Der Phonograph (Neologismus, griechisch für „Schallschreiber“ oder „Klangschreiber“) ist ein Audiorekorder zur akustisch-mechanischen Aufnahme und Wiedergabe von Schall auf walzenförmigen Tonträgern. Der Begriff bezeichnet eine am 21. November 1877 von Thomas Alva Edison angekündigte, acht Tage später vorgeführte und von ihm am 24. Dezember 1877 als Patentanmeldung eingereichte „Sprechmaschine“. Das Patent wurde ihm am 19. Februar 1878 erteilt.
Ein gleichzeitiger Erfinder war der Franzose Charles Cros, der Pläne zur Konstruktion eines sogenannten „Paléophons“ anstellte. Ihm fehlten jedoch die finanziellen Mittel, um seine Erfindung patentieren zu lassen. Im Übrigen hatte Cros an der Vermarktung seiner Erfindung kaum Interesse, ihm war mehr an einer wissenschaftlichen Anerkennung gelegen.
Es gab zahlreiche Konkurrenz, allen voran die Sprachmaschine Euphonia des Freiburger Mathematikers Joseph Faber. Faber stellte das an eine Kammerorgel erinnernde Gerät 1840 in Wien vor, reiste später in die USA, wo er mit der Erfindung erfolglos blieb und sich 1866 das Leben nahm.
Edison erhielt für die Weiterentwicklung seines Phonographen 1878 in Deutschland
und 1880 in den USA weitere Patente. Sein Gerät, dessen Vertrieb indirekt einige bis heute bestehende Musikkonzerne begründete, hielt sich neben dem ähnlich funktionierenden Graphophon bis zu den 1910er Jahren auf dem deutschen Markt, wurde aber schon früh durch den Siegeszug des Grammophons und der Schallplatte abgelöst.
Der Phonograph in seiner ersten, dem Patent zugrunde liegenden Bauweise bestand aus einer mit einem Stanniolblatt bezogenen Walze und wird als „Zinnfolien-Phonograph“ (englisch Tin Foil Phonograph) bezeichnet. Vor der Walze war auf der einen Seite eine Schalldose für die Aufnahme, auf der anderen eine für die Wiedergabe angebracht. In jeder Schalldose befand sich eine dünne Membran, an der eine stumpfe Nadel befestigt war. Zur Bündelung des Schalls wurde an die zu verwendende Schalldose ein Trichter (Horn) angebracht; dieser musste anfangs noch mit der Hand festgehalten werden. Je nach Betriebsart arretierte man die gewünschte Schalldose an die Walze. Spätere Zinnfolien-Phonographen waren mit nur einer Schalldose ausgestattet, die sowohl für die Aufnahme als auch für die Wiedergabe verwendet wurde.
So stellte Meyers Konversations-Lexikon von 1884 mithilfe der nebenstehenden Abbildungen die Funktionsweise des Zinnfolien-Phonographen dar:
Anders ausgedrückt: Sprach man, während die Walze gedreht wurde, gegen die Membran, dann wurde diese durch die den Schall bildenden Schwingungen der Luft auf und ab bewegt und die an ihr befestigte Nadel schrieb die Töne als wellenförmige Erhöhungen und Vertiefungen in die Stanniolfolie.
Führte man nun die Walze wieder unter der Nadel mit der gleichen Geschwindigkeit durch, so bewegte die aufgezeichnete Tonspur – durch die Nadel übertragen – die Membran, diese die Luft, und die Schwingungen wurden wieder hörbar.
Noch war keine Vervielfältigung möglich, also die Erstellung einer Kopie, so dass jede Walze einzeln besprochen wurde. Der Ton wirkte blechern und flach. Eine derartige Stanniolaufnahme überstand im Regelfall nicht mehr als fünf Abspielvorgänge, danach waren die Rillenvertiefungen plan.
1884 beschäftigten sich Charles Sumner Tainter und Chichester Alexander Bell (ein Cousin von Alexander Graham Bell) mit der Verbesserung von Edisons Zinnfolienphonographen. Bell finanzierte die Forschungsarbeiten im Rahmen seines 1880 gegründeten Volta Laboratoriums. Sie konstruierten dazu eine Schallplatte mit Rillenvertiefungen aus Metall. Statt der Verwendung von Stanniolfolie wurden die Rillen mit Wachs ausgefüllt. Der darauf von Alexander Bell persönlich aufgesprochene Text lautete übersetzt: „Ich bin ein Graphophone und meine Mutter ist ein Phonograph.“
1885 kam man jedoch zur Walzenform zurück, da die Plattenkonstruktion zu kompliziert war. Bell und Tainter verwendeten eine dünne, längliche Walze aus Pappe, die mit einer feinen Wachsschicht überzogen wurde. Die Geräte behielten den Namen „Graphophone“ bei. Edison lehnte jegliche Zusammenarbeit mit Bell ab. Kurz darauf wurde die American Graphophone Company als Konkurrenzbetrieb gegründet, die sich 1891 mit der Columbia Phonograph Company zusammenschloss, einer lokalen Tochter der schon bald aufgelösten North American Phonograph Company und in Form von Columbia Records das heute älteste Musikunternehmen der Welt.
Der Ende 1887 von Edison vorgestellte Wachswalzen-Phonograph hieß im angelsächsischen Sprachgebrauch The New Phonograph. Edison verwendete dabei Walzen aus einem speziellen, 5–6 Millimeter dicken Paraffinwachs. Dies verbesserte die Klangqualität erheblich und reduzierte die Abnutzung beim Abspielen deutlich. Zudem konnten die Wachswalzen auch abgeschliffen und wiederverwendet werden. Eine der ältesten erhaltenen Musikaufnahmen – eine Aufführung von Händels Oratorium Israel in Ägypten am 29. Juni 1888 im Crystal Palace, London – wurde mit einem solchen Edison-Wachswalzenphonographen aufgenommen.
1893 ging der französische Uhrmacher Henri Lioret einen anderen Weg. Anstelle des Wachses setzte er Zelluloid ein, das sich auf einem Messingkern als Träger befand. Die Haltbarkeit und Robustheit seiner auffallend kurzen Walzen war unübertroffen. Sein System blieb kommerziell erfolglos, weil es auch ihm nicht gelang, ein praxistaugliches Kopierverfahren zu entwickeln, und sich seine Tonträger nicht auf einem üblichen Edison-Phonographen abspielen ließen.
Für Edisons Wachswalzen wurden ab 1893 oft pantographische 1:1-Kopiermaschinen eingesetzt. Wachswalzen mussten zuvor einzeln oder in Gruppen von vier bis zehn Phonographen aufgenommen werden. Eine entsprechend justierte Kopiermaschine ermöglichte durch Hebelübersetzung auch eine gewisse Tonverstärkung auf der Zielkopie. Schon 1889 beschäftigte sich Edison mit einem Gussverfahren als Vervielfältigung, vorerst jedoch erfolglos. Zum Anfertigen einer Gusswalze als Kopie wurde zunächst eine herkömmliche Walze direkt bespielt. Die Walze wurde danach von Wachsspänen befreit und stehend zwischen zwei unter Hochspannung stehenden Blattgold-Elektroden in Rotation gebracht. Hierdurch legte sich auf die bespielte Oberfläche ein hauchdünner Goldniederschlag. Dieser konnte dann galvanisch verstärkt werden. Die Originalwalze wurde bei diesem Prozess jedoch zerstört. Von der erhaltenen Walzenmatrize konnten dann Walzen gegossen werden, die sich ihrerseits wieder für die Matrizenherstellung eigneten. Dieses Verfahren gelangte erst um 1898 zu praktischen Anwendungen bei Kleinserien von Walzen, die dann als qualitativ hochwertige Vorlagen mit den herkömmlichen Kopiermaschinen zum Verkauf vervielfältigt wurden. Erst 1902 ersetzte Edison die kopierten Walzen flächendeckend durch das Goldguss-Verfahren, auch Hartguss genannt. Da die Walzen nicht mehr direkt bespielt werden mussten, konnte man ein härteres Wachs verwenden, das sich nicht so schnell abnutzte wie das bis dahin eingesetzte braune Wachs.
Die Spieldauer einer Walze betrug, je nach Aufnahmegeschwindigkeit, ungefähr zwei bis drei Minuten. Ein großer Vorteil des Phonographen war die Möglichkeit zur Selbstaufnahme von unbespielten Walzen. Die Walzen liefen in der Regel mit einer Geschwindigkeit von 120, 125, 144 oder 160 Umdrehungen pro Minute, Sprachaufnahmen auch langsamer (meistens 80 Umdrehungen pro Minute). Auch wurden die Geschwindigkeiten weiter variiert. Zeitweise wurden Columbia-Walzen auch mit 185/min bespielt, was die Aufnahmedauer jedoch noch weiter verkürzte und deshalb nach kurzer Zeit wieder verworfen wurde.
In Deutschland besaß die Edison-Gesellschaft in Berlin ihr eigenes Aufnahmestudio und Fabrikhallen. Auch Columbia verfügte über eine deutsche Niederlassung (). Daneben begannen nach 1900 zahlreiche weitere Unternehmen mit der Produktion eigener, meist zu Edisons Format kompatibler Wachswalzen unter anderen Markennamen. Zum größten Walzenhersteller europäischen Ursprungs entwickelte sich die französische Pathé; ein wichtiger deutscher Produzent waren die Kölner Excelsior-Werke.