ᐅ Laserdrucker: Aufbau und Funktion (einfach erklärt)

Laserdrucker sind, neben Tintendruckern, der am weitesten verbreitete Druckertyp. Während früher eine klare Trennung in “Drucker für Zuhause: Tintenstrahldrucker” und “Bürodrucker: Laserdrucker” gezogen werden konnte, verschwimmen die Grenzen immer mehr. Es gibt erschwingliche Laserdrucker, welche sich für den Privatanwender eignen. Und leistungsfähige Tintendrucker, welche den Belastungen des Büroalltags standhalten. In diesem Beitrag geht es aber nicht um den

Vergleich zwischen Tintendrucker und Laserdrucker

sondern alleine um den Aufbau und die Funktionsweise von Laserdruckern.

Inhaltsverzeichnis

Was ist ein Laserdrucker?
Geschichte des Laserdruckers.
Häufige Fragen zum Thema Laserdrucker - und deren Antworten.
Wie funktioniert ein Laserdrucker?
Aufbau eines Laserdruckers (die einzelnen Bestandteile).
Vorteile und Nachteile eines Laserdruckers.

1. Was ist ein Laserdrucker? (nach oben)

Ein Laserdrucker (oder auch ein Fotokopierer) bringt das Druckbild mittels dem Elektrofotografieverfahren auf dem Druckmedium (Papier, Folie, Fotopapier usw.) auf. Damit gehören sie einerseits zu den Seitendruckern, da Belichtung und Druck in einem einzigen Durchlauf erfolgen. Sowie andererseits zu den Impact-Druckern, da das Bild nicht auf dem Medium aufgetragen, sondern in dieses eingebrannt wird.

Beim Druckverfahren sich somit der erste große Unterschied zu den Tintendruckern, welche sowohl Matrixdrucker (Druckbild wird durch das Setzen von einzelnen kleinen Bildpunkten erzeugt) als auch Non-Impact-Drucker (Druckertinte wird auf das Papier aufgetragen) sind.

Die Elektrofotografie, Xerografie (weil die Technologie im Palo Alto Research Center von Xerox entwickelt wurde) oder Elektrofaksimileverfahren ist ein fotoelektrisches Druckverfahren zum Vervielfältigen von Dokumenten.

Das trockene Elektrofotografieverfahren eines Laserdruckers arbeitet, wie es der Name schon sagt, nicht mit Flüssigkeiten, sondern mit feinem Tonerpulver. Diesem schadet Feuchtigkeit bei weitem mehr als sie ihm gut tut.

Dazu wird ein Fotoleiter (im Falle des Laserdruckers die Bildtrommel) mit dem optischen Abbild einer Vorlage belichtet, wodurch ein latentes Bild aus elektrischen Ladungen entsteht. An den geladenen Stellen bleibt Farbe in Form eines Toners haften, mit dem anschließend eine Kopie der Vorlage gedruckt wird.

Der Laserdruck gehört zu den trockenen Verfahren der Elektrofotografie, weil bei diesem keine Suspensionen, isolierenden Flüssigkeiten oder flüssigen Tinten (wie z. B. bei der Risografie / Matrizenverfahren) zur Anwendung kommen. Sondern der bereits erwähnte pulverförmige Toner. Das Tonerpulver ist dabei so fein, dass es bereits die Fließeigenschaften einer Flüssigkeit annimmt.

2. Geschichte des Laserdruckers: (nach oben)

Der Grundstein für den Laserdrucker wurde vom US-amerikanischen Physiker Chester F. Carlson (1906–1968) gelegt. Dieser meldete im Jahre 1937 die Elektrofotografie zum Patent an. Dabei machte er aus der Not eine Tugend. Er war nämlich in der Patentabteilung eines Unternehmens für Elektrogeräte tätig und musste dabei die Kopien der Patentanmeldungen manuell anfertigen. Dies dürfte ihm irgendwann dermaßen den Nerv geraubt haben, dass er sich an die Entwicklung eines maschinellen / automatischen Vervielfältigungsverfahrens machte.

Das erste Resultat war am 22.10.1938 eine Fotokopie von Bärlappsporen (Wolfsklaue) auf einer Glasplatte. Wie so oft in der Geschichte hatte der umtriebige Tüftler - welcher übrigens aus ärmlichen Verhältnissen stammte und schon mit 14 Jahren neben der Schule mit Nebenjobs zum Lebensunterhalt seiner Familie beitrug - zu Beginn jedoch nicht unerhebliche Probleme seine Erfindung an den Mann (sprich den Entwickler) zu bringen. Unternehmen wie IBM oder General Electric zeigten sich skeptisch und desinteressiert.

So wurde erst im Jahre 1944 seine Idee vom Batelle Memorial Institute in Ohio mit 3000 US-Dollar zur Weiterentwicklung seines Prototypen gefördert. Mit Hilfe dieser Forschungsgelder konnte er schließlich im Jahre 1950 den ersten Trockenkopierer (Marke Haloid / Modell A) auf den Markt bringen. Nachdem sich der Erfolg abzuzeichnen begann, wurde der Firmennamen zu Xerox Inc. geändert. Somit war die Xerografie geboren.

Chester F. Carlson mit dem Prototyp seiner Erfindung: Dem Elektrofotografierer, aus welchem im weiteren Verlauf der Geschichte der Laserdrucker hervorging.

Schon 1953 kamen zusätzlich die ersten Xerox-Farbkopierer auf den Markt. Zu Beginn konnten die Geräte des Unternehmens jedoch nicht gekauft, sondern lediglich gemietet werden.

Im Jahre 1970 eröffnete Xerox das Palo Alto Research Center (PARC). Der dort angestellte Ingenieur Gary Starkweather entwickelte den ersten Laserdrucker, indem es ihm gelang Laserstrahlen zu modulieren und so ein Druckbild herzustellen. Der erste Laserdrucker arbeitete nach der ROS-Technik (raster output scanner) und erreichte eine Druckauflösung von 500 dots / Punkten pro inch (dpi).

Im Jahre 1973 wurde ein erster “kleiner” Multifunktions-PC (der Xerox Alto) entwickelt. Dieser war mit einer Maus, einer grafischen Oberfläche sowie dem ersten kommerziell verwendbaren Laserdrucker (EARS, Ethernet-Alto research character generator scanning laser output terminal) ausgestattet. Dessen Auflösung lag bei 384 dp. Im selben Jahr erfolgte die Markteinführung des ersten kommerziellen Farbkopierer (den Xerox 6500).

In den 1960er und 1970er Jahren erledigten Nadel- und Typenraddrucker den Großteil der Druckaufträge. Ein hochwertiger Laserdrucker kostete zwischen 100.000 und 350.000 US-Dollar. Im Mai 1984 kam der erste HP LaserJet auf den Markt. Dieser schlug mit “nur“ noch 3495 US-Dollar zu Buche und erfüllte dabei sämtliche (damals notwendigen) Anforderungen in Bezug auf Geschwindigkeit, Flexibilität und Druckqualität.

3. Häufige Fragen zum Thema Laserdrucker - und deren Antworten: (nach oben)

In diesem Kapitel finden Sie die Fragen zum Thema Laserdrucker, welche uns am häufigsten gestellt werden. Sowie unsere Antworten dazu.

3. a. Braucht ein Laserdrucker Tinte? (nach oben)

Nein, denn ein Laserdrucker verwendet nicht wie ein Tintendrucker Tinte in Tintenpatronen, sondern pulverförmigen Toner in Tonerpatronen.

3. b. Kann ein Laserdrucker austrocknen? (nach oben)

Nein, der Toner kann nicht eintrocknen. Im Gegenteil muss das feine Pulver sogar vor Feuchtigkeit geschützt werden. Zieht es diese nämlich (sprich nimmt sie auf), dann verklumpt das Tonerpulver. Das kann zum Beispiel passieren, falls die Kassette vor der Verwendung nicht ordnungsgemäß gelagert und / oder aus der Schutzfolie entfernt wird. Das Ergebnis: Der Drucker druckt nicht richtig und macht zum Beispiel Streifen auf den Ausdrucken.

3. c. Kann ein Laserdrucker farbig drucken? Und brauchen Laserdrucker Farbpatronen? (nach oben)

Ja, es gibt Farblaserdrucker. Inzwischen sogar recht gute. Diese benötigen dann natürlich auch farbigen Toner in Farbpatronen. Genauso wie bei einem Tintendrucker in Cyan, Magenta und Gelb.

3. d. Kann man mit einem Laserdrucker Folien (oder Fotopapier) bedrucken? (nach oben)

Ja, dies ist mit jedem Modell möglich, das eine Folien- bzw. Fotodruckfunktion besitzt. Allerdings ist die Qualität nicht mit der eines Tintenstrahldrucker vergleichbar. Kommen die Folien / Fotos im privaten Bereich zum Einsatz, ist ein kleiner Qualitätsverlust üblicherweise kein Problem.

Wichtig ist jedoch zu beachten, dass nicht jede Folie (nicht jedes Fotopapier) mit jedem Laserdrucker bedruckt werden kann. Folien (Fotopapier) für Tintendrucker sind mit einer Beschichtung versehen, welche die Tinte aufnimmt. Werden diese in einem Laserdrucker verwendet, könnte sich auf Grund der Hitzefixierung die Schicht ablösen und das Gerät verschmutzen. Im besten Fall müssen Sie danach Ihren Laserdrucker reinigen. Im schlimmeren Fall reparieren lassen oder gleich entsorgen und einen neuen Drucker kaufen.

Verwenden Sie deshalb nur spezielle Laserdrucker-Folien (und Fotopapier) mit einer glatten Oberfläche. Von dieser würde wiederum die teure Druckertinte unverrichteter Dinge abperlen. Folien (Fotopapier) für monochrome Laserdrucker halten Temperaturen bis zu 190 Grad Celsius stand, Farblaserdrucker-Folien bis zu 220.

3. e. Was ist ein Mono-Laserdrucker? (nach oben)

Der Begriff Monochrom (Mono) sagt aus, dass nur mit einer Farbe (Schwarz in der Regel) gedruckt wird. Mono-Laserdrucker sind demzufolge die Waffe der Wahl, wenn umfangreiche Textdokumente in Schwarz-Weiß gedruckt werden sollen. Mit einem dieser Drucker geht das Ruck-Zuck.

3. f. Wie schädlich sind Laserdrucker? (nach oben)

Kritik wird immer wieder einmal laut am Toner bzw. dessen potentiellen schädlichen Auswirkungen auf die Gesundheit von Mensch (und Tier). Tatsächlich ist das Tonerpulver nicht harmlos für die menschliche Gesundheit. Es ist darum im Umgang zu beachten, dass dieser erst unbedenklich ist, wenn er endgültig aufs Papier geschmolzen wurde.

Der Kontakt von Haut und Schleimhaut mit Tonerpulver sollte grundsätzlich vermieden werden. Ein solcher kann vor allem beim Wechseln der Tonerkartusche vorkommen.

Wie Sie Laserdrucker-Toner richtig wechseln!

laserdrucker-funktion

Weitere die Gesundheit beeinträchtigende Effekte ergeben sich durch den Feinstaub, welcher ein Laserdrucker im Betrieb grundsätzlich produziert. Besitzt ein Laserdrucker keinen zuverlässigen Feinstaubfilter und wird häufig (sowie in Büro- oder Wohnräumen) genutzt, ist damit zu rechnen, dass dieser Feinstaub freigesetzt wird.

Empfindliche Menschen reagieren auf diese Belastung mit tränenden und geröteten Augen. Aber auch Atemprobleme und sogar allergische Reaktionen sind möglich. Prinzipiell ist aber festzuhalten, dass die Feinstaubbelastung direkt neben einem Laserdrucker auch nicht höher ist, als in der näheren Umgebung einer mittelstark befahrenen Straße.

Per Gesetz ist aufgrund der Zusammensetzung von Toner eine sachgemäße Entsorgung leerer Tonerkassetten vorgeschrieben. Eine Entsorgung über den Hausmüll ist untersagt.

Stattdessen sollten Entsorgungsangebote durch Hersteller und Händler genutzt werden. Hier kann es sich vor allem für Nutzer mit hohem Verbrauch lohnen, einen professionellen Dienst zur Verwertung von leeren Tonerkassetten zu nutzen, um sogar mit diesen noch etwas Geld zu verdienen.

3. g. Wann lohnt sich ein Laserdrucker? (nach oben)

Sind Sie ein Vieldrucker oder eher jemand, der den Drucker nur alle paar Wochen nutzt?
Drucken Sie - egal, ob zuhause oder im Büro - mehr als zumindest 200 Seiten pro Monat?
Und verfügen Sie über einen gesonderten Platz (Raum), um den Drucker aufzustellen?

Können Sie alle Fragen mit Ja beantworten, dann sollte Ihre Entscheidung ganz klar auf einen Laserdrucker fallen.

Für Wenigdrucker empfiehlt sich hingegen ein Tintendrucker - achten Sie dabei aber darauf, dass Ihnen weder der Druckkopf (sprich dessen Düsen), noch die Druckerpatrone eintrocknet.

Falls Sie planen regelmäßig Bilder und / oder Fotos auszudrucken, dann empfiehlt sich für Sie ebenfalls ein Tintenstrahldrucker. Je nach Ihren Qualitätsansprüchen auch ein spezieller Fotodrucker.

Falls Sie wirklich sehr viele Fotos ausdrucken sollten, dann empfiehlt sich eventuell sogar der Gang in ein Fotostudio. Oder falls Sie nur ein paar Seiten pro Monat ausdrucken, dann derjenige in einen Copy-Shop. Damit tun Sie nicht nur Ihrer Geldbörse, sondern ebenso Ihrer Gesundheit etwas Gutes.

4. Wie funktioniert ein Laserdrucker? (nach oben)

Die Funktion eines Laserdruckers (oder auch eines Fotokopierers) einfach und kurz erklärt: Beim Laserdruck entlädt ein Laserstrahl die Bildtrommel an den Stellen, an welchen kein Toner haften bleiben soll. Dieser haftet somit nur an den elektrisch aufgeladenen Stellen und wird in weiterer Folge durch eine Walzbewegung von der Tonerkartusche auf das Druckerpapier übertragen. Auf dieses schmilzt die Fixiereinheit das Tonerpulver durch Hitze und Druck auf, wodurch der fertige Ausdruck entsteht.

Aufgrund der Schnelligkeit dieses Verfahrens ist die Druckgeschwindigkeit eines Laserdruckers sehr hoch. So kann ein Laserdrucker bis zu einer Seite pro Sekunde drucken. Auch sind die Druckkosten pro Seite um einiges günstiger als die eines vergleichbaren Tintenstahldruckers. Sie können mit etwa einem Viertel bis Fünftel des Preises pro gedruckter Seite rechnen.

Diesen Preis können Sie des Weiteren noch weiter senken, indem Sie nicht die Original-Tonerkartuschen der Hersteller kaufen, sondern günstigere kompatible Toner.

Ausführlicher erklären wir Ihnen die einzelnen Schritte (und deren Funktionsprinzip), wie der Toner von einem Laserdrucker als fertiges Druckbild aufs Papier gebracht wird, im nächsten Kapitel. In diesem stellen wir Ihnen den Aufbau und die einzelnen Bestandteile eines Laserdruckers vor. Diese ist im Übrigen bei allen Geräten im Grundprinzip gleich - egal ob dieses von Canon, Brother, Samsung, OKI, Kyocera, Lexmark oder Epson ist.

5. Aufbau eines Laserdruckers (die einzelnen Bestandteile): (nach oben)

Die 3 Hauptkomponenten eines Laserdruckers - welche für den eigentlichen Druck zuständig sind - sind Fixiereinheit (Fuser-Unit), Transfereinheit und Tonerkartusche. Fixiereinheit und Transfereinheit sind eigenständige Komponenten. Alle anderen hier aufgelisteten Bauteile (mit Ausnahme der Übertragungsrolle als Teil des Innenlebens des Druckers - aber inklusive der Bildtrommel) sind in der Tonerpatrone vereint:

Die Tonereinheit (toner unit): Enthält das feine Tonerpulver.
Die Tonermischwelle (agitator bar): Ist für den Transport des Toners zur Magnetwalze verantwortlich. Außerdem verhindert Sie das Verdichten des Pulvers.
Die Entwicklereinheit (developer unit): In dieser wird eine feine Schicht des Toners auf die bereits partiell entladene Bildtrommel übertragen.
Der Tonersensor (toner sensor): Welcher den Füllstand des Tonerpulvers überprüft und meldet, sobald dieses zur Neige geht.
Der Regulierungswischer (doctor blade): Reguliert, wie es sein Name schon verrät, die Menge an Toner, welche auf die Entwicklereinheit aufgebracht wird. Sprich, er wischt überschüssiges Pulver wieder von dieser ab.
Die Bildtrommel (Druckertrommel / Trommeleinheit / Bildeinheit / drum unit / imaging kit): Ist für die Übertragung des Druckbilds / Toners auf das Papier verantwortlich.
Der Siegelkanal (seal channel): In diesem befindet sich bei unbenutzten Tonerkassetten eine Siegelfolie, welche das Auslaufen des Tonerpulvers verhindert.
Der Übertragungsroller (transfer roller): Überträgt (ebenfalls durch elektrische Ladung - diesmal positive) die Tonerpartikel von der Bildtrommel auf das Druckerpapier.

Der Laser: Entlädt die Bildtrommel an den Stellen, an welchen in weiterer Folge der Toner haften bleibt, wodurch das Druckbild entsteht. Der Laserstrahl wird durch den Laserschacht (laser port) auf diese gerichtet.
Die Magnetwalze (magnetic developer roller): Dabei handelt es sich (wie bei der Bildtrommel) um ein beschichtetes Aluminiumrohr, das um einen stationären Magnetkern rotiert. Sie befindet sich in der Entwicklereinheit und zieht (negativ geladen) die Tonerpartikel an, welche in weiterer Folge auf die Bildtrommel übertragen werden.
Der Beladerungsroller (primary charge roller): Lädt nach einem Ausdruck die Bildtrommel wieder komplett negativ auf.
Der Trommelwischer (wiper blade): Entfernt überschüssiges Tonerpulver (sowie durch die Elektrostatik angezogene Schmutzpartikel) von der Bildtrommel.
Der Abfalltonertank (waste bin): In welchem sich dieser überschüssige Toner (und Schmutz) sammelt.
Die Trommelklappe (drum shutter): Dient dem Schutz der Bildtrommel in einer noch nicht verwendeten (und eingesetzten) Tonerkassette.
Die Tonerrückhaltefolie (-mylar): Verhindert, dass Toner aus dem Abfalltonertank austritt.
Obere Heizwalze und untere Presswalze (upper fuser roller und lower pressure roller): Um dauerhaft auf dem Papier zu haften, wird der Toner zuerst durch die obere Heizrolle erhitzt. Sobald der Schmelzpunkt des Toners überschritten ist, drückt die untere Presswalze ihn auf das Papier.
Fixiereinheit: Heizwalze und Presswalze werden zusammen als Fixiereinheit bezeichnet. Dieses Bauteil einer Tonerkartusche muss - wie z. B. auch die Bildtrommel - nach einer gewissen Anzahl an Ausdrucken ausgetauscht werden. Eine verbrauchte Fixiereinheit erkennen Sie an lückigen oder auch verschmierten Ausdrucken. Dies liegt daran, dass der Toner nicht richtig in das Druckmedium eingebrannt wird und in weiterer Folge auch nicht haften bleibt.
Fuser-Unit: Diese ist Bestandteil der Fixiereinheit
Transfereinheit (Drucker-Transportband): Ein Kunststoffband, welches bei einem Laserdrucker der Übertragung des Druckbildes auf das Druckmedium (Papier / Fotopapier / Folie) dient, indem es den Toner von der Bildtrommel abnimmt und zu diesem bringt.

6. Vorteile und Nachteile eines Laserdruckers: (nach oben)

Zum Abschluss finden Sie hier noch eine Übersicht über die Vor- und Nachteile von Laserdruckern:

Vorteile

Geringe Kosten pro gedruckter Seite.
Höhere Druckgeschwindigkeit.
Gut geeignet für Textdrucke wie Dokumente und E-Mails.
Nicht so anspruchsvoll bezüglich der Papierqualität, es kann z. B. günstiges (und umweltschonendes) Recyclingpapier verwendet werden.
Hohe Schriftrandschärfe (= scharfe und klare Textausdrucke).
Hohe Farbtiefe.
UV- und Feuchtigkeitsresistent. Damit wischfest und es kommt nicht zum Ausbleichen.
Vor allem für Vieldrucker (Büro und Firmen) geeignet. Rechnet sich ab ca. 200 gedruckten Seiten pro Monat.

Nachteile

Geringe Druckschärfe und deshalb nicht geeignet für das Drucken von Bildern und Fotos.
Höherer Anschaffungspreis als Tintenstrahldrucker.
Höhere Schadstoff- / Feinstaubemissionen.
Benötigt Zeit zum Aufwärmen.
Wärme- und Geräuschentwicklung.
Höherer Stromverbrauch.

Damit wären wir am Ende unseres Beitrags “Aufbau und Funktion von Laserdruckern” angelangt. Falls Sie noch Fragen haben sollten, dann hinterlassen Sie uns diese gerne in den Kommentaren. Oder nehmen Sie direkt Kontakt mit uns auf.

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Der (schematische) Aufbau und die Funktion eines Laserdruckers - einfach erklärt: Erfahren Sie alles über die Geschichte und Funktionsweise eines Laserstrahldruckers!