FØR: Denne HP ThinkJet-en fra 1984 kostet en formue, skrev sakte med grov oppløsning på 96 dpi, men var likevel en sensasjon.
NÅ: Nå er det multifunsksjon som gjelder og dagens modeller er billige, skriver til og med fotofrafier lynraskt i topp kvalitet og kan mye mer enn å skrive ut.
DYSEKAMMER: Det meste i et moderne skrivehodet lages med samme teknikk som ved produksjon av integrerte kretser. Her ser vi et dysekammer med et resistorelement i et HP-hode.

Så blekket spruter

Blekkfakta

Energitettheten i det blekket varmes opp i kammeret er over 1800 MW/m 2. Til sammenlikning er energitettheten på solens overflate 64 MW/m 2.

Det er plass til langt over en million av resistorelementene i et skrivehode på en femkroning.

En picoliter er en milliondel av en milliondels liter, eller sagt på en annen måte. Det er like mange picoliter i en liter som det er cm i tretten ganger frem og tilbake til månen.

Det var HP som oppfant den termiske blekkskriveren i 1979. Men det tok ytterligere fem år før den kom på markedet og da hadde også Canon meldt seg på i konkurransen. De første modellene var temmelig saktegående greier. HPs første modell hadde 12 dyser i skriverhodet som hver kunne skyte ut tusen dråper i sekundet.

Det siste skriverhodet som kom for to år siden har 3900 dysser hver med en dråpefrekvens på 24 kHz. En forbedring på 7800 ganger altså.





Skrivehodet

Kjernen i blekkskriveren er selve skrivehodet. Her er det to filosofier. Enten er skrivehodet en egen enhet som får blekk fra tanker via slanger, eller så er det den integrert i selve blekkpatronen. Begge har fordeler og ulemper.

Selve skrivehodet er et lite elektromekanisk mesterverk. Det produseres med mange av teknikkene som brukes innen halvlederindustrien og med avansert bearbeiding av materialer. Et skrivehode er i praksis en lang rekke med ørsmå blekkpumper som skyter bitte små blekkdråper på papiret.

Skrivehodet er koblet til blekktankene og blekket flyter fritt fra tanken via et system av ledninger inn i ørsmå avfyringskammere. Kammerne er bygget med et ”tak” av silisium produsert med fotolitografi. Selve kammeret består av et tynt barriæresjikt som skiller de ulike kammerne fra hverandre. Helt i ”gulvet” av kammerne er det festet en plate med ørsmå hull som fungerer som blekkdyser.

Dimensjonene i systemet er så små at kapillær- og overflatekrefter hindrer at blekket ikke renner ut av tanken gjennom dysene.





Termisk eller mekanisk

Det to ulike måter å sende blekket ut av blekkammeret i små skrivere; termisk eller piezoelektrisk. I et termisk skivehode finnes det et lite motstandselement i ”taket” på hvert kammer. Når det sendes strøm gjennom det varmes blekket foran elementet opp til rundt 340 grader i løpet av 1,5 mikrosekund noe som danner en dampboble.

Det er årsaken til slike skriver også ble kalt boblejetskrivere før. Dampboblen presser blekket foran seg og det skytes ut av dysen som en dråpe over på papiret med en hastighet på rundt 50 km/t. Dette prinsippet brukes av HP, Canon og Lexmark.

Epson sverger til piezoelektrisk drift. Her er det et lite krystall i hvert kammer som endrer form når det sendes en strøm gjennom det. Formendringen skyver en liten blekkdråpe foran seg og ut av dysen. Ulempen er at slike dråpekammere ikke kan stå like tett sammen som i termiske skrivehoder og det reduserer antallet dyser i skivehodet.

Fordelen er at blekket blir ikke så varmt og det gir mer spillerom på design av blekk.





Blekk

Blekket i dagens skrivere er rundt 70 prosent vann. Selve fargestoffet utgjør bare mellom 2 og 5 prosent av volumet. Resten er en lang rekke tilsetningsstoffer som er selve hemmeligheten. Produsentene bruker store beløp på å utvikle blekk slik at det får bedre egenskaper.

Fargestoffene i blekket er enten kjemiske fargestoffer i form av fargede molekyler eller i form av pigmenter, som i praksis er større aggregater av fargede molekyler. Kjemiske fargestoffer har større fargeområde og egner seg bedre til utskift av fotografier. Hvert molekyl er typisk rundt 2 nm i diameter. Ulempen er at fargestoffene trekker inn i vanlig papir fordi det er så porøst. Derfor blir utseende litt blast. Derfor trengs det et papir som passer til den aktuelle kjemien for at fargene skal bli best mulig.

Pigmenter er i praksis aggregater av kjemiske fargestoffer med en størrelse på 50 til 150 nm. Fordelen med pigmenter er at de ikke trekker ned i papiret og selv utskrifter på vanlig kontorpapir blir veldig bra. Pigmenter tåler vann bedre, men gir ikke så gode fotoutskrifter, på spesialpapir.





Flere farge

Tradisjonelt har fargeskrivere hatt fire farger. Svart trengs til tekst og primærfargene cyan, magenta og gul kan i teorien gjengi alle fargene, men det er i teorien. I praksis trengs det flere farger for å gjengi et større fargeområde og noen opererer med både blå, grønn og rød. Mange skrivere har i tillegg lyse varianter av cyan og magenta.

Disse fargene er så mørke at punktene kan lett blir synlige når det skal skrives lyse toner av dem. Derfor er det bedre å legge på mange lyse punkter enn få mørke. Canon, som har skrivere som klarer dråpestørrelser ned i en picoliter lager så små punkter at de kan klare seg uten, men så ørsmå dråper gir andre utfordringer slik som å holde dysene åpne. Og da bruker skriveren mye blekk til rensing.





Blekk er billig

Det er kanskje ikke det budskapet skriverprodusentene ønsker å fortelle, men blekket som brukes i blekkskrivere er billig å fremstille. Likevel er det uhyggelig dyrt per volumenhet når det kjøpes i små patroner. Det er her produsentene tjener pengene. Prisene har gått ned de siste årene fordi fotoutskrifter krever så mye blekk. For at de skal være konkurransedyktige til foto blir de desto billigere på vanlige dokumenter.

Hva som er billigst varierer med måten det skrives ut på. En skiver med skivehodet innbygget i blekkpatronen krever lite rensing. Separate skrivehoder, små dyser og faste skrivehoder bruker mer blekk til rensing og når skriveren brukes bare av og til kan svært mye av blekket gå tapt til å spyle systemet rent.

Canons separate blekkpatroner er slik. HP har også nye modeller med separate blekktanker og faste hoder, men de har konstruert et system som resirkulerer renseblekket. Dessverre er tankene mindre så litt av vinningen grå tapt.





Varer lenge

For rundt ti år siden kom det blekkskrivere som for alvor tok opp konkurransen med tradisjonell fremkalling av bilder. Men det ble snart åpenlyst at de så å si forsvant som dugg for sola. Mens tradisjonelle bilder kunne vare i 20 til 40 år med en viss eksponering mot lys og ozon forsvant blekkbaserte bilder på noen uker. En slik trussel mot det fremvoksende fotomarkedet ble ikke akseptert og ingeniørene fikk raskt frem løsninger.

Nye blekktyper i kombinasjon med spesialpapir har nå flyttet varigheten langt ut over det tradisjonelle fotografi kan varte opp med. HP leverer nå blekk og papir som de garanterer i over 200 år etter den vanlige testmetoden bransjen bruker.





Bedre

Det er ikke bare varigheten som er bedre med blekkskrivere. De litt mer påkostede fargeskriverne gir vesentlig bedre kvalitet enn tradisjonell fotografi også. Spesielt de som bruker kjemiske fargestoffer kan gjengi et bredere fargeområde.

I tillegg har brukerne mulighet til å redigere bildene digitalt for å øke kvaliteten ytterligere.