اختراعات واكتشافات

قصة اختراع طابعة الليزر

قصة اختراع طابعة الليزر

ما هي قصة اختراع طابعة الليزر؟

في عام 1938م اخترع الفيزيائي والمخترع الأمريكي تشيستر كارلسون (1906م – 1968م)، عملية الطباعة الجافة سمّيت فيما بعد (Xerography) “مشتقة من اللغة اليونانية”، وهي تقنية لآلات النسخ وطابعات الليزر، تقدم كارلسون بطلب للحصول على براءة اختراع في عام 1939م وفي عام 1942م مُنحت براءة الاختراع (براءة الاختراع الأمريكية 2297691)، بعد عدة سنوات من المحاولات الفاشلة لجذب اهتمام الشركات باختراعه، نجح كارلسون في عام 1947م في التفاوض بشأن الحقوق التجارية لاختراعه لشركة (Haloid) (التي أعيدت تسميتها فيما بعد باسم Xerox).

كانت هذه صفقة الحياة ليس فقط لكارلسون، ولشركة (Haloid) أيضًا، والتي ستصبح واحدة من أكبر الشركات في العالم بسبب هذا الاختراع، في عام 1967م، كان الباحث الشاب في مركز أبحاث زيروكس ويبستر في روتشستر، غاري كيث ستاركويذر (من مواليد 9 يناير 1938)م، وكان معه شهادة بكالوريوس العلوم، في الفيزياء من جامعة ولاية ميتشيغان عام 1960م، حصل على ماجستير بعد ذلك حصل على درجة الدكتوراة في البصريات من جامعة روتشستر عام 1966م.

عندما كان جالسًا في مختبره بدأ ينظر إلى كل هذه الحواسيب الكبيرة وأخذ يفكر: ماذا لو، بدلاً من نسخ نسخة أصلية لشخص آخر، وهو ما يفعله الفاكس، استخدمنا أجهزة الليزر لنسخ نُسخ بطريقة أسرع أو باستخدام الكمبيوتر، وهكذا ولدت فكرة طابعة الليزر، في هذا الوقت كانت أجهزة الليزر باهظة الثمن إلى حدٍ ما، لكنه كان مقتنع بأنّ تكلفة الليزر ستنخفض بمرور الوقت وأنّ هناك سوقًا لتقنية الطباعة بالليزر، تمسك (Starkweather) بفكرته، لكن أفكاره قوبلت بمقاومة رفض كبيرة من إدارة شركة (Xerox).

طلب رؤساء ستاركويذر التوقف عن العمل في مشروع طابعة الليزر، لكنه لم يستطع، كان عليه أن يمر أن يفكر بحل، انتهى به الأمر إلى العمل عليها سرًا، كان النموذج الأولي جاهزًا في عام 1969م، وتمّ بناؤه عن طريق تعديل آلة تصوير زيروجرافيك، قام (Starkweather) بتعطيل نظام التصوير وإنشاء أسطوانة دوارة ذات 8 جوانب عاكسة، مع تركيز اليزر على الأسطوانة، سوف يرتد الضوء المنبعث من الليزر عن الأسطوانة الدوارة، ويمر عبر الصفحة أثناء انتقالها عبر آلة التصوير، تمّ الانتهاء من الأجهزة في أسبوع أو أسبوعين فقط، لكن واجهة الكمبيوتر والبرمجيات استغرقت ما يقرب من 3 أشهر حتى تكتمل.

كان ستاركويذر يريد أن يقنع الناس بفكرته وليقوم أيضًا بالحصول على التشجيع وفعلًا أحب الناس اختراعه، ومع الوقت تبين أنّ إدارة (Xerox) كانت خاطئة في هذا الافتراض، وتبين بأنّ طابعات ستاركويذر أحد أعمدة استراتيجية نمو الشركة، في الواقع أدّى دافع (Starkweather) لإنشاء طابعة ليزر في النهاية إلى تحويل شركة ناسخة صغيرة إلى واحدة من أقوى مراكز التصوير في العالم، وأحدث ثورة في صناعة طباعة الكمبيوتر، جاء الخلاص لـ (Starkweather) في عام 1970م، عندما قامت (Xerox) ببناء مركز Palo Alto) (PARC للأبحاث في كاليفورنيا دعا صاحب الشركة (Starkweather) وتمّ الترحيب به، حيثُ بدا أنّ مشروعه يتناسب بشكل طبيعي مع خططهم طويلة المدى.

ذهب (Starkweather) للعمل على بناء طابعة الليزر في عام 1971م، بعد تسعة أشهر فقط من انضمامه إلى مركز الأبحاث (PARC)، أكمل (Starkweather) صناعة أول طابعة ليزر تعمل، أطلق على هذه الآلة اسم (SLOT)، وهو اختصار لـ (Scanned Laser Output Terminal) تمّ تطوير نظام التحكم الرقمي ومولد الأحرف للطابعة بواسطة (Butler Lampson وRonald Rider) في عام 1972م، أسفرت الجهود المشتركة عن طابعة تسمّى (EARS)، وتمّ استخدام طابعة (EARS) مع شبكة نظام الكمبيوتر (Alto) وأصبحت فيما بعد نظام الطباعة بالليزر (Xerox 9700).

بحلول عام 1973م، كان لدى مجموعة (Starkweather) نماذج عمل لهذا الشيء في المنشأة، النتيجة النهائية كانت طابعة (Xerox 9700) التي تم تقديمها في عام 1977م، وهي أول طابعة ليزر تجارية في الصناعة، لقد كان نجاحًا كبيرًا، على الرغم من التوقعات بأنّ عددًا قليلاً من العملاء سينتجون (200000 إلى 300000) مطبوعة شهريًا اللازمة للوحدة لتكون مربحة، بعد نجاح الطراز 9700، حوّل (Starkweather) أبحاثه إلى طابعات الليزر الشخصية، وواجه مرة أخرى معارضة من (Xerox)، كانت زيروكس شركة تحب طابعات الليزر الكبيرة والسريعة، لقد رأوا وحدات الأقسام كمركز ربح لتكنولوجيا طابعة الليزر.

فشلت (Xerox) في ربط النقاط وأدركت أنّ الربح لم يكن في الطابعة ولكن في الحبر والورق، ونتيجة لذلك تمّ التغلب على الشركة في السوق من قبل شركة (Hewlett – Packard)، التي قدمت أول طابعة ليزر شخصية في عام 1980م، تتمتع (Xerox) بقدرات مثيرة للاهتمام لطالما كانت سمة مميزة للشركة، وهي أنها تشجع دائمًا الأفكار الجديدة ولكنها لم تحب أبدًا متابعتها لفترة طويلة جدًا، أشياء مثل بوستسكريبت، طابعة الليزر، الكمبيوتر الشخصي، الشاشة النقطية، الواجهة الأيقونية، إيثرنت، تبديل الحزمة، كل هذا جاء من (PARC)، ولم ينتهِ أيٌّ منها كمنتج من شركة زيروكس.

لذلك ترك (Starkweather) الشركة في عام 1987م بعد 24 عامًا من الخدمة، بعد 10 سنوات قضاها في شركة (Apple Computer)، انضم Starkweather إلى (Microsoft Research) في عام 1997م، في هذه الأيام أصبح مجال أبحاثه الرئيسي هو تقنية العرض، توفي غاري ستاركويذر المهندس والمخترع الذي صمّم أول طابعة ليزر، في 26 ديسمبر في مستشفى في أورلاندو بولاية فلوريدا، وكان عمره 81 عامًا، وقالت زوجته جويس إنّ السبب كان سرطان الدم.

السيرة الشخصية لمخترع طابعة الليزر غاري كيث ستاركويذر:

ولد غاري كيث ستاركويذر في 9 يناير 1938م في لانسينغ بولاية ميشيغان، وهو الابن الوحيد لريتشارد وكريستال ستاركويذر، يمتلك والده مصنع ألبان محلي؛ كانت والدته ربة منزل، كان منزلهم بالقرب من متجر خردة، حيث كان غاري يساوم على أجهزة الراديو القديمة والغسالات وقطع غيار السيارات التي يمكنه إصلاحها في الطابق السفلي، ويفصلها عن بعضها ثم يجمعها مرة أخرى، كان السيد ستاركويذر يعمل كمهندس مبتدئ في مكاتب شركة (Xerox Corporation) في روتشستر، نيويورك.

في عام 1964م بعد عدة سنوات من تقديم الشركة لآلة التصوير إلى مباني المكاتب الأمريكية، بدأ العمل على نسخة يمكنها نقل المعلومات بين اثنين من آلات النسخ عن بعد، بحيث يمكن لأي شخص مسح مستند ضوئيًا في مكان واحد وإرسال نسخة إلى شخص آخر في مكان آخر، قرر أنّه يمكن القيام بذلك على أفضل وجه بدقة الليزر، وهو اختراع حديث آخر، يمكنه استخدام الضوء المكبر لنقل الصور على الورق، ولكن بعد ذلك كانت لديه فكرة أفضل وهي أنّه بدلاً من إرسال صور محببة للمستندات الورقية من مكان إلى آخر، ماذا لو استخدم دقة الليزر لطباعة صور أكثر دقة مباشرة من جهاز كمبيوتر؟

ولأنّ فكرته ابتعدت عن الأعمال الأساسية للشركة، كرهها رئيسه، في وقت من الأوقات، تمّ إخبار السيد ستاركويذر أنّه إذا لم يتوقف عن العمل في المشروع، فسيتم تسريح فريقه بالكامل، مقولة قالها السيد ستاركويذر في عام 1997م في محاضرة لمتحف تاريخ الكمبيوتر في ماونتن فيو، كاليفورنيا، “إذا كانت لديك فكرة جيدة، يمكنك المراهنة على أنّ شخصًا آخر لا يعتقد أنها جيدة”، لكنه انتقل بعد ذلك إلى معمل الأبحاث (PARC)، حيث كان هناك مجموعة من الحالمين يطورون ما ستصبح عليه أهم التقنيات الرقمية في العقود الثلاثة القادمة، بما في ذلك الكمبيوتر الشخصي كما هو معروف اليوم.

في مركز بالو ألتو للأبحاث أو (PARC)، بنى السيد ستاركويذر أول طابعة ليزر تعمل في عام 1971م، في أقل من تسعة أشهر، بحلول التسعينيات كانت عنصرًا أساسيًا في المكاتب حول العالم، أثناء دراسته للفيزياء في جامعة ولاية ميشيغان، التقى جويس أتارد، طالبة تمريض خلفه بعامين، تزوجا في عام 1961م، وانتقلا إلى روتشستر حتى يتمكن من الانضمام إلى (Bausch & Lomb)، التي كانت تصنع في ذلك الوقت عدسات النظارات والكاميرات والمجاهر وغيرها من المعدات.

بحلول منتصف السبعينيات، تمكنت طابعة السيد ستاركويذر من الاتصال بشبكة كاملة من (Altos)، وطباعة المستندات من جميع أنحاء المختبر بمعدل صفحة في الثانية، بعد انقسام المختبر إلى مبنيين، بنى هو وزميله نظامًا يمكنه نقل مهام الطباعة عبر الشارع لاسلكيًا، بعد تركه لشركة (Xerox)، انتقل السيد (Starkweather) إلى (Apple ثم Microsoft)، وهما أكبر شركتين في عصر الكمبيوتر، في عام 1997م، بينما كان لا يزال في شركة (Apple)، ألقى خطابًا حول ظهور طابعة الليزر.

مكونات طابعة الليزر:

أولاً: خرطوشة الحبر:

تحتوي خرطوشة الحبر على مسحوق ملون أو مسحوق أكسيد الكربون / الحديد، تُعد خراطيش الحبر عنصرًا استهلاكيًا يجب استبداله في طابعة ليزر بمجرد نفاد الخرطوشة.

ثانياً: وحدة الأسطوانة:

هي عبارة عن أسطوانة معدنية لها طلاء خاص (لون أخضر) يمكنها استقبال شحنة كهربائية موجبة وسالبة ثابتة من الليزر داخل طابعة الليزر، يمكن رؤية الأسطوانة في الطابعة على أنّها أسطوانة خضراء ويمكن أحيانًا دمجها في خرطوشة مسحوق الحبر بدلاً من وحدة قائمة بذاتها.

ثالثاً: الليزر:

ينقل جزء الليزر من الطابعة الضوء من الصمام الثنائي عبر سلسلة من المرايا، تقوم بعكس الليزر على وحدة الأسطوانة لطبع شكل الطباعة المقصودة.

رابعاً: حزام النقل:

يقوم حزام النقل بتحريك الورق عبر الطابعة ويمررها عبر الأسطوانة بحيث يمكن نقل الحبر، لا تحتوي بعض الطابعات الأصغر حجمًا على حزام نقل ولكن بدلاً من ذلك تحتوي على بكرات تعمل بنفس طريقة الحزام.

خامساً: وحدة المصهر:

هي عبارة عن أسطوانة ساخنة تعمل على إذابة جزيئات الحبر على الصفحة أثناء مرورها، يؤدي هذا إلى إحكام الحبر على الصفحة بحيث لا يكون في شكل مسحوق ويضمن أنّ الحبر لا يتلطخ ويتساقط من الورق عند خروجه من الطابعة.

السابق
قصة اختراع iPhone
التالي
قصة اختراع محرك الاحتراق الداخلي