Technikwissen - Fotodrucker

Erdmurmeltier Bildgalerie betrachten

Blende ,“Erdmurmeltier”
Michael Gnahm

Hersteller von Tintenstrahldruckern werben mit dem Begriff "Photoqualität". Ein wichtiger Indikator dafür, ob die Qualität eines gedruckten Bildes der Detailschärfe und Farbbrillanz eines traditionell ausbelichteten Photos entspricht, ist die Auflösung. Der Anwender, ob engagierter Hobbyphotograph oder Profi, sollte deshalb die Zusammenhänge zwischen der Auflösung eines Tintenstrahldruckers und seiner Druckqualität für seine Arbeit genau kennen. Jedes Bild und jeder gedruckte Text setzt sich aus einzelnen Druckpunkten zusammen, die ein Tintenstrahldrucker mit höchster Präzision auf das Papier aufträgt. Die Maßeinheit, mit der Druckerhersteller die Auflösung der Tintenstrahldrucker angeben wird dabei mit dpi oder dots per inch bezeichnet.

Aktuelle Drucker können bei einer maximalen Auflösung von 4.800 x 1.200 dpi bis zu 5,76 Millionen Druckpunkte auf einer briefmarkengroße Fläche von 2,54 cm2 (~ 1 inch) plazieren. Die Druckqualität eines Tintenstrahldruckers wird somit maßgeblich dadurch beeinflußt, wie eng und präzise die einzelnen Druckpunkte nebeneinander gesetzt werden können und wie klein der einzelne Druckpunkt ist. Der Effekt ist vergleichbar mit den Lichtpunkten, aus denen sich das Fernsehbild zusammensetzt, und die nur erkennbar werden, wenn man sich dem Fernseher bis auf wenige Zentimeter nähert.

Eine gute Druckqualität ist ohne eine entsprechend hohe Auflösung der Ausgabegeräte nicht erreichbar. Hierzu wird das digitalisierte Bild oder der Text vom Druckertreiber in eine Punktmatrix umgewandelt. Die exakte Plazierung der Druckpunkte ist dabei besonders wichtig und folgt einem sehr feinen Raster. Dieses ergibt sich aus der Anordnung der winzigen Düsenkanäle im Druckkopf, der horizontalen Druckkopfbewegung und dem Vortrieb des Papiertransports in vertikaler Richtung. Je enger dieses Raster ist, desto präziser können die einzelnen Druckpunkte plaziert werden. Das Ergebnis sind photorealistische Ausdrucke mit sanften Farbübergängen und feinsten Details.

Neben den vier Grundfarben (Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz), die sich in den einzelnen Farbkammern der Tintenpatronen befinden, können Tintenstrahldrucker die Farben Rot, Grün und Blau durch überlappende Druckpunkte direkt auf dem Papier als "Sekundärfarben" mischen. Alle übrigen Halbtöne werden simuliert, indem einzelne Farbtropfen aus Primär- und Sekundärfarben so eng aneinander gedruckt werden, daß das menschliche Auge sie nicht mehr als einzelne Druckpunkte wahrnimmt. Dieses Verfahren wird mit den Begriffen "Halbtonverfahren" oder "Dithering" bezeichnet und gewährleistet, daß Tintenstrahldrucker feinste Farbnuancen erzeugen und einen großen Bereich des "Farbspektrums" oder "Farbraumes" abbilden können. Neben dem Aufbau des Rasters wirken sich auch unterschiedliche Tropfengrößen positiv auf die Auflösung von High-Tech-Tintenstrahldruckern aus.

Derzeit beherrschen zwei konkurrierende Tintenstrahltechniken den Markt. Bei den sogenannten Piezo-Druckern sitzt ein Piezo-Kristall in den Druckköpfen. Wird Spannung angelegt, so dehnt er sich aus und befördert eine genau dosierte Tintenmenge durch Druck aus der Düse, und dies bis zu 30.000 Mal pro Sekunde und Düse. Bedenkt man, daß jeder Druckkopf zwischen 48 und 128 Düsen besitzt, so wird deutlich, mit welcher Präzision der Druckvorgang gesteuert werden muß. Beim thermischen Tintenstrahlverfahren (Bubble-Jet-Technologie) dagegen wird der Druck für den Tintenausstoß durch Thermoelemente erzeugt. Mit dieser Technik ist es gelungen, mikroskopisch kleine Tropfengrößen zwischen zwei und zehn Picolitern (pl) zu erzeugen. Innerhalb von Sekundenbruchteilen werden dabei die Heizelemente der High-Tech-Druckköpfe auf mehrere Hundert Grad Celsius erhitzt. Die Tinte, die sich in den Druckköpfen befindet, verdunstet und erzeugt Dampfblasen, die Tintentropfen mit hoher Geschwindigkeit aus etwa 604 beziehungsweise 3.072 winzigen Düsenkanälen mit unterschiedlich großen Öffnungen katapultieren. Dieser Vorgang wiederholt sich bis zu 18.000 Mal in der Sekunde und erlaubt es, zusätzliche Helligkeitsabstufungen einer Farbe beziehungsweise andere Mischungsverhältnisse zu erzeugen. Die intelligente Treibersteuerung erfüllt hierbei eine wichtige Aufgabe. Bevor der Druckprozeß startet, berechnet der Druckertreiber die Punktmatrix für den Bildinhalt so, daß feinste Bilddetails oder sanfte Farbübergänge mit winzigen zwei pl Tropfen und homogene, großflächige Bereiche mit zehn pl Tropfen gefüllt werden.

Beide Technologien lassen sich mit der Arbeitsweise eines Malers vergleichen, der an seinem Kunstwerk mit unterschiedlich großen Pinseln arbeitet, um sowohl farbige Flächen als auch Details schnell und exakt zu Papier zu bringen. Es erlaubt nicht nur eine genauere Tropfenplazierung und feinere Farbabstufungen, sondern erhöht auch die Druckgeschwindigkeit des Druckers. Betrachtet man den Druckprozeß bei Tintenstrahldruckern näher, so stellt man fest, daß diese Geräte gerade bei der Photowiedergabe technische Meisterleistungen vollbringen. Millionen von winzigen Tintentropfen werden dabei aus mikroskopisch kleinen Druckdüsen innerhalb von Sekundenbruchteilen zu Papier gebracht. Nur durch das präzise Zusammenspiel aller Komponenten des Tintenstrahldruckers wie Software, Tintenpatronen, Tinte und Hardware können heute Photos erzeugt werden, die in Farbbrillanz und Detailreichtum überzeugen.

Hintergrundwissen: Pixel und Bildauflösung
Die mögliche Bildgröße hängt von der Anzahl der Pixel des Bildes und von der Bildpunktauflösung ab. Die Bildpunktauflösung ist keine Eigenschaft des Druckers, sondern des Bildes. Sie kann für jedes Bild im jeweiligen Bearbeitungsprogramm festgelegt werden und darf nicht mit der Auflösung des Druckers verwechselt werden. Die Druckpunktauflösung gibt an, wie viele Druckpunkte ein Drucker pro Inch drucken kann. Im Gegensatz dazu gibt die Bildpunktauflösung an, wie die Bildpunkte des digitalen Bildes in Druckpunkte umgesetzt werden sollen. Je höher die Bildpunktauflösung, umso dichter werden die Bildpunkte vom Drucker wiedergegeben. Bei einer Bildpunktauflösung von beispielsweise 300 dpi werden vom Drucker 300 Bildpunkte auf einer Länge von einem Inch auf das Papier gebracht (1 Inch = 2,54 cm). Für 1.500 Pixel (= Bildpunkte) wird dann eine Länge von 3 Inch benötigt. Ein digitales Bild das aus 1.500 x 2.100 Pixeln besteht, wird demzufolge 5 x 7 Inch groß. Dies sind 12,7 x 17,8 cm. Wird jedoch eine geringere Bildpunktauflösung, beispielsweise 150 dpi, gewählt, so werden die Bildpunkte im Ausdruck nicht so dicht nebeneinander gedruckt. Das Bild ist nun zwar nicht mehr so fein strukturiert, dafür wird es größer gedruckt. Ein Bild mit 1.500 x 2.100 Pixel wird jetzt 10 x 14 Inch oder 25,4 x 35,6 cm groß.
 

Digitalfotografie 06 / 2003

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