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Technik im Physikunterricht - Technische Universität Braunschweig

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Abbildung 23:

Abbildung 23: Demonstrationsversuch "elektrischer Wind". Quelle: http://www.physik.uni-regensburg.de/infra/vorlvorb/VorlVorb/Versuche/VK_21_4_4_D.htm d) Die geladene Druckerwalze: Influenz Kehren wir wieder zum Aufladen der Druckerwalze zurück. Die Druckerwalze besteht aus Metall, das mit einer dünnen Schicht eines fotoleitenden Halbleitermaterials beschichtet ist. Die Beschichtung ist normalerweise elektrisch nicht leitend. Diese Halbleiterschicht auf der Oberfläche der Walze wird nun also durch die beschriebene Koronaentladung aufgeladen. Im Laserdrucker werden die Ladungen von einem Draht statt von einer Spitze aufgesprüht (Abbildung 21), so dass die sich drehende Walze flächig aufgeladen wird. Nachdem wir den Prozess des Aufladens mit den einfachsten Gesetzen der Elektrostatik erklären konnten, kommt an dieser Stelle ein weiteres Phänomen der Elektrostatik ins Spiel: die Influenz. Abbildung 24 zeigt die negativ aufgeladene Walze. Unterhalb der dünnen Halbleiterschicht ist eine weitere Schicht aus positiven Ladungen eingezeichnet. Die Frage, wo diese Ladungen herkommen, liefert die Gelegenheit, auf das Phänomen der Influenz einzugehen. Abbildung 24: Unterhalb der dünnen Halbleiterschicht werden positive Ladungen influenziert 30

Die Halbleiterschicht ist im Dunkeln nichtleitend, und so können die aufgebrachten Elektronen nicht über die geerdete Metallwalze abfließen. Durch elektrostatische Abstoßung fließen aber dafür im Metall Elektronen zur Erde, und es bleibt eine positiv geladene Schicht. Diesen Prozeß bezeichnet man als Influenz. e) Der Laser kommt ins Spiel: Ladungsbild auf der Walze Bei unserem Versuch, den Druckvorgang in einem Laserdrucker zu verstehen, sind wir bisher bei einer gleichmäßig mit negativen Ladungen besetzten Walze angelangt. Bisher ist noch kein Bild in Sicht, das man zum Drucken ja irgendwie auf der Walze abbilden muss. Der nächste Schritt im Druckprozess besteht in der Erzeugung eines (inversen) Ladungsbildes auf der Trommel. Abbildung 25: Der Laser belichtet die Walze zeilenweise (Quelle: http://computer.howstuffworks.com/laser-printer7.htm) Hier kommt der Laser ins Spiel. Über einen rotierenden Polygonspiegel rastert er die Walze zeilenweise ab. Er wird dazu sehr schnell an- und ausgeschaltet, so dass nur diejenigen Stellen dem Licht ausgesetzt sind, auf die sich später der Toner setzen soll. An diesen Stellen entlädt sich die Walze. Nach dem Rastern ist das zu druckende Bild als inverses Ladungsbild auf der Walze vorhanden ist. Abbildung 26: Je stärker der lichtempfindliche Widerstand (LDR) bestrahlt wird, um so größer ist die Stromstärke 31

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