Kopia z kaktusa

Żadne z urządzeń komputerowych nie zmieniło się przez lata równie mało, jak drukarka igłowa. Wbrew prognozom, ten żywy skansen trzyma się nieźle.

Co trzydziesta z miliona sprzedawanych corocznie w kraju drukarek należy do tej kłującej kategorii. Ma większy udział w rynku od kolorowych laserów. W czym tkwi tajemnica takiej żywotności technologii igłowej? W... młotku, który uderzając w papier może się przebić nie tylko przez taśmę barwiącą, ale i kilka następnych warstw nośnika. Wystarczy przeciwną powierzchnię papieru pokryć warstwą koloryzującą, aby odcisk młotka tworzył na kolejnych kartkach stosu dokładną kopię pierwszej. Tego nie potrafią ani atramentówki, ani drukarki laserowe.

Czcionka czy igła

Nie tylko igła może uderzyć w zabarwioną taśmę i zostawić ślad na kilku spreparowanych kartkach. Na identycznej zasadzie działają maszyny do pisania, również modele podłączane do pierwszych komputerów. Jednakże tamte urządzenia posługiwały się całymi czcionkami, a że musiało ich być niewiele, nie dało się drukować innego tematu niż tekst. Zapaleńcy nie dawali za wygraną i ich wysiłkiem powstał tzw. ASCII-ART, sztuka przedstawiania rozmaitych obrazków za pomocą kształtów liter i znaków przestankowych. Współcześnie spotyka się ją w grupach dyskusyjnych, które dopuszczają tylko wiadomości w postaci tekstowej.

Igły okazały się przydatniejsze od czcionek. Z punktów można składać dowolne kształty, nie tylko litery, nie ma problemu z wyjątkowymi krojami w niektórych językach. Niestety, zamiana nie obyła się bez strat. Mechanizmu wypychającego igły nie udało się wystarczająco zminiaturyzować i odstęp między sąsiednimi igłami pozostał dość duży (0,2 do 0,3 mm), na czym ucierpiała jakość wydruku. Nawet w trybie najlepszej jakości można dostrzec punkty, z których zbudowane są linie i inne elementy wydruku.

W komputerowych drukarkach igły są montowane w głowicy, która porusza się poprzecznie do kartki papieru i dlatego może obsłużyć nośniki o różnych rozmiarach. Jest wystarczająco szeroka, aby za jednym przejściem wydrukować kompletny wiersz nawet najwyższych liter lub innych znaków. Pozwala to regulować odstęp między wierszami, wysuwając tylko mniej lub więcej papier i nie tracąc czasu na jałowe przejścia głowicy. W lepszych trybach stosuje się sześć, a w gorszych osiem linii na cal.

Najczęściej w głowicy znajduje się dziewięć igieł usytuowanych w jednej linii lub 24 igły w dwóch rzędach przedzielonych niewielkim odstępem. Spotyka się także głowice 18- i 48-igłowe, zbudowane w podobny sposób.

Mikro i makro

Chociaż teoretycznie rozdzielczość nawet w drukarkach igłowych można by zwiększać wielokrotnie, przesuwając głowicę nad tym samym paskiem papieru, w praktyce kończy się na jednym (w 24-igłowych) lub dwóch, czasem czterech przejściach. Z tego powodu rozdzielczość jest pochodną budowy głowicy. W 24-igłówkach nie przekracza 360x360 dpi, co odpowiada dwukrotnemu przejściu głowicy. Mimo podwojenia liczby przejść w dziewięcioigłówkach ich maksymalna rozdzielczość jest dużo mniejsza i nie przekracza 240x144 dpi.

Do maksymalnej rozdzielczości powinien być dopasowany najmniejszy krok pionowego przesuwu papieru, tzw. mikroprzesunięcie. Chodzi o to, żeby podczas kolejnych przejść głowica przemieszczała się nad nieznacznie przesuniętym paskiem nośnika. To samo mikroprzesunięcie wykorzystuje się w czasie przejścia do nowego wiersza w druku tekstowym, a także do regulowania górnego marginesu. Z tego powodu sterowanie mikroprzesunięciami musi być dostępne przynajmniej z pulpitu sterowania drukarki.

Niecodzienne rozwiązania

Ruch pojedynczej igły jest wyzwalany impulsem elektromagnetycznym wytwarzanym w cewce. W nowszych konstrukcjach, aby przyśpieszyć ruch igły w stronę papieru, wykorzystuje się stałe pole magnetyczne, które utrzymuje dodatkową sprężynę w napięciu i gotowości do wystrzelenia. Kiedy pole elektromagnetyczne zniweluje oddziaływanie stałego magnesu, sprężyna jest zwalniana, a za nią wystrzeliwana igła.

Nie zawsze igły są umieszczane w pionowym rzędzie. W takiej konfiguracji może dochodzić do jednoczesnego uderzenia większej ich liczby, co powoduje duży hałas. Aby zmniejszyć ten efekt, zamiast pionowo igły umieszcza się w różnych geometrycznych wzorach. Wtedy wydrukowanie pionowej linii nie wymaga jednoczesnego uderzenia całego rzędu igieł; raczej są one wyzwalane w minimalnych odstępach czasu. Ta sztuczka pozwala zredukować hałas poniżej 52 dB i drukarka może funkcjonować w pomieszczeniach, w których pracują ludzie.

Między głowicą a papierem znajduje się taśma barwiąca. Zwykle ma długość siedmiu metrów i jest zamknięta w niewielkiej kasetce, wciągana z jednej i wyciągana z drugiej strony. Jej końce są połączone jak we wstędze Moebiusa, dzięki temu wykorzystuje się tusz po obu "stronach" taśmy bez żadnych manipulacji z kasetą. Przesuwanie się taśmy jest napędzane tym samym silnikiem, co ruch głowicy drukującej.

Papierowy labirynt

Systemy transportu papieru w igłówkach są bardziej skomplikowane niż w innych rodzajach drukarek i do czasu opanowania wszystkich niuansów konfiguracyjnych lepiej nie rozstawać się z instrukcją. Układ nadaje się raczej do obsługi perforowanej składanki z wielu kopii niż kartek z ryzy. Zazwyczaj papier można podawać z kilku stron, ale poszczególne ścieżki przeważnie nie są uniwersalne, a przeznaczone tylko do niektórych nośników. Dozwolone są różne gramatury i liczby kopii. Na ogół brak klasycznego podajnika na kilka zwykłych kartek, do czego przywykliśmy w innych rodzajach drukarek. Taki stos nie zostanie wciągnięty po jednej kartce, ale cały jednocześnie tak, jakby chodziło o zadrukowanie oryginału i kilku kopii. Wydrukowanie kilkustronicowego dokumentu wymaga podawania po jednej kartce albo skorzystania ze składanki. Producenci zalecają używanie nośników perforowanych zamiast gładkich. W takich wypadkach papier jest transportowany przez tzw. traktor pchający lub ciągnący, a czasem oba naraz. Wszystkie elementy ścieżki muszą do siebie pasować i gdy nie przestrzega się instrukcji, papier często się "zacina". Odmienne niż w pozostałych typach drukarek jest ustawianie linii cięcia i górnego marginesu. W pierwszym wypadku chodzi o takie wysuwanie papieru, żeby krawędź kartki składanki znalazła się na poziomie fragmentu obudowy przeznaczonego do oderwania. Zgranie górnego marginesu w drukarce z ustawieniem w sterowniku jest sztuką samą w sobie.

Zazwyczaj drukarki igłowe mają bardzo skromne sterowniki i z konieczności trzeba je konfigurować głównie za pomocą panelu sterowania na frontowej stronie urządzenia. Funkcję wyświetlacza pełnią zadrukowywane kartki papieru, a klawiatury - różne kombinacje przycisków. Nawet w najprostszej drukarce do ustawienia jest kilkadziesiąt parametrów: emulacje, długość strony, wielkość bufora pamięci, gęstość i dwukierunkowość druku oraz wiele innych.

Sterowniki drukarek igłowych niewiele się różnią. Szkielet pochodzi z systemu Windows, który uzupełnia się o indywidualne możliwości konkretnego modelu. Zwykle wybór kończy się na rozmiarze nośnika, liczbie kopii i rozdzielczości. Drukowanie w Windows następuje w trybie graficznym, dlatego znaczna część subtelnych funkcji, w tym wbudowane czcionki, pozostaje niewykorzystana. Lwi pazur igłówki pokazują dopiero podczas drukowania w DOS-ie, a to się zdarza coraz rzadziej.