Comment fonctionnent les imprimantes laser ?
En trois décennies, l'imprimante laser a transformé notre façon d'imprimer, en mettant d'abord l'impression noir et blanc de haute qualité à la portée de toutes les entreprises, puis en inspirant une révolution de la publication assistée par ordinateur, puis en s'adressant aux plus petits bureaux et aux domicile.
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Même maintenant, l'imprimante laser est omniprésente dans les entreprises, où elle est toujours imbattable pour les charges de travail à grande vitesse et à volume élevé. Mais comment fonctionne une imprimante laser ? Comment une combinaison de lasers, de tambours chargés et de toner produit-elle le texte et les images que nous voyons sur la page ?
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L'histoire du processus
Tout d'abord, une brève leçon sur l'histoire des imprimantes laser. L'imprimante laser repose sur les principes de l'électrophotographie - un processus développé par un avocat américain en brevets, Chester Carlson, en 1938. Carlson a découvert que vous pouviez créer une copie d'une page de texte en réfléchissant la lumière des zones blanches du papier sur un tambour chargé.
La lumière neutralisait la charge sur le tambour, de sorte que lorsque des particules de poudre fine, sèche et colorée chargées de manière opposée étaient appliquées sur les zones non exposées, elles collaient. Ce toner pouvait ensuite être enroulé du tambour sur une feuille de papier, où la chaleur et la pression le feraient fondre en place. L'invention de Carlson a conduit à la fois aux premiers photocopieurs et à la création d'une entreprise qui est devenue synonyme de photocopie - Xerox.
En 1969, un chercheur de Xerox nommé Gary Starkweather a poussé l'électrophotographie un peu plus loin. Au lieu d'utiliser un procédé photographique pour créer l'image sur le tambour, se dit-il, pourquoi ne pas utiliser un laser pour dessiner une image numérique ? Huit ans plus tard, Xerox a lancé son système d'impression électronique 9700 : une des premières imprimantes laser.
La technologie de Xerox fonctionnait, mais elle n'était pas prête pour le marché de masse. Cela a nécessité un partenariat unique d'innovateurs. Au milieu des années 1970, Canon, après avoir développé un prototype d'imprimante laser, a demandé à HP s'il serait intéressé à aider à apporter la technologie à une imprimante commerciale. Cela a conduit au développement de la première imprimante laser de HP - la HP 2680A (voir la charmante photo promotionnelle ci-dessus). De là est né le premier laser grand public, l'original HP LaserJet de 1985.
À l'intérieur de l'imprimante laser
Alors que la technologie LaserJet a radicalement changé au cours des 30 dernières années, le processus de base est toujours fondamentalement le même. Les instructions sont envoyées d'un PC à l'imprimante sous la forme d'un langage de commande d'imprimante (PCL), qui indique à l'imprimante quel texte imprimer, où l'imprimer et comment le styliser, tout en décomposant tous les éléments graphiques en PCL code. Un processeur d'image raster (RIP) sur l'imprimante convertit ensuite ces instructions en image à imprimer sur la page finie.
Mais comment cette image arrive-t-elle là-bas ? Tout d'abord, une charge négative est appliquée à un tambour cylindrique par un rouleau de charge primaire ou un fil corona. Ensuite, un laser, travaillant à travers un agencement de lentilles et de miroirs, grave l'image créée par le RIP sur la surface du tambour une ligne à la fois. Les zones frappées par le laser ont une charge plus positive. Cela signifie que, lorsque du toner chargé négativement est transféré à la surface du tambour, il adhère aux zones marquées par le laser et tombe des zones qui restent chargées négativement.
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Le toner est ensuite transféré de la surface du tambour au papier par un rouleau de transfert, qui applique une charge positive sur la face inférieure du papier, attirant le toner chargé négativement du tambour.Le toner étant maintenu en place par l'électricité statique, il est transmis à une unité de fusion, qui utilise une combinaison de chaleur et de pression pour fixer le toner de façon permanente.
Les lasers noir et blanc et couleur utilisent tous deux le même processus de base, mais avec une différence clé. Dans une imprimante laser monochrome, il n'y a qu'un tambour et une cartouche de toner, mais dans une imprimante laser couleur, vous trouverez quatre cartouches - cyan, magenta, jaune et noir - chacune avec son propre tambour, toner et rouleaux de charge primaire et mécanismes associés .
En fait, la majorité de la technologie d'un laser couleur réside dans les cartouches de toner, tandis que la formulation du toner est cruciale pour la qualité d'impression, les performances et la fiabilité. Lorsque les fabricants exhortent les utilisateurs à s'en tenir aux cartouches de toner d'origine, c'est parce qu'ils savent que ces cartouches sont mécaniquement solides et fiables, et que le toner utilisé est celui conçu pour cette gamme d'imprimantes.
Avantages et limites de l'imprimante laser
En tant que système, le processus d'impression laser est incroyablement efficace. Les raffinements ont vu les vitesses passer de moins d'une page par minute (ppm) à plus de 50 ppm, tandis que les résolutions ont plus que quadruplé. De plus, les imprimantes laser ont historiquement bénéficié de plusieurs avantages par rapport aux technologies d'impression concurrentes, comme les imprimantes à jet d'encre ou à encre solide.
Les lasers produisent des textes nets et des graphiques lumineux en couleur, même sur du papier ordinaire, et il y a peu de différence de vitesse d'impression entre la couleur et le noir et blanc. L'impression laser est également une technologie fiable, permettant aux imprimantes laser de gérer des charges de travail mensuelles comprises entre 4 000 et 15 000 pages.C'est pourquoi les imprimantes laser constituent toujours la majorité des imprimantes de groupe de travail prêtes pour l'entreprise, bien que les derniers jets d'encre offrent désormais une concurrence féroce.
Néanmoins, certaines limitations freinent le laser. Premièrement, les particules de toner dans une cartouche passent beaucoup de temps à parcourir les mécanismes, ce qui signifie qu'elles ont tendance à se dégrader avec le temps. Cela rend impossible l'utilisation de tout le toner de la cartouche, donc une partie est gaspillée. Deuxièmement, l'unité de fusion de l'imprimante laser a besoin de beaucoup de chaleur pour fusionner le toner sur le papier, ce qui augmente les factures d'énergie et a un impact négatif sur l'environnement.
HP ouvre la voie dans ce domaine, avec de nouvelles formulations de toner et une nouvelle gamme d'imprimantes – la série LaserJet M – qui sont plus petites, plus rapides et plus économes en énergie. Grâce à la recherche, au développement et à l'innovation continus, l'imprimante laser ne fera que se renforcer.
Qu'est-ce que le toner ?
Les premières imprimantes laser utilisaient un mélange de résines, de pigments et de divers additifs, mélangés à chaud pour former une pâte, puis refroidis et pulvérisés en une poudre sèche. Le toner fonctionne mieux lorsque les particules ont une taille et une forme aussi uniformes que possible. Ces toners ont donc été tamisés pour éliminer les particules les plus petites et les plus grosses. Les toners pulvérisés sont encore utilisés dans de nombreuses imprimantes laser aujourd'hui, bien que la taille des particules soit maintenant une fraction de ce qu'elle était autrefois.
En 1997, cependant, HP a commencé à utiliser un processus chimique pour faire croître les particules de toner cyan, magenta et jaune à utiliser dans ses imprimantes laser phares, chaque petite particule sphérique étant développée à partir d'un noyau jusqu'à la taille et la forme exactes requises. Il en a résulté un toner plus contrôlable et plus fluide à travers la cartouche et le moteur d'impression, améliorant les vitesses d'impression, la résolution et le nombre de pages pouvant être imprimées par chaque cartouche. Désormais, tous les toners HP ColorSphere et ColorSphere 3 sont produits de cette manière, la dernière version enveloppant un noyau d'encre souple à l'intérieur d'une coque extérieure durable, garantissant à la fois des rendements de page plus élevés et permettant au toner de fusionner à un point de fusion inférieur.
Les images sont protégées par le droit d'auteur HP et Musée de l'informatique HP .
