Die Bildtrommel – Herzstück Ihres Druckgerätes

Die Bildtrommel als Übermittlerin des Druckbildes bei Laserdruck und Laserkopie

Das Kernstück im Inneren Ihres Druckers bildet die Bildtrommel, die auch als Photoleiter bezeichnet wird und im englischsprachigen Raum als Photo Conductor Unit – kurz PCU – bekannt ist. Die Bildtrommel als zentrales Druckerzubehör überträgt das Druckbild Ihres Druckauftrages in einem photoelektrischem Verfahren auf das Trägermaterial und stellt somit die entscheidende Komponente Ihres Druckgerätes bei der Umwandlung von digitaler Information in ein gedrucktes Bild.

Im Zentrum der Elektrofotografie – die Bildtrommel

Die Technologie, die für den Druck eines Bildes oder Textes bei Laserdruckern und Laserkopierern eingesetzt wird, heißt Elektrofotografie. Das Verfahren, das auch Xerografie oder Elektrofaksimileverfahren genannt wird, steht hinter den landläufigen Begriffen Laserdruck oder Fotokopie.

Die Elektrofotografie übermittelt ein digitales Bild zunächst mit Hilfe von Licht in ein unsichtbares Abbild, um dieses in ein Bild aus Tonerpartikeln zu übertragen, das zuletzt auf ein Trägermaterial aufgepresst wird. Zur Übertragung der verschiedenen Abbilder des Originalbildes werden unterschiedliche Walzen und Übertragungsmechanismen eingesetzt. Die wichtigste dieser Walzen ist die Bildtrommel mit ihrem belichteten Fotoleiter.

Ein technisch hochentwickeltes Rohr – die Bildtrommel

Die Bildtrommel ist ein Rohr aus Aluminium, das zwischen ein bis zwei Millimeter dick ist. Je nach Druckermodell weist die Bildtrommel einen unterschiedlichen Durchmesser auf. Ihre Länge ragt einige Millimeter auf beiden Seiten über das Trägermaterial hinaus, ist also in DIN A4 Druckern knapp 22 Zentimeter, in DIN A4 Druckern knapp 30 Zentimeter lang. Die Bildtrommel ist über Aufhänger stabil im Drucker verankert und kann je nach Bauart herausgenommen und ausgetauscht werden.

Auf der gesamten Oberfläche der Bildtrommel befindet sich eine lichtempfindliche Schicht – der sogenannte Fotoleiter oder Halbleiter. Wurden bei den klassischen Druckern und Kopierern der Lasertechnologie vor zwanzig Jahren noch anorganische Substanzen für den Fotoleiter, wie Arsen-Tellur, Galliumarsenid oder amorphes Selen eingesetzt, benutzt man heute umweltfreundliche amorphe organische Stoffe für den Fotoleiter, die mit dem Kürzel OPC – Organic Photo Conductor – bezeichnet werden, wie zum Beispiel amorphes Silicium oder Arsentriselenid.

Informationsübertragung durch Belichtung und Entwicklung – so funktioniert die Bildtrommel

Die Bildtrommel ist im inaktiven Zustand im Dunkeln elektrisch ausgeglichen und nicht leitend. Die Aluminiumtrommel ist positiv geladen, die Schicht des Fotoleiters ist negativ geladen, wodurch die elektrische Ladung ausgeglichen ist und kein Strom fließt.

Die Belichtung – das verborgene negative Abbild auf der Bildtrommel

Sobald Licht auf die Trommel auftrifft, verändern sich die Ladungen von Fotoleiter und Trommel. Abhängig vom Druckermodell werden für die Lichtübertragung verschiedene Techniken eingesetzt. Die Lichtübertragung erfolgt zum Beispiel durch Leuchtdioden oder Laserstrahl sowie mit Hilfe eines Objektivs, das Licht auf die Bildtrommel projiziert. Beim Auftreffen von Licht wird in der Schicht des Fotoleiters elektrische Ladung erzeugt, die an den belichteten Bereichen eine positive Ladung auf die Trommel überträgt und dabei zugleich eine elektrische Entladung bewirkt.

So entsteht ein unsichtbares Bild aus all jenen Bereichen, die keine elektrische Ladung mehr tragen. Die digitale Bildinformation ist jetzt als verborgenes Abbild in Form von ladungsfreien Punkten, Flächen und Linien auf die Bildtrommel übertragen. Von hier aus wird die Bildinformation nun in ein Druckbild überführt, indem der Toner herangezogen wird.

Die Entwicklung – das sichtbare Bild auf der Bildtrommel

Mit Hilfe einer Tonerwalze, die an die Bildtrommel herangeführt wird, wird nun der Toner auf die Bildtrommel übertragen. Dem Toner kommt bei seiner Übertragung auf die Bildtrommel eine erhebliche Rolle zu, wofür er mit technisch hoch entwickelten Eigenschaften ausgerüstet ist. Der Toner kennt verschiedene technische Spielarten, mit denen er auf die Anforderungen des Druckermodells, in denen er verwendet werden soll, optimal eingestellt wird.

So besteht der sogenannte Zweikomponenten-Toner aus den Farbpartikeln einerseits und Eisenpartikeln andererseits, die auf den Magneten reagieren und am Ende des Druckvorganges als Abfall im Resttonerbehälter landen. Beim Einkomponenten-Toner hingegen sind die Farbpartikel selbst magnetisch, können je nach Drucktechnologie eine unterschiedliche elektrische Ladung aufweisen und unterschiedliche Druckverfahren umsetzen. Das Auftragen des Toners erfolgt durch eine weitere Trommel, die wiederum in verschiedenen Technologien unterschiedlich ausgestattet ist.

Die erste Trommel zur Tonerauftragung ist die sogenannte Bürste – eine magnetische Walze, deren Magnetismus bewirkt, dass sich die Partikel des Toners wie Borsten aufrichten. Die Tonerwalze der sogenannten Jump-Technologie hingegen macht die Bürste überflüssig. Bei der Jumptechnologie überspringt der Toner aufgrund einer höheren elektrostatischen Ladung den Spalt zwischen der Tonerwalze und der Bildtrommel, um gleich auf den geladenen Bereichen zu landen.

Die Walzen beider Verfahren kommen der Bildtrommel bei der Tonerübertragung sehr nahe, wodurch eine elektrostatische Ladung entsteht, die die Tonerpartikel zur Bildtrommel herüberzieht und auf die elektrisch geladenen Bereiche der Bildtrommel überführt. Der Toner bleibt aufgrund seiner entgegengesetzten Ladung auf den geladenen Bereichen der Bildtrommel haften und präsentiert nun das vollständige Druckbild.

So kommt der Toner von der Bildtrommel auf das Papier

Bei der Übertragung des Toners auf das Papier kommt die sogenannte Transferwalze oder ein Transferband zum Einsatz. Die Transferwalze oder das Transferband ist mit bis zu 15 Kilovolt sehr viel stärker aufgeladen als die Bildtrommel und zieht so den Toner vollständig an. Das Trägermaterial wird zwischen den beiden Trommeln durch geführt und übernimmt den Toner von der Transferwalze oder dem Transferband, um anschließend zur Fixierung des Toners noch einmal durch zwei erhitzte Walzen durch zu laufen.

Durch deren Hitze wird der Toner geschmolzen und verbindet sich stabil mit dem Papier. Gleichzeitig wird der Toner mit einem Fixiermittel versehen und durch eine weitere Walze festgedrückt, um eine optimale Haftung auf dem Papier zu erlangen.

Die Reinigung der Bildtrommel – so wartet sich Ihr Drucker selbst

Nach jedem Druckvorgang muss die Bildtrommel von haften gebliebenen Resten an Tonerpartikeln ebenso gereinigt werden, wie sie von übrig gebliebener elektrischer Ladung befreit werden muss. Dazu wird die Bildtrommel mit einer stabförmigen Lichtquelle einmal vollständig belichtet, um sämtliche elektrische Ladungen zu entfernen. Danach kommt eine weitere Trommel mit einem Abstreifer oder einer Bürste zum Einsatz, um den restlichen Toner zu entfernen, der in den  Resttonerbehälter überführt und dort bis zur Entsorgung aufbewahrt wird.

Verschiedene Systeme, Arten und Bauweisen von Bildtrommeln

Kapazität – das leistet eine Bildtrommel

Je nach Druckaufkommen bieten die Hersteller unterschiedliche Bildtrommeln an. Einweg-Bildtrommeln drucken je nach Druckermodell bis zu 5.000 Seiten, bis sie ausgewechselt werden müssen, während semipermanente Bildtrommeln für den Druck von bis zu 20.000 Seiten gebaut sind. Die leistungsfähigsten Bildtrommeln sind die sogenannten Permanentbildtrommeln, die bis zu 300.000 Seiten drucken können.

Bildtrommeln für den Farblaserdruck – Revolversystem und Inlinesystem

Das Revolversystem ist das einfachste Color Drucksystem. Im Druckgerät arbeitet eine Bildtrommel, die für jede der vier Druckfarben zuständig ist. Das Papier wird pro Farbe jeweils einmal über die Bildtrommel vorbei geführt. Dafür wird die Bildtrommel für jede einzelne Farbe entsprechend belichtet. Das Revolversystem arbeitet die vier Farben nacheinander ab, wodurch der Ausdruck einer Seite relativ lange dauert und das Papier zudem viermal durch die Walzen gezogen wird.

Das Inlinesystem greift auf vier Bildtrommeln für die vier Farben im Drucksystem zurück. Die Farben werden nacheinander auf dem Papier aufgetragen, wobei das Papier einmal durch das komplette Drucksystem läuft. Ausdrucke im Inlinesystem sind erheblich schneller angefertigt als im Revolversystem.

Bildtrommel einzeln oder im Tonerpaket

Die Hersteller verbauen die Bildtrommeln für ihre verschiedenen Druckermodelle in unterschiedlichen Variationen. Es gibt Bildtrommeln, die in den Drucker integriert sind, unabhängig vom Toner arbeiten und nach ihrem Verschleiß ausgewechselt werden müssen. Manche Bildtrommeln sind integrativer Bestandteil der druckerspezifischen Tonerkassette und müssen ausgetauscht werden, sobald Sie Ihren Toner entsorgen.

Drucker Test – wichtige Informationen vor dem Druckerkauf

Vor dem Kauf Ihres Druckers lohnt es sich, auch über die technischen Eigenschaften der jeweiligen Bildtrommeln möglichst genaue Informationen einzuholen, um die für Sie am besten geeignete Technologie zu wählen. Drucker Testberichte liefern hierfür wertvolle Informationen, indem sie die unterschiedlichen Druckermodelle der Hersteller unter die Lupe nehmen und über die wichtigen Druckerkomponenten detaillierte Auskunft geben.