Alles Wissenswerte über Laserdrucker: Geschichte und Funktionsweise

Geschichte

Schon 1937 meldete der Physiker Chester Carlson ein Patent für ein Verfahren an, das die Grundlage des Funktionsprinzips der Elektrophotographie und damit des modernen Laserdruckers beschrieb. Doch erst Xerox meldete 1960 ein stark vereinfachtes Verfahren zum Patent an, das dann auch als kommerziell erhältliches Produkt zu kaufen war: Der erste Kopierer hat die Bürowelt und alle Organisationen, die mit Dokumenten zu tun haben so revolutioniert, dass im Englischen bis heute für das Kopieren der Ausdruck "to xerox" gebräuchlich ist.

1969 verbesserte ein Ingenieur namens Gary Starkweather bei Xerox das Verfahren, indem er das immer noch sehr komplizierte analoge Spiegel-System durch Einsatz eines Lasers deutlich vereinfachte und gleichzeitig die Qualität steigerte. Doch erst 1976 kam mit dem IBM 3800 der erste kommerzielle Laserdrucker auf den Markt. Dieser war allerdings nur für Versandetiketten und Lieferscheine gedacht und so riesig, dass er nicht für Büros taugte. Hier hatte wieder Xerox die Nase vorn, die 1981 mit dem Xerox Star den ersten Büro-Laserdrucker auf den Markt brachten. Dieser war allerdings mit 17.000 US-Dollar zu teuer für die meisten Büros, so dass erst Hewlett Packard -in Kooperation mit Canon- mit dem nur 3500 US-Dollar teuren LaserJet 1984 dem Laserdrucker zum großen Druchbruch verhalf. Er hatte 300 dpi, war natürlich noch schwarzweiss und konnte 8 Seiten pro Minute drucken.

Nach HP folgten schnell andere Hersteller wie Brother, IBM und Apple, die bis dahin gängigen Typenrad- und Nadeldrucker wurden quasi über Nacht vom Laserdrucker abgelöst. Der farbige Laserdruck ließ allerdings noch bis 1993 auf sich warten, obwohl das Prinzip kaum mehr ist als eine vierfache Variante des Schwarzweiss-Laserdrucks mit mehrfarbigem Toner war, welchen es schon seit 1973 im analogen Farb-Kopierer (Xerox 6500) gab. Bei der Marktetablierung lief es ähnlich wie beim Schwarzweiss-Laserdrucker: QMS, das heute zu Konica Minolta gehört, brachte das erste Gerät auf den Markt, das allerdings mit 12.500 US-Dollar viel zu teuer für die breite Masse war - und diesmal war es Apple, die mit dem nur 7.000 US-Dollar teuren Color Laser Printer 12/600PS zwei Jahre später die Büros eroberten.

Funktionsweise

Prinzipiell funktioniert die Elektrophotographie so, dass das Bild aus elektrisch aufgeladenen Toner-Teilchen aufgebaut wird, die dann aufs Blatt übertragen und fixiert werden. Dies kann analog über ein System aus Spiegeln und Linsen passieren, die eine Vorlage abtasten, oder indem ein von einem drehenden Spiegel abgelenkter Laserstrahl das Bild digital zeilenweise auf eine Trommel zeichnet.

Ein Laserdrucker untergliedert sich hauptsächlich in zwei Funktionseinheiten: Die Bildentwicklungs- und die Fixiereinheit. Erstere baut das Bild auf und überträgt es aufs Papier, zweitere fixiert das Tonerpulver dann mittels Hitze auf dem Papier

Entwicklungseinheit

Die Zentrale Komponente ist hier die sich drehende Fotoleitertrommel, auch Bildtrommel, Druckertrommel, Imaging Kit, OPC-Drum oder Trommeleinheit genannt, auf der das Bild vom Laser aufgebaut wird und die verschiedene Stationen der Bildentwicklung durchläuft. Bei Farb-Laserdruckern erledigt diese Aufgabe -je nach Bauweise- auch ein beschichtetes Transportband. Der PCR-Roller lädt die Fotoleitertrommel mit Elektronen auf (früher tat das ein sogenannter Korona-Draht), während der über drehende Spiegel zeilenweise über die Trommel wanderende Laser diese an den Stellen, auf die er auftrifft, wieder entlädt. Es entsteht ein noch unsichtbares invertiertes Bild aus elektrischen Ladungen. Erst dann kommt das Tonerpulver ins Spiel, was über den Magnetroller aus dem Toner-Reservoir auf die Fotoleitertrommel übertragen wird. Die Doctor Blade "schabt" dabei auf der Magnetrolle die Tonerschicht auf die gewünschte Dicke ab und lädt die Tonerteilchen dabei durch Reibung auf, so dass die Partikel an den geladenen Stellen der Fotoleitertrommel angezogen werden und auf diese überspringen können. Die Ladewalze drückt dann das Papier fest gegen die Fotoleitertrommel und lädt es dabei ebenfalls auf, so dass die geladenen Partikel von der Fotoleiter- trommel wiederum aufs Papier überspringen können. Das danach noch auf der Fotoleitertrommel verbleibende Tonerpulver wird zu guter Letzt vom Abstreifer weggeputzt und kommt in den Resttonerbehälter, so dass die Fotoleitertrommel wieder von neuem belichtet werden kann

Fixiereinheit

Diese auch Fuser-Einheit genannte Funktionsgruppe ist im Vergleich zur Entwicklungseinheit recht simpel gestrickt und hat nur eine Aufgabe: Die Fixierung des Tonerpulvers auf dem Blatt, so dass es nicht vom Blatt fällt, wenn sich dieses wieder entlädt. Dies wird durch Hitze bewerkstelligt, dadurch schmelzen die Tonerpartikel und bleiben permanent auf dem Blatt kleben.

Mehrfarbdruck

Beim mehrfarbigen Laserdruck funktioniert es fast genauso wie oben beschrieben, nur durchläuft das Papier vor der Fixierung vier Entwicklungseinheiten, die wie beschrieben funktionieren, aber mit unterschiedlich farbigem Tonerpulver in den Farben Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz arbeiten. Eine weitere gängige Lösung für Laser-Farbdruck ist ein Band, das genauso wie eine Fotoleitertrommel beschichtet ist, welches nacheinander alle vier Farben durchläuft, um das fertige CMYK-Bild dann in einem Rutsch aufs Papier zu übertragen und dort zu fixieren.