Копии за секунды. История самого незаменимого изобретения XX века

В 1964 году он вспоминал: «Это заставило меня обратить более пристальное внимание на потребности процесса. Так, я понимал, что фототоки должны получаться слабыми, но, с другой стороны, электрохимические эффекты, которые я пытался использовать, требовали довольно сильного тока, чтобы вызвать потемнение слоя». Кроме того, сильный ток, достаточный для потемнения бумаги, наверняка также вызвал бы ее воспламенение, не говоря о других нежелательных результатах. Он пришел к заключению, что его идея была «еще менее плодотворной, чем известные фотографические способы, используемые в то время, и переключил внимание с силы тока на его напряжение. Он понял, что «при высоком напряжении ток мог быть небольшим, но его энергия могла быть высокой». «Это привело меня к понятию электростатики».

Электрические явления обычно разделяются на две обширные и частично совпадающие категории: электрический ток и статическое электричество. Электрический ток – это то, что заставляет работать электроприборы, – он состоит из непрерывного потока электрических зарядов. Статическое электричество – это то, из-за чего ваши волосы встают дыбом, когда вы проводите по ним расческой, – оно состоит из противоположных зарядов, которые являются локализованными или неуравновешенными (и которые производят переходные электротоки – искры, молнии, когда напряжение имеет достаточную силу, чтобы ионизировать разделяющий их воздух). Как известно, ученые сломали много копий по поводу этих определений. Чтобы понять принцип ксерографии, достаточно сказать, что основное различие связано с силой тока (в амперах), аналогом которой можно назвать объем воды в потоке, и напряжением, аналогом которого можно назвать напор воды. Вообще говоря, для электрического тока характерна относительно высокая сила при относительно низком напряжении, в то время как для электростатических явлений характерно высокое напряжение при низкой силе тока. (Электрический ток, который вы ощущаете, когда пытаетесь сунуть кухонный нож в розетку на стене, имеет напряжение 110 вольт, но силы тока, в амперах, хватило бы, чтобы убить вас; а безобидный электрический шок, который можно получить, пройдя по ковру и дотронувшись до дверной ручки, имеет напряжение в несколько тысяч вольт, но фактически нулевую силу.) Карлсон понял, что если он придумает копировальный процесс на основе изменения напряжения, а не на силе тока, то сможет создать машину, которая не будет ни прожигать бумагу, ни убивать оператора током.

Карлсон вернулся в библиотеку. И там, просматривая зарубежные технические журналы, наткнулся на короткую заметку венгерского физика Поля Селеньи. Селеньи пытался разработать способ передачи и печати факсимиле графических изображений, таких, как новостные фотографии. Его способ, который он успешно опробовал, заключался в использовании направленного ионного излучения для создания на внешней стороне вращающегося барабана, покрытого изоляционным материалом, статического заряда с определенным рисунком – что-то похожее на то, как ЭЛТ создает изображение на экране телевизора, построчно сканируя его электронным лучом, или на то, как струйный принтер создает из капельных струек краски четкий рисунок на листе бумаги.

«По существу, он разработал триод в воздухе, – говорил потом Карлсон. – В него входил нагретый катод, вставленный в металлический сосуд с маленьким отверстием. Затем там был барабан, покрытый жесткой резиной или каким-то изолирующим лаком, который вращался очень близко к этому отверстию. Нагретый катод генерировал ионы внутри металлического сосуда, и металл пропускал меняющиеся порции ионов через маленькое отверстие. Они осаждались на поверхности вращающегося барабана с помощью подключаемого поля смещения. После того как изображение было полностью просканировано, он просто опылял барабан мелкозернистым порошком, и изображение становилось видимым». Порошок прилипал к ионам на изоляционной поверхности барабана так же, как песок на пляже прилипает к мокрым местам на купальнике. Переданное фотоизображение, которое Селеньи генерировал таким способом, напечатали в журнале; оно было зернистым, можно было различить строки развертки, но изображение получилось вполне отчетливым.