Impresoras láser

1 Dispositivo

El mecanismo de las impresoras láser consta de un cilindro rotatorio, llamado tambor, cuyo cuerpo principal está compuesto por un material buen conductor de la electricidad, normalmente un metal, y está recubierto por una fina capa de material fotoconductor, de un espesor entre 20 y 100 micras.

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Durante la impresión, el tambor gira sobre su eje a velocidad constante. En rededor del tambor se sitúan el resto de componentes de la impresora, los más importantes son los siguientes:

• Cargador; que se encarga de cargar eléctricamente la superficie del tambor. La carga eléctrica ha de quedar distribuida de forma uniforme.
• Láser; ilumina las zonas de la imagen que no serán imprimidas, dejando carga tan sólo en aquellos puntos del tambor que corresponderán a puntos impresos en el papel.
• Agitador de tónner; somete al tambor a un baño de tónner (tinta especial) evaporado o en polvo. El tónner posee ciertas características magnéticas por las cuales es atraído a aquellos puntos del tambor que permanecen cargados.
• Punto de impresión; lugar donde el tambor imprime sobre el papel. Es de particular importancia el mecanismo que permite que el papel se desenganche del tambor, prosiguiendo su camino por e interior de la impresora.
• Limpiador; limpia los restos de tónner y carga que quedan en la superficie del tambor.

2 Materiales fotoconductores

El punto clave de la impresión mediante un dispositivo láser corresponde al momento en que el láser barre la superficie del tambor para formar la imagen que será imprimida. Como ya se ha dicho, la superficie del tambor está recubierta por un material fotoconductor.
Los materiales fotoconductores son, generalmente, aleaciones semiconductoras. Se construyen de forma que la última capa de cada átomo esté completamente llena de electrones. De esta forma, se dificulta el movimiento de electrones a lo largo del material (de la misma forma en que es extremadamente dificultoso desplazarse en un vagón de metro a rebosar) y, por tanto, estos materiales son muy malos conductores de la electricidad. Por lo tanto, la carga eléctrica que el cargador sitúa sobre el material fotoconductor no puede atravesarlo hacia el interior metálico del tambor; en estas condiciones el material fotoconductor actúa como un aislante.
Sin embargo, cuando la luz del láser interactúa con los electrones de la última capa atómica de la aleación fotoconductora, la energía lumínica puede ser absorbida, provocando que uno de los electrones de esta capa suba a un nivel de energía superior (capa de conducción), dejando un espacio vacío en la última capa del material (capa de valencia). Tanto el electrón promocionado al nivel de conducción, como el hueco de carga que ha dejado en el nivel de valencia pueden trasladarse por el material prácticamente como si fueran dos cargas libres en el vacío: es decir, el material se ha vuelto conductor al ser iluminado (este es el origen de la palabra fotoconductor).
De esta forma, los lugares que son iluminados por el láser permiten que la carga eléctrica situada por el cargador escapen a través del material fotoconductor al núcleo metálico del tambor. De esta forma, el láser puede crear una imagen electrostática del material a imprimir en la superficie del tambor. Además, modulando la intensidad del láser, se puede controlar con gran precisión el tono de la imagen que finalmente será impresa.

3 Etapas de la impresión

Las diferentes etapas de la impresión se detallan a continuación:

• El ordenador digitaliza la imagen a imprimir, determinando la cantidad de tónner que corresponde estampar en cada punto.
• El cargador deposita carga eléctrica distribuida uniformemente a lo largo y ancho de la superficie del tambor.
• El láser recorre la superficie del tambor, iluminándola con la intensidad adecuada de tal forma que en cada punto quede una cantidad de carga superficial proporcional a la cantidad de tónner necesario en cada punto.
• El agitador somete la superficie del tambor a un baño de polvo de tónner (que suele estar compuesto por polímeros con cierto momento magnético). La interacción electromagnética entre la carga restante en la superficie del tambor y los dipolo magnéticos del tónner hace que este último se adhiera a las zonas cargadas en la superficie del tambor. Esta fase se conoce como revelado
• El tambor aplasta el tónner adherido a su superficie contra el papel a imprimir. Gran parte del tónner pasa al papel, que ha sido cargado eléctricamente (mediante diferentes procesos de rozamiento).
• El limpiador limpia los restos de tónner que no han quedado en el papel.
• El papel impreso pasa entre dos rodillos, el fusor (que ha sido calentado por una resistencia eléctrica) y el rodillo de presión, que se encargan de fundir y fijar el tónner al papel.

En el proceso de impresión de cada página, el tambor realiza varias rotaciones completas, sincronizando a la perfección la actuación de las diferentes partes del procedimiento. En la siguiente figura podemos ver un esquema básico de la disposición de los diferentes elementos que intervienen en la impresión y de su funcionamiento:

4 Ventajas e inconvenientes

La principal ventaja de las impresoras láser estriba en el hecho de que su resolución tan sólo se encuentra limitada por el tamaño de las partículas cargadas que se depositan sobre el tambor. Además, el proceso de impresión es más rápido que la mayoría de métodos de inyección de tinta, siendo la velocidad de impresión independiente de las características de la información a imprimir, ya que el tambor gira a velocidad fija.
Por otra parte, el principal inconveniente de las impresoras láser viene dado por el hecho de que la velocidad de impresión es constante, y no se puede interrumpir una vez comenzado (ya que la carga superficial en el tambor se disipa al cabo de poco tiempo). Este hecho obliga a que la impresora sea capaz de almacenar en su propia memoria toda la página antes de imprimirla, dado que la velocidad de impresión suele ser muy mayor que la tasa de transferencia de los cables usuales. Además, resulta difícil (y caro) mejorar el procedimiento para realizar impresiones en color.
En general, las impresoras láser son más caras que sus hermanas de tinta, aunque el precio de los consumibles es mucho menor (si se compara el precio por copia). Este hecho, junto con su gran velocidad de impresión, hace que la mayor parte de oficinas opten por sistemas de impresión láser. La mayor parte de los departamentos de física de todo el mundo utilizan este tipo de impresión.

Impresora de inyección

Este tipo de impresoras son hoy día las más populares por lo que se han convertido en serias competidoras de la impresora laser , además de su impresión de calidad a bajo costo. Su resolución media se encuentra en los 600 dpi. Aunque en un principio tuvo que competir duramente con sus adversarias matriciales, hoy son las reinas indiscutibles en el terreno doméstico, ya que es un entorno en el que la economía de compra y la calidad, tanto en color como en blanco y negro son factores más importantes que la velocidad o la economía de mantenimiento, ya que el número de copias realizadas en estos entornos es bajo.

Funcionamiento
La impresión de inyección de tinta, como la impresión láser, es un método de no-impacto. La tinta es emitida por boquillas que se encuentran en el cabezal de impresión. El cabezal de impresión recorre la página en franjas horizontales, usando un motor para moverse lateralmente, y otro para pasar el papel en pasos verticales. Una franja de papel es impresa, entonces el papel se mueve, listo para una nueva franja. Para acelerar el proceso, la cabeza impresora no imprime sólo una simple línea de píxeles en cada pasada, sino también una línea vertical de píxeles a la vez.

La tinta se obtiene de unos cartuchos reemplazables.

Algunas impresoras utilizan dos cartuchos, uno para la tinta negra y otro para la de color, en donde suelen estr los tres colores básicos. Estas impresoras tienen como virtud la facilidad de manejo, pero en contra, si utilizamos más un color que otro, nos veremos obligados a realizar la sustitución del cartucho cuando cualquiera de los tres colores se agote, aunque en los demás compartimentos todavía nos quede tinta de otros colores.

La mayoría de las impresoras de nueva generación utilizan cartuchos individuales por cada color, esto permite al usuario reemplazar solo el color que se agote. Ademas con la finalidad de mejorar los tonos claros y obscuros las nuevas impresoras fotográficas cuentan con hasta doce colores diferentes (magenta claro, cyan claro, negro claro, azul marino, naranja, rojo y verde entre otros).

Características
Las características principales de una impresora de inyección de tinta son la velocidad, que se mide en páginas por minuto (ppm) y que suele ser distinta dependiendo de si imprimimos en color o en monocromatico, y la resolución máxima, que se mide en puntos por pulgada (ppp). En ambos valores, cuanto mayores mejor.

Ventajas y desventajas
La principal ventaja es que tienen un coste inicial muy inferior al de otras impresoras.

• La nuevas impresoras cuentan con una velocidad de impresión igual o superior a las impresoras laser de mediano tamaño.
• La instalación de un sistema de alimentación continuo de tinta baja los costos de impresión a menos de 0,01 centavos de dolar por página en color.
• Otra ventaja adicional es su reducido tamaño frente a las impresoras láser a color, debido a que estas últimas tienen que almacenar cuatro toners (cian, amarillo, magenta y negro) de grandes dimensiones en su interior.
• El coste por copia respecto a otras impresoras es mucho mayor (con cartuchos originales), debido a que el cartucho de tinta se consume con rapidez y es bastante costoso.
• Otra importante desventaja que tienen es la relativa rapidez con que quedan inservibles los cabezales de impresión si no se usan durante algunos meses. Esto ha hecho que muchos usuarios con necesidades intermitentes de impresión se hayan visto obligados a adquirir una impresora láser a color, a pesar de que su precio no justifica su adquisición para la impresión de un número reducido de copias.

Impresora matricial

Impresora matricial

Apple ImageWriter LQ de 27 pines

Resultado típico de una impresora matricial operando en modo no-NLQ. Esta imagen representa un área de impresión de aproximadamente 4.5cm x 1.5cm.

 

Un Tandy 1000 HX con una impresora Tandy DMP-133 de 9 agujas.

Una impresora matricial o impresora de matriz de puntos es un tipo de impresora con una cabeza de impresión que se desplaza de izquierda a derecha sobre la página, imprimiendo por impacto, oprimiendo una cinta de tinta contra el papel, de forma similar al funcionamiento de una máquina de escribir. Al contrario que las máquinas de escribir o impresoras de margarita, las letras son obtenidas por selección de puntos de una matriz, y por tanto es posible producir distintos tipos de letra, y gráficos en general. Puesto que la impresión requiere presión mecánica, estas impresoras pueden crear copias carbón. Esta tecnología fue comercializada en primer lugar por Digital Equipment Corporation.

Cada punto es producido por un diminuto bastón metálico, también llamado alambre o pin, que es empujado por un pequeño electroimán, bien directamente o mediante un mecanismo de palancas. Enfrente de la cinta de tinta y del papel hay una pequeña guía agujereada para servir de guía a los bastones. La parte móvil de la impresora es conocida como la cabeza de impresión, que generalmente imprime una línea de texto en cada movimiento horizontal sobre el papel. La mayoría de impresoras matriciales tienen una sola línea vertical de bastones metálicos de impresión. Otras tienen varias columnas entrelazadas para incrementar la densidad de puntos y, por tanto, la resolución de la impresión.

El ámbito va de las impresoras de 1 pin (empleadas en calculadoras e impresoras baratas para equipos de 8 bits), 9 pines (la más utilizadas), 18 pines (muy poco frecuentes), 24 pines (que copan la gama alta) y 27 pines (récord ostentado por la Apple ImageWriter LQ ).

Las impresoras de agujas se centran mayoritariamente en el mercado del IBM PC ofreciendo compatibilidad con los códigos de impresión establecidos por IBM, Epson (ESC/P y ESC/P 2) y más frecuentemente con ambas normas. Para los ordenadores domésticos cada casa solía producir una impresora que incorporaba los caracteres especiales de cada equipo. Pero destacan dos grandes subfamilias, las impresoras compatibles Commodore (que presentan al menos un puerto serial como el de los Commodore 64) y las impresoras compatibles MSX (que incorporan todo el set gráfico MSX como una ampliación del set Epson, y pueden hacer una copia de pantalla de los MSX). Mientras que en las primeras son pocos los casos preparados para usarse también con un PC, cualquier impresora MSX puede usarse sin problemas con cualquier PC basado en MS-DOS.

Aunque estas máquinas son muy duraderas, con el tiempo pierden eficacia. La tinta invade la guía de la cabeza de impresión, provocando que la suciedad se acumule, lo que termina deformando la forma circular de los agujeros en dicha guía, y en definitiva reduciendo la precisión de los bastones.

Hablando con propiedad, el término "matricial" es inapropiado, puesto que casi todas las impresoras de chorro de tinta, termales y láser producen matrices de puntos. Sin embargo, esta palabra parece haber sido reservada para las impresoras matriciales por impacto.

Ventajas y desventajas

Ventajas

Las impresoras matriciales, como cualquier impresora de impacto, puede imprimir en papel multicapa o hacer copias carbón. Dichas impresoras tienen un bajo coste de impresión por página. Conforme se termina la tinta, la impresión pierde intensidad gradualmente en lugar de terminar repentinamente durante un trabajo. Pueden trabajar con papel continuo en lugar de requerir hojas individuales, lo que las hace útiles para impresión de registros de datos. Son buenas en general para situaciones en las que la resistencia y durabilidad sea más importante que la calidad de impresión.

Desventajas

Las impresoras de impacto suelen ser ruidosas, hasta el punto de que existen carcasas aislantes para su uso en entornos silenciosos. Sólo pueden imprimir texto y gráficos, con una resolución de color limitada, relativamente baja calidad y a poca velocidad. Aunque suelen ser la mejor solución para imprimir etiquetas y tickets, son propensas a que falle uno de los pines del cabezal de impresión, dejando zonas apagadas en el texto.