Tintenstrahldrucker zum Bedrucken von Tortenglasuren

Forschung will Großtintenstrahldrucker schneller machen

Bisher brauchen Tintendrucker quälend lange Stunden, um ein quadratmetergroßes Farbfoto auf Papier oder Folie zu bringen. Das will ein internationales Entwicklerteam unter der Leitung des Olivetti-Konzerns ändern. Zwei deutsche Forschungsinstitute liefern das Know-how für neue Druckköpfe mit wesentlich besserer Leistung.

Artikel veröffentlicht am 10. September 2002, 9:27 Uhr, Andreas Donath

Das Institut für Mikro- und Informationstechnik der Hahn-Schickard-Gesellschaft (HSG-IMIT) in Villingen-Schwenningen und das Institut für Mikrosystemtechnik (IMTEK) der Universität Freiburg sind neben der Firma STEAG microParts GmbH, Dortmund, die deutschen Olivetti-Partner. Sie bringen Erfahrung in der Mikrofluidik - der Handhabung kleinster Flüssigkeitsmengen - ins Projekt ein. Die Konzerntochter Olivetti I-Jet S.p.A. in Arnad (Provinz Aosta, Italien) koordiniert die Arbeiten.

Im Rahmen des kürzlich gestarteten Forschungsvorhabens wollen die Partner zusammen 4,8 Millionen Euro investieren. Fördermittel geben das Bundesforschungsministerium (BMBF) in Berlin und die italienische Regierung. Das Projekt trägt den Namen IDEAL 42 und läuft über drei Jahre.

Ziel ist, einen 300-dpi-Tintendrucker mit acht bis zehn Druckköpfen zu entwickeln, dessen Düsensysteme dreimal größer sind als diejenigen heutiger Produkte. Der Jumbo-Drucker wird mit Verfahren aus der Mikrosystemtechnik realisiert, soll Farbausdrucke bis zu 30 Prozent schneller erzeugen und sich selbst justieren können.

Herkömmliche Büro- und Farbdrucker erreichen heute bereits akzeptable Geschwindigkeiten. Sie können in der Regel aber nur bis zu einer Papiergröße von Din A4 oder Din A3 eingesetzt werden. Künftig sollten auch großformatige Farbfotos und Kopien, Plakate und Werbematerial, Textilien, Zeichnungen, Planen und Infotafeln in Minutenschnelle gedruckt werden können.

Die Initiatoren von IDEAL 42 sehen große Chancen am so genannten Point-of-Sale. Schnelle, hochauflösende Tintenstrahldrucker mit hoher Farbqualität könnten hier eingesetzt werden, um die Werbung von Einkaufsmärkten am Ort des Geschehens in kürzerer Zeit herzustellen und zu verbreiten. Auch ungewöhnliche Anwendungsbeispiele für neue Tintenstrahldrucker haben die Projektpartner im Sinn: zum Beispiel die Dekoration von Kuchen. Mit Lebensmittelfarben ließen sich die schönsten Bilder auf Zuckerglasuren zaubern. Frankiermaschinen mit neuer Drucktechnologie könnten Briefumschläge kreativer verzieren. Faxgeräte könnten vierfarbige Vorlagen empfangen und wesentlich schneller als bislang drucken.

Aus Sicht der staatlichen Förderung geht es bei dem Projekt auch darum, Kooperationen zwischen europäischen Unternehmen und damit ihre Wettbewerbsfähigkeit zu stärken. Olivetti zielt darauf ab, seine Position als einziger europäischer Massenhersteller von Tintendruckköpfen auszubauen und in andere Gebiete der Mikrosystemtechnik zu diversifizieren.

"Die Geschwindigkeit von Tintenstrahldruckern hängt stark von der Anzahl der zur Verfügung stehenden Tintendüsen ab", erläuterte Dr. Peter Koltay, der das IDEAL-42-Projekt am IMTEK betreut. Um mehr Düsen unterzubringen, die mehr Tinte gleichzeitig auftragen, müssen die Druckköpfe bzw. Düsenplatten breiter werden. Olivetti hat als Zielgröße 1 Zoll (2,54 cm) vorgegeben. Die Druckköpfe der auf dem Markt erhältlichen Bürodrucker haben eine Breite von 1/6 bis 2/6 Zoll.

"Technologisch bedingt müssen für die Herstellung so großer Druckköpfe neue Prozesse und Verfahren entwickelt werden", sagte Dr. Peter Koltay. Dies betrifft sowohl den Chip mit den Kanälen, durch die die Tinte strömt, als auch die Form der Kanäle und Düsen selbst sowie der Oberfläche an der Düsenplatte und ihre Integration in das gesamte Bauteil.

Ein kompakter und verschleißfester Kunststoffchip soll alle Elemente vom Anschluss an den Tintentank bis zur Düse enthalten. STEAG microParts übernimmt die Herstellung der Düsenplatte. Eine zentrale Aufgabe der Entwickler ist es, ein Produktionsverfahren für die neue Generation der Druckköpfe und Düsensysteme vorzubereiten. Maße und Oberflächen der Mikrokanäle müssen sehr genau reproduziert werden können, um eine immer gleiche Dosiergenauigkeit zu erzielen. Der 1-Zoll-Druckkopf soll mit 300 Düsen ausgestattet sein, die pikoliter-große Tintentropfen erzeugen. Die Druckfrequenz soll um 20 bis 30 Prozent gegenüber herkömmlichen Druckern gesteigert werden.