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Sviluppo della stampa ad aghi in Olivetti

Parole scritte con tanti puntini impressi da piccoli aghi lanciati sulla carta e capaci di stampare anche 200 o 300 caratteri al secondo.

La tecnologia dot matrix
Nella stampa ad aghi (o a matrice di punti o dot matrix) ogni carattere è riprodotto come un insieme di punti impressi sulla carta da aghi sollecitati in modo selettivo da un impulso elettrico. Gli aghi, disposti in colonna su una testina di stampa che si muove orizzontalmente, battono su un nastro inchiostrato posto davanti alla carta; in questo modo lasciano impressa una sequenza di punti che formano il carattere o la parte di una immagine.
Le prime stampanti ad aghi compaiono intorno al 1970 negli Stati Uniti e in Giappone. Inizialmente le testine dispongono di 7 o 9 aghi: i punti sono piuttosto radi e la qualità di stampa è limitata. In seguito, con le testine a 24 e più aghi, diviene possibile ottenere una stampa qualitativamente paragonabile a quella delle macchine per scrivere.

Anni '70: i primi passi di Olivetti
L'Olivetti avvia gli studi sulla stampa ad aghi all'inizio degli anni '70. Il gruppo di progetto che opera nello stabilimento di San Lorenzo a Ivrea nel 1973 mette a punto un primo gruppo solenoide, che è l'elemento base nelle testine di stampa dot matrix: un  elettromagnete di forma circolare che funge da supporto ed attuatore del meccanismo di stampa, in quanto genera l'impulso magnetico che aziona l'ago e gli fa imprimere un punto sulla carta.
I gruppi solenoidi (uno per ogni ago di stampa) sono inseriti in un supporto di alluminio, che favorisce la dissipazione termica. Un blocco di resina guida l'ago in tungsteno, del diametro di 0,30-0,35 mm e lungo circa 110 mm, nella matrice di stampa, costituita da un rubino sintetico con minuscoli fori (tanti quanti sono i solenoidi della testina) da cui fuoriescono gli aghi.
Usando questa tecnologia, l'Olivetti produce una prima serie di testine dot matrix che si differenziano fra loro per numero di aghi (7, 9 o 13), velocità di stampa (70, 100, 140, 175 caratteri per secondo - cps) e potenza di impatto. A seconda della testina impiegata, variano quindi le caratteristiche fondamentali di una stampante dot matrix: qualità, velocità e capacità di trattare moduli di spessore diverso (maggiore potenza consente la stampa di un maggior numero di copie del documento).
I primi prodotti Olivetti che incorporano queste testine   arrivano sul mercato a partire dal 1975. Tra i più significativi vi sono:
- la stampante PR 1230 (1975)
- il terminale intelligente e modulare TC 800 (1975)
- il sistema gestionale BCS 2030 (1979).
Con la stessa tecnologia, l'Olivetti sviluppa anche 4 modelli di testine più economiche: utilizzano un elettromagnete di diametro minore e offrono unavelocità di stampa limitata (da 45 a 60 cps). Sono impiegati sulla stampante PR 2830 (1978), sulla telescrivente elettronica TE 500 (1980) e su alcune altre macchine.

1980-1985: arrivano le "testine balistiche"
All'inizio degli anni '80 l'Olivetti ricorre a una nuova soluzione per il magnete. Su un unico nucleo magnetico in ferro sinterizzato viene  posizionata una piccola àncora mobile in ferro puro; l'àncora viene attratta dalla forza magnetica generata dalla bobina e trasmette il movimento all'ago. L'ago inizia la sua corsa e la prosegue balisticamente con moto inerziale fino a colpire il nastro inchiostrato di stampa e imprimere il punto. Alla base dell'ago è posta una molla con il compito di far ritornare in posizione di partenza il meccanismo.
Nascono così le prime "testine balistiche". Sono prodotte con diverso numero di aghi (da 7 a 16), hanno i magneti disposti in modo circolare e consentono una velocità di stampa che varia tra 100 e 200 cps. Con questa tecnologia le dimensioni delle testine si riducono sensibilmente, così come i costi di produzione e di utilizzo. L'Olivetti le impiega in numerosi prodotti di successo, tra cui le stampanti PR 2845, PR 1480, PR15 e PR17
Verso la metà degli anni '80 il progetto Olivetti ottiene un ulteriore miglioramento delle prestazioni di stampa sostituendo il corpo magnetico con un gruppo lamellare, costituito da un insieme di lamierini di ferro-silicio di circa 0,3 mm di spessore, e utilizzando del ferro-cobalto per la costruzione dell'àncora mobile. Le nuove testine balistiche sono più veloci, più precise, più piccole e meno costose.

1985-1995: testine a 24 aghi e mercato di massa
L'esigenza di migliorare la qualità di stampa spinge ad incrementare il numero degli aghi e le testine Olivetti arrivano a contenerne 24. La prima testina balistica di questo tipo è la XG 2080, realizzata nel 1986 e utilizzata sulla stampante DM 600 che raggiunge la velocità di 200 cps. Altre stampanti, come la PR50 e la DM 400 utilizzano testine a 18 aghi.
Per migliorare la velocità di stampa, in questi anni si ricorre a una nuova modifica e l'ago di stampa viene saldato sulla punta dell'àncora mobile.  La soluzione ha successo e in breve le testine ad ago saldato prendono il posto di quelle  balistiche.
Di fronte alla rapida diffusione dei personal computer anche presso le famiglie, a metà degli anni '80 l'Olivetti decide di progettare stampanti ad aghi di basso costo per il mercato consumer. La soluzione tecnologica adottata è quella delle testine balistiche a 9 aghi con nucleo pieno o a pacco lamellare; se ne producono vari modelli, capaci di raggiungere velocità di stampa da 120 a 250 cps. Tra i più significativi prodotti a cui sono destinate vi sono le stampanti DM 100 (1985) e DM 200 (1985), che raggiungono notevoli volumi di vendita.

1995-2005: ancora innovazione e nuovi modelli
La soluzione tecnologica adottata dalla Olivetti negli anni 1995-2005 per le testine a 24 aghi si basa su un nucleo magnetico costituito da un gruppo lamellare, su un'àncora mobile a bilanciere in ferro-cobalto e un ago saldato sulla punta dell'àncora, come descritto in dettaglio nell'allegato "Tecnologie e modelli delle testine dot matrix Olivetti".
Questo schema, introdotto per la prima volta nel 1995 con la testina XG 2324 (24 aghi, 230 cps) installata sulla stampante bancaria PR2, permette un notevole incremento delle capacità prestazionali delle stampanti. La PR2 disegnata dallo Studio De Lucchi, vince il premio SMAU Industrial Design nel 1996.
Dopo l'XG 2324 si sviluppano altri modelli a 24 aghi, sempre più spesso impiegati su prodotti fortemente specializzati, in funzione delle applicazioni per mercati verticali o delle specifiche esigenze di grandi clienti.
Per le testine a 9 aghi, destinate a mercati e applicazioni dove non occorre una elevata qualità di stampa (es. scontrini di cassa), la soluzione preferita dall'Olivetti e descritta nel documento allegato è quella dell'ago balistico con nucleo magnetico a gruppo lamellare e con un'àncora mobile in ferro-cobalto.
Questo tipo di testina è adottato, ad esempio, dalla stampante PR4 che consente una velocità di 250 cps ed è destinata al mercato retail.

Olivetti e stampa ad aghi: un futuro specializzato
La tecnologia dot matrix continua ad evolvere e attraverso successivi passaggi ha raggiunto livelli prestazionali di tutto rispetto, che tuttavia non sono sufficienti per competere con laser e inkjet sui mercati di massa, soprattutto sotto il profilo della silenziosità e qualità della stampa.
Ma la tecnologia dot matrix resta insostituibile nella stampa specializzata, soprattutto in certi ambienti amministrativi, finanziari o legali dove l'esigenza di stampare moduli copiativi a più fogli o documenti di formato particolare richiede la stampa a impatto. Inoltre, grazie alla lunga durata, all'economicità dei nastri inchiostrati e alla modesta esigenza di assistenza tecnica le stampanti ad aghi sono più economiche (minore TCO - Total Cost of Ownership).
Con 40 anni di esperienza in un campo che richiede competenze fortemente specialistiche, l'Olivetti è rimasta a lungo uno dei maggiori concorrenti attivi sul mercato internazionale delle stampanti dot matrix (mercato peraltro divenuto marginale dopo l'esplosiva diffusione delle stampanti laser e inkjet), con posizioni di assoluta eccellenza sotto il profilo della qualità e delle prestazioni.
Nel mercato delle stampanti specializzate per il settore bancario la quota dell'Olivetti nel mondo intorno al 2010 era superiore al 70%, con un parco installato di oltre 1,6 milioni di macchine.