Réponses aux 10 principales questions sur les têtes d'impression à jet d'encre

La tête d'impression est le cœur de toute imprimante à jet d'encre, mais la plupart des imprimantes ne la considèrent que lorsqu'elle ne fonctionne pas comme prévu. Sonja Angerer partage les 10 principales questions destinées aux débutants et aux professionnels concernant les têtes d'impression à jet d'encre et comment trouver la tête d'impression adaptée à votre entreprise et à vos besoins.

1. Depuis combien de temps les têtes d’impression à jet d’encre existent-elles ?

Les premières imprimantes numériques fonctionnelles dotées de têtes à jet d'encre ont été introduites sur le marché par IBM au début des années 1970. Cependant, ils étaient destinés uniquement à un usage industriel. Au milieu des années 1980, HP et Epson ont lancé des imprimantes à jet d'encre pour une utilisation bureautique quotidienne. Au départ, les imprimantes étaient encore en noir et blanc, mais vers la fin des années 1980, les premières imprimantes couleur fonctionnant sur du papier jusqu'au format A3 ont été introduites. À la fin des années 1990, lorsque l'impression numérique grand format a été lancée, les têtes d'impression à jet d'encre sont devenues plus puissantes et nombre d'entre elles ont dû être intégrées à une imprimante pour permettre une impression multicolore.

2. Où les têtes d'impression CIJ sont-elles utilisées ?

Les premières imprimantes à jet d'encre utilisaient le procédé CIJ (Continuous Ink Jet), également connu sous le nom de Continu Flow ou Continu Drop. Les buses produisent un flux continu de gouttelettes d'encre qui traversent un champ électrique qui dévie ou intercepte les gouttelettes selon les besoins. Les gouttelettes non nécessaires à l'impression sont redirigées vers un conteneur de collecte et éventuellement réutilisées.

L'impression CIJ utilise une vitesse élevée avec des gouttelettes très fines et uniformes, mais la consommation d'encre est généralement supérieure à celle du jet d'encre DoD. Ils sont donc utilisés pour l'impression rapide d'adresses ou d'étiquettes simples, ainsi que pour certaines applications industrielles.

3. Qu’est-ce que le jet d’encre DoD ?

Avec les têtes d'impression à jet d'encre DoD (goutte à la demande), chaque gouttelette produite par la buse est également placée sur le substrat. Dans le jet d'encre thermique et le jet à bulles, la gouttelette est produite en chauffant l'encre dans la buse. Dans les têtes à jet d'encre piézoélectriques, cela se fait grâce à un cristal activé par l'électricité. Dans l’industrie des arts graphiques et pour les imprimantes de bureau, le jet d’encre DoD est le plus courant.

4. Comment fonctionnent les têtes d'impression jet d'encre piézo ?

Les têtes d'impression à jet d'encre piézoélectriques utilisent des cristaux piézoélectriques qui se plient lorsqu'une tension électrique est appliquée. Cela réduira la taille de la chambre à encre et fera sortir une goutte de la buse. Cette technique a été développée par Epson à la fin des années 1980 et permet une grande précision et fiabilité des têtes d'impression. Les têtes d'impression à jet d'encre piézoélectrique peuvent également produire différentes tailles de gouttes. Ils sont fabriqués par Epson, Fujifilm , Konica Minolta , Kyocera , Toshiba et Xaar , entre autres.

De nombreuses formulations d'encre différentes peuvent être utilisées dans les têtes piézoélectriques. En effet, l’encre n’a pas besoin d’être bouillie. Par conséquent, les composants sensibles à la chaleur et hautement volatiles, qui posent problème avec le jet d'encre thermique, conviennent également.

LÉGENDE : Croquis de la technologie des têtes d'impression à jet d'encre thermique et piézoélectrique. Crédit image : S. Angerer

5. Quelles sont les caractéristiques des têtes jet d’encre thermique ?

Les têtes d'impression thermiques à jet d'encre utilisent un petit appareil de chauffage qui vaporise l'encre dans la chambre des buses. Cela crée une bulle qui expulse la goutte de la buse. Le principe de base a été breveté presque simultanément par HP et Canon à la fin des années 1970. Cependant, les détails techniques entre Canon Bubble Jet ( vidéo ) et les têtes d'impression HP Thermo Inkjet sont différents.

Les têtes d'impression à jet d'encre thermique sont généralement moins coûteuses et plus faciles à produire que les têtes d'impression à jet d'encre piézoélectrique. Cependant, leur durée de vie est plus courte et ne peuvent généralement produire qu’une seule taille de gouttelettes. La technologie Pagewide de HP ( vidéo ) est également une variante du procédé jet d'encre thermique.

6. Qu'est-ce qu'une tête d'impression jet d'encre en niveaux de gris ?

Les têtes d'impression en niveaux de gris sont également appelées « points variables » car elles permettent des gradations fines et des détails précis sans passages de tête supplémentaires. Pour ce faire, ils émettent des gouttelettes d’encre dans différents volumes. Selon le modèle, le volume varie de quelques picolitres à plus de 50 pl.

Différentes tailles de gouttelettes permettent une meilleure qualité d’image pour l’œil humain avec la même densité physique de buse. Par exemple, les arêtes vives ou les lettres semblent plus lisses et plus agréables en définissant des gouttes plus petites. La précision du positionnement et l'uniformité des gouttelettes, leur taille minimale et maximale, le nombre d'encres d'impression et la distance de visualisation contribuent également à la qualité de l'image perçue. Les têtes d'impression en niveaux de gris sont généralement de technologie piézo.

7. À quoi sert une tête d'impression à jet d'encre « binaire » ?

Les têtes d'impression à jet d'encre binaire n'offrent que 2 options : gouttelettes ou pas de gouttelettes. Cela signifie que chaque goutte a la même taille. Plus la chute est petite, plus l'imprimante est lente (mais plus précise). En effet, avec de très petites gouttelettes, davantage de passages de tête par motif sont nécessaires. Les têtes binaires sont souvent utilisées pour l'impression à jet d'encre industrielle car elles peuvent appliquer rapidement de plus grandes quantités de liquide tel qu'un vernis ou un apprêt.

8. Quels sont les avantages des têtes d'impression MEMS ?

MEMS signifie système micro-électro-mécanique, c'est à dire tout système dont les composants ont des dimensions d'application de 1 micromètre.

Lorsqu'on fait référence aux têtes d'impression à jet d'encre, MEMS est utilisé pour désigner un processus de fabrication comme les puces informatiques à base de silicium. Pour cette raison, ils sont également appelés jet d’encre Si-MEMS ou Thin Layer/Thin Film. Les premières têtes d'impression Si-MEMS étaient destinées aux imprimantes de bureau et aux appareils domestiques dotés de la technologie thermique ou à jet de bulles.

Aujourd'hui, il existe également des têtes piézo-électriques constituées de plaquettes de silicium, comme les têtes Epson PrecisionCore ( vidéo )

LÉGENDE : Tête d'impression HP Pagewide (capture d'écran).

9. Quelle est la différence entre les têtes monopasses et multipasses ?

Le fait qu’une imprimante soit appelée appareil à passe unique ou multi-passes dépend de l’ensemble du processus d’impression, et pas seulement des têtes à jet d’encre. En multi-passes, l'unité d'impression se déplace plusieurs fois sur un point du substrat. En conséquence, des têtes d'impression à jet d'encre moins productives peuvent être utilisées. Dans l'impression en un seul passage, où le substrat passe perpendiculairement sous le faisceau de pression, le faisceau d'impression ne traverse chaque point du substrat qu'une seule fois.

L’impression en un seul passage utilise principalement des encres à base d’eau pour les papiers et le carton ondulé, ainsi que l’impression directe sur textile. Les imprimantes EFI monopasse de la gamme Nozomi ( vidéo ) fonctionnent cependant avec des encres durcissables aux UV. L'impression multipasse convient aux encres à base d'eau, à base de solvants, au latex ou à séchage UV.

10. Les imprimantes laser ont-elles des têtes d'impression ?

Les imprimantes laser ou à toner n'ont pas de têtes d'impression. Un faisceau laser est dirigé vers un rouleau chargé statiquement, éliminant ainsi la charge aux endroits où aucun toner ne doit être appliqué. Le rouleau d'impression ainsi préparé transfère les particules sur le substrat et les fixe par chaleur ( vidéo ).

Trouver la bonne tête d'impression

Même si les têtes d'impression peuvent être achetées individuellement, pour les imprimantes, c'est la connexion entre la tête d'impression à jet d'encre, le contrôle, la mécanique et le logiciel qui fait toute la différence. C'est pourquoi les machines d'impression numérique sont livrées avec des têtes d'impression prédéfinies. La configuration n'est pas modifiable. Par conséquent, seules les encres approuvées pour la tête d’impression installée dans la machine peuvent être utilisées.

Les têtes d'impression piézoélectriques sont généralement plus chères et durent plus longtemps que les têtes d'impression thermiques. Avec certaines imprimantes, les têtes à jet d'encre thermos sont échangées avec le réservoir d'encre. En général, plus le nombre de têtes d'impression est installé, plus son coût total de possession (TCO) est élevé.

Cependant, le coût du remplacement réel de la tête d'impression à jet d'encre dépend de nombreux autres facteurs : la tête d'impression à jet d'encre peut-elle être installée et alignée par les opérateurs sur le terrain ? Faut-il faire appel à un technicien du fabricant ? Les têtes d'impression peuvent-elles être régénérées et éventuellement réutilisées ? S'agit-il d'un modèle de tête d'impression très courant sur le marché et pouvant donc également être obtenu auprès de nombreuses sources ?

Les imprimeurs devraient donc continuer à demander conseil aux fabricants ou aux revendeurs spécialisés.