Drucker (Computer)

Die Wahl der Drucktechnologie hat einen großen Einfluss auf die Kosten des Druckers und die Betriebskosten, die Geschwindigkeit, die Qualität und die Dauerhaftigkeit der Dokumente sowie die Geräuschentwicklung. Ein zweiter Aspekt der Druckertechnologie, der oft vergessen wird, ist die Widerstandsfähigkeit gegen Veränderungen: Flüssige Tinte, z. B. aus einem Tintenstrahlkopf oder einem Gewebeband, wird von den Papierfasern absorbiert, so dass Dokumente, die mit flüssiger Tinte gedruckt werden, schwieriger zu verändern sind als Dokumente, die mit Toner oder fester Tinte gedruckt werden, die nicht unter die Papieroberfläche dringen.

Schecks können mit flüssiger Tinte oder auf speziellem Scheckpapier mit Tonerverankerung gedruckt werden, so dass Veränderungen erkannt werden können. Der maschinenlesbare untere Teil eines Schecks muss mit MICR-Toner oder -Tinte gedruckt werden. Banken und andere Clearingstellen setzen Automatisierungsgeräte ein, die auf den magnetischen Fluss dieser speziell gedruckten Zeichen angewiesen sind, um ordnungsgemäß zu funktionieren.

Moderne DrucktechnologieBearbeiten

Die folgenden Drucktechnologien sind in modernen Druckern routinemäßig zu finden:

Tonerbasierte DruckerBearbeiten

Ein Laserdrucker erzeugt schnell Text und Grafiken in hoher Qualität. Wie bei digitalen Fotokopierern und Multifunktionsdruckern (MFPs) verwenden Laserdrucker ein xerografisches Druckverfahren, unterscheiden sich aber von analogen Fotokopierern dadurch, dass das Bild durch die direkte Abtastung eines Laserstrahls über den Fotorezeptor des Druckers erzeugt wird.

Ein weiterer tonerbasierter Drucker ist der LED-Drucker, der anstelle eines Lasers eine Reihe von LEDs verwendet, um die Haftung des Toners an der Drucktrommel zu bewirken.

Flüssige TintenstrahldruckerBearbeiten

Flüssige Tintenpatrone von Hewlett-Packard HP 845C Tintenstrahldrucker

HP Deskjet, ein Tintenstrahldrucker

Tintenstrahldrucker arbeiten, indem sie unterschiedlich große Tropfen flüssiger Tinte auf fast beliebig große Seiten aufbringen. Sie sind die gängigste Art von Computerdruckern, die von Verbrauchern verwendet werden.

FesttintendruckerBearbeiten

Festtintendrucker, auch Phasenwechseltinte oder Hotmelt-Tintendrucker genannt, sind eine Art Thermotransferdrucker, Grafikblattdrucker oder 3D-Drucker . Sie verwenden feste Stifte, Buntstifte, Perlen oder körnige Tintenmaterialien. Übliche Tinten sind CMYK-Tinten, die ähnlich wie Kerzenwachs geschmolzen und in einen mit Piezokristallen betriebenen Druckkopf eingeführt werden. Ein Thermotransferdruckkopf spritzt die flüssige Tinte auf eine rotierende, ölbeschichtete Trommel. Das Papier wird dann über die Drucktrommel geführt, wobei das Bild sofort auf die Seite übertragen oder fixiert wird. Festtintendrucker werden am häufigsten als Farbdrucker für das Büro eingesetzt und eignen sich hervorragend für den Druck auf Folien und anderen nicht porösen Medien. Mit Festtintendruckern lassen sich hervorragende Ergebnisse bei Text und Bildern erzielen. Einige Festtintendrucker haben sich zum Drucken von 3D-Modellen entwickelt. Die Anschaffungs- und Betriebskosten sind ähnlich hoch wie bei Laserdruckern. Zu den Nachteilen dieser Technologie gehören ein hoher Energieverbrauch und lange Aufwärmzeiten aus dem kalten Zustand. Einige Benutzer beklagen sich auch darüber, dass die Ausdrucke schwer zu beschriften sind, da das Wachs dazu neigt, Tinten von Stiften abzustoßen, und dass sie sich nur schwer durch automatische Dokumentenzuführungen einziehen lassen, aber diese Eigenschaften wurden bei neueren Modellen deutlich verringert. Diese Art von Thermotransferdruckern wird nur von einem Hersteller angeboten, nämlich von Xerox, und zwar als Teil der Xerox Phaser-Bürodruckerserie. Früher wurden Festtintendrucker von Tektronix hergestellt, aber Tektronix verkaufte das Druckergeschäft 2001 an Xerox.

Farbstoff-SublimationsdruckerBearbeiten

Eine zerlegte Farbstoff-Sublimationspatrone

Ein Farbstoff-Sublimationsdrucker (oder Farbstoff-Subdrucker) ist ein Drucker, der ein Druckverfahren anwendet, bei dem Farbstoff durch Hitze auf ein Medium wie eine Plastikkarte, Papier oder Leinwand übertragen wird. Bei diesem Verfahren wird in der Regel eine Farbe nach der anderen auf ein Farbband mit Farbfeldern aufgebracht. Dye-Sub-Drucker sind in erster Linie für hochwertige Farbanwendungen, einschließlich Farbfotografie, gedacht und eignen sich weniger für Text. Während sie früher die Domäne von High-End-Druckereien waren, werden Farbsublimationsdrucker heute zunehmend als spezielle Fotodrucker für Verbraucher eingesetzt.

ThermodruckerBearbeiten

Belegdrucker, die eine Twitter-Timeline drucken

Thermodrucker funktionieren durch selektives Erhitzen von Bereichen eines speziellen wärmeempfindlichen Papiers. Monochrome Thermodrucker werden in Registrierkassen, Geldautomaten, Zapfsäulen und einigen älteren, preiswerten Faxgeräten eingesetzt. Mit speziellen Papieren und unterschiedlichen Temperaturen und Heizraten für verschiedene Farben können Farben erzielt werden; diese farbigen Blätter sind für die Schwarzweißausgabe nicht erforderlich. Ein Beispiel ist Zink (ein Portmanteau von „zero ink“).

Veraltete und spezielle DrucktechnologienBearbeiten

Epson MX-80, ein beliebtes Modell von Nadeldruckern, das viele Jahre lang verwendet wurde

Die folgenden Technologien sind entweder veraltet oder auf spezielle Anwendungen beschränkt, obwohl die meisten von ihnen zu einem bestimmten Zeitpunkt weit verbreitet waren.

AnschlagdruckerBearbeiten

Anschlagdrucker beruhen auf einem gewaltsamen Aufprall, um die Tinte auf das Medium zu übertragen. Der Anschlagdrucker verwendet einen Druckkopf, der entweder auf die Oberfläche des Farbbandes auftrifft und dieses gegen das Papier drückt (ähnlich wie bei einer Schreibmaschine) oder, seltener, auf die Rückseite des Papiers auftrifft und das Papier gegen das Farbband drückt (z. B. IBM 1403). Mit Ausnahme des Nadeldruckers sind alle Drucker auf die Verwendung vollständig geformter Zeichen angewiesen, d. h. auf Buchstaben, die jedes der Zeichen darstellen, die der Drucker drucken kann. Darüber hinaus waren die meisten dieser Drucker auf den einfarbigen oder manchmal zweifarbigen Druck in einer einzigen Schriftart beschränkt, obwohl das Fetten und Unterstreichen von Text durch „Überstreichen“ möglich war, d. h. durch den Druck von zwei oder mehr Abdrücken entweder an der gleichen Zeichenposition oder leicht versetzt. Zu den Anschlagdruckern gehören aus Schreibmaschinen abgeleitete Drucker, aus Fernschreibern abgeleitete Drucker, Typenraddrucker, Nadeldrucker und Zeilendrucker. Punktmatrixdrucker werden nach wie vor häufig in Unternehmen eingesetzt, in denen mehrteilige Formulare gedruckt werden. Ein Überblick über den Anschlagdruck enthält eine detaillierte Beschreibung vieler der verwendeten Technologien.

Von Schreibmaschinen abgeleitete DruckerBearbeiten

Typball-Druckelement von IBM Selectric-Typ-Drucker

Sehr viele verschiedene Computerdrucker waren einfach computergesteuerte Versionen bestehender elektrischer Schreibmaschinen. Die Friden Flexowriter und die auf der IBM Selectric basierenden Drucker waren die gängigsten Beispiele. Die Flexowriter druckte mit einem herkömmlichen Schreibmaschinenmechanismus, während die Selectric den bekannten „Golfball“-Druckmechanismus von IBM verwendete. In beiden Fällen traf die Buchstabenform auf ein Farbband, das gegen das Papier gedrückt wurde und ein Zeichen nach dem anderen druckte. Die Höchstgeschwindigkeit des Selectric-Druckers (des schnelleren der beiden) betrug 15,5 Zeichen pro Sekunde.

Von Fernschreibern abgeleitete DruckerBearbeiten

Der gewöhnliche Fernschreiber konnte leicht mit dem Computer verbunden werden und wurde mit Ausnahme der von IBM hergestellten Computer sehr beliebt. Einige Modelle verwendeten einen „Setzkasten“, der durch einen Mechanismus in der X- und Y-Achse positioniert wurde, und die gewählte Buchstabenform wurde mit einem Hammer angeschlagen. Andere verwendeten einen Schreibzylinder, ähnlich wie die Selectric-Schreibmaschinen ihre Schreibkugel verwendeten. In beiden Fällen schlug die Buchstabenform dann auf ein Farbband, um die Buchstabenform zu drucken. Die meisten Fernschreiber arbeiteten mit zehn Zeichen pro Sekunde, einige wenige erreichten 15 CPS.

TypenraddruckerBearbeiten

Druckelement „Typenrad“

Die Funktionsweise von Typenraddruckern ist der einer Schreibmaschine sehr ähnlich. Ein Hammer schlägt auf ein Rad mit Blütenblättern, das „Gänseblümchen“, wobei jedes Blütenblatt an seiner Spitze eine Buchstabenform enthält. Die Buchstabenform trifft auf ein Farbband, das die Tinte auf das Blatt abgibt und so ein Zeichen druckt. Durch Drehen des Gänseblümchenrads werden verschiedene Zeichen für den Druck ausgewählt. Diese Drucker wurden auch als Buchstabendrucker bezeichnet, weil sie einen Text so klar und deutlich wie eine Schreibmaschine drucken konnten. Die schnellsten Drucker in Briefqualität druckten mit 30 Zeichen pro Sekunde.

NadeldruckerBearbeiten

Beispielausgabe eines 9-Nadel-Nadeldruckers (ein Zeichen erweitert, um Details zu zeigen)

Der Begriff Nadeldrucker wird für Anschlagdrucker verwendet, die eine Matrix aus kleinen Nadeln verwenden, um Tinte auf die Seite zu übertragen. Der Vorteil von Nadeldruckern gegenüber anderen Anschlagdruckern besteht darin, dass sie neben Text auch grafische Bilder erzeugen können; allerdings ist der Text in der Regel von schlechterer Qualität als bei Anschlagdruckern, die Buchstaben (Schrift) verwenden.

Nadeldrucker lassen sich grob in zwei Hauptklassen einteilen:

• Nadeldrucker
• Energiedrucker

Nadeldrucker können entweder zeichenbasiert oder zeilenbasiert sein (d. h. eine einzelne horizontale Reihe von Pixeln über die Seite), was sich auf die Konfiguration des Druckkopfs bezieht.

In den 1970er und 80er Jahren gehörten Nadeldrucker zu den gebräuchlichsten Druckertypen für den allgemeinen Gebrauch, z. B. für den Hausgebrauch und kleine Büros. Solche Drucker hatten normalerweise entweder 9 oder 24 Nadeln am Druckkopf (es gab auch frühe 7-Nadel-Drucker, die keine Unterlängen druckten). Während der frühen Heimcomputer-Ära gab es eine Zeit, in der eine Reihe von Druckern unter verschiedenen Marken hergestellt wurden, z. B. der Commodore VIC-1525 mit dem Seikosha Uni-Hammer-System. Dabei wurde ein einziges Solenoid mit einem schrägen Schlagbolzen verwendet, der für jede Spalte mit 7 vertikalen Pixeln siebenmal betätigt wurde, während sich der Kopf mit konstanter Geschwindigkeit bewegte. Der Winkel des Schlagbolzens richtete die Punkte vertikal aus, obwohl sich der Kopf in dieser Zeit um einen Punktabstand bewegt hatte. Die vertikale Punktposition wurde durch eine synchronisierte, längs gerippte Druckwalze hinter dem Papier gesteuert, die sich schnell drehte, wobei sich eine Rippe in der Zeit, die für den Druck einer Pixelspalte benötigt wurde, sieben Punktabstände vertikal bewegte. 24-Nadel-Druckköpfe waren in der Lage, in höherer Qualität zu drucken, und boten zusätzliche Schriftarten an, die von einigen Anbietern als Near Letter Quality vermarktet wurden. Nachdem die Preise für Tintenstrahldrucker so weit gesunken waren, dass sie mit Nadeldruckern konkurrieren konnten, wurden Nadeldrucker für den allgemeinen Gebrauch immer uninteressanter.

Einige Nadeldrucker, wie der NEC P6300, können für den Farbdruck aufgerüstet werden. Dies wird durch die Verwendung eines vierfarbigen Farbbandes erreicht, das auf einem Mechanismus montiert ist (der in einem Aufrüstungssatz enthalten ist, der den standardmäßigen schwarzen Farbbandmechanismus nach der Installation ersetzt), der die Farbbänder je nach Bedarf anhebt und absenkt. Farbgrafiken werden im Allgemeinen in vier Durchgängen bei Standardauflösung gedruckt, was den Druckvorgang erheblich verlangsamt. Infolgedessen kann der Druck von Farbgrafiken bis zu viermal länger dauern als der von monochromen Standardgrafiken bzw. bis zu 8-16 mal so lange bei hoher Auflösung.

Nadeldrucker werden nach wie vor häufig für kostengünstige Anwendungen von geringer Qualität, wie z.B. Registrierkassen, oder für anspruchsvolle Anwendungen mit sehr hohem Druckvolumen, wie z.B. den Rechnungsdruck, eingesetzt. Im Gegensatz zum Laserdruck kann der Druckkopf auf einen Stapel von zwei oder mehr Formularen gedrückt werden, um mehrteilige Dokumente wie Verkaufsrechnungen und Kreditkartenbelege auf Endlospapier mit Durchschreibepapier zu drucken. Außerdem bietet es Sicherheitsvorteile, da die mit Gewalt in eine Papiermatrix eingedrückte Tinte schwieriger unsichtbar zu löschen ist. Punktmatrixdrucker wurden nach dem Ende des zwanzigsten Jahrhunderts auch als Belegdrucker abgelöst.

ZeilendruckerBearbeiten

Zeilendrucker drucken eine ganze Zeile Text auf einmal. Es gibt vier Hauptausführungen.

Drucktrommel von Trommeldrucker

• Trommeldrucker, bei denen eine horizontal montierte, rotierende Trommel den gesamten Zeichensatz des Druckers in jeder druckbaren Zeichenposition wiederholt trägt. Der IBM-Drucker 1132 ist ein Beispiel für einen Trommeldrucker. Trommeldrucker sind auch in Addiermaschinen und anderen numerischen Druckern (POS) zu finden, die Abmessungen sind kompakt, da nur ein Dutzend Zeichen unterstützt werden müssen.

IBM 1403 Zeilendrucker

• Ketten- oder Zugdrucker, bei denen der Zeichensatz mehrfach um eine verbundene Kette oder eine Reihe von Zeichenbutzen in einer Spur angeordnet ist, die horizontal an der Druckzeile vorbeiläuft. Der IBM 1403 ist vielleicht der populärste Drucker und wird sowohl als Ketten- als auch als Zugdrucker angeboten. Der Banddrucker ist eine spätere Variante, bei der die Zeichen auf ein flexibles Stahlband geprägt werden. Der LP27 von Digital Equipment Corporation ist ein Banddrucker.
• Stangendrucker, bei denen der Zeichensatz auf einer festen Stange angebracht ist, die sich horizontal entlang der Druckzeile bewegt, wie der IBM 1443.
• Eine vierte Bauart, die hauptsächlich bei sehr frühen Druckern wie dem IBM 402 verwendet wurde, verfügt über unabhängige Typenleisten, eine für jede druckbare Position. Jeder Balken enthält den zu druckenden Zeichensatz. Die Balken bewegen sich vertikal, um das zu druckende Zeichen vor dem Druckhammer zu positionieren.

Um eine Zeile zu drucken, schlagen jeweils genau getaktete Hämmer auf die Rückseite des Papiers, und zwar genau in dem Moment, in dem das richtige zu druckende Zeichen vor dem Papier vorbeiläuft. Das Papier wird nach vorne gegen ein Farbband gedrückt, das dann gegen die Zeichenform drückt, und der Abdruck der Zeichenform wird auf das Papier gedruckt. Bei jedem System kann es zu geringfügigen Zeitverzögerungen kommen, die zu geringfügigen Ausrichtungsfehlern bei den gedruckten Zeichen führen können. Bei Trommel- oder Typenstrahldruckern machte sich dies als vertikaler Versatz bemerkbar, bei dem die Zeichen etwas über oder unter dem Rest der Zeile gedruckt wurden. Bei Ketten- oder Stangendruckern war die Fehlausrichtung horizontal, wobei die gedruckten Zeichen näher zusammen oder weiter auseinander standen. Dies war für das menschliche Auge viel weniger auffällig als ein vertikaler Versatz, bei dem die Zeichen in der Zeile auf und ab zu hüpfen schienen, weshalb sie als qualitativ hochwertigerer Druck angesehen wurden.

• Kammdrucker, auch Zeilenmatrixdrucker genannt, sind die fünfte große Bauart. Diese Drucker sind eine Mischung aus Punktmatrixdruck und Zeilendruck. Bei diesen Druckern druckt ein Kamm aus Hämmern einen Teil einer Pixelreihe auf einmal, z. B. jedes achte Pixel. Durch leichtes Hin- und Herbewegen des Kammes kann die gesamte Pixelreihe in nur acht Zyklen gedruckt werden, um das Beispiel fortzusetzen. Anschließend wird das Papier weitergeschoben und die nächste Pixelreihe gedruckt. Da weitaus weniger Bewegung als bei einem herkömmlichen Nadeldrucker erforderlich ist, sind diese Drucker im Vergleich zu Nadeldruckern sehr schnell und können mit Zeilendruckern mit geformten Zeichen mithalten, während sie gleichzeitig in der Lage sind, Nadelgrafiken zu drucken. Die Printronix P7000-Serie von Zeilenmatrixdruckern wird auch 2013 noch hergestellt.

Zeilendrucker sind die schnellsten aller Impact-Drucker und werden für den Massendruck in großen Rechenzentren eingesetzt. Ein Zeilendrucker kann 1100 Zeilen pro Minute oder schneller drucken und druckt damit häufig schneller als viele aktuelle Laserdrucker. Andererseits arbeiten die mechanischen Komponenten von Zeilendruckern mit engen Toleranzen und erfordern eine regelmäßige vorbeugende Wartung (PM), um eine hohe Druckqualität zu gewährleisten. Sie werden so gut wie nie in Verbindung mit Personalcomputern eingesetzt und sind inzwischen durch Hochgeschwindigkeits-Laserdrucker ersetzt worden. Das Erbe der Zeilendrucker lebt in vielen Betriebssystemen fort, die die Abkürzungen „lp“, „lpr“ oder „LPT“ für Drucker verwenden.

Elektrostatische Drucker mit flüssiger TinteBearbeiten

Elektrostatische Drucker mit flüssiger Tinte verwenden ein chemisch beschichtetes Papier, das durch den Druckkopf entsprechend dem Bild des Dokuments aufgeladen wird. Das Papier wird in die Nähe eines Beckens mit flüssiger Tinte mit entgegengesetzter Ladung geführt. Die geladenen Bereiche des Papiers ziehen die Tinte an und erzeugen so das Bild. Dieses Verfahren wurde aus dem elektrostatischen Kopierverfahren entwickelt. Die Farbwiedergabe ist sehr genau, und da keine Erwärmung stattfindet, beträgt die Skalenverzerrung weniger als ±0,1 %. (Alle Laserdrucker haben eine Genauigkeit von ±1 %.)

Weltweit haben die meisten Vermessungsämter diesen Drucker verwendet, bevor Farbtintenstrahlplotter populär wurden. Elektrostatische Drucker mit flüssiger Tinte waren meist in einer Breite von 36 bis 54 Zoll (910 bis 1.370 mm) erhältlich und konnten auch 6 Farben drucken. Sie wurden auch für den Druck großer Werbetafeln verwendet. Sie wurden zuerst von Versatec eingeführt, das später von Xerox aufgekauft wurde. Auch 3M stellte früher diese Drucker her.

PlotterBearbeiten

Ein Calcomp 565 Trommelplotter

Stiftbasierte Plotter waren eine alternative Drucktechnologie, die früher in Ingenieur- und Architekturbüros üblich war. Stiftplotter beruhen auf dem Kontakt mit dem Papier (aber nicht auf dem Aufprall an sich) und speziellen Stiften, die mechanisch über das Papier geführt werden, um Text und Bilder zu erzeugen. Da die Stifte kontinuierliche Linien ausgeben, konnten sie technische Zeichnungen mit höherer Auflösung erstellen, als dies mit der Dot-Matrix-Technologie möglich war. Einige Plotter verwendeten Papier von der Rolle und hatten daher eine minimale Beschränkung der Größe der Ausgabe in einer Dimension. Diese Plotter waren in der Lage, recht große Zeichnungen zu erstellen.

Andere DruckerBearbeiten

Eine Reihe anderer Arten von Druckern sind aus historischen Gründen oder für spezielle Zwecke von Bedeutung.

• Digitales Minilabor (Fotopapier)
• Elektrolytdrucker
• Sparkartendrucker
• Barcode-Drucker mehrere Technologien, darunter: Thermodruck, Tintenstrahldruck und Laserdruck von Barcodes
• Plakat-/Schilddrucker
• Laserätzung (Produktverpackung) Industriedrucker
• Microsphere (Spezialpapier)