Tintenstrahldrucker

Typischer Tintenstrahldrucker für den Heimbereich

Druckkopf eines DOD-Tintenstrahldruckers

Tintenstrahldrucker sind Matrixdrucker, bei denen durch den gezielten Abschuss oder das Ablenken kleiner Tintentröpfchen ein Druckbild erzeugt wird. Sie gehören zur Gruppe der Non-Impact-Drucker.

Man unterscheidet zwei Geräteklassen:

• CIJ (Continuous Ink Jet, also Gerät mit kontinuierlichem Tintenstrahl)
• DOD (Drop On Demand, d. h., Geräte, die einzelne Tropfen verschießen)

Geschichte des Tintenstrahldruckers

Die Geschichte des Tintenstrahldruckers begann in den 1960er-Jahren. Der Teletype Inktronic wurde zwischen 1963 und 1970 vom US-amerikanischen Unternehmen The Teletype Corp Inktronic entwickelt. Er gilt als erster Tintenstrahldrucker der Welt. Der Teletype Inktronic war jedoch kein Drucker im klassischen Sinn, sondern ein Ausgabegerät, das in Verbindung mit einem Monitor funktionierte. Die Druckleistung ließ sehr zu wünschen übrig. Es gelang den Entwicklern nicht, die Tinte präzise auf das Papier zu befördern. Diese Tatsache führte zu verschiedenen Problemen, unter anderem verschmutzte der Drucker viel zu schnell. Das führte zu einer mangelhaften Druckqualität. Weiters war das Gerät so groß, dass eine private Nutzung von vornherein ausgeschlossen werden konnte.

Die ersten funktionsfähigen Tintenstrahl-Druckgeräte wurden Anfang der 70er von IBM auf den Markt gebracht. Sie druckten im Permanentbetrieb (Continuous drop) und waren deshalb nur für den Einsatz in der Industrie zu gebrauchen. Das Verfahren des kontinuierlichen Tintenstrahls wird in verbesserter Form jedoch bis heute bei einigen Tintenstrahldruckern angewandt.

Letztendlich waren es die heute weltbekannten Konzerne HP und Canon, denen die technische Umsetzung gelang. Im Jahre 1979 reichten beide beinahe zeitgleich das Patent ein.

Einer der ersten Tintenstrahldrucker für den End-Kundenmarkt war der HP ThinkJet aus dem Jahre 1984. Im selben Jahr kam das erste Serien-Modell der Piezo-Drucker auf den Markt: der Epson SQ 2000. 1987 brachte der HP PaintJet endlich Farbe ins Büro. Im Jahre 1990 erschien schließlich der erste Tintenstrahldrucker für den Massenmarkt, der HP Deskjet 500.

Nachdem zum Jahrtausendwechsel die ersten Drucker erschienen, die mit Zusatzfarben wie Rot, Blau, Grün und Orange fotorealistische Ausdrucke in besserer Qualität als konventionelle Fotopapiere ermöglichten, brach ein Boom an Fotodruckern für die Papier-Formate DIN A4 und später A3 aus. Auch zahlreiche Papierhersteller versuchten im Markt für Tintenstrahl-Fotopapiere Fuß zu fassen. Am Ende des Jahrzehnts ist dieser Boom weitgehend abgeklungen. Der Markt spaltet sich in einerseits einfache Geräte für DIN A4-Formate, die höchstens noch Hellcyan und Hellmagenta als Foto-spezifische Tinten aufweisen, aber oft Zusatzfunktionen wie Direktdruck von Mobiltelefonen und Speicherkarten, Scanner, Kopierer und Fax haben, und andererseits Großformatdrucker und -plotter ab Maximalformaten von A3+, die immer ausgeklügeltere Tintenkombinationen und -zusammensetzungen aufweisen, und sich an Berufsfotografen und Druckanstalten richten. Qualitativ hochwertiger Fotodruck von Amateur- und Gelegenheitsfotografen findet kaum noch statt.

CIJ-Drucker (Continuous Ink Jet, Tintenstrahldrucker)

Funktion eines Continuous-Ink-Jet-Druckers

CIJ-Drucker werden nur in der Industrie eingesetzt, dort aber in verschiedenen Bereichen (z. B. Rubbellose, Haltbarkeitsdatum, EAN-Code, Adressierung, Personalisierung usw.). Technologische Fortschritte erschließen zunehmend weitere Einsatzgebiete, beispielsweise im Bereich des Digitaldrucks, wo beispielsweise Kodak Mitte 2009 eine auf CIJ-Technik basierende Druckmaschine für Schwarz/Weiß (Prosper S10)^[1] mit Schmuckfarben und Mitte 2010 zusätzlich Vierfarbdruck (Prosper 5000 XL)^[2] herausbrachte.

Verfahren

In beiden Fällen (Ein- und Mehrstrahler) tritt der Tintenstrahl über eine Düse aus dem Druckkopf aus. Dieser Strahl wird über einen piezoelektrischen Wandler, der sich hinter der Düse befindet, moduliert, so dass ein gleichmäßiger Zerfall (Rayleigh’scher Tropfenzerfall) in einzelne Tropfen erreicht wird. Über eine Ladeelektrode werden die so gebildeten Tropfen nun mehr oder weniger stark elektrostatisch aufgeladen. Die 10 bis 40 m/s schnellen Tropfen durchfliegen anschließend eine größere Ablenkelektrode, wo sie – abhängig von ihrer spezifischen elektrischen Ladung – seitlich abgelenkt werden. Je nach Gerätetyp gelangen nun die geladenen bzw. die ungeladenen Tropfen auf das Substrat/Produkt. Nicht benötigte Tropfen werden bereits am Druckkopf wieder aufgefangen und erneut dem Tintenkreislauf zugeführt. Unterschieden wird hier noch zwischen Binary-Deflecting-Verfahren und Multi-Deflecting-Verfahren. Bei ersterem kommt der Tropfen entweder auf den Bedruckstoff oder er wird in einen Tropfenfänger abgelenkt. Beim Multi-Deflecting-Verfahren können die Tropfen durch unterschiedliche Ladungszustände unterschiedlich abgelenkt werden. Auf diese Weise ist es möglich, über eine Düse eine breitere Zeile zu drucken. Die Breite der Zeile ist abhängig vom Abstand der Düse zum Substrat, wodurch ein höherer Abstand die Auflösung vermindert.

DOD-Drucker (Drop on Demand, Tintendrucker)

Animation zum Druckprinzip Drop on Demand (3,9MB) Langsame Version mit Erläuterungen

verschiedene Druckköpfe:
links: in die Patrone integriert (HP Deskjet 600), rechts: Druckkopf eines HP Business Inkjet 1100D, Mitte: Patrone des BIJ1100D

Diese Art von Druckern findet man sowohl in der Industrie als auch im Büro- und Heimbereich. Im Gegensatz zu CIJ-Druckern verlässt hier nur der Tintentropfen die Düse, der tatsächlich gebraucht wird.

Die Geräte werden zusätzlich danach unterschieden, mit welcher Technik die Tintentropfen ausgestoßen werden.

Der Einsatzbereich ist sehr groß und reicht von Personalisierung über den Heim-/Büro-Bereich bis zum Druck von Passbildern.

Je nach Tinte kann man damit auch elektrische Schaltungen drucken oder sogar 3D-Modelle z. B. für Rapid Prototyping erzeugen.
Anstatt Tinte werden auch Wachs, langkettige Polymere oder heiße, flüssige Lote verwendet.

Verfahren

Je nach DOD-Typ wird die Tinte auf unterschiedliche Art aus der Düse getrieben:

• Bubble-Jet-Drucker erzeugen winzige Tintentropfen mit Hilfe eines Heizelements, welches das Wasser in der Tinte erhitzt. Dabei bildet sich explosionsartig eine winzige Dampfblase, die durch ihren Druck einen Tintentropfen aus der Düse presst. Hierbei kommen zwei Systeme zum Einsatz: Lexmark und HP bei der Deskjet-Reihe setzen auf flache Düsenelemente, die im Wesentlichen aus zwei Platten bestehen. Die dem Papier zugewandte enthält eine winzige Düsenbohrung und die Dampfblase bildet sich gegenüber dieser Bohrung (Sideshooter). Das Verfahren ist sehr einfach herzustellen und ist deswegen preiswert, hat aber den Nachteil einer begrenzten Lebensdauer der Druckköpfe. Es wird bei allen Wechseldruckköpfen verwendet. Canon arbeitet bei seinen Druckern mit einer Bubble-Jet-Technik, bei der sich die Düsen im rechten Winkel zu den Heizelementen befinden (Edgeshooter). Das Verfahren ist dem Piezo-Verfahren sehr ähnlich, nur dass der Auspressdruck nicht durch ein piezoelektrisches Element, sondern durch eine Dampfblase erzeugt wird. Das einzelne Heizelement arbeitet mit einer Frequenz bis 10 kHz. Der Druckkopf der Kodak Tintenstrahldrucker arbeitet bei bis zu 24 kHz.
  Hersteller sind z. B. Canon, Lexmark und Hewlett-Packard (DeskJet-Reihe).
• Piezo-Drucker nutzen den Piezoelektrischen Effekt, durch den sich Keramikelemente unter elektrischer Spannung verformen, um Drucktinte durch eine feine Düse zu pressen. Die Tinte bildet Tropfen, deren Volumen sich über die Größe des angelegten elektrischen Impulses steuern lässt. Die Arbeitsfrequenz eines Piezokristalls reicht bis zu 23 kHz.
  Hersteller ist z. B. Epson und war Siemens ab 1977 mit dem Siemens PT80i.
• Bei Druck-Ventil-Druckern sind einzelne Ventile an den Düsen angebracht, die sich öffnen, wenn ein Tropfen die Düse verlassen soll. Diese Technik wird nur industriell oder als Kunstobjekt eingesetzt.^[3]

Reinigung

Allen DOD-Druckköpfen ist die Eigenschaft gemeinsam, dass sie mit der Zeit eintrocknen, wenn sie nicht genutzt werden. Um dies zu verhindern, sind die Tinten nicht sehr schnelltrocknend und die meisten Drucker fahren einen Reinigungszyklus vor dem ersten Ausdruck: die Tinte wird üblicherweise in einen nur zu diesem Zweck bereitgestellten Schwamm gespritzt. Eine weitere Maßnahme ist, den Druckkopf an einer speziellen Stelle luftdicht zu parken, sodass die Tinte in den Düsen nicht eintrocknen kann. Dies ist vergleichbar mit dem Aufsetzen einer Kappe auf den Tintenfüller, wenn er nicht benutzt wird.

Viele Druckermodelle führen diese Reinigung automatisch in bestimmten Zeitabständen durch (häufiger, wenn der Druckkopf von der Patrone getrennt ist). Die Reinigung kann aber bei Bedarf auch manuell gestartet werden. Durch die Reinigung wird in der Regel viel Tinte verbraucht, was bei den aktuellen Preisen für Tintenpatronen einen Teil der Druckkosten ausmacht, vor allem dann, wenn nur selten und wenig gedruckt wird. Je nach Druckermodell und Größe der Tintenpatrone kann die Patrone nach 40 bis 100 Reinigungen leer sein. Manche Druckermodelle führen immer dann eine Reinigung durch, wenn sie vom Strom getrennt wurden, dies trifft hauptsächlich auf Epson-Drucker mit getrennten Patronen zu. Diese Druckermodelle sollten daher aus Kostengründen nicht an einer schaltbaren Steckerleiste angeschlossen werden, um unnötige Reinigungen zu vermeiden und damit Tinte zu sparen. Die durch Abschalten gesparten Stromkosten sind deutlich geringer als die Kosten für die Tintenpatronen, vor allem, wenn die Steckerleiste oft ein- und ausgeschaltet wird.

Technik

Zum Bedrucken muss ein Drucker im Wesentlichen zwei Bewegungen ausführen: die Querbewegung des Druckkopfes und die Vertikalbewegung der Papierseite. Die Bewegung des Druckkopfes erfolgt auf Schienen mittels eines Zahnriemens und eines Gleichstrom- oder Schrittmotores. Zur hochgenauen, zum Datenstrom des Druckkopfes synchronen Bewegung des Druckwagens trägt dieser einen optischen Inkrementalgeber, der ein mit Strichen versehenes, feststehendes Band abtastet. Schrittmotoren müssen hierzu im Mikroschritt-Modus arbeiten, da deren Schrittauflösung bzw. -genauigkeit bei weitem nicht für die erforderliche Auflösung ausreicht.
Die das Papierblatt antreibende Walze wird mit einem weiteren Motor angetrieben. Ist dies ein Schrittmotor, kann auf einen weiteren Inkrementalgeber verzichtet werden.

Drucker besitzen einen eigenen Zeichensatz, der das Drucken mit geringer zum Drucker zu übertragender Datenmenge gestattet. Beim heute üblichen Anschluss über USB sind jedoch als Bitmap pixelweise übertragene große Datenmengen kein Problem, sodass Zeichen und Grafiken gleichermaßen bereits im Druckertreiber des steuernden PC in ein Bitmap umgewandelt werden. Damit lassen sich die wesentlich umfangreicheren Zeichensätze der auf dem PC installierten Software nutzen.

Zum Bestimmen der Positionen, an denen die einzelnen Tröpfchen auf das Papier gespritzt werden, wird ein Raster Image Processor verwendet, der mittels u.a. Dithering und Farbseparation (bei Farbdruckern) die Bildpunkte eines auszudruckenden Bildes in Druckzellen (Dithercells, bzw. bei Graustufendruck "Halbtonzellen") umwandelt, also Gruppen von Tintenpunkten im Druckbild, welche durch Überlagerung und Zusammenstellung der Tröpfchen hinsichtlich Anzahl, Farbe, ggfs. Größe und Anordnung die Farbe und Helligkeit der Bildpunkte möglichst exakt wiedergeben. Die von einem Drucker erreichbare, tatsächliche Auflösung von Bildpunkten (bestimmt z. B. als ppi, points per inch) hängt damit von der Positionierauflösung der einzelnen Tröpfchen (z. B. als dpi, dots per inch, angegeben) und der Größe der Druckzellen ab. So hat beispielsweise ein Drucker mit einer Nominalauflösung von 5000 dpi bei einer Druckzellengröße von 5x5 Druckbildpunkten eine Auflösung der Bildpunkte von 1000 ppi. Beim sogenannten Dithering mit Fehler-Diffusion werden keine Dithercells gebildet, sondern das Bild zeilenweise analysiert und für jeden Punkt ein Quantisierungsfehler berechnet, der auf die benachbarten Bildpunkte verteilt wird.^[4] Die Prozesse, mit denen die Umrechnung von Bildern in Tintentröpfchenmuster auf dem Medium erfolgt, trägt maßgeblich zur Qualität des Drucks bei und gehört zum spezifischen Know-How der Druckerhersteller.^[5][6][7]

Tinte

ein geöffneter Canon S520-Tintenstrahldrucker

Grundsätzlich lassen sich die bei Druckprozessen verwendeten Tinten in zwei Kategorien einteilen. Zum einen werden Farbstofftinten verwendet, die ihre Farbigkeit durch in der Tintenflüssigkeit gelöste Farbstoffmoleküle erlangen. Zum anderen werden Pigmenttinten eingesetzt, deren Farbigkeit durch in der Tintenflüssigkeit schwebende Pigmentpartikel zustande kommen. Farbstofftinten sind einfacher zu formulieren, da sich keine Präzipitate von Pigmenten ablagern können. Zudem bieten sie in der Regel einen größeren Farbraum und sind unproblematischer bei glatten Papieren. Pigmenttinten sind demgegenüber länger haltbar (d. h. sie bleichen langsamer auf dem Papier aus), gestatten einen kräftigeren Farbauftrag und sind wasser-/wischfester. Viele Entwicklungen der Hersteller zielen darauf ab, die Vorteile der jeweiligen Tintentypen miteinander zu kombinieren.

Die in Tinten(strahl)druckern verwendete Tinte wird bei den meisten Herstellern auf Wasserbasis hergestellt und ist mit Additiven versetzt, die das zu schnelle Eintrocknen und insbesondere das Durchtrocknen in der Düse verhindern, sodass die Selbstreinigung des Druckers eine Chance hat, verstopfte Düsen wieder in Gang zu bringen. Da zur Verbesserung der Dauerhaftigkeit der Ausdrucke Eiweiße hinzugegeben werden, haben diese Tinten im flüssigen Zustand eine begrenzte Lebensdauer. Weitere Zusätze zur Verbesserung der Lichtechtheit und der Leuchtkraft werden herstellerspezifisch zugegeben.

Zusammensetzung eines grauen Zeichens aus verschiedenfarbigen Tinten

Grundfarben

Um farbig drucken zu können, verwendet ein Tinten(strahl)drucker Tinten in den Farben Cyan, Magenta, Gelb und der Schlüsselfarbe Schwarz (CMYK). Bei Pigmenttinten werden am häufigsten die Pigmente Kupferphthalocyanin (Cyan, Pigmentblau 15:3 oder 15:4), Chinacridon (Magenta, PR122, PV19 (gelblicher) oder PR202 (noch gelblicher)), und Pigmentgelb (Gelb, PY74, PY180, PY120, PY175 oder PY155) verwendet.^[8] Durch Übereinander- und enges Nebeneinanderdrucken lassen sich aus diesen Grundfarben der Anschein fast aller Farben, sogar Schwarz erzeugen. Allerdings ist es praktisch unmöglich, die exakten Komplementärfarben, also Rot, Grün und Blau, in einer so kräftigen Farbigkeit darzustellen wie bei Verwendung spezieller Farbstoffe in diesen Farben. Dies ist der Grund dafür, dass CMY-Tintenstrahldrucker gerade bei diesen Farben Probleme haben, dieselbe Leuchtkraft zu erzeugen, die Computermonitore, die diese Farben zur Bilddarstellung verwenden, erreichen. Dasselbe gilt umgekehrt für Computermonitore, die Schwächen bei der Wiedergabe von Gelb, Cyan, und Magenta zeigen. Auch schwarz ist schwierig zu erreichen; in der Regel ist nur ein Dunkelbraun möglich. Fast alle Tinten(strahl)drucker besitzen jedoch auch einen Tank mit schwarzer Tinte. Einige Modelle verfügen über Zusatzfarben, um die Qualität insbesondere im Fotodruck weiter zu steigern:

Kontrastschwarz

Tinten unterscheiden sich von Tuschen dadurch, dass sie nicht pigmentiert sind. Einige Drucker bieten eine zweite Schwarzpatrone mit pigmentiertem Schwarz, welches auf Normalpapier Schwärzungen zulässt, die an Laserdrucker heranreicht. Da dieses Schwarz jedoch nicht für den Fotodruck geeignet ist, wird eine zweite Schwarzpatrone eingesetzt. Es existieren auch Tintenstrahldrucker, die ausschließlich mit pigmentierter Tinte arbeiten. Hierbei zeigte sich, dass die Verkleinerung der Pigmentpartikel zu einer Vergrößerung des darstellbaren Farbraums führt.^[9]

Photo-Cyan, Photo-Magenta, Grau

Prinzipbedingt kommt es bei hellen Cyan-, Magenta- und Grautönen zu einem unerwünschten Grieseln (die Pixel werden in weiteren Abständen gesetzt). Mit den beiden Zusatzfarben Hellcyan und Hellmagenta werden diese Probleme vermieden (wird auch als CcMmYK-Farbmodell bezeichnet). Die Verwendung einer Grautinte gestattet zudem eine feinere Abstufung von Grautönen bei Schwarz/Weiß-Fotos. Ein alternativer Ansatz, das Problem bei der Wiedergabe heller Farben zu lösen, besteht in der Bereitstellung von Düsen, die Tröpfchen unterschiedlicher Größe ausstoßen können^[10], ähnlich wie beim Druckraster.

Rot, Grün, Blau, Orange

Einige Drucker arbeiten zusätzlich mit den Grundfarben der additiven Farbmischung, da diese sich am Rande und zum Teil außerhalb des CMYK-Farbraumes befinden. Dieser Ansatz stammt ebenfalls aus dem Bereich des Offset-Drucks, wo Pantone ein Hexachrome genanntes Verfahren entwickelt hat. Die Farben der anderen Tinten müssen eventuell entsprechend angepasst werden, um den gewünschten größeren Farbraum durch die Mischung auf dem Papier zu erzielen. So schlägt z. B. das Epson-Patent US 787 1467 zusätzlich zu den oben genannten PR 122 und PB 15:4 Pigmenten Grün (PG 36) und Orange (PO 64) vor, und verwendet, statt der oben angegeben Gelbpigmente, PY 213, wodurch eine Mischung verschiedener Gelbpigmente vermieden werden kann.

Klar-Tinte

Einige Drucker verwenden zusätzlich eine klare Tinte zur Herstellung einer zusätzlichen Deckschicht auf dem Papier. Diese verbessert den Glanz^[9], insbesondere bei Pigmenttinten (z. B. Kodak Easyshare oder Epson R800).

Tinte für CIJ-Drucker

Tinten für CIJ-Drucker verfügen über besondere physikalische Eigenschaften. So müssen sie zum Beispiel elektrisch leitend sein, um im Tintentunnel abgelenkt werden zu können. Überwiegend werden CIJ-Tinten in die Komponenten eines Konzentrats und des dazugehörigen Verdünners getrennt und im Gerät gemischt. Durch den Einsatz unterschiedlicher Rezepturen und Verdünnungsmittel (z. B. Wasser, Ethanol, Methanol, MEK) sind diese Tinten in ihren Trocknungszeiten und Haftungseigenschaften sehr universell. Spezielle CIJ-Tinten sind UV-härtend, thermochromatisch (d. h. die Farbe schlägt mit Temperatureinwirkung kontrolliert um), fett- und öldurchdringend oder werden erst unter spezieller Beleuchtung sichtbar.

Darstellbare Farben

In einem Test ^[11] wurde unter Annahmen, bei denen das menschliche Auge 2,4 Mio. Farben unterscheiden kann, ein Vergleich verschiedener Drucker mit Zusatztinten durchgeführt. Hierbei ergab sich, dass die mit CMYK sowie Hellmagenta, Hellcyan, Hellgrau, Rot, Grün und Blau druckenden Epson Stylus iPF 5100 und Hewlett Packard Designjet Z3100, und der mit CMYK, Hellmagenta, Hellcyan, Hellgrau, Orange und Grün druckende Epson Stylus Pro 7900 jeweils etwa 800.000 unterscheidbare Farben drucken konnten. Reiner CMYK-Offset Druck nach ISO 2846 oder ISO 12647 erreicht demgegenüber ca. 400.000 unterscheidbare Farben (zum Vergleich: Adobe RGB ca. 1.300.000, neuere "Wide-Gamut"- LCD-Monitore mit LED-Hintergrundbeleuchtung 1.500.000)

Übersicht über Tintensysteme und Markenbezeichnungen

Nachfolgend sollen gängige Tintensysteme kurz beschrieben und Produktbezeichnungen der Hersteller angegeben werden. Verwendete Abkürzungen: C: Cyan; c: Hell- oder Photocyan; M: Magenta; m: Hell- oder Photomagenta; Y: Gelb; K: Schwarz bzw. Photoschwarz; k: Weiteres bzw. Matt-Schwarz; L: Grau(light); l: Hellgrau; R: Rot; G: Grün; B: Blau; O: Orange; P: Schutzlack/Glanzoptimierer.

Epson

• Claria:

Farbstoffbasierte Tinte; CcMmYK Farbsystem mit Einzeltintentanks.^[12], eingeführt 2006.

• DURABrite:

CMYK Pigmenttinte mit Einzeltanks; erste Pigmentbasierte Tinte von einem Druckerhersteller, eingeführt 2001.^[13]

• DURABrite Ultra:

CMYK Pigmenttinte mit Einzeltanks, wie DURABrite, aber mit polymerumhüllten Pigmentpartikeln als Haftvermittler auf dem Papier. Eingeführt 2005.^[13]

• Ultrachrome Hi-Gloss:

Pigmentbasierte Tinte von Epson, eingeführt 2002, zunächst mit CMYKLlk im R2100.

• Ultrachome Hi-Gloss 2:

2004 im R800 zu CMYKkRBP (also mit R, B und P) modifizierte Variante von Ultrachrome. Auch als CMYKkROP erhältlich.^[14]

• Ultrachrome K3:

CcMmYKLlk. Pigmenttinte mit harzummantelten Pigmentpartikeln. Durch drei Photoschwarzabstufungen (deshalb "K3") differenziertere Grau- und Helligkeitswiedergabe. Einzeltintentanks, eingeführt 2006.^[15]

• Ultrachrome K3 "Vivid Magenta":

Wie K3, jedoch mit anderen Magentapigmenten mit stärkerer Sättigung.

• Ultrachrome K3 HDR:

wie K3 "Vivid Magenta", jedoch zusätzlich R und O.^[16]

Canon

BCI-6 Tintensystem (noch ohne spezifischen Markennamen, Typbezeichnung der Tintenkartuschen). Erstes Farbstoffbasiertes Tintensystem von Canon spezifisch für den Fotodruck, zunächst CcMmYK, später ergänzt um R und danach R + G.

• Chromalife100:

farbstoffbasiert, eingeführt 2005, bezeichnet eine Kombination aus Druckkopf, Tinte und Papier. Verlängerte Lebensdauer; erhältlich mit 4, 5, und 8-Tintendruckern.

• Chromalife100+:

gegenüber Chromalife100 verbesserte Rotwiedergabe, spezielle Schwarztinte, erhältlich sowohl bei Druckern mit Einzeltanks als auch Kombidruckköpfen. Eingeführt 2008.

• "Pixma 4-Tintensystem":

inoffizielle Bezeichnung für ein CMYk-Farbsystem bei einfacheren Druckern; es werden nur CMY für den Fotodruck verwendet; Einzel- und Kombipatronen (CMY + k)-Varianten existieren.

• Lucia:

Pigmentbasierte Tinten.

• Lucia EX:

Weiterentwicklung von Lucia II, mit CcMmYKLlRGBk 12-Farbsystem; nach Angaben von Canon mit um 20% erweitertem Farbraum, der Adobe RGB sehr ähnelt.^[17]

Hewlett Packard

• Vivera:

Seit ca. 2004 Bezeichnung aller HP-Tinten, sowohl Farbstoff- als auch Pigmenttinten. Die Pigmenttinten (eingeführt 2006) sind polymergekapselt und beinhalten ein besonders dunkles Schwarz, das die Darstellung von Grautönen ohne eingemischte Farbtinten gestattet. Das Farbsystem ist CcMmYKLk.^[18] Bei Farbstofftinten verwendet HP oft Kombipatronen (z. B. Typ 110) für CMY,^[19] die mit Photopatronen und Graupatronen ergänzt werden, z. B. Typen 99(cmK)+95/97(CMY)+100/102(KLl), Typen 101(cmB)+95/97(CMY)+100/102(KLl) (mit Blauer Tinte), oder Typen 57(CMY)+58(cmK).^[20][21] Andere Drucker verwenden Einzeltinten, zumeist CcMmYK (z. B. Serie 02).

Kodak

• Kodacolor Technologie:

Begriff, unter dem verschiedene Technologien zusammengefasst werden. Die Tinte ist pigmentbasiert, ("nanopigmentiert" durch ein feineres Zermahlen der Pigmentpartikel), CMYKkP Farbsystem, mit zwei Tanks (k und CMYKP, Reihe 10); eingeführt 2007. 2010 wurde ein vereinfachtes System mit K + CMY-Tanks (Reihe 30) eingeführt.

Lexmark

• Vizix:

Ähnlich wie bei Kodak eine Bezeichnung für die gesamte Tintenstrahltechnologie, mit Druckköpfen, die im Drucker verbleiben; CMYK-Einzeltintentanks mit Farbstofftinte; eingeführt 2009.

Spezialpapiere

Eine Auswahl von Papieren für Tintendrucker

 Commons: Spezialpapiere – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Ihre wahre Leistungsfähigkeit entfalten Tintenstrahldrucker erst auf Spezialpapieren, die sich insbesondere in der Saugfähigkeit der Oberfläche unterscheiden. Bei Normalpapier dringt die Tinte in das Papier ein und breitet sich dort zu einem Fleck aus, der wesentlich größer als der eigentliche Tintentropfen wird und je nach Textur der Papierfasern stark von der gewünschten Kreisform abweicht. Das führt zu unscharfen Abgrenzungen, Verlaufen der verschiedenen Farben ineinander und generell zu einem „matschigen“ Druckbild. Spezialpapiere hingegen bestehen in der Regel aus einem Trägerstoff, der aus Papier oder bei höherwertigen „Papieren“ auch aus Kunststoff bestehen kann, und einer speziellen Haftschicht. Diese Schicht verhindert vorrangig das Auseinanderlaufen des Tintentropfens und garantiert damit eine deutlich höhere Detailauflösung und Farbtrennung. Außerdem sorgt die Schicht für kräftigere Farben, je nach Art für einen Matt- oder Glanzeffekt und teilweise sogar für längere Farbstabilität der Tinten. Mit modernen Spezialpapieren in Verbindung mit hochwertigen Tintenstrahldruckern und Tinten lassen sich fotoähnliche „Abzüge“ herstellen, die in vielen Aspekten (Detailauflösung, Farbraum) dem klassischen, chemischen Fotoabzug ebenbürtig sind. So lassen sich Fotos im Heimbereich ausdrucken, so dass beispielsweise Fotos einer Digitalkamera sofort als Ausdruck hergestellt werden können.
Nachteile dieser Technik sind der gegenüber ausbelichteten Fotos höhere Preis, die je nach Tinte unzulängliche Lichtechtheit (insbesondere bei Einfluss von Tageslicht mit hohem Blau-, Violett- und Ultraviolettanteil) und die Artefaktbildung durch das Raster des Druckverfahrens.

Zum Herstellen von Tageslichtprojektor-Folien werden speziell beschichtete Folien angeboten, die sich auch mit Tintenstrahldruckern verarbeiten lassen.

Vorteile gegenüber anderen Verfahren

Der größte Vorteil des Tintenstrahldruckers ist der vergleichsweise einfache Aufbau der Geräte und die damit verbundenen niedrigen Herstellungskosten.
In den letzten Jahren erreichen die Ergebnisse – zumindest auf Spezialpapieren – eine Qualität, welche andere Verfahren nur selten oder mit hohen Kosten erreichen. So sind heutzutage einfache Laserdrucker, der Hauptkonkurrent der Tintenstrahldrucker, kaum schneller, auf beschichtetem Papier ist der Unterschied im Schriftbild kaum noch wahrnehmbar. Die hochwertige Ausgabe digitaler Daten mittels Ausbelichtung ist bzgl. der Materialkosten zwar sehr günstig, allerdings sind die Geräte aufgrund der hohen Anschaffungspreise nur für größere Unternehmen rentabel.

Einige Tintenstrahldrucker erreichen beachtliche Farbräume – lediglich Vollfarbsysteme und Thermosublimationsdrucker bieten größere Farbräume; erstere sind in der Anschaffung für den privaten Einsatz unerschwinglich, letztere in den Verbrauchskosten höher.
Auch haben Tintenstrahldrucker den Vorteil, dass sie im Gegensatz zum Laserdrucker keinen Feinstaub produzieren, und somit die Gefahr durch den Betrieb zu erkranken geringer bis – bei normaler Tinte – nicht vorhanden ist.

Nachteile gegenüber anderen Verfahren

Tintenstrahldrucker sind empfindlich gegenüber dem zu bedruckenden Medium, viele Tinten sind nicht dokumentenecht bzw. archivfest (wasserlöslich, chemische Langzeitveränderungen) und bleichen insbesondere bei Einfluss kurzwelliger Lichtanteile (Tageslicht) erheblich stärker aus als bei anderen Verfahren, sind also nicht lichtecht.
Bei Laserdruckern können dagegen lichtechte Farbpigmente verwendet werden.

Die höchste Qualität wird nur auf relativ teuren Spezialpapieren erreicht und führt zu Seitenpreisen von in Einzelfällen mehr als einem Euro pro DIN-A4-Seite. Damit liegen die reinen Druckkosten im Schwarzweißdruck etwa dreimal, im Farbdruck zwischen vier- und zehnmal so hoch wie bei einem Laserdrucker.

Des Weiteren neigen die Systeme zum Eintrocknen und die Markentinten der Druckerhersteller sind teuer.

Tintenstrahldrucker sind für Massendrucke nicht geeignet, weil sie zu langsam sind. Je nach Auflagenstärke ist das Laser-, Offset- oder Tiefdruckverfahren das geeignetste.

Nachfüllen von Tintenpatronen

Ein wesentlicher Teil der beim Druck anfallenden Kosten kommt von den Verbrauchsmaterialien (Tinte/Toner, etc.). Daher gibt es für alle gängigen Druckerhersteller Anbieter kompatibler Verbrauchsmaterialien. Aufgrund von Maßnahmen seitens der Druckerhersteller, wie chiffrierter Erkennungschips auf den Patronen, und der zunehmend anspruchsvolleren Formulierung von Tinten sind jedoch nicht alle Tintentypen von Drittanbietern erhältlich. So zeigte die Produktübersicht des deutschen Marktführers Pelikan im Mai 2011 weder irgendwelche pigmentierten Tinten, noch Zusatzfarben wie Rot oder Grün. Zudem variiert die Qualität von kompatiblen Verbrauchsmaterial sehr stark, so dass es für den Endanwender mitunter schwer ist, eine Entscheidung zu treffen. Eine annehmbare Entscheidungshilfe bieten hier Tests unabhängiger Zeitschriften und Labore. Verbrauchsmaterialien, die nicht bestimmten Qualitätskriterien entsprechen, können den Drucker zerstören und/oder schlechte Druckqualität liefern. Im schlimmsten Fall sind durch die Nutzung solcher Materialien sogar Gesundheitsschäden möglich.

Aufgrund von möglichen Farbverschiebungen bei Tinten von Drittanbietern empfiehlt es sich, zumindest für den Fotoausdruck für jede verwendete Alternativtinten/Papier-Kombination ein ICC-Profil zu beschaffen oder zu erstellen.

Nischenprodukte mit Tintendruckwerk

Eine nur kurzzeitig mit mäßigem Erfolg auf dem Markt vertretene Form der Schreibmaschine waren die letzten Brother-Modelle der 700er- und 800er-Serien mit Tintendruckwerk und integriertem Textsystem. Sie nutzten bereits die hochauflösenden Möglichkeiten des Tintendrucks für Schriften (mehrere Schriftarten mit Skalierung) und Grafik mit schwarzer und je nach Modell auch farbiger Tinte. Ihre Leistungsfähigkeit blieb allerdings hinter derer moderner PCs zurück, und als fertig konfigurierte Systeme waren sie nicht erweiterungsfähig. Sie waren nur wenige Jahre Anfang bis Mitte der 1990er Jahre erhältlich.

Tintendruckwerke sind weiterhin in einigen wenigen Registrierkassen, Kommissioniergeräten oder weiteren Nischensegmenten in Industrie und Handel enthalten und stehen dort in direkter Konkurrenz hauptsächlich zu den sehr robusten und farbechten Nadeldruckern oder dem billigeren und kompakten Thermodruck für Spezialpapier.

Einzelnachweise

1. ↑ finanzen.net: Kodak Introduces Availability of Stream Technology as KODAK PROSPER S10 Imprinting System. 16. Juni 2009, abgerufen am 19. September 2011 (englisch). 
2. ↑ Packaging & Converting Essentials: Kodak to Unveil KODAK PROSPER 5000XL Press at Ipex 2010. 9. März 2010, abgerufen am 19. September 2011 (englisch). 
3. ↑ Discovery Channel: Bit.Fall – Discovery Channel Short Film. Youtube, 27. November 2006, abgerufen am 19. September 2011 (englisch). 
4. ↑ Torsten Schaßan: Seminarskript Basisinformationstechnologie. 2004, abgerufen am 19. September 2011. 
5. ↑ EASTMAN KODAK CO: Combining error diffusion, dithering and over-modulation for smooth multilevel printing. 7. August 2001, abgerufen am 19. September 2011 (englisch). 
6. ↑ EASTMAN KODAK CO: MULTILEVEL HALFTONING METHOD OF DIGITAL IMAGE. 11. April 2003, abgerufen am 19. September 2011 (englisch). 
7. ↑ SEIKO EPSON CORP: DITHER MATRIX GENERATION DEVICE, PRINTED MATTER, DITHER MATRIX GENERATION METHOD, PROGRAM, AND IMAGE PROCESSING DEVICE. 30. April 2008, abgerufen am 19. September 2011 (englisch). 
8. ↑ CABOT: Pigments for Inkjet Applications. 30. Juli 2009, abgerufen am 19. September 2011 (PDF, englisch). 
9. ↑ ^{a b} Jim Reczek: Image Quality with Kodak Pigmented Ink. 11. August 2010, abgerufen am 19. September 2011 (englisch). 
10. ↑ Cathie Burke: The Inkjet Printhead for KODAK EASYSHARE AIO Printers. 20. Februar 2007, abgerufen am 19. September 2011 (englisch). 
11. ↑ Paul Lindstrom: Wide gamut approaching full gamut. 23. Dezember 2008, abgerufen am 19. September 2011 (PDF, englisch). 
12. ↑ SEIKO EPSON CORP: Epson Claria Photographic Ink. Abgerufen am 19. September 2011 (englisch). 
13. ↑ ^{a b} SEIKO EPSON CORP: Epson DURABriteTM Ultra Pigment Ink Technology. 2010, abgerufen am 19. September 2011 (PDF, englisch). 
14. ↑ imaging resource: Epson: 13-inch R2000 photo printer unveiled. 3. Mai 2011, abgerufen am 19. September 2011 (englisch). 
15. ↑ Nic Rossmüller: Epson UltraChrome K3 Tinten. 24. April 2006, abgerufen am 19. September 2011 (englisch). 
16. ↑ SEIKO EPSON CORP: Ink Technology Rules. Epson’s World Leading UltraChrome™ HDR Inkset. 11. Oktober 2008, abgerufen am 19. September 2011 (englisch). 
17. ↑ LexJet: Learn More about the LUCIA EX Inks in Canon’s Newest imagePROGRAF Printer. Abgerufen am 19. September 2011 (englisch). 
18. ↑ Hewlett Packard: Die neuen HP Vivera Pigmenttinten für professionellen Fotodruck. 2006, abgerufen am 19. September 2011 (PDF). 
19. ↑ New Dye-based HP Vivera Inks for HP Compact Photo Printers. 2006, abgerufen am 19. September 2011 (PDF, englisch). 
20. ↑ Hewlett Packard: (nicht bekannt). Abgerufen am 19. September 2011.  (Link nicht mehr abrufbar)
21. ↑ Hewlett Packard: HP six-ink photo printing technology. Abgerufen am 19. September 2011 (englisch). 

Weblinks

 Commons: Inkjet printers – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• Unterschied zwischen Tintenpatronen mit und ohne Druckkopf
• Tintendruck – Strahlt er oder strahlt er nicht, das ist hier die Frage! (W. Wehl)
• Der Tinten(strahl)druck (PDF-Datei; 501 kB)
• Aufbau – Funktionsweise von Tintenstrahldrucker
• Umfangreiche Refill-FAQ über die Funktionsweise von Tintenstrahldrucker-Verbrauchsmaterialien und deren Nachfüllung
• So funktioniert ein Tintendrucker
• Druckkosten.de: Druckkostenrechner für Tinten- und Laserdrucker
• Geschichte des Tintenstrahldruckers
• Erfindung des Tintenstrahldruckers im historischen Rückblick
• HP: Erklärung wozu alles Tinte verbraucht wird ausser dem eigentlichen Verbrauch (englisch)