Mit Tintenstrahl drucken

Ein Epson Tintenstrahldrucker
Ein moderner HP Deskjet 2630 alle in einem Drucker

Mit Tintenstrahl drucken ist eine Art von Art von Computerdruck das stellt a nach digitales Bild Durch Treiben von Tintentröpfchen auf Papier und Kunststoffsubstrate.[1] Tintenstrahldrucker waren 2008 der am häufigsten verwendete Druckertyp.[2] und reichen von kleinen kostengünstigen Verbrauchermodellen bis hin zu teuren professionellen Maschinen. Bis 2019, Laserdrucker Outverdolding Inkjet -Drucker mit fast einem Verhältnis von 2: 1, 9,6% gegenüber 5,1%.[3]

Das Konzept des Tintenstrahldrucks entstand aus dem 20. Jahrhundert, und die Technologie wurde erstmals in den frühen 1950er Jahren ausführlich entwickelt. Während er bei Canon in Japan arbeitete, schlug Ichiro Endo die Idee für einen "Bubble Jet" -Drucker vor, während Jon Vaught bei HP ungefähr zur gleichen Zeit eine ähnliche Idee entwickelte.[4] In den späten 1970er Jahren konnten Tintenstrahldrucker, die konnten Digitale Bilder reproduzieren von Computern erzeugte wurden entwickelt, hauptsächlich durch Epson, Hewlett Packard (HP) und Kanon. Auf dem weltweiten Verbrauchermarkt machen vier Hersteller den größten Teil des Umsatzs von Inkjet -Druckern aus: Canon, HP, Epson und Bruder.[5]

1982 kam Robert Howard auf die Idee, ein kleines Farbdrucksystem zu produzieren, das Piezos zum Spucken von Tintentropfen verwendete. Er gründete das Unternehmen, R.H. (Robert Howard) Research (genannt Howtek, Inc. im Februar 1984) und entwickelte die revolutionäre Technologie, die zum Farbdrucker von Pixelmaster führte Feste Tinte[6] Verwendung der Thermojet -Technologie. Diese Technologie besteht aus einem tubulären akustischen Wellenentropfen -Generator mit einer tubulären Einzeldüse, das 1972 ursprünglich von Steven Zoltan mit einer Glasdüse erfunden wurde und 1984 vom Howtek -Tintenstrahlingenieur mit einer Tefzel -Formdüse verbessert wurde, um unerwünschte Flüssigkeitsfrequenzen zu entfernen.

Der aufstrebende Ablagerung von Tintenstrahlmaterial Der Markt verwendet auch Tintenstrahltechnologien, typischerweise Druckköpfe verwenden piezoelektrisch Kristalle, um Materialien direkt auf Substraten zu deponieren.

Die Technologie wurde erweitert und die "Tinte" kann jetzt ebenfalls umfassen Lötpaste in Leiterplattenmontage, oder lebende Zellen,[7] zum Erstellen Biosensoren und für Tissue Engineering.[8]

Auf Tintenstrahldrucker produzierte Bilder werden manchmal unter verkauft Namen austauschen wie Digigraph, Iris druckt, Gicléeund Cromalin.[9] Inkjet-gedruckte Kunstreproduktionen werden häufig unter solchen Handelsnamen verkauft, um ein Produkt von höherer Qualität zu implizieren und die Assoziation mit dem Alltag zu vermeiden.

Methoden

Die Flüssigkeitsoberflächenspannung zieht natürlich einen Strom in Tröpfchen. Optimale Abfallgrößen von 0,004 Zoll erfordern eine Tintenstrahldüsengröße von etwa 0,003 Zoll. Flüssigkeiten mit Oberflächenspannung können Wasserbasis, Wachs oder Ölbasis und sogar geschmolzene Metalllegierungen sein. Die meisten Tropfen können elektrisch aufgeladen werden. In zeitgenössischen Tintenstrahldruckern werden zwei Haupttechnologien verwendet: kontinuierlich (CIJ) und Drop-on-Demand (DOD). Durch kontinuierliches Inkjet wird der Durchfluss unter Druck gesetzt und in einem kontinuierlichen Strom. Drop-on-Demand bedeutet, dass die Flüssigkeit von der Strahldüse jeweils von einer Tropfen ausgestoßen wird. Dies kann mit einem mechanischen Mittel mit einem Druck oder einer elektrischen Methode erfolgen. Eine große elektrische Ladung kann Tropfen aus einer Düse ziehen, Schallwellen können Flüssigkeit aus einer Düse drücken oder eine Expansion des Kammervolumens kann einen Tropfen ausgeben. Das kontinuierliche Streaming wurde vor den ersten Jahren untersucht. Drop-on-Demand wurde erst in den 1920er Jahren entdeckt.

Kontinuierliches Inkjet

Schematischer Diagramm eines kontinuierlichen Tintenstrahldruckprozesses

Das kontinuierliches Inkjet (CIJ) Methode wird kommerziell zum Markieren und Codieren von Produkten und Paketen verwendet. 1867, Lord Kelvin patentierte die Siphon -Rekorder, die Telegraphensignale als kontinuierliche Spur auf Papier unter Verwendung einer Tintenstrahldüse aufzeichneten, die von einer Magnetspule abgelenkt wurde. Die ersten kommerziellen Geräte (medizinischer Streifen Diagrammrekorder) wurden 1951 von vorgestellt von Siemens.[10] Verwenden des Patents US2566443 erfunden von Elmquist Rune vom 04.04.1951.

In der CIJ-Technologie leitet eine Hochdruckpumpe flüssige Tinte aus einem Reservoir durch einen Gabel und eine mikroskopische Düse (normalerweise einen Durchmesser von 0,003 Zoll), wodurch ein kontinuierlicher Strom von Tintentröpfchen über die entsteht Plateau-Rayleigh-Instabilität. Ein piezoelektrischer Kristall kann verwendet werden, um eine akustische Welle zu erzeugen, da er innerhalb des Gunbods vibriert und den Flüssigkeitsstrom in regelmäßigen Abständen in Tröpfchen einbricht: 64.000 bis 165.000 unregelmäßige Tintentröpfchen pro Sekunde können erreicht werden.[11] Die Tintentröpfchen sind einem elektrostatischen Feld ausgesetzt, der durch eine Ladelektrode oder durch ein magnetisches Flussfeld erzeugt wird, wenn sie sich bilden. Das Feld variiert je nach gewünschter Ablenkgrad. Dies führt zu einer kontrollierten Ablenkung durch elektrostatische Ladung auf jedem Tröpfchen. Geladene Tröpfchen können durch eine oder mehrere nicht aufgeladene "Schutztröpfchen" getrennt werden, um die elektrostatische Abstoßung zwischen benachbarten Tröpfchen zu minimieren.

Die Tröpfchen gehen durch ein anderes elektrostatisches oder magnetisches Feld und werden durch elektrostatische Ablenkplatten oder Flussfeld angewiesen (abgelenkt), um auf das Rezeptormaterial (Substrat) zu drucken, oder dürfen zur Wiederverwendung in eine Sammelrinne abgelenkt werden. Die stärker aufgeladenen Tröpfchen werden in größerem Maße abgelenkt. Zum Ausdruck wird nur ein kleiner Teil der Tröpfchen verwendet, wobei die Mehrheit recycelt wird.

CIJ ist einer der ältesten (1951) Tintenstrahltechnologien und ist ziemlich reif. Drop-on-Demand wurde erst später erfunden. Die Hauptvorteile von CIJ sind die sehr hohe Geschwindigkeit (~ 20 m/s) der Tintentröpfchen, die einen relativ großen Abstand zwischen Druckkopf und Substrat und die Ejektionsfrequenz mit sehr hoher Tropfen ermöglicht, wodurch ein sehr hoher Geschwindigkeitsdruck ermöglicht wird. Ein weiterer Vorteil ist die Freiheit von Düsen, die immer in Gebrauch ist, und erlaubt daher flüchtig Lösungsmittel wie Ketone und Alkohole, die angewendet werden müssen, geben der Tinte die Fähigkeit, in das Substrat zu "beißen" und schnell trocknen.[11] Das Tintensystem erfordert eine aktive Lösungsmittelregulierung, um die Verdunstung des Lösungsmittels während der Flugzeit (Zeit zwischen Düsenauswurf und Dachrinnenrecycling) und aus dem Entlüftungsvorgang, bei dem Luft in die Dachrinne zusammen mit den nicht verwendeten Tropfen gezogen wird, aus dem Reservoir entlüftet wird. Die Viskosität wird überwacht und ein Lösungsmittel (oder eine Lösungsmittelmischung) wird hinzugefügt, um dem Lösungsmittelverlust entgegenzuwirken.

In den späteren 1950er Jahren wurden erhitzte Wachskinten bei CIJ -Technologien populär. 1971 verwendete Johannes F. Gottwald Patent US3596285A, flüssiger Metallrekorder geschmolzener Metalltinte mit einem magnetischen Flussfeld, um gebildete Symbole für die Beschilderung herzustellen. Dies war möglicherweise das erste 3D -Metallobjekt, das mit dem Magnetkernspeicher als Daten zum Erstellen jedes Symbols gedruckt wurde.

Drop-on-Demand

Piezoelektrisches (links) und thermisches (rechts) Drop -Erzeugungsschema. Ein Druckkopf enthält mehrere solcher Düsen und wird über die Seite bewegt, wenn Papier durch den Drucker voranschreitet
Ein Canon Inkjet mit CMYK Patronen
Piezoelektrische Druckdüse eines Epson C20 -Druckers
Howtek -Style Inkjet -Düse (tubuläre Piezo nicht gezeigt)

Es gibt viele Möglichkeiten, ein Tintenstrahl von Drop-on-Demand (DOD) zu produzieren. Zu den häufigen Methoden gehören thermischer DOD und piezoelektrischer DOD, um die Frequenz von Tropfen zu beschleunigen. DOD kann eine einzige Düse oder Tausende von Düsen verwenden. In einem DOD -Prozess wird Software verwendet, die die Köpfe so leitet, dass sie zwischen Null und acht Tröpfchen Tinten pro Punkt angewendet werden, nur wenn dies erforderlich ist. Tintenstrahlflüssigkeitsmaterialien haben sich um Pasten, Epoxid, Heißschmelzentinten, biologische Flüssigkeiten usw. erweitert. DOD ist sehr beliebt und hat eine interessante Geschichte. Mechanische DOD kam zuerst, gefolgt von elektrischen Methoden wie piezoelektrischen Geräten und dann thermischen oder Wärmeerweiterungsmethoden.

Thermal -DOD -Druck
Die meisten Verbraucher -Tintenstrahldrucker, einschließlich derer von Kanon (Feines Patronensystem, siehe Foto), Hewlett Packard, und LexmarkVerwenden Sie den thermischen Inkjet -Prozess.[12] Die Idee, thermische Anregung zu verwenden, um winzige Tintentropfen zu bewegen, wurde von zwei Gruppen ungefähr zur gleichen Zeit unabhängig voneinander entwickelt: John Vaught und ein Team in der Corvallis Division von Hewlett-Packard und Canon Engineer Ichiro Endo. Anfang 1977 versuchte Endos Team, das zu benutzen piezoelektrisch Einfluss darauf, Tinte aus der Düse zu bewegen, bemerkte jedoch, dass Tinte aus einer Spritze herausgeschossen wurde, als sie versehentlich mit einem Lötkolben erhitzt wurde. Die Arbeit von Vaught begann Ende 1978 mit einem Projekt, um schnelles, kostengünstiges Druck zu entwickeln. Das Team von HP stellte fest, dass Dünnschichtwiderstände ausreichend Wärme erzeugen konnten, um einen Tintentröpfchen zu feuern. Zwei Jahre später erfuhren die HP- und Canon -Teams von der Arbeit des anderen.[13][14]
Wärmekinostreue
Im thermischen Tintenstrahlprozess bestehen die Druckpatronen aus einer Reihe von winzigen Kammern, die jeweils eine Heizung enthalten, die alle durch konstruiert sind Photolithographie. Um ein Tröpfchen aus jeder Kammer auszuwerfen, wird ein Stromimpuls durch das Heizelement geleitet, was zu einer schnellen Verdampfung der Tinte in der Kammer und einer Blase bildet.[15] Dies führt zu einer großen Druckerhöhung und treibt ein Tintentröpfchen auf das Papier an (daher Kanon Handelsname von Bubble Jet). Frühe thermische Köpfe lief nur 600-700 dpi[12] Die Verbesserungen durch HP erhöhten jedoch den Schussbereich von 8-12 kHz pro Kammer und bis zum Jahr 2000 mit einem Abfallvolumen von 5 kHz um 18 kHz Gesicht und Papier ist kritisch. Die Tinte Oberflächenspannungsowie die Kondensation und die resultierende Kontraktion der Dampfblase ziehen eine weitere Ladung der Tinte durch einen schmalen Kanal, der an einem Tintenreservoir befestigt ist. Die beteiligten Tinten sind normalerweise auf Wasserbasis und verwenden entweder Pigmente oder Farbstoffe als Farbschnecken. Die Tinten müssen eine flüchtige Komponente haben, um die Dampfblase zu bilden. Andernfalls kann kein Tröpfchenausstoß auftreten. Da keine speziellen Materialien erforderlich sind, ist der Druckkopf im Allgemeinen billiger zu produzieren als bei anderen Tintenstrahltechnologien.
Piezoelektrisch DOD -Druck
Piezos sind elektrisch polarisierte Keramikgeräte, genau wie ein Magnet polarisiert ist. Die meisten kommerziellen und industriellen Tintenstrahldrucker und einige Verbraucherdrucker (die von produziert von Epson (Siehe Foto) und Bruderindustrie) verwenden ein piezoelektrisches Material In einer mit Tinten gefüllten Kammer hinter jeder Düse anstelle eines Heizelements. Wenn eine Spannung angelegt wird, ändert sich das piezoelektrische Material und erzeugt einen Druckimpuls in der Flüssigkeit, der einen Tintenbrüche aus der Düse drückt. Die tubenförmigen Tintenjets mit einer Düse sind tatsächlich Flüssigkeitsresonatorkammern und die Tropfen werden durch Schallwellen in der Tintenkammer ausgestoßen. Das Patent von 1972 nannte sie Squeeze Tube Inkjets, aber später wurde festgestellt, dass es akustische Tintenstrahlung ist. Piezoelektrisches (auch Piezo genannt) Inkjet ermöglicht eine breitere Vielzahl von Tinten als thermische Tintenstrahlung, da keine flüchtige Komponente erforderlich ist, und kein Problem mit Kogation (Aufbau von Tintenrückständen), aber die Druckköpfe sind aufgrund der Herstellung teurer zubereit Verwendung von piezoelektrischem Material (normalerweise PZT, Blei Zirkoniumtitanat). Die Tintenpatronen können jedoch vom Kopf selbst getrennt sein und nach Bedarf einzeln ersetzt werden. Piezo hat dann das Potenzial für niedrigere Laufkosten. Piezo -Köpfe sollen bei vergleichbarem Abfallvolumina schneller als thermische Köpfe sind als thermische Köpfe.[12]
Piezo Inkjet
Die Piezo -Inkjet -Technologie wird häufig für Produktionslinien verwendet, um Produkte zu markieren. Zum Beispiel wird das Datum "Gebrauch vor" häufig auf Produkte mit dieser Technik angewendet. In dieser Anwendung ist der Kopf stationär und das Produkt bewegt sich vorbei. Diese Anwendung erfordert eine relativ große Lücke zwischen dem Druckkopf und dem Substrat, ergibt aber auch eine hohe Geschwindigkeit, eine lange Lebensdauer und niedrig Betriebskosten.
Thermoplastisch/3d Drucken
In den 1970er Jahren waren die ersten DOD-Tinten auf wasserbasierte und höhere Temperaturverbrauch wurden nicht empfohlen. In den späten 1970er Jahren wurden 1975 in der Silonik, Siemens PT-80i, 1977 und Epson und Exxon in den 1980er Jahren DOD-Inkjets verwendet.[12] 1984 ein kleines Unternehmen, Howtek, Inc.,[6] festgestellt, dass Feste Tinte[12] Materialien (Thermoplastik) konnten durch die Aufrechterhaltung der Polingladung von Piezo beim Drucken bei 125 ° C eingelegt werden. 1986 startete Howtek den Pixelmaster Solid Tinte-Jetting-Drucker, der die Tür zum Drucken von dreidimensionalen Kunststofftinten öffnete, und führte zu einem 3D-Patent von 1992, US5136515A. Dieses Patent wurde von den ersten 3 Major lizenziert 3D Drucker Unternehmen (Sanders Prototype, Inc, Stratasys und 3D -Systeme).
Braillemaster
In den späten 1980er Jahren stellte Howtek den Braillemaster vor, einen Drucker, der vier Schichten solider Tinte pro Charakter verwendete, um Dokumente in Braille zu erstellen, die von Menschen gelesen werden konnten.
Howtek
Solidscape, Inc. verwendet derzeit die Thermoplastikmaterialien im Howtek-Stil und die Single-Düsen-Tintenjets im Howtek-Stil (siehe Abbildung) sehr erfolgreich. Die ballistische Partikelherstellung verwendete auch die Howtek -Style -Materialien und Tintenjets.[16] Diese Inkjets können bis zu 16.000 Tropfen pro Sekunde produzieren und Tropfen mit 9 Fuß pro Sekunde schießen. Ursprünglich ausgelegt, um nur auf Papierblättern in Standard-Buchstaben zu drucken, können sie jetzt 3D-Modelle drucken, die Hunderte von Schichten benötigen.
Thermojet
Die thermoplastischen Tinten in piezoelektrischen Tintenjets (von Howtek genannt Thermojet-Technologie) werden manchmal mit der Blasen-Jet-Technologie der Wärme (Wärmeerweiterung) verwechselt, sind jedoch völlig unterschiedlich. Blasenstrahltinten sind bei Raumtemperatur nicht fest und nicht erhitzt. Thermojet -Tinten benötigen 125 ° C, um die Flüssigkeitsviskosität im Dettungsbereich zu verringern. Howtek stellte als erster einen Tintenstrahl -Farbdrucker mit thermoplastischen Tinten ein[12] 1984 in Comdex, Las Vegas.

Tintenformulierungen

Der früheste Hinweis auf eine kontinuierliche Tintenstrahlinte (CIJ) im Patent US3596285a -Zustände von 1971 "Die bevorzugte Tinte wird durch Viskositäts- und Oberflächenspannungseigenschaften gekennzeichnet, sodass die Flüssigkeit über die Spannweite unter der Kraft, mit der sie sich in Brücke oder Strom bewegt In einer solchen Anforderung ist der Druck, der auf die Tinte bei der Bildung des Stroms angewendet wird , Die Farbe der Tinte und die Farbe des Trägers sollte so sein, dass sich dort zwischen dem folgenden Druck ein guter optischer Kontrast gebildet wird. Die bevorzugte Tinte ist eine "Heißmelt-Tinte". Die Temperatur des Trägers und der flüssigen Phase bei einer höheren Temperatur. Der Bereich der im Handel erhältlichen Tintenzusammensetzungen, die die Erfindungsbedarf erfüllen könnten, sind derzeit nicht bekannt Zeit. Der zufriedenstellende Druck nach der Erfindung wurde jedoch mit einer leitenden Metalllegierung als Tinte erreicht. Es ist extrem hart bei Raumtemperatur und hält sich gut an der Oberfläche des Trägers an.

Das Grundproblem bei Tintenstrahltinten sind die widersprüchlichen Anforderungen für ein Malbuch, das durch die Trägerflüssigkeit auf der Oberfläche im Vergleich zu schnellen Blutungen bleibt.[11]

Desktop -Tintenstrahldrucker, die in Büros und Häusern verwendet werden, neigen dazu, wässrige Tinte zu verwenden[11] Basierend auf einer Mischung aus Wasser, Glykol und Farbstoffe oder Pigmente. Diese Tinten sind kostengünstig, aber schwer zu kontrollieren auf der Oberfläche der Medien, die häufig speziell beschichtete Medien erfordern. HP -Tinten enthalten sulfoniertes Polyazo -schwarzer Farbstoff (häufig zum Färben verwendet Leder), Nitrate und andere Verbindungen.[11] Wässrige Tinten werden hauptsächlich in Druckern mit thermischen Tintenstrahlköpfen verwendet, da diese Köpfe Wasser benötigen, um die Tintenexpelling-Funktion auszuführen.

Während wässrige Tinten oft die breitesten bieten Farbumfang und die lebendigste Farbe, die meisten sind nicht wasserdicht ohne spezialisierte Beschichtung oder Laminierung Nach dem Drucken. Die meisten Farbstoff-Basierte Tinten, obwohl sie normalerweise am kostengünstigsten sind, werden jedoch schnell verblassen, wenn sie Licht oder Ozon ausgesetzt sind. Pigment-Basierten wässrigen Tinten sind in der Regel teurer, bieten aber eine viel bessere langfristige Haltbarkeit und Ultraviolett Widerstand. Tinten vermarktet als "Archivqualität"sind normalerweise pigmentbasiert.

Einige professionelle Drucker mit weiten Formatern verwenden wässrige Tinten, aber die Mehrheit in der professionellen Verwendung nutzt heute eine viel größere Auswahl an Tinten, von denen die meisten Piezo -Inkjet -Köpfe und umfangreiche Wartung benötigen.

Lösungsmittelzinten
Der Hauptzutat dieser Tinten sind Flüchtige organische Verbindungen (VOCs), organische chemische Verbindungen, die hoch haben Dampfdruck. Die Farbe wird mit Pigmenten und nicht mit Farbstoffen für eine hervorragende Abfallresistenz erreicht. Der Hauptvorteil von Lösungsmittel -Tinten besteht darin, dass sie vergleichsweise kostengünstig sind und das Drucken auf flexibler, unbeschichteter Drucken ermöglichen Vinyl Substrate, die zur Herstellung von Fahrzeuggrafiken, Werbetafeln, Bannern und Kleberzieher verwendet werden. Zu den Nachteilen gehören der vom Lösungsmittel erzeugte Dampf und die Notwendigkeit, gebrauchte Lösungsmittel zu entsorgen. Im Gegensatz zu den meisten wässrigen Tinten sind Drucke, die mit Lösungsmittel-Basis-Tinten hergestellt werden, im Allgemeinen wasserdicht und Ultraviolett-resistent (Für den Außengebrauch) ohne besondere Überschreiber.[11] Die hohe Druckgeschwindigkeit vieler Lösungsmitteldrucker erfordert spezielle Trocknungsgeräte, normalerweise eine Kombination aus Heizungen und Gebläsen. Das Substrat wird normalerweise unmittelbar vor und nach den Druckköpfen erhitzt. Lösungsmitteltinten sind in zwei Unterkategorien unterteilt: hartes Lösungsmittel Tinte bietet die größte Haltbarkeit ohne spezialisierte Überschreiber mild oder "Ökos" Lösungsmittel Tinten, obwohl sie immer noch nicht so sicher sind wie wässrige Tinten, sind für die Verwendung in geschlossenen Räumen ohne spezialisierte Belüftung des Druckbereichs bestimmt. Leichte Lösungsmittel -Tinten haben in den letzten Jahren schnell an Popularität gewonnen, da ihre Farbqualität und Haltbarkeit zugenommen haben, während die Tintenkosten erheblich gesunken sind.
UV-härtbare Tinten
Diese Tinten bestehen hauptsächlich aus Acryl Monomere mit einem Initiatorpaket. Nach dem Drucken ist die Tinte geheilt durch Exposition gegenüber starkem UV -Licht. Tinte wird UV-Strahlung ausgesetzt, bei der eine chemische Reaktion stattfindet, bei der die Photoinitiatore dazu führen, dass die Tintenkomponenten in einen Feststoff verknüpfen. In der Regel wird für den Härtungsprozess eine Lampe für Quecksilber-Dampfleuchten oder eine UV-LED verwendet. Aushärtungsprozesse mit hoher Leistung für kurze Zeiträume (Mikrosekunden) ermöglichen das Aushärten von Tinten auf thermisch empfindlichen Substraten. UV -Tinten verdampfen nicht, sondern heilen oder heilen oder setzen infolge dieser chemischen Reaktion fest. Es wird kein Material verdampft oder entfernt, was bedeutet, dass etwa 100% des gelieferten Volumens zur Färbung verwendet werden. Diese Reaktion tritt sehr schnell auf, was zu einer sofortigen Trocknung führt, die in Sekundenschnelle zu einer vollständig geheilten Grafik führt. Dies ermöglicht auch einen sehr schnellen Druckvorgang. Infolge dieser sofortigen chemischen Reaktion durchdringen keine Lösungsmittel in das Substrat, sobald es aus dem Drucker kommt, was hochwertige Drucke ermöglicht.[17][18] Der Vorteil von UV-härtbaren Tinten besteht darin, dass sie "trocken", sobald sie geheilt werden, sie auf eine Vielzahl von unbeschichteten Substraten angewendet werden können und ein sehr robustes Bild erzeugen. Nachteile sind, dass sie teuer sind, im Drucker teure Aushärtungsmodule erfordern, und die gehärtete Tinte hat ein erhebliches Volumen und sorgt daher für eine leichte Erleichterung an der Oberfläche. Obwohl in der Technologie Verbesserungen vorgenommen werden, sind UV-härtbare Tinten aufgrund ihres Volumens etwas anfällig für Risse, wenn sie auf ein flexibles Substrat angewendet werden. Daher werden sie häufig in großen "Flachbett" -Druckern verwendet, die direkt zu starren Substraten wie Kunststoff, Holz oder Aluminium drucken, wo Flexibilität kein Problem darstellt.
Farbstoff -Sublimation -Tinten
Diese Tinten enthalten speziell Sublimationsfarbstoffe und werden verwendet, um direkt oder indirekt auf Stoffe zu drucken, die aus einem hohen Prozentsatz von bestehen Polyester Fasern. Ein Heizschritt bewirkt die Farbstoffe zu Sublimat in die Fasern und erstellen Sie ein Bild mit starker Farbe und guter Haltbarkeit.
Feste Tinte
Diese Tinten bestehen hauptsächlich aus wachsartige Verbindungen die an ihrem Schmelzpunkt vorbei sind, um das Drucken zu ermöglichen, und die beim Schlagen des gekühlten Substrats härten. Hot-Melt-Tinten[11] werden in der Regel für Maskierungsprozesse verwendet und im Grafikdruck gefunden.[6][19] Die früheste heiße Tinte wurde 1971 von Johannes F Gottwald, US3596285A patentiert. Der Flüssigkeitsmetall-Rekorder war zum Drucken vorgesehen. Die Patentzustände, die hier verwendet werden, ist der Begriff "Drucken" nicht in begrenztem Sinne beabsichtigt, sondern umfasst das Schreiben oder eine andere Symbol- oder Musterformulierung mit einer Tinte. Der verwendete Begriff ist nicht nur Farbstoff- oder Pigment-haltige Materialien enthalten. Jede fließbare Substanz oder Zusammensetzung, die für die Anwendung zur Oberfläche geeignet ist, um Symbole, Zeichen oder Intelligenzmuster durch Markierung zu bilden. Die in diesem Prozess verwendeten Materialien können zur Wiederverwendung gerettet werden. Ein weiteres Objekt der Erfindung besteht darin, die Größe der Zeichen zu erhöhen ... ..In -Begriffe der materiellen Anforderungen für so große und kontinuierliche Anzeigen ".

Drucken von Köpfen

Tintenstrahlköpfe: verfügbar Kopf (links) und fester Kopf (rechts) mit Tintenpatrone (Mitte)

Es gibt zwei Hauptdesignphilosophien im Tintenstrahlkopfdesign: Fixedkopf und Einwegkopf. Jeder hat seine eigenen Stärken und Schwächen.

Fester Kopf

Das Fixedkopf Die Philosophie liefert einen eingebauten Druckkopf (oft als als als bezeichnet Gamiter-Kopf) Das soll für das Leben des Druckers dauern. Die Idee ist, dass, da der Kopf nicht jedes Mal ersetzt werden muss, wenn die Tinte abgelaufen ist, Verbrauchskosten niedriger werden und der Kopf selbst genauer sein kann als ein billiger Einweg, der normalerweise keine Kalibrierung erfordert. Wenn andererseits ein fester Kopf beschädigt ist, kann das Erhalten eines Ersatzkopfes teuer werden, wenn das Entfernen und Austausch des Kopfes sogar möglich ist. Wenn der Kopf des Druckers nicht entfernt werden kann, muss der Drucker selbst ersetzt werden.

Feste Kopfdesigns sind in Konsumgütern erhältlich, sind jedoch eher auf industriellen High-End-Druckern und vorhanden Großformatdrucker. Im Verbraucherraum werden Drucker mit festem Kopf hauptsächlich von Epson und Canon hergestellt. Viele neuere Hewlett-Packard-Modelle verwenden jedoch einen festen Kopf wie die Pagewide-Serie von OfficeJet Pro 8620 und HPs Pagewide[20]

Einwegkopf

Ink-Jet-Patronen

Das Einwegkopf Die Philosophie verwendet einen Druckkopf, der als Teil eines Austauschs geliefert wird Tintenpatrone. Jedes Mal, wenn eine Patrone erschöpft ist, werden die gesamten Patrone und der Druckkopf durch ein neues ersetzt. Dies trägt zu den Kosten von bei Verbrauchsmaterial und erschwert es schwieriger, einen hochpräzisen Kopf zu angemessenen Kosten herzustellen, bedeutet aber auch, dass ein beschädigter oder verstopfter Druckkopf nur ein kleines Problem ist: Der Benutzer kann einfach eine neue Patrone kaufen. Hewlett Packard hat traditionell den Einwegdruckkopf bevorzugt, ebenso wie Kanon in seinen frühen Modellen. Diese Art von Konstruktion kann auch als Aufwand von Druckerherstellern angesehen werden, um Tintenpatronen-Baugruppen-Ersatz für Dritte zu ersetzen, da diese potenziellen Lieferanten nicht in der Lage sind, spezialisierte Druckköpfe herzustellen.

Es gibt eine Zwischenmethode: Ein Einweg -Tintentank, der mit einem Einwegkopf verbunden ist, der selten ersetzt wird (vielleicht jeden zehnten Tintentank oder so). Die meisten hochvolumigen Hewlett-Packard-Inkjet-Drucker verwenden dieses Setup, wobei die Einwegdruckköpfe für Modelle mit niedrigerem Volumen verwendet werden. Ein ähnlicher Ansatz wird von verwendet von Kodak, wo der Druckkopf für den dauerhaften Gebrauch bestimmt ist, ist dennoch kostengünstig und kann vom Benutzer ersetzt werden. Canon verwendet jetzt (in den meisten Modellen) austauschbare Druckköpfe, die für die Lebensdauer des Druckers ausgelegt sind, aber vom Benutzer ersetzt werden können, wenn sie verstopft werden.

Additive Fertigung 3D -Printheads haben sehr lange Betriebszeiten "Druckzeiten", und es treten aus internen Verstopfungen, die Schädigung des Öffnungsschäden durch Hindernisse auf den Drucktisch, Kalibrierungsfehler durch überstaatliche piezoelektrische Bindungslebensfehler und andere unerwartete Ursachen auf. Ersatzdruckköpfe befinden sich auf Ersatzteillisten für die meisten langen 3D-Drucker.

Reinigungsmechanismen

Video: Abdecken der Druckkopfdüsen mit einer Gummideckel

Die Hauptursache für Tintenstrahldruckprobleme ist die Tintentrocknung an den Düsen des Druckkopfs, wodurch die Pigmente und Farbstoffe austrocknen und einen festen Block aus gehärteter Masse bilden, der die mikroskopischen Tintengänge anschließt. Die meisten Drucker versuchen zu verhindern, dass diese Trocknung auftritt, indem die Druckkopfdüsen mit einer Gummideckel bedeckt werden, wenn der Drucker nicht verwendet wird. Abrupte Leistungsverluste oder das Stecker des Druckers, bevor er den Druckkopf bedeckt hat, kann dazu führen, dass der Druckkopf in einem ungepflegten Zustand bleibt. Selbst wenn der Kopf abgedeckt ist, ist dieses Siegel nicht perfekt, und über einen Zeitraum von mehreren Wochen kann die Feuchtigkeit (oder andere Lösungsmittel) immer noch herausdrücken, wodurch die Tinte trocknen und härten. Sobald die Tinte sammelt und verhärtet wird, kann das Tropfenvolumen beeinträchtigt werden, die Abfallbahn kann sich ändern oder die Düse kann die Düsenintenkasse vollständig nicht düsteren.

Um dieses Trocknen zu bekämpfen, enthalten fast alle Tintenstrahldrucker einen Mechanismus, um die Feuchtigkeit in den Druckkopf zu treiben. In der Regel gibt es keine separate Versorgung mit reinem Tintenfreier Lösungsmittel, die diesen Job erledigen. Stattdessen wird die Tinte selbst verwendet, um den Druckkopf zu remoisten. Der Drucker versucht, alle Düsen gleichzeitig zu schießen, und wenn die Tinte ausspricht, schluckt einige davon über den Druckkopf zu den trockenen Kanälen und weicher die gehärtete Tinte teilweise. Nach dem Sprühen wird eine Gummiswischerklinge über den Druckkopf gefegt, um die Feuchtigkeit gleichmäßig über den Druckkopf zu verteilen, und die Jets werden erneut abgefeuert, um alle Tintenklumpen zu entfernen, die die Kanäle blockieren.

Einige Drucker verwenden eine ergänzende Luftunterstützungspumpe, wobei die Gummideckstation Tinte durch eine stark verstopfte Patrone saugt. Der Saugpumpenmechanismus wird häufig vom Seitenfeed angetrieben Schrittmotor: Es ist mit dem Ende des Schafts verbunden. Die Pumpe beteiligt sich nur, wenn sich die Welle nach hinten dreht, weshalb die Walzen während der Kopfreinigung umgekehrt ist. Aufgrund des eingebauten Kopfdesigns wird auch die Saugpumpe benötigt, um die Tintenkanäle in einem neuen Drucker zu füllen und die Kanäle zwischen Tintentankwechsel zu revimieren.

Professionelle Lösungsmittel- und UV-härtbare Tinten-Weitformat-Tintenstrahldrucker enthalten im Allgemeinen einen "manuellen Reinigungsmodus", mit dem der Bediener die Druckköpfe und den Mechanismus der Abdeckung manuell reinigen und die Wischerblätter und andere Teile ersetzen kann, die in den automatisierten Reinigungsprozessen verwendet werden. Das in diesen Druckern verwendete Tintenvolumen führt häufig zu "Überspray" und damit zu einem Aufbau von getrockneter Tinte an vielen Stellen, an denen automatisierte Prozesse nicht reinigt werden können.

Epson -Wartungsbox voller gebrauchter Tinte

Die im Reinigungsprozess verbrauchte Tinte muss gesammelt werden, um zu verhindern, dass Tinte im Drucker eingeht. Der Sammelbereich heißt die Spucknapfund in Hewlett Packard -Druckern ist dies ein offenes Plastikschale unter der Reinigungs-/Wischstation. In Epson -Druckern befindet sich typischerweise ein großes Absorptionskissen in einer Pfanne unter dem Papierspeicher -Platten. Für Drucker, die mehrere Jahre alt sind, ist es üblich, dass die getrocknete Tinte im Spucke einen Stapel bildet, der den Druckkopf stapeln und berühren kann, wodurch der Drucker klagt. Einige größere professionelle Drucker, die Lösungsmittel -Tinten verwenden, können ein austauschbares Kunststoffbehälter für Abfalltinte und Lösungsmittel verwenden, das in vollem Umfang entleert oder ersetzt werden muss.

Labyrinth-Luftentlüftungsrohre auf der Oberseite eines Epson-Stylusfotos 5-Farben-Tintentank. Die langen Luftkanäle werden in die Oberseite des Tanks geformt und das blaue Etikett versiegelt die Kanäle in lange Röhrchen. Das gelbe Etikett wird vor der Installation entfernt und öffnet die Rohrenden zur Atmosphäre, sodass Tinte auf das Papier gesprüht werden kann. Das Entfernen des blauen Etiketts würde die Röhrchen zerstören und die Feuchtigkeit schnell verdampfen lassen

Es gibt eine zweite Art der Tintentrocknung, die die meisten Drucker nicht verhindern können. Damit Tinte aus der Patrone sprühen kann, muss die Luft eintreten, um die entfernte Tinte zu verdrängen. Die Luft tritt über ein extrem langes, dünnes Labyrinthrohr ein, das bis zu 10 cm lang ist und über den Tintentank hin und her wechselt. Der Kanal ist lang und schmal, um die Feuchtigkeitsverdampfung durch das Entlüftungsrohr zu verringern, aber es tritt immer noch einige Verdunstungen auf, und schließlich trocknet die Tintenpatrone von innen nach außen aus. Um dieses Problem zu bekämpfen, das besonders akut mit professionellen schnell trocknenden Lösungsmitteltinten ist, viele viele Breitformatdrucker Patronenkonstruktionen enthalten die Tinte in einem luftdichten, zusammenklappbaren Taschen, der keine Entlüftung erfordert. Die Tasche schrumpft nur, bis die Patrone leer ist.

Die häufige Reinigung einiger Drucker kann einiges an Tinte konsumieren und hat einen großen Einfluss auf die Kosten pro Seiten.

Verstopfte Düsen können durch Drucken eines Standard -Testmusters auf der Seite erkannt werden. Einige Software-Problemumgehungen sind dafür bekannt, dass sie Druckinformationen von einer verstopften Düse zu einer Arbeitsdüse umleiten.

Tintenlieferungsentwicklungen

Tintenpatronen waren die traditionelle Methode zur Lieferung von Tinte an den Druckkopf. Kontinuierliches Tintensystem (CISS) Tintenstrahldrucker verbinden den Druckkopf entweder mit Tintenpanzern oder Packungen mit hoher Kapazität oder füllen Sie die eingebauten Patronen über externe Tanks auf, die über Röhrchen verbunden sind, typischerweise a Nachrüstkonfiguration. Supertank -Drucker-Eine Untergruppe von CISS-Druckern-integrierte Tintenpanzer oder Tintenpackungen mit hoher Kapazität und werden manuell über Tintenflaschen nachgefüllt. Wenn Supertank -Tintensysteme mit Einweg -Druckkopftechnologie gepaart werden, werden austauschbare Patronen verwendet, um die erschöpften Druckköpfe zu ersetzen.

Vorteile

Im Vergleich zu früheren verbraucherorientierten Farbdruckern haben Inkjet-Drucker eine Reihe von Vorteilen. Sie sind ruhiger im Betrieb als Auswirkungen Punktmatrix oder Daisywheel -Drucker. Sie können feinere, glattere Details durch höhere Auflösung drucken. Verbraucher-Tintenstrahldrucker mit fotografischer Qualität sind weit verbreitet.

Im Vergleich zu Technologien wie Wärmewachs, Farbstoff -Sublimation, und Laserdruck, Inkjets haben praktisch keine Aufwärmzeit und oft niedrigere Kosten pro Seite. Billig-kostengünstige Laserdrucker können jedoch zumindest für Schwarzweißdruck und möglicherweise für Farbe niedrigere pro Seitenkosten aufweisen.

Für einige Tintenstrahldrucker sind monochrome Tintensätze entweder beim Druckerhersteller oder bei Lieferanten von Drittanbietern erhältlich. Diese ermöglichen es dem Tintenstrahldrucker, mit den in der Schwarz-Weiß-Fotografie traditionell verwendeten Fotopapieren auf Silberbasis zu konkurrieren und die gleiche Töne zu bieten: neutral, "warm" oder "kalt". Beim Wechsel zwischen farbenfrohen und monochromen Tintensätzen muss die alte Tinte mit einer Reinigungskassette aus dem Druckkopf ausgeworfen werden. Spezielle Software oder zumindest eine geänderte Gerätetreiber sind in der Regel erforderlich, um mit den verschiedenen umzugehen Farbzuordnung.

Einige Arten von industriellen Tintenstrahldruckern können jetzt bei sehr hohen Geschwindigkeiten, in weiten Formaten oder für eine Vielzahl von Industrieanwendungen drucken, die von Beschilderung, Textilien, optischen Medien reichen,[21] Keramik und 3D-Druck in biomedizinische Anwendungen und leitende Schaltkreise. Zu den führenden Unternehmen und Innovatoren in Hardware gehören HP, Epson, Canon, Konica Minolta, Fujifilm, EFI, Durst, Bruder, Roland, Mimaki, Mutoh und viele andere weltweit.

Nachteile

Viele "intelligente" Tintenpatronen enthalten a Mikrochip Das vermittelt den geschätzten Tintenpegel dem Drucker; Dies kann dazu führen, dass der Drucker eine Fehlermeldung anzeigt oder den Benutzer fälschlicherweise darüber informiert, dass die Tintenpatrone leer ist. In einigen Fällen können diese Nachrichten ignoriert werden, aber einige Tintenstrahldrucker weigern sich, mit einer Patrone zu drucken, die sich selbst leer erklärt, um die Verbraucher daran zu hindern, Patronen nachzufüllen. Zum Beispiel, Epson Einbettet einen Chip, der das Drucken verhindert, wenn der Chip behauptet, die Patrone sei leer, obwohl ein Forscher, der das System überrötet hat leer.[22] Tintenanbieter von Drittanbietern verkaufen Tintenpatronen zu erheblichen Rabatten (mindestens 10–30%Rabatt auf OEM-Patronenpreise, manchmal bis zu 95%, in der Regel durchschnittlich 50%) und auch Bulk-Tinte und Patrone Selbstverzerrungs-Kits zu noch niedrigeren Preisen. Die "intelligenten" Tintenpatronen der Anbieter waren viele Anbieter dekompiliert. Es ist nun möglich, kostengünstige Geräte zu kaufen, um solche Patronen zuverlässig zurückzusetzen, um sich selbst als voll zu melden, damit sie viele Male nachgefüllt werden können.

Die sehr schmalen Tintenstrahldüsen sind anfällig für Verstopfung. Die Tinte konsumierte sie - entweder während des Reinigens vom Benutzer oder in vielen Fällen, die automatisch vom Drucker nach einem routinemäßigen Zeitplan durchgeführt wurden, können einen erheblichen Teil der in der Maschine verwendeten Tinte ausmachen. Tintenstrahldruckkopfdüsen können mit speziellen Lösungsmitteln gereinigt werden. oder durch das Einweichen in warmem destilliertem Wasser für kurze Zeiträume für wasserlösliche Tinten.

Die hohen Kosten für OEM-Tintenpatronen und die absichtlichen Hindernisse für die Nachfüllung wurden durch das Wachstum von Tintenlieferanten von Drittanbietern angegangen. Viele Druckerhersteller richten Kunden davon ab, Tinten von Drittanbietern zu verwenden, und erklären, dass sie die Druckköpfe beschädigen können, da sie nicht die gleiche Formulierung wie die OEM-Tinten sind, Lecks verursachen und eine Leistung inferior-Qualität (z. B. falscher Farbumarmung) erzeugen können. Verbraucherberichte hat festgestellt, dass einige Patronen von Drittanbietern weniger Tinte enthalten können als OEM-Patronen, und somit keine Kosteneinsparungen erzielen.[23] während Wilhelm Bildgebungsforschung behauptet, dass die Lebensdauer der Drucke mit Tinten von Drittanbietern erheblich reduziert werden kann.[24] Eine Überprüfung im April 2007 ergab jedoch, dass in a Doppelblind Test, Rezensenten im Allgemeinen bevorzugt Der Ausgang erzeugte mit Tinte Drittanbieter über OEM-Tinte. Im Allgemeinen wurden OEM-Tinten mit den Materialien der Kassette und den Druckkopfmaterialien einen signifikanten Systemzuverlässigkeitstest durchgeführt, während die F & E-Bemühungen zur Kompatibilität von Tintenmaterial von Drittanbietern wahrscheinlich deutlich geringer sind. Einige Tintenstrahlhersteller haben versucht, zu verhindern, dass Patronen mit verschiedenen Schemata nachgefüllt werden, darunter die Anpassung von Chips an die Patronen, die protokollieren, wie viel die Patrone gedruckt hat, und den Betrieb einer nachgefüllten Patrone verhindern.

Die Garantie für einen Drucker kann nicht angewendet werden, wenn der Drucker durch die Verwendung nicht zugelassener Lieferungen beschädigt wird. In den USA die Magnuson -Moss -Garantiegesetz ist ein Bundesgesetz, das besagt, dass Garantoren nicht verlangen können, dass nur Markennamen Teile und Vorräte mit ihren Produkten verwendet werden, wie einige Druckerhersteller implizieren. Dies würde jedoch nicht gelten, wenn nicht zugelassene Gegenstände Schäden verursachen. In Großbritannien kann ein Druckerhersteller die Bedingungen als Teil seiner Garantie nicht rechtmäßig auferlegen (Regina gegen Ford Motor Company bezieht sich, obwohl viele versuchen, dies illegal zu tun. Solange das verwendete Produkt als für den Drucker verkauft wurde, in dem es verwendet wurde, gilt der Verkauf von Warengesetze, und alles, was so verkauft wurde, muss "von Warenqualität und Zweck für den Zweck" sein. Nach dem britischen Recht ist es der Einzelhändler und nicht der Hersteller, der rechtlich für 2 Jahre lang für elektrisch betriebene Artikel haftbar ist, und als solcher würde der Einzelhändler die Wiedergutmachung anstreben.[25]

Haltbarkeit

Tintenstrahldokumente können schlecht bis ausgezeichnet haben Archiv Haltbarkeit, abhängig von der Qualität der verwendeten Tinten und Papier. Wenn minderwertiges Papier verwendet wird, kann es gelb und aufgrund des Restes abgebaut werden Säure im unbehandelten Pulp; Im schlimmsten Fall können alte Drucke bei der Handhabung buchstäblich zu kleinen Partikeln zusammenbrechen. Hochwertige Tintenstrahldrucke auf Säurefreies Papier Kann so lange dauern, wie typewritten oder handgeschriebene Dokumente auf demselben Papier.

Da die in vielen kostengünstige Tintenstreujets mit kostengünstigem Verbraucher wasserlöslich ist, muss mit Tintenstrahldokumenten geachtet werden, um selbst den kleinsten Feuchtigkeitstropfen zu vermeiden, was zu schwerem "verschwommenem" oder "Laufen" führen kann. In extremen Fällen können selbst verschwitzte Fingerspitzen bei heißem, feuchtem Wetter von minderwertigen Tinten zu verschmieren. In ähnlicher Weise basiert auf Wasser Highlighter Markierungen können mit Tintenstrahl gedruckte Dokumente verwischen und den Highlighter-Tipp verfärben. Die Lebensdauer von Tintenstrahlabdrücken, die mit wässrigen Tinten hergestellt werden, ist im Allgemeinen kürzer (obwohl UV-resistente Tinten erhältlich sind) als diejenigen, die mit Tintenstrichen auf Lösungsmittelbasis hergestellt werden. Sogenannte "Archivinten" wurden jedoch zur Verwendung in wässrigen Maschinen hergestellt, die eine längere Lebensdauer bieten.

Zusätzlich zum Schmieren kann das allmähliche Verblassen vieler Tinten im Laufe der Zeit ein Problem sein. Die Druckenlebensdauer hängt stark von der Qualität und Formulierung der Tinte ab. Die frühesten Tintenstrahldrucker, die für Heim- und kleine Büroanwendungen bestimmt waren, verwendeten Farbstoff-basierte Tinten. Selbst die besten Farbstoff-Basis-Tinten sind nicht so langlebig wie Pigment-Basis-Tinten, die jetzt für viele Tintenstrahldrucker erhältlich sind. Viele Tintenstrahldrucker verwenden jetzt Pigment-Basis-Tinten, die stark wasserdicht sind: Zumindest die schwarze Tinte basiert häufig auf Pigment. Harz- oder Silikon -geschützter Photopaper ist zu niedrigen Kosten weit verbreitet und führt zu einem vollständigen Wasser- und mechanischen Reibwiderstand für Farbstoff- und Pigmenttinten. Der Photopapier selbst muss für Pigment oder Farbstofftinten ausgelegt sein, da Pigmentpartikel zu groß sind, um durch die Photopaper-Schutzschicht nur durch Farbstoff eindringen zu können.

Die hochwertigsten Tintenstrahlabdrücke werden oft genannt ""Giclée"Ausdrucke, um sie von weniger hilfreichen und kostengünstigeren Drucken zu unterscheiden. Die Verwendung des Begriffs ist jedoch keine Qualitätsgarantie und die Tinten und und die Tinten und Papier Der Gebrauch muss sorgfältig untersucht werden, bevor sich ein Archivar auf ihre langfristige Haltbarkeit verlassen kann.

Um die Haltbarkeit von Tintenstrahldruckerabzügen zu erhöhen, ist für die Tintenstrahlpatrone mehr Aufmerksamkeit erforderlich. Eine Möglichkeit zur Behandlung von Tintenpatronen an einem Tintenstrahldrucker besteht darin, die Temperatur des Druckers selbst aufrechtzuerhalten. Übermäßige Variation der Raumtemperatur ist für Druckertintenpatronen sehr schlecht. Der Benutzer sollte verhindern, dass der Drucker zu heiß oder zu kalt wird, da die Patronen austrocknen können. Für die dauerhafte Druckereffizienz sollte der Benutzer sicherstellen, dass der Bereich ein regelmäßiges und stetiges Temperaturniveau hat.

Betriebskosten Kompromisse

Inkjets verwenden Lösungsmittel-Basis-Tinten mit viel kürzeren Ablaufdaten im Vergleich zu Lasertoner, das eine unbestimmte Haltbarkeit hat. Tintenstrahldrucker neigen dazu, zu verstopfen, wenn sie nicht regelmäßig verwendet werden, während Laserdrucker gegenüber intermittierender Verwendung viel toleranter sind. Tintenstrahldrucker erfordern eine periodische Kopfreinigung, die eine beträchtliche Menge an Tinte verbraucht und die Druckkosten erhöhen, insbesondere wenn der Drucker für lange Zeiten nicht genutzt wird.

Wenn ein Tintenstrahlkopf verstopft ist, sind in einigen Fällen Tintenlösungsmittel/Kopfreiniger und Ersatzköpfe erhältlich. Die Kosten für solche Artikel sind im Vergleich zu einer Übertragungseinheit für einen Laserdrucker günstiger, aber die Laserdruckereinheit hat eine viel längere Lebensdauer zwischen der erforderlichen Wartung. Viele Tintenstrahldruckermodelle haben jetzt dauerhaft installierte Köpfe, die wirtschaftlich nicht ersetzt werden können, wenn sie irreversibel verstopft werden, was zum Schrott des gesamten Druckers führt. Andererseits kosten Inkjet -Druckerdesigns, die einen Einweg -Druckkopf verwenden, in der Regel wesentlich mehr pro Seite als Drucker mit permanenten Köpfen. Im Gegensatz dazu haben Laserdrucker keine Druckköpfe, die sie häufig verstopfen oder ersetzen können, und können normalerweise viel mehr Seiten zwischen Wartungsintervallen produzieren.

Tintenstrahldrucker haben traditionell eine bessere Qualität als Farblaserdrucker beim Drucken von fotografischem Material produziert. Beide Technologien haben sich im Laufe der Zeit dramatisch verbessert, obwohl die von Künstlern bevorzugten Gikulierungsdrucken der besten Qualität einen im Wesentlichen eine qualitativ hochwertigen Spezialentyp von Tintenstrahldrucker verwenden.

Geschäftsmodell

Mikrochips von Epson Ink Patronen. Diese sind winzig Leiterplatten; eine Ablagerung von Schwarz Epoxid deckt den Chip ab selbst

Ein gemeinsames Geschäftsmodell für Tintenstrahldrucker besteht darin, den tatsächlichen Drucker zu oder unter den Produktionskosten zu verkaufen, während der Preis der (proprietären) Tintenpatronen dramatisch markiert wird (ein Gewinnmodell namens The ""Rasier- und Klingenmodell"). Die meisten aktuellen Tintenstrahldrucker versuchen, dies durchzusetzen Produktbindung durch wettbewerbswidrig Maßnahmen wie Mikrochips in den Patronen, um die Verwendung von Drittanbietern oder nachgefüllten Tintenpatronen zu behindern. Die Mikrochips überwachen die Verwendung und melden die verbleibende Tinte dem Drucker. Einige Hersteller stellen auch "Verfallsdaten" auf. Wenn der Chip berichtet, dass die Patrone leer ist (oder veraltet) ist, hört der Drucker auf zu drucken. Selbst wenn die Patrone nachgefüllt wird, zeigt der Mikrochip dem Drucker an, dass die Patrone erschöpft ist. Für viele Modelle (insbesondere von Canon) kann der "leere" Status durch Eingabe eines "Service -Code" (oder manchmal einfach durch Drücken der Taste "Start" überschrieben werden. Für einige Drucker sind spezielle "Blinker" zur Verfügung, die die Menge der verbleibenden Tinte auf das Maximum zurücksetzen.[26][27]

Vor allem einige Hersteller Epson und Hewlett Packard, wurden beschuldigt, darauf hinzuweisen, dass eine Patrone erschöpft ist, während eine beträchtliche Menge an Tinte bleibt.[28][29] Eine Studie aus dem Jahr 2007 ergab, dass die meisten Drucker eine signifikante Menge Tinte verschwenden, wenn sie eine Patrone für leer erklären. Es wurde festgestellt, dass Single-Ink-Patronen im Durchschnitt 20% ihrer Tinte verbleiben, obwohl die tatsächlichen Zahlen je nach Marke und Druckermodell von 9% bis 64% der Gesamtkapazität der Kartusche liegen.[30] Dieses Problem wird weiter durch die Verwendung von einteiligen Multi-Int-Patronen verstärkt, die so schnell als leer deklariert werden, sobald eine Farbe niedrig ist. Von großer Belastung für viele Benutzer sind die Drucker, die sich weigern, Dokumente zu drucken, die nur schwarze Tinte benötigen, nur weil eine oder mehrere der Farbkassetten erschöpft sind.

In den letzten Jahren haben viele Verbraucher begonnen, die Geschäftspraktiken von Druckerherstellern in Frage zu stellen, z. B. bis zu 8.000 US -Dollar pro Gallone (2.100 US -Dollar pro Liter) für Druckertinte. Alternativen für Verbraucher sind billigere Kopien von Patronen, die von Dritten hergestellt werden, und das Nachfüllen von Patronen unter Verwendung von Nachfüllkits. Aufgrund der großen Preisunterschiede, die durch OEM-Markups verursacht werden, gibt es viele Unternehmen, die Tintenpatronen von Drittanbietern verkaufen. Die meisten Druckerhersteller entmutigen Einwegpatronen nachfüllbar oder die Verwendung von Kopienpatronen für Aftermarket -Kopien und sagen, dass die Verwendung falscher Tinten aufgrund von Viskositätsunterschieden zu einer schlechten Bildqualität führen kann Der Druckkopf. Dennoch hat die Verwendung alternativer Patronen und Tinten an Popularität gewonnen und das Geschäftsmodell der Druckerhersteller gefährdet. Druckerunternehmen wie HP, Lexmark, und Epson Patente und die benutzt haben DMCA Klagen gegen Anbieter von Drittanbietern zu starten.[31][32] Ein Kartellvertrauen Die Klassenklage wurde in den USA gegen HP und Office Supply Chain gestartet Heftklammernbehauptete, HP zahlte Staples 100 Millionen US-Dollar, um kostengünstige Tintenpatronen von Drittanbietern von den Regalen zu halten.[33]

Im Lexmark int'l v. Statische Steuerkomponenten, das Berufungsgericht der Vereinigten Staaten für den sechsten Kreislauf entschied Digital Millennium Copyright Act.[34] Das Europäische Kommission Auch diese Praxis wettbewerbsfähige Praxis: Sie wird in neueren Modellen verschwinden, die in der Europäischen Union verkauft werden.[35] Während sich der DMCA -Fall mit dem Urheberrechtsschutz befasste, verlassen sich Unternehmen auch auf Patentschutz, um das Kopieren und Nachfüllen von Patronen zu verhindern. Wenn ein Unternehmen beispielsweise alle Möglichkeiten entwickelt, wie seine Mikrochips manipuliert werden können und Patronen nachgefüllt werden können, und diese Methoden patentiert werden können, können sie verhindern, dass jeder andere seine Patronen nachfüllt. Patente, die die Struktur ihrer Patronen schützen, verhindern den Verkauf billigerer Kopien der Patronen. Für einige Druckermodelle (insbesondere solche aus dem Kanon) kann der eigene Mikrochip des Herstellers entfernt und an eine kompatible Patrone angebracht werden, wodurch die Notwendigkeit des Replikierens des Mikrochips (und der Risikoverfolgung) vermieden werden muss. Andere Hersteller betten ihre Mikrochips tief in die Patrone ein, um diesen Ansatz zu verhindern.

In 2007 Eastman Kodak trat in den Inkjet-Markt mit einer eigenen Linie von All-in-One-Druckern ein, basierend auf einem Marketingmodell, das sich von der vorherrschenden Praxis des Verkaufs des Druckers mit Verlust unterscheidet und gleichzeitig große Gewinne für Ersatz-Tintenpatronen erzielte. Kodak behauptete, dass die Verbraucher bis zu 50 Prozent beim Drucken einsparen könnten, indem sie die mit den proprietären pigmentierten Farbenden des Unternehmens gefüllten kostengünstigeren Kartuschen verwenden und gleichzeitig die potenziellen Probleme im Zusammenhang mit Tinten außerhalb der Marke vermeiden könnten.[36] Diese Strategie erwies sich als erfolglos und Kodak verließ 2012 das Inkjet -Druckergeschäft von Consumer Inkjet.

Eine neuere Entwicklung ist die SuperTank -Drucker, was ein integriertes verwendet kontinuierliches Tintensystem. Supertank-Drucker werden durch ihre großen, dauerhaft installierten Tintenpanzer definiert, die aus Tintenflaschen gefüllt sind. Der Drucker selbst wird in der Regel bei einer erheblichen Prämie verkauft, aber Tintenflaschen sind kostengünstig und enthalten genügend Tinte, um Tausende von Seiten zu drucken. Supertank -Drucker versenden in der Regel mit vollen Tintenflaschen in der Box, sodass bis zu zwei Jahre lang gedruckt werden kann, bevor die Tanks nachgefüllt werden müssen. Epson leitete diese Technologie Pionier, indem er die Ecotank -Reichweite im Jahr 2010 in Indonesien startete.[37] mit einem nordamerikanischen Start im Jahr 2015.[38] Das Supertank -Konzept erwies sich als wirtschaftlich erfolgreich,[37] Und Canon startete unter dem Namen Megatank ihre eigenen Zeilen von Supertank -Druckern.[39]

Druckertypen

Professionelle Modelle

Zusätzlich zu den weit verbreiteten kleinen Tintenstrahldruckern für Haus und Büro gibt es professionelle Tintenstrahldrucker, einige für den Druck von "Seitenbreite" und viele für einen breiten Formatdruck. Seitungsformat bedeutet, dass die Druckbreite zwischen 22 und 94 cm (etwa 8,5 bis 37 Zoll) reicht. "Breites Format" bedeutet die Druckbreite von 24 "bis zu 15 '(ca. 60 cm bis 5 m). Die häufigste Anwendung von Seitenbreitendruckern besteht darin, hochvolumige Geschäftskommunikationen zu drucken, die kein hochwertiges Layout und Farbe benötigen. Vor allem bei Zugabe von variable Daten Technologien, die Seitenbreitendrucker sind wichtig für die Abrechnung, Markierung und individualisierte Kataloge und Zeitungen. Die Anwendung der meisten Drucker mit breiten Format ist die Druckwerbung für Werbegrafiken. Eine Anwendung mit niedrigerem Volumen ist das Drucken von Entwurfsdokumenten durch Architekten oder Ingenieure. Aber heutzutage gibt es Tintenstrahldrucker für digitaler Textildruck Bis zu 64 "breit mit gutem High -Definition -Bild von 1440 × 720 dpi.[40]

Eine weitere Spezialanwendung für Inkjets ist die Produktion Presse Farbnachweise für Drucken Jobs digital geschaffen. Solche Drucker sind so konzipiert, dass sie eine genaue Farbumgabe darüber geben, wie das endgültige Bild aussehen wird (ein "Beweis"), wenn der Job schließlich auf einer großen Volumenpresse wie einer vierfarbigen Offset-Lithographie-Presse erzeugt wird. Ein Beispiel ist ein Iris Drucker, deren Ausgabe das ist, was der französische Begriff ist Giclée wurde geprägt für.

Der größte Volumenlieferant ist Hewlett Packard, der über 90 Prozent des Marktes für Drucker für das Drucken technischer Zeichnungen liefert. Die wichtigsten Produkte in ihren DesignJet Serien sind die DesignJet 500/800, die Designer -T -Drucker -Serie (einschließlich T1100 und T610), das DesignJet 1050 und das DesignJet 4000/4500. Sie haben auch den HP DesignJet 5500, einen sechsfarbigen Drucker, der speziell zum Drucken von Grafiken verwendet wird, sowie das neue Designjet Z6100, das sich oben im HP-Designjet-Bereich befindet und ein acht Farbpigment-Tintensystem bietet.

Epson, Kodak, und Kanon Ferben Sie auch Weitformatdrucker her, die in viel kleinerer Anzahl als Standarddrucker verkauft werden. Epson hat eine Gruppe von drei japanischen Unternehmen, die überwiegend Epson Piezo Printheads and Inks verwenden: Mimaki, Roland, und Mutoh.

Scitex Digitaldruck entwickelte Hochgeschwindigkeit, Variabledaten, Inkjet -Drucker für den Produktiondruck, verkaufte jedoch seine profitablen Vermögenswerte, die mit der Technologie verbunden sind Kodak Im Jahr 2005, der jetzt die Drucker als Kodak Verssamark VJ1000, VT3000 und VX5000 -Drucksysteme vermarktet. Diese Roll-Fed-Drucker können bis zu 305 m pro Minute drucken.

Professionelle Tintenstrahldrucker mit hohem Volumen werden von einer Reihe von Unternehmen hergestellt. Diese Drucker können sich aus dem Preis abgeben US$35.000 bis 2 Millionen US -Dollar. Kutschenbreiten auf diesen Einheiten können zwischen 54 "bis 192" (ca. 1,4 bis 5 m) liegen, und Tintentechnologien haben zu Lösungsmittel, Öko-Lösungsmittel und UV-Curing mit einem neueren Fokus auf wasserbasierter (wässriger) Tinte geeignet Sets. Wichtige Anwendungen, bei denen diese Drucker verwendet werden, sind für Outdoor-Umgebungen für Werbetafeln, Lkw- und LKW-Vorhänge, Bauen von Grafiken und Bannern, während Indoor-Displays Point-of-Sales-Displays, Hintergrundbeleuchtungsschirme, Ausstellungsgrafiken und Museumgrafiken enthalten.

Zu den Hauptanbietern für professionelle Hoch- und Grandformat-Drucker gehören: Efi,[41] Lexjet, Grapo, Inca, Durst, Océ, Nur (jetzt Teil von Hewlett Packard), Lüscher, Vutek, Scitex Vision (jetzt Teil von Hewlett Packard), Mutoh, Mimaki, Roland DG, Seiko I Infotech, Iqdem, Leggett und Platt, AGFA, Raster -Drucker, DGI und MacDermid ColorSpan (jetzt Teil von Hewlett Packard), Swissqprint, spgPrints (früher Storchdrucke), MS -Drucksysteme und Lager für digitale Medien.[42]

Soho Multifunktion Inkjet Photo Drucker

SoHo Multifunktion Inkjet -Drucker für Fotodruck Verwenden Sie bis zu 6 verschiedene Tinten:

  • Canon: Cyan, Gelb, Magenta, Schwarz, Pigment schwarz, grau. 1 PL Thermal.[43]
  • Epson: Cyan, Yellow, Magenta, Light Cyan, Light Magenta, Schwarz. 1,5 PL Piezo -Variable. Auch mit A3 Papierdruck,[44] oder Fax- und Duplex adf.[45]

Professionelle Tintenstrahlfoto Drucker

Tintenstrahldrucker für den professionellen Fotodruck bis zu zwölf verschiedene Tinten:

  • Canon: Foto Magenta, Foto Cyan, Gelb, Magenta, Cyan, Rot, Foto schwarz, matt schwarz, grau, plus blau, foto grau und ein chroma optimierer für schwarze dichte und gleichgütige glänzung,[46] oder hellgrau, dunkelgrau und ein Chroma -Optimierer,[47] oder grün, blau und foto grau.[48] 4 PL Thermal.
  • Epson (10 Farben von 12): Vivid Magenta, Gelb, Cyan, Orange, Grün, Lebendiger Licht Magenta, helles Cyan, helles schwarz, mattschwarz oder foto schwarz sowie eine irreversible Wahl von helles hellgrau oder violett (V nicht für Foto).[49] 3,5 PL Piezo -Variable.
  • HP: Magenta, Gelb, Rot, Grün, Blau, helles Magenta, helles Cyan, Grau, Hellgrau, mattes Schwarz, Foto schwarz und ein Glanzverstärker. 4 PL Thermal.

Sie können ein Bild von 36 Megapixel auf A3 -Grenz -Fotopapier mit 444 drucken PPI.[50]

Kompakte Fotodrucker

Ein kompakter Fotodrucker ist ein eigenständiger Tintenstrahldrucker, der 4 × 6 oder 2 × 3 Zoll Drucke aus erstellt Digitalkameras. Es funktioniert ohne die Verwendung eines Computers. Es ist auch als tragbarer Fotodrucker oder Snapshot -Drucker bekannt. Kurz nach der Popularität des Fototrucks in den frühen 2000er Jahren kamen kompakte Fotodrucker auf den Markt. Sie wurden als Alternative zur Entwicklung von Fotos oder zum Drucken auf einem Standard -Tintenstrahlfoto -Drucker konzipiert.

Die Mehrheit der kompakten Fotodrucker kann nur 4 "x 6" Bilder drucken. Angesichts dieser Einschränkung sollen sie nicht die Standard -Tintenjets ersetzen. Viele Hersteller bewerben die Kosten pro Seite der auf ihren Maschinen gedruckten Fotos. Dies überzeugt die Menschen, dass sie ihre eigenen Bilder genauso billig drucken können wie Einzelhandelsgeschäfte oder durch Online -Druckdienste. Die meisten kompakten Fotodrucker teilen ein ähnliches Design. Sie sind kleine Einheiten, normalerweise mit groß LCDs Damit die Leute ihre Fotos durchsuchen und bearbeiten können, wie auf einem Computer möglich ist. Die Bearbeitungsoptionen sind in der Regel etwas erweitert, sodass der Benutzer Fotos erregen, das rote Auge entfernen, die Farbeinstellungen sowie andere Funktionen anpassen können. Kompakte Fotodrucker verfügen normalerweise über eine große Anzahl von Verbindungsoptionen, einschließlich USB Und die meisten Speicherkarte Formate.

Kompakte Fotodrucker werden derzeit von den meisten führenden Druckerherstellern hergestellt, z. Epson, Kanon, HP, Lexmark und Kodak. Während sie in den letzten Jahren immer beliebter sind, machen sie immer noch einen relativ geringen Anteil am Inkjet -Druckermarkt aus. Lg's Taschenfoto verwendet Zink Wärmepapier mit Chemikalien auf jedem tintenlosen Fotopapier und das Bild erscheint mit der Hitze.[51]

Andere Verwendungen

UNS. Patent 6,319.530 beschreibt eine "Methode zum Fotokopieren eines Bildes in ein essbares Netz zum Dekorieren von ECED -Backwaren". Mit anderen Worten, das Erfindung ermöglicht es, eine futterfarbene Farbe zu drucken Foto auf einen GeburtstagskuchenOberfläche. Viele Bäckereien tragen jetzt diese Art von Dekorationen, die mit essbaren Tinten und dedizierten Tintenstrahldruckern druckbar sind. Essbares Tintendruck Kann mit normalen Home -Verwendung -Tintenstrahldruckern wie Canon Bubble Jet Druckern mit essbaren Tintenpatronen und mit Reispapier oder Zuckergussblättern erfolgen.

Tintenstrahldrucker und ähnliche Technologien werden bei der Herstellung vieler mikroskopischer Gegenstände verwendet. Sehen Mikroelektromechanische Systeme.

Tintenstrahldrucker werden verwendet, um leitende Spuren für Schaltungen und Farbfilter in LCD- und Plasma -Displays zu bilden.

Inkjet -Drucker, insbesondere Modelle, die von Dimatix (jetzt Teil von Fujifilm), Xennia Technology und Pixdro produziert werden, sind in vielen Labors auf der ganzen Welt ziemlich häufig verwendet, um alternative Ablagerungsmethoden zu entwickeln, die den Konsum teurer, seltener oder problematischer Materialien verringern. Diese Drucker wurden im Druck von Polymer, makromolekular, Quantenpunkt, metallischen Nanopartikeln und Kohlenstoffnanoröhren verwendet. Die Anwendungen solcher Druckmethoden umfassen organische Dünnfilmtransistoren, Dioden mit organischen Lichtemitteln, organische Solarzellenund Sensoren.[52][53]

Die Tintenstrahltechnologie wird im aufstrebenden Bereich von verwendet Bioprinting. Sie werden auch für die Produktion von verwendet OLED Anzeigen.[54]

Siehe auch

Verweise

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