التصوير الجاف

📅 آخر تحديث: ٢٦ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٦ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة
رسم تخطيطي لعملية النسخ الضوئي الجاف

التصوير الجاف (من الكلمتين اليونانيتين ξηρός xeros بمعنى "جاف" و γραφία graphia بمعنى " كتابة") هو تقنية للطباعة والتصوير الضوئي . [ 1 ] كان يُطلق عليه في الأصل اسم التصوير الكهربائي ، ثم أُعيد تسميته للتأكيد على أنه لا يستخدم أي مواد كيميائية سائلة ، على عكس تقنيات النسخ المستخدمة آنذاك مثل السيانوتيب . [ 2 ]

تاريخ

اخترع الفيزيائي الأمريكي تشيستر كارلسون تقنية التصوير الجاف ، استناداً بشكل كبير إلى إسهامات الفيزيائي المجري بال سيليني . وقد تقدم كارلسون بطلب للحصول على براءة اختراع أمريكية رقم 2,297,691 وحصل عليها في 6 أكتوبر 1942.

جمع ابتكار كارلسون بين الطباعة الكهروستاتيكية والتصوير الفوتوغرافي ، على عكس عملية الطباعة الكهروستاتيكية الجافة التي اخترعها جورج كريستوف ليشتنبرغ في عام 1778. [ 3 ] كانت عملية كارلسون الأصلية شاقة، وتتطلب عدة خطوات معالجة يدوية باستخدام ألواح مسطحة.

في عام ١٩٤٦، وقّع كارلسون اتفاقية مع شركة هالويد للتصوير الفوتوغرافي لتطوير اختراعه كمنتج تجاري. قبل ذلك العام، كان كارلسون قد عرض فكرته على أكثر من اثنتي عشرة شركة، لكن لم تبدِ أي منها اهتمامًا. رأى رئيس شركة هالويد، جوزيف سي. ويلسون ، إمكانات اختراع كارلسون، وحرص على أن تعمل الشركة بجدّ لإنتاج منتج تجاري فعّال.

استغرق الأمر قرابة 18 عامًا قبل تطوير عملية مؤتمتة بالكامل، وكان الإنجاز الرئيسي هو استخدام أسطوانة مطلية بالسيلينيوم بدلًا من الصفيحة المسطحة. وقد أدى ذلك إلى إطلاق أول آلة نسخ أوتوماتيكية تجارية، وهي زيروكس 914 ، من قبل شركة هالويد/زيروكس في عام 1960.

تُستخدم تقنية التصوير الجاف الآن في معظم آلات التصوير وفي طابعات الليزر وطابعات LED .

عملية

كان أول استخدام تجاري هو المعالجة اليدوية لمستشعر ضوئي مسطح (مكون كهرساكن يكشف عن وجود الضوء المرئي) باستخدام كاميرا نسخ ووحدة معالجة منفصلة لإنتاج ألواح الطباعة الحجرية.

بفضل استخدام أسطوانة لحمل مستشعر الضوء، أصبح بالإمكان إجراء المعالجة الآلية. في عام ١٩٦٠، تم ابتكار آلة التصوير الآلية ، ومنذ ذلك الحين تم تصنيع ملايين منها. تُستخدم هذه التقنية اليوم في آلات التصوير، وطابعات الليزر الحاسوبية ، وطابعات LED ، وطابعات الميكروفيلم ، وحتى في المطابع الرقمية التي تحل تدريجيًا محل العديد من مطابع الأوفست التقليدية في صناعة الطباعة للكميات الصغيرة.

تُثبّت أسطوانة معدنية تُسمى الأسطوانة لتدور حول محور أفقي. تدور الأسطوانة بسرعة تساوي سرعة إخراج الورق. تمر دورة واحدة على سطح الأسطوانة بالخطوات الموضحة أدناه.

يمثل البعد الإجمالي عرض الطباعة المراد إنتاجها مضافًا إليه هامش سماحية كبير. صُنعت أسطوانات آلات التصوير التي طورتها شركة زيروكس في الأصل بطبقة سطحية من السيلينيوم غير المتبلور (أو ما يُعرف الآن بالموصل الضوئي الخزفي أو العضوي )، وذلك بتقنية الترسيب الفراغي . يحتفظ السيلينيوم غير المتبلور بشحنة كهروستاتيكية في الظلام، ويتخلص منها عند تعرضه للضوء. في النظام الأصلي، كانت آلات التصوير التي تعتمد على السيليكون أو السيلينيوم (وسبائكه) تُشحن بشحنة موجبة أثناء الاستخدام (وبالتالي تعمل بمسحوق الحبر ذي الشحنة السالبة ). في سبعينيات القرن الماضي، سعت شركة آي بي إم إلى تجاوز براءات اختراع زيروكس لأسطوانات السيلينيوم من خلال تطوير موصلات ضوئية عضوية كبديل لها. تُشحن الموصلات الضوئية التي تستخدم مركبات عضوية كهروكيميائيًا عكس النظام السابق، وذلك للاستفادة من خصائصها الأصلية في الطباعة. [ 4 ] أصبحت الموصلات الضوئية العضوية مفضلة الآن لأنه يمكن ترسيبها على حزام مرن بيضاوي أو مثلث بدلاً من أسطوانة مستديرة، مما يسهل حجم الجهاز الأصغر بشكل ملحوظ.

تُصنع أسطوانات التصوير الضوئية لطابعات الليزر من هيكل ساندويتش ثنائي السيليكون المشوب بطبقة قابلة للشحن الضوئي من السيليكون المشوب بالهيدروجين، وطبقة تقويم (مسببة للثنائي) من نتريد البورون تعمل على تقليل تسرب التيار، وطبقة سطحية من السيليكون المشوب بالأكسجين أو النيتروجين؛ نتريد السيليكون مادة مقاومة للخدش.

تُشرح خطوات العملية أدناه كما تُطبق على أسطوانة، كما هو الحال في آلة التصوير. وتُذكر بعض الاختلافات ضمن النص. ولكل خطوة من خطوات العملية تصميمات مختلفة. وتُناقش فيزياء عملية التصوير الجاف بالتفصيل في كتاب. [ 5 ]

الخطوة الأولى: الشحن

يتم توزيع شحنة كهروستاتيكية مقدارها -600 فولت بشكل منتظم على سطح الأسطوانة بواسطة تفريغ كورونا من وحدة كورونا (كورترون)، مع تحديد الخرج بواسطة شبكة تحكم أو شاشة. يمكن تحقيق هذا التأثير أيضًا باستخدام بكرة تلامس مشحونة. في الأساس، يتم توليد تفريغ كورونا بواسطة سلك رفيع جدًا على بُعد يتراوح بين 6 و 13 ملم من الموصل الضوئي. توضع شحنة سالبة على السلك، مما يؤدي إلى تأيين الفراغ بين السلك والموصل، وبالتالي تتنافر الإلكترونات وتتجه نحو الموصل. يوضع الموصل فوق سطح موصل، ويُحافظ على جهده عند جهد الأرض. [ 6 ]  

يتم اختيار القطبية بما يتناسب مع عملية الطباعة الموجبة أو السالبة. تُستخدم عملية الطباعة الموجبة لإنتاج نسخ بالأبيض والأسود. أما عملية الطباعة السالبة فتُستخدم لإنتاج نسخ بالأبيض والأسود من النسخ الأصلية السالبة (وخاصةً الميكروفيلم) ولجميع عمليات الطباعة والنسخ الرقمية. يهدف هذا إلى ترشيد استخدام ضوء الليزر من خلال طريقة التعريض "بالكتابة على السواد".

الخطوة الثانية: التعرض

تُضاء الوثيقة أو الميكروفيلم المراد نسخه بمصابيح وامضة على سطح الماسح الضوئي، ثم تُمرر إما فوق عدسة أو تُمسح ضوئيًا بواسطة ضوء وعدسة متحركين، بحيث تُسقط صورتها على سطح الأسطوانة المتحركة وتتزامن معه. بدلاً من ذلك، يمكن تعريض الصورة باستخدام وميض زينون يُضيء سطح الأسطوانة أو الحزام المتحرك بسرعة كافية لإنتاج صورة كامنة مثالية. في حال وجود نص أو صورة على الوثيقة، تبقى المنطقة المقابلة من الأسطوانة غير مضاءة. أما في حال عدم وجود صورة، فتُضاء الأسطوانة وتُفرغ الشحنة. الشحنة المتبقية على الأسطوانة بعد هذا التعريض هي صورة كامنة، وهي نسخة معكوسة من الوثيقة الأصلية. [ 6 ]

سواء في نظام بصري ماسح أو ثابت، تُستخدم مجموعات من العدسات والمرايا لعرض الصورة الأصلية على سطح المسح الضوئي (السطح المتحرك) على الموصل الضوئي. وتُستخدم عدسات إضافية، ذات أطوال بؤرية مختلفة أو عدسات تكبير/تصغير، لتكبير الصورة أو تصغيرها؛ ويجب أن تتكيف سرعة المسح مع هذه التغييرات. [ 4 ]

تعتبر الأسطوانة أقل كفاءة من الحزام من حيث أنها، على الرغم من بساطتها، تتطلب تخفيف الصدمات تدريجياً في الأجزاء التي تتدحرج على الأسطوانة المنحنية، بينما يستخدم الحزام المسطح بكفاءة نقطة تلامس واحدة لعمل مسار مباشر. [ 4 ]

في طابعة الليزر أو طابعة LED، يُسقط ضوء مُعدَّل على سطح الأسطوانة لتكوين الصورة الكامنة. ويُستخدم هذا الضوء المُعدَّل فقط لتكوين الصورة الظاهرة، ومن هنا جاء مصطلح "الكتابة السوداء".

الخطوة الثالثة: التطوير

في آلات النسخ عالية الإنتاجية، يُعرَّض الأسطوانة لمزيج مضطرب ببطء من جزيئات الحبر وجزيئات حاملة حديدية أكبر قابلة لإعادة الاستخدام. الحبر مسحوق، وكان في الأصل مسحوق كربون، ثم يُخلط بالصهر مع بوليمر. تحتوي الجزيئات الحاملة على طبقة تولد، أثناء التحريك، شحنة كهربائية احتكاكية (نوع من الكهرباء الساكنة)، تجذب طبقة من جزيئات الحبر. بالإضافة إلى ذلك، يُحرَّك المزيج بواسطة أسطوانة مغناطيسية لتقديم فرشاة من الحبر إلى سطح الأسطوانة أو الحزام. عند ملامسة كل جزيء حبر متعادل للحامل، يحمل شحنة كهربائية معاكسة لشحنة الصورة الكامنة على الأسطوانة. تجذب هذه الشحنة الحبر لتكوين صورة مرئية على الأسطوانة. للتحكم في كمية الحبر المنقولة، يُطبَّق جهد انحياز على أسطوانة المُظهِر لموازنة التجاذب بين الحبر والصورة الكامنة.

عندما تكون هناك حاجة إلى صورة سلبية، كما هو الحال عند الطباعة من فيلم سلبي صغير، فإن الحبر له نفس قطبية الهالة في الخطوة 1. تدفع خطوط القوة الكهروستاتيكية جزيئات الحبر بعيدًا عن الصورة الكامنة نحو المنطقة غير المشحونة، وهي المنطقة المعرضة من الفيلم السلبي.

استخدمت آلات النسخ والطابعات الملونة القديمة دورات نسخ متعددة لكل صفحة، باستخدام مرشحات وأحبار ملونة. أما الوحدات الحديثة فتستخدم مسحًا ضوئيًا واحدًا فقط لأربع وحدات معالجة مصغرة منفصلة، ​​تعمل في وقت واحد، ولكل منها وحدة معالجة خاصة بها، بما في ذلك وحدة الكورونا والأسطوانة ووحدة التطوير.

الخطوة الرابعة: النقل

تُمرر الورقة بين الأسطوانة ودائرة النقل، التي تحمل شحنة معاكسة لشحنة الحبر. تُنقل صورة الحبر من الأسطوانة إلى الورقة بفعل مزيج من الضغط والتجاذب الكهروستاتيكي. في العديد من الطابعات الملونة وعالية السرعة، يُستبدل عادةً دائرة النقل بواحدة أو أكثر من بكرات النقل المشحونة، التي تُطبق ضغطًا أكبر وتُنتج صورة بجودة أعلى.

الخطوة 5: الفصل، أو فك الارتباط

تُعادل الشحنات الكهربائية على الورق جزئيًا بواسطة تيار متردد من هالة ثانية، تُنشأ عادةً بالتزامن مع هالة النقل ومباشرةً بعدها. ونتيجةً لذلك، ينفصل الورق، محتفظًا بمعظم (وليس كل) صورة الحبر، عن سطح الأسطوانة أو الحزام.

الخطوة السادسة: الإصلاح أو الدمج

تُثبّت صورة الحبر بشكل دائم على الورق باستخدام آلية الحرارة والضغط (جهاز التثبيت الحراري) أو تقنية التثبيت الإشعاعي (جهاز التثبيت الحراري) لصهر جزيئات الحبر وربطها بالورق (عادةً الورق) المراد طباعته. كانت هناك سابقًا أجهزة تثبيت بخارية "خارجية" متاحة. كانت هذه الأجهزة عبارة عن صوانٍ مغطاة بشاش قطني مرشوش بسائل متطاير، مثل الإيثر. عند تقريب الصورة المنقولة من بخار السائل المتبخر، كانت النتيجة نسخة ثابتة تمامًا دون أي تشوه أو هجرة للحبر قد تحدث مع الطرق الأخرى. لم تعد هذه الطريقة مستخدمة بسبب انبعاثات الأبخرة.

الخطوة 7: التنظيف

بعد تفريغ جزء من الحبر من الأسطوانة أثناء عملية الفصل، يتم تفريغه مرة أخرى بواسطة الضوء. يُزال أي حبر متبقٍ لم ينتقل في الخطوة السادسة من سطح الأسطوانة بواسطة فرشاة دوارة تعمل بالشفط، أو بواسطة ممسحة تُعرف بشفرة التنظيف. عادةً ما يُوجّه هذا الحبر "النفايات" إلى حجرة مخصصة للتخلص منه لاحقًا؛ إلا أنه في بعض الأنظمة، يُعاد توجيهه إلى وحدة المُظهِر لإعادة استخدامه. تُعرف هذه العملية باستعادة الحبر، وهي أكثر اقتصادية، ولكنها قد تؤدي إلى انخفاض كفاءة الحبر الإجمالية من خلال عملية تُعرف بـ"تلوث الحبر"، حيث يُسمح بتراكم تركيزات من الحبر/المُظهِر ذي الخصائص الكهروستاتيكية الضعيفة في وحدة المُظهِر، مما يُقلل من كفاءة الحبر الإجمالية في النظام.

الاختلافات

تخلّت بعض الأنظمة عن استخدام مُظهِر (حامل) منفصل. تعمل هذه الأنظمة، المعروفة باسم الأنظمة أحادية المكوّن، بنفس الطريقة المذكورة سابقًا، ولكنها تستخدم إما حبرًا مغناطيسيًا أو مُظهِرًا قابلًا للانصهار. لا حاجة لاستبدال المُظهِر المُستهلك، حيث يستبدله المستخدم مع الحبر. أما نظام التطوير البديل، الذي طوّرته شركة KIP استنادًا إلى خط بحثي مهجور لشركة Xerox، فيستبدل تمامًا معالجة الحبر المغناطيسي ونظام التنظيف، بسلسلة من الانحيازات المتغيرة التي يتم التحكم فيها بواسطة الحاسوب. يُطبع الحبر مباشرةً على الأسطوانة، عن طريق التلامس المباشر مع أسطوانة تطوير مطاطية، والتي تقوم، بعكس الانحياز، بإزالة جميع الحبر غير المرغوب فيه وإعادته إلى وحدة التطوير لإعادة استخدامه.

أدى تطور تقنية التصوير الجاف إلى ظهور تقنيات جديدة لديها القدرة على القضاء نهائياً على آلات الطباعة الأوفست التقليدية . تستخدم هذه الآلات الجديدة ، مثل آلات زيكسون ، تقنية التصوير الجاف ، لكنها توفر جودة تقارب جودة الطباعة بالحبر التقليدي.

متانة

تتمتع المستندات المصورة ضوئيًا (والمطبوعات المشابهة لها من طابعات الليزر) بعمر تخزيني ممتاز ، وذلك بحسب جودة الورق المستخدم. فإذا استُخدم ورق رديء الجودة، فقد يصفر ويتلف بسبب الأحماض المتبقية في اللب غير المعالج؛ وفي أسوأ الأحوال، قد تتفتت النسخ القديمة إلى جزيئات صغيرة عند لمسها. أما النسخ المصورة ضوئيًا عالية الجودة على ورق خالٍ من الأحماض، فيمكن أن تدوم طويلاً كالمستندات المطبوعة أو المكتوبة بخط اليد على نفس الورق. مع ذلك، فإن النسخ المصورة ضوئيًا عرضة لانتقال الحبر غير المرغوب فيه إذا تم تخزينها في اتصال مباشر أو بالقرب من الملدنات الموجودة في المجلدات الورقية المصنوعة من مادة PVC . وفي الحالات القصوى، يلتصق الحبر مباشرة بغلاف المجلد، وينفصل عن النسخة الورقية، مما يجعلها غير قابلة للقراءة.

الاستخدامات في الرسوم المتحركة

قام أوب إيوركس بتطوير تقنية الطباعة الجافة (زيروغرافيا) للاستغناء عن مرحلة التحبير اليدوي في عملية الرسوم المتحركة، وذلك بطباعة رسومات الرسام مباشرةً على خلايا الرسوم المتحركة . كان فيلم "مئة مرقش ومرقش " (1961) أول فيلم رسوم متحركة طويل يستخدم هذه التقنية ، على الرغم من أن التقنية قد جُرِّبت بالفعل في فيلم " الجميلة النائمة" الذي صدر قبل ذلك بعامين. في البداية، كانت الخطوط السوداء فقط هي الممكنة، ولكن في عام 1977، تم إدخال الخطوط الرمادية واستخدامها في فيلم "المنقذون" ، وفي ثمانينيات القرن العشرين، تم إدخال الخطوط الملونة واستخدامها في أفلام رسوم متحركة طويلة مثل " سر نيم" . [ 7 ]

الاستخدامات في الفن

استُخدمت تقنية التصوير الجاف من قِبل المصورين على مستوى العالم كعملية تصوير فوتوغرافي مباشرة، ومن قِبل فناني الكتب لنشر كتب فريدة من نوعها أو نسخ متعددة، ومن قِبل الفنانين المتعاونين في مجموعات أعمال مثل تلك التي أنتجتها الجمعية الدولية لفناني النسخ التي أسستها الفنانة الأمريكية لويز أوديس نيدرلاند ، المتخصصة في الطباعة وفن الكتب . [ 8 ] قال الناقد الفني روي بروكتور عن الفنانة والقيّمة الفنية لويز نيدرلاند خلال إقامتها الفنية لمعرض "الفن من الآلة" في معرض 1708 في ريتشموند، فيرجينيا: "إنها دليل حي على أنه عندما تبدأ تقنية جديدة في الإنتاج بكميات كبيرة، سيكون الفنانون فضوليين بما يكفي - ومبدعين بما يكفي - لاستكشاف استخداماتها الإبداعية." [ 9 ]

مراجع

  1. ↑ باي، دامودار م.؛ ميلنيك، أندرو ر.؛ فايس، ديفيد س.؛ هان، ريتشارد؛ كروكس، والتر؛ بينينجتون، كيث س.؛ لي، فرانسيس س.؛ ياغر، سي. واين؛ تيتيرنجتون، دون ر.؛ لوتز، والتر؛ براونينجر، أرنو؛ دي براباندير، لوك؛ كلايس، فرانس؛ دي كيزر، رينيه؛ جانسينز، فيلهيلموس؛ بوتس، رود. "تكنولوجيا التصوير، 2. عمليات النسخ والطباعة غير الصدمية". موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية . فاينهايم: وايلي-في سي إتش. ص 1-53 . doi : 10.1002/14356007.o13_o08.pub2 . ISBN  9783527306732.
  2. ↑ "تعريف التصوير الجاف" . قاموس ميريام-ويبستر .
  3. ↑ شيفر، مايكل ب.؛ هولنباك، كيسي ل.؛ بيل، كاري ل. (2003). استحضار البرق: بنجامين فرانكلين والتكنولوجيا الكهربائية في عصر التنوير . بيركلي: مطبعة جامعة كاليفورنيا. ص 242-244 . ISBN  0-520-23802-8. electrophorus volta.
  4. 1 2 3 "عمليات التصوير الضوئي". موسوعة ماكجرو هيل للعلوم والتكنولوجيا ، المجلد 13، صفحة 395، الطبعة العاشرة، 2007
  5. ↑ فيزياء وتكنولوجيا عمليات التصوير الجاف ، إدغار إم. ويليامز، جون وايلي وأولاده (وايلي-إنترساينس)، نيويورك، 1984.
  6. 1 2 عمليات التصوير الضوئي". موسوعة ماكجرو هيل للعلوم والتكنولوجيا ، المجلد 13، صفحة 394، الطبعة العاشرة، 2007
  7. ↑ "التصوير الجاف والأفلام المتحركة" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 29 يناير 2019. تم الاطلاع عليه بتاريخ 28 يناير 2019 .
  8. ^ جورج موليك، أد. (1987). Médium، نسخة ضوئية : copigraphie canadienne et allemande ( الطبعة الأولى). مونتريال: Éditions de la Nouvelle barre du jour. رقم ISBN   2-89314-094-7.
  9. ↑ بروكتر، روي (14 أبريل 1980). "معرض 1708 يُقدّم عرضًا لفن التصوير". ريتشموند، فيرجينيا: صحيفة ريتشموند نيوز ليدر. ص. أ-44. قالت الفنانة النيويوركية لويز نيدرلاند هذا الأسبوع خلال حديث في معرض 1708 إيست مين: "اعتقد بودلير أن الآلات ستكون سببًا في زوال الفن. من ناحية أخرى، لو كان لدى ليوناردو دافنشي آلة تصوير، أعتقد أنه كان سيستخدمها". 

للمزيد من القراءة