Fotokopierer

Kopiergeräte

Kopierer sind schneller als Tintenstrahl- und Laserdrucker. Elektrische Felder spielen sowohl bei Fotokopierern als auch bei Laserdruckern eine entscheidende Rolle für den Erfolg des Druckprozesses. mw-headline" id="Electrophotography_method">Elektrofotografie_method[Bearbeiten | < Quelltext bearbeiten]

In diesem Beitrag wird die Elektrophotographie (umgangssprachlich auch als Photokopie bezeichnet) erläutert, wie sie in Fotokopierern und Lasern eingesetzt wird. Photokopien als photochemischer Prozess werden im Beitrag Contact Copy erläutert. Elektrophotographie, Xerographie oder das Elektrofacsimile-Verfahren ist ein photoelektrisches Drucken zum Duplizieren von Vorlagen. Zu diesem Zweck wird ein Photoleiter mit dem visuellen Erscheinungsbild eines Originals bestrahlt, was zu einem latenten Erscheinungsbild der Ladungen führt.

Tinte in Gestalt von Tonern haftet an den eingelegten Bereichen und kann dann zum Drucken einer Abschrift des Originals herangezogen werden. Im alltäglichen Sprachgebrauch wird der Ausdruck Kopieren (oder Fotokopieren) synonym benutzt, obwohl die Elektrophotographie nicht das alleinige Nachahmungsverfahren ist. Bei den Nassprozessen wird als Entwicklermaterial eine Suspendierung eines anorganischen Lösungsmittels mit niedriger dielektrischer Konstante und des Ethylentoners eingesetzt (siehe auch Nassentschichtungsverfahren), während beim Trocknungsverfahren ein pulverförmiges Material zum Einsatz kommt.

Bei dem direkten Prozess wird eine Photoleiterschicht auf dem Trägermaterial selbst (z.B. Zinkoxid des Papiers ) verwendet; die Ent-wicklung wird mit einer Tonersuspension in einer Isolierflüssigkeit (z.B. Leichtöl) oder auch mit trockener Tinte durchgeführt. Bei dem indirekten Nassprozess, wie bei Xerographiegeräten, wird eine lichtempfindliche Walze verwendet, die jedoch mit einer Tonersuspension befeuchtet wird.

Die Klebetoner werden unmittelbar auf das Blatt aufgetragen und müssen nur noch zum Befestigen abtrocknen. Der Prozess funktioniert mit Trockentoner, weshalb er auch als Xerographie (griechisch für "dry writing") bezeichnet wird. Der Prozess ermöglicht einen wirtschaftlichen Massenproduktionsdruck mit großen Druckauflagen, hohe Geschwindigkeiten mit bis zu 180 Blatt pro Min. im A3-Format, Vollfarbendruck oder mit 16 Schwarzweißfarben und -gewichten im 40-400 g/m²-Bereich.

Xerographie ist ein Prozess zum Trockenkopieren von überwiegend monochromen Papieroriginalen (z.B. Dateien), der in allen heute gebräuchlichen Kopierern und Lasern zum Einsatz kommt.

Nichtsdestotrotz erwarb die Haloid Company das Patente erst 1947 und lancierte 1949 den ersten gewerblichen Nachahmer. Zentrales Merkmal der Xerographie ist die Walze, die mit einer lichtempfindlichen Schutzschicht ausgestattet ist, im Weiteren als Aktivschicht oder Fotodruck. Dabei wird eine Reihe von dünne Edelstahl- oder Wolframdrähte mit einer elektrischen Leistung von in der Regelfall 5 Kilovolt formschlüssig auf die Aktivschicht geladen.

Aufgrund der hohen Voltzahl wird die Raumluft in ionisierter Form geführt, positive Ions werden zur positiven Aktivschicht angesaugt, dort abgeschieden und aufgeladen, da sie im Dunklen nicht leitend ist. Schichtfür Schichtfolge wird die Rolle aufgeladen. Dabei wird die Aktivschicht auf der Rolle oder dem elastischen Streifen freigelegt:

Bei einem Fotokopierer (oder Analogkopierer) wird das Original mit einer stark leuchtenden Quelle (z.B. Halogenlampe) erhellt. Das Original wird über eine Linse auf die Aktivschicht bebildert. Im Falle eines Laserdruckers oder Digitalkopierers wird das zurückgestrahlte Laserlicht zunächst von einem Liniensensor erfasst, der mit einem Laserscanner verglichen werden kann. Das Auftragen des Toners auf die freiliegende Rolle erfolgt so gleichmässig wie möglich, und zwar sowohl auf die freiliegenden als auch auf die noch geladenen Stellen.

Dies erfolgt mittels einer weiteren Rolle, einer so genannte "Bürste", die magnethaftend ist und den Tonerkörper (Zweikomponententoner mit Eisenpartikeln, 1-Komponententoner selbst magnetisch) an sich klebt, woraufhin die Partikeln durch die Magnetfeld-Linienrichtung wie Borste positioniert werden. Beim sog. Jumper-Entwicklung wird der Tonerkartuschen nur in der Umgebung des Photoleiters mit einer Rolle bewegt.

Der verbleibende Luftabstand wird dann durch den Tonerkörper aufgrund der statischen Anziehungskraft gesprungen. Die Vorteile dieser Technik gegenüber der Pinselentwicklung liegen darin, dass die Pinsel den bereits entstandenen Tonerkörper nicht wieder verschmieren und die Farbtrommel weniger abträgt. In praktisch allen kostengünstigen Kassettensystemen werden Einkomponenten-Toner eingesetzt; die Teilchen liegen vollständig auf der Walze und dem Carrier auf.

Die Tonerabbildung muss von der Walze auf das zu druckende Material (Papier oder Folien) transferiert werden. Es wird eine zweite Ladequelle (Trommel oder Band) eingesetzt, die mehr (meist 15 kV) als die Walze aufgeladen wird und den Tonerkörper entsprechend anspricht. Wenn das Substrat an dieser Position zwischen den beiden passiert wird, wird der Tonerkartuschen auf das Substrat transferiert.

Zur Vermeidung eines Anhaftens des Toners an den Fixierrollen sind diese entweder aus einem Spezialmaterial (z.B. Teflon) gefertigt oder mit einer ultradünnen ölschicht aus Fixieröl (meist Silikonöl) beschichtet. Nach der Übertragung des Toners auf das Trägermaterial muss die verbleibende Restladung auf der Walze vor dem erneuten Beladen und Exponieren beseitigt werden.

Schließlich wird mit einem Schaber oder einer Pinsel der Tonerrückstand von der Walze entfernt. In einigen Maschinen wird auch der Tonerkartuschenrecycling durchgeführt und in den Entwicklungsablauf zurückgeführt. Dabei sind die Ansprüche an die Aktivschicht der Walze recht hoch: Sie muss eine niedrige Dunkelheitleitfähigkeit bei gleichzeitig hoher Lichtempfindlichkeit haben.

Die OPC-Trommeln, die vor allem in der Bürotechnik eingesetzt werden, haben eine Lebensdauer von 25600 bis 60000 Blatt, während die API-Trommeln von einer Milliarde bis fünf Milliarden Blatt laufen können und somit für große Installationen geeignet sind, wie sie beispielsweise von Telekommunikationsunternehmen zum Ausdrucken ihrer Rechnung genutzt werden. Allerdings ist die Zahl der Ausdrucke nur ein idealer Wert - das Lebensalter und vor allem die Art der Nutzung sind auch ausschlaggebend: Wird ein Fotokopierer oder ein Laserschreiber nur bei Bedarfserfüllung zugeschaltet und werden nur wenige Ausdrucke gemacht, nimmt die Zahl der erzielbaren Exemplare ab.

Abrasiv wirkende Spachtelmassen im Altpapier oder andere technische Schäden (z.B. beim Ausziehen blockierter Seiten) können die lichtempfindliche Lage permanent rauen oder kratzen. Allerdings klebt der Tonerkörper nur vordergründig und kann wieder vom Trägermaterial abklebt werden. Auch bei Knicken kann sich der Tonerkörper lösen. Durch die optische Abtastung des Originals sind die Bildqualität und die Bildauflösung des Liniensensors oder der Walze ausschlaggebend für die Bildauflösung.

Gerade bei Tintensystemen sind den eingesetzten Farbpigmenten gewisse Einschränkungen gesetzt, da die unterschiedlichen Farbtoner alle die selben strengen Auflagen erfüllen müssen, die nicht notwendigerweise mit einem einwandfreien Klischee kompatibel sind. Der Tonus ändert bereits bei körperlicher Temperatur seinen Gesundheitszustand und kann an den Mukosa haften bleiben. Tonerverunreinigungen können eine dauerhafte und direkte Wirkung auf die Schleimhaut, vor allem die Atmungsorgane oder die Oberhaut haben.

Nicht nur der Tonus wird inhaliert, sondern auch versehentlich aufgrund von Verunreinigungen verschluckt. Fotokopierer sind sehr verlässlich, aber nicht warmfrei. Kopiergeräte können in Analog- und Digitalkopierer unterteilt werden. Bisher wurden bis etwa zur Hälfte der 80er Jahre nur Analogkopierer produziert. Seitdem wurden immer mehr Digitalkopierer auf den Markt gebracht, der Analogkopierer wird seit etwa 2000 durch Digitalkopierer ersetzt; Analogkopierer werden nicht mehr produziert.

Beim Analogkopierer wird die Walze mit Linse und Spiegelbild unmittelbar aus dem Orginal entwickelt, und das Bild des Originals wird auf der Walze visuell wiedergegeben. Das Digitalkopiergerät hingegen ist in zwei getrennte Geräte unterteilt, den Flammenfühler und das Druckerei. Diese Geräte sind jedoch in der Regelfall, wie bei einem Analogkopierer, in einem einzigen Geräte unterzubringen.

Mit einem Digitalkopierer wird das Original mit dem Flammenfühler erfasst und in einem Arbeitsspeicher (RAM oder Festplatte) temporär gespeichert. Die hier gelagerte Abbildung des Originals wird dann auf elektronischem Wege an das Druckereiwerk (Laserdruckwerk) übermittelt und gedruckt. Die digitale Technologie hat den entscheidenden Nachteil, dass mehrere Kopien von Dokumenten aus dem Cache möglich sind, ohne das Original neu belichten zu müssen.

Wichtigster Vorzug ist jedoch die kompakte und kostengünstigere Bauform, da im schmutzanfälligen Raum zwischen Belichtungsgerät und Walze keine Optik, Membranen und Spiegel benötigt werden. Mit der digitalen Kopiertechnologie kann die Rasterwiedergabe durch den Druck kleinerer mikroskopischer Objekte anstelle einer Oberfläche sicher gestaltet werden. Gerade für den gewerblichen Gebrauch bestimmte Geräte haben in der Praxis in der Praxis eine große Anzahl von zusätzlichen Funktionen, vor allem in Gestalt von Erweiterungen:

Mit dem automatischen Dokumenteneinzug (ADF) können Dokumente mit mehreren Dokumentenseiten automatisiert kopiert werden. Die Originaleinzugseinheit legt eine seitliche Position auf das Originalglas, wo es freigelegt wird. Dann wird die Druckseite von der Druckplatte genommen und die Folgeseite des Originals wird von der Originaleinzugseinheit auf die Druckplatte gelegt. Die automatischen Dokumentenzuführungen (RADF) können auch die Unterseite einer Druckseite auf dem Originalglas anordnen.

Eine alternative Methode ist das Zuführen der vom ADF zugeführten Blätter über eine feste Scanlinie, wobei das Dokument durch Durchlauf eingezogen wird. Das Polster zum Trennen der Seitenteile ist in der Regel aus Kautschuk und Kork gefertigt. Das Fassungsvermögen eines Zeitschriftenmagazins beträgt ca. 2.500 bis 4000 Bögen. Im Finisher und im Sorter werden die Exemplare vollautomatisch nach Dokument und Seite aufbereitet.

Mit vielen Veredlern und Sortiermaschinen können die verlesenen Stapeln auch geklammert und/oder gestanzt werden, mit Kopiersätzen von bis zu 50 oder 100 Sätzen. Die fertigen Druckseiten werden in der Zwischenzeit gefaltet und zweimal mit Kabel geklammert. Mit der Scan-Funktion können Sie das gescannte Dokument im Netz, auf einem Datentraeger oder direkt per E-Mail abspeichern.

Darüber hinaus können eingehende Faxnachrichten an unterschiedliche Empfänger wie E-Mail-Adressen oder Adressbücher in Netzen weitergereicht werden.

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