tomron87/hebrew-wikipedia-sentences-corpus huggingface dataset:
גוף המכונה ניצב על השולחן (בדרך כלל), ומכיל את מנגנון הקלט ואת מנגנוני ההנעה של המכונה, בדרך כלל ארכובה או מנוע,
בנוסף, הגוף מכיל את צובר הקלט ומערכת הקלט, ואת רוב הפקדים של המכונה, למשל בורר מצב חיבור/חיסור, ובמכונות מתקדמות יותר, את הפקדים ששולטים על הפעולות המתקדמות, כגון חילוק אוטומטי, כפל אוטומטי, ואפילו הוצאת שורש ריבועי.
התפקיד העיקרי של הגוף הוא להוסיף את הערך של צובר הקלט לצובר התוצאה, שנמצא בעגלה.
זה מתבצע בעזרת אחד מכמה מנגנונים.
במהלך השנים הוצעו ונבנו מנגנונים שונים להוספת הקלט לתוצאה.
רק חלק קטן מהמנגנונים האלו היה "מוצלח", כלומר הותקן במכונות חישוב שיוצרו במספרים משמעותיים ופעלו בצורה אמינה.
מרבית מכונות החישוב השתמשו באחד משני מנגנונים: תוף הפסיעות או גלגל הפינים.
שני המנגנונים העיקריים מיוחסים ללייבניץ: למעשה, מנגנון תוף הפסיעות מכונה "גלגל לייבניץ", והוא תיאר בכתב גם את מנגנון גלגל הפינים.
כאמור, כמעט כל מכונות החישוב של ארבע פעולות מבוססות על אחד משני המנגנונים, עם מספר יוצאי דופן חשובים, שמתוארים בהמשך.
העגלה מותקנת על מסילה לרוחב המכונה, מעל או מתחת למנגנון הקלט.
המסילה מאפשרת לעגלה תנועה ימינה ושמאלה, בין מספר מצבים מוגדר.
הזזת העגלה ממצב למצב נקרא "הזחה", ומספר המצבים האפשריים של העגלה הוא אחד ממאפייני המכונה, בדרך כלל זהה למספר הספרות במונה.
העגלה מכילה את צובר התוצאה, ואת מנגנון הנשא.
מונה הסיבובים נמצא בעגלה במכונות מסוימות, ובגוף המכונה באחרות.
העגלה בדרך כלל מכילה, מלבד שני הצוברים, גם את מנגנון האיפוס שלהם, ולפעמים מחוונים ("Twirlers") כדי להזין בצובר התוצאה את המחולק, בהכנה לפעולת חילוק.
מצבי העגלה מייצגים את המימוש המכני של פעולת ההזחה שהוזכרה בתיאור הפעולות.
במצב "1", ספרת היחידות של צובר הקלט (בגוף) ניצבת מול ספרת היחידות של התוצאה (בעגלה), במצב זה, פעולה אחת מוסיפה את תוכן הקולט לצובר התוצאה.
במצב הזחה "2", העגלה מוזחת ספרה אחת ימינה, כך שספרת העשרות של צובר התוצאה נמצאת מול ספרת היחידות של הקלט.
פעולה אחת במצב זה מוסיפה את הקלט מוכפל ב-10 לתוצאה.
במצב הזחה "3" ספרת המאות של התוצאה מתאימה לספרת היחידות של הקלט, ופעולה אחת מחברת את הקלט מוכפל ב-100 לתוצאה, וכן הלאה: במצב 4 פעולה מוסיפה את הקלט מוכפל ב-1,000, במצב 5 ב-10,000, וכולי.
במצב הזחה 1, המונה מקודם ב-1 עבור כל פעולה, ושוב, לפי ההזחה פעולה של המכונה מוסיפה 1 למונה הסיבובים, וגם כאן, כל הזחה מכפילה ב-10: במצב הזחה 4, פעולה אחת של המכונה מקדמת את המונה ב-1,000.
העגלה מכילה את צובר התוצאה והמונה, ובדרך כלל גם את מנגנון הנשא, שיתואר בהמשך.
כל צובר כזה מורכב משורת גלגלים, כשעל היקפו של כל גלגל רשומות הספרות מ-0 עד 9. כל גלגל מונע על ידי מערכת תמסורת כלשהי המורכבת מגלגל שיניים אחד או יותר, כאשר יש פתח, או חלון, שנמשך לאורך שורת הגלגלים דרכו ניתן לראות ספרה אחת מכל גלגל.
כל ביצוע "פעולה" של המכונה, מקדם את הגלגל המתאים במספר שווה למספר המופיע בספרת הקלט שניצבת כרגע מול ספרה זו.
כשספרה מסוימת מתקדמת מ-"9" ל-"0", מנגנון הנשא מסמן שצריך להוסיף אחד לספרה הבאה.
מונים מכניים כאלו מוכרים לנו למשל ממד מרחק מכני שהיה נהוג במכוניות עד בערך תום המאה ה-20, מדי מים, ומוני חשמל הנהוגים עד היום.
במדים אלו, רק הספרה האחרונה נעה, והספרות הבאות מונעות רק על ידי הנשא, כלומר ספרת העשרות מתקדמת רק כשספרת היחידות עוברת מ-9 ל-0, ספרת המאות מקודמת רק כשספרת העשרות גולשת, וכן הלאה.
צובר התוצאה של מכונת החישוב לא יכול להשתמש במנגנונים כאלו, משום שכל הספרות מונעות באותו זמן, וקשה לבנות מנגנון שישלב את הקידום כתוצאה מנשא שמגיע מימין (כלומר מהספרה הקודמת), עם הקידום שמגיע מהקלט.
לכן, מנגנון הנשא במכונת חישוב מסובך יותר מהמנגנון בשעון מים או במד מרחק.
הדרך בה פותרות מכונות החישוב את הבעיה שתוארה, היא על ידי חלוקת מחזור ה"פעולה" למספר חלקים.
בחלק הראשון, נוסף הערך של הקלט לתוצאה (והמונה מקודם ב-1).
בזמן ביצוע הפעולה, מסמנת כל ספרה האם יש צורך להעביר נשא לספרה הבאה.
בחלק הבא, מופעל מנגנון הנשא.
המנגנון לא מופעל על כל הספרות באותו הזמן, משום שהוספת הנשא לספרה מסוימת יכולה לגרום לנשא לספרה הבאה ("נשא מתגלגל").
הנשא של האלפים עדיין לא עובד.
אחרי עיבוד הנשא של העשרות 42900 אלפים ספרת המאות התקדמה מ-8 ל-9, ולא יצרה נשא חדש.
אחרי עיבוד הנשא של המאות 42900 אלפים ספרת המאות לא שלחה נשא, ומחזור "עיבוד הנשא של המאות" לא שינה את התוצאה.
אחרי עיבוד הנשא של האלפים 52900 הנשא של האלפים עובד, וספרת עשרות האלפים התקדמה מ-4 ל-5. למעשה החישוב המסוים הזה הסתיים, אבל המכונה ממשיכה לגלגל את הנשא (הריק, במקרה זה) קדימה לספרות הבאות, לפי אורך צובר התוצאה.
מבחינה מכנית, החלק הראשון, של חיבור כל ספרות הקלט בו-זמנית אורך בדרך כלל בין מחצית לשני שלישים הפעולה, וגלגול הנשא מתבצע במהירות, ספרה אחרי ספרה, בחלק השני של המחזור.
פעולה שלמה מורכבת תמיד (חוץ מאשר במכונות "תמסורת רציפה"), משני חלקי הפעולה זה אחר זה.
רצף עיבוד הנשא נקרא "נשא מתגלגל" (ripple carry).
יש הבדל קטן בין אופן פעולה זה, והאופן בו בדרך כלל מלמדים לבצע פעולת חיבור בין מספרים מרובי ספרות בבית הספר: בדרך כלל, כשמחברים מספרים בעזרת נייר ועפרון, מחברים כל הספרות הספרות זו אחר זו, ובד בבד מוסיפים, אם צריך, את הנשא מהספרה הקודמת.
משמעות הדבר היא, שכאשר יש נשא אנו מחברים למעשה שלוש ספרות (הספרה המתאימה מכל אחד מהמחוברים, ו-"1" מהנשא).
כדי לממש זאת באופן מכני, נחוץ מנגנון שמחבר (או "סוכם") תנועה משני מקורות שונים.
מנגנונים כאלו קיימים, ונקראים דיפרנציאל.
שימוש במנגנון כזה במכונת חישוב מעלה את הסיבוך ומספר החלקים באופן משמעותי.
המכונות קיבלו את השם המסחרי "Silent Speed", כדי להדגיש זאת.
סעיף זה עוסק במנגנונים השונים שמשמשים לחיבור (או חיסור) תוכן צובר הקלט לצובר התוצאה.
מכונות חישוב שונות מכילות מנגנונים רבים נוספים, שלא יתוארו כאן.
רובן המכריע של מכונות חישוב "ארבע פעולות" עושות שימוש באחד משני המנגנונים שהוזכרו לעיל, ויתוארו בפירוט להלן.
כמה יצרנים בנו מכונות שמשתמשות במנגנונים אחרים, ואלו יתוארו בקווים כלליים.
שני המנגנונים העיקריים הם "תוף פסיעות", ו"גלגל פינים".
המכונה הראשונה שנבנתה עם מנגנון תוף פסיעות היא מכונתו של לייבניץ.
הוא גם תיאר את מנגנון גלגל הפינים, אם כי אין מידע על מכונה שנבנתה על ידו לפי עיקרון זה.
במאה ה-17 וה-18 נבנו מספר מכונות לפי עקרונות אלו.
האריתמומטר של תומא, והמכונות שנבנו בעקבותיו משתמש במנגנון תוף פסיעות, והאריתמומטר של אודהנר, והמכונות שנבנו בעקבותיו, מבוססים על גלגל הפינים.
מנגנון תוף הפסיעות מורכב משני צירים מקבילים.
על ציר אחד מקובע התוף, ועל הציר השני יש גלגל שיניים זחיח, באופן שהגלגל מקובע לצירו מבחינה סיבובית, כלומר הגלגל והציר מסתובבים יחד, והגלגל ניתן להזחה לאורך הציר, כך שהוא ניצב מול חלק שונה של התוף בכל הזחה נתונה .
לגלגל השיניים הזחיח יש "צווארון", שנאחז על ידי מזלג, והמזלג שולט על ההזחה, בלי להפריע לגלגל ולציר להסתובב.
הזנת הקלט, מפעילה את המזלג, והגלגל מוזח לנקודה התואמת את הספרה שהוזנה.
בסיבוב מלא של התוף, גלגל השיניים יתקדם בין אפס לתשע שיניים, כתלות במיקומו לאורך הציר והתוף.
ציר הגלגל משולב, בעזרת תמסורת שבנויה מגלגלי שיניים נוספים, עם אחד מגלגלי הספרות של התוצאה, כך שכאשר הגלגל מקודם כדי שן אחת, ספרת התוצאה המתאימה מתקדמת כדי ספרה אחת.
כשספרת התוצאה "מתקדמת" מ-9 ל-0, היא "שולחת", או מסמנת, נשא לספרה הבאה.
במכונה כזו יש בדרך כלל תוף פסיעות נפרד עבור כל ספרה של הקלט.
מנגנון זה שימש במכונת החישוב המכנית המסחרית הראשונה (אריתמומטר), והמשיך לשרת במכונות חישוב של יצרנים רבים - דוגמת רהינמטאל בגרמניה, מונרו ופרידן בארצות הברית, ועוד עשרות יצרנים במדינות רבות בעולם, כולל הקורטה, דגם ממנו יוצרו מאות אלפי מכונות בליכטנשטיין, בין 1947 ועד 1970.
גלגל הפינים (pinwheel) הוא למעשה גלגל שיניים, בו ניתן לשלוט על מספר השיניים, מנגנון זה ממומש בעזרת תשעה פינים (ומכאן השם), המותקנים בגלגל זה ליד זה, כך שכל פין מותקן לאורך רדיוס, כלומר ממרכז הגלגל להיקפו.
לפינים חופש תנועה מסוים, כך שכשהפין מוזח החוצה ממרכז הגלגל, חלק ממנו בולט מעבר להיקף, ומהווה שן.
מנגנון הקלט מושך חלק מהפינים פנימה ודוחף חלק מהם החוצה, כך שכשמזינים, למשל 4, ארבעה מתשעת הפינים בולטים החוצה, וגלגל הפינים מתפקד כגלגל שיניים עם ארבע שיניים.
במכונה יש מספר גלגלי פינים, אחד עבור כל ספרת קלט.
הגלגלים מותקנים על ציר אחד, ומהווים ביחד יחידה המכונה "רוטור".
פעולה אחת של המכונה מתבצעת על ידי סיבוב מלא של הרוטור, כל שכל גלגל פינים מקדם את הספרה המתאימה בצובר התוצאה לפי מספר הפינים הבולטים, כלומר לפי ערך ספרת הקלט.
זהו המנגנון הדומיננטי אצל היצרנים מגרמניה (ברונשוויגה, וולטר), שוודיה ("אודהנר מקורי", פסיט), ברית המועצות (פליקס), היפנים, והסינים.
במרוצת השנים, הומצאו מספר מנגנונים נוספים שיתוארו בקווים כלליים בלבד:
המנגנון הוזכר בקצרה בסעיף קודם.
במנגנון זה, הקלט לא מוזן ישירות לתוצאה, ובמקום זה המכונה פועלת, לאחר הזנת הנכפל, בעזרת הזנת ספרות הכופל זו אחר זו, והפעלת המכונה בין כל שתי ספרות.
המכונה משתמשת בייצוג מכני של לוח הכפל.
דוגמה קצרה להסבר הפעולה: נניח שספרת קלט מסוימת (כלומר יחידות, עשרות, מאות וכולי) מכוונת ל-5. אם המפעיל יזין ככופל את הספרה "9".
הפעולה מתבצעת בשני מחזורים: במחזור הראשון התוצאה תקודם ב-4 (ספרת העשרות של 9x5, כלומר 45), הנשא מעובד, ועגלה מוזחת מקום אחד שמאלה, התוצאה מקודמת ב-5 (ספרת היחידות), והנשא מעובד שוב.
אם ספרת קלט אחרת מונחל, למשל, מול 9, התוצאה תקודם ב-8 בסיבוב הראשון, ולאחר הזחה שמאלה, ב-1. המכונה המסחרית היחידה שהתבססה על מנגנון הנעה זה, היא ה"מיליונר", שיוצרה על ידי חברת ההנדסה "אגלי" בציריך, שווייץ, בין 1893 עד בערך 1935. בסך הכל יוצרו בערך 5000 מכונות "מיליונר".
כיום נמצאות רבות ממכונות אלו בידי אספנים פרטיים ומוזאונים
במנגנון זה, תשעה פסי שיניים מבצעים תנועה מחזורית הלוך ושוב בכל פעולה, באופן שהפס הראשון מתקדם ונסוג כדי שן אחת, השני כדי שתי שיניים וכן הלאה.
בהזנת הקלט, גלגל השיניים המתאים לכל ספרה ממוקם מעל אחד הפסים.
מכונות החישוב של "מרצדס אויקליד" הגרמנית, לפי תכנון ופטנטים של הממציא כרישטל המאן, שיוצרו בין 1906, ל-1970, מונעות באמצעות מנגנון זה.
זהו מנגנון דומה מבחינה מסוימת לגלגל פינים: אף על פי שהוא מבוסס על עיקרון מכני שונה, מכונת חישוב של גלגל רצ'ט דומה מבחינה חיצונית, ובפרטים פנימיים רבים למכונת גלגל פינים.
חברת דה-טה-ווה (DeTeWe, או "Deutsche Telephonwerke") ייצרה מכונות החישוב בשם "המאן-מאנוס" (Hamman Manus), המבוססת על מנגנון זה, לפי המצאה ופטנטים של כרישטל המאן.
המכונות יוצרו החל ב-1925, ודגמים משוכללים יותר ויותר יוצרו ונמכרו עד תום עידן מכונות החישוב, בתחילת שנות ה-70 של המאה ה-20.
המנגנון הזה מייצג אולי את פסגת מכונות החישוב המכניות המסחריות.
בכל המנגנונים שהוזכרו קודם, הפעולה מתבצעת בצורה מקוטעת: חיבור הקלט לתוצאה מתבצע בחלק אחד של הפעולה, ומייד אחריו עיבוד הנשא.
ברוב המנגנונים שהוזכרו (כולם פרט ל"פסי שיניים יחסיים"), ההנעה של הקלט מתבצעת באותה מהירות, ללא תלות בספרה שהוזנה, וההבדל בין הספרות השונות הוא במשך הזמן שהקלט מניע את התוצאה: אם למשל מזינים בקלט 91, ספרת היחידות תשולב לזמן קצר, וספרת העשרות תשולב לפרק זמן ארוך פי תשעה.
בתמסורת רציפה, לעומת זאת, הקלט משולב עם התוצאה למשך כל הפעולה, והעברת הנשא מתבצעת באותו הזמן: כשמזינים במערכת זו 91, ספרת העשרות תונע פי 9 יותר מהר (בעזרת ממסרת שמשלבת את הספרה "בהילוך גבוה" יותר) מספרת היחידות, כששתיהן מונעות באופן רציף משך כל זמן הפעולה.
כיוון שהנשא מעובד באותו הזמן, ניתן לבצע חיבור חוזר (שהיא הפעולה הבסיסית בכפל בכל המכונות פרט למכונות כפל ישיר) בצורה יותר מהירה, חלקה, ואמינה ופחות רועשת מכל מנגנון מסחרי אחר.
מכונת החישוב האמריקאית "מרצ'נט", המונעת באמצעות מנגנון זה, לפי המצאה ופטנטים של המהנדס הרולד איברי (Harold T Avery), יוצרה בין 1932 ועד 1973, ונחשבה לפסגת מכונות החישוב.
מכונות אלו מסובכות ומורכבות, ובנויות מאלפי חלקים.
המנגנונים והתכונות שתוארו לעיל קיימים למעשה בכל מכונות החישוב של ארבע פעולות מאז האריתמומטר.
עם השנים, יצרנים שונים הוסיפו תכונות נוספות, ובחלק מהמקרים יצרנים אחרים אימצו תכונות אלו.
הרשימה הזו אינה ממצה, אבל מנסה לתאר את התכונות הנפוצות יותר, לצד התכונות המעניינות יותר.
במכונות המוקדמות, כמו האריתמומטר של תומא, האריתמומטר של אודהנר, והמכונות המוקדמות של ברונשוויגה, אין תצוגה נפרדת לקלט, והמפעיל מפעיל רואה את הקלט דרך מיקום המנופים של הספרות השונות.
יצרנים הוסיפו שורת ספרות המייצגת את הקלט, לנוחות המפעיל וצמצום טעויות מפעיל.
כדי לבצע את הפעולות באופן שתואר למעלה, אין צורך במנגנון נשא עבור מונה הסיבובים: הספרה המתאימה להזחה במונה הסיבובים מקודמת ב-1 בכל סיבוב של הארכובה, ושום פעולה לא דורשת יותר מ-9 פעולות במצב הזחה נתון.
במכונות המוקדמות אכן לא היה מנגנון נשא במונה הסיבובים.
ניסיון לביצוע הפעולה במכונה ללא מנגנון נשא במונה הסיבובים, יביא לכך שבסיום הפעולה המונה לא יראה 189 כפי שהיינו מצפים, אלא 211, כששתי הספרות האחרונות מופיעות באדום, לציון חיסור.
בחישובים מסובכים יותר מאשר חיבור פשוט, או כפל של שני מספרים, יש צורך להשתמש בתוצאה של החישוב הקודם כקלט לחישוב הבא: למשל, כדי לכפול שלושה מספרים, יש להזין את מכפלת שני המספרים הראשונים כקלט למכפלה השנייה.
במקרים אלו, המפעיל נדרש, בתום החישוב, להזין את התוצאה כקלט לחישוב הבא.
ה"העברה לאחור" מבצעת את הפעולה הזו באופן מכני, בדרך כלל כחלק מפעולת איפוס התוצאה.
בדרך כלל "העברה לאחור" היא מצובר התוצאה לצובר הקלט, אך במכונות מסוימות, ניתן לבחור להעביר לאחור גם את מונה הסיבובים – פעולה נדירה יותר, אך לפעמים שימושית.
בסוגי חישובים מסוימים, נחוצות תוצאות ביניים.
צובר תוצאה כפול מאפשר זאת.
לדוגמה, נניח שהחישוב שמבצעים הוא סכום של מכפלות: ().
אם נחוצה התוצאה הכללית בלבד, ניתן פשוט לבצע את שלוש פעולות הכפל זו אחר זו בלי לאפס את התוצאה ביניהן.
חישוב כזה ייתן את התוצאה, אבל לא את מכפלות הביניים (למשל e*f).
אם אלו נחוצות, יש לבצע את שלוש פעולות הכפל זו אחר זו, כשכל פעם רושמים את התוצאה, ולבסוף חיבור המכפלות (כשהמפעיל נדרש להזין ידנית את תוצאות החישובים הקודמים).
בעזרת צובר תוצאה כפול ניתן לבצע את הפעולה בצורה קלה יותר: מבצעים את המכפלה הראשונה, ורושמים את התוצאה.
מאפסים את צובר התוצאה הראשון אבל לא את השני, ומבצעים את המכפלה השנייה: עכשיו צובר התוצאה הראשון מראה את המכפלה השנייה, וצובר התוצאה השני את סכום שתי המכפלות.
חוזרים על הפעולה עבור כל אחת מהמכפלות (כלומר איפוס הצובר הראשון לפני כל מכפלה נוספת).
בפעולה רגילה, הספרה המתאימה למצב ההזחה במונה הסיבובים מקודמת ב-1 עבור פעולת חיבור, ומוסגת 1 אחורנית בפעולת חיסור.
בפעולות מסוימות, דוגמת חילוק, רצויה התנהגות הפוכה, כלומר קידום ב-1 בחיסור, והסגה של 1 בחיבור.
הפיכת מונה הסיבובים, אם התכונה נתמכת, מבוצעת בעזרת מנוף ספציפי השולט על ההפיכה (למשל בקורטה), או באופן אוטומטי, לפי הפעולה שהוזנה בלוח הבקרה.
מארבע פעולות החשבון הבסיסיות, פעולת החילוק היא המסובכת ביותר, וזו הדורשת את המיומנות הרבה ביותר מהמפעיל.
המכונות הראשונות שהציעו חילוק אוטומטי היו מכונות מרצדס אויקליד, ובמהרה יצרנים נוספים הציעו תכונה זו.
חברת אגלי השווייצרית (יצרנית מכונת הכפל הישיר "מיליונר"), הציעה קו מכונות בשם "מדאס" (MADAS), שהציעו חילוק אוטומטי, החל ב-1913 – השם מדאס הוא ראשי תיבות של "כפל, חילוק אוטומטי, חיבור וחיסור" (Multiplication, Automatic Division, Addition, Subtraction)
כבר ב-1893 הופיעה מכונת החישוב "מיליונר", שביצעה כפל אוטומטי.
מכונה זו הייתה גדולה וכבדה (מעל 30 ק"ג), ויקרה, ופעולות חיבור, חיסור וחילוק פחות נוחות לביצוע בה מאשר במכונות חישוב פשוטות יותר.
כפל אוטומטי במכונות אחרות הופיע מאוחר יותר, באופן פרדוקסלי אחרי חילוק אוטומטי.
בדרך כלל כפל אוטומטי דורש מנגנון קלט נפרד, שמשמש להזנת הכופל, בנוסף לקלט הרגיל דרכו מוזן הנכפל.
חלק מהמכונות התומכות בכפל אוטומטי מבצעות את הכפל תוך כדי הזנת הכופל, ובמכונות אחרות הכופל מוזן לפני הפעולה, והמכונה מבצעת את הכפל בשלב נפרד.
רק דגמים ספורים של יצרן אחד (פרידן, האמריקאי.
המכונה מבוססת על תוף פסיעות) מכילים מנגנון הממש אלגוריתם לקירוב שורש ריבועי בעזרת חזרה על סדרת קירובים.
ב-1916, דור פלט, ממציא הקומפטומטר, נשא הרצאה בפני קהל אקדמי, ובה תיאר סיור שערך באירופה, ובו ניתנה לו הזדמנות לבחון את מכונות החישוב של פסקל ושל לייבניץ, את האריתמומטר, ומכונות חישוב נוספות, הן עתיקות והן מודרניות.
לדברי פלט, רוב המכונות שבחן חסרות ערך מעשי: זה כנראה נכון עבור כל המכונות שנוצרו לפני האריתמומטר, כמו גם לדגמים המוקדמים יותר של האריתמומטר עצמו (פחות או יותר כל הדגמים והמכונות שיוצרו מאז הדגם הראשון ב-1820, ועד הדגם בתכנון המתקדם של 1862).
לפלט הייתה ביקורת קשה על כל המכונות, ולמעשה, לדבריו, המכונה האירופית האמינה היחידה היא המכונה של טייט (טייט היה סוכן מכירות של לייטון, היצרן הבריטי הראשון שייצר "תואמי אריתמומטר".
מאוחר יותר החל טייט לייצר בעצמו מכונות עם אותו תכנון בסיסי, אבל עם הרבה שיפורים גדולים וקטנים, שפתרו בעיות שונות, חלקן יתוארו להלן).
פלט חשב שכל המכונות האירופיות האחרות שראה לא זכאיות לתואר "מכונת חישוב", משום שהן יכולות, בתנאים מסוימים, לייצר תוצאות שגויות.
מובן שמכונת חישוב, שמדי פעם מוציאה תוצאה שגויה אינה שימושית, אפילו אם התוצאות השגויות נדירות.
אחד האתגרים הראשונים הוא בניית מנגנון נשא אמין.
ככל הידוע, המכונות של שיקארד ושל לייבניץ לא פתרו את האתגר הזה בהצלחה.
הפסקלין מימשה מנגנון נשא עם תכנון יותר סולידי, אבל הדיוק המוגבל של תהליכי הייצור הידניים של המאה ה-17, הביאו למכונות שדרשו כוונון וכיול מתמיד, וכשיצאו מהכיול המדויק יכלו לייצר תוצאות שגויות.
למעשה, הדרך לאפס את הפסקלין משמשת בדיקה שמנגנון הנשא לא יצא מכיול.
כל חישוב מתחיל באיפוס המכונה, כך שמנגנון הנשא נבדק בתחילת כל פעולה.
לפי סטיבן ג'והנסון, בין 1820 ל-1860, מנגנון הנשא של האריתמומטר שונה באופן משמעותי לא פחות מחמש פעמים, עד שהגיע לצורתו הסופית.
מנגנון הנשא מהווה אתגר מכמה סיבות: הראשונה היא שהעברת הנשא לספרה הבאה יכולה לגרום לנשא לספרה שאחריה (כשערך הספרה הבאה הוא כרגע 9), ולספרה שאחרי זו, וכן הלאה.
אם ערך התוצאה כרגע הוא 9,999,999, והפעולה היא הוספת 1, הנשא מהספרה הראשונה יגרום לנשא בשש הספרות הבאות, ואם מנגנון הנשא בנוי בצורה פשוטה, נוצר עומס מכני על פעולת החיבור הזו, משום שקידום הספרה הראשונה מ-9 ל-0 מתבצע על ידי שן יחידה בגלגל השיניים המניע.
אתגר נוסף שעומד בפני מנגנון הנשא הוא הצורך לשלוב הנעה משני מקורות שונים: ספרת המאות של התוצאה מקבלת קלט הן מספרת המאות של צובר הקלט, והן מהנשא של ספרת העשרות.
שילוב שני מקורות הקלט הללו הוא אתגר מעניין, ומתכננים שונים פתרו אותו בצורות שונות.
עוד אתגר בנשא הוא פעולת החיסור: במכונות חישוב בהן החיסור מתבצע על ידי סיבוב גלגל הספרות של התוצאה בכיוון הפוך (יש מכונות שמבצעות חיסור על ידי חיבור המשלים.
במכונות אלו אין הבדל בפעולת הנשא בין חיבור וחיסור), הנשא צריך לעבוד בכיוון הפוך: הנשא מופעל כשהתוצאה עוברת מ-0 ל-9 (במקום מעבר מ-9 ל-0 בחיבור), והפעולה הנדרשת כשיש נשא היא הפוכה – חיסור אחד מהספרה הבאה במקום חיבור.
תכנון נשא שיעבוד נכון בחיסור אינו מורכב או מסובך יותר מתכנון נשא שיעבוד בחיבור – האתגר כאן, הוא בניית מנגנון שעובד נכון גם בחיבור וגם בחיסור.
יש מכונות בהן חיסור מתבצע על ידי "חיבור המשלים", ובמכונות אלו גם הנשא פועל רק בכיוון אחד.
כמה ממכונות אלו הן הפסקלין, קומפטומטר, מרצדס אוקליד, וקורטה.
אתגר נוסף הוא ההנעה: מימוש הנשא נמצא, לפחות בחלקו, בעגלה, והנעתו מהווה אתגר מכני, בין השאר משום שהעגלה לא מקובעת לגוף בנקודה מסוימת, אלא מוזחת ימינה ושמאלה.
הרוב המכריע של מכונות החישוב של ארבע פעולות משתמשות באחד משני סוגי מנגנון הנעה – גלגל פינים או תוף פסיעות (גלגל לייבניץ).
במכונות רבות מופיעות וריאציות מגוונות למימוש המנגנון.
לעומת זאת, המכונות השונות מממשות מנגנוני נשא רבים ושונים, המבוססים על עקרונות מכניים מגוונים.
רוב המנגנונים פותרים את שני האתגרים הראשונים בעזרת ביצוע הנשא בשני שלבים שונים: בשלב הראשון צובר התוצאה משולב עם מנגנון הקלט שמקדם כל ספרה במידה הנחוצה.
כשנוצר נשא (כלומר כאשר ספרה כלשהי מתקדמת מ-9 ל-0), הנשא "מסומן", על ידי פעולה מכנית כלשהי, כמו דחיפת פין, הסטת מנוף, וכדומה.
כאשר הזנת הקלט מסתיימת, צובר הקלט מתנתק מהתוצאה, ומנגנון שני "סורק" את סימוני הנשא, ובכל מקום שמסומן נשא, המנגנון מקדם את הספרה הבאה.
יש לבצע את הפעולה הזו באופן סדרתי, החל מספרת היחידות ועד הספרה העליונה של התוצאה, משום שחיבור הנשא לספרה הנוכחית יכול לגרום להופעת נשא חדש בספרה הבאה.
במכונות מטיפוס "אודהנר" פותח מנגנון נשא פשוט ואפקטיבי, שהופיע, בווריאציות קלות, בהרבה מכונות מטיפוס זה.
אתגר נוסף היא תופעת הנעת היתר (overthrow).
תיאור פשטני של הבעיה, הוא כדלקמן: כשגלגל השיניים שמניע את גלגל אחר מתנתק, הגלגל המונע ממשיך להסתובב, כתוצאה מההתמד, ונוצרת שגיאה בחישוב.
גם כאן, פותחו שיטות רבות ומגוונות להתגבר על האתגר.
שנות ה-60 של המאה ה-20, היו העשור הטוב ביותר למכונות החישוב, הן מהבחינה הטכנית: המכונות היו אמינות, מהירות, ונוחות להפעלה יותר מאי פעם, והן מהבחינה המסחרית: עסקים, משרדים, חברות, אקדמיות ומשרדי ממשלה הרחיבו את הדרישה למכונות חישוב, והמכירות הגיעו למספרים גדולים יותר מאי פעם, הן במספר היחידות והן בהכנסות כספיות.
עשור זה היה גם העשור האחרון: מכונות חישוב אלקטרוניות, ומאוחר יותר מחשבונים, דחקו את גלגלי מכונות החישוב לערימות הגרוטאות ולמוזיאונים.
הסימן הראשון הגיע בתחילת העשור – החברה הבריטית Bell Punch, שפעלה בתחום מכונות החישוב מאז המחצית הראשונה של המאה, וב-1960 רכשה את הזכויות לשם המסחרי ולתכנון של הקומפטומטר, וייצרה ומכרה קומפטומטרים ומכונות חישוב אחרות באירופה, הציגה באוקטובר 1961 את מכונת החישוב האלקטרונית הראשונה: ANITA .
האניטה בישרה את תחילת הקץ: המכונה עצמה, הייתה מבוססת על שפופרות, ועדיין הציגה ממשק משתמש כמו של מכונת חישוב מכנית עם לוח מקשים מלא, והייתה גדולה, כבדה, ויקרה יותר ממכונות החישוב המכניות.
מכונות החישוב של Wang ו-HP הוסיפו פונקציונליות שלא קיימת במכונות מכניות, לבצע חישובים "מדעיים" בנוסף לארבע פעולות החשבון: חישובים טריגונומטריים, ולוגריתמיים.
המכונות של וואנג ו-HP, וכמה מהמכונות האלקטרוניות האחרות, הציגו גם יכולת תכנות מוגבלת, ותמיכה בנקודה צפה.
רוב המכונות הללו השתמשו בזיכרון ליבה מגנטית, ועשו שימוש בטרנזיסטורים למימוש יחידת החישוב, שהתבססה על טכנולוגיות מתחום המחשבים.
לקראת סוף העשור, חברות אמריקאיות ויפניות פיתחו מעגלים משולבים שאפשרו לבנות מכונת חישוב בעזרת מספר קטן יחסית של רכיבים – כמה עשרות במקום כמה מאות, ומספר חברות יפניות פיתחו מכונות חישוב שנמכרו תחת שמן, ותחת שמות יצרנים אחרים, כמו פסיט השוודית ואחרות.
מכונות חישוב אלו דמו בדרך כלל למחשבונים מודרניים בממשק: לוח ספרות בן עשר ספרות, מקשים לפעולות השונות, ותצוגה בסגנון "שבעה סגמנטים" .
חברת בוזיקום (Busicom) היפנית, פנתה ב-1970 לשתי חברות אלקטרוניקה אמריקאיות לפיתוח מעגל משולב למכונת חישוב.
אחת החברות הללו הייתה אינטל, שהציעה כפתרון פיתוח מעבד זעיר, ובכך עשתה היסטוריה – המעבד, 4004, נחשב בדרך כלל למיקרו-מעבד הראשון בעולם.
החברה השנייה הייתה Mostek , שפתרה את הבעיה בצורה שונה – היא פיתחה מכונת חישוב על שבב יחיד.
הפיתוח ארך זמן רב יותר, אבל היה פתרון טוב יותר עבור מכונת חישוב: מכונת החישוב שהשתמשה במעבד של אינטל הכילה מספר גדול יחסית של שבבים – כדי שהמעבד יוכל לפעול הוא נזקק לשבב זיכרון, שבב זיכרון קריאה בלבד (ROM), ומספר רכיבים נוספים, כמו בקר קלט/פלט.
לעומת זאת, השבב הייעודי הצריך הרבה פחות תמיכה היקפית, ואפשר מכונות חישוב קטנות וזולות יותר, ומאוחר יותר מחשבונים.
חברות נוספות, ובראשן טקסס אינסטרומנטס (TI), ייצרו שבבים דומים, ובעקבות מלחמת המחירים שהתפתחה, למכונות החישוב המכניות לא היה מה להציע: תוך זמן קצר הופיעו מכונות אלקטרוניות שהיו קטנות, זולות, מהירות, שקטות, ונוחות להפעלה במידה ששום מכונת חישוב מכנית לא יכלה להתחרות בה.
בחברות בהן מכונות החישוב המכניות יוצרו במחלקה (כמו בורוז, למשל), המחלקה נסגרה, וחברות בהן מכונות חישוב מכניות היו המוצר העיקרי או היחיד נסגרו.
חברת Facit השוודית , שבתחילת 1970 העסיקה מספר שיא של 14,000 עובדים, עם מחזור מכירות שנתי של כמיליארד קרונות, הגיעה תוך פחות משנתיים למצב של פיטורים המוניים, ובסוף 1972 יצאה למעשה מתחום מכונות החישוב לחלוטין.
ההתמוטטות המהירה של החברה ידועה עד היום בשוודיה כ"כשל פסיט".
יצרנים רבים של מכונות חישוב מכניות פיתחו וייצרו דגמים של מכונות חישוב אלקטרוניות, אבל הן נעלמו למעשה כגורמים משמעותיים בשוק המחשבונים, אחרי מלחמת מחירים אגרסיבית בתחילת שנות ה-70 של המאה ה-20, שצמצמה למעשה גם את שוק "מכונות החישוב" האלקטרוניות, לטובת מחשבונים.
מכונת כתיבה היא מכשיר המשמש לכתיבה באופן מכני, על יד הטבעת גופנים מוכנים מראש על תווך, בדרך כלל נייר, על ידי הקשה.
בדרך כלל הגופן הוא תבליט על זרוע מתכת, וההטבעה נעשית על ידי לחיצת התבליט, דרך סרט בד ספוג דיו, כנגד הנייר, שנשען בצידו האחורי על תוף גומי קשיח.
תיכונים שונים של מכונות כתיבה החלו להופיע מאמצע המאה ה-16, ולקראת סוף המאה ה-19, אחרי מאות המצאות ושכלולים של ממציאים רבים, התעצבה צורת המכונה לצורה ששרדה עד שמכונת הכתיבה הוחלפה בהדרגה על ידי מחשבים ומדפסות.
החל מסוף המאה ה-19 הפכה מכונת הכתיבה למכשיר חיוני בפעולתו של כל משרד – שנייה בחשיבותה כמכונת משרד רק לטלפון, ולפעמים אף חשובה יותר.
במהלך המאה ה-20, נחשבו הפעלה וכתיבה במכונת כתיבה למיומנויות חשובות, שנלמדו בבתי ספר – הן כמקצוע חובה או בחירה בבית ספר תיכון, והן בבתי ספר מיוחדים שלימדו כתיבה במכונה, כמקצוע יחיד או לצד מיומנויות עבודות משרד נוספות.
כתיבה במכונה כמקצוע היה בדרך כלל עיסוק שכמעט רק נשים פנו אליו, ובעברית נקרא "כתבנית".
עבור כמעט כל עובד משרד, או פקיד, כתיבה במכונה הייתה מיומנות חיונית.
מכונות כתיבה היו נפוצות גם מחוץ לסביבה משרדית, בדרך כלל לשימוש ביתי, פעמים רבות בשירות אנשים שכתיבה היא מקצועם כמו עיתונאים, סופרים, כותבי מחזות ותסריטים וכן הלאה.
החל מאמצע המאה ה-20 הופיעו מכונות כתיבה חשמליות.
פעולת הכתיבה עדיין הייתה מכנית, אך ההקשה של תבליט הגופן על הנייר לא התבצעה בכוח שרירי המפעיל, אלא בכוח מנוע חשמלי, או על ידי מנגנון אלקטרומכני.
השימוש במכונות כאלו קל ונוח יותר, ואיכות ההדפסה טובה יותר, בזכות האחידות.
לקראת סוף המאה ה-20 שימוש במחשבים, תוכנת עיבוד תמלילים, ומדפסות, דחק את רגלי מכונת הכתיבה.
שימוש מצומצם במכונות כתיבה לצורך מילוי טפסים מוכנים, בייחוד כשנדרשו מספר עותקים, בעזרת נייר פחם, עדיין נותר, אבל גם זה הצטמצם והלך, כשמשרדים שונים צמצמו את השימוש בטפסים שדורשים שימוש כזה.
החל מתחילת המאה העשרים ואחת נדיר למצוא מכונת כתיבה בסביבה משרדית, ורוב המכונות שעדיין בשימוש הן בידי אספנים, מוזאונים, או אנשים שכתיבה היא מקצועם, ומעדיפים לכתוב במכונה.
דפוס בעזרת אותיות בדידות (Movable type ) הומצא בסין, במאה ה-11, פותח בקוריאה במאה ה-14, בשימוש באותיות יצוקות ממתכת, והגיע לאירופה במאה ה-15, עם המצאותיו של יוהאן גוטנברג, שבדרך כלל נחשב בעולם המערבי כ"ממציא הדפוס".
בשיטת דפוס זו, המכונה לעיתים דפוס בלט, תהליך הדפוס מתבצע בשני שלבים: בשלב הראשון יש להכין את דף הדפוס, על ידי שיבוץ גופני מתכת במסגרת שגודלה כגודל הדף, ובסיום השיבוץ הידוק המסגרת לכדי גוף קשיח אחד, שמכונה בדרך כלל "גלופה".
בשלב השני, משתמשים בגלופה כדי להדפיס את הדפים, על ידי מריחתה בדיו, והידוקה לדף נייר.
יתרונה של שיטה זו הוא שאחרי הכנת הגלופה, תהליך ההדפסה הוא פשוט ומהיר יחסית, ומאפשר הכנת עותקים רבים.
הדפוס שינה את העולם, ומלומדים רבים רואים בהתפשטות הדפוס גורם מכריע בשינויים שעברו על העולם וקיבלו את השם רנסאנס.
במרוצת השנים פותחו שכלולים רבים מספור לטכנולוגיית הדפוס, הן בשלב הכנת הגלופה, והן בשלב השימוש בה כדי לייצר עותקים של הדף המודפס.
שיטה זו דורשת עמל וזמן רב, והיא אינה מתאימה כאשר נדרש עותק יחיד.
במאות השנים הבאות, המשיכו להשתמש לכתיבה ידנית בקולמוסים, עטים, ועפרונות, לכתיבת כתבי יד, מכתבים, חוזים, ומסמכים אחרים כאשר לא היה צורך במספר עותקים גדול דיו כדי להצדיק שימוש בדפוס.
אנשים רבים ניסו למצוא טכניקה שמנצלת חלק מהרעיונות של הדפוס, לייצר בצורה קלה יותר דפים שייראו כמו דפים שיצאו מבית הדפוס.
חלק מההמצאות הללו מפורטות להלן:
בשנת 1575, מדפיס איטלקי בשם פרנצסקו רמפנצטו (Francesco Rampazetto) המציא מכונה בשם scrittura tattile, להדפסת אותיות על נייר.
ב-1714, האנגלי הנרי מיל רשם פטנט בבריטניה, למכונה, שלפי הפטנט נראית דומה למכונת כתיבה מודרנית.
לפי הפטנט מיל הצליח לייצר את המכונה.
בשלושת העשורים הראשונים של המאה ה-19, הומצאו ונבנו מספר מכונות כתיבה באיטליה, על ידי אגוסטינו פנטוני (1802), פלגרינו טורי (1808), ופייטרו קונטי (1823).
ב-1829 הוציא האמריקאי ויליאם אוסטין ברט פטנט למכונת כתיבה, וכנראה בנה מכונה אחת או יותר.
מכונה זו הייתה מבוססת על חוגה, ולא על מקלדת (בדומה למכונות בנות ימינו להדפסה על סרטים ), והשימוש בה היה אטי.
ברט לא מצא משקיע, והמכונה לא יוצרה באופן מסחרי.
לקראת אמצע המאה ה-19, הצורך בצורת כתיבה ממוכנת הלך וגבר.
אחרי המצאת הטלגרף, נמצא שטלגרפיסטים וקצרנים יכולים לכתוב בקצב עד כ-130 מילים בדקה, בעוד שכתיבה ידנית מוגבלת לכ-30 מילים בדקה.
בין 1830 ל-1870, ממציאים רבים בעולם, בעיקר באירופה ובארצות הברית, המציאו מכונות ומתקנים שונים לכתיבה ממוכנת.
בין הממציאים הללו אפשר למנות את צ'ארלס תרבר האמריקאי (1843), ג'וזפה רביצה האיטלקי (1855), הכומר הברזילאי פרנציסקו ז'ואאו אזבדו (1861), שקיבל על המצאתו מדליית זהב מהקיסר פדרו השני, ג'והן פראט האמריקאי (1865), ופיטר מיטרהופר מדרום טירול (כיום נפה באיטליה).
ב-1865, הכומר הדני רסמוס מאלינג-הנסן בנה את "כדור הכתיבה של הנסן" – מכונת הכתיבה הראשונה שיוצרה ונמכרה באופן מסחרי, החל ב-1870. בעזרת מכונה זו, ניתן היה לכתוב מהר יותר מכתיבה בעט על נייר.
בכמה מהדגמים עשה הנסן שימוש בסולנואיד חשמלי לטיפול בנייר (אם כי לא לפעולת ההדפסה עצמה), ודגמים אלו יכולים לטעון לראשוניות גם כ"מכונת כתיבה חשמלית".
ממציאים אחרים, ביניהם פרנק הייבן הול האמריקאי , ייצרו דגמים משלהם המבוססים על כדור הכתיבה, והכילו שיפורים ושכלולים נוספים.
ב-1868 הומצאה בארצות הברית מכונת הכתיבה הראשונה שזכתה להצלחה מסחרית משמעותית, בידי כריסטופר לתם שולס , פרנק הייבן הול , קרלוס גלידן , וסמואל וו.
אב הטיפוס נבנה על ידי מכונאי בשם מתיאס שוואבאך.
מכונה זו רושמת לזכותה כמה חידושים: היא המכונה הראשונה שהצליחה מסחרית, היא המכונה שהציגה לעולם את סידור המקלדת QWERTY, שנהוג עד היום, והיא המכונה עבורה הומצאה המילה האנגלית Typewriter (מכונת כתיבה), שמשמש בהוראה זו עד היום.
הממציאים מכרו את המצאתם לחברת רמינגטון, שנוסדה ב-1845 כיצרנית נשק, ומאוחר יותר החלה לייצר גם מכונות תפירה.
רמינגטון רכשה את הפטנט משולס, גלידן וסול ב-1873, ייצרה את המכונה, ומכרה למעלה מ-5,000 עותקים מהדגם הראשון.
רמינגטון המשיכה לפתח דגמים נוספים, בהם הוצגו שיפורים ושכלולים נוספים – אחד החשובים בהם היה מקש ה-Shift, שהכפיל למעשה את מספר התווים שניתן להדפיס בעזרת מספר מקשים נתון, ואיפשר לראשונה למכונת הכתיבה להדפיס אותיות לטיניות גדולות וקטנות.
ב-1886 רמינגטון מכרה את חטיבת מכונות הכתיבה (עם הזכות להשתמש בשם "רמינגטון") לחברה בשם "Standard Typewriter Manufacturing", שזמן מה אחרי כן אכן שינתה שמה ל-"Remington Typewriter Company".
חברה זו המשיכה לייצר מכונות כתיבה, וב-1927 התמזגה עם חברת "ראנד" ליצירת "רמינגטון ראנד" שהמשיכה לייצר מכונות כתיבה, ומאוחר יותר הייתה אחת מחברות המחשבים הראשונות.
רמינגטון ראנד המשיכה לייצר מכונות כתיבה עד לשלהי המאה ה-20, והרחיבה את פעולתה לתחומים נוספים, שהעיקריים בהם נשק קל, מכונות חישוב, ומחשבים.
חברות נוספות נכנסו לתחום, ורובן, בזכות הצלחת מכונות הכתיבה של רמינגטון, אימצו את מקלדת ה-QWERTY, שכאמור נותרה סטנדרט עד היום.
לקראת סוף המאה ה-19 הוצג מקש ה-TAB (טבולטור), שלמעשה היה החידוש המשמעותי האחרון שקיבע סופית את תכנון מכונת הכתיבה, בצורתה המוכרת.
חידושים נוספים שנוספו במהלך השנים כוללים:
סרט דיו במספר צבעים – שימושי בעיקר במכונות כתיבה ששימשו להדפסת דוחות כספיים והנהלת חשבונות, בהם נהוג להדפיס את הסכומים השליליים באדום.
עידון התכנון באופן שסרט הדיו "קופץ" למעלה בזמן ההדפסה וחוזר למטה מיד אחר כך, באופן שמפעיל המכונה יכול לראות את הטקסט המודפס, ולזהות שגיאות ובעיות.
מקש המחזיר את העגלה תו אחד לאחור, ומאפשר לתקן טעויות הדפסה מיד אחרי שהן קורות.
החל מ-1910 בערך, כמעט כל מכונות הכתיבה הידניות של כל היצרנים נשמעו לסטנדרט שהתגבש, ובאופן עקרוני, פעלו באופן זהה למעשה, המתואר בסעיף "מבנה המכונה" להלן, עם מספר קטן של יוצאי דופן, כמו מכונת האינדקס.
יתרונה של שיטה זו הוא פשטות – ב"בליק", למשל , היו פחות ממחצית החלקים לעומת התיכון הסטנדרטי, והיא הייתה קלה וזולה יותר מהמכונות האחרות בדורה.
יתרון נוסף הוא שבתיכון זה, לא קיימת כלל בעיה הנפוצה בתיכון הסטנדרטי, כאשר המקש הבא מוקלד לפני שהמנוף של התו הקודם חזר למקומו, וכתוצאה מכך המנופים "מתנגשים" והמכונה נתקעת.
מצד שני, תיכון זה דורש שכל הקשת מקש תבצע יותר עבודה – יש להביא את גוף הכתיבה למיצוב הנכון, ואז "לזרוק" אותו לפנים, לעומת התיכון הסטנדרט, בו כל האנרגיה של ההקשה, מעבר להפסדים מכניים של חיכוך, מושקעת בהטבעת התו על הנייר.
יתרון נוסף של התיכון הוא שעל ידי החלפת גוף הכתיבה, ניתן לשנות את הגופן בו המכונה כותבת, וברוב המכונות מסוג זה, החלפת גוף הכתיבה היא פעולה פשוטה.
מכונות כאלו נבנו החל מהמחצית השנייה של המאה ה-19, כשכמה מהן זכו להצלחה מסוימת, אבל הצלחת ושיפור המנגנון הסטנדרטי, הביא למעשה להיעלמותן, עד שהופיעו מכונות כתיבה ממונעות.
במכונות הללו, גוף הכתיבה הוא בדרך כלל גליל, ומיצובו מתבצע בעזרת סיבובו והזחתו לאורך צירו.
המכונה המצליחה ביותר עם גוף כתיבה יחיד היא ה"בליקנסדרפר" , שהופיעה ב-1893, ועד שנות ה-20 של המאה ה-20 מכרה כ-200,000 מכונות מדגמים שונים.
משתמשי המכונה כינו אותה בשם חיבה "בליק", שם שנכנס לשימוש גם בחומר הפרסומי של החברה.
בזכות הפשטות (בבליק יש פחות ממחצית החלקים שיש במכונה "סטנדרטית"), המכונות הללו היו קלות וזולות יותר מהמכונות הסטנדרטיות בדורן, והבליק בדרך כלל נחשבת למכונת הכתיבה הניידת הראשונה, לפחות בין המכונות שמצוידות במקלדת.
גוף הכתיבה של הבליק הוא כאמור גלילי, כשסביבו שלוש "טבעות" של תווים: בשתיים מהן האותיות הקטנות והגדולות, ובשלישית ספרות ותווים מיוחדים.
בחירת הטבעת נעשה על ידי שני מקשים מיוחדים, בדומה למקש ה"שיפט" בתיכון הסטנדרטי – "שיפט" מחליק את הגליל לטבעת עם האותיות הגדולות, ו" אבל עם שלושה מצבי שיפט במקום שניים.
באופן זה יכולה הבליק להדפיס את כל התווים שיכולה מכונת כתיבה סטנדרטית, בעזרת 28 מקשים + שני מקשי "שיפט" בלבד (סימני הפיסוק הנפוצים ביותר, נקודה ופסיק, מופיעים בטבעת של האותיות, ואינם דורשים שיפט, ולכן 28 מקשים, כשיש רק 26 אותיות בשפה האנגלית).
הבליק לא השתמשה בסרט בד טבול דיו, כמקובל, ובמקומו יש בה זרוע שמחזיקה גליל קטן שמושח דיו ישירות על התו המתאים בגוף הכתיבה, לפני שזה מקיש על הנייר ומעברי אליו את הדיו.
סידור האותיות במקלדת הבליק מכונה "מדעי", (מקלדת QWERTY, הייתה זמינה בהזמנה מיוחדת), בו האותיות הנפוצות ביותר בשורה התחתונה.
בנוסף ל-28 המקשים של האותיות ושני סימני פיסוק, יש בצד שמאל שני מקשי "שיפט" – אחד לאותיות גדולות, והשני לסמלים, ומקש רווח בצורת T (בדגמים מסוימים מתפרק כשרוצים לטלטל את המכונה) בתחתיתו.
מקשי ה"שיפט" גורמים להחלקת גוף הכתיבה על צירו, להבאת ה"טבעת" הנכונה את מול גליל הגומי בעגלה, ושאר המקשים מסובבים את הגליל לגזרה המתאימה, ואז מטיחים אותו כלפי מטה, כשבדרך, גליל הדיו מושח בדיו את המשבצת הנכונה על גוף הכתיבה.
גוף הכתיבה מוחלף בקלות, ורבים מהמשתמשים החזיקו שניים, שלושה, או אף שישה גופי כתיבה שונים לצרכים שונים (ואפילו לשפות שונות).
הבליק מתייחדת גם בכך שמכונת הכתיבה הממונעת הראשונה הייתה בליק – במכונה זו, שהופיעה ב-1902, הן תנועת העגלה לשורה חדשה, והן הפעלת גוף הכתיבה, התבצעו בצורה ממונעת.
המכונה לא הצליחה מסחרית, ומספר מכונות קטן בלבד נמכרו.
כיום, חובבים ואספנים רבים מחזיקים "בליק" במצב עבודה, אבל ידוע רק על מספר זעום של בליק חשמלית, ואולי רק אחת מהן במצב עבודה.
מכונת האינדקס, שהוצגה ב-1880, לפעמים לא נחשבת "מכונת כתיבה", משום שאין לה מקלדת: במקום מקשים שמפעילים מנופים שמקישים על הנייר, המפעיל הזיז מחוון ("אינדקס") מעל לאות שרצה להדפיס, ואז לחץ על מנוף להדפסת האות.
הזזת המחוון סובבה גליל, והזיזה אותו לאורך צירו, כך שהגופן המתאים על היקף הגליל הוצב מעל הנייר, והלחיצה על המנוף ביצעה את ההדפסה.
חסרונה העיקרי של מכונת האינדקס הוא אטיות ההדפסה: מפעיל מיומן של מכונה כזו מדפיס במהירות שנופלת בהרבה ממהירות ההדפסה של קלדן מיומן על מכונה המצוידת בלוח מקשים.
הפשטות מאפשרת לייצר מכונות זולות, קטנות, וקלות הרבה יותר מהמכונה הסטנדרטית, ובזכות יתרונות אלו זכו מכונות האינדקס להצלחה בשנים הראשונות, בין השאר בשימוש אנשים דוגמת אנשי מכירות, שהיו זקוקים למכונת כתיבה מיטלטלת.
ב-1900 יצאה חברת אנדרווד האמריקאית עם דגם מספר 5. מכונה זו בדרך כלל נחשבת למכונת הכתיבה המודרנית הראשונה, ובעשרים השנים הבאות נמכרו ממנה כשני מיליון מכונות – מספר דומה לסך כל המכונות שמכרו כל שאר היצרנים.
התיכון הבסיסי (שמתואר להלן בפרק "תיאור") התקבע, ובמהלך 70 השנים הבאות, כמעט כל המכונות שיוצרו בעולם נבנו לפי תיכון זה.
יצרניות מכונות כתיבה צצו, נקנו, התאחדו והתפרקו.
עשרות, ואולי מאות חברות בעולם ייצרו ורבות מהן ייצרו רק מכונות כתיבה.
בארצות הברית בלטו רמינגטון, אנדרווד, סמית קורונה, ואחרים, באיטליה אוליבטי, בגרמניה אולימפיה, מרצדס, ועוד.
במשך הזמן, וביתר שאת אחרי מלחמת העולם השנייה, נוספו ליצרנים המבוססים חברות אלמוניות יחסית, שייצרו ומכרו מכללים למכונות כתיבה, ומאות, אולי אלפי חברות גדולות וקטנות, רכשו את המכללים הללו, שיכנו אותן בגוף, ומכרו אותן בשווקים מקומיים.
כמעט ללא יוצא מן הכלל, לכל המכונות הללו, החל באנדרווד מס.5, היה אותו התיכון.
סידור האותיות במקלדת היה כמעט ללא יוצא מהכלל QWERTY, או הסטנדרט המקביל בשפה אחרת, סידור שמכונת הכתיבה המנוחה הורישה למקלדות המחשבים, שעדיין משתמשות בו ב-2019. נפתחות סדנאות עצמאיות, שאינן קשורות ליצרן מסוים דווקא, לתיקון ושיפוץ מכונות כתיבה, בדומה למוסכים שמשרתים מכוניות של יצרנים שונים.
בדומה למכונית, הסטנדרטיזציה אפשרה לרכוש מיומנות ב"הפעלת מכונת כתיבה", ללא תלות ביצרן או דגם מסוים.
מיומנות הכתיבה במכונה נלמדה ברוב המדינות המפותחות בבתי ספר, כמקצוע חובה או בחינוך משלים.
מוסדות הסמכה לימדו והעניקו תעודות המעידות לא רק על סיום קורס כלשהו, אלא גם מפרטות את קצב ההקלדה, נתון שיכול להיות משמעותי בקבלה לעבודה.
נוצר מקצוע חדש, מפעיל מכונת כתיבה, שבדומה להפעלת מרכזיית טלפונים אוכלס כמעט אך ורק על ידי נשים, וכונה "כתבנית".
בתפקידים אחרים, כמו מזכיר (גם כאן, כמעט תמיד "מזכירה"), הפעלת מכונת הכתיבה לא מהווה את מכלול התפקיד כולו, אך היא עדיין חלק חשוב ממנו, באופן שללא המיומנות הזו, לא ניתן למעשה לבצע את התפקיד.
בעזרת מכשירים כמו דיקטפון למשל, דורות של מזכירות תיעתקו מזכרים ומסמכים, חשובים יותר או פחות, שהוכתבו על ידי מנהלים (כמעט כולם גברים).
לצד הסטנדרטיזציה הכמעט מוחלטת במבנה מכונות הכתיבה הידניות, הופיעו תיכונים נוספים, למכונות כתיבה חשמליות.
ניתן לחלק את מכונות הכתיבה החשמליות לשני סוגים: מכונות "ממונעות", בהן מנוע חשמלי מספק כוח למערכת מכנית לחלוטין, ומכונות "אלקטרוניות", בהן מעגלים אלקטרוניים מפעילים את מערכות המכונה.
במכונות האלקטרוניות, שהחלו להופיע בשנות ה-70 של המאה ה-20, המקלדת מתפקדת באופן דומה למקלדת מחשב, ומייצרת סיגנלים למערכות האלקטרוניות, ולעומת זאת, במכונות הממונעות, הקשה על מקש גורמת לסדרת פעולות מכניות.
הבליקנסדורפר החשמלית הייתה מכונה ממונעת, וכמוה גם אחת ממכונות הכתיבה המוצלחות של כל הזמנים, ממנה יוצרו ונמכרו למעלה מ-13 מיליון מכונות – מכונת הכתיבה הכדורית של חברת IBM.
בין הבליק החשמלית לכדורית, מכונת הכתיבה הממונעת הנפוצה, והראשונה שהצליחה מסחרית, נבנתה לראשונה ב-1914, וייצור מוצלח מסחרית החל ב-1929, בשם "מכונות כתיבה אלקטרומטיק" (Electromatic Typewriters).
החברה נקנתה ב-1928 על יד ג'נרל מוטורס בה יוצר הדגם המוצלח הראשון, וזו מכרה את חטיבת מכונות הכתיבה לחברת IBM ב-1933. יצרנים נוספים נכנסו לתחום, וב-IBM, מכונות כתיבה חשמליות הייתה לחטיבה חשובה – ב-1958, כ-8% מהכנסות IBM היו ממכונות כתיבה חשמליות.
במחצית השנייה של שנות ה-50 החל ב-IBM פרויקט לפיתוח דגם חדש של מכונת כתיבה – הכדורית, שהוצגה ב-1961, והייתה המכונה הממונעת המוצלחת ביותר ואולי אפילו מכונת הכתיבה המוצלחת ביותר של כל הזמנים.
הכדורית כבשה 75% מהשוק העולמי של מכונות כתיבה חשמליות,.
אף על פי שמדובר במכונה חשמלית, פעולתה של הכדורית היא מכנית טהורה, והפריט החשמלי היחיד בה הוא המנוע החשמלי המניע את פעולתה.
כל שאר הפעולות מבוצעות בעזרת שילוב וניתוק מצמדים, תמסורות, ומנגנונים מכניים נוספים.
למעשה, אם יוחלף המנוע החשמלי של הכדורית, למשל במנוע קיטור, המכונה תמשיך לפעול ללא שינוי, ובלבד שמקור הכוח יסובב את הגלגלת בקצב קבוע הזהה למהירות הסיבוב של המנוע החשמלי.
אף על פי שייצור המכונה על דגמיה השונים תם ב-1986, בזכות איכות הייצור הגבוהה נותרו מכונות רבות כאלו שעדיין בשימוש, וניתן עדיין לרכוש מכונות משומשות במצב עבודה טוב, מכונות "מחודשות", חלקי חילוף, סרטי דיו, וכדוריות.
קיום השוק הזה מעיד שמספר לא מבוטל של אנשים ממשיכים להשתמש במכונות הללו לצרכים שונים, יותר מ-30 שנה אחרי שהמכונה האחרונה ירדה מפס הייצור.
מקלדת הכדורית נחשבה למופת של הנדסת אנוש ומודל לחיקוי, ומספר שינויים במקלדת זו לעומת מקלדת מכונת הכתיבה הסטנדרטית (למשל שינוי הייעוד של מ-" (מירכה כפולה) במכונת כתיבה, לכרוכית, כלומר @ בכדורית), השפיע על מיפוי המקשים הנהוג כיום במקלדת מחשב.
במשך השנים מספר חברות נוספות ייצרו ומכרו מכונות ממונעות, ביניהן אנדרווד האמריקאית, ואוליבטי האיטלקית.
לעומת המכונות הממונעות, השושלת של המכונות האלקטרוניות מתחילה בפסנוע, שהיה שכלול של הטלגרף, והתפתח בהמשך לטלפרינטר.
במכשירים אלו יש, כמו במכונת הכתיבה, לוח מקשים ומנגנון הדפסה (בדרך כלל מבוסס על גוף הדפסה יחיד), ובנוסף הם כוללים גם מנגנון להתקשרות למכשיר מרוחק מאותו הסוג, באופן שלוח המקשים של מכונה אחת מפעיל את מנגנון ההדפסה של המכונה השנייה, וכן בכיוון ההפוך, ובאופן כזה מתבצעת התקשורת.
אפשר לראות במכונת הכתיבה החשמלית "קיצור דרך", בו מסירים את מנגנון התקשורת, ומחברים את לוח המקשים ישירות למנגנון ההדפסה המקומי.
הטלפרינטר הוא מכונה גדולה, כבדה, יקרה ורועשת, ובתור מכונת כתיבה היא מוגבלת, ועל אף שטכנית יכול הטלפרינטר לשמש כמכונת כתיבה חשמלית, הרי שבפועל, טלפרינטרים מעולם לא התחרו בשוק מכונות הכתיבה – הם היו מכונות תקשורת ייעודיות.
בעקבות הצלחת מכונת הכתיבה הכדורית, וירידת מחירי האלקטרוניקה, פותחה, ב-1969, בחברת "דיאבלו" האמריקאית (שזמן קצר אחר כך נקנתה על ידי זירוקס), מכונת כתיבה אלקטרונית, שמבוססת על גוף הדפסה יחיד בשם גלגל מרגנית .
מכונת כתיבה זו היא מופת של פשטות, ומכילה פחות חלקים אפילו מן הבליקנסדרפר, ובעזרת האלקטרוניקה, היא כמעט חפה ממכניקה: גוף ההדפסה, בנוי מגלגל המרגנית, ופטיש.
גלגל המרגנית מונע על ידי מנוע המניע אותו ישירות, הפטיש הוא סולנואיד שנמצא ישירות מאחרי העלה העליון בגלגל.
בהקשת מקש, הגלגל מסתובב עד שהתו הרצוי נמצא לפני הפטיש, ואז הפטיש חובט בעלה הגמיש שמתכופף מעט לפנים, והופך את החבטה לטביעת האות בנייר, דרך סרט הדיו.
כמו בכדורית, במכונה זו אין עגלה, ובמקום זאת גוף הכתיבה נוסע הלוך ושוב לרוחב הדף, בעזרת מנוע הקבוע בגוף, ורצועת גומי מתוחה.
מנוע נוסף מטפל בסרט הדיו, ועוד אחד מקדם את הנייר, דרך תוף הגומי.
המקשים הם מפסקים חשמליים, וכל ה"סיבוך" נמצא באלקטרוניקה, המבצעת את כל פעולת הכתיבה.
במכונה כזו יש אפילו פחות חלקים מאשר בבליק – כ-200 חלקים בלבד.
מכונות אלו נהנות מכל יתרונות הכדורית – העדר עגלה ידידותי לסביבת עבודה משרדית, ומאפשר כתיבה על גיליונות רחבים ושימוש בנייר רציף, והחלפה קלה של הגופן בו כותבים.
במכונות אלו גם קל לממש כתיבה פרופורציונית – האלקטרוניקה צריכה "לדעת" את רוחבה של כל אות, ולקדם את גוף הכתיבה בהתאם – משהו שהכדורית, נעדרת האלקטרוניקה, לא יודעת לעשות.
ב-2018, מכונות הכתיבה שעדיין מיוצרות, הן מסוג זה.
עם הופעת המחשב האישי במחצית השנייה של שנות ה-70, והתפשטותו בשנות ה-80, לצד מדפסות שמחירן הלך וירד, בזמן שאיכות ההדפסה שסיפקו השתפרה יותר ויותר, ולצד תוכנות עיבוד תמלילים מתקדמות יותר ויותר, השימוש במכונות כתיבה הצטמצם בהתמדה.
אף על פי שיש אנשים שהמשיכו, ועדיין ממשיכים, להשתמש במכונות כתיבה, מספרם קטן והולך, ורכישת מכונות כתיבה חדשות למעשה נפסקה.
ב-2011, אחרי שיצרן מכונות כתיבה במומבאי נסגר, דווח בדיילי מייל הבריטי ש"המפעל האחרון שייצר מכונות כתיבה סגר את שעריו".
אף על פי שבמהרה הוברר שהכותרת שגויה, ככל הנראה נכון שהמפעל שנסגר היה היצרן האחרון של מכונות כתיבה מכניות.
בשנה הבאה, 2012, יוצרה מכונת הכתיבה האחרונה בבריטניה, וייתכן שמפעל Swintec במדינת ניו ג'רזי שבארצות הברית, שעדיין מייצר מכונות כתיבה חשמליות, בעיקר לשוק בתי הסוהר, הוא היצרן האחרון שנותר בעולם.
מבנה מכונת הכתיבה המכנית, ופעולתה
לקראת 1910, התקבעה צורתה של מכונת הכתיבה הידנית, ונותרה באותה הצורה כמעט עד סוף דרכה, עם שינויים ושכלולים קלים, מעבר לשינויים עיצוביים (יוצאות מהכלל בולטות הן המכונות עם גוף כתיבה יחיד, שתוארו בסעיף קודם).
התיאור להלן מתאר את הרכיבים ואופן הפעולה המשותפים כמעט לכל מכונות הכתיבה הידניות.
בעיצוב ה"קלאסי", מכונת הכתיבה מורכבת משני חלקים עיקריים: גוף המכונה, שמכיל את המקשים, המנופים עם תבליטי האותיות ובקרים נוספים.
העגלה נמצאת בחלקה העליון והאחורי של המכונה, והיא יכולה להחליק שמאלה וימינה על מסלול שמותקן בגוף.
העגלה אחראית על הטיפול בנייר, מיקומו כך שהאות הבאה תודפס במקום הנכון.
החלק העיקרי בעגלה הוא תוף גומי קשיח, שתומך בדף הנייר, ומשמש עבורו "סדן" כשתבליט הגופן מקיש עליו דרך סרט הדיו.
תפקיד העגלה הוא לטפל בדף הנייר עליו כותבים, ולדאוג שהחקר המתאים של הדף יימצא במקום הנכון, על מנת שהאות הבאה שצריכה להיכתב תיכתב במקום הנכון.
התנע של המנוף המזנק, מצד אחד, וקשיותו ויציבתו של התוף מהצד השני, גורמים ל"דחיסת" הסנדוויץ' הזה, ולהעברת דיו, בדמות תבליט האות, מסרט הדיו אל הנייר.
תוף הגומי נקרא גם "פלאטן" (platen).
תוף הגומי יושב על גוף העגלה, שמחליק ימינה ושמאלה במסלול הבנוי בגוף המכונה, כשקפיץ מושך אותו בכיוון הפוך לכיוון הכתיבה.
גוף העגלה יודע גם "להתרומם" מעט, כאשר הכותב לוחץ על מקש ה"שיפט".
משני צידי התוף טבעות לתפעול ידני, המאפשרות למפעיל לגלגל את התוף לפנים ולאחור כדי לכוון את דף הנייר למקום הרצוי.
בנוסף לטבעות, מגוף העגלה בולט מנוף, שדחיפתו בכיוון הכתיבה מקדמת את תוף הגומי לשורה הבאה, ואז מסיעה את העגלה, תוך דריכת הקפיץ, וכך מכינה את מכונת הכתיבה לכתיבת השורה הבאה מתחילתה.
מידת הקידום שגורמת הסטת המנוף ניתנת לכיוונן, לקביעת הרווח בין השורות, בדרך כלל במידות 1 (מרווח רגיל), 1.5 (מרווח גדול), ו-2 – מרווח כפול.
בחלקה הקדמי, הקרוב לכותב, יש מערך מקשים המסודרים בצורה קבועה, כשכל מקש מיועד לכתיבת אות, ספרה, או סימן מיוחד.
בלוח המקשים יש גם מספר בקרים, שיתוארו בהמשך, שבדרך כלל נראים כמו המקשים האחרים, אבל תפקידם שונה.
מאחרי לוח המקשים, נמצאים המנופים, מסודרים בחצי גורן עגולה, או ב"מניפה", כשכל אחד מהמנופים נמצא על ציר, באופן שכאשר המנוף מזנק לפנים, הוא מגיע למרכז המניפה, או במילים אחרות, כל המנופים מגיעים בשיא מסלולם לאותה נקודה מול העגלה.
בקצהו של כל מנוף נמצאת הסיבה לקיומו: זוג תבליטים של התו או התווים להם מיועד המנוף.
כשהמנוף מגיע לשיא מסלולו, אחד משני התבליטים נמצא מול העגלה – כשגובה העגלה קובע איזה מהשניים.
בזמן הכתיבה העגלה מתקדמת כדי אות אחת, כנגד כיוון הכתיבה (ימינה בעברית), עם כל הקשת מקש, כך שהאות הבאה תיכתב אחרי האות הקודמת.
מקש מיוחד, בשם "רווח", מקדם את העגלה בלי להטביע כל אות, ליצירת רווח בין מילים.
הקשה על מקש הרווח או על מקש אחת האותיות משחררת את העגלה לנוע בכוח הקפיץ כדי רוחב מחצית התו, ובזמן חזרת המקש למעלה והמנוף למקומו, העגלה שוב מתקדמת חצי תו, כששני חצאי התנועה מהווים את המרחק הקבוע בין שני תווים סמוכים.
כאשר המפעיל מחזיר את העגלה בכיוון הכתיבה (שמאלה בעברית), הקפיץ נדרך שוב, מוכן למשוך את העגלה בזמן הכתיבה.
ההקשה על מקש של אות כלשהי גורם למנוף המתאים לזנק, בתנועה סיבובית, לפנים, עד להקשה על סרט בד טבול בדיו שנמצא סמוך לדף הנייר.
תבליט האות שעל המנוף גורמת להעברת דיו מסרט הבד אל הנייר.
במכונה ידנית, עוצמת ההטבעה נקבעת על ידי הכוח (או ליתר דיוק, המהירות) בו מפעיל המכונה מבצע את ההקשה, ומפעיל לא מיומן, שמקיש על המקשים בכוח שונה, יכול לגרום לאיכות הדפסה נמוכה.
לאחר ההקשה, המנוף חוזר לאחור למצב המנוחה שלו, העגלה התקדמה כדי אות אחת, והמכונה מוכנה להקלדה הבאה.
סרט הדיו כרוך על שני סלילים.
תוך כדי הכתיבה, הסרט מקודם, באופן שבמשך הזמן, כל אורכו של הסרט מנוצל.
בדרך כלל, כשהסרט מגיע לסופו, כיוון האיסוף של הסרט מתהפך, והוא מתחיל להשתחרר מן הסליל עליו נכרך קודם, ולהיאסף על ידי הסליל ששחררו.
אחרי מספיק שימוש, הסרט "מתייבש", או מתרוקן מדיו: הכתיבה מתחילה להופיע בכתב דהוי יותר ויותר, והסרט מוחלף.
הסרט בדרך כלל נמצא מתחת לשורה שנכתבת עכשיו, כך שהכתבן יכול לקרוא את השורה הנכתבת.
בזמן הכתיבה, הסרט מוגבה למעלה לשבריר שנייה, בדיוק כאשר המנוף עומד לחבוט בנייר, ונדחף אל ביניהם, כך שהמנוף חובט בסרט הדיו ומעביר את דמות האות אל הנייר.
מיד לאחר מכן, המנוף נסוג לאחור והסרט צונח חזרה למקומו, כך שהכתבן יכול לראות את השורה הנכתבת כולה.
מכונות כתיבה רבות מאפשרות לקבוע בדיוק בכמה יורם סרט הדיו בכל הקשה.
בסרט בצבע אחד, זה מאפשר לנצל את כל רוחב הסרט, שהוא בערך כפול מגובה האות הגבוהה ביותר, או, כאשר משתמשים בסרט דיו בשני צבעים, לקבוע את צבע הכתיבה.
בכתיבה על סטנסיל, לשכפול (פירוט בהמשך), המנגנון המרים את סרט הדיו מנוטרל, והסרט נשאר במקומו כאשר תבליט האות חובט בנייר, אלא שהפעם, במקום נייר נמצאת שעוונית הסטנסיל, שבנויה באופן כזה שחלק השעוונית עליו חבט תבליט האות ישירות, הופך להיות עביר לדיו.
סדר הפעולות בהקשה על מקש
הקשה על אחד מהמקשים (אך לא מקשי הרווח או הטאבולטור), גורמת למספר פעולות, חלקן בו-זמניות, וחלקן סדרתיות:
המנוף ששייך לאות מתחיל להתרומם, וממשיך לצבור תאוצה כל עוד המשתמש ממשיך להפעיל כוח על המקש.
במהלך דרכו של המנוף לפנים, המחגר המבקר את תנועת העגלה משחרר אותה לנוע בכוח הקפיץ כדי חצי רוחב תו.
באותו הזמן, זוג מובילים, ביניהם עובר סרט הדיו, מתרוממים למעלה, וממקמים את הסרט במקום בו יכה המנוף.
המנוף, וליתר דיוק, תבליט האותיות שבקצהו, חובט בסרט הדיו שתחתיו הנייר.
אחת משתי האותיות על התבליט נמצאת בדיוק מול תוף הגומי (platen), שמאחרי הנייר, ודיו בדמות אות זו יעבור מסרט הבד אל הנייר, ובכך יטביע בנייר את האות.
המפעיל שחרר את המקש, ולאחר הטבעת האות, המנוף חוזר לאחור בכוח קפיץ.
בדרכו לאחור משתחרר המחגר, ובכך מאפשר לעגלה לבצע את המחצית השנייה של התנועה בכיוון הכתיבה.
הזרועות או המובילים שאוחזים את סרט הדיו מונמכים חזרה.
מנגנון קידום סרט הדיו מופעל.
בדרך כלל הגעה לסוף הסרט, גורמת להפיכת הכיוון, כך שהסרט "נוסע" לפנים ולאחור עד שהוא מוחלף
בנקודה זו, אחרי שהעגלה סיימה את תנועתה והמנוף חזר את רוב הדרך לאחור, המפעיל יכול להקיש על המקש הבא, לכתיבת התו הבא.
המפעיל מזין דף נייר מחלקו האחורי של תוף הגומי, ואז, בעזרת הטבעות משני צידי העגלה, מסובב את התוף עד שהנייר צץ בחלקו הקדמי של התוף.
בעזרת מנוף קטן בעגלה ניתן להרפות את הלחץ בין התוף לגוף העגלה, לצורך כוונון מדויק של הנייר.
בסיום הכתיבה, ניתן לסובב את התוף עד שהנייר הכתוב משתחרר, או למשוך את הנייר החוצה, כשהנייר הוא שמסובב את התוף, תוך השמעת צליל אופייני.
בסרטים רבים, כמו גם ביצירה המוזיקלית "מכונת הכתיבה", שליפת הנייר בסיום הכתיבה, עם הצליל האופייני – טרטור מהיר של שיני התוף – מהווה מחווה החלטית, בדומה אולי למילה "נקודה" שדוברי עברית מוסיפים לעיתים אחרי סוף המשפט, להדגשת דבריהם.
אם המפעיל מקיש על שמקש הבא לפני שהמקש הקודם חזר מספיק לאחור, או אפילו כשהמקש הקודם עדיין בתנועה לפנים, המנופים עלולים להיפגש או להתנגש זה בזה, וליצור תקיעה.
במכונה ידנית מודרנית, במצב טוב, בעיית ההיתקעות מפריעה רק לקלדנים הזריזים ביותר.
במכונה הזקוקה לטיפול או לניקוי, תופעות כמו החלשות קפיצים, לכלוך, או הפרעה מכנית אחרת, עלולים לגרום להאטת המנוף, וכתוצאה מכך להיתקעויות תכופות, אך במכונה מתוחזקת כיאות, היתקעות כזו כמעט לעולם לא מתרחשת.
במכונות כתיבה של גוף יחיד, כמו הכדורית, התופעה לא קיימת, והכדורית מוכנה לקבל את הקשת המקש הבאה, כ-65 מילישניות אחרי ההקשה הנוכחית, או במילים אחרות, יכולה לכתוב כ-15 תווים בשנייה.
במכונה הידנית מספר מקשים מיוחדים, המכונים "בקרים".
מכונות כתיבה מסוימות עשויות לכלול בקרים נוספים, או להחסיר חלק מהבקרים המפורטים.
כמו כן, יש מספר בקרים נוספים, שאינם מקשים.
בקרים אלו מצויים רובם ככולם בעגלה.
Shift, שמסומן בדרך כלל על ידי הסמליל ⇧.
בקר זה מגביה את העגלה, כך שהקשה על מקש אחר כלשהו בזמן שמקש השיפט לחוץ, גורמת להטבעת הגופן התחתון על המנוף.
באופן זה, כל מקש "רגיל" (כלומר פרט לבקרים), מדפיס שתי אותיות או סימנים שונים – הסימן הרגיל, והסימן במצב Shift.
במכונות כתיבה באלפביתים בהם נהוגות אותיות קטנות וגדולות (כמו הכתיב הלטיני בו מופיעות A מול a, או ביווני בו מופיעות Α מול α), מקש השיפט גורם להדפסת האות הגדולה.
באלפביתים בהם אין שני סוגי אותיות, כמו עברית, מנוצל מקש השיפט להדפסת סימנים אחרים – למשל במכונת כתיבה בעברית, לחיצה על שיפט תגרום להדפסת אות לטינית במקום האות העברית.
כדי להפעיל את מקש השיפט, יש להחזיקו לחוץ בזמן שמקישים על אחד המקשים האחרים.
Caps lock: בקר זה נועל את מקש השיפט, למשל כאשר יש צורך להדפיס מספר אותיות גדולות ברצף, כך שהמפעיל לא צריך להחזיק את השיפט לחוץ.
Backspace: מקש זה מחזיר את העגלה תו אחד לאחור, כלומר מבצע פעולה הפוכה למקש הרווח – במכונה עברית, בה העגלה נעה משמאל לימין, מקש זה מסיע את העגלה תו אחד שמאלה.
Tab: מקש זה משחרר את העגלה כך שזו נוסעת (או "קופצת"), עד מעצור הטבולטור הבא.
במכונה עברית הנסיעה תהיה ימינה.
Tab set/clear: צמד בקרים שקובעים או משחררים מעצור טבולטור, במיקום הנוכחי של העגלה.
יש מכונות כתיבה בהן בקרים אלו לא קיימים, ומעצורי הטבולטור קבועים ולא ניתנים לשינוי, ומכונות בהם מיקום מעצורי הטבולטור לא נעשה בעזרת מקש, אלא בדרך אחרת, למשל הזזת סמנים מכניים לאורך המסילה.
צבע: הבקר קובע איזה חלק של סרט הדיו יוצב מול הגופן בעת ההדפסה.
כאשר משתמשים בסרט דיו עם שני צבעים (בדרך כלל שחור ואדום), הבקר שולט על הצבע.
כשמשתמשים בסרט דיו בצבע אחד, משתמשים בבקר כדי לנצל את מלוא רוחב הסרט: מדפיסים ב"צבע" מסוים עד שסרט הדיו מנוצל עד תום, וצבע התווים המודפסים "דוהה", ואז מסיטים את הבקר לצבע השני, כדי לנצל את חציו השני של הסרט.
בקר זה בדרך כלל אינו בצורת מקש, אלא מנוף עם שניים או שלושה מצבים.
יש מכונות בהן לבקר יש מצב שלישי, שכלל לא מציב את סרט הדיו מול הגופן.
מצב זה משמש להדפסה על סטנסיל, אותה יש לבצע כשהגופן מכה ישירות בסטנסיל, לא דרך הסרט.
במכונות בהן אין מצב שלישי כזה, יש להסיר את סרט הדיו מהמכונה כדי להדפיס על סטנסיל.
גלגלים, או טבעות משני צידי העגלה, המשמשים להזנת דף נייר חדש למכונה.
ניתן גם להשתמש בגלגלים הללו כדי לקדם את הנייר מספר שורות קדימה או אחורה (כלומר למטה או למעלה).
הגלגלים פועלים על ידי סיבוב תוף הגומי כנגדו מתבצעת ההדפסה.
מנוף המשמש להסעת העגלה, כנגד קפיץ, לתחילת השורה הבאה.
הפעולה הראשונה של המנוף הוא קידום הנייר, ולאחריו הסעת העגלה.
מנוף הקובע את גובה השורה, כלומר בכמה יקדם המנוף שתואר למעלה את הנייר.
בדרך כלל למנוף שלושה מצבים: 1, 1.5, ו-2, לרווח רגיל, רווח רחב, ורווח כפול.