en] (Win98; I) [Netscape]">
ЭЛЕКТРОГРАФИЯ
Различные электрографические способы формирования красочного изображения и переноса его на воспринимающую поверхность бурно развивались в послевоенные годы. За последние полстолетия они стали играть ведущую роль в области копировально-множительных процессов, став едва ли не самым распространенным средством размножения всевозможной документации. Ноив традиционной полиграфии эти способы нашли достаточно широкое применение, например при изготовления форм плоской печати. Вместе с тем, будучи первоначально предназначены для множественного воспроизведения изображений и текстового материала, электрографические процессы в ряде случаев стали использоваться в областях, весьма далеких от полиграфии, например в медицинской и технической рентгенографии.
Прежде чем говорить об истории изобретения, становления и развития электрогра-фии, происходивших на глазах ныне живущего старшего поколения, познакомимся с терминологией, которой нам предстоит пользоваться.
Термин электрография широкого распространения не получил. Мы понимаем под электрографией совокупность электрических и электромагнитных способов формирования красочного изображения и способов печати, в основе которых лежат зачастую совершенно несходные физические принципы. Таким образом, этот термин объединяет как формные, так и печатные процессы. Именно в этом смысле термин вошел в наименование основанного в июле 1957 г. в Вильнюсе Научно-исследовательского института электрографии - первого в мире специализированного научно-исследовательского учреждения в интересующей нас области.
Значительно более широкое распространение получил термин электрофотография, под которой обычно понимают совокупность способов воспроизведения изображений на некоей поверхности, электрические свойства которой изменяются в соответствии с большим или меньшим количеством лучистой энергии, воспринятой этой поверхностью. Если в основе классической фотографии лежат процессы фотохимические, то в основе электрофотографии - процессы фотоэлектрические.
Если электросветочувствительная поверхность служит не только для формирования скрытого электростатического изображения и его последующего проявления, но и является некоей постоянной подложкой для порошкового отфиксированного изображения в течение всего времени его службы - мы можем говорить о собственно электрофотографическом процессе, не имеющем ничего общего с полиграфией, ибо последняя предполагает наличие некоего красочного переноса. Электрофотографические процессы и были первоначально предназначены для того, чтобы заменить традиционное фотографическое воспроизведение изображений на дорогостящих светочувствительных слоях, содержащих серебро. В дальнейшем, однако, перспективное развитие любительской и профессиональной видовой, портретной и репродукционной фотографии пошло совсем по другому пути, обещающему в будущем большие преимущества; мы говорим об оцифрованной записи изображений с последующим вводом их в компьютер и получением оттисков с помощью принтеров.
Значительно более прочные и устойчивые позиции электрофотография завоевала в области копировально-множительной техники. В полиграфическом понимании электрофотография является формным процессом. При этом порошковое изображение может быть перенесено с электросветочувствительного материала на некую воспринимающую поверхность: бумагу, ткань, картон, керамику, металлические пластины и т.д. Электрофотографический процесс в этом случае обычно именуют ксерографией. В основе термина лежат два греческих слова: xeros, что значит сухой, и graphein, что означает писать, рисовать. Происхождение термина станет понятным, если вспомнить, что одним из основных преимуществ способа первоначально считали сухой характер электрофотографического процесса по сравнению с мокрой, обычной, фотографией.
Фотопроводимость и фотоэффект
В основе электрофотографии лежит процесс возбуждения электронов электросветочувствительного материала квантами электромагнитного излучения - фотонами. Освобождение электронов имеет своим следствием то, что материал получает некоторую добавочную электропроводность, называемую фотопроводимостью. Сам материал, обладающий фотопроводимостью, нередко называют фотополупроводником. Физический процесс внутреннего освобождения электронов под действием света носит название внутреннего фотоэффекта.
Фотоэффект, как и многие другие выдающиеся открытия, был обнаружен случайно. В 1873 г. английский электротехник Уиллогби Смит производил испытания подводного кабеля. Для какой-то цели ему понадобился материал, обладающий высоким сопротивлением. Был выбран селен - химический элемент VI группы периодической системы Дмитрия Ивановича Менделеева (1834-1907). Элемент этот был открыт в 1817 году знаменитым шведским химиком Иенсом Якобом Берцелиусом (1779-1848).
Во время экспериментов, проводимых Уиллогби Смитом и его ассистентом Меем было обнаружено, что на свету электропроводность селена возрастает [80].
Впоследствии было установлено, что фотопроводимостью обладают многие вещества. Первые попытки практического применения этого явления были предприняты в конце XIX столетия. Однако более или менее широкое внедрение фотополупроводников в народное хозяйство началось лишь в середине XX в.
Основной областью практического применения фотопроводимости стала фотоэлектронная автоматика. Фотополупроводники в виде фотосопротивлений начали широко использоваться при автоматизации производственных процессов для контролирования правильности и последовательности проведения отдельных операций, для своевременной сигнализации о характере проведения производственного процесса, для сортировки изделий по их размеру и окраске и т.д [81]. Внешний и внутренный фотоэффект использовались и для записи звука.
Применение фотоэлектрических устройств для развертки изображений позволило осуществить в 1950-х годах передачу изображений на расстояние, автоматическое цветоделение и цветокоррекцию, а также фотоэлектрическое изготовление печатных форм. Отсюда уже недалеко до электрофотографии, в которой осуществляется фотоэлектрическое воспроизведение не отдельных строк развертки, а сразу всего изображения. Но, прежде чем пойдет об этом речь, познакомимся с первыми опытами электрического и электромагнитного репродуцирования изображений, с фотоэффектом и фотопроводимостью еще не связанными.
Первые опыты
В истории почти каждого изобретения есть скрытый, не видимый глазу период. Задолго до того, как изобретение было внедрено в практику и покорило мир, наблюдались и изучались отдельные его элементы, которым в далеком будущем предстояло соединиться в рамках единой, подчиненной определенной цели технической идеи.
Говоря об истоках электрографии, нужно прежде всего вспомнить об опытах
известного немецкого физика и не менее известного писателя, автора прославленных
афоризмов профессора Геттингенского университета Георга Кристофа Лихтенберга
(1742-1799) [82], хотя эти опыты к репродуцированию изображений никакого
отношения не имели. Лихтенберг подвергал диэлектрическую, например стеклянную
пластину 1, воздействию точечного электрода 2. Пластину в процессе опыта
помещали на пластинчатом электроде 3. При искровом разряде, возникавшем
при определенной разности потенциалов между электродами, на стеклянной
пластине возникало скрытое электростатическое изображение. Лихтенберг проявлял
его, присыпая диэлектрическим красителем. Наблюдения эти были сделаны и
описаны в 1777 г. Такие изображения в честь первооткрывателя именуются
в физике фигурами Лихтенберга. Впоследствии совершенно аналогичный
процесс проявления скрытого электростатического изображения был применен
в электрофотографии.
Установка Г.К. Лихтенберга. Справа - "фигура Лихтенберга"
В 1788 г. английский химик Вилларси предложил проявлять фигуры Лихтенберга двухкомпонентой порошковой смесью, включавшей красный свинцовый сурик и зеленовато-желтую серу. При напыливании этого порошка через отверстия мешка из муслиновой ткани частицы серы приставали к участкам, несущим положительный заряд, окрашивая их в желтый цвет, а частицы сурика - к отрицательно заряженным участкам, окрашивая их в красный цвет [83] . Порошки Вилларси использовались для проявления фигур Лихтенберга в течение многих десятилетий.
В 1842 г. Френсис Рональде (1788- 1873), суперинтендант Метеорологической обсерватории в Лондоне, использовал открытие Лихтенберга для регистрации интенсивности атмосферного электричества. Он подсоединил вращающийся с помощью часового механизма разрядник своего прибора, названного им "Электрографом", к громоотводу. Разряды регистрировались на диске, покрытом смолой. Фигуры Лихтенберга, возникавшие на диске и проявленные порошковым красителем, изменялись в зависимости от интенсивности разрядов. Время образования фигур можно было контролировать по помещенным по краям диска обозначениям часов [84].
В конце 1830-начале 1840-х годов немецкий физик П.Т. Рисc наблюдал некоторое подобие фигур Лихтенберга на слюдяной пластине, подвергнутой воздействию точечного искрового разряда. Фигуры появлялись в том случае, если пластину подносили ко рту и дышали на нее. В 1842 г. аналогичным образом получали изображения монет и медалей, которые помещали на стекло, установленное на заземленном металлическом диске. Монетам сообщали электрический заряд. Если на стекло подышать, туманное изображение появлялось на тех местах, которые контактировали с поверхностью монеты. Рисc объяснял это осаждением мельчайших капель воды на заряженных участках. Он пробовал воспроизвести этим способом и шрифтовые знаки, приводя в контакт со стеклом наэлектризованный пуансон [85]. Он пытался также проявлять еле-еле видные изображения, присыпая их порошковым красителем. Подобные изображения впоследствии получили наименование фигур дыхания (breath figures) [86].
С появлением фотографии фигуры Лихтенберга стали визуализировать фотографическим путем. В 1851 г. такие фигуры получал французский физик Александр-Эдмон Беккерель, имя которого уже называлось на страницах нашей книги. Он подвергал дагерротипную пластину точечному электрическому разряду и проявлял скрытое изображение парами ртути [87]. Англичанин Дж. Браун и француз Е.Т. Трувеле помещали фотопластинку на заземленную металлическую пластину и подвергали ее воздействию точечного электрического разряда. При обычном проявлении пластинки на ней воспроизводились фигуры Лихтенберга [88].
Английский химик, известный своими изобретениями в области фотографии, Джозеф Уилсон Свен (1828-1914) в 1897 г. заметил, что вязкие смолы, будучи подвергнуты воздействию электрического разряда, твердеют, образовывая на поверхности некоторое подобие фигур Лихтенберга [89]. Он также установил, что фигуры эти, образовавшиеся на поверхности твердых смол, могут быть проявлены нагреванием даже по прошествии нескольких месяцев. Использовал Свен и проявление скрытых электростатических изображений порошковыми красителями.
К. Бюркер в 1900 г. заменил порошки Вилларси, издавна использовавшиеся для проявления фигур Лихтенберга, смесью серы, ликоподия и какого-либо органического пигмента, например кармина, ультрамарина или киновари [90]. Много лет спустя ликоподий - светло-желтый порошок органического происхождения * использовался изобретателем ксерографии Честером Карлсоном.
* Ликоподий - споры плауна - V.V.Опыты с фигурами Лихтенберга, о которых рассказывалось выше, носили скорее теоретический, чем практический характер. Первые же попытки использовать силы электричества для репродуцирования и воспроизведения изображений и текста имели в своей основе не электростатические или фотоэлектрические, а электролитические или электромагнитные процессы. Еще в 1839 г. в лондонском журнале "Mecanics Magarine" была опубликована статья "Печатание с помощью магнитных сил" [91]. Было описано магнитное печатающее устройство, предназначенное для телеграфных аппаратов.
В сборнике аннотаций английских патентных описаний по полиграфии, изданном впервые в 1859 г. и факсимильно воспроизведенном в 1969 г., в систематическом указателе находим рубрику "Электрическая печать" ("Electro-printing"), где перечислено 10 патентов [92]. Первый такой патент за № 9204, заявленный 21 декабря 1841 г., был выдан Томасу Райту и Александру Бейну. Назывался он "Усовершенствования в использовании электричества для контролирования железнодорожного движения и для устройств, обозначающих время, подающих сигналы или печатающих тексты на расстоянии" [93]. При ознакомлении с патентом выяснилось, что речь в нем идет о приведении в действие с помощью электромагнитов рычагов печатающего устройства телеграфного аппарата. Изобретения в области электрического телеграфа описаны и в остальных 9 патентах. К собственно "электрической печати" они не имеют решительно никакого отношения.
Этого нельзя сказать о сравнительно многочисленных способах воспроизведения изображений электрохимическим или электролитическим путем. Такие изобретения нас, несомненно, должны заинтересовать.
Электрохимические способы регистрации
В 1885 г. немецкий химик Гоппельсредер в труде "Об изготовлении красителей" описал процесс запечатывания бумаг, тканей и других материалов, сущность которого состояла в следующем: стопу материала помещали между двух электродов в электролит, который при подключении электродов к источнику тока совокупно с материалом электродов давал некоторую красочную субстанцию. Одному из электродов придавали конфигурацию изображения, которое необходимо репродуцировать [94].
Способ Гоппельсредера впоследствии разрабатывали многие изобретатели. 24 сентября 1889 года Альфред Астфальк из Кельна подал в патентное ведомство Германии заявку на изобретение, сущность которого была изложена следующим образом: "Способ размножения рисунков и текстов, состоящий в том, что лист бумаги, обработанный раствором черного железистого красителя и сернокислого аммония, приводят в соприкосновение с другим листом, на котором предварительно воспроизведены с помощью непроводящей краски подлежащие репродуцированию изображение или текст. Оба листа помещают между двух проводящих электричество пластин, подключенных к гальванической батарее. После этого первый лист промывают водой " [95]. Речь таким образом шла о копировании с использованием электрохимического процесса вручную воспроизведенных изображений. Изобретение Альфреда Астфалька 22 сентября 1890 г. было защищено немецким патентом за № 53858, выданным по классу 15 к, 7/05. По 15 классу, как известно, проходят изобретения в области полиграфической техники. Сведений о практическом использовании изобретения в нашем распоряжении нет.
Следующая попытка примерно в том же направлении была предпринята в 1899 году английским изобретателем Уильямом Фриз-Грином [96], имя которого мы уже называли в связи с его опытами в области фотографического набора. Электролитический способ печати этого новатора стал предметом английского патента № 27243, выданного с приоритетом от 20 ноября 1897 г. [97], и немецкого патента № 118205, заявленного 18 июня 1898 г. [98]. В 1899 г. сообщение об этом способе было опубликовано в "Ежегоднике по фотографии и репродуцированию" [99], который издавал известный теоретик и историк фотографии Иозеф Мариа Эдер. Были и другие публикации. Для реализации изобретения была даже создана специальная фирма "Electrical Inkless Printing Syndicate" ("Синдикат электрической бескрасочной печати"). Усовершенствованием способа занимался профессор Чарльз Р. Дарлинг в Техническом колледже Финсбери в Лондоне. Сущность способа состояла в проявлении под воздействием электрического тока изображения на специально препарированном бумажном листе.
Для осуществления способа была приспособлена обычная плоскопечатная машина. Наборная форма, установленная на талере, была тщательно изолирована от металлического корпуса машины. На цилиндре закрепляли изогнутую цинковую пластину. Между цилиндром и формой создавалась разность потенциалов с напряжением порядка 150 вольт. Лист специальной бумаги помещали на форму; при проходе последней под цилиндром ток избирательно, в соответствии с конфигурацией формы, воздействовал на бумагу и на ней проявлялось изображение. Двухсторонняя печать в этом случае была невозможна [100].
В принципе аналогичный электрохимический способ воспроизведения изображений был описан и в немецком патенте № 293207 на "Способ наносить изображения на бумагу, помещенную между двумя электродами, с помощью электролиза"; патент был выдан Максу Бауману с приоритетом от 26 мая 1915 г. [101]. В отличие от У.Фриз-Грина М. Бауман отказался от плоскопечатной машины. Воспроизведение изображений он осуществлял не на одном отдельно взятом листе, а сразу на целой стопе, помещенной между электродами, одному из которых была придана конфигурация репродуцируемого оригинала.
Строго говоря, все способы, рассмотренные нами выше, нельзя отнести к полиграфическим, ибо красочный перенос в них отсутствует.
Этот перенос есть в способе, который был предложен Фердинандом Винтером из Вены и Шунигом из Будапешта в 1915 г. В этом случае между электродами размещали не специально препарированную, а обычную бумагу. Поверх листа накладывали листовой носитель красочного вещества. При создании между электродами необходимого потенциала красящий состав переходил на бумагу, образуя на ней изображение, конфигурация которого соответствовала конфигурации оригинала [102].
Электрофотографический аппарат Е.Е. Горина
От всех этих предложений коренным образом отличался способ электрофотографии,
разработанный русским изобретателем Ефимом Евграфовичем Гориным (1881-1951)
[103]. Человек этот был фотографом в Симбирске. В домашнем архиве автора
этих строк есть сделанная Гориным фотография его мастерской. На обороте
фотографии сделаны следующие дневниковые записи: "15 августа 1910 года
начал прием заказов в новой фотографии; на сердце немного полегчало. Сентябрь.
Гроза миновала. Дом заложили, и срочные долги уплатили. Теперь остается
как следует взяться за работу, и дело поправится... Октябрь. Дела идут
хорошо. Острота нужды миновала, и я снова могу спокойно заниматься своими
изобретениями и сочинениями".
Е.Е. Горин (1881-1951)
У Горина было две страсти - сочинительство и изобретательство. В 1916
г. в Петрограде вышел сборник "Звездочка", имевший подзаголовок "Сборник
рассказов, очерков и стихотворений Русского Эдисона". Что же касается изобретательской
деятельности, то она была разнообразной и весьма активной. Горин работал
в области радиотехники, фототелеграфии, телевидения. Одни лишь изобретения
в области полиграфии, сделанные Е.Е. Гориным в 1916-1927 гг., защищены
5 патентами. Необходимо сказать, что Ефим Евграфович еще в молодые годы
тяжело заболел и лишился зрения. Большинство его изобретений сделано тогда,
когда он уже был слепым.
Фотоателье Е.Е. Горина в Симбирске
27 октября 1916 г. Е.Е.Горин подал заявку на изобретение под названием "Электрофотографический аппарат". Именно в этой заявке был впервые применен термин электрофотография, получивший широкую известность и активно использовавшийся лишь в последние десятилетия.
Значение изобретения Горина состоит в том, что в нем впервые для репродуцирования изображений был использован фотополупроводниковый слой. В отличие от современных способов электрофотографии в аппарате Горина слой этот использовался не непосредственно для воспроизведения изображений, но для промежуточной развертки репродуцируемого оригинала. Полученные указанным способом импульсы служили для воздействия на бумагу, пропитанную составом, обладающим свойством изменять окраску пропорционально действию электрического тока. Таким образом, в основу и этого способа были положены электрохимические процессы.
Познакомимся с электрофотографическим аппаратом Е.Е. Горина, используя для этой цели чертеж, приложенный к патентному описанию.
По электрочувствительной бумаге 1, помещенной на металлической пластине
2, которая подключена к одному из полюсов источника постоянного электрического
тока, скользят металлические щетки 3. Торцы 4 щеток, находящиеся в фокальной
плоскости объектива 5, покрыты слоем селена, сернистой сурьмы или какого-либо
другого фотополупроводника. Рамка со щетками постепенно перемещается в
вертикальном направлении при помощи зубчатой рейки 6 и шестерни 7, управляемой
рукояткой 8. Так как электропроводность селена зависит от степени освещенности,
то величина импульсов, поступающих на отдельные участки электрочувствительного
материала 1, в каждый данный момент меняется. В результате на этих участках
происходят химические изменения соответственно интенсивности тонов на различных
участках репродуцируемого оригинала.
Электрофотографический аппарат Е.Е. Горина
Нет никаких сведений о практическом осуществлении описанного в патенте Е.Е. Горина электрофотографического аппарата. Очевидно, что если бы он и был осуществлен, получить на нем сколько-нибудь приемлемое качество воспроизведения вряд ли бы удалось. Горин исходил из возможностей и представлений своего времени. Тот факт, что он шел в ногу со временем, доказывается существованием других аналогичных предложений.
Отдельные элементы электрофотографического аппарата симбирского изобретателя встречаются нам и много позднее. Так, известную по патенту Горина щетку с нанесенным на ее торцы слоем полупроводника мы находим и в авторском свидетельстве А.Н. Заславского на "Электрофотографический способ" с приоритетом от 10 августа 1955 г. и в швейцарском патенте № 326194 Жана Берхтольда на "Фотоэлектрический репродукционный процесс и устройство для его осуществления" с приоритетом от 2 ноября 1954 года.
Электрохимическим в своей основе был и способ, описанный в английском патенте № 188030, выданном немецкому изобретателю Отто фон Бронку с приоритетом от 23 июля 1921 г. [104]. В этом способе изображение проецировалось на фотополупроводниковый слой, нанесенный на бумажный лист, помещенный на проводящей основе. Бумага пропитана составом, делающим ее электрочувствительной: при помещении ее в электрическое поле отдельные участки ее, которые подверглись облучению, окрашивались.
Впоследствии аналогичный процесс разрабатывала американская фирма "А. Б. Дик Компани", которая довела его до практического применения под названием Видеограф.
Еще до Отто фон Бронка аналогичный процесс был описан в голландском патенте № 5142, заявленном в 1920 г. П.С. Хана. Позднее похожие способы разрабатывали австриец Фриц Гольдман [105], а также немцы У. Шмишек и Ф. Клютке [106].
Электростатическая регистрация
Под электростатической регистрацией Честер Флойд Карлсон, который в 1965 г. подробно рассмотрел историю этого феномена, понимал "совокупность процессов, в которых электростатические поля, силы или заряды являются существенной составляющей регистрирующих, сенсибилизирующих или репродукционных систем " [107].
До начала XX столетия электростатическая регистрация бытовала почти исключительно в виде фигур Лихтенберга, интересовавших физиков с теоретической точки зрения. С началом нового века предпринимаются шаги к практическому использованию этого процесса. Первые опыты в этой области были связаны с электротелеграфией. 19 мая 1914 г. И. Китси, работавший для фирмы " Интернешенел Квадраплекс Компани", получил американский патент № 1097131 на "Телеграфию". В патенте был описан способ регистрации электрических сигналов на бумажном полотне, с одной стороны которого находился электрод, импульсы которого регистрировались, а с другой - капиллярная трубка с жидким красителем [108]. Ц.Е. Магнуссон в 1928 г., применив электрод в форме рельефного шрифтового знака, получал на диэлектрических поверхностях соответствующие изображения.
В начале XX столетия были предприняты первые опыты создания скрытых электростатических изображений на диэлектрических поверхностях под воздействием электромагнитного или ядерного излучения. Этим опытам предшествовало открытие в 1895 г. Вильгельмом Конрадом Рентгеном (1845-1923) особого вида лучей, способных проникать через непрозрачные для видимого света объекты. Лучи такие по имени первооткрывателя назвали рентгеновскими. В 1896 г. Антуан Анри Беккерель (1852-1908) открыл радиоактивность солей урана и наблюдал их воздействие на светочувствительные материалы. В 1900 г. Макс Планк (1858-1947) сформулировал основы квантовой теории, позволившей познать сущность фотоэффекта. Эти открытия послужили отправной точкой для многих исследований в области воздействия радиации на диэлектрические поверхности. Для регистрации такого воздействия был использован применявшийся еще Г. К. Лихтенбергом способ визуализации скрытых электростатических изображений.
В 1905 г. Габричевский опубликовал в одном из немецких физических журналов статью, в которой описал процесс воздействия радиоактивного излучения на эбонитовую пластину, на поверхности которой были помещены различные предметы. На пластине при этом формировалось скрытое электростатическое изображение, которое Габричевский проявлял, присыпая пластину смесью порошков серы и свинцового сурика [109]. Год спустя П. Рюкер, защищая диссертацию в Ростокском университете, сообщил, что аналогичный эффект он наблюдал при облучении поляризованной эбонитовой пластины рентгеновскими и ультрафиолетовыми лучами [110].
Итальянский физик Аугусто Риги облучал кисть руки ретгеновскими лучами и получал изображение не на фотопленках, а на эбонитовой пластине, помещенной между двумя электродами, между которыми во время экспозиции создавалось высоковольтное электрическое поле. Скрытое электростатическое изображение, возникавшее на эбоните, проявлялось окрашенным порошком [111].
Венгерский физик, сотрудник Тангсремовских исследовательских лабораторий в Будапеште Пал Селени (1884-1954) в 1920-1930-х годах формировал скрытые электростатические изображения на поверхности диэлектрической пластины, подвергая ее, как Г.К.Лихтенберг, воздействию точечных электрических разрядов или же воздействуя на нее электронным лучом [112]. Потенциальный рельеф становился видимым после того, как пластину присыпали диэлектрическим красителем [113]. Разработанный им способ Селени именовал "Электрографией".
Ближе других к современной электрофотографии подошел бельгиец М.Мэланер, который в 1932 г. получил в Бельгии патент № 389155 на способ, согласно которому изображение проецировали на предварительно присыпанную проявляющим порошком проводящую пастину, покрытую слоем селена [114].
Честер Карлсон и изобретение ксерографии
Ни один из описанных ранее процессов электрохимического, магнитного и фотоэлектрического воспроизведения изображений не позволял получать сколько-нибудь качественные репродукции и в силу этого не был доведен до практического использования. Поэтому честь изобретения электрофотографии принадлежит человеку, которому удалось комплексно решить сложные технические проблемы и впервые разработать процесс, получивший широкое распространение. Звали этого человека Честер Флойд Карлсон. Мы заимствуем биографические сведения о нем из биографических и энциклопедических словарей [115], а также из написанного исполнительным вице-президентом фирмы "Xerox Corp" Джоном X. Дессауером и научным директором той же фирмы Гарольдом Е. Кларком введения к вышедшему еще при жизни изобретателя коллективного труда "Ксерография и смежные процессы", который был посвящен "Честеру Ф. Карлсону, изобретателю ксерографии" [116]. Интересные биографические сведения помещены также в полубеллетристической книге Джорджа А.В. Боема и Алекса Гронера "Наука на службе человечества", посвященной истории Бэттеллевского Мемориального института, который, как мы узнаем в дальнейшем, сыграл решающую роль в промышленном внедрении нового репродукционного процесса [117].
Честер Флойд Карлсон родился 8 февраля 1906 г. в Сиэтле, штат Вашингтон. В истории случаются немыслимые совпадения. В том же самом 1906 г. в Рочестере, штат Нью-Йорк, была основана фирма "Haloid Со" (ныне "Xerox Corp"), сыгравшая решающую роль во внедрении и распространении изобретенной Карлсоном ксерографии.
Честер был единственным сыном парикмахера, больного туберкулезом и тяжелой
формой артрита и значительную часть своей жизни прикованного к постели.
Будущий изобретатель был еще ребенком, когда семья переехала в южный калифорнийский
городок Сан Бернардино в надежде, что тамошний теплый морской климат будет
способствовать выздоровлению Карлсона-старшего. Средства семьи были скудными
и Честеру еще в школьные годы, с одиннадцати лет, приходилось подрабатывать,
моя окна и продавая газеты. Работал он, и учась в Риверсайдском колледже
и позднее, в Калифорнийском технологическом институте, который окончил
в 1930 г., став дипломированным физиком. В институте издавал небольшой
"домашний" журнал для любителей химии, сам печатал его на ручном типографском
станке и именно тогда и познакомился с основами полиграфической техники.
Ч.Ф. Карлсон (1906-1968)
Первую свою работу будущий изобретатель нашел в Нью-Йорке в фирме "Белл Телефоун Лэбораториз". Будучи к тому времени единственной опорой семьи, ибо его мать умерла, когда ему было 17 лет, Честер с болью в сердце принужден был оставить отца в Калифорнии, обеспечив ему надлежащий уход и взяв на себя все материальные заботы.
Начав работать в основанной в 1925 г. фирме, носившей имя изобретателя телефона Александера Грейама Белла (1847-1922), Честер Карлсон вскоре специализировался в области патентного дела. Чтобы утвердиться в этой новой для него области, он решил получит и юридическое образование - в Нью-Иоркской юридической школе. Штудировал юриспруденцию по ночам, а днем работал патентным поверенным фирмы "П.Р. Мэллори Компани". Именно тогда он столкнулся с тем, что для подачи патентной заявки недостаточно 4-5 копий описания изобретения, которые можно получить, печатая на пишущей машинке через копирку. Это, собственно говоря, и было побудительной причиной, заставившей его заняться изобретательством в области копировально-множительных процессов. Забегая вперед, скажем, что изобретательская судьба его сложилась счастливо. Полученные Карлсоном патенты были приобретены фирмами, изобретение внедрено в практику и получило широкое применение, принося Карлсону колоссальные дивиденды. Жизнь он кончил мультимиллионером.
Работать в области электростатической фотографии Карлсон начал в 1935 г. Тщательно изучил литературу вопроса, работая вечерами в Нью-Иоркской Публичной библиотеке. О прекрасной осведомленности его с трудами своих предшественников свидетельствует статья Ч.Ф. Карлсона "История электростатической регистрации", помещенная в упомянутом выше сборнике "Ксерография и смежные процессы" [118]. Мы максимально использовали приведенные в статье сведения, работая над этой главой.
Примитивную лабораторию Карлсон устроил в своей квартире на Джексон Хайт в •Лонг Айленде, а когда его жене надоели распространявшиеся по всему дому дым и едкие запахи химических реактивов, снял небольшую комнатушку над баром, называвшимся "Астория". Помогал Карлсону его друг молодой физик Отто Корней, эмигрировавший в Америку из Австрии, оккупированной нацистской Германией. Первый отпечаток друзья получили 22 октября 1938 г. [119]. На нем воспроизведены две строчки. Первая из них это дата: "10.-22.-38". Во второй строчке лишь одно слово: "Astoria". Сделан этот отпечаток был с цинковой пластины размером в 5х8 см, покрытой слоем серы, которая, как установил изобретатель, вела себя как фотополупроводник. В качестве проявителя использовался желтый порошок ликоподия, который применяется в литейном деле для присыпки форм.
Первый ксерографический отпечаток, полученный Ч.Ф. Карлсоном 22 октября 1938 г.
Средств на лабораторные исследования не было. Жизнь осложняли и мучительные боли в спине от полученного по наследству артрита позвоночника. Вспоминая впоследствии о своем житье-бытье в конце 1930-х годов, Карлсон говорил, что это был самый тяжелый период его жизни.
В первом патенте Ч.Ф. Карлсона, заявленном 8 сентября 1938 г. и полученном 19 ноября 1940 года, описан процесс, весьма далекий от современной электрофотографии. Но уже этот патент назван "Электронная фотография" [120].
В патенте описана установка для воспроизведения изображений с использованием внешнего фотоэффекта.
Установка Ч.Ф. Карлсона для электронного фотографирования с использованием внешнего фотоэффекта
Фоторепродукционный аппарат 1 проецировал изображение оригинала 2 на полупрозрачный электрод 3, эмитирующий под действием света. В узком промежутке между электродом 3 и подключенным к противоположному полюсу источника тока 4 электродом 5 пропущено полотно материала, обладающего высоким удельным сопротивлением. Полотно это сматывается с рулона 6. Скрытое электростатическое изображение, образованное на полотне в процессе экспонирования, проявляется мелкораздробленным красителем, напыливаемым на полотно устройством 7. Впоследствии порошковое изображение передается контактным способом на бумажное полотно, сматываемое с рулона 8.
Установка, описанная в патенте № 2221776, вне всякого сомнения осуществляла полиграфический процесс, ибо в ней наличествовал перенос красочного слоя. Принцип формирования скрытого изображения был аналогичен тому, который положен в основу процесса П. Селени. Процесс Селени подразумевал однократное получение изображений. Ч.Ф. Карлсон сделал его множественным.
Следующий патент американского изобретателя, заявленный 4 апреля 1939 г. и полученный 6 октября 1942 г., уже содержал все основные элементы современной электрофотографии. Он и назывался " Электрофотография" [121]. Именно здесь и было описано применение в качестве электрофоточувствительного слоя фотополупроводников. У Е.Е. Горина, как помнит читатель, селен служил лишь для развертки репродуцируемого изображения, которое в окончательном виде формировалось электрохимическим способом. У М. Мэланера процессы экспонирования и проявления не были разнесены во времени и пространстве, что отрицательно сказывалось на качестве изображения. Да и вообще предложение бельгийского изобретателя было скорее умозрительным, ибо никаких шагов к его практическому использованию, насколько нам известно, предпринято не было. Лишь Честер Флойд Карлсон, нашедший оптимальные технические формы осуществления давно носившейся в воздухе идеи, и должен быть признан единственным и настоящим изобретателем электрофотографии.
В преамбуле к патентному описанию была в достаточно популярной форме раскрыта сущность изобретения, в котором, по словам Карлсона, предусматривается использование таких материалов, которые в темноте являются изоляторами, а при освещении становятся проводниками. Далее говорилось:
"Для сохранения электрических зарядов на поверхности пластины используется слой фотополупроводника, в результате чего после экспонирования на ней образуется скрытое электростатическое изображение (названное так по аналогии с обычным фотографическим скрытым изображением), которое после проявления становится видимым".Затем шло описание электрографического процесса с отсылками к позициям чертежа, который мы воспроизводим здесь.
Чертеж, приложенный к патенту Ч.Ф. Карлсона на "Электрофотографию"
На одном листе было приведено 10 схем, наглядно иллюстрирующих способы осуществления основных стадий процесса. На фиг.1 изображен простейший способ сенсибилизации (очувствления) электрофотографической пластины, представляющей собой металлическую пластину 22, на которую нанесен слой 21 фотополупроводника. "Подложка может быть из любого металла, - пояснял Карлсон, - который не разрушается при взаимодействия с фотополупроводником".
В патенте приведен список фотополупроводников, которые могут быть использованы в электрофотографическом процессе: сера, антрацен, антрахинон, сплавленная смесь серы и селена (с преобладанием серы), сплавленная смесь серы с антраценом (в пропорциях 1:3), смесь льняного масла и серы. Ч.Ф. Карлсон в своих практических опытах на первых порах использовал смесь антрацена и серы. Применение для этой цели селена, ставшего классическим фотополупроводниковым покрытием электрофотографических пластин, было еще впереди. Светочувствительность серы очень низка; она составляет всего 0,002 по шкале ASA. Чувствительность антрацена примерно в четыре раза выше [122].
Вот как характеризовал светочувствительность указанных фотополупроводников сам изобретатель в своем патентном описании:
"Из фотополупроводников самую высокую фотоэлектрическую проводимость имеет антрацен. Затем следуют антрахинон и сера, светочувствительность которых изменяется в зависимости от длины волны источника света. Сера характеризуется максимальной чувствительностью к излучению с длиной волны около 4700 ангстрем. Антрацен чувствителен к зеленому свету. Некоторые материалы характеризуются чувствительностью к ультрафиолетовым лучам".Читая этот раздел патентного описания, понимаешь, что изобретатель перепробовал массу химических составов, прежде чем нашел те, которые его удовлетворяли. Смесь антрацена и серы, которую в конечном счете использовал Ч.Ф. Карлсон, давала вполне удовлетворительные на стадии начальных опытов результаты.
Напомним, что сера - это химический элемент VI группы периодической системы Д.И. Менделеева, кристаллическое вещество желтого цвета, известное человечеству с незапамятных времен. Антрацен же - это многоядерный ароматический углеводород, добываемый из каменноугольной смолы, исходное вещество для получения кристаллического антрахинона.
В патенте Карлсона был описан ряд способов нанесения полупроводниковых слоев на металлические пластины, цинковые, алюминиевые или латунные, которые предварительно подвергали зернению. Изобретатель просто насыпал кристаллическую серу на пластину, которая затем нагревалась, пока сера не расплавится. Карлсон старался, чтобы слой фотополупроводника при этом получался равномерным, хотя этого удалось добиться лишь в первом приближении. После затвердевания слоя, его полировали наждачной бумагой.
Труднее было наносить антраценовые или антрахиноновые слои, ибо эти материалы при нагревании легко испарялись. Карлсон помещал антрацен в металлическую тарелку, нагревал ее и, держа над тарелкой металлическую пластину, осаждал на ней испаряющееся вещество.
Возвращаясь к процессу сенсибилизации пластины, мы видим, что она осуществлялась самым простейшим способом.
Карлсон, как это показано на фиг. 1, брал носовой платок 23 из хлопчатобумажной или шелковой ткани и энергично протирал им поверхность полупроводникового слоя. Делалось это в темноте, чтобы электрический заряд не уходил в металлическую подложку. Для электризации слоя, как отмечено в патентном описании, могут быть также использованы кусочек меха или мягкая щетка.
Следующая стадия процесса - экспонирование - пояснено фиг. 2 чертежа патентного описания. Мы видим здесь электрофоточувствительную пластину 29, установленную в фоторепродукционном аппарате 24. Подлежащий репродуцированию оригинал 25 экспонируется в свете ламп накаливания 26.
"Участки слоя 21, - поясняет Карлсон, - которые освещаются в процессе экспонирования, приобретают большую проводимость, в результате чего электрический заряд, который удерживался на передней стороне слоя, получает возможность перейти на этих участках со слоя на металлическую подложку. Во время экспонирования неосвещенные участки (соответствующие черным участкам оригинала) задерживают заряд или существенную часть его в течение всего времени экспонирования".Так образуется соответствующее оригиналу скрытое электростатическое изображение, или, как стали говорить позднее, некоторый потенциальный рельеф.
Другой - контактный - способ экспонирования пояснен фиг. 2 а. В этом случае экспонирование прозрачного оригинала (позитива) 27 на фотополупроводниковый слой 21 осуществляется контактным способом. На фиг. 2Ь оригинальное изображение, например, на фотопленке 30 экспонируется на фотосветочувствительный слой с помощью фотоувеличителя (или проекционного фонаря) 29.
Комментируя процесс экспонирования, Карлсон опять-таки в популярной форме разъясняет его сущность. Он пишет:
"Время экспонирования можно регулировать таким образом, что наиболее освещенные участки теряют почти весь заряд, а менее освещенные - часть заряда. Это можно понять, рассматривая каждый бесконечно малый участок слоя 21 как заряженный конденсатор с пластинами, подсоединенными через реостат. Каждый элементарный конденсатор соединен параллельно с большим числом других подобных конденсаторов, каждый из которых характеризуется различной величиной сопротивления. Кривая спада заряда конденсатора через сопротивление в зависимости от времени снижается с максимального уровня и затем выравнивается, асимптотически приближаясь к нулевому заряду. Характер кривых для различных материалов различен, однако все они приближаются к нулевому заряду. Следовательно, если экспонирование продолжается слишком долго, то все участки разрядятся и контрастность изображения будет очень небольшой. Вследствие этого необходимо прекратить экспонирование в тот момент, когда уровень спада заряда находится на самом крутом участке кривой. Время экспозиции в этом случае может длиться от долей секунды до нескольких минут в зависимости от свойств фотополупроводникового материала и интенсивности источника света."Следующие фигуры чертежа, приложенного к патентному описанию Ч.Ф. Карлсона, поясняют процесс проявления скрытого изображения.
В простейшем случае, как это показано на фиг. 3, электрофотографическую пластину присыпают тонко измельченным порошковым красителем 31, помещенным в контейнере 32, отверстие которого закрыто сеткой 33. Делают это в темной или в слабо освещенной комнате. В качестве проявляющего порошка в патенте названы различные смолы, окрашенный ликоподий, тальк, сера, сурик, угольный и бронзово-алюминиевый порошки. Присыпанную порошком пластину обдувают, как это показано на фиг. 4, направленной струей воздуха с помощью воздуходувного устройства 34. При этом на пластине образуется соответствующее репродуцируемому оригиналу порошковое изображение 35. Таким образом скрытое изображение становится видимым. При желании его можно перенести на любую воспринимающую поверхность - бумагу, металлическую фольгу, ткань, накладывая этот материал 36 на пластину 20 и прижимая его к пластине плоской колодкой 37, поверхность которой покрыта эластичным материалом 38, например резиновой губкой или отрезком фетра. Для лучшего и более полного переноса порошкового изображения Карлсон предлагал покрывать воспринимающую поверхность каким-либо клейким составом.
Порошковое изображение необходимо закрепить. "Наилучшим", по словам Карлсона, способом закрепления является нагревание электрофотографической пластины или воспринимающей поверхности, на которую было перенесено порошковое изображение, с помощью электронагревателя 39 (см. фиг. 6). При этом порошок расплавляется и плотно пристает к воспринимающей поверхности.
Другой способ фиксирования изображения, поясненный фиг. 7, состоит в обрызгивании листа 36 специальным закрепляющим лаком с помощью распылителя 40.
В патенте № 2297691 Честера Ф. Карлсона был описан и другой вариат электрофотографического процесса, при котором металлическая подложка 22 (см. фиг. 8) электрофотографической пластины подключена к одному из полюсов 43 источника высокого напряжения. Ко второму полюсу 44 подключен размещенный параллельно пластине электрод 42 с прозрачной основой 41, на которую напылен полупрозрачный проводящий слой. При освещении комплекта лампой 46 заряды проходят через фоточувствительный слой 21, оставаясь на нем, когда лампу выключают. Сенсибилизированный таким образом электрофотослой может быть проэкспонирован через объектив 47 фотоаппарата.
Фиг. 9 иллюстрирует процесс переноса порошкового изображения на тонкий лист диэлектрика 48. Давящего усилия в этом случае прикладывать не нужно.
В своем патентном описании Честер Ф. Карлсон сформулировал преимущества предлагаемого им способа по сравнению с обычными фотографическими процессами:
"Во-первых, электрофотография позволяет сразу же получать прямую позитивную копию вместо негатива...Ничего не было сказано о сухом характере способа, в котором в дальнейшем также видели одно из основных преимуществ, благодаря чему процесс Карлсона получил наиболее распространенное в настоящее время название - ксерография. Еще ряд преимуществ был сформулирован в кратком "Заключении" патентного описания, о чем речь пойдет в дальнейшем.Другим преимуществом является то, что непосредственно с оригинала получаются копии, которые можно сразу читать".
Патент Карлсона интересен и тем, что в нем были описаны практические точки приложения электрофотографического процесса, а именно, изготовление с его помощью форм плоской, высокой и гектографской печати.
При изготовлении форм плоской печати следовало выбрать проявляющий порошок, который обладал бы олеофильными свойствами, т.е. хорошо бы воспринимал жиры и отталкивал воду. Такими свойствами, как указывал Ч.Ф. Карлсон, обладают многие смолы, например, копал, сандрак, винзол, канифоль, а также воск или парафин. "Хорошие результаты, - писал изобретатель, - дает смесь, состоящая из смолы и небольшого количества литографского мела с добавкой жирной кислоты или каких-либо жировых веществ" [123]. Эта фраза лишний раз доказывает, что Честер Флойд Карлсон прежде всего был практиком, обязательно проверявшим свои теоретические предположения. Лично проводимый эксперимент всегда играл большую роль в его изобретательской деятельности.
Порошковое олеофильное изображение переносили затем на алюминиевую или цинковую пластины, подобные тем, которые широко использовались в офсетной печати. "При смачивании пластины водой, - пояснял Карлсон, верный своему обыкновению о всем рассказывать популярно, растолковывая, казалось бы, очевидные для специалиста вещи, - краска пристает к печатающим и не пристает к пробельным участкам".
Другой вариант изготовления офсетной формы, описанный в патенте № 2297691, состоял в том, что слой фотополупроводника (Карлсон в этом случае применял антрацен или антрахинон) наносили непосредственно на офсетную форму и на нем формировали порошковое изображение. Лишний перенос красочного слоя, неизбежно ведущий к потере качества, в этом случае был устранен.
При изготовлении форм высокой печати поступали аналогичным образом. Порошковое изображение из кислотоустойчивой смолы формировали на цинковой или медной пластине, после чего оплавляли его нагреванием. После этого, как писал Карлсон, "подвергали травлению участки металла, не покрытые смолой, в результате чего на пластине образуется рельефное изображение".
Изготовляя форму гектографской печати, порошковое изображение формировали из кристаллической фиолетовой или другого цвета краски, а затем переносили его на бумажный лист, покрытый каким-либо коллоидом, хорошо впитывающим краску, например желатином. В патенте Карлсона был описан ряд технологических вариантов изготовления гектографских форм электрофотографическим методом.
Специальный раздел патентного описания был посвящен воспроизведению с помощью электрофотографии полутоновых изображений. По мнению Карлсона, растрирование оригинала, применяемое в автотипии, в этом случае не понадобится.
"На полутоновых участках изображения, - писал изобретатель, - электростатический заряд разряжается лишь частично. Оставшийся заряд притягивает лишь небольшое количество порошка... В результате порошковый слой получается неплотным, так как плотность его зависит от величины заряда на различных участках поверхности. Поскольку частицы порошка крайне малы, невооруженный глаз видит изображение с тонами различных оттенков, как и в случае полутонового изображения, воспроизведенного обычным способом" [124].Это утверждение иллюстрировалось рисунком на чертеже, приложенном к патентному описанию (см. фиг. 10).
В патенте было также предусмотрено репродуцирование с помощью электрофотографии многоцветных изображений, которые для этой цели нужно было снимать через светофильтры. Полученные таким образом цветоделенные изображения проявляли разными красками.
Завершалось патентное описание кратким "Заключением", в котором еще раз говорилось о преимуществах способа. Карлсон видел их в "простоте и скорости". "Требуется всего несколько секунд, - писал он, - для получения копий с любого оригинала. Устранены сложные химические способы проявления" [125]. Преимущество перед обычной фотографией виделось также в возможности повторного использования электрофотографических пластин.
Первая электрофотографическая копировально-множительная машина
Честер Карлсон сконструировал и построил копировально-множительную машину, которая стала предметом американского патента № 2357809 на "Электрофотографический аппарат", заявленного 16 ноября 1940 г. и выданного 12 сентября 1944 г. [126]. Построена машина была по ротационному принципу.
Чертеж, приложенный к патенту Ч.Ф. Карлсона на "Электрофотографический аппарат"
На цилиндре 13, установленном на оси 26, была закреплена металлическая пластина 23 с фотополупроводниковым слоем 24. Электризация слоя осуществлялась валиком 33 с меховым или шерстяным покрытием. Через отверстие в верхней крышке аппарата подавалась пленка 90 с позитивным изображением оригинала. Экспонирование осуществлялось в лучах лампы 52. Скрытое электростатическое изображение проявляли напыливанием порошка, подаваемого щеткой 58 в камере 55. Лист чистой бумаги подавали в машину по столу 70. После перетискивания на него порошкового изображения последнее закреплялось на листе нагреванием. Остатки порошка счищались с полупроводникового слоя щеткой 76.
27 августа 1943 г. Честер Карлсон заявил, а 8 мая 1951 г. получил американский патент № 2551582 на "Метод печатания и проявления изображений" [127]. Здесь был описан аппарат, в котором объединялись фотографирующее, проявляющее и печатающее устройства.
Установка Ч.Ф. Карлсона для одновременного репродуцирования, проявления и печатания
Щетка 1 электризует фотополупроводниковый слой, нанесенный на бесконечную металлическую ленту 2. Такой носитель светочувствительного слоя предлагался впервые. Впоследствии, уже в 1970-х годах, машины с бесконечными печатными формами изготовляла фирма "Xerox Corp". Объектив 3 фотографического устройства экспонировал репродуцируемый оригинал на фотослой. Образованное в процессе экспонирования скрытое изображение проявлялось мельчайшими частицами сажи в проявляющем устройстве 4. Бумажный лист подавался по наклонному столу 5, проходил между лентой, поддерживающим 6 и печатным 7 цилиндрами и попадал в устройство 8, закреплявшее порошковое изображение на оттиске. Было предусмотрено несколько конструктивных вариантов этого устройства, применявшихся в зависимости от вида красителя.
Честер Карлсон предлагал свои изобретения более чем 20 различным фирмам, работавшим в области фотографии и копировально-множительной техники, но ни одна из них его патенты всерьез не принимала. Фирмы, по словам Честера, "демонстрировали полное отсутствие интереса и невозможность разглядеть коммерческий потенциал изобретения".
Наконец осенью 1944 г. изобретением Честера Флойда Карлсона заинтересовался Мемориальный институт имени Бэттэлла, находившийся в городе Колумбус, административном центре штата Огайо на востоке США.
Внедрение ксерографии
Институт, осуществивший практическую разработку изобретения Честера Карлсона и его внедрение в практику, был многопрофильным исследовательским центром, носившим имя богатого промышленника Гордона Бэттелла (1883-1923) [128]. Об институте надо рассказать подробнее, ибо он сыграл решающую роль в практической разработке и внедрении электрофотографического процесса.
Гордон Бэттелл происходил из семьи едва ли не первых европейских поселенцев в Америке. Преуспевающую фирму - металлургическое предприятие в Колумбусе - основал его отец Риверденд Гордон Бэттелл в 1905 г. Умер он в 1918 г., оставив жене и сыну состояние в полтора миллиона долларов; по тем временам это была крупная сумма.
Гордон младший получил образование в Шефельдской научной школе Иельского университета. Как и отец, он специализировался в области металлургии. В течение всей своей жизни Гордон мечтал основать научно-исследовательский институт. Начало XX столетия в CLLJA было ознаменовано созданием исследовательских подразделений при крупнейших промышленных фирмах. Первое такое подразделение возникло около 1900 г. в недавно организованной фирме "General Electric Company", вскоре ставшей одной из крупнейших американских корпораций. К 1915 г. в стране насчитывалось уже около 100 исследовательских институтов и лабораторий, финансируемых промышленными компаниями. Гордон Бэттелл, однако, хотел создать не специализированное, а многопрофильное научное учреждение. Мечте его, к сожалению, не дано было осуществиться: 21 сентября 1923 г. в возрасте 40 лет Гордон умер во время операции аппендицита.
Мечту претворила в жизнь мать Гордона Анни Нортон Бэттэлл. Она организовала попечительский совет будущего института, в который вошел и друг семьи президент CLTJA Уоррен Г. Гардинг (1865-1923). Анни скончалась 23 марта 1925 г., завещав на создание института большую часть своего состояния - 2 172 000 долларов. Так возник Мемориальный Бэттеллевский институт, официально открытый 27 марта 1925 г. Он прославился, в частности, исследованиями в области атомной энергии. Именно здесь создавалось топливо для первых атомных реакторов. Однако имя институту составило не это, а практическая разработка основ и внедрение в производство изобретенной Честером Карлсоном электрофотографии. Решающую роль в этом сыграл молодой инженер Рассел Дейтон, работавший в Бэттеллевском институте с 1934 г. Будучи по специальности металлургом, он поддерживал научные связи с фирмой "П.Р. Мэллори энд Компани", в которой работал патентным поверенным Честер Карлсон. В начале 1944 г., когда Дейтон был в Нью-Йорке, Карлсон познакомил его со своим изобретением, сразу же заинтересовавшим инженера Бэттеллевского института. Вернувшись в Колумбус, он показал патент Карлсона Джону Кроуту, возглавлявшему Бэттеллевскую исследовательскую корпорацию. Кроут пригласил Карлсона приехать в Колумбус для переговоров.
Со стороны Бэттеллевского института в переговорах участвовали Кроут, Дейтон, ведущий физик института Говард Рассел и Роланд Майкл Шефферт, занимавшийся исследованиями в области полиграфической техники. По результатам переговоров Шефферт 5 апреля 1944 г. составил докладную записку, в которой, в частности, говорилось: "Когда и если способ обеспечит получение удовлетворительных и способных быть перенесенными изображений, станет возможным замена им размножения копий через копирку, мимеографии, фотокопирования, литографской и фотоофсетной печати... Способ найдет применение в изготовлении копий и в подготовке текстовых оригиналов, а также в фотонаборе" [129]. Вывод же был сделан следующий: "Разработка этого процесса подобна хорошей, но рискованной азартной игре". Несмотря на двусмысленность этого заявления и на мнение Джона Кроута о том, что это "огромная техническая проблема", соглашение Бэттеллевского института с Честером Карлсоном все же было подписано. Произошло это в октябре 1944 г. Карлсон уступил институту право использования его американских и канадских патентов. В обмен ему было обещано 40% от будущих прибылей. Были гарантированы и некоторые обязательные минимальные выплаты: 1% с каждых 10 000 долларов, вложенных Бэттеллевским институтом в реализацию проекта. Впоследствии, в 1947 г., условия договора были изменены в пользу Карлсона: ему была обещана уже половина прибылей.
Лаборатория графических исследований Бэттеллевского института провела ряд экспериментов, которые в конечном счете и позволили обеспечить практическое внедрение изобретения, о чем речь пойдет впоследствии. Решающую роль в этих исследованиях сыграл руководитель лаборатории Роланд Шефферт. В прошлом он был типографом и превосходно знал полиграфическую технику. Он пришел в Бэттеллевский институт в 1941 г. и проработал здесь до 1956 г. Сделал много изобретений в области электрофотографии, защищенных американскими и зарубежными патентами. Написал первые научные статьи и первую в Америке книгу по электрофотографии, увидевшую свет в 1965 г.
В Бэттеллевском институте новый процесс окрестили ксерографией. Название это вскоре стало общепринятым. С начала 1947 г. работы в этой области финансировались фирмой "Haloid Со", предшественницей нынешней "Xerox Corp", штаб-квартира которой находилась в городе Рочестере (штат Нью-Йорк).
Первая публичная демонстрация электрофотографического способа репродуцирования состоялась 22 октября 1948 г. в Детройте на ежегодном заседании Американского оптического общества.
Честер Карлсон продолжал совершенствовать ксерографию. В 1952-1958 гг. им были получены американские патенты № 2588699 на "Электрофотографический способ регистрирования", № 2588699 на "Электрофотографический аппарат , № 2599542 на "Электрофотографическую пластину", № 2624652 на "Графический способ регистрирования", № 2690394 на "Электрофотографию", № 2701764 на "Электрофотографический способ и устройство , № 2761416 на "Устройство для проявления электростатических изображений", № 2776907 на "Способ фиксирования электростатических порошковых изображений", № 2815734 на "Устройство для проявления ксерографических изображений", № 2842456 на "Способ проявления электростатических изображений", а также ряд патентов в других странах [130].
Первое сообщение в печати о новом репродукционном процессе было сделано Никола Лангером в июле 1944 г. на страницах журнала "Рейдио Ньюз" [131]. Первая же статья, содержавшая подробное описание ксерографии, была написана Роландом Шеффертом и Чарлзом Оутоном и опубликована вскоре же после публичной демонстрации изобретения в "Журнале Американского оптического общества " [132]. Вскоре сообщения об электрографии появились и в других странах. В Германии это было сделано в 1949 г. Альбертом-Фридрихом Гигаксом на страницах только что начавшего выходить, а в дальнейшем ставшего широко известным профессионального журнала "Дер Полиграф" [133]. В СССР достаточно подробные обзорные статьи о ксерографии были опубликованы в начале 1955 г. автором этих строк [134].
Путь ксерографии по миру был победоносным. Честер Флойд Карлсон, как уже говорилось, стал богатым человеком; тяжелые юношеские годы остались далеко позади. В 1960-х годах он жил в Рочестере и увлекался спиритизмом. Правда, донимали болезни, которые в конце концов и свели его в могилу. Изобретатель ксерографии скончался 19 сентября 1968 г. от сердечного приступа, который настиг его в кинотеатре. Но имя его и дела сохранились в памяти человечества.
В Мемориальном институте имени Бэттелла работали высококвалифицированные физики и химики, которые внесли в изобретение Честера Флойда Карлсона ряд серьезных технологических изменений, обеспечивших возможность его внедрения в самые различные области народного хозяйства. Усовершенствования коснулись самых различных сторон ксерографического процесса.
Как помнит читатель, Карлсон в качестве фотополупроводника использовал смесь антрацена и серы. Уильям Эллис Биксби предложил использовать для этой цели аморфный стекловидный селен [135]. Чувствительность этих пластин составляла около 2,0 по шкале ASA и примерно в 1000 раз превосходила чувствительность пластин с серным фотополупроводниковым слоем. Чарлз Д. Оутон сконструировал установку для вакуумного напыления фотополупроводникового слоя.
Карлсон сенсибилизировал пластины самым примитивным способом, протирая слой носовым платком или кусочком меха. Уильям Эллис Биксби в 1950 г. предложил использовать для этой цели коронный разрядник. Идея и простейшие технические пути ее осуществления были защищены американским патентом № 2705675, заявленном 12 января 1950 г. и выданном 5 апреля 1955 г. [136]. Были сконструированы коронные разрядники с электродами в виде игл или тонких проволок диаметром в 0,1 мм. Разряд осуществляли под напряжением от 4000 до 7000 вольт. Источником напряжения служил однополупериодный выпрямитель без фильтрации [137]. Провода должны были находиться примерно в 1 см от фотополупроводникового слоя. Такие устройства получили название "Коротрон". Применялись как трехпроводные, так и однопроводные коронные разрядники. В начале 1950-х годов был сконструирован разрядник "Скоротрон", имевший два ряда проволочек. К верхним проводам прилагали потенциал в 7000 вольт, а к нижним - экранирующим - в несколько сотен вольт. Это устройство автоматически отключалось при достижении на поверхности фотополупроводникового слоя необходимого потенциала [138].
P.M. Шефферт и К.Д. Оутон разработали метод замера потенциала фотополупроводниковых слоев, что осуществлялось с помощью струнного гальванометра Линдеманна.
В Мемориальном институте имени Бэттелла, в 1948 г. переименованном в Бэттеллевскую исследовательскую корпорацию, экспериментально проверялись и другие методы электризации ксерографических пластин, например радиоактивный. Последний процесс был предложен Честером Флойдом Карлсоном и описан в американском патенте № 2701764, заявленном 2 мая 1951 г. и выданном 8 февраля 1955 г. [139]. В этом случае использовался аппарат "Ионотрон", в котором источником радиации служил радиоактивный полоний. Ввиду потенциальной опасности метода для операторов он сколько-нибудь широкого распространения не получил.
Значительными усовершенствованиями ксерографии стали способ каскадного проявления и двухкомпонентный трибоэлектрический проявляющий состав, разработанные в 1947 г. в Бэттеллевском институте Эдвардом Н. Вайзом; способ защищен американским патентом № 2618552, заявленным 18 июля 1947 г. и выданным 18 ноября 1952 г. [140]. Двухкомпонентный проявитель состоит из крупнозернистого материала-носителя с диаметром частиц порядка 0,33-0,5 мм и тонко-измельченного красителя размером порядка 0,0001-0,02 мм. В процессе трения красителя с носителем за счет трибоэлектрического эффекта осуществляется электризация мельчайших частиц проявляющего порошка. В процессе проявления скрытого электростатического изображения частицы красителя пристают к несущим электрический заряд участкам фотополупроводникового слоя. Использование каскадного метода проявления позволило устранить отложение красителя на незаряженных участках, что в конечном счете значительно улучшило качество воспроизводимого изображения.
В Мемориальном институте имени Бэттелля и в других фирмах, которые с течением времени также заинтересовались ксерографией, были разработаны и изучены и другие способы проявления. Вариантом каскадного способа является проявление с помощью меховой щетки, разработанное Уоллисом Дарте Болтоном и В. Гоетцом в начале 1950-х годов в лабораториях фирмы "International Buzeness Machines" (IBM) [141]. Щетина в этом случае играла роль носителя и обеспечивала трибоэлектризацию частиц проявителя.
Репродукции, изготовленные электрофотографическим способом, первоначально
страдали крупным недостатком, получившим название краевого эффекта. Суть
его состояла в том, что при воспроизведении сравнительно больших черных
участков средние их части не окрашивались, ибо краситель оседал преимущественно
по краям. Недостаток был устранен способом проявления порошковым облачком,
разработанным в 1951 г. Р.Б. Лэндригеном, Р.Е. Томасом и Д.Л. Фаузером
в лабораториях "Haloid Со" и ставшим предметом американского патента №
2725304, выданного 29 ноября 1955 г. Способ состоял в вдувании в пространство
между электрофотографической пластиной и дополнительным электродом мельчайших
частиц проявителя. Меняя полярность электрода, можно добиться негативного,
или обращенного, проявления. Это сделало возможным однопроцессное репродуцирование
изображений с негативных фотоматериалов.
Схема каскадного проявления скрытого электростатического изображения
В 1950-х годах был разработан и ряд способов жидкостного проявления скрытых электростатических изображений, которые, однако, не получили сколько-нибудь широкого применения из-за желания сохранить "сухой" характер ксерографии. Разрабатывались также различные методы электрофорезного и теплового проявления.
Важным усовершенствованием процесса переноса порошкового изображения с электрофотографической пластины на воспринимающую поверхность стал способ электростатического переноса, разработанный в 1948 г. в Бэттеллевском институте Роландом М. Шеффертом и ставший предметом великобританского патента № 658699, французского патента № 985615 и западногерманского патента № 813359 [142]. Лист бумаги или другого воспринимающего материала в этом случае накладывали на электрофотографическую пластину и пропускали комплект под однопроводным коронным разрядником.
Способ "электрофакс"
В 1953-1954 гг. Гарольдом Г. Грейгом и Чарлзом Дж. К)нгом в "Американской
Радиокорпорации" (RCA) был разработан новый процесс, получивший название
электрофакс', он описан в американском патенте
№ 2735784, заявленном 30 июля 1953 г. и выданном 12 февраля 1956 г.'^
В этом способе лист бумаги 1, на который нанесен фотополупроводниковый слой 2, делался чувствительным к свету с помощью какого-либо электризатора, сообщающего слою электрические заряды 3. В качестве фотополупроводника была впервые использована окись цинка, диспергированная в смоляном связующем.
Надо сказать, что светочувствительность окиси цинка была известна и
ранее. Ее установили академик Александр Николаевич Теренин (1896-1967)
и Е.К. Пуцейко, которые сенсибилизировали окись цинка органическими красителями
[144].
Схема процесса "электрофакс"
Экспонирование репродуцируемого позитивного изображения 4 могло осуществляться как контактным, так и проекционным способом. Проявление скрытого изображения осуществлялось каскадным способом, при котором мельчайшие частицы 5 красителя электризовались путем трения о более крупные частицы носителя 6.
Ч. Юнг и Г. Грейг разработали пять различных способов проявления [145].
Перенос изображения на какую-либо другую поверхность в способе "электрофакс"
не предусматривался и фотополупроводниковый слой использовался однократно.
Это стало возможным вследствие относительной дешевизны окиси цинка. Материал
этот предварительно мог быть сенсибилизирован органическими красителями,
что позволяло получать широкую гамму спектральных характеристик. Закрепление
порошкового изображения на листе осуществлялось нагреванием.
Установка для осуществления способа "электрофакс"
Простейшая установка для осуществления способа электрофакс представляла собой 2-4-ваттную лампу дневного света 1, установленную на расстоянии полуметра от листа 2, покрытого слоем окиси цинка и помещенного на металлической подложке 3. Очувствление слоя производилось электризатором 4.
Способ "электрофакс" благодаря своей дешевизне и относительной простоте получил широкое распространение в 1950-1960-х годах. Оборудование для этого способа изготовляли фирмы "Чарлз Брунинг", "Америкен Фотокопи Эквипмент" и др.
Электрорентгенография
Важной областью применения электрофотографии стала электрорентгенография, работы в области которой начались в самый первый период развития нового репродукционного процесса. Роланд Майкл Шефферт, Роберт Чарлз Макмастер и Уильям Эллис Биксби, проводя экспериментальные исследования с электрофотослоями в Бэттеллевском институте, открыли в 1950 г., что рентгеновские лучи способны нейтрализовать электрические заряды сенсибилизированного слоя. Эта идея и пути ее практического осуществления стали предметом американского патента № 2666144, английского патента № 721944 и швейцарского патента № 300623, выданных в 1954-1955 гг. [146].
Первая публикация в технической печати, посвященная электрорентгенографии, или, как ее называли в США, ксерорадиографии, появилась в 1950 г. [147]. Было установлено, что чувствительность ксерографических пластин превосходит чувствительность рентгеновской пленки. Это позволило снизить время экспонирования, что имело большое значение в области медицинской рентгенографии. Повысить чувствительность позволило применение мышьяково-трисульфидного подслоя для фотополупроводниковых слоев, предложенное P.M. Шеффертом и Дж.Ф. Хансеном [148]. Электрорентгенография обеспечивала получение более контрастных и четких изображений, чем это позволял обычный метод.
Одним из вариантов электрорентгенографии стала т.н. ионография, разработанная в 1955-1956 гг. Е.Л. Крискуоло и Д.Т. О'Коннором [149]. Обычный для электрофотографии фотополупроводниковый слой в этом процессе не участвовал. Скрытое изображение формировалось на поверхности диэлектрической пластины с проводящей подложкой. Диэлектрический слой предварительно подвергали электризации. Между рентгенографируемым объектом и пластиной помещали проволочный растр, соединенный проводом с заземленной проводящей подложкой пластины. Подложка и растр при этом образовывали некоторое подобие ионизационной камеры. Способ распространения не получил вследствие низкой чувствительности процесса.
Фирма "Haloid Со" и первое ксерографическое оборудование
Решающие успехи в создании первого электрофотографического оборудования принадлежат малоизвестной в ту пору фирме "Haloid Со", основанной в 1906 г. в Рочесте-ре, сравнительно небольшом городе на северо-востоке США. Ранее она была подразделением известной фотографической компании "Истмен Кодак", носившей имя ее основателя Джорджа Истмена, изобретателя компактных пленочных фотокамер.
"Сначала компания арендовала мрачноватое помещение над обувной фабрикой К.П. Форда, где работало чуть больше десятка служащих, - пишут исполнительный директор фирмы "Ксерокс" Дэвид Т. Керне и консультант той же фирмы Дэвид А. Недлер в популярно-мемуарной книге "Пророки во тьме" - Название ее происходило от галоидных солей, входивших в состав эмульсии, которой покрывали фотобумагу" [150].Став самостоятельной, "Haloid Со" специализировалась на изготовлении фотографических бумаг, предназначенных преимущественно для репродуцирования. Одним из основателей фирмы был мэр Рочестера и владелец городского ломбарда Джозеф К. Уилсон.
В предвоенные годы "Haloid Со" переживала не самые лучшие времена, хотя ее позиции на рынке фотоматериалов были достаточно сильны. В 1935 г. "Haloid Со" поглотила фирму "Ректиграф", в которой работал химик, немец по происхождению Джон Дессауер, впоследствии ставший одним из руководителей "Haloid Со" и сыгравший немаловажную роль в распространении ксерографии. Именно он, прочитав статью Николаса Лангера об изобретении Честера Карлсона, рассказал о ней вице-президенту фирмы Джозефу Чемберлену Уилсону (?-1971), внуку основателя фирмы. Это был высокообразованный и неординарный человек, закончивший Рочестерский университет и школу бизнеса в Гарварде. Сообщение Дессауера заинтересовало Уилсона, и он попросил своих друзей Джорджа Камерона и Эрнеста Таубеса, чья фирма "Микротоникс" сотрудничала с "Haloid Со", встретиться с Карлсоном, чтобы получить более подробную информацию. Те вернулись в Рочестер восхищенные, заявив, что идея нового способа тянет не менее чем на 500 тыс. долларов.
В декабре 1945 г. Уилсон и Дессауер сами отправились в Колумбус, чтобы познакомиться с электрофотографией и провести первичные переговоры с руководством Бэттеллевского института. В результате фирма "Haloid Со" получила лицензию на использование изобретения Карлсона в пределах Соединенных Штатов. Бэттеллевскому же институту было обещано ежегодное финансирование исследовательских работ в размере 25 000 долларов, а также 8% от будущих прибылей. Соглашение было заключено в декабре 1946 г., а финансирование началось с 1 января 1947 г. Для "Haloid Со" это было достаточно рискованное предприятие. Ее финансовое положение было в ту пору достаточно скромным: общая прибыль составила в 1946 г. всего 101 тыс. долларов [151]. Четвертую часть этой суммы отныне предстояло отдавать Бэттеллевскому институту.
"Если бы мне пришлось пойти на такого рода риск еще раз, - вспоминал впоследствии Уилсон, - я бы сначала отправился к психоаналитику. Только молодым и наивным хватает смелости принимать верные решения " [152].Но игра, как выяснилось уже в ближайшие годы, стоила свеч. Работы в области ксерографии превратили фирму "Haloid Со", уже под названием "Xerox Corp" - в одну из крупнейших международных промышленных корпораций. К середине 1960-х годов она имела до 160 дочерних организаций и около 600 торговых центров почти во всех странах мира^.
Вице-президент фирмы Джозеф Уилсон впоследствии рассказывал:
"Я часто удивлялся, почему Бэттеллевский институт избрал нас своим партнером. Наши финансовые возможности были весьма ограниченными; то же можно было сказать о перспективах маркетинга или научной разработки проблемы. Я полагаю, что их привлекло то обстоятельство, что мы вынуждены были довести дело до конца; в противном случае нас ожидал полный крах. И они опасались, что более крупные фирмы отнесутся к делу, как к некоему побочному занятию" [153].В те же годы было решено, что название электрофотография, которое Честер Карлсон дал своему изобретению, не вполне удовлетворяет требованиям коммерческого характера. К поискам нового термина были подключены лингвисты Университета штата Огайо. Из предложенных ими нескольких вариантов Роберт Стит, отвечавший за общественные связи Бэттеллевского института, избрал термин ксерография, который вскоре же получил широкое распространение.
Комплект "Ксерокс копиер"
Первое серийно изготовляемое оборудование для ксерографии было выпущено фирмой "Haloid Со" на рынок в 1949 г. под наименованием "Ксерокс копиер". Это была совокупность трех установок, первая из которых осуществляла электризацию пластин, контактное экспонирование и проявление скрытого электростатического изображения, вторая - фиксирование порошкового изображения, третья же была предназначена для экспонирования репродуцируемых изображений в отраженном свете. Конструктивно установки эти были очень простыми. Многие процессы в них осуществлялись вручную.
Производственный процесс на "Ксерокс копиер" осуществлялся следующим образом. Пластину с фотополупроводниковым слоем помещали в кассету, вводили последнюю в установку для контактного экспонирования, выдвигали шторку и осуществляли электризацию слоя. Затем в камеру вводили репродуцируемый оригинал в виде прозрачного позитивного изображения и экспонировали его. Далее осуществлялись процессы каскадного проявления и переноса порошкового изображения. Лист бумаги с порошковым изображением помещали в фиксирующую установку и закрепляли оттиск нагреванием. Процесс получения одной копии занимал около 2 минут. Установки использовались и для изготовления офсетных форм на бумажных подложках.
Наибольший интерес в комплекте "Ксерокс копиер представляла установка для копирования в отраженном свете. Это было весьма перспективное направление, которое в дальнейшем стало, пожалуй, наиболее широко распространенной областью практического использования ксерографии. Многочисленные "Ксероксы", которые в настоящее время стоят в офисах почти всех учреждений и организаций, предназначены именно для контактного копирования всевозможной документации.
В основе установки для контактного копирования комплекта "Ксерокс копиер"
лежит изобретательское предложение Клайда Р. Мейо и Эдварда Р. Сабела,
ставшее предметом американского патента № 2781704, заявленного 14 апреля
1951 г. и выданного 19 февраля 1957 г. [155].
Установка для контактного копирования "Ксерокс копиер".
Чертеж, приложенный к патентному описанию
Установка представляет собой камеру 11, установленную на невысоких ножках 12. Внутри камеры 11 встроена вторая камера 38, ограниченная вертикальной 39 и горизонтальной 40 стенками. В горизонтальную стенку вмонтирован объектив 41 с контргайкой 42, препятствующей его смещению. В фокальной плоскости объектива находится прозрачная панель 31, закрепленная в раме 33 над отверстием 32. Отверстие сверху прикрыто крышкой 13, снабженной ручкой 19. В нижней части передней стенки камеры имеется отверстие, через которое в нее по направляющим 45 вводится кассета 46 с электрофотографической пластиной 47.
В патенте № 2781704 было описано два варианта установки. В первом из них, которое и изображено на воспроизведенном здесь чертеже из патентного описания, устройства для электризации фотополупроводникового слоя не было. Предполагалось, что помещенная в кассете ксерографическая пластина сенсибилизирована заранее. Во втором варианте непосредственно над направляющими 45, по которым на этот раз вдвигалась сама пластина без кассеты, был установлен коронный разрядник, который можно было смещать вдоль поверхности фотополупроводникового слоя.
Репродуцируемый оригинал вводили через отверстие в верхней стенке камеры, размещая его на прозрачной панели 31. Экспонирование осуществлялось в отраженном свете ламп 34. Камера была снабжена экспонометром для определения продолжительности экспозиции. Во втором усложненном варианте установки имелось и проявляющее устройство.
Установка "Ксерокс копиер" осуществляла репродуцирование прозрачных и непрозрачных оригиналов в масштабе 1:1. Для репродуцирования с изменением масштаба фирма "Haloid Со" выпустила в 1951-1952 гг. установку "Ксерокс лит-майстер", в состав которой входила небольшая репродукционная камера и усложненный вариант камеры для электризации фотополупроводникового слоя, экспонирования в масштабе 1:1 и проявления скрытого изображения [156]. Последняя камера, выпущенная на рынок под названием "Ксерокс, модель № 3", была снабжена и дополнительным электродом, устраняющим краевой эффект.
Дальнейшим усовершенствованием установки "Ксерокс лит-майстер" стала установка "Ксерокс 1385", специально предназначенная для электрофотографического изготовления офсетных печатных форм. Выпускалась она дочерней английской фирмой "Renk Xerox Ltd", организованной в 1956 г. на базе сравнительно небольшой кинофирмы Дж. Артура Рэнка в Лондоне. Установка состояла из трех аппаратов, компактно смонтированных на одном рабочем пульте с габаритами 220х140х170 см. В ее состав входила репродукционная камера, способная уменьшать или увеличивать оригинал на 50%. Максимальный размер репродуцируемого оригинала составлял 43х56 см, размеры ксерографической пластины - 21,25х32,5 см. Репродуцирование осуществлялось в отраженном свете четырех ламп накаливания по 500 ватт каждая.
Установка включала также аппарат для электризации фотополупроводникового слоя и для переноса порошкового изображения на бумажную основу офсетной формы и аппарат для теплового фиксирования порошкового изображения.
Первые, хотя и очень простые ксерографические установки имели большой успех на рынке копировально-множительного оборудования и принесли фирме "Haloid Со" невиданное ранее ею коммерческое благополучие. В 1955 г. объем продаж фирмы составил 21 млн доларов, увеличившись по сравнению с 1947 г. в три раза [157].
В том же 1955 г. фирма заключила новый контракт с Бэттеллевским институтом, свидетельствующий о том, что "Haloid Со" окончательно поверила в будущий небывалый коммерческий успех ксерографии. По условиям контракта Бэттеллевскому институту передавались 50 000 акций компании за лицензии на все патенты Честера Карлсона. Помимо этого было оговорено, что за каждый новый патент, относящийся к ксерографии, институт будет получать по 5000 акций. К концу жизни Карлсона стоимость находившихся в его владении акций "Xerox Corp" составляла 10 млн долларов.
Фирма "Renk Xerox Ltd" в первые годы своего существования изготовляла также компактную установку для изготовления офсетных печатных форм на бумажных подложках, имевшую габариты 50,1х33,4х71 см. Она включала устройства для электризации электрофотослоев, проявления скрытого изображения и переноса порошкового изображения на окончательный носитель. Установка включала контейнер для 6 ксерографических пластин и была снабжена ящиком для хранения чистых бумажных подложек для офсетных печатных форм. С каждой проэкспонированной и проявленной пластины можно было изготовить до шести бумажных офсетных форм. По особому заказу в установку встраивался лоток для проявляющего порошка. Фиксирование порошкового изображения осуществлялось на отдельных аппаратах. Фирма выпускала тепловые и паровые фиксаторы.
Значительным шагом вперед в развитии электрофотографического оборудования стало создание скоростных копировально-множительных машин, работающих по ротационному принципу.
Скоростные копировально-множительные машины
Самую первую экспериментальную копировально- множительную электрофото графи -ческую машину построил еще Честер Флойд Карлсон, о чем рассказывалось выше. Конструкция машины стала предметом американского патента № 2357809, заявленного 16 ноября 1940 г.
Характерной особенностью таких машин был тот факт, что оригинал, подлежащий репродуцированию, воспроизводился не на плоской светочувствительной поверхности, которую для каждого снимка нужно было заново вводить в установку, а на цилиндре, покрытом фотополупроводниковым слоем. Использование ротационного принципа печати позволило существенно повысить производительность процесса и удешевить себестоимость копий.
В послевоенные годы идею электрофотографической печатной машины, построенной по ротационному принципу и печатающей на бумажном полотне, сматываемом с рулона, разрабатывал Роланд Майкл Шефферт. Принципиальная схема этой машины защищена многими патентами, в том числе и западногерманским № 919891, выданным 30 сентября 1954 г. [158].
Ротационная электрофотографическая машина P.M. Шефферта
Печатная форма закреплена на заземленном цилиндре /, закрепленном на валу 2, который подвижно установлен в стойках 3 станины 4. Вращение цилиндру сообщается электродвигателем 5 через редуктор 6 с помощью ременной передачи 7 и шкива 8. Форма 9, установленная на цилиндре, не была электрофотографической.
Дело в том, что в патенте Р. Шефферта описана не только конструкция печатной машины, но и способ изготовления печатной формы. Предполагалось, что она будет металлической, а на ее поверхности тем или иным способом будет воспроизведено изолирующим составом репродуцируемое изображение. Но Шефферт предусмотрел, что изображение это может быть получено и электрофотографическим путем.
Машина Шефферта, насколько нам известно, дальше экспериментального образца не пошла. Решающий вклад в создание ротационных электрофотографических машин был сделан фирмой "Haloid Со", которая в 1958 г. изменила свое название на "Haloid Xerox Inc", а в 1961 г. - на "Xerox Corp. ". Тем самым было подчеркнуто, что отныне основной продукцией фирмы становится ксерографиче-ское оборудование.
Первые ротационные электрофотографические машины фирмы были предназначены для специальных целей, например для воспроизведения изображений с фотопленки.
Разработкой копировально-множительной машины для печатания с микрофильмов фирма "Haloid Со" начала заниматься в 1953 г. по заказу военно-морского флота и военно-воздушных сил США. В дальнейшем на базе этой машины было создано несколько моделей, предназначенных уже для широкого коммерческого использования. Первой среди них была скоростная электрофотографическая машина "Копифло 11", выпущенная на рынок в 1954 г.
Машина "Копифло 11"
Машина репродуцировала изображения с 16- или 35-миллиметровой пленки
на бумажном полотне, сматываемом с рулона и перемещаемой со скоростью 20
футов в минуту (6,1 м/мин). Увеличение изображения было возможно от 7-кратного
до 24-кратного. Модификация машины "Копифло 11" была снабжена устройством
для копирования в отраженном свете непрозрачных изображений. Оригиналы,
подлежащие репродуцированию, перемещались с помощью бесконечного транспортера,
движение которого было синхронизировано с вращением барабана, несущего
фотополупроводниковый слой. Проецирование осуществлялось системой линз
и зеркал. Могли репродуцироваться оригиналы шириной до 24 дюймов (61 см).
Принципиальная схема машины "Копифло 11"
Принцип действия "Копифло II" пояснен воспроизводимой здесь схемой. Изображение с микрофильма проецировалось проектором 1 на селеновую поверхность барабана 3, предварительно сенсибилизированную разрядником 4. Вращение барабана и перемещение микрофотопленки были синхронизированы таким образом, что в процессе проецирования как бы осуществлялась построчная развертка изображения. Скрытое электростатическое изображение, сформированное на фотополупроводниковом слое, проявлялось мелкораздробленным красителем, который подавался на поверхность барабана устройством 2. Перенос порошкового изображения на бумажное полотно, сматываемое с рулона 6, осуществлялся в электрическом поле, создаваемом устройством 5. Порошковое изображение закреплялось нагреванием в устройстве 8. Было предусмотрено также устройство 9 для проецирования на электрофотослой непрозрачного оригинала.
Машина "Копифло 11" успешно эксплуатировалась фирмами, работавшими на
военное ведомство США. Одна из таких фирм сообщала, что этот аппарат позволил
ей сэкономить 85 тыс. долларов [159].
Машина "Копифло 24С"
Машина "Копифло 24С", выпущенная на рынок вскоре после "Копифло 11",
была предназначена для репродуцирования с микрокопий, вводимых в машину
как в виде микропленки, так и в виде отдельных кадров ее на перфокартах,
и воспроизведения в крупных форматах чертежей, увеличиваемых в 15- 20 раз.
Изображения воспроизводились на бумажном полотне шириной до 60 см. Длина
бумажного полотна, смотанного в роль, составляла 2000 футов (610 м). Была
предусмотрена возможность получения от 1 до 500 копий с каждого кадра микрофильма.
Производительность машины составляла 6 м/мин. На выходе машины имелось
устройство для поперечной разрезки бумажного полотна.
Машина "Копифло 1824" для репродуцирования с увеличением с микрофильмов
В 1960 г. на рынок была выпущена машина "Копифло 1824", предназначенная
для копирования с негативных или позитивных микрофильмов сравнительно небольшими
тиражами. Машина эта не рулонная, а листовая; подача листов осуществлялась
вручную. Размеры листов от 21,6х21,6 до 45,7х61,0 см. Для воспроизведения
первого оттиска необходимо 30 сек, а последующих - по 15 сек.
Машина "Ксерокс 914"
Первой ксерографической копировально-множительной машиной, предназначенной специально для офисов, стала "Ксерокс 914", выпущенная на рынок в 1959 г. Публичная демонстрация нового аппарата состоялась 16 сентября 1959 г. [160]. Число в названии машины означало, что она предназначена воспроизводить изображения на листах размером в 9х14 дюймов (22,8х36,6 см). Ее отличительной чертой были сравнительно небольшие размеры - величиной с письменный стол. Копирование осуществлялось в отраженном свете. Копировать можно было как отдельные листы, так и страницы из книг. Машина печатала на листах размером от 200х140 до 250х390 мм. Максимальный размер копии составлял 230х355 мм. Репродуцирование осуществлялось в масштабе 1:1; ни увеличивать, ни уменьшать копию по сравнению с оригиналом было нельзя. Производительность машины "Ксерокс 914", ставшей в 1960-х годах едва ли не наиболее распространенным копировально-множительным устройством, - до 6 оттисков в минуту.
"Машина «Ксерокс 914» имела наивысший успех среди всех промышленных изделий, когда-либо изготовлявшихся в Америке", - писал в 1959 г. известный журнал "Fortune" ("Удача") [161]. Новые авторы Дэвид Т. Керне и Дэвид А. Недлер, оценивая "Ксерокс 914" уже с точки зрения исторической перспективы через несколько десятков лет, писали: "Появление 914-й модели наделало шуму. Впечатление было такое, словно какой-то автомобильный завод выпустил вдруг машину с ракетным двигателем" [162]. Успех превзошел все ожидания. К 1962 г. ежегодный доход фирмы "Xerox Corp" достиг 100 млн долларов. В 1965 г. стоимость реализации машины "Ксерокс 914" равнялась примерно 62% от всех доходов фирмы, что составляло 250 млн долларов [163].
В основе конструкции машины лежит комплекс изобретательских предложений
сотрудников фирмы "Haloid Со" К.Р. Мейо, " Д.В. Шепардсона и др. Об устройстве
машины дает представление принципиальная схема.
Схема машины "Ксерокс 914"
Документ или книга 2, подлежащие репродуцированию, помещали на стеклянную пластину 3 и прижимали сверху крышкой 1. Оптическая система, включающая зеркала 16 и объектив 4 проецировала изображение на барабан 12 с селеновым покрытием. Фотополупроводник предварительно электризовался разрядником 8. Скрытое электростатитческое изображение, сформированное на слое в процессе экспонирования, проявлялось устройством 15. Листы чистой бумаги подавались с лотка 11 бумагопроводящей системой 10 к селеновому барабану. Перенос порошкового изображения осуществлялся электростатическим способом при помощи устройства 13. Изображение закреплялось устройством 11, после чего готовые оттиски выводились на стол 7. На верхней крышке машины был размещен пульт управления 5-6.
Не все в машине "Ксерокс 914" было на первых порах удачным. Машина имела склонность к самовозгоранию оттисков. Первоначально ее даже поставляли покупателям в комплекте с огнетушителем. Стоила машина дорого; ее продажная стоимость в 1966 г. равнялась 27 000 долларов. Поэтому потребители предпочитали не покупать машину, а брать ее в аренду по цене в 25 долларов в месяц^. Но все недостатки постепенно удалось ликвидировать в процессе упорного конструктивного и технологического совершенствования.
В 1963 г. "Xerox Corp" выпустила на рынок портативный настольный копировально-множительный аппарат "Ксерокс 813", также построенный по ротационному принципу. По своим габаритам эта машина была в семь раз меньше "Ксерокс 914". Машина была предназначена для репродуцирования лишь листовых документов на листах размером 215х330 мм. Оригинал захватывался клапанами барабана, размеры которого были равны размерам селенового цилиндра. Число копий, которые при этом можно было получить, не ограничивалось; оно соответствовало заданному заранее числу оборотов цилиндров. Производительность машины составляла до 1,5 дюймов (3,8 см) в секунду. Модернизированный вариант этой машины выпускался под фирменным названием "Ксерокс 330". Машины эти были предназначены для небольших офисов и нашли широкое применение.
Вместе с тем "Xerox Corp" продолжала работать над высокоскоростным оборудованием,
предназначенным для многотиражного репродуцирования. Одной из таких машин
стал аппарат "Ксерокс 2400", выпущенный на рынок в 1965 г. Число в названии
обозначало производительность, которая была доведена до 2400 оттисков в
час или 40 в минуту. Это была дорогая машина, аренда которой обходилась
потребителю в 350 долларов в месяц. Вложения фирмы в исследовательские
и проектно-конструкторские разработки в области ксерографии к этому времени
достигли 1 млн.
долларов в год. К 1969 г. ежегодный доход фирмы достиг 1,48 млрд долларов,
увеличившись с 1947 г. примерно в 200 раз. Начиная с 1955 г. Бэттеллевский
институт и лично Честер Карлсон получили от фирмы 500 млн долларов. Это
была плата за лицензии на использование патентов по ксерографии, которых
институт в 1947-1970 гг. получил 164.
Скоростные электрофотографические машины фирмы "Xerox Corp" революционизировали копировально-множительную технику. Если в середине 1950-х годов в США изготавливали ежегодно до 20 млн копий различных документов, то к 1964 г. этот показатель возрос до 9,5 млрд, а к 1966 г.-до 14 млрд [165].
Фирма "Xerox Corp" специализировалась на машинах с переносом красочного изображения. Между тем в 1960-х годах ряд американских фирм освоил производство копировально-множительных машин т.н. прямого копирования. Они воспроизводили изображения на бумагах типа "электрофакс". Одной из первых таких машин был "Копитрон 1000", серийно выпускавшийся фирмой "Чарлз Брунинг Компани", в скором времени вошедшей в состав крупной международной корпорации "Адрессограф-Мальтиграф". Машина репродуцировала оригиналы с микрофотопленки с увеличением в 15 раз. Размеры копий - 46х61 см.
Машина "Ксерокс 813"
Машина "Копитрон 2000"
Машина "Ксерокс 2400"
Машина "Эпеко"
Машина "Копитрон 2000" предназначалась для копирования листовых оригиналов с максимальным форматом 280х430 мм. Ее производительность составляла до 15 отт/м. На машине можно было изготовлять и офсетные формы на бумажных подложках.
Первой малоформатной копировально-множительной машиной, работавшей по методу электрофакс и предназначенной для офисов, был аппарат "Эпеко Электростат" фирмы "Америкен Фотокопи Эквипмент", выпущенный на рынок в 1961 г. Оригинал и лист с цинкооксидным покрытием в этой машине подавались вручную. В модификации аппарата, выпускавшейся под фирменным названием "Дайал-Э-Копи", была осуществлена рулонная подача бумаги с фотополупроводниковым покрытием.
Примерно в это же время фирма "Смит-Корона-Марчант Корпорейшен" изготовляла портативные настольные аппараты "Модель 33", в которых впервые был применен жидкий проявитель.
В заключение скажем, что в 1960-х годах Бэттеллевский институт и фирма "Xerox Corp" занимались не только конкретными конструктивными и технологическими разработками, но и весьма продуктивными теоретическими исследованиями. Их результаты изложены в двух капитальных трудах, выпущенных в свет издательством "Фокал Пресс" в 1965 г. Это монография Роланда Шефферта "Электрофотография", снабженная тщательно составленным научным аппаратом и, в частности, списком патентов, выданных в этой области [166]. Книга эта в 1968 г. была переведена на русский язык и выпущена в свет, но, к сожалению, без научного аппарата [167].
И эта книга "Ксерография и смежные процессы", изданная под редакцией вице-президента фирмы "Xerox Corp" Джона X. Дессауера и научного директора той же фирмы Гарольда Е. Кларка [168]. Открывался этот труд главой "История электростатической регистрации", написанной изобретателем ксерографии Честером Карлсоном. В освещении других глав принимали участие ведущие сотрудники Бэттелловского института и фирмы "Xerox Corp" Дж.Т. Бикмоур, P.M. Гандлах, К.Р. Мейо, Л.В. Волкап и др.
Впрочем, самые первые книги по электрофотографии и другим электростатическим и магнитным способам репродуцирования и печати были изданы не в США, а в СССР.
Начало электрографии в СССР
Читатель помнит, что первые опыты использования фотополупроводников для воспроизведения изображений еще в 1916 г. пытался применить Ефим Евграфович Горин. Опыты эти в практику внедрены не были и вскоре позабылись.
О работах Честера Карлсона в нашей стране узнали вскоре же после появления первых публикаций о них. И решили экспериментально проверить. В 1949 г. такая тема была включена в план московского Научно-исследовательского кино-фото-института (НИКФИ). Вели ее Б. Барщевский и В. Лавренчик. Работы, продолжавшиеся три года, к сожалению, закончились совершенно неверным выводом о невозможности получения электрофотографическим путем более или менее качественных изображений [169].
В 1955 г. были опубликованы большие обзорные статьи автора этих строк, в которых достаточно подробно рассказывалось о зарубежных работах в области электрографии [170]. Статьи эти, а также наша книга "Новые способы печати" (М., 1956) послужили исходным толчком для возобновления соответствующих исследований в СССР.
И.И. Жилевич
Особенно большую роль в становлении электрографических исследований сыграл изобретатель Иван Иосифович Жилевич (1911-1980). Будучи преподавателем начертательной геометрии в одном из вильнюсских институтов, он заинтересовался электрофотографией и, отталкиваясь от первых публикаций о ней в отечественной печати, самостоятельно освоил технологию процесса. С 1955 г. он вел соответствующую тему в Научно-исследовательском институте полиграфического машиностроения в Москве. А затем, его усилиями, был организован филиал названного института в Вильнюсе, который в июле 1957 г. был преобразован в самостоятельный Научно-исследовательский институт электрографии - первое в мире специализированное исследовательское учреждение в интересующей нас области.
В Москве же в НИИПолиграфмаше работы в области электрофотографии продолжал вести Владимир Михайлович Фридкин. В 1955-1956 гг. под его руководством был разработан принципиально новый электрофотографический метод формирования изображения на фотополупроводнике, способном получать фотоэлектретное состояние [171]. Фотоэлектреты - это диэлектрики, которые в процессе фотопроводимости приобретают устойчивую электрическую поляризацию. Фотоэлектретное состояние возникает при одновременном воздействии на некоторый диэлектрик одновременно постоянного электрического поля и света. Процесс этот был защищен авторским свидетельством № 103649, заявленным 15 марта 1955 г. [172]. В дальнейшем Научно-исследовательский институт полиграфического машиностроения совместно с Институтом кристаллографии Академии наук СССР разработали специальный электрофотоаппарат, работающий на фотоэлектретах и в 1961 г. показали его на Выставке достижений народного хозяйства. В широкую практику это изобретение, однако, внедрено не было.
То же можно сказать об изобретении автора этих строк, защищенном авторским свидетельством № 121341 на "Способ получения электрофотографических изображений" с приоритетом от 14 февраля 1958 г. В отличие от ранее известных способов здесь в качестве фотополупроводника был применен материал, обладающий свойствами термистора. Проецирование оригинала осуществлялось в инфракрасных лучах. Смысл изобретения состоял в том, чтобы сделать возможным обработку электросветочувствительных материалов на свету.
Работы Научно-исследовательского института электрографии были первоначально сосредоточены на освоении существующего опыта и создании электрофотографического оборудования, которое могло быть использовано в народном хозяйстве. Была создана репертура фотополупроводниковых слоев, разработана методика их нанесения на формные пластины, разработана технология электризации слоев, подобраны материалы для сухих и жидких проявляющих составов. Попутно велись и теоретические поиски [173].
Прежде всего нужно было озаботиться созданием отечественных электрофотографических материалов. На Бумажной фабрике имени Ю. Янониса в Каунасе была разработана технология и в 1959 г. начат серийный выпуск фотополупроводниковой бумаги [174]. Для этой цели Завод счетных машин в Вильнюсе спроектировал и построил специальную бумагополивочную машину БПМ-2. Бумажное полотно здесь сматывалось с рулона, огибало направляющий валик и поступало к валу, который погружен в корыто с фотополупроводниковой суспензией. Необходимый уровень последней поддерживался автоматически. При скорости бумажного полотна 8 м/мин расход суспензии составлял около 80 л/час. Политое суспензией полотно поступало в сушильное устройство с инфракрасными лампами, после чего наматывалось на рулон.
В 1961 г. начали серийно изготовляться селеновые электрографические пластины СЭП-2 в размере 400х15 мм.
В 1961 г. Всесоюзным научно-исследовательским институтом полиграфической промышленности была разработана технология электрофотографического способа изготовления офсетных печатных форм. Проводились эти работы под руководством А.Б. Дравина. Большим преимуществом формных пластин с селеновым слоем, которые использовались в этом способе, была возможность их многократного - до 1000 раз - повторного использования. Стоимость изготовления форм при этом снизилась в 3-4 раза.
Первое отечественное электрографическое оборудование, созданное в НИИ электрографии, особой оригинальностью не отличалось и в той или иной степени копировало зарубежные образцы. Но оборудование это было доведено до серийного производства и на первых порах удовлетворило потребности народного хозяйства. Для экспонирования электрофотографических пластин первоначально использовались универсальные фотоувеличители, например, типа У-2. В 1959 г. был сконструирован, а в 1960 г. поступил в серийное производство электрофотографический репродукционный аппарат ЭРА-1, который комплектовался устройствами для электризации и проявления электрофотографических пластин. Предназначен был этот аппарат для получения копий с прозрачных и непрозрачных оригиналов, имеющих размер от 144х203 до 576х814 мм. Максимальный размер копии, который мог быть получен на ЭРА-1 - 288х407 мм. Процесс изготовления оттисков схематически изображен на рисунке.
Электрофотографический репродукционный аппарат ЭРА-1.
Внешний вид
Электрофотографический репродукционный аппарат ЭРА-1.
Принципиальная схема
Оригинал 1 закрепляют на оригиналодержателе 2 и экспонируют в репродукционном аппарате 3 на электрофотографическую пластину, помещенную в кассете 4. Фотослой пластины предварительно электризуют в устройстве 5. После экспонирования пластину помещают в выдвижную поворотную проявляющую камеру 6. Последняя содержит 300-400 г проявляющей смеси, состоящей из стеклянных шариков диаметром 0,3-0,5 мм и красителя, размер частиц которого не превышает 5-10 мк. После проявления пластины на порошковое изображение накладывают лист бумаги 7, после чего кассету вдвигают в электризационный блок устройства 5. На коронирую-щие электроды подается положительный потенциал. Отрицательно заряженные частицы красителя при этом переходят на бумагу. Далее бумажный лист с перенесенным на него порошковым изображением помещают в закрепляющее устройство 8. Процесс получения копии на аппарате ЭРА-1 занимал около 3 мин.
Затем Научно-исследовательский институт электрографии приступил к разработке
более сложной аппаратуры, первенцем которой был множительный аппарат ЭМА-1А,
воспроизводивший изображения на фотополупроводниковом бумажном полотне
шириной в 300 мм. Принцип работы его пояснен схемой.
Электрофотографический множительный аппарат ЭМА-1а.
Внешний вид
Электрофотографический множительный аппарат ЭМА-1а.
Принципиальная схема
Фотополупроводниковое бумажное полотно 1, сматываясь с рулона 2, проходит через коронный электризатор 3 и поступает в камеру экспонирования 4, где фотослой контактирует с прозрачным репродуцируемым оригиналом 5. При вспышке лампы 6 на фотополупроводниковом слое формируется скрытое электростатическое изображение, которое проявляется жидким способом в проявляющем устройстве 7. В процессе перемещения фотополупроводниковой бумаги от проявляющего устройства к приемной катушке 8 проявленное изображение высыхает и закрепляется на поверхности слоя. Рулон 2 весом около 4,5 кг обеспечивает получение 500-600 копий в формате 203х288 мм.
В дальнейшем аппарат ЭМА-1А был снабжен дополнительной приставкой для проекционной печати с микрофильмов. Выпускалась серийно и модернизированная установка ЭМА-2.
Впоследствии в НИИ электрофотографии был создан крупноформатный множительный аппарат для размножения документов шириной до 600 мм.
Итоги исследовательских и проектно-конструкторских разработок были подведены на научно-технических конференциях по вопросам электрографии, которые состоялись в Вильнюсе - первая 16-19 декабря 1958 г. и вторая 21-24 ноября 1961 г. Были изданы труды этих конференций^.
В 1962 г. началось производство отечественных скоростных электрографических
аппаратов с селеновыми барабанами. Едва ли не первым из них был малогабаритный
полуавтоматический электрографический копировальный аппарат ЭФКА-1, который
изготовлялся в Ленинграде.
Копировально-множительный электрофотографический аппарат
ЭФКА-1М.
Внешний вид
Копировально-множительный электрофотографический аппарат
ЭФКА-1.
Принципиальная схема
Репродуцируемый оригинал, освещаемый софитом 20, проецировался объективом 22 и системой оптических зеркал 1 на барабан 3, покрытый фотополупроводниковым слоем. Слой этот предварительно электризовали разрядником 3. Образовавшееся в процессе экспонирования скрытое изображение проявлялось устройством 6. Порошковое изображение перетискивалось на бумагу, сматываемую с рулона 12. Закрепление его на бумажном полотне осуществлялось нагревателем 15. Поверхность фотополупроводникового слоя очищалась вращающимися меховыми щетками 16, и он снова был готов для экспонирования. Ширина бумажного полотна составляла 300 мм.
Производительность ЭФКА-1 - до 300 отпечатков формата А4 в час. На выставке
"Интероргтехника" в 1966 г. был показан модернизированный аппарат ЭФКА-1М
с наибольшим форматом получаемых копий
297Х420 мм.
Другой новинкой на той же выставке был вертикальный электрографический
аппарат ВЭГА-66, предназначенный и для изготовления офсетных печатных форм
на металлических и бумажных пластинах. Специальная приставка к нему делала
возможным копирование с микрофильмов с 11-кратным увеличением.
Вертикальный электрографический аппарат ВЭГА-66
В том же 1966 г. на выставке "Инфорга" экспонировался электрографический читально-копировальный аппарат "Электрофильм". Установка для чтения микрофильмов была совмещена здесь с устройством для изготовления электрофотографических копий с 11-кратным увеличением. Копия могла быть получена в течение 1,5 мин.
Более совершенными скоростными аппаратами были РЭМ ЗООК, РЭМ 420/600 и РЭМ 600К, серийное изготовление которых было начато в 1965-1967 гг. Они были предназначены для получения копий листовых оригиналов на рулонной бумаге или кальке с максимальной шириной 300, 420 и 630 мм. Скрытое изображение формировалось здесь, а в дальнейшем и проявлялось на непрерывно вращающемся селеновом барабане.
В 1960-1970-х годах в СССР изготовлялись и другие электрофотографические установки и машины, например электрографический репродукционный аппарат ЭРА-12РМ, электрофотографический копировальный множительный аппарат ЭФА-200К и др.
Впоследствии, однако, серийное изготовление электрографического оборудования в нашей стране было прекращено, ибо оно не выдерживало конкуренции с зарубежной техникой, начавшей широко поступать в страну в годы перестройки.
Электрографический читально-копировальный аппарат "Электрофильм"
Ротационная электрофотографическая машина РЭМ 3000К
Об успешном освоении электрофотографических процессов в СССР и об интересе общества к новым способам репродуцирования свидетельствует издание в 1961 г. в серии "Библиотека фотолюбителя" книги И. И. Жилевича и Е.Л. Немировского "Электрофотография", выпущенной тиражом в 80 000 экземпляров. Издательство "Искусство", выпустившее ее, в дальнейшем предложило читателям "Массовой фотографической библиотеки" книги Ю.А. Василевского "Фотография без серебра" и А.А. Слуцкина "Электростатическая фотография", которые увидели свет в 1984 г.
Книги эти носили научно-популярный характер; их задача состояла в том, чтобы познакомить с электрофотографией широкого читателя и научить его, как освоить этот процесс в домашних условиях. Однако любительская электрофотография не привилась ни в СССР, ни где-либо еще в мире.
Надо сказать, что именно в нашей стране впервые появилась литература, посвященная научно-теоретическому осмыслению электрофотографического процесса. Первой такой книгой стала монография В.М. Фридкина и И. С. Желудева "Фотоэлектреты и электрофотографический процесс", выпущенная Издательством Академии наук СССР в 1960 г. Статьи по теории электрофотографии публиковались в академических периодических изданиях - "Докладах Академии наук СССР", "Журнале научной и прикладной фотографии и кинематографии", "Кристаллографии". В этой области успешно работали Л.Н. Балин, С.Г. Гренишин, 10. Е. Карпешко, К.С. Ляликов, П.М. Подвигалкин и другие исследователи.
Кроме Научно-исследовательского института электрографии, Института кристаллографии и Научно-исследовательского института полиграфического машиностроения научно-практические проблемы нового репродукционного и копировального процесса разрабатывали Институт геофизики АН СССР, НИИ городской и сельской телефонной связи, Государственный оптический институт имени С. И. Вавилова, Ленинградский электротехнический институт связи. Одним из результатов этих исследований стала разработка ряда специальных электрографических устройств - таких, например, как электрофотографический увеличитель осциллограмм.
Кроме электрофотографии в СССР изучались и другие электрографические процессы и, прежде всего, ферромагнитография, о чем пойдет речь ниже.
В заключение расскажем о перспективных конструкторских разработках И. И. Жилевича, которые в производство внедрены не были, но намечали новые направления в области полиграфической техники. Прежде всего нужно сказать о печатающих устройствах с т. н. бесконечной и с переменной печатной формой.
Под бесконечной печатной формой, как мы уже говорили, понимают совокупность печатных форм, предназначенных для печатания отдельных листов книги, установленных на бесконечной цепи и последовательно подводимых к печатному цилиндру. В варианте с обычными, не электрографическими, печатными формами эта идея легла в основу "типографии-автомата", сконструированного в 1952 г. сотрудником Научно-исследовательского института полиграфического машиностроения Марком Германовичем Брейдо [176], о чем уже шла речь на страницах нашей книги. Применительно к эластичным печатным формам для флексографской печати машины с бесконечной формой еще в 1940-х годах изготовлялись австрийской фирмой "Семперит Гуммиверке".
И. И. Жилевич разработал принциальную схему феррографической печатной
машины с бесконечной формой.
Феррографическая печатная машина с бесконечной формой.
Принципиальная схема
Бесконечная ферромагнитная лента 1 натянута на барабаны 2 и 3, изготовленные из немагнитного материала. На ленте одним из известных способов сформировано магнитное изображение всех листов будущего издания. В контейнере 4 содержится мелкораздробленный проявляющий порошок 5, частицам которого предварительно сообщают электрический заряд. Через щелевое отверстие 6 порошок попадает в камеру 7, примыкающую непосредственно к ферромагнитной ленте. Под лентой помещен ультразвуковой вибратор 8, заставляющий ленту вибрировать, благодаря чему проявляющий порошок группируется на тех участках, на которых индуктировано силовое поле. Чтобы полностью освободить пробельные элементы формы от порошка, используется сетка 9, которой при помощи устройства 10 сообщен высокий положительный потенциал. Регулируя соответствующим образом величину магнитного и электрического полей, действующих в противоположных направлениях, можно добиться того, что проявитель будет оседать лишь на печатающих элементах. С пробельных же участков он осыпается в контейнер 11.
При вращении барабанов участки бесконечной ферромагнитной формы вступали в соприкосновение с бумажным полотном 12, сматываемым с рулона 14. Одновременно вторая ферромагнитная лента, натянутая на барабанах 13, осуществляла запечатывание оборотной стороны бумажного полотна. Проходя между цилиндрами 15 и 16, оттиски на полотне закреплялись путем нагревания или смачивания.
В другом варианте машины с бесконечной формой И. И. Жилевича формирование
красочного изображения осуществлялось непосредственно на воспринимающей
поверхности. Принцип действия этой машины пояснен схемой.
Феррографическая печатная машина с бесконечной формой
с формированием изображения на воспринимающей поверхности.
Принципиальная схема
Поверх бесконечной ферромагнитографской формы 1, огибающей металлический цилиндр 2, подается бумажное полотно 3. Проявитель, содержащий мельчайшие ферромагнитные частицы, впрыскивается в контейнер 4, выполненный из диэлектрика. Впрыскивание осуществляется распыляющим устройством, состоящим из коллектора 5, форсунки 6, металлической иглы 7 и металлического заземленного патрубка 8. В коллектор красящее вещество подается насосом 9 из резервуара 10. Частицам проявителя сообщают отрицательный электрический заряд при помощи устройства 11, соединенного с иглой 7. В противоположном конце контейнера находится сопло 12, соединенное с насосом 13. В контейнере поддерживается постоянное движение воздуха с распыленным в нем красителем по направлению от патрубка 8 к соплу 12. Движение это согласовано со скоростью вращения цилиндра 2. В контейнере помещена сетка 14, которой сообщают положительный потенциал при помощи устройства 15, связанного с потенциометром 16. Таким образом, частицы красителя в контейнере находятся под воздействием с одной стороны магнитного поля, создаваемого печатающими элементами 17 ферромагнитной ленты, и с другой стороны - электрического поля, создаваемого сеткой 14. Направления действия полей противоположны. Регулируя величину электрического поля с помощью потенциометра 16, можно добиться такого соотношения полей, при котором красящее вещество будет осаждаться на участках 18 воспринимающей поверхности над печатающими элементами 17 формы и отталкиваться от участков, находящихся над пробельными элементами.
И.И. Жилевич предусмотрел, что магнитная лента в описанном выше устройстве может быть заменена тонкой металлической лентой, покрытой слоем фотополупроводника. Последовательно проецируя на эту ленту изображения отдельных листов книги, получим бесконечную ксерографическую форму. Указывалось, что аналогичным образом может быть получена бесконечная форма из материала, способного получать фотоэлектретное состояние.
В 1956 г. И.И. Жилевич построил две экспериментальные установки для печатания с бесконечной печатной формы.
Экспериментальные установки И.И. Жилевича для печати с бесконечной формой
Электростатические и электромагнитные способы репродуцирования позволили
осуществить на практике устройство, получившее название переменной печатной
формы. Понятие это было впервые сформулировано автором этих строк в 1956
г. в книге "Новые способы печати". Под переменной печатной формой мы понимали
совокупность устройств, одно из которых сканирует оригинал-макет, а второе
- формирует красочное изображение и передает его на воспринимающую поверхность
[177]. В дальнейшем эта идея получила воплощение в струйных и лазерных
принтерах.
Машина с переменной печатной формой.
Принципиальная схема
И. И. Жилевичем была разработана и защищена авторским свидетельством принципиальная схема машины с переменной печатной формой. Она была выполнена в виде фотоголовки, просматривающей оригинал-макет, закрепленный на вращающемся барабане. Импульсы фотоголовки поступали на штифт 1, наводящий магнитное поле на ферромагнитном материале 2. Скрытое магнитное изображение проявляется путем напыления мелкораздробленного красителя 3, находящегося в контейнере 4.
Печать с электростатическим переносом красочного слоя
В 1950-1960-х годах XX столетия одним из магистральных направлений развития полиграфической техники казалась печать с электростатическим переносом красочного слоя. Основным ее признаком, который в корне отличал ее от других способов печати, была бесконтактность. Думалось, что это свойство сулит колоссальные преимущества. Говорили, что полиграфический процесс может быть в этом случае осуществлен без присущих ему и, казалось бы, обязательных больших давлений. Это сулило упрощение процесса; можно было, например, отказаться от приправки. Процесс этот, как известно, весьма трудоемок и продолжителен во времени. Ранее он занимал до 25% рабочего времени машин высокой печати. Во время приправки машины простаивали. Еще в довоенное время подсчитали, что наша страна ежегодно теряла в результате простоя машин во время приправки до 5 млрд оттисков [178] .
Печатание без натиска в принципе позволяло снизить и металлоемкость печатных машин, рассчитанных на большие давления. В 1964 г. в имевшем широкое распространение "Полиграфическом словаре" утверждалось также, что "Некоторые методы бесконтактной печати открывают возможность получения печатной формы с бесконечной тиражеустойчивостью [179].
К сожалению, печать с электростатическим переносом красочного слоя возлагавшихся на нее больших надежд не оправдала. Деятельность в этой области ограничилась экспериментальной проработкой; в широкую полиграфию способ внедрен не был. Но работы новаторов не прошли даром. Некоторые их идеи впоследствии были использованы в процессе создания принципиально новых способов и оборудования компьютерной полиграфии.
Первооткрывателем и энтузиастом бесконтактной электростатической печати
был американский изобретатель Уильям Карл Хюбнер, родившийся в 1879 г.
в Буффало (штат Нью-Йорк, США) [180]. С юных лет он работал в литографиях
и фотографиях родного города, что позволило ему досконально освоить репродукционную
технику.
У.К. Хюбнер
Неуемный изобретательский талант проявился в нем рано. Еще в 1902 г.
он сконструировал установку для проявления изображений, переносимых на
формные пластины плоской печати. В 1910 г. вместе с Джорджем Блейстейном
организовал в Буффало фирму "Huebner Bleistein Patents Company", с которой
связаны первые шаги в США многокрасочной офсетной печати. Фирмой этой были
созданы копировально-множительные установки, позволившие отказаться от
ручных процессов в изготовлении офсетных печатных форм [181]. Работал Уильям
Хюбнер в самых различных областях, совершенствовал фоторепродукционную
технику, строил фотонаборные установки, реконструировал печатные машины.
В течение долгой жизни - он умер 10 мая 1966 г. в Нью-Йорке в возрасте
87 лет - Хюбнер получил в США и других странах мира свыше 600 патентов.
Наибольшую известность принесли ему изобретения в области печати с электростатическим
переносом красочного слоя. В этой области он начал работать еще в 1924
г. Этому направлению Хюбнер отдал много сил и труда. Особенно интенсивными
эти опыты были в военные и первые послевоенные годы. Способ бесконтактной
печати Уильям Хюбнер в ту пору именовал Онсетом. Одно время к его
изобретениям проявляла интерес крупная американская фирма полиграфического
машиностроения "Goss Printing Press Со", которая патентовала эти изобретения
в Великобритании. Но в практику сколько-нибудь широко разработанные им
способы и сконструированные машины внедрены не были. Показательно, что
в недавней статье об Уильяме Карле Хюбнере в многотомной немецкой "Всеобщей
энциклопедии книжного дела" его работы в области электростатической печати
даже не упоминаются [182]. Сущность электростатических способов печати
без натиска сводится к следующему.
Принципиальная схема печатания с электростатическим переносом красочного слоя
Красочное изображение, которое тем или иным способом сформировано на формной пластине 1, переносят на воспринимающую поверхность 2 - бумагу, ткань или какой либо другой материал, - посредством электростатического силового излучения, создаваемого устройством 3. В качестве формной поверхности могут быть использованы традиционные формы высокой, глубокой или плоской печати. Но возможны и специальные электрические или электромагнитные способы формирования красочного изображения.
Кроме электростатических бесконтактных способов переноса красочного изображения возможны и ферромагнитные бесконтактные способы. Сколько-нибудь широкого распространения они не получили.
Электростатический бесконтактный принцип издавна использовался в металлургии и некоторых других отраслях промышленности для улавливания взвешенных в воздухе мельчайших твердых или капельно-жидких частиц. Электризуя частицы дыма, тумана или пыли при помощи коронирующего электрода, можно уловить эти частицы и заставить их осаждаться на противоположно заряженном электроде. Указанный принцип положен в основу т.н. электрофильтров, получивших достаточно широкое применение в народном хозяйстве.
Был известен и электростатический перенос сплошного красочного слоя - для нанесения однородных покрытий на металлические или диэлектрические поверхности. Для этой цели использовались аэрозоли - взвешенные в газе или газовой смеси мельчайшие твердые или жидкие частицы, имеющие размеры от 10-7 до 10-5 см.
Для того чтобы применить аналогичный принцип в полиграфии, нужно было заставить краску осаждаться не сплошной массой, а лишь на определенных участках воспринимающей поверхности. Получающееся при этом изображение (текст или иллюстрации) должно было соответствовать заранее данному оригиналу.
Наиболее простым случаем печатания с электростатическим переносом красочного слоя являются бесконтактные варианты классических способов печати - высокой, глубокой и плоской. Принципы формирования изображения при этом остаются теми же, которые применялись в полиграфическом производстве в течение уже нескольких столетий. Однако сформированное красочное изображение передается на воспринимающую поверхность - бумагу, ткань или какой-либо другой материал - без натиска и даже, в большинстве случаев, без соприкосновения формы с этой поверхностью.
Одно из таких устройств было описано Уильямом Хюбнером в американском
патенте № 2408144 на "Устройство для печати", который был заявлен 15 января
1944 г. [183].
Устройство для бесконтактной печати с формы высокой печати
Изображение может быть сформировано обычным способом на формном цилиндре 1 высокой печати. Бумага, ткань или какая-либо другая воспринимающая поверхность 2, на которую необходимо перенести изображение, поддерживается цилиндром 3 на расстоянии до 0,1 мм от формы. Силовое поле образуется между электродами - разрядной пластиной 4, помещенной внутри формного цилиндра, и принимающей разряды пластиной 5, расположенной внутри поддерживающего цилиндра. Цилиндры могут свободно вращаться на подшипниках качения 6 вокруг неподвижных полых осей 7 и 8, установленных в стойках 9. Электроды прикреплены к трубкам 10 и 11 посредством угольников и винтов 12. Таким образом, во время вращения цилиндров электроды находятся в покое и сохраняют свое положение относительно друг друга. Кабели 13 и 14, помещенные в трубках 10 и 11, подключают электроды к цепи высокого напряжения.
Конфигурация электродов может быть различной. Обычно это тонкие пластины, концы которых расположены в непосредственной близости к воспринимающей поверхности. Однако Уильямом Хюбнером были запатентованы и устройства с электродами, размещенными на сравнительно большом расстоянии друг от друга. Одно из них описано в великобританском патенте № 608902 на "Усовершенствованный печатный процесс и устройство для его осуществления" с приоритетом от 1 марта 1946 г. [184].
Устройство для печатания с переносом красочного слоя
с большим промежутком между электродами
Здесь источник 1 тока высокого напряжения присоединен к электроду 2, заключенному в кожух 3, изготовленный из диэлектрика. Кожух открывает лишь самый конец электрода. Красочное изображение формируется на формном цилиндре 4, играющем в этом случае роль второго электрода. Бумажное полотно огибает выполненные из диэлектрика детали 5 и 6, определяющие величину печатной зоны и зазор между электродами, который составляет 15-20 см. Промежуток между бумагой и формным цилиндром равняется примерно 0,1 расстояния между электродами.
Разрядная и принимающая разряды пластины могут быть снабжены остриями или выступами, направленными в сторону другого электрода. Сам электрод при этом исполнен в виде цилиндра с нанесенными по образующей его трехгранными ребрами или же в виде набора зазубренных дисков, зубцы которых размещены в шахматном порядке или в виде комбинации прутков с зазубренными краями. Этот конструктивный вариант описан в великобританском патенте № 633991 Уильяма Хюбнера на "Устройства для электрографической печати" с приоритетом от 5 января 1948 г.[185].
Электроды обычно находятся под напряжением, будучи подключены к какому-либо источнику тока. Однако перенос краски мог быть осуществлен и при помощи пластин из диэлектрика, которым сообщен постоянный потенциал. В изобретении, которое служит предметом великобританского патента № 602985, в качестве одного из электродов использован т. н. электрет - электростатический аналог постоянного магнита.
В другом изобретении Уильяма Хюбнера, описанном в великобританском патенте
№ 604012 на "Усовершенствованный способ печати и устройства для его осуществления",
заявленном 20 ноября 1945 г. [186], электрическое поле создается при помощи
постоянно электризуемого цилиндра, изготовленного из диэлектрика.
Устройство для бесконтактной печати
с применением постоянно электризуемого цилиндра
Красочное изображение в таком устройстве формируется обычным путем на металлическом формном цилиндре 1 посредством красочного аппарата 2. Бумажное полотно 3 проходит над формным цилиндром, огибая детали 4 и 5, выполненные из материала, обладающего высоким удельным сопротивлением и относительно низкой диэлектрической постоянной. Детали, как указывалось в патентном описании, могут быть сделаны, например, из листового стекла. Над этими деталями расположен литой стальной цилиндр 6, поверх которого надета рубашка 7 из материала, обладающего высокими изолирующими свойствами, например из стекла или керамики. Цилиндр 6 взаимодействует с цилиндром 8, который состоит из литого стального сердечника, покрытого рубашкой из проводящего электрический ток каучука или другого эластичного проводника. Цилиндр 8 через выпрямитель и повышающий трансформатор соединен с линией 9 переменного тока.
Электрическое поле, необходимое для переноса краски, может быть создано не только между двумя электродами, но и между электродом и самой воспринимающей поверхностью. В этом варианте машины для электростатической бесконтактной печати, описанном в великобританском патенте № 605012 на "Усовершенствованный печатный процесс и устройство для его осуществления" с приоритетом от 11 декабря 1945 г. [187], один из электродов отсутствует, а соответствующий заряд сообщается бумаге, на которой должен быть произведен оттиск.
Устройство для бесконтактной электростатической печати
с предварительной электризацией бумажного полотна
Бумажное полотно 1 проходит через приспособление 2, снимающее с него посторонние электрические заряды, и затем попадает в электризатор 3. Последний выполнен в виде двух валиков из проводящей резины, соединенных с цепью 4 высокого напряжения. Красочное изображение формируется обычным путем на формном цилиндре 5. Размеры печатной зоны и величина промежутка между бумагой и формой определяются клиновидным блоком 6, изготовленным из хорошо отполированного стекла. Для печатания второй краской может быть предназначено аналогичное устройство. В этом случае бумажное полотно предварительно проходит через сушилку 7.
Еще в одном изобретении Уильяма Карла Хюбнера - оно описано в великобританском
патенте J\° 615556 на "Усовершенствования, относящиеся к печатным процессам
и устройствам для их осуществления", заявленном 28 марта 1946 г. [188]
- электрическое поле создается одновременно и между двумя электродами и
между краской и воспринимающей поверхностью - бумагой. Здесь не только
используются разрядные и принимающие разряды пластины, но и сообщаются
разноименные электрические заряды воспринимающей поверхности и красочному
слою до поступления последних в печатную зону.
Устройство для бесконтактной электростатической печати
с предварительной электризацией бумажного полотна
и краски
Принимающей разряды пластине 1 сообщена кривизна, соответствующая конфигурации формного цилиндра. Бумажное полотно 2 до поступления в печатную зону заряжается при помощи электризаторов 3 и 4. Аналогичные функции исполняют электризаторы 5 и 6 относительно красочного слоя. Полярность, сообщаемая листу или бесконечному бумажному полотну, соответствует полярности пластины 1, а полярность, сообщаемая красочному слою, - полярности разрядной пластины 7.
Во всех описанных выше устройствах для бесконтактной печати Уильям Карл Хюбнер предполагал получать красочное изображение на традиционных формах высокой печати. Вместе с тем изобретатель экспериментировал и с другими классическими печатными формами, помещая их на формный цилиндр и соответствующим образом изменяя красочный аппарат.
Устройство для бесконтактного печатания методом глубокой печати
Среди его изобретений - устройство для бесконтактной глубокой печати.
В этом случае краску на форму 1 наносит валик 2, погруженный в красочный
ящик 3. С пробельных участков формы краску снимал ракельный нож 4.
Устройство для бесконтактного печатания методом плоской печати
В устройстве для бесконтактной плоской печати, также запатентованном
Уильямом Хюбнером, краску
на форму 1 наносили накатные валики 2. Для увлажнения формы был предназначен
увлажняющий аппарат 3 вполне традиционной конструкции.
Перенос красочного слоя как в первом, так и во втором случае осуществлялся при помощи силового поля, образованного между электродами 5 и 6.
Уильям Карл Хюбнер экспериментировал и описал в одном из своих патентов также аналогичное устройство для бесконтактной электростатической трафаретной печати.
Все описанные выше устройства для бесконтактной печати использовали существовавшие уже в течение многих столетий классические печатные формы - высокую, углубленную, плоскую и трафаретную. На изменение формных процессов Уильям Хюбнер пока еще не посягал. Но в дальнейшем он отказался от традиционной технологии и начал конструировать машины, в основе которых лежали совершенно иные и принципиально новые формные процессы.
От электростатических печатающих устройств с использованием традиционных печатных форм Уильям Хюбнер перешел к таким, в которых формирование красочного слоя осуществлялось методами, существенно отличающимися от классических. В 1946 г. он запатентовал электрическую формующую поверхность, в которой формирование изображения осуществлялось электрическими силами. Это изобретение описано в американском патенте № 2408143 на "Устройство для многокрасочной печати с переносом краски действием сил электрического поля" (приоритет от 15 января 1944 г.) [189] и в великобританском патенте № 618512 на "Устройство и способ печати" (приоритет от 28 марта 1946 г.) [190]. Принципы, положенные в основу этого совершенно нового вида печатных форм, станут более ясны при сравнении с формой плоской печати. Последняя, как известно, характеризуется тем, что печатающие и пробельные элементы имеют различные физико-химические свойства: первые воспринимают жирную краску и отталкивают увлажняющую жидкость, а вторые, напротив, отталкивают краску и хорошо воспринимают влагу.
Печатающие и пробельные элементы электрической формы плоской печати
обладают различными свойствами по отношению к электростатическому полю.
Печатающие элементы изготовлены из материала, обладающего низким удельным
сопротивлением, чутко реагирующего на все изменения силового поля и хорошо
воспринимающего мельчайшие заряженные частицы красителя, переносимые под
действием силового поля. Пробельные элементы, наоборот, изготовлены из
материала, обладающего чрезвычайно высоким удельным сопротивлением, т.е.
из диэлектрика. Поэтому пробельные элементы не воспринимают краску.
Устройство для бесконтактной печати
с электростатической формой плоской печати
В устройстве, описанном в указанных выше патентах, красящее вещество находится в контейнере /, снабженном электронагревателями 2. Из контейнера краска через краны 3 подается под давлением на лезвие электрода 4. Температура последнего поддерживается на определенном уровне электронагревательными элементами 5. Нижний край электрода может быть выполнен в виде заостренных игл.
Формный цилиндр 6 снабжен рубашкой 7, несущей изображение. Печатающие элементы 8 формы выполнены из металла, пробельные - из диэлектрика. Печатающие элементы могут несколько выступать над общей поверхностью формы, но могут находиться и на одном уровне с пробельными элементами.
В патентах Уильяма Хюбнера ничего не говорится о том, как изготовляется подобная форма. Легко понять, что процесс этот будет весьма трудоемким. Поэтому предложенная Хюбнером электростатическая форма плоской печати имеет разве что теоретическое значение.
Краска на печатающие элементы в устройстве для электростатической плоской печати наносится под воздействием электрического поля, образованного между электродами 4 и 9. Последний электрод находится внутри формного цилиндра. Воспринимающая поверхность, например, бумажные листы 10, перемещается посредством тесьмы 11 поверх поддерживающего цилиндра 12. Перенос красочного изображения с формного цилиндра на воспринимающую поверхность осуществляется без натиска под действием электрического поля, образованного между электродами 13 и 14.
Следующим шагом в поступательном развитии изобретательской мысли Уильяма
Хюбнера был полный отказ от формного цилиндра. Так появилась машина для
бесконтактной печати с формированием красочного изображения непосредственно
на воспринимающей поверхности. Она описана в великобританском патенте №
618513 на "Способ и устройство для печати или для нанесения красочных покрытий
на воспринимающий краску материал" с приоритетом от 28 марта 1946 г. [191].
Устройство для бесконтактной печати
с формированием красочного изображения непосредственно
на бумажном полотне
Промежуточное звено между красочным резервуаром и бумагой в этом случае уничтожено. Поверхность цилиндра 1, поддерживающего бумажные листы 2 или бумажное полотно, в этом случае выполнена в виде комбинации проводящих и изолирующих элементов. Комбинация это воспроизводит подлежащий воспроизведению оригинал. Красящее вещество содержится в контейнере 3, снабженном электронагревателями. Из контейнера краска под давлением подается через краны 4 на пластину 5, также снабженную электронагревателями, и с пластины попадает на электрод 6. Перенос краски происходит под действием силового поля, образованного между электродами 6 и 7.
Красящее вещество принципиально может быть использовано в любом состоянии
- в виде суспензий, растворов, аэрозолей, порошков и т.д. До сих пор шла
речь об устройствах, в которых использовалась жидкая краска.
Устройство для бесконтактной печати
с электрическим переносом краски в виде аэрозолей
с капельно-жидким состоянием частиц
В изобретении Уильяма Хюбнера, описанном в великобританском патенте № 605979 на "Усовершенствования в печатном процессе и устройство для его осуществления" (приоритет от 7 января 1946 г.) [192], формный цилиндр 1 состоит из комбинации изолирующих (пробельных) 2 и проводящих (печатающих) 3 элементов. Стальной корпус цилиндра подключен к источнику постоянного тока высокого напряжения. Красящее вещество распыляется в бакелитовом контейнере 4 посредством сопел 5, соединенных с подающей трубкой 6. Иглы сопел, защищенные кожухом 7, сообщают частицам краски заряд, противоположный по знаку заряду печатающих элементов 3 формующей поверхности. На бумажное полотно попадают лишь мельчайшие частицы краски; более крупные из них остаются в контейнере, оседая через заземленный сетчатый экран 8.
В том же патенте был описан конструктивный вариант описанного выше устройства, в котором в качестве красящего вещества был использован иод или какой-либо легкоплавкий металл типа свинца. Красящее вещество содержалось в бакелитовом контейнере 1, снабженном электронагревателями 2, которые вызывают испарение красящего вещества. Пары поступают через сетку 3 в горловину контейнера и здесь уже получают электрический заряд при помощи электризатора 4.
В качестве красящего вещества могут быть использованы также аэрозоли с твердым состоянием взвешенных в воздухе частиц. Такие аэрозоли нередко называют дымами или пылью. Отсюда и способ бесконтактной электростатической печати, который назвали печатью дымами (mist printing). Об этом способе в1950-х годах много писали полиграфические журналы. Рассказывали, что к идее способа Уильям Хюбнер пришел случайно во время пожара, случившегося в 1948 г. в его нью-йоркской лаборатории.
По утверждению изобретателя использование красящих "дымов" позволило значительно улучшить качество оттисков. Объяснялось это чрезвычайно малыми величинами составляющих дымы частиц.
Машина для печатания дымами послужила предметом американского патента
№ 2691345 на "Печать дымами и устройство для его осуществления" с приоритетом
от 5 февраля 1949 г. и великобританского патента № 679974 на "Способ и
устройства для репродуцирования изображений или нанесения красочных покрытий
путем распыления мелкораздробленного материала в электрическом поле" с
приоритетом от 23 ноября 1949 г.
Устройство для "печати дымами"
Поверхность формного цилиндра 1 и здесь выполнена в виде комбинации проводящих и изолирующих участков, которые соответствуют печатающим и пробельным элементам фактически не существующей формы. Бумажное полотно 2 перед поступлением на цилиндр проходит через устройство 3, снимающее с полотна заряды статического электричества. Служащий в качестве красящего вещества дым образуется при сжигании какого-либо материала 4 в пламени электрической дуги между электродами 5 и 6. По трубкам 7 и 8 продукты сгорания поступают в контейнер 9, открытый со стороны формного цилиндра 1. Электризатор 10, расположенный перед лопастями вентилятора 11, сообщает частицам дыма положительный заряд. Пронизывающее поверхность формного цилиндра электрическое поле образуется между электродами 12 и 13. Первый из них находится в контейнере у самой поверхности формного цилиндра, второй - внутри цилиндра. Частицы дыма, отбрасываемые вентилятором к поверхности цилиндра, осаждаются на тех участках бумажного полотна, которые в данный момент находятся над проводящими элементами покрытия формного цилиндра. После запечатывания бумажное полотно проходит через сушильное устройство 14.
Все описанные выше устройства предназначены для однокрасочной печати.
Комбинируя их определенным образом в одном агрегате, можно получить машину
для печатания несколькими красками. Один из возможных вариантов такой машины
был описан Уильямом Хюбнером в американском патенте № 2451288 на "Способ
и устройство для печатания многокрасочных изображений с помощью электрических
разрядов" (заявка от 15 января 1944 г.) [193]. Машина была призвана осуществлять
четырехкрасочную бесконтактную печать с электростатическим переносом красочного
слоя. При этом формирование красочного изображения осуществлялось непосредственно
на воспринимающей поверхности.
Многокрасочная машина для бесконтактной печати
с электростатическим переносом красочного слоя
Бумажное полотно 1 разматывается с рулона 2 и последовательно проходит через печатные секции 3, 4,5 и 6. Устройство каждой из этих секций соответствует тому, которое служит предметом патента № 518513; оно было описано нами выше. В процессе печатания бумага поддерживается бесконечным полотном 7, огибающим валики 8, 9, 10 и 11. Направление движения полотна на схеме, которую мы здесь воспроизводим, показано стрелкой. Аналогичным образом многокрасочные печатные машины могут быть построены и с другими печатающими устройствами, о которых мы рассказывали выше.
Уильям Хюбнер предполагал, что в рамках одной машины можно агрегатировать не только одинаково построенные секции, но и печатные аппараты, предназначенные для осуществления бесконтактных вариантов самых различных способов печати. Тем самым открывалась возможность для создания машин, печатающих одновременно любым из известных в настоящее время способов. Такое решение описано в великобританском патенте № 636907 на "Многосекционную печатную машину" (приоритет от 4 июля 1947 г. [194]). Следует, однако, иметь в виду, что при бесконтактной передаче краски электростатическим путем особенности классических способов печати "смазывались" и характерные для каждого из них изобразительные эффекты в этом случае достигнуты быть не могли.
Несомненный теоретический интерес представляла попытка Уильяма Хюбнера агрегатировать формные и печатные процессы.
Идея эта была осуществлена в виде машины с т.н. переменной печатной формой. Суть идеи была раскрыта нами выше. Ее практическое осуществление, впрочем, далеко не в чистом виде, было связано с печатанием дымами, о котором шла речь выше. Сущность способа может быть пояснена принципиальной схемой, опубликованной в апреле 1954 г. в журнале "Printing Magazine" [195]. Изображение оригинала, подлежащего репродуцированию, проецируется проектором (projector) на экран, покрытый слоем прозрачного фотополупроводника (photoconductive plate). При этом отдельные освещенные участки слоя теряют электрический заряд. Перед экраном размещают бумажный лист, поступающий из самонаклада (paper suppley). Распылитель (atomizer) подает аэрозоль через подключенную к источнику постоянного тока сетку (electrostatic grid) на лист. Заряженные частицы оседают на тех участках листа, которые находятся над сохранившими заряд участками полупроводникового экрана. Легко понять, что в этом случае Уильям Хюбнер использовал электрофотографический способ формирования изображения.
Машина послужила предметом американского патента № 2676100 на "Способ и устройство для воспроизведения изображений с приоритетом от 2 февраля 1952 г. и имеющим то же название великобританского патента № 737076 с приоритетом от 14 декабря 1953 г. Одно время способом заинтересовались военно-воздушные силы США, использовавшие его в регистрирующих устройствах [196]. В соответствии с этими патентами американская фирма "Standard Register" в начале 1950-х годов выпустила на рынок машину "Фотронный репродуктор" [197].
Фотронный репродуктор
Чертежи, приложенные к патентному описанию "Фотронного репродуктора"
В машине этой бесконечное полотно 1 с воспроизведенными на ней страницами оригинал-макета будущей книги огибает цилиндр 2, изготовленный из прозрачного материала. Внутри цилиндра помещен колпак 3 со щелью 4. В колпак встроены осветитель 5 и рефлектор 6. Изображение узкой полоски воспроизводимого материала фокусируется объективом 7 в плоскости прозрачного электрода 8. Внутренняя поверхность последнего покрыта слоем фотополупроводника, например, селена или германия. Непосредственно к слою примыкает воспринимающая поверхность - бумага или ткань 9, огибающая цилиндр 10. Внутри цилиндра помещен электрод 11, подсоединенный к полюсу источника тока, противоположному по знаку полюсу, к которому подсоединен прозрачный электрод 8. Вплотную к воспринимающей поверхности помещен контейнер 12, куда через трубку 13 подается краситель в виде мельчайших частиц, взвешенных в воздухе. Электризатор 14 сообщает частицам электрический заряд. Через сопло 15 краситель поступает в промежуток между прозрачным электродом 8 и воспринимающей поверхностью 9.
Для формирования и воспроизведения красочного изображения в "Фотронном репродукторе" используется эмиссия электронов с освещенных участков слоя фотополупроводника. Заряженные частицы красителя, попавшие в поле между электродами 8 и 11, избирательно осаждаются на воспринимающей поверхности.
Таким образом, формный и печатный процессы совмещенны в "Фотронном репродукторе в одну операцию и выполняются в одном месте. В качестве оригинала-макета в этом случае могло использоваться как прозрачное, так и непрозрачное изображение. В последнем случае экспонирование осуществлялось в отраженном свете осветителей 15.
Для серийного изготовления "Фотронного репродуктора" корпорация "Standard Register Со" организовала в 1951 г. дочернюю фирму "William C.Huebner Со". Одна из построенных этой фирмой машин в начале 1950-х годов использовалась на военно-воздушной базе Wright-Patterson в Дейтоне (штат Огайо) для размножения внутриведомственной переписки [198].
Дальнейшим усовершенствованием машины, описанной в американском патенте
№ 2676100 и великобританском патенте № 737076, стал американский патент
№ 2829050 на "Метод и устройство для репродуцирования изображений". И в
этом случае мы имеем дело с печатной машиной с переменной печатной формой.
В основу конструкции положен принцип миграции предварительно ионизированного
аэрозоля красителя, помещенной в световой поток - по направлению этого
потока. Уильям Хюбнер полагал, что, вдувая ионизированный аэрозоль по направлению
к воспринимающему материалу, помещенному в зону действия электрического
поля, и проецируя на этот материал некоторое изображение, можно заставить
частицы красителя осаждаться на освещенных участках.
Усовершенствованный вариант "Фотронного репродуктора"
Лента 1, несущая позитивные или негативные изображения отдельных полос репродуцируемого оригинала-макета, огибает цилиндр 2, выполненный из прозрачного материала. Цилиндр установлен в подшипниках 3 на полой неподвижной оси 4. Вращение цилиндру сообщается от приводного вала 5 при помощи системы винтовых передач 6 и 7. Цилиндр несет на себе шестерню 8 внутреннего зацепления, взаимодействующую с шестерней 9. Последняя жестко соединена с валом 10, несущим диски 11 с трубчатыми осветителями 12. Диски с осветителями помещены в рефлекторе 13 и в процессе работы машины непрерывно вращаются. Рефлектор снабжен щелью 14, помещенной в фокусной плоскости объектива 15. Благодаря вращению осветителей проецирование отдельных участков оригинала 1, проходящих мимо щели при вращении цилиндра 2, происходит своеобразными пульсирующими дозами, что, как полагал У. Хюбнер, улучшало условия миграции аэрозоли к воспринимающей поверхности.В американском патенте № 2829050 Уильяма Хюбнера был изложен и вариант только что описанной машины с переменной печатной формы.Воспринимающая поверхность может быть тканью или бумажным полотном 16, огибающим цилиндр 17. Вращение последнему сообщалось от приводного вала 5. При необходимости изменить масштаб изображения, соответствующим образом настраивали коробку скоростей 18.
При помощи приспособления 19 полотно 16 освобождали от случайных зарядов статического электричества.
Затем электризатор 20 сообщал полотну 16 электрический заряд определенной полярности. Будучи наэлектризовано, полотно, огибая цилиндр 17, поступало в зону печати.
Внутри цилиндра 17, выполненного из проводящего материала, размещен электрод 21, подключенный к тому же полюсу источника высокого напряжения, что и электризатор 20.
По трубопроводу 22 к зоне печати непрерывно поступала аэрозоль красителя. Приспособление 23 снимало с частиц красителя случайные электрические заряды. Затем частицам красителя сообщали электрический заряд противоположный по знаку полярности воспринимающей поверхности 16. Для этой цели был предназначен электризатор 24. Аркообразный контейнер 25 служил для подачи красителя в зону печати. Второй аналогичный контейнер 26 был предназначен для отвода неиспользованной аэрозоли. Трубопровод 27 подсоединен к вакуум-насосу. Зона печати была образована сходящимися краями контейнеров 25 и 26, образующими сопла 28 и 29. Между краями была помещена прозрачная пластина 30', она служила экраном, на который объектив 15 проецировал репродуцируемое изображение. Однако, как отмечено в патентном описании, экран мог и отсутствовать. В этом случае проецирование оригинала осуществлялось непосредственно на воспринимающую поверхность через щель между краями контейнеров.
Он характеризовался тем, что электризаторы 20, 21 и 24 отсутствовали. Их заменяли проволочные электроды 31 и 32, помещенные в соплах 28 и 29 и подключенные к противоположным полюсам источника высокочастотного переменного напряжения. Хюбнер указывал, что частоту последнего можно сравнить с частотой, использумых в телевизионных приемниках.Фирма "Standard Register Со" вместе с Уильямом Хюбнером продолжала работать в этой области и в дальнейшем. Среди новых изобретений, запатентованных уже в 1959 г., был "Аппарат для репродуцирования изображений", послуживший предметом американского патента № 2890633 [199]. Это была электростатическая печатная машина с переменной формой. Сущность изобретения пояснена принципиальной схемой.
Электростатическая печатная машина с переменной печатной формой
Оригинал-макет, подлежащий репродуцированию, подается в машину в виде непрерывной прозрачной ленты 1, несущей, например, позитивное изображение. Объектив 2 проецирует это изображение на стеклянную пластину 6. Последняя покрыта тонким прозрачным проводящим слоем 5 серебра. Поверх этого слоя нанесен слой 4 фотополупроводника (например селена), а поверх него - второй проводящий слой 3. Слой этот, играющий роль электрода, выполнен рельефеым с выступающими наружу иголочками. Аналогичным образом исполнена поверхность второго электрода 7. Электроды подключены к противоположным полюсам источника тока 8 высокого напряжения. В промежутке между электродами находится непрерывно перемещающееся полотно 9 воспринимающего материала (например бумаги). Сюда же подается из контейнера 11 аэрозоль красителя, частицам которого с помощью электризатора 10 предварительно сообщают некоторый электрический заряд. Под действием электрического поля частицы красителя оседают на строго определенных участках воспринимающего материала.Мы познакомились лишь с некоторыми изобретениями Уильяма Карла Хюбнера, защищенными патентами. Чертежи, приложенные к этим патентам, это не примитивные принципиальные схемы, а конструктивно проработанные и зачастую пространственные построения. Теоретический интерес они представляют и сегодня. Многие из этих схем были проверены на экспериментальных установках.
Экспериментальный образец машины для бесконтактной печати с электрическим переносом красочного слоя
Изобретения Уильяма Карла Хюбнера, хотя они и не были внедрены в массовое полиграфическое производство, сыграли значительную роль в развитии полиграфической техники. Отдельные принципиальные построения и узлы придуманных им устройств и машин можно отыскать в современных принтерах и цифровых печатных машинах. Не исключено, что в свое время будет востребован и сам принцип бесконтактной электростатической печати.
Ферромагнитография
Значительным недостатком изобретений Уильяма Хюбнера, о которых шла речь выше, был тот факт, что этот новатор, сформулировав условия бесконтактного электростатического переноса красочного слоя, оставил почти без изменений формирующую красочное изображение поверхность.
В бесконтактных вариантах высокой, глубокой и плоской печати формирование изображения осуществлялось обычным путем - как и в классических вариантах этих способов. Для обеспечения же печатания с формированием красочного изображения непосредственно на воспринимающей поверхности, например на бумаге, Хюбнер предложил форму, механически составленную из проводящих и изолирующих (диэлектрических) элементов. Изготовить такую форму для воспроизведения штриховых изображений очень трудно. А воспроизведение этим способом полутоновых изображений вообще вряд ли возможно.
Это вроде бы сводило на нет преимущества бесконтактных способов печати. Чтобы с наибольшей отдачей использовать преимущества этих способов, следовало разработать какие-то совершенно иные принципы формирования красочного изображения. Одним из таких процессов, который, впрочем, в полиграфии не получил сколько-нибудь широкого распространения, является ферромагнитография.
В основе этого формного процесса лежит передача интенсивности отдельных тонов репродуцируемого оригинала соответственно пропорциональными величинами магнитного заряда, который сообщают материалу, обладающему высокой магнитной проницаемостью. В принципе этот формный процесс можно уподобить магнитной записи звука.
Явление магнетизма было издавна знакомо человечеству. Компас с магнитной стрелкой c незапаметных времен использовали мореплаватели. Изобретателем компаса обычно называют Петра Перегрина, уроженца французской провинции Пикардия, жившего в XIII столетии. В книге "О магните", написанной в 1269 г., Перегрин дал такое описание придуманного им прибора: "Магнит кладут в деревянный сосуд, который пускают плавать в наполненном водой резервуаре. Магнит тогда поворачивает деревянный сосуд, подобно тому, как моряк поворачивает свой корабль, пока его полюсы не установятся в направлении небесных полюсов" [200].
Говоря о научном осмыслении явления магнетизма, прежде всего нужно назвать имя английского ученого Уильяма Гильберта (1544-1603). Родился он в Колчестере, а с 1573 г. жил в Лондоне, практикуя там в качестве врача. В этой области он добился столь значительных успехов, что стал лейб-медиком королевы Елизаветы. Свои взгляды в интересующей нас области он изложил в изданном в 1600 г. в Лондоне сочинении, которое коротко называют "О магните", но которое на самом деле имеет более длинное название [201]. Труд этот многократно издавался и переиздавался на различных языках, в том числе и на русском. Землю нашу Гильберт считал большим магнитом.
В самых общих чертах сущность ферромагнитографии можно представить следующим образом. Оригинальное изображение, подлежащее репродуцированию, построчно сканируется соответствующим фотоэлектрическим устройством. Фототоки различной интенсивности приводят в действие электромагнитную систему, индуктирующую магнитное силовое поле на покрытой ферромагнитным материалом ленте. Густота силовых линий отдельных участков поля пропорциональна импульсам электромагнитной системы и, следовательно, и интенсивности цвета соответствующих участков оригинала. Полученное таким образом скрытое магнитное изображение может быть проявлено, например, путем присыпания его хорошо размельченным порошком окиси железа или какого-либо другого ферромагнитного материала. Перенести же образованное таким путем порошковое красочное изображение на воспринимающую поверхность можно или обычным контактным способом под некоторым весьма небольшим давлением, или же без натиска - под действием магнитного поля.
Одним из первых опыты магнитной регистрации изображений предпринял еще в середине 1920-х годов российский изобретатель Ефим Евграфович Горин, с жизненным путем которого мы познакомили читателей ранее. 22 июня 1927 г. Горин подал заявку на изобретение, названное им "Устройством для магнитной записи рисунков". 31 августа 1930 г. по этой заявке был выдан советский патент № 16262. Изобретатель воспроизводил скрытое электромагнитное изображение на стальной пластине. Осуществлялось это с помощью устройства, которое Е.Е. Горин называл электромагнитным пером. Это был заостренный с одного конца стержень, изготовленный из мягкого железа. На стержне была установлена катушка с тонкой проволокой, концы которой подсоединены к источнику тока. Чтобы воспроизвести какой-либо штриховой оригинал, его нужно было положить на стальную пластину и затем обвести контуры изображений электромагнитным пером. Таким образом формировалось скрытое магнитное изображение, которое можно было проявить, присыпая пластину ферромагнитным красителем. Горин в этом случае использовал намагниченные и хорошо измельченные железные опилки.
Изобретатель предназначал свое устройство для фототелеграфии. Попытки использовать аналогичный процесс в полиграфическом производстве были предприняты несколько позднее - уже в послевоенные годы, причем почти одновременно в СССР, Соединенных Штатах Америки и Великобритании. В ноябре 1951 г. Р.Б. Аткинсон и С.Г. Эллис опубликовали в американском "Журнале Франклиновского института" статью "Феррография", в которой они познакомили читателей с основами разработанного ими ферро-магнитографского процесса и описали построенную для осуществления этого процесса экспериментальную установку [202]. Феррографию эти авторы определяли как "процесс магнитной записи и печати воспринимаемой визуально информации", причем оговаривалось, что запись осуществляется магнитным способом. В статье была приведена принципиальная схема сооруженной Аткинсоном и Эллисом экспериментальной ферромагнитографской установки.
Опытная ферромагнитографская установка
Основу ее составляли два установленных на одном валу цилиндра; один из них был металлическим 1, второй 2 - стеклянный. Вал приводился в движение от электродвигателя 3. На прозрачном цилиндре размещают репродуцируемое изображение, например, пленочный негатив. Построчное сканирование изображения осуществляется фотоэлектрической головкой 4 в свете лампы, находящейся внутри стеклянного цилиндра. Преобразование световых импульсов осуществляется системой устройств, в состав которых входят усилитель, источник энергии и регулятор, генератор и модулятор и высокочастотный генератор. Соответствующие импульсы поступают на записывающую головку, генерирующую скрытое магнитное изображение на ферромагнитном материале, закрепленном на непрозрачном цилиндре. Имеется также стирающая головка, уничтожающая перед записью ранее зафиксированное изображение. Обе головки размещены на одном ходовом винте. Их перемещение вдоль цилиндров строго синхронизировано.Разработанные Р. Аткинсоном технологические основы ферромагнитографского процесса и устройства для его осуществления служат предметом английского патента № 725142, выданного с приоритетом от 5 марта 1952 г.
Специальная магнитная краска для ферромагнитографских печатных процессов была разработана американской фирмой "Баррафс Корпорейшен"; рецептура описана, например, в английском патенте № 748763 с приоритетом от 3 июля 1952 г. Краситель в этом случае состоял из 50-70 % ферромагнитного материала (восстановленное водородом железо, электролитическое железо, шведское губчатое железо или металл, полученный в результате разложения пентакарбонила железа Fe(CO)3, диспергированного в 30-50% вязкой жидкости, состоящей из органических эфиров, гликолей или из смеси лауриновой и олеиновой кислот. Размер частиц ферромагнитного проявителя в этом случае составлял порядка 3 микрон.
Среди других американских фирм, занимавшихся исследовательскими поисками в области ферромагнитографии, назовем "Американскую радиокорпорацию (RCA)", "Сперри Рэнд Корпорейшен", "Дженерал Электрик Кампани" и др. Франклин А. Хомм в фирме "Истмен Кодак Кампани" в 1955- 1956 гг. разработал т.н. фотомагнитный печатный процесс, описанный в американских патентах № 2819953, 2823999, 2856284. Суть способа состояла в том, что на подложку из немагнитного материала наносили слой из ферромагнитных частиц (например окиси железа), диспергированных в полимерном материале, а поверх этого слоя - слой светочувствительного коллоида. На верхнем слое одним из известных способов формировали и проявляли репродуцируемое изображение. В процессе проявления формировался коллоидный рельеф, через который протравливали до подложки слой с ферромагнитными частицами. Образованное указанным путем изображение из ферромагнитного материала подвергали воздействию сильного магнитного поля, после чего использовали пластину как магнитографскую форму.
Фирма "IBM" разработала и запатентовала печатающее устройство, в котором объединены магнитографский и электрофотографический способы формирования изображения (см. патент ФРГ № 1065433, патент США № 2857290). В этой области работала и фирма "Xerox".
В Великобритании в области ферромагнитографии в 1950-х годах работала фирма "Бритиш Томсон-Хустон Компани", которая запатентовала магнитное печатающее устройство (патент № 733484 с приоритетом заявки от 28 апредя 1952 г.) [203].
В СССР в 1951 г. проблемами ферромагнитографии занимался В.А. Афанасьев, который разработал несколько способов магнитной записи изображений [204]. Среди них был и ручной метод воспроизведения изображения красителем, содержащим ферромагнитный материал (магнетит, окись железа). Он же предложил метод воспроизведения изображений путем прорезывания в поверхности цилиндра, выполненного из ненамагничивающегося материала, канавок с последующим их заполнением ферромагнитным материалом. Разработал Афанасьев и установку для нанесения при помощи аэрографа слоя, способного намагничиваться.
В.А. Афанасьев запатентовал также "Устройство для изготовления клише и штампов" (авторское свидетельство № 98000 с приоритетом от 28 марта 1951 г.), очень похожее на ферромагнитографскую установку Аткинсона и Эллиса и на разрабатывавшиеся в ту пору электрогравировальные автоматы [205]. Установка эта отличалась от последних тем, что режущий инструмент гравировальной машины был заменен электромагнитом, сообщающим колебательное движение проволочке, подключенной к электроэрозионной установке. Последняя избирательно разрушала поверхность металлической пластины, воспроизводя на ней печатающий рельеф. Аналогичная схема была положена Афанасьевым и в основу ферромагнитографской установки, в которой вместо электроэрозионного устройства имелся электромагнит, который взаимодействовал с ферромагнитным материалом. В качестве последнего использовалась пленка, применявшаяся в магнитофонах для записи и воспроизведения звука. Пленка представляла собой целлулоидную или пластмассовую основу, на которую нанесен тонкий слой, состоящий из мельчайших частиц ферромагнитного вещества, равномерно распределенных в твердом связующем диамагнитном веществе.
Исследования В.А. Афанасьева показали, что подобная магнитная пленка обладает высокой разрешающей способностью, вполне достаточной для получения изображений удовлетворительного качества.
Для проявления скрытых магнитных изображений первые исследователи, работавшие в этой области, использовали ферромагнитный порошок, применявшийся в сухом виде или же взвешенным в воде или какой-либо другой жидкости. Перенос изображения на бумагу осуществляли путем притискивания ее к форме. При этом бумагу предварительно увлажняли или покрывали слоем клеящего вещества.
После получения оттиска ферромагнитографская форма сохраняла определенное количество остаточного магнетизма, способное вновь притянуть проявляющий порошок. В этом случае возможно повторное получение оттисков. Утверждалось, что тиражность формы может быть достаточно велика. При этом ссылались на то, что качество звука магнитной фонограммы не ухудшалось и после 250 тыс. проигрываний.
После отпечатывания нужного количества оттисков магнитное изображение снимали с пленки путем ее постепенного размагничивания. Для этого пленку подносили к сильному электромагниту, питаемому переменным током, а затем медленно удаляли от него. Уничтожить изображение можно было также, пропуская пленку через сильное магнитное поле.
В CLLJA в 1950-х годах работы в области ферромагнитографии велись в научно-исследовательском центре в Кливайте. Некоторые итоги этих работ изложены в статьях Т.М. Берри и Дж.П. Ганна "Ферромагнитография - высокоскоростная печать при помощи магнитных полей заданной конфигурации" [206], Дж.П. Ганна "Ферромагнитография" [207], а также в статье С.Дж. Бигэна "Основы магнитографии" [208].
К этому времени в США выкристаллизовались три основных области применения ферромагнитографии: репродуцирование изображений с их последующим размножением, знаковая индикация и осциллографическая запись.
Лабораторная установка для репродуцирования штриховых изображений, описанная в статье С.Дж. Бигэна, похожа на ту, которую описали Р. Б. Аткинсон и С. Г. Эллис, за тем лишь исключением, что прозрачного цилиндра с негативным изображением оригинала здесь нет, а построчное сканирование изображения осуществляется в отраженном свете. Сравнительно высокая разрешающая способность обеспечивалась тем, что ток, питающий фотоэлемент, прерывался до 80 раз во время перемещения считывающей головки на 1 см.
В устройстве для знаковой индикации использовалась матрица, состящая из 16 отдельных элементов, на которые подавались соответствующие импульсы. При этом на магнитной ленте формировалось скрытое изображение знаков алфавита или цифр. Высокой разрешающей способности в этом случае не требовалось.
В СССР в конце 1950-начале 1960-х годов активные исследовательские поиски в области ферромагнитографии проводили в Московском электротехническом институте связи В.Г. Патрунов и В.А. Ваценко. По их инициативе в институте была создана Научно-исследовательская лаборатория магнитной записи. Ферромагнитографические способы разрабатывались здесь применительно к задачам фототелеграфии. В.А. Ваценко в 1954 г. защитил диссертацию "Исследование переприема фототелеграмм методом магнитной записи" Диссертация В. Г. Патрунова, защищенная в 1958 г., называлась "Исследование записи фототелеграфных сигналов методом феррографии". В. Г. Патрунов вместе с Михаилом Георгиевичем Арутюновым написали книгу "Феррография - магнитная скоростная печать", которая увидела свет в 1964 г.
Во Всесоюзном научно-исследовательском институте звукозаписи в Москве В.М. Жогина и Б.Я. Казначей в 1950-х годах разработали электролитический метод осаждения магнитотвердых сплавов, что позволило усовершенствовать способы изготовления магнитных пленок в частности и для ферромагнитографии [209].
В области ферромагнитографии активно работал и Иван Иосифович Жилевич, о котором мы выше рассказывали подробно. В начале 1950-х годов он построил в Вильнюсе устройство для записи изображений на ферромагнитной ленте. Он же разработал новый метод записи скрытого магнитного изображения с изменением направленности отдельных строк. О сконструированной И.И. Жилевичем машине для печатания с бесконечной ферромагнитографской формы мы уже рассказывали.
Несомненный интерес представляет изобретенная И.И. Жилевичем печатная ферро-магнитографская машина, защищенная авторским свидетельством № 104810 с приоритетом заявки от 15 марта 1956 г. В металле это изобретение осуществлено не было, но оно представляет несомненный интерес по той причине, что речь идет о машине с переменной печатной формой. Напомним читателю, что так именуется формирующее устройство, твердых параметров не имеющее и непрерывно меняющее свои свойства [210]. Познакомимся с принципиальной схемой машины Жилевича.
Ферромагнитографская машина И.И. Жилевича с переменной печатной формой
Построчное считывание оригинала, зафиксированного на фотопленке 1, сматываемой с рулона 2, осуществляется фотоэлектрическим устройством, выполненным в виде фотоэлемента 3, на который через прозрачный оригинал проецируется светящаяся точка, создаваемая электроннолучевой трубкой 4. Точка перемещается в горизонтальной плоскости. Импульсы, которые возникают в процессе сканирования оригинала, будучи соответствующим образом преобразованы и усилены устройством 5, управляют действием электромагнитной головки, осуществляющей построчное индуктирование скрытого магнитного изображения на ферромагнитном материале 6. Электромагнитная головка выполнена в виде двух цилиндров 7 и 8 из диамагнитного материала, имеющих внутри магнитопро-водящие оси 9 и спирали 10 из магнитомягкого материала, между которыми создается модулированное поле. Контуры спирали взаимно перпендикулярны в точке их касания. Электродвигатель 11 сообщает цилиндрам равномерное движение, в процессе которого точка касания спиралей перемещается вдоль образующих цилиндра. Печатный аппарат выполнен в виде контейнера 12 с мелкораздробленным красителем. Контейнер имеет щелевое отверстие, через которое краситель подается на бумажное полотно, сматываемое с рулона 13 и огибающее барабан 14 поверх ферромагнитного материала, на котором индуктировано скрытое магнитное изображение. Ферромагнитный материал сматывается с рулона 15 действием тянущего валика 16.Работы Жилевича были впоследствии продолжены в созданном им в 1957 г. Научно-исследовательском институте электрографии в Вильнюсе. Здесь, в частности, был построен макет магнитографской печатной машины.
Ферромагнитографская машина НИИ электрографии
Пластина или пленка со скрытым магнитным изображением устанавливалась на формном цилиндре 1. Проявление изображения осуществлялось путем присыпания мелкораздробленным ферромагнитным красителем, который подавался из бункера транспортером 2. В качестве проявляющего порошка использовалось карбонильное железо. Излишки красителя снимались с формы устройством 3. Перенос порошкового изображения на бумажное полотно производился под действием электрического поля, созданного между формным цилиндром и металлическим валиком, подсоединенным к отрицательному полюсу источника 4 высокого напряжения^. Натяжение бумажного полотна обеспечивал ролик 5.В заключение надо сказать о том, что в полиграфической промышленности ферромагнитографские способы формирования красочного изображения и способы печати практически не применялись. Их использование в телеграфии и в устройствах для знаковой индикации показаний различных приборов в 1990-х годах было сведено на нет с появлением компьютерной техники, струйных и лазерных принтеров. Но определенную роль в истории электрографии они все же сыграли. Интересными и в определенной степени плодотворными были теоретические исследования ферромагнитографских процессов.
Литература
1. Imiela H.-J. Stein- und Offsetdruck // Geschichte der Druckverfahren. Stuttgart, 1993. Bd. 4. S. 3-244.
2. Berry W.T., Poole H.E. Annals of printing. A chronological encyclopaedia from the earliest times to 1950. L., 1966. P. 250.
3. Немировский Е.Л. Орловская печать. Очерки истории специальных видов печати // Флексо Плюс. 1998. № 2. С. 44-48, 50-52; № 3. С. 40-42, 44, 46; № 4. C. 40-42,44-47.
4. Berry W.T., Poole H.E. Annals of printing. A chronological encyclopaedia from the earliest times to 1950. L., 1966. P. 250.
5. О нем см.: Gerhardt C.W. Hermann Caspar // Lexikon des gesamten Buchwesens. Stuttgart, 1991. Bd. 3. S. 452-453.
6. Polygrafische Technik. Leipzig, 1978. S. 296-299.
7. Kruger O. Die lithographischen Verfahren und der Offsetdruck. Leipzig, 1926.
8. Кугель B.P. Очерки издательского и полиграфического дела. М.; Л., 1931. С. 148.
10. О развитии офсета в послевоенные годы см.: Walenski W. Der Ooffsetdruck, 1945-1980 // Geschichte der Druckverfahren. Stuttgart, 1993. Bd. 4. S. 202-229.
11. Медно-цинковые клише H.A. Демчинского // Фотографический ежегодник. 1892. Т. 1. С. 145; Фотографический вестник. 1891. № 3. С. 161.
12. Curtin J.L. Diography, lithography without water // Printing in the 20 century. A Penrose Anthology. N.Y., 1974. P. 320-322.
13. Berry W.T., Poole H.E. Op. cit. P. 279.
14. Попов B.B. Новое в наборной технике. М.; Л., 1941. С. 127.
15. См. статью В. К. Гиндлина в журнале "Полиграфическое производство" (1930. № 2-3).
16. Берлин A.C. Системы программирования. М., 1971.
17. Теория и научные основы конструирования электрогравировальных автоматов изложены в кн.: Рабинович А., Духовный И.Я. Полиграфические электронные гравировальные машины. М., 1961.
18. Виноградов Г.А. Советская полиграфия должна получить фотогравировальный автомат // Полиграфическое производство. 1950. № 1. С. 22-25.
19. Электронная фотограверная машина "Фэрчайлд Скен-а-грей-вер" // Электронные машины для полиграфической промышленности. М., 1955. С. 17-22.
20. Колосов А.И. Принципиальная схема электрогравировальной машины "Скен-э-Сайзер" // Полиграфия за рубежом. 1958. № 5. С. 25-28.
21. Немировский Е.Л. Патентная литература по вопросам полиграфического производства. 1959 год. Библиографический указатель. М., 1962. С. 137-141.
22. О нем см.: Gutenberg- Preis der Stadt Mainz und der Gutenberg-Gesellschaft verliehen an Rudolf Hell am 25. Juni 1977. Mainz, 1978; Branchenpionier Hell zum 85. Geburtstag // Offsetpraxis. 1987. Bd. 29. H. 1. S. 12.
23. Электронная фотограверная машина фирмы "Ронео" // Электронные машины для полиграфической промышленности. М., 1955. С. 23-26.
24. Мачулко Г., Филин В. Применение лазерного излучения в полиграфии // Полиграфия. 1978. № 7. С. 22-24.
25. Сульповар Я.М. Электронное цветокорректирование. М., 1958.
26. Neugebauer H. Zur Theorie des Mehrfarbenbuchdruckes. Leipzig, 1935.
27. Hardy A.C., Dench E.C. // Journal of the Optical Society of America. 1948. Vol. 38. N 4. P. 308.
28. Ohler A. The RCA-Interchemical color corrector // Penrose Annual. 1955. Vol. 49. P. 80.
29. Глушко В.Д., Пашуля П., Тремут В.М. Эмульсионное травление типографских печатных форм на магнии. М., 1965.
30. Berry W.T., Poole H.E. Op. cit. P. 283.
31. Немецкий экспорт. 1959. Август. С. 33-34.
32. Значение листовых ротационных машин высокой печати для рационализации производства // Полиграфическое производство за рубежом. 1957. № 3. С. 25-29.
33. Фройман А.И. "Автотрон" - система автоматического управления приводкой на высокоскоростных ролевых печатных машинах // Полиграфическое производство за рубежом. 1956. № 4. С. 32-37.
34. Кросфилд Электроникc Лимитед. Общий каталог. Б.м. Б. г.
35. Чернышев А.Н. Полиграфическое машиностроение Швейцарии. М., 1956. С. 40-41.
36. Красовский В.Н. Газетные агрегаты высокой печати. М., 1971.
37. Фейгин Г.И. Способы и оборудование для бесшвейного скрепления книжных блоков // Материалы по обмену опытом рационализации и изобретательства. М., 1955. Вып. 14. С. 49.
38. См.: Брейдо М.Г. Новая техника брошюровочно-переплетного производства // Полиграфическое производство. 1956. № 1. С. 15-20.
39. Berry W.T., Poole H.E. Op. cit. P. 272.
40. О нем см.: Monpurgo f.E. Alien Lane, King Penguin. A Biography. L., 1979.
41. The Bowker Annual of Library and Book Trade Information. N.Y.; L., 1988. P. 410-411.
42. Купцова О.Б., Биткова К.М. Современная техника брошюровочно-переплетного производства. М., 1956. С. 12- 22 (Информационные материалы ВНИИПиТ. Вып. 8).
43. Фейгин Г.И. Агрегат для обработки блоков учебников способом бесшвейного скрепления // Полиграфическое производство. 1957. № 12. С. 18-20.
44. Плоткин М.М. Поточные линии для брошюровочно-переплетного производства. М., 1971. С. 22-24.
45. Berry W.T., Poole H.E. Op. cit. P. 277.
46. См.: Купцова О.Б., Фомин Н. Поточная организация производства в брошюровочно-переплетных цехах. М., 1952.
47. Новая технология, новая организация производства // Полиграфическое производство. 1947. № 6. С. 2-3.
48. Плоткин М.М. Поточные линии для брошюровочно-переплетного производства. М., 1971. С. 33-49.
50. Брейдо М.Г. Новая техника брошюровочно-переплетного производства // Полиграфическое производство. 1956. № 1. С. 15-20.
51. Патентная литература по вопросам полиграфического производства. 1962 год. Библиографический указатель. М., 1967. С. 128-129.
52. Брейдо М.Г. Возможно ли создание автоматической типографии? // Полиграфическое производство. 1952. № 1. С. 17- 21.
53. О нем см.: Allister Ray. Friese-Greene. Close up of an inventor. L., 1948.
54. РГИА в Санкт-Петербурге. Ф.24. Оп. 8. № 329. Л. 47.
56. Немировский Е.Л., Теплоd Л.П. "Фототипно-наборная машина" В.А. Гассиева // Полиграфическое производство. 1950. № 1. С. 24-27; Они же. Первая фотонаборная машина // Лит. газета. 1950. 8 апр. С. 2.
57. О нем см.: Кануков Н. В.А. Гассиев - создатель фотонаборной машины. М., 1953; Он же. Изобретатель В.А. Гассиев. Орджоникидзе, 1958; Немировский Е.Л. Заслуженная слава и незаслуженная обида // Изобретатель и рационализатор. 1962. № 5. С. 34-36.
58. Munch R. Die Anfange der modernen Fotosatztechnik. Die Uhertype // Gutenberg-Jahrbuch. Mainz, 1997. S. 206-219.
59. Попов B.B. Новое в наборной технике. М.; Л., 1941. С. 109-110.
60. Полиграфическое производство. 1950. № 1. С. 25-26.
61 См.: Васильев В.И. Развитие издательско-полиграфической техники. М., 1987. С. 145.
62. Петрокас Л.В. Фотонаборные машины. М., 1958. С. 5-6.
63. Berry W.T.. Poole H.E. Op. cit. P. 283.
64. Немировский E.Л. Фотонаборная машина "Фотосеттер" // Материалы по обмену опытом рационализации и изобретательства. М., 1956. Вып. 18. С. 51-64. В статье проаннотированы патенты на "Фотосеттер" 1936-1950 гг.
65. Американский патент № 2231899 и великобританские патенты № 496886 и 496927.
66. Великобританский патент № 568929, выданный с приоритетом от 24 июля 1942 г.
67. Великобританский патент № 590553, выданный с приоритетом от 5 июля 1944 г.
68. Великобританский патент № 626984, выданный с приоритетом от 12 декабря 1946 г.
69. Немировский Е.Л. Фотонаборная машина Р. Хигонне и Л. Мойру // Материалы по обмену опытом рационализации и изобретательства. М., 1956. Вып. 17. С. 37-59.
70. Патенты СССР № 100149, Великобритании № 669531,669532, 669556,669608,669609,669625, 685310,691738,691761- 691763, 691910, 707662, 707850, 712061, 723127, США № 2486406, 2570235, 2664986, 2678712, 2678713, 2682814, 2690249, 2699859 и мн.др.
71. Немировский Е.Л. Фотонаборная машина Р. Хигонне и Л. Мойру. С. 46.
72. Васильев В.И. Развитие издательско-полиграфической техники. М., 1987. С. 145.
73. Валюс Н.А. Растровая оптика. М.; Л., 1949.
74. Классификацию и обзор послевоенных фотонаборных машин см. в кн.: Heise L. Fotosatz - moderne Textherstellung. Leipzig, 1988.
75. Фройман А,И. Электронные и электронно-оптические методы в фотонаборе // Сб. материалов по научно-технической информации. 1956. Вып. 47. С. 24-30 (Научно-исследовательский институт полиграфического машиностроения).
76. Великобританский патент № 671660 и патент ФРГ № 931389.
77. A revolutionary new method of displaying communications // Printing Equipment Engineer. 1952. Vol. 82. N 8. P. 56-57.
78. Wallis L.W. The phototypesetting jungle // Printing in the 20th century. P. 309-319.
79. Romano F.J. Photosetting's short span // Penrose Annual. 1980. Vol. 72. P. 173-175.
80. Sillimans Journal. 1873. Vol. 5. P. 301.
81. Коломиец, B.T. Фотосопротивления. M., 1954.
82. О нем см.: Brinitzer С. G. Chr. Lichtenberg. Tubingen, 1956.
83. Voigt's Magazine. 1788. Vol. 5. N 4. P. 176.
84. Encyclopaedia Britannica. Edinburgh, 1842. Vol. 8. p. 661.
85. Riess P.T. Die Lehre von der Reibungs Electricitat. B., 1853. S. 221-222.
86. Baker TJ. Breath figures // Philosophical Magazine. 1922. 6th series. Vol. 44. P. 752-765.
87. Eder J.M. History of photography New York, 1945. P. 268.
88. Philosophical Magazine. 1888. Vol. 26. P. 502; La Lumiere Electrique. 1888. Vol. 30. P. 269.
89. Swan J.W. Stress and other effects produced in resin and in a viscid compound of resin and oil by electrification // Proceeding of the Royal Society. 1897. Vol. 62. P. 38-46.
90. Burker K. A ternary powder mixture for producing electrical dust images // Annalen des Physik. 1900. Bd. 1. S. 472-482.
91. Johnes A.W. Printing by magnetism // Mechanics Magazine. 1839. Vol. 31. N 835. P. 342.
92. Printing patents. Abridgements of patent specifications relating to printing. 1617-1857. L., 1969. P. 617.
93. Ibid. P. 230-231.
94. Coppelsroeder. Ueber die Darstellung der Farbstoffe. Reichenberg, 1885; Coppelsroeder. Studien uber die Anwendung der Elektrolyse. Frankfurt-a-M., 1891.
95. Astfalk A, Verfahren zur Verviel-faltigung von Zeichnungen und Schriften. Deutsches Reichspatent N 53858 von 24.9. 1889.
96. О нем см.: Allister Ray. Friese-Greene. Close up of an inventor. L., 1948.
97. Frese-Green W. Printing. British Patent N 27243.
98. Friese-Green W. Verfahren zum Markieren, Beschreiben, Bedrucken und dgl. von Papier, Geweben oder ahniichen Stoffen auf elektrolytischem Wege. Deutsches Reichspatenz N 118205 vom 18. Juni 1898.
99. Jahrbuch fur Photographic und Reproduktions. B., 1899. S. 626.
100. О способе В. Фриз-Грина см.: Schlittke О. Der elektrische Druck // Journal fur Buchdruckerkunst, Schriftgieberei und die verwandten Facher. 1900. Bd. 67. Sp. 501-504; 1901. Bd. 68. Sp. 894b896; Kopien auf elektrischem Wege // Schweizer Graphische Mitteilungen. 1900. S. 117; Elektrischer Druck // Photographisches Wochenblatt. 1904. S. 173 f.
101. Baumann M. Verfahren, um zwischen zwei Elektrodenplatten befindliches Papier mit Hilfe der Elektrolyse zu bestrichen. Deutsches Reichspatent vom 26 Mai 1915.
102. Wieder einmal ein eiektrisches Druckverfahren / / Graphische Revue Osterreichs. 1915. Bd. 60. S. 75.
103. O E.E. Горине и его изобретении см.: Немировский Е.Л., Горбачевский Б.С. С книгой через века и страны. М., 1964. С. 359-361; Немировский Е.Л. История электрофотографии // Электрофотография и магнитография. Труды научно-технической конференции по электрографии. Вильнюс, 1959. С. 179-180; Жилевич И.И., Немировский Е.Л. Электрофотография. М., 1961. С. 11-12.
104. Bronk O. Photography. British Patent N 188030.
105. Coldmann F. Photographic process. British Patent N 464112 с приоритетом от 12 октября 1935 г.
106. Немецкий патент № 684619, выданный в 1939 г.
107. Сarlson Ch.F. History of electrostatic recording / / Xerography and related processes. L.; N.Y., 1965. P. 15-16.
108. Kitseel. Telegraphy. U.S. Patent N 1097131.
109. Gabritschewsky // Phys. Zeitschrift. 1905. Bd. 2. S. 33.
110. Pucker P. Uber die Einwirkung unsichtbarer Strahlen auf die Lichtenberg'schen Figuren. Inaugural-Dissertation. Berlin, 1906.
111. Righi A. Die Bewegung der lonen bei der elektrischen Entia-dung. Leipzig, 1907. S. 64-70.
112. Сборник избранных трудов П. Селени: Selenyi P. Gesammelte Arbeiten. Budapest, 1969.
113. Selenyi P. Methoden, Ergebnisse und Aussichten des elektrostatischen Aufzeichnungsverfahren (Elektrogarphis) // Zeitschrift fur technische Physik. 1935. Bd. 16. S. 607. Idem. On the electrographic recording of fast electrical phenomena // Journal of Applied Physics. 1938. Vol. 9. P. 637-641. См. также американские патенты № 1818760 (1931) и №2143214(1939).
114. Шафферт Р. Электрофотография. М., 1968. С. 12-13.
115. О нем см.: Dessauer J.H. Carlson Chester // The Encyclopedia Americana. Danbury. 1993. Vol. 5. P. 669; Chambers biographical dictionary. L.; N.Y., 1997. P. 338; Webster American Biographies. Springfield, 1974. P. 177.
116. Dessauer J.H., Clark H.E. Introduction // Xerography and related processes / Ed. .by John H. Dessauer and Harold E. Clark. L.; N.Y., 1965. P. 11-14.
117. Boehm G.A.W., Croner A. The Battele story. Science in the service of manking. Lexington; Toronto; London, 1972.
118. Carlson Ch.F. Op. cit. P. 15-49.
119. Репродукцию см.: Ibid. Р. 35; Вопросы электрографии. Сб. переводов. М., 1960. С. 52.
120. Carlson Ch.F. Electron Photography. U.S. Patent N 2211776.
121. Carlson Ch.F. Electrophotography. U.S. Patent N 2297601. Русский перевод см.: Вопросы электрографии. Сб. переводов. М., 1960. С. 11-12.
122. Dessauer J.H., Mott C.R., Bogdonoff H. Xerographic today // Photographic Engineering. 1955. Vol. 6. P. 260-269. Русский перевод: Дессауэр Дж.Х., Мотт Г.Р., Богданов X. Развитие ксерографии // Вопросы электрографии. Сб. переводов. М., 1960. С. 44-71.
123. Вопросы электрографии. Сб. переводов. М., 1960. С. 18.
126. Carlson Ch.F. Electro-photographic apparatus. U.S. Patent N 2357809.
127. Carlson Ch.F. Method of printing and developing solvent images. U.S. Patent N 2551582.
128. Boehm G.A.W., Croner A. Op. cit.
129. Boehm G.A.W., Croner A. Op. cit. P. 39.
130. Перечень этих патентов см.: Немировский Е.Л. Патентная литература по вопросам электрографии. 1890-1958. Библиографический указатель // Электрофотография и магнитография. Вильнюс, 1959. С. 339- 381.
131. Longer N. Electrophotography // Radio News. 1944. Vol. 32. N 1. P. 22.
132. Schaffert P.M., Oughton C.D. Xerography - a new principle of photography and graphic reproduction // Journal of Optical Society of America. 1948. Vol. 38. P. 991-998. Русский перевод см.: Шефферт P.M., Оутон Ч.Д. Ксерография - новый принцип фотографического и полиграфического воспроизведения изображений // Вопросы электрографии. Сб. переводов. М., 1960. С. 22-33.
133. Gygax A.-F. In modernen graphischen Betrieben der USA // Der Polygraph. 1949. Bd. 2. S. 258.
134. Немировский Е.Л. Печатание с электростатическим переносом красочного слоя // Полиграфическое производство. 1955. № 1. С. 34-38; Он же. Ксерография и ферромагнитография // Материалы по обмену опытом рационализации и изобретательства. М., 1955. Вып. 14. С. 34-38.
135. Шафферт Р. Электрофотография. М., 1968. С. 13.
136. Bixby W.E. The Battelle Development Corporation. Plate charging circuit for electrophotography. American Patent N 2705675.
137. Schaffert R.M., Oughton C.D. Op. cit. P. 991-998. Русский перевод см.: Шефферт P.M., Оутон Ч.Д. Ксерография - новый принцип фотографического и полиграфического воспроизведения изображений // Там же. О коронном разряднике см. с. 25.
138. Dessauer I.H., Mott C.R., Bogdonoff H. Op. cit. Русский перевод: Дессауэр Дж.Х., Мотт Г.Р., Богдонов X. Развитие ксерографии // Там же. О коронных разрядниках см. с. 47- 48.
139. Carlson Ch.F. Electrophotographic apparatus and methods. American Patent N 2701764.
140. Wise E.N. Battelle Development Corporation. Development of electrographic imagrs. American Patent N 2618552 (1952).
141. См.: Bolton W.D., Coetz W.E. Xerography and IBM electrostatic printers // Photographic Engineering. 1956. Vol. 7. N 3-4. P. 137-146. Русский переводе см.: Болтон В.Д., Гетц В.У. Ксерография и электростатические печатные машины фирмы "Интэрншнл Бизнес Мэшинз" (ИБМ) // Вопросы электрографии. Сб. переводов. М., 1960. С. 182-197. О проявлении меховой щеткой см. с. 187-189.
142. Battelle Memorial Institute. Method of transferring a powder image to a transfer material. British Patent N 658699.
143. Creig H.C., Young Ch.J. Radio Corporation of America. Process of electrostatic printing. American Patent N 2735784.
144. Жилевич И.И., Немировский Е.Л. Электрофотография. М., 1961. С. 17.
145. Young C.S., Creig. Electrofax - direct electrophotographic printing in paper // RCA Review. 1954. Vol. 15. N 4. P. 469-484. Русский перевод см.: Юнг Ч.Дж., Грейг X.Г. Электрофакс - метод непосредственной электрофотографической печати на бумаге // Вопросы электрографии. Сб. переводов. М., 1960. С. 122-140.
146. Schaffert P.M., McMaster R.C., Bixby W.E. Battelle Development Corporation. Xeroradiography. American Patent N 2666144; Schaffert R.M., McMaster R.C., Bixby W.E. Improvements in radiography. British Patent N 791944.
147 См.: McMaster R.C., Schaffert R.M. Xeroradiography - a basic development in X-ray non-destructive testing // Non-Destructive Testing. 1950. Summer. P. II.
148. Американский патент № 72901349, выданный в 1959 г.
149. Criscuolo E.L., 0'Konnor D.T. American Patent N 2900515. См. также: Criscuolo E.L., О'Konnor D.T. lonography. A new process of radiographic imaging // Non-Destructive Testing. 1956. Vol. 14. N 2. P. 28-30.
150. Керне Д. Т., Недлер Д.А. Пророки во тьме, или Рассказ о том, как "Ксерокс" восстал из пепла и дал бой японцам. СПб., 1996. С. 32-33.
151. Boehm G.A.W. Op. cit. P. 43.
152. Керне Д.Т., Недлер Д.А, Указ. соч. С. 35.
153. См.: Почтарь Э.И. Патентная литература по вопросам электрографии. 1960-1964. М., 1972. С. 21.
154. Цит. по: Boehm G.A.W.. Croner А. Op. cit. Р. 43.
155. Mayo C.R., Sabel E.R. The Haloid Company. Xerographic copier. American Patent N 2781704.
156. Schaffert R.M. Developments in xerography // The Penrose Annual. London. 1954. Vol. 48. P. 99-100. Русский перевод см.: Шефферт P.M. Усовершенствования в области ксерографии // Вопросы электрографии. Сб. переводов. М., 1960. С. 148-151.
157. Boehm G.A.W.. CronerA. Op. cit. P. 45.
158. Schaffert R. The Battelle Development Corporation. Druckverfahren, bei welchem eine elektrisch isolierende Bildschicht elektrostatisch aufgeladen und sodann mit einern elektrisch Entwickelpulver bestaubt wird, welches anschliessend auf ein Blaitt ubertragen und auf diesern fixiert wird-Deutsches Patent N 919891. Русский перевод см.: Вопросы электрографии. Сб. переводов. М., 1960. С. 174-179.
159. Aircraft firm saves $ 85000 in repro costs // Industrial Photography. 1959. N 2. P. 70; Airforce xerographic automatic picture printer // Photographic Science and Engineering. 1959. N 5. P. 246.
160. Haloid shows 914 Copier // Modern Lithography. 1959. N 11. P. 149.
161. Цит. по: The Document Company Xerox. Historical Highlights. Internet http://www.xerox.com/factbook/1998.
162. Керне Д.Т., Недлер Д.А. Пророки во тьме, или Рассказ о том, как "Ксерокс" восстал из пепла и дал бой японцам. СПб., 1996. С. 45.
163. Boehm G.A.W., Croner A. Ор. cit. P. 48.
164. Керне Д.Т., Недлер Д.А., Указ. соч. С. 48-49.
166. Schaffert P.M. Electrophotographt. L.; N.Y., 1965.
167. Шафферт P. Электрофотография. M., 1968.
168. Xerography and related processes. Edited by John H. Dessauer and Harold E. Clark. London; New York, 1965.
169. Барщевский Б., Лавренчик В. Разработка способа электростатической фотографии. Отчеты НИКФИ (машинопись). М., 1949-1951.
170. Немировский Е.Л. Печатание с электростатическим переносом красочного слоя // Полиграфическое производство. 1955. № 1. С. 34-38; Он же. Ксерография и ферромагнитография // Материалы по обмену опытом рационализации и изобретательства. М., 1955. Вып. 14. С. 34-38.
171. Фридкин Б.М. Фотография на фотоэлектретах // Кристаллография. 1957. Т. 2. № 1. С. 130-133.
172. Немировский Е.Л., Фридкин В.М., Фройман А.И. Способ электростатического изготовления печатной формы. Авторское свидетельство № 103649.
173. Жилевич И.И. Состояние и перспективы развития электрографии в СССР // Электрография и магнитография. Труды научно-технической конференции. Вильнюс, 1959. С. 5-16.
174. Кисунько А., Король Л. Производство фотополупроводниковой бумаги. Вильнюс, 1960.
175. Электрофотография и магнитография. Труды Научно-технической конференции по вопросам электрофотографии, состоявшейся в г. Вильнюсе 16-19 декабря 1958 года / Под ред. И. И. Жилевича. Вильнюс, 1959; Электрофотография и магнитография // Труды Научно-технической конференции по вопросам электрофотографии, состоявшейся в г. Вильнюсе 21-24 ноября 1961 года. Вильнюс, 1965.
176. Брейдо М.Г. Возможно ли создание автоматической типографии? // Полиграфическое производство. 1952. № 1. С. 17-21.
177. Немировский E.Л. Новые способы печати. М., 1956. С. 141.
178. Нуркас М.М. Мелорельефная силовая приправка // Полиграфическое производство. 1949. № 6. С. 16-19.
179. Басин О.Я. Полиграфический словарь. М., 1964. С. 27.
180. О нем см.: Sipley L.W. Photography's great inventors. Philadelphia, 1965. P. 86-87; Publishers' Weekly. 1966. 27.6. P. 77.
181. Geschichte der Druckverfahren. Stuttgart, 1993. Bd. 4. S. 195.
182. Mosher FJ. Huebner, William Carl // Lexikon des Gesamten Buchwesens. Stuttgart, 1991. Bd. 3. S. 545.
183. Huebner W.C. Means for printing. Американский патент № 2408114, выданный 24 сентября 1946 г. по классу 101-1.
184. Goss Printing Press Со. Improvements in or relating to printing apparatus. Великобританский патент № 608902, выданный 1 марта 1946 г. по классу 100(11).
185. Huebner W.C. Apparatus for electronograph printing. Великобританский патент № 633991, выданный 30 декабря 1948 г. по классу 100(11).
186. Goss Printing Press Co. Improvements in printing and mechanism therefor. Великобританский патент № 604012, выданный 28 мая 1948 г. по классу 100(11).
188. Huebner W.C. Improvements in printing process and apparatus. Великобританский патент № 615556, выданный 7 января 1949 г. по классу 100(11).
189. См.: Huebner W.C. Apparatus for multicolor printing with electrolines of force. Американский патент № 2498143, выданный 24 сентября 1946 г. по классу 101-181.
190. Huebner W.C. Apparatus and process of printing. Goss Printing Press Co. Improvements in printing and mechanism therefor. Великобританский патент № 6185012, выданный 23 февраля 1949 г. по классу 100(11).
191. Huebner W.C. Means and method of printing on or forming a printed coating on a surface of print receiving material. Goss Printing Press Co. Improvements in printing and mechanism therefor. Великобританский патент № 618513, выданный 23 февраля 1949 г. по классу 100(11).
192. Goss Printing Press Со. Improvements in printing and mechanism therefor. Великобританский патент № 618513, выданный 4 августа 1948 г. по классу 100(11).
193 См.: Huebner W.C. Method of and means for printing multicolor images by electric discharge. Американский патент № 2451288, выданный 12 октября 1948 г. по классу 101-426.
194. Huebner W.C. Multiple unit printing press. Improvements in printing and mechanism therefore. Великобританский патент № 636907, выданный 23 мая 1950 г. по классу 100(11).
195. Huebner's "Mist Printer" being used by Air Force // Printing Magazine. 1954. April. P. 80.
196. Huebner's "Mist printer" being used by Air Force // Printing Magazine. 1954. N 4. P. 80.
197. Revolutionary new method of printing announced in Ohio // Printing World. 1954. Vol. 154. N 15. P. 414.
198. Standard Register's new printing method. Combination of photography and electronic // The Inland Printer. 1954. Vol. 133. N 1. P. 74.
199. Huebner W.C. The Standard Register Co. Apparatus for reproducing images. Американский патент № 2890633, выданный по классу 95-1.7 с приоритетом от 29 марта 1956 г.
200. Цит. по:Даннеман Ф. История естествознания. Естественные науки в их развитии и взаимодействии. М.; Л., 1935. С. 88.
201. Gilbert W. Physiologia nova de magnete magneticis que corporibus et de magno magnete tellure. L., 1600.
202. Atkinson R.B., EllisS.C. Ferrography // Journal of the Franklin Institute. 1951. Vol. 252. P. 373-381. Русский перевод см.: Аткинсон Р.Б., Эллис С.Г. Феррография // Вопросы электрографии. Сб. Переводов из иностранной периодической литературы / Сост. и предисловие Е.Л. Немировского. М., 1960. С. 251-256.
203. Немировский Е.Л. Патентная литература по вопросам полиграфического производства. 1955 год. Библиографический указатель. М., 1957. С. 90-91.
204. Немировский Е.Л. Ксерография и ферромагнитография // Материалы по обмену опытом рационализации и изобретательства. М., 1954. Вып. 14. С. 46.
205. Материалы по обмену опытом рационализации и изобретательства. М., 1954. Вып. 12. С. 46-49.
206. Berry T.M.. Hanna J.P. Ferromagnetography - high speed printing with shaped magnetic fields // General Electric Review. 1952. Vol. 55. N 4. P. 20-22, 61.
207. Hanna f.P. Ferromagnetography // Proceedings of the Fifth Annual Technical Meeting, 22- 27 April 1953.
208. Begun J.S. Theory of magnetography // IRE Convention Record. 1958. Part 5. P. 190-197. Русский перевод статьи см.: Бигэн С.Дж. Основы магнитографии // Вопросы электрографии. Сб. переводов из иностранной периодической литературы / Сост. и предисловие Е.Л. Немировского. М., 1960. С. 241-251.
209. Жогина В.М., Казначей Б.Я. Электроосаждение магнитотвердых сплавов // Электрофотография и магнитография. Труды Научно-технической конференции по вопросам электрографии, состоявшийся в г. Вильнюсе 16-19 декабря 1958 г. Вильнюс, 1959. С. 274- 276.
210. См.: Немировский E.Л. Новые способы печати. М., 1956. С. 141.
211. Бучек Б.Е., Гикис И.И., Жилевчич И.И., Кажис А.К., Найнис И.И. Макетные исследования по магнитной печати без натиска // Электрофотография и магнитография. Труды Научно-технической конференции по вопросам электрографии, состоявшийся в г. Вильнюсе 16-19 декабря 1958 г. Вильнюс. 1959. С. 300-308.