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         Révision : 17 novembre 2000
Les presses numériques dans l'imprimerie
Éliane Rousset, Jocelyne Rouis et Jean-Claude Sohm - EFPG/CERIG
(06 novembre 2000)
IV - Le Computer To Print
Sous le terme générique de Computer To Print, se retrouvent 2 grands types de technologies :
   le jet d'encre couleur ;
  les procédés électrophotographiques, qui sont de loin les leaders sur ce secteur.
La famille des techniques électrophotographiques se subdivisent en quatre types principaux de matériels :
   les copieurs ou photocopieurs laser en couleur ;
  la famille Indigo basée sur le transfert à 100 % de l'Electroink ;
  les presses électrophotographiques représentées principalement par la DCP de Xeikon et la Chromapress d'Agfa.
  la NexPress issue d'un partenariat entre Kodak et Heidelberg.
 
IV-1 Les presses à jet d'encre en couleur

Le jet d'encre est un système d'impression produisant des images directement sur papier à partir de données numériques.

Basé sur la création et la mise en mouvement de gouttes d'encre chargées électrostatiquement et éventuellement déviées, le jet d'encre donne lieu à de nombreuses variantes. On distingue essentiellement les méthodes de type jet continu (CIJ : Continuous Ink Jet) et celles du type goutte à la demande (DOD : Drop On Demand).

Dans la technique du jet continu, les gouttes sont émises en continu. Leurs trajectoires sont contrôlées par charge et déviation électrostatiques. Lorsque la charge est binaire, ce sont généralement les gouttes non chargées qui impriment. Lorsque la charge est proportionnelle, la déviation peut être variable. Cette dernière méthode, relativement lente, convient aux impressions à basse résolution et de faible coût. Par contre la technique binaire, qui comporte un jet par position de point imprimant, se prête à des organisations parallèles très rapides. Les gouttes non utilisées pour l'impression sont récupérées dans une gouttière et recyclées.

Au lieu d'émettre les gouttes en continu et de n'en utiliser qu'une très faible proportion (quelques pourcents), les approches dites goutte à la demande n'engendrent que les gouttes strictement nécessaires à l'impression. Cela se traduit par une complexité moindre (ni déflexion, ni gouttière, ni recyclage), des orifices plus gros (# 100 microns) donc plus fiables, car moins enclins à se boucher. En revanche, les vitesses sont beaucoup plus faibles. La création des gouttes se fait soit par extraction électrostatique, soit par éjection mécanique (piézoélectrique), soit par excitation thermique (bubble jet).

La principale limitation des machines à jet d'encre est leur faible résolution, soit 300 dpi pour la plupart d'entre elles. Cependant, pour l'impression en couleur, la taille de la gouttelette peut devenir suffisamment faible pour que la résolution atteigne 1600 dpi. Le problème de la résolution se pose lorsque la vitesse augmente, à cause de l'étalement de la goutte sur le support. La basse résolution se remarque surtout dans l'impression de texte ou de lignes.

Une autre limitation de ces machines réside dans la gestion du flux de données numériques, l'image étant totalement renouvelée ou modifiée à chaque impression. De plus, pour obtenir une impression de qualité, il faut utiliser du papier couché, dont le prix peut devenir un facteur limitant.

 
IV-1-1 Scitex Digital Printing

Scitex Digital Printing, filiale à 100 % de Scitex Corporation, et spécialiste du jet d'encre continu (CIJ) binaire à grande vitesse, a présenté à la DRUPA 2000 une machine très rapide, la VersaMark. Cette presse imprime à la fois du texte et des images, en noir et blanc ou en couleur , à la vitesse maximale de 150 mètres à la minute, et à la résolution de 600 dpi.
Dans sa version complète, la VersaMark est capable d'imprimer en recto-verso une bande de 50 cm de laize à la vitesse de 1,5 m/min. Les domaines d'applications sont assez divers : tickets, formulaires, magazines et même l'édition. Scitex Digital Printing compense la faible vitesse du jet d'encre par une démultiplication des buses disposées en rangée (technique du rideau d'encre). Une tête d'impression peut ainsi couvrir une largeur plus importante.

Les perfomances de cette tête d'impression ont conduit Scitex Digital Printing à rechercher des partenariats pour exploiter cette technologie sur d'autres matériels :

   à ce jour, un accord a été conclu avec une société suisse Matti Technology qui a équipée la DataRunnar Mark II avec la tête d'impression de la VersaMark ;
  un autre accord a également été conclu avec une société japonaise Miyakoshi (site web en construction...) qui a, elle aussi, équipée une presse 4 couleurs avec la tête d'impression de la Versa Mark. Cette presse est plus compact que la presse de Scitex Digital Technology et présente un meilleur repérage des couleurs dû à une constance dans la tension du papier. Des discussions seraient d'ailleurs en cours pour que Scitex puisse vendre cette machine sous son nom.

D'autres systèmes à jet d'encre sont utilisés pour des tirages courts, et des larges formats.

 
IV-1-2 Les nouveaux acteurs

Depuis la Drupa 2000, de nouveaux acteurs se sont positionnés sur le marché du jet d'encre en proposant d'élargir considérablement la palette de supports à imprimer depuis le papier, le plastique jusqu'à des feuilles d'aluminium. Ceci a été rendu possible grâce à l'amélioration de la technologie jet d'encre piezo permettant l'impression sur tous types de supports plastique, carton, bois ,verre, ... et surtout grâce au développement des encres qui adhèrent et sèchent sur ces différents supports. La plupart de ces acteurs ont développés des matériels à partir de la technologie de Xaar, société anglaise spécialisée dans les têtes d'impression pour le jet d'encre.

Parmi les nouveaux acteurs de cette catégorie, nous en retiendront particulièrement deux : Barco Graphics qui vient de lancer une presse baptisée "The.Factory" (prononcer : The Dot Factory), et Aprion Digital qui présentait une presse numérique 6 couleurs soit à bobines, soit à feuilles.

La The.Factory est la première machine à utiliser la dernière technologie de Xaar, une tête d'impression à niveaux de couleurs. Cette machine, bobine à bobine avec une laize de 63 cm, est conçue pour imprimer en 4 ou 6 couleurs avec une résolution de 360 dpi. Elle atteindrait la vitesse de 21 mètres/min. En utilisant des encres UV de Avecia, elle peut imprimer sur des supports aussi variés que les papiers peints, des feuilles d'aluminium, du vinyl ou du papier. Elle sera commercialisée au premier trimestre 2001.

Aprion Digital est une filiale de Scitex. Elle utilise le jet d'encre du type goutte à la demande (DOD). Ses deux points forts sont la tête d'impression MAGIC (Multiple Array Graphic Inkjet Color) qui atteint 600 dpi, et les encres destinées aux substrats les plus variés. La tête d'impression jet d'encre est multi-couches, ce qui améliore l'arrivée d'encre et permet d'augmenter la vitesse d'impression. Ces développements sont préssentis comme pouvant déboucher sur une presse qui viendrait concurrencer l'offset. On trouvera sur le site web d'Aprion une description rapide de deux presses utilisant cette technologie, et visant respectivement le marché de la décoration et celui de l'emballage.

 
IV-2 Les presses électrophotographiques

Si, dans la technique jet d'encre, l'image est visible dès sa création, on passe avec l'électrophotographie à une technique d'impression caractérisée par la notion d'image latente. Il s'agit d'une image intermédiaire qui reste provisoirement invisible, bien que contenant déjà toute l'information de l'image finale. L'agent de développement est un toner. Le terme générique de xérographie provient d'ailleurs d'un terme grec xéros qui signifie sec. Les toners se présentent sous trois formes différentes :

   des solides bicomposants : constitués de deux types de particules. D'une part des fines particules de toner (environ 10 µm), mélange de polymère thermofusible, de noir de carbone et de divers agents et d'autre part des "transporteurs" billes de 100 à 200 µm assurant le transport du toner.
  des solides monocomposants : constitués par un seul type de particules rendues magnétiques par inclusion dans la masse du polymère d'un très grand nombre de grains d'oxyde métallique.
  des liquides : constitués d'un suspension de très fins pigments colorés (1 µm) dans un liquide à base d'hydrocarbures.
 
IV-2-1 Copieurs laser en couleur

Notons d'abord que ces copieurs, basés sur une technologie électrophotographique classique, sont principalement destinés à de très courts tirages, souvent inférieurs à 500 exemplaires.

Les copieurs de Canon, ou ceux  de Xerox, sont de bons exemples de copieurs laser en couleur. Le copieur Canon CLC900 est une machine numérique, offrant une résolution de 400 dpi, et imprimant 7 exemplaires A4 à la minute. Les copieurs de Xerox fonctionnent de manière similaire, mais leur résolution atteint 600 dpi.

À la frontière des presses numériques à proprement parler, la machine Scitex Spontane ou la Xerox Docucolor 40CP sont très intéressantes. Elles impriment en couleur, à 400 dpi, à la vitesse de 40 pages A4 par minute. Le coût de la page est la moitié de celui d'une page imprimée par la presse Indigo, par exemple. Ces presses constituent une solution attractive pour les courts tirages.

 
IV-2-2 L'approche d'Indigo

La société israélienne Indigo a été créée en 1977, mais c'est seulement en 1993 qu'elle fit son apparition sur le marché des presses numériques en couleur, avec le modèle E-Print 1000. Cette machine met en oeuvre un procédé d'insolation laser, et utilise des encres liquides (Electroink, de Toyo Ink, Japon) de granulométrie très fine. Le système comporte un cylindre photoconducteur, le PIP (Photo Imaging Plate), et un blanchet. Le cylindre photoconducteur est préalablement chargé négativement par effet corona. Un laser décharge les zones qui deviendront plus tard les zones imprimantes. L'encre est alors injectée sur le PIP. Les zones qui sont restées chargées repoussent l'encre vers le cylindre développeur qui la recycle vers le réservoir. Le blanchet, chauffé à 85 °C, transfert ensuite l'encre à 100 % au support papier qui est froid (20 °C). Le procédé est assez lent, puisque les couleurs sont imprimées l'une après l'autre (dans l'ordre J, M, C, N), mais il convient aux faibles tirages personnalisés.

A la dernière DRUPA, la société Indigo a montré sa volonté de maintenir sa position de leader sur ce secteur, en déclinant sa technologie dans une gamme très étendue de machines, destinées à plusieurs types d'activités, de l'impression commerciale à l'emballage :

  Ebony est une presse monochrome d'entrée de gamme. Elle atteint des vitesses élevées (136 pages A4 par minute) ;
  E Print Pro + est une presse 4 couleurs d'entrée de gamme. Introduite sur le marché en 1999, elle est parfaitement adaptée aux des tirages compris entre 20 et 500 copies. Une version noir et blanc existe en option ;
  TurboStream est une presse 6 couleurs. Produit phare d'Indigo, introduite sur le marché en 1998, elle est destinée à tous les types de travaux, et imprime (comme la précédente) 34 pages A4 par minute ;
   UltraStream 2000 et  UltraStream 4000. Ces machines, introduites sur le marché à la fin de 1999, se présentent comme des presses numériques 7 couleurs, et permettent d'imprimer respectivement 68 et 136 pages A4 par minute ;
  Publisher 4000 et 8000 sont des rotatives numériques 7 couleurs à double groupe. Elles offrent la possibilité d'imprimer respectivement 136 et 272 pages de format A4  en couleur par minute ;
  Omnius WebStream 100, 200 et 400 sont des presses principalement destinées à l'impression d'étiquettes permettent des débits de 16, 32 et 64 mètres par minute en 4 couleurs pour des bobines de 320 mm de laize. Elles ont été introduites en 1995 ;
  Omnius MultiStream est une presse couleur au format A3, débitant 1000 pages à l'heure, et capable d'imprimer sur des supports variés.
La société Indigo a passé des accords avec Hewlett Packard pour développer de nouveaux produits et explorer de nouveaux marchés. La société vend ses presses directement, mais également à travers le réseau commercial d'autres fabricants tels que KBA. Elle reste pour l'instant le numéro des presses couleur à contenu personnalisé, mais l'arrivée sur ce marché de "poids lourds" tels que Xerox ou Heidelberg constitue une menace sérieuse pour son avenir.
 
IV-2-3 La DCPI de Xeikon et la Chromapress d'Agfa

Ces deux machines étaient semblables, si ce n'est que la Chromapress proposait une ligne complète avec le prépresse.  Notons qu'au mois de mai 2000, Agfa a cédé son activité d'impression numérique à Xeikon. Cependant, la Chromapress figure toujours sur le site web d'Agfa.

Le moteur d'impression de la firme belge Xeikon est également utilisé par (les différences entre machines provenant du RIP et du contrôleur) :
   MAN Roland dans sa machine DICOpage ;
  le département Barco Graphics de Barco, dans ses machines DigiPress 32 et DigiPress 50 ;
  IBM dans sa machine InfoColor 70 ;
  Xerox dans une des machines de la famille DocuColor.

Xeikon commercialise deux types de machines actuellement : la CSP 320D machine d'entrée de gamme, et la troisième génération de presses DCP avec deux modèles la DCP 320D et DCP 500D (la présentation flashée de ces machines sur le web ne nous permet pas de créer le lien hypertexte correspondant).
La CSP 320D est une presse électrophotographique destinée au labeur, elle est composée de huit postes d'impression, quatre de chaque côté. Chaque groupe est constitué d'un cylindre photoconducteur, d'une tête d'impression laser et d'une station de nettoyage. Chaque cylindre est directement insolé par un laser avec une résolution de 600 dpi (création de l'image latente) pour un format maximum de 320 x 470 mm. Les futures zones imprimantes restées chargées positivement  pourront accueillir le toner négatif.
Les nouvelles presses DCP sont caractérisées par une augmentation de la vitesse d'impression pour atteindre 3900 feuilles A4 imprimées recto-verso en couleur par heure. Elles intègrent également une nouvelle technologie de l'ensemble toner/révélateur, issue d'une collaboration avec IBM, permettant de proposer entre autres l'utilisation de nouveaux pigments de couleur et une amélioration du procédé.

Ce procédé impose cependant certaines contraintes dans le traitement du papier, ce qui entraîne :
   l'existence d'une unité de conditionnement de la bande ;
  la mesure de la conductivité de surface (charge) avant l'entrée dans l'unité d'impression électrophotographique ;
  l'utilisation d'un four réalisant une température uniforme des deux côtés de la feuille, pour fixer les quatre couches de toner, et assurer la tenue de l'impression. Avec un système de refroidissement, l'ensemble apporte la stabilité dimensionnelle nécessaire à la finition.
L'impression recto/verso permet une plus grande vitesse et garantit une bonne mise en registre des deux faces.

Chez Xerox, la presse DocuColor 130CSX assure une production de 130 ppm sur des papiers couchés de grammage inférieur à 170 g/m2 (et de 100 ppm pour des papiers de grammage supérieur), avec une résolution de 600 dpi et 64 niveaux de gris.

 
IV-2-4 La NexPress 2100

Cette nouvelle presse numérique couleur feuilles est développée en partenariat par Kodak et Heidelberg (le site web correspondant est encore en construction). Elle utilise la technologie de l'électrophotographie pour créer l'image, mais elle est construite sur le principe d'une presse offset avec blanchet.

Le modèle 2100 a été présentée pour la première fois à la Drupa 2000. Sur le plan technique cette presse utilise un cylindre photoconducteur comme dans les imprimantes laser mais le dispositif de création d'image est ici une matrice LCD (Liquid Crystal Display, ou affichage à cristaux liquides). L'agent de développement est un toner qui est transféré au papier via un blanchet. Le toner est fondu par effet thermique en sortie de machine. Dans son design, cette presse s'apparente à l'E Print 1000 de Indigo, avec toutefois une différence notable. Alors qu'Indigo utilise un seul cylindre pour toutes ces couleurs, la NexPress est configurée avec 1 cylindre par couleur. Le modèle initial est configuré pour quatre couleurs, mais une cinquième couleur peut être envisager dans un avenir proche. La résolution de la tête d'impression de ce système à matrice LCD, est de 600 dpi. La vitesse d'impression de cette machine est de 70 pages A4 par minute en recto et 35 pages A4 par minute en recto-verso. Cette presse accepte les papiers offset standards de 80 à 300 g/m2, ainsi que les différents supports tels que films minces ou transparents. Elle est capable d'imprimer des données variables à pleine vitesse, c'est à dire que chaque exemplaire peut-être différent.  Elle sera commercialisée à partir du milieu de l'année 2001.

 
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