IMPRESORAS LASER

Desde 1975 a la fecha, año en que se registra la primera impresora láser, el desarrollo de éstas ha sido vertiginoso. Originalmente, el ambiente de la impresión se reducía a la impresora misma, ahora implica todo un ciclo abierto y lleno de posibilidades: tóner, papel, impresora, servicio, software y herramientas en línea, por ejemplo, son parte de todo lo que ahora constituye el mundo de la impresión.
Actualmente se han desarrollado múltiples alternativas orientadas al sector de la impresora láser, que entre otras posibilidades, permiten al usuario trabajar grandes volúmenes en tiempo reducido y con excelente calidad.
Este tipo de tecnologías para imprimir puede diferenciarse a partir del balance entre calidad y velocidad de impresión. En cada uno de estos rubros, la tecnología láser destaca por las prestaciones que alcanza: la calidad de impresión láser supera a la impresión por inyección de tinta; en términos de velocidad, impresoras como la CP1515n de HP imprime hasta 12 páginas a color por minuto o la LáserJet P2015 también de HP alcanza hasta 27 páginas por minuto en impresiones monocromáticas, muestran el grado de velocidad que estos dispositivos han alcanzado en poco más de 30 años.
Otro aspecto relevante es la incorporación del Fusor instantáneo. Esta tecnología, desarrollada y patentada por HP, básicamente sustituye la lámpara halógena por el calentador cerámico y elimina las diferencias de aire entre los cilindros metálicos y el dispositivo de calentamiento.
Con la tecnología de Fusor instantáneo se obtiene mayor velocidad de impresión y economía en el consumo eléctrico. En síntesis:
• Aumenta la productividad con la impresión rápida del primer. Por ejemplo: en fusores anteriores, para imprimir 5 páginas distintas, eran necesarios 40 segundos para calentar la impresora y 15 para imprimirlas. Con el Fusor instantáneo el calentamiento es de sólo 15 segundos y se mantiene el tiempo de impresión.
• Ahorra dinero por su bajo consumo eléctrico.
• Es un sistema más silencioso ya que no utiliza ventiladores de enfriamiento.
• Permite mayor velocidad a la hora de imprimir en el modo de "ahorro de energía" (econofast).
En resumen, el mundo de las impresoras láser gana terreno y transforma el ciclo de la impresión. De acuerdo con estudios de algunas empresas, cuando se utilizan impresoras láser en pequeñas y medianas empresas se consigue una mejor calidad de impresión sobre cualquier papel y se brinda mejor respuesta a ciclos de trabajo exigentes.


FUNCIONAMIENTO DE LAS IMPRESORAS LASER



















La impresión láser se basa enteramente en la interacción electrostática, el mismo fenómeno que produce que un plástico atraiga trozos de papel tras ser frotado con una prenda de fibra.
Para comprender la impresión electrostática, basta saber que las cargas eléctricas pueden ser positivas o negativas, y que las cargas de signo opuesto se atraen, mientras que las cargas de igual signo se repelen.

En primer lugar, se carga negativamente toda la superficie de un tambor fotosensible, del tamaño de una hoja. Acto seguido, se hace avanzar el tambor línea a línea, y un láser recorre horizontalmente cada línea, ayudado por un espejo giratorio (en otras palabras, se produce un proceso de barrido). El láser incide en los puntos donde la tinta se deberá fijar, invirtiendo la carga (que ahora será positiva). El láser se desconecta en los lugares donde no deberá aparecer tinta (quedando con carga negativa). Por tanto, tras recorrer todo el tambor, solo habrá cargas positivas en los puntos donde deberá depositarse tinta, mientras que el resto (lo que constituirá el fondo blanco del papel) queda cargado negativamente. En otras palabras, se ha conseguido crear una imagen electrostática de la hoja a imprimir, mediante cargas positivas sobre un fondo de cargas negativas.


Puntos cargados positivamente:
Los puntos cargados positivamente en el tambor atraen partículas de tóner (material electronegativo mezclado con un pigmento que lo dota de color). Por tanto, la imagen final queda "dibujada" sobre el tambor por medio de puntos negros de tóner.

El papel a imprimir se carga positivamente en su totalidad. Por tanto, al hacerlo pasar por el tambor, atraerá a las partículas de tóner (que tienen carga negativa), y la imagen quedará finalmente formada sobre papel. Finalmente, el tóner adherido al papel se funde mediante la aplicación de calor, haciendo que quede totalmente fijado al papel. Se consigue así imprimir una página en una sola pasada, al contrario que en las impresoras de inyección de tinta, donde la página se imprime línea a línea. Antes de imprimir una nueva página, se realiza un borrado electrostático del tambor, dejándolo preparado para un nuevo ciclo.

Impresoras con diodos emisores de luz:
Existe otra variante de las impresoras láser en las que no es necesario un proceso de barrido. En lugar de un láser y un sistema de espejos se dispone de una hilera de diodos emisores de luz (Láser-LED). Por ejemplo, en una impresora de 300 ppp, habrá una hilera de LED cubriendo una línea completa del papel, a razón de 300 LED por pulgada. Sólo se encienden, para cada línea, aquellos diodos que corresponden a puntos donde deberá aplicarse tóner. Este proceso se repite línea a línea hasta procesar el tambor completo. Se produce el mismo efecto que con un barrido láser, pero de forma más rápida.
Tecnología con diodos de cristal líquido:
Otra variante emplea diodos de cristal líquido (LCD) en lugar de LED. Estos conforman un material que es transparente u opaco según el nivel de tensión eléctrica que se le aplica. Se forzarán al estado transparente aquellos cristales correspondientes a los puntos donde deba aplicarse tóner, manteniendo el resto de diodos en estado opaco. Por otra parte, se aplica una lámpara halógena que ilumina todos los cristales, y sólo pasa luz a través de los diodos en estado transparente, invirtiendo la carga en el tambor

.Ventajas e inconvenientes de la impresión láser:
Las impresoras láser son mucho más rápidas que las impresoras de inyección de tinta. Además, están dotadas de una mayor precisión en la colocación de puntos sobre el papel. También economizan tinta, ya que depositan la cantidad de tóner necesaria, sin exceder ese límite. El tóner no es caro en comparación con los cartuchos de tinta y, además, es mucho más duradero, lo que resulta rentable en el entorno de una oficina, donde se imprimen gran cantidad de documentos diariamente. Como desventaja principal, el precio de estas impresoras es muy elevado en comparación con las impresoras de inyección de tinta.

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 ( ).
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 tóner; somete al tambor a un baño de tóner (tinta especial) evaporado o en polvo. El tóner 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 tóner y carga que quedan en la superficie del tambor.


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 escape 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.
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 tóner 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 tóner necesario en cada punto.
• El agitador somete la superficie del tambor a un baño de polvo de tóner (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 tóner 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 tóner adherido a su superficie contra el papel a imprimir. Gran parte del tóner pasa al papel, que ha sido cargado eléctricamente (mediante diferentes procesos de rozamiento).
• El limpiador limpia los restos de tóner 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 tóner 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:


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