หลักการทำงานของเครื่องพิมพ์

การสร้างหนังสืออิเล็กทรอนิกส์




หลักการทำงาน

ของเครื่องพิมพ์

คำนำ

โครงงาน เล่มนี้จัดทำขึ้นเพื่อเป็นส่วนหนึ่งของ
วิชา โครงงาน ชั้น ปวช.3 เพื่อให้ได้ศึกษา
หาความรู้เกี่ยวกับ
เรื่องเครื่องพิมพ์ และได้ประสบการณ์เพื่อนำ
ไปใช้ให้เกิดประโยชน์กับนักเรียนนักศึกษา

หวังว่ารายงานเล่มนี้จะเป็นประโยชน์ให้กับ
นักเรียนนักศึกษารุ่นต่อไป เพื่อให้ศึกษาหา
ข้อมูลใน
เรื่องของเครื่องพิมพ์ได้มากขึ้น หากมีข้อ
แนะนำหรือข้อผิดพลาดประการใดผู้จัด
โครงการนี้น้อมรับและ
ปรังปรุงแก้ไขให้ดีขึ้น ณ ที่นี้ด้วย

สารบัญ




บทที่ 1 หลักการทำงานเครื่องพิมพ์ INKJET

ลักษณะ INKJET


Inkjet Printer คือ อะไร

กระดาษที่เหมาะ

เหมาะกับการใช้งานที่ไหน

ลักษณะโดยเฉพาะ

หลักการทำงาน

บทที่ 2 หลักการทำงานเครื่องพิมพ์ LASERJET

ลักษณะ LASERJET


กระดาษที่เหมาะ

เครื่องพิมพ์ LASERJET

หลักการทำงาน

บทที่ 1

หลักการทำงานเครื่องพิมพ์ INKJET

1. INKJET


1.1 ลักษณะ INKJET
Inkjet คือ ประเภท Printer ชนิดหนึ่ง ที่เป็นหนึ่งในตัว

เลือกที่เป็นที่นิยมที่สุด โดยเฉพาะในการใช้งานตามบ้านพัก
อาศัย โดยวิธีการทำงานเบื้องต้นของปริ้นเตอร์อิงค์เจ๊ทคือ
การขับละอองหมึกลงสู่กระดาษ ซึ่งจะต่างกับ Laser
Printer ซึ่งใช้ Toner ในการปริ๊น และเหมาะกับการใช้ในงาน
พิมพ์จำนวนมากในออฟฟิศ

1.2 Inkjet Printer คือ อะไร
เครื่องพิมพ์ Inkjet คือ อุปกรณ์ต่อพ่วง ที่เชื่อมต่อกับ

คอมพิวเตอร์ ด้วยสาย Cable หรือระบบไร้สาย ทำหน้าที่รับ
ข้อมูลไฟล์เอกสาร หรือรูปภาพจาก Computer และทำการ
พิมพ์ลงบนวัสดุต่างๆเช่น กระดาษ หรือรูปภาพ เป็นต้น
สำหรับรุ่นที่เป็น Wireless ผู้ใช้งานจะสามารถสั่งพิมพ์ผ่าน
อุปกรณ์ไร้สายที่เชื่อมต่อกับตัวปริ้นเตอร์ได้ ตราบใดที่ทั้งสอง
อุปกรณ์อยู่ในระบบเครือข่ายเดียวกัน

1.3. กระดาษที่เหมาะ
ปริ้นเตอร์อิงค์เจ๊ท สามารถทำงานได้ดีที่สุดบนกระดาษ

แบบ Nonporous หรือกระดาษไร้รูพรุน จึงเหมาะกับกระดาษที่
มีลักษณะเป็น Bond Paper ที่มีน้ำหนักเยอะหน่อย โดยรวมแล้ว
กระดาษที่เหมาะกับการใช้งานคู่กับ Inkjet Printer ที่สุด ต้อง
มีพื้นผิวที่หนา และแข็งแรง เพื่อป้องกันไม่ให้หมึกซึมจน
เลอะเทอะ

อิงค์เจ๊ทปริ้นเตอร์หลายๆ รุ่น ยังออกแบบมาให้ทำงานได้
แบบ All-in-One คือมีฟังก์ชั่นเสริมนอกจากการพิมพ์ ได้แก่
การสแกน, ถ่ายเอกสาร และแฟกซ์ โดยส่วนใหญ่แล้วจะทำได้
โดยการวางเอกสารลงบนพื้นที่ที่เป็นกระจกบนตัวปริ้นเตอร์
เหมือนเครื่องถ่ายเอกสารทั่วไปนั่นเอง

1.4. เหมาะกับการใช้งานที่ไหน
อิงค์เจ๊ทปริ้นเตอร์นั้น เป็นที่นิยมในการใช้งานค่อนข้างสูง

โดยเหมาะกับ User และความต้องการหลากหลายรูปแบบ อาทิ
เช่น
1.ใช้งานในบ้านพักอาศัยหรือออฟฟิศขนาดเล็กในการพิมพ์
เอกสารทั่วไป
2.ใช้ในธนาคารหรือการไฟฟ้า เพื่อพิมพ์เอกสาร Statement
และบิล ซึ่งต้องอาศัยการพิมพ์ที่ยาวนาน ติดต่อกันหลายๆ
แผ่นอย่างต่อเนื่อง
3.บางรุ่นออกแบบมาให้สามารถพิมพ์งานที่มีความละเอียดสูง
เหมาะกับช่างภาพ และกราฟฟิคดีไซน์เนอร์
4.ใช้พิมพ์ป้าย, บอร์ดประกาศ, เสื้อยืด และอื่นๆ ได้อีกมากมาย

1.5. ลักษณะโดยเฉพาะ
สำหรับ Inkjet Printer ที่ใช้งานกันตามบ้านพักอาศัย

ทั่วไป จะมีลักษณะ คือ ราคาประหยัด ขนาดเล็กกะทัดรัด และ
น้ำหนักเบา ในขณะที่รุ่นเกรดสำหรับ Commercial หรือใช้
งานในองค์กร จะมีขนาดใหญ่ขึ้นมา, ราคาสูงขึ้น และรองรับ
การพิมพ์งานที่หลากหลายมีคุณภาพมากขึ้น

ความเร็วในการพิมพ์ของปริ้นเตอร์อิงค์เจ๊ท มักจะวัดกัน
ที่จำนวนหน้าในที่สามารถพิมพ์ได้ใน 1 นาที คือ Pages per
Minute (ppm) โดยในหนึ่งรุ่น มักจะแยกค่า ppm เป็นปริ๊นสี
และขาวดำ เนื่องจากใช้เวลาไม่เท่ากัน ความเร็วในการพิมพ์จะ
แตกต่างกันไปตามสเปค และประสิทธิภาพของปริ้นเตอร์แต่ละ
รุ่น แต่โดยทั่วไปแล้ว มาตรฐานความเร็ว Inkjet Printer รุ่น
ธรรมดาตามบ้าน จะอยู่ที่ประมาณ 10.5 ppm (ขาวดำ) และ 5
ppm (สี) โดยรุ่น Commercial Grade ก็จะมีความเร็วสูงขึ้น
ไปอีก

ในส่วนของขนาดกระดาษ เครื่องพิมพ์อิงค์เจ๊ททั่วไปจะ
รองรับมาตรฐานขนาด จดหมาย (Letter) และกระดาษ A4
ธรรมดา แต่ก็มีบางโมเดล ที่ถูกออกแบบมาทำงานเฉพาะทาง
เช่น ใช้สำหรับพิมพ์ภาพถ่าย (Photo) ก็จะออกแบบมาให้
รองรับกระดาษไซส์ 4 x 6 หรือ 5 x 7 นิ้ว เป็นต้น

ในส่วนของหมึกพิมพ์นั้น จะมีราคาค่อนข้างแพง แต่ก็ใช้ได้
ค่อนข้างนานเหมือนกัน ขึ้นอยู่กับปริมาณการใช้งานและรุ่น
ของ Printer ดังนั้น การเลือกซื้อ ก็ต้องคำนึงถึงในส่วนของ
สเปค ค่าใช้จ่ายต่อแผ่น หรือ Cost per Page ด้วย

1.6. หลักการทำงาน
เครื่องพิมพ์ Inkjet มีหลักการทำงาน คือ สร้างงานพิมพ์

โดยการพ่นสเปรย์ละอองหมึกลงบนกระดาษ โดยหัวพิมพ์ จะ
ทำการขยับไปบนหน้ากระดาษ ในขณะที่กระดาษเคลื่อนผ่าน
ด้วยล้อหมุน ผลงานพิมพ์ที่ได้นั้น จะเกิดขึ้นจากจุดสีเล็กๆ
หลายๆ จุดรวมกัน คล้ายกับจุด Pixel ที่แสดงบนหน้าจอทีวี
หรือจอคอมพิวเตอร์นั่นเอง

คุณภาพงานพิมพ์ (Quality of an Image) นั้น มักจะวัด
กันที่ความละเอียด เป็นจำนวน จุดสี ต่อ ตารางนิ้ว หรือ Dots
per Inch (DPI) ที่ตัวเครื่องสามารถพิมพ์ออกมาได้ โดย
ปริ้นเตอร์ทั่วไป จะมีความละเอียดอยู่ที่ 1200 หรือ 2400 DPI

อย่างไรก็ตาม ก็มีรุ่น Low-end บางตัวที่มีราคาถูกๆ แต่ให้
ความละเอียดได้แค่เพียง 300 หรือ 600 DPI เท่านั้น ซึ่งก็อาจ
จะเพียงพอต่องานพิมพ์เอกสารทั่วไปตามบ้านหรือองค์กร
ขนาดเล็ก แต่ไม่เหมาะกับงานที่ต้องการคุณภาพสูง

สี Yellow, Magenta, Cyan และ Black คือ สีตลับหมึก
มาตรฐานที่เติมและติดตั้งกันใน Inkjet Printer ทั่วไป เมื่อติด
ตั้งทุกสีและใช้ร่วมกัน จะสามารถผสมและสร้างผลงานสีได้
เกือบทั้งหมดที่ต้องการ โดยส่วนใหญ่การซื้อและติดตั้งตลับ
หมึกจะแยกสีกัน

ตลับหมึกแต่ละอัน จะมี Chip คอมพิวเตอร์ขนาดจิ๋วติดตั้ง
อยู่ภายใน คอยตรวจสอบปริมาณหมึกที่เหลืออยู่ในตัว โดยถ้า
หมึกใกล้หมด มันจะทำการแจ้งเตือนให้ทำการเปลี่ยนตลับหมึก
ผ่านตัวปริ้นเตอร์โดยอัตโนมัติ

บทที่ 2
หลักการทำงานเครื่องพิมพ์ LASERJET

2. LASERJET

2.1. ลักษณะ LASERJET
เคยพยายามเขียนอะไรเล่นๆ จากแสงไฟฉาย หรือ

ปากกาเลเซอร์ ไหมครับ? ฟังแล้วดูเป็นไปไม่ได้เลยใช่ไหม
ครับ? แต่จริงๆ แล้ว วิธีการในลักษณะนี้แหละครับ คือหลัก
การที่ เครื่องพิมพ์ เลเซอร์ ใช้ในการพิมพ์หรือปริ๊นงานต่างๆ
ตามคำสั่งจากคอมพิวเตอร์ ไปยังกระดาษที่กำหนดไว้ วันนี้
ทาง Add In Business ซึ่งเป็นตัวแทนจำหน่ายอุปกรณ์ไอที
รวมถึงเลเซอร์ปริ้นเตอร์ จะนำทุกท่านเข้ามารู้จักกับ Printer
ชนิดนี้กัน ว่ามีวิธีการทำงานยังไง ใครเป็นคนคิดค้น และ
เหมาะกับการใช้งานหรือไม่

ในหนังไซ-ไฟ หลายๆ เรื่อง มักจะมีฉากที่ใช้ลำแสงเลเซอร์
ขนาดใหญ่ ยิงเพื่อต่อสู้ หรือทำลายสิ่งของได้อย่างทรงพลัง
ทำให้เราอาจจะคุ้นชิ้นกับภาพที่ปรากฎในลักษณะนั้น

อย่างไรก็ตาม ในชีวิตจริงนั้น เลเซอร์ ขนาดเล็กมากๆ
สามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้อย่างหลากหลาย อาทิเช่น ใช้ยิง
ลงบนแผ่น CD และ DVD เพื่ออ่านข้อมูล ในส่วนของ
เครื่องพิมพ์ ก็เช่นกัน ถึงแม้จะมีหลายประเภท และมีวิธีการ
ทำงานที่หลากหลาย แต่ Laser Printer นั้น ถือได้ว่าเป็น
หนึ่งในชนิดที่เป็นที่นิยมที่สุดเลยทีเดียวครับ

2.2. กระดาษที่เหมาะ
1. ควรเลือกใช้เป็นกระดาษปกติสามัญทั่วไป หรือ Plain

Paper ซึ่งมีหนา-บาง/น้ำหนักมาตรฐานอยู่ในช่วงประมาณ
70 ถึง 80 แกรม

2. หากต้องการใช้กระดาษชนิดอื่นๆ เช่น กระดาษแบบมัน
(Glossy Paper) กระดาษแบบด้าน (Matte Finish Paper)
กระดาษโฟโต้ (Photo Paper) ควรตรวจสอบเครื่องพิมพ์
ก่อนว่ามีคุณสมบัติที่สามารถใช้ได้หรือไม่ เนื่องจากกระดาษ
พวกนี้มักมีความหนา และน้ำหนักที่มากกว่า Plain Paper
อาจไม่เหมาะกับเครื่องพิมพ์บางประเภท หรือบางรุ่น

3. การพิมพ์ลงบนแผ่นใส มักนำไปใช้กับการพรีเซนต์
สไลด์ จำเป็นต้องใช้เครื่องพิมพ์ที่รองรับการพิมพ์เฉพาะ เพื่อ
ป้องกันไม่ให้ละลายติดในเครื่องพิมพ์ขณะทำการพิมพ์ สติก
เกอร์ก็เช่นกัน ควรเลือกกระดาษสติกเกอร์ที่เครื่องพิมพ์นั้นมี
คุณสมบัติสามารถรองรับการพิมพ์แบบนั้นได้

2.3. เครื่องพิมพ์ LASERJET
การทำงานเบื้องต้นของ เครื่องพิมพ์ เลเซอร์ นั้น มีความ

คล้ายคลึงกับการถ่ายเอกสารหรือ เครื่อง Xerox เป็นอย่าง
มาก ที่จริงแล้ว Laser Printer เครื่องแรกสุดนั้นถูกพัฒนา
ขึ้นมาจากเครื่องถ่ายเอกสารนั่นเอง

เครื่องซีรอกซ์นั้น จะใช้แสงสว่างเป็นหลักในการทำงาน
โดยฉายแสงลงบนกระดาษต้นแบบ บน Drum แบบไวต่อแสง
จากนั้นจะใช้หลักการไฟฟ้าสถิต ในการดึงหมึกเข้าสู่ตัว
Drum เพื่อส่งต่อไปยังกระดาษ ซึ่งจะถูกวาดลงไปด้วย Hot
Rollers ในขั้นตอนสุดท้าย ปริ้นเตอร์เลเซอร์ ก็เช่นกัน ต่าง
กันแค่ไม่มีแผ่นกระดาษต้นแบบ แต่ใช้วิธีการอ่านไฟล์
Electronic แทน

ลองนึกภาพตามนะครับ คอมพิวเตอร์ของทุกๆ คน
นั้น เต็มไปด้วยข้อมูลเยอะไปหมด ซึ่งถูกเก็บไว้ในรูปแบบ
ดิจิตอล ซึ่ง Data แต่ละหน่วยจะถูกบันทึกไว้ในอุปกรณ์
แปลงข้อมูลขนาดเล็กเรียกว่า Transistor หน้าที่ของ
Printer ก็คือการแปลงข้อมูลดิจิตอลเหล่านั้นออกมาเป็น
ข้อความหรือรูปภาพนั่นเองครับ ในกรณีเครื่องปริ๊นแบบ
Inkjet นั้น สามารถทำงานตามกระบวนการเหล่านี้ได้โดย
ง่ายด้วย Ink Gun และ ระบบจัดการไฟฟ้า ในขณะที่
เครื่องพิมพ์ แบบ เลเซอร์ นั้น จะมีการทำงานที่ซับซ้อนกว่า
กล่าวคือ ข้อมูลดิจิตอลในคอมพิวเตอร์ จะถูกใช้เพื่อ
ควบคุมแสงเลเซอร์ เพื่อนำส่งหมึกลงสู่กระดาษผ่านระบบ
ไฟฟ้าสถิต

2.4. หลักการทำงาน
เมื่อคุณสั่งพิมพ์งานแต่ละครั้ง คอมพิวเตอร์จะส่งชุด

ข้อมูลอิเล็กทรอนิกส์ไปยัง เครื่องพิมพ์ เลเซอร์ จากนั้นแผง
วงจรไฟฟ้าของปริ๊นเตอร์จะทำการอ่านข้อมูลที่ได้รับ เพื่อ
ประมวลผลว่าจะออกมาเป็นรูปแบบไหนในหน้ากระดาษ จากนั้น
จะส่งคำสั่งต่อให้แสงเลเซอร์สแกนข้อมูล และยิงผ่าน Drum
ภายในเครื่องปริ๊น เพื่อสร้างแพทเทิร์นไฟฟ้าสถิต

หลักจากนั้น เจ้าไฟฟ้าสถิตนี้ ก็จะทำการดูดผงหมึกจาก
Toner เข้าสู่หน้ากระดาษ และนำไปผ่านความร้อนจนติดถาวร
เกิดเป็นหน้ากระดาษที่ปริ๊นงานเรียบร้อยเสร็จสิ้น ผมขอสรุปขั้น
ตอนทั้งหมดเป็น 10 Step ให้ศึกษากันตามนี้

1.คอมพิวเตอร์ ส่งข้อมูลนับล้าน bytes ไปยัง Printer
2.แผงวงจรไฟฟ้าในตัวเครื่องปริ้น ประมวลผล ว่าจะแปลง
ข้อมูลออกมาสู่หน้ากระดาษยังไง
3.แผงวงจรไฟฟ้า ทำการส่งข้อมูลไปยัง Corona Wire
(ลวดสายไฟแรงดันสูง ที่สร้างกระแสไฟฟ้าสถิต)
4.ลวด Corona Wire ทำการชาร์จ Photoreceptor
Drum ทำให้ตัวดรัมได้รับกระแสไฟฟ้าบวก กระจายทั่วพื้นผิว

5.ในขณะเดียวกัน แผงวงจรจะทำการยิง เลเซอร์ เพื่อวาด
รูปหรือข้อความลงสู่ Drum ตัวแสงเลเซอร์นี้จะไม่ขยับ แต่ถูก
หักเหโดยกระจกสะท้อนเคลื่อนที่ ที่อยู่ในบริเวณตัว Drum เอง
เมื่อแสงกระทบดรัม จะเป็นการทำลายประจุบวก และแทนที่พื้นที่
บริเวณนั้นๆ ด้วยประจุลบแทน รูปภาพหรือข้อความจะค่อยๆ
ปรากฏขึ้นบนดรัม ณ ตอนนี้ ส่วนที่จะถูกพิมพ์ จะเป็นบริเวณที่มี
ประจุลบ ในขณะที่ส่วนที่จะถูกเว้นไว้ จะเป็นบริเวณที่มีประจุบวก

6.Ink Roller หรือล้อหมึก จะหมุนสัมผัสกับ
Photoreceptor ของดรัม เพื่อห่อหุ้มผงหมึกเล็กๆ ให้ทั่ว ซึ่ง
ผงหมึกเหล่านั้น จะถูกชาร์จจนเกิดประจุบวก ทำให้ถูกดูดเข้าไป
ติดกับส่วนที่เป็นประจุลบของ Photorecepter Drum ในขณะ
ที่ส่วนที่เป็นประจุบวกของดรัม จะไม่มีผงหมึกถูกดูดเข้ามา

7.แผ่นกระดาษที่สั่งปริ้น ไม่ว่าจะเป็น A4, A3 ฯลฯ จะถูก
สายพานนำเข้าสู่ดรัม ขณะที่เคลื่อนที่เข้าไป ตัวแผ่นจะถูกลวด
Corona Wire ชาร์จให้เกิดประจุลบ

8.เมื่อกระดาษเคลื่อนที่เข้าใกล้กับดรัม ตัวแผ่นกระดาษเอง
ที่เป็นกระแสลบ จะดึงดูดผงหมึกที่เป็นกระแสบวกจาก Drum ณ
จุดนี้ คือการย้ายรูปภาพที่เกิดขึ้นจากดรัมไปสู่กระดาษนั่นเอง
ครับ

9.กระดาษที่ได้รับหมึกแล้ว จะเคลื่อนที่ผ่าน Fuser Unit
(ล้อหมุนให้ความร้อน) ทำให้เกิดความร้อนและแรงดัน ช่วยให้ตัว
หมึกติดฝังลงบนไฟเบอร์ของกระดาษอย่างถาวร

10.กระดาษที่ปริ๊นเสร็จสมบูรณ์ถูกส่งออกมานอกตัว
เครื่องพิมพ์ เลเซอร์

จัดทำโดย

นาย สุรชัย ภูสิทธิ์โชติการ
นาย ธนวัฒน์ บุตรเสรี