Werner Tantzky GmbH Logo
Tinte aus 42.240 Düsen – millionenteure Präzision skaliert für den Büroeinsatz

Tinte aus 42.240 Düsen – millionenteure Präzision skaliert für den Büroeinsatz

on Mittwoch, 01 August 2018. Posted in Produkte, Allgemein

Partnerinformation: HP

Wie die HP PageWide Technologie eine extrem schnelle Geschwindigkeit erzielt

Die HP PageWide Technologie verwendet erprobte, fortschrittliche Drucktechnologien und skaliert diese für Anwendungen für Büroumgebungen. Tausende winziger Druckdüsen – die in einen unbeweglichen, die gesamte Seitenbreite abdeckenden Druckkopf eingebaut sind – tragen die pigmentierte Original HP Tinte in vier Farben auf ein sich bewegendes Blatt auf. Da sich das Papier und nicht der Druckkopf bewegt, sind die HP PageWide Systeme leise und zuverlässig.


Die Kernelemente der HP PageWide Technologie sorgen für eine hohe Druckqualität und Zuverlässigkeit:

42.240 Druckdüsen sind über die gesamte Seitenbreite angeordnet und erzeugen identisch schwere und schnelle Tintentropfen, die die gleiche Flugbahn haben

1.200 Druckdüsen pro Zoll native Auflösung sorgen für eine kontinuierlich hohe Druckqualität

Pigmentierte HP Tinte gewährleistet ein optimales Zusammenspiel von Tinte und Papier, eine hohe Farbsättigung, dunkle, gestochen scharfe Textdarstellung sowie ein schnelles Trocknen

Präzise Kontrolle der Papierbewegung für eine zuverlässige Druckqualität und reibungslosen Betrieb

• Automatischer Gesundheitscheck der Druckdüsen, aktiver und passiver Ersatz defekter Düsen sowie automatische Druckkopfwartung sorgen zusätzlich für eine verlässliche Druckqualität

Video: HP PageWide Technology powers the next generation of printing from the desktop to the factory floor. (Länge: 1:31 Minuten)

Wie Tintenstrahldruck funktioniert

Die Grundelemente des Digitaldrucks mit Tintenstrahltechnologie sind: Die Farbstoffe, der Prozess, in dem diese auf das Papier aufgetragen werden sowie das Papier.

HP Tinten – das Rezept für Qualität

Farbstoffe können aus Färbemitteln, Pigmenten oder einer Mischung aus beiden hergestellt werden. Sie erzeugen das Bild auf dem Papier, indem sie Licht mit spezifischen Wellenlängen reflektieren und so eine klare Farbe erzeugen.

Während Färbemittel aus individuellen Molekülen bestehen, sind Pigmente kleine, farbige Partikel, deren Durchmesser in etwa der Wellenlänge des sichtbaren Lichts entspricht. Beide können leuchtende, farbige Bilder produzieren. Pigmente bieten jedoch eine bessere Farbsättigung, ein intensiveres Schwarz, einen besseren Schutz gegen Verblassen und eine höhere Wischfestigkeit (etwa beim Kontakt mit Feuchtigkeit oder Textmarkern) auf Büropapieren und beschichteten Broschürenpapieren.

Um farbige Grafiken und Bilder mit gestochen scharfen Linien und Texten zu erzeugen, müssen die Farbstoffe sehr nah an der Papieroberfläche bleiben. Dringt das Färbemittel zu tief in das Blatt ein oder verteilt es sich über die Oberfläche, sind keine scharfen Linien oder Buchstaben, keine tiefen Schwarztöne und lebendige Farben möglich. Für eine hohe Druckqualität müssen Farbstoffe schnell in einer dünnen Schicht erstarren sobald sie auf das Papier treffen – ein entscheidender Faktor für die hohe Druckqualität.

Der Weg der Tinte vom Druckkopf auf das Papier

Im Gegensatz zu den pulverförmigen Tonerpartikeln sind Tinten Flüssigkeiten, die sich auch nach dem Kontakt mit dem Papier wie flüssige Stoffe verhalten.

Tinten bestehen aus Farbstoffen, Zusatzstoffen, sowie einer klaren Flüssigkeit – dem Träger, der die Farbpartikel auf das Papier bringt. Bei den pigmentierten HP Tinten ist größtenteils Wasser der verwendete Träger. Es ist mit zahlreichen Zusatzstoffen versetzt. Diese sorgen für einen gleichmäßigen, zuverlässigen Tropfenausstoß und kontrollieren die Interaktion zwischen Tinte und Papier.

Tinte wird in kleinen Tropfen auf das Papier gespritzt. Ein Gramm Tinte entspricht etwa 170 Millionen Tropfen mit je 6-Pikoliter (Ein Pikoliter ist ein Billionstel eines Liters – oder anders ausgedrückt: Ein Regentropfen entspricht mehreren Hunderttausend Pikolitern). Der Druckkopf gibt diese 6-Pikoliter-großen Tropfen nacheinander über individuelle Druckdüsen aus. Jeder Tropfen muss mit konstantem Gewicht, Geschwindigkeit und Richtung entstehen, damit ein Punkt in der richtigen Größe an der richtigen Stelle entsteht.

Der Druckkopf eines HP Thermal Inkjets hat keine beweglichen Teile. Außer der Tinte bewegt sich nichts. Im Druckkopf heizt ein elektrischer Impuls für eine Mikrosekunde einen kleinen Widerstand im Tropfenformer – eine dreiseitige Kammer mit einem Füllkanal und einer Düse – der mit Tinte gefüllt ist. Eine dünne Schicht Tinte verdampft und bildet eine Blase, die sich ausdehnt und einen Tropfen mit einer Geschwindigkeit von zehn Metern pro Sekunde aus der Düse ausstößt. Die Blase wirkt dabei wie ein kleiner Kolben, der die Tinte vom Boden der Kammer durch die Düse an deren Decke drückt. Wenn die Blase nach etwa zehn Mikrosekunden platzt, unterbricht sie den Tintenstrom und zieht neue Tinte für die nächste Runde in die Kammer.

Nach dem Verlassen des Druckkopfes „fliegt“ der Tintentropfen etwa einen Millimeter und produziert anschließend einen präzisen Punkt auf dem Papier. Dieser Prozess kann pro Sekunde zehntausendmal in jedem Tropfenformer wiederholt werden.

Sobald die Tinte auf das Papier trifft, müssen die Pigmente möglichst schnell erstarren, um scharfe Buchstaben und Linien zu erzeugen. In pigmentierter HP Tinte trennen sich die Pigmente daher schnell von der Trägerflüssigkeit. So wird verhindert, dass sich schwarze und farbige Tinten an den Grenzen von Linien und Buchstaben vermischen und ineinander laufen.

Anschließend trocknet die Tinte, da die flüchtigen Bestandteile der Trägerflüssigkeit verdampfen und nur die Pigmente zurückbleiben.

Der Bau eines Druckkopfes in Seitenbreite

Millionenteure Präzision – skaliert für den Büroeinsatz

Ermöglicht wird die exzellente Druckqualität und Zuverlässigkeit der HP PageWide Technologie durch die Scalable Printing Technology (SPT) – die neueste Generation der HP Thermal Inkjet Technologie. Diese nutzt hochpräzise und bewährte Materialien, Design-Richtlinien und Herstellungsprozesse, die sonst in Multimillionen-Dollar teuren kommerziellen Druckmaschinen zum Einsatz kommen.

Dank SPT profitiert die Druckkopffertigung von den Vorteilen der präzisen Prozesse, die für die Produktion integrierter Schaltkreise entwickelt wurden. Mit SPT werden alle Bauteile des Druckkopfes – von integrierten Dünnschicht-Schaltkreisen bis hin zu fluidischen Dickschichtstrukturen – in einem sogenannten fotolithografischen Prozess definiert, der selbst sehr kleine Strukturen herstellen kann. Eine einzelne Druckdüsenkammer und Düsenplatte in den Druckköpfen ist dünner als ein menschliches Haar. Die Tintenkanäle, -kammern und Druckdüsen in SPT-Druckköpfen werden mit sub-mikroskopischer Präzision konstruiert, um gleichmäßig große, schwere Tropfen mit der gleichen Flugbahn für scharfe und lebendige Drucke zu erzeugen.

Die seitenbreiten Druckköpfe wurden so konstruiert, dass sie über die gesamte Lebensdauer der HP PageWide Systeme verfügbar sind. Dabei hängt die Zuverlässigkeit auch davon ab, dass sie Verunreinigungen widerstehen.

 

Die Verwaltung von 42.240 Düsen

Die HP PageWide Technologie testet die Leistung aller 42.240 Düsen im Druckkopf in regelmäßigen Abständen, um eine verlässliche Druckqualität zu gewährleisten. Dieser automatische Prozess erkennt Druckdüsen, die nicht ordnungsgemäß funktionieren, verarbeitet und korrigiert eventuelle Fehler.

Die HP PageWide Systeme verwenden optische Sensoren, um den Druckkopf zu kalibrieren und die Leistung der Düsen zu überprüfen. Diese sind in einem kleinen Schlitten angebracht. Ein Papiersensor überprüft gedruckte, diagnostische Testmuster und der Schreibsystemkontroller verwendet die gewonnenen Information, um Abweichungen in der Chip-zu-Chip Ausrichtung oder im Tropfenvolumen elektronisch auszugleichen, die sonst zu sichtbaren Fehlern führen könnten. Der Sensor erkennt dabei nicht nur die Ränder des Papiers, sondern auch die einzelnen, fallenden Tropfen.

 

Tinte und Papier bilden eine Einheit


Das Drucken mit seitenbreiten Druckköpfen erfordert spezielle Tintenformeln und eine kontrollierte Interaktion zwischen Papier und Tinte, um hohe Druckqualität zu gewährleisten. Gerade auf ColorLok Papieren erzielt die pigmentierte Tinte von HP hervorragende Ergebnisse.

Pigmentierte Tinte von HP

Die pigmentierte Tinte wurde von den HP Chemikern entwickelt, um die anspruchsvollen Anforderungen für zuverlässiges, qualitativ hochwertiges, schnelles und einstufiges Drucken zu erfüllen.

• Die Düsen für jede Farbe sind sehr eng aneinander auf den Chips angeordnet, daher dürfen sich die verschiedenfarbigen Tinten beim Betrieb, Service oder bei der Aufbewahrung nicht leicht vermischen und gegenseitig verunreinigen.

• Schwarze Tinten müssen in einem einzigen Durchgang eine hohe optische Dichte erzielen.

• Die Tinte darf sich nicht an den Stellen vermischen, an denen unterschiedliche Farben aneinander treffen. Trotzdem müssen die Tinten in der Lage sein, sich zu gleichmäßigen und satten Sekundärfarben (wie Rot, Grün und Blau) zu verbinden, wenn verschiedene Tinte Punkt an Punkt aneinander gesetzt werden.

• Der Drucker reagiert schnell, wenn sich das Papier wellt oder kräuselt und vermeidet so einen Papierstau. Gleichzeitig muss die Tinte schnell trocknen, damit sie beim Papiertransport nicht verschmiert oder im Ausgabeschacht von einem Blatt auf das nächste abfärbt.

 

ColorLok© Papiere halten Qualität fest

Auf der Papieroberfläche durchlaufen flüssige Tinten komplexe physikalische und chemische Prozesse. Tinte und Papier werden daher als System betrachtet, um höchste Druckqualität zu erzielen.

In normalem Büropapier steckt meist mehr als man denkt, da dieses speziell für die Anforderungen von Laserdruckern und -kopierern entwickelt wurde. Vor Jahrzehnten waren die weitverbreiteten trockenen Tonerkopierer und -drucker der Auslöser für die Papierindustrie, kostengünstige Papiere zu entwickeln, die sich ideal für den Laserdruck eignen. Um durchgängig eine zuverlässig hohe Druckqualität bei schnellen Druckgeschwindigkeiten zu erzielen, müssen die elektrischen und physikalischen Eigenschaften von Papieren für Laserdrucker sorgfältig überprüft werden.

Wesentliche Fortschritte sowohl im Tintenstrahl- als auch im Laserdruck haben den Bedarf an Papieren gesteigert, die mit beiden Technologien zuverlässige Ergebnisse erzielen. Um diese Vorteile zu gewährleisten, entwickelte HP die ColorLok Papiere, die weltweit von führenden Papierherstellern angeboten werden.

Für den Tintenstrahldruck bieten ColorLok Papiere bessere Ergebnisse als umgeschichtete Büropapiere. ColorLok optimiert die Bildqualität durch tiefere Schwarztöne, eine höhere Farbsättigung sowie schärfere Druckkanten und reduziert das Ineinanderlaufen verschiedener Farben. Zudem wird ein Durchscheinen des Drucks auf der Papierrückseite sowie der Farbtransfer zwischen verschiedenen Seiten im Ausgabefach vermindert.

ColorLok Papiere wurden so behandelt, dass die einzelnen Pigmente sich schnell von der Trägerflüssigkeit trennen und auf der Papieroberfläche erstarren. Gemeinsam ermöglichen pigmentierte HP Tinten und ColorLok Papiere Bilder und Grafiken mit lebendigen Farben, tiefen Schwarztönen und scharfen Druckkanten.

Die Pigmente in den pigmentierten HP Tinten weisen eine negative Ladung auf. In Verbindung mit einem positiv geladenen Salz können sich die Pigmente so schnell aus der Trägerflüssigkeit lösen. Dieser Prozess wird Ausflockung genannt. Indem dem Papier während der Herstellung Salz hinzugefügt wird, erstarren die Pigmente kurz nach dem Kontakt mit dem Papier, während die Transportflüssigkeit vom Inneren des Blattes aufgesaugt wird.


Der Weg des Papiers – ein schneller, kontrollierter Durchlauf


Um die Anforderungen seitenbreiter Druckköpfe erfüllen zu können, hat HP einen neuen Papiertransport entwickelt.

Tantzky HP-Partnerschaft im Bereich PageWide-Technologie, Querschnitt durch das Papiertransportsystem, Seitenbreiter Druckkopf
Querschnitt durch das Papiertransportsystem

Hier sehen Sie die wichtigsten Komponenten im Querschnitt. Ein einziges Blatt (mit einem grünen Pfeil dargestellt) bewegt sich in dieser Darstellung von rechts nach links.

Ein einseitig bedrucktes Blatt bewegt sich oben an der Führung an der linken Klappe entlang, passiert die „Writing Engine“ und verlässt das Gerät mit dem Schriftbild nach unten in die Papierablage.

Ein beidseitig bedrucktes Papier bewegt sich ebenfalls an der linken Führung entlang, dreht um und passiert die Duplexeinheit (nicht dargestellt). Anschließend nimmt es dann den gleichen Pfad wie die Seiten, die vom Multifunktionseinzug zugeführt werden. Diese Bauweise integriert Duplexdruck und Multifunktionseinzug in den Papierpfad.

Der Papiertransport stabilisiert und hält das Papier effektiv vom Einzug bis zum Druck. Dies garantiert einen zuverlässigen Papiereinzug, vermindert Papierstaus und bewegt das Papier akkurat durch die Druckzone – ohne die Tinte zu verschmieren.

Zusammenfassung

Die HP PageWide Technologie ermöglichen die hohe Leistungsfähigkeit und zuverlässige Druckqualität. Zu den außergewöhnlichen Features zählen der seitenbreite Druckkopf mit 1.200 Druckdüsen pro Zoll für jede der vier Farben, eine kontrollierte Interaktion zwischen Papier und Tinte dank der pigmentierten HP Tinten und eine präzise Kontrolle der Papierbewegungen. Gleichzeitig zeichnen sie sich durch die automatische Kontrolle der Düsenfunktionsfähigkeit, den aktiven und passiven Düsenersatz sowie die automatische Druckkopfwartung aus.

 

PageWide-Technology live testen

Gerne stellen wir Ihnen die HP PageWide-Enterprise-Serie (zum Portfolio-Überblick) in unserem Showroom vor. Hier können Sie ebenfalls den millionenteuren Präzisions-Druckkopf von HP in den Händen halten ;-).

Am besten vereinbaren Sie gleich einen Kennenlerntermin. 
Wir freuen uns auf Ihre Kontaktaufnahme!