Referat zum Tintenstrahldrucker + Bilder

1. Tintenstrahldrucker
Was sind Tintenstrahldrucker?
Tintenstrahldrucker sind, so wie fast alle Drucker, so genannte Matrixdrucker.
Matrixdrucker erzeugen Druckbilder durch das Setzen von einzelnen kleinen Bildpunkten.
Auch gehören sie zur Klasse der NON-IMPACT-DRUCKER, d. h. der Ausdruck findet
berührungslos statt.
1. Geschichte:
Siemens hatte schon 1948 einen Inkjet-Tintenstrahldrucker als Patent angemeldet. Das
Unternehmen hatte in den ersten Anfängen begonnen, einem konstanten Tintenstrahl auf ein
gleichmäßig vorbeilaufendes Papier zu sprühen.
Der 1. richtige Tintenstrahldrucker der Welt, namens Teletype Inktronic wurde von 1963 bis
1970 von einem amerikanischen Unternehmen entwickelt. Dieser diente noch einen
Fernschreiber als Ausgabegerät. Die Druckleistung war noch sehr gering, die Tinte wurde
nicht präzise aufs Papier gebracht, er verschmutzte viel zu schnell und er war sehr groß.
Fernschreiber: hat Tastatur zum Eingeben, dies wird beim Empfänger ausgedruckt.
Die ersten funktionsfähigen Tintenstrahl-Druckgeräte wurden Anfang der 1970er für die
Industrie von IBM auf den Markt gebracht und druckten schon im Permanentbetrieb.
Letztendlich waren es die heute weltbekannten Konzerne HP und Canon, denen die
technische Umsetzung gelang. Im Jahr 1979 reichten beide fast gleichzeitig das Patent ein.
Mit dem HP ThinkJet kam 1984 der erste Tintenstrahldrucker für Endkunden in den Handel
Im selben Jahr kam der SQ 2000 von Epson heraus. Er war der erste Drucker, der im Piezo-
Verfahren die Tintentröpfchen verschoss.
1987 legte HP nach und brachte mit dem HP PaintJet den ersten farbigen
Tintenstrahldrucker heraus.
1988 erschien schließlich der 1. Drucker für den Massenmarkt. Der HP-Deskjet konnte ca. 2
Seiten/min drucken mit einer Grafikauflösung von 300 Punkten. Kostenpunkt: 1000 €
(schwarz/weiß)

2. Druckmethoden:
Tintenstrahldrucker werden nach 2 Hauptklassen aufgeteilt, dem Drop-on-Demand- und dem
Continuous Ink Jet-Verfahren, die eigl. Echte Tintenstrahltechnik. Beim DOD-Verfahren wird
wiederrum zwischen dem „Bubble-Jet“ und den „Piezo-Verfahren“ unterschieden.
2. Continuous Inkjet (CIJ) Verfahren (inkjet=Tintenstrahl)
Dabei wird ein kontinuierlicher Tintenstrahl durch eine Hochdruckpumpe zu einer Druckdüse
transportiert. Mithilfe eines piezoelektrischen-Wandlers wird die Tinte in einzelne
Mikrotröpfchen zerteilt, die mit bis zu 30 Bar durch die Druckdüse herausgeschossen
werden. In einer Lade-Elektrode werden die Tröpfchen zuvor elektrisch aufgeladen, damit sie
dann über Ablenk-Elektroden an den richtigen Stellen der Druckoberfläche landen. Da ohne
Pause Tröpfchen aus der Düse schießen, aber beim Textdruck der Großteil einer
Druckfläche allerdings unbedruckt bleibt, werden rund 95% der Tröpfchen gegen eine
Barriere im Druckkopf geschossen, aufgefangen und anschließend (über ein Tinten-
Rückführungs-System,) mittels eines Unterdrucks wieder zurückgeführt.
Das CIJ-Verfahren wird ausschließlich industriell eingesetzt, weil das Verfahren zu
Aufwendig und teuer ist, dafür ist es Hochwertiger und die Ventile halten länger. So ist es für
den Privatbereich oder Büroeinsatz ungeeignet.
Es eignet sich hervorragend, auch weil die Tinte schnell trocknet, um stark unebene Medien
zu bedrucken, wie z.B.
 Kabelkennzeichnungen,
 Haltbarkeitsdaten auf Dosen, Falschen und anderen Verpackungen und
 den individuellen Bedruck ganzer Produktchargen
 Rubbellose
 Etikettierung
 Zudem sind fast alle Materialien bedruckbar. (Glas, Metall)
Zu Bild erklären:
Der Tintenstrahl wird über den piezoelektrischen Wandler, der sich hinter der Düse befindet,
so moduliert, dass ein gleichmäßiger Zerfall des Strahls in einzelne Tropfen entsteht. Die so
entstandenen Tropfen werden anschließend über eine Ladeelektrode elektrostatisch
aufgeladen und durchfliegen jetzt eine Ablenkelektrode die sie in die gewünschte (seitliche)
Richtung ablenkt. Die Tropfen werden so auf die gewünschte Stelle (Papier, Kunststoff,…)
gespritzt. Nur die Topfen werden abgelenkt, die auch auf das Druckmedium sollen.
3.0 Drop on Demand (DOD) Verfahren
Es ist das gängigere Verfahren der beiden, das in allen Druckern zum Einsatz kommt, die im
freien Handel für Endkunden erhältlich sind. Sie werden aber auch im Büro und der Industrie
eingesetzt. Der Unterschied: DOD-Drucker arbeiten mit einem zeilenweise übers Blatt
gleitenden Druckkopf, der aus mehreren Düsen besteht um bestimmte Stellen am Blatt zu
bedrucken, dabei wird die Flugbahn der Tröpfchen nicht abgelenkt. Jede Düse kann dabei
einzelne Tröpfchen auf Bedarf "verschießen", so dass ein Tintenrückführungssystem nicht
benötigt wird. Es verlässt dabei immer nur 1 Tropfen die Düse.
Außerdem haben sie den Vorteil, dass sie auch mit anderen Materialien wie: Wachs,
langkettige Polymere, flüssige Lote (Metalle), usw. drucken können. So werden in der
Elektrotechnik ganze Platinen mit DOD Druckern erstellt.

3. Die 2 Verschiedenen DOD Verfahren.
!!Das Prinzip ist bei beiden Verfahren das Gleiche: Vor der Düse befindet sich eine Kammer,
die mit Tinte gefüllt wird. Durch eine Volumenverkleinerung dieser Kammer wird die Tinte
durch die Düse ausgestoßen. Der Unterschied befindet sich in der Technik, mit der diese
Volumenverkleinerung erreicht wird.!!
3.1 Bubble-Jet-Verfahren:
Man muss sich vorstellen das im Druckkopf viele kleine Düsen sitzen. Über diese Düsen
gelangen winzige Tintentröpfchen auf das Papier. Dies geschieht durch ein Heizelement, das
den Wasseranteil in der Tinte erhitzt. Dadurch entsteht eine Dampfblase, in Engl. Bubbel und
sorgt für die Volumenverkleinerung. Erreicht der Blasendruck einen bestimmten Punkt, findet
praktisch eine kleine Explosion statt, die den Tropfen auf das Papier schleudert
(Jet=ausstoßen/herausschleudern). Durch den Kapillareffekt füllt sich die Düse anschließend
wieder mit Tinte und der Vorgang startet erneut. Die Heizelemente werden mit einer
Spannung versorgt die eine sehr hohe Frequenz besitzt, nämlich ca. 8.000-10.000 Hz.
Die Bubble Jet Technik ist besonders günstig herzustellen.
Kapillareffekt: Flüssigkeit steigt in engen Röhren nach oben.
Zu Bild erklären
Ein Spannungsimpuls von 3 bis 7 Mikrosekunden erzeugt eine Temperatur bis zu 400 Grad
Celsius in einem Heizelement. (Tinte wird dann 200-300 C° heiß.)
Dadurch wird die angrenzende Tinte zum Sieden gebracht und erzeugt innerhalb von 15
Mikrosekunden eine geschlossene Dampfblase, die mit einem Druck von bis zu 10 Bar einen
Tintentropfen aus dem Druckkopf schleudert.
Da die Dampfblase die Verbindung zwischen Heizelement und Tinte praktisch vollständig
unterbricht, und nach 40 Mikrosekunden kollabiert/platzt, ist das Bubble Jet System in
hohem Maße selbstregulierend und die Funktion wird aufrechterhalten.
Es ergibt sich eine Düsenleistung von 10.000 Tropfen pro Sekunde.
Es können auch 2 Heizelemente vorhanden sein. Wird dann nur eins beansprucht, ist die
Blase und auch der Topfen kleiner.
1 Mikro Sekunde = 10-6
Sekunden (1 millionstel)
Canon, Lexmark und Hewlett Packard nutzen Beispielsweise das BubbleJet-Verfahren.
3.2 Piezo-Verfahren:
Der Piezo-Drucker macht sich das Verhalten von Piezokristallen zu nutzen. Diese haben die
Eigenschaft eine Spannung zu erzeugen, wenn sie einem Druck ausgesetzt sind. Der Piezo-
Drucker macht sich genau das Gegenteil zu nutzen. Das heißt mit einer Spannung wird das
Kristallgebilde (in dem Fall die Düse) verformt. Wird jetzt ein Stromstoß auf den Kristall
gegeben, sorgt dieser für die notwendige Volumenänderung in der Düse und schleudert so
die Tinte auf das Papier. Der komplette Vorgang dauert gerade mal 10 Mikrosekunden.
Durch unterschiedlich starke Stromimpulse die auf die Düse einwirken kann man sogar die
Tröpfchenstärke bestimmen.
Durch den Meniskus Effekt, also die Oberflächenspannung (siehe Bild) entstehen keine
Spritzer, wenn ein Tintentropfen austritt. Die Tinte wird an der Düse, durch die negative
Spannung leicht nach innen gezogen und wie ein Bogen vorgespannt. So wird der Tropfen
sehr kontrolliert abgefeuert.

4. (Piezo-Kristall wird aus Keramik hergestellt)
Epson und Siemens beispielsweise setzen auf Piezokristalle. Meistens können 6
unterschiedlich große Druckpunkte gesetzt werden. So können große Farbflächen schneller
gedruckt werden,
Ein Piezo-Druckkopf hat weniger Düsen, als ein nach dem Bubble-Jet-Druckkopf, weil seine
Düsen mehr Platz einnehmen. Dies hat keine Auswirkungen auf die Qualität – im Gegenteil:
Der Piezo-Druckkopf kann kleinere Punkte zu Papier bringen, da die mechanische
Steuerung exakter arbeitet.
Die Tinte kann über 20.000 Mal pro Sekunde aus einer einzigen Düse spritzten.
4.0 Weitere Info:
4.1 Druckpunkt:
Ein Druckpunkt ist ein Tintentropfen, der von einer Düse ausgestoßen wird. Er ist somit die
kleinste Einheit die ausgegeben wird und bestimmt somit zum größtenteils die Qualität des
Druckbildes. Die Einheit ist dpi, also Dots per Inch. Nicht zu verwechseln mit ppi (Pixel pro
Inch)
Dpi gibt also Auskunft darüber, wie viele Punkte auf einer Linie pro Zoll dargestellt werden
können.
1 Inch; 1 Zoll = 2,54cm
Wie kann ein Drucker alle möglichen Farbentöne Darstellen, wenn er nur die 4 Farben Cyan,
Magenta, Gelb, Schwarz besitzt?
Dafür gibt es eine Lösung:
4.2 mit Rasterzellen:
Die Farbtöne, auch Halbtöne genannt, werden durch das Dichte nebeneinandersetzten von
Rasterpunkten erreicht.
Ein Rasterpunkt hat entweder die Farbe Cyan, Magenta, Gelb oder Schwarz, falls keine
anderen Farben vorhanden sind. Eine Rasterzelle besteht einen Rasterpunkt und diese
bestehen aus Druckpunkten. Es gibt verschiedene Rasterpunktformen (z.B. elliptisch, rund,
quadratisch), Größen und Rasterarten. Für jede Farbe gibt es einen Rasterwinkel
Beispiel: Ein grüner Pixel/Bildpunkt eines digitalen Bildes wird auf dem Ausdruck durch
mehrere dicht nebeneinander gedruckte gelb- und cyanfarbige Rasterpunkte dargestellt.
Die Rasterweite, also die Anzahl der Rasterpunkte pro Streckeneinheit werden in lpi (Linien,
auch Punkte pro Inch) angegeben.
In Deutschland ist teilweise noch die Messung Linien pro cm (lpcm) angegeben
An die Tafel malen; mit ellipsige dots
4.3 Druckqualität:
Die Rasterweite ist nicht alles. Es kommt viel mehr darauf an wie klein der Tintentropfen ist.
Und wie fein daraus das Raster zusammengesetzt ist. Die Tröpfchengröße wird in Pico Liter
gemessen. Pocoliter= 0,000000000001 Litern also 10-12
Bei Epson z.B. beträgt die kleinste Tropfengröße 2 Pico Liter.

5. Somit wird immer auf dpi beim Kauf geachtet.
Aber auch die verwendete Tinte hat einen Einfluss auf die Druckqualität, sowie das Papier.
Spezialpapiere mit glatter Oberfläche verbessern die Druckqualität (Saugfähigkeit nimmt ab).
Zu Beachten ist, dass sich die Tintentropfen überlappen. So werden weise Stellen
vermieden. Die Auflösung gibt auch Ausschluss über das Raster. Je feiner Das Raster, desto
genauer der Druck.
1200x600 dpi sind 1200 längs und 600 breit also ein asymmetrischer dpi-Wert
(Druckkopf kann sich nach links oder rechts bewegen)
4.4 Tinten:
Bei dem Patronenwechsel sollte man auf den richtigen Typ achten, ansonsten könnte die
Farbmischung nicht mehr stimmen oder die Patrone passt nicht in den Drucker.
In einem Tintendrucker können zwei Arten von Tinte zum Einsatz kommen.
Dye-Tinte
Bei dieser färben die Farbstoffe die Tintenflüssigkeit ein und sie ist wasserlöslich. Außerdem
ist sie nicht so lichtbeständig.
Aber es ergibt sich ein brillianter Bilddruck.
Pigmenttinte
Auf der anderen Seite gibt es die Pigmenttinte. Die Farbe entsteht hier durch die in der
Tintenflüssigkeit schwebenden Farbpigmente, die sich nicht auflösen. Sie ist
wasserunlöslich. Der einzige Nachteil im Vergleich zu Dye-Tinten ist, dass die Farbe nicht
ganz so schön ausschaut, weil sie matter ist.
Die Farbpigmente bleiben auf der Oberfläche des Blattes und dringen nicht ein.
Seit neuesten gibt es auch halbpigmentierte Tinten. Sie ist eine Mischung aus Pigment-
und Dye-Tinte. Hierbei werden die Vor- und Nachteile vereint und ist eine Art Zwischenstufe,
die nicht so teuer ist wie die Pigmenttinte.
Die Pigmenttinte ist teurer und kann mit der Farbbrillanz und den natürlichen Übergängen
nicht mithalten. Sie wird überwiegend zum Textdruck verwendet weil sie kräftiger und
farbstabiler sind.
In einem gewöhnlichen Drucker befinden sich die Standard-Dye-Tinten-Farben Cyan,
Magenta, Gelb, Key-Schwarz für die Bilder und Pigment Schwarz für Texte. Daneben gibt es
je nach Druckermodell weitere Farben im Drucker, wie ein zusätzliches Kontrastschwarz
oder spezielle Foto-Farben. Achtung der Drucker muss für Pigmenttinte ausgelegt sein.
(CMYK entsteht aus Rot, Blau und Grün.)
Leere Tintenpatronen sollte man nicht in den Müll werfen. Besondere lassen sich noch für
einige Euro verkaufen. Ansonsten sind die Hersteller verpflichtet die Patronen
zurückzunehmen. Sie tragen normal auch die Versandkosten. So können sie wieder recycelt
werden. Einfach mal auf die Hersteller-Seite im Internet gehen.

6. 5. Vor- und Nachteile:
Vorteile:
 Gute Druckqualität,
 Gute Fotodruckqualität auf Fotopapier
 Geringe Umweltbelastung
 Günstige Druckerpreise
 Sehr leise beim Druck
 Keine Feinstaubbelastung im Gegensatz zum Laserdrucker
Nachteile:
 Hohe Kosten des Verbrauchsmaterials (Tinte, Spezialpapier)
 Nicht Wasserfest, Lichtbeständigkeit nicht optimal, wenn keine Pigmenttinte
 Druckqualität abhängig vom Papier und Tinte, (Saugfähigkeit, darum schnell
Trocknende Tinte verwenden)
 Niedrige Druckgeschwindigkeit
 Verfließende Tinte auf saugfähigerem Papier wie z.B. Recyceltes-Papier
 Systeme und Tinte neigen zum eintrocknen
Der Trend geht zu den Tintenstrahldruckern und weg von Laserdruckern auch wegen der
Feinstaub Belastung. Tintenstrahldrucker holen immer weiter auf mit der
Druckgeschwindigkeit und auf Spitzenniveau liefern sie ein besseres Druckbild. (da Tinte
minimal ineinander verläuft)
6. Marktüberblick:
Vergleich von Bubble-Jet und Piezo-Kristall- Drucker:
Qualitativ sind Bubble-jet Geräte ein bisschen besser, aber Piezo-Druckköpfe sind
langlebiger. Piezo-Drucker verbrauchen weniger Strom und die Tinte trocknet schneller, weil
die Tinte nicht erhitzt wird. (weniger Wellen)
Käufer müssen auch überlegen, ob sie einen Drucker mit Patronen-Druckkopf kaufen, bei
dem Tintenpatrone und Druckkopf eine Einheit bilden, oder ob sie sich für einen Permanent-
Druckkopf mit separat austauschbaren Tintentanks entscheiden. Letztere Variante
empfehlen die Tester allen, die viel und regelmäßig drucken.
Mit einem Gerät mit Patronen-Druckkopf fahren Verbraucher gut, die eher selten drucken.
Wenn das ganze System (Druckkopf und Tinten) nach langen nicht-Gebrauch eingetrocknet
ist, erhalte man beim Kauf eines Patronen-Druckkopfes quasi einen neuen Drucker.
Foto-Vieldrucker sollten übrigens auf das Vorhandensein von Tintenpatronen mit speziellem
Foto-Farben achten. (helles Cyan und ein helles Magenta, grau für helle Flächen(stechen so
nicht ins Auge wie grelle Farben).
Wer oft mehrseitige Dokumente scannen oder kopieren muss, ist den Experten zufolge mit
einem automatischen Einzug gut beraten (statt Scanner). Man braucht also ein Kombigerät.
Auch sollte darauf geachtet werden, dass ein Papier beidseitig bedruckt werden kann, weil
dadurch Papier gespart wird.
Bei Farbfotos aus billigen Druckern, schlägt das Papier meistens Wellen. Bei teuren Geräten
sind Heizungen eingebaut, die die bedruckten Stellen auch gleich trocknen. Dadurch
entstehen weniger Wellen.
Man sollte auch überprüfen, ob man den Drucker durch das Wlan Netz ansteuern kann, was
meistens der Fall ist. Zudem unterstützen viele Geräte die App AirPrint. Dadurch müssen
keine Treiber zuvor installiert werden, um etwas auszudrucken, man benötigt lediglich die
App. Es gibt auch Cloud-Dienste von den Herstellern, wo eine E-Mail an den Drucker
gesendet wird.

7. Am gebräuchlichsten ist der RGB-Farbraum mit 8 Bit pro Farbkanal = 256
Farbabstufungen pro Farbkanal. Das entspricht 16,7 Millionen (16.777.216) theoretisch
möglichen Farbabstufungen.
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?Farbdrucker haben mehrere Druckköpfe für jede Farbe.???
Fotopapier mitnehmen, Tintentanks oder alter Druckkopf, Microskop für Bild zum anschauen,
Druckverfahren zusammenfassen (3.1 und 3.2).
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Wörter für Vortrag markieren oder Stichpunkte auf Zettel
Info für mich: Helle oder dunkle Bildteile werden durch unterschiedlich dicht bedruckte
Rasterpunkte dargestellt. Mischfarben entstehen durch die Kombination von Druckpunkten
der Grundfarben innerhalb einer solchen Rasterzelle. Die Zahl der darstellbaren Tonwerte in
einem Bild hängt davon ab, wie viele Druckpunkte eine Rasterzelle bilden. Je mehr
Druckpunkte zu einer Rasterzelle zusammengefasst werden,

8. Die einzelnen Druckpunkte werden pro Farbe in unterschiedlichem Winkel angeordnet.
Verschieden Druckpunktformen
Raster

9. Die separierten
Farbauszüge von Yellow, Magenta, Cyan und Schwarz.
Alle vier Farben im Zusammendruck.

10. AM-Raster (Amplituenmouliertes Raster)

11. Rasterzellen in der Mitte
Wichtig Druckpunkte werden zu Rasterpunkten zusammengefasst.
Raster aus Druckpunkten!!!!!

12. Saugfähiges Papier oben
Glattes Papier unten

13. Tinte: Ein Farbdrucker arbeitet mit den Tintenfarben Cyan, Magenta und Gelb. Durch
Übereinanderdrucken dieser Grundfarben lassen sich alle Farben erzeugen,
subtraktives Farbmodell genannt.
Auflösung: Die Auflösung gibt an, wie viele Tintenpunkte ein Drucker pro Zoll
ausgeben kann. Im linken Bild sehen Sie, wie ein ideales Druckbild mit 2400 dpi
Auflösung aussehen würde. In der Praxis erreicht jedoch kein Drucker ein solche
Auflösung (siehe rechtes Bild).

14. Piezodruck: Tintendüsen nach dem Piezoverfahren verspritzen bis zu 30.000
Tintentropfen pro Sekunde. Das Drucken eines Tropfens dauert nur rund 33
millionstel Sekunden
Thermischer Druck: Das Heizelement in der Düse ist nur 30 tausendstel Millimeter
breit. Die Tinte spritzt mit bis zu 15 Metern pro Sekunde heraus, das sind 54 km/h.

15. Bubble Jet Verfahren. Tinte wird durch Draht erhitzt.
In der Düse wird die Tinte erhitzt und dann durch den entstehenden Druck nach vorne auf
das Papier geschossen.
Piezo-Verfahren

16. Schrittmotor
Continuous Ink Jet Verfahren

17. Bubble jet
Tinte läuft wegen der oberflächenspannung nicht selbstständig aus der düse heraus.

19. http://www.curiejet.com/en/products/list.php?pin=49600c3d3d05596e2da84e1774f0c398&typ
e=c
Bubble jet
1. Das Bubble-Jet-Verfahren arbeitet mit winzigen Heizelementen. Wenn die Tinte erhitzt ist,
bilden sich kleine Gasblasen – ähnlich wie auf dem Boden eines Topfes mit siedendem
Wasser auf der Herdplatte.
2. Bei zunehmender Erhitzung formiert sich in der Tinte eine so genannte „Super-Bubble“.
3. In diesem Moment wird Tinte mit hohem Druck aus der Düsenmündung gepresst.
4. Die Tinte löst sich von der Düsenmündung und bewegt sich in Tropfenform Richtung Papier.
5. Das Heizelement wird abgeschaltet. Die Gasblase zieht sich innerhalb der Düsenkammer
wieder zusammen.
6. Die Blase ist vollständig in sich zusammengefallen und hat dabei durch den
entstandenen Unterdruck frische Tinte nachgezogen. Der Vorgang startet von vorn

21. Rasterweite