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Laserdrucker und Toner - Funktionsweise und Definition

 

Laserstrahlen im DruckerBekannt sind sie ja, die Laserdrucker. So wie Laser-OPs, CD-Laser, Laserschwerter. Dass letzteres eigentlich nicht funktionieren kann und nur dem Kopfe jenes bekannten Star-Wars-Erfinders entspringt, mag auch noch in aller Munde sein.
Aber wie schafft man es, dass diese Laser, die für gewöhnlich im OP-Saal oder auf der Oberfläche von CDs, DVDs und Co. für die wichtigen Verformungen verantwortlich sind, Buchstaben auf Papier zaubern? Warum entstehen dabei Drucke und nicht etwa Reliefs im Papier?

Der Laserdruck ist schon 70...

Er basiert nämlich auf dem Prinzip derLaser Multifunktionsgerät Brother DCP 1810 Elektrofotografie, und deren Patent wurde tatsächlich 1937 angemeldet, der erste erfolgreiche Versuch fand 1938 statt. Also befinden wir uns ungefähr in der Zeit. in der diese Technik Jubiläum feiert. Das einzige Problem der allerersten Generation war die Modulierung des Laserstrahls - ursprünglich arbeitete man mit Gaslasern - aber auch dem wurde man bald Herr. Und da der erste eigentliche Laserdrucker von Xerox 1959 erfunden wurde, feierte der Laserdrucker 2009 seinen 50. Geburtstag. Im Übrigen: Nicht nur die Heim-Laserdrucker basieren auf der Lasertechnologie, auch Kopiergeräten, Faxgeräten u.ä. liegt meist diese Technologie zugrunde.

Trommel, Toner, was ist eigentlich wofür?

Die Bildtrommel

Bildtrommel für Laserdrucker

Fangen wir mit dem "Schaltzentrum" an. Die Bildtrommel funktioniert im Grunde wie ein Fotowiderstand (auch Fotoleiter genannt). In Laserdruckern kommen vor allem Einweg-Bildtrommeln zum Einsatz, im Schnitt produzieren diese etwa 50.000-80.000 Seiten. Die Trommeleinheit wird zunächst vollständig elektrostatisch negativ aufgeladen. Nun kommt zum Einsatz, was dem Laserdrucker seinen Namen gab: Der Laser fährt nun mit dem Muster des Aufdruckbildes über die Trommel: an den getroffenen Stellen wird die lichtreaktive Bildtrommel leitend und verliert so die "gespeicherte" elektronische Ladung wieder. Höherwertige Drucker schaffen es sogar, in bis zu 256 Stufen unterschiedliche Ladungsstärken und somit unterschiedliche Färbungen zu erreichen. Jetzt haben wir ein Muster, aber immer noch keine Farbe.

Der Toner

Wie kommt der Toner auf das Papier ? Nun kommt der Toner zum Einsatz. Der Fotoleiter wandert nämlich weiter und wird nun zu demToner im Laserdrucker Leiter gegensätzlich aufgeladenen Toner gebracht. In der Elektrostatik ist es so, dass Gegensätze sich anziehen. Der Toner springt also an den Stellen, die vorher gemustert wurden, auf die Trommel über. Damit hat sich's schon mit der Arbeit für den Tonerbehälter. Der Lasertoner heißt also nicht Lasertoner, weil er mit Strahlen malträtiert wird, sondern schlicht und ergreifend deswegen, weil er in einem Laserdrucker installiert ist. (Und indirekt ist  doch der Laser schuld, dass der Toner in Anspruch genommen wird.)

Die Trommel dagegen ist noch nicht am Ende. Ihre Aufgabe ist es nun, den aufgenommenen Toner an sein Ziel zu bringen:

Da gibt es je nach Modell mehrere Möglichkeiten:
a) Der Toner wird direkt auf das Papier übertragen.
b) Der Toner wird erst auf ein Transferband oder eine Transferwalze übertragen und dann schließlich auf das Druckmedium.
Und auch hier liegt Spannung in der Luft. Der Toner muss ja irgendwie aufs Papier "herüberwandern". Das geschieht indem hinter dem Papier dem Toner entgegengesetzte Spannung anliegt.

Die Fixiereinheit:

Damit der Toner sich nicht vom Papier verabschiedet, wird er nun so richtig dingfest gemacht, durch zwei beschichtete Hohlwalzen (z.B. mit Teflon). Mindestens eine davon ist beheizbar. Diese erhitzt sich nun auf runde 180°C, was dazu führt, daß der Toner schmilzt und mit dem Papier verklebt. Daher auch die Beschichtung der Walzen: So bleibt der Toner auf dem Papier und nicht auch an den Walzen.
Fertig?
Nein. Der Laserdrucker ist ein gewissenhafter Arbeiter: Noch einmal dreht sich die Trommel und dabei wird der restliche Toner von ihr entfernt. Aufräumen nach dem Arbeiten - das ist auch wichtig, sonst wäre der nächste Druck unsauber.

Vorteile / Nachteile für den Laserdrucker

So ist's im Leben: Alles hat seine Stärken und Schwächen.
Als Pluspunkte stehen dem Laserdruck zugute:

  • Resistenz und Langlebigkeit: Laser-Ausdrucke sind sowohl lichtbeständig (UV-resistent) als auch feuchtigkeitsbeständig - wo Tintendrucke schonmal verwischen, ist der Laserdruck zuverlässiger.
  • geringer Wartungsaufwand: Lange Standzeiten (beim Tintenstrahldrucker vertrocknen da die Düsen)
  • Qualität: die ist bei Farblaserdruckern so hoch, daß es mittlerweile auf jedem Ausdruck ein unsichtbares Wasserzeichen gibt, das Dokumentenfälschungen vermeiden soll

Nachteile wären:

  • Fotodruck: gegenüber einem Tintenstrahldrucker mit Spezialpapier ziehen Laserdrucker in Sachen Farbspektrum und Kontrast den Kürzeren
  • Einsatzbereich: Aufgrund der Technik sind bestimmte Kartonagen, CDs und andere spezielle Druckunterlagen nicht bedruckbar
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