การพิมพ์เลเซอร์

การพิมพ์เลเซอร์เป็น กระบวนการ พิมพ์ดิจิทัลแบบไฟฟ้าสถิต โดยจะสร้างข้อความและกราฟิกคุณภาพสูง (และภาพถ่ายคุณภาพปานกลาง) ด้วยการส่งลำแสงเลเซอร์ไปมาซ้ำๆ บน กระบอก ที่มีประจุลบที่เรียกว่า "ดรัม" เพื่อสร้างภาพที่มีประจุต่างกัน[ 1 ]จากนั้นดรัมจะเก็บผงหมึก ( โทนเนอร์ ) ที่มีประจุไฟฟ้าไว้ และถ่ายโอนภาพไปยังกระดาษ ซึ่งจะถูกทำให้ร้อนเพื่อหลอมรวมข้อความ ภาพ หรือทั้งสองอย่างเข้ากับกระดาษอย่างถาวร เช่นเดียวกับเครื่องถ่ายเอกสาร ดิจิทัล เครื่องพิมพ์เลเซอร์ใช้กระบวนการพิมพ์แบบซีโรกราฟิก[ 2 ]การพิมพ์เลเซอร์แตกต่างจากซีโรกราฟิกแบบดั้งเดิมที่ใช้ในเครื่องถ่ายเอกสารแบบอนาล็อกตรงที่ในเครื่องถ่ายเอกสารแบบอนาล็อกนั้น ภาพจะถูกสร้างขึ้นโดยการสะท้อนแสงจากเอกสารที่มีอยู่ไปยังดรัมตัวนำแสง
เครื่องพิมพ์เลเซอร์ถูกคิดค้นขึ้นที่Xerox PARCในช่วงทศวรรษ 1970 ต่อมาได้มีการนำเครื่องพิมพ์เลเซอร์ออกสู่ตลาดสำนักงานและตลาดบ้านโดยบริษัทต่างๆ เช่นIBM , Canon , Xerox, Apple , Hewlett-Packardและอีกมากมาย ตลอดหลายทศวรรษที่ผ่านมา คุณภาพและความเร็วในการพิมพ์เพิ่มขึ้น ในขณะที่ราคาลดลง และอุปกรณ์การพิมพ์ที่เคยล้ำสมัยเหล่านี้ก็กลายเป็นสิ่งที่พบเห็นได้ทั่วไปในปัจจุบัน
ประวัติศาสตร์

ในช่วงทศวรรษ 1960 บริษัทซีร็อกซ์ครองตำแหน่งที่โดดเด่นในตลาดเครื่องถ่ายเอกสาร[ 3 ]ในปี 1969 แกรี่ สตาร์คเวทเธอร์ซึ่งทำงานในแผนกพัฒนาผลิตภัณฑ์ของซีร็อกซ์ มีแนวคิดที่จะใช้ลำแสงเลเซอร์ "วาด" ภาพของสิ่งที่จะคัดลอกลงบนดรัมของเครื่องถ่ายเอกสารโดยตรง หลังจากย้ายไปที่ศูนย์วิจัยพาโลอัลโต (ซีร็อกซ์ PARC) ที่เพิ่งก่อตั้งขึ้นในปี 1971 สตาร์คเวทเธอร์ได้ดัดแปลงเครื่องถ่ายเอกสารซีร็อกซ์ 7000 เพื่อสร้าง SLOT (Scanned Laser Output Terminal) ในปี 1972 สตาร์คเวทเธอร์ได้ทำงานร่วมกับบัตเลอร์ แลมป์สันและโรนัลด์ ไรเดอร์ เพื่อเพิ่มระบบควบคุมและเครื่องกำเนิดอักขระ ส่งผลให้เกิดเครื่องพิมพ์ที่เรียกว่า EARS (Ethernet, Alto Research character generator, Scanned laser output terminal) ซึ่งต่อมากลายเป็นเครื่องพิมพ์เลเซอร์ซีร็อกซ์ 9700 [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]ในปี พ.ศ. 2519 เครื่องพิมพ์เลเซอร์เชิงพาณิชย์เครื่องแรกIBM 3800ได้ถูกวางจำหน่าย โดยได้รับการออกแบบมาสำหรับศูนย์ข้อมูลซึ่งใช้แทนเครื่องพิมพ์แบบบรรทัดที่เชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์เมนเฟรม IBM 3800 ใช้สำหรับการพิมพ์ปริมาณมากบนกระดาษต่อเนื่องและมีความเร็ว 215 หน้าต่อนาที (ppm) ที่ความละเอียด 240 จุดต่อนิ้ว (dpi) มียอดขายเครื่องพิมพ์เหล่านี้มากกว่า 8,000 เครื่อง[ 7 ]
ไม่นานหลังจากนั้น ในปี 1977 เครื่องพิมพ์Xerox 9700ก็ได้ออกสู่ตลาด แตกต่างจาก IBM 3800 ตรงที่ Xerox 9700 ไม่ได้มุ่งเป้าไปที่การทดแทนเครื่องพิมพ์ที่มีอยู่เดิมเครื่องใดเครื่องหนึ่งโดยเฉพาะ อย่างไรก็ตาม เครื่องพิมพ์นี้มีการรองรับการโหลดฟอนต์ อย่างจำกัด Xerox 9700 โดดเด่นในการพิมพ์เอกสารที่มีมูลค่าสูงบนกระดาษแผ่นเดียวที่มีเนื้อหาหลากหลาย (เช่น กรมธรรม์ประกันภัย) [ 7 ]ด้วยแรงบันดาลใจจากความสำเร็จทางการค้าของ Xerox 9700 บริษัทกล้องและเลนส์ของญี่ปุ่น อย่าง Canonจึงได้พัฒนาเครื่องพิมพ์เลเซอร์ตั้งโต๊ะราคาประหยัด Canon LBP-10 ในปี 1979 จากนั้น Canon ก็เริ่มพัฒนากลไกการพิมพ์ที่ดีขึ้นมาก คือ Canon CX ส่งผลให้เกิดเครื่องพิมพ์ LBP-CX เนื่องจากไม่มีประสบการณ์ในการขายให้กับผู้ใช้คอมพิวเตอร์ Canon จึงแสวงหาความร่วมมือกับบริษัทในซิลิคอนแวลลีย์ 3 แห่ง ได้แก่ Diablo Data Systems (ซึ่งปฏิเสธข้อเสนอ) Hewlett-Packard (HP) และApple Computer [ 8 ] [ 9 ]
ในปี พ.ศ. 2524 คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลขนาดเล็กเครื่องแรกที่ออกแบบมาสำหรับใช้ในสำนักงาน คือXerox Star 8010 ได้ออกสู่ตลาด ระบบนี้ใช้รูปแบบเดสก์ท็อปซึ่งไม่มีใครเทียบได้ในการขายเชิงพาณิชย์ จนกระทั่งApple Macintoshออกมา แม้ว่าจะเป็นนวัตกรรมใหม่ แต่เวิร์กสเตชัน Star ก็เป็นระบบที่มีราคาแพงมาก ( 17,000 ดอลลาร์สหรัฐ ) ซึ่งมีเพียงธุรกิจและสถาบันบางส่วนเท่านั้นที่สามารถซื้อได้[ 10 ]ต่อมาในปี พ.ศ. 2527 เครื่องพิมพ์เลเซอร์เครื่องแรกที่ตั้งใจขายในตลาดมวลชน คือHP LaserJetได้วางจำหน่าย โดยใช้เครื่องยนต์ Canon CX ที่ควบคุมด้วยซอฟต์แวร์ของ HP [ 11 ] : 5–8 LaserJet ตามมาด้วยเครื่องพิมพ์จากBrother Industries , IBMและอื่นๆ อย่างรวดเร็ว เครื่องรุ่นแรกมีดรัมไวแสงขนาดใหญ่ ซึ่งมีเส้นรอบวงมากกว่าความยาวของกระดาษที่ใส่เข้าไป เมื่อมีการพัฒนาสารเคลือบที่ฟื้นตัวได้เร็วขึ้น ดรัมจึงสามารถสัมผัสกระดาษได้หลายครั้งในการผ่านแต่ละครั้ง และด้วยเหตุนี้จึงมีเส้นผ่านศูนย์กลางที่เล็กลง หนึ่งปีต่อมา Apple ได้เปิดตัวLaserWriter (ซึ่งใช้เอนจิ้น Canon CX เช่นกัน) [ 12 ]แต่ใช้ ภาษา PostScript ซึ่งเป็นภาษาอธิบายหน้ากระดาษที่เพิ่งเปิดตัว (จนถึงจุดนี้ ผู้ผลิตแต่ละรายใช้ภาษาอธิบายหน้ากระดาษที่เป็นกรรมสิทธิ์ของตนเอง ทำให้ซอฟต์แวร์ที่รองรับมีความซับซ้อนและมีราคาแพง) PostScript อนุญาตให้ใช้ข้อความ แบบอักษร กราฟิก รูปภาพ และสีได้อย่างอิสระจากยี่ห้อหรือความละเอียดของเครื่องพิมพ์PageMakerซึ่งพัฒนาโดยAldusสำหรับ Macintosh และ LaserWriter ก็ได้เปิดตัวในปี 1985 เช่นกัน และการใช้งานร่วมกันนี้ได้รับความนิยมอย่างมากสำหรับการจัดพิมพ์บนเดสก์ท็อป [ 6 ] [ 7 ] เครื่องพิมพ์ เลเซอร์นำเสนอการพิมพ์ข้อความที่รวดเร็วและมีคุณภาพสูงเป็นพิเศษในหลายแบบอักษรในหน้าเดียวให้กับตลาดธุรกิจและบ้าน ไม่มีเครื่องพิมพ์อื่นใดที่วางจำหน่ายทั่วไปในช่วงเวลานั้นที่สามารถนำเสนอคุณสมบัติเหล่านี้ได้
กระบวนการพิมพ์
ลำแสงเลเซอร์ฉายภาพของหน้าที่จะพิมพ์ลงบนดรัมทรงกระบอกหมุนได้ที่มีประจุไฟฟ้าและมีคุณสมบัติการนำไฟฟ้า ด้วยแสง [ 13 ] การนำไฟฟ้าด้วยแสงจะนำอิเล็กตรอนที่มีประจุออกจากบริเวณที่สัมผัสกับแสงเลเซอร์ จากนั้นอนุภาคหมึกผง ( โทนเนอร์ ) จะถูกดึงดูดด้วยไฟฟ้าสถิตไปยังบริเวณที่เหลือของดรัมที่ไม่ได้รับแสงเลเซอร์
จากนั้นดรัมจะถ่ายโอนภาพลงบนกระดาษซึ่งถูกส่งผ่านเครื่องโดยการสัมผัสโดยตรง สุดท้าย กระดาษจะถูกส่งไปยังเครื่องตกแต่ง ซึ่งใช้ความร้อนในการหลอมรวมผงหมึกที่แสดงภาพลงบนกระดาษทันที
โดยทั่วไปเลเซอร์ที่ใช้จะเป็นเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์อะลูมิเนียมแกลเลียมอาร์เซไนด์ (AlGaAs) ซึ่งปล่อยแสงสีแดงหรือแสงอินฟราเรด
ดรัมถูกเคลือบด้วยซีลีเนียมหรือในปัจจุบันนี้ ถูกเคลือบด้วยสารนำแสงอินทรีย์ ที่ทำจากเอ็น-ไวนิลคาร์บาโซล ซึ่งเป็น โมโนเมอร์อินทรีย์
โดยทั่วไปแล้วกระบวนการนี้ประกอบด้วยเจ็ดขั้นตอน ซึ่งมีรายละเอียดอยู่ในหัวข้อด้านล่าง

การประมวลผลภาพแรสเตอร์
เอกสารที่จะพิมพ์จะถูกเข้ารหัสด้วยภาษาอธิบายหน้ากระดาษ เช่น PostScript, Printer Command Language (PCL) หรือOpen XML Paper Specification (OpenXPS) ตัวประมวลผลภาพแรสเตอร์ (RIP) จะแปลงคำอธิบายหน้ากระดาษเป็นภาพบิตแมปซึ่งจะถูกจัดเก็บไว้ในหน่วยความจำแรสเตอร์ของเครื่องพิมพ์ แถบจุดแนวนอนแต่ละแถบที่พาดผ่านหน้ากระดาษเรียกว่า เส้น แรสเตอร์หรือเส้นสแกน
การพิมพ์ด้วยเลเซอร์แตกต่างจากเทคโนโลยีการพิมพ์อื่นๆ ตรงที่แต่ละหน้าจะถูกแสดงผลในกระบวนการต่อเนื่องเพียงครั้งเดียวโดยไม่มีการหยุดชั่วคราว ในขณะที่เทคโนโลยีอื่นๆ เช่นอิงค์เจ็ทอาจหยุดชั่วคราวทุกๆ สองสามบรรทัด[ 14 ]เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาบัฟเฟอร์ไม่เพียงพอ (ซึ่งเลเซอร์ไปถึงจุดบนหน้ากระดาษก่อนที่จะมีจุดให้วาด) เครื่องพิมพ์เลเซอร์โดยทั่วไปจึงต้องการหน่วยความจำแรสเตอร์ที่เพียงพอสำหรับเก็บภาพบิตแมปของทั้งหน้า
ความต้องการหน่วยความจำจะเพิ่มขึ้นตามกำลังสองของจุดต่อนิ้วดังนั้น 600 dpi จึงต้องการหน่วยความจำอย่างน้อย 4 เมกะไบต์สำหรับขาวดำ และ 16 เมกะไบต์สำหรับสี (ยังคงอยู่ที่ 600 dpi) สำหรับการแสดงผลกราฟิกเต็มรูปแบบโดยใช้ภาษาอธิบายหน้ากระดาษ (Page Description Language) จะต้องใช้หน่วยความจำอย่างน้อย 1 เมกะไบต์ในการจัดเก็บจุด ทั้งหมดบนหน้า กระดาษ ขาวดำขนาด A4ที่ความละเอียด 300 dpi ที่ความละเอียด 300 dpi จะมี 90,000 จุดต่อตารางนิ้ว (300 จุดต่อนิ้วเชิงเส้น) กระดาษขนาด 8.5 × 11 นิ้วโดยทั่วไปจะมี ระยะขอบ 0.25 นิ้ว (6.4 มม.)ทำให้พื้นที่พิมพ์ลดลงเหลือ8.0 × 10.5 นิ้ว (200 มม. × 270 มม.)หรือ 84 ตารางนิ้ว 84 ตารางนิ้ว × 90,000 จุดต่อตารางนิ้ว = 7,560,000 จุด 1 เมกะไบต์ = 1,048,576 ไบต์ หรือ 8,388,608 บิต ซึ่งมีขนาดใหญ่พอที่จะเก็บข้อมูลทั้งหน้าในความละเอียด 300 dpi โดยเหลือพื้นที่ว่างประมาณ 100 กิโลไบต์สำหรับใช้โดยหน่วยประมวลผลภาพแรสเตอร์
ในเครื่องพิมพ์สี แต่ละชั้นของ ผงหมึก CMYK ทั้งสี่ ชั้นจะถูกจัดเก็บเป็นบิตแมปแยกกัน และโดยทั่วไปแล้วทั้งสี่ชั้นจะได้รับการประมวลผลล่วงหน้าก่อนเริ่มการพิมพ์ ดังนั้นจึงต้องใช้พื้นที่อย่างน้อย 4 เมกะไบต์สำหรับหน้ากระดาษขนาด Letter หรือ A4 ที่ความละเอียด 300 dpi ที่พิมพ์สีเต็มรูปแบบ
ในช่วงทศวรรษ 1980 ชิปหน่วยความจำยังมีราคาแพงมาก ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมเครื่องพิมพ์เลเซอร์ระดับเริ่มต้นในยุคนั้นจึงมีราคาขายปลีกแนะนำเป็นตัวเลขสี่หลักในสกุลเงินดอลลาร์สหรัฐ ไมโครโปรเซสเซอร์แบบดั้งเดิมในคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล รุ่นแรกๆ มีกำลังประมวลผลต่ำและไม่เพียงพอสำหรับงานกราฟิก ทำให้เครื่องพิมพ์เลเซอร์ที่ต่อพ่วงมักมีกำลังประมวลผลในตัวมากกว่า[ 15 ]ต่อมาราคาหน่วยความจำลดลงอย่างมาก ในขณะที่การปรับปรุงอย่างรวดเร็วในประสิทธิภาพของพีซีและสายเคเบิลอุปกรณ์ต่อพ่วง (ที่สำคัญที่สุดคือSCSI ) ทำให้สามารถพัฒนาเครื่องพิมพ์เลเซอร์ระดับล่างที่ถ่ายโอนการสร้างภาพแรสเตอร์ไปยังพีซีที่ส่งได้ สำหรับเครื่องพิมพ์ดังกล่าว ตัวจัดการคิวงานพิมพ์ของระบบปฏิบัติการจะเรนเดอร์บิตแมปดิบของแต่ละหน้าลงในหน่วยความจำระบบของพีซีที่ความละเอียดเป้าหมาย จากนั้นส่งบิตแมปนั้นไปยังเลเซอร์โดยตรง (โดยแลกกับการทำให้โปรแกรมอื่นๆ บนพีซีที่ส่งทำงานช้าลง) [ 16 ]การปรากฏตัวของเครื่องพิมพ์เลเซอร์ที่เรียกว่า "แบบธรรมดา" หรือ "แบบใช้โฮสต์" จากNECทำให้ต้นทุนขายปลีกของเครื่องพิมพ์เลเซอร์ความละเอียด 300 dpi ระดับล่างลดลงเหลือเพียง 700 ดอลลาร์สหรัฐในช่วงต้นปี 1994 [ 17 ]และ 600 ดอลลาร์สหรัฐในช่วงต้นปี 1995 [ 18 ] ในเดือนกันยายนปี 1997 HP ได้เปิดตัว LaserJet 6L แบบใช้โฮสต์ ซึ่งสามารถพิมพ์ข้อความความละเอียด 600 dpi ได้สูงสุดถึงหกหน้าต่อนาทีในราคาเพียง 400 ดอลลาร์สหรัฐ[ 19 ]
เครื่องพิมพ์ความละเอียด 1200 dpi มีวางจำหน่ายอย่างแพร่หลายในตลาดบ้านเรือนตั้งแต่ปี 2008 นอกจากนี้ เครื่องทำแผ่นพิมพ์อิเล็กโทรโฟโตกราฟิกความละเอียด 2400 dpi ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วคือเครื่องพิมพ์เลเซอร์ที่พิมพ์ลงบนแผ่นพลาสติก ก็มีวางจำหน่ายเช่นกัน
กำลังชาร์จ

ในเครื่องพิมพ์รุ่นเก่าลวดโคโรนาที่วางขนานกับดรัม หรือในเครื่องพิมพ์รุ่นใหม่กว่านั้น จะใช้ลูกกลิ้งประจุหลัก เพื่อสร้างประจุไฟฟ้าสถิตลงบนตัวรับแสง (หรือที่เรียกว่าหน่วยตัวนำแสง) ซึ่งเป็นดรัมหรือสายพานไวแสงที่หมุนได้ และสามารถกักเก็บประจุไฟฟ้าสถิตไว้บนพื้นผิวได้แม้ในที่มืด
แรง ดันไบแอส ACจะถูกจ่ายให้กับลูกกลิ้งประจุหลักเพื่อกำจัดประจุตกค้างที่เกิดจากภาพก่อนหน้า ลูกกลิ้งนี้ยังจะสร้าง แรงดันไบแอส DCบนพื้นผิวของดรัมเพื่อให้แน่ใจว่ามีศักย์ไฟฟ้าลบที่สม่ำเสมอ
สิทธิบัตรจำนวนมากอธิบายถึงสารเคลือบดรัมไวแสงว่าเป็น "แซนด์วิช" ซิลิคอนที่มีชั้นรับประจุแสง ชั้นป้องกันการรั่วไหลของประจุ และชั้นผิวหน้า เวอร์ชันหนึ่งใช้ซิลิคอนอสัณฐานที่มีไฮโดรเจนเป็นชั้นรับแสงโบรอนไนไตรด์เป็นชั้นป้องกันการรั่วไหลของประจุ และชั้นผิวหน้าเป็นซิลิคอนเจือสารโดยเฉพาะอย่างยิ่งซิลิคอนที่มีออกซิเจนหรือไนโตรเจนซึ่งที่ความเข้มข้นเพียงพอจะคล้ายกับซิลิคอนไนไตรด์ที่ ได้จากการขึ้นรูป
การเปิดเผย


เครื่องพิมพ์เลเซอร์ใช้เลเซอร์เนื่องจากเลเซอร์สามารถสร้างลำแสงที่มีความแม่นยำสูงและเข้มข้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระยะทางสั้นๆ ภายในเครื่องพิมพ์ เลเซอร์จะถูกเล็งไปที่ กระจกรูป หลายเหลี่ยม ที่หมุนได้ ซึ่งจะนำลำแสงผ่านระบบเลนส์และกระจกไปยังดรัมรับแสง เขียนพิกเซลด้วยอัตราสูงถึง 65 ล้านครั้งต่อวินาที[ 20 ]ดรัมจะหมุนต่อไปในระหว่างการกวาด และมุมการกวาดจะเอียงเล็กน้อยเพื่อชดเชยการเคลื่อนที่นี้ กระแสข้อมูลแรสเตอร์ที่เก็บไว้ในหน่วยความจำของเครื่องพิมพ์จะเปิดและปิดเลเซอร์อย่างรวดเร็วในขณะที่มันกวาด
ลำแสงเลเซอร์จะทำให้ประจุบนพื้นผิวของดรัมเป็นกลาง (หรือกลับทิศทาง) ทำให้เกิด ภาพประจุลบ แบบไฟฟ้าสถิตบนพื้นผิวของดรัม ซึ่งจะผลักอนุภาคผงหมึกที่มีประจุลบออกไป อย่างไรก็ตาม บริเวณบนดรัมที่ถูกเลเซอร์ยิงจะไม่มีประจุชั่วขณะ และผงหมึกที่ถูกกดลงบนดรัมโดยลูกกลิ้งพัฒนาภาพที่เคลือบด้วยผงหมึกในขั้นตอนถัดไปจะเคลื่อนจากพื้นผิวยางของลูกกลิ้งไปยังส่วนที่มีประจุบนพื้นผิวของดรัม[ 21 ] [ 22 ]
เครื่องพิมพ์ที่ไม่ใช้เลเซอร์บางรุ่น ( เครื่องพิมพ์ LED ) ใช้ ไดโอดเปล่งแสงจำนวนมากเรียงตัวตามความกว้างของหน้ากระดาษเพื่อสร้างภาพ แทนที่จะใช้เลเซอร์ ในเอกสารบางฉบับ คำว่า "การฉายแสง" อาจหมายถึง "การเขียน" ด้วยเช่นกัน
กำลังพัฒนา
ขณะที่ดรัมหมุนผงหมึกจะถูกป้อนอย่างต่อเนื่องเป็นชั้นหนา 15 ไมครอนลงบนลูกกลิ้งพัฒนาภาพพื้นผิวของตัวรับแสงที่มีภาพแฝงอยู่จะถูกสัมผัสกับลูกกลิ้งพัฒนาภาพที่เคลือบด้วยผงหมึก
ผงหมึกประกอบด้วยอนุภาคละเอียดของผงพลาสติกแห้งผสมกับ ผง คาร์บอนแบล็กหรือสารให้สี อนุภาคผงหมึกจะถูกทำให้มีประจุลบภายในตลับหมึกและเมื่อพวกมันออกมาบนดรัมพัฒนาภาพ พวกมันจะถูกดึงดูดด้วยไฟฟ้าสถิตไปยังภาพแฝงของตัวรับแสง (บริเวณบนพื้นผิวของดรัมที่ถูกเลเซอร์กระทบ) เนื่องจากประจุลบจะผลักกัน อนุภาคผงหมึกที่มีประจุลบจะไม่เกาะติดกับดรัมที่ประจุลบ (ซึ่งถูกสร้างขึ้นก่อนหน้านี้โดยลูกกลิ้งประจุ) ยังคงอยู่
การโอนย้าย
จากนั้นแผ่นกระดาษจะถูกม้วนเข้าไปใต้ดรัมรับแสง ซึ่งเคลือบด้วยอนุภาคผงหมึกเป็นลวดลายในตำแหน่งที่เลเซอร์ส่องกระทบเมื่อครู่ อนุภาคผงหมึกมีแรงดึงดูดที่อ่อนมากทั้งกับดรัมและกระดาษ แต่แรงยึดเกาะกับดรัมนั้นอ่อนกว่า และอนุภาคจะถ่ายโอนอีกครั้ง คราวนี้จากพื้นผิวของดรัมไปยังพื้นผิวของกระดาษ เครื่องพิมพ์บางรุ่นยังใช้ "ลูกกลิ้งถ่ายโอน" ที่มีประจุบวกอยู่ด้านหลังของกระดาษเพื่อช่วยดึงผงหมึกที่มีประจุลบจากดรัมรับแสงไปยังกระดาษด้วย
การหลอมรวม

กระดาษจะเคลื่อนผ่านลูกกลิ้งในชุดฟิวเซอร์ ซึ่งจะใช้ความร้อนสูงถึง427 องศาเซลเซียส (801 องศาฟาเรนไฮต์)และแรงดันเพื่อยึดผงหมึกติดกับกระดาษอย่างถาวร โดยปกติแล้วลูกกลิ้งตัวหนึ่งจะเป็นท่อกลวง (ลูกกลิ้งความร้อน) และอีกตัวหนึ่งจะเป็นลูกกลิ้งที่มีแผ่นยางรองด้านหลัง (ลูกกลิ้งแรงดัน) หลอดไฟความร้อนแบบแผ่รังสีจะถูกแขวนไว้ตรงกลางท่อกลวง และ พลังงาน อินฟราเรดจะให้ความร้อนแก่ลูกกลิ้งจากภายในอย่างสม่ำเสมอ เพื่อให้ผงหมึกยึดติดอย่างเหมาะสม ลูกกลิ้งฟิวเซอร์จะต้องร้อนอย่างสม่ำเสมอ
เครื่องพิมพ์บางรุ่นใช้ลูกกลิ้งฟอยล์โลหะที่บางและยืดหยุ่นได้มาก ทำให้มีมวลความร้อนที่ต้องให้ความร้อนน้อยลง และชุดทำความร้อนสามารถเข้าถึงอุณหภูมิการทำงาน ได้เร็วขึ้น หากกระดาษเคลื่อนผ่านชุดทำความร้อนช้าลง จะมีเวลาสัมผัสระหว่างลูกกลิ้งกับผงหมึกมากขึ้น ทำให้ผงหมึกละลายได้ และชุดทำความร้อนสามารถทำงานที่อุณหภูมิต่ำลงได้ เครื่องพิมพ์เลเซอร์ขนาดเล็กและราคาไม่แพงมักจะพิมพ์ช้ากว่า เนื่องจากดีไซน์ประหยัดพลังงานนี้ เมื่อเทียบกับเครื่องพิมพ์ขนาดใหญ่ความเร็วสูงที่กระดาษเคลื่อนผ่านชุดทำความร้อนอุณหภูมิสูงอย่างรวดเร็วด้วยเวลาสัมผัสที่สั้นมาก
การทำความสะอาดและการชาร์จใหม่

เมื่อดรัมหมุนครบหนึ่งรอบ มันจะสัมผัสกับใบมีดพลาสติกอ่อนที่เป็นกลางทางไฟฟ้า ซึ่งจะทำความสะอาดผงหมึกที่เหลืออยู่บนดรัมรับแสงและส่งไปยังถังเก็บของเสีย จากนั้นลูกกลิ้งประจุจะสร้างประจุลบที่สม่ำเสมอขึ้นใหม่บนพื้นผิวของดรัมที่สะอาดแล้ว เพื่อเตรียมพร้อมสำหรับการรับแสงเลเซอร์อีกครั้ง
การพิมพ์ต่อเนื่อง
เมื่อการสร้างภาพแรสเตอร์เสร็จสมบูรณ์ ขั้นตอนทั้งหมดของกระบวนการพิมพ์สามารถเกิดขึ้นได้ทีละขั้นตอนอย่างรวดเร็ว ซึ่งช่วยให้สามารถใช้หน่วยขนาดเล็กและกะทัดรัดมาก โดยที่ตัวรับแสงจะถูกชาร์จ หมุนไปสองสามองศาแล้วสแกน หมุนไปอีกสองสามองศาแล้วพัฒนาภาพ และอื่นๆ กระบวนการทั้งหมดสามารถเสร็จสมบูรณ์ได้ก่อนที่ดรัมจะหมุนครบหนึ่งรอบ
เครื่องพิมพ์แต่ละประเภทมีวิธีการที่แตกต่างกันในการดำเนินการขั้นตอนเหล่านี้เครื่องพิมพ์ LEDใช้แถวของไดโอดเปล่งแสงเพื่อ "เขียน" แสงลงบนดรัม ผงหมึกทำจากขี้ผึ้งหรือพลาสติก ดังนั้นเมื่อกระดาษผ่านชุดทำความร้อน อนุภาคของผงหมึกจะละลาย กระดาษอาจมีหรือไม่มีประจุตรงข้ามก็ได้ ชุดทำความร้อนอาจเป็นเตาอบอินฟราเรด ลูกกลิ้งกดความร้อน หรือ (ในเครื่องพิมพ์ที่เร็วและมีราคาแพงมากบางรุ่น) หลอดไฟแฟลชซีนอนกระบวนการอุ่นเครื่องที่เครื่องพิมพ์เลเซอร์ดำเนินการเมื่อเปิดเครื่องครั้งแรกนั้นส่วนใหญ่ประกอบด้วยการให้ความร้อนแก่ชิ้นส่วนทำความร้อน
ความผิดปกติ

กลไกภายในเครื่องพิมพ์เลเซอร์ค่อนข้างบอบบาง และเมื่อเสียหายแล้ว มักซ่อมแซมไม่ได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ดรัมเป็นส่วนประกอบที่สำคัญมาก ไม่ควรปล่อยให้ดรัมสัมผัสกับแสงสว่างนานเกินกว่าสองสามชั่วโมง เพราะแสงเป็นสาเหตุที่ทำให้ดรัมสูญเสียประจุและจะเสื่อมสภาพในที่สุด สิ่งใดก็ตามที่รบกวนการทำงานของเลเซอร์ เช่น เศษกระดาษที่ฉีกขาด อาจทำให้เลเซอร์ไม่สามารถปล่อยประจุในบางส่วนของดรัมได้ ทำให้บริเวณเหล่านั้นปรากฏเป็นเส้นสีขาวแนวตั้ง หากใบปัดทำความสะอาดไม่สามารถกำจัดผงหมึกที่ตกค้างออกจากพื้นผิวดรัมได้ ผงหมึกนั้นอาจหมุนเวียนบนดรัมอีกครั้ง ทำให้เกิดรอยเปื้อนบนหน้ากระดาษในแต่ละรอบการหมุน หากลูกกลิ้งประจุเสียหายหรือมีกำลังไฟไม่เพียงพอ อาจไม่สามารถปล่อยประจุลบไปยังพื้นผิวดรัมได้อย่างเพียงพอ ทำให้ดรัมดูดผงหมึกมากเกินไปในรอบการหมุนถัดไปจากลูกกลิ้งพัฒนาภาพ และทำให้ภาพจากรอบก่อนหน้าปรากฏขึ้นซ้ำแต่จางกว่าบนหน้ากระดาษ
หากใบมีดปาดผงหมึกไม่ทำให้ผงหมึกกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอทั่วลูกกลิ้งพัฒนาภาพ งานพิมพ์ที่ได้อาจมีรอยด่างสีขาวในบริเวณที่ใบมีดปาดผงหมึกออกมากเกินไป ในทางกลับกัน หากใบมีดปล่อยให้ผงหมึกเหลืออยู่บนลูกกลิ้งพัฒนาภาพมากเกินไป อนุภาคผงหมึกอาจหลุดออกมาขณะที่ลูกกลิ้งหมุน ตกตะกอนลงบนกระดาษด้านล่าง และยึดติดกับกระดาษในระหว่างกระบวนการหลอมรวม ซึ่งจะทำให้หน้ากระดาษที่พิมพ์ออกมามืดลงโดยทั่วไป เป็นแถบแนวตั้งกว้างๆ ที่มีขอบไม่คมชัด
หากลูกกลิ้งความร้อนไม่ถึงอุณหภูมิที่สูงพอ หรือความชื้นในอากาศสูงเกินไป ผงหมึกจะไม่ติดกับกระดาษได้ดีและอาจหลุดลอกหลังจากพิมพ์ หากลูกกลิ้งความร้อนร้อนเกินไป ส่วนประกอบพลาสติกของผงหมึกอาจเลอะ ทำให้ข้อความที่พิมพ์ดูเหมือนเปียกหรือเปื้อน หรืออาจทำให้ผงหมึกที่ละลายซึมผ่านกระดาษไปยังด้านหลังได้
ผู้ผลิตหลายรายอ้างว่าผงหมึกของตนได้รับการพัฒนาขึ้นมาโดยเฉพาะสำหรับเครื่องพิมพ์ของตน และสูตรผงหมึกอื่นๆ อาจไม่ตรงกับข้อกำหนดดั้งเดิม ไม่ว่าจะเป็นในแง่ของความสามารถในการรับประจุลบ การเคลื่อนที่ไปยังบริเวณที่คายประจุของดรัมรับแสงจากลูกกลิ้งพัฒนาภาพ การหลอมรวมเข้ากับกระดาษอย่างเหมาะสม หรือการออกจากดรัมอย่างสะอาดในแต่ละรอบการหมุน
ผลงาน
เช่นเดียวกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ส่วนใหญ่ ต้นทุนของเครื่องพิมพ์เลเซอร์ลดลงอย่างมากในช่วงหลายปีที่ผ่านมา ในปี 1984 เครื่องพิมพ์ HP LaserJet มีราคาขาย 3,500 ดอลลาร์สหรัฐ[ 23 ]มีปัญหาแม้กระทั่งกับกราฟิกขนาดเล็กที่มีความละเอียดต่ำ และมีน้ำหนัก32 กิโลกรัม (71 ปอนด์)ในช่วงปลายทศวรรษ 1990 เครื่องพิมพ์เลเซอร์ขาวดำมีราคาไม่แพงพอสำหรับการใช้งานในโฮมออฟฟิศ โดยได้เข้ามาแทนที่เทคโนโลยีการพิมพ์อื่นๆ แม้ว่าเครื่องพิมพ์อิงค์เจ็ทสี (ดูด้านล่าง) ยังคงมีข้อได้เปรียบในการสร้างภาพถ่ายที่มีคุณภาพณ ปี 2016 เครื่องพิมพ์เลเซอร์ขาวดำระดับล่างอาจมีราคาต่ำกว่า 75 ดอลลาร์ และถึงแม้ว่าเครื่องพิมพ์เหล่านี้มักจะขาดการประมวลผลภายในตัวเครื่องและต้องพึ่งพาคอมพิวเตอร์ในการสร้างภาพแรสเตอร์แต่ก็ยังทำงานได้ดีกว่าเครื่องพิมพ์ LaserJet ปี 1984 ในเกือบทุกสถานการณ์
ความเร็วของเครื่องพิมพ์เลเซอร์อาจแตกต่างกันอย่างมาก และขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย รวมถึงความเข้มข้นของกราฟิกของงานที่กำลังประมวลผล รุ่นที่เร็วที่สุดสามารถพิมพ์เอกสารขาวดำ ได้มากกว่า 200 หน้าต่อนาที (12,000 หน้าต่อชั่วโมง) เครื่องพิมพ์เลเซอร์สีที่เร็วที่สุดสามารถพิมพ์ได้มากกว่า 100 หน้าต่อนาที (6,000 หน้าต่อชั่วโมง) เครื่องพิมพ์เลเซอร์ความเร็วสูงมากใช้สำหรับการส่งจดหมายจำนวนมากของเอกสารส่วนบุคคล เช่น บัตรเครดิตหรือใบแจ้งหนี้ค่าสาธารณูปโภค และกำลังแข่งขันกับการพิมพ์หินในบางแอปพลิเคชันเชิงพาณิชย์[ 24 ]
ต้นทุนของเทคโนโลยีนี้ขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ รวมถึงต้นทุนของกระดาษ ผงหมึก การเปลี่ยนดรัม ตลอดจนการเปลี่ยนชิ้นส่วนอื่นๆ เช่น ชุดทำความร้อนและชุดถ่ายโอน โดยทั่วไปแล้ว เครื่องพิมพ์ที่มีดรัมพลาสติกอ่อนจะมีต้นทุนการเป็นเจ้าของที่สูงมาก ซึ่งจะไม่ปรากฏให้เห็นจนกว่าดรัมจะถึงเวลาต้องเปลี่ยน
การพิมพ์สองด้าน (การพิมพ์บนกระดาษทั้งสองข้าง) สามารถลดต้นทุนกระดาษลงครึ่งหนึ่งและลดปริมาณการจัดเก็บเอกสารได้ แม้ว่าความเร็วในการพิมพ์จะช้าลงเนื่องจากเส้นทางของกระดาษยาวขึ้นก็ตาม เดิมทีฟังก์ชันการพิมพ์สองด้านมีเฉพาะในเครื่องพิมพ์ระดับสูงเท่านั้น แต่ปัจจุบันเครื่องพิมพ์สำนักงานระดับกลางก็มีฟังก์ชันนี้เช่นกัน แม้ว่าเครื่องพิมพ์ทุกรุ่นจะไม่สามารถรองรับฟังก์ชันการพิมพ์สองด้านได้ก็ตาม
ในสภาพแวดล้อมเชิงพาณิชย์ เช่น สำนักงาน การใช้ซอฟต์แวร์ ภายนอก ที่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของเครื่องพิมพ์เลเซอร์ในที่ทำงานกำลังเป็นที่นิยมมากขึ้น ซอฟต์แวร์นี้สามารถใช้กำหนดกฎเกณฑ์ในการใช้งานเครื่องพิมพ์ของพนักงาน เช่น การกำหนดขีดจำกัดจำนวนหน้าที่พิมพ์ได้ต่อวัน การจำกัดการใช้หมึกสี และการระบุงานที่ดูเหมือนจะสิ้นเปลือง[ 25 ]
เครื่องพิมพ์เลเซอร์สี

เครื่องพิมพ์เลเซอร์สีใช้ผงหมึกสี (หมึกแห้ง) โดยทั่วไปคือสีฟ้าสีม่วงแดงสีเหลืองและสีดำ ( CMYK ) ในขณะที่เครื่องพิมพ์ขาวดำใช้ชุดสแกนเนอร์เลเซอร์เพียงชุดเดียว เครื่องพิมพ์สีมักมีสองชุดขึ้นไป โดยมักจะใช้หนึ่งชุดสำหรับแต่ละสีทั้งสี่สี
การพิมพ์สีเพิ่มความซับซ้อนให้กับกระบวนการพิมพ์ เนื่องจากความคลาดเคลื่อนเพียงเล็กน้อยที่เรียกว่าข้อผิดพลาดในการลงทะเบียนอาจเกิดขึ้นระหว่างการพิมพ์แต่ละสี ทำให้เกิดขอบสีที่ไม่พึงประสงค์ ภาพเบลอ หรือเป็นเส้นสีอ่อน/เข้มตามขอบของบริเวณที่มีสี เพื่อให้ได้ความแม่นยำในการลงทะเบียนสูง เครื่องพิมพ์เลเซอร์สีบางรุ่นจึงใช้สายพานหมุนขนาดใหญ่ที่เรียกว่า "สายพานถ่ายโอน" สายพานถ่ายโอนจะผ่านด้านหน้าตลับหมึกทั้งหมด และแต่ละชั้นของผงหมึกจะถูกถ่ายโอนไปยังสายพานอย่างแม่นยำ จากนั้นชั้นผงหมึกที่รวมกันแล้วจะถูกถ่ายโอนไปยังกระดาษในขั้นตอนเดียวอย่างสม่ำเสมอ
โดยทั่วไปแล้ว เครื่องพิมพ์สีจะมีต้นทุนต่อหน้าสูงกว่าเครื่องพิมพ์ขาวดำ แม้ว่าจะพิมพ์เฉพาะหน้าขาวดำก็ตาม
การพิมพ์ภาพ ด้วยไฟฟ้าแบบเหลว (Liquid electrophotography หรือ LEP) เป็นกระบวนการที่คล้ายคลึงกับที่ใช้ใน เครื่องพิมพ์ HP Indigoซึ่งใช้หมึกที่มีประจุไฟฟ้าสถิตแทนผงหมึก และใช้ลูกกลิ้งถ่ายโอนความร้อนแทนเครื่องทำความร้อน เพื่อละลายอนุภาคหมึกที่มีประจุไฟฟ้าก่อนที่จะนำไปพิมพ์ลงบนกระดาษ
เครื่องพิมพ์เลเซอร์สีแบบถ่ายโอน
เครื่องพิมพ์เลเซอร์สีแบบถ่ายโอนถูกออกแบบมาเพื่อผลิตสื่อถ่ายโอน ซึ่งเป็นแผ่นถ่ายโอนที่ออกแบบมาเพื่อใช้โดยการกดด้วยความร้อนโดยทั่วไปแล้ว สื่อถ่ายโอนเหล่านี้จะใช้ในการผลิตเสื้อยืดสั่งทำพิเศษ หรือผลิตภัณฑ์ที่มีโลโก้สั่งทำพิเศษ เช่น โลโก้ของบริษัทหรือทีม
การพิมพ์เลเซอร์สีแบบ 2 ขั้นตอนเป็นกระบวนการสองขั้นตอน โดยเครื่องพิมพ์เลเซอร์สีจะใช้ผงหมึกสี (หมึกแห้ง) ซึ่งโดยทั่วไปคือสีฟ้า สีม่วงแดงสีเหลืองและสีดำ ( CMYK ) อย่างไรก็ตาม เครื่องพิมพ์รุ่นใหม่ที่ออกแบบมาเพื่อพิมพ์บนเสื้อยืดสีเข้มจะใช้ผงหมึกสีขาวพิเศษ ทำให้สามารถพิมพ์ลงบนเสื้อผ้าสีเข้มหรือผลิตภัณฑ์ทางธุรกิจสีเข้มได้
กระบวนการพิมพ์สี CMYK ช่วยให้สามารถแสดงสีได้นับล้านสีอย่างแม่นยำด้วยกระบวนการสร้างภาพที่เป็นเอกลักษณ์
การเปรียบเทียบโมเดลธุรกิจกับเครื่องพิมพ์อิงค์เจ็ท
ผู้ผลิตใช้โมเดลธุรกิจ ที่คล้ายกัน สำหรับทั้งเครื่องพิมพ์เลเซอร์สีราคาประหยัดและเครื่องพิมพ์อิงค์เจ็ท : เครื่องพิมพ์มีราคาถูก ในขณะที่ตลับหมึกและผงหมึกสำหรับเปลี่ยนมีราคาค่อนข้างแพง ต้นทุนการใช้งานเฉลี่ยต่อหน้าของเครื่องพิมพ์เลเซอร์สีมักจะต่ำกว่าเล็กน้อย แม้ว่าทั้งเครื่องพิมพ์เลเซอร์และตลับหมึกเลเซอร์จะมีราคาเริ่มต้นที่สูงกว่าก็ตาม เนื่องจากตลับหมึกเลเซอร์สามารถพิมพ์ได้จำนวนแผ่นมากกว่าเมื่อเทียบกับต้นทุนเมื่อเทียบกับตลับหมึกอิงค์เจ็ท[ 26 ] [ 27 ]
คุณภาพการพิมพ์ของเครื่องพิมพ์เลเซอร์สีถูกจำกัดด้วยความละเอียด (โดยทั่วไป 600–1200 dpi) และการใช้โทนเนอร์สีเพียงสี่สีเท่านั้น มักจะมีปัญหาในการพิมพ์พื้นที่ขนาดใหญ่ที่มีสีเดียวกันหรือการไล่ระดับสีที่ละเอียดอ่อน เครื่องพิมพ์อิงค์เจ็ทที่ออกแบบมาสำหรับการพิมพ์ภาพถ่ายสามารถสร้างภาพสีที่มีคุณภาพสูงกว่ามาก[ 28 ]การเปรียบเทียบเชิงลึกระหว่างเครื่องพิมพ์อิงค์เจ็ทและเลเซอร์ชี้ให้เห็นว่าเครื่องพิมพ์เลเซอร์เป็นตัวเลือกที่เหมาะสมที่สุดสำหรับเครื่องพิมพ์คุณภาพสูงและปริมาณมาก ในขณะที่เครื่องพิมพ์อิงค์เจ็ทมักจะเน้นไปที่เครื่องพิมพ์ขนาดใหญ่และเครื่องใช้ในครัวเรือน เครื่องพิมพ์เลเซอร์ให้ขอบที่แม่นยำกว่าและสีโมโนโครมาติกที่ลึกกว่า นอกจากนี้ เครื่องพิมพ์เลเซอร์สียังเร็วกว่าเครื่องพิมพ์อิงค์เจ็ทมาก แม้ว่าโดยทั่วไปแล้วจะมีขนาดใหญ่และเทอะทะกว่าก็ตาม[ 29 ]
เครื่องหมายป้องกันการปลอมแปลง

เครื่องพิมพ์เลเซอร์สีสมัยใหม่หลายเครื่องจะทำเครื่องหมายบนงานพิมพ์ด้วยจุดแรส เตอร์ที่แทบมองไม่เห็น เพื่อวัตถุประสงค์ในการตรวจสอบย้อนกลับ จุดเหล่านี้มีสีเหลืองและมีขนาด ประมาณ 0.1 มม. (0.0039 นิ้ว) โดยมีแรสเตอร์ขนาดประมาณ 1 มม. (0.039 นิ้ว)เชื่อกันว่านี่เป็นผลมาจากข้อตกลงระหว่างรัฐบาลสหรัฐฯและผู้ผลิตเครื่องพิมพ์เพื่อช่วยติดตามผู้ปลอมแปลง [ 30 ] จุดเหล่านี้เข้ารหัสข้อมูล เช่น วันที่พิมพ์ เวลา และหมายเลขประจำเครื่องของเครื่องพิมพ์ในรูปแบบเลขฐานสองที่เข้ารหัสแบบทศนิยมบนกระดาษทุกแผ่นที่พิมพ์ ซึ่งช่วยให้ผู้ผลิตสามารถตรวจสอบย้อนกลับชิ้นส่วนของกระดาษเพื่อระบุสถานที่ซื้อ และบางครั้งก็ระบุตัวผู้ซื้อได้
กลุ่มสนับสนุนสิทธิดิจิทัล เช่นมูลนิธิ Electronic Frontier Foundationกังวลเกี่ยวกับการละเมิดความเป็นส่วนตัวและการไม่เปิดเผยตัวตนของผู้ที่พิมพ์[ 31 ] โดยเฉพาะอย่างยิ่ง จุดติดตามถูกกล่าวหาว่าเป็นเครื่องมือที่นำไปสู่การจับกุมและลงโทษผู้แจ้งเบาะแส Reality Winner โดยตรง[ 32 ] [ 33 ]
ชิปอัจฉริยะในตลับหมึกพิมพ์
เช่นเดียวกับเครื่องพิมพ์อิงค์เจ็ทตลับหมึกโทนเนอร์อาจมีชิป อัจฉริยะ ที่ลดจำนวนหน้าที่สามารถพิมพ์ได้ (ลดปริมาณหมึกหรือโทนเนอร์ที่ใช้ได้ในตลับลงเหลือเพียง 50% ในบางครั้ง[ 34 ] ) เพื่อเพิ่มยอดขายตลับหมึกโทนเนอร์[ 35 ]นอกจากจะมีราคาแพงกว่าสำหรับผู้ใช้เครื่องพิมพ์แล้ว เทคนิคนี้ยังเพิ่มขยะ และเพิ่มแรงกดดันต่อสิ่งแวดล้อมอีกด้วย สำหรับตลับหมึกโทนเนอร์เหล่านี้ (เช่นเดียวกับตลับหมึกอิงค์เจ็ท) สามารถใช้อุปกรณ์รีเซ็ตเพื่อยกเลิกข้อจำกัดที่กำหนดโดยชิปอัจฉริยะได้ นอกจากนี้ สำหรับเครื่องพิมพ์บางรุ่น ยังมีคำแนะนำออนไลน์ที่แสดงวิธีการใช้หมึกทั้งหมดในตลับให้หมด[ 36 ] ชิปเหล่านี้ไม่มีประโยชน์ต่อผู้ใช้ปลายทาง เครื่องพิมพ์เลเซอร์บางรุ่นใช้กลไกทางแสงในการประเมินปริมาณโทนเนอร์ที่เหลืออยู่ในตลับ แทนที่จะใช้ชิปในการนับจำนวนหน้าที่พิมพ์ได้ และหน้าที่เดียวของชิปคือเป็นวิธีการอื่นในการลดอายุการใช้งานของตลับหมึก
อันตรายด้านความปลอดภัย ความเสี่ยงต่อสุขภาพ และข้อควรระวัง
การทำความสะอาดผงหมึก
อนุภาค ผงหมึกถูกผลิตขึ้นมาให้มีคุณสมบัติทางไฟฟ้าสถิต และสามารถสร้างประจุไฟฟ้าสถิตได้เมื่อเสียดสีกับอนุภาค วัตถุ หรือภายในระบบลำเลียงและท่อดูดฝุ่น การปล่อยประจุไฟฟ้าสถิตจากอนุภาคผงหมึกที่มีประจุสามารถจุดติดอนุภาคที่ติดไฟได้ในถุงเก็บฝุ่นของเครื่องดูดฝุ่น หรือทำให้เกิดการระเบิดของฝุ่น ขนาดเล็ก หากมีผงหมึกฟุ้งกระจายในอากาศมากพอ อนุภาคผงหมึกมีขนาดเล็กมากจนถุงกรองของเครื่องดูดฝุ่นทั่วไปสามารถกรองได้ไม่ดี และจะปลิวผ่านมอเตอร์หรือกลับเข้าไปในห้อง
หากผงหมึกหกเข้าไปในเครื่องพิมพ์เลเซอร์ อาจจำเป็นต้องใช้เครื่องดูดฝุ่นชนิดพิเศษที่มีท่อดูดนำไฟฟ้าและตัวกรองประสิทธิภาพสูง ( HEPA ) เพื่อการทำความสะอาดอย่างมีประสิทธิภาพ เครื่องมือพิเศษเหล่านี้เรียกว่า "ESD-safe" (ปลอดภัยจากไฟฟ้าสถิต) หรือ "เครื่องดูดฝุ่นผงหมึก"
อันตรายจากโอโซน
ในขั้นตอนการพิมพ์ตามปกติ แรงดันไฟฟ้าสูงภายในเครื่องพิมพ์อาจก่อให้เกิดการปล่อยประจุโคโรนาซึ่งจะสร้างออกซิเจนและไนโตรเจนที่แตกตัวเป็นไอออนในปริมาณเล็กน้อย และทำปฏิกิริยากันจนเกิดเป็นโอโซนและไนโตรเจนออกไซด์ในเครื่องพิมพ์และเครื่องถ่ายเอกสารขนาดใหญ่สำหรับใช้ในเชิงพาณิชย์ จะมี การใช้ตัวกรอง คาร์บอนกัมมันต์ในระบบระบายอากาศเพื่อย่อยสลายก๊าซที่เป็นอันตรายเหล่านี้ เพื่อป้องกันมลพิษในสำนักงาน
อย่างไรก็ตาม โอโซนบางส่วนหลุดรอดกระบวนการกรองในเครื่องพิมพ์เชิงพาณิชย์ และตัวกรองโอโซนก็ไม่ได้ใช้ในเครื่องพิมพ์ขนาดเล็กสำหรับใช้ในบ้านส่วนใหญ่เลย เมื่อใช้งานเครื่องพิมพ์เลเซอร์หรือเครื่องถ่ายเอกสารเป็นเวลานานในพื้นที่ขนาดเล็กที่มีการระบายอากาศไม่ดี ก๊าซเหล่านี้อาจสะสมจนถึงระดับที่ทำให้เกิดกลิ่นโอโซนหรืออาการระคายเคืองได้ ในทางทฤษฎีแล้วอาจเป็นอันตรายต่อสุขภาพได้ในกรณีที่รุนแรง[ 37 ]
ความเสี่ยงต่อสุขภาพระบบทางเดินหายใจ
จากการศึกษาในปี 2012 ที่ดำเนินการในรัฐควีนส์แลนด์ ประเทศออสเตรเลีย พบว่าเครื่องพิมพ์บางเครื่องปล่อยอนุภาคขนาดเล็กกว่าไมโครเมตรซึ่งบางคนสงสัยว่าอาจเกี่ยวข้องกับโรคระบบทางเดินหายใจ[ 38 ]จากเครื่องพิมพ์ 63 เครื่องที่ได้รับการประเมินในการศึกษาของมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีควีนส์แลนด์ พบว่า เครื่องพิมพ์ที่ปล่อยอนุภาคมากที่สุด 17 เครื่องผลิตโดย HP และอีก 1 เครื่องผลิตโดยToshibaอย่างไรก็ตาม กลุ่มเครื่องที่ศึกษานั้นเป็นเพียงเครื่องที่ติดตั้งอยู่ในอาคารอยู่แล้ว จึงมีความลำเอียงไปทางผู้ผลิตเฉพาะราย ผู้เขียนตั้งข้อสังเกตว่าการปล่อยอนุภาคมีความแตกต่างกันอย่างมากแม้ในเครื่องรุ่นเดียวกัน ตามที่ศาสตราจารย์ Morawska จากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีควีนส์แลนด์กล่าวไว้ เครื่องพิมพ์เครื่องหนึ่งปล่อยอนุภาคมากเท่ากับบุหรี่ที่กำลังไหม้[ 39 ] [ 40 ]
ผลกระทบต่อสุขภาพจากการสูดดมอนุภาคขนาดเล็กมากนั้นขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของอนุภาค แต่ผลที่ตามมาอาจมีตั้งแต่การระคายเคืองระบบทางเดินหายใจไปจนถึงโรคร้ายแรง เช่น ปัญหา เกี่ยวกับระบบหัวใจและหลอดเลือดหรือมะเร็ง
ในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2554 หน่วยงานรัฐบาลออสเตรเลียSafe Work Australiaได้ทบทวนงานวิจัยที่มีอยู่และสรุปว่า "ไม่พบการศึกษาทางระบาดวิทยาที่เชื่อมโยงการปล่อยมลพิษจากเครื่องพิมพ์เลเซอร์โดยตรงกับผลลัพธ์ด้านสุขภาพที่ไม่พึงประสงค์" และการประเมินหลายครั้งสรุปว่า "ความเสี่ยงของความเป็นพิษโดยตรงและผลกระทบต่อสุขภาพจากการสัมผัสกับการปล่อยมลพิษจากเครื่องพิมพ์เลเซอร์นั้นมีน้อยมาก" การทบทวนยังสังเกตอีกว่า เนื่องจากพบว่าการปล่อยมลพิษเป็นสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่ายหรือกึ่งระเหย ง่าย "จึงเป็นเหตุผลที่จะคาดหวังว่าผลกระทบต่อสุขภาพที่อาจเกิดขึ้นจะเกี่ยวข้องกับลักษณะทางเคมีของละอองลอยมากกว่าลักษณะทางกายภาพของ 'อนุภาค' เนื่องจากไม่น่าจะมีการปล่อยมลพิษดังกล่าวเป็นหรือคงอยู่เป็น 'อนุภาค' หลังจากสัมผัสกับเนื้อเยื่อระบบทางเดินหายใจ" [ 41 ]
หน่วยงานประกันอุบัติเหตุทางสังคมของเยอรมนีได้มอบหมายโครงการศึกษาเกี่ยวกับมนุษย์เพื่อตรวจสอบผลกระทบต่อสุขภาพที่เกิดจากการสัมผัสฝุ่นผงหมึกและจากวงจรการถ่ายเอกสารและการพิมพ์ อาสาสมัคร (ผู้ควบคุม 23 คน ผู้สัมผัส 15 คน และผู้ป่วยโรคหอบหืด 14 คน) ได้รับการสัมผัสกับการปล่อยมลพิษจากเครื่องพิมพ์เลเซอร์ภายใต้เงื่อนไขที่กำหนดในห้องทดลอง ผลการศึกษาที่อิงตามกระบวนการและกลุ่มตัวอย่างที่หลากหลายไม่สามารถยืนยันได้ว่าการสัมผัสกับการปล่อยมลพิษจากเครื่องพิมพ์เลเซอร์ในระดับสูงจะก่อให้เกิดกระบวนการทางพยาธิวิทยาที่ตรวจสอบได้ซึ่งส่งผลให้เกิดอาการเจ็บป่วยตามที่รายงาน[ 42 ]
ข้อเสนอที่ถูกพูดถึงมากในการลดการปล่อยมลพิษจากเครื่องพิมพ์เลเซอร์คือการติดตั้งตัวกรองเพิ่มเติมเข้าไป ตัวกรองเหล่านี้จะถูกยึดด้วยเทปกาวเข้ากับช่องระบายอากาศของพัดลมเครื่องพิมพ์เพื่อลดการปล่อยอนุภาค อย่างไรก็ตาม เครื่องพิมพ์ทุกเครื่องมีถาดรับกระดาษ ซึ่งเป็นทางออกสำหรับการปล่อยอนุภาค ถาดรับกระดาษไม่สามารถติดตั้งตัวกรองได้ ดังนั้นจึงเป็นไปไม่ได้ที่จะลดการมีส่วนร่วมของถาดรับกระดาษต่อการปล่อยมลพิษโดยรวมด้วยตัวกรองที่ติดตั้งเพิ่มเติม[ 43 ]
การห้ามการขนส่งทางอากาศ
หลังจากเหตุการณ์วางระเบิดเครื่องบินขนส่งสินค้าในปี 2010ซึ่งมีการค้นพบการขนส่งเครื่องพิมพ์เลเซอร์ที่มีตลับหมึกที่บรรจุวัตถุระเบิดไว้ในเครื่องบินขนส่งสินค้าหลายลำสำนักงานบริหารความปลอดภัยด้านการขนส่ง ของสหรัฐฯ จึงห้ามผู้โดยสารที่เดินทางผ่านนำตลับหมึกหรือตลับหมึกที่มีน้ำหนักเกิน1 ปอนด์ (0.45 กิโลกรัม)ขึ้นเครื่องบินขาเข้า ทั้งในสัมภาระติดตัวและสัมภาระที่โหลดใต้ท้องเครื่อง[ 44 ] [ 45 ]นิตยสาร PC Magazineตั้งข้อสังเกตว่าข้อห้ามนี้จะไม่ส่งผลกระทบต่อผู้เดินทางส่วนใหญ่ เนื่องจากตลับหมึกส่วนใหญ่มีน้ำหนักไม่เกินที่กำหนด[ 45 ]
ดูเพิ่มเติม
ลิงก์ภายนอก
- แกรี่ สตาร์คเวทเธอร์กำเนิดเครื่องพิมพ์เลเซอร์พิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์คอมพิวเตอร์–ผ่านทาง YouTube