Technische Verfahren im Großformatdruck

In den letzten Jahren hat sich nicht zuletzt auf Grund des gewachsenen Bedarfs an großformatigen Fotodrucken durch die Werbewirtschaft eine Vielzahl von technischen Verfahren entwickelt, die sich für den Druck von wissenschaftlichen Tagungspostern eignen. Die zwei wichtigsten Klassen davon diskutieren wir nachfolgend.

1. Tintenstrahldrucker

Tintenstrahldrucker sind Drucker, die sehr kleine Tintentröpfchen anschlagfrei auf das zu bedruckende Medium (z.B. Papier, Textilien, ) spritzen.

Tröpfchen

Bei den meisten LFP- (Large Format Printing) Fotodruckern, den sogenannten DOD-Druckern (Drop on Demand) verlässt nur derjenige Tintentropfen die Düse, der tatsächlich gebraucht wird:

  • BubbleJet-Drucker erzeugen winzige Tintentropfen mit Hilfe eines Heizelements, welches das Wasser oder Lösungsmittel in der Tinte erhitzt. Dabei bildet sich explosionsartig eine winzige Dampfblase, die durch ihren Druck einen Tintentropfen aus der Düse presst. Hersteller sind Canon, Lexmark und Hewlett-Packard in der DeskJet-Reihe.
  • Piezo-Drucker nutzen den inversen Piezoelektrischen Effekt zum Pressen der Drucktinte durch eine feine Düse, wobei sich Keramikelemente unter elektrischer Spannung verformen. Die Tinte bildet Tropfen, deren Volumen sich über die Größe des angelegten elektrischen Impulses steuern lässt. Die Arbeitsfrequenz eines Piezokristalls reicht bis zu 23 kHz. Hersteller ist Epson.
Auflösung

Zum Bedrucken muss ein Drucker im Wesentlichen zwei Bewegungen ausführen: die Querbewegung des Druckkopfes und die Vertikalbewegung des Druckpapiers. Zum Bestimmen der Positionen, an denen die einzelnen Tröpfchen auf das Papier gespritzt werden, wird ein Raster Image Processor verwendet, der mittels Dithering und Farbseparation (bei Farbdruckern) die Bildpunkte eines auszudruckenden Bilds in Druckzellen (Dithercells oder bei Graustufendruck „Halbtonzellen“) umwandelt, also in Gruppen von Tintenpunkten im Druckbild, die durch Überlagerung und Zusammenstellung der Tröpfchen hinsichtlich Anzahl, Farbe, gegebenenfalls Größe und Anordnung die Farbe und Helligkeit der Bildpunkte möglichst exakt wiedergeben.

Die von einem Drucker erreichbare, tatsächliche Auflösung von Bildpunkten (bestimmt als ppi, points per inch) hängt damit von der Positionierauflösung der einzelnen Tröpfchen (z. B. als dpi, dots per inch, angegeben) und der Größe der Druckzellen ab. So hat beispielsweise ein Drucker mit einer Nominalauflösung von 5000 dpi bei einer Druckzellengröße von 5×5 Druckbildpunkten eine Auflösung der Bildpunkte von 1000 ppi. Beim sogenannten Dithering mit Fehler-Diffusion werden keine Dithercells gebildet, sondern das Bild zeilenweise analysiert und in der Software für jeden Punkt ein Quantisierungsfehler berechnet, der auf die benachbarten Bildpunkte verteilt wird. Die Prozesse, mit denen die Umrechnung von Bildern in Tintentröpfchenmuster auf dem Medium erfolgt, tragen wesentlich zur Qualität des Drucks bei und gehören zum Know-how der Druckerhersteller.

Drucker erzeugen aber ein zweidimensionales Bild. Die vertikale Auflösung ist meist kleiner als die horizontale, da sie nicht nur von der Anordnung der Düsen im Druckkopf, sondern auch von der Präzision des Papiervorschubs abhängt.

Tinte

Zum einen werden Farbstofftinten verwendet, die ihre Farbigkeit durch in der Tintenflüssigkeit gelöste Farbstoffmoleküle erlangen (Lösungsmitteldrucker, Eco-Solvent u.a.). Farbstofftinten sind einfacher zu formulieren, da sich keine Präzipitate von Pigmenten ablagern können. Zudem bieten sie in der Regel einen größeren Farbraum und sind unproblematischer bei glatten Papieren.

Zum anderen werden Pigmenttinten eingesetzt, deren Farbigkeit durch in der Tintenflüssigkeit schwebende Pigmentpartikel zustande kommen. Pigmenttinten sind demgegenüber länger haltbar (d. h., sie bleichen langsamer auf dem Papier aus), gestatten einen kräftigeren Farbauftrag und sind wasser- und wischfester.
Viele Entwicklungen der Hersteller zielen darauf ab, die Vorteile der jeweiligen Tintentypen miteinander zu kombinieren.

Latexttinte

Latex ist eine von Hewlett Packard entwicklelte Kombination aus Lösungsmittel- und wasserlöslicher Tinte. Lataxtinte enthält nur noch ca. 20% Lösungsmittelanteil und darüber hinaus wasserlösliche Farbpigmente. Die auf Grund ihrer hohen Ausdünstungen nicht sehr umweltfreundlichen Lösungsmitteldrucker sind vor allem für den Außenbereich konzipiert. Latextinte bietet sich hier als ökologisch interessante Alternative an. Gegenüber den klassischen wasserlöslichen Pigmentfarben biete die schnell aushärtende Latextinte besonders hohe Kratzfestigkeit.

Darstellbare Farben

Der durch die 4 Druck-Grundfarben Cyan, Magenta, Yellow und Black darstellbare CMYK-Farbraum (Reflektion) umfasst wesentlich weniger Farben als der von selbstleuchtenden Lichtquellen wie Bildschirme generierte RGB (Rot, Grün, Blau)-Farbraum. Mit Tricks versuchen die Hersteller von Tintenstrahldruckern den CMYK-Farbraum etwas in Richtung des RGB-Farbraums zu erweitern.

In einem Test wurde unter der Annahme, dass das menschliche Auge 2,4 Mio. Farben unterscheiden kann, ein Vergleich verschiedener Drucker mit Zusatztinten durchgeführt. Dabei ergab sich, dass die mit CMYK sowie Hellmagenta, Hellcyan, Hellgrau, Rot, Grün und Blau druckenden Canon imagePROGRAF iPF 5100 und Hewlett-Packard Designjet Z3100, und der mit CMYK, Hellmagenta, Hellcyan, Hellgrau, Orange und Grün druckende Epson Stylus Pro 7900 jeweils etwa 800.000 unterscheidbare Farben drucken konnten. Reiner CMYK-Offsetdruck nach ISO 2846 oder ISO 12647 erreicht demgegenüber 400.000 unterscheidbare Farben (zum Vergleich: Adobe RGB 1.300.000, neuere Wide-Gamut-LCD-Monitore mit LED-Hintergrundbeleuchtung 1.500.000)

2. Laserdrucker

Prinzip: Via Laserstrahl oder eine LED-Zeile wird eine lichtempfindliche Trommel (auch Bildtrommel genannt) belichtet. An den belichteten Stellen bleibt der Toner hängen, der erst aufs Papier übertragen und anschließend durch Hitze und Druck auf dem Papier fixiert („aufgebügelt“) wird. Bei Farblaserdruckern passiert dieser Vorgang viermal, einmal für jede der vier Grundfarben im CMYK-Farbmodell.

Im Gegensatz zu Tintendruckern, die mit bis zu sechs Farben arbeiten und die Größe der einzelnen Farbpünktchen variieren können, müssen Farb­laser das Druckbild rastern. Ein Farbpunkt be­steht also aus mehreren eng nebeneinanderliegen­den Pünktchen. Das fällt besonders bei Fotos auf: Im Vergleich zu Tintenstrahler-Ausdrucken fehlt es den Bildern an Detailreichtum, Kontrast und Brillanz.

Das Papier spielt beim Fotodruck ebenfalls eine wichtige Rolle. Es gibt auch für Farblaserdrucker spezielles Foto­papier, aber die Auswahl ist deutlich kleiner als für Tintenstrahl­drucker. Außerdem gibt es nur verhältnismäßig leichte Sorten für Laserdrucker (bei Scripton bis 150 g/m²). Das Gewicht ist aber ein wichtiges Qualitätsmerkmal. Je schwerer es ist, desto dicker und fester ist es.