So funktioniert ein Tintenstrahldrucker - die Technik
Technik Tintenstrahldrucker
Continuous Ink Jet Drucker erzeugen mit einer Hochdruckpumpe einen kontinuierlichen Tintenstrahl von 40m/s in Richtung des zu bedruckenden Mediums.
Hinter der Düse wird mit einem piezoelektrischen Wandler die Tinte zerstäubt und beim Flug von einer Elektrode aufgeladen, um dann von Ablenkelektroden in die richtige Flugbahn gelenkt zu werden. Soll während des Druckvorgangs bei Freiflächen oder ähnlichem die Tinte nicht auf dem Medium aufgetragen werden, wird die Tinte in einen Auffangbehälter gelenkt und dem Tintentank wieder zugeführt.
Mit dieser Methode des Druckens können viele Flüssigkeiten wie Lacke, Tinten oder Klebstoffe auf etliche Trägermaterialien gedruckt werden. Der Einsatz diese Drucker erfolgt unter anderem beim Kunstdruck oder zum Auftragen des Haltbarkeitsdatums auf Verpackungen. Durch die hohe Geschwindigkeit der Tropfen, darf das zu bedruckende Medium auch uneben sein. Generell gilt je feiner die Tropfen sind, umso genauer können Konturen und Farbübergänge dargestellt werden.
Das Drop on Demand Verfahren wird im Gegensatz zum Continuous Ink Jet im Büro und Hausgebrauch verwendet. Hierbei haben sich das Bubble-Jet Verfahren und das Piezo-Verfahren durchgesetzt. Beide Verfahren agieren ähnlich und unterscheiden sich nur bei der Produktion der Tintentröpfchen. Bei der Bubble Jet Technik wird durch ein oder zwei Heizelemente in der Düse eine Dampfblase erzeugt, welche die Tinte in kleinen Tropfen auf das Papier schießt. Durch die Verwendung mehrerer Heizelemente steigt die Genauigkeit der Dosierung um ein Vielfaches. Wird an dem Heizelement eine Spannung angelegt, erhitzt sich das Element und die Tinte schlagartig auf 300°C und die Tinte wird in Richtung Düsenöffnung gedrückt. Ist das Heizelement ausgeschaltet und bildet sich dadurch die Dampfblase zurück, wird durch den Kapilareffekt die Tinte zum Heizelement gesogen und der Tropfen löst sich mit 15m/s in Richtung Papier. Gleichzeitig fließt aus der Tintenkammer neue Tinte nach, wenn die Blase anfängt zu schrumpfen.
Damit der Druck bei großen, gleichfarbigen Flächen nicht in die Länge gezogen wird, können auch größere Tropfen aus der Düse geschleudert werden. Dafür wird das Heizelement länger im angeschalteten Zustand belassen. Durch die entstehenden Temperaturen verschleißen die Druckköpfe bei der Bubble Jet Technik schneller als beim Piezo-Verfahren, weshalb Hersteller wie HP den Druckkopf in die Patrone integrieren.
Während die ersten Drucker dieser Art noch Tropfen mit rund 180 Picoliter Druckertinte klecksten, schaffen aktuelle Geräte weniger als 4 Picoliter; 1 Picoliter ist ein billionstel Liter!
Für weiterführende Information zur Tintendrucktechnologie des Bubblejet Drucker empfehlen wir die Infomationenseite der Hochschule Heilbronn.