Imprimante

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L'imprimante permet de faire une sortie sur papier de données informatiques. Les imprimantes 3D, de plus en plus à la mode, permettent quant à elles de représenter dans la réalité un objet informatique virtuel.

On peut classer les imprimantes en différents types. Certaines combinent plusieurs fonctions (imprimante et scanner par exemple), on les appelle alors des combinées.

Imprimante à jet d'encre

La technologie du jet d'encre a été inventée par Canon dans les années 1970. Un fluide chauffé produit des bulles.

Le chercheur qui a découvert ce principe avait mis accidentellement en contact une seringue remplie d'encre et un fer à souder, il y eu ensuite une bulle dans la seringue qui fit jaillir de l'encre.

Les têtes des imprimantes actuelles sont composées de nombreuses buses (jusqu'à 256), qui sont chauffées entre 300 et 400° plusieurs fois par seconde. Chaque buse produit une bulle minuscule d'où s'éjecte une gouttelette très fine. Le vide engendré par la baisse de pression aspire une nouvelle goutte, et ainsi de suite.

Il existe deux techniques d'impression :

Le jet en continu

Des gouttes d'encre sont continuellement éjectées de la tête d'impression et déviées en partie vers le papier (selon la couleur demandée) par des bobines magnétiques pour encres magnétiques et plus généralement déviées latéralement par une force électrique. L'encre qui n'a pas été projetée est récupérée puis réutilisée lors d'un prochain cycle.

Le jet à la demande

Seules les gouttes nécessaires à l'impression sont créées. C'est une technique majoritairement utilisée dans les imprimantes grand public, mais elle est plus lente que celle du jet en continu.

Il y a trois grandes méthodes d'éjection de l'encre utilisées à l'heure actuelle : la technique piézo-électrique, thermique (bubble-jet) et la thermofusion.

Piézo-électrique

Le procédé piézo-électrique consiste à transformer de l'&´nergie électrique en énergie mécanique. Son utilisation dans le domaine de l'impression a été inventée par Epson.

Le réservoir d'encre est en contact avec un cristal piézzo-électrique (au moyen d'une paroi qui se déforme). En se déformant grâce à l'effet piézzo, la surpression engendrée provoque l'éjection d'une goutte.

Le procédé thermique (bubble jet)

Le procédé thermique (bubble jet) consiste à chauffer localement l'encre à près de 350°C, ce qui transforme l'encre liquide en gaz et produit une vaporisation locale de celle-ci. Une goutte est alors éjectée.

Thermofusion

La thermofusion s'utilise avec des encres spéciales dites thermofusibles qui obéissent à des propriétés bien spécifiques : solides à température ambiante, elles sont chauffées à environ 150 °C pour devenir liquides. Le procédé d'éjection est semblable au bubble jet.

Après l'impact, l'encre se solidifie et donne une très bonne qualité d'impression. On obtient un dépôt d'encre légèrement en relief, celui-ci étant plus fragile que les autres procédés. La conception des encres thermofusibles est délicate tant il est important de choisir un bon liant. De plus, le refroidissement doit être contrôlé afin de permettre à l'encre de bien pénétrer dans le papier avant qu'elle se solidifie.

Si l'absorption est trop grande, le point imprimé s'élargit et donc la qualité d'impression diminue. Des compromis doivent donc être trouvés entre très bonne adhérence et très bonne qualité d'impression.

Caractéristiques d'une imprimante jet d'encre

Résolution

Il existe deux types de résolution :

• La résolution mécanique : C'est en général celle qui est donnée par le constructeur. La résolution mécanique définit la précision de placement des points qu'offre l'imprimante. Par exemple, lorsque l'on parle d'une résolution de 2400 par 1200, il faut comprendre qu'à l'horizontale, la densité de jet d'encre de la tête est de 2400 gouttes dans un pouce alors qu'à la verticale, la vitesse de défilement du chariot (le pas à pas) est de 1/1200ème de pouce.
• La résolution efficace : C'est la profondeur de couleur de l'image, exprimée en nombre de gouttes d'encre par pixel par pouce. Dans chacun de ces pixels, on aura de 0 à 2 gouttes d'encre selon l'imprimante. Le mélange de ces gouttes permet d'obtenir une profondeur de couleurs allant de 1 à 350 couleurs.

Palette de couleurs

Pour composer les couleurs, une imprimante utilise le procédé suivant :

• 0 goutte => blanc (couleur du papier puisque pas de goutte projetée)
• 1 goutte => CMYB (cyan, magenta, jaune, noir)
• 2 gouttes - RVB (rouge, vert, bleu)

À partir des ces huit couleurs de base, on obtient une palette allant jusqu'à 3500 couleurs selon le nombre de gouttes projetées et le nombre de teintes qu'offre l'imprimante.

Tête d'impression

Dans une imprimante à jet d'encre, l'encre est projetée sur le papier depuis la tête d'impression. La tête d'impression peut être de deux types :

Tête embarquée

Les têtes d'impression embarquées (fixed head) sont fixées sur l'imprimante et conçues pour avoir une durée de vie aussi importante qu'elle. Les cartouches d'encre se résument alors à de simples réservoirs d'encre et sont généralement moins chères. L'inconvénient de ce type de tête est le risque de voir les buses des têtes s'obstruer après une non-utilisation prolongée de l'imprimante, ce qui nécessite alors un remplacement des têtes, qui peut s'avérer plus coûteux que le prix de l'imprimante lui-même.

Tête déportée

D'autres têtes d'impression sont dites déportées. Elles sont situées sur les cartouches d'encre noires et couleurs.

Elles ne durent que le temps de la cartouche d'encre Les consommables sont généralement plus chers. De plus, un alignement des têtes d'impression est souvent nécessaire à chaque remplacement des cartouches. En revanche, une obstruction des buses ou un dysfonctionnement des têtes est beaucoup moins grave, puisqu'un simple remplacement de la cartouche suffit. C'est ce type de tête qui est de plus en plus utilisé.

Imprimante laser

L'imprimante laser reproduit à l'aide de points l'image que lui envoie le PC. Grâce au laser, les points sont plus petits et la définition est meilleure. Le principe de fonctionnement d'une imprimante laser est le suivant :

1. Un ionisateur de papier charge les feuilles positivement.
2. Un ionisateur de tambour charge le tambour négativement.
3. Le laser (grâce à un miroir qui lui permet de se placer) charge le tambour positivement en certains points. Du coup, l'encre du toner chargée négativement se dépose sur les parties du toner ayant été chargées par le laser, qui viendront se déposer sur le papier.

• 1 : Ionisateur de tambour
• 2 : Cartouche toner
• 3 : Miroir pivotant
• 4 : Laser
• 5 : Tambour
• 6 : Ionisateur

Imprimante laser couleur

Le fonctionnement d'une imprimante laser couleur est différent. Au lieu d'un seul toner noir, elles utilisent un ou plusieurs toners colorés. La plupart du temps, on y trouve quatre couleurs: le cyan, le magenta, le jaune et le noir (CMJN). Chaque couleur possède une tête d'impression.

On distingue deux techniques d'impression pour les imprimantes laser couleur : la technique du carrousel (un passage pour chaque couleur) ou celle dite du tandem (mono passe).

Papier d'impression

Le choix du papier est plus important qu'il n'y paraît pour obtenir une bonne qualité d'impression. On choisit un papier en fonction de différentes caractéristiques :

Grammage

Le grammage indique la quantité de fibres présentes au m² en grammes (g).

Le rapport entre l'épaisseur (en microns) et le poids (en grammes) désigne la main du papier. Un papier a de la main lorsque son épaisseur est élevée, comparée à son grammage. Certains papiers de même grammage ont plus de main que d'autres. Plus le grammage est important, plus le papier est opaque (important pour une impression recto verso par exemple). La rigidité (ou la tenue du papier) en sera influencée.

Blancheur

La blancheur du papier est suggestive. Elle a de l'importance dans l'effet visuel d'une page imprimée, qu'elle soit imprimée en noir et blanc ou en couleur. On distingue la blancheur visuelle de la blancheur mesurée. Celle-ci correspond à des normes établies. Plus le papier est blanc, plus il a été traité.

La texture et l'épair

Les matières premières et les méthodes utilisées pour la fabrication du papier lui donnent une texture différente au toucher. L'épair est le terme utilisé pour définir la texture du papier à vue : on parle d'épair homogène (régulier) ou nuageux (irrégulier).

La surface

La surface du papier subit un traitement mécanique ou chimique pour s'adapter à l'application. Le traitement de surface modifie la main du papier.

La brillance et le lissé

Obtenue par un frictionnage (pour certains papiers) ou par lissage et calandrage pour d'autres, l'état de surface des papiers varie du mat au surglacé en passant par le demi-mat et le satiné.

La matière

La matière la plus utilisée est la fibre de cellulose (le bois). Avec l'apparition des imprimantes jet d'encre couleur, l'utilisateur est demandeur de papier d'aspect brillant avec des couleurs éclatantes. Pour y répondre, le papier n'est plus toujours fait à partir de fibres mais à partir de polyester.

Langages d'impression

Pour pouvoir imprimer une page, Windows utilise un pilote d'impression. Ce pilote (driver) permet de communiquer avec l'imprimante dans un langage qu'elle comprend. Il existe deux langages d'impression :

• Le langage PostScript : il s'agit du langage de description de page proposé en 1984 par la firme Adobe, très utilisé (souvent en émulation) par les imprimantes laser. Les caractères sont décrits par des courbes de Bézier.
  
• Le langage PCL (printer control Language) : Il s'agit du langage de description de page à destination essentiellement des imprimantes laser (versions 4 et 5) et des imprimantes à jet d'encre (version 3), proposé par HP, devenu un standard de fait. Il s'agit d'un langage constitué de séquences binaires. Les caractères sont transmis selon leur code ASCII.

Imprimante 3D

Les imprimantes 3D ont le vent en poupe, et de nouvelles applications leurs sont régulièrement trouvées (domaine médical par exemple). Toutes les technologies connues sont basées sur la découpe de l'objet virtuel 3D en lamelles 2D très fines, qui sont superposées et collées les unes aux les autres afin d'obtenir l'objet 3D.

Il existe différents types de technologies d'impression : le FDM (Fuse Deposition Modeling : L'imprimante dépôse de la matière en fusion), la stéréolithographie (SLA) : Une lumière UV solidifie une couche de plastique liquide.

Guide d'achat : bien choisir une imprimante

On caractérise une imprimante par :

• Son type : jet d'encre, à bulles d'encre ou laser.
• Sa vitesse d'impression exprimée en ppm (pages par minute). Plus elle est élev&´e, mieux c'est.
• Sa résolution exprimée en DPI (dot per Inch ou points par pouce). Plus elle est élevée, mieux c'est.
• Son nombre de cartouches (certaines n'ont qu'une cartouche noire et une cartouche couleur, c'est mieux si vous avez plusieurs cartouches couleurs séparées, car plus économique).
• Ses fonctionnalités tel que qualité photo, lecture d'une carte mémoire PC éteint et impression des photographies, etc.