شبكة منجم

الطابعات قاذفة الحبر Inkjet printers

أول شركة صنعت هذا النوع الجديد من الطابعات هى شركة Hewlett-Packard عام 1984 واطلقت عليها اسم Ink jet printers وتبعتها شركة Canon عام 1986 واطلقت على هذا النوع من الطابعات اسم Bubble jet printers وكلاهما له نفس فكرة العمل. هذه الطابعات اخذت مكانه اوسع من الطابعات الابرية سابقة الذكر عند الكثير من المستخدمين للكمبيوتر خاصة بعد انخفاض سعرها فى هذه الايام.

تعتمد طابعة الـ inkjet على قذف قطرات متناهية في الصغر من الحبر على الورق لرسم الصورة أو طباعة النصوص ومن خصائص هذه الطابعات هي:

• يصل حجم القطرات من الحبر إلى 50 مايكرون وهذا ادق من قطر شعرة.

• يتم توجية القطرات إلى الورق بدقة متناهية مما يعطي وضوح يصل إلى دقة 1440x720 نقطة في الإنش. وهذا مايعرف الـ resolution والتي تقدر بوحدة dpi أي dots per inch.

• يمكن الحصول على طباعة ملونة معن طريق التحكم بنسبة خلط الألوان الأساسية لكل قطرة قبل وصولها إلى الورقة.

فكرة عمل الطابعة قاذفة الحبر

تعتمد فكرة عمل هذا النوع من طابعات الكمبيوتر على تسخين جزء من مستودع الحبرإلى درجة حرارة تصل إلى 300 درجة مئوية. وهذا سوف يحدث فقاعات بخار داخل مستودع الحبر مما تدفع قطرات الحبر إلى الخارج من فتحة خاصة تدعى Jet يصل عدد هذه الفتحات إلى 400 فتحة دقيقة يخرج منها الحبر قطرات الحبر في نفس اللحظة. بمجرد ملامسة قطرات الحبر الورقة تجف مباشرة. هذه العملية تتكرر عدة الاف مرة فى الثانية الواحدة.

وهنا نلاحظ أنه لايوجد أجزاء متحركة فى الرأس -ما عدا الحبر بالطبع- مما يجعل الطابعة اكثر هدوءاً وتصل دقة هذا النوع من الطابعات إلى 300dpi أى تضاهى طابعات الليزر. وهذا سبب تسمية الطابعة من هذا النوع بطابعة نصف ليزر.

ماذا يحدث عندما نضغط على امر الطباعة في الكمبيوتر؟

1. عند الضغط على امر الطباعة في الكمبيوتر تحدث الخطوت التالية:

2. يقوم برنامج الطابعة بارسال البيانات إلى معالج الطابعة الـ Driver.

3. يقوم الـ Driver بمعالجة البيانات وترجمتها إلى اللغة التي تفهمها الطابعة ويتأكد البرنامج من ان الطابعة المتصلة بالكمبيوتر وانها تعمل.

4. ترسل البيانات عبر السلك المتصل بين الكمبيوتر والطابعة.

5. تخزن البيانات في ذاكرة الطابعة RAM.

6. يقوم البرنامج بتشغيل موتور رأس الطابعة ويحركه عبر محور الطابعة للتأكد من أنه يعمل ويتم مسح الرأس في هذه الحركة.

7. كذلك يتم تشغيل موتور تحريك الورقة وتجهيز الورقة في المكان المخصص للبدأ في الطباعة.

8. تبدأ الطابعة في العمل بتحريك كلا من الورقة ورأس الطابعة ليقوم برسم البيانات حسب تدفقها من الكمبيوتر إلى ذاكرة الطابعة ويتولى البرنامج بالتحكم بالحبر والالوان وتحريك الورقة كلما انتهى الرأس من مسح السطر وتتكرر العملية إلى ان يتم رسم كافة البيانات المرسلة من الكمبيوتر.

تكاليف الاستخدام لهذا النوع من الطابعات يعتبر الأنسب بالمقارنة بطابعة الليزر وتعتبر تكاليف الطباعة ارخص بكثير إذا ما قورنت بطابعة الليزر الملونة وفي أغلب الاحيان تباع الطابعة بأرخص من تكلفتها وهنا تعتمد الشركات المصنعة في ربحها من بيع الحبر المخصص لكل طابعة. الذي يعتبر سعره مكلفاً لأن تغير الحبر يعنى تغير الرأس.

طابعة الليزر Laser printer

ان طابعة الـ Inkjet تعمل من خلال دفع قطرات الحبر إلى الورق ليتم نقل البيانات والمعلومات من الكمبيوتر إلى الطابعة ولكن كيف تعمل طابعة الليزر التي تستخدم شعاع الليزر؟؟

اخترعت شركة Xerox تكنولوجيا طابعات الليزر فى اوائل السبعينات وفى عام 1977 تم تسويق طابعات ليزر تصل سرعة طباعتها إلى 120 صفحة فى الدقيقة ومنذ 1984 سعت شركة Hewlett-Packard إلى تطوير عدة انواع من طابعات الليزر لتناسب جميع الاعمال واصبحت طابعات الليزر التى تحمل ماركة Hewlett-Packard تحتل 70% من سوق طابعات الليزر.

تختلف طابعات الليزر عن غيرها فى انها تطبع الصفحة كاملة وليس سطر سطر كما فى النوعين سابقى الذكر ولهذا السبب تحتاج طابعة الليزر إلى ذاكرة داخلية 1Mbyte على الأقل. وسعة الذاكرة تلعب دورا في سعر الطابعة.

بعض طابعات الليزر تكون مزودة بـ Post script وسعرها مرتفع عن اخرى لا تحتوى على هذه القطعة، لأنها تزيد من كفاءة الطابعة حيث يقوم الكمبيوتر بإرسال ما تحتويه الصفحة المراد طباعتها من تصاميم ورسومات وغيره فى صورة وصف دقيق إلى الـ Post script الذى بدوره يقوم بباقى العمل تاركا لك الكمبيوتر لتكمل عملك بينما الطابعات التى لا تحتوى Post script فإن البرنامج المستخدم سوف يقوم بعمل كل شئ ليرسل تفاصيل الصفحة مما يستغرق الكمبيوتر وقتا طويلاً لينهى عمله.

فكرة عمل طابعة الليزر

تعتمد فكرة عمل طابعة الليزر على الشحنة الكهروستاتيكية، مثلها مثل فكرة عمل ماكنة تصوير المستندات. والشحنة الكهروستاتيكية هي الي يكتسبها الجسم المعزول مثل الشحنة التي يكتسبها المشط عند تمشيط الشعر أو البالون عند حكة بالصوف ومن المعروف أن الشحن السالبة تجذب الشحنة الموجبة.

وتعمل طابعة الليزر من خلال مادة حساسة للضوء تسمي photoconductive هذه المادة تفقد شحنتها اذا سقط ضوء عليها. ففي البداية يتم شحن الدرم drum بشحنة موجبة بواسطة سلك يمر به تيار يسمى بـ charge corona wire وبدوران الدرم تقوم الطابعة بتسليط شعاع الليزر المنعكس من المرأة بمسح الاسطوانة اثناء حركتها على شكل سطور افقية حيث يحتوى كل سطر على مجموعة من النقط، يتحكم بعملية المسح هذه معالج خاص microprocessor موجود داخل الطابعة فيقوم بتشغيل الليزر عند المناطق البيضاء ويطفئه عند المناطق السوداء ليتم تفريغ الشحنة من بعض المواقع بحيث ترسم الحروف والاشكال المرسلة من الكمبيوتر فى صورة مناطق مشحونة كهربيا.

بعد ذلك تقوم الطابعة بتمرير الدرم على حبيبات الحبر والذي يسمى بالتونر toner المشحون بشحنة موجبة نتيجة للشحنة الموجبة لحبيبات الحبر فإنها تلتصق على الدرم في المناطق التي مر عليها الليزر أما المناطق من الدرم المشحونة بشحنة موجبة فلن يلتصق بها التونر لأن الشحنات المتشابه تتنافر. وباستمرار دوران الدرم ينتقل الحبر الملتصق به إلى الورق المراد الطباعة عليه حيث تقوم الطابعة باكساب الورقة شحنة سالبة من خلال سلك يمر به تيار corona wire. وهذا يساعد الورقة على جذب حبيبات التونر المشحون بشحنة موجبة لينتقل من الدرم إلى الورقة.

ولمنع الورقة من الانجذاب إلى الدرم فإن الطابعة بمجرد انتقال حبيبات التونر إلى الورقة يتم تفريغ شحنة الدرم من خلال لمبة ضوئية لتجهيز الدرم للدورة الثانية. كل ذلك يعمل خلال دوران الدرم وحركة الورقة بفس السرعة والتوقيت. وفي المرحلة الاخيرة تمرر الورقة قبل خروجها من الطابعة على فرن حراري على شكل اسطوانتين دائريتين لتثبيت التونر على الورقة. وهذا يفسر سخونة الورقة بعد خروجها من الطابعة مباشرة.

خصائص طابعة الليزر

كثير من الاحيان يفضل استخدام طابعة الليزر عن الطابعات الأخرى مثل Inkjet وذبك للأسباب والخصائص التالية:

• تعتبر طابعات الليزر الأسرع لأن شعاع الليزر يتحرك بسرعة كبيرة لرسم بيانات الصفحة على الدرم.

• تعتبر تكلفة تشغيلها طابعة الليزر اقل من تكلفة طابعات قاذفة الحبر لأن الحبر المستخدم ارخص ويخدم لفترة أطول ولهذا تستخدم طابعات الليزر في المؤسسات والمكاتب حين الحاجة إلى طباعة مستندات طويلة.

• قدرة طابعة الليزر على العمل على نظام الشبكات بحيث يمكن لأكثر من مستخدم الطباعة باستخدام طابعة ليزر مركزية جعلها اكثر انتشارا.

• تصل دقة الطباعة بواسطة طابعة الليزر إلى درجة تضاهي صور الكاميرا وهذا يعود إلى حزمة الليزر المركزة.

• انخفاض ثمن طابعة الليزر جعل العديد من المستخدمين على الصعيد الشخصي استخدامها بدلاً من الطابعة قاذفة الحبر.

• يمكن دمج طابعة الليزر وماكنة تصوير المستندات والماسح الضوئي وجهاز الفاكس في جهاز واحد لتوفير مساحة في المكتب وكذلك تقليل عدد الاسلاك المتصلة بين تللك الاجهزة والكمبيوتر.

طابعة الليزر الملونة Color Laser printer

يتواجد حالياً في الاسواق طابعات ليزر ملونة فكرة عملها شبيهة بفكرة عمل طابعة الليزر العادية سوى ان الورقة تمر بالمراحل سابقة الذكر اربعة مرات مرة للون الاسود وثلاث مرات للألوان الاساسية الثلاث الأحمر والأزرق والأصفر حيث يقوم برنامج الطابعة بفرز الالوان للصفحة المطلوب طباعتها من الكمبيوتر ويطبع كل لون على حدى في مرحلة منفصلة وفي النهاية نحصل على الورقة مطبوعة بنفس اللألون التي تظهر على شاشة الكمبيوتر.

توضح الصورة شكل الدرم المستخدم في طابعات الليزر العادية (اليمين) والملونة (اليسار)

مثلا ينتج عن ذلك شحنة كهربائية على كل منهما ، ودليل ذلك يتجلى بوضوح عندما نرى قدرة قطعة البلاستيك على جذب قصاصات الورق الصغيره..
لكن يا ترى.. كيف تم استغلال الكهرباء الساكنة أو السكونية في عملية الطباعة في الطابعات الليزرية؟
حتى نستطيع الاجابة عن مثل هذا التساؤل. لابد لنا من معرفة الأجزاء المكونة للطابعة الليزرية ، والتي سأقوم بسردها تباعا مع شرح مبسط جدا لدور كل جزء من هذه الأجزاء أثناء مراحل عملية الطباعة.

1-بغض النظر عن نوع المنفذ كان متوازيا أو كان من النوع USB  ففي كلا الحالتين مهمته هي إيصال البيانات من الحاسب إلى لوحة معالجة البيانات في الطابعة.
2-لوحة معالجة البيانات ، هذه اللوحة عباره عن دائرة إلكترونية لديها القدرة على ترجمة الاشارات الكهربائية القادمة من الحاسب إلى أحرف ورموز ونصوص يمكن فهمها.
و حتى تتمكن هذه اللوحة من إتمام عملها على أكمل وجه لابد من وجود آلية تفاهم بينها وبين الحاسب.. هنا يكون الدور لملفات التعريف الخاصة بتلك الطابعة ، فكلنا يعلم أن الطابعة لا يمكن أن تعمل بالشكل المطلوب منها دون أن يتم تنصيب مجموعة من الملفات الخاصة بتشغيل برنامجها على نظام التشغيل في الحاسب، عندها، وعندها فقط يمكن أن تتم عملية التفاهم سابقة الذكر بشكلها الصحيح.
3- في هذه المرحلة يبدأ دور ما يسمى بالـ Corona Wire  وهو عباره عن سلك رفيع يتموضع بمحاذاة الاسطوانة الحساسة للضوء ومهمته الأساسية تكمن في إطلاق الضوء الشديد ( نتيجة توهجه تماما مثل سلك الضوء الكهربائي ) هذا الضوء الشديد الموجه نحو الاسطوانة الحساسة ينتج عنه شحن الاسطوانة بشحنة سالبة ثابتة القيمة ، هذه الشحنة ما هي إلا كهرباء سكونية.
وبطبيعة الحال فإن لوحة معالجة البيانات هي التي تعطي الايعاز لهذا الشاحن ببدأ عمله وذلك بمجرد استلامها للبيانات من الحاسب.
4-بعد أن تتم اللوحة عملية معالجة البيانات، ترسل لمولد شعاع الليزر أوامرها ببدأ عملية إطلاق الليزر بناء على ترجمتها للبيانات.
هنا مهم جدا أن لا ننسى أن الاسطوانة قد تم شحنها بالفعل بشحنة سالبة ، ولكن ما الجديد الذي سيضيفه مولد شعاع الليزر؟
حسنا العملية بشكل بسيط تعتمد على حساسية سطح الاسطوانة الحساسة للضوء، فهذا السطح الحساس يعتمد في نوع الشحنة التي سيكونها على نوعية الضوء التي تسلط عليه.
فأثناء دوران الاسطوانة الحساسة ، وعندما تصل المنطقة التي تم شحنها بالشحنة السالبة من الـ Corona Wire يبدأ شعاع الليزر بضرب بعض تلك المناطق ( المنطقة التي يضربها من سطح الاسطوانة تتلاشى شحنتها ) ، ولا ننسى هنا أن الليزر يضرب مناطق معينة بناءا على ترجمة البيانات، وبالتالي يشكل ذلك رسما للمادة المطبوعة على شكل مناطق غير مشحونة تمثل نسخة عن البيانات
حتى يصبح الأمر أكثر بساطة لنتابع هذا المخطط ...



ولو أردنا توضيح الأمر أكثر أنظروا هذا الرسم البسيط والذي يعبر عن تشكل حرف الباء باللغة العربية على سطح الاسطوانة الحساسة للضوء نتيجة ضرب شعاع الليزر له..
5-الآن وبعد أن تشكلت صورة عن المادة المرسلة من الحاسب، هذه الصورة الإلكترونية الكهربائية السكونية، لابد من آلية لتحويل هذه الصورة لحبر بطريقة ما!! ولفهم كيفية حدوث ذلك وآليته دعونا نتابع الخطوة السادسة.
6-قلنا سابقا أن الاسطوانة أصبحت تحمل على سطحها نسخة عن مادة الطباعة، ولكن هذه النسخة عباره عن شحنات كهربائية، وما نحن بحاجة لتذكره هنا، هو أن الأسطح التي تعبر عن الخطوط السوداء المراد طباعتها على الورق هي المناطق التي ضربها شعاع الليزر فأصبحت لا تحمل أية شحنة أما تلك المناطق التي لم يضربها شعاع الليزر والتي ستمثل في النهاية الأسطح البيضاء على الورقة بعد تمام عملية الطباعة، تذكروا أنها لا زالت تحمل الشحنات السالبة.
إذن.. نستنج من ذلك أن الحبر لابد أن ينتقل إلى المناطق المعدومة الشحنة على سطح الاسطوانة الحساسة ثم بعد ذلك إلى الورقة، ولكن.. كيف يحدث هذا الأمر؟؟
حسنا... لنرجع مره أخرى للكهرباء السكونية.. طبعا كلنا نعلم أنه في حال اقترب جسمين متشابهين في الشحنة ، سالبين مثلا فإنهما يتنافران ، هذا صحيح. ولكن ماذا لو كان أحد الجسمين يحمل الشحنة السالبة والجسم الآخر متعادل الشحنة؟
نقول أن الجسم متعادل الشحنة سيعاد ترتيب شحناته بحيث تنجذب الشحنات الموجبة فيه ( الجسم المتعادل يحمل من الشحنات الموجبة نفس قيمة ما يحمل من الشحنات السالبة، وليس أنه لا يحمل شحنات على الإطلاق.) تنجذب إذن شحناته الموجبة نحو الجسم الآخر ذو الشحنة السالبة ، الأمر الذي ينتج عنه في النهاية تجاذب الجسمين. ( سامحوني مدرس فيزياء سابقا )
والحقيقة أن هذا تماما ما يحدث هنا.. فالحبر في الطابعات الليزرية ليس حبرا عاديا، هذا الحبر الذي يتكون من مادة صبغية أو كربونية محاطة بدقائق من البلاستيك يكون مشحونا بشحنة موجبة. وهذا يوضح السبب في إنجذاب دقائق الحبر نحو الأماكن التي فقدت شحنتها على سطح الاسطوانه الحساسة...
وبالطبع فإن كمية الحبر التي انتقلت جعلت هذه المساحة ذات شحنة سالبة مما يمنع انتقال المزيد من الحبر باتجاه سطح الاسطوانة الحساسة. وكل ما نحتاجه الآن هو نقل الحبر من الاسطوانة إلى الورقة.
7-في هذه الخطوه سنتحدث عن كيفية انتقال الحبر من الاسطوانة إلى الورقة... أظن المسألة الآن قد أصبحت واضحة ، شاحن خاص بشحن الورقة ولكن هذه المره يقوم بشحنها بشحنة موجبة وهذا أمر بديهي لأن الحبر الملتصق بالاسطوانة بقوة جذب الكهرباء السكونية ما زال يحتفظ ببقية الشحنة السالبة لديه، الأمر الذي يجعله ينتقل نحو الورقة المشحونة بشحنة مخالفه ( موجبة ) بمجرد إقترابها من الاسطوانة الحساسة للضوء.

8-حسنا لقد إنتقل الحبر فعلا بدافع الجذب نتيجة إختلاف شحنة الورقة عن شحنة دقائق الحبر ، فهل مجرد انتقال الحبر يكفي لتمام عملية الطباعة؟ بالطبع لا .. فلا يجب أن ننسى أن ما يحافظ على بقاء جزيئات الحبر على سطح الورقة الآن هو عامل الجذب الكهروسكوني، وحتى تكتمل عملية الطباعة بنجاح نحن بحاجة لعملية تثبيت لهذا الحبر.
9-قلنا سابقا أن الحبر الخاص بالطابعات الليزرية ليس حبرا عاديا، ولكنه من نوع خاص في تركيبته وخواصة فبالإضافة لكونه مشحونا بشحنات سالبة فإن دقائق المادة الصبغية محاطة بجزيئات من مادة البلاستيك..
يكفي إذا أن نقوم بعملية تسخين بسيطة تجعل جزيئات البلاستيك تنصهر فتلتصق بالورقة مما يعمل على تثبيت المادة الصبغية معها.
وهنا يأتي دور وحدة الصهر وهي المرحلة الأخيره في عملية الطباعة، هذه العملية مهمة ليس فقط من أجل تثبيت الحبر على الورقة ، بل هي سر من أسرار جودة الطباعة في هذا النوع من الطابعات، فهذا الانصهار يجعل الطباعة ذات جودة على كل أنواع الورق فلا يمكن أن ينساب الحبر عن الورق شديد الصقل ، ولن يؤثر في جودة الطباعة كون الورق شديد الخشونة.
10-لقد تمت عملية الطباعة بنجاح وبجودة عالية ولا شك أن بطل هذه العملية هو شخصية أصبحت معروفة الآن لدى الجميع. ( الكهرباء السكونية )