Referat Laserdrucker Von Florian Escher Florian Escher 06

Referat Laserdrucker Von Florian Escher © Florian Escher 06

Inhalt § Elektrofotografie (Xerografie) § Laserdrucker § Aufbau eines Laserdruckers § Farblaserdrucker § Raster Image Processor

Elektrofotografie (Xerografie) § Verfahren zur Trockenkopie § Erfunden von Chester F. Carlson § Patentanmeldung am 27. Oktober 1937 § Erste erfolgreiche Fotokopie am 22. Oktober 1938 § 1949 erscheint der erste kommerzielle Kopierer von der Haloid Company (später Xerox)

Wie funktioniert das Xerographische Verfahren § Schritt 1: Aufladen § Eine Selenplatte wird elektrostatisch aufgeladen. § Selen ist ein Halbleiter und hat die Eigenschaft, bei Licht leitend und bei Dunkelheit ein Isolator zu sein. § Die Aufladung der Selenplatte geschieht durch einen speziellen Draht, den Corotrondraht. Dieser lädt mit einer Spannung von 7000 Volt die Selenplatte auf. § Die Ladung kann nun recht lange gehalten werden, wenn die Selenplatte bei Dunkelheit aufgeladen wurde.

Wie funktioniert das Xerographische Verfahren § Schritt 2: Belichten § Als nächstes wird das Original durch ein optisches System gespiegelt auf die Selenplatte projiziert. § Das Original reflektiert nur an seinen hellen Stellen das Licht und entlädt so nur die hellen Stellen des Originals auf der Selenplatte. § Das abgelichtete Bild ist nun in Form von positiven Ladungen auf der Selenplatte abgebildet.

Wie funktioniert das Xerographische Verfahren § Schritt 3: Entwickeln § Ein mit Toner behaftetes Trägermaterial wird auf die Selenplatte aufgetragen (Quarzsand, Stahlkügelchen) § Durch die Reibung bei der Mischung dieser beiden Komponenten, Träger und Toner, laden sich diese auf: der Toner negativ und der Träger positiv. § Da die Selenplatte stärker geladen ist als der Träger des Entwicklers, bleibt der Toner an den geladenen Stellen der Selenplatte haften.

Wie funktioniert das Xerographische Verfahren § Schritt 4: Übertragen § Der Toner, der das Abbild des Originals auf der Selenplatte darstellt, muss nun auf Papier übertragen werden. Dazu wird, wie die Selenplatte zuvor, das Papier positiv durch ein Corotron aufgeladen, und zwar so stark, dass es den Toner von der Selenplatte lösen kann. Das Papier nimmt nun den Toner auf.

Wie funktioniert das Xerographische Verfahren § Schritt 5: Fixieren § Der Toner ist thermoplastisch. § Das Papier wird nun erhitzt, damit der Toner weich wird und mit dem Papier verschmilzt. Die xerographische Kopie ist nun für unbegrenzte Zeit haltbar.

Wie funktioniert das Xerographische Verfahren § Schritt 6: Reinigen § Da bei der Übertragung immer etwas Toner auf der Selenplatte zurückbleibt, muss diese gereinigt werden

Laserdrucker § Der erste Laserdrucker wurde 1971 von Gary Starkweather bei Xerox PARC konstruiert § Laserdrucker gehören zu den Seitendruckern § Eine zu druckende Seite wird durch einen Raster Image Processor (RIP) in ein Rasterbild umgerechnet

Aufbau eines Laserdruckers 1: Heizwalze 2: Presswalze 3: Alttonerbehälter 4: Recovery Blade 5: Trommelabstreifer 6: Coronadraht / Walze 7: Laserstrahl Bild Mitte (grün): Fototleitertrommel 8 : Doctor Blade 9 : Rührstab 10: Magnetwalze 11: Tonerbehälter 12: Transfer Roller 13: Statischer Entlader 14: Papier

1 und 2: Heiz- und Presswalze (Fixiereinheit) § Heiz- und Presswalze bilden meist eine Einheit und werden als Fuser bezeichnet (engl. To fuse = zusammenschmelzen) § Der Fuser befindet sich am Ende des Papierdurchlaufs § Aufgabe des Fusers ist es, den Toner mit dem Papier zu „verschmelzen“ § Durch die Temperatur der Heizwalze (ca. 200°C) wird der Toner zum Schmelzen gebracht und verbindet sich mit dem Papier

Warum manche Laserdrucker Öl brauchen § Bei Farblaserdruckern ist wesentlich mehr Toner auf dem Papier, als bei S/W-Laserdruckern. Dadurch kann es passieren, dass der Toner an der Walze kleben bleibt. § Durch eine dünne Schicht Silikonöl auf den Walzen wird dies verhindert. § Durch das Öl entsteht ein unerwünschter Glanz auf dem Ausdruck. § Bei neueren Druckern wird kein Öl mehr benötigt, da die Tonerpartikel eine dünne Wachsschicht haben.

Fixiereinheiten für HP Laserdrucker Laserjet 4600 Laserjet 5 SI

3: Alttonerbehälter § Im Alttonerbehälter wird der nicht verbrauchte Toner aufgefangen § Bei vielen Laserdruckern ist er im Tonerbehälter enthalten

4 und 5: Recovery Blade und Trommelabstreifer § Der Trommelabstreifer entfernt die nicht auf das Papier übertragenen Tonerreste von der Trommel. § Das Recovery Blade ist ein dünner Mylarstreifen(Nichtleitender Kunststoff), der unterhalb des Abstreifers sitzt und dafür sorgt, dass der Resttoner in den Resttonerbehälter fällt.

4 und 5: Recovery Blade und Trommelabstreifer § Trommelabstreifer bei HP Laserjet 6 L § Recovery Blade bei HP Laserjet 6 L

6: Coronadraht § Der Coronadraht, ist ein Draht, der parallel zur Bildtrommel liegt und eine sehr hohe Spannung trägt. § Durch die hohe Spannung wird die Bildtrommel statisch aufgeladen.

6: Probleme mit Coronadraht § Durch die sehr hohe Spannung wird nicht nur die Bildtrommel aufgeladen, sondern auch Toner angezogen. Daher muss der Coronadraht gereinigt werden. § Durch die hohe elektrische Feldstärke wird die Luft um den Coronadraht ionisiert. Dadurch entsteht Ozon.

6: Coronawalze (Primary Charge Roller ; Transferwalze) § Coronawalzen sind weiche Gummiwalzen, die direkten Kontakt mit der Bildtrommel haben. § Durch den direkten Kontakt mit der Bildtrommel kann mit wesentlich niedrigeren Spannungen gearbeitet werden. § Durch die Verwendung von Coronawalzen entsteht kaum Ozon.

7: Laser / Leuchtdioden § Das zu druckende Bild wird von einem Laserstrahl oder einer Reihe von Leuchtdioden auf die Trommel aufgetragen. § Ein Laserstrahl leuchtet auf die Stellen der Bildtrommel an denen später, je nach Verfahren, Toner haften bleiben soll oder nicht. § Durch die Lichtbestrahlung neutralisiert sich die Ladung der Bildtrommel. § Ein Laser wird über einen Spiegel umgelenkt, um die ganze Trommelbreite abzudecken, während bei LED's für jeden Punkt eine LED vorhanden ist.

7: Laser / Leuchtdioden § Durch die Stärke der Beleuchtung kann die Entladung der Bildtrommel gesteuert werden. (Die Bildtrommel entlädt sich nicht sofort komplett. ) § Je nach Stärke der noch vorhandenen Ladung bleibt mehr oder weniger Toner daran haften. § Dadurch ergeben sich die Graustufen auf dem Ausdruck.

Verschiedene Schreibmethoden § Die verwendete Schreibmethode hängt vom verwendeten Toner und der Entwicklereinheit ab. § Bei Laserdruckern wird meist Schwarzschreiben verwendet. § Schwarzschreiben (Charged Area Development) § Der Toner lagert sich an den unbelichteten Stellen ab. § Weißschreiben (Discharged Area Development) § Der Toner lagert sich an den belichteten Stellen ab.

Umlenken des Laserstrahls

7: Laser / Leuchtdioden Laser - Technik LED - Technik

8, 9, 10, 11: Doctor Blade, Rührstab Magnetwalze und Tonerbehälter § Der Rührstab mischt den Toner im Tonerbehälter durch. Dadurch entsteht Reibung. § Aufgrund der Reibung werden die Tonerteilchen statisch geladen. § Die geladenen Teilchen werden von der Magnetwalze (Walze mit einem starken Magneten in der Mitte) angezogen. § Bei der Drehung der Magnetwalze wird der Toner bis zu einer gewissen Dicke vom Doctor Blade abgestriffen.

10: Magnetwalze § Die Magnetwalze, an der Toner haftet, wird auf die Bildtrommel gedrückt um den Toner zu übertragen. § Da bei der Berührung der Magnetwalze mit der Bildtrommel der Toner verschliffen werden kann, wird bei neueren Druckern ein „Jump-Verfahren“ verwendet. § Durch stärkere Felder „springt“ der Toner berührungslos auf die Bildtrommel über.

8, 9, 10, 11: Doctor Blade, Rührstab Magnetwalze und Tonerbehälter Magnetwalze mit Toner Doctor Blade

12: Transfer Roller § Der Transfer Roller funktioniert wie die Coronawalze. § Bei älteren Laserdruckern ist statt des Transfer Rollers ein Coronadraht eingebaut. § Der Transfer Roller lädt das Papier stärker auf als die Bildtrommel. § Dadurch wird der Toner stärker vom Papier angezogen als von der Bildtrommel. Der Toner geht auf das Papier über.

12: Transfer Roller im HP Laserjet 5 L

13: Statischer Entlader § Das vorher statisch geladene Papier wird entladen. § Durch das Entladen lassen sich die Ausdrucke in der Papierablage leichter voneinander trennen.

15: Fotoleitertrommel, Bildtrommel, OPC (Organic Photo Conductor) § Die Trommel hat eine lichtempfindliche Beschichtung, die im Dunklen nicht leitend ist, bei Lichteinfall aber leitend wird. § Am Anfang der Xenografie verwendete man für die lichtempfindliche Beschichtung amorphes Selen, heute verwendet man amorphe organische Halbleiter (amorphes Silizium oder Arsen. Tri. Selenid).

15: Fotoleitertrommel, Bildtrommel, OPC (Organic Photo Conductor) § Die Bildtrommel ist sehr empfindlich und sollte weder Licht ausgesetzt noch mit den Händen berührt werden. § Die Bildtrommel ist ein Verschleißteil. Je nach Herstellungsart hat sie eine Haltbarkeit von 15. 000 bis mehrere 100. 000 Seiten. § Die Haltbarkeit hängt auch von der Nutzungsart ab. Nur gelegentliches Einschalten und wenig Drucken ist für die Bildtrommel schlechter als Dauerbetrieb.

Unterschiedliche Arten von Bildtrommeln § Man unterscheidet 3 Arten von Bildtrommeln § Wegwerfbildtrommeln § sehr dünne fotosensitive Beschichtung § Semipermanente Bildtrommeln § dickere fotosensitive Beschichtung § Permanente Bildtrommeln § sehr dicke fotosensitive Beschichtung

Wegwerfbildtrommeln § Sind eine Kombination aus Tonerbehälter, Entwicklereinheit und Bildtrommel. § Verwendet von: § HP Laserjet, Samsung ML Drucker, § Großteil der Lexmark Drucker § Vorteile: § Schneller Wechsel der Tonerkasette § Gute Kapselung (fast kein Tonerstaub) § Nachteile: § Auch Entwicklerwalzen und Bildtrommel müssen bei Tonerwechsel weggeworfen werden. § Toner sind teurer als bei anderen Tommelarten

Semipermanente Bildtrommeln § Die Bildtrommel ist getrennt von den anderen Teilen angebaut. § Verwendet von: § Die meisten Laserdrucker von OKI und Brother § Vorteile: § Die Bildtrommel kann solange verwendet werden bis sie verschlissen ist § Toner ist billiger (Da nur Toner gebraucht wird) § Nachteile: § Schlechtere Kapselung des Toners (Austritt von Tonerstaub beim Tonerwechsel)

Permanente Bildtrommeln § Die Bildtrommel ist getrennt von den anderen Teilen angebaut § Verwendet von: § Kyocera § Vorteile: § Die Bildtrommel bleibt immer im Drucker § Toner ist billiger (Da nur Toner gebraucht wird) § Bildtrommel muss nie getauscht werden § Nachteile: § Schlechtere Kapselung des Toners (Austritt von Tonerstaub beim Tonerwechsel) § Höherer Anschaffungspreis

Toner § Toner ist ein Pulver mit einer Partikelgröße von 5 – 30 µm § Bestandteile: § Harz oder Wachs zum Fixieren § Farbpigmente § Metalloxide um eine Ladung zu ermöglichen § Zusätzlich Hilfsmittel (z. B. als Trennmittel) § Der Toner ist auf den jeweiligen Drucker abgestimmt und sollte nicht in anderen Druckern verwendet werden (Toner mit falscher Zusammensetzung kann den Drucker verkleben)

Einkomponententoner § Wird bei fast allen Laserdruckern verwendet § Farbpigmente und Entwickler (Metalloxide) sind fest verbunden § Der Entwickler wird nicht von den Farbpigmenten getrennt. § Vorteil § Einfacher Druckeraufbau § Leichterer Tonerwechsel § Nachteil § Toner ist teuer da der Entwickler mit verbraucht wird

Zweikomponententoner § Wird bei Digitaldruckmaschinen und großen Kopierern verwendet § Farbpigmente und Entwickler (meistens Eisenpartikel) sind voneinander getrennt § Der Entwickler wird nicht auf die Bildtrommel übertragen, sondern wieder in den Tonerbehälter zurückgeführt. § Vorteil § Der Toner besteht aus weniger Komponenten und ist billiger § Nachteil § Aufbau der Enwicklereinheit ist komplexer

Flüssigtoner § Wird nicht mehr verwendet § Die Farbpartikel sind in einer Transferflüssigkeit gelöst. § Sehr feine Farbpartikel (Partikelgröße 1 µm und kleiner)

Gefahren mit Toner § Tonerpartikel sind Feinstaub § Eingeatmeter Toner setzt sich in der Lunge fest § Manche Toner enthalten krebserregende Stoffe

Ablauf beim Drucken

Farblaserdrucker § Farblaserdrucker arbeiten nach demselben Prinzip wie s/w Laserdrucker § Farblaserdrucker haben 4 Toner für die Farben Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz. § Da es schwierig ist das Papier 4 -mal hintereinander durch den Drucker zu schicken wird meistens ein Transferband verwendet. § Das Transferband nimmt die 4 Farben nacheinander von der Bildtrommel auf und überträgt sie danach komplett auf das Papier.

Revolver - System § Beim Revolversystem sind die Tonerbehälter drehbar angeordnet. Dadurch kann der jeweils benötigte Behälter an die Bildtrommel gedreht werden. § Vorteil § Kleine Bauform § Nachteil § Längere Druckzeit (4 Durchläufe der Bildtrommel)

Revolver - System Drehbare Tonerbehälter Transferband

Inline - System § Beim Inline System ist für jede Farbe eine extra Bildtrommel vorhanden § Die Übertragung erfolgt entweder direkt auf Papier oder über ein Transferband § Vorteil § Schnelle Druckgeschwindigkeit § Nachteil § Mehr Platzbedarf § Teurer weil Belichtungseinheit und Bildtrommel 4 -mal vorhanden sind

Inline - System

Raster Image Processor § Der Raster Image Processor rechnet die Daten einer höheren Seitenbeschreibungssprache (z. B. Postscript, PDF, PCL. . . ) in eine Rastergrafik um. § Er trennt die Farben von Grafiken § Er kümmert sich um das Farbmanagement beim Druck § Für die Rasterdaten wird viel Speicher benötigt (eine DIN A 3 Seite benötigt ca. 125 MB)

GDI Drucker § Laserdrucker die keinen eigenen RIP haben werden als GDI Drucker bezeichnet § Das Umrechnen in Rasterdaten muss vom Druckertreiber übernommen werden § Nachteil: § Der Drucker ist nur mit einem bestimmten Treiber verwendbar (Probleme wenn für ein Betriebssystem keine Treiber vorhanden sind) § Langsam weil der Rechner die Rasterdaten erzeugen muss § Vorteil: § Der Drucker ist billiger

Postscript Drucker § Haben eingebauten RIP § Können Seiten in einer höheren Seitenbeschreibungssprache selbständig in Rasterdaten umrechnen § Nachteil: § Höhere Kosten § Vorteil: § Größere Unabhängigkeit von Treibern § Arbeiten schneller

Vor- und Nachteile eines Laserdruckers § Vorteile: § Hohe Druckqualität § Leiser Druckvorgang § Geringe Druckkosten § Höhere Lebenserwartung des Druckers § Nachteile: § Schlechtere Druckqualität bei Fotos als Tintenstrahldrucker mit Fotopapier § Hoher Anschaffungspreis

Quellen http: //de. wikipedia. org www. druckerchannel. de www. drucker-onkel. de www. xerox. com www. express-toner. de www 2. tomshardware. de www. uni-Bayreuth. de/departments/ddchemie/umat/fotokopierer. htm Minolta - QMS Service Manual Magicolor 2200

Quellen - Bilder Folie 3 - 9: http: //www. xerox. com/go/xrx/template/009. jsp? view=Feature&ed_name=Chester_Carlson& Xcntry=DEU&Xlang=de_DE Folie 11: http: //www. express-toner. de/druckerreparatur/druckerprobleme/drucker-funktionsweise. htm Folie 14: http: //www. printerworks. com/HP-Parts-Laser. Jet/Fuser-HP-Laser. Jet-15002500. html http: //www. imagingsupplies. com/Toner/HP-Laserjet-8000 -Fuser-Assembly-RG 5 -4447. cfm Folie 15: http: //www. amazon. de/exec/obidos/ASIN/B 000092 QSP http: //www. schatzcomputerservices. de/shopneu/images/medium/10011485. jpg Folie 17: http: //www. express-toner. de/druckerreparatur/tonerkartuschen-recycling/recovery-blade. htm http: //www. express-toner. de/druckerreparatur/tonerkartuschen-recycling/abstreifer. htm Folie 18: http: //www. express-toner. de/druckerreparatur/druckerprobleme/koronadraht. htm Folie 24: http: //213. 239. 207. 76/drucker/index. php? id=91

Quellen - Bilder Folie 25: http: //www 2. tomshardware. de/consumer/20050907/laser_printers-01. html Folie 28: http: //www. express-toner. de/druckerreparatur/tonerkartuschen-recycling/magnetwalze. htm http: //www. express-toner. de/druckerreparatur/tonerkartuschen-recycling/doctor-blade. htm Folie 30: http: //www. express-toner. de/druckerreparatur/druckerprobleme/transfer-roller. htm Folie 32: http: //de. wikipedia. org/wiki/Bild: OPC-Xerox-DC 1632. jpg Folie 34: http: //www. druckerchannel. de/artikel. php? ID=644 Folie 38: http: //www. uni-bayreuth. de/departments/ddchemie/umat/fotokopierer. htm Folie 43: http: //de. wikipedia. org/wiki/Bild: Funktion. png Folie 46: Minolta - QMS Service Manual Magicolor 2200 Folie 48: http: //www. druckerchannel. de/artikel. php? ID=56&seite=5

ENDE Vielen Dank für ihre Aufmerksamkeit