על הטכנולוגיה מאחורי מדפסות הזרקת דיו אשר מדפיסות במעבר אחד.

לאחר פניות חוזרות ונשנות להסברים על מדפסת הזרקת דיו במעבר אחד, אפרט להלן אודות הטכנולוגיה שמאחורי מדפסות אלו באמצעות הצגת טכנולוגית HP PageWide.

טכנולוגית PageWide הוצגה לפני כשלוש שנים, לאור החלטה אסטרטגית של HP לפתח את פלח השוק העסקי של מדפסות הזרקת דיו וליצור תחרות עבור מדפסות לייזר צבע שמחירן הלך וירד וגרר את היעלמותן של מדפסות הזרקת דיו מן הסביבה המשרדית.
ההחלטה האסטרטגית לפתח את טכנולוגית הזרקת הדיו הובילה להבנה כי על מנת לעשות כן, יש להמציא מחדש את טכנולוגית הזרקת הדיו הקיימת ולהסיר את הרעות החולות אשר אפיינו את זו. אז על מנת לחדש את האטרקטיביות של מדפסות הזרקת דיו, פיתחה HP את טכנולוגית PageWide שהתיימרה לפתור את הרעה החולה של מהירות הדפסה איטית אשר אפיינה את מדפסות הזרקת הדיו הסטנדרטיות וכן את סתימת ראשי ההדפסה שאפיינה את אלו.
ראשית, ראוי לציין כי HP אינה חלוצה בתחום זה של הדפסה במעבר אחד של מדפסות הזרקת דיו. קדמה לזו חברת MemJet שהינה מן החלוצות בתחום הפיתוח של מדפסות הזרקת דיו במעבר אחד. הטכנולוגיה של MemJet נשענה על ראש הדפסה אשר ביטל את הצורך בהנעת ראש ההדפסה מצד אל צד ובמקום זאת מוקם לכל רוחבו של ראש הדפסה מערך של חרירים אשר משתרע לרוחבה של המדיה המשמשת להדפסה.
למרות ההשקעה הרבה של MemJet לא זכו מדפסות מתוצרתה לעדנה רבה, זאת משום שאופיינו באיכות הדפסה נמוכה והן כתוצאה מכך שאלו לא הציגו שום אטרקטיביות ביחס למחירן של מדפסות לייזר, הן לעניין עלות רכישה והן לעניין עלויות הדפסה. לכן, כאשר HP הציגה את טכנולוגית PageWide במחיר שמהווה תחרות למדפסות לייזר, היווה הדבר חידוש. אציין כי MemJet תבעה את HP בגין הפרת פטנטים שלטענתה הופרו על ידי HP, אולם לא כען המקום לדון בכך פרט לאזכור זה.

ואכן, מדפסות PageWide אשר הוכרזו לראשונה, הציגו מהירויות הדפסה חסרות תקדים באמצעות שילוב של טכנולוגיות מסחריות מובילות אשר הותאמו עבור שימוש משרדי. מדפסות הזרקת דיו אשר פועלות בטכנולוגית PageWide, מצוידות בראש הדפסה נייח אשר משתרע לרוחבה של מדית ההדפסה. מבנה זה של ראש ההדפסה, מורכב ממערך של חרירים עבור ארבעת הצבעים המשמשים להדפסה. מערך זה כולל 42,240 נחירים אשר מסודרים בארבע שורות, כל שורה עבור צבע, על פי הסדר: שחור, אדום, כחול, צהוב. כפי שמוצג בתמונה שלהלן :

כפי שניתן לראות בתמונה שלעיל, נחירי ההדפסה קבועים במערך נייח, המאפשר אספקה של ארבעה צבעים בו זמנית שתוצאתו הדפסה בצבע אשר מבוצעת במעבר אחד ובמהירות חסרת תקדים של עד שבעים דפים לדקה. מערך זה, כולל מנגנון חישה לזיהוי שגיאות ומערכת שרות אוטומטית אשר אמורה למנוע את סתימת חרירי ההדפסה.

לטענת HP, טכנולוגית PageWide אשר מציגה צפיפות של 1,200 נחירים לכל אינצ' רבוע מאפשרת להשיג הדפסה באיכות גבוהה ועקבית, אשר עולה על איכות ההדפסה של מדפסת לייזר, וגם עמידות בפני מריחה ודהייה. מה שלא קורה בפועל.
להלן, תמונה המציגה את צפיפותם של נחירי ההדפסה הקבועים על גבי ראש ההדפסה הנייח :

הייצור של ראשי ההדפסה בטכנולוגית PageWide, מצריך יישום של תהליכי דיוק בקנה מידה גדול אשר פותחו במקור עבור מזעור של מעגלים משולבים.
טכנולוגיה זו, אפשרה את פיתוחו של  ראש ההדפסה שבו 42,240 חרירים, כאשר גודלו של כל תא וחריר, הנו דק יותר מן העובי של שערת אדם. מעברי הדיו, התאים, והחרירים אשר בראש ההדפסה, הינם בעלי דיוק תת מיקרוני ואלו מסוגלים לספק טיפות דיו בעלות נפח אחיד אשר מושפרצות במהירות אחידה ובמסלול מדויק.

מבנה ראש הדפסה בטכנולוגית PageWide

להלן תמונה המציגה את מבנהו של מנגנון הדפסה בטכנולוגית PageWide

1. ראש הדפסה, על זה קבועים ארבעה מסלולים של חרירים. מסלול חרירים נפרד עבור כל צבע.
2. מעגל מודפס, הנו לוח הבקרה של מכלול ראש ההדפסה. זה אמון על חישה ועל וויסותה של מערכת הלחץ והסינון של נוזל הדיו. כמו גם, על מערך נחירי ההדפסה ומערכת התאים האחראית ליצירת אגלי הדיו.
3. ארבע מחסניות דיו, אלו משמשות לאחסון של תרכובת נוזל דיו בצבעים: אדום, כחול, צהוב, שחור. מיקומן של מחסניות הדיו בקרבת ראש ההדפסה, מאפשר הזנה ישירה של נוזל דיו טרי אל התאים ומבטל את הצורך במערכת צינורות יניקה.

סרגל ראש הדפסה HP PageWide, לרוחבו קבועים עשרה ראשי הדפסה במבנה ישר :

לעיל, מוצג מערך ההדפסה הכולל עשר ראשי הדפסה אשר קבועים על משטח נוקשה, במבנה ישר המשתרע לרוחבו. כל אחד מעשרת ראשי ההדפסה הנו בעל ארבעה מערכי חרירים, המשמשים עבור כל אחד מצבעי ההדפסה. מערך זה, הנו מנגנון ההדפסה של מדפסות HP PageWide

תמונת תקריב של אחד מעשרת ראשי ההדפסה

כל אחד מעשרת ראשי ההדפסה כולל ארבעה מסלולים בני 1,056 חרירים, כל אחד, ובסה"כ 4,224 נחירים בכל ראש הדפסה, וסך של 42,240 חרירים בכל עשרת ראשי ההדפסה שקבועים על גבי המערך.

חלק ניכר מן ההשקעה בפיתוח של טכנולוגית PageWide, הוקצה עבור היכולת לשלוט ולנהל את מערך חרירי ההדפסה. יכולת זו דורשת בקרת ביצועים אוטומטית של כל אחד ואחד מן החרירים, זאת כדי לסייע ולשמור על איכות הדפסה גבוהה. תהליך הבקרה מבוצע בתדירות גבוהה על מנת לאתר חרירים שלא מתפקדים כראוי. לצד זו, ישנה מערכת שירות אשר פועלת לתיקונם של חרירים פגומים ובמקרים של חרירים אשר יצאו מכלל שימוש, מערכת הבקרה פוקדת על חרירים אחרים לתפוס את מקומם של החרירים הפגומים.

מערכת הבקרה של ראש ההדפסה בטכנולוגית PageWide מושתתת על חיישנים אופטיים אשר אמונים על כיולו של ראש ההדפסה. חיישנים אלו, סורקים את ראש ההדפסה והמדיה המודפסת תדיר.

מערכת חישה נוספת סורקת את תבניות הבדיקה המודפסות, מעת לעת, ומעבירה את נתוני הסריקה אל הבקר האחראי על מערכת ההדפסה, זה משתמש במידע על מנת לפצות על חרירים שאינם מתפקדים. מערכת הפיצוי עבור חרירים שאינם מתפקדים פועלת באמצעות פקודה המועברת אל חרירים אחרים, כדי שאלה יתפסו את מקומם של חרירים שאינם מתפקדים כראוי.

צפיפות מערך החרירים, לרוחב ציר ההדפסה, מהווה חלק במערכת הפיצוי על חסר או חוסר תפקוד של חרירים בודדים, אי לכך בידודום של מספר חרירים אשר אינם מתפקדים כראוי לא ישפיע על איכות ההדפסה הנראית לעין. מערכת פיצוי זו נותנת מענה בהתפשטות של נוזל הדיו אל תוך נקודות חסרות ומונעת מקרים של הדפסה חסרה.
מערך הבקרה של מערכת ההדפסה, נשלט באמצעות טכנולוגיה מדהימה, לא פחות, אשר פותחה במיוחד עבור ראש ההדפסה PageWide. טכנולוגיה זו מפעילה חיישני סריקה אשר מודדים את אגלי הדיו במעופם לרוחב הדף. כמה מן האתגרים הבולטים שעמדו בפני מפתחי הטכנולוגיה כוללים :
יכולת לסרוק טיפות דיו, שגודלן פחות מ-25 מיקרון, אשר עפות במהירות של 10 מטרים בשניה.
יכולת לסרוק ארבעה מערכי צבע, בו זמנית והקושי הניצב מעצם היותם של המערכים ממוקמים במרחק שונה מן החיישן, וכן פיתוח של חיישן אשר יהיה חסין בפני סטיית אור מוחזר ורעשים חשמליים.

לשם כך, פיתחה HP את טכנולוגית Drop, אשר משלבת עיבוד אותות אנלוגיים ודיגיטליים באמצעות אלגוריתם מתקדם, טכנולוגיה זו מאפשרת לבחון את תפקודם של מאות חרירים בשניה.

מערך השירות והתחזוקה של ראש הדפסה בטנולוגית PageWide, כולל פרוצדורת תחזוקה שוטפת, אשר נועדה לשמור על חרירי ההדפסה ולשחזר את אלו שאינם מתפקדים כראוי.
מדפסות בטכנולוגית PageWide, כוללות תחנת שירות מובנית, זו אמונה על ארבעה תפקודים: 1. כיסוי ראש ההדפסה, בעת שזה אינו בשימוש, על מנת למנוע התייבשות של הדיו או חדירה של אבק, כמו גם לספק סביבת אחסון לחה.
2. רענון חרירי ההדפסה.
3. ניגוב החרירים.
4. יניקת שאריות דיו, המשמש עבור שירות.
פעולת השרות והתחזוקה של ראש ההדפסה מתבצעת באופן אוטומטי, אם כי המשתמש יכול להפעילה באופן יזום.

מסקנה

טכנולוגיה זו, שהוכרזה על ידי HP לפני כשלוש שנים, הוצגה כאחת שעתידה לשנות את פני השוק. אולם נכון לכעת, זו מציגה שלל בעיות אשר לדעתי הופכות אותה לפחות יעילה ופחות אטרקטיבית מאשר מדפסות לייזר. זאת, היות וטכנולוגיה זו עדיין מציגה את שלל הבעיות שאפיינו מדפסות הזרקת דיו סטנדרטיות, שהעיקרית בהן הינה סתימה של חרירי ההדפסה. סתימות של ראשי ההדפסה מעולם היו עקב האכילס של מדפסות בטכנולגית הזרקת דיו, ולכן מדפסות אלו מעולם לא צלחו בשימוש השוק העסקי. למרות שחברת HP טוענת כי שימוש עם מחסניות דיו עבור מדפסות בטכנולוגית PageWide הנו זול יותר בהשוואה אל שימוש עם טונרים למדפסות לייזר, טענה זו ניתנת להפרכה, כך שלא הייתי שם את כספי על מדפסות אלו, נכון לכעת.