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Au début des années 1880, un concours s'est développé entre Thomas A. Edison et l'équipe du laboratoire Volta de Chichester A. Bell et Charles Sumner Tainter. L'objectif était de transformer le phonographe à feuille d'étain d'Edison de 1877, ou machine à parler, en un instrument capable de prendre sa place aux côtés de la machine à écrire comme appareil de correspondance commerciale. Il s'agissait non seulement de construire une meilleure machine, mais aussi de trouver une substance pour remplacer la feuille d'étain comme support d'enregistrement. Au début de l'année 1887, les deux parties ont annoncé l'invention d'une machine utilisant un cylindre de cire qui serait incisé verticalement pour correspondre aux vibrations sonores, la même machine utilisée pour réaliser l'enregistrement serait, comme pour la machine à feuille d'étain, utilisée pour la lecture, Edison, comme il l'avait déjà fait, a appelé son appareil à cylindre de cire un phonographe ; Bell et Tainter ont appelé leur appareil un graphophone, Les hommes d'affaires préfèrent le premier, mais aucun des deux appareils ne connaît un grand succès. Le phonographe n'ayant pas connu le succès en tant qu'appareil à dicter, la société d'Edison a commencé à commercialiser des cylindres de cire préenregistrés de musique populaire qui pouvaient être joués sur le phonographe au bureau ou à la maison ou même sur des machines à sous dans les salles de jeux, les saloons et ailleurs. Au début des années 1890, une industrie rudimentaire de l'enregistrement était en cours, entre-temps, Bell et Tainter ont apporté des améliorations considérables à leur graphophone et sont entrés eux aussi dans le domaine du divertissement, les deux parties avaient demandé un brevet pour la découpe verticale, ou incision, des vibrations sonores dans un cylindre de cire, les deux parties ont effectué des enregistrements, de sorte qu'un cylindre de phonographe pouvait être lu sur le graphophone et vice-versa.
Alors que la compétition entre Edison et Bell/Tainter se poursuivait, Emile Berliner, à Washington, commença à s'intéresser de près à l'avenir de l'enregistrement et de la reproduction du son. Comme il l'avait déjà fait pour le téléphone de Bell, il commence par examiner en détail le phonographe et le graphophone afin d'en connaître les avantages et les inconvénients. Il ne tarde pas à tirer les conclusions suivantes : le cylindre de cire, bien qu'il représente une grande amélioration par rapport au cylindre d'étain, est trop mou et fragile pour permettre un enregistrement permanent. Un cylindre de cire s'usant rapidement, il fallait trouver une substance plus durable. Les sillons verticaux (ou sillons "hill-and-dale") n'étaient souvent pas assez profonds pour empêcher le stylet de glisser sur la surface du cylindre. Pour éviter cela, le phonographe et le graphophone avaient tous deux un stylet fixé à une vis d'alimentation qui le transportait sur le cylindre. Une rainure constamment profonde permettrait d'éliminer la vis d'alimentation, mais cela nécessiterait l'utilisation de quelque chose de différent de la coupe verticale. Un cylindre en cire molle ne pouvait pas être produit en masse, donc si les enregistrements devaient un jour être largement diffusés, il fallait trouver une méthode pour produire en masse des fac-similés exacts. Tout cela a fait ressortir le besoin, dans le domaine de l'enregistrement et de la reproduction du son, d'un type de machine différent, qui n'utilise pas de cylindres de cire molle, qui n'utilise pas le sillon vertical qui est alternativement profond pour les sons forts et peu profond pour les sons faibles, et qui utilise un disque relativement dur et permanent qui peut être facilement reproduit en grand nombre. Ces problèmes étaient, bien sûr, reconnus par Edison et Tainter, qui était en grande partie responsable du graphophone, mais au moment où ils avaient surmonté bon nombre des défauts du cylindre, le disque à cylindre était déjà voué à l'extinction par le disque.
Emile Berliner a connu de nombreux essais et erreurs lors de la mise au point du gramophone. Certains d'entre eux ont été décrits par l'inventeur dans une conférence-démonstration qu'il a donnée au Franklin Institute de Philadelphie le 16 mai 1888 et qui a été imprimée dans le Journal de l'institut (vol. 125, no 60).
Très tôt dans son travail, Berliner a opté pour le format de disque couplé à la vibration latérale utilisée par Leon Scott dans son phonautographe. Scott avait mis au point cette machine dans les années 1850 dans le seul but d'enregistrer visuellement les vibrations de la voix afin qu'elles puissent être étudiées par les spécialistes de la parole humaine. Les vibrations étaient obtenues en parlant dans la grande extrémité d'un mégaphone dont la petite extrémité était un mince diaphragme qui pouvait vibrer librement. Une fine brosse attachée au diaphragme laissait de minuscules traces sur le verre noirci. Ces vibrations latérales pouvaient ensuite être photographiées et étudiées. Apparemment, il n'est jamais venu à l'esprit de Scott ou de quiconque à l'époque que, si ces minuscules traces pouvaient être fixées puis repassées par le stylet, le processus inverse se produirait et les sons seraient reproduits par la grande extrémité du mégaphone. Le phonautographe a joué un certain rôle dans le développement du phonographe/graphophone, bien que ces derniers utilisaient des cylindres au lieu du disque, et qu'ils utilisaient des vibrations de haut en bas au lieu de celles de côté.
Berliner décide de travailler avec le phonautographe. Il tente tout d'abord de reproduire les délicats tracés qu'il a réalisés sur du verre noirci sur une substance plus solide par un procédé de photogravure. Bien que Berliner ne le sache pas à l'époque, cette pratique avait été préconisée par le Français Charles Cros dans un remarquable article rédigé en avril 1877 et déposé à l'Académie française. Dans cet article, Cros énonce pour la première fois une théorie de l'enregistrement et de la reproduction du son. Malheureusement, Cros n'a jamais mis sa théorie en pratique. S'il l'avait fait, Charles Cros aurait été l'inventeur de la machine parlante et non Thomas Edison, mais comme Berliner, Edison n'a jamais connu Cros, et sa machine en aluminium ne devait rien à la théorie de Cros. Quoi qu'il en soit, Berliner s'aperçut que tenter de photograver la surface d'un disque de verre posait de nombreux problèmes. Il s'est alors tourné vers un procédé de gravure.
Après avoir essayé de nombreuses substances différentes, Berliner s'est finalement tourné vers le zinc. Après de nombreux essais infructueux, il est parvenu à un procédé consistant à recouvrir un disque de zinc, fabriqué à partir de zinc ordinaire de poêlier, d'un mélange de cire d'abeille et d'essence froide. Il enlevait ensuite le revêtement avec de fines lignes tracées par un stylet fixé à un diaphragme en mica de façon à le faire vibrer d'un côté à l'autre. Ensuite, après avoir enduit de vernis le verso vierge du disque, il plongeait le disque dans un bain d'acide. Après un certain temps, l'acide a gravé les fines lignes dans les rainures du zinc, laissant les autres parties du disque intactes. Les vibrations étant fixées dans le zinc, le disque pouvait être placé sur une platine et le son reproduit avec un stylet en acier. C'est ainsi que les premiers disques ont été fabriqués. Contrairement aux machines à cylindre qui pouvaient être utilisées pour l'enregistrement et la lecture, la méthode de Berliner nécessitait deux machines, une pour chaque processus. Pour désigner l'ensemble de l'opération, l'inventeur a inventé le mot "gramophone" (dans les premières publicités, il était souvent écrit Gram-o-phone). Ses premiers brevets sont le numéro 372 786, attribué le 8 novembre 1887, et le numéro 382 790, daté du 15 mai 1888. Berliner a continué à breveter des améliorations à son gramophone pendant le reste du siècle et même au début du vingtième siècle, époque à laquelle il avait perdu le contrôle de son entreprise de gramophone.
Le problème suivant auquel l'inventeur a été confronté était de trouver une méthode pour reproduire le disque de zinc maître. Il fallait d'abord l'électroplaquer. Le résultat est un disque métallique inversé, ou négatif, dont les sillons dépassent vers l'extérieur et non vers l'intérieur. Ce négatif pouvait ensuite être utilisé pour estampiller des copies positives dans une substance qui conserverait exactement l'empreinte. Berliner a essayé de nombreuses substances, dont le plâtre de Paris et la cire à cacheter, avec des résultats médiocres. Finalement, il s'est dit qu'une nouvelle substance sur le marché, le celluloïd, pourrait être la solution. Il a contacté l'inventeur du celluloïd, J. W. Hyatt, qui était certain de pouvoir fournir des copies exactes des enregistrements de Berliner. Au début, il semblait que le celluloïd aurait beaucoup de succès, mais il est vite apparu que le matériau ne pouvait pas résister à la pression de lectures répétées avec de grosses aiguilles en acier dur, sous le poids du bras de lecture et du cor. Berliner a dû abandonner le celluloïd. Les premiers disques Berliner en celluloïd sont très rares. Il a ensuite commencé à contacter des fabricants d'articles en caoutchouc dur. On ne sait pas quelle entreprise il a employée, mais on sait qu'il était en contact avec l'India Rubber Comb Company de Newark, New Jersey. En chauffant le caoutchouc, il était possible de tamponner des copies d'un négatif en zinc.
Au début des années 1890, Berliner avait déjà lancé le gramophone sur le marché. Les premiers échantillons au monde de disques coupés latéralement ont été émis non pas aux États-Unis, mais en Allemagne. En 1887, Berliner avait obtenu un brevet pour le gramophone en Allemagne et en Angleterre. En 1889, il se rend en Allemagne pour démontrer sa nouvelle invention aux scientifiques allemands. Lors d'une visite dans sa ville natale de Hanovre, il a été approché par des représentants de la société Kammerer et Reinhardt, qui fabriquait des jouets dans la ville de Waltershausen. Ils lui proposent de mettre sur le marché des jouets de petits disques et de petites machines tournées à la main. Berliner accepte et, par conséquent, pendant plusieurs années, des disques de cinq pouces "Berliner Grammophon" sont fabriqués en Allemagne et un certain nombre d'entre eux sont exportés en Angleterre. Certains des premiers disques sont fabriqués en celluloïd, tandis que les éditions ultérieures sont pressées dans du caoutchouc durci. L'opération était cependant réalisée à très petite échelle et ces petits disques sont aujourd'hui très rares.
De retour en Amérique, Berliner conclut un accord avec plusieurs bailleurs de fonds new-yorkais et ils créent ensemble la peu connue American Gramophone Company. (Cette organisation était totalement inconnue jusqu'à ce qu'elle soit découverte récemment par les recherches de Raymond Wile dans les années 1990. Voir ses articles dans le Journal de l'ARSC : vol. 21, no 1 et vol. 24, no 2.) Cette initiative s'est toutefois avérée prématurée et n'a apparemment jamais vraiment démarré. Berliner a ensuite créé la United States Gramophone Company à Washington, D.C. En 1913, Berliner a déclaré qu'il avait créé la société à peu près au moment où il est passé du celluloïd aux disques en caoutchouc. La demande de brevet pour les disques en caoutchouc dur a été déposée en 1893. Dans un procès intenté en 1905, les avocats de la Victor Talking Machine Company ont déclaré qu'"en 1894... le gramophone et les disques Berliner sont immédiatement devenus populaires". . . . Ils ont été mis sur le marché en 1894, l'année suivant la demande [de disques en caoutchouc]. L'organisation de la United States Gramophone Company à Washington, D.C., en 1894, a marqué le véritable début de l'énorme industrie du disque, non seulement aux États-Unis, mais dans le monde entier.
Quelles sont les caractéristiques du disque et de la machine gramophone qui ont entraîné sa rapide popularité ? Jusqu'en 1894, tous les disques étaient des cylindres conçus pour être lus sur des machines à cylindre. Ces cylindres étaient faits de composés de cire, facilement cassables et facilement usés. Ils ne pouvaient pas être produits en masse et ne pouvaient être copiés en nombre limité que par des moyens mécaniques, ou pantographiques. Comme les cylindres utilisaient une coupe verticale, leurs machines devaient être équipées d'une vis d'alimentation afin d'empêcher le reproducteur et le stylet de sauter hors des rainures, et cette vis d'alimentation se déréglait facilement. Le stockage des cylindres posait des problèmes en raison de leur largeur et de la nécessité d'utiliser des boîtes pour les protéger. Le titre d'une sélection et le nom d'un interprète ne pouvant être inscrits sur les cylindres, des feuillets de papier imprimés étaient insérés dans la boîte de rangement des cylindres et se perdaient facilement. En revanche, le disque était fait de caoutchouc dur et difficile à casser. Il pouvait être produit en masse, de sorte que les disques pouvaient inonder le marché. Les disques avaient un sillon profond et constant dont les parois portaient les vibrations sonores. Le stylet pouvait donc s'enfoncer dans le sillon et le sillon lui-même tirait le stylet (avec son bras de lecture et son cornet) sur la face du disque. Les disques ne nécessitaient pas de boîtes de rangement et pouvaient être stockés debout dans un espace réduit. Les disques avaient une zone centrale vierge où le titre, l'interprète et le numéro du disque pouvaient être gravés ou, comme sur les disques ultérieurs, où une étiquette permanente en papier pouvait être fixée. Le fait que la machine à gramophone ne pouvait pas être utilisée pour faire des enregistrements à domicile, contrairement à une machine à cylindre, ne semble pas avoir eu beaucoup d'effet sur le public.
Peu de temps après avoir créé la United States Gramophone Company, Berliner a perdu confiance dans les pressages en caoutchouc. Certains sont envoyés par la société de caoutchouc avec des taches lisses et d'autres défauts. Berliner se tourne alors vers la Duranoid Company, qui fabrique des pièces électriques à partir d'un composé de gomme-laque. En 1895, Berliner envoya à Duranoid une estampe nickelée, et la société lui retourna une presse en gomme-laque qui était en tous points supérieure aux presses en caoutchouc durci. Au milieu de l'année, tous les disques de Berliner étaient fabriqués par Duranoid.
En 1896, Berliner autorise un groupe d'hommes d'affaires à vendre et à distribuer ses produits. Ils forment la Berliner Gramophone Company de Philadelphie et engagent Frank Seaman pour organiser la National Gramophone Company à New York afin de gérer la distribution des disques et des machines. Les enregistrements sont effectués à Washington et à Philadelphie, les estampilles sont fabriquées dans le laboratoire de Washington, les pressages sont effectués par Duranoid et les ventes sont gérées depuis New York.
Le seul problème majeur qui se posait était celui des machines de lecture. À l'origine, elles étaient toutes tournées à la main. Des moteurs à ressort sont fixés sur certains d'entre eux, mais les ressorts sont trop faibles. Il fallait beaucoup plus de puissance pour faire tourner le gramophone, avec son lourd bras de lecture et sa corne appuyant sur la platine, qu'avec une machine à cylindre et son reproducteur "flottant". Berliner a travaillé avec l'atelier d'Eldridge R. Johnson à Camden, au New Jersey, pour fabriquer des machines avec des moteurs à ressort. Johnson a obtenu les moteurs d'une autre source, mais la conception de la machine à ressort du gramophone était entièrement la sienne. Bien qu'elle ne soit pas entièrement satisfaisante, la machine de Johnson était la meilleure qui pouvait être obtenue.
Un revers est survenu dans la nuit du 29 septembre 1897, lorsque la centrale électrique de la Washington Traction Company, où se trouvait le laboratoire de la compagnie de gramophone, a brûlé. On rapporte que la compagnie a perdu au moins une centaine de zinc masters qui n'avaient pas été pressés, ainsi que toutes ses machines et tout son équipement. Tout a dû être remplacé.
À la fin des années 1890, le marché du disque Berliner a commencé à s'étendre à l'étranger. Berliner avait obtenu des brevets en Allemagne et en Angleterre en 1887 et dans les deux années suivantes, il avait ajouté l'Italie, la France, la Belgique et l'Autriche. En 1897, Berliner envoie William Barry Owen de la National Gramophone Company en Angleterre et, en avril 1898, avec le soutien de plusieurs hommes d'affaires anglais, il crée la Berliner Gramophone Company de Londres. De la même manière, deux autres associés, Joseph Sanders et Fred Gaisberg, sont envoyés en Allemagne pour y créer une succursale, dont le siège social se trouve à Hanovre, la ville natale de Berliner. Bientôt, il y avait des sociétés de gramophone dans tous les principaux pays d'Europe, y compris la Russie. Les fils de Berliner, Herbert et Edgar, ont ouvert la Berliner Gramophone Company de Montréal en 1899. Au cours des années suivantes, après que Berliner ait perdu son combat contre les concurrents illégaux, le nom de Berliner a été progressivement retiré de chaque société, de sorte que, par exemple, la succursale de Londres est devenue simplement The Gramophone Company.
En 1898 est apparu le premier des concurrents illégaux attirés par le succès financier de l'invention de Berliner, la machine et le disque Wonder fabriqués par la Standard Talking Machine Company. L'un des rares catalogues existants de leurs disques, dans les collections de la Bibliothèque du Congrès, montre qu'un disque Wonder était simplement une copie d'un disque Berliner mais avec le chiffre "1" ajouté au numéro du disque. Ce contrefacteur évident des brevets de Berliner a rapidement été mis en faillite. Un défi plus sérieux se présente l'année suivante lorsque des publicités apparaissent pour le disque et la machine Vitaphone fabriqués par l'American Talking Machine Company en vertu des droits de l'American Graphophone Company. Mais les avocats de la Berliner Gramophone Company ont fait remarquer que les brevets du graphophone couvraient les coupes verticales alors que les coupes latérales du Vitaphone constituaient une violation du brevet de Berliner. Le Vitaphone est fermé, mais pas avant d'avoir vendu un nombre considérable de disques, pour la plupart originaux. Enfin, le Zonophone a été fabriqué par la Universal Talking Machine Company. Dans les pages du magazine professionnel Phonoscope, on apprend que le président d'Universal est O. D. LaDow, qui est en même temps secrétaire et directeur général de la National Gramophone Corporation (anciennement la National Gramophone Company), et que Frank Seaman, président de National, est également un dirigeant d'Universal. Choquée par ce qu'elle perçoit comme une trahison des intérêts du gramophone, l'organisation de Philadelphie refuse d'envoyer à Seaman et LaDow d'autres disques ou machines. Les avocats de Seaman ont intenté une action en justice en affirmant qu'en vertu de son contrat de 1896, l'organisation de Philadelphie était légalement tenue de continuer à fournir des disques et des machines à National. Malgré les méthodes extraordinaires de Seaman et LaDow, qui comprenaient la distribution de disques Berliner originaux dont toutes les informations d'identification, à l'exception du titre, avaient été effacées, et l'échange de l'étiquette de la Gramophone Company collée sur les machines de Johnson contre une étiquette portant la mention Zonophone, en juin 1900, une injonction du tribunal a fermé la Berliner Gramophone Company de Philadelphie et a laissé Emile Berliner sans moyen de fonctionner. Pendant plusieurs années, des tentatives ont été faites pour annuler l'injonction, mais en vain. Berliner lui-même n'a plus jamais été aussi personnellement impliqué dans la nouvelle industrie du disque. Il a cédé ses droits de brevet au fabricant des machines, Eldridge R. Johnson, qui a créé en 1900 la toute nouvelle Consolidated Talking Machine Company, à la même adresse que la Berliner Gramophone Company de Philadelphie, aujourd'hui disparue. Peu de temps après, Johnson a changé le nom de la société en "Manufactured by Eldridge R. Johnson", puis en 1901, il a changé définitivement le nom en Victor Talking Machine Company. Il construit une grande usine dans sa ville natale de Camden, dans le New Jersey, et la Victor, descendante directe de la Berliner Gramophone Company, devient la plus grande et la plus connue des maisons de disques du monde.
Pendant les années qui ont suivi la dissolution de la Berliner Gramophone Company, Emile Berliner a refusé de dissoudre la United States Gramophone Company à Washington, D.C., même si elle n'avait de société que le nom. Il a conservé un grand intérêt pour la croissance continue de l'industrie du disque et a obtenu des brevets pour certaines améliorations. Il avait un intérêt financier dans la Victor Talking Machine Company de Johnson et suivait avidement sa remarquable carrière. Peu à peu, avec les années, la contribution exceptionnelle d'Emile Berliner à l'industrie a commencé à disparaître des mémoires. Le mot même de "gramophone", comme celui de "graphophone", a fini par être abandonné dans ce pays au profit de "phonographe". Jusqu'à la Seconde Guerre mondiale, les Britanniques et les habitants d'autres pays ont continué à utiliser le mot gramophone pour désigner un disque ou une machine à disque. Le mot phonographe était utilisé pour l'ancien disque et la vieille machine à cylindre, reléguée alors au rang d'appareil de dictée comme il était censé l'être à l'origine. Aux États-Unis, le terme gramophone a été à l'origine du nom "Grammy", utilisé pour les récompenses décernées chaque année par les membres de la Recording Academy.
L'héritage d'Emile Berliner est l'industrie du disque telle qu'elle a existé de 1894 jusqu'à l'avènement du microsillon stéréo. Le disque plat à découpe latérale condamne le cylindre à découpe verticale, bien que Thomas Edison refuse d'arrêter la fabrication de disques avant 1929. Les intérêts du graphophone ont obtenu une licence et ont commencé à fabriquer et à distribuer des disques de type Berliner vers 1902 et ont cessé de fabriquer des cylindres en 1908. D'autres entreprises américaines de fabrication de cylindres ont fait faillite ou sont passées des cylindres aux disques. Le disque de Berliner n'a pas été supplanté pendant près de soixante ans. Les techniques de fabrication ont été améliorées, les matrices en zinc ont été remplacées par des matrices en cire, la vitesse de rotation - variable au cours des premières années - s'est finalement établie à environ 78 tours par minute, et en 1925, le procédé d'enregistrement électrique a été mis au point. Mais jusqu'au microsillon stéréo, qui utilise la coupe latérale de Berliner combinée à la coupe verticale du cylindre, il n'y a pas eu de changement fondamental par rapport à ce qu'Emile Berliner avait commencé à publier en 1894.
Berliner a laissé un autre héritage à l'industrie du disque, lors d'un voyage à Londres en 1899, Berliner a visité les bureaux de la succursale de Londres. Il y remarque un tableau accroché au mur représentant un petit chien à la tête dressée posé devant la machine à gramophone de Johnson, le petit terrier écoutait la voix de son maître sortant du cornet, l'œuvre avait été peinte par un artiste anglais nommé Francis Barraud, qui avait pris pour modèle son propre petit chien Nipper, Berliner a contacté Barraud et lui a demandé d'en faire une copie. Berliner ramène la copie aux États-Unis et cherche immédiatement à obtenir une marque pour le tableau. La marque a été accordée par l'Office des brevets le 10 juillet 1900, juste trop tard pour que Berliner puisse l'utiliser. Il a toutefois laissé le Bureau de Montréal l'utiliser et l'a transmise à Eldridge R. Johnson, qui a commencé à l'imprimer sur ses catalogues de disques Victor, puis sur les étiquettes en papier des disques. Les succursales de gramophones à l'étranger l'ont ensuite adoptée et, en peu de temps, "His Master's Voice" est devenue l'une des marques les plus connues au monde.
