РИС. 7
Наконец, начиная с 1887 года, у Эдисона появилось время, чтобы с новой энергией приняться за работу над изобретением, которое он сам называл своим любимым творением. Рассердившись на появление его «жалкой копии», какой он считал графофон, он поставил себе цель устранить все дефекты этой модели и победить конкурентов в борьбе за господство на рынке. Со своей обычной одержимостью он работал над фонографом до 1890 года, сумев превратить этот аппарат в успешный коммерческий продукт, как он и мечтал когда-то.
Обновленный фонограф (см. рисунок 7) основывался на первоначальной идее. Довольно быстро было замечено, что использование одной иглы и для записи, и для воспроизведения плохо сказывается на его работе, потому что нарезка дорожки требует очень твердого инструмента, а для удовлетворительного и многократного воспроизведения необходима игла, которая оказывает как можно меньшее давление. После множества экспериментов Эдисон выбрал иглу для записи, представляющую собой стилос в форме маленькой стамески, или скальпеля с лезвием кривой формы. Игла для воспроизведения, напротив, имела головку в форме мелкого шарика. Стилос осуществлял запись в виде ряда канавок с закругленными бортами переменной глубины и ширины, по которым круглая головка иглы могла следовать без соскальзывания. Позднее иглы стали изготовлять из сапфира (очень твердого и не подверженного окислению камня), потому что он хорошо сохраняет форму, а значит, и способность воспроизводить звук.
От идеи записи на бумаге отказались, будь то фольгированная бумага, парафинированная или вощеная. Вместо нее Эдисон ввел цельную деталь: цилиндр с поверхностью для записи, покрытой веществом, похожим на воск. Такие цилиндрические блоки легко снимались и многократно проигрывались — хотя и они в конце концов изнашивались. И наоборот, можно было стирать дорожку специальным инструментом, входившим в механизм фонографа, чтобы получить гладкую поверхность и вновь сделать на ней запись, как на древних восковых табличках. Поскольку стенки валика были толщиной около 6 мм, а глубина дорожки — только 0,03 мм, записи можно было производить много раз.
Важнейшей технической задачей стало отрегулировать записывающую иглу так, чтобы она проникала в воск на минимальную глубину, а иглу воспроизведения — чтобы она cледовала по дорожке, оказывая на нее минимальное давление. Прибор, с одной стороны, имел проблемы с приспособлением к размеру валика, так как атмосферные изменения приводили к его деформации, а с другой — с тем, чтобы поверхность валика всегда была идеально ровной, поэтому при ее выравнивании следовало соблюдать величайшую точность. Справиться с данной задачей в конце концов помогло остроумное решение: связать иглы записи и воспроизведения с мембраной через кусочек резины — на нее не влияют очень быстрые колебания от звуковых волн, но она сглаживает неровности или изменения поверхности цилиндра. Величина этого куска была подобрана так, чтобы игла записи погружалась в материал на заданную глубину, а игла воспроизведения сохраняла нужное расстояние от поверхности.
Самое оригинальное применение фонографа, пришедшее на ум Эдисону, засвидетельствовано в записке, датированной 1877 годом, хотя запатентовано изобретателем оно было только в 1890 году. Идея состояла в том, чтобы вставить уменьшенную модель фонографа в куклу или другую игрушку, которая, таким образом, смогла бы разговаривать. Говорящие куклы с фонографом внутри латунного корпуса поступили в продажу по цене 10 долларов. На фабрике игрушек на восковые валики записывали колыбельные. Однако идея говорящих кукол слишком опережала технический уровень того времени, как засвидетельствовали их многочисленные недостатки: резкий и скрипучий тембр звуков, способный напугать детей, неработающие куклы или издающие слишком слабые звуки, хрупкость конструкции игрушки.
