Между тем изобретатели продолжали упорно работать над усовершенствованием звукозаписи. Однажды уже упоминавшийся Чарльз Тайнтер, работая вместе с Александром Беллом (изобретателем телефона) над новой моделью фонографа, обратил внимание на то, что при глубинной записи на фоновалик сечение снимаемой резцом стружки оловянной фольги было неравномерным, а это, безусловно, усложняло работу рекордера (мембраны с резцом). Задавшись целью сделать сечение стружки одинаковым на всем ее протяжении и тем самым облегчить работу рекордера, Тайнтер решил изменить плоскость записи. Он предположил, что если резец будет делать запись не путем изменения нажима на фольгу, а совершая колебания при одинаковой силе давления, то режим работы рекордера стабилизируется и снимаемая стружка получится равномерного сечения. Да и сам звуконоситель — оловянную фольгу — можно заменить на более податливый материал, например, пчелиный воск с добавлением парафина. Однако свою идею Тайнтер практически не осуществил, ограничившись лишь констатацией идеи.
Задачу практического воплощения этой идеи взял на себя другой изобретатель — Эмиль Берлинер. Прежде всего он построил аппарат, в котором записывающая мембрана была расположена таким образом, что могла совершать колебания только в плоскости, параллельной оси фоновалика. При вращении валика резец оставлял на его поверхности отчетливую извилистую канавку равномерного сечения. Колебания мембраны под воздействием звуковых волн нашли свое отражение не в изменении глубины канавки, как в фонографе Эдисона, а в ее изгибах с различным радиусом закругления.
Убедившись в том, что такой способ записи точно фиксирует малейшие колебания мембраны, Берлинер обратился к почти совсем забытой идее Шарля Кро о записи звука на поверхности вращающегося закопченного диска. Экспериментируя, он взял стеклянный диск, нанес на его поверхность слой смеси, состоящей из сажи, воска и парафина, а рекордер поместил снизу с тем, чтобы при записи стружка могла свободно падать вниз, не засоряя звуковой канавки. Когда запись была готова, он покрыл ее слоем лака, затем удалил сажевую мастику и с помощью полученного таким образом стеклянного негатива фотографическим способом изготовил рельефный отпечаток на хроможелатиновом слое. Это и была первая в мире граммофонная пластинка, которую уже можно было проигрывать.
Правда, хроможелатиновый слой оказался недостаточно прочным и годился только для экспериментов. Поэтому Берлинер заменил стеклянный диск на цинковый. Подвергая цинковый диск химическому травлению, он получил металлическую грампластинку с прочной звуковой канавкой. Именно эту цинковую пластинку автор демонстрировал в 1888 году в филадельфийском Институте имени Франклина. Запись воспроизводилась с помощью им же сконструированного аппарата, получившего название «граммофон».
Но и цинковый диск не удовлетворил изобретателя, так как при проигрывании он вместе с записанным звуком издавал громкое неприятное шипение. Вначале Берлинер решил подобрать материал, на котором можно было бы отпрессовать запись. Таким материалом поначалу был целлулоид. Размягчив его нагреванием и пользуясь металлической пластинкой как клише, Берлинер отпрессовал на целлулоиде фонограмму. Однако оказалось, что воспроизвести эту фонограмму нельзя, так как звуковые канавки превратились в выпуклые гребни. Тогда, применив гальванопластику, вначале он изготовил с пластинки-оригинала металлическую копию, на которой звуковые канавки были перевернутыми, а затем, пользуясь ею как клише (матрицей), вновь отпрессовал на размягченном целлулоиде фонограмму. Таким образом звуковые канавки приняли свой первоначальный вид. Первая целлулоидная пластинка, изготовленная Берлинером, и по сей день хранится в Национальном музее в Вашингтоне.
Дальнейшие эксперименты изобретателя были посвящены поиску более подходящего материала для грампластинок. Казалось, таким материалом может быть эбонит, но и он не оправдал надежд, так как на готовых пластинках часто обнаруживалась так называемая «недопрессовка». В 1896 году Эмиль Берлинер впервые применил шеллачную композицию, заимствованную им у фирмы, производившей пуговицы. Находка оказалась настолько удачной, что этот состав, хотя и с некоторыми вариациями у различных фирм, дожил едва ли не до наших дней.
Первый граммофон Берлинера представлял собой аппарат, состоящий из диска, мембраны с подвижным тонармом и небольшим рупором для усиления звука. Диск приводился в движение ручкой. В дальнейшем граммофон по предложению Элдриджа Джонсона был снабжен пружинным мотором, оборудован центробежным регулятором и заключен в деревянный корпус. В таком виде граммофон просуществовал несколько десятков лет.
Если судить строго, Берлинер не изобрел ничего нового. Вспомним, что поперечную запись на металлический диск с последующим травлением бороздок первым предложил еще в 1877 году Ш. Кро, гальванопластический способ был открыт и подробно разработан русским ученым Б. С. Якоби, а затем предложен для копирования металлических оригиналов записи профессором Гаустоном. Применение же смеси пчелиного воска с парафином для первоначальной записи было предложено Ч. Тайнтером и практически реализовано в процессе массового производства пластинок Э. Джонсоном [5]в 1899 году. А принцип устройства почти всех деталей граммофона можно найти у Кро, Эдисона, Джонсона и Тайнтера. Все это, однако, нисколько не умаляет заслугу Берлинера, а лишь иллюстрирует широту его технических познаний. Достижением изобретателя является то, что он сумел собрать воедино ряд открытий и использовать их для успешного осуществления своего замысла. Эмиль Берлинер вошел в историю техники как человек, давший миру совершенно новую отрасль — промышленность массового производства граммофонных пластинок. Во втором номере журнала «Граммофон и фонограф» за 1902 год так рассказывалось об этом талантливом инженере:
«Эмиль Берлинер родился в 1851 году в Ганновере, где воспитывался и получил образование. В 1870 году, т. е. в 19 лет он переехал в Америку и поселился в Вашингтоне. Здесь судьба не благоприятствовала ему и он был вынужден переехать в Нью-Йорк, где давал уроки, занимался бухгалтерией и т. п. Затем он уехал на Запад, но в 1875 году снова вернулся в Нью-Йорк и поступил в лабораторию Фаульберга, где значительно расширил свои технические знания. Здесь он, между прочим, изобрел прибор, посредством которого можно сразу определить процентное содержание воды, кристаллов и сиропа.
В 1876 году Эмиль Берлинер вернулся в Вашингтон и посвятил свою деятельность главным образом усовершенствованию телефона. К этому периоду относится его изобретение трансмиттора. Заключив затем договор с телефонной компанией Белла, он несколько лет работает для этой фирмы в Нью-Йорке и Бостоне. В 1881 году в одну из своих поездок по Европе Берлинер основал вместе со своим братом в Ганновере телефонную фабрику, которая считается теперь одной из крупнейших в Европе.
После многолетней деятельности, результатом коей были многие изобретения, Берлинер посвящает себя с 1887 года исключительно граммофону, над которым работал с 1885 года, открыв к этому времени специальную мастерскую. Неутомимая работа его увенчалась, наконец, успехом и в 1888 году на лекции в Франклинском Институте в Филадельфии он уже демонстрировал усовершенствованный граммофон, за который получил от этого института медаль».
5
Журнал "Граммофон и фотография" в своем октябрьском номере за 1906 год называет другого изобретателя процесса записи звука на воск: "Рейхман — первый американский рекордер-техник. Ему первому принадлежит слава записи на плоском воске, вместо цинковой пластинки. Он нашел способ фиксации записи, металлизирования и гальванизирования оригинала".