Piezo-Drucker sind Tintenstrahldrucker, deren Druckkopf elektrische Spannung in eine mechanische Bewegung umsetzt. Diese Bewegung erzeugt den Druck, mit dem Tinte kontrolliert durch eine Düse austritt.
Wie funktioniert ein Piezo-Drucker?
Grundlage ist der Piezoeffekt. Bestimmte Werkstoffe verändern ihre Form, wenn eine elektrische Spannung angelegt wird. Im Druckkopf sitzt ein Piezoelement an oder nahe einer mit Tinte gefüllten Kammer. Seine Verformung ändert das Volumen dieser Kammer und erzeugt dadurch einen Druckimpuls.
Der Impuls löst an der Düse einen einzelnen Tropfen aus. Anschließend bewegt sich das Element zurück. Dabei wird die Kammer wieder mit Tinte aus dem Vorrat versorgt. Form, Dauer und Stärke des elektrischen Signals beeinflussen die Tropfenbildung.
Impuls anlegen
Eine elektrische Spannung verformt das Piezoelement.
Tropfen ausstoßen
Der entstehende Kammerdruck drückt Tinte durch die Düse.
Kammer füllen
Beim Rückstellen strömt neue Tinte in den Düsenbereich.
Drop-on-Demand
Beim Drop-on-Demand-Verfahren wird ein Tropfen nur dann erzeugt, wenn er für das Druckbild benötigt wird. Das Piezoelement verformt die Tintenkammer kurzzeitig und beschleunigt die Tinte durch die Düse. Die Rückbewegung unterstützt das erneute Befüllen und verhindert einen unkontrollierten Tintenfluss.
Weil sich der elektrische Impuls fein abstimmen lässt, kann der Druckkopf je nach Konstruktion unterschiedliche Tropfenmengen erzeugen. Kleine Tropfen dienen feinen Bilddetails; größere Tropfen können Flächen effizienter abdecken.
Continuous Ink Jet
Beim Continuous Ink Jet wird ein fortlaufender Tintenstrahl in einzelne Tropfen zerlegt. Ein Steuersystem lenkt benötigte Tropfen auf das Druckmedium; nicht verwendete Tropfen können innerhalb des Systems zurückgeführt werden. Dieses Prinzip ist besonders für kontinuierliche Kennzeichnungsaufgaben ausgelegt.
Drop-on-Demand und Continuous Ink Jet nutzen beide eine kontrollierte Tropfenbildung, unterscheiden sich jedoch deutlich bei Tintenfluss, Ansteuerung und typischem Einsatzzweck.
| Merkmal | Drop-on-Demand | Continuous Ink Jet |
|---|---|---|
| Tintenfluss | Tropfen entstehen bei Bedarf | Fortlaufender, aufgeteilter Tintenstrahl |
| Steuerung | Direkter Druckimpuls je Tropfen | Auswahl beziehungsweise Ablenkung aus dem Tropfenstrom |
| Typischer Schwerpunkt | Dokumente, Grafiken und präzise Flächen | Schnelle, kontinuierliche Kennzeichnung |
Tropfengröße und Auflösung
Die Tropfengröße lässt sich durch die Ansteuerung des Piezoelements beeinflussen. Das unterstützt feine Farbabstufungen und eine gezielte Verteilung kleiner Tintenmengen. Das tatsächlich erreichbare Druckbild hängt jedoch nicht allein von der Tropfengröße ab, sondern ebenso von Düsenanordnung, Tinte, Papier, Vorschub und Bildverarbeitung.
Die Auflösung wird häufig in dpi angegeben. Ein hoher Zahlenwert beschreibt die adressierbare Punktdichte, ist aber für sich genommen kein vollständiges Maß der sichtbaren Druckqualität.
Abgrenzung zum Bubblejet
Beim Bubblejet wird Tinte lokal erwärmt. Eine entstehende Dampfblase verdrängt einen Tropfen aus der Düse. Der Piezo-Drucker nutzt dagegen die mechanische Verformung eines Aktors. Daraus ergeben sich unterschiedliche Anforderungen an Druckkopf und Tintenrezeptur.
Welche Technik geeigneter ist, hängt von Druckaufgabe, Medium, Geschwindigkeit, gewünschter Beständigkeit und der Konstruktion des jeweiligen Geräts ab.