Impression jet d’encre

L’impression à jet d’encre est un type d’ Impression informatique qui recrée une image numérique en propulsant des gouttelettes d’encre sur des substrats en papier et en plastique. ^[1] Les imprimantes à jet d’encre étaient le type d’imprimante le plus couramment utilisé en 2008, ^[2] et vont des petits modèles grand public bon marché aux machines professionnelles coûteuses. En 2019, les imprimantes laser se vendaient plus que les imprimantes à jet d’encre dans un rapport de près de 2: 1, 9,6% contre 5,1%. ^[3]

Une imprimante à jet d’encre Epson Une imprimante tout-en-un HP Deskjet 2630 moderne

Le concept de l’impression à jet d’encre est né au XXe siècle et la technologie a été largement développée pour la première fois au début des années 1950. Alors qu’il travaillait chez Canon au Japon, Ichiro Endo a suggéré l’idée d’une imprimante “Bubble jet”, tandis qu’à peu près au même moment, Jon Vaught chez HP développait une idée similaire. ^[4] À la fin des années 1970, des imprimantes à jet d’encre capables de reproduire des images numériques générées par des ordinateurs ont été développées, principalement par Epson , Hewlett-Packard (HP) et Canon . Sur le marché mondial de la consommation, quatre fabricants représentent la majorité des ventes d’imprimantes à jet d’encre : Canon, HP, Epson et Brother . ^[5]

En 1982, Robert Howard a eu l’idée de produire un petit système d’impression couleur qui utilisait des piézos pour cracher des gouttes d’encre. Il a créé la société RH (Robert Howard) Research (nommée Howtek, Inc. en février 1984) et a développé la technologie révolutionnaire qui a conduit à l’imprimante couleur Pixelmaster à encre solide ^[6] utilisant la technologie Thermojet. Cette technologie consiste en un générateur de gouttes d’ondes acoustiques à buse unique tubulaire inventé à l’origine par Steven Zoltan en 1972 avec une buse en verre et amélioré par l’ingénieur à jet d’encre Howtek en 1984 avec une buse moulée en Tefzel pour éliminer les fréquences de fluide indésirables.

Le marché émergent du dépôt de matériaux par jet d’encre utilise également des technologies à jet d’encre, généralement des têtes d’impression utilisant des cristaux piézoélectriques , pour déposer des matériaux directement sur des substrats.

La technologie a été étendue et l’« encre » peut désormais également comprendre de la pâte à souder dans l’assemblage de PCB , ou des cellules vivantes, ^[7] pour créer des Biocapteurs et pour l’ingénierie tissulaire . ^[8]

Les images produites sur des imprimantes à jet d’encre sont parfois vendues sous des noms commerciaux tels que Digigraph , Iris prints , giclée et Cromalin . ^[9] Les reproductions d’œuvres d’art imprimées au jet d’encre sont généralement vendues sous ces noms commerciaux pour impliquer un produit de meilleure qualité et éviter toute association avec l’impression de tous les jours.

Méthodes

La tension superficielle du fluide tire naturellement un flux en gouttelettes. Des tailles de goutte optimales de 0,004 pouce nécessitent une taille de buse à jet d’encre d’environ 0,003 pouce. Les fluides à tension superficielle peuvent être à base d’eau, de cire ou d’huile et même des alliages métalliques fondus. La plupart des gouttes peuvent être chargées électriquement. Il existe deux technologies principales utilisées dans les imprimantes à jet d’encre contemporaines : continue (CIJ) et goutte à la demande (DOD). Le jet d’encre continu signifie que le flux est sous pression et dans un flux continu. Goutte à la demande signifie que le fluide est expulsé de la buse à jet une goutte à la fois. Cela peut être fait avec un moyen mécanique avec une poussée ou une méthode électrique. Une charge électrique importante peut extraire des gouttes d’une buse, des ondes sonores peuvent pousser le fluide d’une buse ou une expansion du volume de la chambre peut expulser une goutte. Le streaming continu a été étudié pour la première fois il y a de nombreuses années.

Jet d’encre continu

Schéma de principe d’un procédé d’impression à jet d’encre continu

La méthode du jet d’encre continu (CIJ) est utilisée commercialement pour le marquage et le codage des produits et des emballages. En 1867, Lord Kelvin a breveté l’ enregistreur à siphon , qui enregistrait les signaux télégraphiques sous forme de trace continue sur papier à l’aide d’une buse à jet d’encre déviée par une bobine magnétique. Les premiers appareils commerciaux ( enregistreurs médicaux à bande ) ont été introduits en 1951 par Siemens . ^[10] utilisant le brevet US2566443 inventé par Elmquist Rune en date du 04/09/1951.

Dans la technologie CIJ, une pompe haute pression dirige l’encre liquide d’un réservoir à travers un corps de pistolet et une buse microscopique (généralement de 0,003 pouce de diamètre), créant un flux continu de gouttelettes d’encre via l’ Instabilité de Plateau-Rayleigh . Un cristal Piézoélectrique peut être utilisé pour créer une onde acoustique lorsqu’il vibre dans le corps du pistolet et provoque la rupture du flux de liquide en gouttelettes à intervalles réguliers : 64 000 à 165 000 gouttelettes d’encre de taille irrégulière par seconde peuvent être obtenues. ^[11]Les gouttelettes d’encre sont soumises à un champ électrostatique créé par une électrode de charge ou par un champ de flux magnétique lors de leur formation ; le champ varie en fonction du degré de déflexion de goutte souhaité. Il en résulte une déflexion contrôlée par charge électrostatique sur chaque goutte. Les gouttelettes chargées peuvent être séparées par une ou plusieurs “gouttelettes de garde” non chargées pour minimiser la répulsion électrostatique entre les gouttelettes voisines.

Les gouttelettes traversent un autre champ électrostatique ou magnétique et sont dirigées (déviées) par des plaques de déviation électrostatique ou un champ de flux pour imprimer sur le matériau récepteur (substrat), ou autorisées à continuer déviées vers une gouttière de collecte pour être réutilisées. Les gouttelettes les plus chargées sont davantage déviées. Seule une petite fraction des gouttelettes est utilisée pour imprimer, la majorité étant recyclée.

CIJ est l’une des plus anciennes (1951) technologies à jet d’encre utilisées et est assez mature. Le drop-on-demand n’a été inventé que plus tard. Les principaux avantages du CIJ sont la vitesse très élevée (≈20 m/s) des gouttelettes d’encre, qui permet une distance relativement longue entre la tête d’impression et le substrat, et la fréquence d’éjection des gouttes très élevée, permettant une impression à très grande vitesse. Un autre avantage est l’absence de colmatage des buses car le jet est toujours utilisé, permettant ainsi l’utilisation de solvants volatils tels que les Cétones et les alcools, donnant à l’encre la capacité de “mordre” dans le substrat et de sécher rapidement. ^[11]Le système d’encre nécessite une régulation active du solvant pour contrer l’évaporation du solvant pendant le temps de vol (temps entre l’éjection de la buse et le recyclage de la gouttière), et du processus de ventilation par lequel l’air aspiré dans la gouttière avec les gouttes inutilisées est évacué du réservoir. La viscosité est surveillée et un solvant (ou un mélange de solvants) est ajouté pour contrecarrer la perte de solvant.

À la fin des années 1950, les encres à la cire chauffée sont devenues populaires avec les technologies CIJ. En 1971, le brevet US3596285A de Johannes F. Gottwald, Liquid Metal Recorder utilisait de l’encre de métal fondu avec un champ de flux magnétique pour fabriquer des symboles formés pour la signalisation. Il s’agit peut-être du premier objet métallique 3D imprimé à l’aide d’une mémoire à noyau magnétique comme données pour produire chaque symbole.

Goutte à la demande

Schéma de génération de gouttes piézoélectriques (à gauche) et thermiques (à droite). Une tête d’impression contiendra plusieurs de ces buses et sera déplacée sur la page au fur et à mesure que le papier avance dans l’imprimante. Un jet d’encre Canon avec des cartouches CMJN Buse d’impression Piézoélectrique d’une imprimante EPSON C20 Buse à jet d’encre de style Howtek (piézo tubulaire non illustré)

Il existe de nombreuses façons de produire un jet d’encre à la demande (DOD). Les méthodes courantes incluent le DOD thermique et le DOD Piézoélectrique pour accélérer la fréquence des chutes. Le DOD peut utiliser une seule buse ou des milliers de buses. Un processus DOD utilise un logiciel qui dirige les têtes pour appliquer entre zéro et huit gouttelettes d’encre par point, uniquement là où c’est nécessaire. ^{[ citation nécessaire ]} Les matériaux fluides pour jet d’encre se sont étendus pour inclure les pâtes, les époxydes, les encres thermofusibles, les fluides biologiques, etc. Le DOD est très populaire et a une histoire intéressante. Le DOD mécanique est venu en premier, suivi des méthodes électriques, y compris les dispositifs piézoélectriques, puis des méthodes de dilatation thermique ou thermique.

Impression DOD thermique La plupart des imprimantes à jet d’encre grand public, y compris celles de Canon (système de cartouche FINE, voir photo), Hewlett-Packard et Lexmark , utilisent le procédé à jet d’encre thermique. ^[12] L’idée d’utiliser l’excitation thermique pour déplacer de minuscules gouttes d’encre a été développée indépendamment par deux groupes à peu près au même moment : John Vaught et une équipe de la division Corvallis de Hewlett-Packard, et l’ingénieur Canon Ichiro Endo. Initialement, en 1977, l’équipe d’Endo essayait d’utiliser le piézoélectriqueeffet de déplacer l’encre hors de la buse, mais a remarqué que l’encre sortait d’une seringue lorsqu’elle était accidentellement chauffée avec un fer à souder. Le travail de Vaught a commencé à la fin de 1978 avec un projet de développement d’une impression rapide et peu coûteuse. L’équipe de HP a découvert que les résistances à couches minces pouvaient produire suffisamment de chaleur pour tirer une goutte d’encre. Deux ans plus tard, les équipes HP et Canon ont découvert le travail de l’autre. ^{[13] [14]} Jet d’encre thermique Dans le procédé à jet d’encre thermique, les cartouches d’impression se composent d’une série de minuscules chambres, chacune contenant un élément chauffant, qui sont toutes construites par photolithographie . Pour éjecter une gouttelette de chaque chambre, une impulsion de courant est passée à travers l’élément chauffant provoquant une vaporisation rapide de l’encre dans la chambre et formant une bulle, ^[15] qui provoque une forte augmentation de pression, propulsant une gouttelette d’encre sur le papier (d’où le nom commercial de Canon, Bubble Jet ). Les premières têtes thermiques fonctionnaient à seulement 600-700 dpi ^[12]mais les améliorations apportées par HP ont augmenté la plage de tir de 8 à 12 khz par chambre et jusqu’à 18 khz avec un volume de chute de 5 picolitres d’ici l’an 2000. Les têtes d’impression thermiques n’ont pas la puissance du piezo DOD ou du jet d’encre continu, donc l’écart entre le le visage de la tête et du papier est critique. La tension superficielle de l’encre , ainsi que la condensation et la contraction résultante de la bulle de vapeur, attirent une charge supplémentaire d’encre dans la chambre à travers un canal étroit attaché à un réservoir d’encre. Les encres impliquées sont généralement à base d’eau et utilisent soit des Pigments , soit des colorantscomme colorant. Les encres doivent avoir un composant volatil pour former la bulle de vapeur ; sinon l’éjection de gouttelettes ne peut pas se produire. Comme aucun matériau spécial n’est requis, la tête d’impression est généralement moins chère à produire que dans d’autres technologies à jet d’encre. Impression DOD Piézoélectrique Les piézos sont des dispositifs en céramique polarisés électriquement, tout comme un aimant est polarisé. La plupart des imprimantes à jet d’encre commerciales et industrielles et certaines imprimantes grand public (celles produites par Epson (voir photo) et Brother Industries ) utilisent un matériau piézoélectriquedans une chambre remplie d’encre derrière chaque buse au lieu d’un élément chauffant. Lorsqu’une tension est appliquée, le matériau Piézoélectrique change de forme, générant une impulsion de pression dans le fluide, qui pousse une goutte d’encre hors de la buse. Les jets d’encre tubulaires à buse unique sont en fait des chambres de résonance fluides et les gouttes sont expulsées par des ondes sonores dans la chambre d’encre. Le brevet de 1972 les appelait des jets d’encre à tube compressible, mais plus tard, il a été découvert qu’il s’agissait de jets d’encre acoustiques. Le jet d’encre Piézoélectrique (également appelé piézo) permet une plus grande variété d’encres que le jet d’encre thermique car il n’y a pas besoin d’un composant volatil, et aucun problème de kogation (accumulation de résidus d’encre), mais les têtes d’impression sont plus chères à fabriquer en raison de la utilisation de matériau Piézoélectrique (généralement PZT, Titanate de plomb et de zirconium). Cependant, les cartouches d’encre peuvent être séparées de la tête elle-même et remplacées individuellement si nécessaire. Piezo, a alors le potentiel de réduire les coûts de fonctionnement. On dit que les têtes piézo-électriques atteignent des cadences de tir plus rapides que les têtes thermiques à des volumes de gouttes comparables. ^[12] Jet d’encre piézo La technologie jet d’encre piézo est souvent utilisée sur les lignes de production pour marquer les produits. Par exemple, la date “d’utilisation avant” est souvent appliquée aux produits avec cette technique ; dans cette application la tête est fixe et le produit défile. Cette application nécessite un espace relativement grand entre la tête d’impression et le substrat, mais offre également une vitesse élevée, une longue durée de vie et un faible coût d’exploitation . Thermoplastique / Impression 3D Dans les années 1970, les premières encres DOD étaient à base d’eau et une utilisation à haute température n’était pas recommandée. À la fin des années 1970, des encres à base de cire et d’huile ont été utilisées dans les Silonics en 1975, Siemens PT-80i en 1977 et Epson et Exxon dans les jets d’encre DOD des années 1980. ^[12] En 1984, une petite entreprise, Howtek, Inc., ^[6] a découvert que les matériaux à encre solide ^[12] (thermoplastiques) pouvaient être projetés à 125 ° C en maintenant la charge de polarisation piézo pendant l’impression. En 1986, Howtek a lancé l’imprimante à jet d’encre solide Pixelmaster, qui a ouvert la porte à l’impression d’encres plastiques tridimensionnelles et a conduit à un brevet 3D de 1992, US5136515A. Ce brevet a été licencié par les 3 premières imprimantes 3D majeuressociétés (Sanders Prototype, Inc, Stratasys et 3D Systems). Braillemaster À la fin des années 1980, Howtek a présenté le Braillemaster, une imprimante qui utilisait quatre couches d’encre solide par caractère pour créer des documents en braille pouvant être lus par des personnes aveugles. HowtekComment Solidscape, Inc. utilise actuellement les matériaux thermoplastiques de style Howtek et les jets d’encre à buse unique de style Howtek (voir illustration) avec beaucoup de succès. La fabrication de particules balistiques a également utilisé les matériaux de style Howtek et les jets d’encre. ^[16] Ces jets d’encre peuvent produire jusqu’à 16 000 gouttes par seconde et tirer des gouttes à 9 pieds par seconde. Conçus à l’origine pour n’imprimer que sur des feuilles de papier standard de format lettre, ils peuvent désormais imprimer des modèles 3D nécessitant des centaines de couches. Thermojet Les encres thermoplastiques des jets d’encre piézoélectriques (appelées technologie Thermojet par Howtek) sont parfois confondues avec la technologie à jet de bulle thermique (expansion thermique) mais elles sont complètement différentes. Les encres Bubble Jet ne sont pas solides à température ambiante et ne sont pas chauffées. Les encres Thermojet nécessitent 125 °C pour réduire la viscosité du fluide dans la plage de projection. Howtek a été le premier à introduire une imprimante couleur à jet d’encre utilisant des encres thermoplastiques ^[12] en 1984 chez Comdex, Las Vegas.

Formules d’encre

La première référence à une encre à jet d’encre continue (CIJ) dans le brevet US3596285A de 1971 indique “L’encre préférée est caractérisée par des caractéristiques de viscosité et de tension superficielle telles que le liquide sera maintenu sur toute la durée sous la force avec laquelle il se déplace en pont ou en courant. Une telle exigence implique implicitement que la pression appliquée à l’encre lors de la formation dudit flux est suffisante pour former un jet et pour communiquer suffisamment d’énergie pour entraîner le jet sous forme de masse liquide continue nonobstant les forces défectueuses qui sont ou peuvent être appliquées. , la couleur de l’encre et la couleur du support doivent être telles qu’il s’y forme un bon contraste optique entre les impressions suivantes. L’encre préférée est une « encre thermofusible”. C’est-à-dire qu’il prendra une phase solide à la température du support et une phase liquide à une température plus élevée. La gamme de compositions d’encre disponibles dans le commerce qui pourraient répondre à l’exigence de l’invention n’est pas connue à l’heure actuelle. Cependant , une impression satisfaisante selon l’invention a été obtenue avec comme encre un alliage métallique conducteur extrêmement dur à température ambiante et adhérant bien à la surface du support.

Le problème de base avec les encres pour jet d’encre est les exigences contradictoires pour un agent colorant qui restera sur la surface par rapport à une fuite rapide à travers le fluide porteur. ^[11]

Les imprimantes à jet d’encre de bureau, telles qu’elles sont utilisées dans les bureaux et les maisons, ont tendance à utiliser de l’ encre aqueuse ^[11] à base d’un mélange d’eau, de Glycol et de colorants ou de Pigments . Ces encres sont peu coûteuses à fabriquer mais difficiles à contrôler sur la surface des supports, nécessitant souvent des supports spécialement couchés. Les encres HP contiennent un colorant noir polyazoïque sulfoné (couramment utilisé pour teindre le cuir ), des nitrates et d’autres composés. ^[11] Les encres aqueuses sont principalement utilisées dans les imprimantes à têtes à jet d’encre thermiques, car ces têtes nécessitent de l’eau pour exécuter la fonction d’expulsion de l’encre.

Alors que les encres aqueuses offrent souvent la Gamme de couleurs la plus large et les couleurs les plus vives, la plupart ne sont pas étanches sans revêtement ou stratification spécialisé après l’impression. La plupart des encres à base de colorants , bien qu’elles soient généralement les moins chères, sont sujettes à une décoloration rapide lorsqu’elles sont exposées à la lumière ou à l’ozone. Les encres aqueuses à base de Pigments sont généralement plus coûteuses mais offrent une bien meilleure durabilité à long terme et une meilleure résistance aux ultraviolets . Les encres commercialisées en tant que ” qualité archivistique ” sont généralement à base de Pigments.

Certaines imprimantes grand format professionnelles utilisent des encres aqueuses, mais la majorité des professionnels utilisent aujourd’hui une gamme d’encres beaucoup plus large, dont la plupart nécessitent des têtes à jet d’encre piézo et une maintenance intensive.

Encres à solvant L’ingrédient principal de ces encres sont des composés organiques volatils (COV) , des composés chimiques organiques qui ont des pressions de vapeur élevées . La couleur est obtenue avec des Pigments plutôt qu’avec des colorants pour une excellente résistance à la décoloration. Le principal avantage des encres à base de solvant est qu’elles sont relativement peu coûteuses et permettent l’impression sur des substrats de vinyle flexibles et non couchés , qui sont utilisés pour produire des graphiques de véhicules, des panneaux d’affichage, des bannières et des décalcomanies adhésives. Les inconvénients comprennent la vapeur produite par le solvant et la nécessité de se débarrasser du solvant utilisé. Contrairement à la plupart des encres aqueuses, les impressions réalisées avec des encres à base de solvant sont généralement imperméables et résistantes aux ultraviolets ( pour une utilisation en extérieur ) sans sur-revêtement spécial. ^[11] La vitesse d’impression élevée de nombreuses imprimantes à solvant exige un équipement de séchage spécial, généralement une combinaison de radiateurs et de ventilateurs. Le substrat est généralement chauffé immédiatement avant et après l’application de l’encre par les têtes d’impression. Les encres à solvant sont divisées en deux sous-catégories : l’encre à solvant dur offre la plus grande durabilité sans sur-revêtement spécialisé mais nécessite une ventilation spécialisée de la zone d’impression pour éviter l’exposition à des vapeurs dangereuses, tandis que le solvant doux ou « éco »les encres, bien qu’elles ne soient toujours pas aussi sûres que les encres aqueuses, sont destinées à être utilisées dans des espaces clos sans ventilation spécialisée de la zone d’impression. Les encres à solvant doux ont rapidement gagné en popularité ces dernières années, car leur qualité de couleur et leur durabilité ont augmenté tandis que le coût de l’encre a considérablement baissé. Encres à séchage UV Ces encres sont principalement constituées de monomères acryliques avec un ensemble initiateur. Après l’impression, l’encre est séchéepar exposition à une forte lumière UV. L’encre est exposée au rayonnement UV où une réaction chimique a lieu où les photo-initiateurs provoquent la réticulation des composants de l’encre en un solide. Généralement, une lampe à vapeur de mercure à obturateur ou une LED UV est utilisée pour le processus de durcissement. Les processus de durcissement à haute puissance pendant de courtes périodes (microsecondes) permettent de durcir les encres sur des substrats thermosensibles. Les encres UV ne s’évaporent pas, mais durcissent ou durcissent plutôt à la suite de cette réaction chimique. Aucun matériau n’est évaporé ou retiré, ce qui signifie qu’environ 100 % du volume délivré est utilisé pour fournir une coloration. Cette réaction se produit très rapidement, ce qui conduit à un séchage instantané qui se traduit par un graphique complètement durci en quelques secondes. Cela permet également un processus d’impression très rapide. ^{[17] [18]} L’avantage des encres à séchage UV est qu’elles “sèchent” dès qu’elles sont séchées, elles peuvent être appliquées sur une large gamme de substrats non couchés et elles produisent une image très robuste. Les inconvénients sont qu’ils sont chers, nécessitent des modules de séchage coûteux dans l’imprimante, et l’encre séchée a un volume important et donne ainsi un léger relief sur la surface. Bien que des améliorations soient apportées à la technologie, les encres à séchage UV, en raison de leur volume, sont quelque peu susceptibles de se fissurer si elles sont appliquées sur un substrat flexible. En tant que tels, ils sont souvent utilisés dans les grandes imprimantes “à plat”, qui impriment directement sur des substrats rigides tels que le plastique, le bois ou l’aluminium où la flexibilité n’est pas un problème. Encres à Sublimation Ces encres contiennent des colorants de Sublimation spéciaux et sont utilisées pour imprimer directement ou indirectement sur des tissus constitués d’un pourcentage élevé de fibres de polyester . Une étape de chauffage amène les colorants à se sublimer dans les fibres et à créer une image avec une couleur forte et une bonne durabilité. Encre solide Ces encres sont principalement constituées de composés cireux qui sont chauffés au-delà de leur point de fusion pour permettre l’impression, et qui durcissent lorsqu’ils frappent le substrat refroidi. Les encres thermofusibles ^[11] sont généralement utilisées pour les processus de masquage et se retrouvent dans l’impression graphique. ^{[6] [19]} La première encre thermofusible a été brevetée en 1971 par Johannes F Gottwald, US3596285A, Liquid Metal Recorder était destiné à l’impression. Le brevet déclare “Tel qu’utilisé ici, le terme” impression “n’est pas destiné à un sens limité mais inclut l’écriture ou tout autre symbole ou formulation de motif avec une encre. Le terme encre tel qu’utilisé est destiné à inclure non seulement des matériaux contenant des colorants ou des Pigments, mais toute substance ou composition fluide adaptée à une application sur une surface pour former des symboles, des caractères ou des motifs d’intelligence par marquage. Les matériaux utilisés dans un tel procédé peuvent être récupérés pour être réutilisés. Un autre objet de l’invention est d’augmenter la taille des caractères… ..en termes d’exigences matérielles pour des écrans aussi grands et continus”.

Têtes d’impression

Têtes jet d’encre : tête jetable (gauche) et tête fixe (droite) avec cartouche d’encre (milieu)

Il existe deux principales philosophies de conception dans la conception des têtes à jet d’encre : la tête fixe et la tête jetable . Chacun a ses propres forces et faiblesses.

Tête fixe

La philosophie à tête fixe fournit une tête d’impression intégrée (souvent appelée soufflet ) conçue pour durer toute la durée de vie de l’imprimante. L’idée est que, comme la tête n’a pas besoin d’être remplacée à chaque fois que l’encre s’épuise, les coûts des consommables peuvent être réduits et la tête elle-même peut être plus précise qu’une tête jetable bon marché, ne nécessitant généralement aucun étalonnage. D’autre part, si une tête fixe est endommagée, l’obtention d’une tête de remplacement peut devenir coûteuse, si le retrait et le remplacement de la tête sont même possibles. Si la tête de l’imprimante ne peut pas être retirée, l’imprimante elle-même devra alors être remplacée.

Les conceptions à tête fixe sont disponibles dans les produits de consommation, mais sont plus susceptibles d’être trouvées sur les imprimantes industrielles haut de gamme et les traceurs grand format. Dans l’espace grand public, les imprimantes à tête fixe sont fabriquées principalement par Epson et Canon ; cependant, de nombreux modèles Hewlett-Packard plus récents utilisent une tête fixe, comme l’Officejet Pro 8620 et la série Pagewide de HP ^[20]

Tête jetable

Cartouches à jet d’encre

La philosophie de la tête jetable utilise une tête d’impression fournie dans le cadre d’une cartouche d’encre remplaçable . Chaque fois qu’une cartouche est épuisée, la cartouche entière et la tête d’impression sont remplacées par une nouvelle. Cela augmente le coût des consommables et rend plus difficile la fabrication d’une tête de haute précision à un coût raisonnable, mais signifie également qu’une tête d’impression endommagée ou bouchée n’est qu’un problème mineur : l’utilisateur peut simplement acheter une nouvelle cartouche. Hewlett-Packarda traditionnellement privilégié la tête d’impression jetable, tout comme Canon dans ses premiers modèles. Ce type de construction peut également être considéré comme un effort des fabricants d’imprimantes pour endiguer les remplacements d’ensembles de cartouches d’encre tiers, car ces fournisseurs potentiels n’ont pas la capacité de fabriquer des têtes d’impression spécialisées.

Une méthode intermédiaire existe : un réservoir d’encre jetable connecté à une tête jetable, qui est rarement remplacée (peut-être tous les dix réservoirs d’encre environ). La plupart des imprimantes à jet d’encre Hewlett-Packard à haut volume utilisent cette configuration, les têtes d’impression jetables étant utilisées sur les modèles à faible volume. Une approche similaire est utilisée par Kodak , où la tête d’impression destinée à un usage permanent est néanmoins peu coûteuse et peut être remplacée par l’utilisateur. Canon utilise désormais (dans la plupart des modèles) des têtes d’impression remplaçables qui sont conçues pour durer toute la durée de vie de l’imprimante, mais peuvent être remplacées par l’utilisateur si elles se bouchent.

Les têtes d’impression 3D de fabrication additive ont des “temps d’impression” de fonctionnement très longs et des défaillances se produiront en raison d’obstructions internes, de dommages aux orifices dus à des obstacles sur la table d’impression, d’échecs d’étalonnage dus à des défaillances de durée de vie de liaison Piézoélectrique surchargées et d’autres causes inattendues. Les têtes d’impression de rechange figurent sur les listes de pièces de rechange pour la plupart des imprimantes 3D à longue durée de vie.

Mécanismes de nettoyage

Vidéo : couvrir les buses de la tête d’impression avec un capuchon en caoutchouc

La principale cause des problèmes d’impression à jet d’encre est le séchage de l’encre sur les buses de la tête d’impression, provoquant le dessèchement des Pigments et des colorants et la formation d’un bloc solide de masse durcie qui bouche les passages d’encre microscopiques. La plupart des imprimantes tentent d’empêcher ce séchage en recouvrant les buses de la tête d’impression avec un capuchon en caoutchouc lorsque l’imprimante n’est pas utilisée. Des coupures de courant soudaines ou le débranchement de l’imprimante avant qu’elle n’ait bouché la tête d’impression peuvent laisser la tête d’impression dans un état non bouché. Même lorsque la tête est coiffée, cette étanchéité n’est pas parfaite et, sur une période de plusieurs semaines, l’humidité (ou un autre solvant) peut encore s’infiltrer, provoquant le séchage et le durcissement de l’encre. Une fois que l’encre commence à s’accumuler et à durcir, le volume des gouttes peut être affecté, la trajectoire des gouttes peut changer ou la buse peut complètement ne pas projeter d’encre.

Pour lutter contre ce dessèchement, presque toutes les imprimantes à jet d’encre incluent un mécanisme permettant de réappliquer de l’humidité sur la tête d’impression. En règle générale, il n’y a pas d’approvisionnement séparé en solvant pur sans encre disponible pour effectuer ce travail, et donc à la place l’encre elle-même est utilisée pour réhumidifier la tête d’impression. L’imprimante tente d’allumer toutes les buses en même temps et, au fur et à mesure que l’encre est pulvérisée, une partie de celle-ci s’infiltre à travers la tête d’impression vers les canaux secs et ramollit partiellement l’encre durcie. Après la pulvérisation, une lame d’essuie-glace en caoutchouc est balayée sur la tête d’impression pour répartir l’humidité uniformément sur la tête d’impression, et les jets sont à nouveau tous tirés pour déloger les amas d’encre bloquant les canaux.

Certaines imprimantes utilisent une pompe d’aspiration d’air supplémentaire, utilisant la station de bouchage en caoutchouc pour aspirer l’encre à travers une cartouche très obstruée. Le mécanisme de la pompe d’aspiration est fréquemment entraîné par le moteur pas à pas d’avance de page : il est relié à l’extrémité de l’arbre. La pompe ne s’enclenche que lorsque l’arbre tourne vers l’arrière, d’où l’inversion des rouleaux lors du nettoyage de la tête. En raison de la conception de la tête intégrée, la pompe d’aspiration est également nécessaire pour amorcer les canaux d’encre à l’intérieur d’une nouvelle imprimante et pour réamorcer les canaux entre les changements de réservoir d’encre.

Les imprimantes à jet d’encre grand format professionnelles à encre à séchage UV et à solvant incluent généralement un mode de “nettoyage manuel” qui permet à l’opérateur de nettoyer manuellement les têtes d’impression et le mécanisme de bouchage et de remplacer les lames d’essuie-glace et les autres pièces utilisées dans les processus de nettoyage automatisés. Le volume d’encre utilisé dans ces imprimantes conduit souvent à une “surpulvérisation” et donc à une accumulation d’encre séchée dans de nombreux endroits que les processus automatisés ne sont pas capables de nettoyer.

Boîte de maintenance Epson pleine d’encre usagée

L’encre consommée lors du processus de nettoyage doit être récupérée pour éviter toute fuite d’encre dans l’imprimante. La zone de collecte s’appelle le crachoir , et dans les imprimantes Hewlett Packard, il s’agit d’un plateau en plastique ouvert sous la station de nettoyage/essuyage. Dans les imprimantes Epson, il y a généralement un grand tampon d’absorption dans un bac sous le plateau d’alimentation du papier. Pour les imprimantes vieilles de plusieurs années, il est courant que l’encre séchée dans le crachoir forme une pile qui peut s’empiler et toucher les têtes d’impression, bloquant l’imprimante. Certaines imprimantes professionnelles plus grandes utilisant des encres à solvant peuvent utiliser un réceptacle en plastique remplaçable pour contenir les déchets d’encre et de solvant qui doivent être vidés ou remplacés lorsqu’ils sont pleins.

Tubes de ventilation labyrinthe sur le dessus d’un réservoir d’encre Epson Stylus Photo 5 couleurs. Les longs canaux d’air sont moulés dans le haut du réservoir et l’étiquette bleue scelle les canaux dans de longs tubes. L’étiquette jaune est retirée avant l’installation et ouvre les extrémités du tube à l’atmosphère afin que l’encre puisse être pulvérisée sur le papier. Retirer l’étiquette bleue détruirait les tubes et provoquerait une évaporation rapide de l’humidité

Il existe un deuxième type de séchage de l’encre que la plupart des imprimantes sont incapables d’empêcher. Pour que l’encre pulvérise de la cartouche, de l’air doit entrer pour déplacer l’encre retirée. L’air entre par un tube labyrinthe extrêmement long et fin, jusqu’à 10 cm de long, s’enroulant d’avant en arrière à travers le réservoir d’encre. Le canal est long et étroit pour réduire l’évaporation de l’humidité à travers le tube d’évent, mais une certaine évaporation se produit toujours et finalement la cartouche d’encre sèche de l’intérieur vers l’extérieur. Pour lutter contre ce problème, qui est particulièrement aigu avec les encres à solvant professionnelles à séchage rapide, de nombreuses conceptions de cartouches d’ imprimante grand format contiennent l’encre dans un sac hermétique et pliable qui ne nécessite aucun évent. Le sac se rétrécit simplement jusqu’à ce que la cartouche soit vide.

Le nettoyage fréquent effectué par certaines imprimantes peut consommer beaucoup d’encre et a un impact important sur les déterminations du coût par page.

Les buses obstruées peuvent être détectées en imprimant un motif de test standard sur la page. Certaines méthodes logicielles de contournement sont connues pour rediriger les informations d’impression d’une buse obstruée vers une buse en état de marche. ^{[ citation nécessaire ]}

Développements de livraison d’encre

Les cartouches d’encre ont été la méthode traditionnelle pour fournir de l’encre à la tête d’impression. Les imprimantes à jet d’ encre à système d’encre continu (CISS) connectent la tête d’impression à des réservoirs ou à des packs d’encre haute capacité, ou réapprovisionnent les cartouches intégrées via des réservoirs externes connectés via des tubes, généralement une configuration de mise à niveau . Les Imprimantes Supertank – un sous-ensemble d’imprimantes CISS – ont des réservoirs d’encre ou des packs d’encre intégrés de grande capacité et sont rechargées manuellement via des bouteilles d’encre. Lorsque les systèmes d’encre supertank sont associés à la technologie des têtes d’impression jetables, des cartouches remplaçables sont utilisées pour remplacer les têtes d’impression épuisées.

Avantages

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Par rapport aux anciennes imprimantes couleur grand public, les imprimantes à jet d’encre présentent un certain nombre d’avantages. Leur fonctionnement est plus silencieux que les imprimantes matricielles à impact ou à marguerite . Ils peuvent imprimer des détails plus fins et plus lisses grâce à une résolution plus élevée. Les imprimantes à jet d’encre grand public avec impression de qualité photographique sont largement disponibles.

Par rapport à des technologies telles que la cire thermique , la Sublimation thermique et l’impression laser , les jets d’encre ont l’avantage de ne pratiquement pas de temps de préchauffage et d’un coût par page souvent inférieur. Cependant, les imprimantes laser à faible coût peuvent avoir des coûts par page inférieurs, au moins pour l’impression en noir et blanc, et éventuellement pour la couleur.

Pour certaines imprimantes à jet d’encre, des jeux d’encres monochromes sont disponibles auprès du fabricant de l’imprimante ou de fournisseurs tiers. Ceux-ci permettent à l’imprimante à jet d’encre de concurrencer les papiers photographiques à base d’argent traditionnellement utilisés en photographie noir et blanc, et d’offrir la même gamme de tons : neutre, “chaud” ou “froid”. Lorsque vous passez d’un jeu d’encres couleur à un jeu d’encres monochromes, il est nécessaire de rincer l’ancienne encre de la tête d’impression à l’aide d’une cartouche de nettoyage . Un logiciel spécial ou au moins un pilote de périphérique modifié est généralement requis pour gérer les différents mappages de couleurs .

Certains types d’imprimantes à jet d’encre industrielles sont désormais capables d’imprimer à des vitesses très élevées, dans des formats larges ou pour une variété d’applications industrielles allant de la signalisation, des textiles, des supports optiques, ^[21] de la céramique et de l’impression 3D aux applications biomédicales et conductrices. circuits. Les entreprises leaders et les innovateurs dans le domaine du matériel incluent HP, Epson, Canon, Konica Minolta, FujiFilm, EFi, Durst, Brother, Roland, Mimaki, Mutoh et bien d’autres dans le monde.

Désavantages

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De nombreuses cartouches d’encre « intelligentes » contiennent une micropuce qui communique le niveau d’encre estimé à l’imprimante ; cela peut entraîner l’affichage d’un message d’erreur par l’imprimante ou informer incorrectement l’utilisateur que la cartouche d’encre est vide. Dans certains cas, ces messages peuvent être ignorés, mais certaines imprimantes à jet d’encre refuseront d’imprimer avec une cartouche qui se déclare vide, pour empêcher les consommateurs de recharger les cartouches. Par exemple, Epson intègre une puce qui empêche l’impression lorsque la puce prétend que la cartouche est vide, bien qu’un chercheur qui a dépassé le système ait découvert que dans un cas, il pouvait imprimer jusqu’à 38 % de pages de bonne qualité en plus, même si la puce indiquait que la cartouche était vide. ^[22]Les fournisseurs d’encre tiers vendent des cartouches d’encre à des rabais importants (au moins 10 à 30 % sur les prix des cartouches OEM, parfois jusqu’à 95 %, généralement en moyenne autour de 50 %) ^{[ citation nécessaire ] , ainsi que} des kits d’auto-recharge d’ encre et de cartouche en vrac à des prix encore plus bas. Les cartouches d’encre “intelligentes” de nombreux fournisseurs ont fait l’objet d’une Ingénierie inverse . Il est désormais possible d’acheter des dispositifs peu coûteux pour réinitialiser de manière fiable ces cartouches afin qu’elles se déclarent pleines, de sorte qu’elles puissent être rechargées plusieurs fois.

Les buses à jet d’encre très étroites ont tendance à se boucher. L’encre consommée pour les nettoyer – soit lors du nettoyage demandé par l’utilisateur, soit dans de nombreux cas, effectué automatiquement par l’imprimante selon un programme de routine – peut représenter une proportion importante de l’encre utilisée dans la machine. Les buses des têtes d’impression à jet d’encre peuvent être nettoyées à l’aide de solvants spécialisés ; ou par trempage dans de l’eau distillée tiède pendant de courtes périodes, pour les encres solubles dans l’eau.

Le coût élevé des cartouches d’encre OEM et les obstacles intentionnels à leur remplissage ont été résolus par la croissance des fournisseurs d’encre tiers. De nombreux fabricants d’imprimantes découragent les clients d’utiliser des encres tierces, déclarant qu’elles peuvent endommager les têtes d’impression car elles ne sont pas de la même formulation que les encres OEM, provoquer des fuites et produire une sortie de qualité inférieure (par exemple, une Gamme de couleurs incorrecte). Consumer Reports a noté que certaines cartouches tierces peuvent contenir moins d’encre que les cartouches OEM, et donc ne générer aucune économie de coûts, ^[23] tandis que Wilhelm Imaging Research affirme qu’avec des encres tierces, la durée de vie des impressions peut être considérablement réduite. ^[24] Cependant, un examen d’avril 2007 a montré que, dans une étude en double aveugletest, les examinateurs ont généralement préféré la sortie produite à l’aide d’encre tierce à l’encre OEM. ^{[ citation nécessaire ]} En général, les encres OEM ont subi d’importants tests de fiabilité du système avec les matériaux de la cartouche et de la tête d’impression, alors que les efforts de R&D sur la compatibilité des matériaux d’encre tiers sont susceptibles d’être nettement moindres. Certains fabricants de jet d’encre ont essayé d’empêcher le remplissage des cartouches en utilisant divers schémas, notamment l’installation de puces sur les cartouches qui enregistrent la quantité d’impression de la cartouche et empêchent le fonctionnement d’une cartouche rechargée.

La garantie d’une imprimante peut ne pas s’appliquer si l’imprimante est endommagée par l’utilisation de fournitures non approuvées. Aux États-Unis, la Magnuson–Moss Warranty Actest une loi fédérale qui stipule que les garants ne peuvent pas exiger que seules des pièces et des fournitures de marque soient utilisées avec leurs produits, comme l’impliquent certains fabricants d’imprimantes. Cependant, cela ne s’appliquerait pas si des articles non approuvés causent des dommages. Au Royaume-Uni, un fabricant d’imprimantes ne peut légalement imposer de telles conditions dans le cadre de sa garantie (Regina Vs Ford Motor Company fait référence) bien que beaucoup tentent de le faire illégalement. Tant que le produit utilisé a été vendu comme étant destiné à l’imprimante dans laquelle il a été utilisé, la loi sur la vente de marchandises s’applique, et tout ce qui est ainsi vendu doit être “de qualité marchande et adapté à l’usage”. De plus, en vertu de la loi britannique, c’est le détaillant et non le fabricant qui est légalement responsable, pendant 2 ans sur les articles électriques spécifiquement, et en tant que tel, le détaillant est l’endroit où l’on demanderait réparation. ^[25]

Durabilité

Les documents à jet d’encre peuvent avoir une durabilité d’Archivage faible à excellente , selon la qualité des encres et du papier utilisés. Si du papier de mauvaise qualité est utilisé, il peut jaunir et se dégrader en raison de l’ acide résiduel dans la pâte non traitée ; dans le pire des cas, les vieilles impressions peuvent littéralement s’effriter en petites particules lorsqu’elles sont manipulées. Les impressions jet d’encre de haute qualité sur du papier sans acide peuvent durer aussi longtemps que des documents dactylographiés ou manuscrits sur le même papier.

Étant donné que l’encre utilisée dans de nombreux jets d’encre grand public à faible coût est soluble dans l’eau, des précautions doivent être prises avec les documents imprimés par jet d’encre pour éviter même la plus petite goutte d’humidité, ce qui peut provoquer un “flou” ou un “coulage” important. Dans les cas extrêmes, même le bout des doigts moites par temps chaud et humide peut faire maculer les encres de mauvaise qualité. De même, les surligneurs à base d’eau peuvent brouiller les documents imprimés à jet d’encre et décolorer la pointe du surligneur. La durée de vie des impressions à jet d’encre produites à l’aide d’encres aqueuses est généralement plus courte (bien que des encres résistantes aux UV soient disponibles) que celles produites avec des jets d’encre à base de solvant ; cependant, ce que l’on appelle des “encres d’archives” ont été produites pour être utilisées dans des machines à base aqueuse qui offrent une durée de vie prolongée.

En plus du maculage, la décoloration progressive de nombreuses encres peut être un problème au fil du temps. La durée de vie de l’impression dépend fortement de la qualité et de la formulation de l’encre. Les premières imprimantes à jet d’encre, destinées aux applications domestiques et aux petites entreprises, utilisaient des encres à base de colorants. Même les meilleures encres à base de colorants ne sont pas aussi durables que les encres à base de Pigments, qui sont désormais disponibles pour de nombreuses imprimantes à jet d’encre. De nombreuses imprimantes à jet d’encre utilisent désormais des encres à base de Pigments qui sont très résistantes à l’eau : au moins l’encre noire est souvent à base de Pigments. Le papier photo protégé par résine ou silicone est largement disponible à faible coût, introduisant une résistance totale à l’eau et au frottement mécanique pour les encres à base de colorants et de Pigments. Le papier photo lui-même doit être conçu pour les Pigments ou pour les encres à colorant, car les particules de pigment sont trop grosses pour pouvoir pénétrer à travers la couche de protection du papier photo à colorant uniquement.

Les impressions jet d’encre de la plus haute qualité sont souvent appelées impressions « giclées », pour les distinguer des impressions moins durables et moins coûteuses. Cependant, l’utilisation du terme n’est pas une garantie de qualité, et les encres et le papier utilisés doivent être soigneusement étudiés avant qu’un archiviste puisse compter sur leur durabilité à long terme.

Pour augmenter la durabilité des impressions d’imprimantes à jet d’encre, une plus grande attention est nécessaire pour la cartouche d’encre à jet d’encre. Une façon de traiter les cartouches d’encre sur une imprimante à jet d’encre consiste à maintenir la température de l’imprimante elle-même. Une variation excessive de la température de l’espace est très mauvaise pour les cartouches d’encre d’imprimante. L’utilisateur doit éviter que l’imprimante ne devienne trop chaude ou trop froide car les cartouches peuvent se dessécher. Pour une efficacité durable de l’imprimante, l’utilisateur doit s’assurer que la zone a un niveau de température régulier et stable. ^{[ citation nécessaire ]}

Compromis des coûts d’exploitation

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Les jets d’encre utilisent des encres à base de solvant qui ont des dates d’expiration beaucoup plus courtes que le toner laser, qui a une durée de conservation indéfinie. ^{[ citation nécessaire ]} Les imprimantes à jet d’encre ont tendance à se boucher si elles ne sont pas utilisées régulièrement, alors que les imprimantes laser sont beaucoup plus tolérantes à une utilisation intermittente. ^{[ citation nécessaire ]} Les imprimantes à jet d’encre nécessitent un nettoyage périodique de la tête, qui consomme une quantité considérable d’encre et entraînera une augmentation des coûts d’impression, en particulier si l’imprimante n’est pas utilisée pendant de longues périodes.

Si une tête à jet d’encre se bouche, des solvants d’encre/nettoyeurs de têtes tiers et des têtes de rechange sont disponibles dans certains cas. Le coût de ces articles peut être moins cher par rapport à une unité de transfert pour une imprimante laser, mais l’unité d’imprimante laser a une durée de vie beaucoup plus longue entre les entretiens requis. De nombreux modèles d’imprimantes à jet d’encre ont désormais des têtes installées en permanence, qui ne peuvent pas être remplacées de manière économique si elles se bouchent de manière irréversible, entraînant la mise au rebut de l’ensemble de l’imprimante. D’autre part, les conceptions d’imprimantes à jet d’encre qui utilisent une tête d’impression jetable coûtent généralement beaucoup plus cher par page que les imprimantes utilisant des têtes permanentes. ^{[ citation nécessaire ]}En revanche, les imprimantes laser n’ont pas de têtes d’impression à obstruer ou à remplacer fréquemment et peuvent généralement produire beaucoup plus de pages entre les intervalles de maintenance.

Les imprimantes à jet d’encre ont traditionnellement produit une sortie de meilleure qualité que les imprimantes laser couleur lors de l’impression de matériel photographique. Les deux technologies se sont considérablement améliorées au fil du temps, bien que les impressions giclées de la meilleure qualité préférées des artistes utilisent ce qui est essentiellement un type d’imprimante à jet d’encre spécialisé de haute qualité.

Modèle d’affaires

Micropuces des cartouches d’encre Epson. Ce sont de minuscules cartes de circuits imprimés ; un dépôt d’ époxy noir recouvre la puce elle-même

Un modèle commercial courant pour les imprimantes à jet d’encre consiste à vendre l’imprimante réelle au prix de production ou en dessous, tout en majorant considérablement le prix des cartouches d’encre (propriétaires) (un modèle de profit appelé «modèle du rasoir et des lames »). La plupart des imprimantes à jet d’encre actuelles tentent de faire respecter cette vente liée par des mesures anticoncurrentielles telles que les micropucesdans les cartouches pour empêcher l’utilisation de cartouches d’encre tierces ou rechargées. Les puces surveillent l’utilisation et signalent l’encre restante à l’imprimante. Certains fabricants imposent également des “dates de péremption”. Lorsque la puce signale que la cartouche est vide (ou périmée), l’imprimante arrête d’imprimer. Même si la cartouche est rechargée, la micropuce indiquera à l’imprimante que la cartouche est épuisée. Pour de nombreux modèles (en particulier de Canon), le statut “vide” peut être annulé en saisissant un “code de service” (ou parfois simplement en appuyant à nouveau sur le bouton “démarrer”). Pour certaines imprimantes, des circuits spéciaux “clignotants” sont disponibles qui réinitialisent la quantité d’encre restante au maximum. ^{[26] [27]}

Certains fabricants, notamment Epson et Hewlett Packard , ont été accusés d’indiquer qu’une cartouche est épuisée alors qu’il reste une quantité substantielle d’encre. ^{[28] [29]} Une étude de 2007 a révélé que la plupart des imprimantes gaspillent une quantité importante d’encre lorsqu’elles déclarent qu’une cartouche est vide. Il a été constaté que les cartouches à encre unique avaient en moyenne 20% d’encre restante, bien que les chiffres réels varient de 9% à 64% de la capacité totale d’encre de la cartouche, selon la marque et le modèle d’imprimante. ^[30]Ce problème est encore aggravé par l’utilisation de cartouches multi-encres monobloc, qui sont déclarées vides dès qu’une couleur est épuisée. Les imprimantes qui refusent d’imprimer des documents nécessitant uniquement de l’encre noire, simplement parce qu’une ou plusieurs des cartouches d’encre couleur sont épuisées, sont très gênantes pour de nombreux utilisateurs.

Ces dernières années, de nombreux consommateurs ont commencé à contester les pratiques commerciales des fabricants d’imprimantes, telles que la facturation jusqu’à 8 000 USD par gallon (2 100 USD par litre) pour l’encre d’imprimante. Les alternatives pour les consommateurs sont des copies moins chères des cartouches, produites par des tiers, et le remplissage des cartouches, à l’aide de kits de recharge. En raison des grandes différences de prix causées par les majorations OEM, de nombreuses entreprises vendent des cartouches d’encre tierces. La plupart des fabricants d’imprimantes déconseillent de recharger les cartouches jetables ou d’utiliser des cartouches de copie de rechange, et disent que l’utilisation d’encres incorrectes peut entraîner une mauvaise qualité d’image en raison des différences de viscosité, ce qui peut affecter la quantité d’encre éjectée dans une goutte et la cohérence des couleurs, et peut endommager la tête d’impression. Néanmoins, l’utilisation de cartouches et d’encres alternatives gagne en popularité, menaçant le modèle économique des fabricants d’imprimantes. Les imprimeurs tels queHP , Lexmark et Epson ont utilisé des brevets et le DMCA pour lancer des poursuites contre des fournisseurs tiers. ^{[31] [32]} Un recours collectif anti-trust a été lancé aux États-Unis contre HP et la chaîne d’approvisionnement de bureau Staples , alléguant que HP a payé Staples 100 millions de dollars pour garder les cartouches d’encre tierces bon marché hors des étagères. ^[33]

Dans Lexmark Int’l v. Static Control Components , la Cour d’appel des États-Unis pour le sixième circuit a statué que le contournement de cette technique n’enfreint pas le Digital Millennium Copyright Act . ^[34] La Commission européenne ^{[ citation nécessaire ]} a également jugé cette pratique anticoncurrentielle : elle disparaîtra dans les nouveaux modèles vendus dans l’Union européenne. ^[35]Alors que l’affaire DMCA traitait de la protection du droit d’auteur, les entreprises s’appuient également sur la protection des brevets pour empêcher la copie et le remplissage des cartouches. Par exemple, si une entreprise conçoit toutes les manières dont ses micropuces peuvent être manipulées et les cartouches peuvent être rechargées et brevète ces méthodes, elle peut empêcher quiconque de recharger ses cartouches ^{[ citation nécessaire ]}. Les brevets protégeant la structure de leurs cartouches empêchent la vente de copies moins chères des cartouches. Pour certains modèles d’imprimantes (notamment celles de Canon), la puce électronique du fabricant peut être retirée et installée sur une cartouche compatible, évitant ainsi d’avoir à reproduire la puce électronique (et de risquer des poursuites). D’autres fabricants intègrent leurs micropuces au plus profond de la cartouche dans le but d’empêcher cette approche.

En 2007 , Eastman Kodak est entré sur le marché du jet d’encre avec sa propre gamme d’imprimantes tout-en-un basée sur un modèle marketing qui différait de la pratique courante consistant à vendre l’imprimante à perte tout en réalisant d’importants bénéfices sur les cartouches d’encre de remplacement. Kodak a affirmé que les consommateurs pourraient économiser jusqu’à 50 % sur l’impression en utilisant ses cartouches à moindre coût remplies des colorants pigmentés exclusifs de l’entreprise tout en évitant les problèmes potentiels associés aux encres hors marque. ^[36] Cette stratégie s’est avérée infructueuse et Kodak a quitté le secteur des imprimantes à jet d’encre grand public en 2012.

Un développement plus récent est l’ imprimante supertank , qui utilise un système d’encre continu intégré . Les Imprimantes Supertank sont définies par leurs grands réservoirs d’encre installés en permanence qui sont remplis à partir de bouteilles d’encre. L’imprimante elle-même est généralement vendue à un prix élevé, mais les bouteilles d’encre sont peu coûteuses et contiennent suffisamment d’encre pour imprimer des milliers de pages. Les Imprimantes Supertank sont généralement livrées avec des bouteilles d’encre pleines dans la boîte, ce qui permet jusqu’à deux ans d’impression avant que les réservoirs ne doivent être remplis. Epson a été le pionnier de cette technologie en lançant la gamme EcoTank, d’abord en Indonésie en 2010, ^[37] avec un lancement nord-américain en 2015. ^[38] Le concept de supertank s’est avéré un succès commercial, ^[37]et Canon a lancé ses propres gammes d’Imprimantes Supertank, sous le nom de MegaTank. ^[39]

Type d’imprimante

Modèles professionnels

En plus des petites imprimantes à jet d’encre largement utilisées pour la maison et le bureau, il existe des imprimantes à jet d’encre professionnelles, certaines pour l’impression au format “largeur de page” et beaucoup pour l’impression grand format. Le format de largeur de page signifie que la largeur d’impression varie d’environ 8,5 à 37 pouces (22 à 94 cm). “Grand format” signifie une largeur d’impression allant de 24″ à 15′ (environ 60 cm à 5 m). L’application la plus courante des imprimantes à largeur de page est l’impression de communications professionnelles à volume élevé qui n’ont pas besoin d’une mise en page et d’une mise en page de haute qualité. couleur, en particulier avec l’ajout de données variablestechnologies, les imprimantes à largeur de page sont importantes pour la facturation, l’étiquetage et les catalogues et journaux individualisés. L’application de la plupart des imprimantes grand format est l’impression de graphiques publicitaires ; une application à faible volume est l’impression de documents de conception par des architectes ou des ingénieurs. Mais de nos jours, il existe des imprimantes à jet d’encre pour l’impression textile numérique jusqu’à 64″ de large avec une bonne image haute définition de 1440 × 720 dpi. ^[40]

Une autre application spécialisée pour les jets d’encre est la production d’épreuves couleur prépresse pour les travaux d’ impression créés numériquement. Ces imprimantes sont conçues pour donner un rendu précis des couleurs de l’apparence de l’image finale (une «épreuve») lorsque le travail est finalement produit sur une presse à grand volume telle qu’une presse lithographique offset à quatre couleurs. Un exemple est une imprimante Iris , dont la sortie est ce pour quoi le terme français giclée a été inventé.

Le fournisseur le plus important est Hewlett-Packard , qui fournit plus de 90 % du marché des imprimantes pour l’impression de dessins techniques. Les principaux produits de leur série Designjet sont le Designjet 500/800, la série d’imprimantes Designjet T (y compris les T1100 et T610), le Designjet 1050 et le Designjet 4000/4500. Ils ont également la HP Designjet 5500 , une imprimante six couleurs qui est utilisée spécialement pour l’impression de graphiques ainsi que la nouvelle Designjet Z6100 qui se situe au sommet de la gamme HP Designjet et dispose d’un système d’encre pigmentée à huit couleurs.

Epson , Kodak et Canon fabriquent également des imprimantes grand format, vendues en bien moins grand nombre que les imprimantes standard. Epson est entouré d’un groupe de trois sociétés japonaises qui utilisent principalement les têtes d’impression et les encres piézo Epson : Mimaki , Roland et Mutoh .

Scitex Digital Printing a développé des imprimantes à jet d’encre à grande vitesse et à données variables pour l’impression de production, mais a vendu ses actifs rentables associés à la technologie à Kodak en 2005, qui commercialise désormais les imprimantes sous les noms de systèmes d’impression Kodak Versamark VJ1000, VT3000 et VX5000. Ces imprimantes à rouleau peuvent imprimer jusqu’à 1000 pieds par minute.

Les imprimantes à jet d’encre professionnelles à grand volume sont fabriquées par diverses entreprises. Ces imprimantes peuvent coûter entre 35 000 et 2 millions de dollars américains. Les largeurs de chariot sur ces unités peuvent aller de 54″ à 192″ (environ 1,4 à 5 m), et les technologies d’encre ont tendance à être à base de solvant, d’éco-solvant et de séchage UV avec une concentration plus récente sur l’encre à base d’eau (aqueuse) ensembles. Les principales applications où ces imprimantes sont utilisées sont les paramètres extérieurs pour les panneaux d’affichage, les côtés et les rideaux de camion, les graphiques de construction et les bannières, tandis que les écrans d’intérieur comprennent les écrans de point de vente, les écrans rétroéclairés, les graphiques d’exposition et les graphiques de musée.

Les principaux fournisseurs d’imprimantes professionnelles grand volume, grand format et grand format sont : EFI , ^[41] LexJet, Grapo, Inca, Durst, Océ , NUR (qui fait maintenant partie de Hewlett-Packard ), Lüscher, VUTEk, Scitex Vision ( fait maintenant partie de Hewlett-Packard ), Mutoh , Mimaki, Roland DG, Seiko I Infotech, IQDEMY, Leggett and Platt, Agfa, Raster Printers, DGI et MacDermid ColorSpan (fait maintenant partie de Hewlett-Packard ), swissqprint, SPGPrints (anciennement Stork Prints ), MS Printing Systems et Digital Media Warehouse. ^[42]

Imprimantes photo multifonctions à jet d’encre SOHO

Les imprimantes jet d’encre multifonctions SOHO pour l’impression photo utilisent jusqu’à 6 encres différentes :

• Canon : cyan, jaune, magenta, noir, pigment noir, gris. 1 pl thermique. ^[43]
• Epson : cyan, jaune, magenta, cyan clair, magenta clair, noir. 1.5 pl piezo variable. Egalement avec impression papier A3, ^[44] ou FAX et ADF recto-verso. ^[45]

Imprimantes photo professionnelles à jet d’encre

Les imprimantes à jet d’encre pour l’impression photo professionnelle utilisent jusqu’à douze encres différentes :

• Canon : photo magenta, photo cyan, jaune, magenta, cyan, rouge, photo noir, noir mat, gris, plus bleu, photo gris et un optimiseur de chrominance pour une densité de noir et une brillance uniforme, ^[46] ou gris clair, foncé gris et un optimiseur de chrominance, ^[47] ou vert, bleu et gris photo. ^[48] ​​4 pl thermique.
• Epson (10 couleurs sur 12) : magenta vif, jaune, cyan, orange, vert, magenta clair vif, cyan clair, noir clair, noir mat ou noir photo, plus un choix irréversible de gris clair clair ou violet (V pas pour photo). ^[49] Variable piézo 3,5 pl.
• HP : magenta, jaune, rouge, vert, bleu, magenta clair, cyan clair, gris, gris clair, noir mat, noir photo et un rehausseur de brillance. ^{[ citation nécessaire ]} 4 pl thermique.

Ils peuvent imprimer une image de 36 mégapixels sur du papier photo sans bordure A3 avec 444 ppp . ^[50]

Imprimantes photo compactes

Une imprimante photo compacte est une imprimante à jet d’encre autonome conçue pour produire des impressions 4 × 6 ou 2 × 3 pouces à partir d’ appareils photo numériques . Il fonctionne sans l’utilisation d’un ordinateur. Elle est également connue sous le nom d’imprimante photo portable ou d’imprimante d’instantanés. Les imprimantes photo compactes sont arrivées sur le marché peu de temps après le décollage de l’impression photo à domicile au début des années 2000. Ils ont été conçus comme une alternative au développement de photos ou à leur impression sur une imprimante photo à jet d’encre standard.

La majorité des imprimantes photo compactes ne peuvent imprimer que des photos de 4″ x 6″. Compte tenu de cette limitation, ils ne sont pas destinés à remplacer les jets d’encre standard. De nombreux fabricants annoncent le coût par page des photos imprimées sur leurs machines ; cela convainc théoriquement les gens qu’ils peuvent imprimer leurs propres photos aussi bon marché que les magasins de détail ou via des services d’impression en ligne. La plupart des imprimantes photo compactes partagent une conception similaire. Ce sont de petites unités, généralement avec de grands écrans LCD afin de permettre aux gens de parcourir et d’éditer leurs photos, comme cela peut être fait sur un ordinateur. Les options d’édition sont généralement quelque peu avancées, permettant à l’utilisateur de recadrer des photos, de supprimer les yeux rouges, d’ajuster les paramètres de couleur ainsi que d’autres fonctions. Les imprimantes photo compactes disposent généralement d’un grand nombre d’options de connexion, y compris USBet la plupart des formats de carte mémoire .

Les imprimantes photo compactes sont actuellement fabriquées par la plupart des principaux fabricants d’imprimantes tels que Epson , Canon , HP , Lexmark et Kodak . Bien qu’ils aient gagné en popularité ces dernières années, ils représentent encore une part relativement faible du marché des imprimantes à jet d’encre. Le Pocket Photo de LG utilise du papier thermique Zink qui a des chimies intégrées sur chaque papier photo sans encre et l’image apparaîtra avec la chaleur. ^[51]

Autres utilisations

Le brevet US 6 319 530 décrit un “Procédé de photocopie d’une image sur une toile comestible pour décorer des produits de boulangerie glacés”. En d’autres termes, cette invention permet d’imprimer par jet d’encre une photographie couleur de qualité alimentaire sur la surface d’un gâteau d’anniversaire. De nombreuses boulangeries proposent désormais ces types de décorations, qui sont imprimables à l’aide d’encres alimentaires et d’imprimantes à jet d’encre dédiées. ^{[ citation nécessaire ]} L’impression à l’encre comestible peut être effectuée à l’aide d’imprimantes à jet d’encre à usage domestique normales, telles que les imprimantes Canon Bubble Jet avec des cartouches d’encre comestibles installées, et en utilisant du papier de riz ou des feuilles de glaçage. ^{[ citation nécessaire ]}

Les imprimantes à jet d’encre et les technologies similaires sont utilisées dans la production de nombreux articles microscopiques. Voir Systèmes microélectromécaniques .

Les imprimantes à jet d’encre sont utilisées pour former des traces conductrices pour les circuits et des filtres de couleur dans les écrans LCD et plasma.

Les imprimantes à jet d’encre, en particulier les modèles produits par Dimatix (qui fait maintenant partie de Fujifilm), Xennia Technology et Pixdro, sont assez couramment utilisées dans de nombreux laboratoires du monde entier pour développer des méthodes de dépôt alternatives qui réduisent la consommation de matériaux coûteux, rares ou problématiques. Ces imprimantes ont été utilisées dans l’impression de polymères, de macromoléculaires, de points quantiques, de nanoparticules métalliques et de nanotubes de carbone. Les applications de ces procédés d’impression comprennent les transistors à couches minces organiques, les diodes électroluminescentes organiques, les cellules solaires organiques et les capteurs. ^{[52] [53]}

La technologie jet d’encre est utilisée dans le domaine émergent de la bio -impression . Ils sont également utilisés pour la production d’ écrans OLED . ^[54]

Voir également

• Impression de bord
• Cellule solaire à jet d’encre
• Technologie jet d’encre
• Transfert jet d’encre
• Technologie d’entrelacement intelligent
• Normes ISO pour les imprimantes à jet d’encre couleur
• Impression laser
• Memjet
• Microfluidique
• Société pour la science et la technologie de l’imagerie
• Jet de tonalité
• Épinglage UV
• Imprimante à jet d’eau

Références

1. ^ “Jet d’encre” . merriam-webster.com .
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Lectures complémentaires

• Hutchings, Ian M.; Martin, Graham D., éd. (Décembre 2012). Technologie à jet d’encre pour la fabrication numérique . Cambridge : Wiley. ISBN 978-0-470-68198-5.

Liens externes

Wikimedia Commons a des médias liés à l’impression à jet d’encre et aux imprimantes à jet d’encre .

• Impression jet d’encre , vidéo d’information de l’ Université de Sheffield