Технология печати на остриковом колесе

Введение

Технология ударной печати

Печать на колесах Daisy — это технология ударной печати, изобретенная в 1970 году Эндрю Габором в компании Diablo Data Systems. Она использует взаимозаменяемые предварительно сформированные печатающие элементы, каждый из которых обычно содержит 96 глифов, для получения высококачественного результата, сопоставимого с премиальными пишущими машинами, такими как IBM Selectric, но в два-три раза более высокой скоростью. Печать на колесах Daisy применялась в электронных пишущих машинах, текстовых процессорах и компьютерах с 1972 года. Колесо Daisy получило свое название из-за сходства с цветком ромашки. К 1980 году принтеры с колесом Daisy стали доминирующей технологией для печати высококачественного текста, существенно повлияв на доминирование ручных и электрических пишущих машин и вынудив ведущие компании в этой отрасли, включая Brother и Silver Seiko, быстро адаптироваться, а новые компании, например Canon и Xerox, — выйти на рынок персональных и офисных принтеров с колесом Daisy. Индустрия персональной и офисной печати вскоре вновь адаптировалась к появлению персональных компьютеров и программного обеспечения для обработки текстов. Там использовались точечно-матричные, термо- или линейные принтеры, когда требовалась более высокая скорость или печать изображений, а качество печати было приемлемым. Обе технологии были быстро вытеснены для большинства задач, когда точечные принтеры, в частности лазерные и струйные, способные печатать любые символы, графику, шрифты, а не ограниченный набор из 96 символов, постепенно стали обеспечивать сопоставимое качество печати. Технология Daisy в настоящее время практически не используется, хотя ее все еще можно встретить в электронных пишущих машинах.

История

В 1889 году Артур Ирвинг Джейкобс запатентовал конструкцию дискового печатающего элемента (патент США 409 289), который использовался в печатной машинке Victor Index. А. Х. Рейбер из Teletype Corporation получил патент США 2 146 380 в 1939 году на принтер с дисковым печатающим элементом. В 1970 году команда Diablo Systems под руководством инженера доктора Эндрю Габора разработала первый коммерчески успешный принтер с дисковым печатающим элементом – устройство, превосходящее устройства Selectric от IBM по скорости и гибкости, обеспечивающее 30 зн/с (знаков в секунду), в то время как Selectric работал со скоростью 13,4 зн/с. Доктор Эндрю Габор получил два патента на это изобретение – патенты США 3 954 163 и 3 663 880. В том же году компания Xerox приобрела Diablo. Отдел офисной техники Xerox уже закупал принтеры Diablo для своих текстовых редакторов Redactron. После семи лет попыток сделать Diablo прибыльным, отдел офисной техники сосредоточился на разработке и продаже Diablo 630, который в основном приобретали такие компании, как Digital Equipment Corporation. Diablo 630 обеспечивал качество печати, сравнимое с качеством IBM Selectric или принтеров на его основе, но при более низкой стоимости и вдвое большей скорости. Дополнительным преимуществом была поддержка полного набора символов ASCII. Сервоуправляемый кареточный механизм позволял использовать шрифты с пропорциональным межсимвольным интервалом, где ширина символов варьируется в зависимости от их ширины. Diablo 630 был настолько успешен, что практически все последующие принтеры с дисковым печатающим элементом, а также многие матричные принтеры и даже оригинальный Apple Laserwriter либо копировали его набор команд, либо могли его эмулировать. К 1980 году принтеры с дисковым печатающим элементом от Diablo и Qume стали доминирующей высокопроизводительной технологией для компьютерных и офисных приложений, хотя на рынок уже выходили высокоскоростные бесконтактные технологии (например, струйный принтер IBM 6640, Xerox 2700 и лазерный принтер IBM 6670). С 1981 года внедрение IBM PC кодовой страницы "Code page 437" с 254 печатаемыми глифами (включая 40 форм, предназначенных для рисования) и развитие сред, вдохновленных Xerox Star, таких как Macintosh, GEM и Windows, сделали растровые подходы более предпочтительными, снизив стоимость лазерной печати и повысив разрешение матричных принтеров. Позже Xerox адаптировала технологию дискового печатающего элемента Diablo для создания пишущей машинки, которая продавалась менее чем за 50 долларов. Рядом с Далласом был построен автоматизированный завод, на котором сборка пишущей машинки Xerox занимала менее 30 минут. Пишущая машинка Xerox была хорошо принята, но не достигла запланированных объемов продаж из-за появления ПК и текстовых процессоров. Позже пишущая машинка была модифицирована для совместимости с ПК, но конструктивные решения, позволившие снизить ее стоимость, уменьшили ее функциональность. К середине 1980-х годов технология дискового печатающего элемента быстро устаревала из-за распространения доступных лазерных и струйных принтеров, и принтеры с дисковым печатающим элементом вскоре исчезли, за исключением небольшого рынка пишущих машинок.

In 1889 Arthur Irving Jacobs patented a daisy wheel design (U. S. Patent 409,289) that was used on the Victor index typewriter. A. H. Reiber of Teletype Corporation received U. S. Patent 2,146,380 in 1939 for a daisy wheel printer. In 1970 a team at Diablo Systems led by engineer Dr Andrew Gabor developed the first commercially successful daisy wheel printer, a device that was faster and more flexible than IBM's Selectric devices, being capable of 30 cps (characters per second), whereas the Selectric operated at 13.4 cps. Dr Andrew Gabor was issued two patents for the invention U. S. Patents 3,954,163 and 3,663,880. Xerox acquired Diablo that same year. Xerox's Office Product Division had already been buying Diablo printers for its Redactron text editors. After 7 years trying to make Diablo profitable, the OPD focused on developing and selling the Diablo 630 which was mostly bought by companies such as Digital Equipment Corporation. The Diablo 630 could produce letter quality output as good as that produced by an IBM Selectric or Selectric based printer, but at lower cost and double the speed. A further advantage was that it supported the entire ASCII printing character set. Its servo controlled carriage also permitted the use of proportional spaced fonts, where characters occupy a different amount of horizontal space according to their width. The Diablo 630 was so successful that virtually all later daisy wheel printers, as well as many dot matrix printers and even the original Apple Laserwriter either copied its command set or could emulate it. Daisy wheel printers from Diablo and Qume were the dominant high end output technology for computer and office automation applications by 1980, though high speed non impact techniques were already entering the market (e. g. IBM 6640 inkjet, Xerox 2700 and IBM 6670 laser). From 1981 onwards the IBM PC's introduction of "Code page 437" with 254 printable glyphs (including 40 shapes specifically for drawing forms), and development of Xerox Star influenced environments such as the Macintosh, GEM and Windows made bit mapped approaches more desirable, driving cost reductions for laser printing and higher resolution for impact dot matrix printing. Xerox later adapted Diablo's daisy wheel technology into a typewriter that sold for less than $50. An automated factory was built near Dallas that took less than 30 minutes to assemble a Xerox typewriter. The Xerox typewriter was well received but never achieved the projected sales numbers due to the advent of the PC and word processing software. The typewriter was later modified to be compatible with PCs but the engineering which made it a low cost device reduced its flexibility. By the mid 1980s daisy wheel technology was rapidly becoming obsolete due to the growing spread of affordable laser and inkjet machines, and daisy wheel machines soon disappeared except for the small remaining typewriter market.

Дизайн

Сердцем системы является металлическое или пластиковое "колесо ромашки", содержащее полный набор символов в виде рельефных символов, отформованных на каждом "лепестке". В процессе работы сервомотор вращает колесо ромашки, чтобы расположить нужный символ между молотком и красящей лентой. Затем электромагнитный молоток срабатывает, отпечатывая символ с ленты на бумагу. Колесо ромашки и молоток установлены на скользящей каретке, аналогичной используемой в матричных принтерах. Различные шрифты и размеры можно использовать, заменяя колесо ромашки. В документе можно использовать несколько шрифтов: смена шрифта облегчается драйверами принтера, которые могут позиционировать каретку в центре цилиндра и предложить пользователю заменить колесо перед продолжением печати. Однако печать документа с частой сменой шрифтов, требующей частой смены колес, быстро становилась утомительной. Многие принтеры с колесом ромашки предлагают функцию полужирного шрифта, достигаемую двойным или тройным ударом по указанному символу (или символам). Принтеры с сервоприводом незначительно сдвигают каретку для получения более широкого (и, следовательно, более насыщенного) символа, в то время как более дешевые модели выполняют возврат каретки без подачи строки, возвращаясь к началу строки, пропуская весь обычный текст и повторно отпечатывая каждый полужирный символ. Внутренняя неточность при попытке повторного удара точно в то же место после возврата каретки обеспечивает тот же эффект, что и более дорогие принтеры с сервоприводом, с уникальным побочным эффектом: по мере старения и износа принтера полужирный текст становится еще более жирным. Как и все другие ударные принтеры, принтеры с колесом ромашки шумные.

Двунаправленная печать

Большинство принтеров с "ромашковым" колесом могли напечатать строку, а затем, используя встроенную память, печатать следующую строку в обратном направлении, справа налево. Это позволяло сэкономить время, которое иначе потребовалось бы на возврат печатающей головки в начальную позицию. Этот метод иногда назывался "логическим поиском" и также был реализован в некоторых матричных принтерах.

Графика

Хотя принцип работы принтеров с "ромашкой" в основном не предназначен для печати растровой графики, предпринимались попытки реализовать такую возможность. Большинство принтеров с "ромашкой" поддерживали относительно грубый и крайне медленный графический режим, выводя изображение целиком из точек, формируемых символом "точка". Для этого требовался механизм, способный к перемещению попиксельно как по горизонтали, так и по вертикали, что было недоступно в недорогих моделях. Учитывая низкую скорость и низкое разрешение, этот метод не подходил для печати больших изображений. Однако его можно было эффективно использовать для печати небольшого логотипа на фирменном бланке, а затем непосредственно на письмо, все за один непрерывный цикл печати без смены печатного элемента. Принтеры с "ромашкой" способны создавать упрощенную графику в виде ASCII-арта. Также рассматривалась возможность оптимизации графической печати путем изменения символов на "ромашке" на набор, который позволил бы быстрее печатать все необходимые растровые комбинации, без необходимости удара для каждой отдельной точки. Это дало бы преимущество в виде возможности печати вертикальных комбинаций точек одним ударом, без необходимости точного контроля вращения прижимного ролика. Однако для этого потребовалась бы специализированная "ромашка", а значит, печать письма и фирменного бланка потребовала бы двухэтапного процесса с ручной сменой "ромашки" между ними. Поскольку разработка этой технологии началась после широкого распространения 24-игольных матричных принтеров и совпала с появлением доступных лазерных принтеров в офисах, она не получила широкого распространения. Компания Brother Industries выпускала принтеры Twinriter 5 (1985) и 6 (1987), которые пытались преодолеть ограничения графических возможностей принтеров с "ромашкой" путем добавления печатающей головки матричного типа к существующей "ромашковой", при этом первая использовалась для печати текста высокого качества, а вторая – для черновиков и символов, отсутствующих в наборе символов "ромашки".

Варианты

Принтеры с "наперстком" тесно связаны с принтерами с "ромашковым колесом", но вместо плоского колеса лепестки были согнуты, образуя чашеобразный печатающий элемент в форме "наперстка". Представленные компанией NEC в 1977 году в серии "Spinwriter", сменные "наперстки" вмещали по 128 символов.