Der drucker--

Der Drucker zählt heutzutage neben dem Scanner zu den wichtigsten Peripheriegeräten überhaupt. Grundsätzlich muß man zwischen Druckerhardware und Druckersoftware unterscheiden. Unter Druckerhardware versteht man den technischen Aufbau eines Druckers: Funktionsprinzip, Papiertransport, Bedienung usw. Die Druckersoftware sorgt dafür, dass die vom Computer kommenden Daten korrekt erkannt und in ein schönes Bild als Endergebnis gewandelt werden.



Die Druckerprinzipien
Grundsätzlich wird unter Zeilendruckern und Seitendruckern unterschieden. Wie der Name schon sagt, geben Zeilendrucker Grafiken und Texte Zeile für Zeile aus, wie das zum Beispiel beim Tintenstrahldrucker der Fall ist. Laserdrucker hingegen geben das Blatt erst aus, wenn es vollständig beschrieben wurde, deswegen Seitendrucker.

Zu den Zeilendruckern zählt man

 Nadeldrucker
 Thermodrucker

 Typenraddrucker
 Tintenstrahldrucker

Seitendrucker sind

 Satzbelichtungsmaschinen
 Thermotransferdrucker

 Laserdrucker

Weiters gibt es auch noch andere Drucktechniken, die aber nur im Zusammenhang mit Großrechenanlagen vorkommen, etwa Walzendrucker bei der Zeitungsherstellung.


Die verschiedenen Druckerarten genauer erklärt

Typenraddrucker
Auch besser bekannt als Schreibmaschine. Schreibmaschinen sind heutzutage eigentlich nur mehr selten im Einsatz, denn sie haben gegenüber unseren heutigen Drucker enorme Nachteile. Sie verfügen zwar über eine ausgezeichnete Schriftbildqualität, doch sie sind auch eindeutig lauter und besitzen keinerlei Grafikfähigkeiten.
Die Technik: Die anzuschlagenden Typen mit den jeweiligen Zeichen sind 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). Will man nun eine andere Schriftart drucken, so ist es nötig das Typenrad per Hand zu wechseln.

Die Matrixdrucker
Matrixdrucker zählen heute zur verbreitetsten Druckart. Durch ihre Funktionsweise sind sie sehr flexibel einsetzbar und stellen den Standard in der PC Welt dar. Zu den Matrixdruckern zählt man 3 Funktionsprinzipien
 Nadeldrucker

 Thermodrucker
 Tintenstrahldrucker

Im Gegensatz zu den Typenraddruckern, wo die Zeichen auf dem Rad fest eingraviert sind, werden bei Matrixdruckern die einzelnen Zeichen aus vielen kleinen Punkten (eine sogenannte Matrix) zusammengesetzt. Durch die Größe der Matrix und die Menge der Punkte, die verwendet wird, wird die Qualität eines Bildes bestimmt. Man spricht hierbei von Auflösung: Je höher die Auflösung, das heisst je mehr Punkte verwendet werden, desto feiner erscheint der Ausdruck und desto besser ist die Qualität.

Der Nadeldrucker
Ein erfolgreiches Modell der Matrixdrucker stellt der Nadeldrucker dar. Er ist sehr flexibel verwendbar und auch günstig, mittlerweile aber schon großteils vom Tintenstrahldrucker abgelöst. Man unterscheidet 7-, 8-, 9-, 18- und 24- Nadeldrucker bis hin zu 48-Nadeldrucker, weiters gibt es Nadeldrucker mit parallelen und versetzten Nadelreihen. Hier werde ich aber nicht genauer darauf eingehen. Je mehr Nadeln, desto höher ist die Auflösung nach einem Durchgang.
Die Technik: 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. Deshalb sind Nadeldrucker für die Formularbearbeitung geradezu prädestiniert und auch noch großteils erhalten.
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.


Der Tintenstrahldrucker
Tintenstrahldrucker stellen, zusammen mit den Laserdruckern, die am häufigsten verwendeten Drucker im Homebereich dar. Sie werden auch Inkjet - Drucker genannt und arbeiten nach demselben Matrix - Prinzip wie die Nadeldrucker. Einen riesigen Unterschied gibt es allerdings schon: Bei ihnen wird ein Zeichen nicht durch Nadeln und Farbband zu Papier gebracht, sondern mit flüssiger Tinte, die der Drucker durch feine Düsen auf das Papier spritzt. Nachteil: Es können keine Durchschläge erzeugt werden. Der Vortei daran ist, dass solche Drucker verhältnismässig leise und schnell arbeiten, und sehr gute Grafik - Druckergebnisse liefern. Hierbei gilt: Je mehr Düsen ein Drucker zur Verfügung hat, desto höher die Auflösung, desto besser die Druckqualität. Waren früher die 360 x 360 dpi (= dots per inch) Drucker der Standard, so können heutige Modelle bereits 1440 x 1440 Bildpunkte pro Inch zeichnen, absolute Fotoqualität wird erreicht. Bei der Wahl des Druckpapieres muß man allerdings auch aufpassen, da sie die Endqualität des Druckes deutlich beeinflusst: 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.
Die Technik: Es sind mehrere Düsenreihen nebeneinander angeordnet und mit verschiedenfarbigen Tinten gefüllt. Grob gesagt werden die Tinten erhitzt und einzelne Punkte aufs Papier geschossen, dadurch können bis zu acht verschiedenen Grundfarben genutzt werdn. Durch Farbmischung (Rasterung und Übereinanderdruck) sind mehrere tausend Farbnuancen möglich. Tintenstrahldrucker gibt es in verschiedenen technischen Ausführungen. So existieren Druckköpfe, die mit Hitze arbeiten (Bubble Jet), Drucker mit Wegwerf - Druckkopf und Verfahren mit Festtinte, Flüssigwachs oder Graphitpatronen. Drucker mit Festtinte arbeiten mit einem Tintenwachs, das erhitzt wird, bevor es durch eine Düse auf das Papier gelangt. Diese Drucktechnik hat den Vorteil der kontrastreichen Farbdarstellung auch auf rauhem oder extrem glatten Papier. Allerdings können die Tröpfchen wieder vom Papier abfallen, was dem Druckbild schadet. Außerdem benötigen solche Drucker eine Anwärmzeit. Sie müssen in der Regel ständig eingeschaltet bleiben, auch wenn nicht gedruckt wird. Sonst kann es nämlich zu Verstopfung der Düsen kommen. Ein anderes Verfahren, das noch nicht in der Großserie angewandt wird, schleudert mit Hilfe elektrostatischer Entladung geringe Graphitmengen aus einem Farbstoffröhrchen auf das Papier.


Näheres zum BubbleJet-Prinzip
Von den im größeren Umfang eingesetzten Techniken, Tintentröpfchen auf das Papier zu bringen, ist das Bubble Jet-Verfahren das preiswerteste. Die Herstellerfirma CANON ist bekannt für ihre BubbleJet-Drucker. Bei dieser Technik erhitzt ein Thermoelement in einer Röhre die darüberfließende Tinte. Es bildet sich explosionsartig ein kleines Gasbläschen, das durch seinen Überdruck ein winziges Tröpfchen aus der Düse abgibt. Die Bubble Jet-Drucker können eine Lebensdauer von bis zu 200 Millionen Zeichen erreichen. Das Bubble Jet-Verfahren hat aber auch Nachteile: Die Tröpfchen entstehen aus einer Wechselwirkung bzw. Umformung von Strom in Wärme und kinetischer Energie. Dadurch läßt sich die Größe des ausgestoßenen Tröpfchens nicht mehr zuverlässig steuern. Ein weiterer kritischer Punkt ist die erreichbare Geschwindigkeit: Das Gasbläschen muß schnell wieder zusammenfallen, bevor ein neues Tröpfchen gebildet werden kann. Die maximale Frequenz beträgt 2000 Hertz. Im Vergleich dazu ist die nun beschriebene Piezo-Technik erheblich schneller.

Näheres zum Piezo-Prinzip
Das meistverwendete Verfahren, Tinte auf das Papier zu bringen, ist die Verwendung von Piezo-Keramik, wie sie zum Beispiel die Firma EPSON verwendet. Ein elektrischer Impuls verändert die Form eines Piezo Elements. Diese Formveränderung bewirkt eine Druckimpuls im Tintenkanal, der zum Ausstoß eine Tintentropfens an der Düse führt. Die Größe des herausgeschleuderten Tropfens läßt sich über den elektrischen Impuls direkt und sehr genau steuern. Weitere Vorteile der Piezo-Technik: Höhere Geschwindigkeit, geringere Betriebskosten und eine fast unbegrenzte Lebensdauer der Piezo-Druckköpfe.


Der 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 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. Nachteil: Sehr hoher Farbverbrauch.



Der 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 300 * 300 dpi erreicht. Man erhält eine intensive Schwärzung, filigrane Linien und sehr scharfe Kanten. Kurz gesagt, ein Druckergebnis, das für fast alle Anwendungszwecke ausreichend ist. 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 (Halogen-Lampenstab bei LCS und Leuchtdiode bei LED).
Die Technik: 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. Vorteil eines Laserdruckers ist die schnelle und hochwertige Verarbeitung des Ausdrucks, sowie ein leises Arbeitsgeräusch. 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 25.000 bis zu 50.000 Schilling (und aufwärts) für einen PostScript-fähigen Farb-Laserdrucker.

Die Laser-Technik genauer betrachtet
Laserdrucker arbeiten ähnlich wie Fotokopierer. Hauptbestandteil eines Laserdruckers ist eine Trommel, die mit einem lichtempfindlichen Material beschichtet ist. Ein fein gebündelter Laserstrahl wird über mehrere Umlenkspiegel auf die sich drehende Trommel projiziert. Der auftreffende Laserstrahl entlädt die elektrostatisch aufgeladene Trommel. Der Strahl wird über einen sich sehr schnell drehenden Polygonspiegel gleitet und dadurch waagrecht über die Trommel bewegt. So zeichnet der Laserstrahl das Druckbild Zeile für Zeile auf die Trommel. Anschließend führt der Laserdrucker die Bildtrommel durch ein ebenfalls negativ aufgeladenes Tonerpulver. An den Stellen die der Laserstrahl entladen hat, haftet der Toner auf der Trommel. Das Druckbild befindet sich in Form von Tonerpulver auf der Bildtrommel. Das zu bedruckende Papier lädt der Drucker positiv auf und rollt es an der Trommel ab. Dadurch überträgt sich das Tonermaterial auf das Papier. Weil der Toner aber nur lose auf dem Papier aufliegt könnte man ihn noch mit der Hand verwischen. Deshalb wird das Blatt noch durch eine sogenannte Entwicklereinheit transportiert, worin es zwischen zwei aufgeheizten Walzen durch Druck und Wärme fixiert wird. Deshalb kommt das Papier immer warm aus einem Laserdrucker.


Eigenschaften der verschiedenen Drucker

Eigenschaften Typenrad-
drucker Nadel-

drucker Tintenstrahl-
drucker Thermotransfer

drucker Laser-

drucker
Textausgabe JA JA JA JA JA

Grafikausgabe NEIN JA JA JA JA
Farbe NEIN JA JA JA NEIN

Durchschläge JA JA NEIN NEIN NEIN
Druckgeschw. GERING MITTEL MITTEL-HOCH MITTEL-HOCH HOCH
Druckqualität SEHR HOCH MITTEL-HOCH HOCH HOCH SEHR HOCH
Dokumenten-

echtheit JA JA JA NEIN TEIL-
WEISE

Druckerbetriebssysteme, Druckersprachen
Ein Druckerbetriebssystem ist für sämtliche Vorgänge, die im Drucker stattfinden verantwortlich. Es sorgt dafür, daß die ankommenden Daten korrekt interpretiert und verarbeitet werden. Es übernimmt auch die Steuerung der gesamten Mechanik im Drucker. Den Anwender interessiert allerdings nur die Datenschnittstelle zum Betriebssystem, das heißt, wie die einzelnen Bytes vom Drucker verarbeitet werden. Grundsätzlich gibt es zwei Möglichkeiten für das Druckerbetriebssystem, ein Byte zu interpretieren. Entweder handelt es sich um ein druckbares Zeichen, das auf Papier ausgegeben wird, oder um einen Befehl. Dieser veranlaßt den Drucker zu bestimmten Tätigkeiten, beispielsweise Wechsel der Schriftart, Änderung des Zeilenabstandes, Grafikausgabe usw. Ein Druckerbefehl kann dabei auch aus mehreren Bytes bestehen. Zu den wichtigsten Standards zählt heute unter anderem die Drucker-Sprache "PostScript".


Schnittstellen und Anschluss
Für den Anschluß an den PC besitzt ein Drucker mindestens eine, manchmal auch mehrere Schnittstellen. Beim Kauf sollte man darauf achten, daß beide Geräte, sowohl PC als auch Drucker, über den gleichen Schnittstellentyp verfügen. Eine Umrüstung des Druckers ist in den meisten Fällen nicht möglich und an den PCs, wenn überhaupt, nur mit Zusatzsteckkarten. Auch das passende Kabel sollte man sofort beim Händler erwerben, da an den verschiedenen Rechnern und Druckern auch verschiedene Steckerformen verwendet werden.
Grundsätzlich unterscheidet man drei verschiedene Übertragungsverfahren zwischen Computer und Peripherie:
 Parallele Schnittstelle

 Serielle Schnittstelle
 Bussysteme
Serielle Schnittstellen sind prinzipiell langsamer sind als parallele Schnittstellen.
Im Gegensatz zu seriellen und parallelen Schnittstellen, an denen maximal zwei Geräte angeschlossen sind, kann man mit einer Busstruktur ein richtiges Netzwerk mit Computern und Druckern aufbauen.