной: бумага портилась, копии получались размытыми. Это заставляло Карлсона искать кредиторов, без которых проведение дальнейших разработок было невозможным. 3000 тысячи долларов были выделены руководством фирмы “Беттел мемориал”, под опекой которой и трудился далее изобретатель. Партнером “Беттел мемориал” была компания Haloid. Позже образовалось совместное предприятие – “Рэнк-Ксерокс”.

После образования новой компании основной задачей изобретателя и команды являлось совершенствования аппарата модели 914, имевшей ряд недостатков. Сначала она в продажу поступала даже с огнетушителем. Причиной этому были частые возгорания бумаги. Со временем модель все же удалось сделать более совершенной, а благодаря телевизионному рекламному ролику она обрела популярность. С того времени эти аппараты начали поступать не только в продажу, но и сдавались в аренду.

В 1966 году компанией реализовывалась уже более совершенная модель 813. Она была в 6 раз меньше, чем 914-ая. Позже появилась модель 2400. Объем продаж с годами рос, и это выглядело так:

В 1959 году объем составил 32 миллиона долларов;
В 1961 – 61 миллион;
В 1962 – 104;
В 1968 – 1125.

Спад производства и потеря рынка сбыта, возвращение лидирующих позиций

Практически все успехи компании Xerox были связаны с отсутствием конкуренции на то время. После того, как позиции стали укреплять Kodak и IBM, у Xerox наступили тяжелые времена.

Практически крах компании заставил руководство искать самые различные пути решения накопившихся проблем. Одним из таковых стало обращение в консультационную фирму Недлера, который выявил основные проблемы и составил дальнейший план действий. Основными пунктами являлись:

Четкая и ясная формулировка задач;
Организация нововведений;
Перевод производства на новые рельсы.

Воплощение в жизнь новых идей было невозможным без новых знаний. С целью их обретения руководство Xerox обратилось к Филу Кросби с просьбой прочесть цикл лекций для высшего руководства фирмы на тему проблем качества. Встал вопрос и о полной переподготовке персонала. С целью его решения в Лисбурге был построен учебный комплекс.

К концу 1988 года 100 тысяч служащих Xerox прошли переподготовку, что дало отличные результаты: качество продукции стало заметно выше, прибыль начала расти. В этом же году французский, английский и голландский филиалы получили ряд наград за высокое качество продукции.

Год 1989-ый – один из самых удачных в истории компании: Xerox получает “приз Болдриджа”, чем сильно укрепляет позиции на рынке копировальной техники и периферийных устройств.

Со сталинских времен, точнее с периода борьбы с "преклонением перед западной техникой", в СССР очень активно продвигалась идея о том, что многие технические достижения были первоначально плодом ума наших гениальных ученых и инженеров, а также рук наших талантливейших самоучек. Именно русский "левша" раньше европейцев изобрел то-то и то-то, спрыгнул с колокольни Ивана Великого, первым полетел и т. д. Но есть достижения, которыми мы можем по праву гордиться. То, что называется сегодня ксероксом, — изобретение советского физика.

В массовом сознании отложилось, что копировальные аппараты — это плод конструкторской мысли инженеров концерна Xerox. Эрудиты поправят таких незнаек и расскажут, как 22 октября 1938 года американец Честер Карлсон получил копию обложки буклета нью-йоркского отеля "Астория", в котором располагалась его лаборатория. Мистер Карлсон добился этого тем, что наэлектризовал трением пластинку полукристаллической серы и через пленку, несущую изображение, осветил ее. Поскольку сера является фотопроводником, возникшие при этом носители тока разрядили освещенные участки пластинки. После этой световой экспозиции инженер опылил пластинку порошком, содержащим противоположный заряд, и на поверхности появилось скрытое прежде изображение. Честер Карлсон первым в мире сделал, как тогда говорили, сухую фотографию.

Кто-то еще не понял подвоха, причем тут советский изобретатель? Объясним: американец сделал это без специального оборудования. И даже сама идея не есть результат его "мозгового штурма". Трибоэлектрический эффект был известен физикам давно. С небольшой разницей во времени похожий эксперимент провел болгарский физик Георгий Наджаков, который работал в парижском институте Марии и Пьера Кюри. В 1944 году этот метод получил название "сухописание", а сотрудники отделения древних языков Университета в штате Огайо предложили именовать его по-гречески — ксерография.

По не очень надежной информации, в 1947 году права на сухую фотографию якобы купила фирма "Халоид" из Рочестера, которая специализировалась на изготовлении фотобумаги. Но широкого применения ксерография тогда не получила.

Идея ксерокопирования, которую Владимир Михайлович Фридкин за неимением лучшего слова называл электрофотографией, пришла в голову молодому выпускнику физического факультета МГУ, когда он читал в "Ленинке" журналы по физике с описанием экспериментов Честера Карлсона и статьи Георгия Наджакова. После ряда не вполне удачных экспериментов осенью 1953 года стали получаться копии документов и полутоновых фотоснимков.

Директор маленького НИИполиграфмаш, который ютился в домиках-развалюшках за Текстильным институтом, распорядился сделать на заводе макет первого электрофотографического аппарата — ЭФМ-1. Аббревиатура расшифровывалась так: электрофотографическая множительная машина. Цифра 1 означала, что эксперимент будет продолжен и аппарат будет совершенствоваться. Невзирая на примитивную механику эффект оказался поразительным.

В НИИ провели выездное совещание, на которое приехал лично министр промышленности средств связи. По его итогам в Вильнюсе создали Институт электрографии, который сразу же засекретили. В столице другой братской республики — в Кишиневе — перепрофилировали на выпуск ЭФМ один из заводов. И пока на Западе измышляли слова для несуществующего там аппарата, в СССР выпускали такой аппарат, не называя его ксероксом. Как вы судно назовете, так оно и поплывет!

В 1961 году американская компания "Галоид" переименовывается в "Ксерокс" и начинает выпуск первых моделей копировального аппарата. Они работали по иному принципу, нежели советские. Однако идеи Фридкина показались интересными Честеру Карлсону. В июне 1965 года американец навестил своего коллегу. Честер и Владимир сделали на память совместную фотографию на ЭФМ.

"Эрика" берет четыре копии, — пелось в известной песне Александра Галича. — Вот и все. И этого достаточно!" Пишущая машинка "Эрика" была главным инструментом для распространения диссидентами Самиздата в 1970-1980 годах. По "почерку" пишущей машинки правоохранительным органам легко было вычислить место напечатания крамольной литературы. Ксероксы западного производства были большой редкостью и находились лишь в особо важных учреждениях. Под них оборудовались специально охраняемые комнаты, а каждая сделанная копия заносилась в специальный регистрационный журнал. Для промышленного развития копировальной техники в СССР перспектив никаких не было.

В автобиографической повести "Улица длиною в жизнь" Владимир Фридкин вспоминал, что "не удивился, когда в комнату постучали, и дама из первого отдела института очень вежливо объяснила, что свой аппарат я должен сдать для списания.

— Для какого списания? — спросил я. — Вы знаете, ведь это самый первый в мире ксерокс!

— Знаю, — ответила дама. — Но держать его в своей комнате вы не имеете права. В ваше отсутствие сюда могут приходить посторонние люди…"

Демонтированный аппарат отнесли на свалку. В качестве зеркала в женском туалете прибили одну-единственную сохранившуюся деталь от первого из всех ксероксов — зеркальную пластинку фотоэлектрета. Долгие годы сотрудницы НИИ приводили себя в порядок, вглядываясь в остатки советского ксерокса.

Об изобретателе вспомнили в годы перестройки. Фридкина пригласили в США и наградили медалью Американского фотографического общества за весомый вклад в создание ксерокопировальной техники. В 2003 году Владимира Михайловича за "выдающийся вклад в развитие необычных (бессеребряных) фотографических процессов и международное сотрудничество в этой области" наградил Международный комитет по фотографической науке. Приуроченная к 50-летию создания первого копировального аппарата премия Берга, врученная Фридкину, свидетельствует, что научный мир признал: ксерокс появился не в 1938 году, а в 1953 году. В СССР, а не в США.

Практически каждый человек знает, что это - ксерокс. Это копировальный аппарат, который есть почти в каждом офисе. Его единственное назначение - делать копии документов (чаще всего стандарта А4), рисунков, фотографий и т. д. Однако мало кто знает основные характеристики ксерокса, а некоторые люди и вовсе услышали о нем впервые. Давайте попробуем детально разобрать, что это за устройство, как оно работает и как им правильно пользоваться.

Понятие

Ксерокс - это устаревшее название данного прибора и отчасти неверное. Само устройство для создания копий текста называется копир, и когда люди употребляют термин «ксерокс», то чаще всего они имеют в виду именно копир (если не говорят про компанию Xerox).

Дело в том, что первой компанией, которая реализовала технологию копирования текста, была Xerox. И когда приборы данного бренда заполонили рынок, то все начали употреблять название бренда, когда имели в виду сам копировально-множительный аппарат.

Принцип работы

Современные модели копиров сильно отличаются от тех, которые компания Xerox выпускала в шестидесятых годах предыдущего столетия. Они стали более функциональными, быстрыми и компактными.

Принцип работы состоит из четырех этапов:

Галогенная лампа с высокой яркостью освещает исходный документ.
Свет отражается от документа и посредством системы зеркал формирует на фотобарабане изображение. При этом на поверхности барабана образуются положительные и отрицательные заряды.
При переносе картинки на бумагу частицы тонера магнитятся к барабану (к засвеченному участку) и затем переносятся на чистый лист бумаги.
После этого лист с нанесенным тонером нагревается до высокой температуры, из-за чего тонер плавится и впитывается в сам бумажный носитель.

В результате получается точная копия исходного документа. В зависимости от модели копира в течение одной минуты может быть сделано 20-40 копий. Несложно посчитать, сколько копий можно сделать за целый час.

Теперь вы понимаете, что это - ксерокс. Устройство агрегата в целом несложно для понимания: в верхней части находится сканирующий элемент, на фронтальной - панель управления и дисплей, снизу установлены лотки для бумаги, а лоток для подачи выполненных копий располагается посередине. Конечно, разные модели могут иметь отличные друг от друга конструктивные исполнения.

Технические характеристики

Ксерокс - это технически сложное цифровое устройство, которое обладает определенными характеристиками.

Самый первый и важный параметр - это разрешение печати, которое измеряется в dpi. Данный параметр говорит о том, сколько точек копир сможет отпечатать на одном дюйме (больше - лучше). Однако при этом важно отметить, что разрешение не может улучшить качество оригинала, но оно позволит напечатать копию, максимально приближенную к нему.
Скорость - второй важный параметр. Чем выше будет скорость, тем быстрее оператор сможет получить готовый результат. Данный фактор играет решающую роль, если речь идет о выборе копира для использования в промышленных масштабах. Для крупных компаний, где документы печатают огромными партиями, необходимы очень быстрые ксероксы, способные за минуту выполнять 30 или больше копий. Для домашнего использования этот параметр имеет второстепенное значение.
Число копий за цикл. При регулярном использовании и печати документов в больших масштабах оператор имеет возможность задать настройки цикла. Стандартное значение - 999 копий за цикл.
Масштабирование исходного документа - дополнительный функционал, который ранее мог присутствовать в более дорогих моделях. Хотя большинство современных копиров на данный момент обладает функцией изменения масштаба копии от 25 до 400 %.

Функционал

Указанные характеристики являются стандартными. Ими обладает практически каждый копир, хотя современные модели могут иметь более широкие возможности:

Одно- или двухсторонняя печать.
Автоматическая подача листов.
Настройка через ПК.
Печать с флэшки или телефона.
Управление по Wi-Fi.
Копирование двухсторонних документов.
Корректировка контрастности изображения.
Блок памяти, позволяющий сохранять определенные настройки.
Энергосберегающий режим или автоматическое отключение при длительном неиспользовании.

Экономичность

При выборе копира покупатели обращают внимание на такой параметр, как цена отпечатки одного листа. У одного копира она может составлять 50 копеек, у другого - 3 рубля, поэтому данный критерий важен. Дело в том, что заправка ксерокса - это платная услуга. И если выбирать устройство с небольшой вместительностью картриджа, то заправлять его придется довольно часто и каждый раз за заправку платить деньги. В результате стоимость одной копии будет высокой.

Как пользоваться ксероксом?

Производители этой техники делают все возможное для того, чтобы упростить процесс эксплуатации для пользователя. Им это удается. Для создания копии необходимо всего лишь:

Положить бумагу в специальный лоток.
Приложить оригинал документа к стеклянной панели, прикрыть документ крышкой.
Нажать на кнопку печати.

Через несколько секунд копия документа будет готова. Как видите, ничего сложного нет.

Заключение

Теперь вы понимаете, что это - ксерокс. Данный инструмент совмещает в себе функции сканера и принтера. То есть он сначала сканирует/фотографирует исходный образец как сканер, а затем распечатывает его как принтер.

Отметим, что на данный момент ксероксы как отдельные устройства себя изжили. Сейчас почти все производители предлагают технические решения типа сканер, копир.