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L'imprimante à jet d'encre utilise l'encre liquide et autorise des rendus couleurs de qualité quasi photographique.
L'impression se fait selon deux techniques :
le jet en continu, lors duquel des gouttes d'encre sont continuellement éjectées de la tête d'impression et déviées en partie vers le papier par des bobines magnétiques. Le reste de l'encre est récupéré et recyclé pour un nouveau cycle de jet.
le jet à la demande, lors duquel ne sont créées et éjectées que les gouttes nécessaires à l'impression.
Deux technologies : CIJ et DOD
Le jet d'encre est le seul procédé d'impression sans contact. Il permet donc d'imprimer sur des supports très variés (papier, céramique, verre, textile, plastiques mais aussi biscuits ou œufs avec des encres alimentaires ! …) mais également des supports en relief. Il s'agit d'un procédé numérique qui n'a pas besoin de forme imprimante (écran pour la sérigraphie, plaque pour l'offset, cylindre gravé pour l'héliogravure, polymère pour la flexographie, tampon pour la tampographie…) ce qui lui permet de générer une nouvelle image à chaque imprimé (comme l'impression laser)
Le procédé jet d'encre connaît plusieurs variantes et a de nombreuses applications. On reconnaît cependant deux grandes familles : le CIJ et le DOD.
Le jet continu
Le jet continu (Continuous Ink Jet ou CIJ) où des gouttes chargées ou non sont générées consiste donc en la formation de gouttes régulières en volume et fréquence. Elles sont chargées et orientées selon le motif à générer et peuvent donc être déviées dans un réceptacle si elles sont non désirées.
Les gouttes chargées ne sont pas désirées sur le support. Elles sont déviées par un champ électrostatique et sont alors récupérées dans une gouttière. Elles réalimentent alors la tête d'impression. La qualité est moindre qu'en DOD mais les cadences bien plus élevées. On l'utilise notamment pour le marquage des œufs (dates de péremption…)
Il existe deux types de déflection : binaire ou multiple.
Dans la déflection binaire, les gouttes sont chargées ou non. Les gouttes chargées vont être déviées et récupérées dans une gouttière et sont recyclées. Les non chargées vont directement sur le média.
Pour la déflection multiple, les gouttes sont chargées à différents paliers. Ce qui permet une plus ou moins grande déflection et donc atteint le média à différents endroits.
La goutte à la demande
Le procédé de goutte à la demande est de loin le plus développé. La goutte à la demande (Drop On Demand ou DOD) est générée à chaque fois qu'elle est désirée. C'est la technologie la plus courante en bureautique ou SOHO (Small Office - Home Office) et permet une bonne qualité. Elle reste cependant plus lente.
On peut considérer quatre différentes méthodes d'éjection : piézo-électrique, thermique ou bubble-jet, valve-jet ou jet par clapet et la thermofusion.
Le procédé piézo-électrique est le plus développé et a été mis au point par Epson. Le réservoir d'encre est en contact avec un cristal piézo-électrique qui va convertir les impulsions électriques — la paroi se déforme suite à une excitation électrique — en force mécanique — la surpression due au cristal provoque l'éjection d'une goutte. C'est la surpression induite qui permet l'expulsion de la gouttelette.
Le procédé thermique ou bubble jet fonctionne sur le même principe. En chauffant localement l'encre à environ 350°C, on provoque une vaporisation locale de celle-ci et donc une surpression (un gaz prend près de 24 fois plus de place qu'un solide, selon les conditions). Comme précédemment, une goutte est éjectée pour répondre à ce déséquilibre. Cependant, ce type d'éjection pose certains problèmes, notamment à causes des contraintes thermiques que doit subir l'encre.
Le valve jet est actuellement abandonné à cause de sa mauvaise qualité. Son principe résidait en des micro-valves commandées électroniquement qui permettaient ou non l'éjection de l'encre. Son application était essentiellement industrielle, pour imprimer de gros caractères. L'avantage était que le fait d'avoir un réservoir fermé permet d'utiliser des solvants volatils et donc un séchage plus rapide.
La thermofusion est inspirée du procédé piézo-électrique mais ici, l'encre est solide. Elle doit être chauffée à environ 150°C afin d'être éjectable. Au contact du média, l'encre se solidifie et donne alors une très bonne qualité d'impression. Cependant, l'encre étant en relief, elle s'use vite. Il est donc nécessaire d'avoir un bon liant.
Types d'encres
Colorants dissous
L'encre la plus courante est une encre à base de colorant dissous dans un solvant (un peu comme l'encre à l'eau des stylos à plume). Elle présente l'avantage d'être facile à manipuler et à gérer dans les buses de jet de l'encre, mais elle est très sensible à l'érosion et à la corrosion par les gaz (ce qui réduit considérablement la durée de vie des impressions).
Encres à pigments
Plus proche de la peinture à l'huile, les encres à pigments comportent des particules colorées solides volumineuses (seulement quelques microns tout de même), parfois emballées dans une gaine de résine, qui sont simplement transportées par un fluide transparent et facilement évaporable.
Dans ce cas, l'encre a une très bonne tenue, une longue durée de vie. Mais, la gestion de l'encre est compliquée par des risques accrus de bouchage des buses de projection et il se produit parfois un phénomène de bronzing qui fait apparaître des reflets métalliques sous certains éclairages rasants.
Encres conductrices
Un nouveau marché se développe dans le domaine de l’impression, il consiste à déposer divers matériaux conducteurs, appelés encres conductrices. Elles sont composées de particules métalliques ou de polymères conducteurs.
Cela permet d'imprimer des radio-étiquettes, étiquettes intelligentes qui améliorent la traçabilité des produits. Elles sont souvent comparées au code-barres mais ne nécessitent pas d'être visibles pour être lues. Pour qu'elles se développent, il faut cependant arriver à diminuer les coûts de production et mettre au point une standardisation, car les fréquences changent selon les pays.
Les circuits imprimés sont actuellement réalisés par photolithographie (photo-imaging) ou par sérigraphie (screen-printing). La technologie jet d'encre peut également imprimer des circuits imprimés. La qualité est moins bonne qu'avec les procédés classiques mais le coût est bien inférieur et la pollution moindre.
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