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Der Nadeldrucker besitzt einen auf einer Schiene befestigten Druckkopf, der mit mehreren Nadeln (8, 9, 12, 18, 24 oder 48 Stück) bestückt ist. Zwischen diesem Druckband und dem zu bedruckenden Papier ist ein Farbband gespannt. Die Vorschubwalze bewegt dann das Papier gleichmäßig durch den Drucker.
Beim Drucken wird der Druckkopf auf der Schiene über das Papier bewegt und die ganzen Nadeln, die im Druckkopf vorhanden sind, stechen gegen das Farbband. Dabei wird indirekt das Papier getroffen und die einzelnen Farbpigmente gelangen auf das Blatt.
Dabei gilt: Je höher die Anzahl der Nadeln im Druckkopf sind, desto enger liegen die Punkte nebeneinander und desto besser ist die Qualität des Druckes. Jedoch wird die Druckgeschwindigkeit mit steigender Nadelanzahl beeinträchtigt.
Beim Nadeldruck kann man jede Papierart verwenden und selbst wasserfester Ausdruck stellt kein Problem dar. Das Drucken mit Druckschlägen, sowie ein zeilenweiser Druck ist ebenfalls möglich. Man hat weiterhin geringe Verbrauchskosten, da ein Farbband verwendet wird, wodurch ebenfalls eine hohe Lebensdauer erreicht wird.
Leider kann der Nadeldrucker schlecht Farben wiedergeben und auch Folie kann nicht bedruckt werden. Der enorme Lärm und die geringe Druckgeschwindigkeit sind auch keine Stärken des Druckers. Weiterhin kommt es zu wechselnder Druckqualität, aufgrund der sich ändernden Zustände des Farbbandes und durch die geringen Fertigungszahlen muss man bei der Anschaffung tief ins Portmonee greifen.
Nadeldrucker werden aufgrund ihrer Robustheit und Zuverlässigkeit immer noch häufig in Firmen und Arztpraxen, sowie in Banken, Sparkassen und Kassengeschäften verwendet. Auch in Fahrscheinentwertern, Kaufhauskassen und Parkautomaten finden sie Verwendung, da sie wenig Wartung erfordern.
Bei den einfachsten und frühesten Vertretern dieser Gattung Drucker, den 7-Nadeldruckern, sind die Nadeln in einer einzigen vertikalen Reihe angeordnet. Dadurch ist der Druck von Buchstaben mit Unterlängen nicht möglich. Im Laufe der Zeit erhöhte sich die Anzahl der Nadeln, über 8-, 9-, 12- bis 24-Nadel-Druckern und der Nadelreihe wurde eine weitere Reihe hinzugefügt. Dieser zweireihige Aufbau, bei dem die beiden Nadelreihen zueinander versetzt sind um eine höhere vertikale Auflösung zu erzielen, findet sich bei 18- und 24-Nadel-Druckern.
Dadurch, dass die Nadeln auf das Farbband schlagen und die Druckerfarbe auf das Papier übertragen wird, ist es möglich mit weniger Druck auch weniger Farbe aufzutragen und Abstufungen zu drucken. Da die Ansteuerung des Druckkopfes dahingehend jedoch bei den meisten Modellen sehr ungenau ist, sind diese halbtonigen Drucke oft von schlechter Qualität.
Die meisten Nadeldrucker besitzen im Groben drei Druckmodi, bei denen sich Druckgeschwindigkeit und -qualität unterscheiden.
Der Draft- oder Entwurfsmodus dient, wie der Name schon sagt, zum Erstellen von Entwürfen. Das heißt der Druckkopf wird mit erhöhter Geschwindigkeit bewegt, jedoch zumeist nicht alle Nadeln angesprochen, bzw. die Punktmatrix der Glyphen gröber gehalten. Das führt dazu das der Druck zwar schnell von statten geht, jedoch die Qualität zweckmäßig gehalten ist.
Beim Near-Letter-Quality-Modus („Fast-Brief-Qualität“) wird die Druckkopfgeschwindigkeit um die Hälfte gesenkt, doch die Anschlagsfrequenz der Nadeln gleich gehalten. Daraus resultiert eine doppelte horizontale Auflösung gegenüber dem Draft-Modus. Zur Erhöhung der vertikalen Auflösung wird jede Zeile mit einem Vorschub von einem Nadelradius zweimal gedruckt. Dieser Modus bedarf ungefähr viermal so viel Zeit wie der Draft-Modus.
Die Qualität lässt sich noch weiter erhöhen aber sehr zu Lasten der Druckgeschwindigkeit. Dieser Letter-Quality-Modus („Briefqualität“) wird maßgeblich durch Schreibmaschinen vorgegeben und bei Nadeldruckern durch eine hohe horizontale Auflösung sowie schnelles, präzises Ansteuern der Nadeln erreicht.