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Drucken per Laserstrahl: Eine Technik setzt sich durch

13.03.1992

Eine Übersicht von Peter Wolff*

Der Markt der PC-Laserdrucker boomt seit Jahren: 1990 hatte er ein Volumen von weltweit etwa 3,5 Milliarden Dollar. Und er wächst weiter: Anfang des Jahres meldeten Händler in Deutschland, daß bei bestimmten Druckermodellen die Nachfrage nicht befriedigt werden kann. Der Marktführer der Branche, der US-Elektronikriese Hewlett-Packard, hat bisher weltweit über drei Millionen Laserdrucker verkauft, QMS erzielte allein mit Laserdruckern im letzten Jahr einen Umsatz von über 300 Millionen US-Dollar. Dieser lukrative Markt wird in Deutschland von über 35 Herstellern umkämpft, die eine unüberschaubare Palette von Modellen anbieten. Begonnen aber hatte alles mit einer Firma.

In Kalifornien wurde 1969 in den Entwicklungslabors des amerikanischen Unternehmens Rank Xerox ein Gerät entwickelt, das die Druckwelt revolutionierte. Nicht meißeln, hämmern, prägen, nicht mehr physikalische Gewalt, sondern der lautlose Strahl des Laserlichts beschrieb damals zum ersten Mal ein Stück Papier: Der Zeitgeist des kalifornischen "Summer of Love" von 1969 machte auch vor der Technik nicht halt: Druck und Zwang waren out - auch für Druckerschwärze.

Bis aus der Erfindung ein Produkt wurde, vergingen noch acht Jahre. Erst 1977 konnte das Unternehmen den ersten Laserdrucker anbieten. Die Marktreife war teuer erkauft: Der Vorläufer aller heutigen Laserdrucker kostete 350000 US-Dollar. Zuviel, um Schreibmaschine und Typenrad das Fürchten zu lehren. Nur die Anwender von Großrechnern interessierten sich für die neue Drucktechnologie.

Erst 1983 kam auf einer Computermessse in Las Vegas der Durchbruch: Der Büromaschinenhersteller Canon stellte ein Laserdruckwerk für weniger als 1000 Dollar vor. Und was genauso sensationell war: Man bot anderen Firmen an, sie damit zu beliefern. Damit stand der massenhaften Verbreitung von Laserdruckern nichts mehr im Wege. Viele Computerhersteller bereicherten ihre Angebotspalette um Laserdrucker, die sie mit dem Canon-Druckwerk günstig anbieten konnten. Noch heute sind mehr als die Hälfte aller weltweit installierten Laserdrucker mit einem Druckwerk dieses Herstellers ausgestattet.

Ein Bild besteht aus elektronischen Impulsen

Möglich wurde dieser Preissturz durch einen Synergie-Effekt: Laserdrucker funktionieren nach dem gleichen Prinzip wie Fotokopierer: der Xerographie. Dadurch konnte der Kopiermaschinenhersteller wesentliche Teile des bereits in Massen hergestellten Druckwerks von Fotokopierern übernehmen.

Die Xerographie ist ein elektrofotografisches Verfahren, wobei mit Licht und elektrostatischen Ladungen die Druckerschwärze auf das Papier gelangt. Der Unterschied zwischen Fotokopierer und Laserdrucker liegt in der Art der Bildeingabe. Während der Kopierer ein Original analog ablichtet, also fotographiert, erstellt der Laserdrucker ein Bild, das digital vorliegt, also nur aus elektronischen Impulsen besteht.

Der Bearbeitungsprozeß ist der gleiche. Ein Bild wird auf eine lichtempfindliche Trommel projiziert. Dort liegt es in Form elektrischer Ladungen vor, auf denen Tonerpulver, das Pendant zur Druckerschwärze, haften bleibt. Anschließend wird elektrostatisch geladenes Papier synchron über die Walze geführt, wobei das Tonerbild übertragen wird. Zum Schluß wird der Toner in einer Art Backofen dauerhaft auf dem Papier eingebrannt.

Dieses nicht-mechanische Verfahren ist das eigentliche Herzstück der Laserdrucker. Die Druckschwärze wird nicht mehr mechanisch auf das Papier gezwungen - gehämmert, gepreßt, gedruckt -, sondern wechselt aufgrund von unterschiedlichen Ladungen. Deshalb dürfte diese Art von Druckern eigentlich nicht so heißen, denn mit Druck wird hier nicht mehr gearbeitet.

Deshalb arbeiten Laserdrucker leise. Lediglich der Lüfter und die Mechanik sorgen bei diesem Verfahren für die Geräuschkulisse. Das nicht-mechanische Prinzip bringt den Nachteil der Manipulierbarkeit der Ausdrucke mit sich. Beim Laserdruck läßt sich in der Papierstruktur keine Veränderung nachweisen: Fälschungen sind damit Tür und Tor geöffnet. Das bemängelt auch die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung in Berlin. Nur einigen Modellen hat sie in Verbindung mit genau festgelegten Papier- und Tonersorten Dokumentenechtheit bescheinigt.

Ideales Ausgabegerät für Personal Computer

Ein weiterer Nachteil liegt darin, daß keine Durchschläge erstellt werden können. Für einen Teil der Büroanwendungen, etwa in der Verwaltung und Buchhaltung, kommt diese Drucktechnologie deshalb nicht in Betracht. Aber die Druckqualität und -geschwindigkeit sowie die Flexibilität macht den Laserdruck allen anderen Druckverfahren grundsätzlich überlegen.

Mit der preiswerten Verfügbarkeit der Technologie entwickelten sich Laserdrucker zum idealen Ausgabegerät für Personal Computer. Bis zur deren Marktreife gab es keine Möglichkeit, auf dem Computer erstellte Grafiken oder, Schriften adäquat auszudrucken.

Nadel- und Tintenstrahldrucker sind im Schriftbild einer Schreibmaschine unterlegen. Daher wurde damals der Standard "NLQ - Near Letter Quality" (= beinahe Briefqualität) für die weitverbreiteten Nadeldrucker geschaffen. Das bedeutete, die Anwender eines hochmodernen und fortschrittlichen Computers mußten sich in den Ergebnissen ihrer Arbeit mit einer Qualität zufriedengeben, die unter der von Opas Schreibmaschine lag. Erst der Laserdrucker befreite den Computer von seiner Ausgabebeschränkung.

Grenzenlose Seitengestaltung möglich

Aus dem Nachteil wurde ein Vorteil. Belächelte die traditionelle Druckbranche noch die ersten Anfänge des Computerdrucks, so hat sie heute eine Revolution hinter sich. In Verbindung mit Layout-Programmen entstand 1985 mit dem Desktop Publishing eine völlig neue Publikationsmethode, die das gesamte grafische Gewerbe verändert hat. Die Ausgabe mit dem Laserdrucker hat die Qualität der traditionellen Druckverfahren erreicht und ist wesentlich preiswerter und flexibler als diese.

Vor allem die beiden Ex-Xerox-Angestellten John Warnock und Chuck Geschke haben mit ihrer Erfindung die Möglichkeiten und Qualität des Laserdrucks entscheidend verbessert. Sie gründeten 1982 die Firma Adobe Systems und entwickelten die geräteunabhängige Seitenbeschreibungssprache "Postscript".

Damit schufen sie eine Druckersprache, die es ermöglicht, Schriften beliebig zu manipulieren und Text und Grafikelemente frei auf einer Seite zu kombinieren. Schriften können stufenlos von vier bis auf 255 Punkt vergrößert, einzelne Zeichen und Buchstaben beliebig auf der Seite positioniert werden. Der Seitengestaltung sind keine Grenzen mehr gesetzt.

Möglich wird dies durch die Arbeitsweise von Postscript. Die Druckersprache teilt dem Drucker nicht mehr mit, wo er in einer Matrix einen Punkt drucken soll und wo nicht, sondern gibt ihm Steuerbefehle etwa in der Art: "Drucke in der Mitte der Seite einen Kreis mit einem Durchmesser von zehn Zentimeter." In der gleichen Art definiert Postscript Schriften als mathematische Formeln. Daher lassen sich die Buchstaben einfach durch Änderung der Variablen skalieren.

Um Postscript verstehen zu können, muß ein Drucker Rechenkapazitäten besitzen. Postscript-Drucker sind deshalb mit einem Prozessor, einem ROM und mehreren Megabyte Druckerspeicher ausgerüstet. Dadurch - und wegen der Lizenzgebühren an Adobe - erklären sich die höheren Preise für Postscript-Laserdrucker. Selbst im unteren Preisspektrum muß heute noch das Doppelte wie für einen Low-cost-Laserdrucker bezahlt werden.

Der Preis steigt, doch die Druckgeschwindigkeit sinkt: Bei aufwendig gestalteten Seiten dauert die Berechnung der Seite mit Postscript oft ein Vielfaches der Zeit, die der eigentliche Druck beansprucht: Nicht wenige Anwender haben so schon Druckaufträge abgebrochen "weil einfach nichts passierte", während der Prozessor noch mit Berechnungen beschäftigt war.

Postscript hat sich als weltweiter Standard zur Druckersteuerung etabliert: Trotz der höheren Preise arbeitet heute etwa die Hälfte aller installierten Laserdrucker mit dieser Seitenbeschreibungssprache. Professionelles grafisches Arbeiten, wie Desktop Publishing, ist nur damit möglich. Deshalb bieten die meisten Hersteller Erweiterungsmöglichkeiten für normale Laserdrucker an. Diese Drucker lassen sich mit einer Steckkarte mit dem erforderlichen Prozessor nachträglich aufrüsten.

Für Großrechner sind bereits seit Mitte der siebziger Jahre Hochleistungslaserdrucker im Einsatz. Sie markieren das obere Leistungsspektrum der Laserdrucktechnik. Die High-end-Geräte sind auf extrem hohe Druckleistung ausgelegt. Hier spielt das nicht-mechanische Verfahren seine Vorteile aus. Hochleistungslaserdrucker können bis zu 1000 Seiten pro Minute drucken. Der Standarddurchsatz liegt bei zwei bis drei Seiten pro Sekunde.

Bei Maschinen dieser Leistungsklasse fällt nicht nur der Anschaffungspreis von einigen hunderttausend Mark ins Gewicht. Neben den Wartungs- und Betriebskosten entstehen vielmehr weitere Ausgaben für klimatisierte Räume und geschultes Personal. Entsprechend klein ist der Markt. Trotzdem boomt auch hier der Absatz. Bis 1986 waren weltweit etwa 6000 Hochleistungsdrucker installiert. "Heute dürften es ungefähr 30000 sein", schätzt Lothar Brandt, Marketingleiter für Peripheriegeräte bei Siemens-Nixdorf. Eine kontinuierliche Steigerung in den letzten sechs Jahren um 500 Prozent!

Diesen Markt teilen drei Hersteller unter sich auf: IBM, Siemens-Nixdorf und Rank Xerox. Neben den Rechenzentren sind es vor allem Konzernverwaltungen und Behörden, die täglich gewaltige Papiermengen schnell und flexibel bedrucken müssen. Das Dienstleistungsunternehmen Datev in Nürnberg nutzt seit Jahren die Geschwindigkeit, Qualität und Flexibilität der Hochleistungslaserdrucker: Mit 61 Geräten bedruckt man dort jährlich über eine Milliarde Blatt Papier.

Die Bandbreite der Leistungen von Laserdruckern wird erst bei folgendem Vergleich deutlich: Wollte man die Tagesleistung eines High-end-Geräts mit einem Vertreter am unterern Leistungsspektrum bewältigen, so wäre ein PC-Laserdrucker fast drei Wochen damit beschäftigt. Selbstverständlich sind Low-cost-Drucker einer solchen Dauerbelastung nicht gewachsen.

Das monatliche Druckvolumen liegt bei Büro-Druckern zwischen 2000 und 20000 Seiten. Vor allem die die Tonerkartusche, die Bildtrommel und die Entwicklereinheit müssen bei den Tischlaserdruckern nach einigen tausend Seiten ausgewechselt werden. Die Druckwerke haben selbst bei den billigen Modellen eine Lebensdauer von mindestens 100000 Seiten. Für "normale" Anwender reicht dies für mindestens fünf Jahre.

Ein Preisverfall bis in den Versandhandel hinein

Daß Laserdrucker auf dem besten Wege sind, Allgemeingut zu werden, zeigt sich daran, daß bereits der Otto-Versand Laser-drucker in seinem Angebotskatalog führt. Das Modell von Seikosha hat mit einem Listenpreis von weniger als 2000 Mark die Preisuntergrenze für Laserdrucker weiter nach unten geschoben. Doch ein Ende dieser Entwicklung ist nicht abzusehen. Seit Anfang des Jahres nähern sich einige Händler bereits der 1500-Mark-Grenze: Den Verkäufern von Nadeldruckern stehen somit schwere Zeiten bevor.

Richtig verdient wird bei Laserdruckern schon seit einiger Zeit nicht mehr über den Verkaufspreis. Es sind die Wartungskosten, bei denen die Hersteller abkassieren. Im Laufe eines Druckerlebens überschreiten die Kosten für die Verbrauchsmaterialien wie Toner und Bildtrommel den Anschaffungswert deutlich.

Diese Kostenstruktur erklärt auch das Verhalten vieler Hersteller, den Einsatz von Toner-Originalkartuschen weiterhin vorzuschreiben, will der Anwender nicht seinen Garantieschutz verlieren. Dabei ist das Wiederauffüllen technisch problemlos, umweltschonender und letztendlich auch billiger. Einige Drittfirmen profitieren von dieser starren Haltung und bieten einen Auffüllservice mit umweltgerechter Entsorgung der Reststoffe an. Ein Unternehmen in Südbaden erhielt für sein Recycling-Konzept für Toner-Kartuschen sogar den blauen Umweltengel verliehen. Diese Auszeichnung stünde den Druckerherstellern auch gut zu Gesicht.

Umweltprobleme: Kampf mit dem Ozon-Ausstoß

Betrachtet man das Marktvolumen der Branche, wird deutlich, daß bei dieser Größenordnung die mit Laserdruckern verbundenen Umweltbelastungen so gering wie möglich gehalten werden müssen. Neben dem Problem der Toner-Kartuschen und der Entsorgung von Altgeräten kämpft die Branche mit dem Ozon-Ausstoß ihrer Produkte. Durch die elektrischen Ladungen im Innern der Drucker entsteht das geruchsfreie Gas Ozon, das in bestimmten Konzentrationen zu gesundheitlichen Schädigungen führen kann. Auch bei der Lösung diese Problems zeigt die Branche nicht viel Engagement. Zwar bieten einige Hersteller inzwischen wirksame Ozonfilter an. Eine Auswechselanzeige fehlt jedoch bei allen Modellen.

Die Hoffnung, einiger Computer-Begeisterten, die elektronische Revolution werde das papierlose Büro bringen, hat sich nicht erfüllt. Im Gegenteil: Es wird immer mehr gedruckt. Doch die Vordenker der Computerbranche haben bereits neue Visionen zum Umweltschutz: "Printing on Demand" und "Informations Pull statt Informations Push" heißen die neuen Schlagworte aus Silicon Valley.

Der Rezipient soll nicht überflutet werden

Durch die Verbreitung und Leistungsfähigkeit der Personal Computer und Laserdrucker soll sich das Wesen der Informationsgesellschaft grundlegend ändern. Der Rezipient soll nicht mehr mit Informationen überflutet werden, aus denen er dann auswählt, sondern via PC die Informationen zu sich holen, die er dann - je nach Bedarf - in erstklassiger Qualität, sauber, schnell und leise, ausdruckt.

Erste Schritte in diese Richtung sind bereits getan. Mit der Einführung von Farblaserdruckern und Postscript Level 2 ist es möglich, qualitativ hochwertige Farbausdrucke zu erstellen. Allerdings sind die Drucker groß und teuer, da im Gehäuse für jede der vier Farben eine eigene Fototrommel, Belichtungseinheit und Tonerkartusche untergebracht werden muß. Es erscheint derzeit unmöglich, dies alles mit einer einwandfreien Papierführung in einem Tisch-Gehäuse preiswert herzustellen. 1969 läßt grüßen.