طابعة
الطابعة الحاسوبية هي جهاز وظيفته إنشاء نسخة ورقية من وثيقة حاسوبية. يتم تزويد الطابعة بالوثيقة إما بوصلها بالحاسوب الذي يحتوي الوثيقة عن طريق كبل أو قد تكون الطابعة مربوطة بشبكة حاسوبية برتبط بها الحاسوب أو يمكن تزويد الطابعة بالوثيقة مباشرة (من كاميرا رقمية أو من بطاقة ذاكرة).
وقد سبقت الطابعة تاريخياً الحاسوب الشخصي، فكانت أولى الأجهزة المحيطية التي ارتبطت مع الأجيال الأولى من الحواسيب الكبيرة.
تصنف الطابعات بطرائق متعددة، من أهم ذلك: تصنيفها إلى طابعات طَرْقية Impact Printers مقابل طابعات لاطَرْقية nonimpact printers. وقد سُمِّيت الأولى طرقية لأنها تضرب الورق، وتقسم إلى زمرتين فرعيتين: الطابعات التي تولد رمزاً كاملاً عن طريق الطرق بمطرقة تحمل شكل هذا الرمز (الطابعات المحرفية character printers)، مثل الطابعات ذات الكرة المحرفية. والطابعات التي تشكل الشكل نقطة نقطة ( بشكل مشابه لتشكيل الصورة على شاشة الحاسوب)، مثل طابعات مصفوفة النقاط dot matrix impact printers. أما الطابعات اللاطرقية فتتضمن كل الأنواع الأخرى لآليات الطباعة، ومنها الطابعات الليزرية laser printers، والطابعات النافثة للحبر inkjet printer، والطابعات الحرارية thermal printers.
وتقاس سرعة الطباعة بعدد الأسطر في الدقيقة أو بعدد الأحرف في الثانية.
ثمة طرائق أخرى لتصنيف الطابعات بحسب ما يأتي:
1ـ تقانات الطباعة: مثل الطابعات النقطية والنافثة للحبر والليزرية والحرارية والسطرية، كما يمكن أن يتم التصنيف حسب تقانة الطباعة وفق مستوى ثان أيضاً، حيث يمكن تصنيف الطابعات النقطية مثلاً حسب عدد الإبر في رأس الطباعة (24, 18, 9). ويمكن أن تكون الطباعة بالأبيض والأسود، أو بالألوان.[1]
2ـ تشكيل الأحرف: حيث توجد أحرف مشكلة كاملةً، مقابل أحرف مشكلة من نقاط، والطابعات الليزرية هي في الحقيقة طابعات نقطية، ولكن طباعتها جيدة جداً.
3ـ طريقة نقل المعلومات: إما تفرعية يتم فيها نقل المعلومات من الحاسوب إلى الطابعة بايتاً فبايتا؛ أو تسلسلية يتم فيها نقل المعلومات إلى الطابعة بتاً فبتاً.
4ـ طريقة الطباعة: حرف حرف، سطر سطر، أو صفحة صفحة. تضم الطابعات (حرف حرف) الطابعات النقطية والحرارية، وتضم الطابعات (سطر سطر) الطابعات السطرية الأسطوانية، أما طابعات الصفحة فتضم الطابعات الليزرية.
5ـ إمكانية الطباعة: وتعني إمكانية طباعة نص، أو نص ورسوم. تضم طابعات النص فقط بعض الطابعات النقطية، وتضم طابعات النص والرسوم الطابعات الليزرية، والطابعات النافثة للحبر.
6ـ نوعية الطباعة: وتعني طباعة مسودة draft printing مقابل طباعة ذات نوعية عالية high quality printing.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
تكنولوجيا الطباعة
حبر الطابعات
طابعات الحبر الصلب
صبغ الطابعات المتسامي
طابعات بدون حبر
الطابعات الحرارية
طابعات الأشعة فوق البنفسجية
طابعات الحبر النفاث Inkjet printers
أول شركة صنعت هذا النوع الجديد من الطابعات هى شركة Hewlett-Packard عام 1984 وأطلقت عليها اسم Ink jet printers وتبعتها شركة Canon عام 1986 وأطلقت على هذا النوع من الطابعات اسم Bubble jet printers وكلاهما له نفس فكرة العمل. هذه الطابعات أخذت مكانه أوسع من الطابعات الابرية سابقة الذكر عند الكثير من مستخدمي الحاسوب خاصة بعد انخفاض سعرها في هذه الأيام. تعتمد طابعة الـ inkjet على قذف قطرات متناهية في الصغر من الحبر على الورق لرسم الصورة أو طباعة النصوص.
وهي من الطرق المتبعة هنا في الطباعة الرسم، ويُعنى بذلك وضع سائل ملون على السطح وتركه ليجف، وهذا هو الأساس التقني الذي تعمل عليه طابعات نفث الحبر؛ فهذه الطابعات تنثر رذاذاً من الحبر على الصفحة، وهي غالباَ منحدرة أو معدلة من الطابعات المصفوفة النقاط التي تعمل بالطرق، ولهذا تتشابه الآليات الداخلية لطابعات نفث الحبر مع تلك الخاصة بطابعاتٍ مصفوفةِ النقاط، إذ إن لأكثر طابعات نفث الحبر ثقوباً صغيرة عدة لنفث الحبر متوضعة على خط شاقولي على آلية النفث المرتبطة مع خرطوشة الحبر التي تتحرك أفقياً فوق الورقة.
خصائص طابعات الحبر النفاث هي:
•يصل حجم القطرات من الحبر إلى 50 ميكرون وهذا أدق من قطر شعرة.الرأس.
•يتم توجيه القطرات إلى الورق بدقة متناهية مما يعطي وضوح يصل إلى دقة 1440x720 نقطة في البوصة DPI. وهذا ما يعرف بدرجة الوضوح الـ resolution والتي تقدر بوحدة DPI أي Dots Per Inch.
بنسبة خلط الألوان الأساسية لكل قطرة قبل وصولها إلى الورقة.
كيف تعمل طابعة الحبر النفاث ؟
تعتمد فكرة عمل هذا النوع من طابعات الحاسوب على تسخين جزء من مستودع الحبر إلى درجة حرارة تصل إلى 300 درجة مئوية. مما 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 آلاف من المرات في الثانية الواحدة. وهنا نلاحظ أنه لايوجد أجزاء متحركة Moveable Parts في الرأس -ما عدا الحبر بالطبع- مما يجعل الطابعة أكثر هدوءًا وتصل دقة هذا النوع من الطابعات إلى 300 DPI أى تضاهى صغيرة وكل فوهة منهم تستطيع بثق emerge فقاعة حبرية. وتستخدم عدة طرق لبثق الحبر منها:-
•الكهرباء بالضغط أو الإجهاد - تم اختراع هذه الطريقة بواسطة شركة إبسون ----Epson وتستخدم هذه الطريقة البلورات الضغطية. يوجد عند نهاية كل مخزن حبري عند فوهات الطابعة الصغيرة بلورة. عندما تأتي شحنة كهربائية إلى هذه البلورة فأنها تهتز. عندما تهتز إلى الداخل فإنها تدفع جزءا من الحبر إلى خارج فوهة الطباعة ومن ثم للورقة. هذا ما يحدث عندما تضغط زر الطباعة في الكمبيوتر .. ؟؟ •يقوم البرنامج الذي تستخدمه بإرسال بيانات الطباعة إلى برنامج أخر يسمى printer driverوهو حلقة الوصل بين الكمبيوتر والطابعة. •يقوم برنامج المشغل Driver بترجمة البيانات إلى لغة تفهمها الطابعة وبعد ذلك يتأكد البرنامج أن الطابعة متصلة. •يتم إرسال البيانات إلى الطابعة عن طريق الكيل المتوازي أو اليو اس بي USB •تستقبل الطابعة البيانات وتحفظها في ذاكرة عشوائية تختلف في سعتها من 512 كيلوبايت إلى 16ميجابايت على حسب نوعية الطابعة. •تقوم الطابعة بعملية تنظيف لرأس الطباعة قبل الطباعة إذا كانت متوقفة لمدة معينة. •تقوم دوائر التحكم الكهربائية بتحريك محرك الطابعة الكهربائي مما يؤدي إلى تحريك الأسطوانات والتي تسحب الورق إلى داخل الطابعة. •يقوم بعد ذلك المحرك الكهربائي بتحريك رأس الطباعة بواسطة السير (belt). يقف المحرك وقفات لمدة صغيرة جدا وذلك عند بثق الحبر في كل مرة تتم فيها الطباعة. هذه التوقفات تحدث بسرعة جدا بحيث تظهر عملية الطباعة وكأنها متصلة بدون توقف. •يتم بثق أكثر من نقطة حبر في كل مرة بحيث يتم الحصول على اللون المطلوب. •عند إنهاء السطر يقوم محرك الورق بالتقدم خطوة إلى الأمام •تستمر هذه العملية حتى يتم طباعة الصفحة كاملة. يختلف الوقت الذي تأخذه الطابعة لإتمام طباعة صفحة معينة من نوع إلى أخر كما يعتمد على حجم الصفحة وخصائص الصورة والألوان. •بعد إنهاء الطباعة يقوم محرك الورق بدفع الورقة Eject خارج الطابعة. • طابعات الحبر النفاث الصلب Solid Ink-Jet Printers
هذه نوع من أنواع الطابعات النافثة للحبر ولكن الفرق بينها وبين الأنواع الأخرى من الطابعات هو استخدامها ألواح من الحبر الصلب Solid Ink plates بدل الحبر السائل Liquid Ink . وميزة استخدام الحبر الصلب هو إمكانية الحصول على أجمل الصور على أنواع الورق العادية.
وأحبار هذا النوع من الطابعات يأتي بشكل ألواح مشابهة لقطع الصابون. عند تشغيل الطابعة فان جزء من هذه الألواح يتم تذويبه بواسطة الحرارة. عندما يتحول الحبر للحالة السائلة يتم نفثه على الورقة حيث يجف في مكانه بشكل فوري، ثم بعد ذلك يتم تمرير الورقة على اسطوانة باردة لتثبيت الحبر بشكل دائم. كما ذكرنا سابقا فان أكبر ميزة لهذا النوع من الطابعات هو إمكانية الطباعة الممتازة على جميع أنواع الورق وكذلك على الورق الشفاف (Transparencies) حيث أن الحبر لا تمتصه الورقة. وأشهر شركة لتصنيع هذا النوع من الطابعات هي شركة Tetroniks. الطابعات من هذا النوع غالية الثمن عند الشراء ولكن جودة الطباعة وعدم الحاجة إلى استخدام أوراق متخصصة وعدم معاناة هذه الطابعات من مشكلة انسداد قنوات النفث Nozzles تجعلها مرغوبة بشدة لمن يحتاجوا إلى طباعة عالية الدقة والجودة.
طابعة الليزر
تعمل طابعة الـ Inkjet 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 في أوائل السبعينات وفى عام 1977 تم تسويق طابعات ليزر تصل سرعة طباعتها إلى 120 صفحة في الدقيقة PPM ومنذ 1984 سعت شركة Hewlett-Packard إلى تطوير عدة أنواع من طابعات الليزر لتناسب جميع الأعمال وأصبحت طابعات الليزر التى تحمل ماركة Hewlett-Packard تحتل 70% من سوق طابعات الليزر. تختلف طابعات الليزر عن غيرها في إنها تطبع الصفحة كاملة وليس سطر سطر كما في النوعين سابقي الذكر ولهذا السبب تحتاج طابعة الليزر إلى ذاكرة داخلية 1 ميجا بايت على الأقل. وسعة الذاكرة تلعب دورا كبيراً في سعر الطابعة.
بعض طابعات الليزر تكون مزودة بـ Post script وسعرها مرتفع عن أخرى لا تحتوى على هذه القطعة، لأنها تزيد من كفاءة الطابعة حيث يقوم الكمبيوتر بإرسال ما تحتويه الصفحة المراد طباعتها من تصاميم ورسومات وغيره في 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.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
كيف تعمل طابعة الليزر ؟
تعتمد فكرة عمل طابعة الليزر على الشحنة الكهروستاتيكية Electrostatic Charge، مثلها مثل فكرة عمل ماكينة تصوير المستندات. والشحنة الكهروستاتيكية هي إلي يكتسبها الجسم المعزول مثل الشحنة التي يكتسبها المشط عند تمشيط الشعر أو البالون عند حكه بالصوف ومن المعروف أن الشحن السالبة تجذب الشحنة الموجبة.
وتعمل طابعة الليزر من خلال مادة حساسة للضوء تسمي photoconductive هذه المادة تفقد شحنتها إذا سقط ضوء عليها. ففي البداية يتم شحن الأسطوانة drum بشحنة موجبة بواسطة سلك يمر به تيار يسمى بـ charge corona wire وبدوران الاسطوانة تقوم الطابعة بتسليط شعاع الليزر المنعكس من المرأة بمسح الاسطوانة أثناء حركتها على شكل سطور أفقية 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 والأشكال المرسلة من الكمبيوتر في صورة مناطق مشحونة كهربيا. والشكل التالى يوضح تلك العملية.
بعد ذلك تقوم الطابعة بتمرير الاسطوانة على حبيبات الحبر والذي يسمى خزان الحبر toner المشحون بشحنة موجبة نتيجة للشحنة الموجبة لحبيبات الحبر فإنها تلتصق على الاسطوانة في المناطق التي مر عليها الليزر أما المناطق من الاسطوانة المشحونة بشحنة موجبة فلن يلتصق بها خزان لأن الشحنات المتشابه تتنافر. وباستمرار دوران الاسطوانة ينتقل الحبر الملتصق به إلى الورق المراد الطباعة عليه حيث تقوم الطابعة بإكساب الورقة شحنة سالبة من خلال سلك يمر به تيار corona wire. وهذا يساعد الورقة على جذب حبيبات الاسطوانة المشحون بشحنة موجبة لينتقل من الاسطوانة إلى الورقة.
ولمنع الورقة من الانجذاب إلى الاسطوانة فإن الطابعة بمجرد انتقال حبيبات خزان الحبر إلى الورقة يتم تفريغ شحنة الاسطوانة من خلال لمبة ضوئية لتجهيز الاسطوانة للدورة الثانية. كل ذلك يعمل خلال دوران الاسطوانة وحركة الورقة بنفس السرعة والتوقيت. وفي المرحلة الأخيرة تمرر الورقة قبل خروجها من الطابعة على فرن حراري على شكل اسطوانتين دائريتين لتثبيت الحبر على الورقة. وهذا يفسر سخونة الورقة بعد خروجها من الطابعة مباشرة.
تقوم طابعة الحاسوب الشخصي ذات التصوير الجاف بتوليد الصورة انطلاقاً من معلومات الملف المراد طباعته.
ولا توجد في هذه الحالة صورة مطبوعة على الورق لإسقاطها على السطح الناقل ضوئياً، ولهذا تقوم طابعة الحاسوب ببناء الصورة pel pel مشابهةً لعرض الصورة البيانية على شاشة الحاسوب. (البل pel هي النقطة ذات الأبعاد الأصغرية التي يمكن طباعتها. تختلف عن pixel الذي هو أصغر عنصر يمكن تعيينه في ملف صورة مولدة بالحاسوب، ويمكن أن يقابل البكسل pixel بلاّ واحداً، كما يمكن للبكسل أن يمتد على بلاّت عدة pels).
خصائص طابعة الليزر
كثير من الأحيان 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 خزان الحبر.
- 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 Networks بحيث يمكن لأكثر من مستخدم الطباعة باستخدام طابعة ليزر مركزية جعلها أكثر 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.
- إمكانية دمج طابعة الليزر وماكينة تصوير المستندات والماسح الضوئي وجهاز الفاكس في جهاز واحد All in one لتوفير مساحة في المكتب وكذلك تقليل عدد الأسلاك المتصلة بين تلك الأجهزة والكمبيوتر.
طابعة الليزر الملونة
يتواجد حالياً في الأسواق طابعات ليزر ملونة فكرة عملها شبيهة بفكرة عمل طابعة الليزر العادية سوى أن الورقة تمر بالمراحل سابقة الذكر أربعة مرات مرة للون الأسود وثلاث مرات للألوان الأساسية الثلاث الأحمر والأزرق والأصفر حيث يقوم برنامج الطابعة بفرز الألوان للصفحة المطلوب طباعتها من الكمبيوتر ويطبع كل لون على حدى في مرحلة منفصلة وفي النهاية نحصل على الورقة مطبوعة بنفس الألوان التي تظهر على شاشة الكمبيوتر.
سرعات الطباعة
سرعات الطابعات القديمة كانت تقاس بوحدة الـحرف في الثانية. الطابعات الحديثة تقاس سرعاتها بوحدة صفحة في الدقيقة او ص/د. هذه الوحدات صممت اساسا لتسويق الطابعات، ولم تخضع لتوثيق معياري. عادة الصفحة في الدقيقة تشير الي وثائق مكتبية أحادية اللون متفرقة، بدلا من صور كثيفة التفاصيل والتي غالبا تٌطبع ببطء شديد. أغلب الاحيان يقصد بالصفحة الحجم A4 في العالم العربي والتي تؤدي الي فرق 5%-10% في الاداء عن الصفحة المعادلة امريكيا الأقل مساحة.
تقنيات الطباعة القديمة
الآلة الكاتبة المستمدة من الطابعات
Teletypewriter-derived printers
===طابعة دولاب الحروف ===Daisy wheel printer
وهي من طابعات الطرق المحرفية، وكانت في بداية عصر الحاسوب الشخصي نوعاً من الآلة الكاتبة المقادة بالحاسوب، والطابعة الوحيدة ذات السعر المعقول ومظهر الطباعة الحسن، ومن أكثرها شيوعاً تلك التي تستخدم ملفاً كهربائياً يكوّن بأثره المغنطيسي مطرقة تأخذ شكل الحرف، لتطرق شريط الطباعة القماشي، وتسبب وصول الحبر إلى الورقة بشكل الحرف المطلوب. أطراف المطارق مشكلة من البلاستيك، وكل منها موضوع على نهاية شريط رفيع من البلاستيك، يشكّل أحد أنصاف أقطار دائرة، وموصول مع منطقتها المركزية.
يجب في هذا النوع من الطابعات أن يقوم مشغِّل الطابعة (وهو البرنامج الخاص بقيادة الطابعة، والمبيت ضمن نظام تشغيل الحاسوب) بتدوير الدولاب إلى نقطة معينة قبل طباعة حرف من الأحرف ليصبح الحرف المقصود أمام الملف، ويتحرك دولاب الأحرف والملف الكهربائي المغنطيسي وآلية شريط الطباعة القماشي معاً، على حامل واحد، من اليسار إلى اليمين ثم العكس، وبعد كل طباعة تتقدم الورقة عمودياً تحت تأثير أسطوانة تحريك مماثلة لما يجري في آلة كاتبة نظامية، ومثل ذلك تجري الطباعة حرفاً حرفاً أيضاً.
طابعات نقطية
وهي من طابعات الطرق غير المحرفية، وقد اشتقت من الآلة الكاتبة مع تعديل تصميم المطرقة فقط، فبدلاً من مطرقة واحدة تحمل حرفاً واحداً، أصبح لهذه الطابعة عمود شاقولي من الإبر ذات المقطع المستدير المتجاور، تطرق على شريط الطباعة القماشي، ولكل إبرة منها ملف تحريك خاص، وتطبع نقطة على الصفحة مع كل طرقة، ويمكن رسم خط أفقي على الصفحة بالمثابرة على تحريك العربة الحاملة للمطرقة أفقياً بمقدار نقطة واحدة، والطرق مرة واحدة بالإبرة بذاتها، وهو في الواقع سطر من النقاط، لكن إذا مسَّت كل نقطة النقطة المجاورة فسيأخذ مظهر الخط المستقيم. يمكن القيام بالأمر ذاته لجميع الإبر، ويمكن رسم مستطيل على الورقة يبلغ ارتفاعه المسافة بين الإبرة العليا والإبرة الدنيا، وطوله عرض الورقة كاملة.
بعد الانتهاء من طباعة سطر كامل؛ تتحرك الصفحة طولياً للأعلى مسافة تساوي ارتفاع مصفوفة النقاط، ثم تستأنف طباعة السطر التالي.
الطابعة السطرية Line printers
وهي من طابعات الطرق المحرفية، وماتزال تُستخدم في الحواسيب الكبيرة، لكنها غير شائعة في مجال الحواسيب الشخصية. للطابعة السطرية ملف كهربائي يحرك مطرقة مقابل كل عمود من السطر المطبوع على الصفحة، وأمام كل مطرقة شريط معدني شاقولي يمكن رفعه أو خفضه بين شريط الطباعة القماشي والمطرقة، وقد تم تشكيل كل الحروف التي يمكن طباعتها على ذلك الشريط المعدني. يجري في هذه الطابعات طباعة سطر كامل دفعة واحدة، بوساطة تحريك الأشرطة المعدنية الخاصة بكل الأعمدة، ليصبح الحرف المطلوب طباعته في ذلك العمود أمام المطرقة.
تتميز الطابعة السطرية بالسرعة، لكن يعيبها قلة المرونة (صعوبة تغيير نمط الخط) والضجيج المرتفع، والكلفة الكبيرة، وكذلك الحجم والوزن الكبيران، مما يبعدها عن الاستخدام في مجال الحاسوب الشخصي.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
