Funktionsweise eines Tintenstrahldruckers
Tintenstrahldrucker gehören zu den "Non-impact"-Druckern, es findet also kein mecKontakt zum bedruckten Medium statt. Damit entfällt eine unangenehme Eigenschaft des Nadeldruckers, die Geräuschentwicklung, fast völlig. Nur noch ein leises Pfeifgeräusch durch das Ausschleudern der Tinte ist wahrhanischer nehmbar. Allerdings geht bei Tintenstrahldruckern die Möglichkeit der Durchschlagsanfertigung verloren.
Das Prinzip der Erzeugung von Zeichen oder Grafik ist das gleiche wie bereits bei den Nadeldruckern beschrieben. Anstatt einer Nadelreihe befinden sich hier am Druckkopf eine Reihe von Mikrodüsen, aus denen winzige Tintentröpfchen auf das Papier gespritzt werden.
Bei der Entwicklung waren verschiedene Probleme zu verzeichnen. Zum einen trocknete die Tinte zu schnell ein und verstopfte die Düsen und es wurde ein spezielles, sehr glattes Papier benötigt, damit die Tinte nicht zu sehr aufgesaugt wurde und somit Flecken erzeugte.
Die Tintenstrahldrucker wurden nach einem Verfahren für Meßwertschreiber der schwedischen Siemens-Tochterfirma Elema entwickelt. Dabei wurde ein kontinuierlicher Strahl aus einer beweglichen Düse versprüht, was sich zwar für Meßschreiber eignete, nicht aber für eine Einzelpunktansteuerung. Aus dieser mechanischen Düsenbewegung wurde Mitte der 60er Jahre eine elektrostatische Steuerung entwickelt. Dabei wird eine Hochspannung von 2,5 kV an eine Düse angelegt. Die Tinte steht mit nur geringem Überdruck an der Düsenöffnung. Eine davor befindliche, geerdete Ringblende zieht einzelne Tintentröpfchen aus der Düse, die von zwei Abdeckplatten horizontal bzw. vertikal gesteuert, zu Zeichen zusammengesetzt werden. Während dieses kontinuierlichen Schreibvorganges wird überschüssige Tinte in einen Ablauf gesprüht. Die Unterbrechung bei Papiervorschub oder in Druckpausen geschieht durch Abschalten der Hochspannung.
Heutzutage wird bei Tintenstrahldruckern der Piezoeffekt ausgenutzt, der auch vielfach bei Gasfeuerzeugen verwendet wird. Allerdings ist der Effekt dort genau umgekehrt. Man schlägt mit einem Hämmerchen auf einen Piezo-Kristall, so daß an diesem eine Spannung entsteht, die direkt von der Stärke der Verformung abhängig ist. Beim Drucker hingegen wird eine Spannung angelegt, so daß das Piezoplättchen sich ausdehnt oder zusammenzieht, je nach Polarität der angelegten Spannung.
Es sind im wesentlichen drei Anordnungen gebräuchlich: Tintenstrahlköpfe mit Piezoröhrchen, mit Piezo-Planarscheibchen oder mit der "Bubble"-Technik.
Bei einem Piezoröhrchen wird ein sinusförmiger Impuls angelegt, der in der ersten Halbwelle eine Vergrößerung des Tintenraumes bewirkt, so daß die Tinte aus dem Vorratsbehälter angesaugt wird. Bei der zweiten Halbwelle wird der Durchmesser der Düse verkleinert und damit ein Stoßdruck erzeugt, der ein Tröpfchen Tinte auf das Papier schleudert. Die Planarscheibchen funktionieren ähnlich, erlauben jedoch höhere Ausstoßfrequenzen bei geringerer Tröpfchengröße. Bei der Bubble-Technik ist der Druckkopf ähnlich wie ein Chip aufgebaut. Die Leiterbahnen direkt hinter den Düsenöffnungen bilden Heizelemente, welche durch kurze Stromstöße sehr kurzfristig aufgeheizt werden. Die sich in der Nähe im Tintenkanal befindliche Tinte wird dadurch verdampft, es bildet sich im Kanal eine Gasblase. Durch das Ausdehnen dieser Blase wird ein Tintentröpfchen weiter vorne aus der Kanalöffnung auf das Papier gespritzt. Es können so bis zu 1000 Tröpfchen pro Sekunde entweichen. Die entstehende Wärme wird sofort wieder durch den Druckkopf und die nachfließende Tinte abgeführt.