Nadeldruckkopf

Ein Nadeldrucker (der Papiereinzug ist vorne)

Ein Nadeldrucker ist ein Computerdrucker, der druckt, indem er eine Reihe einzeln angesteuerter Nadeln durch ein Farbband auf das Papier schlägt.

Nadeldrucker waren in den 1980er Jahren im Heim- und Kleinbürobereich (SOHO) weit verbreitet und wurden später durch Tintenstrahl- und Laserdrucker verdrängt, sind aber immer noch vereinzelt anzutreffen (Arztpraxen, Fahrkartendrucker). Insgesamt sind sie wegen ihres hohen Geräuschpegels und ihrer geringen Auflösung nicht mehr zeitgemäß, werden aber als Nischenprodukt (z. B. für Durchschläge) noch verwendet und auch produziert.

Klassifizierung

Ein Nadeldrucker gehört wie sein Vorgänger, der Typenraddrucker, zu den Impact-Druckern (Englisch impact, "Einschlag, Aufprall"^[1], weil beim Druckvorgang physischer Druck ausgeübt wird). Da er das Druckbild aus Punkten zusammensetzt („Matrix“), zählt er wie auch Tintenstrahl- und Laserdrucker zu den Matrixdruckern.

Technik

Beim Druckvorgang schlagen einzeln angesteuerte Nadeln (8, 9, 12, 18, 24 oder 48 Stück) auf ein Farbband zwischen Papier und Druckkopf, wodurch die Bildpunkte abgebildet werden, aus denen sich die Zeichen zusammensetzen. Je höher die Anzahl der Nadeln ist, desto enger können die Punkte gesetzt werden und desto besser wird das Druckbild. Mit dieser Technik erreicht man je nach Typ und Druckqualität eine Druckgeschwindigkeit von bis zu 1000 Zeichen pro Sekunde (CPS). Jedoch verringert sich die Qualität der Durchschläge mit einer höheren Nadelanzahl. Daher werden bei Anwendungen mit bis zu 6 Durchschlägen oft noch 9-Nadel-Drucker eingesetzt.

Das Prinzip des Nadeldruckers

Druckmodi

Draft

Im Draft-Modus (engl. Entwurfsmodus) wird der Druckkopf mit hoher Geschwindigkeit bewegt. Die Nadeln werden dabei in einer groben Matrix zeilenweise angesteuert. Das Schriftbild ist dadurch nur zweckmäßig lesbar. Oft wird hierbei eine Schriftart mit einem Raster von nur 8x9 Punkten verwendet, auch wenn der Drucker über 24 oder gar noch mehr Nadeln verfügt. Die Geschwindigkeit des Ausdrucks ist dadurch jedoch sehr hoch. Typisch sind ca. 200-400 CPS.

NLQ

Der NLQ-Modus (Near Letter Quality, zu deutsch nahezu Korrespondenzqualität) wird bei einem Nadeldrucker verwendet, um die Druckauflösung zu verbessern. Der Druckkopf fährt dabei nur mit halber Geschwindigkeit, was eine Verdopplung der waagerechten Auflösung bedeutet. Er druckt alle Zeichen der Zeile. Am Ende der Zeile erfolgt ein Zeilenvorschub um ½ Nadeldurchmesser und die Zeile wird erneut gedruckt. Somit sind die Zwischenräume des Druckbildes nun ebenfalls aufgefüllt (Senkrechte Auflösung). Ein Ausdruck benötigt in diesem Modus bis zu viermal mehr Zeit. Eine mögliche Optimierung bietet hier das bidirektionale Druckverfahren.

LQ

Im LQ-Modus (Letter Quality) entspricht das Druckbild einer mit klassischen Verfahren hergestellten Seite, eben „Korrespondenzqualität“. Diese wurde früher zunächst nur von Schreibmaschinen erreicht, deren Qualität sich bis heute durch den Einsatz von Karbonbändern im Vergleich zu ehemals manuell mit Typen angeschlagenen Seidenbändern ebenfalls deutlich verbessert hatte. Heute erreichen handelsübliche Laserdrucker mit Leichtigkeit eine solche Druckqualität. Mit einem Nadeldrucker wird diese Qualität mit einer sehr hohen Horizontalauflösung durch sehr schnelles und präzises Ansteuern der Nadeln erreicht.

Man kann vereinfacht sagen: Je höher die Druckgeschwindigkeit, umso niedriger die Druckqualität.

Nadelanzahl

Die ersten Nadeldrucker konnten nur mit 8 Nadeln arbeiten. Hiermit war der Druck von Buchstaben mit Unterlängen (z.B. „g“ oder „j“) nur bedingt möglich. Es wurden die Standardzeichensätze aus den Computerterminals auch in der Software der Drucker verwendet. Diese hatten eine 8x8-Matrix. Auch unterstrichener Text war ein Problem. Erst mit der neunten Nadel wurden echte Unterlängen möglich. Das Modell MPS 801 von Commodore hat sogar nur 7 vertikale Punkte welche direkt angesteuert werden können.

Bis zu 12 Nadeln befinden sich in einer einzigen vertikalen Reihe. Ein Druckkopf mit 18 Nadeln hat zwei zueinander versetzte Reihen mit jeweils 9 Nadeln, ein Drucker mit 24 Nadeln hat je 12 Nadeln in einer Reihe. Der Versatz der zweiten Reihe verdoppelt die vertikale Auflösung.

Farbe und Grafik

Nadeldrucker können je nach Typ sowohl Text als auch Grafiken monochrom und in Farbe drucken. Das Farbband besteht hierzu aus den Farben Blaugrün (Cyan), Purpur (Magenta), Gelb (Yellow) und Schwarz (Key) (CMYK, siehe auch: subtraktive Farbmischung), welche in Spuren auf dem Band nebeneinander angeordnet sind. Der Drucker kann durch vertikales Verschieben des Farbbandes auf die entsprechende Spur die jeweilige Farbe auswählen. Zur Darstellung eines Matrixpunktes in einer bestimmten Farbe muss die Nadel entsprechend nacheinander mit der jeweiligen Farbbandauswahl an der gleichen Stelle angesteuert werden. Von den Grundfarben abweichende Mischfarbtöne sind nur unter Verwendung eines Diffusionsmusters darstellbar. Aufgrund der durch die Technologie bedingten mangelnden Auflösung und der unzureichenden Wiederholgenauigkeit erreichen Nadeldrucker mit dieser Methode bei weitem nicht die Farbtreue eines Tintenstrahldruckers

Heutige Verwendung

Während Typenraddrucker kaum noch Verwendung finden, findet man den ebenso zuverlässigen und robusten Nadeldrucker noch häufig in Firmen, Arztpraxen und in Banken und Sparkassen im Kassengeschäft. Nadeldrucker werden auch in Fahrscheinentwertern, Kaufhauskassen und Parkautomaten verwendet, da sie wenig Wartung erfordern und die Ausdrucke beständig sind. Für diese Einsatzgebiete werden allerdings auch sehr häufig Thermodrucker verwendet, weil bei diesen Geräten das Verbrauchsmaterial Farbband nicht mehr notwendig ist. Des Weiteren werden Nadeldrucker wegen ihrer Robustheit in staubigen Werkshallen oder auf Baustellen eingesetzt.

Der weitaus häufigste Einsatzbereich auch heute noch sind sogenannte Protokolldrucker in großen Firmen oder in Systemen mit hohen Sicherheitsanforderungen. Die einzelnen Protokolle z. B. von Schaltzuständen in Schaltanlagen werden nicht nur digital gesichert, sondern auch gegen nachträgliche Veränderung immun als sofortiger Ausdruck.

Vorteile:

• Drucken mit Durchschlägen möglich
• jede Art von Papier bedruckbar
• geringe Verbrauchskosten (Farbband)
• wartungsarm
• dokumentenecht
• kann Endlospapier bearbeiten
• wasserfester Ausdruck
• hohe Lebensdauer
• zeilenweiser Druck möglich
• Drucken mit Endlosschleifen

Nachteile:

• Lärmbelästigung
• geringe Druckgeschwindigkeit
• wechselnde Druckqualität (vom Zustand des Farbbandes abhängig)
• typisches gerastertes "Computer"-Druckbild
• schlechte Farbwiedergabe
• durch die geringen Fertigungszahlen mittlerweile hoher Anschaffungspreis
• nicht alle Zeichen und Grafiken werden gedruckt
• keine Folien bedruckbar
• Wärmeentwicklung des Druckkopfes bei Dauerbetrieb

Einzelnachweise

1. ↑ LEO: impact