Imprimante jet d’encre

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Imprimante jet d’encre

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Historique

Le jet d’encre a été développé par des informaticiens dans les années 1970, afin de proposer une autre sortie aux ordinateurs que la très bruyante imprimante matricielle (aussi appelée imprimante à aiguilles). Il existe deux types de jet d’encre. Historiquement, c’est le « jet d’encre continu » puis la « goutte à la demande » qui ont été inventés. Le jet d’encre a alors connu son essor en même temps que le développement de l’informatique grand public. Actuellement, le jet d’encre connaît une très forte montée, notamment grâce à la photographie numérique, la personnalisation des imprimés et la possibilité d’imprimer sur presque tous les supports.

Deux technologies : CIJ et DOD

Quelques types de papier jet d’encre

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.

Données techniques (2002) :

  1. viscosité : environ 1 mPa.s
  2. énergie de surface : 30-40 mN/m
  3. Volume de la goutte : 10 pL
  4. Vitesse d’éjection : environ 50 m/s
  5. fréquence : 1 MHz
  6. Taille de l’orifice : 10 micromètres

  • 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.

Données techniques (2002) :

  1. viscosité : 30 à 500 mPa.s (2005)
  2. énergie de surface : 30-50 mN/m (2005)
  3. Volume de la goutte : 3 à 20 pL avec la même buse
  4. Vitesse d’éjection : environ 30 m/s
  5. fréquence : 30 à 40 kHz
  6. Taille de l’orifice : 100 micromètres (2000) pour éviter à la buse de se boucher
  7. Nombre de buses par tête d’impression : 1000 (pour augmenter les vitesses)