So funktioniert ein Tintenstrahldrucker

Das Drucken von Papier, Dokumenten oder Urlaubsfotos ist für einen Tintenstrahldrucker kein Problem. Wenn dieser zusätzlich einen Multifunktionsscanner und -kopierer beinhaltet, prüfen Sie dies alles gegen den niedrigen Einkaufspreis, und Sie sehen sofort, warum Tintenstrahldrucker in Privathaushalten so beliebt sind. Sie haben wahrscheinlich auch eine zu Hause. Haben Sie eine Idee, wie ein Tintenstrahldrucker funktioniert?

Zum Zeitpunkt des ersten Personal-Computer-Booms vor ein paar Jahrzehnten äußerte sich Xerox besorgt darüber, dass Computerbildschirme Papier ersetzen könnten. Dies wäre absolut zerstörerisch für ein Unternehmen, für das Papierdokumente und deren Vervielfältigung die Haupteinnahmequelle darstellen. Heute wissen wir, dass Papier nicht nur nicht von Computern verdrenkt wurde, sondern dass dieses Medium auch nach der Massenausweitung von Smartphones und Tablets erhalten bleibt, ohne eine Blüte zu verlieren. Im Gegenteil, Drucker und Büropapier sind heutzutage in den meisten Haushalten Standard.

Am Anfang war der Buchdruck…

Aber gehen wir weiter in die Geschichte der Presse ein. Gutenberg erfand Mitte des 15. Jahrhunderts den Buchdruck, der nach einem ähnlichen Prinzip arbeitete wie fünf Jahrhunderte später die Massenschreibmaschinen. Auf die Metallliter wurde Druckschwarz aufgetragen und auf Papier aufgedruckt.

In den 1970er Jahren begannen Tintenstrahldrucker, unpraktische und verrauschte Nadeldrucker zu ersetzen. Obwohl ihre Erfindung nicht als eine Revolution angesehen werden kann, hat sie die Druckindustrie um einen großen Schritt nach vorne gebracht.

Kennen Sie den Unterschied zwischen einem Laser- und einem Tintenstrahldrucker? Lesen Sie dazu unseren Artikel: Laser vs. Laser Tintenstrahldrucker.

Wie funktioniert ein Tintenstrahldrucker?

Das Herzstück eines Tintenstrahldruckers ist der Druckkopf. Dieser ist mit Hunderten, manchmal sogar Tausenden von Miniaturdüsen ausgestattet, die flüssige Tinte in Tropfen von 1 Pikoliter mit einer Geschwindigkeit von bis zu 100 km/h auf das Papier spritzen. Beispielsweise verfügt die Canon PIXMA iP5000 über insgesamt 1856 Düsen - 320 für Schwarz und 1536 für die restlichen Farben.

Dabei unterscheiden sich Tintenstrahldrucker von Laserdruckern, die zunächst das Bild auf die Übertragungswalze übertragen und von dort den Toner durch elektrostatische Energie auf das Papier übertragen.

Ein Tintenstrahldrucker enthält neben dem Druckkopf noch einige andere wichtige Komponenten, ohne die er seinen Zweck nicht erfüllen könnte. Lesen Sie unseren Artikel über das Zerlegen von Tintenstrahldruckern, welche anderen Komponenten für ein problemloses Drucken sorgen und was zu tun ist, wenn sie nicht ordnungsgemäß funktionieren.

Ein Tropfen oder ein Wasserfall an Tinte?

Professionelle Drucker, insbesondere beim Drucken von großformatigen Medien, verwenden die sogenannte Endlosdrucktechnologie. Im Drucker befindet sich ein kontinuierlicher Strom von Tintentröpfchen. Die zu druckenden Tintentröpfchen werden zum richtigen Zeitpunkt vom Wasserfall abgelenkt und dann auf das Druckmedium gelegt. Tintentropfen, die nicht zum Drucken verwendet werden, kehren in den Tintentank zurück.

Die meisten Drucker für Privatanwender und kleine Unternehmen arbeiten jedoch mit genau der Menge Tinte, die zum Drucken benötigt wird. Tropfen werden nur dann aus dem Druckkopf ausgeworfen, wenn sie tatsächlich auf Papier gedruckt werden sollen. Diese Technologie wird als "Drop on Demand" bezeichnet. Dies wird weiter unterteilt, je nachdem, wie der Tintentropfen auf die Thermotinte und das piezoelektrische Druckmedium ausgestoßen wird.

Thermischer Tintenstrahl - „bubble jet“

Bei Canon-Druckern wird die Tinte erhitzt, wodurch eine mikroskopisch kleine Farbblase entsteht, die letztendlich auf das Papier „schießt“. Wenn Sie jemals von den "Bubble Jet" -Druckern gehört haben, wissen Sie bereits, woher der Name kommt.

Dieses Tintenstrahldruckverfahren ist als thermisches Tintenstrahldrucken bekannt. Sein Nachteil ist die Notwendigkeit, bei diesem Druckertyp hitzebeständige Tinten zu verwenden. Und wo Wärme ist, muss gekühlt werden, der gesamte Druckprozess muss verlangsamt werden. Trotzdem ist es derzeit die am weitesten verbreitete Methode des Tintenstrahldrucks, zusätzlich zu der bereits erwähnten Marke Canon, nutzt beispielsweise auch Hewlett-Packard diese Technologie in seinen Druckern.

Schritt für Schritt thermisches Inkjet-Drucken

1. Der Computer sendet Anweisungen an den Drucker, welche Düsen beim Drucken aktiviert werden müssen, um ein bestimmtes Zeichen oder Bild an einer bestimmten Stelle auf der Seite zu drucken. Hunderte von Düsen drucken einen einzelnen Buchstaben, von denen jede nur geringfügig größer ist als ein menschliches Haar.
2. Der Drucker aktiviert bestimmte Düsen, indem er elektrischen Strom durch die Widerstände leitet, die Teil der Düsen sind.
3. Durch Leiten des elektrischen Stroms durch den Widerstand wird die Komponente erwärmt.
4. Der Widerstand beginnt, die Tinte in der benachbarten Düse zu erwärmen.
5. Beim Aufheizen der Tinte bildet sich eine Blase, die sich durch die Hitze ständig vergrößert, bis sie platzt.
6. Dadurch wird ein kleiner, genau geformter Farbpunkt auf die Seite übertragen.
7. Die Tintenblase platzt und erzeugt ein Vakuum, das einen weiteren Tropfen Tinte aus dem Tintentank in die Düse zieht..
8. In der Zwischenzeit bewegt sich der gesamte Druckkopf weiter nach unten, um den nächsten Buchstaben oder einen Teil des Bildes des gedruckten Dokuments zu drucken.

Piezoelektrischer Tintenstrahldruck

Epson-Drucker verwenden die piezoelektrische Drucktechnologie. Die Tintenkanäle des Druckkopfes umfassen in diesem Fall einen piezoelektrischen Kristall, der als eine Miniaturpumpe wirkt, die Tinte auf das Druckmedium ausstößt. Diese Technologie ermöglicht eine bessere Kontrolle über die Form und Größe des Tropfens. In diesem Fall muss nicht erwärmt und anschließend abgekühlt werden. Es ist nicht nur schneller zu drucken, sondern ermöglicht auch eine größere Auswahl an Tinten, die nicht unbedingt gegen hohe Temperaturen beständig sind.

Die aktuellen Epson-Druckermodelle verfügen über 180 Düsen für jede Farbe, und die Tinte wird aufgrund ihrer speziell entwickelten piezoelektrischen Drucktechnologie direkt vom Papier absorbiert. Das Ergebnis sind hochwertige Ausdrucke, der Unterschied macht sich besonders bei Hochglanzpapieren bemerkbar. Aus diesem Grund gehören Epson-Drucker zu den Top-Druckern für Privatfotos.

Piezoelektrisches Drucken Schritt für Schritt

1. Eine kleine Menge Tinte wird durch ein dünnes Rohr aus der Patrone in den mit jeder Düse gelieferten Tintenbehälter gezogen.
2. Ein Tintentropfen befindet sich ganz am Rand der Düse und wartet, bis er buchstäblich auf das Papier ausgestoßen wird.
3. Der Stromkreis des Druckers versorgt die elektrischen Kontakte mit Strom, die ihn an den Piezokristall übertragen.
4. Dieser dehnt sich stark aus, wenn Energie aufgenommen wird, und stößt wegen der Dehnung einen Tropfen Tinte durch eine dünne Membran auf das Papier aus.