Копии за секунды - Дэвид Оуэн

Когда через неделю Бенсон вернулся в Рочестер, он помог коллегам построить копию машины для обрезания меха, которую он изучил на одной из перчаточных фабрик Главерсвиля. У машины был горизонтальный шпиндель, установленный параллельно ножам, которые напоминали ножи дисковой газонокосилки. Необрезанная меховая щетка надевалась на шпиндель, который вращался с высокой скоростью, как центрифуга, чтобы волоски вставали прямо вертикально. Затем дисковые ножи, которые были очень острыми и тоже очень быстро вращались, медленно приближались к щетке, пока ножи лишь едва не касались мехового ворса. Ось вращения щетки освещалась ярким направленным светом, проецирующим на стену круговую тень поперечного сечения щетки. Когда тень достигала нужного диаметра, точно до 1/64 дюйма, щетка была готова.

Сами щетки изготавливались вручную. Отец Адамса вырезал прямоугольные пластины из спинки шкурки и сшивал длинные края вместе, создавая оболочку с мехом внутри. Потом он выворачивал мех наружу и надевал оболочку на картонный цилиндр, который был похож на катушку для бумажных полотенец. Каждая щетка была рассчитана на несколько тысяч копий – очень большое количество, как думали в то время. Однако когда модель 914 появилась на рынке и потребителям понравилось делать ксерокопии, на замену щеток тратились не месяцы, как ожидалось, а недели или дни. Чтобы удовлетворить спрос, инженеры решили также использовать мех брюшной части – возможность, которую они сначала отвергли, потому что думали, что более твердые участки на сосках будут замазывать селен. Но они узнали, что эти участки можно вырезать, а на оставшейся части вполне хватало меха для чистки барабана. Таким образом, теперь одной шкурки хватало на две щетки.

К середине 1960-х годов, когда модель 914 сменили более быстрые и производительные машины, меховой оболочки уже не хватало, и компания решила переключиться на синтетические варианты, один из которых был изобретен Гундлахом. Его вдохновила ткань для чистки обуви, которую он увидел в номере гостиницы в Колумбусе во время поездки в Battelle. Компания за много месяцев вперед предупредила Адамса, что грядут перемены, но он не верил, что синтетика заменит мех. Также не верил один из его покупателей во Франции, который собрал большой запас кроличьих шкурок. Когда фирма Хегох в конце концов отказалась от меха, французский покупатель, страшась банкротства, покончил жизнь самоубийством.

Меховые щетки решили одну проблему в машине 914, но усугубили другую. Джон Мотт объясняет: «Предполагалось, что, как только копия будет сделана, меховая щетка приблизится и сметет с поверхности барабана весь избыток тонера и подготовит фоторецептор для следующей копии. Но меховая щетка не слишком тщательно выполняла свою работу, и впоследствии выходящие из машины копии становились тем грязнее, чем дольше работала машина». Дело было в том, что частицы тонера, которые были относительно мягкими, прилипали к селеновой поверхности во время каскадного распыления, а затем размазывались, когда щетка пыталась очистить от них барабан. Представьте частицу пластмассового тонера, падающую на поверхность барабана, – продолжает Мотт, – в то время как вслед за ней, как тяжелый камень, падает ее носитель. Тысячи раз, при изготовлении каждой новой копии, частицы тонера вбивались в поверхность барабана. Вскоре на поверхности фоторецептора образовывалась отвратительная пленка из пластмассы и грязи». Ученые назвали эту проблему пленкой на барабане.

Пленка на барабане была частично следствием собственного желания инженеров создать машину, которую можно было включать в обычную электрическую розетку, такую, которую можно найти в обычном офисе. Это было большим отличием от Copyflo, которой требовалась выделенная линия в 220 вольт и которая потребляла ток во всем диапазоне и иногда заставляла тускнеть все лампы в здании. Инженеры модели 914 знали, что они могут распределить между компонентами машины ограниченное число ампер и не слишком большого напряжения, поэтому им приходилось быть по возможности экономными. Наиболее энергоемким в модели 914 был закрепитель, в котором использовалось лучистое тепло для разжижения порошкового тонера и который, по сути, был электрическим тостером. Чтобы снизить энергоемкость закрепителя – и предотвратить «поджаривание» других компонентов, которыми был набит корпус машины, – инженерам нужно было заставить его работать при более низкой температуре. А это значило, что им был нужен тонер, который тоже будет работать при более низкой температуре.

Ксерографический тонер должен иметь много взаимоисключающих характеристик: он должен легко и полностью плавиться, но не должен быть настолько мягким, чтобы размазываться по барабану. Кроме того, он не должен быть слишком твердым, чтобы не повредить фоторецептор, когда он об него ударяется, хотя он должен быть достаточно хрупким, чтобы его могли растолочь в мелкий порошок, но получающийся порошок не должен быть слишком мелким, чтобы не загрязнять несущие бусинки, и тем не менее порошок должен быть достаточно мелким, чтобы изображения получались очень четкими, хотя частицы тонера не должны быть слишком большими, чтобы при ударе не разлететься в стороны. «Проблемы начинают обостряться, как только возникают», – сказал мне Гундлах. А удовлетворение одних требований приводит к сложностям при решении других проблем. У идеального тонера, как поняли ученые, должно было быть несколько таких же свойств, как у льда, вязкость которого при нагревании не меняется до тех пор, пока он не превратится в жидкость. Наоборот, большая часть термопластических смол проходят через последовательность состояний от твердого до жидкого, как, например, шоколад. Если вы хотите получить живую иллюстрацию одной части проблем тонера, нанесите полчайной ложки какао-порошка на ладонь одной руки и осторожно потрите его ладонью другой руки. Потом попытайтесь сдуть порошок. «Что делать в такой ситуации?» – спросил Мотт. «Вам неизвестно оптимальное состояние. Не существует способов вычислить его. Остается только пробовать».

Инженеры не могли использовать тот же тонер, который они использовали в машине Copyflo, – это была их первая идея, – потому что тонер плавился только в более горячем и более мощном закрепителе этой машины. (Закрепитель Copyflo был таким мощным, что иногда некоторые знаки, такие, как «о», прожигали бумагу насквозь; оператор контролировал нагрев реостатом, понижая его до тех пор, пока выход не переставал дымиться.) Жизнеспособность модели 914 зависела от получения тонера, который работал бы при более низкой температуре, и, когда проект был начат, никто не был уверен, что поиски увенчаются успехом. Руководитель программы по разработке тонера жаловался, что инженеры постоянно предъявляют невыполнимые требования, а потом внезапно и резко меняют их, но разработка приемлемой формулы была необходима. Руткус сказал мне в 1985 году: «Если бы мы не нашли тонера с низкой точкой плавления, мы бы никогда не сделали машину». Тем временем Haloid двигался дальше, как будто была уверена, что требуемый тонер будет найден.

Тонер был найден фактически в последнюю минуту, в первую очередь благодаря Майклу Инсалако, химику, который пришел в Haloid перед войной, после изучения органической химии в Университете Рочестера.

До этого времени он работал, в основном, над красителями, использовавшимися в фотоэмульсиях. Теперь с помощью коллег из Haloid и ученых из Battelle он испытывал сотни смол и пигментов и конфигураций носителей, пока, наконец, не получил формулу, которая удовлетворяла всем требованиям инженеров. Его коллеги в компании смотрели на него как на одного из настоящих героев проекта 914, потому что тонеры, которые он и его команда разработали, имели решающее значение для успеха машины. Эти тонеры использовались в копировальных машинах ксерокс почти двадцать лет.