Laserdrucker
Der Laserdrucker ist ein elektronischer Drucker zur Produktion digitaler Ausdrucke und wurde erstmals 1971 von Gary Starkweather bei Xerox PARC konstruiert. Er gehört im Gegensatz zu Nadel- oder Tintenstrahldruckern zu den sogenannten Seitendruckern und druckt somit immer eine komplette Seite auf einmal. Da die Belichtung und der Druck in einem Durchlauf erfolgen, muss zum Druck zuerst die komplette zu druckende Seite auf den Drucker übertragen werden. Dort wird durch einen Raster Image Processor (RIP) ein Rasterbild erzeugt, mit dem die Trommel belichtet wird.
Druckprinzip
Dem Laserdrucker liegt das Prinzip der Elektrofotografie zugrunde. Herzstück ist eine Bildtrommel mit einer fotoempfindlichen Halbleiter - Beschichtung. Diese Beschichtung wird zunächst durch die sogenannte Corona mit hoher Spannung aufgeladen. Die besondere Eigenschaft der Beschichtung besteht darin, dass sie an der Stelle die Ladung verliert, die mit Licht bestrahlt wird (Fotoleitung). Das Druck-Bild wird von einer LED-Zeile (bei günstigen Geräten) oder einem Laserstrahl (bei höherwertigen Geräten) auf die Bildtrommel aufgebracht und erzeugt dort ein inverses Ladungsbild:
An den Stellen, die bei der Belichtung kein Licht erhielten, bleibt im weiteren Verlauf durch elektrostatische Anziehung der Toner hängen, wird auf das Papier übertragen und in der Fixiereinheit durch eine erhitzte Rolle fest mit dem Blatt verschmolzen.
Beim LED-Drucker verliert die belichtete Stelle ihre Ladung vollständig. Der Drucker kann also nur Schwarz oder Weiß drucken. Grauabstufungen werden durch Rasterung analog zu Tintenstrahldruckern erreicht. Genauso wird mit weiteren Farben bei Farblaserdruckern verfahren.
Hochwertige Laserdrucker, die meistens in Kopierern kombiniert sind, arbeiten nach dem Halbtonverfahren. Dort wird die Ladung auf der Trommel nicht in einem Schritt auf Null reduziert, sondern kann in Stufen (bis zu 256) abgeschwächt werden. Diese Drucker können auf eine Rasterung verzichten und werden als Vollfarbsystem bezeichnet. Erreicht wird diese Abschwächung entweder durch unterschiedliche Verweildauer des Lasers an einer Stelle oder durch mehrfachüberstreichen der entsprechenden Stelle. Die Ergebnisse eines normalen Laserfarbdruckers können sich mit denen von Vollfarbsystemen nicht messen – letztere liegen aber auch preislich in völlig anderen Regionen (Faktor zehn und höher).
Softwaretreiber
Das Druckwerk eines Laserdruckers kann nur mit speziellen Rasterdaten etwas anfangen. Diese werden durch den Raster Image Processor (RIP) erzeugt. Hierbei gibt es drei Ansätze diesen Vorgang umzusetzen:
Vor allem preisgünstige Drucker nutzen das Betriebssystem für die Erzeugung des RIPs. Solche Geräte werden als GDI-Drucker bezeichnet und sind aufgrund des fehlenden Image Processors erheblich günstiger als Geräte mit eingebautem RIP. Der Nachteil der Methode besteht darin, dass die Drucker nur mit einem speziellen Gerätetreiber funktionieren, welcher vom Druckerhersteller geliefert wird. Viele dieser Drucker funktionieren daher nur mit populären Betriebssystemen, weil der Hersteller für Nischenlösungen keine Treiber bereitstellt.
Bei Geräten der Mittelklasse erfolgt das „Rippen“ im Drucker selbst – an ihn werden also keine Rasterdaten, sondern Dokumente in Seitenbeschreibungssprachen wie PCL, Postscript oder PDF geschickt. Die Aufbereitung übernimmt der Drucker selbst. Solche Drucker werden im Handel als Postscriptdrucker vertrieben.
Bei vielen Großgeräten wird ein eigenständiger und vom Drucker getrennter RIP-Server von Sub-Herstellern (z.B. Fiery) verwendet. Er ist mit einer Hochgeschwindigkeitsverbindung direkt an die Belichtereinheit angeschlossen und verfügt über entsprechend viel Speicher. Das RIP einer einzigen DIN-A3-Seite bei CMYK benötigt rund 125 MB Speicher.
Qualität, Vor- und Nachteile gegenüber anderen Drucksystemen
Laserdrucker sind in punkto Qualität bei reinem Textausdruck (bei Farblaserdruckern auch farbigem Text), sowie Geschäftsgrafiken unerreicht. Lediglich einige Tintenstrahldrucker erreichen eine ähnliche Kantenschärfe und auf Spezialpapier eine vergleichbare Schwärzentiefe. Die wesentlichen Vorteile sind die Unempfindlichkeit gegenüber verschiedenen Papiersorten und es gibt prinzipbedingt kein Ausbluten feiner Konturen, wie dies beim Tintenstrahldrucker oftmals zu beobachten ist. Auch ist der verwendete Toner beständig gegen Sonneneinstrahlung, was bei Tintenstrahldrucken nur mit Spezialtinte erreicht werden kann. Die Druckkosten sind erheblich niedriger und die Lebenserwartung der Geräte ist höher als z. B. bei Tintenstrahldruckern.
Nachteile sind bei der Druckqualität in Bezug auf Fotos zu beobachten. Handelsübliche Laserdrucker sind in den Bereichen Farbraum und Kontrastabstufungen einem guten Tintenstrahldrucker auf Spezialpapier unterlegen. Meistens fehlt den Bildern die Tiefenwirkung und die Farbechtheit, des Weiteren ist bei günstigen Geräten eventuell eine leichte Rasterung sichtbar. Zwar sind die Ergebnisse eines Laserdruckers wischfest, jedoch nicht unbedingt gegen abblättern (z. B. an Knickstellen) resistent. Dies gilt insbesondere für Vollfarbsysteme, bei denen der oftmals plastische Farbauftrag ebenfalls als Nachteil gewertet werden kann.
Wegen der hohen Qualität des Druckergebnisses von Farblaserdruckern wurde schon früh an Maßnahmen zur Vermeidung und Verfolgung von Dokumentenfälschungen gedacht. So bringen viele aktuelle Geräte ein unsichtbares Wasserzeichen, den Machine Identification Code auf jedem Ausdruck an.
Geschichte
Das Hauptproblem bei der Entwicklung von Laserdruckern war es, den Laserstrahl zu modulieren. Zur Zeit der ersten Laserdrucker gab es nur Gaslaser, die nicht in der benötigten Geschwindigkeit ein- und ausgeschaltet werden konnten. Spezielle Optiken, die mechanisch verschoben wurden, oder Piezo-Kristalle, die mittels angelegter Spannung das Licht abgelenkt haben, waren die einzige Möglichkeit, dieses Problem zu lösen.
Bei später üblichen Diodenlasern konnte dagegen die Strahlung sehr schnell moduliert werden, der Laserstrahl wurde mittles sich drehender Polygonspiegel zeilenweise über die Bildtrommel bewegt.
Heute werden dagegen feststehende LEDs oder LCS' zum Belichten verwendet. Die meisten der heute unter dem Namen Laserdrucker verfügbaren Systeme müssten daher eigentlich "LED-Drucker" heißen, Laser werden nur noch in Großgeräten eingesetzt.
Gesundheitsgefährdung
Technisch funktionieren Laserdrucker genau wie Kopierer mit sog. Trockentonern, die als schwarzes Farbpigment Ruß und bei bestimmten Sorten auch Schwermetalle wie Blei und Cadmium enthalten, mithin also gesundheitsschädlich sein können.
Tritt Toner aus, etwa bei unsachgemäßer Handhabung oder Schäden am Gerät, so können die enthaltenen Stoffe auf die Schleimhäute, insbesondere die der Atemwege, oder auf die Haut wirken. Toner werden aber nicht nur eingeatmet, sondern auch geschluckt. Dies geschieht nahezu täglich und über lange Zeit. Servicetechniker und Beschäftigte im Bereich Refill und Recycling sind naturgemäß den Schadstoffen im besonderen ausgesetzt.
Weiterhin wird bei Laserdruckern technologisch bedingt Ozon freigesetzt (das Aufbringen elektrischer Ladungen auf die Bildtrommel geschieht hier mit sehr hohen elektrischen Feldstärken durch auf Hochspannung gelegte feine Drähte, die sog. Corona. Im Bereich solch hoher Feldstärken wird die Umgebungsluft ionisiert, wobei dann teilweise Ozon entsteht).
Solche Geräte sollten daher, wenn sie häufig benutzt werden, in gut belüfteten Räumen stehen, über eine eigene Abluftführung oder über Ozonfilter verfügen.