בקרוב - מדפסת של אלף דפים בדקה

חוקר מהמחלקה להנדסת חשמל ואלקטרוניקה במכללה האקדמית יו"ש פיתח ראש הדפסה חדשני, JeTrix, המגדיל את קצב ההדפסה מ- 20 ל-1,000 דפים בדקה. הפרויקט שזוכה לתגובות נלהבות בקרב חוקרי טכנולוגיה בעולם, יוצג בתערוכת טכנולוגיה בסינגפור בסוף החודש הקרוב.

הפיתוח של ראש ההדפסה החדשני מבוסס על הזרקת דיו (Inkjet). ראש ההדפסה מורכב ממספר ענק של תאי הזרקת דיו המסודרים במטריצה דו ממדית בשטח של דף שלם, כך שניתן להדפיס כמעט את כל הדף בו זמנית. כתוצאה מכך ניתן להגיע לקצבי הדפסה גבוהים פי כמה ממה שהיה מקובל עד היום. הרעיון שפותח ע"י הפיזיקאי ניסים עינת וד"ר משה עינת מהמחלקה להנדסת חשמל ואלקטרוניקה במכללה האקדמית יהודה ושומרון בא לתת פתרון למהירות האיטית שבה פועלת המדפסת כיום.

"תחליף בהדרגה את הטכנולוגיה הקיימת"

הטכנולוגיה תהיה שימושית למקומות עתירי הדפסות, כמו למשל חברות העושות שימוש רב בדיוור ללקוחותיהן, דוגמת בנקים וחברות ביטוח. יתכנו גם שימושים עתידיים שלא קיימים כיום, כמו מערכת הדפסת ספרים ללקוח - כל הספרים יאוכסנו אלקטרונית ויודפסו ללקוח על-פי דרישה במקום. מכונה אוטומטית - 'ספרומט' - המוצבת בשדות תעופה ומפיקה ספר לטיסה בחצי דקה. מהירות ההדפסה הגבוהה מאפשרת תמורות רבות בתחום ההדפסה בפרט והתקשורת בכלל, כמו למשל פרסונליזציה של העיתון - עיתון עם שם הלקוח, מדורים אהובים ואפילו פרסומות מתאימות.

ד"ר משה עינת, המכללה האקדמית יו"ש, מסר כי "למרות החידוש הטכנולוגי הכביר, עלות ההדפסה של דף בטכנולוגית JeTrix לא תהיה גבוהה לעומת הטכנולוגיה הקיימת, ואף צפויה להיות נמוכה יותר עם התפתחותה. הטכנולוגיה צפויה להיכנס אט-אט לכל תחומי הדפוס ולהחליף בהדרגה את הטכנולוגיה הקיימת. כעת מתנהל שלב גיוס ההון לקראת פיתוח ראש הדפסה מסחרי שישולב באפליקציות ספציפיות. ישנה התעניינות רבה מצד חברות ענק מעולם הדפוס ואנו במגעים איתן".

טכנולוגיית הפיתוח

בפיתוח של ה- JeTrix איתרו החוקרים את הגורמים המעכבים את הגדלת מספר הנחיריים בראש ההדפסה והמציאו שיטה המאפשרת את הגדלת ראש ההדפסה כך שיהיה מורכב ממספר ענק של נחיריים ויכסה את כל שטח הדף. כל נחירי הירי יופעלו בו-זמנית והדף יודפס בבת אחת. בצורה זו נחסך הצורך בסריקה האיטית המבוצעת כיום ע"י ראש ההדפסה וניתן לקבל קצב הדפסה מהיר הרבה יותר של 1,000 דפים לדקה ואף יותר.

לצורך ההמצאה היו צריכים החוקרים לדאוג לשני גורמים פיזיקליים שהגבילו את קצב ההדפסה: מספר נחירי הדיו הקיימים בראש ההדפסה וקצב הפעולה של כל נחיר. המכפלה של שני הגורמים הללו קובעת את קצב העברת הדיו אל הנייר. בכדי להעלות את קצב ההדפסה נאלצו החוקרים להעלות את אחד משני הגורמים. קצב הפעולה של נחיר דיו מודרני מתקרב לגבול הפיזיקלי האפשרי (20 KHz). מספר נחירי ההדפסה עלה עם השנים ומגיע עד ל- 1,000 נחיריים במדפסות המובילות.

הפתרון נעוץ באופן אספקת הדיו, ועל-פי דברי החוקרים, בנקודה זו מתרכז עיקר החדשנות בפרויקט ה- JeTrix. מערכת אספקת הדיו הקיימת כיום מבוססת על מיכל דיו המחובר בסעפת לכל נחירי הדיו של ראש ההדפסה, ובכדי שראש ההדפסה יפעל בצורה אחידה גם לאורך זמן וגם בין כל הנחירים, חייבים להישמר תנאי פעולה אחידים בין הנחיריים לאורך זמן. זהו תפקידה של הסעפת ושל מערכת ויסות הקיימת בראש ההדפסה - על כן הגדלת ראש ההדפסה מסבכת את הסעפת. ככל שיש יותר נחיריים קשה יותר לשמור על תנאי הפעלה נאותים ואחידים של הנחירים.

בראש ההדפסה החדשני הומצא פיתרון יצירתי לבעיה. במערכת החדשה אין סעפת כלל, כך שעם הסרת הסעפת הוסרה מגבלת הגדלת מספר הנחירים וניתן לבנות ראשי הדפסה ענקיים. לאור הקרבה הטכנולוגית לצגים, טוענת קבוצת החוקרים כי אפשר לומר בבטחה כי ניתן לבנות ראש הדפסה מסוגJeTrix בכל גודל שבו קיים היום צג LCD.

קצת היסטוריה

בשנת 1951 רשמה חברת סימנס פטנט על התקן הזרקת הדיו הראשון. בהתקן זה טיפות דיו טעונות חשמלית היו מוטות בעזרת שדה חשמלי למיקומן המדויק. במרוצת השנים הצגים והמדפסות המשיכו להתקדם, במקום מקור יחיד פותחו התקנים עם מקורות מרובים. בתחום הצגים פותחה טכנולוגיית ה- LCD ובתחום הדפוס פותחה טכנולוגית הזרקת דיו מרובת נחירים. ישנו דמיון רב בין טכנולוגית ה- LCD, בה הצג פולט נקודות זעירות של אור לבין טכנולוגיית הזרקת הדיו, שבה המדפסת פולטת נקודות זעירות של דיו. הפטנט נולד מתוך השאלה: מדוע המדפסת פועלת במהירות איטית כ"כ ביחס לצגים?