Nur mit CMY

Das Papier ist der Koch, die Maschine nur der Kellner: Anstatt wie beim Inkjet farbige Tinten auf normales Papier aufzutragen, werden beim photochromen Druck viele hundert feine Strahlen roten, grünen und blauen Lichts auf photoaktivierte Farbnegativpapiere geschossen. Das soll ein präziseres Druckergebnis bringen, als beim Inkjet, verspricht jedenfalls Lumejet-Gründer Trevor Elworthy im Gespräch mit 4c:  „Das Neuartige an unserer Lumejet-Technologie ist, wie fein konzentriert und wie genau wir die unabhängigen RGB-Lichtpunkte platzieren können, so dass sie mit einer Präzision im Submikronbereich exakt übereinander landen. Dies sorgt für einen kontinuierlichen vertikalen Farbstapel anstelle des klassischen Rosettenmusters bei Halbtönen, bei denen CMYK-Tinten nebeneinander liegen“.

Sensible Medien

Die Belichtung erfolgt über einen digitalen RGB-Druckkopf, der aussieht wie ein ganz normaler Inkjet-Druckkopf, aber vollgepackt ist mit Photonik-Technologie. „LEDs sind sehr beständige, langlebige, niedrigpreisige, photonische Instrumente, die mit der Lumejet-Steuertechnologie und -Optik fein konzentrierte, unabhängig voneinander kontrollierbare Lichtpunkte produzieren können. Wir kontrollieren jeden RGB-Strahl mit einem Gigahertz-zeitbasierten Belichtungssystem bis zu einer 32-Bit Farbtiefe.“, sagt Elworthy. Damit werden 2048 Schattierungen von Cyan und Magenta sowie 1024 Schattierungen von Gelb in einem 20 Millionstel einer Sekunde kreiert. Und das führt zu vielen Millionen Farben mit feinen Schattierungen, Hauttönen, lebendigen Farben und einem breiten Farbraum.

Das kann aber nur funktionieren, wenn auch die Medien etwas ganz Besonderes sind. Photoaktivierte Papiere haben drei auf RGB-Wellenlängen sensibel reagierende Schichten, die nach dem Druckprozess dann jeweils Cyan, Magenta und Gelb produzieren. „Die Materialien müssen photoaktiviert und vorbeschichtet sein. Momentan sind diese limitiert auf Silberhalogenid-Emulsionen von Fuji und Kodak.“, sagt Elworthy. Und hofft darauf, dass die Auswahl an Spezialpapieren bald größer wird.

Kluge Köpfe

Um nun die Farbe aufs Papier oder eben Lichtstrahlen auf die Silberhalogenid-Schicht zu bringen, braucht man einen Druckkopf. Bislang gibt es dafür einen beweglichen Kopf, der das Medium in einer Reihe von etwa zwölf Millimeter breiten Schneisen belichtet. Das erfordert wiederum eine sehr exakte Bewegung des Papiers unter dem Kopf. „Zurzeit nutzen wir zwei hintereinander gesetzte Druckköpfe, die mit einer Geschwindigkeit von etwa 40 Stundenkilometern drucken. Die Verwendung von weiteren Köpfen kann die Geschwindigkeit erhöhen.“, meint Elworthy. Gerade arbeitet das Team an der Entwicklung eines statischen, seitenbreiten Druckkopfes, der Lumebar heißen soll. Er besteht aus vielen Tausend Mikro-LEDs, die das Medium überspannen, das sich dann lediglich in eine Richtung bewegen muss. „Dies kann die Druckgeschwindigkeiten um Zehnerpotenzen erhöhen und dem Inkjet Konkurrenz machen, sobald der neue Druckkopf einmal marktreif ist“, ergänzt Trevor Elworthy.

Lumejet produziert auf diese Weise echte kontinuierliche Farbverläufe mit nur 400 dpi, wogegen Farbinkjet über 4000 dpi braucht, um Pseudofarben zu erzeugen, die den Halbtonprozess und oftmals sechs bis acht Farben oder mehr für eine ähnliche Qualität benötigen. Elworthy: „Wir können mit drei Farben, die übereinander liegen, zwei Dinge leisten, die kein anderes Drucksystem kann: Erstens können wir das volle Farbspektrum inklusive dichtem Schwarz, schwer reproduzierbarer Pantone-, Silber-, Goldtöne oder Reflexblau produzieren. Zweitens können wir gestochen scharfen Text und Grafiken ohne Kanten oder durchbrochene Linien unter einem Punkt und in jeder Farbe erzeugen - und das alles in einem Rutsch nur mit CMY, ohne K“.

Hoher Speed, hohe Qualität

Das lohnt für Druckprodukte, bei denen Qualität kompromisslos ausgereizt werden muss und die dennoch nur kleinauflagig produziert werden. Der „Trocken-in-Trocken“-Prozess des photonischen Druckens ist deutlich günstiger als man vielleicht erwartet. „Der Preis ist ja pro Linearmeter fix, egal wie groß die Farbabdeckung ist. Für bildintensive Farbdokumente hat das Kosten zur Folge, die bis zu einem Drittel geringer sind als im Inkjet“, rechnet sich Trevor Elworthy sein Verfahren zur Inkjet-Alternative.

Ein besonderes Ziel ist für Lumejet der Druck von TFT-Leiterplatten für flexible Displays und organische Photovoltaik, wo Inkjet-Systeme momentan noch nicht die 5-Mikrometer-Auflösung leisten können, die dafür benötigt wird. Licht bewegt sich schnell und in gerader Linie - im Gegensatz zu Tinten, die in Highspeed-Systemen oft unter Turbulenzen leiden. Luft ist eben ein viskoses Medium, das Tinte mit sich zieht, Photonen sind dagegen masselos. Und Licht hat eine Geschwindigkeit von 300 Millionen  Metern pro Sekunde - Tinte schafft nur zehn. „Wir können uns Versionen der Lumebar-Druckköpfe vorstellen, die für Highspeed-Druck, Inline-Etikettendruck und ebenso für die Bemusterung von logischen Schaltungen, flexiblen Displays oder organischen Solarzellen entwickelt werden.“ Einstweilen müssen die Briten aber noch am Prototypen basteln. Und das geht deutlich langsamer als das Licht voran kommt.

Anja Schlimbach

(4c Printausgabe 4/2014)