1. Drucker allgemein

Drucker lassen sich in viele verschiedene Kategorien einteilen. Teilt man sie nach ihren grundlegenden Eigenschaften ein, unterscheidet man zwischen Impact- und Non-Impact-Druckern. Man unterscheidet "wie" die Zeichen aufs Papier kommen.

2. Non-Impact Drucker

Damit wird eine Vielzahl von Druckern angesprochen, die anschlagfrei arbeiten.

Das heißt man hat zum Beispiel nicht die Möglichkeit Durchschläge zu erhalten.

3. Tintenstrahldrucker

Grundsätzlich unterscheidet man zwischen zwei Techniken für den Tintendruck -

dem Continuous-Drop-Verfahren und dem Drop-on-Demand-Verfahren.

3.1 Beschreibung

Tintenstrahldrucker sind lautlose Drucker und gehören wie Nadeldrucker zur Familie der Matrixdrucker, besitzen jedoch anstelle der Nadeln eine entsprechende Anzahl winziger Düsen, aus denen ca. 120 000 Farbtröpfchen/Sekunde auf das Papier geschleudert werden. Bei dieser Art von Druckern verwendet man eine elektronisch aufladbare Tinte, die von Elektroden abgelenkt wird.

Die Tintentröpfchen haben einen Durchmesser von ca. 0,02 mm und fliegen mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 700 km/h auf das Papier, wo ein 0,16mm großer Punkt erzeugt wird.

Durch verschiedene Tintenmischungen kann man verschiedene Farbschattierungen erhalten. Aufgrund ihrer Wirkungsweise sind Tintenstrahldrucker aber nicht in der Lage, Durchschläge herzustellen.

Die Qualität von Tintenstrahldruckern hängt von der Anzahl der Düsen ab. In der Regel besitzen die Geräte zwischen 9 und 64 Düsen. Bei Farbtintenstrahldruckern sind mehrere Düsenreihen nebeneinander angeordnet und mit verschiedenfarbigen Tinten gefüllt. Dadurch können bis zu acht verschiedene Grundfarben genutzt werden. Durch diverse Farbmischungen (Rasterung und Übereinanderdruck) sind mehrere tausend Farbnuancen möglich.

3.2 Bubble-Jet (Dampfblasen-Strahl-Methode)

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. Ein Problem ergibt sich jedoch aus der hohen Belastung der Heizwiderstände. Mit Hilfe moderner Werkstofftechnik hat man jedoch auch das im Griff. Deshalb gibt es bereits Bubble Jet-Druckköpfe, die im Drucker verbleiben und eine Lebensdauer von bis zu 200 Millionen Zeichen erreichen.

Das Bubble-Jet Verfahren ist das preiswerteste. Ein Nachteil ist jedoch, daß sich die Größe des ausgestoßenen Tröpfchens nicht zuverlässig steuern läßt. Dadurch  ist die Gefahr gegeben, daß die Dichte des Druckbildes schwankt, da die Tröpfchengröße eben nicht gezielt variierbar ist.

Ein weiterer Nachteil ist die erreichbare Geschwindigkeit. Das Gasbläschen muß schnell wieder zusammenfallen bevor ein weiteres Tröpfchen gebildet werden kann.

3.3 Piezo-Technik (Drop-on-Demand)

Bei diesem Verfahren arbeiten die Piezo-Druckköpfe mit elektrischen Impulsen. Dabei dehnt sich beim Anlegen einer Spannung das Piezo-Element (Tausende von Piezo-Kristall-Fädchen auf engstem Raum) in der Länge aus und drückt gegen eine Membran.

Dies verursacht einen Überdruck im Tintenkanal und die Tinte wird aus der Düse herausgeschleudert. Die Größe des herausgeschleuderten Tropfens läßt sich hier über den elektrischen Impuls direkt und sehr genau steuern.

Durch sehr dichte Düsenabstände und die kleinen Tropfen wird bei Piezo-Druckköpfen die sehr hohe Auflösung  von max. 1440 x 720 dpi möglich.

Der Piezo-Druckkopf hat eine Lebensdauer von ca. 1 Milliarde zeichen und wird daher als Permanent-Druckkopf bezeichnet. Dies führt zu geringen Betriebskosten und reduziert die Abfallmenge.

Die Tröpfchengröße ist bei diesem Verfahren exakt kalkulier- und dosierbar, da sie elektro-mechanisch gesteuert wird. Dies erlaubt klare, scharf umrissene Zeichen und hochauflösende Grafiken.

Vorteile:

Ökologie: Der Piezo-Druckkopf hat eine Lebensdauer von ca. 1 Milliarde Zeichen und wird daher als Permanent-Druckkopf bezeichnet. Dies führt zu geringeren Betriebskosten und reduziert die Abfallmenge.

Geschwindigkeit: Die maximale Spritzfrequenz beträgt beim Piezo-Verfahren max. 20 kHz, was zu einer hohen Druckgeschwindigkeit führt.

Qualität: Durch exakte kalkulierbare Tröpfchengröße klare und scharf umrissene Zeichen und hochauflösende Grafiken.

3.4 Vergleich Bubble-Jet und Piezo

3.5 Kontinuierlicher Tintenstrahl

Hier "fliegen" in schneller Folge ständig elektrisch aufgeladene Tintentröpfchen zwischen zwei Ablenkeletroden hindurch. Wird an einer gewissen Stelle kein Tröpfchen benötigt, wird der Tintenstrahl in einen Auffangbehälter geleitet.

Das Verfahren ist heutzutage nicht mehr aktuell, da es zu zeitaufwendig ist.

3.6 Tinte

Die Tinte besteht aus einer Vielzahl von Chemikalien, wobei jede davon eine bestimmte Funktion erfüllt.

ZB.:

Glykol/Polyethylenglykol, daß die Förderung der Befeuchtung des Papiers und das Verstopfen der Düsen verhindert

Biozide, zum Schutz gegen Bakterien, Pilze und Algen

Ethanolamin, zur Verhinderung der Kristallisation der Farbstoffe

Diverse Farbstoffe , etc.

3.7 Papier

Bei der Wahl des Papiers muß man sehr vorsichtig sein. Ein zu grobes oder rauhes Papier hat zur Folge, daß die Tinte darauf verläuft und das an sich schöne, klare Schriftbild sich erheblich verschlechtert (Löschpapiereffekt).

Bei zu glattem Papier kann es passieren, daß die Tinte nur sehr langsam trocknet und daher verwischt.

Den besten Effekt und die besten Ergebnisse erzielt man mit holzfreien Kopierpapier oder Papier, dessen Oberfläche mit Talkum (Magnesium-Silikatverbindung) behandelt ist.

3.8 Kriterienkatalog

Druckqualität: bei der Bubble-Jet Methode kann man von 300x300 bis zu 720x720 dpi, bei der Piezo-Technik 720x720 dpi und aufwärts erreichen. Bei neueren Techniken erreicht man bereits 1400x1400 dpi.

Geschwindigkeit: ist abhängig von der Druckqualität und bewegt sich zwischen 1 bis 7 Seiten pro Minute.  Bei Farbausdrücken liegt die Anzahl der Seiten deutlich darunter (ca. 2).

Preis/Seite: Eine Seite kosten zwischen 0,8 und 2 Schilling. Bei Farbtintenstrahldruckern kann eine Seite bis zu 3,80 Schilling kosten.

4. Laserdrucker

4.1 Beschreibung

Laserdrucker geben die bedruckten Blätter seitenweise aus. Erst wenn das Papier vollständig bedruckt ist, oder der Computer das Seitenende signalisiert, wirft der Laserdrucker das aktuelle Blatt aus. Laserdrucker arbeiten ähnlich wie Fotokopierer. Es ist meist ein kompletter Computer mit schnellem Prozessor eingebaut, der die Bilder in seinem Speicher aufbaut.

4.2 "echter" Laserdrucker

Hauptbestandteil eines Laserdruckers ist eine Trommel, die mit lichtempfindlichem Material beschichtet ist. Über mehrere Umlenkspiegel wird ein fein gebündelter Laserstrahl auf eine sich drehende Trommel projiziert. Der auftreffende Laserstrahl entlädt die elektrostatisch aufgeladene Trommel. Der Strahl wird über einen sich sehr schnell drehenden Polygonspiegel weitergeleitet und dadurch waagrecht über die Trommel bewegt. So zeichnet der Laserstrahl das Druckbild Zeile für Zeile auf die Trommel. Anschließend wird die Bildtrommel durch ein ebenfalls negativ aufgeladenes Tonerpulver geführt. An den Stellen, die der Laserstrahl entladen hat, haftet der Toner auf der Trommel. Das Druckbild befindet sich also in Form von Tonerpulver auf der Bildtrommel.

Das zu bedruckende Papier wird vom Drucker Positiv aufgeladen und wird an der Trommel abgerollt.

Dadurch wird das Tonermaterial auf das Papier übertragen. Da der Toner aber nur lose auf dem Papier aufliegt und man ihn dadurch noch mit der Hand verwischen könnte, wird das Blatt noch durch eine sogenannte Entwicklereinheit transportiert, worin es zwischen zwei aufgeheizten Walzen durch Druck und Wärme fixiert wird. Das ist auch der Grund, weshalb das Papier immer warm aus dem Laserdrucker kommt.

4.3 LCS-Drucker

(Liquid Crystal Shuter = Flüssigkeitskristallgitter)

Diese Art von Laserdrucker besitzen einen Halogen-Lampenstab, dessen Länge genau der Breite der Bildtrommel entspricht. Vor diesem Lampenstab befindet sich eine LSC-Schiene, die durch punktweises Anlegen einer Spannung lichtdurchlässig gemacht wird.

4.3 LED-Drucker

(Light Emitting Diode = Leuchtdiode)

LED-Drucker sind den LCS-Druckern sehr ähnlich, besitzen jedoch anstatt der LCS-Schiene eine Leiste mit 300 Leuchtdioden (LEDs) pro Zoll, die durch Spannungen ein- und ausgeschaltet werden können.

Ansonsten unterscheiden sich LED- und LCS-Drucker nicht sehr von herkömmlichen Laserdruckern. Jedoch wird hier durch die Verwendung alternativer Lichtquellen auf empfindliche mechanische und optische Bauteile, wie zB den Polygonspiegel verzichtet.

4.5 Toner

Ein Toner besteht aus einer trockenen Substanz, die elektrisch geladen wird. Durch die elektrische Ladung bleibt sie auf einer Trommel, Platte oder Papier, die anders gepolt sind, haften. Toner ist eine spezielle Art von Tinte, die von Kopierern und Laserdruckern verwendet wird.

Der Toner befindet sich meist in einer Patrone, die einfach in den Drucker gesteckt wird. Ist diese leer, füllt man sie entweder nach oder man tauscht sie einfach aus.

Mit einer Patrone kann man bis zu 1000 Seiten drucken.

4.6 Kriterienkatalog

Druckqualität: die meisten Laserdrucker schaffen bereits 1200 x 1200 dpi. Die Druckqualität hängt jedoch davon ab, wie dicht die Fototrommel beschrieben wird.

Geschwindigkeit: hängt von der Aufbereitung der Daten im Druckerspeicher und dessen Größe, und der Übertragung auf die Fototrommel ab. Bei normalen Laserdruckern Ausdrucken bewegt sich die Geschwindigkeit im Bereich von 6 bis 25 Seiten /min. Hochleistungsdrucker können bereits 400 Seiten/min. und aufwärts drucken.

Preis/Seite: Der Preis schwankt zwischen 10-40 Groschen, bei Farblaserdruckern kommt man auf ca. 2 Schilling.

5. Einsatzgebiete

Laser-  und Tintenstrahldrucker werden in Büros, für Formulardrucke, Etiketten, CAD Ausdrucke und Folienpräsentationen verwendet.

6. Marktübersicht