Копии за секунды - Дэвид Оуэн

Почти каждое решение создавало дополнительные проблемы. У инженеров была классная доска, на которой они писали главные вопросы, на которые еще предстояло ответить, и каждый раз, когда они могли стереть с нее один вопрос, им приходилось добавлять три или четыре новых. Джордж Мотт – ученый, принятый в Haloid в один год с Гунд-лахом, и кончивший тем, что стал работать над ксерографией в Haloid, вместо того чтобы стать физиком высоких энергий в Массачусетском технологическом институте, главным образом потому, что заболел полиомиелитом во время написания докторской диссертации в университете Рочестера, – сказал впоследствии: «После многих мучительных попыток мы поняли, что нельзя улучшить ни одну из операций отдельно; необходимо работать со всей системой, со всем комплексом операций одновременно». Тот факт, что новая идея не срабатывала сразу в макетном устройстве или в последующих прототипах, не означал, что она была бесполезной; модификация одного или двух других компонентов могла внезапно заставить новую идею работать и тем самым улучшить весь технологический процесс. В результате каждый, кто был занят разработкой модели 914, очень много времени проводил с машинами, иногда задумчиво уставившись в пространство и не обращая внимания на окружающих. Один из ученых говорил своим коллегам, что ему повезло, что он с утра оказался на работе, потому что решение одной досадной проблемы пришло к нему внезапно, когда он ехал в машине и он едва не свалился в кювет.

Как только инженеры придумали, как заставить движущийся лист бумаги прилипнуть к вращающемуся барабану, им сразу же пришлось искать способ отделения листа от барабана, чтобы транспортировать его дальше в закрепляющее устройство. Захваты и вакуум были уже отвергнуты. Одна электростатика не помогла бы, потому что напряжение, достаточно сильное для отделения листа от барабана, также будет достаточным для отделения тонера от бумаги. Что же оставалось? Руткус нашел решение, работая как-то у себя в гараже.

«Я накачивал шину детского велосипеда, когда придумал это, – рассказал он мне в 1985 году. – Я положил лист бумаги на капот машины и с помощью насоса сдул его оттуда». Он попробовал сделать то же самое в лаборатории с помощью баллона со сжатым воздухом и комплекта медицинских иголок для подкожных впрыскиваний, потом сконструировал устройство, которое выбрасывало короткие струи воздуха под углом в направлении ведущей кромки каждого листа, отделяя его от барабана. Джордж Мотт объясняет: «Затем мы установили транспортное устройство прямо в этой точке – прямо там, где край листа отделяется воздухом от барабана. И тогда электростатический заряд на бумаге заставлял бумагу прилипать к ленте транспортера, а не к поверхности барабана, и бумага двигалась дальше, к следующей операции». Воздуходувное устройство Руткуса было изобретением, которое сделало возможным появление модели 914, и оно стало легендой Haloid. (А Руткус, в конце концов, сделал больше запатентованных изобретений для модели 914, чем кто-либо еще в компании, включая Гундлаха.)

Однако, каким бы блестящим ни казалась эта воздуходувка, она не всегда работала: отделившийся лист бумаги иногда падал назад на барабан, вместо того чтобы прилипать к ленте транспортера, и причины этого были непонятны. Инженеры чистили сопла, переставляли ленты, но проблема возникала снова и снова, иногда по нескольку дней подряд.

Среди тех, кто нашел причину, был Гораций Беккер, инженер, который пришел на фирму в начале 1958 года. До прихода в Haloid Беккер работал на фирме Davidson Printing Press, филиале компании Mergenthaler Linotype, которая сыграла важную роль в истории ксерографии, так как Роланд Шафферт из Battelle работал там, а коллега Беккера Пол Катан был принят на работу оттуда всего несколько месяцев назад. Беккер был родом из Бруклина и летал на бомбардировщике Б-26 во время Второй мировой войны. Он посещал технологический институт Дрекселя по программе для военнослужащих, получил звание инженера в 1948 году и работал в полиграфии в течение десяти лет. В компании «Мергенталер» он специализировался в листовой офсетной печати. В Haloid его задачей был запуск модели 914 в производство – сложнейшая задача, которую он выполнил с помощью того, что Джон Брукс назвал в 1967 году способностью «красноречиво страдать».

«Не буду говорить вам, сколько часов мы провели, ругаясь и крича друг на друга, пока не поняли, почему бумага прилипает обратно к барабану», – сказал мне недавно Беккер в конференц-зале Центра еврейской общины Рочестера, где он предложил мне встретиться. Ему вот-вот должно было исполниться восемьдесят лет, но от него все еще исходили флюиды эмоционального напряжения, которое заметил Брукс тридцать пять лет назад. И действительно, несколько раз во время нашей беседы в уголках его глаз были видны слезы, когда он мне рассказывал о напряженных и эмоциональных моментах во время разработки машины 914.

Оказалось, сказал он, что причиной проблемы прилипания была структура бумаги, которую использовали инженеры. Вся бумага состоит из волокон, которые, как правило, предпочитают ложиться в одном или другом направлении (см. главу 2). Если волокна расположены параллельно длине листа, бумагу называют длинноволокнистой, а если волокна лежат по ширине листа, бумагу называют коротковолокнистой. Чтобы определить направление волокон, следует разорвать лист: любая бумага рвется легко и аккуратно в направлении волокон, – явление, которое вы, может быть, заметили, когда пытались что-то вырвать из газеты. Еще один способ определения направления волокна состоит в наблюдении за тем, как лист бумаги провисает, если его держать только за один конец: лист длинноволокнистой бумаги меньше провисает от конца к концу, чем от одной стороны к другой, потому что волокна действуют как консоли, а лист коротковолокнистой бумаги ведет себя противоположным образом. Сопротивление листа бумаги провисанию известна как продольная жесткость.

В итоге Беккер и другие инженеры поняли, что они использовали в прототипах как тот, так и другой вид бумаги и что коротковолокнистая бумага не имеет достаточной продольной жесткости, чтобы помешать падению листа назад на фоторецептор после того, как струя воздуха из воздуходувки Руткуса отделила его ведущий край. Получающиеся в результате заторы бумаги вызывали серьезные опасения, так как не отделившиеся листы скапливались у горячей стенки термозакрепляющего устройства и загорались.

Одним из способов устранить эту проблему было бы уменьшение диаметра барабана. (Если вы хотите отделить одну почтовую марку от целого листа с марками, вы сгибаете лист рядом с краем марки и продолжаете сгибать его до тех пор, пока продольная жесткость листа не превысит силу адгезии, удерживающую марку на листе, – та же самая идея.) Но инженеры и так уже сделали фоторецептор достаточно маленьким. Им пришлось признаться, что единственным практическим решением будет использование в машинах только длинноволокнистой бумаги. Это решение вызвало недовольство коммерческого отдела, потому что подрывало одну из главных для сбыта выигрышных особенностей ксерографии: она делает копии на «обычной бумаге». Но другого приемлемого варианта не было.

Беккер, посвятивший часть своей рабочей карьеры производству бумаги, помог также решить еще одну серьезную бумажную проблему. По причинам, которые вначале озадачивали инженеров, тонер иногда не закреплялся полностью на бумаге: копия выглядела нормальной, но если ее скребли ногтем по печатной строке, все знаки осыпались. Сначала инженеры думали, что причиной этого явления, которое они называли «наружным закреплением», является тонер, но Беккер правильно установил, что причиной является бумага или, вернее, вода, которую содержит бумага.