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Tintenstrahldrucker - Geschichte und Funktionsweise

Tintenstrahldrucker: Geschichte und Funktionsweise

Die Geschichte

Schon in den 1960er Jahren wurden die technischen Grundlagen für den Tintenstrahldruck gelegt. Der erste Tintenstrahldrucker, der Teletype Inktronic war jedoch kein Drucker im klassischen Sinne, sondern ein Fernschreiber. Er war riesig und hatte mit vielen technischen Problemen zu kämpfen, unter anderem mit ständiger Verschmutzung. Anfang der 1970er Jahre kam IBM dann mit den ersten Tintenstrahl-Druckern auf den Markt, diese waren jedoch noch ausschließlich für den industriellen Einsatz konzipiert.

Erst 1979 reichten Hewlett Packard und Canon zeitgleich ein Patent für das Tintenstrahl-Druckverfahren ein, mit dem HP ThinkJet kam 1984 der erste Tintenstrahldrucker für Endkunden in den Handel. Im selben Markt stellte Epson ihren ersten Tintenstrahldrucker vor - der SQ 2000 war der erste, der im Piezo-Verfahren Tröpfchen verschoss. Schon 1987 legte HP nach und brachte mit dem HP PaintJet den ersten farbigen Tintenstrahldrucker heraus.

Die Funktionsweise

Tintenstrahldrucker gehören zur Klasse der Matrixdrucker, Es gibt zwei Hauptklassen: CIJ (Continuous Ink Jet), ein Verfahren mit kontinuierlichem Tintenstrahl und DOD (Drop on Demand), was mit einzelnen Tintentropfen arbeitet.

Continuous Ink Jet - Tintenstrahldrucker

Ein kontinuierlicher Tintenstrahl wird von einem piezoelektrischen Schwinger in einzelne Tröpfchen zerteilt und dabei durch eine Düse herausgeschossen. In einer Lade-Elektrode werden die Tröpfchen elektrisch aufgeladen, damit sie dann über Ablenk-Elektroden - ähnlich wie eine Braunsche Röhre - an die richtigen Stellen auf dem Papier abgelenkt werden können. Da ohne Pause Tröpfchen aus der Düse schießen, der Großteil einer Druckfläche allerdings meist unbedruckt bleibt, werden nicht benötigte Tropfen gegen eine Barriere geschossen und über ein Tinten-Rückführungs-System wieder zurückgeführt und "recycled".

Das CIJ-Verfahren ist ausschließlich industriell eingesetzt, z.B. für den individuellen Bedruck ganzer Produktchargen (Haltbarkeitsdatum, Seriennummer, Massen-Postwurfsendungen usw).

Drop on Demand - Tintendrucker

Das gängigere Verfahren der beiden, das in allen Druckern zum Einsatz kommt, die im freien Handel für Endkunden erhältlich sind. Der Unterschied: DOD arbeitet mit einem zeilenweise übers Blatt gleitenden Kopf aus mehreren Düsen um bestimmte Stellen am Blatt zu bedrucken und lenkt die Flugbahn der Tröpfchen nicht ab. Jede Düse kann dabei einzelne Tröpfchen auf Bedarf "verschießen", so dass ein Rückführungsverfahren nicht benötigter Tinte überflüssig ist.

Von DOD gibt es drei Varianten, die sich jedoch nur in der Erzeugung der Tröpfchen unterscheiden. Canon, Lexmark und Hewlett Packard nutzen das BubbleJet-Verfahren, das durch ein Heizelement die Tinte verdampft und mit der entstehenden Dampfblase ein Tintentröpfchen aus der Düse herausschießt. Epson und Siemens hingegen setzen auf Piezokristalle, die sich bei anliegender Spannung verformen und so ein Tintentröpfchen in beliebiger Größe aus der Düse drücken. Das nur industriell eingesetzte Druckventil-Verfahren ist für den Endkundenmarkt zu teuer, hat allerdings den Vorteil, dass industrielle Ventile deutlich länger halten und weniger verschmutzen als Piezokristalle oder Verdampfungskammern.

DOD-Tintendrucker finden sich sowohl in der Industrie als auch im Heimgebrauch und im Büro. Sie haben den Vorteil, dass sie nicht nur mit Tinte drucken können. Es gibt Bestrebungen, damit auch elektronische Schaltungen, Wachs, Lot, Polymere (z.B. für druckbare RFID-Chips) oder sogar ganze Displays zu drucken.

Generell lässt sich über Tintendrucker sagen, dass sie günstig in der Herstellung und im Endkundenpreis sind und hervorragende Qualität beim Fotodruck bieten. Nachteile gegenüber der konkurrierenden Laserdrucker-Technik haben sie jedoch bei der Druckgeschwindigkeit, der Wasserfestigkeit, der Lichtechtheit und durch die deutlich höheren Betriebskosten. Außerdem kommt es beim Tintendruck wesentlich mehr auf die Qualität des Papiers an, da die flüssige Tinte - anders als beim Laserdruck - ins Papier eindringt.

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