همه چیز درباره اینکه جت پرینتر چگونه کار می کند؟

جت پرینتر (Jet Printer) یکی از پیشرفته‌ترین فناوری‌های چاپ صنعتی است که با دقت و سرعت بالا، اطلاعات متنی و گرافیکی را روی سطوح متنوع چاپ می‌کند.

جت پرینترها که به عنوان دستگاه تاریخ زن نیز این روزها شناخته می‌شوند، برخلاف روش‌های تماسی قدیمی، به صورت پاششی عمل می‌کنند؛ یعنی قطرات ریز جوهر در زمان چاپ، از طریق نازل دستگاه از فاصله‌ی چند میلی‌متری یا بیشتر، با دقت بالا به سمت سطح محصول مورد نظر برای چاپ فرستاده می‌شود.

این دستگاه‌ها در خطوط تولید مدرن، از صنایع غذایی تا خودروسازی، نقش کلیدی در تضمین کیفیت و کارایی دارند. اما مکانیزم عملکرد جت پرینتر چگونه است و چه فرآیندهایی آن را به ابزاری ضروری تبدیل کرده‌اند؟

این مقاله با نگاهی عمیق و تخصصی به نحوه کار جت پرینتر، از اجزای اصلی تا فناوری‌های پیشرفته آن، اطلاعات کاملی را برای آشنایی شما با دستگاه جت پرینتر و راهنمایی انتخاب و خرید آن را ارائه می‌کند.

جت پرینتر چگونه کار چاپ را انجام می‌دهد؟

روش کار جت پرینترها به صورتی است که درون دستگاه، یک کارتریج یا مخزن حاوی جوهر مخصوص قرار دارد. این جوهر به کمک فشار، حرارت، یا میدان مغناطیسی (بسته به نوع تکنولوژی دستگاه) به شکل قطرات میکروسکوپی از نازل خارج می‌شود. اما نازل فقط قطره‌ها را نمی‌پاشد؛ این فرآیند توسط یک واحد کنترل الکترونیکی، برنامه ‌ریزی می‌شود تا دقیقا در مکان و زمان مناسب، قطره‌ جوهر را به هدف برساند تا اطلاعاتی که از طریق نرم‌افزار وارد شده‌اند، به دستورهای قابل اجرا تبدیل ‌شوند و چاپ آغاز ‌شود.

جت پرینترها با توجه به نوع استفاده و شرایط کاری به سه دسته‌ی اصلی جت پرینتر دستی، جت پرینتر ثابت، جت پرینتر لیزری تقسیم می‌شوند. اما جت پرینترهای موجود در بازار، بر اساس فناوری چاپ عمدتاً از سه سازوکار اصلی برای چاپ روی سطوح استفاده می‌کنند که در ادامه روش هر یک را توضیح می‌دهیم:

پاشش پیوسته جوهر (Continuous Inkjet یا CIJ)

روش کارکرد در سیستم‌های CIJ، به این گونه است که جریان مداوم جوهر تحت فشار به داخل هد وارد می‌شود و به صورت قطرات بسیار ریز شکسته می‌شود. یعنی؛ هر قطره با یک بار الکتریکی کنترل‌شده شارژ می‌شود و از بین صفحات دارای ولتاژ عبور می‌کند. بسته به اینکه چاپ لازم است یا نه، قطره یا به سمت سطح محصول هدایت می‌شود یا به مخزن بازیافت برمی‌گردد. این تکنولوژی برای چاپ در سرعت‌های بالا و روی سطوح مختلف بسیار مؤثر است. به همین دلیل در صنایع غذایی، دارویی و خودروسازی برای چاپ اطلاعاتی مثل تاریخ تولید، انقضا یا کد رهگیری بسیار رایج است.

پاشش قطره به هنگام نیاز (Drop-on-Demand یا DOD)

در سیستم DOD، برخلاف CIJ، جوهر تنها وقتی نیاز به چاپ وجود دارد از هد خارج می‌شود. در این مدل، یک مقاومت حرارتی داخل هد جوهر را لحظه‌ای گرم می‌کند. این گرما باعث ایجاد حباب درون جوهر می‌شود و در نهایت یک قطره جوهر به بیرون پرتاب می‌شود. دقت بالا، کیفیت چاپ خوب و ساختار ساده، باعث شده این فناوری گزینه‌ای مناسب برای چاپ بارکد، لوگو و اطلاعات حساس باشد. البته سرعت آن نسبت به مدل‌های CIJ کمتر است، اما در عوض مصرف جوهر و نیاز به نگهداری در آن پایین‌تر است. در برخی مدل‌های حرفه‌ای‌تر نیز از فناوری پیزوالکتریک استفاده می‌شود که در آن با استفاده از کریستال‌های ارتعاشی، جوهر بدون حرارت از نازل خارج می‌شود.

حکاکی لیزری بدون جوهر (Laser Marking – LM)

در این نوع فناوری چاپ، از پرتوهای لیزر برای ایجاد علامت روی سطح استفاده می‌شود. به‌جای جوهر، انرژی لیزر مستقیماً سطح را تحت تأثیر قرار می‌دهد؛ گاهی آن را می‌سوزاند، گاهی تغییر رنگ ایجاد می‌کند. این روش بیشتر برای حکاکی روی سطوح سخت مثل فلز، پلاستیک یا حتی شیشه به کار می‌رود. از آن‌جایی که چاپ لیزری بدون تماس و بدون مصرف مواد مصرفی مانند جوهر است، چاپی دائمی و مقاوم در برابر سایش ارائه می‌دهد. دقت بسیار بالای آن در حد میکرون است، اما نسبت به فناوری‌های دیگر مثل CIJ، سرعت پایین‌تری دارد و ممکن است برای تولید انبوه مناسب نباشد.

مراحل و فرایند چاپ در جت پرینتر

فرآیند چاپ تشکیل شده از مراحل به هم پیوسته ای است که جوهرا را به سطح مورد نظر میرساند تا فرایند چاپ به صورت کامل انجام شود که در ادامه این مراحل را شرح دادیم.

آماده سازی جوهر

جوهر در مخزن با ویسکوزیته و فشار مشخص نگهداری می‌شود. سیستم‌های فیلتراسیون، ذرات ناخالص را حذف کرده و کیفیت جوهر را حفظ می‌کنند. در فناوری CIJ، پمپ فشار ثابتی ایجاد می‌کند تا جریان مداوم جوهر به نازل برسد، در حالی که در DOD، جوهر تا زمان فعال‌سازی نازل ثابت می‌ماند. انتخاب جوهر مناسب (مانند جوهرهای سریع‌خشک یا مقاوم در برابر رطوبت) برای سازگاری با سطح چاپ حیاتی است.

پاشش جوهر از نازل

در CIJ، جوهر تحت فشار از نازل خارج شده و با ارتعاش کریستال پیزوالکتریک به قطرات ریز (در حد میکرومتر) تقسیم می‌شود. این ارتعاش فرکانس بالایی (تا 100 کیلوهرتز) دارد و قطرات یکنواخت تولید می‌کند. در DOD، نازل تنها با دریافت سیگنال الکتریکی (از کریستال پیزوالکتریک یا عنصر حرارتی) فعال شده و قطرات را پاشش می‌کند. نازل‌ها با قطر بسیار کوچک (معمولاً 50-70 میکرون) دقت بالایی را تضمین می‌کنند.

هدایت قطرات

در فناوری CIJ، قطرات جوهر هنگام خروج از نازل شارژ الکتریکی دریافت می‌کنند. صفحات انحراف (Deflection Plates) با ایجاد میدان الکتریکی، این قطرات را به سمت موقعیت دقیق روی سطح هدایت می‌کنند. قطرات استفاده‌نشده به مخزن بازمی‌گردند. در DOD، هدایت قطرات مستقیم‌تر است و نازل‌ها با دقت مکانیکی یا حرارتی قطرات را به محل موردنظر پرتاب می‌کنند. در جت پرینترهای لیزری، پرتو لیزر با استفاده از آینه‌های گالوانومتری به سطح هدایت می‌شود.

تماس با سطح و خشک شدن چاپ

پس از رسیدن قطرات به سطح، جوهر به‌سرعت خشک شده یا به سطح می‌چسبد. در CIJ و DOD، نوع جوهر مانند جوهرهای مبتنی بر الکل یا UV و شرایط محیطی (دما و رطوبت) بر سرعت خشک شدن تأثیر می‌گذارند. در جت پرینترهای لیزری، پرتو لیزر با تغییر فیزیکی یا شیمیایی سطح (مانند سوزاندن یا تغییر رنگ) الگو را ایجاد می‌کند، که نیازی به خشک شدن ندارد. این مرحله برای چاپ روی سطوح ناهموار یا متحرک با سرعت بالا بهینه شده است.

فاکتورهای مؤثر بر عملکرد جت پرینتر

عملکرد جت پرینتر به عوامل متعددی بستگی دارد که بر کیفیت، سرعت، و پایداری چاپ تأثیر می‌گذارند. درک این فاکتورها به تولیدکنندگان کمک می‌کند تا دستگاه را برای نیازهای خاص خط تولید بهینه کنند.

سرعت و وضوح چاپ

سرعت چاپ جت پرینتر به فرکانس پاشش نازل و سرعت خط تولید بستگی دارد. فناوری CIJ می‌تواند تا 2000 کاراکتر در ثانیه چاپ کند، در حالی که DOD برای چاپ‌های با وضوح بالا (تا 600 dpi) مناسب‌تر است. قطر نازل و نوع جوهر نیز وضوح را تعیین می‌کنند؛ نازل‌های کوچک‌تر و جوهرهای با ویسکوزیته پایین چاپ دقیق‌تری ارائه می‌دهند.

سازگاری با سطوح

جت پرینترها باید با سطوح مختلف (پلاستیک، فلز، شیشه، یا کاغذ) سازگار باشند. تنظیمات دستگاه، مانند فشار جوهر و فاصله نازل از سطح، برای سطوح صاف یا منحنی متفاوت است. جوهرهای تخصصی (مانند جوهرهای مقاوم در برابر روغن) برای سطوح غیرجاذب ضروری‌اند.

نگهداری و پایداری

کیفیت جوهر و تمیزکاری منظم نازل‌ها برای جلوگیری از انسداد حیاتی است. سیستم‌های خودکار تمیزکننده در مدل‌های پیشرفته، پایداری را افزایش می‌دهند. همچنین، کالیبراسیون دوره‌ای دستگاه برای حفظ دقت چاپ لازم است.

نرم‌افزار و کنترل

نرم‌افزارهای پیشرفته امکان تنظیم الگوهای چاپ، مانند بارکد یا متن متغیر، را فراهم می‌کنند. ادغام با سیستم‌های خط تولید (مانند PLC) و حسگرها، هماهنگی چاپ با سرعت محصول را تضمین می‌کند. برخی جت پرینترها با قابلیت اتصال به اینترنت اشیا (IoT) کنترل از راه دور و تشخیص خطا را ارائه می‌دهند.

چالش های فنی در مورد چت پرینتر

همچنان با وجود دقت و کارایی بالا در جت پرینترها، چالش های خاصی نیز در رابطه با این دستگاه ها وجود دارد که میتواند در عملکرد آن اختلال ایجاد کند. شما با شناخت این موارد میتوانید بهره وری دستگاه را حفظ نمایید که در ادامه به آن میپردازیم.

انسداد نازل یا کارتریج جت پرینتر

رایج ترین مشکل در جت پرینتر ها انسداد نازل یا کارتریج است که در صورتی که زمان طولانی از آن استفاده نکنید دچار این مشکل میشوید. این مورد بیشتر در cij و کارتریج ها اتفاق افتاده و راهکار آن استفاده از سیستم های تمیز کننده خودکار یا تمیز کردن دستی و گزاشتن درپوش کارتریج است.

چاپ بی کیفیت و مشکلات ظاهری

ناهماهنگی بین سرعت خط تولید یا سرعت دست شما زمانی که اقدام به چاپ میکنید و پاشش جوهر میتواند باعث ایجاد اعوجاج در الگوها مانند متن ها، تاریخ ها و حتی بارکد های ناخوانا شود که قطعا آنها را مشاهده کرده اید. راه حل این مشکل استفاده از سنسورهای مخصوص و تنظیم سرعت دستگاه و خط تولید است. همچنین چاپ روی سطوح غیرجاذب مانند فلز یا پلاستیک‌های خاص ممکن است به دلیل عدم چسبندگی جوهر، کیفیت پایینی داشته باشد. این مشکل در محیط‌های با رطوبت یا دمای بالا تشدید می‌شود.