Unterschied Tintenstrahl und Thermal Inkjet Drucker?

Tintenstrahl, Inkjet, Thermal Inkjet, Continuous Inkjet,...?

Tintenstrahldrucker sind heute nicht mehr wegzudenken. Sie sorgen im privaten Bereich für schnelle, farbige Ausdrucke von Dokumenten oder Fotos und haben sich auch insbesondere im industriellen Bereich zur schnellen und wirtschaftlichen Kennzeichnung von Waren und Verpackungen durchgesetzt. Viele Begriffe werden durcheinander verwendet, wenn es um die industrielle Beschriftung mit Tinte geht. Aber eigentlich ist alles gar nicht kompliziert bei der Tintenstrahlbeschriftung.

Tintenstrahl Drucker

Tintenstrahl (Tintenstrahldrucker, Tintenstrahltechnologie,...) wird als Übergriff für die Techniken verwendet, die mit Hilfe von Tinte drucken oder beschriften. Die Technologie entwickelte sich fast zeitgleich mit den Heimcomputern und dem Aufkommen des PCs. Während in den 80er Jahren im Heimbereich vor allem die Nadeldrucker dominierten (Funktionsprinzip ähnlich wie bei der klassischen Schreibmaschine), verbreiteten sich im gewerblichen Bereich schon stark Tintenstrahldrucker. Mit dem Durchbruch der Laserdrucker kam auch die weite Verbreitung von Tintenstrahldruckern in Gang, denn sie waren im Unterschied dazu die beste Lösung für farbigen Druck, als Alternative zu den anfangs nur monochromen und später im Farbdruck sehr teuren Laserdruckern.

Inkjet Drucker

Der englische Facbbegriff für das deutsche "Tintenstrahl" ist heute "Inkjet". Der Begriff umfasst alle Methoden, bei denen Tintentropfen auf die eine oder andere Art auf ein Trägermaterial geworfen werden.

Drop-on-demand Drucker

Drop-on-demand fasst die Tintenstrahltechniken zusammen, bei denen die Düse genau dann ein Tintentröpfchen abgibt, wenn es das Druckbild erfordert. Dem gegenüber stehen Continuous Inket Verfahren, bei den einen kontinuierlicher Tintenstrahl bei Bedarf elektrisch abgelenkt und auf das Substrat geworfen wird.

Continuous Inkjet Drucker

Continuous Inkjet ist eine Tintenstrahltechnik, bei der - im Unterschied zu Thermal Inkjet - ein konstanter Tintenstrahl erzeugt wird (meistens Piezo-Technik). Die einzelnen Tintentropfen erhalten dabei auch eine elektrische Ladung, welche dazu genutzt wird sie mit Hilfe von Elektrodenablenkplatten (ähnlich Röhrenfernseher) zielgerichtet auf das Trägermaterial zu werfen. Ungenutzte Tinte wird wieder dem Tintenvorrat zugeführt. Continuous Inkjet zeichnet sich durch extrem hohe Verarbeitungsgeschwindigkeiten aus. Nachteile von Continuous Inkjet (CIJ) sind der höhere Service- und Wartungsaufwand, sowie die Notwendigkeit von Lösungsmitteln für schnelltrocknende Prozesse.

Thermal Inkjet Drucker - Was bedeutet Thermal Inkjet?

Was bedeutet nun Thermal Inkjet? In den Düsen von Thermal Inkjet Systemen (Thermo-Tintenstrahldrucker, manchmal auch Thermo Inkjet) sorgen winzige, elektrisch ansteuerbare Heizelemente dafür, dass sich die darin enthaltene Tinte stark erhitzt (bis zu 300°C) und dadurch ihren Aggregatszustand zu gasförmig ändert. Dies führt zu einer Erhöhung des belegten Volumens und baut somit Druck in der Düse auf. Der hohe Druck sorgt an der Spitze der Düse dafür, dass Tintentropfen mit sehr hoher Geschwindigkeit herausgepresst werden und somit über mehrere Millimeter Distanz auf das Trägermaterial (Substrat) geworfen werden. Durch eine anschließende Verringerung der Temperatur im Heizelement geht die Tinte wieder in ihren flüssigen Aggregatszustand über. Das Volumen reduziert sich und neue Tinte kann nachfließen. Thermal Inkjet erlaubt sehr hohe Frequenzen (bis zu 1500 Hz) für diesen Vorgang, woraus sich die sehr hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit dieser Systeme ergibt. Früher nannte man die Technik auch allgemein "Bubblejet". Die Bezeichnung ist aber heute nur noch von Bedeutung, wenn man die Technik abgrenzen möchte, etwa zu Piezo-Systemen.

Thermal Inkjet Patronen sind standardisiert und besitzen entweder einen Druckkopf in Höhe von 1/2 Zoll (ca. 12mmm) oder 1 Zoll (ca. 24mm). TIJ Tintenpatronen und Druckerpatronen sind in der Praxis aber teilweise codiert, so dass nicht unbedingt jede Patrone in jedem Gerät funktioniert. Käufer müssen dies entsprechend abklären.

Vorteile Thermal Inkjet

• Einfache und robuste Mechanik und Elektronik. Nahezu wartungsfrei
• Hochwertige Druckergebnisse (insbesondere auch für Barcodes und QR-Codes)
• Günstige Anschaffungskosten und Betriebskosten
• Nahezu beliebige Substrate (Druckuntergründe) möglich
• Durch kontaktlosen Druck auch konkave und konvexe Oberflächen bedruckbar
• Leichte Integration in bestehende Produktionsanlagen oder Prozesse (kompakte Bauform)

Nachteile Thermal Inkjet

Es ist gar nicht so einfach Nachteile des Thermal Inkjet Verfahrens darzulegen. Die Technik ist einfach aber eben dadurch auch robust und wirtschaftlich. Ein möglicher Nachteil wäre die recht kleine Füllmenge der TIJ Patronen mit lediglich 42ml. Diese beschränkt im mobilen Einsatz natürlich die Anwendungszeit bis zu einem notwendigen Patronenwechsel. Dieser ist jedoch sehr schnell durchführbar. Im stationären Einsatz kann dieser "Nachteil" sogar mit Hilfe von Bulk-Systemen (Bulk-Tinten) komplett umgangen werden.

(Nicht verwechseln sollte man Thermal Inkjet mit den sogenannten Thermodruckern. Hier wird nicht im eigentlich Sinne "gedruckt", sondern spezielles Papier - Thermopapier - durch Hitzeeinwirkung an bestimmten Stellen verfärbt. Häufig kommt diese Technik bei Kassensystemen oder Faxgeräten zum Einsatz. Größter Nachteil hier: Thermopapier verblasst mit der Zeit sehr stark bis zur vollständigen Unleserlichkeit)

Piezo-Drucker

Das Piezo-Verfahren wurde vom Hersteller Eposon entwickelt und patentiert, der es auch heute noch einsetzt. Der Piezo-Effekt nutzt Kristalle oder Keramiken, die sich bei anlegen einer Spannung ausdehnen oder zusammenziehen. Die Ausdehnung bewirkt das Herausdrücken von Tinte aus der Düse. Das Zusammenziehen sorgt dafür, dass neue Tinte nachfließen kann. Der Piezodruck zeichnet sich in der Praxis dadurch aus, dass seine Tinten keine Wasserbeimengungen benötigen, die Tinte nicht explizit für thermisches Verhalten entwickelt sein muss und die Verarbeitung pigmentbasierter Tinten einfacher ist.

Und was ist nun die bessere Tintenstrahlbeschriftung? Was ist besser - Thermal Inkjet oder Tintenstrahl?

Die optimale Drucktechnik gibt es nicht, schon gar nicht in der industriellen Anwendung. Alle Techniken haben ihr Vorteile und Nachteile. Thermal Inkjet hat sich in der industriellen Beschriftung in vielen Bereichen durchgesetzt, weil es hervorragende Druckqualität zu vorhersagbaren Kosten bietet. Auch der leichte Austausch von Tinten oder die Möglichkeit von unterbechungsfreiem Druck mittels Bulk Systemen war ein ausschlaggebender Punkt für den Durchbruch dieser Technologie.