پیشرفت و تحول در تکنولوژی چاپ جوهر افشان

تکنولوژی جوهر افشان در واقع روشی است که در طی آن بدون اعمال ضربه به جوهر و فقط با استفاده از روشهای مخصوصی , جوهر با عبور از محفظه ایی به صورت قطرات بر روی Media در اینجا کاغذ می نشیند و تولید تصویر می نماید

تکنولوژی جوهر افشان در واقع روشی است که در طی آن بدون اعمال ضربه به جوهر و فقط با استفاده از روشهای مخصوصی ، جوهر با عبور از محفظه ایی به صورت قطرات بر روی Media (در اینجا کاغذ) می نشیند و تولید تصویر می نماید.

روش تبدیل جریان مایعات (Liquid stream) به قطرات اولین بار توسط لرد ریلی Lord Rayleigh در سال ۱۷۸۷ تبیین گردید و سپس المکویست (Elmqvist) از شرکت زیمنس در سال ۱۹۵۱ روش توضیحی لرد ریلی را به صورت عملی اجرا و آنرا به ثبت رسانید و موجب شد تا اولین و ایتدایی ترین پرینتر جوهرافشان که مخصوص چاپ منحنی و چارت بود اختراع شود. در دهه ۶۰ میلادی دکتر سویت از دانشگاه استنفورد ثابت کرد که با اعمال فشار مکانیکی بر روی محفظه ای پر از جوهر می توان قطرات جوهر را از سوراخ کوچکی که در محفظه وجود دارد به طوری که آن قطرات دارای شکل و ظاهری همگن باشد خارج ساخت. در این وضعیت اگر قطرات جوهر را از میدان الکتریکی عبور دهیم قطراتی که باردار می شوند می توانند به مسیر خود که برخورد با کاغذ باشد ادامه دهد و قطرات غیر باردار از مسیر خود خارج وبا ریزش در محفظه ای خاص به منبع جوهر برگشت داده شود تا در مراحل بعدی در پروسه توضبح داده شده قرار گیرند. به علت برگشت جوهر مصرف نشده به منبع اصلی به اینگونه چاپگرها پرینترهای جوهر پیوسته یا Continues ink-jet می‌گویند.

در دهه ۹۰ میلادی ، ابداعات آقای سویت موجب شد تا پرینترهای ویدیو جت و DIJIT ساخته و روانه بازار شود. تقریبا در همان دوره پروفسور هرتز از انستیتو تکنولوژی لوند در سوئد ، بر روی اشکال متفاوت پرینترهای جوهر پیوسته کار کردند و توانستند با روشهای خاصی تکنولوژی نقاط خاکستری چاپ را ابداع نمایند. روش پروفسور هرتز برای ایجاد واریته های مختلف طیف خاکستری بر مبنای نشستن مقدار مشخصی از قطرات جوهر مشکی در واحد سطح (یک پیکسل) بود. روش پروفسور هرتز در واقع مفهوم افزایش یا کاهش دانسیته جوهر چاپ شده است و همانطور که می دانید این روش قابل تعمیم به رنگهای دیگر نیز است. متد پروفسور هرتز بعدا بعنوان لیسانس در اختیار دو شرکت آیریس گرافیک و استورک قرار گرفت و موجب شد تا هر دو شرکت بتوانند تصاویر بسیار زیبایی را به وجود بیاورند.

در خلالی که تکنولوژی پرینترهای جوهر پیوسته در حال مطالعه، تکمیل و گسترش بود محققین بر روی روشهای دیگر نشاندن جوهر بر روی کاغذ کار می کردند. یکی از روشهایی که از چشم محققن دور نماند تکنولوژی هدهایی بود که محفظه جوهر آن توسط یک لایه دیسک پیزو الکتریک (Drop on Demand) تحریک می شد. در این متد با سیستم ایجاد میدان مغناطیسی و یا برگرداندن جوهر اضافه به منبع اصلی مواجه نیستیم و آن سیستم پیچیده وجود ندارد، بنابراین سیستم چاپگر از ساختمان ساده تر و بنابراین مطمئن تری برخوردار است.

سه شرکت زولتون ، کیسر و سرز از مدعیان روش اخیر هستند. ابداعات شرکتهای نامبرده موجب شد تا این روش در چاپگرهای زیمنس PT-۸۰ در سال ۱۹۷۷ و پرینترهای سیلونیکز در سال ۱۹۷۸ استفاده شود که اساس همه این پرینترها همانطور که توضیح داده شد بر مبنای ایجاد موجی از حرکات مکانیکی دیسک پیزو الکتریک بود که بر محفظه جوهر اعمال می شد.

تعداد بسیار زیادی از پرینترهایی که با تکنولوژی Drop on Demand کار می کنند در بین سالهای ۱۹۷۰ تا ۱۹۸۰ تولید و وارد بازار گردید. روش ساده پاشش جوهر در اینگونه چاپگرها موجب شده بود که مصرف کنندگان این نوع چاپگرها را قابل اعتماد بدانند. هر چند معایبی مانند گرفتگی نازل های پرینتر و گاهی زیبا نبودن تصاویر چاپ شده موجب نارضایتی مصرف کنندگان می شد که دلیل اصلی بروز این اشکالات نوعی توقف تحقیقات در بهینه کردن چاپگرها در آن زمان بود.

در سال ۱۹۷۹ ، اندو و هارا از شرکت کنون نوعی متفاوت از چاپگرهای Drop on Demand را اختراع نمودند که در این روش ایجاد قطرات جوهر و سپس خروج آن از نازل توسط فشار مکانیکی حاصل از ارتعاش دیسک پیزوالکتریک نبود. در این روش در محفظه جوهر المان حرارتی ای وجود دارد که با گرم شدن موجب می گردد تا بخشی از جوهر تبخیر و انبساط پیدا نماید که این انبساط موجب پرتاب کردن قطره جوهر از نازل مرتبط به محفظه می گردد. این روش را شرکت کنون بعنوان سیستم Bubble- Jet به بازار عرضه نمود. این روش با توجه به سادگی هد و همچنین پیچیده نبودن کنترل کننده های الکترونیکی آن موجب شد تا قیمت تمام شده آن مناسبتر از روش قبلی باشد که در بازار رقابت نکته مهمی محسوب می شود. ضمنا شرکت اچ پی ((Hewlett Packard هم زمان و یا چندی پس از شرکت کنون کارتریجهای خود را که از تکنولوژی مشابه ای استفاده می شد روانه بازار کرد.

در سال ۱۹۸۴ شرکت HP پرینتری را به نام Thinkjet بصورت گسترده وارد بازار نمود که می توان آنرا یکی از موفق ترین محصولات که بر اساس تکنولوژی Bubble –Jet ساخته شده بود نام برد. شرکت HP نام تکنولوژی این نوع پرینتر را Thermal Jet معرفی کرد هد این پرینتر شامل ۱۲ نازل بود و هر زمان کارتریج جوهر مصرف می شد هد پرینتر نیز که متصل به کارتریج بود تعویض می شد. اینکار موجب می گردید تا در یک بازه زمانی خاص هد پرینتر با تعویض کارتریج نو شود و بنابراین نتیجه چاپ به مراتب کیفیتی مطلوب مصرف کننده را داشته باشد. از این زمان به بعد ما شاهد رقابت بسیار پیچیده و تکنولوژیک دو غول تولید کننده پرینتر در جهان یعنی شرکت کنون و اچ پی بودیم که این رقابت هنوز هم ادامه دارد. این نوع رقابتها منتهی به ارایه محصولات با کیفیت بالاتر، قیمت ارزانتر، قابلیت چاپ با رزولیشن بیشتر و استفاده از جوهرهای متنوع تر گردید.

در مورد تحولهای چاپ با پرینترهای جوهر افشان، وجه دیگر مطلب موضوع شیمی جوهر و همچنین نوع کاغذ بود که در این مورد هم متخصصان فعالیت های زیادی انجام دادند. مهندسین مدیا و شیمیست ها می دانستند که به محض برخورد قطرات جوهر با کاغذ، دو پدیده اتفاق می افتد. اول، تمایل قطره جوهر به گسترش بر روی سطح کاغذ و دوم نفوذ جوهر در بافت آن. اهمیت تمایل جوهر به گسترده شدن بر روی سطح جوهر از نظر تعیین رزولوشن و یا فشردگی تصویر قابل اهمیت است. از طرفی نفوذ جوهر در بافت کاغذ نیز دارای اهمیت است چون از گستردگی جوهر در سطح جلوگیری می نماید و ضمنا موقعی که تعداد قطرات جوهر در واحد سطح زیاد باشد، نفوذ به کندی صورت می گیرد. بنابراین متخصصین با نکات بحرانی ای روبرو شدند که می بایست هم نفوذ جوهر و هم گسترده شدن جوهر در سطح کاغذ را کنترل نمایند.

به همین منظور، می بایست سطح کاغذ را آغشته به موادی نمود تا فاکتورهای ذکر شده کنترل شود. ماده ای که می بایست سطح کاغذ را به پوشاند باید فاکتورهای مهمی را کنترل نماید که از آن جمله می توان به حجم قطره جوهر، میزان تبخیر جوهر، میزان نفوذ در بافت کاغذ (Media) ، ضخامتی که جوهر باید در سطح کاغذ داشته باشد، خلل و فرج سطح کاغذ و موارد بسیار دیگری نام برد. می توان گفت که مطالعات و تحقیقات مربوط به چگونگی مدیای جوهر افشان در دهه ۸۰ میلادی آغاز شد که به خصوص این تحقیقات به طور گسترده در شرکت های ژاپنی میتسوبیشی و Jujo انجام گرفت. امروزه با توجه به گسترده گی تقاضا برای پرینترهای جوهر افشان و حضور گسترده این قبیل پرینترها در صنعت چاپ عکس موجب شده تا محققین انواع مختلف و مناسبی از کاغذهای مورد نیاز بازار را تهیه و تولید کنندگان آن نوع کاغذها را در بازار عرضه نمایند. در بازار فعلی با انواع مختلف و خارق العاده ای ازمحصولات متنوع کاغذ برای این قبیل چاپکرها مواجه هستیم که هر کدام خصوصیات مخصوص به خود را دارند.

روش دیگر برای بهبود تصاویر ایجاد شده استفاده از نوعی جوهر جامد(Hot melt or Phase change ink) است که تحت حرارت تبدیل به مایع می شود. در عمل پاشش اینگونه جوهر بصورت جوهر مذاب بر روی کاغذ است. نتیجه چنین چاپی تصاویری با وضوح خارق العاده و رزولیشن بالاست. کارخانجات تکترونیکس، دیتا پروداکتس، اسپکترا و برادر در تولید اینگونه چاپگرها فعال هستند.

در مقالات آتی سعی خواهم نمود تا در مورد تکنولوژی های جدید چاپ با چاپگرهای جوهر افشان مطالب دقیق تری را عرضه نمایم.

کامران بهین آئین