Drucker stehen nicht nur im Büro oder in großen Druckereien, sondern heutzutage auch bei den meisten Menschen zu Hause. Wie man einen solchen Drucker benutzt, weiß heutzutage fast jedes Kind: Papier einlegen, Datei-Drucken, fertig. Doch wie die Technik hinter einem Drucker aussieht und wie dieser funktioniert, das weiß mit Sicherheit nicht jeder. Falls Sie sich also auch schon mal die Frage gestellt haben: “Wie funktioniert ein Drucker eigentlich”, möchten wir Ihnen mit diesem Beitrag gerne die Antwort darauf liefern.

Die bekanntesten Drucker: Laserdrucker & Tintenstrahldrucker

Zuerst einmal müssen wir unterscheiden, um was für einen Drucker ist sich handelt. Zwar gibt es noch weitaus mehr Arten von Druckern, doch prinzipiell unterscheidet man im Alltag zwischen den beiden bekanntesten Formen - den Laserdruckern und Tintenstrahldruckern. Die Unterschiede liegen auf der Hand: Das Tintenstrahlgerät druckt mit einer speziellen Form von Tinte, der Laserdrucker hingegen mittels eines Tonerpulvers. Aber ganz so einfach ist das natürlich nicht, denn die Technik dahinter ist ganz schön komplex.

Die Funktionsweise des Tintenstrahldruckers

Wie der Name des Tintenstrahldruckers vermuten lässt, spritzen solche Geräte feinste Tintentröpfchen auf das Druckmedium, meist also auf das zu bedruckende Papier. Jeder dieser kleinen Tropfen ist gerade einmal 0,3 bis 0,4 Millimeter groß. Je kleiner diese Tropfen sind, desto höher ist die Auflösung des Ausdrucks. Das ist bei anderen Ausgabegeräten ähnlich: je höher die Anzahl der Pixel am Computerbildschirm, desto schärfer ist das Bild. Gemessen wird diese Auflösung beim Drucker in dpi. Die Abkürzung bedeutet: dots per inch (zu Deutsch: Punkte pro Zoll). Doch will man die genaue Funktionsweise eines Tintenstrahldruckers verstehen, muss man nochmals zwischen zwei bekannten Druckverfahren unterscheiden: Dem Bubble-Jet-Druckverfahren (Thermischer Tintenstrahldruck) und de Piezo-Druckverfahren.

Thermischer Tintenstrahldruck

Thermische Druckköpfe erhitzen die Tinte, um diese zu verdampfen und mittels des aufgebauten Drucks aus der Druckdüse zu pressen. Dafür sorgt ein sich im Düsenkanal befindliches Heizelement mit einer Größe von ca. 30 x 30 Mikrometern. Die flüssige Tinte verdampft in Sekundenbruchteilen. Die sich bildende Dampfblase presst die Tinte nun aus der Düse auf das Papier.

Piezo-Druckverfahren

Das Piezo-Verfahren funktioniert im Gegensatz zum Bubble-Jet-Druckverfahren rein mechanisch. Hier sind es so genannte Piezokristalle, die dafür verwendet werden, die Tinte aus der Tintenkammer zu pressen. Sobald eine Spannung angelegt wird, verformen sich die Kristalle und erzeugen in den Düsen den notwendigen Druck.

Die Besonderheit beim Piezo-Druckverfahren ist die hohe Geschwindigkeit der Verformung, was eine besonders hohe Frequenz der Tröpfchenabgabe ermöglicht. Piezo-Drucker arbeiten also extrem schnell. Außerdem sind Piezo-Druckköpfe in den meisten Drucker fest verbaut und müssen auch nicht getauscht werden. Stattdessen werden ausschließlich die Tintenpatronen ausgetauscht. Für Sie als Anwender ist das dementsprechend günstiger.

Tintenstrahldrucker Auflösung

Bei alten Tintenstrahldruckern lag die Auflösung bei etwa 300 bis 360 dpi. Heutzutage schaffen selbst günstige Tintenstrahldrucker Auflösungen von 1200 dpi. Die Druckqualität und Geschwindigkeit hängt außerdem von der Anzahl der Düsen im Druckkopf ab. Um Ihnen mal einen kleinen Einblick in die Entwicklung im Laufe der Jahre zu geben: Der erste Tintenstrahldrucker des Herstellers HP hatte insgesamt 12 Düsen, welche Tintentropfen in einer Größe von etwa 180 Picoliter erzeugen konnten. Heute haben moderne Farbdruckköpfe bis zu 408 Düsen. Damit erreichen die Tröpfchengrößen nur noch ca. 5 Picoliter. Erläuterung: 1 Milliarde Picoliter entsprechen 0,001 Liter. Es handelt sich hier also um unglaublich kleine Mengen.

Zwar sind solch kleine Tröpfchen vorteilhaft, um feinste Farbabstufungen und scharfe Details zu ermöglichen, doch sehr unvorteilhaft, wenn größere Flächen gedruckt werden soll. Der Ausdruck benötigt dadurch schlichtweg extrem viel Zeit. Das haben Sie vielleicht schon mal bemerkt, wenn Sie z.B. einen Brief mit großem Logo drucken. Die Hersteller Canon und Epson nutzen deshalb mittlerweile ein Modulationsverfahren in teuren Druckermodellen, bei dem die Tröpfchengröße variabel ist.

Die Besonderheiten von Druckertinte

Auch wenn viele von uns bei Tinte erst einmal an die Flüssigkeit in Füllfederhaltern denken, ist die spezielle Tinte für Tintenstrahldrucker mit jener für Schreibgeräte in keinster Weise zu vergleichen. Druckertinte besteht größtenteils aus Wasser, den farbgebenden Stoffen und einer Reihe von Chemikalien, welche Lichtechtheit gewährleisten sollen und außerdem maßgeblich für die Trocknungszeit der Tinte sind.

Der Wasseranteil in der Druckertinte liegt bei etwa 50 bis 90%, abhängig vom jeweiligen Modell. Die Farbstoffe in Druckertinte müssen vor allem salzarm und lichtecht sein.

Perfekt auf den Drucker abgestimmte Tinte

Es ist nicht nur der Wasseranteil der sich von Modell zu Modell unterscheidet: Ganz grundlegend muss man bei Druckertinte noch einmal zwischen Piezo-Tinte, Solvent-Tint und thermoaktiver Tinte unterscheiden. So nutzt man Solvent-Tinte zum Beispiel häufig im Digitaldruck. Zu Hause und im Büro sind in der Regel Bubble-Jet oder Piezo-Tinte im Einsatz, da hier auch bei kleinen Schriftgrößen eine gute Lesbarkeit erreicht werden muss.

Die Funktionsweise des Laserdruckers

Bei einem Laserdrucker funktioniert das Ganze etwas anders. Im Vergleich zum Tintenstrahldrucker lässt hier der Name nicht sofort erahnen, wie der Drucker funktioniert. Laserdrucker drucken nämlich nicht mit Laser. Stattdessen befindet sich im Laserdrucker eine so genannte Bildtrommel, welche statisch geladen ist. Und diese Trommel ist es, die mit einem Laser beschossen wird. Und zwar immer genau an der Stelle, an der später ein Bildpunkt entstehen soll. Durch den Laser entlädt sich die Bildtrommel an genau dieser Stelle, wodurch ein Art Negativ entsteht. Indem die Trommel nun mit Tonerpulver beschichtet wird, welches die gleiche Ladung aufweist, bleibt dieses natürlich nur an den ungeladenen Stellen haften. Indem die Bildtrommel im Anschluss erhitzt wird und über das Druckmedium fährt, wird das Pulver auf dem Papier fixiert.

Laserdrucker Auflösung

Auch die Auflösung der Laserdrucker wird in dpi gemessen. Die meisten der gängigen Lasergeräte haben, ebenso wie Tintenstrahldrucker, eine Auflösung von 1200 dpi. Bei teureren Geräten kann diese Auflösung auch höher ausfallen. Wichtig ist die Auflösung vor allem beim Drucken von Bildern. Je höher die Auflösung, desto schärfer die Bilder.

Die Besonderheiten von Tonerpulver

Mindestens genauso hoch, wie die Anforderungen an Druckertinte, sind die an Tonerpulver gestellten Ansprüche. Da Laserdrucker für gewöhnlich in der Anschaffung um einiges teurer sind, als vergleichbare Tintenstrahlgeräte, sollte der Drucker in Kombination mit dem Tonerpulver optimalste Ergebnisse erzielen.

Tonerpulver besteht daher aus einem feinen Gemisch körniger Teilchen, die etwa 0,1 Mikrometer groß sind und sich aus verschiedensten Bestandteilen zusammensetzen. Zu den Bestandteilen von Tonerpulver zählen zum Beispiel Harze, Farbpigmente und magnetisierbare Metalloxide. Die Harze ermöglichen eine Fixierung des Pulvers auf dem Papier und die Farbpigmente verleihen dem Ausdruck die gewünschte Farbe. Um ein Ankleben zu verhindern, mischt man dem Tonerpulver außerdem Trennmittel bei.