Drucker (Peripheriegerät)

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Der Tintenstrahldrucker Canon S520

Ein Drucker (engl. Printer) ist ein Peripheriegerät in der Datenverarbeitung, das aufbereitete digitale Zeichen und Bilder zu Papier oder auf andere Oberflächen druckt.

Der Vorgang der elektromechanischen Reproduktion wird als drucken bezeichnet; Ausdruck bezeichnet das Druckerzeugnis (Druckwerk) selbst. Letzteres wird auch (anglifiziert) Hardcopy genannt.

[Bearbeiten] Unterscheidungskriterien bei Druckern

Man kann Drucker nach verschiedenen Kriterien unterscheiden:

• Mit oder ohne Medienberührung: Impact- und Non-Impact-Drucker. Zu den Impact-Druckern zählen zum Beispiel Nadel-, Typenrad- und Kugelkopfdrucker, zu den Non-Impact-Druckern Tintenstrahl-, Thermo- und Laserdrucker.
• Druckverfahren (siehe unten)
• Kleinste druckbare Einheit: Zeichen-, Zeilen- oder Seitendrucker (beispielsweise Typenrad-, Typenketten- und Laserdrucker)
• Druckerschnittstelle: kabelgebundene (parallel, USB, Ethernet) oder drahtlose Schnittstellen (Bluetooth, IrDA, WLAN). Bis in die 1990er Jahre wurden noch zeichenorientierte Drucker (z. B. Typenraddrucker) verwendet, für die der serielle Anschluss genügte.

Zeichenweise druckende Drucker kann man unterteilen in bidirektionale und unidirektionale Drucker. Bei bidirektionalen Druckern (alle modernen Nadel- und Tintenstrahldrucker) kann der Druckkopf bei seiner Hin- und Herbewegung in beiden Richtungen drucken. Im Vergleich zu ihren unidirektionalen Äquivalenten sparen bidirektionale Drucker folglich Zeit, da auch beim Rücklauf des Druckkopfes gedruckt wird.

Als Bidirektionalität wird jedoch auch ein ganz anderes Konzept bezeichnet: Moderne Schnittstellen (Parallel, USB, FireWire, Ethernet) unterstützen die bidirektionale Datenübertragung. Dadurch können komplexe Bestätigungsmeldungen des Druckers an den Rechner übertragen werden, die in ihrem Informationsgehalt weit über die alten Signale „Zeichen erfolgreich empfangen“, „druckt noch“, „Papierende“ und „Drucker ist Off-Line“ hinausgehen.

Die meisten modernen Farblaserdrucker großer Hersteller versehen Ausdrucke mit einer kaum sichtbaren Markierung, die das Datum des Ausdrucks und eine Kennnummer des Druckers in kodierter Form auf dem Blatt hinterlässt. Diese Markierung dient zur einfacheren Verfolgung von Straftätern anhand ausgedruckter Dokumente. (Ursprünglich von den USA initiiert, jedoch bei allen Druckern weltweit realisiert.)

Der Papiertransport in einem Drucker besteht entweder aus Gummi-Walzen oder Endlosantrieb (Traktorbetrieb). Bei überaltertem Gummi können Probleme mit dem Papiertransport auftreten.

[Bearbeiten] Wichtigste Druckertypen (eingeteilt nach Druckverfahren)

[Bearbeiten] Kugelkopfdrucker

Der Kugelkopfdrucker arbeitet nach dem Prinzip der Kugelkopfschreibmaschine und gehört zur Familie der Impact-Drucker.

Dabei bewegt sich nicht wie beim Typenraddrucker das Typenrad wie eine runde Scheibe, auf der die einzelnen Zeichen als „Stempel“ angebracht sind, sondern ein runder Druckkopf. Dadurch, dass nicht immer wieder das ganze Rad gedreht werden muss, um zum nächsten Zeichen zu gelangen, erreicht man mit Kugelkopfdruckern eine höhere Geschwindigkeit als mit seinem Vorgänger. Dieser Kugelkopf dreht sich schnell und stempelt, wenn der richtige „Stempel“ vor dem Papier ist, auf ein Farbband. Dieses druckt dann durch auf das dahinter befindliche Papier. Diese Druckmethode wurde durch Laser bzw. Tintenstrahldrucker ersetzt.

[Bearbeiten] Typenraddrucker

Triumph-Adler Typenraddrucker TRD 170 S von ca. 1981

Diese Drucker funktionieren ähnlich wie eine Typenradschreibmaschine und gehören ebenfalls zur Familie der Impact-Drucker. Die Buchstaben werden erzeugt, indem ein Hammer die Typen eines drehbaren Typenrad durch ein Farbband gegen das Papier schlägt. Der Hammer wird in der Regel von einem Permanentmagneten angetrieben, der sich in einem Elektromagneten befindet. Die Typenräder sind auswechselbar und meist für verschiedene Schriftarten verfügbar. Die Druckgeschwindigkeit liegt in der Regel bei 15–30 Zeichen pro Sekunde. Professionelle Geräte erreichen aber auch weitaus höhere Geschwindigkeiten bis 80 Zeichen pro Sekunde. Das Schriftbild der Ausdrucke ist von sehr guter Qualität. Für Grafik ist der Typenraddrucker bedingt geeignet. Die Geräte eignen sich sehr gut für die Anfertigung von Durchschlägen.

Typenraddrucker wurden vor allem in den 1980er Jahren für die Korrespondenz eingesetzt. Bei Firmen und Behörden waren die robusten Geräte noch bis weit in die 1990er Jahre zur massenhaften Bedruckung von Formularen in Betrieb. Heute haben diese Drucker aufgrund ihrer niedrigen Geschwindigkeit, ihrer hohen Geräuschentwicklung sowie der Tatsache, dass sie nur bedingt Grafik drucken können, keine Bedeutung mehr.

[Bearbeiten] Laserdrucker

Ein kompakter Laserdrucker für den Einsatz am Arbeitsplatz

Laserdrucker sind fotoelektrische Drucker, die nach einem ähnlichen Prinzip arbeiten wie ein Fotokopierer. Der Laserdrucker benutzt eine Bildtrommel, deren nutzbare Oberfläche in der Regel einer DIN-A4-Seite entspricht. Diese Trommel ist statisch geladen. Sie rotiert und wird überall dort, wo es notwendig ist, Punkt für Punkt von einem zeilenweise hin- und herbewegten Laser-Strahl beschrieben (bei einfachen Laserdruckern meist mit etwa 300 dpi; bei hochwertigen wird eine deutlich höhere Auflösung benutzt). Trifft der Strahl auf, wird die Ladung an den jeweiligen Punkten entfernt. Sind keine Informationen aufzubringen, bleibt der Laser für den entsprechenden Punkt aus und damit die Ladung unverändert. Ob und wie der Laser aktiv wird, hängt von den Daten des Anwendungsprogramms (Grafik, Text, usw.) ab. So entsteht ein Negativ des späteren Ausdrucks. Auf die Bildtrommel wird Toner-Pulver aufgebracht, das genau die gleiche Ladung hat wie die Trommel. Es haftet nur an den Stellen, an denen der Laser die Ladung gelöscht hat.

Dieses Toner-Abbild der Daten gelangt dann auf statisch aufgeladenes Papier und wird dort durch Erhitzen fixiert. Der Laserdrucker ist ein sogenannter Seitendrucker. Er erzeugt immer das komplette Bild einer Seite auf der Bildtrommel und druckt dann die gesamte Seite aus, selbst wenn nur ein kurzer Text oder nur eine kleine Grafik wiederzugeben ist.

[Bearbeiten] Farb-Laserdrucker

Vom Grundprinzip unterscheidet sich der Farblaserdrucker zum Monochromlaserdrucker nur darin, dass noch zusätzliche Tonerbehälter (sowie meist separate Belichtungseinheiten) für die einzelnen Farben (Cyan, Magenta, Yellow und Black, siehe CMYK-Farbmodell) zur Verfügung stehen. Die Bildtrommel oder das Transferband belichtet der Laserstrahl viermal pro Druck – für jede Farbe einmal.

Bei ihnen werden die einzelnen Grundfarben mit entsprechendem Toner übereinander gedruckt und anschließend fixiert.

Die Hersteller arbeiten an alternativen Technologien wie dem Gel- oder LED-Druck. Aber auch am Toner wird gearbeitet. Die Firma Konica Minolta zum Beispiel hat mittlerweile einen speziellen Polymertoner eingeführt, der farbgetreuere Ausdrucke liefert.

[Bearbeiten] LCD/LCS-Drucker

Abkürzung Liquid-Crystal-Display- / Shutter-Drucker. Dies sind fotoelektrische Drucker, welche ähnliche Grundprinzipien benutzen wie Laserdrucker oder LED-Drucker. Er verwendet aber keinen beweglichen Laserstrahl, sondern eine Leiste, die so breit ist wie eine Seite und 2.400 LCD-Elemente enthält. An ihr dreht sich die zu belichtende Bildtrommel vorbei. Die einzelnen LCD-Elemente werden entsprechend den auszugebenden Daten angesteuert und lassen dann entweder das Licht einer starken Lampe durch oder verdunkeln es, je nach Impuls. Dementsprechend werden Ladungen auf der Bildtrommel entfernt, reduziert oder unverändert gelassen. Das weitere Verfahren entspricht dem des Laserdruckers. Aufgrund der Ähnlichkeit werden LCD- / LCS-Drucker oft auch als Laserdrucker bezeichnet. Viele LCD-Drucker produzieren das gesundheitsschädliche Ozon.

[Bearbeiten] Nadeldrucker

Der 9-Nadel-Drucker Amstrad DMP3160 (Vorder- und Rückansicht)

Druckbild eines 9-Nadel-Druckers in der Vergrößerung

Nadeldrucker sind Matrixdrucker welche statt ganzen Buchstaben, nur Segmente durch Nadeln auf das Papier bringen, welche sich zu Buchstaben optisch zusamenfügen. Oft findet Endlospapier (Tabellierpapier) Verwendung. Ein entscheidender Vorteil gegenüber anderen Druckern ist die Möglichkeit, Durchschläge in einem Arbeitsgang anzufertigen, weshalb noch heute in vielen Arztpraxen oder Firmen solche Drucker zu finden sind. Auch lassen sich mit Nadeldruckern einfache Schwarz-Weiß-Grafiken drucken. Sie verursachen beim Druckvorgang jedoch starken Lärm.

[Bearbeiten] Zeilendrucker

Beispiele für Zeilendrucker sind Typenrollendrucker, Kettendrucker und Banddrucker. Bei dieser alten Druckerart werden, im Gegensatz zum Nadeldrucker oder Typenraddrucker, ganze Zeilen auf einmal gedruckt, nicht einzelne Buchstaben oder Teile von ihnen. Sie wurden in Rechenzentren eingesetzt, um schnell große Papiermengen, zum Beispiel Protokolldateien, Lohnlisten etc., zu bedrucken. Sie waren im Zeitalter der Nadeldrucker mit bis zu 1.500 Zeilen pro Minute die schnellsten Drucker. Aufwendige Papierführungen sorgten dafür, dass sich das Endlospapier mit einer Randperforierung bei der hohen Geschwindigkeit sauber bedrucken ließ. Durch eine mechanische Formatsteuerung konnten verschiedene Papierformate eingestellt werden, die einen entsprechenden Seitenvorschub sicherstellten. Die Farbe wurde mit breiten farbgetränkten Stoffbahnen auf das Papier übertragen.

[Bearbeiten] Tintenstrahldrucker

Der Tintenstrahldrucker Apple Color StyleWriter 2400 (eingeführt 1994)

Tintenstrahldrucker sind Drucker, die sehr kleine Tintentröpfchen anschlagfrei auf das Papier spritzen; der Zeichendarstellung nach sind diese Drucker Matrixdrucker. Vorläufer der Tintenstrahldrucker sind technische und medizinische Geräte, die Messwerte als Tintenkurven aufzeichnen. Ihnen folgten als erste Tintenstrahldrucker die Continuous-Ink-Jet-Drucker, die einen kontinuierlichen Tintenstrahl benutzten, der nach Bedarf abgelenkt wurde. Dieses Verfahren wird – in verbesserter Form – auch heute noch bei einigen hochwertigen Tintenstrahldruckern benutzt. Bei normalen Tintenstrahldruckern werden nur nach Bedarf (Drop on Demand) Tröpfchen aus Düsen auf das Papier geschleudert, um einzelne Punkte zu erzeugen (durchschnittliche Größe 0,4 bis 0,3 mm). Diese Tröpfchen entstehen entweder im Bubble-Jet- oder im Piezo-Verfahren. Welche Auflösung der Tintenstrahldrucker erreicht, hängt vor allem davon ab, über wie viele Düsen der Druckkopf verfügt und wie diese angesteuert werden. Einfache Tintenstrahldrucker erreichen etwa 300 bis 360 dpi, leistungsfähigere 1.200 dpi und mehr. Weichere Verläufe durch unterschiedliche Punktgrößen erzielt eine neue Variante der Bubble-Jet-Technik, die sogenannte Drop Modulation Technology, die zwei Heizelemente benutzt, deren unterschiedliche Ansteuerung die Tropfengröße beeinflusst.

Solche Drucker sind in der Anschaffung relativ preiswert und leise und liefern Druckergebnisse in guter bis sehr guter Qualität. Im Vergleich zu anderen Druckverfahren sind die Verbrauchskosten jedoch relativ hoch, in Einzelfällen kann der Preis für einen Satz Ersatztinte den Anschaffungspreis des Geräts erreichen oder überschreiten, das ist jedoch vom Kaufpreis des Geräts abhängig. In der Regel gilt: teurer Drucker, preiswerte Tinte und umgekehrt. Insbesondere die sogenannte "Verdongelung" der verwendeten Tintenpatronen durch Microchips verhindert die Nutzung alternativer (günstiger) Tintenpatronen oder das Wiederbefüllen leerer Patronen durch eingebaute Verbrauchszähler. Hierdurch sichern sich die Hersteller zunehmend den exklusiven Zugriff auf den hochprofitablen Markt der Tinten-Verbrauchsmaterialen.

Es gibt Tintenstrahldrucker als Schwarz-Weiß- und Farbdrucker (letztere sind mit mehreren Druckköpfen für die verschiedenen Grundfarben ausgestattet). Aufgrund ihres Druckprinzips sind Tintenstrahldrucker nicht in der Lage, Schmuckfarben zu drucken.

Da mit Tinte gedruckt wird, ergeben sich einige typische Probleme: Die Ausdrucke sind oft nicht lichtecht und oft auch nicht (sehr) wasserfest. Bestimmte Papiersorten können sich wellen, manche Schmuckpapiere sind für den Tintenstrahldruck völlig ungeeignet, da die Tinte nicht trocknet und bei Berührung verwischt.

[Bearbeiten] Metalldrucker (Elektro-Erosionsdrucker)

Der Thermodirektdrucker Apple Silentype; eingeführt 1980

Ein metallbeschichtetes Papier wird von einem Druckkopf an den zu bedruckenden Stellen mit Hochspannungsfunken geschwärzt. Diese Drucker sind einfach aufgebaut, erlauben ähnlich kompakte Baugrößen wie Thermodrucker und benötigen kein Farbband, aber teures Papier. Sie fanden nie den Durchbruch im Massenmarkt, sondern blieben immer Nischenprodukt für spezielle Verwendungszwecke, z. B. als Zubehör für Homecomputer wie den Drucker des Sinclair ZX-Spectrum. Sie wurden bis zur Einstellung der Papierrollenproduktion nur noch sehr selten in Registrierkassen eingesetzt. Sie wurden hauptsächlich vom Thermodrucker verdrängt, der sich für ähnliche Verwendungszwecke empfiehlt. Ihm gegenüber sind dessen Ausdrucke zwar lichtecht, aber empfindlich gegenüber Hautfett (Spitzname u. a. „Fingerprinter“).

[Bearbeiten] Thermodrucker

Beim Thermodrucker wird hitzeempfindliches Thermopapier von einem Druckkopf an den zu bedruckenden Stellen aufgeheizt. Auch diese Drucker sind einfach aufgebaut, ermöglichen je nach Verwendungszweck äußerst kleine Bauformen und benötigen kein Farbband, aber teures Papier, das mit der Zeit zudem vergilbt, so dass der Ausdruck nach etwa einem halben Jahr nicht mehr oder nur noch schlecht sichtbar ist. Wurden sie früher oft bei Faxgeräten eingesetzt, kommen die Drucker heute überwiegend bei Kassenbons, Fahrkartenautomaten oder Labeldruckern zum Einsatz.

[Bearbeiten] Thermotransferdrucker

Der Farb-Thermotransferdrucker Alps MD-5500

Thermotransferdrucker finden vor allem im Bereich hochwertiger Farbdrucke Verwendung, wie zum Beispiel im Foto- oder Barcodedruck. Hierbei werden verschiedenfarbige Farbfolien geschmolzen und auf das Papier aufgebracht. Da so allerdings das Farbband nur einmal benutzt werden kann, sind diese Drucker im Betrieb sehr teuer.

[Bearbeiten] Farbdrucker

Farbdrucker sind im Consumer-Bereich meist Tintenstrahldrucker, da diese durch das Anbringen mehrerer Farbpatronen und Druckköpfe preiswert hergestellt werden können. Bei einem hohen Druckvolumen sind die Ausdrucke aufgrund der hohen Tintenpreise sehr teuer. 2005 führte die Firma Ricoh einen Drucker ein, bei dem die Tinte zu einem Gel verdickt ist und der dadurch preiswerter druckt als normale Tintenstrahldrucker. Die Preise für Farb-Laserdrucker sind in den letzten Jahren deutlich gefallen, wobei der Toner auch hier oft unverhältnismäßig teuer ist. Trotzdem sind die Druckkosten je Seite meistens günstiger als bei einem Tintenstrahldrucker.

Im Bereich hochwertiger Ausdrucke mit Fotoqualität kommen unterschiedliche digitale Druckverfahren zum Einsatz, zum Beispiel Thermotransfer, Thermosublimation, Thermoautochrom oder Tintenstrahl, Fotodrucker für den Endkunden-Sektor sind aber üblicherweise Tintenstrahldrucker.

[Bearbeiten] Etikettendrucker

Diese können von Rollen oder Fanfoldern Etiketten endlos ausdrucken. Meist arbeiten diese Drucker auf Thermotransfer- oder Thermobasis. Sie können auch mit Etikettenspendern ausgerüstet werden, um Etiketten einzeln wegzunehmen. Diese Drucker haben sich vor allem im Handel und Industrie durchgesetzt, um Barcodeetiketten flexibel und auch in geringen Stückzahlen herzustellen. Leistungsfähige Industriegeräte drucken heute mit Geschwindigkeiten von rund 30 cm pro Sekunde bei niedrigen Auflösungen (150–200 dpi genügen für Barcodeleser).

[Bearbeiten] Wachsdrucker

Wachsdrucker sind Drucker, die mit durch Hitze verflüssigten Wachstropfen drucken. Wachsdrucker zeichnen sich i. d. R. durch niedrige Druckkosten und Wartungsfreundlichkeit aus. Wachsdrucker werden teilweise auch als Festtintendrucker bezeichnet.

[Bearbeiten] Farbsublimationsdrucker

Ein Drucksystem, bei dem Farben aus RGB-, CMY- oder CMYK-Computerdateien auf mit Farbstoff getränkte Bänder übertragen werden. Diese Farbstoffe werden erwärmt und gehen dann mit dem Papier eine chemische Reaktion ein, wodurch die Farben entstehen. Typische Anwendungsbereiche sind das grafische Gewerbe, Prepress-Anwendungen, Bild-/Fotobearbeitung und Werbeagenturen.

[Bearbeiten] Geschichte des Computerausdrucks

Die Geschichte des Druckers als Peripheriegerät an Rechnern der ersten Generation ist noch unzureichend untersucht. Der ENIAC hatte nur einen Lochkartendrucker, während der SSEC (1946/47) bereits über zwei Drucker verfügte.

[Bearbeiten] Siehe auch

• IEEE 1284 (Centronics-Schnittstelle)
• EPP
• ECP
• Schnelldrucker
• Großformatdruck
• Digital fabricator (3D-Drucker) für Rapid Prototyping, siehe auch 3D Printing
• Druckerpool