جت پرینتر صنعتی و انواع آن

جت پرینتر های صنعتی با عناوین دیگری همانند چاپ گر صنعتی، بارکد زن، تاریخ زن و یا مارک زن نیز شناخته می‌شوند.

دستگاه های جت پرینتر به جهت چاپ اطلاعات متغیر همانند تاریخ، قیمت، سریال، لوگو، شیفت کاری یا هرگونه متن دلخواه بر روی انواع کاغذ و کارتن، پلاستیک، فلز، شیشه، چوب و … مورد استفاده قرار می‌گیرد و به طور گسترده در کلیه صنایع غذایی، دارویی، بهداشتی و آرایشی، الکترونیکی، قطعات و لوازم مکانیکی کاربرد دارد.

جت پرینترهای صنعتی به دو دسته اصلی “چاپگرهای ریبون” و “چاپگرهای جوهر افشان” تقسیم می‌شوند و هر کدام از این دسته‌ها دارای تکنولوژی ساخت متفاوت بوده و مدل‌های گوناگونی دارند.

در چاپگرهای صنعتی جوهر افشان، سه تکنولوژی چاپ وجود دارد:

1. جت پرینترهای سری پیزو الکتریک و حرارتی (DOD) Piezo Drops on Demand & Thermal

الف) جت پرینترهای جوهر افشان حرارتی (DOD حرارتی):

هد یا کارتریج چاپ از یک سری نازل‌های کوچک تشکیل شده است که هر کدام حاوی یک المنت صفحه برای ایجاد گرمایش هستند که همه آن‌ها با منولیتوگرافی ساخته می‌شوند. برای خروج جوهر از حفره و یا نازل، یک پالس جریانی به المنت اعمال می‌گردد.

این جریان سبب گرم شدن صفحه و در نهایت تبخیر شدن جوهر اطراف صفحه و داخل نازل می‌گردد. این تبخیر سریع سبب ایجاد حباب شده و فشار تولید شده از این حباب سبب می‌شود قطره جوهر به سمت خروجی نازل حرکت کند و در نهایت به بیرون پرتاب گردد.

در این تکنولوژی به دلیل انتقال جوهر به نازل از طریق کشش سطحی و تراکم انبساط حباب جوهر، جوهر از مخزن به داخل هد و نازل کشیده می‌شود.

از مهمترین مزیت این تکنولوژی می‌توان به قیمت پایین ساخت هد اشاره کرد.

ب) جت پرینترهای جوهر افشان پیزو الکتریک (DOD پیزو الکتریک):

پیزو یک قطعه سرامیکی پلاریزه الکتریکی است. این قطعه سرامیکی پیزو الکتریک در محفظه پر از جوهر و پشت هر نازل قرار می‌گیرد. هنگامی که به آن ولتاژی اعمال می‌گردد، این قطعه تغییر شکل می‌دهد و باعث ایجاد یک پالس فشار در سیال می‌شود. این مهم سبب می‌گردد تا قطره جوهر از نازل به بیرون پرتاب گردد.
سیستم جوهر افشان پیزو، تنوع گسترده‌تری از نوع حرارتی دارد و معمولا مشکلی بابت جوهر ریزی (متداول ترین مشکل روش حرارتی) ندارد و همچنین هزینه استفاده از پیزو کمتر و سرعت پرتاب جوهر از روش حرارتی بیشتر است. در کل فاصله پرتاب جوهر در فناوری DOD از 1 الی 10 میلیمتر است و با گذشت زمان تحلیل رفته و کمتر می‌شود. امکان خشک شدن جوهر در خروجی نازل‌ها وجود دارد و از مهم‌ترین مزایای آن می‌توان به سرعت و فاصله پرتاب بالا و در نهایت هزینه عملیاتی پایین اشاره کرد.

2. جت پرینترهای کارتریجی (TIJ) Thermal inkjet technology

این دستگاه‌ها همان چاپگرهای HD مجهز به تکنولوژی TIJ هستند که از نوع جوهر افشان های حرارتی محسوب می‌شوند. قدرت پرتاب جوهر در این مدل 1 تا 5 میلیمتر بوده و سرعت چاپ آن معمولا 70 متر بر دقیقه است. کیفیت چاپ این گونه جت پرینترها نسبت به دیگر فناوری‌ها، به دلیل وجود 154 نازل بسیار بالاتر است و معمولا کیسه جوهر و دو ردیف نازل‌های آن داخل یک باکس به نام کارتریج قرار می‌گیرد و کیسه جوهر آن قابل شارژ است.
از ویژگی‌های این جت پرینتر می‌توان به ابعاد کوچک، عدم نگهداری و سرویس، هزینه کم قیمت اولیه دستگاه، عدم نیاز به حلال و موارد مصرفی به غیر از جوهر، اپراتوری آسان و چاپ کیفیت 300 dpi اشاره نمود. این فناوری به دلیل ویژگی که در قسمت سیستم جوهر و نازل دارد (کارتریج)، در مدل جت پرینترهای دستی نیز تولید می‌شود و کاربرد فراوانی دارد.

3. جت پرینترهای مدار بسته (CIJ) Continuous inkjet

جت پرینترهای CIJ به معنی جوهر افشان پیوسته و دنباله‌دار می‌باشد و یکی از تکنولوژی های چاپ نسبتا قدیمی در سیستم‌های مکانیکی، برقی و هیدرولیک محسوب می‌شود. در این تکنولوژی بر خلاف تمامی موارد قبلی و تکنولوژی های دیگر، مسیر چاپ به صورت مدار بسته می‌باشد.

به عبارتی در این تکنولوژی، جوهر به صورت پیوسته و مداوم و در یک مسیر بسته تحت فشار کنترل شده در حرکت و جریان می‌باشد و با اقدامات و فرایندهای الکتریکی شامل نوسان سازها، سیستم ولتاژ بالا و آشکار سازها، قطرات جوهر تشکیل و سپس باردار می‌شوند و در نهایت طبق متن چاپ درخواستی چیدمان می‌گردند.

در فناوری CIJ یک پمپ فشار بالا، جوهر مایع را از داخل یک مخزن ذخیره و از طریق یک سیستم مسیر انتقال (لوله جوهر) به داخل یک نازل هیدرولیکی هدایت می‌کند. قطر این نازل معمولا 0/0003 اینچ می‌باشد. در داخل نازل کریستال پیزو الکتریک وجود دارد که تولید یک نوسان (موج صوتی) می‌کند. این اثر ارتعاشی سبب خروجی جوهر از نازل و تبدیل خط جوهر به قطرات با فاصله زمانی منظم می‌گردد.

با توجه به سرعت ممکن است 6400 الی 165000 قطره جوهر در ثانیه به وجود آید. این قطرات در هنگام شکل گیری توسط یک الکترود در معرض یک میدان الکترومغناطیسی قرار می‌گیرند و باردار می‌شوند.

میزان شارژ و باردار شدن با توجه به درجه انحراف قطره مورد نظر تغییر می‌کند، لذا این مهم منجر به یک انحراف کنترل شده توسط بار الکترواستاتیکی در هر قطره می‌گردد. به طور معمول قطرات به صورت پشت سر هم باردار نمی‌شوند و بین هر قطره باردار چند قطره بدون بار وجود دارد، این مهم سبب می‌گردد تا دافعه الکترواستاتیکی بین قطرات نزدیک به هم به حداقل برسد.

در نهایت این قطرات بدون بار و باردار شده از یک میدان مغناطیسی دیگری عبور می‌کند و توسط صفحات منحرف کننده (های ولتاژ) جهت چاپ روی مواد گیرنده (زیرلایه) هدایت می‌شوند و الباقی قطرات بدون بار از طریق یک مسیر و لوله انتقال دیگر به مخزن ذخیره جوهر برگردانده می‌شوند. می‌توان بیان کرد که میزان باردار شدن هر قطره سبب میزان انحراف آن و تشکیل یک کارکتر است و فقط قطراتی کمی برای چاپ استفاده می‌شوند و اکثر آن‌ها بازیافت می‌گردند.

فرکانس ریزش بسیار بالا، امکان چاپ با سرعت زیاد را فراهم می‌کند و به دلیل سرعت خروجی 200 متر بر ثانیه قطرات جوهر، سبب می‌گردد تا فاصله چاپ از سر هد تا محصول نسبتا زیاد (15 الی 20 میلیمتر) باشد.

از دیگر مزیت‌های این فناوری عدم گرفتگی نازل است زیرا مسیر جوهر همواره در حالت چرخش است. جوهر به دلیل وجود حلال‌ها و کتون‌های فرار بلافاصله پس از چاپ خشک می‌گردد. در این تکنولوژی یا فناوری، غلظت یا همان ویسکوزیته دائما در حال کنترل است و در صورت نیاز، حلال به مسیر اضافه می‌شود.