فرآیندهای مختلف چاپ دیجیتال روی کاغذ

نحوه انتقال تصویر در فرآیندهای مختلف چاپ دیجیتال روی کاغذ یا هر نوع سطح چاپ‌شونده دیگر در این سیستم پروسه‌ای خاص دارد که شناخت و انجام و ارزیابی آن یک ضرورت مهم است. مقاله ترجمه‌شده زیر به قلم مهندس مهدی ناظمی‌پناه  در پی آن است که روند این پروسه را با نگاه علمی به تصویر بکشد. آنچه می‌خوانید بخش اول این مطلب است و حاصل تلاش ایشان برای انتقال این معناست. امید که به غنای ادبیات این موضوع کمک کند.

نحوه انتقال تصویر در فرآیندهای مختلف چاپ دیجیتال روی کاغذ یا هر نوع سطح چاپ‌شونده دیگر به صورت خلاصه عبارت است از:

۱- پردازش فایل کامپیوتری و تبدیل آن به زبانی خاص که توسط قسمت‌ های بعدی قابل فهم است و ذخیره آن در فایل واسط.

۲- انتقال فایل واسط به سخت‌افزار یا نرم‌افزار مترجم که می‌تواند فرمان‌های لازم را به دستگاه خروجی صادر نماید.

۳-انتقال تصویر به سطح چاپ‌شونده از طریق لیزر، جوهر، پودر،یا مرکب  توسط دستگاه خروجی.

در چاپ‌ های تونری از جمله در روش زیروگرافی که اکثرا به نام فتوکپی شناخته می‌ شود از سطح حساس به نور به صورت سیلندر و یا مسطح برای انتقال تصویر استفاده می‌شود. زیروگرافی چاپی شش مرحله‌ای است که به شرح زیر قابل انجام می‌باشد:

– مرحله اول: بار الکترواستاتیک منفی روی پلیت القا می‌شود.

– مرحله دوم: نور روی سطح پلیت تابیده شده و سطوح غیرتصویر را پویش می‌ کند و بار منفی القا شده را از بین می‌ برد.

– مرحله سوم: پودر تونر که دارای بار مثبت است بر روی پلیت منتقل می‌گردد و نواحی تصویری (باردار منفی) را می‌ پوشاند.

– مرحله چهارم: پودر بر روی کاغذی که بار منفی روی آن القا شده است منتقل می‌گردد.

– مرحله پنجم: در این مرحله در اثر حرارت و فشار پودر روی سطح چاپ‌شونده ثابت می‌شود.

– مرحله ششم: اضافه پودر از روی سطح پاک شده و پلیت بدون بار می‌شود.

در سیستم جوهرافشان دو روش کلی برای چاپ دیجیتال روی کاغذ وجود دارد:

۱- روش پیوسته (Continuous inkjet)

۲- روش پاشش بر حسب نیاز (Drop-on-demand)

روش پیوسته

در این روش سطح چاپ‌شونده با استفاده از یک درام از مسیر جوهر عبور می کند. جوهر با استفاده از یک پمپ، از یک نازل به بیرون پاشیده می‌شود. جریان مرکب از یک میدان الکترو استاتیکی عبور می نماید. قطرات جوهر در این سیستم ۳۵ تا ۳۰ میکرون قطر دارند. در صورتی که صفحات انحراف‌دهنده هیچ بار الکترومغناطیسی نداشته باشند، قطرات جوهر باردار شده، به سطح چاپ‌شونده برخورد می کنند و روی آن اثر می‌گذارند و در صورتی که بخواهیم قطرات جوهر بر سطح چاپ‌شونده منتقل نشوند یک میدان الکترومغناطیسی ایجاد شده و قطرات جوهر منحرف گشته و توسط یک لوله به منبع جوهر منتقل می‌گردند.

این روش بر حسب نیاز خود به سه دسته تقسیم می‌شود:

۱- روش مرکب مایع حرارتی (Bubble jet)

۲- روش مرکب پیزو الکتریک (Piezo)

۳- روش تغییر فاز (Solid ink jet)

۱-روش مرکب مایع حرارتی

در مرحله اول به یک مقاومت الکتریکی کوچک، یک ولتاژ الکتریکی اعمال می گردد. این مقاومت بر اثر عبور جریان گرم شده، باعث بخار شدن و جوشیدن مرکب می‌شود و یک حباب ایجاد می‌کند. این حباب باعث بروزاختلاف فشار داخل نازل شده و مرکب از داخل نازل، بیرون پاشیده می‌شود. با قطع سیگنال، حباب به وجود آمده از بین رفته و مرکب مجددا فضای خالی را پر می‌کند. این روش در چاپگرهای کانن و HP استفاده می‌شود.

۲- روش مرکب پیزو

در این روش ولتاژ به سطحی که خاصیت پیزو الکتریک دارد اعمال می‌گردد و باعث می‌شود که این سطح تغییر حالت دهد. این تغییر حالت سبب اختلاف فشار داخل نازل شده و مرکب بیرون پاشیده می‌شود و با قطع سیگنال مرکب از داخل مخزن به داخل نازل (فشار معکوس) وارد می‌گردد. این تکنیک در چاپگر‌های اپسون استفاده شده است.

۳- روش تغییر فاز

روش Solid ink jet از نظر سیستم پاشش، مثل روش پیزوالکتریک است. با این فرق که مرکب پس از گرم شدن، وارد نازل شده و پس از پاشش به محض تماس با سطح چاپ‌شونده سرد شده و به آن می‌چسبد.

کاغذهای چاپ جوهرافشان

دو واژه بسیار معمول در صنعت کاغذسازی وجود دارد: کاغذهای بدون اسید (acid free) و کاغذهای بدون لیگنین (lignin free). واژه بدون اسید برای کاغذها یا کاغذهای بوم به کار می‌رود که PH بافت بستری آنها ۷ یا بالاتر از ۷ است. لیگنین هم یک عامل اسیدی موجود در ساختار چوب و خمیر کاغذ است که می‌تواند به پدیده زرد شدن کاغذ در معرض نور سرعت زیادی دهد. همچنین کاغذهای حاوی اسید و حاوی لیگنین در مقابل عوامل محیطی دوام و مقاومت کمی دارند و عمر کوتاهی هم خواهند داشت، زیرا این اسید در معرض رطوبت و گرمای محیط فعال شده و شروع به تجزیه و پوسیده کردن کاغذ می‌کند.

اگرچه می‌توان چاپ جوهرافشان را روی هر کاغذی انجام داد اما مساله این است وقتی که میخواهیم تصویر چاپ شده ما با کیفیت خوبی چاپ شود و عمر و ماندگاری طولانی داشته باشند باید بدانیم که این به شدت به ویژگی‌های کاغذ مورد استفاده و شرایط تیمار و نگهداری آن بستگی دارد.

ممکن است شما تنها قصد داشته باشید تا ار یک تصویر پرینتی بگیرید و به در و دیوار یا یخچال خانه بزنید و چندان اهمیتی نداشته باشد که چه اتفاقی برای آن خواهد افتاد و چه شرایطی پیدا خواهد کرد. مثلا بعد از مدتی تغییر رنگ می‌دهد یا رنگ آن به تدریج محو می‌شود.اما بعضی مواقع دیگر هم هست که کیفیت و ماندگاری تصویر چاپ شده برای شما اهمیت فراوان دارد و می‌خواهید حتی تا نسل‌های بعد هم ماندگار شود. در چنین موقعیتی لازم است تا وقت بیشتری برای آماده‌سازی و ویرایش و چاپ آن بگذارید و ضمنا کاغذ و مرکب مناسبی هم انتخاب کنید تا کیفیت و ماندگاری بهتری هم پیدا کند.

 اگر شما می‌خواهید که عمر کاغذ مورد استفاده شما طولانی باشد و دوام آنها در مقابل تغییر رنگ بیشتر باشد بهتر است که از انواع بدون اسید  و بدون لیگنین استفاده کنید. بسیاری از  سطوح چاپ‌شونده چاپ‌های جوهرافشان نظیر کاغذها و انواع بوم‌های کاغذی که از ۱۰۰ درصد الیاف پنبه  و خمیر دسته اول (غیربازیافتی) حاصل از چوب ساخته می‌شوند بدون اسید و بدون لیگنین هستند.

این کاغذها از خمیرهایی ساخته می‌شوند که کاملا رنگبری شده و کاملا عاری از لیگنین و مواد استخراجی اضافی چوب هستند. برخی از کارخانه‌های سازنده هم بسته‌های کوچک آزمایشی (starter pack) را با هزینه‌ای ارزان در اختیار مصرف‌کننده‌ها قرار می‌دهند که پس از انجام چاپ آزمایشی بتوانند نوع کاغذ مورد نیاز خود را انتخاب کنند.

کاغذهای مختلفی برای چاپ عکس‌ ها به روش جوهرافشان وجود دارد که در ادامه به توضیح آنها می‌پردازیم.

کاغذهای RC (Resin Coated) یا پوشش‌دار رزینی

کاغذهایی هستند که سطح براقی دارند و در آنها لایه کاغذ بین لایه‌هایی از پلاستیک محصور شده و لایه رویی با پلمیر مخصوصی که قابلیت پذیرش مرکب را دارد پوشیده شده است. اگر شما یک قطره آب روی آن قرار دهید به آرامی جذب بافت آن می‌شود و کاغذ به آهستگی خشک می‌شود بدون اینکه چروکی یا موجی در بافت کاغذ ایجاد شود.

برای دستیابی به یک ترکیب مناسب از کیفیت تصویر، زمان خشک شدن سریع، طول عمر بسیاری از عکاسان کاغذهای جوهرافشان پوشش‌دار رزینی را ترجیح می‌دهند. این نوع از کاغذ از انواع بسیار محبوب کاغذهای مصرفی جوهرافشان است و دو نوع عمده دارد:

– نوع اول: نوعی که پوشش سطحی آنها دارای تخلخل و منافذ فراوان ریز است (پوشش‌دار رزینی پرمنفذ) یا کاغذهای متخلخل (منفذدار) که microporous, nanoporous, nanoceramic, microceramic و یا photobase هم نامیده می‌شوند در بسیاری از موارد باید این نوع کاغذها را با پرینترهای حاوی مرکب‌های پیگمنتی چاپ کرد.

روی بسته‌بندی این نوع کاغذها یک برچسب وجود دارد که روی آن نوشته شده «Quick Dry»  یا «Instant Dry» که به معنای زود خشک‌شونده می‌باشد. زمان خشک شدن آنها بسیار کوتاه است زیرا بسیار جاذب هستند ولی در عین حال ماندگاری آنها بسیار کوتاه‌تر از سایر انواع کاغذهاست.

این کاغذها وقتی با مرکب‌های حل‌شونده یا dye چاپ شوند توانایی آسیب زدن به لایه اوزون را پیدا می‌کنند و از این نظر چنین ترکیبی چندان برای محیط زیست مناسب نیست. یک راه برای شناسایی کاغذهای ریزمنفذدار با براقیت بالا این است که انگشت خود را روی سطح آن بکشید.چنین کاغذی به سرعت چربی و رطوبت حاصل از اثر انگشت شما را جذب خواهد کرد (به خاطر قابلیت جذب بالا) و در صورتی که روی کاغذی غیر از این، چربی باقی مانده روی سطح صاف کاغذ کاملا خودنمایی می‌کند.

اگر شما یکی از عکس‌های چاپ شده با این کاغذها را قاب کنید داخل شیشه قاب بخار یا سایه می‌زند که این بخار شکلی شبیه سایه‌ای از تصویر چاپ شده دارد. این سایه تصویر ناشی از حلال‌های مرکب است که هنوز فرآیند خشک شدن انها تکمیل نشده است. این حلال‌ها با سرعت کمتری نسبت به آب خشک می‌شوند و بنابراین در هنگامی که به نظر می‌رسد کاغذ کاملا خشک است ممکن است هنوز هم کاملا حلال‌ها از بین نرفته باشند.

این پدیده «خارج شدن گازها» (outgassing) نامیده می‌شود که در تمام کاغذهای منفذدار اتفاق می‌افتد زیرا این کاغذها به علت نانو منفذ‌های موجود در سطح‌شان که همچون یک مانع برای مرکب محسوب می‌شود، اجازه عبور مرکب را به لایه‌های زیرین نمی‌دهد ( که همین عامل باعث ایجاد حالت براقیت و درخشندگی بیشتر در تصاویر هم می‌شود). انواع دیگر کاغذها می‌توانند مرکب‌ها را جذب کنند و این مشکل را ندارند.

برای جلوگیری از بروز مشکل خارج شدن گازها یا outgassing پیشنهاد می‌شود کاغذهای تازه چاپ شده را به مدت ۱۵ دقیقه یکجا قرار دهید و سپس آنها را داخل یک کاغذ روزنامه به آرامی و بدون فشار بپیچید و بگذارید تا ۲۴ ساعت به همان حال بماند تا حلال‌ها جذب کاغذ جاذب شوند.

اگر می‌خواهید کاغذهای چاپ شده را دسته کنید بین هر کدام از آنها یه کاغذ ساده قرار دهید. اگر بعد از ۲۴ ساعت همچنان کاغذهای چاپ شده موج‌دار یا انحنادار بود، کاغذهای مابین آنها را تعویض کنید و اجازه دهید کاغذهای چاپ شده برای ۲۴ ساعت دیگر در کناری باقی بماند. قاب کردن مناسب هم در عدم ایجاد چنین مشکلاتی موثر است. سطح تصویر چاپ شده بهتر است به شیشه قاب یا اکریلیک UV تماس نداشته باشد. 

– نوع دوم: نوعی که پوشش سطحی آن قابلیت تورم دارد (پوشش دار رزینی متورم‌شونده) که این نوع کاغذها را باید با پرینتر‌های دارای مرکب‌های حاوی رنگدانه‌های حل‌شونده (dye ink-based) به کار برد. به این نکته هم باید توجه داشت که با جوهرهای مخصوص بر روی کاغذهای متورم‌شونده می‌توان به طول عمر بیشتر، کیفیت بهتر تصویر، و محافظت بهتر در مقابل عوامل آلاینده جوی و آب و هوایی (مثل اوزون) در مقایسه با کاغذهای پوشش‌دار پر منفذ دست یافت.

تصاویر در این نوع کاغذ کاملا براق خواهند بود زیرا مرکب به وسیله بافت‌ها یا همان لایه‌های پلیمری و قبل از رسیدن به کاغذ جذب یا به عبارتی حفظ می‌شوند و در عین حال بایستی بدانیم که میزان مقاومت لایه فوقانی در مقابل آب و انواع برندهای مختلف مرکب، متفاوت می‌باشد.این نوع کاغذها گسترده ترین دامنه بازتولید رنگی یا گاموت (gamut) رنگی را دارند و بر اساس پرداخت سطحی‌شان به سه زیرگروه تقسیم بندی می‌شوند:

– Glossy یا براق که سطح F نامیده می‌شود و و سطح بسیار براق و درخشان با قابلیت انعکاسی بالا دارد.

– Luster/Satin که سطح E  نامیده می‌شود و یک پوشش سطح ناهموار چند لایه دارد که عمق ان با توجه به خواست تولید‌کننده می‌تواند متفاوت باشد. 

– Semimatte یا نیمه مات که سطح N نامیده می‌شود و درخشندگی و جلوه بدون هیچ بافت خاصی دارد.

اگر گوشه یک کاغذ RC را به ملایمت و ارامی خم کنید صدای ترک خوردن و حس شکسته شدن را می‌توانید لمس کنید. یک کاغذ چاپ شده از آن نوع را هم می‌توانید تا حدی بدون شکسته شدن خم کنید. این کاغذ مقاومت خوبی در مقابل پارگی، پیچ و تاب دادن، و سایش دارد. یک لایه ضد لول‌شدگی هم در پشت آن وجود دارد که آن را حتی در رطوبت‌های بالا و یا هنگامی که میزان مرکب بالایی در سطح رویی آن اعمال شده صاف نگه می‌دارد.

 گردآوری و ترجمه: مهدی ناظمی‌پناه