Autor: Andreas Wagner
Funktionsweise eines Kopierers
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Im Dunkeln wird die Oberfläche des Halbleiters gleichmäßig elektrostatisch aufgeladen. Dies geschieht durch eine positive Corona-Entladung um einen dünnen Draht.
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Danach wird die Halbleiterplatte mit dem Bild des zu kopierenden Dokumentes belichtet. Wo Licht auf die Platte fällt, kann die positive Ladung durch die dort leitende Halbleiterschicht abfließen und es entsteht ein unsichtbares Ladungsbild.
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Die negativ geladenen Tonerpartikel werden von der lokal aufgeladenen Photoleitertrommel angezogen und bleiben haften.
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Der Toner wird an ein positiv aufgeladenes Papierblatt weitergegeben.
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Durch anschließendes Erhitzen wird das Papier und der Toner miteinander verbunden - und eine dauerhafte Kopie ist fertig. Um die Halbleitertrommel wiederverwenden zu können, werden die verbleibenden Tonerteilchen mechanisch von ihrer Oberfläche entfernt; das verbliebene elektrostatische Bild wird durch Belichtung entladen, also gelöscht.
Halbleiter:
Ein Halbleiter ist ein Material, das bei Raumtemperatur in der Lage ist, Elektrizität etwas besser zu leiten als ein Isolator, aber schlechter als ein Metall. Bei niedrigen Temperaturen oder Dunkelheit verhalten sich reine Halbleiter wie Isolatoren. Bei höheren Temperaturen, unter Lichteinfluss oder bei Zufügung von Verunreinigungen (Dotierungen) kann die Leitfähigkeit von Halbleitern gesteigert werden. Ihre Leitfähigkeit kann dann Werte erreichen, die mit Metallen vergleichbar sind. Typische Halbleiter sind Silizium (Si), Germanium (Ge)
Bei einer n-Dotierung (p-Dotierung) werden einige Si-Atome durch z. B. Arsen-Atome (GaAtome) mit einem zusätzlichen (fehlendem) Valenzelektron ersetzt.
Die Atome eines Si-Halbleiter beispielsweise bilden einen Kristall und sind in Form eines Tetraeders angeordnet. Die 4 Valenzelektronen eines Si-Atoms stellen zusammen mit denen der Nachbaratome die feste Kristallbindung her. (s. Abb.)
Bei steigender Temperatur geraten die Atome in Schwingung und es kommt vor, dass einige Valenzelektronen so viel Energie aufnehmen, dass sie den Anziehungsbereich der Atome verlassen können. Man nennt diesen Vorgang auch
Generation (lat.: erzeugen) eines freien Elektrons.
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Während sich die generierten freien Elektronen durch den Kristall bewegen, kommt es immer wieder vor, dass eines auf ein Loch trifft, Energie abgibt und wieder zu einem gebundenen Elektron wird. Diesen Vorgang bezeichnet man als
Rekombination (lat.: wieder vereinigen).
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Die Anzahl von freien Elektronen ist umso größer, je höher die Temperatur ist. Deshalb nimmt auch die Eigenleitung eines Halbleiters bei Temperaturerhöhung zu. Wird ein Stromkreis an den Halbleiter gelegt, wandern die freien Elektronen bei n-Dotierungen bzw. die Löcher (Wirkung von pos. Ladungen) durch den Halbleiter.
Häufig gestellte Fragen
Was ist der Inhalt dieses Dokuments über die Funktionsweise eines Kopierers?
Dieses Dokument beschreibt detailliert, wie ein Kopierer funktioniert. Es erklärt den Prozess der elektrostatischen Aufladung, die Belichtung der Halbleiterplatte, die Anziehung der Tonerpartikel, die Übertragung des Toners auf das Papier und das abschließende Erhitzen zur Fixierung des Bildes.
Wie funktioniert die elektrostatische Aufladung im Kopierprozess?
Im Dunkeln wird die Oberfläche eines Halbleiters gleichmäßig elektrostatisch aufgeladen. Dies geschieht durch eine positive Corona-Entladung um einen dünnen Draht.
Was passiert bei der Belichtung der Halbleiterplatte?
Die Halbleiterplatte wird mit dem Bild des zu kopierenden Dokuments belichtet. Wo Licht auf die Platte fällt, kann die positive Ladung durch die dort leitende Halbleiterschicht abfließen. Dadurch entsteht ein unsichtbares Ladungsbild.
Wie werden die Tonerpartikel im Kopierer verwendet?
Die negativ geladenen Tonerpartikel werden von der lokal aufgeladenen Photoleitertrommel angezogen und bleiben haften. Sie werden dann auf ein positiv aufgeladenes Papierblatt weitergegeben.
Was ist die Rolle eines Halbleiters im Kopierer?
Ein Halbleiter ist ein Material, das bei Raumtemperatur Elektrizität etwas besser leitet als ein Isolator, aber schlechter als ein Metall. Seine Leitfähigkeit kann durch Temperatur, Lichteinfluss oder Dotierungen beeinflusst werden.
Was bedeutet Dotierung in Bezug auf Halbleiter?
Bei einer n-Dotierung werden einige Silizium-Atome durch Atome mit einem zusätzlichen Valenzelektron ersetzt. Bei einer p-Dotierung werden Atome mit einem fehlenden Valenzelektron verwendet.
Was ist Generation und Rekombination bei Halbleitern?
Generation ist der Vorgang, bei dem Valenzelektronen durch Energiezufuhr (z. B. durch Wärme) den Anziehungsbereich der Atome verlassen. Rekombination ist der Vorgang, bei dem ein freies Elektron auf ein Loch trifft, Energie abgibt und wieder zu einem gebundenen Elektron wird.
Wie beeinflusst die Temperatur die Leitfähigkeit eines Halbleiters?
Bei steigender Temperatur geraten die Atome in Schwingung, und es werden mehr Valenzelektronen frei, wodurch die Eigenleitung des Halbleiters zunimmt.
Wie kann Licht freie Elektronen in einem Halbleiter erzeugen?
Freie Elektronen können durch Beleuchtung generiert werden. In diesem Fall wird die zur Generation benötigte Energie in Form von Licht zugeführt. Die Stärke der Beleuchtung beeinflusst das Gleichgewicht zwischen Generation und Rekombination.
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- Andreas Wagner (Author), 1999, Funktionsweise eines Kopierers, Munich, GRIN Verlag, https://www.hausarbeiten.de/document/97108
