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Laserdrucker

Funktionsweise eines Laserdruckers.


Autor: Michael Nolte (Nick)
Datum: 30-05-2003, 18:48:40
Referenzen: TSB Butzbach
Schwierigkeit: Anfänger
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Rating: 9 (5x bewertet)

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Einleitung

Es bietet von allen erschwinglichen Geräten immer noch das beste Druckbild. Weiterhin erhält man eine intensive Schwärzung, filigrane Linien und sehr scharfe Kanten. Kurz gesagt, ein Druckergebnis, das für fast alle Anwendungszwecke ausreichend ist. Laserdrucker verbinden hohe Druckqualität- und Geschwindigkeit mit geringer Geräuschentwicklung. Durch die sehr hohe Qualität ist ein Laserdrucker das ideale Gerät für das Büro und überall dort, wo ein hochwertiger und schneller Ausdruck sowie ein leises Arbeitsgeräusch gefordert ist.

Es ist beachtlich, wie die Preise für diese hochkomplizierten Geräte sinken. Laserdrucker sind heutzutage der Inbegriff des qualitativ hochwertigen und schnellen Druckens. Durch das revolutionäre Druckprinzip wurde eine Ausgabequalität erreicht, die weit über der anderer Geräte liegt.

Laserdrucker geben die bedruckten Blätter nur seitenweise aus. Erst wenn das Papier vollständig bedruckt ist, oder der Computer das Seitenende signalisiert, wirft der Laserdrucker das aktuelle Blatt aus. Gegenüber dem ständig fallenden Anschaffungspreis sind die Unterhaltskosten jedoch verhältnismäßig hoch. Man muss mit zirka 1 bis 5 Cent für Toner, Trommel, Papier und Druckerabnützung pro Seite rechnen. Zwar kann ein Laserdrucker keinen Durchschlag erzeugen, er gleicht dieses Manko aber durch seine hohe Druckgeschwindigkeit wieder aus.

Leider besitzen nur wenige Laserdrucker das Prädikat der Dokumentenechtheit, wodurch Anwälte und Notare auf bestimmte Hersteller angewiesen sind. So tragen zum Beispiel alle Modelle der Firma Hewlett Packard dieses Prädikat. Die Ausdrucke gelten aber nur als dokumentecht, wenn die original HP-Tonerkassette und eine bestimmte Papiersorte verwendet wird.

Funktionsweise

Das Druckprinzip ist ähnlich wie beim Fotokopierer. Eine Seite wird durch einen Laserstrahl Punkt für Punkt auf einer elektrisch geladenen Drucktrommel abgebildet. Eine Bildtrommel besteht aus Metall und einer lichtempfindlichen Schicht. Während des Druckvorganges wird diese Bildtrommel über ein so genanntes Lade-Coroton (Corona) negativ aufgeladen. Anschließend wandert der Strahl eines Lasers über die Trommel, während alle anderen Stellen negativ geladen bleiben. Dabei wird der Strahl des feststehenden Lasers durch ein Ablenksystem gesteuert und mit einem rotierenden Polygonspiegel zeilenweise über die Bildtrommel geleitet. Das eigentliche Färbemittel, der Toner wird ebenfalls negativ geladen. Der Toner ist ein schwarzes, feinkörniges Pulver mit Schmelzharz. Die Entwicklerstation trägt dieses Pulver auf die Bildtrommel, jedoch nur dort, wo die Bildtrommel entladen ist.

Die Trommel rollt über das Papier, unter dem sich ein zweites - positiv geladenes - Coroton befindet. Die Farbpartikel lagern sich daher lose auf dem Papier ab. Das Papier wird zwischen Fixiertrommeln auf 150° C erwärmt, das im Toner enthaltene Harz schmilzt und haftet auf dem Papier. Der überflüssige Toner wird von der Trommel entfernt, eine helle Lampe entlädt die Bildtrommel, ein neuer Vorgang kann beginnen. Demzufolge benötigt die Trommel ca. drei Umdrehungen, um ein Blatt zu bedrucken.

Da dieses Belichtungssystem ziemlich kompliziert und dessen Realisation auch kostspielig ist, wurden alternative Belichtungseinheiten entwickelt. Es entstanden die LCD- und LED-Drucker. Trotzdem hat sich im Sprachgebrauch der Begriff Laserdrucker für diese Seitendrucker eingebürgert.





Beispiel: Lexmark Optra S Laserdrucker

Der durch eine Laserdiode erzeugt Laserstrahl wird über einen rotierenden Umlenkspiegel und eine Linse auf einen weiteren, festen Spiegel gelenkt. Von dort wird der Laser auf die Belichtungstrommel umgelenkt.

Kassette

Toner wird in Tonerkassetten oder Kartuschen gehandelt. Bei den meisten Druckern ist in die Tonerkassette außerdem die Belichtungstrommel integriert. Dieses Bauteil unterliegt einem gewissen Verschleiß und wird somit bei jedem Tonerwechsel mit ausgetauscht. Ein Tonerwechsel ist je nach Flächendeckung der gedruckten Seiten nach ca. 3000 Exemplaren notwendig. Der Kauf einer Tonerkassette reißt ein Loch in die Brieftasche. Laserdrucker sind in der Anschaffung und im Unterhalt recht teuer und somit eigentlich nichts für die heimische Hackerstube. Die Einsatzgebiete liegen auf Grund der hohen Seitenpreise größtenteils noch im professionellen Bereich.



LCD- und LED-Drucker

Wie bereits erwähnt, erfolgt die Entladung der Bildspeichertrommel bei heutigen Laserdruckern kaum noch mit einem Laserstrahl. Dese Aufgabe übernimmt entweder eine Zeile aus Lichtemitterdioden (LED: Light Emitting Diode = Leuchtdiode) oder aus Flüssigkeitskristallen (LCD bzw. LCS: Liquid Crystal Shuter = Flüssigkeitskristallgitter). Werden LCD-Zeilen eingesetzt, ist eine zusätzliche Lichtquelle erforderlich. Die LCD-Zeile wird beleuchtet und lässt nur an den Stellen Licht durch, an denen eine Entladung (punktweises Anlegen einer Spannung) der Bildtrommel notwendig wird.

Die Produktion von LED- bzw. LCD-Zeilen für die Laserdrucker stellt eine technologische Meisterleistung der Mikroelektronik dar. Immerhin muss für ein A4-Blatt bei einer Auflösung von 600 dpi die Zeile aus ca. 5000 Stück LED bzw. LCD bestehen. Auch wenn die Auflösung eines Laserdruckers unter Umständen schlechter als die eines guten Tintenstrahldruckers sein sollte, kann man immer noch von einer wesentlich besseren Druckqualität ausgehen.

Oft hört man die Bezeichnung LCS- und LED-Drucker. Auch dabei handelt es sich um Seitendrucker, nur besitzen diese statt einem Laserstrahl eine andere Lichtquelle. Ansonsten unterscheiden sich die LCS- und LED-Drucker von den Laserdruckern kaum. Durch die Verwendung alternativer Lichtquellen konnte man auf eine empfindliche mechanische und optische Bauteile, wie zum Beispiel den Polygonspiegel, verzichten. Diese Geräte sind daher wesentlich unempfindlicher und preisgünstiger als herkömmliche Laserdrucker.

Pufferspeicher

In einem Laserdrucker ist meist ein kompletter Computer mit einem schnellen Prozessor eingebaut, der die Bilder in seinem Speicher aufbaut. Gerade bei der professionellen Seitenbeschreibungssprache PostScript ist es wichtig, eine schnelle CPU mit viel Speicher in seinem Drucker zu haben. Eine Speicherkapazität von einem MByte ist fast schon die Mindestvoraussetzung. Für PostScript sollten es jedoch drei bis vier sein. Viele Laserdrucker unterstützen mehrere Druckersprachen, so dass sie für fast alle Anwendungsprogramme einzusetzen sind.

Unterschätzt wird bei Laserdruckern die Größe des erforderlichen Pufferspeichers im Drucker. Letztlich muss die zu druckende Seite Punkt für Punkt im Pufferspeicher des Druckers vorliegen. Soll z.B. eine A4-Seite nur mit Text bedruckt werden, ist das selbst mit nur 0,5 MByte Druckerspeicher in der Regel problemlos möglich. Die Druckerproduzenten haben offensichtlich Wege gefunden, Text mit relativ wenig Ressourcen bereitzustellen. Wird aber eine Grafik ausgedruckt, zeigt schon eine einfache Rechung, dass für eine ganze A4-Seite mindestens 2 MByte Pufferspeicher benötigt werden.

Farblaserdrucker

Im High-End-Bereich gibt es mittlerweile auch die ersten Farb-Laserdrucker, die prinzipiell genauso wie ein Schwarzweiß-Laserdrucker arbeiten. Allerdings wird die Trommel nacheinander mit den Grundfarben beschichtet. Auf diese Weise lassen sich theoretisch pro Farbe bis zu 256 Farbtöne darstellen. Zu den Vorteilen von Farb-Laserdruckern zählen die hohe Druckgeschwindigkeit. Dem gegenüber stehen die hohen Anschaffungskosten ab ca. 1.000,- EUR für Farb-Laserdrucker.


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