Hochaufgelöst: Topografie des Druckbilds

Jyväskylä (Finnland) - Laserdrucker bannen problemlos gestochen scharfe Schrift auf Papier. Doch ein genauerer Blick auf das Druckbild zeigt, dass sich der Toner mit seinen Pigmenten sehr unregelmäßig verteilt. Finnische Wissenschaftler analysierten diese Topografie der Toner mit drei verschiedenen Messmethoden. Anhand der damit gewonnenen hochaufgelösten und dreidimensionalen Bilder könnten nun Papier und Toner besser aufeinander abgestimmt werden. Wie die Forscher in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift „Journal of Applied Physics“ berichten, könnte damit die Effizienz dieses Druckverfahrens erhöht werden.

„Mit diesen Analysen können wir besser verstehen, wie etwa hoch glänzende oder matte Oberflächen bedruckt werden sollten“, sagt Markko Myllys vom Nanoscience Center der Universität Jyväskylä. Zusammen mit seinen Kollegen druckte Myllys einfarbig schwarze Areale auf verschiedene Papiersorten. Diese bedruckten Flächen röntgten sie mit einem kleinen Tomografen, vergleichbar mit den Computertomografen in Krankenhäusern. Zusätzlich tasteten sie die Oberfläche mit einem Laser ab, um aus den Reflexionen ein Höhenprofil des bedruckten Bereiches ermitteln zu können. Abschließend verdampften sie mit intensiven Laserpulsen den Toner an einigen Stellen, um die Dicke der Tonerschicht zu bestimmen.

Mit den Messdaten aus allen drei Methoden konnten Myllys und Kollegen ein hochaufgelöstes 3D-Bild des Druckbildes berechnen. Dabei zeigte sich, dass die Dicke der Tonerschichten zwischen einem und vier Mikrometer schwankten. Verantwortlich dafür war die unregelmäßige Struktur des Papiers: In mikroskopisch kleinen Tälern sammelte sich mehr Toner als auf winzigen Erhebungen.

Die Kombination der drei Messmethoden legte die Basis für die bisher genaueste Analyse von Druckbildern eines Laserdruckers. In der Ebene erreichten die Forscher eine räumliche Auflösung von einem Mikrometer, für die Dicke der Tonerschichten sogar von nur 70 Nanometern. Mit diesen Daten wäre es möglich, für jede Papiersorte die minimale Menge an Toner zu ermitteln, der für ein scharfes Druckbild nötig wäre. Effizientere und vor allem günstigere Druckprozesse wären mit verfügbarer Laserdruck-Technologie möglich.