Autor: Andreas Wagner
Funktionsweise eines Kopierers
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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.
Freie Elektronen können auch durch Beleuchtung generiert werden. In diesem Fall wird die zur Generation benötigte Energie in Form von Licht zugeführt. Auch hier ist der Gleichgewichtszustand zwischen Generation und Rekombination von der Stärke der Beleuchtung abhängig.
- Arbeit zitieren
- Andreas Wagner (Autor:in), 1999, Funktionsweise eines Kopierers, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/97108
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