Imprimante Laser


Imprimante Laser

Imprimante laser

Histoire de l’imprimerie

Technologies
Sceau-cylindre 4100-2500 av. J.-C.
Disque de Phaistos 1850–1400 av. J.-C.
Xylographie 200 ap. J.-C.
Typographie 1450
Taille-douce années 1430
Imprimerie 1439
Lithographe 1796
Chromolithographie 1837
Presse rotative 1843
Flexographie années 1890
Impression offset 1903
Sérigraphie 1907
Sublimation 1957
Photocopieur années 1960
Tampographie années 1960
Imprimante laser 1969
Imprimante par matrice de points 1970
Imprimante thermique
Jet d’encre 1976
Impression numérique 1993
Impression 3D
Imprimante laser Apple LaserWriter Pro 630.
Fuji Xerox colour laser printer C1110B.

Une imprimante laser est un type d’imprimante permettant la reproduction haute qualité de textes et de graphiques. Les imprimantes laser utilisent un procédé d’impression xérographique (ou électrophotographique), mais se distinguent des photocopieurs par le fait que l’image est produite par le balayage direct d’un faisceau laser à travers le tambour interne (drum) de l’imprimante.

Sommaire

Imprimantes laser

Les imprimantes laser ont plusieurs avantages sur les autres types d’imprimantes. À la différence des imprimantes matricielles, les imprimantes laser peuvent reproduire des compositions de textes et graphiques, avec des fontes de caractères variées et des images tramées. Plutôt que de l’encre, les imprimantes laser utilisent une poudre noire, le toner ; elles ne nécessitent pas de papier spécial, à la différence des imprimantes à tête thermique, dans lesquelles les motifs peuvent baver si le papier thermosensible vient au contact d’une source de chaleur.

Les avantages des imprimantes laser sur les imprimantes à jet d’encre comprennent une meilleure résolution, l’absence d’éclaboussures, et un coût par page plus faible. La vitesse d’impression est plus rapide, car la page est traitée directement dans son ensemble, alors qu’un dispositif jet d’encre imprime une série de bandes étroites rapprochées. Cependant, les imprimantes laser noir et blanc produisent toujours des images tramées et, sauf les modèles haut de gamme, sont moins performantes dans la reproduction d’images à ton continu telles que les photographies.

Les imprimantes laser les plus lentes produisent environ quatre pages par minute (ppm), et sont relativement bon marché. Cependant, la vitesse des imprimantes varie beaucoup et dépend de nombreux facteurs, dont l’intensité graphique des motifs à imprimer. Les modèles les plus rapides sont capables d’imprimer plus de 200 pages monochromes à la minute (12 000 pages à l’heure). Les imprimantes laser très haute vitesse sont utilisées pour les courriers de masse ou les documents personnalisés tels que les relevés de cartes bancaires. Les imprimantes laser couleur les plus rapides peuvent imprimer jusqu’à 60 pages à la minute (3 600 pages à l’heure).

Le coût de cette technologie dépend du coût du papier, du coût de remplacement du toner, de celui du tambour, ainsi que de celui d’autres consommables tels que les pièces de l’unité de fixation (fuser). Souvent, les imprimantes à tambours en plastique souple ont un coût de maintenance qui n’apparaît que quand celui-ci doit être remplacé.

Une imprimante recto-verso peut permettre de réduire de moitié les coûts de papier, le volume de classement et le poids au sol. Après avoir été longtemps disponibles uniquement sur les imprimantes haut de gamme, les dispositifs recto-verso se trouvent désormais sur les imprimantes de bureau de milieu de gamme, bien que toutes les imprimantes ne puissent pas accueillir un tel système. Par ailleurs, l’impression recto-verso peut ralentir l’impression en raison du chemin plus compliqué que doit suivre le papier.

Historique

Le premier prototype d’imprimante laser a été créé par Xerox, suite à la modification d’un photocopieur en 1971 par un chercheur du Xerox Palo Alto Research Center[1] (PARC), Gary Starkweather[2]. L’impression laser est ensuite devenue un marché de plusieurs milliards de dollars pour Xerox.

La première imprimante laser commercialisée fut le modèle 3800[3] produit par IBM en 1976, utilisée pour l’impression à gros volumes de documents tels que des factures et des étiquettes d’expédition. Ce modèle, qui était l’ancêtre des imprimantes récentes utilisées avec des PC, était beaucoup plus volumineux. Cependant, il avait été conçu pour des objectifs différents. De nombreux modèles 3800 sont encore utilisés.

La première imprimante laser conçue pour être utilisée avec un ordinateur personnel est sortie en 1977. Il s’agit du modèle Xerox Star 8010[4]. Cependant, bien qu’il soit très novateur, le Star était un dispositif onéreux qui n’a été acheté que par un nombre réduit de laboratoires et d’institutions. Lorsque les PC ont été plus répandus, la première imprimante laser destinée à un marché de masse a été la HP Laserjet[5] 8 ppm de Hewlett-Packard, sortie en 1984. Elle utilisait un moteur Canon Inc. contrôlé par un logiciel HP. L’imprimante HP Laserjet a été suivie par d’autres imprimantes laser proposées par Brother[6] (1987), IBM

L’imprimante laser a joué un rôle particulièrement remarquable dans la popularisation de la publication assistée par ordinateur (PAO) avec l’introduction de l’Apple LaserWriter pour Macintosh, et du logiciel Aldus Pagemaker, en 1985. Avec ces deux produits, les utilisateurs pouvaient créer des documents qui auparavant auraient requis une composition professionnelle.

Comme la plupart des dispositifs électroniques, le coût des imprimantes laser a chuté avec les années. En 1985, la HP LaserJet était vendue 2 995 dollars et pesait plus de 32 kilos. L’Apple LaserWriter, qui comprenait un processeur plus puissant et le langage de description de page PostScript, coûtait près de 7 000 dollars. En 2006, une imprimante laser comparable, qui possède beaucoup plus de mémoire, une vitesse d’impression plus grande et dispose de la fonctionnalité recto-verso, peut être achetée environ 300 dollars.

Principe de fonctionnement

Une tête d’imprimante laser démontée.

Une impression laser peut être décomposée en six étapes :

  1. Charge du tambour : un câble corona (dans les anciennes imprimantes) ou un rouleau de charge primaire projette une charge électrostatique sur un tambour en rotation (recouvert d’un plastique spécial ou de grenat).
  2. Écriture : l’unité de pilotage de l’imprimante, ou RIP (Raster Image Processor), convertit les données à imprimer en une image tramée pouvant être projetée sur le tambour. Le laser est dirigé sur un miroir mobile qui le renvoie, via un système de lentilles et de miroirs, sur le tambour photosensible. L’utilisation de lasers (souvent des diodes lasers) est justifiée par le fait qu’ils génèrent un faisceau lumineux cohérent avec un haut degré de précision. À chaque fois que le laser frappe le tambour, la charge électrique locale est inversée, créant ainsi une image électrophotographique latente sur la surface du tambour.
  3. Développement : la surface du tambour passe à travers le toner, un bain de particules très fines de poudre de plastique mélangée avec de l’encre ou de suie. Les particules chargées du toner sont électrostatiquement attirées par le tambour, aux endroits où le laser a écrit l’image latente.
  4. Transfert : le tambour est pressé ou roulé sur le papier, transférant ainsi l’image.
  5. Chauffage : le papier passe ensuite par l’unité de fixation (fuser), un système de rouleaux chauffants (jusqu’à 200 °C). Sous l’effet de la pression et de la température, la poudre plastique se fixe sur le papier.
  6. Nettoyage : lorsque l’impression est terminée, une lame en caoutchouc, électriquement neutre, enlève l’excès de toner sur le tambour et le dépose dans un réservoir. Enfin, un balayage lumineux (par lampe à décharge ou diode électroluminescente) permet d’éliminer les charges résiduelles du tambour.

Ces étapes peuvent être implémentées de différentes manières.

  • Ainsi, certaines imprimantes « laser » utilisent en fait une rangée de diodes électroluminescentes…) pour illuminer le tambour (voir imprimante à DEL).
  • Le toner peut contenir soit de la cire, soit du plastique qui fond lorsque le papier passe dans l’unité de fixation.
  • Le papier ne contient pas obligatoirement des charges opposées.
  • L’unité de fixation peut être un four à infrarouge, un rouleau chauffant ou (dans des imprimantes très rapides et très coûteuses) une lampe flash à xénon. L’échauffement que subit une imprimante laser lors de son allumage est dû en grande partie au chauffage de l’unité de fixation.
  • De nombreuses imprimantes possèdent un mode « économique » permettant d’économiser le toner, avec en contrepartie un contraste un peu plus faible.
  • Les imprimantes laser couleur fonctionnent selon le même principe, en ajoutant du toner coloré (souvent, mais pas exclusivement, du cyan, du magenta et du jaune, voir quadrichromie) en plusieurs passes, ou sur certains des modèles les plus récents, en une seule passe.

Outre ces composants, la maintenance comprend l’aspiration des poussières dans la machine, et le nettoyage ou le remplacement des rouleaux guidant le papier. Ces rouleaux possèdent un épais revêtement en caoutchouc qui se couvre de poussière de papier et subit l’usure du temps. Ils peuvent en général être nettoyés avec un chiffon humide sans peluches. Des solutions chimiques spéciales peuvent rendre au caoutchouc ses propriétés de traction du papier.

Marques stéganographiques et anti-contrefaçon

Petits points jaunes générés par une imprimante laser couleur (échelle : 0,1 mm).

Certaines imprimantes laser couleur modernes marquent les impressions avec une trame quasi invisible de points à des buts d’identification[7]. Les points, jaunes et d’environ 0,1 mm, sont situés sur une trame d’environ 1 mm. Selon l’Electronic frontier foundation, ces marques sont le résultat d’un accord entre le gouvernement américain et les fabricants d’imprimantes pour aider à identifier les faussaires.

Notes et références

  1. (en) Historique du Palo Alto Research Center.
  2. (en) Biographie de Gary Starweather sur le site de Microsoft.
  3. (en) D. McMurtry, M. Tinghitella & R. Svendsen, Technology of the IBM 3800 Printing Subsystem Model 3, IBM Journal of Research and Development, vol. 28, no 3, p. 257 (1984), [présentation en ligne], [pdf] [lire en ligne].
  4. (en) Historique de Xerox.
  5. (en) Historique de HP pour les années 1980.
  6. (en) Historique de Brother.
  7. (en) Votre imprimante vous espionne-t-elle ?, article de l’Electronic frontier foundation.

Voir aussi

Articles connexes

Liens externes

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