Alle Farbdruckverfahren, sowohl konventionelle als auch elektronische, beruhen darauf, dass mindestens vier Teilbilder des Originals, bestehend aus den Grundfarben gelb, cyan, magenta und schwarz, passgenau übereinander gedruckt werden. Diese als Farbauszüge bezeichneten Teilbilder müssen einerseits in Hundertstelmillimetern präzis auf das Druckmedium - meist Papier - übertragen werden. Andererseits ist die Mischung der vier Druckfarbenanteile so abzustimmen, dass sich ein optimal farbgetreues Abbild der Vorlage ergibt.

Die weit verbreiteten elektronischen Druckverfahren des farbigen Laser- und Tintenstrahldrucks sind verhältnismässig jung. Den ersten Schwarzweiss-Laserdrucker kons-truierte Gary Starkweather 1971 in Xerox" Palo Alto Research Center. Farblaser-drucker haben vier Druckwerke, eins pro Grundfarbe. Obwohl das Verfahren mechanisch und elektronisch komplex ist, sind die Gerätepreise in den letzten Jahren dramatisch gefallen. Dasselbe gilt für Tintenstrahldrucker, bei denen das ursprünglich beim japanischen Hersteller Canon im Jahr 1977 erfundene Bubble-Jet-Verfahren den Durchbruch brachte. Die Erstellung der Farb-aus-züge erfolgt auf elektronischem Weg und ist sehr rechenintensiv. Dafür werden spezielle Raster-Image-Prozessoren (RIP) eingesetzt. Andere Komponenten der Druckersoftware steuern dann den eigentlichen Druckvorgang für alle vier Farben.

Der Sublimationsdruck arbeitet mit einer wachsbeschichteten Trägerfolie. In der Wachsschicht sind Pigmentpartikel der Druckfarben eingebettet. Durch intensive lokale Beheizung geht die Druckfarbe sofort in die gasförmige Phase über - sie sublimiert -, und wird so auf das Papier aufgetragen. Für jede Farbe ist ein separater Druckvorgang erforderlich. Das Verfahren stammt aus den Anfängen des digitalen Farbdrucks und wurde aus dem Markt gedrängt, weil es umständlich und teuer ist.

Der Laserdrucker erhielt in den 90er Jahren des letzten Jahrhunderts Konkurrenz durch das von Casio erfundene LED-Belichtungsverfahren. Anstatt mit einem Laserstrahl erfolgt beim LED-Drucker die Belichtung pro Farbe durch je eine Zeile von mehreren tausend Light Emitting Diodes (LED). Die Belichtung ist mechanisch sehr einfach, hat aber den Nachteil, dass die Auflösung von LED-Druckern fix ist und nicht über 600 dpi (Dots per Inch) gesteigert werden kann. Die mehrfach höhere Auflösung moderner Tintenstrahl- und Laserdrucker hat deshalb den LED-Druck in einen Nischenbereich -verbannt.

Goldminen des Druckergeschäfts

Mit dem Tintenstrahlverfahren können praktisch beliebig grosse Druckformate verarbeitet werden. Riesige Plakate in der Grösse ganzer Hauswände etwa werden in Bahnen von bis über 1,5 m Breite auf besonderen Grossformatdruckern produziert und dann auf textilem Trägermaterial zusammenmontiert. Grossformatige Tintenstrahldrucker haben bis zu acht nachfüllbare Tintentanks, die mit den Düsenarrays im Druckkopf über Schläuche verbunden sind.

Die in Büros verbreiteten Tintenstrahler verwenden Druckeinheiten, in denen je nach Fabrikat Ein- und Mehrfarben-Druckerpatronen eingesetzt werden können. Dabei ist für jede Farbe eine Tintenkammer mit integriertem Düsenarray vorgesehen. Die Patronen sind als Einwegprodukte konzipiert, die nach dem Aufbrauchen weggeworfen werden. Fotodrucker, die besonders farbtreue Bilder liefern, arbeiten mit bis zu acht Farben und den entsprechenden Farbpatronen.

Die Druckqualität von Tintenstrahldruckern wird ganz wesentlich von den Eigenschaften der Tinten und deren Farbabstimmung beeinflusst. Für jeden einzelnen der bis zu 223000 gedruckten Dots pro Quadratzentimeter werden bis zu 32 mikroskopische Tröpfchen von 4 bis 5 Picoliter (Billionstelsliter) Volumen aufs Papier gesprüht. Die Tintenkammern enthalten in der Regel nur wenige Milliliter Tinte, die Patronen haben aber sehr stolze Preise. Marktbeobachter haben errechnet, dass Druckertinten teurer sind als flüssiges Gold.

Das Konzept der Einwegprodukte kommt auch bei Tonerkassetten der Laserdrucker zum Zuge. Aus Gründen des Umweltschutzes - Toner sind hochgiftig - sollen verbrauchte Kassetten an den Handel zurückgegeben werden. Die Toner selbst sind Kinder der Chemotechnik: Jedes der sphärischen Tonerkörnchen von uniformer Grösse enthält unter einer gehärteten Wachsschicht einen Polymerkörper mit dem Farbpigment. Toner ist nicht ganz so teuer wie Goldstaub, doch gross ist der Unterschied nicht.

Im Gegensatz zu Tinte und Toner sind Drucker heute geradezu spottbillig geworden. Das grosse Geschäft machen die Hersteller mit den Verbrauchsmaterialien - Tinte, Toner, Fotopapier. Es ist absehbar, dass ein Drucker bald weniger kosten wird als ein Satz Druckerpatronen oder Tonerkassetten. Erstaunlich an dieser Entwicklung ist eigentlich nur der Umstand, dass es bisher noch nicht zum Aufstand der Anwender gegen das Verbrauchsmaterial-Preisdiktat der Hersteller gekommen ist.

Beim Tintenstrahldruck wird die dünnflüssige Druckertinte in einer Serie einzelner, mikroskopischer Farbtröpfchen aus bis zu 108 feinen Düsen auf das Papier geschleudert. Die Düsen sind in der Druckerpatrone integriert, die zeilenweise über das Papier geführt wird. Zwei Konzepte haben sich durchgesetzt: Beim Bubble-Jet-Verfahren werden die Tintentröpfchen durch die Verformung eines Röhrchens aus piezoelektrischem Material durch entsprechende elektrische Impulse aus der Düse gepresst. Beim Thermo-Jet-Verfahren wird für den Druckvorgang ein mikroskopischer Heizwiderstand hinter jeder Tintendüse unter Spannung gesetzt, so dass sich je ein Dampfbläschen bildet, dessen Druckstoss das Tintentröpfchen aufs Papier schleudert. Weil der Druck zeilenweise erfolgt, kann sich als häufigster Fehler das sogenannte Banding bemerkbar machen, querstreifen-artige Unregelmässigkeiten, die sich durch mangelhafte Präzision des Zeilenvorschubs ergeben können. Während Tintenstrahler mit farbiger Tinte drucken, besteht für das Solid-Ink-Verfahren die Druckfarbe aus farbigen Wachsklötzchen. Das Wachs wird in beheizbaren Tanks geschmolzen und dann durch Düsenarrays in der Breite der ganzen Druckseite in Mikrotröpfchen zunächst in jeder der vier Farben auf eine Offset-Trommel -gesprüht. Danach werden von der Offset-Trommel alle Farben gemeinsam auf das Druckmedium übertragen. Ursprünglich war das Verfahren von Tektronix entwickelt worden. Seit Xerox das -Unternehmen im Jahr 2000 übernommen hat, -werden Wachsdrucker praktisch ausschliesslich von diesem Hersteller unter der Bezeichnung Solid Ink Printer vermarktet. Dank der sehr guten Farbsättigung ermöglicht es besonders hochwertigen Farbdruck und lässt sich zum Bedrucken vieler Druckmedien verwenden, neben Papier etwa -Folien für Overhead-Projektoren, Karton oder auch Stoff.

Der Laserdruck benutzt die von Xerox entwickelte Elektrophotographie. Der Erfinder Gare Starkwather kombinierte das photoelektrische Druckverfahren der Kopierapparate von Xerox mit einer Belichtungstechnik. Dabei wird zunächst die Oberfläche eines einer Grundfarbe zugeordneten Zylinders, des sogenannten Fotorezeptors, durch einen unter Hochspannung stehenden Koronar-draht gleichmässig elektrisch negativ aufgeladen. Dann wird die Oberfläche des sich drehenden -Zylinders belichtet. Beim Laserdrucker geschieht dies durch einen Laserstrahl, der mit einem rotierenden Spiegel über jeden Bildpunkt in waagrechter Richtung den sich schrittweise drehenden -Fotorezeptor abtastet. Die Intensität des Laserstrahls steuert die Druckersoftware zeitlich so, dass auf der Zylinderoberfläche in einem Raster das Positivbild des jeweiligen Farbauszuges entsteht. Das LED-Verfahren ist etwas einfacher, denn dabei wird zur Belichtung des Fotorezeptors eine seitenbreite Zeile von Light Emitting Diodes (LED) benutzt, wobei deren Lichtintensität wiederum durch Druckersoftware gesteuert wird. Sowohl beim Laser- wie beim LED-Drucker wird durch die Lichteinwirkung die Ladung auf der Oberfläche des Fotorezeptorzylinders abgebaut. Es entsteht ein latentes Bild aus statischer Elektrizität. Dreht sich der Zylinder weiter, gelangt dieses latente Bild über die Entwicklungseinheit, die mit Toner beschickt wird. Die Tonerpartikel werden durch einen zweiten Kornardraht negativ aufgeladen und haften darum am latenten Image des Fotorezeptors. Die einfarbigen Teilbilder aus Tonerpartikeln werden nacheinander auf einem Transferband übereinander abgelegt, erst dann wird das vollständige Farbbild aufs Papier übertragen. Das bedruckte Papier läuft durch ein Paar beheizter Walzen, den so genannten Fuser, wodurch die Tonerpartikel ins Papier eingesiegelt werden.