Drucktechniken
Typenraddrucker
Druckertyp, bei dem wie bei einer Typenradschreibmaschine die Drucktypen auf
einer Scheibe (dem Typenrad) angebracht sind. Zum Drucken eines Zeichens
wird das Typenrad so gedreht, dass das gewünschte Zeichen vor dem
Anschlaghämmerchen steht. Dieses drückt die Type auf das Farbband und damit
beide auf das Papier. Dabei entsteht ein unangenehmes Geräusch.
Weitere Typendrucker sind die Kugelkopf- und Zylinderkopfdrucker
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Kettendrucker, Walzendrucker
Eine Kette gebildet aus Typen läuft um. Ist dabei eine Type an der
Druckposition, so schlägt der Druckhammer zu. Laut und mäßige Qualität.
Der Walzendrucker druckt zeilenweise. Auf einer Scheibe der Walze befinden
sich die Drucktypen. Sie werden durch Drehen in so in Position gebracht, dass
eine Zeile entsteht. Dann schlagen die Druckhämmer zu. (Drucker des R300, er
hatte nur die großen Buchstaben in seinem Font)
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Nadeldrucker, Matrixdrucker
Erster grafikfähiger Drucker. Grosse Verbreitung. Bei Geräten mit 16 Nadeln
und guter Wartung war bereits eine ansprechende Druckqualität zu erreichen.
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Laserdrucker
Fotoelektrischer Drucker, der mithilfe eines Laserstrahls druckt. Ähnlich wie bei
einem Fotokopiergerät, das mit der Technik der Xerographie arbeitet, werden
die Informationen für eine zu druckende Seite auf eine lichtempfindliche
Trommel aufgebracht. Dazu wird aber nicht wie beim Kopierer eine Lampe,
sondern ein Laserstrahl verwendet, der über ein Spiegelsystem so gelenkt wird,
dass das Bild einer Seite entsteht. Dieses recht aufwendige und teure LaserSpiegel-System ist mittlerweile vielfach durch LED-Druckzeilen abgelöst
worden (LED-Drucker). Auch solche LED-Drucker werden in der Regel
Laserdrucker genannt, obwohl die Bezeichnung nicht zutrifft.
Die Bildtrommel eines Laserdruckers besteht aus einem selenbeschichteten
Glaszylinder, der elektrostatisch aufgeladen wird, entweder über einen Draht
oder über Ladungswalzen. Dort, wo Licht auf die Trommel fällt, wird die
Selenschicht entladen.(Photoelektrischer Effekt) Nach der Belichtung bringt der
Drucker Tonerpulver auf die Trommel, das ebenfalls elektrostatisch aufgeladen
ist. Von den unbelichteten (noch geladenen) Bereichen wird das Pulver
abgestoßen; es haftet nur dort, wo Licht auf die Trommel gefallen ist. So
entsteht das Bild einer Seite. Dieses Bild wird nun durch eine Umdrehung der
Trommel auf das Papier (oder ein anderes Medium gedruckt). Abschließend
muss der Toner noch durch Erhitzen auf dem Papier fixiert werden; geschähe
dies nicht, würde der Ausdruck verwischen.
Jeder Laserdrucker ist ein Seitendrucker. Das Druckbild wird zunächst komplett
aufgebaut (entweder im internen Speicher des Druckers oder im Arbeitsspeicher
des Computers). Anschließend gibt der Drucker die Seite kontinuierlich aus.
Laserdrucker sind als Schwarz-Weiß-Drucker weit verbreitet, da sie mittlere bis
hohe Druckqualität zu einem relativ geringen Preis bieten. Farblaserdrucker
gewinnen zunehmend an Bedeutung, seit ihr anfänglich hoher Preis deutlich zu
sinken beginnt. Sie funktionieren im Prinzip wie Schwarz-Weiß-Laserdrucker,
arbeiten aber in vier Durchgängen (für jede Grundfarbe ein Durchgang und
jeweils eine Tonerfarbe; Farben nach dem CMYK-Modell).
Druckverfahren und -material von Laserdruckern bergen Risiken für die
Gesundheit. So führen die elektrischen Aufladungen und Entladungen zur
Bildung von Ozon, einem die Atemwege reizenden Gas. Daher enthalten
Laserdrucker einen Ozonfilter. Das Tonerpulver ist in der Regel sehr giftig.
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In einem Laserdrucker schreibt ein Diodenlaser auf der elektrisch geladenen
Bildtrommel ein Muster aus entladenen Stellen. Wird danach auf die Trommel
Toner aufgetragen, so haftet dieser nur an entladenen Stellen, es ergibt sich ein
dem Druckbild entsprechendes Tonermuster auf der Trommel, das beim
Drucken auf das Papier übertragen wird. Durch Erhitzen des bedruckten Blatts
wird der Toner auf dem Papier fixiert.
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Tintenstrahldrucker
Druckertyp, der Zeichen und Grafiken aus feinen Tintentröpfchen erzeugt. Er
verfügt über einen Druckkopf mit zahlreichen winzigen Düsen, der in geringem
Abstand über dem Papier (oder einem anderen Druckmedium) hin- und
herbewegt wird. Die Düsen spritzen zeilenweise Punktmuster aus
Tintentröpfchen auf das Papier. Zum Druckkopf gehört bei Schwarz-WeißDruckern ein Tintentank mit schwarzer Tinte. Bei Farbtintenstrahldruckern sind
vier oder sechs Tintentanks vorhanden. Diese enthalten die Farben Cyan,
Magenta, Gelb (Yellow) , Schwarz (blacK) (CMYK) sowie manchmal
zusätzliche Mischfarben. Die Tinte entspricht weitgehend der herkömmlichen
Tinte, enthält aber Zusätze, die sie besonders flüssig halten. Trotz dieser
besonderen Eigenschaften der Druckertinte können die Düsen des Druckkopfs
immer wieder verkleben; dem wirken die Abdichtmechanik und
Reinigungslippen entgegen.
Das Tintendruckverfahren hat sich im Lauf der Zeit erheblich verändert.
Anfänglich wurde ein gleichmäßiger Tintenstrahl benutzt, den der Drucker
lenkte. Der kontinuierliche Tintenstrahl ist im Prinzip ersetzt worden durch die
Technik Drop-on-Demand ("Tröpfchen auf Anforderung"), die nur dort
Tintentröpfchen erzeugt, wo sie auch benötigt werden. Nach der Art, wie diese
Tröpfchen zustande kommen, werden Tintenstrahldrucker in Bubble-Jet- und
in Piezodrucker eingeteilt. Bei beiden Typen ist die Technik ständig verfeinert
worden; so lässt sich z.B. häufig die Tröpfchengröße ändern.
Der Druckkopf eines Bubble-Jet-Druckers setzt sich aus einem Punktraster von
zahlreichen äußerst feiner Düsen zusammen; zu jeder von ihnen gehört ein
eigenes Heizelement. Beim Drucken werden die Heizelemente der jeweils
benötigten Punkte kurz eingeschaltet. Durch die Wärmeentwicklung entsteht
Dampf, welcher die Tröpfchen hinaus und auf das Papier katapultiert.
Das Bubble-Jet-Verfahren ist relativ einfach zu handhaben und erlaubt den Bau
sehr preiswerter Drucker. Allerdings hat es auch einen Nachteil: Die Tröpfchen
entstehen aufgrund der zum Aufheizen benötigten Zeit relativ langsam. Deshalb
trennen sich während des Auswerfens immer wieder Teile vom
herausgeschleuderten Tröpfchen ab, sog. Satellitentröpfchen. Diese zusätzlichen
Tröpfchen verursachen kleine Verfärbungen neben dem Druckpunkt und
verschlechtern die Druckqualität.
Auf das Druckergebnis hat auch die Wahl der Papiersorte großen Einfluss. Zu
saugfähige Papiere lassen die Tintentröpfchen zerfließen, sodass ein
verschwommenes Druckbild entsteht. Für hochwertige Drucke werden
Spezialpapiere benötigt.
Die Hersteller versuchen ihre Gewinne hauptsächlich über die
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Tintennachfüllpackungen zu erzielen!!!
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Tintenstrahldrucker: Drop-on-Demand-Verfahren bei Tintenstrahldruckern:
Oben der Zustand ohne angelegte Spannung. Bei angelegter Spannung (unten)
zieht sich die Piezokeramik zusammen und presst einen Tropfen aus der Düse.
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Das Bubble-Jet-Verfahren bei Tintenstrahldruckern: Das winzige
Heizelement wird durch einen Strom in wenigen Mikrosekunden auf etwa 500ºC
erhitzt, an der Grenzfläche zur Tinte werden noch über 300ºC erreicht.
Schlagartig beginnt die Tinte über dem Heizelement in einem feinen Film zu
sieden, woraus sich nach 15s eine geschlossene Dampfblase bildet. Die
Dampfblase treibt mit hohem Druck (bis 10bar) einen Tintentropfen aus der
Düse. Nach maximal 40s ist die Blase wieder in sich zusammengefallen
(kollabiert), doch dauert es gut 200s, bis neue Tinte durch Kapillarkräfte
nachgesaugt worden ist.
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Piezodrucker
Typ von Tintenstrahldruckern, dessen Druckkopf piezoelektrische Kristalle
verwendet. Deren Piezoeffekt (Piezoelektrizität) wird genutzt, um
Tintentröpfchen herauszuschleudern. Im Unterschied zum konkurrierenden
Bubble-Jet-Verfahren sind also keine Heizelemente nötig. Piezodruckköpfe sind
aufwendiger und teurer, aber auch haltbarer als Bubble-Jet-Köpfe. Bei
Piezodruckern muss jeweils nur die Tintenpatrone ausgetauscht bzw. aufgefüllt
werden; der Druckkopf bleibt erhalten. Trotz der augenscheinlichen Vorteile
werden Piezodrucker nur selten verwendet, sie werden heute nur noch von
Epson angeboten.
Wichtige Begriffe der Drucktechnik
TrueType
Von den Firmen Microsoft und Apple 1991 vorgestellter Standard zur
Darstellung von Schriften für Bildschirm und Druck. Man braucht anders als bei
den PostScript-Schriften keine speziellen Programme wie Adobe TypeManager
zur Ausgabe am Bildschirm bzw. keine speziellen (und teuren) PostScriptfähigen Drucker. TrueType ist fester Bestandteil der Windows- Betriebssysteme.
TrueType-Schriften sind "Outline-Schriften", d.h., sie werden im Unterschied
zu Bitmap-Schriften nicht aus einzelnen Pixeln aufgebaut, sondern wie eine
Vektorgrafik aus Konturen und Füllungen. Sie sind daher frei skalierbar. Das
Erscheinungsbild von TrueType-Schriften auf Drucker und Bildschirm ist
praktisch identisch. TrueType-Font-Dateien haben unter Windows die
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Erweiterung ".ttf".
Bitmap-Grafik,
Ein Computerbild, bei dem die Bildinformationen pixelweise gespeichert sind.
Bei Schwarz-Weiß-Bildern wird jeder Bildpunkt durch genau ein Bit
beschrieben; bei Graustufen- und Farbbildern sind mehrere Bits für jeden
Bildpunkt nötig (bei Farbbildern gibt z.B. die Farbtiefe die erforderlichen Bits
pro Bildpunkt an). Bitmap-Grafiken eignen sich konkurrenzlos gut zur digitalen
Darstellung von Fotos, allgemein von Bildern, die weiche Farb- bzw.
Graustufenverläufe oder eine sehr komplexe Struktur aufweisen. Sie können
auch Zeichnungen repräsentieren, jedoch sind für diesen Anwendungsbereich
oft Vektorgrafiken vorteilhaft. Scanner und Digitizer erzeugen ausschließlich
Bitmap-Grafiken, auch HTML-Seiten enthalten ausschließlich Grafiken dieses
Typs.
Bitmap-Format,
Ein Dateiformat zur Speicherung von Bitmap-Grafiken. Ein Pixel eines Bitmaps
nimmt je nach Farbtiefe zwischen einem Bit (monochrom, schwarzweiß) und
drei Byte (TrueColor mit 16,7 Millionen Farben) Speicherplatz ein. Damit
benötigt ein 800×600-Pixel-Bitmap in TrueColor bereits 1,44MByte. Die großen
Datenmengen bei Bitmap-Grafiken legen es nahe, beim Speichern
Komprimierungsverfahren anzuwenden. Die Art der Komprimierung ist ein
wichtiges Unterscheidungsmerkmal von Bitmap-Dateiformaten. Während BMP,
das "Ur-Bitmap-Format", keine interne Komprimierung beinhaltet, können
Formate wie GIF oder JPEG eine erhebliche Speicherplatzreduktion erreichen.
Die Formate PNG und TIFF können sowohl unkomprimiert als auch
komprimiert speichern. Im letzteren Fall kommt meistens der LZWAlgorithmus (nach Lempel, Ziv, Welch) zum Einsatz. Die Unterschiede
zwischen den Formaten liegen neben der Komprimierungsmethode u.a. in der
Farbdigitalisierung (GIF erlaubt maximal 256 Farben, JPEG z.B. dagegen 16,7
Millionen) und in der Möglichkeit von transparenten Bildteilen (Alphakanal).
Vektorgrafik
(Objektgrafik), eine Bilddatei, in welcher die Bildinformation nicht pixelweise
wie bei einer Bitmap-Grafik, sondern als mathematische Beschreibung von
Positionen, Entfernungen, Richtungen und Krümmungen abgespeichert ist.
Diese sog. Grafikobjekte haben die Eigenschaften Position, Länge bzw.
Flächeninhalt, Farbe, Helligkeit und Muster. Linien haben noch dazu eine
Richtung bzw. ein Anfang und ein Ende, welche mit Pfeilspitzen o.Ä. verziert
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sein können (daher kommt auch der Name Vektorgrafik, "Vektor" ist die
mathematische Bezeichnung für einen Pfeil). Ein weiterer wichtiger Parameter
ist die "Anordnung" eines Bildelements, damit ist gemeint, ob es hinter oder vor
einem anderen Objekt liegt, d.h., ob es von ihm überdeckt wird oder nicht.
Druckertreiber
Gerätetreiber für einen Drucker. Er verwandelt die Druckdaten von
Anwendungsprogrammen in eine Form, die an die Eigenschaften und an die
Sprache des jeweiligen Druckers angepasst ist. Druckertreiber werden in der
Regel vom Hersteller eines Druckers verfasst und gemeinsam mit diesem
vertrieben; häufig gehören sie aber auch zum Lieferumfang von
Betriebssystemen wie Windows. Druckertreiber werden meistens von allen
Anwendungsprogrammen gemeinsam benutzt. Die früher verbreitete Praxis,
dass jede Anwendung über einen eigenen Druckertreiber verfügt, ist heute
praktisch nicht mehr anzutreffen.
Plotter
Plotter werden hauptsächlich in technisch-wissenschaftlichen Bereichen
eingesetzt, wo große Konstruktionszeichnungen auf Papierformaten bis über
DIN A0 ausgedruckt werden. Es gibt zwei Arten von Plottern: Beim
Flachbettplotter wird das Papier auf einen Zeichenbereich gespannt und der
Druckkopf mit Stiften (verschiedene Strichstärken und Farben) zweidimensional
(x- und y-Richtung) über das Papier bewegt. Beim Rollenplotter wird das Papier
mittels einer Walze am sich nur horizontal bewegenen Kopf vorbeigezogen.
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