Technologie d'impression à jet d'encre. Quelle est la différence entre une imprimante à jet d'encre et une imprimante laser

Jusqu'à une certaine période, le mot « impression » était associé soit au travail d'une imprimerie, soit aux habitués du laser dans les grands bureaux. L'impression à jet d'encre était différente dans la mesure où il s'agissait d'un processus de transfert d'une image ou d'un texte à l'aide d'une plaque de buses et d'un colorant liquide.

Il semblerait que le concept d'impression à jet d'encre n'ait commencé à être utilisé que récemment, après que les imprimantes à jet d'encre soient devenues accessibles à l'utilisateur moyen. Cependant, l’histoire de leur développement s’étend sur près de 200 ans.

La figure ci-dessous illustre l'évolution de l'impression jet d'encre depuis sa création jusqu'à nos jours.

Étapes de développement de l'impression jet d'encre

Développements théoriques

Les fondements théoriques de la technologie d’impression à jet d’encre remontent à 1833. C'est alors que Félix Savard, physicien et inventeur français, découvre un schéma intéressant : en pulvérisant un liquide à travers des trous d'un diamètre microscopique (buses), des gouttes parfaitement uniformes se forment. Et seulement 45 ans plus tard, en 1878, ce phénomène fut décrit mathématiquement par Lord Reilly, lauréat du prix Nobel.

Cependant, plus tôt, en 1867, William Thompson avait breveté l'idée d'un approvisionnement continu en encre (Continuous Ink Jet). Il a utilisé les forces électrostatiques pour contrôler la pulvérisation d’encre et de colorant liquide sur un support papier. Sur la base de ce principe, William Thompson a conçu les instruments d'enregistrement nécessaires au fonctionnement des télégraphes électriques.

Impression continue

L'année 1951 est importante pour la technologie d'impression à jet d'encre : Siemens obtient un brevet pour une imprimante à jet d'encre, la première du genre. Il était basé sur la technologie d’approvisionnement continu en encre. Un peu plus tard, de nombreux fabricants mondiaux de matériel d’impression ont adopté cette technologie et ont continué à l’améliorer.

Les prédécesseurs des appareils d'impression à jet d'encre modernes étaient assez volumineux, équipés de divers cylindres, pompes et autres pièces mobiles, difficiles à utiliser et, de plus, coûtaient très cher. De telles imprimantes fonctionnaient très lentement et n'étaient pas sans inconvénients : elles pouvaient fuir de l'encre lors de l'impression, ce qui n'était ni très pratique ni sûr.

Imprimer à la demande

Le processus est né dans les années 60 de ce siècle, lorsqu'un professeur de l'Université de Stanford a réussi à obtenir des gouttes d'encre de volume égal et également espacées les unes des autres. Pour ce faire, il a utilisé des ondes de pression produites par le mouvement d’un élément piézocéramique. Ce système s'appelait « Drop-on-demand », traduit de l'anglais par « drops on demand ». La technologie a permis de s'éloigner de l'utilisation d'un système complexe de recyclage de l'encre et d'un système de chargement, ainsi que d'éliminer les écarts de gouttelettes.

L'impression à la demande a été utilisée pour la première fois en 1977 sur les appareils d'impression PT-80 de Siemens, et quelque temps plus tard (1978) sur une imprimante Silonics. Plus tard, cette méthode d'impression a continué son évolution : la technologie s'est développée et est devenue la base de plus en plus de nouveaux modèles d'imprimantes à jet d'encre à usage commercial.

La pièce la plus chère de l’imprimante était, et est toujours, la tête d’impression. Il était impossible de la remplacer « sans douleur », comme ce fut le cas pour la cartouche. Par conséquent, les utilisateurs ont découvert de nouveaux algorithmes d’interaction. Par exemple, afin d'éviter que les buses de la tête d'impression ne se bouchent avec des bulles d'air ou des résidus d'encre séchée, ils ont essayé d'utiliser l'imprimante même lorsque cela n'était pas particulièrement nécessaire. Et tout cela afin d'éviter les temps d'arrêt à long terme du périphérique d'impression.

Dans les années 70 du XXe siècle, les conditions préalables à l'impression couleur sont apparues. Le professeur suédois Hertz a trouvé le moyen de reproduire toutes sortes de nuances de gris grâce à une méthode d'ajustement de la densité des gouttelettes. Cela a permis d'imprimer non seulement du texte, mais également diverses images véhiculant des dégradés de gris.

Joint à bulles

Nous devons notre technologie d’impression à bulles à Canon. À la fin des années 70, ses spécialistes ont fait découvrir au monde une technologie d'impression à jet d'encre jusqu'alors inconnue : le « Bubble Jet » ou « l'impression à bulles ». Le principe de fonctionnement de ces imprimantes à jet d'encre est le suivant : un thermoélément microscopique est placé dans la buse, qui chauffe instantanément jusqu'à 500°C dès qu'un courant y est appliqué. Lorsqu'elle est chauffée, l'encre bout, des bulles d'air se forment à l'intérieur de la chambre, sous l'influence desquelles des volumes égaux d'encre sont poussés hors de la buse sur le papier. Dès que l'encre cesse de chauffer et refroidit à sa température précédente, les bulles éclatent et la portion d'encre suivante est aspirée dans la buse. Cela garantit une impression continue.

Principe de la technologie d'impression à jet de bulles

Dès que Canon a introduit la technologie du jet à bulles lors de la Grande Foire de 1981, le public s'est immédiatement intéressé. Et déjà en 1985, la Canon BJ-80, la première imprimante monochrome à bulles, voyait le jour. 3 ans plus tard apparaît la Canon BJC-440, la première imprimante grand format utilisant la même technologie. Il pouvait déjà imprimer en couleur avec une résolution de 400 dpi.

Les coûts d’impression avec la technologie jet d’encre à bulles sont relativement faibles. Cependant, les coûts de maintenance de l'imprimante augmentent car la tête d'impression est intégrée aux cartouches d'encre plutôt qu'à l'imprimante. Mais il y a aussi le revers de la médaille : l’appareil reste opérationnel si une cartouche non originale est utilisée.

Impression thermique

L’ère de l’impression thermique a commencé vers la fin des années 90, même si HP et Canon ont commencé à la développer dès 1984. Le fait est qu'il n'a pas été possible d'obtenir la combinaison requise de qualité et de coût d'impression, ainsi que de rapidité. Un peu plus tard, Lexmark rejoint les géants du secteur. Dans ce tandem, ces plus grandes entreprises ont réalisé l’impression haute résolution et ont créé quelque chose de similaire aux imprimantes modernes.

La technologie qui en a résulté est devenue connue sous le nom de « jet d’encre thermique ». Cette technologie a été utilisée par la première gamme d'imprimantes à jet d'encre de HP, la ThinkJet.

Imprimantes à jet d'encre HP THinkJet

Le principe de l’impression thermique est d’augmenter le volume d’encre lorsqu’elle est chauffée. La température de l'élément chauffant à l'intérieur de la tête d'impression a augmenté sous l'influence de l'élément chauffant. L'encre située à proximité de l'élément chauffant commence à s'évaporer lorsqu'elle est chauffée. Des bulles se forment, qui en poussent un certain nombre hors de la buse. En raison de la diminution de la pression, le même volume d'encre pénètre dans la tête d'impression. Ce processus est répété avec une cyclicité élevée jusqu'à 12 000 recharges par seconde. La tête d'impression basée sur la technologie à jet d'encre thermique se compose d'un grand nombre de buses microscopiques et de chambres d'éjection.

HP a choisi une solution inhabituelle : il a fabriqué une tête d'impression remplaçable, qui fait partie de la cartouche et est jetée avec elle sans trop de regret. Cette étape a résolu le problème de la durabilité de l’imprimante.

Le principe de fonctionnement d'une imprimante thermique

Les imprimantes à bulles et à jet d'encre thermique avaient un prix abordable, étaient compactes, fonctionnaient silencieusement et offraient une large gamme de couleurs, grâce à quoi elles ont inondé le marché d'appareils d'impression abordables et ont pratiquement évincé les imprimantes matricielles du marché.

Impression piézoélectrique

La technologie Jet d'Encre Piezoélectrique est apparue en 1993 grâce à Epson qui fut le premier à l'utiliser dans ses imprimantes. Le principe de l'impression piézoélectrique repose sur la propriété des cristaux piézoélectriques de changer de volume et de forme sous l'influence du courant. Dans la structure de la cartouche, l'une des parois est une plaque piézoélectrique. Il se plie sous l'influence du courant et réduit ainsi le volume de la chambre à encre. En conséquence, une certaine quantité d’encre est expulsée de la buse.

Principe de la technologie d'impression piézoélectrique

L'avantage d'une tête d'impression stationnaire est sa rentabilité, car elle ne doit pas être changée aussi souvent que les cartouches. Cependant, il existe un faible risque que lors du remplacement d'une cartouche, de l'air pénètre dans la tête d'impression et obstrue les buses, affectant ainsi la qualité d'impression.

Traditions modernes

Les progrès technologiques ont rendu les imprimantes à jet d’encre encore plus populaires. Ils sont achetés pour un usage au bureau et à la maison en raison de leur prix abordable et de leur compacité. Parfois, les utilisateurs achètent des imprimantes à jet d'encre pour l'impression couleur en complément des imprimantes laser monochromes. Il existe une opinion selon laquelle les appareils laser sont plus rapides et moins chers lors de l'impression de documents texte, tandis que les appareils à jet d'encre sont plus rapides et moins chers lors de l'impression de photographies couleur.

Actuellement, la résolution d’impression standard pour les imprimantes à jet d’encre modernes est de 4 600 x 1 200 dpi. Mais il existe déjà des appareils qui dépassent cet indicateur. Les autres capacités des imprimantes à jet d'encre incluent l'impression sans bordure, ainsi qu'un écran LCD intégré ou un port pour lire les cartes mémoire.

Avantages des imprimantes à jet d'encre.

L’avantage le plus important des appareils d’impression à jet d’encre est la haute qualité de l’impression couleur. Vous pouvez recréer des photographies éclatantes et réalistes avec un excellent rendu des détails et des tons moyens. De plus, les imprimantes à jet d'encre sont pratiquement silencieuses, ne nécessitent pas beaucoup de temps de préchauffage, sont présentées dans une large gamme de modèles et sont disponibles dans différentes modifications.

Inconvénients des imprimantes à jet d'encre.

La principale raison pour laquelle on n'utilise pas d'imprimante à jet d'encre est le coût élevé des cartouches d'origine, la fragilité des impressions due à la décoloration ou à la propagation de l'encre lorsque du liquide pénètre, ainsi que les têtes d'impression obstruées. Bien que les solutions à toutes ces lacunes soient très simples. Les blocages peuvent être éliminés avec un nettoyage standard des têtes et les impressions peuvent être rendues plus durables en utilisant de l'encre pigmentée. Mais les consommables et l'encre alternatifs, qui ont actuellement atteint des niveaux de qualité élevés, vous aideront à éviter de payer trop cher pour les cartouches d'origine. La différence par rapport à l'encre d'origine ne dépasse pas 2 à 5 %, ce qui rend la différence dans les résultats d'impression impossible à distinguer à l'œil nu.

Vous pouvez lire de nombreuses actualités sur le développement des imprimantes, MFP et traceurs modernes.

La technologie jet d'encre est apparue au milieu des années 1980 à la suite d'une tentative de remédier aux défauts des deux méthodes d'impression dominantes à l'époque : matricielle et laser (électrographique). L'impression laser était d'un coût inacceptable et la couleur n'était même pas rêvée (et même aujourd'hui, bien que les imprimantes laser couleur soient devenues disponibles, elles n'ont aucune chance de surpasser les imprimantes à jet d'encre dans le domaine des impressions photo). Et l'impression à jet d'encre est apparue comme une alternative bon marché pour l'impression de documents de bureau, dépourvue des inconvénients des imprimantes matricielles - lentes, bruyantes et produisant des impressions de mauvaise qualité.

L'idée, apparemment apparue presque simultanément (vers 1985) aux ingénieurs de Hewlett-Packard et de Canon, était de remplacer l'aiguille qui frappe le papier à travers la couche d'encre du ruban dans les imprimantes matricielles par une goutte d'encre liquide. Le volume de la goutte devait être calculé pour qu'elle ne se propage pas et ne crée pas une pointe d'un certain diamètre. Cette technologie est devenue réalité lorsqu'ils ont trouvé un moyen pratique de former une goutte dosée - thermique.

La méthode d'impression à jet d'encre thermique est pratiquement monopolisée par Canon et Hewlett-Packard, qui détiennent la majorité des brevets pour cette technologie, d'autres sociétés ne l'octroient que des licences, en apportant leurs propres petites modifications. Dans le même temps, HP utilise le terme de méthode d'impression « jet d'encre thermique », tandis que Canon préfère le terme « jet à bulles ».

Bien qu’il existe des différences entre eux, ils sont fondamentalement identiques.

En figue. La figure 1 montre le processus d'impression thermique à jet d'encre sous la forme d'un filmogramme classique du cycle de fonctionnement des buses (parfois appelées éjecteurs). Un élément chauffant miniature est intégré dans la paroi de la chambre (surligné en rouge dans le cadre supérieur), qui chauffe très rapidement jusqu'à une température élevée (500°C). L'encre bout (deuxième image), une grosse bulle de vapeur s'y forme (les deux images suivantes) et la pression augmente fortement - jusqu'à 120 atmosphères, provoquant l'expulsion de l'encre à travers la buse à une vitesse de plus de 12 m /s sous forme de goutte d'un volume d'environ 2 picolitres (soit deux millièmes d'un milliardième de litre). L'élément chauffant est éteint à ce moment, et la bulle s'effondre suite à une chute de pression (cadres inférieurs). Tout se passe très vite – en quelques microsecondes. L'encre est fournie à la buse par des forces capillaires (ce qui est beaucoup plus lent) et après avoir rempli la buse avec une nouvelle portion, le système est prêt à l'emploi. Le cycle entier prend environ 100 ms, c'est-à-dire que la fréquence de chute est de 10 kHz et dans les imprimantes modernes, elle est deux fois plus élevée.

Cette buse à commande autonome fait partie d'une tête d'impression située sur un chariot se déplaçant sur la feuille, semblable à l'unité d'impression d'une imprimante matricielle. Avec un diamètre de buse de 10 microns, la densité de placement est de 2 500 buses par pouce ; une tête peut contenir de plusieurs centaines à plusieurs milliers d'injecteurs. Dans les appareils modernes à grande vitesse, des têtes fixes ont commencé à être utilisées - afin d'éliminer l'étape la plus lente du mouvement transversal du chariot dans tout ce processus. Par exemple, HP produit des kiosques photo performants dans lesquels les têtes sont disposées en blocs sur toute la largeur de la feuille.

Dans les imprimantes Canon, l'élément thermique est situé sur le côté de l'appareil photo (comme sur la figure 1), tandis que chez HP (et Lexmark), il se trouve à l'arrière. Peut-être que cette différence est due aux idées originales : selon les légendes de l'entreprise, un ingénieur Canon a laissé tomber un fer à souder sur une seringue avec de la peinture (c'est-à-dire la seringue chauffée sur le côté), et les chercheurs HP ont emprunté le principe à un pistolet électrique. bouilloire, qui est chauffée par l'extrémité. Que cela soit vrai ou non, la disposition latérale permet à Canon d'installer deux éléments thermiques par buse, ce qui améliore les performances et le contrôle de la taille des gouttelettes, mais rend la conception plus complexe et plus coûteuse.

Les têtes à bulles Canon les plus chères sont réutilisables et intégrées à l'imprimante. Les têtes HP sont plus faciles à fabriquer, elles étaient donc traditionnellement intégrées directement dans la cartouche et jetées avec elle. C'est beaucoup plus pratique, car cela garantit la qualité d'impression (la tête n'a tout simplement pas le temps d'épuiser ses ressources) et une grande fiabilité de l'unité. Cependant, avec cette approche, l'amélioration des têtes entraîne des prix plus élevés pour les cartouches, c'est pourquoi de nombreuses imprimantes HP modernes ont des têtes séparées, comme Epson ou Canon. Ainsi, la Photosmart Pro B9180, l'imprimante photo « maison » phare d'HP d'aujourd'hui, possède des têtes individuelles remplaçables, tandis que son homologue moins chère, la Photosmart Pro B8353, possède des têtes intégrées à la cartouche.

Parmi toutes les technologies de création d’images, l’impression jet d’encre a gagné en popularité.

Il est utilisé dans les imprimantes, y compris celles grand format.

L'avantage de cette technologie est qu'une goutte de peinture ne se forme qu'au bon moment, ce qui permet d'obtenir des images de haute qualité.

Qu’est-ce que l’impression jet d’encre thermique ?

Dans cet article nous vous expliquerons ce qu'est l'impression jet d'encre thermique, ses avantages, son principe de fonctionnement et dans quels cas elle est utilisée.

L'image finie est constituée d'un grand nombre de points microscopiques d'encre de différentes couleurs (impression thermique à jet d'encre couleur).

Au moment où vous devez appliquer une image, il y a de l'encre dans la chambre microscopique de la buse, qui doit d'une manière ou d'une autre être poussée sur la surface du matériau imprimé (par exemple du papier).

La méthode d'impression thermique consiste dans le fait qu'il y a un élément chauffant dans la chambre, qui est alimenté en courant au moment de l'impression. La durée de l'enclenchement instantané du courant est une courte période, pouvant aller jusqu'à 2 millionièmes de seconde.

Sous son action, l'élément chauffe, la température de la peinture augmente jusqu'à 500º, le volume de peinture dans la buse augmente, ce qui augmente la pression dans la chambre et la portion requise de colorant en est expulsée. Il existe des informations selon lesquelles dans la chambre, au moment du chauffage, une pression de plus de 100 atmosphères se forme, ce qui est beaucoup.

Après cela, un vide se forme, ce qui permet d'aspirer une nouvelle portion de peinture. Ce processus est répété plusieurs milliers de fois par seconde.

Équipement d'impression à jet d'encre thermique

Cette méthode d'impression est utilisée dans la grande majorité des imprimantes à jet d'encre. La technologie a été introduite sur le marché au début des années 80 du siècle dernier. Les principaux fabricants sont Canon, HP, Lexmark.

Les équipements modernes permettent la formation de gouttelettes allant jusqu'à 35 à 40 microns, ce qui permet d'obtenir une image détaillée et de haute qualité.

En règle générale, les imprimantes thermiques disposent de deux têtes d'impression. L’un est destiné à l’impression à l’encre noire et l’autre à l’impression couleur (cyan, magenta et jaune).

Une tête d'impression, selon le modèle, peut comporter jusqu'à plusieurs centaines de buses.

Selon le modèle, les têtes peuvent être inextricablement liées aux cartouches ou intégrées à l'imprimante, c'est-à-dire réutilisables. Cette dernière option permet d'avoir plus confiance dans la qualité de l'impression, car cet élément n'a pas le temps d'épuiser sa ressource. Mais de cette façon, le prix de l’impression devient plus élevé.

Avantages et inconvénients de l'impression thermique

L'impression à jet d'encre thermique est largement utilisée dans la technologie d'impression en raison de :

• fonctionnement silencieux de l'équipement,
• garantit une qualité d'impression et une résolution élevées,
• technologie d'impression à jet d'encre thermique permet d'obtenir des têtes d'impression fiables,
• stabilité des imprimantes utilisant cette technologie,
• vitesse d'impression élevée.

Inconvénients de l'impression thermique :

Il n'est pas toujours possible de contrôler précisément la taille des gouttelettes résultantes,

Pendant le fonctionnement, des gouttes de satellite peuvent se former, ce qui dégrade la qualité de l'image obtenue,

La tête d'impression nécessite parfois un nettoyage,

Il est conseillé de choisir un papier spécial qui réduira les bavures de peinture et la déformation du papier,

Cartouches de peinture coûteuses. Bien que certains prennent des risques et en commandent des non originaux, qui sont un peu moins chers.

Conclusion

L'impression jet d'encre thermique vous permet d'obtenir une impression professionnelle à petit prix. La qualité de l'image résultante dépend de la précision de la buse et de la structure de la chambre d'éjection. De plus, les caractéristiques du colorant utilisé (viscosité, tension superficielle, capacité à chauffer et à s'évaporer) affectent l'image obtenue.

Nous espérons que vous avez été intéressé par cet article qui répond à la question : qu'est-ce que l'impression jet d'encre thermique et dans quels cas est-elle utilisée.

Le cœur de tout processus d’impression à jet d’encre est le processus de création de gouttelettes d’encre et de transfert de ces gouttelettes sur du papier ou tout autre support compatible avec le jet d’encre. Le contrôle du flux de gouttelettes vous permet d'obtenir différentes densités et tonalités de l'image.
Aujourd’hui, il existe deux approches différentes pour créer un flux de gouttelettes contrôlé. La première méthode, basée sur la création d'un flux continu de gouttelettes, est appelée méthode impression jet d'encre continu. La deuxième méthode de création d'un flux de gouttes offre la possibilité de contrôler directement le processus de création d'une goutte au bon moment. Les systèmes utilisant cette méthode de contrôle du flux de gouttelettes sont appelés systèmes impression jet d'encre pulsé.

Impression jet d'encre continue

Le colorant sous pression pénètre dans la buse et est séparé en gouttelettes en générant des fluctuations de pression rapides produites par certains moyens électromécaniques. Les fluctuations de pression provoquent une modulation correspondante du diamètre et de la vitesse du jet de colorant sortant de la buse, qui est divisé en gouttelettes individuelles sous l'influence des forces de tension superficielle.
Cette méthode permet d'atteindre un taux de création de gouttelettes très élevé : jusqu'à 150 000 pièces par seconde pour les systèmes commerciaux et jusqu'à un million de pièces pour les systèmes spéciaux. Un système de déflexion électrostatique est utilisé pour contrôler le flux de gouttelettes. Les gouttelettes sortant de la buse traversent une électrode chargée, dont la tension change en fonction du signal de commande. Le flux de gouttelettes pénètre ensuite dans l’espace compris entre deux électrodes déflectrices présentant une différence de potentiel constante. En fonction de la charge reçue précédemment, les largages individuels modifient leur trajectoire de différentes manières. Cet effet permet de contrôler la position du point imprimé, ainsi que sa présence ou son absence sur le papier. Dans ce dernier cas, la goutte est tellement déviée qu’elle finit dans un récupérateur spécial.
De tels systèmes permettent d'imprimer des points d'un diamètre de 20 microns à un millimètre. La taille typique d’un point est de 100 microns, ce qui correspond à un volume de gouttelettes de 500 picolitres. De tels systèmes sont principalement utilisés sur le marché de l’impression industrielle, dans les systèmes d’étiquetage de produits, l’impression d’étiquettes en masse, la médecine, etc.

Impression jet d'encre pulsé

Ce principe de création d'un flux de gouttes permet de contrôler directement le processus de création d'une goutte à un moment donné. Contrairement aux systèmes continus, il n’y a pas de pression constante dans le volume d’encre et lorsqu’il est nécessaire de créer une chute, des impulsions de pression sont générées. Les systèmes contrôlés sont fondamentalement moins complexes à fabriquer, mais leur fonctionnement nécessite un dispositif générateur d'impulsions de pression environ trois fois plus puissant que pour les systèmes continus. La productivité des systèmes contrôlés peut atteindre 20 000 gouttes par seconde pour une buse et le diamètre des gouttes est de 20 à 100 microns, ce qui correspond à un volume de 5 à 500 picolitres. Selon la méthode de création d'une impulsion de pression dans le volume d'encre, on distingue l'impression à jet d'encre piézoélectrique et thermique.
Pour la mise en œuvre piézoélectrique Dans cette méthode, un élément piézoélectrique est installé dans chaque buse, relié au canal d'encre par un diaphragme. Sous l'influence d'un champ électrique, l'élément piézoélectrique se déforme, ce qui entraîne la contraction et l'expansion du diaphragme, faisant passer une goutte d'encre à travers la buse. Une méthode similaire de génération de gouttes est utilisée dans les imprimantes à jet d'encre Epson.
Une propriété positive de telles technologies d'impression à jet d'encre est que l'effet piézoélectrique est bien contrôlé par le champ électrique, ce qui permet de faire varier assez précisément le volume des gouttelettes résultantes, et donc d'influencer suffisamment la taille des taches résultantes sur le papier. Cependant, l'utilisation pratique de la modulation du volume des gouttes est compliquée par le fait que non seulement le volume mais aussi la vitesse des gouttes changent, ce qui provoque des erreurs de positionnement des points lorsque la tête bouge.
D'autre part, la production de têtes d'impression pour la technologie piézoélectrique s'avère trop coûteuse par tête, donc dans les imprimantes Epson, la tête d'impression fait partie de l'imprimante et le coût peut aller jusqu'à 70 % du coût total de l'ensemble. imprimante. L'échec d'une telle tête nécessite un service sérieux.

Pour la mise en œuvre thermojet Dans cette méthode, chacune des buses est équipée d'un ou plusieurs éléments chauffants qui, lorsqu'un courant les traverse, sont chauffés à une température d'environ 600 °C en quelques microsecondes. Une bulle de gaz qui apparaît lors d'un chauffage soudain pousse une partie de l'encre à travers la sortie de la buse, formant une goutte. Lorsque le courant s'arrête, l'élément chauffant refroidit, la bulle s'effondre et une autre partie de l'encre provenant du canal d'entrée prend sa place.
Le processus de création de gouttelettes dans les têtes d'impression thermique après avoir appliqué une impulsion à une résistance est presque incontrôlable et a un seuil de dépendance du volume de la substance évaporée sur la puissance appliquée, donc ici le contrôle dynamique du volume des gouttelettes, contrairement à la technologie piézoélectrique, est très difficile.
Cependant, les têtes d'impression thermiques ont le rapport performance/coût par unité de production le plus élevé, de sorte que la tête d'impression thermique à jet d'encre fait généralement partie de la cartouche et lors du remplacement de la cartouche par une nouvelle, la tête d'impression est automatiquement remplacée. Cependant, l'utilisation de têtes d'impression thermique nécessite le développement d'encres spéciales qui peuvent s'évaporer assez facilement sans s'enflammer et ne sont pas sujettes à une destruction due à un choc thermique.

Tête d'impression Lexmark

La tête d'impression d'une cartouche noire avec une résolution normale de 600 dpi pour les premiers modèles (Lexmark CJP 1020, 1000, 1100, 2030, 3000, 2050) avait 56 buses disposées en deux rangées en zigzag. La tête d'impression pour cartouches couleur de ces modèles comportait 48 buses réparties en trois groupes de 16 buses pour chaque couleur (Cyan, Magenta, Jaune). L'imprimante Lexmark CJ 2070 utilisait une tête d'impression différente, contenant 104 buses monochromes et 96 buses couleur.
Pour la production de têtes d'impression pour imprimantes à jet d'encre Lexmark, à partir de la série 7000, on utilise des têtes d'impression fabriquées à l'aide de la technologie de flashage des buses laser (Excimer, Excimer 2). Les premiers modèles de têtes d'impression contenaient 208 buses monochromes et 192 buses couleur.
Pour le modèle Z51 et l'ancien modèle de la famille Zx2 et Zx3, sa propre tête d'impression avec 400 buses a été développée. Dans le modèle Z51, seule la moitié des buses étaient utilisées et le reste fonctionnait en mode veille chaude, lorsque, comme dans les modèles suivants, toutes les buses étaient utilisées simultanément.
Les modèles junior et milieu de gamme de la famille Zx2 utilisent des cartouches qui sont des modifications des cartouches haute résolution standard, tandis que les modèles junior et milieu de gamme de la famille Zx3 utilisent de nouveaux modèles de cartouches Bonsai.
Ne laissez pas les buses de la tête d'impression ouvertes pendant de longues périodes. Si les buses restent ouvertes, l'encre qu'elles contiennent sèche et obstrue les canaux, ce qui entraîne des défauts d'impression. La cartouche doit être laissée dans l'imprimante ou dans une boîte spéciale (« garage»). Il n'est pas non plus souhaitable de toucher les buses et les contacts avec les mains, car les sécrétions sébacées de la peau peuvent en gâcher la surface.

Spécifications de la tête d'impression

Période de formation du ménisque :
C'est le temps nécessaire pour remplir la chambre avec de l'encre. Il détermine la fréquence de fonctionnement de la tête d'impression (de 0 à 1200 Hz).

Vitesse de chute :
Une faible vitesse entraîne une localisation ponctuelle continue.
Une vitesse élevée entraîne des éclaboussures et des traces.

La masse de la goutte est déterminée par :
La taille de l'élément chauffant.
Diamètre de la buse.
Contre-pression.

Il a été remarqué que dans les imprimantes à jet d'encre conventionnelles, une goutte d'encre frappant le papier prend la forme d'un petit triangle, de sorte que les lignes semblent irrégulières lorsqu'on y regarde de plus près. Cela est dû au fait que la goutte se déforme en vol et qu'au contact du papier, elle se brouille. Ceci est particulièrement visible en mode faible lors d'une impression économique. Lexmark propose des imprimantes dotées d'une nouvelle technologie d'impression avancée dans laquelle la forme des buses et la vitesse de la tête sont équilibrées de sorte qu'une goutte d'encre produise des taches comme des traits réguliers. Il en résulte des lignes douces et une qualité d'impression presque impossible à distinguer de l'impression laser. De plus, cette forme de tache permet d'éviter les stries blanchâtres sur l'impression.

Qu'est-ce que l'encre ?

Chaque fabricant d'imprimantes à jet d'encre développe et améliore sa propre composition d'encre, la plus adaptée au matériel produit. Les principaux composants de l'encre jet d'encre de Lexmark sont :
-Eau désionisée (85-95% du volume total)
-Pigment ou colorant
- Solvant (pour pigments)
-Humectant
-Surfactant
-Biocide
-Tampon (stabilisation du pH)

Pigment ou colorant. Les encres pigmentaires (noires uniquement) sont constituées de particules solides en suspension dans un liquide. Lorsqu'une telle encre entre en contact avec le papier, le liquide s'évapore et est partiellement absorbé, et la poudre adhère à la surface sans s'y répandre. Par conséquent, les encres pigmentées sont résistantes à l’eau, ont une faible pénétration dans les fibres du papier, mais sont sensibles à la lumière.
Les encres à base de colorants sont généralement des encres colorées. Le colorant est soluble dans l'eau et est absorbé avec elle dans l'épaisseur du papier lorsqu'il sèche. Ces encres sèchent plus rapidement que les encres pigmentées et sont résistantes à la lumière, mais elles produisent en moyenne des taches de forme plus irrégulière que ces dernières.
Humidificateur. La concentration de l'humidificateur affecte la viscosité de l'encre. Ce paramètre doit être optimal pour la composition d'encre donnée et la tête d'impression avec laquelle il sera utilisé. En effet, d’une part, plus la viscosité est élevée, moins l’encre s’étale sur la surface du papier, ce qui donne une taille de point plus petite et plus l’image sera nette. En revanche, une viscosité trop élevée entraîne un temps de formation du ménisque prolongé, ce qui dégrade la vitesse d'impression. En général, la viscosité de l'encre est un paramètre clé pour déterminer les canaux géométriques de la tête d'impression.
Tension superficielle affecte la mouillabilité de l'encre sur toutes les surfaces avec lesquelles elle entre en contact, depuis les réservoirs de la cartouche jusqu'à la surface du papier. Si la tension superficielle statistique est trop faible, l'encre sèche plus rapidement sur la surface du papier, mais le volume moyen des gouttes lors de l'extraction de l'encre des buses est trop élevé. Une tension superficielle trop élevée augmente le temps de séchage et réduit donc la durabilité de l'image une fois imprimée.
Niveau d'acidité(PH) une faible acidité entraîne une faible solubilité des composants de l'encre dans l'eau et, par conséquent, une mauvaise résistance à l'eau de l'image. Le niveau d'acidité standard est compris entre 7,0 et 9,0.
À l'intérieur de la cartouche se trouvent des réservoirs d'encre, des buses de tête d'impression et des contacts électriques.
La cartouche couleur contient 3 cellules distinctes pour de l'encre de trois couleurs différentes. Une cartouche monochrome ne contient qu'une seule cellule d'encre noire.

Encre et couleurs

Transférer correctement la couleur d'une image sur papier est un processus hautement technologique qui nécessite la prise en compte d'un nombre considérable de facteurs, dont l'évaluation subjective. Tout d’abord, la reproduction des couleurs d’une image dépend de la composition chimique de l’encre et du papier, ainsi que de l’architecture de l’imprimante.
Une exigence obligatoire pour l'encre est une composition spectrale très fine, sinon les couleurs obtenues lors du mélange seront « sales ». Une fois sèche, l’encre doit rester transparente, sinon il n’y aura pas de mélange naturel des couleurs.
Un facteur important est également la résistance à la décoloration, le respect de l'environnement et la non-toxicité.
On pense que la composition optimale de l’encre est déjà connue. Presque tous les fabricants les utilisent sous forme de suspension de très petites particules de pigment minéral. Avec les encres colorées, la situation est pire, car il est très difficile de sélectionner des colorants minéraux ayant la composition spectrale souhaitée.
Actuellement, les procédures de rendu des couleurs sont basées sur ce que l'on appelle des tables de couleurs, qui sont utilisées pour convertir l'espace colorimétrique dans lequel l'image originale a été créée en un espace colorimétrique « déformé » qui prend en compte les particularités de la façon dont les couleurs sont rendues sur papier par encre. En règle générale, des tables de couleurs distinctes sont créées pour chaque type de papier et optimisées pour chaque type d'encre et tête d'impression.

Pilotes Lexmark

Les pilotes d'imprimante Lexmark sont prêts à imprimer une fois installés, avec un mode de reconnaissance automatique des objets vous permettant d'obtenir une bonne qualité d'image dès la sortie de la boîte. Le mode automatique vous permet également d'obtenir la combinaison optimale de qualité et de vitesse d'impression des documents. Les paramètres du pilote pour le papier spécial ou la sélection des tables de couleurs pour un ton plus contrasté ou naturel de l'image sont très simples dans la section « Qualité du document » des paramètres du pilote.
Les pilotes Lexmark Color Fine 2 Series vous permettent de détecter automatiquement le type de cartouche, simplifiant ainsi considérablement la procédure de configuration de tous les systèmes sur un type de cartouche différent ou de remplacement d'une ancienne par une nouvelle. Une caractéristique des pilotes de cette série est leur capacité à travailler avec des images conformes aux normes sRGB et ICM.
Norme sRVB propose qu'un espace colorimétrique indépendant du périphérique intégré au système d'exploitation Microsoft ou aux outils Internet soit utilisé pour décrire une image couleur. Utilisant la description RVB standardisée de l'espace colorimétrique UTI-R BT.709, cette norme nous permet de minimiser la transmission avec l'image d'informations supplémentaires associées au profil de couleur de l'équipement sur lequel l'image a été créée. La partie système du fichier image fournit uniquement une référence à la norme dans laquelle il a été créé, et la position de destination est activement utilisée par la description de l'espace colorimétrique fournie par le système d'exploitation.
Norme ICM vous permet de définir plus précisément la diversité des périphériques de génération et d'affichage d'images couleur en utilisant des profils matériels couleur pour chaque type de périphérique de génération et d'affichage d'images. Cependant, cette approche implique que les informations système associées au profil de l'équipement sur lequel l'image a été créée soient stockées en place avec cette image.

Impression de photos

Un problème sérieux dans l’impression à jet d’encre est la reproduction correcte des tons clairs de l’image. Le fait est que les solutions couleur conventionnelles pour l’impression à jet d’encre produisent des points de couleur saturés. Par conséquent, pour obtenir des nuances pâles, vous devez rarement appliquer des gouttes d’encre. Cela fait que les spots sont si éloignés lors de la transmission de tons très clairs que le grain de l'image devient perceptible, et pose également des problèmes de rendu des hautes lumières.
Une façon radicale de résoudre ce problème consiste à utiliser une encre supplémentaire de couleur claire. Dans ce cas, les tons sombres sont obtenus en remplissant d'encre éclaircie. Une cartouche avec une telle encre remplace généralement la deuxième cartouche (noire) et contient des encres cyan allégé, magenta allégé et noire. Un ton jaune clair n’est pas utilisé car cette couleur est perçue par l’œil humain sans grande différence comme du jaune.

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Camarades de classe

Technologie impression thermique à jet d'encre basé sur la propriété de l’encre d’augmenter son volume lorsqu’elle est chauffée. L'encre chauffée, augmentant en volume, pousse des gouttes d'encre microscopiques dans les buses de la tête d'impression de l'imprimante, qui forment une image sur le papier. De manière générale, la technologie d'impression à jet d'encre thermique est présentée ci-dessous.

Technologie jet d'encre thermique

Impression jet d'encre thermique est la technologie jet d’encre la plus populaire et est utilisée dans 75 % des imprimantes à jet d’encre.

Part des imprimantes utilisant la technologie d'impression à jet d'encre thermique

Les entreprises ont apporté la plus grande contribution au développement de la technologie d’impression à jet d’encre thermique Canon Et HP, qui, dans les années 70 du XXe siècle, a développé indépendamment deux technologies d'impression : Bubble Jet (Canon) et Jet d'encre thermique(HP).

Technologies d'impression jet d'encre thermique

La technologie d’impression à jet d’encre thermique Bubble Jet a été présentée au public en 1981 lors de la Grande Foire. En 1985, grâce à une technologie innovante, la légendaire imprimante monochrome Canon BJ-80 est sortie, et en 1985, la première imprimante couleur Canon BJC-440.

Illustration schématique de la technologie jet d'encre Bubble Jet

L'essence de la technologie impression jet d'encre Bubble Jet est comme suit. Une thermistance (chauffage) est intégrée dans chaque buse de la tête d'impression pour chauffer instantanément l'encre qui, à des températures supérieures à 500°C, s'évapore et forme une bulle qui chasse une goutte d'encre. Ensuite, la thermistance s'éteint, l'encre refroidit et la bulle disparaît, et la zone de pression réduite aspire une nouvelle portion d'encre.

Il est intéressant de noter que l’encre atteint une température de 500°C en seulement 3 microsecondes et que les gouttelettes s’échappent de la buse à une vitesse de 60 km/h. Chaque seconde, le cycle de chauffage et de refroidissement de l'encre est répété 18 000 fois dans chaque buse de tête d'impression.

La deuxième technologie d'impression à jet d'encre, Thermal Inkjet, a commencé à être développée par HP en 1984, mais la première imprimante ThinkJet basée sur cette technologie d'impression a été introduite dans la production de masse bien plus tard.

Illustration schématique de la technologie jet d'encre thermique

Technologie jet d'encre thermique Basé sur le même principe d'impression que la technologie Bubble Jet, la seule différence est que dans les imprimantes utilisant la technologie Bubble Jet, les thermistances sont situées dans les buses microscopiques de la tête d'impression, et dans les imprimantes utilisant la technologie Thermal Inkjet, elles sont situées directement derrière la buse. .

Ainsi, les technologies Bubble Jet et Thermal Inkjet ne diffèrent que par des détails.

Les principaux avantages de l’impression jet d’encre thermique par rapport à l’impression jet d’encre piézoélectrique sont l’absence de mécanismes mobiles et la stabilité de fonctionnement. Parallèlement à cela, l'impression jet d'encre thermique présente un inconvénient important : elle ne permet pas de contrôler la taille et la forme des gouttelettes d'encre. De plus, lorsque des gouttes d'encre sortent de la buse de la tête d'impression, des gouttes satellites, formées lorsque l'encre bout, éclatent avec elles. L'apparition de tels « satellites » peut être déclenchée par une vibration instable de la masse d'encre lors de son éjection de la buse. Ce sont les chutes de satellite qui provoquent la formation d’un contour indésirable (« brouillard d’encre ») autour de l’impression et le mélange des couleurs dans les fichiers graphiques.