LAZER YAZICILAR

1. GİRİŞ

Lazer yazıcılar (laser printers), günümüzün en iyi çözünürlüğü, ve hızlı baskı yapan çevre birimleridir. Lazer yazıcı, bir bakıma bilgisayar kontrolündeki bir fotokopi makinesindir. Yani Lazer yazıcı fotokopi makinesi ile aynı ilke üzerine kuruludur. Arasındaki tek fark; fotokopi makinesi sadece orijinal belgeyi tararken, lazer yazıcının PC’den gönderilen ikili (binary) okumasıdır.

Öte yandan, lazer yazıcılar bir fotokopi makinesini kat kat aşan yeteneklere sahiptirler. Çünkü bir lazer yazıcının kendine ait bir belleği, işlemcisi ve daha önemlisi, PC ile iletişim kurmak için özel dili vardır.

 

Şekil 1.1: Lazer Yazıcılar

2. LAZER YAZICININ PARÇALARI

Lazer yazıcıların yapısını inceliyecek olursak;

2.1. Veri Arabirimi

Tahmin edileceği gibi, yazıcıdaki en büyük devre kartı (printed circuit board) veriyi almaya ve değiştirmeye yarar. HP Yazıcıdaki bu ve diğer kartlara PCA ( printed circuit assembly) ismini vermiştir. HP II serisinde bu karta Arabirim PCA denirken, sonradan üretilen yazıcılarda Formatter (biçimleyici) PCA denmektedir. Biz bu ana kart için arabirim denetleyicisi terimini kullanacağız.

2.2. Arabirim Denetleyicisi

Arabirim denetleyicisi, yazıcının ana kartıdır. Üzerinde büyük ve karmaşık birkaç kısım vardır. Görevleri arasında aşağıdakiler vardır:

  • Kurulmuş dört ana birim portundan birini kullanarak host ile iletişim kurar.

  • Gelen verileri, yazıcını anlayabileceği dile çevirir.

  • Kullanıcı girişi için Denetim Masası’nı görüntüler.

  • Kullanılmıyorken yazıcının durumu hakkında, farklı LED’ler yoluyla bilgi verir.

  • Konfigürasyon ve font ile ilgili bilgileri saklar.

Üzerinde duracağımız ilk fonksiyon, bilgi girişine ve host ile iletişime imkan veren bir veri yolu arabirimi olan giriş arabirimidir.

2.3. Giriş Arabirimleri

Lazer yazıcıların dört adet giriş arabirimi vardır.

2.3.1. Seri Portlar

İsminden de anlaşılacağı gibi seri, verileri bir tek bit şeklinde göndermek için kullanılır; yani göndermek için bir kablo, almak için başka bir kablo kullanılır. Parelel port ile kıyaslandığında daha karmaşık ve esnek bir ara birimdir. Seri port, hız gibi birkaç parametrenin değiştirilmesi için konfigüre edilebilir ve farelerden tutunda modemlere kadar her şeyde bulunabilir.

Eğer sessiz bir ortamda iyi yalıtılmış bükümlü-sarmal türü bir kablo kullanılıyorsa, seri bir port sayesinde birkaç yüz feet’ten uzak mesafelerde veri transferi yapılabilir.

Laser yazıcıdaki seri port, paralel port’a göre daha az kullanılmaktadır.

2.3.2. Paralel Portlar

Diğer yandan, paralel port veri taransferi için sekiz kablo kullanılır. Bir kerede sadece bir byte veri kabloyu dolaşacaktır. Yazıcıdaki arabirim konnektörüne genelde Centronics pot dense de, aslında öyle değildir. Bu isim, sadece, eski zamandaki eski bir portun adıdır. günümüzdeki arabirim Epson tarafından geliştirilmiştir.
Paralel portun en büyük dez avantajı mesafe açısından çok sınırlı olmasıdır. birçok üretici, laser yazıcılardaki paralele arabirim kablonun uzunluğunun 15 feet(yaklaşık 4,5 metre) ile sınırlı olmasını istemektedir.

2.3.3 Opsiyonel I/O

Üçüncü arabirim, opsiyonel I/O yada video portudur. HP yazıcılarındaki opsiyonel I/O portu, yazıcının arkasına, standart seri ve paralel portların yanına yerleştirilmiştir. Bu, birçok terfie ve emülasyon genişletmesine imkan verir. Aralarında en çok bilineni, yazıcının MAC bilgisayarları ile iletişim kurmasına imkan tanıyan Laser Writer terfisidir.
Bu ayrıca, yazıcı paylaştırma cihazları gibi diğer birçok genişletmede arabirim olarak kullanılır.

2.3.4 Network I/O

Özellikle yazıcılar için üretilen ağ kartlarını son bölümde incelemiştik ve buradada özel bir not olarak bu konuya kısaca değindik. I/O’nun temel şekli olan bu kart, günümüzde iş dünyasında kullanılmaktadır çünkü kimse I/O’nun paralel portun yanında olmasını istemediği için yazıcısını masanın çevresinde tutmaz.

2.4. İşlemci

Arabirim denetleyicisinde de tüm tüm operasyonun bir beyni, yani işlemci (CPU) vardır. Hangi port veri alırsa alsın, CPU işlemi düzenleycek ve denetleyecektir. Eski model LaserJet’lerde kullanılan CPU, Motorola 68000 serisi iken, daha sonra üretilen LaserJet III’lerde 68030 kullanılmaya başlandı. LaserJet 4 ve daha ileri düzey yazıcılarda ise Intel 960 RISC tabanlı işlemci bulunmaktadır.

Bu işlemciler çok büyük kapasiteli olmalarına rağmen, bunların yerini birçok yeni ürünün aldığını göreceksiniz, çünkü insanlar ana bilgisayarlarda daha güçlü ve hızlı bir cpu kullanmak istemektedirler. Örneğin, sisteme arka plan basımı için laserin daha yüksek çözünürlüğe ayarlanmasını sağlayan arabirim eklersiniz, daha güçlü bir işlemciye gerek vardır.

2.5. Yazıcı Belleği

Üreticilerin, özellikle ürünlerin terfisinde dikkat ettiği konulardan biri, Ram miktarı ve konfigürasyonudur. LaserJet 4 ve 5’te, III’e (2 mb) göre daha fazla Ram vardır. Ve standart Dram SIMM ‘ler kullanan biri tarafından kolayca terfi edilebilir. Eski terfilerin kurulması o kadar zor değildi; asıl sorun bunların çok pahalı olmasıydı.

Ram terfileri, grafik çizimleri için çok kullanışlıdırlar, sayfa korumasını sağlarlar ve genel olarak sistemi hızlandırırlar. CPU’da olduğu gibi; host hafızasının genişletilmesi amacıyla, yazıcı RAM’inin yerini bir terfi arabirimi alabilir.

2.6. Sistem veri yolu

PC gibi laser yazıcıda da dahili bir veri yolu vardır. Bu veri yolunu bir çevre yolu ve verileri de arabalarmış gibi düşünebiliriz. Çevre yolunda araba kullanmak istersiniz, mevcut trafiğe dahil olmak zorunda kalırsınız. Arabirim denetleyicisi, tüm bilgilerin buradan ana sistemin veri yoluna girdiği birimdir.

3. LAZER YAZICILARIN ÇALIŞMASI

Şekil 3.1: Lazer Yazıcının Çalışması

Lazer baskı, yukarıda görüldüğü gibi birçok aşaması bulunan bir işlemdir. Lazer yazıcının çalışmasını basitçe belirtmek gerekirse; ilk önce, bilgisayardan gelen sinyallere göre lazer yazıcı, basılacak olan sayfanın görüntüsünü kendi belleğinde siyah beyaz noktalarla oluşturulur, daha sonra yazıcının belleğinde oluşan sayısal sayfa görünümü, lazer tabancası tarafından üretilen ışın sayesinde ışığa duyarlı silindire (silindirin genel anlamda kullanışı “tambur”) yansıtır. Bu ışının silindire çarptığı noktada pozitif bir elektrik yükü oluşur ve toner elektrostatik olarak bu alanlara yapışır. Daha sonra bu toner parçaları silindirden geçerken kağıda transfer edilir ve en sonunda ısıtılmış metal bir bilye sayesinde, toner, kağıda bütünleştirilmesi sağlanır.

3.1. Bilgisayardan Alınan Verilerin Hazırlanması:

PC’den gelen veriler Raster Image Processor (RIP) tarafından işlenir. Bu işlemci baskı yazılımının kullandığı dili yorumlar ve gelen verileri baskıya hazırlar. Bunun için işlemci, yazılımın komutlarını tanımalı ve çevirebilmelidir. Sayfa formatlarının yanında marj ve diğer ayarların (font ve resimlerin işlenmesi) düzenlenmesi bu işlemler içindedir.Baskı çözünürlüğü arttıkça kullanılan veri miktarı da büyümektedir. Bir RIP 600 dpi (dot Per inch; inç başına nokta sayısı) çözünürlükte basılan A4 sayfa için 4 MB kadar veri işleyebilmektedir.

3.2. Tambur Yüzeyinin Hazırlanması

Tambur dış yüzeyi ışığa duyarlı yalıtkan bir tabaka ile kaplı, bir alüminyum silindirdir. Silindir kullanılmadan önce üst yüzeyinin negatif akımla yüklenmesi gerekmektedir. Bu yükleme işlemi, lazer yazıcı içindeki korona telinin, negatif bir yüke tabi tutulması ile sağlanır. Yüksek voltaj kaynağı, korona teline -600V DC’lik bir yük sağlar ve böylece elektriksek bir korona oluşturulur. Hava, doğal bir yalıtkandır ve korona telinden tambura olan yük transferinde araya girer. Ancak korona teli yüksek bir yük ürettiği için, tel çevresindeki havanın iyonlaşmasına neden olur ve böylece tambur ve korona arasındaki yalıtkanlığın ortadan kalkmasını sağlar. Bu sayede, -600 voltluk yük, tamburun tüm yüzeyine nakil edilir.

Şekil 3.2: Dış yüzeyi ışığa duyarlı tambur.

3.3. Baskı Verilerinin Tambura Aktarılması

Karakter tanımı, arabirim denetleyicisi tarafından belirlendiğinde, o anki gelen komutlara göre bir lazer diyot açılıp kapanır ve böylece lazer ışığı elde edilir. Yani ışın, yazıcının nokta üretmek istediği yere ulaşırsa lazer güçlendirilir. Boşluk bırakmak isterse lazer kapatılır. Bu ışık daha sonra, dakikada binlerce kere dönen çok köşeli ayna ve optik yönlendirme mekanizması tarafından, devamlı dönen silindire solundan başlayarak sağına doğru aktarılır. Bu işlem ile beraber lazer aşağıda görüldüğü gibi lens serileri tarafından odaklanır. Silindir ve lazer ışığı buna uygun olarak senkronize olur. Silindirin üzerinde mürekkebin yapışması gereken her noktada lazer ışını aktif hale getirilir. ve lazer ışının değdiği noktaların hepsi pozitif akımla yüklenirler. Tamburun üzerinde ki bu –600 volt yüksek şarj değeri, lazer etkisi ile yaklaşık –100 volta kadar azaltılır. Böylece yüklü noktalardan oluşan sayfa taslağı satır satır ortaya çıkar. Bu işlemler kısaca aşağıda gösterilmektedir.

Şekil 3.3: Lazer Işının Çalışma sistemi

Şekil 3.4: Lazer yazının Tambur üzerinde bıraktığı iz

3.4. Tonerin Silindir (Tambu) Üzerine Gönderilmesi

Resim alınırken, yazıcı toner olarak adlandırılan siyah toz kullanır. Toner aşağıdaki resimde de görüldüğü gibi siyah plastik tozlar ile küçük demir taneciklerini içerir.

Şekil 3.5: Demir tanecikli toner

Toner bir kartuş içinde bütün bu mekanizmaya bağlı veya kendi ayrı kartuşunda bulunur. Aşağıda Şekil 7'nin 'C' kısmında görüldüğü gibi gelişim silindiri dönerken ,yüzey kısmının bir bölümü, kartuşun toner bulunduran kısmına temas eder. Gelişim silindirinin içindeki mıknatıs, demir içerikli toner taneciklerini, siyah plastik materyal (bıçak) üzerinden çekerek taşınır.

Şekil 3.6: Gelişim Silindiri

Toner tozunun karıştırılması ve hareketlendirilmesi mıknatıs tarafından yapılmaktadır. Tonerin tonu geliştirme silindirinin en üst tabakasından elde edilmektedir. Geliştirme rulosu negatif şarj verir ve tonlayıcı parçacıklar bu negatif şarjı alırlar. Negatif şarj miktarına göre ton miktarı değiştirilebilir ve nitekim de buna bağlı olarak baskı yoğunluğu değiştirilebilir. Işını duyarlı silindirler ve gelişen silindirler hemen hemen birbirlerine değebilecek şekilde monte edilirler. Biraz önce belirtildiği gibi ışığa duyarlı silindirin parçasına, lazer etki ettiğinde –100 volta şarj olur. Bu noktaların bir tanesi gelişen silindire geçerse, yüksek negatif toner, daha negatif olan ışığa duyarlı silindire çekilir. Bu da tonlayıcı tozun, silindirin yüzeyine boydan boya sıçramasına neden olur. Bu noktada –100 voltluk noktaların görünmez şekilleri tonlayıcı noktalarla görünebilir şekline dönüştürür ve böylece bir ara resim oluşmuştur. Bu işlem kısaca aşağıdaki resimdeki “C şeklinde” görebiliriz.

Tamburun geri kalan kısmı, yani lazerden etkilenmiş bölüm, -600 V DC yüke sabit kalır ve benzer yüklü diğer toneri kuvvetli bir şekilde iter.

Şekil 3.7: Lazer Yazıcının Çalışması

3.5. Kağıdın Silindire Gönderilmesi

Kağıt tepsiden silindire gönderilme işlemi fotokopi makinesindeki düzenlemelere benzer, kağıt yazıcı sayesinde bir dizi rulo tarafından taşınır. Genellikle Trasver ruloları elektrik motoru tarafından çalıştırılır. Bu motor seri dişliler tarafından güçlendirilmiş rulolara bağlıdır.

Ne zaman yazıcı CPU’su (Control Processor Unit-Merkezi İşlem Birimi) ruloyu döndürmek isterse, bu motoru kullanarak dişliler sayesinde ruloyu harekete geçirir. Bu da rulonun dönmesini sağlar ve böylece kağıt hareket ettirilir. Bu hareketin zamanlaması önemlidir. Kağıdın ön yüzü ışığa duyarlı silindirin altına doğru zaman diliminde ulaşmak zorundadır. Bu olay mutlaka, ışığa duyarlı silindirin şeklin ilk kısmını harekete hazır pozisyona getirdiğinde gerçekleşmelidir. CPU belli zamanlarda her bir sayfanın hareket etmesini sağlar. Eğer kağıt bu hareketi uzun sürede tamamlarsa CPU kağıdı sıkışmış kabul eder.

3.6. Baskının Kağıda Geçirilmesi

Transfer ruloları kağıdı resim silindirine doğru itilmesiyle birlikte toner kağıdın üstüne taşınır. Bu aşamada silindir kağıtla temasa geçer. Yukarıdaki resimde “D” kısmında görüldüğü gibi kağıdın altında ikinci bir corona teli vardır. Bu tel pozitif şarj üretir ve bu pozitif şarjda kağıdın arkasına tutturulur. Bu pozitif şarj, negatif şarjları, tonlayıcı noktaları, kağıda çekmek için yeterince güçlüdür. Bu nokta da tonlayıcı noktalar kağıdın baş yüzeyine yavaş yavaş oturtulur. Daha sonra Negatif şarj, statik şarj yok edici tarafından zayıflatılır ve kağıdın bozulmadan çekilmesi sağlanır.

3.7. Kağıt Üzerindeki Toneri Sabitlenmesi

Baskının sonucunu kağıt üzerinde görmek mümkündür. Ama kalıcı bir baskı için mürekkebin sabitlenmesi gerekmektedir. Bu işlem aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi, sabitleme ünitesi genellikle iki silindir ve bunları 200 C ısıtan bir ampulden oluşur. Mürekkep tozu bu sıcaklıkta eriyip kağıda kalıcı bir şekilde yapışır. Böylece çıktımız hazır olur.

Şekil 3.8: Lazer Yazıcının Çalışma Biçimi

3.8. Tamburun Temizlenmesi

Yazının işi burada bitmez. Her görüntünün basımı için aynı ışığa hassas tambur kullanıldığı için, bu tambur üzerindeki eski görüntü tamamen temizlenerek, yeni görüntü için hazırlanmaktadır. Eğer tambur tamamen temizlenmezse, sonraki sayfalarda, önceki basımlardan kalan hayali görüntüler belirecektir. Kara tahtayı tamamıyla silmenin ne kadar zor olduğunu bilirsiniz, silinmeden önce tahtaya yazılanlardan bir kısmı, silindikten sonra tahtanın bir kısmında her zaman kalır. İşte, lazer basımda önlemek istediğimiz budur. Temizleme işlemi şekil 7’de ve şekil 8'de görüldüğü gibi iki aşamada yapılır. Birincisi mekanik olarak, tamburda fazladan kalan toner, bir lastik temizleme bıçağı ile devamlı temizlenir. İkincisi, tambur, elektrostatik olarak; eski yazıcılarda üst kapakta bulunan beş tane temizleme lambası ile temizlenir. Lambalı yazıcılarda, lambalar, kartuşun üst tarafındaki iki dar kapaktan biri sayesinde, ışığa hassas tamburun üzerinde parlar. Bu iki kapak, kapak kapandığında otomatik olarak açılır. Bu lambalar, tamburun ışığa hassas bölümünü aydınlatarak, fazla yükleri nötralize ederler.

4. RENKLİ LAZER YAZICININ ÇALIŞMASI

Sadece siyah rengi kağıt üzerine basan lazer yazıcıla yanında, günümüzde farklı renkleri kağıt üzerine basan renkli lazer yazıcılarda vardır. Renkli lazer yazıcılar çok pahalı olmalarına rağmen, ürettikleri harika grafikler ve yazılardan dolayı hak ettikleri ilgiyi topluyorlar. Bu yazıcılar tarafından üretilen profesyonel düzeydeki basımlar, kendi reklamlarını ya da grafiklerini yapan kişiler üzerinde derin bir etki bırakıyorlar. Renkli lazerler, normal lazer yazıcılara benzer bir şekilde çalışır; sadece daha fazla yüke ihtiyaçları vardır.

Renkli lazer yazıcılarda renkli mürekkep kartuşu kullanılır. Temel renklerden “siyah, kırmızı , mavi ve sarı” renkli sayfalar ortaya çıkartılıyor. Oluşturulmak istenen renkler Bu temel renklerin karışımı ile elde ediliyor. Gittikçe çok popüler olmaya başlayan renkli baskı yöntemi silindirin her bir dönüşünde tek bir renk bırakmaktadır.


Şekil 4.1: Renkli Lazer Yazıcıda Renk Aktarımı

İlk olarak korona, tambur üzerine negatif yük yükler; daha sonra lazer, tamburun üzerini tarar ve sarı tonerin (basımdaki dört ana renkten ilki ) bağlanması için görüntü oluşturur. Sarı toner, yuvasına döndükten sonra, korona tambura bir daha yük yükler ve lazer, tamburun üzerinde görevine başlar ve bir sonraki basım rengi olan magenta (morumsu kırmızı ) için bir görüntü oluşturur. Bu işlem, diğer iki renk olan mavi ve siyah içinde devam eder. Dört rengin hepsi tambura tatbik edildikten sonra, görüntü hazır haldeki kağıda aktarılır. ve daha sonra ve sabitleme işlemi yapılmaktadır. Bir sayfanın basılması için silindirin 4 kez dönmesi gerektiğinden, baskı hızı renksiz lazer yazıcılara hızı dörtte bire düşmektedir.
 

 

Hazırlayan

Mehmet İhsan GENÇ