Drucker

Druckprinzipien

Grundsätzlich unterscheidet man Zeilen- und Seitendrucker. Zeilendrucker geben, wie der Name schon vermuten lässt, den Text oder die Grafik Zeile für Zeile am Papier aus. die Seitendrucker produzieren dagegen fertige Druckseiten. Beispielsweise gibt ein Laserdrucker ein Blatt erst dann aus, wenn dieses vollständig beschrieben wurde. Zu den Zeilendruckern zählt man folgende Druckprinzipien:

Typenraddrucker
Nadeldrucke
Tintenstrahldrucker
Thermodrucker
Unter die Kategorie Seitendrucker fallen:
Laserdrucker\ LED-, LCS- und Ionendrucker
Thermotransferdrucker
Satzbelichtungsmaschinen

Es gibt zwar noch weitere Drucktechniken (zum Beispiel Walzendrucker), diese kommen aber nur im Zusammenhang mit Grossrechenanlagen vor.

Typenraddrucker (bzw. Schreibmaschine)

Typenraddrucker bzw. an Computer anschliessbare Schreibmaschinen sind heutzutage nur noch selten im Einsatz. Obwohl sie über ein ausgezeichnetes Schriftbild verfügen, das bisher von keinem anderen Drucker in puncto Qualität übertroffen wurde, überwiegen die Nachteile: langsame Geschwindigkeit, hohe Lautstärke und keine Grafikfähigkeiten. Selbst Laserdrucker haben im Vergleich zu Typenraddruckern noch ein etwas ausgefranstes Druckbild. Besonders wenn ein Typenraddrucker mit Karbonfarbband verwendet wird, ergibt sich ein tiefschwarzer, klarer und gestochen scharfer Ausdruck.
Bei Typenraddruckern sind die anzuschlagenden Typen mit den jeweiligen Zeichen in einem Rad angeordnet. Soll nun ein bestimmter Buchstabe gedruckt werden, muss das Typenrad auf die richtige Position gedreht werden. Danach presst ein Elektromagnet die Type auf das Papier (mit einem Farbband zwischen Blatt und Type). Durch diesen aufwendigen Vorgang und die Mechanik braucht es natürlich eine gewisse Zeit, bis das gewünschte Zeichen auf dem Papier erscheint. Die Geschwindigkeit von Typenraddruckern ist nur für Reinschriften ausreichend. Für lange Texte und Probeausdrucke sollte man auf ein anderes Druckprinzip zurückgreifen. Der gravierende Nachteil dieser Druckart ist jedoch, dass Typenraddrucker nicht in der Lage sind, Grafikzeichen oder verschiedene Schriftarten zu drucken. Will man zum Beispiel eine Textpassage durch Kursivschrift hervorheben, muss an der betreffenden Stelle das Typenrad von Hand gewechselt werden. Sollen dann noch andere Textattribute, wie Fettschrift oder Hoch- und Tiefstellung, hinzukommen, wird man länger damit beschäftigt sein, die Typenräder zu wechseln, als den Text in den Computer einzugeben.
Der Vorteil, der viele Käufer dazu veranlassft eine Typenraddrucker zu kaufen, ist seine Dokumentenechtheit. Mit diesen Druckern kann man Urkunden und Verträge drucken, die einer gerichtlichen Untersuchung standhalten. Für Vielschreiber (mehr als 2000 Seiten pro Monat) empfiehlt es sich nicht, einen Typenraddrucker zu erstehen.

Matrixdrucker

Matrixdrucker zählen heute zur einer der verbreitetsten Druckarten. Durch ihre Funktionsweise sind sie sehr flexibel einsetzbar, angefangen vom einfachen Listing-Ausdruck bis hin zum Geschäftsbrief. Da ihre Ansteuerung im grossen und ganzen standardisiert ist, werden sie von nahezu allen Programmen des Personal Computer-Marktes unterstützt. Bei den Matrixdruckern unterscheidet man drei Funktionsprinzipien: Nadeldrucker Tintenstrahldrucker Thermodrucker Im Gegensatz zu den Typenraddruckern, bei denen der zu druckende Buchstabe auf der Type fest eingraviert und somit unveränderbar vorgegeben ist, werden bei den Matrixdruckern die einzelnen Zeichen aus vielen kleinen Punkten (einer sogenannten Matrix) zusammengesetzt. Für jeden Punkt kann man nun einzeln bestimmen, ob er am Papier erscheinen soll oder nicht. Durch die Grösse der Matrix ist die Ausgabequalität und Auflösung der einzelnen Zeichen bestimmt. Je mehr Punkte in der Matrix vorhanden sind, desto besser ist die Qualität.

Nadeldrucker

Unter den Matrixdruckern ist der Nadeldrucker das erfolgreichste Modell. Auf Grund seines günstigen Preises und seiner grossen Flexibilität hat er sich sowohl im Heim- als auch im Bürobereich durchgesetzt. Im Druckkopf eines Nadeldruckers sind mehrere extrem dünne Nadel senkrecht übereinander angeordnet. Kleine Elektromagneten schieben die Nadeln nach vorne, die das Farbband auf das Papier drücken. Der grosse Vorteil der Nadeldrucker liegt in dem Umstand, dass Papier mit Durchschlägen bedruckt werden kann. Ein normaler Nadeldrucker schafft meistens drei Durchschläge (plus Original). Es gibt jedoch auch Nadeldrucker die zehn bis zwölf Durchschriften korrekt erzeugen. Deshalb sind Nadeldrucker für die Formularbearbeitung geradezu prädestiniert. Das Spektrum der Nadeldrucker reicht von 7-, 8-, und 9-Nadeldrucker über 18- und 24- bis hin zu 48-Nadeldrucker. Auch ein 28-Nadeldrucker, der ein Mittelding zwischen zwei verschiedener 18-Nadeldrucktechniken darstellt, ist erhältlich. Die 7- und 8-Nadler gehören noch zur ersten Druckergeneration und spiele heutzutage wegen ihrer geringen Ausgabequalität keine Rolle mehr.
Ein anderer Trend der Druckentwicklung war die Verwendung von 24 Nadeln. 24-Nadeldrucker weisen gegenüber den 9- und 18-Nadeldruckern eine Geschwindigkeits und Qualitätssteigerung auf. Darüber hinaus sind sie kaum teurer als ihre Konkurrenzprodukte mit weniger Nadeln. Sie besitzen in ihrem Druckkopf zwei Reihen zu je 12 Nadeln, wobei die zweite Reihe um einen halben Punkt nach unten versetzt ist. Durch diesen Trick entfällt der zweimalige Druckvorgang und die halbe Geschwindigkeit des Druckkopfs der 9-Nadler. Da die einzelnen Nadeln auch im Durchmesser auf 0,2 mm verringert wurden (bei den 9- und 18-Nadeldruckern beträgt er 0,3 mm), ist gleichzeitig eine Auflösungssteigerung erreicht worden. Für das Formularwesen sind 9- und 18-Nadeldrucker jedoch besser geeignet als ein 24-Nadeldrucker, da die dickeren Nadel auch bis zum letzten Durchschlag deutliche Punkte erzeugen. Die zu druckenden Zeichen werden bei einem 24-Nadeldrucker aus einer 35 * 24 Punktmatrix zusammengesetzt. Die einzelnen Buchstaben und Symbole können nun mit wesentlich mehr Feinheiten entworfen und gedruckt werden. Das gesamte Druckbild wirkt sauberer und feiner. Bei einem 24-Nadeldrucker spricht man nicht mehr von einer NLQ-Schrift, sondern von der sogenannten LQ-Schrift (LQ: Letter Quality = Korrespondenzqualität). Obwohl die LQ-Schrift durch ihre hohe Qualität überzeugt, entwickelten die Druckerkonstrukteure die SLQ-Schrift (SLQ: Super Letter Qualität = Gesteigerte Korrespondenzqualität). Die Grösse des Minimalzeilenvorschubes beträgt dabei 1/360 Zoll, da die Drucknadeln einen Abstand von 1/180 Zoll (ausgehend vom Mittelpunkt der Nadeln) aufweisen. Es sind jedoch nicht alle 24-Nadeldrucker in der Lage, Texte in SLQ-Schrift auszugehen. In der Grafikauflösung wurde mit der neuen Druckergeneration ein gewaltiger Schritt nach vorne gemacht. sie konnte bei den meisten Geräten auf 360 * 360 dpi gesteigert werden. Einige Geräte erreichen nur 360 * 180 dpi oder 180 * 180 dpi, aber selbst diese Punktdichte ist in 90 Prozent der Anwendungsfälle ausreichend. Bei Grafiken mit 360 dpi sind mit dem blossen Auge fast keine einzelnen Punkte oder die gefürchteten Treppenstufen zu erkennen. Es wurde schon erwähnt, dass durch die Verwendung von 24 Nadeln eine Geschwindigkeitssteigerung erzielt werden konnte. Bei 24-Nadeldrucker ist eine Geschwindigkeit von 200 bis 300 cps in Entwurfsqualität und 60 bis 120 cps in LQ normal. 9 Nadeldrucker sind im Gegensatz dazu mit 150 cps in EDV-Schrift und 50 cps in NLQ deutlich langsamer. Die schnellsten Geräte der neuen Gattung schaffen sogar eine Geschwindigkeit bis zu 400 cps. Der grösste Nachteil der Nadeldrucker ist, dass sie während des Druckvorgangs ziemlich viel Lärm erzeugen. Die Ursache dafür ist, dass die Nadeln mit einem enormen Druck (vergleichbar mit dem Gewicht von 3000 übereinandergetürmten Elefanten) hämmern. Durch die Verwendung eines Farbbandes mit mehreren Farbspuren können viele Nadeldrucker farbige Grafiken und Texte zu Papier bringen. Vorteilhaft am Nadelfarbdruck sind im Vergleich zu anderen Drucktechniken die geringen Seitenkosten und der niedrige Anschaffungspreis eines Farbnadeldruckers. Allerdings sind die Farben nicht so brillant, und die Auflösung ist geringer als bei Tintenstrahl- oder Thermotransferdruckern.
Je mehr Nadeln im Druckkopf vorhanden sind, desto höher ist die vertikale Auflösung nach einem Durchgang.

Tintenstrahldrucker

Tintenstrahldrucker, auch Inkjet-Drucker genannt, arbeiten nach dem gleichen Matrixprinzip wie Nadeldrucker. Bei ihnen wird ein Zeichen jedoch nicht durch Nadeln und Farbband zu Papier gebracht, sondern mit flüssiger Tinte, die der Drucker durch feine Düsen auf das Papier spritzt. Der Vorteil gegenüber den Nadeldruckern ist, dass diese Drucker keinen Lärm erzeugen. Nur ein leises Rauschen ist zu vernehmen, wenn ein Tintenstrahldrucker in Aktion tritt. Selbstverständlich hat diese Druckgattung auch ihre Nachteile. Beispielsweise muss man bei der Papierwahl sehr sorgfältig sein: Ein zu grobes oder rauhes Papier hat zur Folge, dass die Tinte darauf verläuft und das an sich schöne, klare Schriftbild erheblich verschlechtert (Löschpapiereffekt). Ebenso bei zu glatten Papier, auf dem es passieren kann, dass die Tinte nur sehr langsam trocknet und daher leicht verwischt. Mit holzfreien Kopierpapier oder Papier, dessen Oberfläche mit Talkum (Magnesium-Silikatverbindung) behandelt ist, werden die besten Ergebnisse erzielt. Einer der Hauptnachteile ist jedoch, dass ein Tintenstrahldrucker prinzipiell keine Durchschläge erzeugen kann. Da die meisten Tintenstrahler aber schneller als Nadeldrucker sind, können sie diesen Nachteil wieder wettmachen. Die Qualität eines Tintenstrahldruckers ist von der Anzahl der Düsen abhängig. Die am Markt befindlichen Geräte besitzen in der Regel zwischen 9 und 64 Düsen. Die maximale Auflösung eines Tintenstrahldruckers beträgt je nach Druckerbetriebssystem 700 bis 1440 dpi. Viele Druckerhersteller bieten ihre Tintenstrahldrucker auch in farbiger Ausführung an. Hierbei sind mehrere Düsenreihen nebeneinander angeordnet und mit verschiedenfarbigen Tinten gefüllt. Dadurch können bis zu zehn verschiedene Grundfarben genutzt werden, durch Farbmischung (Rasterung und Übereinanderdruck) sind mehrere tausend Farbnuancen möglich.

Thermodrucker

Auch bei diesen Geräten findet das Matrixprinzip zur Zeichenerzeugung seine Verwendung. Dabei gibt es jedoch meistens keinen beweglichen Druckkopf mehr, sondern er ist eine Leiste in Papierbreite mit feinen Thermoelementen fest im Drucker angebracht. Diese Thermoelemente erwärmen sich durch Stromimpulse. Dadurch wird die Farbe des hitzeempfindlichen Farbbandes, das zwischen Papier und Druckleiste (oder Druckkopf bei älteren Modellen) vorbeigeführt wird, auf das Papier übertragen. Da die Farbe auf dem Papier nahezu verschmilzt, ergibt sich ein wachsartiger Überzug auf dem Papier mit sehr intensiver Färbung. Diese Art der Druckerzeugung wird vorwiegend für farbige Ausdrucke verwendet, wobei das Bild in vier Durchgängen entsteht. Die einzelnen Farbwerte werden in die vier Farben rot, gelb, blau und schwarz (auch cyan, magenta, gelb und schwarz) zerlegt und übereinander gedruckt. Dadurch verlängert sich zwar die Druckzeit um einiges, aber das Ergebnis mit seinen leuchtenden Farben ist mit keinem anderen vergleichbar. Da bei diesen Geräten der Farbbandverbrauch sehr gross ist, hat man sich etwas einfallen lassen, um gänzlich ohne auszukommen: Die Verwendung von hitzeempfindlichen Papier. Durch die Erwärmung der Druckelemente bilden sich mit der Berührung auf dem Papier kleine Punkte. Ausdrucke von Thermodruckern sind nicht dokumentecht, da man das Spezialpapier auch mit Heissluft schwärzen kann. Im Laufe der Zeit treten auch Verfärbungen auf.

Thermotransferdrucker

Eine Weiterentwicklung der Thermodrucker sind die Thermotransferdrucker. Der Drucker schmilzt die Wachsfarben seitenweise von einer Folie mit quadratischen Thermoelementen, die durch Stromimpulse erhitzt werden, auf Papier oder Overhead-Folie ab. Da bei einem Thermotransferdrucker das Papier hin und her gleitet (nicht der Druckkopf), hängt die Ausgabequalität von der Präzision des Papiertransports ab. Pro Seite werden vier Schmelzvorgänge benötigt. Die Wiederholgenauigkeit ist immens wichtig, um einen exakten Übereinanderdruck der Grundfarben zu gewährleisten. Sonst können keine Mischfarben erzeugt werden. Daraus folgt auch, dass Thermotransferdrucker nicht immer bis zum Seitenrand drucken können. Eine Randbreite von zwei bis drei Zentimeter stellt keine Seltenheit dar. Jedoch besitzt das Druckprinzip auch seine Vorteile: Es benötigt im Gegensatz zu einem Laserdrucker kein kostspieliges und kompliziertes Spiegelsystem. Weiterhin besteht der Druckvorgang aus nur einem Arbeitsschritt (bei einem Laserdrucker sind es mehrere). Thermotransferdrucker sind hauptsächlich für Spezialanwendungen geeignet. Werden intensive Farben benötigt, gibt es keine Alternative für diese Geräte. Wegen der hohen Verbrauchskosten (1.- bis 3.- pro Seite) und dem meist sehr hohen Anschaffungspreis (Spitzengeräte kosten bis zu 250.000 Schilling und mehr) ist die Verbreitung dieses Druckertyps sehr beschränkt.

Laserdrucker

Laserdrucker sind heutzutage der Inbegriff des qualitativ hochwertigen und schnellen Druckes. Durch das revolutionäre Druckprinzip wurde eine Ausgabequalität erreicht, die weit über der anderer Geräte liegt. Laserdrucker geben die bedruckten Blätter nur seitenweise aus. Erst wenn das Papier vollständig bedruckt ist, oder der Computer das Seitenende signalisiert, wird der Laserdrucker das aktuelle Blatt aus. Die dabei verwendete Funktionsweise verhält sich analog zu der von Fotokopierern. Ein Laserstrahl zeichnet auf optischem Wege das Druckbild auf die Bildtrommel des Laserdruckers. Anschliessend überträgt diese Trommel ein schwarzes Pulver, den Toner, auf das Papier. Das noch lose Tonerpulver schmilzt die Fixiereinheit unter Druck und Wärme in das Papier ein. Bedingt durch die Hohe Positionsgenauigkeit und dem geringen Durchmesser des Laserstrahles wird die Auflösung 600 * 600 dpi erreicht. Weiterhin erhält man eine intensive Schwärzung, filigrane Linien und sehr scharfe Kanten. Kurz gesagt, ein Druckergebnis, das für fast alle Anwendungszwecke ausreichend ist. In einem Laserdrucker ist meist ein kompletter Computer mit einem schnellen Prozessor eingebaut, der die Bilder in seinem Speicher aufbaut. Gerade bei der professionellen Seitenbeschreibungssprache PostScript ist es wichtig, eine schnelle CPU mit viel Speicher in seinem Drucker zu haben. Eine Speicherkapazität von einem MByte ist fast schon die Mindestvoraussetzung. Für PostScript sollten es jedoch drei bis vier sein. Viele Laserdrucker unterstützen mehrere Druckersprachen, so dass sie für fast alle Anwendungsprogramme einzusetzen sind. Durch die sehr hohe Qualität ist ein Laserdrucker das ideale Gerät für das Büro und überall dort, wo ein hochwertiger und schneller Ausdruck sowie ein leises Arbeitsgeräusch gefordert ist. Gegenüber den ständig fallenden Anschaffungspreis sind die Unterhaltskosten jedoch verhältnismässig hoch. Man muss mit zirka -.20 - -.60 für Toner, Trommel, Papier und Druckerabnützung pro Seite rechnen. Zwar kann ein Laserdrucker keinen Durchschlag erzeugen, er gleicht dieses Manko aber durch seine hohe Druckgeschwindigkeit (mehr als acht Seiten pro Minute) wieder aus. Leider besitzen nur wenige Laserdrucker das Prädikat der Dokumentenechtheit, wodurch Anwälte und Notare auf bestimmte Hersteller angewiesen sind. So tragen zum Beispiel alle Modelle der Firma Hewlett Packard dieses Prädikat. Die Ausdrucke gelten aber nur als dokumentecht, wenn die original HP-Tonerkassette und eine bestimmte Papiersorte verwendet wird. Im High-End-Bereich gibt es mittlerweile auch die ersten Farb-Laserdrucker, die prinzipiell genauso wie ein Schwarzweiss-Laserdrucker arbeiten. Allerdings wird die Trommel nacheinander mit den Grundfarben beschichtet. Auf diese Weise lassen sich theoretisch pro Farbe bis zu 256 Farbtöne darstellen. Zu den Vorteilen von Farb-Laserdruckern zählen die hohe Druckgeschwindigkeit. Dem gegenüber stehen die hohen Anschaffungskosten von 8'000.- 13'000.- für einen PostScript-fähigen Farb-Laserdrucker.

LCS- und LED Drucker

Oft hört man die Bezeichnung LCS- und LED-Drucker. Auch dabei handelt es sich um Seitendrucker, nur besitzen diese statt einem Laserstrahl eine andere Lichtquelle. LCS-Drucker (LCS: Liquid Crystal Shuter = Flüssigkeitskristallgitter) besitzen eine Halogen-Lampenstab, dessen Länge genau der Breite der Bildtrommel entspricht. Vor diesem Lampenstab befindet sich eine LCS-Schiene, die durch punktweises Anlegen einer Spannung lichtdurchlässig gemacht wird. Diese Punkte, auch LCS-Einheiten genannt, liegen so dicht beieinander, dass eine Auflösung von 300 dpi erreicht wird. Ähnlich arbeiten LED-Drucker (LED: Light Emitting Diode = Leuchtdiode). Anstatt der LCS-Schiene besitzen LED-Drucker eine Leiste mit 300 Leuchtdioden (LEDs) pro Zoll, die durch Spannungen ein- und ausgeschalten werden. Ansonsten unterscheiden sich die LCS- und LED-Drucker von den Laserdruckern kaum. Durch die Verwendung alternativer Lichtquellen konnte man auf eine empfindliche mechanische und optische Bauteile, wie zum Beispiel den Polygonspiegel, verzichten. Diese Geräte sind daher wesentlich unempfindlicher und preisgünstiger als herkömmliche Laserdrucker.