پرینتر جوهر افشان چطور کار میکند؟
حدودا بیست یا سی سال پیش، بسیاری از مردم فکر می‌کردند که با ورود کامپیوترها به دنیای ما، کاغذ به کلی منسوخ می‌شود. با این حال این روزها به لطف محبوبیت همان عوامل تهدیدکننده یعنی رایانه‌های شخصی و دوربین‌های دیجیتال، افراد بیشتری نسبت به قبل به سمت خرید چاپگر و طبیعتا کار با کاغذ تمایل پیدا کرده‌اند و البته بیشتر سهم بازار در دست مدل‌هایی از چاپگر به نام پرینتر جوهر افشان است. اما این دستگاه‌های عجیب دقیقا به شکلی کار می‌کنند؟
مروری بر دنیای پیش از پرینتر؛ چاپ با قالب‌های فلزی
شروع حکم‌رانی چاپگرهای جوهر افشان
پرینتر جوهر افشان چطور کار میکند؟
قطعات اصلی در پرینتر جوهر افشان چیست؟
حواستان به هزینه‌های پنهان پرینترهای جوهر افشان باشد!
مروری بر دنیای پیش از پرینتر؛ چاپ با قالب‌های فلزی
اجازه دهید در همین ابتدای کار به چند صد سال قبل یعنی، به قرن پانزدهم برگردیم. قبل از این دوره عملیات چاپ در مقیاس کوچک با بلوک‌های چوبی دنبال می‌شد، اما با ایده‌ی درخشان یک چاپگر آلمانی به نام یوهانس گوتنبرگ (حدود ۱۴۰۰-۱۴۶۸) چیزی به نام بلوک‌ها یا همان قالب‌های فلزی متحرک در حدود سال ۱۴۵۰ اختراع و به دنیا ارائه شدند. یک ماشین تحریر گوتنبرگ چیزی شبیه به ماشین تایپ نام آشنای خودمان است، با این تفاوت که به جای اینکه حروف را یکی یکی روی نمایشگر نشان دهد، آنها را مستقیماً روی یک تکه کاغذ چاپ میکند. درواقع در داخل ماشین تحریر حروف فلزی بر روی قطعات تایپ حک شده بودند و همانطور که فرد کلیدها را فشار می‌دادند، نوعی چکش روی یک ریبون (چیزی شبیه به کاغذی نواری و انعطاف‌پذیر) که با جوهر پوشانده شده بود برخورد می‌کرد و اثری از حروف حک شده را بر روی کاغذ می‌گذاشت.
گوتنبرگ پیشگام چاپ با قلب‌های فلزی بود. او هزاران حروف فلزی کوچک (که به صورت برجسته و معکوس چاپ می‌شد) را ساخت و آنها را در داخل بلوک‌های چوبی جابه‌جا می‌کرد تا بتواند در هر صفحه هر آنچه دوست دارد را چاپ کند، به همین دلیل هم کار او را « چاپ فلزی متحرک» نام دادند. گرچه ماشین‌های تحریر اختراع درخشانی بودند، اما مشکلات خاص خود را داشتند، تا هنگامی که کامپیوترهای تجاری در دهه ۱۹۶۰ محبوب شدند و بسیاری از مردم علاقه مند به استفاده از آنها به عنوان پردازشگر کلمات شدند تا پس از تصحیح و نوشتن کامل متون خود، آنها را با جادو چاپ کنند.
شروع حکم‌رانی چاپگرهای جوهر افشان
چاپگرهای رایانه‌ای اولیه به شدت از فناوری ماشین‌های تحریر قدیمی وام گرفته بودند، اما خیلی زود مشخص شد که روش‌های بهتری برای چاپ هر آنچه می‌خواهید به شکلی سریع‌تر و کارآمدتر نیاز است. در این روش بهینه‌تر به جای استفاده از ردیف‌هایی از اهرم‌های فلزی برای کوبیدن حروف بر روی صفحه (مانند یک ماشین تحریر)، چاپگرهای کامپیوتری شروع به استفاده از سه فناوری دیگر کردند که یکی از آنها توپ گلف نام داشت.
جالب است بدانید که هنوز هم گاهی روی صورتحساب‌ها، فاکتورها یا برخی بلیط‌های قطار یا هواپیما چاپ ماتریس نقطه‌ای دیده می‌شود. البته اگر چه این روش ماتریسی سریع و نسبتاً ارزان بود اما بسیار پر سر و صدا هم بود.
فناوری‌های انقلابی در چاپگرهای کامپیوتری اولیه
ماشین تحریر یا چاپگر توپ گلف، تمام حروف، اعداد و سایر علائم مورد نیاز برای چاپ را روی سطح یک توپ فلزی مرتب می‌کرد. در همین راستا برای چاپ یک کلمه، توپ با سرعت بالایی می‌چرخید تا جایی که حرف یا علامت صحیح و مدنظر کاربر رو به کاغذ قرار گیرد. سپس توپ بالا می‌رفت و روی ریبون می‌کوبید و حرف یا علامت مدنظر را روی صفحه فشار می‌داد. پس از انجام این کار، حرف بعدی می چرخید و علی آخر. دومین تکنولوژی، چرخ دیزی نام داشت که در آن حروف تایپ مانند گلبرگ در اطراف یک چرخ مرکزی چیده می‌شدند و بر روی صفحه قرار می‌گرفتند. این نوع فناوری کمی شبیه به توپ گلف است با این تفاوت که، چرخ گلف با سرعت زیاد می‌چرخد و وقتی حروف در موقعیت صحیح قرار می‌گیرند، روی روبین فشار می‌آورند.
سومین فناوری چاپ آن زمان، فناوری ماتریس نقطه‌ای نام داشت که از دهه‌ی ۱۹۷۰ تا اوایل دهه‌ی ۱۹۹۰ در صنعت چاپگرهای کامپیوتری رایج بود. در ساختار این فناوری هیچ نوع قالب فلزی‌ای وجود نداشت اما در عوض، حروف توسط یک ماتریس (شبکه‌ای مربع یا مستطیلی شکل) که از چندین سوزن فلزی ساخته شده بود استفاده می‌کردند. این سوزن‌ها می‌توانستند روی یک روبین با الگوهای مختلف فشار آورند و هر حرف، عدد یا کاراکتری که لازم است را ایجاد کنند. جالب است بدانید که هنوز هم گاهی روی صورتحساب‌ها، فاکتورها یا برخی بلیط‌های قطار یا هواپیما این نوع چاپ دید می‌شود. البته اگر چه این روش ماتریسی سریع و نسبتاً ارزان بود اما بسیار پر سر و صدا هم بود.
استفاده از الگویی از نقاط برای ایجاد اشکال و حروف که ایده‌ی اصلی چاپ به روش ماتریس نقطه‌ای است.
پرینتر جوهر افشان چطور کار میکند؟
چاپگرها یا همان پرینترهای جوهر افشان در واقع نسخه‌های تکامل‌یافته‌ای از پرینترهای ماتریس نقطه‌ای هستند. در این نوع از سیستم‌های چاپ، به جای استفاده از سوزن‌های فلزی، از صدها تفنگ کوچک برای شلیک نقاط جوهر به روی کاغذ استفاده می‌شود. در حالت کلی جالب است بدانید که کاراکترهایی که به وسیله‌ی پرنتر جوهر افشان چاپ می‌شوند همچنان از نقطه‌ها مانند چاپگرهای ماتریس نقطه‌ای استفاده می‌کنند با این تفاوت که آنقدر ریز هستند که نمی‌توان آنها را دید.
انواع مختلف پرینترهای جوهرافشان می‌توانند به روش‌های مختلفی جوهر را شلیک کنند. در چاپگرهای کانن (Canon)، جوهر حرارت می‌خورد و به شکل حباب به سمت کاغذ می‌رود و به نوعی روی آن منفجر می‌شود. به همین دلیل است که کانن چاپگرهای خود را با نام تجاری “Bubble Jet” به فروش می رساند. پرینترهای اپسون (Epson) کمی متفاوت‌تر عمل می‌کنند، چرا که این نوع از سیستم‌ها کار خود را با روشی به نام فرآیند پیزوالکتریسیته « piezoelectricity» جلو می‌برند. طی این روش جریان‌های الکتریکی کوچکی که توسط مدارهای الکترونیکی داخل چاپگر کنترل می‌شوند، کریستال‌های مینیاتوری‌ای را به جلو و عقب تکان می‌دهند و در حین انجام این کار، جوهر را جت گونه شلیک می‌کنند. حال به جالب‌ترین بخش مقاله، یعنی نحوه‌ی کار نازل‌های جوهر افشان، با توجه به رویه‌ی این دو شرکت معروف در ساخت پرینتر، می‌ٰسیم.
جوهر افشان حبابی
- طبق دستورالعمل‌هایی که از طرف رایانه‌ی شما می‌آید، یک مدار الکترونیکی در چاپگر مشخص میکند که کدام نازل‌ها برای چاپ یک کاراکتر خاص در نقطه خاصی از صفحه باید روشن شوند. به طور کلی صدها نازل در ساخت یک کاراکتر نقش دارند که ضخامت هر یک فقط یک دهم موی انسان است!
- مدار هر یک از نازل‌ها با عبور جریان الکتریکی از مقاومت کوچکی در داخل آن، فعال می‌شود.
- هنگامی که الکتریسیته از مقاومت عبور میکند، این قطعه گرم می‌شود.
- گرمای مقاومت، جوهر داخل نازلی که در کنار آن قرار دارد را می‌جوشاند.
- هنگامی که جوهر به جوش می‌آید، به حبابی از بخار جوهر تبدیل می‌شود. پس از آن حباب به شدت منبسط می‌شود و می‌ترکد.
- وقتی حباب بیرون می‌زند، جوهر موجود در آن را به صورت نقطه‌ای دقیقاً روی بخش مورد نظر از صفحه می‌پاشد.
- حبابی که در حال فرو ریختن است می‌تواند خلاء جزئی‌ای را در نازل ایجاد کند که جوهر بیشتری را از مخزن جوهر می‌کشد و آماده چاپ نقطه بعدی می‌شود.
- در همین حال، کل هد چاپ (بخش به رنگ گلبهی روشن) به سمتی می‌رود که آماده چاپ کاراکتر بعدی است.
جوهر افشان پیزوالکتریکی
- یک مخزن جوهر (مشکی) پخش‌کننده‌ی جوهر (سبز) را از طریق یک لوله‌ی باریک پشتیبانی میکند.
- یک قطره جوهر در مخزن و در انتهای لوله منتظر پاشش است.
- هنگامی که مدار چاپگر (در تصویر نشان داده نشده است!) می‌خواهد یک قطره جوهر را شلیک کند، دو اتصال الکتریکی (قرمز) متصل به کریستال پیزوالکتریک را فعال میکند.
- کریستال پیزوالکتریکی و پرانرژی (قرمز تیره) به سمت بیرون خم می‌شود (در این تصویر به سمت راست خم شده است).
- سپس روی یک غشاء (آبی تیره) پخش می‌شود و آن را به سمت راست فشار می‌دهد.
- غشاء به سوراخی در جوهر افشان (سبز) فشار می‌آورد و فشار را در آن بخش افزایش می‌دهد.
- فشار، قطره‌ی جوهر منتظر در انتهای لوله را از لوله به سمت کاغذ هل می‌دهد.
قطعات اصلی در پرینتر جوهر افشان چیست؟
در این بخش نگاهی به داخل پرینتر جوهر افشان خواهیم داشت تا با دقت بیشتری از سازوکار آن سر در بیاوریم.
قطعات اصلی در پرینتر جوهر افشان
- چرخ دنده‌های پلاستیکی که توسط یک موتور الکتریکی به حرکت در می‌آیند، طی این فرآیند غلتک‌ها را می‌چرخانند تا کاغذ را از طریق چاپگر به پیش ببرند.
- یک نوار انعطاف‌پذیر (ریبون) که دستورالعمل‌های چاپ را از مدار الکترونیکی داخل چاپگر به کارتریج متحرک انتقال می‌دهد. (چاپگرهای جوهرافشان حاوی مدارهایی هستند که دستورالعمل‌های رایانه شما را به حرکات دقیقی در سر چاپگر ترجمه میکند.)
- غلتک‌های پلاستیکی و لاستیکی کاغذ را به شکلی محکم فشار می‌دهند تا بتوان آن را با دقت کامل در چاپگر جابه‌جا کرد.
- یک ریل فلزی محکم که سر چاپگر را هنگام حرکت به جلو و عقب هدایت میکند.
- چرخ‌های میخ‌دار در بخش جلوی پرینتر جوهر افشان کمک می‌کنند تا کاغذ را به طور ایمن بگیرند و به طور دقیق حرکت دهند.
- کارتریج چاپ، از چپ به راست شروع به چاپ متریال مدنظر میکند، سپس اطلاعات چاپ را معکوس میکند و سپس به شکل برعکس از راست به چپ عملیات را تکرار میکند. چنین رویه‌ای به عنوان چاپ دو طرفه شناخته می‌شود و به صفحات اجازه می‌دهد تا بسیار سریع‌تر از سایر مدل‌ها عمایات چاپ را انجام دهند.
حواستان به هزینه‌های پنهان پرینترهای جوهر افشان باشد!
اگر چه چاپگرهای جوهرافشان بسیار ارزان هستند، اما قبل از اینکه با خرید یکی از آنها شگفت‌زده شوید و احساس کنید که با چه هزینه‌ی کمی صاحب پرینتر شده‌اید، لحظه‌ای به این فکر کنید که چگونه سازندگان چنین دستگاهی می توانند این کار را انجام دهند! بله آنها سود خود را نه از ساخت پرینترها، بلکه از کارتریج‌های جوهر افشان به دست می‌آورند که شما برای همیشه مجبور به استفاده از آنها هستید. درواقع با توجه به اینکه کارتریج‌های جوهر افشان تنها کمی بزرگ‌تر از جعبه‌های پلاستیکی کوچک با اسفنج‌های پر از جوهر در مدل‌های قبلی پرینتر هستند، باید بدانید که جزو قطعات بسیار گران به حساب می‌آیند.
از طرفی لازم است بدانید که خرید جوهر هزینه پنهان پرینتر جوهر افشان به شمار می‌رود. به عبارتی برای درک بهتر قضیه در نظر داشته باشید طی ۱۰ سال، شما ۲۰ برابر بیشتر از هزینه‌ای که برای خرید چاپگر خود صرف کرده‌اید، برای جوهر دستگاه هزینه می‌کنید. بنابراین، در نظر داشته باشید که در طول ۱۰ سال، ۲۰ برابر بیشتر از هزینه‌ای که برای چاپگر خود صرف کرده‌اید، برای جوهر آن هزینه خواهید کرد.
منبع: EXPLAINTHATSTUFF
