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Was ist ein Inkjet-Drucker?

Inkjet-Drucker bzw. Tintenstrahldrucker erzeugen ein Druckbild auf einer Oberfläche, indem sie kleine Tintentröpfchen durch Luft aus einem Druckkopf gezielt abschießen oder ablenken. Die Inkjet-Technologie wird teilweise auch in (Tintenstrahl-)Etikettendruckern eingesetzt.

Wie funktioniert ein Tintenstrahldrucker?

Für das Inkjet-Druckverfahren gibt es verschiedene Technologien, die sich in ihrer Funktionsweise stark unterscheiden. Speziell bei industriellen Anwendungen kommen meist sogenannte Continuous-Inkjet-Drucker oder Drop-on-Demand-Drucker zum Einsatz.

Continuous Inkjet (CIJ):

Beim Continuous-Inkjet-Drucker wird ein durchgehender Tintenstrahl in die Druckdüse transportiert und innerhalb der Tintenkammer elektrisch geladen. Dadurch bricht die Tinte in Tröpfchen auf. Es werden nur so viele Tröpfchen aufgeladen, wie für den Druck benötigt werden. Der Rest wird zurückgeleitet. Die geladenen Tröpfchen passieren vor dem Ausstoßen durch den Druckkopf ein elektrostatisches Feld. Die Geschwindigkeit und Ladung der Tröpfchen bestimmen deren Position auf dem Trägermaterial und somit das Druckbild.

Drop-on-Demand (DOD):

Beim Drop-On-Demand-Drucker befindet sich die Tinte in einer Art Tank im Druckkopf. Darin werden gezielt Über- und Unterdruckwellen erzeugt, sodass nur die tatsächlich benötigten Tintentropfen die Düse verlassen. Für diese Methode werden im industriellen Umfeld wiederum zwei verschiedene Verfahren angewendet:

Piezo Inkjet (PIJ):

Piezo-Drucker machen sich den sogenannten piezoelektrischen Effekt zunutze: Wird piezoelektrisches Material (piezoelektrische Kristalle oder Keramiken) elastisch verformt, entsteht eine elektrische Spannung an dessen Oberfläche. Umgekehrt verformt sich das Material, wenn elektrische Spannung angelegt wird. Das Piezo-Element verformt kurzzeitig die Druckdüse. Dadurch entsteht ein hoher Druck auf die Tinte, sodass ein Tintentropfen aus dem Druckkopf ausgestoßen wird. Damit die Tinte nicht ungehindert weiter aus der Düse auftritt, wird die Spannung am Pizeo-Element umgepolt, sodass es sich in die andere Richtung verformt. Dadurch wird die Tinte mit zurückgezogen.

Piezo-Drucker überzeugen durch die lange Lebensdauer der Druckköpfe und die extrem schnelle Druckgeschwindigkeit.

Thermal Inkjet (TIJ):

Tinte ist im Normalzustand dickflüssig und besitzt eine gewisse Oberflächenspannung. Darum tritt sie auch nicht frühzeitig aus der Kartusche aus. Die Tintenkartuschen von Thermal-Inkjet-Druckern besitzen eine Reihe winzig kleiner elektrisch beheizter Kammern, in welchen über Impulse eine Dampfblase erzeugt wird. Diese drückt den Tintentropfen durch die Düse und platziert den Tropfen punktgenau auf das zu bedruckende Material. Die Kontraktion der Dampfblase sorgt dafür, dass innerhalb einer Hundert Millionstel Sekunde wieder Tinte aus dem Tintenvorratsbehälter in die Kammern gezogen und herausgeschossen werden.

Thermische Tintenstrahldrucker (fachsprachlich auch: thermische Inkjet-Codierer) drucken besonders günstig und dabei trotzdem schnell und präzise.

Welche Vorteile hat der Inkjet-Druck?

Inkjet-Drucker von Bluhm Systeme haben die folgenden Vorteile:

  • Berührungslose Beschriftung: Da nur die Tintentropfen mit der Oberfläche in Berührung kommen, können auch unebene, bewegte und empfindliche Produkte oder Verpackungen zuverlässig beschriftet werden.
  • Wechselnde Druckinhalte ohne Umrüstung: Im Gegensatz zum Offset- oder Tiefdruck gibt es beim Inkjet-Drucker keine feste Druckform. Somit können variable Texte, Codes, laufende Nummern und Grafiken direkt nacheinander am Fließband aufgedruckt werden. Informationen wie Uhrzeit, Datum oder Losnummer werden einfach aus einer Datenbank übertragen.
  • Schnelle Druckgeschwindigkeit: Abhängig von der Technologie können Produkte bedruckt werden, die sich mit einer Geschwindigkeit von bis zu 5 Metern pro Sekunde bewegen. Wir haben schon bis zu 300 wechselnde Ziffernfolgen pro Sekunde gedruckt!
  • Viele Einsatzmöglichkeiten: Durch eine große Auswahl an verschiedenen Tinten und speziellem Zubehör kommen unsere Inkjet-Drucker für nahezu alle Branchen, Materialien und Anwendungen infrage.
  • Günstige Druckkosten: Tintenstrahldruck kann eine günstige Alternative zur Etikettierung sein – zum Beispiel bei der Kartonkennzeichnung für die interne Logistik.

Was ist bei der Auswahl eines Inkjet-Systems zu beachten?

Je nach Anwendungsfall kommen verschiedene Inkjet-Systeme in Betracht. Bei der Auswahl müssen eventuell folgende Kriterien beachtet werden:

  • Material der zu beschriftenden Oberfläche: Oberflächen lassen sich einteilen in saugfähige bzw. poröse Substrate (z. B. Karton, Holz, Papier) und nicht-saugfähige bzw. glatte Substrate (Kunststoff, Metall, Glas). Für den Drucker muss eine Tinte zur Verfügung stehen, die zufriedenstellende Resultate hinsichtlich Druckbild, Einsatzzweck und Trocknungszeit erzielt.
  • Größe der Inkjet-Codierung: Abhängig davon, welcher Druckinhalt auf wie viel Platz untergebracht werden muss, können Tintenstrahldrucker verschiedene Schrifthöhen und Anzahlen von Druckzeilen in einem Arbeitsgang realisieren.
  • Produktionsgeschwindigkeit: Je nachdem, wie viele Produkte oder Verpackungen (in Stillstand oder Bewegung) pro Minute gekennzeichnet werden müssen, stehen Standard- oder Highspeed-Systeme zur Verfügung.  
  • Druckvolumen und Betriebszeit: Systeme mit großem Tintenvorrat verhindern, dass häufige Kartuschenwechsel die Gesamtanlageneffektivität zu stark beeinträchtigen. Für die Nonstop-Produktion gibt es Drucker, bei denen das Nachfüllen im laufenden Betrieb ohne Stillstand möglich ist.
  • Mobilität und Platzverhältnisse: Hat der Drucker einen festen Standort oder muss er leicht transportierbar sein? Bei beengten Platzverhältnissen sollte zudem ein besonders kompaktes System oder eine lange Druckkopfzuleitung gewählt werden.
  • Montageposition des Druckkopfs: Grundsätzlich ist eine Beschriftung von oben, unten oder seitlich möglich. Aufgrund der Konstruktion kann unter Umständen aber nicht jedes Drucksystem alle Positionen gleich gut ausführen.
  • Umgebungsbedingungen: In der Industrie herrschen oft raue Umgebungen, in denen der Tintenstrahldrucker Staub, Feuchtigkeit, Vibrationen oder starken Temperaturschwankungen ausgesetzt ist. Neben einer robusten Bauweise benötigt er daher ggf. eine bestimmte IP-Schutzart oder spezielle Schutzvorrichtungen.
  • Stillstandszeiten: Bei längeren Pausen besteht die Gefahr, dass die Tinte eintrocknet bzw. die Druckdüse verstopft. Inkjet-Drucker mit automatischem Düsenverschluss oder automatischer Druckkopfspülung vor dem Stopp können dies verhindern. Sie sind nach längeren Ruhephasen innerhalb kürzester Zeit wieder druckbereit.

Was ist der Unterschied zwischen Laserdrucker und Tintenstrahldrucker?

Laserdrucker, wie man sie von zuhause oder aus dem Büro kennt, sind nicht mit industriellen Tintenstrahldruckern zu vergleichen. Sie sind für das gelegentliche Ausdrucken von Papieren und Folien geeignet. Ihre Funktionsweise basiert auf dem sogenannten Elektrofotografie-Verfahren, bei dem eine elektrisch geladene Trommel gezielt von Lichtstrahlen entladen wird.

Manchmal sind mit Laserdruckern aber auch industrielle Beschriftungslaser gemeint, die ein Druckbild durch gebündeltes Licht erzeugen – ganz ohne Tinte. Diese wiederum können unter Umständen tatsächlich eine Alternative für den Inkjet-Druck sein.

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