Дэвид Оуэн - Копии за секунды - История самого незаменимого изобретения XX века

Первым из этих достижений был способ нанесения электрического заряда на фоторецептор – задача, которую Корнеи выполнял трением поверхности носовым платком, а модель Карлсона – трением вращающейся меховой щетки. Карлсон в своих патентах предположил, что еще большими возможностями обладает так называемый коронный заряд, который обеспечит ливневый поток ионов на поверхность фоторецептора при пропускании электротока высокого напряжения через неизолированный проводник, натянутый над ним. (Огонь Св. Эльма – жутковатое свечение, которое можно иногда видеть вокруг корабельных мачт или крыльев самолетов в грозу – является эффектом коронного разряда.) Первый коронный разрядник, разработанный исследователями Battelle, состоял из провода, пропущенного сквозь десятки острых швейных иголок. Результаты были посредственными, пока инженеры Battelle, следуя предложению Карлсона, не отодвинули игольчатую решетку подальше от формы – идея (по мнению инженеров Battelle), которая противоречила всякой интуиции, но она сработала.

Вторым большим достижением Battelle было то, чего Карлсон не предусмотрел. Во всех ранних презентациях Карлсона припудренное порошком изображение переносилось с фоторецептора на листок бумаги физическим способом: Карлсон использовал или липкую бумагу (такую, как вощеная бумага, которую он и Корнеи купили для первых опытов), или обычную бумагу, которую делали липкой, смачивая ее водой (способ, описанный в патентных чертежах и использованный в его первой модели). Оба эти способа имели большие недостатки: вощеная бумага была не самым лучшим заменителем фотобумаги, – ну, какому секретарю захотелось бы заполнять свой шкаф для документов листами вощеной бумаги? – а мокрая бумага испачкала бы фоторецептор, разрушила бы электростатические заряды внутри машины и сморщилась после высыхания.

Скоро Шафферт придумал более эффективный способ, а именно перенос изображения с формы на бумагу с помощью той же самой электростатической силы, которая сначала перенесла изображение на форму. После проявления изображения распылением порошка смолы на экспонированной фоторецепторной форме Шафферт укладывал на форму лист обыкновенной бумаги и пропускал коронный заряд через обратную сторону листа. Этот заряд, противоположный заряду порошка, притягивал частицы смолы с формы на лицевую сторону бумаги и удерживал их там, почти так же, как магнит удерживает железные опилки. «Это заставляет лист отрывать порошок от формы, и когда вы снимаете лист, вы снимаете его вместе с порошковым изображением», – объяснял Карлсон. Этот способ устранил необходимость в липкой бумаге и доказал свою эффективность при переносе порошковой смолы – которую ученые называли тонером, – производя более яркие копии и оставляя меньше порошка на форме для последующей чистки.

Третьим достижением института Battelle была разработка в 1945 году усовершенствованного способа нанесения тонера на фоторецептор. Карлсон и Корнеи в первых своих опытах использовали в качестве тонера ликоподиевый порошок, который они наносили, вытряхивая его из банки с отверстиями на крышке. Споры ликоподия (очень мелкие, очень сухие и очень круглые) рассыпались равномерно по форме, приклеиваясь, в основном, в предполагаемых местах, и их было легко счищать после использования. Однако они были слишком светлыми, чтобы производить четкие изображения, и их невозможно было закрепить на обычной бумаге, потому что они не плавились. И Карлсон, и Корнеи понимали, что для любой работающей машины потребуется совершенно другой тонер, но до сих пор никто не находил подходящую замену. Натуральные смолы, которые пробовал Корнеи, были слишком активными. Они имели склонность слипаться в комки, которые распределялись неравномерно и размазывали изображение, и прилипать к пробельным участкам формы, которые должны были оставаться чистыми.

Главный шаг к решению этой проблемы сделал инженер института Эдвард Уайз, который обнаружил, что качество нанесения частиц почти любого тонера можно значительно улучшить, если добавить носитель в виде маленьких бусинок из стекла или других материалов, которые захватывают более мелкие частички тонера, а затем распределяют их равномерно, когда подпрыгивают и раскатываются по поверхности фоторецептора. «Порошок прилипал к бусинкам электростатическим способом, и когда они раскатывались по форме, то оставляли порошок на изображении и не трогали фоновый участок», – объяснял Карлсон. (Именно Карлсон разработал первый успешный носитель фирмы Haloid: это был обычный песок, глазурованный желтой субстанцией, который заряжал частицы тонера отрицательным зарядом.) Каскадный способ распределения несущих бусинок способствовал получению более чистых отпечатков, так как бусинки подбирали случайные частицы тонера с пробельных участков.