Die Trommeleinheit - Infos und Funktion einer Fotoleitertrommel

Die Trommeleinheit schlägt den Druckertakt: Wer einen Laserdrucker, Laserfax oder einen Fotokopierer benutzt, darf schnelle Ausdrucke in sehr guter Qualität erwarten. Ganz ohne zusammengesetzte Lettern, ratternde Nadeln oder spritzende Tinte gelingt dies durch ein nur millimetergroßes technisches Wunderwerk, die sogenannte Fotoleiter Trommel. Diese walzenförmige Fotoleitertrommel ist das Herzstück der Laserdruck-Technologie und sorgt dafür, dass der Toner immer an der richtigen Stelle aufs Papier kommt. Die Trommeleinheit wird, präzise ihrer Funktionsweise entsprechend, auch als Drum Unit bezeichnet. Das gelegentlich zu lesende Kürzel „PCU“ steht für „Photo Conductor Unit“, so lautet der korrekte englische Ausdruck für Fotoleitertrommel. In dem Fachbegriff Fotoleiter steckt übrigens schon ein Hinweis auf das zum Einsatz kommende Druckverfahren, für das die Trommeleinheit so unersetzlich ist: Die Elektrofotografie, die man auch unter den Namen Xerografie oder Elektrofaksimileverfahren kennt.

Die Fotoleitertrommel - Unsichtbare Technik, aber keine Zauberei

Die eigentliche Fotoleitertrommel ist ein winziges Rohr aus Aluminium, dessen genauer Durchmesser in den Spezifikationen des jeweiligen Gerätes festgelegt ist und in der Regel zwischen ein und zwei Millimeter beträgt. Sie ist stets ein wenig länger als das maximale Druckformat und wird über eine Verzahnung bewegt. Von entscheidender Bedeutung ist die Oberfläche der Fotoleitertrommel, die auf ganz besondere Weise beschichtet wird. Diese Schicht nennt man Fotoleiter und von ihr hat die Trommel ihre alternative Bezeichnung.

Während des Druckvorgangs wird die Fotoleitertrommel elektrisch geladen und ein Laserstrahl projiziert die digitalisierte Druckvorlage auf die halbleitende Oberfläche der Trommeleinheit. Das Licht des Lasers löscht überall da, wo es auf die Fotoleiter Trommel trifft, die zuvor erzeugte Ladung des Fotoleiters; es entsteht sozusagen eine Art elektrisches Negativ der Druckvorlage. Das Bild ist jetzt entwickelt und kann gedruckt werden. Mit einer weiteren Walze, im Fachjargon „Bürste“ genannt, wird das Tonerpulver so nah wie möglich an den Fotoleiter angenähert. Am Berührungspunkt der beiden Walzen – Fotoleiter und Bürste – kommt es durch elektrostatische Anziehung zu einer Übertragung der Tonerpartikel auf die belichteten Stellen.

Um den Toner auf den Druckträger zu bekommen, wird dieser zwischen Trommeleinheit und einer Transferrolle hindurchgeführt, wobei letztere ebenfalls elektrisch geladen wird. Diese zweite Ladung jedoch ist der ersten Ladung der Fotoleiter entgegengesetzt und entzieht der Trommel somit die Tonerpartikel, die auf dem Weg zur Transferrolle auf dem Bedruckstoff haften bleiben. Je nach Dicke der Fotoleitertrommel muss sie sich mehrere Male drehen, um eine ganze Seite zu erstellen. Trotzdem geht dieser Vorgang inklusive anschließender automatischer Reinigung der Fotoleiter Trommel so schnell, dass ein moderner Laserdrucker eine zweistellige Seitenzahl pro Minute ausgibt. Mittels einer Hitzewalze wird der Toner auf dem Druckträger fixiert, während die Trommeleinheit durch ausgeklügelte Abstreifer vom Resttoner befreit und mittels Wechselspannung vollständig entladen wird. Die bereits ausgedruckte Vorlage ist jetzt gelöscht und ein neues Bild kann projiziert werden. Damit ist der Druckvorgang abgeschlossen.

Manche Trommeleinheit treibt es bunt

Manche Drucker Trommeleinheit funktioniert nicht nur zuverlässig für Monochrom-, sondern auch für Farbdrucke. Weil hier aber gleichzeitig mit vier verschiedenen Farbkammern gearbeitet werden muss, sind die Anforderungen an die Trommeleinheit entsprechend höher. Als einfachste Lösung hat sich ein Revolversystem etabliert, bei dem das Papier mit einer Transfertrommel für jede Farbe einmal an der Fotoleitertrommel vorbeigeführt wird. Da bei diesem System der Tonertransfer mit nur einer Trommeleinheit für alle vier Farben vollzogen wird, muss die Technik sehr präzise arbeiten, damit es nicht zu Verfälschungen des Druckbildes kommt; zudem müssen erhebliche Einbußen bei der Druckgeschwindigkeit hingenommen werden. Neuere Druckermodelle umgehen dieses Problem, in dem sie für jede Farbe eine eigene Fotoleitertrommel verwenden. Dieses Verfahren wird Inlinesystem genannt und kann bei guten Modellen sogar zur Druckgeschwindigkeit eines schnellen Monochrom-Laserdruckers aufschließen.

Eine Trommeleinheit nach Wahl

Drei verschiedene Arten von Trommeleinheiten haben sich in der Praxis bewährt. Häufig eingesetzt werden Einwegtrommeln, die aufgrund ihrer nur dünn beschichteten Oberfläche ihre Leitfähigkeit relativ schnell verlieren und nach Gebrauch durch eine vollständig neue Trommeleinheit ersetzt werden müssen. Ihre Lebensdauer hängt vom Toner ab: Ist er aufgebraucht, muss nicht nur die Kartusche, sondern die ganze Trommeleinheit ersetzt werden. Die Wartung gestaltet sich bei diesem System angenehm unkompliziert, da Fotoleiter Trommel und Toner eine Einheit bilden und leicht ausgetauscht werden können. Allerdings kann es bei dieser Variante vorkommen, dass eine noch funktionstüchtige Fotoleitertrommel entsorgt werden muss, weil der beigepackte Toner verbraucht ist. Dieses Problem entfällt bei Nutzung einer sogenannten semipermanenten Trommeleinheit, die einen separaten Tausch der Tonerkartusche erlaubt. Dank einer dicker aufgetragenen fotosensitiven Schicht ermöglichen sie eine höhere Druckleistung, ehe auch hier der Verschleiß einen Wechsel der Trommeleinheit verlangt.

Vorsicht geboten ist jedoch beim Austausch der Tonerkartuschen, bei dem es schnell zum Austritt von Tonerstaub kommen kann, was nicht allein die Gesundheit des Nutzers gefährdet, sondern bisweilen auch lästige Tonerflecken verursacht. Einen guten, nicht ganz günstigen Kompromiss bietet die Verwendung einer permanenten Trommel. Sie ist die einzige Trommeleinheit, die als fester Bestandteil in das Gerät integriert ist und niemals ausgetauscht werden muss. Hier befindet sich der Toner ein einem völlig separaten Kit, das leicht ersetzt werden kann und sich auch für den Gebrauch von günstigem Refill- oder Rebuilt-Toner eignet.

Aufgrund der aufwendigen Technik und den damit verbundenen höheren Kosten hat sich die permanente Trommeleinheit noch nicht flächendeckend durchsetzen können. Die vergleichsweise lange Lebensdauer – man rechnet mit ca. 300 000 Seiten – kann je nach Nutzerprofil eine Anschaffung dennoch lohnenswert machen. Bei allen Unterschieden ist den drei Arten eines gemein: Sie sind äußerst reibungs- und lichtempfindlich. Es empfiehlt sich also eher nicht, die Trommeleinheit nach Gebrauch einmal kräftig abzuschrubben und danach zum Trocknen in die Sonne zu legen.