Druckerprobleme Übersicht
Wenn man sich die Funktionsweise von einem Tintenstrahldrucker anschaut, dann ist man eigentlich erstaunt, daß ein solches Wunderwerk von Mikrophysik überhaupt funktioniert - aber funktionieren tut es! Wie zaubert so eine graue Kiste mit dem hin- und herfahrenden Schlitten eigentlich solch brilliante Photos auf das Druckmedium? Im folgenden beschreiben wir die Bubble-Jet Methode.
Die eigentliche Arbeit vom Tintenstrahldrucker findet in den Druckdüsen statt. Wenn man eine Tintenpatrone anschaut, die einen integrierten Druckkopf hat (typisch für HP oder Lexmark), dann sieht man Reihen von Düsen unten auf dem Druckkopf - genauer gesagt, man sieht dunkle Linien, wo die Düsen aneinandergereiht sind. Um die Düsen selbst zu sehen, muß man schon ganz genau schauen, oder eine Lupe zur Hilfe nehmen.
Eine Düse ist ein feines Röhrchen. Rechts (in Wirklichkeit oben) ist der Tintentank, links (in Wirklichkeit unten) ist das Papier oder Druckmedium. Die Düse füllt sich über den Kapillareffekt mit Tinte. Normalerweise bleibt die Tinte auch da, weil die Oberflächenspannung innerhalb der Düse einen Austritt der Tinte nach unten verhindert. Sollten Sie jedoch kräftig auf den Tintentank drücken oder ihn in die heiße Sonne legen, dann können Sie schon einen Tintenaustritt unten aus den Düsen verursachen.
An einer Seite der Düse befindet sich ein elektrischer Widerstand, wie eine Kochplatte. Wenn die Düse "gefeuert" werden soll, dann wird der Widerstand elektrisch aufgeheizt. Dies verursacht eine Dampfblase, die die Tinte in Richtung der unteren Öffnung schleudert. Die Tinte kann nicht nach oben, weil dort der Tintentank sitzt, der voller Tinte ist und somit "Druck von oben" ausübt. Die Spannung wird nur ganz kurz angewandt - und sobald die "Kochplatte" ausgeschaltet wird, fällt die Dampfblase zusammen und zieht die Tinte in beiden Richtungen in wieder in die Düse hinein. Links ist jedoch schon ein Tropfen hinausgeschleudert worden, der auf Ihrem Druckmedium zu sehen ist. Nach dem vierten Schritt, kehrt die Düse in den Ruhezustand im ersten Schritt zurück.
Nun kennen Sie die Funktionsweise von einem Tintenstrahldrucker im Bubble-Jet Verfahren. Einige Hersteller benutzen stattdessen ein Piezoverfahren. Die Funktionsweise ist hier sehr ähnlich, nur wird der Tintenkanal in der Düse durch ein elektrisch ansteuerbares Kristall vergrößert oder verringert. Piezokristylle dehnen oder kontrahieren sich, wenn man eine elektrische Spannung anlegt.
Über dieses Grundprinzip hinaus, gibt es natürlich noch viele Verfeinerungen. Manche Tintenpatronen haben zum Beispiel mehr als einen Widerstand, so daß die Tropfengröße genauer kontrolliert werden kann.
Die Produktion des Tropfens selbst ist natürlich nur ein Teil der Geschichte. Das ganze muß dann noch so koordiniert werden, daß die richtige Düse zum richtigen Zeitpunkt gesteuert wird, so daß sich sinnvolle Bilder auf dem Druckmedium ergeben, wenn der Druckkopf über das Papier fährt.
Daß das eine Menge Mathematik erfordert, ist sicherlich nicht erstaunlich - besonders bei Farbdrucken, wo nicht nur eine Farbe richtig aufgebracht werden muß, sondern eine Kombination von vier Farben - schwarz, cyan, magenta und gelb - die alle in den richtigen Mengen auf den richtigen Platz gefeuert werden müssen. Kein Wunder also, daß Ihre hübschen komplexen Fotos viele Megabyte an Plattenspeicher belegen, und daß der Ausdruck manchmal ein reiner Geduldstest sein kann.
Vielleicht verstehen Sie nun auch, warum es wichtig ist, daß eine Druckpatrone nicht ganz leer gefahren wird, wenn man sie auffüllen lassen möchte. Die Tinte ist zugleich die Kühlflüssigkeit für die Widerstände - und wenn keine Tinte da ist, dann brennt der Widerstand durch, wie Ihre Kochplatte, wenn Sie sie zu lange ohne Topf auf "hoch" brennen lassen.
Wenn Sie die Funktionsweise von einem Tintenstrahldrucker verstanden haben, den haben Sie vielleicht auch ein besseres Verständnis für die scheinbar seltsamen Preisstrategien der Tintenstrahldrucker Hersteller. Die gängige Klage ist: Der Tintenstrahldrucker war so billig - die Patronen kosten fast so viel wie ein neuer Drucker. Sie können Sich vorstellen, daß ein solches technisches Wunderwerk viel Geld in der Entwicklung kostet. Denken Sie mal daran, was man vor 50 Jahren für eine einfache mechanische Schreibmaschine bezahlt hat. Ein Tintenstrahldrucker heutzutage kostet weniger als ein Besuch im Supermarkt für eine Familie mit zwei Kindern. Ein unerbittlicher Kampf um Marktanteile sorgt dafür, daß Tintenstrahldruckerhersteller versuchen, diese in möglichst großen Mengen unter die Leute zu bringen. Ob dabei die Kosten überhaupt gedeckt werden, sei dahin gestellt. Das eigentlich Geschäft kommt eh erst hinterher - wer einen Tintenstrahldrucker besitzt braucht Tintenpatronen - da führt kein Weg drum herum. Und so holt man die Entwicklungskosten eben wieder über die Patronen herein.
Letztlich unterscheidet sich die Tintenstrahldrucker Funktionsweise auch noch in der Platzierung der Tinte und der eigentlichen Technologie. Typisch für HP und Lexmark sind völlig in sich abgeschlossene Tintenpatronen mit Tinte und Düsen alles in einer Einheit. Canon hat eher dazu tendiert einen einfachen Tintentank zu produzieren und den eigentlichen Druckkopf mit den Düsen getrennt zu bauen. Für den Kunden hat dies den Vorteil, daß die Tintenpatronen generell wesentlich billiger sind. Bei vielen Canon Druckern kann man zudem den Druckkopf im Bedarfsfall getrennt kaufen. Epson dagegen hat in vielen Druckern den Druckkopf fest eingebaut und ein Ersatz lohnt sich generell nicht. Ist der Druckkopf hinüber, dann ist der Drucker für praktische Zwecke Schrott.