Das Thermopapier

Thermopapier ist eine spezielle Papiersorte für das Thermodruckverfahren. Es ist auf der zu bedruckenden Seite mit einer temperaturempfindlichen Nutzschicht versehen, die unter Einwirkung von Wärme einen Farbstoffteilchen ausbildet.

Eigenschaften

Das Papierblatt enthält eine thermosensitive Decke, in jener Pigmente, Beschlag, Farbbildner, Entwickler sowie Hilfsstoffe einschließen sind. Es ist in verschiedenen Schriftfarben erhältlich, an diesem Häufigsten wird dennoch Schwarz eingesetzt, gefolgt von Blau. Anhand divergent hohe Drucktemperaturen lassen für sich auf dazu geeignetem Thermopapier in speziellen Druckern weiters viele Farbstufen einbauen. Eingeschränkt per den höheren technischen Bemühung kommt es bei den typischen kommerziellen und industriellen Anwendungen jedoch nicht zum Einsatz.

Thermopapier wird größt auf einem Plastik- genauer Pappkern aufgewickelt geliefert. Es ist in Flächengewichten von 48 bis circa 240 g/m² verfügbar. Für den Beleg- sowie Quittungsdruck weisen Thermorollen im Normalfall ein Papiergewicht von 48 bis 55 g/m² auf. Für Eintrittskarten, Gutscheine, Fahrscheine und Lottobelege werden die stärkeren Papierqualitäten eingesetzt. Mittels das dickere Papier, das eine höhere Toleranz gegenüber mechanischer Belastung aufweist, bleibt ebenso die Druckqualität länger einbehalten.

Zertifiziert werden Papiersorten für den Lebensmittelbereich (Freigabe in Deutschland von jener ISEGA-Forschungs- sowie Untersuchungsgesellschaft mbH, Aschaffenburg) und für die Umweltverträglichkeit (neben dem Blauen Engel ist auch das Zertifikat Nordic Swan allgemein bekannt, Letzteres hingegen als Gruppenarbeit einiger Papierhersteller und deshalb nicht autonom).

Technik

Das Thermopapier wird an den zu beschreibenden Stellen punktuell über kleine Heizelemente, die reihenförmig in dieser Breite des zu bedruckenden Papiers angeordnet sind, erhitzt. Somit reagieren auf dem Papier untergebrachte Farbbildner und Entwickler und resultieren das Druckbild.

Einfache Thermodrucker für den Privathaushalt bedrucken das Papier mit min. 90 °C, da für sich haushaltsübliche Papiersorten ab um 70 °C oder einen Tacken höher verfärben. Papierblatt für Parkscheine, das im Sommer hohen Temperaturen sowie hoher Strahlungsintensität ausgesetzt ist, wird mit bis zu 120 °C bedruckt, da die Reaktionstemperatur des Papiers hier höher liegen soll. Sie wird mit Hilfe von die „statische Sensitivität“ bestimmt. Preiswerte Faxgeräte können meist nur wenig schneller drucken, als es die Datenrate bei Faxsendungen erfordert (etwa 10-15 Sekunden pro Seite), hochwertige Papiersorten für den Barcodeetikettendruck können mit Geschwindigkeiten von bis zu 400 mm pro Sekunde bedruckt werden. In druckfreien Bereichen mag das Papier naturgemäß schneller transportiert werden.
Genauere chemische Zusammensetzungen werden in vielen Fällen als Betriebsgeheimnis klandestin gehalten.

Thermodruck

Mit Thermodruck bezeichnet man eine Anzahl von Druck-Verbaut, die auf punktueller Hitzeeinwirkung beruhen. Das Chancenlos wird heute meist bei Kassendruckern, für Parktickets sowie Fahrkarten verwendet.

Die Technik

Zum Drucken wird das Papier (oder ein anderes Informationsträger) an einem Thermodruckkopf genauer einer Thermozeile vorbeibewegt. Selbige Element, die aus einem Feld kleiner Heizwiderstände besteht, wird von den Herstellern als Thermokamm bezeichnet. Vordergründig einfache Thermodirektdrucker, die in medizinischen Messgeräten eingebettet sind, werden folglich sogar als Thermokammdrucker bezeichnet. Mithilfe auskömmlich hohe Wärmeableitung wird eine ausreichend kleine thermische Zeitkonstante dieser Heizelemente erreicht, gegen eine Papierbahn daneben fortlaufender Regung mit hoher Beseitigung bedrucken zu können. Die Druckdichte wird hier sowohl in Dots Per Inch (dpi) als ferner gelegentlich in Dot Per Millimeter (dpmm) angegeben.

Übliche Druckdichten sind 6, 8, 12 oder 24 dpmm (vergleichbar 150, 200, 300 oder 600 dpi), es existieren wohingegen noch feinere. Die Druckköpfe sind feinfühlig gegen Verschmutzung in erster Linie mit metallhaltigen Puder, dessen Ablagerungen einen Kurzen inmitten den Thermowiderständen führen können.

Als POS-Drucker (Kassendrucker) sind viele Thermo- sowie Thermotransferdrucker extraordinär auf den Druck von Barcodes geübt. Die meisten Modelle haben eine dezidierte Druckersprache implementiert. Als solche ist ESC/POS fast bei jedem POS-Drucker zu finden (zusätzliche Sprachen sind etwa ZPL bei Zebra, Easyplug bei Avery Dennison, JScript bei cab oder TPCL bei Toshiba). Die Befehlssätze tragen spezielle Kommandos zum Drucken von Barcodes. Folglich sind welche Geräte selbst als „Barcodedrucker“ geläufig.

Daneben den Thermodruckern gibt es im Wesentlichen drei Drucktechniken:

Thermodirektdruck

Mit einem Thermodruckkopf bzw. einer Thermoleiste wird dabei sogleich auf ein thermosensitives Spezialpapier gedruckt, welches sich bei Erhitzung schwärzt. Die Ausdrucke sind nicht selten uni; Graustufen werden in dieser Regel gerastert, da sie für sich mithilfe Temperatursteuerung nur begrenzt einstellen lassen. Gegebenenfalls kommt selbst dichromatisches Papier mit zwei verschiedenen Farben unterschiedlicher Temperaturempfindlichkeit zur Verwendung.

Die ersten Thermo(direkt)drucker wurden für preisgünstige Faxgeräte eingesetzt. Zu den heute verbreiteten Anwendungsbereichen angemessen sein jener Druck von Kassenbons, Quittungen, Versandetiketten, Parkscheinen, Eintritts- und Fahrkarten, wissenschaftlichen sowie medizinischen Messprotokollen, Barcodeauszeichnungen, Preisschildern (bspw. bei Selbstbedienungs-Obst- und -Gemüsewaagen) sowie vielen weiteren Arten von Etiketten. Im Privatbereich kommen Thermodrucker extraordinär noch in preiswerten Faxgeräten zur Anwendung, waren seinerzeit hinwieder als Drucker für Heimcomputer oder Taschenrechner vorwärts verbreitet.

Klassisches Thermopapier ist auch licht- und temperaturempfindlich. Mithin verlangen Finanzämter in verschiedenen Ländern dauerhafte Kopien von Thermodruckkaufbelegen. Bei Bevorzugung geeigneter Thermopapiere sind bei licht- und hitzegeschützter Lagerung die Ausdrucke dagegen ebenso entsprechend vielen Jahren bis dato lesbar. Heutiges Papierblatt zeigt ebenso auffällig verbesserte Resistenz circa Umwelteinflüsse. Dies wird zum Teil per Aufbringen einer Schutzschicht (Topcoat), aber sogar anhand verbesserte Rezepturen erreicht.
Der Thermodirektdruck hat den Vorteil, dass er ohne farbenliefernde Verbrauchsmaterialien wie z. B. Farbbänder auskommt.

Da jener Drucker nur wenige bewegliche Teile hat, ist seine Nutzungsdauer bedeutend höher als zum Beispiel die von Nadeldruckern sowie Tintenstrahldruckern. Genauso kommen Geräte für den Papierrolleneinsatz, vom Nachfüllen der Papierrolle abgesehen, betriebssicher ohne jegliche Wartungsarbeiten aus. Dann ist selbst der knapp vandalismussichere und wetterfeste Einsatz im Außenbereich nicht ausgeschlossen. Fernerhin sind so sehr kompakte Bauformen vorstellbar. Er war in welcher Beachtung lange Zeit eine Andere zum Metalldrucker, der für sich angesichts des teuren Spezialpapiers nicht ständig durchdringen konnte.
Im Thermokopierer braucht die Vorlage sogar nur mit einer starken Lampe bestrahlt werden. Die dunklen Farbflächen erhitzen sich stärker sowie werden so bei dem direkten Konnex mit Thermopapier auf selbigem abgebildet.

Einige Thermodrucker eignen sich sowohl …. als auch für den Thermodirektdruck als sogar für den Thermotransferdruck (s. u.) sowie können inmitten diesen beiden Betriebsarten umgeschaltet werden.

Thermotransferdruck

Bei dem Thermotransferdruck wird eine spezielle, mit temperaturempfindlicher Farbe beschichtete Folie zwischen dem Papier und einem Thermodruckkopf hindurch geführt, jener Hunderte von computergesteuerten Heizelementen besitzt, die das Druckbild übermitteln. Wird ein Heizelement angesteuert sowie dessen Kopf erhitzt, schmilzt in jener Folie die Farbschicht und wird auf das Papier senden. Ihre glatte Aussehen sorgt für einen exakten Farbaufdruck sowie erzielt eine präzise Druckqualität. Selbige Art Druck ist primitiv per einen höheren Oberflächenglanz als bei den meisten anderen Druckverfahren wahrnehmbar. Alldieweil beim Thermodirektdruck Graustufen in unterlegen Qualität vorstellbar sind, können Halbtöne im Transferdruck allgemeingültig nur gerastert auf das Blatt übertragen werden, da sich die Farbschicht durchgehend nur vollwertig von jener Folie bewältigen lässt.

Da die Gesamtheit Druckausgaben auf dieser verbrauchten Thermotransferfolie dauerhaft lesbar fortleben, besteht für sicherheitskritische Anwendungen bei Banken, Industrie sowie Behörden ein konkretes Datensicherheitsrisiko.

Das Druckmedium braucht bei diesem Aussichtslos nicht unbedingt (Normal-)Papier zu sein. Es sollte nur die Folie sowie die Temperatur auf das zu bedruckende Mittel abgestimmt werden, dann können die meisten festen Oberflächen bedruckt werden. Einschränkungen liegen überwiegend in jener Nutzbarkeit geeigneter Transferfolien.

Eingesetzt wird ein Thermotransferdrucker wieder und wieder zum Druck von dauerhaften Etiketten, die z. B. auf lang haltbaren Gütern zur Teilekennzeichnung mit Seriennummern verärgert werden und die gesamte Lebensdauer dieses Teiles überleben sollen. Thermotransferdruck gehört anliegend zu den häufigen Druckverfahren für das direkte Bedrucken dreidimensionaler Objekte. Für den automatisierten Produktionsprozess werden geeignete Drucker – oft als Modul von Industrierobotern – aus Standardkomponenten (Baugruppen) geteilt konfiguriert.

Für den Thermotransferdruck kommen verschiedene Farbbänder zum Einsatz:

  • •Farbband aus Wachs: Eignet sich für geringe Druckhitze und bei Bedarf auch für hohe Druckgeschwindigkeiten auf Oberflächen aus Papier oder Karton.
  • •Farbband Wachs/Harz: Jene Farbbänder da sein aus einer Mischung aus Wachs sowie Harz. Mag auf Oberflächen aus Blatt sowie Karton sobald auf Folienetiketten aus Polyethylen, PVC, Polyester oder Polypropylen verwendet werden. Dabei mag eine erhöhte Widerstandsfähigkeit ca. äußere Einflüsse erreicht werden bspw. ist der Druck auf Blatt wischfest sowie kratzfest.
  • •Farbband Harz: Können bei sehr hohen sobald sehr geringen Temperaturen verwendet werden. Zum Einsatz kommen diese Farbbänder bei Folienetiketten aus Polyethylen, PVC, Polyester oder Polypropylen wie zum Beispiel beim Druck von Barcodes. Mit jener Variante mag ein Maximum an Widerstandsfähigkeit erreicht werden.

Thermosublimationsdruck

Ein ähnliches Verfahren ist dieser Thermosublimationsdruck. Dieser Unterschied liegt darin, dass die auf der Trägerfolie aufgebrachten Farbstoffe durch Zuführen von Wärme verdampft werden. Hierbei geht der Farbstoff direkt vom festen in den gasförmigen Zustand über (Sublimation). Dieser gasförmige Farbstoff dringt in das zu bedruckende Material ein (bei Papier) oder schlägt sich darauf nieder (bei Kunststoff). In Abhängigkeit von der jedem Druckpunkt zugeführten Energiemenge wird auch die Menge jener zu übertragenden Farbe (bis zu 64 Abstufungen pro Farbe) gesteuert, wodurch eine hohe Farbauflösung erreicht wird sowie brillante Farben entstehen.

Nachteile sind jedoch die langsame

Druckgeschwindigkeit, da je Druckvorgang kontinuierlich nur eine Farbe zur gleichen Zeit aufgebracht werden mag, wenn hohe Kosten. In vielen Fällen müsste das Druckbild im letzten Durchgang mit einer transparenten Schutzschicht abgedeckt werden, circa die nötige Haltbarkeit und Abriebfestigkeit zu erreichen. Da das Aussichtslos außergewöhnlich für den Ausdruck von digitalen Bildern benutzt wird, soll je (Farb-)Pixel bis zu vier Mal dieselbe Druckposition präzise angesteuert werden, circa mit den üblichen 4 Standarddruckfarben (Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz) den gewünschten Farbton zu erzeugen. Weil die vier Farben getrennt voneinander sowie periodisch nacheinander auf dieser Farbträgerfolie in jeweils genau gleichen Abständen zur Verfügung stehen, wird meist nach erfolgtem Einfarbausdruck einer Druckzeile (oder -bereich – definiert so den Farbversatz), die Trägerfolie zum Folge-Kader mit dieser nächsten Farbe transportiert und dieser Vorgang mit jener wiederholt, bis alle vier erfolgt sind.

Die Druckergebnisse sind von höchster Qualität sowie einem herkömmlichen Farbabzug vom Negativ sehr ähnlich. Anwendungsgebiete waren in der Frühzeit dieser Digitalfotografie überwiegend Fotostudios, heute werden sie auf Grund von dieser hervorragenden Druckqualität bei im gleichen Atemzug kompakter sowie preiswerter Bauweise hauptsächlich noch für die private Verwendung eingesetzt und weichen hier zunehmend dieser preiswerteren Tintenstrahltechnik. Wenige Geräte können direkt (über Bluetooth oder Infrarotschnittstelle) an Digitalkameras angeschlossen und als mobile Drucklösung unterwegs verwendet werden.

Datensicherheit

Auf den dünnen Transferfolien bleiben – ähnlich wie bei Schreibmaschinen-Karbonbändern oder Durchschlagpapier – Farbauszug-Negative jener Ausdrucke zurück. Das ist ein Problem für die Datensicherheit, denn die verbrauchten Folien können nicht durch übliche Aktenvernichter unleserlich gemacht werden.