Γραφομηχανή: πώς ένα πλήκτρο αφήνει ίχνος στο χαρτί

Η μηχανική γραφομηχανή λειτουργεί χωρίς ρεύμα: τη δύναμη τη δίνει το δάχτυλό σου. Όταν πατάς ένα πλήκτρο, ένας μοχλός κάτω από το πληκτρολόγιο σηκώνει μέσω συνδέσμων έναν βραχίονα γράμματος (μια ράβδο με χυτό γράμμα στην άκρη, στα αγγλικά typebar). Οι βραχίονες κάθονται σε ένα καλάθι σε σχήμα βεντάλιας και στοχεύουν όλοι σε ένα μόνο σημείο εκτύπωσης. Λίγο πριν από το χτύπημα, ανάμεσα στο γράμμα και στο χαρτί ανεβαίνει η μελανοταινία, μια λεπτή λωρίδα υφάσματος εμποτισμένη με μελάνι. Το γράμμα την πιέζει στο χαρτί που είναι τυλιγμένο γύρω από τον λαστιχένιο κύλινδρο, και στο χαρτί μένει ένα ίχνος.

Όταν αφήνεις το πλήκτρο, ένα ελατήριο τραβά τον βραχίονα πίσω στο καλάθι. Ταυτόχρονα, ένας μηχανισμός που λέγεται διαφυγή (escapement) αφήνει το καρότσι με τον κύλινδρο να προχωρήσει ένα διάστημα προς τα αριστερά, ώστε το επόμενο χτύπημα να μην πέσει πάνω στο προηγούμενο. Στο τέλος της γραμμής χτυπά ένα κουδουνάκι και ο μοχλός επιστροφής του καροτσιού φέρνει το χαρτί πίσω στην αρχή και γυρίζει τον κύλινδρο κατά μία γραμμή. Σε ένα ξύλινο μηχανικό μοντέλο θα δεις την ίδια λογική στους μοχλούς, στα ελατήρια και στον κύλινδρο, ακόμη κι αν το μελάνι και το χαρτί είναι μόνο υποδηλωμένα.

Πώς η μηχανή μετακινεί το χαρτί και αλλάζει γραμμή

Το χαρτί δεν κινείται από μόνο του. Το κρατά ο λαστιχένιος κύλινδρος πάνω στο καρότσι (carriage), που μετά από κάθε χτύπημα προχωρά κατά το πλάτος ενός γράμματος. Χωρίς αυτό το βήμα, όλα τα γράμματα θα έπεφταν στο ίδιο σημείο.

• Διαφυγή και διάστημα. Το χτύπημα του πλήκτρου απελευθερώνει τη διαφυγή: ένας οδοντωτός τροχός ή μια καστάνια αφήνει το καρότσι να προχωρήσει ένα βήμα (με τη συνηθισμένη γραμματοσειρά Pica περίπου 2,54 mm). Το πλήκτρο διαστήματος κάνει το ίδιο βήμα χωρίς εκτύπωση.
• Κύλινδρος και διάστιχο. Το χαρτί είναι τυλιγμένο γύρω από τον κύλινδρο και το συγκρατούν πιεστικά ροδάκια. Όταν γυρίσεις το κουμπί στο πλάι του κυλίνδρου, το χαρτί κινείται πάνω ή κάτω. Ο ρυθμιστής διάστιχου στον μοχλό επιστροφής ορίζει κατά πόσες γραμμές γυρίζει ο κύλινδρος στην επιστροφή (μία, μιάμιση ή δύο).
• Επιστροφή του καροτσιού. Όταν το καρότσι πλησιάζει το δεξί περιθώριο, χτυπά ένα κουδουνάκι. Σπρώχνεις προς τα δεξιά τον μοχλό στην αριστερή πλευρά του καροτσιού: το καρότσι επιστρέφει στο αριστερό περιθώριο και ο κύλινδρος γυρίζει ταυτόχρονα κατά την επιλεγμένη γραμμή. Έτσι ξεκινάς νέα γραμμή χωρίς να βγάλεις το χαρτί από τον κύλινδρο.

Στο μοντέλο ψάξε τον κύλινδρο με το κουμπί, τον πλαϊνό μοχλό και το σημείο όπου το καρότσι μπορεί να γλιστρήσει. Όταν μετακινείς τον μοχλό ή τον κύλινδρο σύμφωνα με τις οδηγίες, βλέπεις τι κινείται μαζί τους: ακριβώς εκεί το μοντέλο μιμείται την επιστροφή γραμμής και την προώθηση του χαρτιού.

Γιατί οι βραχίονες των γραμμάτων δεν έπρεπε να μπλοκάρουν

Οι βραχίονες συγκλίνουν σε ένα σημείο. Όταν δύο γειτονικοί βραχίονες σηκωθούν ταυτόχρονα, μπορεί να μπλοκάρουν στη μέση του καλαθιού και πρέπει να χωριστούν. Γι’ αυτό η μηχανή και η δακτυλογράφος έκαναν τα πάντα ώστε σε εκείνο το σημείο να φτάνει πάντα μόνο ένας βραχίονας.

• Ελατήρια. Κάθε βραχίονας έχει ένα ελατήριο που μετά το χτύπημα τον τραβά πίσω στο καλάθι. Όσο ο δρόμος είναι ελεύθερος, ο επόμενος βραχίονας μπορεί να σηκωθεί. Όταν το ελατήριο εξασθενεί ή ο βραχίονας κολλάει, ο κίνδυνος μπλοκαρίσματος μεγαλώνει.
• Ένα σημείο εκτύπωσης. Ο τομέας (το τόξο όπου κάθονται οι βραχίονες) τους οδηγεί ώστε τα γράμματα να πέφτουν στο ίδιο σημείο μπροστά στον κύλινδρο. Αυτό είναι πλεονέκτημα για ίσια γραμμή, αλλά και ο λόγος που δύο βραχίονες μπορούν να συναντηθούν στη μέση.
• Διάταξη πλήκτρων. Η συνηθισμένη διάταξη QWERTY εμφανίστηκε τη δεκαετία του 1870 με τη μηχανή Sholes and Glidden. Συχνά εξηγείται με το ότι χώρισε ζεύγη γραμμάτων που χρησιμοποιούνται συχνά, ώστε γειτονικοί βραχίονες να μη σηκώνονται ταυτόχρονα. Οι ιστορικοί δεν συμφωνούν για την αρχική πρόθεση, όμως το μπλοκάρισμα δύο βραχιόνων σε ένα σημείο ήταν πραγματικό μηχανικό πρόβλημα.

Στο μοντέλο ισχύει ο ίδιος κανόνας σε μικρή κλίμακα: αν πατήσεις δύο πλήκτρα ταυτόχρονα και οι βραχίονες συναντηθούν, μην τους ελευθερώσεις με δύναμη. Άφησε τα πλήκτρα, χώρισε τους βραχίονες σύμφωνα με τις οδηγίες και έλεγξε αν επιστρέφουν ελεύθερα. Αν ο μηχανισμός κολλάει ακόμη και με ένα πλήκτρο, θα βρεις πώς να εντοπίσεις την τριβή στο άρθρο Ο μηχανισμός κολλάει: βρες την τριβή και διόρθωσέ την.

Τι να προσέξεις στο μοντέλο: μοχλοί, ελατήρια και κύλινδρος

Ένα ξύλινο μηχανικό μοντέλο γραφομηχανής δεν δείχνει την ταχύτητα γραφής ενός γραφείου, δείχνει όμως ποια μέρη έπρεπε να κινούνται μαζί. Τι ακριβώς μιμείται το μοντέλο σου θα το μάθεις από τις οδηγίες. Καθώς το εξετάζεις, πρόσεξε αυτά τα σημεία:

• Μοχλοί κάτω από τα πλήκτρα. Κοίτα από το πλάι ή μέσα από ένα άνοιγμα στο σώμα του μοντέλου. Όταν πατάς απαλά ένα πλήκτρο, παρακολούθησε ποιος μοχλός ή σύνδεσμος κινείται και ποιος βραχίονας σηκώνεται. Αν κινηθεί κάτι άλλο από αυτό που περιμένεις σύμφωνα με τις οδηγίες, σταμάτα και έλεγξε τη σύνδεση.
• Ελατήρια. Ψάξε λεπτά ελατήρια στους βραχίονες ή στην επιστροφή του πλήκτρου. Όταν αφήνεις το πλήκτρο, ο βραχίονας πρέπει να επιστρέφει μόνος του. Αν μένει πάνω, το ελατήριο δεν είναι πιασμένο ή κάτι κολλάει στη διαδρομή του.
• Κύλινδρος και μοχλός. Βρες τον κύλινδρο (ή την ξύλινη απομίμησή του) και τον πλαϊνό μοχλό. Σύμφωνα με τις οδηγίες, έλεγξε αν ο κύλινδρος γυρίζει και αν ο μοχλός μετακινεί το καρότσι ή μιμείται την επιστροφή γραμμής. Ορισμένα μοντέλα έχουν και καρούλια που μιμούνται τη μελανοταινία: πρόσεξε αν γυρίζουν όταν πατάς τα πλήκτρα.
• Γρανάζια. Αν το μοντέλο έχει διάφανα πλαϊνά ή άνοιγμα προς το εσωτερικό, θα δεις τα γρανάζια που συγχρονίζουν την κίνηση. Γύρισε αργά τον μηχανισμό και παρακολούθησε ποιος τροχός γυρίζει με ποιον. Εκεί όπου τα δόντια δεν εμπλέκονται ελεύθερα, δημιουργείται τριβή.

Παρόμοια λογική μοχλού και μετάδοσης θα βρεις και σε άλλα μηχανικά θέματα, για παράδειγμα στο άρθρο Ατμομηχανή: ο ατμός, οι τροχοί και τι δείχνει το μοντέλο. Η αρχή είναι η ίδια: η δύναμη ξεκινά από ένα σημείο, τα γρανάζια την οδηγούν κι εσύ παρακολουθείς τι κινείται πραγματικά.

Αυτά τα μέρη μπορείς να τα δεις, για παράδειγμα, στο μοντέλο Ξύλινο μηχανικό τρισδιάστατο παζλ - Μηχανική γραφομηχανή (Magic έκδοση) ROKR LK703C. Σύμφωνα με την περιγραφή στο κατάστημα, κάθε πάτημα πλήκτρου θέτει σε κίνηση τα γρανάζια και τους βραχίονες προς το χαρτί· περιλαμβάνει λειτουργικό κύλινδρο για την προώθηση του χαρτιού, πλαϊνό μοχλό και περιστρεφόμενα καρούλια που μιμούνται τη μελανοταινία. Σύμφωνα με τα στοιχεία του καταστήματος έχει 324 κομμάτια, χρόνο συναρμολόγησης περίπου 12 ώρες και απευθύνεται σε ηλικίες από 14 ετών.

Συχνές ερωτήσεις