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A.
Les imprimantes à aiguilles
a)
Une concurrence discutée sur le marché
Lorsque
les premiers PC faisaient leur apparition sur le marché,
on classait alors les imprimantes en deux catégories,
les imprimantes à marguerite (qui aujourd'hui ont
complètement disparues du marché), et les
imprimantes à aiguilles. Même si elles permettaient
une qualité d'impression correcte, les imprimantes
à marguerites étaient très lentes et
très bruyantes. Mais elles permettaient aussi le
changement d'écriture, ou police de caractères
grâce à de nombreuses manipulations. Pour passer
le plus souvent à l'italique ou au caractère
gras, il fallait en effet changer la roue, appelée
marguerite, portant les caractères ( d'où
son nom). Ces imprimantes effectuer alors le caractère
gras en frappant deux fois le même caractère
mais avec un léger décalage horizontal. Les
imprimantes à aiguilles quant à elles sont
toutes aussi bruyante et n'offrent pas une si bonne qualité
d'impression. L'avantage est qu'elles sont plus rapides
et moins cher que les imprimantes marguerites. C'est d'ailleurs
peut-être la raison pour lesquelles elles tiennent
toujours une place sur le marché, contrairement aux
imprimantes marguerites.
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La
production d'une image sur une feuille de papier s'effectue
grâce à plusieurs tiges métalliques, des
aiguilles, et grâce à un ruban placé entre
les aiguilles et le papier. Les caractères sont donc
formés par des points, qui sont le résultat
du choc des aiguilles permettant le transfert de l'encre du
ruban vers le papier. C'est le nombre de points qui constituera
le caractère qui déterminera la qualité
d'impression.. Par contre c'est le nombre d'aiguilles que
contiendra la tête d'impression qui déterminera
la vitesse de l'impression. En effet, une imprimante possédant
une tête à 9 aiguilles produira la même
qualité mais sera moins rapide qu'une tête disposant
de 24 aiguilles.
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c)
La résolution
Pour
obtenir une résolution verticale, les imprimantes modernes
possèdent aujourd'hui des suites d'aiguilles disposées
en colonnes, permettant ainsi d'obtenir en une seule passe
de points se chevauchant et augmentant la rapidité
de l'impression.
La résolution horizontale quant à elle dépend
de la vitesse de frappe des aiguilles et du déplacement
de la tête d'impression.. Si l'on possède une
imprimante assez lente, pour obtenir des points qui se chevauchent,
il faut ralentir la vitesse de la tête d'impression.
On utilise à lors une technique qui consiste à
imprimer les points lors d'une première passe, et les
points impairs lors d'une deuxième passe.
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B.
Les imprimante laser
a)
Présentation
L'imprimante
laser fit son apparition afin de remplacer les imprimantes
matricielles. Ces dernières imprimaient les caractères
sur des lignes et sa vitesse était mesurée en
caractères par seconde (cps) ou en ligne par seconde
( lps). Même si elles convenaient parfaitement pour
l'impression de texte, la performance était très
discutable au niveau de la qualité d'impression notamment
pour les graphiques, en effet la réalisation étant
sous forme de bandes horizontales, l'alignement de ces bandes
laissait bien souvent à désirer. Sans oublier
que l'impression des documents était aussi très
lente. L'apparition de l'interface graphique qui permet alors
d'employer de multiples polices de caractères de toutes
tailles et de mélangerle texte et les graphiques, a
permi à l'imprimante laser de faire elle aussi son
apparition sur le marché.Il était bien sûr
en effet d'utiliser une imprimante beaucoup plus performante
que la matricielle, et qui permettrait d'obtenir une qualité
de documents plus appropriée aux utilisateurs.
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b)
Le fonctionnement
L'obtention
d'une image par une imprimante laser s'effectue par électrostaticité.C'est
un procédé complexe qui s'effectue à
l'intérieur de ce mécanisme. Tout d'abord, un
rayon laser frappe, par l'intermédiaire d'un miroir,
la surface d'un tambour. Cette surface est alors traitée
de sorte que les points frappés par le laser développe
une charge électrostatique. L'image de la page est
alors inscrite sur le tambour. Cha que point qui sera frappé
par le laser correspondra à un point noir. Pour les
points blancs, le laser est éteint et le tambour ne
reçoit pas de charge.
Un encre solide en poudre, appelée toner, est déposée
sur un cylindre. Cette poudre sera alors retenue par les points
chargés éléctrostatiquement et sera déposée
sur le papier. La feuille passe ensuite entre deux rouleaux
chauffants qui exercent une pression importante, et qui permettra
grâce à la chaleur ( pour faire fondre la poudre
) d'incruster l'encre dans le papier.
c)
L'impression
L'impression
avec une imprimante laser est beaucoup plus rapide et de meilleure
qualité qu'avec une imprimante à aiguilles.
Sa vitesse est mesurée en pages par minute ( ppm ),
mais il faut bien sûr distinguer la vitesse du moteur
d'impression et la vitesse réelle obtenue. il est vrai
que l'on utilise plus facilement l'imprimante laser pour imprimer
des pages complexes, qui contiennent des graphiques et des
textes, et même des photos. C'est en fait l'eléctronique
de l'imprimante, grâce à un programme, qui est
capable de calculer la disposition de chaque point sur la
ligne.
C.
Les imprimantes jet d'encre
a)
Un choix intéressant
L'imprimante
à jet d'encre a été construite dans le
but de remplacer l'imprimante laser. En effet même si
celle-ci possède de nombreuses performances au niveau
de la vitesse, de la qualité d'impression, mais aussi
un fonctionnement très silencieux, son prix d'achat
était beaucoup trop élevé pour les vendre
à des utilisateurs individuels. C'est pourquoi les
constructeurs ont cherché à développer
une technologie, entre autre l'imprimante à jet d'encre,
qui correspond aux même objectifs que l'imprimante laser.
Elle garde donc une bonne qualité d'impression, un
fonctionnement silencieux, elle est moins encombrante, et
le grand avantage et que son prix d'achat est beaucoup moins
cher que l'imprimante laser. Par contre l'inconvénient
le plus observable est la vitesse, qui est nettement inférieure
à celle de l'imprimante laser. En effet l'impression
s'effectue ligne par ligne grâce à une tête
d'impression mobile, tout comme l'imprimante à aiguilles.
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b)
Le fonctionnement
Comme
cité ci-dessus, l'imprimante à jet d'encre dispose
d'une tête d'impression montée sur un chariot
mobile exactement comme sur les imprimantes à aiguilles.
Cette tête d'impression comporte un certain nombre de
trous, ou buses, derrières lesquels se trouve une cavité
appelée chambre de détente. L'encre est alors
amenée par des canalisations, jusqu'à la chambre
de détente, où elle sera chauffée par
une résistance chauffante. Lorsque l'encre se met à
bouillir sous l'effet de la chaleur et provoque la formation
d'une bulle de gaz. L'encre est expulsée de la cavité
lorsque la bulle atteint son maximum produisant ainsi un minuscule
point noire sur le papier.
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c)
Le papier
L'imprimante
à jet d'encre fonctionne avec toutes les sortes de
papier ordinaire et généralement de format A4.
Pourtant il est préférable d'utiliser un papier
spécialement traité afin d'obtenir une meilleure
qualité d'impression possible. Même si le prix
est plus élevé, on observera une qualité
beaucoup plus nette des points. En effet, l'encre étant
déversée sur le papier sous forme liquide, certains
papiers trop absorbant ferait plutôt office de buvard.
Il existe aussi pour une meilleure qualité d'impression
des imprimantes utilisant un système piézo-électrique
qui remplace la résistance chauffante et qui permet
une meilleure propulsion de l'encre. Dans ce système,
ce sont les vibrations d'un morceau de quartz soumis à
un courant électrique qui offrent la propulsion de
l'encre.
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Conseils
Le
choix de l'imprimante qu'elle soit laser ou a jet d'encre
dépend de la fréquence d'utilisation. En effet
car même si l'imprimante est moins cher à l'achat
le coût de revient au niveau des cartouches est plus
élevé que l'imprimante laser. Il est donc préférable
au niveau financier de se procurer une imprimante laser, s'il
s'agit d'imprimer plus d'une dizaine de page par jour, sans
oublier que le débit des pages est beaucoup plus rapide..
Par contre l'imprimante à jet d'encre est tout à
fait satisfaisante pour une quantité d'impression raisonnable.
D'autant plus que le mécanisme d'une imprimante à
jet d'encre n'a pas était conçue pour un usage
intensif.
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Le tramage
est le procédé indispensable qui permet à
partir de quatre encres colorées, le cyan, le magenta,
le jaune et le noir, d'imprimer un document. En effet la question
qui se pose est : Comment, à partir d'une image écran,
composée de pixels, peut-on préparer un document
composé de plusieurs teintes, sur un appareil basé
sur 4 couleurs ? Pour cela c'est l'unité de pilotage
de l'imprimante ou de l'imageuse qui produit la trame. Celle-ci
se présente sous la forme d'une matrice de points de
très petite dimension, d'espacement régulier et
de taille variable. C'est d'ailleurs la taille des points de
la trame, couleur par couleur, qui va recomposer les différentes
nuances de l'image. Bien sûr ces points ne doivent pas
être visibles à l'œil nu, pour obtenir un
bon effet.
1.
L'impression des images en noir et blanc
a)
Principe de fonctionnement
En
observant une photographie publiée dans un journal,
on peut observer que celle-ci n'est en réalité
composée que d'un ensemble de points de différentes
tailles. En effet, les points sont plus " larges "
dans les zones foncées, plus " petits " dans
les zones claires, et " moyens " dans les surfaces
grises. C'est ce qu'on appelle le tramage demi-ton. Cette
technique consiste, en faisant varier la grandeur des points
à créer une illusion de différentes teintes,
à simuler plusieurs niveaux de gris en utilisant uniquement
le noir de l'encre, et le blanc du papier.
Ces points mentionnés ci-dessus, que nous appellerons
cellules, sont en réalités constitués
de points élémentaires que sont les pixels.
Ce sont les plus petits points que l'imprimante est capable
de réaliser. Leur taille exprimée en "
points par pouce " (ppp ou dpi) est l'une des caractéristiques
importante des imprimantes.
Les cellules ont toujours la même taille, donc sont
formés par le même nombre de pixel. C'est donc
le nombre de pixels blancs et de pixels noirs dans une même
cellule, qui déterminera le niveau de gris. Par exemple,
5 nuances de gris sont possibles grâce à une
cellule formée de 2 x 2 pixels.
Avec
3x3 pixels, on obtient 10 niveaux de gris, avec 4x4 pixels,
17 niveaux de gris.
Soit avec une cellule de n x n pixels, on peut produire ( 2n
+1) nuances de gris.
Comme
le nombre de niveaux de gris est proportionnel à la taille
des cellules, le mieux serait d'utiliser des cellules de grandes
dimensions. Pourtant, il faut garder à l'esprit que désormais
ce sont bien les cellules, et non plus les pixels, qui jouent
le rôle de points élémentaire. Donc l'utilisation
de cellules diminue la finesse d'impression. En effet, par exemple,
pour imprimer une image sur une imprimantes de 300ppp avec des
cellules de 5x5 pixels, permet d'obtenir 26 nuances de gris, mais
une résolution réduite à 60ppp ( 300/5)
La mesure de la finesse de la trame ne s'exprime donc pas en "
points par pouce " mais en " points par lignes "
(ppl ou lpi), la largeur d'une ligne correspondant à celle
des cellules. C'est ce qu'on appelle la linéature ( screen
frequency ou screen ruling).
En résumé pour une certaine résolution, plus
la valeur de la linéature est élevée, plus
la trame est fine. Donc la taille des cellules diminue ainsi le
nombre de nuances de gris.
Pour donner un ordre d'idée, les linéatures sont
comprises entre 65 et 85lpi dans les journaux, 120 et 150lpi
dans les magazines, 175 lpi et plus dans les ouvrages d'art
de haute qualité.
c)
La forme
La forme
du point, donc la forme des cellules, a aussi son importance.
Les formes les plus employées sont le point rond et le
point elliptique. Le premier est historiquement le plus employé.
Le deuxième semble être un meilleur choix car il
effectue un travail plus progressif des nuances de gris moyens
et réduit les effets d'engraissement. La trame en croix
est souvent utilisée pour des cellules de grandes tailles
et pour accentuer l'effet graphique. La trame ligne, quant à
elle plus particulière, est plus fréquemment utilisée
pour les images d'appareils.
d)
L'orientation
Le dernier
facteur à considérer l'angle d'orientation de
la trame ( screen angle). En effet, selon l'orientation de la
trame, on aperçoit plus ou moins fort le tramage. Généralement
on utilise une trame orientée à 45 degrés.
Le
fait de devoir utiliser plusieurs encres, pour obtenir une image
couleur provoque une certaine complication. En effet le logiciel
d'imprimante doit tout d'abord " séparer "
l'image originale de façon à produire des "
copies " de l'image qui reflètent les nuances de
chaque couleur primaires soustractives. Ensuite, on imprime
les versions colorées de l'image en les superposant,
et chaque copie colorée est imprimée suivant la
technique du tramage demi-ton, afin de simuler les différentes
nuances.
On retrouve ainsi l'importance de l'orientation qui évite
aux encres de se mélanger entre elles, mais plutôt
de les superposer. L'inconvénient à ce système,
est qu'il faut absolument que le papier soit parfaitement aligné
lors de l'impression des quatre composants. Le moindre décalage
ou étirement de la feuille provoque une divergence des
couleurs.
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Conclusion
Cette technique du tramage est essentiellement utilisée
par les imprimantes à jet d'encre, monochromes ou couleurs,
mais également par les imprimantes lasers, qui ne sont
que monochromes. Aujourd'hui, l'évolution des imprimantes
s'effectue donc en rapport avec le système de tramage,
afin de produire le plus de nuances de couleurs, ainsi qu'une
bonne qualité de résolution.
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2)
L'écran
Introduction
L'écran
d'ordinateur ou moniteur, est le périphérique
de sortie indispensable à l'utilisation de l'ordinateur.
En effet, sans lui, il serait difficile d'effectuer quoi que
ce soit en informatique. Il existe aujourd'hui différent
fonctionnement du moniteur, qu'il soit à tube cathodique,
à cristaux liquides, ainsi que des moniteurs moins répondus
que sont les écrans plasma et les micropointes.
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A.
Le moniteur à tube cathodique
C'est
sur ce système que fonctionnent la plupart des moniteurs,
et sont généralement notés CRT, soit cathode
ray tube ou en français tube à rayonnement cathodique.
C'est-à-dire, un tube en verre sous vide dans lequel
un canon à électrons émet un flux d'électrons
dirigés par un champ électrique vers un écran
couvert de petits éléments phosphorescents. Plus
précisément, le canon à électron
est constitué d'une cathode ( une électrode métallique
chargée négativement) et d'une ou plusieurs anodes
(électrodes chargées positivement).La cathode
émet des électrons attirés par l 'anode.
L'anode agit à la fois comme un accélérateur
et un concentrateur pour les électrons pour constituer
un flux d'électrons qui est dirigé vers l'écran.
Un champ magnétique est alors chargé de dévier
les électrons de gauche à droite et de bas en
haut. Celui-ci est créé grâce à deux
bobines, des déflecteurs, X et Y, servant à dévier
le flux horizontalement et verticalement.
L'écran quant à lui est recouvert d'une fine couche
de luminophores, des éléments phosphorescents,
qui émettent de la lumière par excitation, lorsque
les électrons viennent les heurter, constituant ainsi
un point lumineux appelé pixel. En activant le champ
magnétique, on crée un balayage de gauche à
droite, puis vers le bas. Ce balayage n'est pas perceptible
à l'œil nu grâce à la persistance rétinienne.
Pour
les moniteurs couleurs, trois faisceaux d'électrons,
(donc trois cathodes) viennent heurter un point d'une couleur
spécifique : un rouge, un vert et un bleu. Les luminophores
bleus sont réalisés à base de sulfure de
Zinc, les verts en sulfure de Zinc et Cadmium. Les rouges quant
à eux sont à base d'Yttrium et d'Europium, ou
bien d'Oxyde de Gadolinium. Afin d'éviter des phénomènes
de bavure ( un électron destiné à frapper
un photophore vert percutant le bleu), une grille métallique,
appelée masque, est placée devant la couche de
photophore pour guider les flux d'électrons.
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B. Le moniteur à cristaux liquides
Ceux-ci,
étant plus plats par rapport aux écrans cathodiques,
ont surtout un effet pratique et confortable à l'utilisation.
Ils sont en effet considérés comme les plus vieux
écrans plats, et grâce à leur faible encombrement
ainsi qu'une faible consommation d'énergie, ont favorisé
l'essor des ordinateurs portables.
La technologie à cristaux liquides ( ou LCD pour Liquid
Cristal Display) est basée sur l'utilisation d'un liquide
dont les molécules, possédant une forme allongée,
peuvent se combiner en structure cristalline.
Ces cristaux, soumis à un courant électrique s'orientent
de façon à laisser passer la lumière.
Le liquide est enfermé entre deux plaques transparentes,
dont l'une est recouverte de transistors, pouvant être
alimentés individuellement. Depuis quelques années,
les écrans à matrice active ont permis d'obtenir
des résultats quasiment identiques aux écrans
cathodiques
Cependant ce type de moniteur possède encore de nombreux
défauts. En effet, le prix des écrans à
matrice active est encore très élevé. Les
transistors situés sur la plaque extérieure ne
fonctionnent jamais tous, ce qui provoque des points non affichables
à l'écran. L'angle de vision est également
assez réduit ( environ 50°)
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C.
Les caractéristiques
Ces
moniteurs sont souvent caractérisés par certaines
données :
- La définition : C'est le nombre de points par pixels
que l'écran peut afficher. Il est généralement
compris entre 640x480 et 1600x1200 ( 1600 pour la longueur,
et 1200 pour la largeur).
- La taille : Elle se calcule en mesurant la diagonale de l'écran
et s'exprime en pouce ( soit 2.54cm). En général
les écrans de grande taille possèdent une meilleure
définition.
- Le pas de masque ( dot pitch) : C'est la distance qui sépare
deux photophores, plus celle-ci est petite, plus l'image est
précise.
- La résolution : Elle détermine le nombre de
pixels par unité de surface, donc par pouce.
- La fréquence de balayage verticale ( refresh rate en
anglais) : Elle représente le nombre d'image qui sont
affichées par seconde, appelée également
rafraîchissement, est exprimée en Hertz. Elle doit
être supérieure à 67 Hz, pour ne pas que
l'œil voit l'image scintiller.
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D.
Ecrans plasmas et micropointes
Les
écrans plasma peuvent être considérés
comme les successeurs des à écrans à cristaux
liquides. En effet, ils reprennent le même système,
mais les transistors sont remplacés par du plasma, un
gaz constitué de particules chargées électriquement.
Cette technologie n'est pourtant pas encore tout à fait
fiable, et reprend les même défauts les écrans
à cristaux liquides, pour la température et l'angle
de vision.
Les
micropointes aussi font leur apparition depuis quelques années,
dont la pionnière fut une petite société
française. Cette technologie appelée FED ( Field
Emission Display) se base sur celle des écrans à
tube cathodique. Un faisceau d'électrons traverse une
enceinte sous vide et va se heurter contre une paroi de luminophores
pour créer les trois couleurs élémentaires
( rouge vert et bleu) permettant d'afficher toutes les nuances
du spectre. Son épaisseur n'est pourtant que de quelques
millimètres, en remplaçant les canons à
électrons par des milliers de micropointes, d'environ
1µm de haut. Ces types d'écrans permettent d'obtenir
une luminosité excellente et un angle de vision d'environ
160°. Pourtant le passage des écrans de 5 pouces
aux modèles de 10 pouces pose de grosses difficultés
d'industrialisation.
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On
observe depuis quelques années une évolution des
moniteurs, pourtant la fiabilité manque, et il faudra certainement
encore quelques années, pour faire confiance aux dernières
technologies. En effet, même si le côté esthétique
et pratique prend le dessus, la qualité est quant à
elle beaucoup moins bonnes.
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