Thermal InkJet – Tintenstrahldruck mit Wärmeeinwirkung
Das Thermal Inkjet-Verfahren ist eine Variante des Tintenstrahldrucks, die unter anderem in der Industrie verwendet wird, um eine Druckvorlage schnell, präzise und kontaktlos auf ein Trägermedium zu übertragen. Thermal Inkjet ist im Bereich der Drop-on-Demand-Druckverfahren zu verorten, bei dem – wie der Name verrät – Tintentropfen erst dann aus den Düsen gespritzt werden, wenn sie laut Druckvorgabe auch tatsächlich benötigt werden. Eine alternative Variante zum Thermal Inkjet ist das Piezo-Verfahren. Während die Tintentropfen beim Piezo-Verfahren jedoch nach dem Prinzip der mechanischen Verdrängung aus der Düse geschleudert werden, funktioniert Thermal Inkjet über die Erwärmung der Tinte im Inneren der Düse.
Wie funktioniert Thermal Inkjet?
In der Düse eines Thermal Inkjet-Druckers sind Heizelemente verbaut, die Temperaturen von bis zu 300°C erreichen können. Die Heizelemente erhitzen die Tinte, die sich im Inneren der Düse befindet, bis über deren Siedepunkt hinaus. Wenn die Tinte ihren Aggregatszustand wechselt und in den gasförmigen Zustand übergeht, dehnt sich das Volumen aus und es wird ein hoher Druck erzeugt. Dieser Druck sorgt wiederum dafür, dass der Tintentropfen aus der Düse gepresst wird und die Farbe entsprechend auf dem Trägermaterial landet. Anschließend reguliert das Heizelement die Temperatur wieder nach unten und die Tinte geht vom gasförmigen in den flüssigen Zustand zurück. Hierdurch verändert sich das Druckverhältnis erneut und der entstehende Unterdruck sorgt dafür, dass automatisch neue Tinte in die Düse gesaugt wird.
Das Thermal Inkjet-Verfahren wurde in den 1980er Jahren relativ zeitgleich von HP und Canon entwickelt. Mittlerweile sind viele weitere Hersteller von Inkjet-Druckern dazugekommen und Thermal Inkjet hat sich vor allem im industriellen Bereich vielfach zum modernen Standard entwickelt.
Was sind die Vorteile von Thermal Inkjet?
Als Variante des Inkjet-Druckverfahrens überzeugt Thermal Inkjet insbesondere aufgrund der Schnelligkeit und der Präzision der Ergebnisse. Aufgrund der hohen Auflösung ist zum Beispiel die Tiefenschärfe beim Druck von Lichtbildern und Fotografien auf Chipkarten sehr überzeugend. Durch die Tatsache, dass mehrere tausend Düsen in modernen Thermal Inkjet-Druckern miteinander verknüpft werden können, ergibt sich eine sehr kurze Bearbeitungszeit. Zudem ist die Technologie, die hinter Thermal Inkjet steckt, heute deutlich günstiger herzustellen als Druckköpfe, die nach dem Piezo-Verfahren arbeiten. Die Bauteile sind nicht nur kleiner, sondern auch statisch und dadurch weniger anfällig für Defekte. Darüber hinaus ist der Wartungsaufwand beim Thermal Inkjet deutlich kleiner als bei anderen Druckverfahren. Auf der anderen Seite muss allerdings beachtet werden, dass bei der Auswahl der verwendeten Tinte spezifische Kriterien zu berücksichtigen sind. So müssen diese eine relativ große Hitzebeständigkeit vorweisen können. Auch bei der Zusammensetzung der Farbe aus verschiedenen Pigmenten muss präzise vorgegangen werden, weil einzelne Pigmente den Verdampfungsprozess (Siedepunkt) beim Thermal Inkjet beeinflussen können.