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CMYK: So funktioniert der Vierfarbdruck

Auf dem Bildschirm strahlt jeder digitale Bildpunkt (auch: Pixel) in einer der Primärfarben – Rot, Gelb oder Blau – oder in einer der sich aus ihnen ergebenden zahllosen Mischfarben, von denen der Mensch rund 500.000 unterscheiden kann. Tintenstrahldrucker arbeiten allerdings nicht mit der RGB-Farbmischung, sondern mit den Druckerfarben Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz (englische Abkürzung: CMYK). Erst die Umrechnung der RGB-Farbinformation jedes Pixels in das CMYK-System ermöglicht den Vierfarbdruck eines gängigen Tintenstrahldruckers.

Beim Vierfarbdruck werden winzige Tintentröpfchen, auch Druckpunkte genannt, rasterförmig auf dem Papier angeordnet. Mischfarben entstehen bei diesem Druckverfahren nicht etwa dadurch, dass der Drucker die Tintenfarben mischt: Betrachtet man einen mehrfarbigen Ausdruck mit einer Lupe, erkennt man unterschiedlich große, sich teilweisende überlagernde oder gegeneinander verschobene Punkte in den vier CMYK-Farben.

Es ist also eine optische Täuschung, wenn wir beispielsweise auf einem bedruckten Blatt Papier eine grüne Fläche sehen: Tatsächlich handelt es sich um eine unzählige Rasterzellen, von denen jede einzelne wiederum cyanblaue, gelbe und schwarze Druckpunkte enthält. Je nachdem, wie viele Druckpunkte in einer Rasterzelle liegen, erscheinen die Druckerfarben heller oder dunkler.

Da der RGB-Farbraum mehr Farbabstufungen umfasst als der CMYK-Farbraum, kann es bei der Umwandlung zu Verfälschungen kommen. Um Farben mit mehr Strahlkraft darstellen zu können, werden deshalb insbesondere hochwertige Fotodrucker mit weiteren Tintenpatronen bestückt – etwa in Rot, Grün und Blau. Auch klare Druckertinte, die mehr Glanz verleiht, kommt mitunter zum Einsatz. Übrigens sind beim Fotodruck Tintenstrahldrucker Laserdruckern noch immer überlegen.

Welche Auflösung brauche ich?

Die Anzahl der Tintentropfen oder Druckpunkte, die der Drucker auf einer definierten Fläche platzieren kann, wird als Punktdichte oder Auflösung bezeichnet. Angegeben wird die Auflösung des Druckers in dpi. Die Abkürzung steht für Dots per Inch, also Punkte pro Zoll, wobei ein Zoll rund 2,54 cm umfasst. Moderne Tintenstrahldrucker haben üblicherweise eine Auflösung von mindestens 720 dpi – auf einer Fläche mit je einem Zoll Seitenlänge kann ein solches Gerät also mehr als eine halbe Million winzige Punkte aus Druckerfarbe unterbringen.

Bereits diese Auflösung liegt weit oberhalb der Mindestanforderungen für übliche Druckformate – dennoch sind selbst bei günstigen Tintenstrahldruckern mittlerweile 1.200 dpi und mehr keine Seltenheit mehr. Die immer höhere Auflösung spielt weniger für die Bildschärfe als für die Farbqualität eine Rolle: Je mehr Druckpunkte innerhalb einer Rasterzelle liegen, desto feiner lassen sich Farbtönen darstellen. Für eine hohe Auflösung ist die Präzision entscheidend, mit der die Druckertinte auf das Papier gebracht wird.

Wie kommt die Druckertinte aufs Papier?

Beim Tintenstrahldruck wird flüssige Tinte durch einen Druckkopf, der aus Hunderten kleiner Düsen besteht, mit hoher Geschwindigkeit und hohem Druck aufs Papier aufgebracht. Die Düsen müssen absolut präzise arbeiten, um die Druckpunkte so fein wie möglich darzustellen. Zwei Techniken – beide von großen Herstellern patentiert – haben sich dabei durchgesetzt: der Piezodruck und das Bubblejet-Verfahren.

In Piezodruckern ist ein aufwändig hergestellter Druckkopf fest verbaut, der den gesamten Lebenszyklus des Druckers überdauern soll – ausgewechselt werden nur die Tintentanks. Im Druckkopf sitzt hinter jeder winzigen Tintendüse ein Keramikbauteil, das sich unter elektrischer Spannung verformt – dieser sogenannte Piezoeffekt gibt dem Druckverfahren seinen Namen. Unter positiver Spannung wölbt sich das Piezoelement nach außen, der Unterdruck zieht Tinte aus der Patrone. Wird die Spannung umgekehrt, drückt das Piezoelement den Tintentropfen blitzschnell aus der Düse. Dieser Vorgang wiederholt sich bei jeder Düse mehrere Tausend Mal pro Sekunde.

Bubblejet-Drucker nutzen statt des piezoelektrischen ein thermisches Verfahren. In jeder Düse ist ein winziges Heizelement verbaut, das die Druckertinte erhitzt. Die dabei entstehende Dampfblase drückt einen Tintentropfen aus der Düse. Der Mikroerhitzer wird gekühlt, die Blase bildet sich zurück und der entstehende Unterdruck zieht Tinte aus dem Tank nach. Auch beim Bubblejet-Verfahren werden innerhalb von Mikrosekunden Tausende Tintentropfen erzeugt.

Piezodruckköpfe sind sehr langlebig und garantieren eine hohe Druckqualität; sollte es jedoch wider Erwarten zu einem Defekt kommen, ist der Austausch kostenintensiv. Aufgrund ihrer schlichteren Bauweise sind Bubblejet-Druckköpfe kostengünstiger. Einige Hersteller bauen in Tintenpatronen für Bubblejets die Druckköpfe gleich mit ein, sodass sie bei jedem Austausch der Patronen automatisch erneuert werden. Andere Tintenpatronen sind modular aufgebaut: Die Tintentanks werden separat gewechselt, der Druckkopf erst dann, wenn die Druckqualität nachlässt.

Bei Tintenstrahldruckern fährt der Druckkopf einige Hundert Mal in der Minute hin und her, um die Druckertinte zeilenweise auf das Papier zu bringen – was länger dauert als ein Laserdruck. Jedoch holen die Tintendrucker auf: Einige Profigeräte übertreffen mittlerweile sogar die Ausgabekapazitäten von Laserdruckern. Zudem machen einfache Tintenstrahldrucker die längere Druckzeit durch geringe Anschaffungskosten wett.