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Sistemas de computacion - Resumen de Impresoras

Resumen: ¿Como es basicamente un proceso de impresion?. ¿De que formas se puede conectar una impresora a una PC?. ¿Que tipos de impresoras son los mas usados actualmente?. ¿Como opera una impresora de impacto por matriz de agujas?. ¿Como operan las impresoras de chorro de tinta de un color?. ¿Como operan las impresoras de un color de pagina completa electrostaticas, con impresion laser o semejante?. ¿Como se generan los tonos de grises en una impresion?. ¿Como se forman los colores en una impresion?.

Publicación enviada por Leandro Vanden Bosch




 


Indice

1. ¿Cómo es básicamente un proceso de impresión?
2. ¿De qué formas se puede conectar una impresora a una PC?
3. ¿Qué tipos de impresoras son los más usados actualmente?
4. ¿Cómo opera una impresora de impacto por matriz de agujas?
5. ¿Cómo operan las impresoras de chorro de tinta de un color?
6.¿Cómo operan las impresoras de un color de página completa electrostáticas, con impresión láser o semejante?
7. ¿Cómo se generan los tonos de grises en una impresión?
8. ¿Cómo se forman los colores en una impresión?
9. ¿Cómo funcionan las impresoras de chorro de tinta y láser color?
10. ¿Cómo opera una impresora color por transferencia térmica?
11. Bibliografía:

1. ¿Cómo es básicamente un proceso de impresión?

La salida por monitor no perdura indefinidamente, ni es portable. En cambio, una impresora permite obtener en un soporte de papel una "hardcopy": copia visualizable, perdurable y transportable de información procesada por un computador, en forma de texto o gráficos.

Para realizar un proceso de impresión, las impresoras constan de tres subsistemas:

  • Circuitos de preparación y control de impresión (por lo general un microprocesador dedicado).
  • Transporte de papel.
  • Mecanismo de impresión sobre el papel. 

Los datos a imprimir pueden estar (ver monitores) bajo la forma de:

  1. archivos de texto
  2. objetos definidos matemáticamente
  3. mapa de bits 

En líneas generales, el proceso de una impresión es como sigue. Ella es ordenada en un programa en alto nivel (Pascal, Basic, C, etc.) mediante una orden tipo "PRINT". Al ser traducido dicho programa a código de máquina (por el compilador), dicha orden se convierte (mediante una instrucción INT 17 en una PC) en un llamado a una subrutina del sistema operativo o de la ROM BIOS.

I. Cuando se ejecuta este programa en código de máquina, tiene lugar la fase de preparación de la operación de salida que implica una impresión. Suponiendo que se imprimirá en modo texto, la subrutina llamada por INT 17 preparará en ASCII la lista de caracteres a imprimir, y los dejará en una zona de memoria. Conforme a una de las formas de imprimir, mediante una instrucción OUT escribirá el registro de status de la interfaz de la impresora, de modo que un bit específico del mismo tome el valor 1, para habilitar que la interfaz pueda interrumpir toda vez que su port de datos esté vacío.

II. Sigue la fase de sincronismo: ahora, cada vez que se le puede enviar información a imprimir al port de datos de la interfaz, se activa la línea IRQ que sale de ella.

III. La señal IRQ activada llama a una subrutina, (y luego IRQ se desactiva), para que mediante sucesivos AIM pase de memoria al port de datos citado una cierta cantidad de datos a imprimir según sea la capacidad del buffer de la impresora, cumplimentándose así la fase de transferencia.

 IV. La electrónica de la impresora va pasando del port de datos a su memoria buffer los datos que van llegando para ser impresos, realizando la escritura en el papel, lo cual configura la fase de escritura. Cuando termina de escribir el contenido del buffer, se activa otra vez la línea IRQ, repitiéndose las fases III y IV, hasta que se termina de imprimir toda la información que estaba en la zona de memoria. Una vez realizado esto, la subrutina llamada por IRQ inhibirá la activación de esta línea.

La fase de sincronismo la UCP debe ejecutar instrucciones para leer el port de status, a fin de sensar mediante un bit del mismo, si la electrónica de la impresora está lista para enviarle un nuevo byte. De ser

así en la fase de transferencia por AIM llega un byte de memoria al port de datos, encargándose la electrónica de pasarlo al buffer y luego imprimirlo (fase de escritura).

En este caso la línea IRQ se usa para a una subrutina que avise por pantalla si hay algún problema.

Las impresoras que trataremos: de matriz de agujas, de chorro de tinta, de tipo láser y de transferencia térmica, forman texto o gráficos mediante patrones de puntos de tinta, al igual que en la pantalla de un monitor la imagen se forma por puntos (pixeles).

En impresores de tecnologías anteriores como la de "margarita" o la impresora de línea con martillos, los caracteres se forman como en una máquina de escribir: impactando un carácter entero contra una cinta, la cual pasa su tinta al papel.

 

2. ¿De qué formas se puede conectar una impresora a una PC?

La forma más corriente y veloz es la conexión paralelo, mediante el conocido conector tipo 'D' de 25 patas. Este vincula eléctricamente el manojo de cables que sale de la impresora, con las correspondientes líneas que van a los circuitos del port de datos, así como al port de estado, y a los ports de comandos, ubicados en la interfaz "port paralelo". Esta interfaz puede estar en la plaqueta "multifunción", o en la "motherboard".

Las patas que se describen a continuación, conectan líneas con las siguientes funciones:

"Datos": ocho líneas dedicadas a enviar 8 bits de datos juntos, en paralelo. En correspondencia existen otras tantas 8 líneas de "puesta a tierra".

"Strobe": por ella el sistema avisa que terminó de enviar los datos a imprimir.

"Acknowledge": por ella la impresora avisa que está lista para recibir más datos.

"Busy": por ella la impresora indica que está ocupada.

"Paper Out": por ella pasa la indicación de falta de papel.

"Error": por ella la impresora indica cualquier tipo de falla que tenga.

"Selectin": indica impresora "en línea", para ser controlada por el computadora.

"Select": indica que el sistema está controlando la impresora (luz encendida en ésta).

"Init": para que una aplicación dé una indicación a la impresora, antes de enviar datos.

La conexión paralelo también se conoce como "Centronics", por la empresa de impresoras que la generó. La conexión serie, supone un solo cable para enviar los datos a imprimir, bit a bit, desde el port serie (COMM 1 en una PC) a la impresora, conforme el protocolo RS232-C.

Se usa para imprimir lentamente a distancia (hasta unos 15 mts. de la computadora), debido a que la conexión en paralelo sólo permite distancias de hasta 3 ó 4 mts. por la interferencia eléctrica entre líneas.

     

  1. ¿Qué tipos de impresoras son los más usados actualmente? 

La impresión monocromática (de un color: negro en general) o en color, pueden ser realizadas por distintos tipos de impresoras, siendo de uso más corriente las siguientes:

Monocromáticas:

  • De matriz de agujas.
  • De chorro de tinta.
  • Láser y tecnologías semejantes.

Color:

  • De chorro de tinta.
  • Láser y tecnologías semejantes.
  • De transferencia térmica. 

Todas estas impresoras son gráficas, dado que con mayor o menor calidad y velocidad pueden imprimir gráficos, y por lo tanto también texto.

 

4. ¿Cómo opera una impresora de impacto por matriz de agujas? 

La impresora de matriz de agujas (figura 2.74) recibe este nombre por que su cabezal móvil de impresión contiene una matriz de agujas móviles en conductos del mismo (figura 2.75), dispuestas en una columna (de 9 agujas por ejemplo) o más columnas.

Es una impresora por impacto: si una aguja es impulsada hacia afuera del cabezal por un mecanismo basado en un electroimán (figura 2.75.b) impacta una cinta entintada, y luego retrocede a su posición de reposo merced a un resorte. La cinta -sobre la zona de papel a imprimir- al ser impactada por una aguja transfiere un punto de su tinta al papel. Así, una aguja de 0,2 mm de diámetro genera un punto de 0,25 rnm de diámetro. Si bien las agujas en el frente del cabezal están paralelas y muy próximas, se van separando y curvando hacia la parte posterior del cabezal, terminando en piezas plásticas como porciones de una pizza, que forman un círculo. De esta forma el cabezal puede alojar cada electroimán que impulsa cada aguja.

Más en detalle (figura 2.75), cada aguja termina en una pieza plástica de forma de sector circular, que tiene adosada un imán cilíndrico. Este imán puede desplazarse dentro de un arrollamiento de alambre que lo rodea, si se hace circular por éste una corriente eléctrica, la cual produce en sus extremos dos polos magnéticos que atraen al imán (figura 2.75.b). Entonces, el desplazamiento del imán hará que la pieza plástica citada pivote, impulsando la aguja hacia la cinta, a la par que se contrae un resorte que rodea la aguja Al cesar la circulación de corriente, el imán deja de estar atrapado por el arrollamiento, por lo que el resorte recupera su posición normal, y su estiramiento hace que la aguja vuelva a su posición de reposo.

El funcionamiento de la impresora es manejado por un microprocesador (que ejecuta un programa que está en ROM de la impresora) que forma parte de la misma. También en ROM están contenidas las matrices de puntos que conforman cada carácter a imprin-dr, y en distintos tipos (Roman, Sans Serif, etc).

Esta forma de almacenar cada letra mediante un mapa o matriz de unos y ceros, que definen una matriz de puntos (representados por los unos) prestablecidos se conoce como tipos de letra fuentes "bit map". Cada letra se caracteriza por una matriz particular, que es única para cada estilo de letra y tamaño.

Muchas impresoras presentan además una RAM para definir matrices de otras tipografías no incorporadas.

La operatoria en modo texto es la siguiente. Desde memoria llegarán al port de la impresora, byte por byte, caracteres codificados en ASCII para ser impresos, y un código acerca del tipo y estilo de cada carácter. Cada uno será transferido a través del cable de conexionado. al buffer RAM de la impresora (de 8 KB), donde se almacenarán. Según la fuente y el código ASCII de cada carácter a imprimir, el microprocesador de la impresora localiza en la ROM la matriz de puntos que le corresponde.

Luego este procesador -también ejecutando programas que están en ROM- determina:

  • los caracteres (matrices de puntos) que entrarán en el renglón (línea) a imprimir,
  • el movimiento óptimo del cabezal de impresión (a derecha o izquierda, en función de la posición donde este se halla en cada momento),
  • qué agujas se deben disparar en cada posición del cabezal, para imprimir la línea vertical de puntos que forma la matriz de un caracter en el papel. 

Cuando se imprime una línea, el cabezal es acelerado hasta alcanzar una cierta velocidad, y desplazado en forma rectilíneo hacia derecha o izquierda, enfrentando al papel para formar líneas de puntos verticales en éste. Entre ambos se mueve lentamente la cinta entintada.

Cada 0,2 mm (o menos, según la resolución, en correspondencia con cada milisegundo, o menos) del recorrido del cabezal se disparan sobre la cinta las agujas que correspondan según la porción del carácter que se está imprimiendo. En el espacio entre dos caracteres no se dispara ninguna aguja.

De esta forma, el cabezal va imprimiendo columnas de puntos, que van formando una línea de caracteres (figura 2.75), o puntos que forman parte de un dibujo o letras (en modo gráfico). Luego de imprimir una línea, el mecanismo de arrastre del papel hace que éste se desplace verticalmente.

Las impresoras de matriz de agujas son especialmente útiles para imprimir varias copias usando papel carbónico y papel con perforaciones laterales para ser arrastrado con seguridad, pudiendo adquiriese con carro ancho. Estas posibilidades y su bajo costo, las hace indispensables para ciertos usos comerciales. Asimismo, el costo por página es muy bajo, siendo de larga vida útil (entre 3 y 6 años).

El hecho de ser impresoras por impacto, las hace ruidosas, inconveniente mejorado últimamente. Otra desventaja que tienen es su baja velocidad: una página por minuto (ppm) en modo texto y hasta 3 en borrador ("draft").

Una resolución típica puede ser 120x72 dpi (dot per inch, o sea puntos por pulgada). Ella implica que en sentido horizontal y vertical se tiene 120 y 70 puntos por pulgada, respectivamente.

Los 120 dpi se deben a que el cabezal se dispara cada 1/120 de pulgada (unos 0,15 mm) en su movimiento horizontal. También puede elegirse 60 dpi y 240 dpi. (figura 2.76). Con 240 dpi, dada la velocidad de disparo requerida, una misma aguja (por su inercia mecánica) podría no dispararse dos veces sucesivas. En tal caso, primero se imprimen las columnas pares que componen un renglón, y en una segunda pasada, las impares, desfasando el cabezal 1/240 de pulgada.

Los 70 dpi de resolución vertical suponen que entre dos agujas existe una separación de 1/70 de pulgada (0,35 mm). Este valor puede mejorarse con técnicas semejantes a las descriptas para la resolución horizontal También la resolución depende del diámetro de las agujas, para obtener puntos más pequeños.

Los gráficos no salen muy bien y tardan mucho en estas impresoras. Esto último se debe a que en modo gráfico se le debe enviar al buffer de la impresora los bytes que indican qué agujas deben dispararse en cada posición del cabezal. En cambio cuando se imprime texto, sólo debe enviarse a dicho buffer el código ASCII de los caracteres a imprimir, siendo que en la ROM del microprocesador dedicado (de la impresora) está tabulado qué agujas se deben disparar para formar cada uno de esos caracteres.

5. ¿Cómo operan las impresoras de chorro de tinta de un color?

Estas impresoras, (en inglés "ink-jet") como las de matriz de agujas reciben en su memoria buffer el texto a imprimir, procedente de memoria principal -vía la interfaz paralelo- y para cada carácter a imprimir el micro procesador de las impresoras determina en su memoria ROM la matriz de puntos a imprimir correspondiente a la misma. Difieren de las de matriz de agujas en la forma en que imprime el cabezal, siendo ambas bastante análogas en la mayoría de los restantes aspectos funcionales (figura 2.77) Presentan un cabezal (figura 2.78) con una matriz de orificios, que son las bocas de un conjunto de pequeños "cañones" de tinta. La boca de cada uno dispara una diminuta gota de tinta contra el papel, cuando así lo ordena el microprocesador de la impresora, a través de cables conductores de una cinta plana. Cada boca es la salida de un microconducto formador de burbujas y gotas de tinta al que llega tinta líquida. En lugar que una aguja golpee una cinta para que transfiera al papel un punto de su tinta, cada punto es producido por una pequeña gotita de tinta al impactar contra el papel, disparada desde un microconducto. Entonces, cada vez que el cabezal debe imprimir puntos de tinta que forman parte de la matriz de puntos de una letra, los microconductos correspondientes a dichos puntos disparan una gotita de tinta.

En un tipo de cabezal ("Bubble-jet") esto último se consigue por el calor que generan resistencias ubicadas al fondo de los microconductos (figura 2.79.a). Para tal fin, el microprocesador ordena enviar un corto pulso eléctrico a las resistencias de los microconductos que deben disparar una gota. Esto hace calentar brevemente a la temperatura de ebullición, la tinta de cada uno de esos microconductos, con lo cual en el fondo de ellos se genera una burbuja de vapor de tinta (figura 2.79.b). Esta al crecer en volumen presiona la tinta contenida en el conducto, y desaloja por la boca del mismo (en un milisegundo) un volumen igual de tinta, que forma una gota (figura 2.79.c).

Por lo tanto, la presión de la burbuja generada por calor produce un efecto "cañón", para disparar una gota hacia el papel (figura 2.79.d), que está cercano a los orificios del cabezal. Cada gota al incrustarse sobre el papel forma un punto de tinta, sin necesidad de cinta entintada. Al enfriarse luego las resistencias calentadas, desaparecen las burbujas por ellas generadas, produciéndose un efecto de succión de la tinta existente en el depósito del cartucho, para reponer la tinta gastada. Cuando se acaba la tinta del cartucho, éste se descarta, pudiendo también recargarse.

Un segundo tipo de impresora a chorro de tinta ("DeskJet"), en lugar de resistores usa cristales piezo-eléctricos para que los microconductos del cabezal disparen sobre el papel sus correspondientes gotas de tinta. No se genera calor, sino que se aprovecha la deformación que sufren ciertos cristales cuando se les aplica un voltaje. Cada microconducto tiene adosado un cristal que al deformarse -por aplicarse un voltaje ordenado por el microprocesador- produce un efecto de bombeo sobre el microconducto, obligando que se dispare una gota. Es un efecto similar al que ocurre cuando apretamos un gotero.

Otro tipo de impresora usa cartuchos que a temperatura ambiente contienen tinta sólida. Esta por medio de resistores se funde (cambio de fase) y pasa al microconducto. Luego, de la forma vista, se produce una gota. Mientras la gota se dirige hacia el papel se va solidificando de forma que al impactarlo no es absorbida por el papel. Así no se produce un cierto efecto "papel secante", como sucede con la tinta líquida, que depende del tipo de papel usado.

Existen impresoras que disparan continuamente por todos los microconductos gotas de tinta, a razón de unas 50.000 por segundo. Un subsistema desvía las gotas que no deben impactar el papel cargándolas electrostáticamente, las cuales por acción de un campo eléctrico vuelven al depósito de tinta del cabezal. Las impresoras de chorro de tinta forman puntos de menor diámetro que las de matriz de agujas. En el presente alcanzan a resoluciones de 600 dpi y más. Pueden imprimir varias ppm en texto, y según la complejidad y grisados de un dibujo, puede tardar varios minutos por página. El cartucho dura unas 500 páginas, y el precio por página es algo mayor que en una impresora láser.

 

6. ¿Cómo operan las impresoras de un color de página completa electrostáticas, con impresión láser o semejante?

La impresión electrostática se basa en la electricidad estática para llevar a cabo el siguiente proceso, que luego se trata más en detalle, sintetizado en la figura 2.80 (que esquematiza una impresora láser estándar con cartucho descartable):

  1. Primero, a medida que un tambor fotosensible gira, sobre su superficie se forma la imagen a imprimir como puntos electropositivos, merced a la acción de un haz de luz láser, u otra forma de luz puntual.
  2. Estos puntos electropositivos atraen partículas de tóner electronegativas, apareciendo así sobre la superficie de dicho tambor la imagen a imprimir conformada por puntos negros de tóner negativo adheridos.
  3. El papel a imprimir es cargado con carga positiva, y pasa junto al tambor a medida que éste gira. Así atrae los puntos con tóner electronegativo adheridos al tambor, pasando la imagen del tambor al papel. Después, el tóner adherido al papel debe ser fundido por calor, para que quede fijado al papel. 

Este proceso se conoce como "impresión láser", aunque también se emplean otros medios para producir el mismo efecto que un haz de luz láser, usando diodos luminosos (LED) o con cristal líquido (LCS).

Mientras que las impresoras de matriz de agujas o de chorro de tinta imprimen sobre el papel de a una línea por vez, a medida que el cabezal recorre cada una, las impresoras electrostáticas generan (típicamente luego de tres vueltas del tambor) una página completa.

Las impresoras láser se basan en el sistema de impresión de las fotocopiadoras homónimas. En éstas, a partir de la imagen en papel a fotocopiar iluminada por una potente lámpara, se forma una imagen electrostática en la superficie fotosensible (de selenio o material conductor foto-orgánico) de un tambor. Ello se debe a que la superficie del tambor convierte la imagen óptica -generada por la luz reflejada por la imagen a copiar, que incide enfocada sobre el tambor- en su equivalente electrostático, al cual se adhiere el tóner, por estar constituido por partículas de carga eléctrica contraria a la de dicha imagen electrostática.

En una impresora láser no se tiene, como en una fotocopiadora, una imagen original en papel, sino que ésta existe como una matriz ordenada de unos y ceros a imprimir, en la memoria de la impresora. Si se imprime en blanco y negro, un uno hace que el microprocesador que gobierna la impresora encienda el haz láser que barre la superficie del tambor. Al incidir el haz en un punto de dicha superficie, este pasa a ser un punto con carga positiva, sobre el que se adherirán partículas de tóner negativo. Los ceros no encienden el haz, resultando puntos sobre los que no se adherirá el tóner, que luego serán puntos blancos en el papel.

Se describirá una impresora láser, representativa de las actuales con cartucho descartable. Este contiene elementos que se degradan por el uso, como el tambor fotosensible, otros rodillos a describir, o que se gastan, como el tóner. El proceso de impresión láser en blanco y negro, sin grisados, básicamente es como se indica a continuación (figura 2.80 con detalles en las figuras indicadas):

I. El haz láser crea una imagen electrostática invisible en la superficie del tambor (figura 2.81):

El haz láser generado -encendido o apagado por el microprocesador de la impresora- está dirigido siempre en una dirección fija, hacia un espejo giratorio de dos caras planas. Mientras gira la cara sobre la que está incidiendo el haz láser, va cambiando el ángulo de incidencia del haz sobre la misma.

En correspondencia también varía constantemente el ángulo con que dicho haz se refleja en dirección a la superficie del tambor, donde siempre está enfoca do merced a un sistema de lentes (no dibujado).

De esta forma se consigue que el haz reflejado por dicha cara, barra una línea horizontal (generatriz) de esa superficie, de izquierda a derecha, pasando a través de una abertura del cartucho descartable.

A medida que recorre esa línea del tambor, el haz se enciende o apaga (hasta 600 veces en una pulgada si la resolución es 600 dpi), en concordancia con los unos y ceros de la memoria de la impresora que codifican una línea de la imagen a imprimir. En la superficie del tambor, los puntos de la línea barrida por el haz láser que fueron tocados por éste se convierten en pequeñas zonas con cargas eléctricas positivas, dada la fotosensitividad de la superficie. Los puntos no tocados mantendrán una carga negativa que les fue proporcionada anteriormente, cuando todos los puntos de esta línea de la superficie del tambor tomaron contacto con un rodillo de goma conductora de electricidad negativa.

Luego que en sincronismo con el giro de la cara citada del espejo, el haz láser reflejado barrió toda la línea del tambor, el haz incidirá en la otra cara del espejo giratorio, y el microprocesador hará girar un pequeño ángulo al tambor, deteniéndose brevemente éste mientras dura otro barrido. De la forma descripta -encendiéndose para generar puntos positivos- el haz láser barrerá otra línea horizontal del tambor, separada 1/600 de pulgada de la que barrió antes (si la resolución de la impresora es de 600 dpi).

Por lo tanto, con cada cambio de cara del espejo sobre la que incide el haz, éste barre una línea distinta de la imagen que de esta forma va dibujando, a la par que el tambor detiene su giro mientras ello ocurre Así de seguido se repite este proceso de barrido de líneas (600 por pulgada), por medio del cual en cada línea de la superficie del tambor resultan puntos electropositivos donde impactó el láser, formando estas líneas una porción de la imagen a imprimir (en esta etapa electrostática, y por lo tanto invisible), según el correspondiente patrón de unos y ceros guardado en la memoria de la impresora. En la figura 2.81 aparecen esas cargas puntuales positivas formando letras, rodeadas de cargas negativas pre-existentes.

II. El tóner se adhiere a la imagen electrostática creada en la superficie del tambor, "revelándola":

Un rodillo denominado "revelador" (figura 2.82), oficia de "puerta giratoria" de la cavidad que contiene el tóner, para que éste pueda ser extraído de la misma, transportado por la superficie de ese rodillo.

La composición del tóner es una mezcla de partículas negras de resina plástica y partículas de hierro. El rodillo "revelador" tiene un núcleo magnético. Así mientras gira atrae hacia su superficie partículas de hierro del tóner de la cavidad, las cuales arrastran a las partículas plásticas, que quedan electronegativas al tocar la superficie de aluminio del rodillo, por estar ella cargada negativamente. Con el giro del tambor, las sucesivas líneas antes barridas por el haz láser se van acercando al rodillo "revelador", con partículas negativas de tóner libre en su superficie, y cercano a la superficie del tambor. A medida que dichas líneas van pasando frente a este rodillo, dichas partículas negativas de tóner saltan hacia la superficie del tambor, atraídas por los puntos positivos de ella, formándose así sobre esta superficie cilíndrica una imagen "revelada" (esto es, visible si se observara el tambor) con las partículas de tóner adheridas a la imagen electrostática, "latente", antes formada con los puntos que tocó el haz láser. Las cargas negativas de la superficie del tambor rechazan a las partículas de tóner.

A esta altura del giro del tambor, el sistema de arrastre del papel hace que éste pase por otro rodillo de goma conductora con carga positiva quedando electropositiva la cara del papel que no se escribe. Luego el papel pasa junto a la porción de la superficie del tambor donde se formó la imagen "revelada" citada, tomando contacto con ella y acompañando su giro. Así el tambor le transfiere al papel (electropositivo) la imagen latente que formó, pasándole la mayor parte de las partículas de tóner (negativas) que tiene adheridas electrostáticamente a su superficie. Después el papel debe tomar contacto con una varilla metálica, para que las cargas positivas pasen a masa, quedando neutra la superficie del papel que pasó por dicha varilla.

III. Fijación por calor del tóner al papel:

Posteriormente, el papel en su movimiento de arrastre es sometido a presión y calor (unos 150º C), entre dos rodillos, para fundir el tóner y así fijarlo, en su camino hacia la bandeja de salida. El rodillo o elemento que transfiere el calor al papel está recubierto por una capa de teflón.

IV. Borrado de la superficie del tambor de la imagen electrostática antes generada:

La superficie del tambor que ya transfirió el tóner pasa por debajo de un fleje paralelo próximo a ella, que elimina las partículas de tener que no fueron transferidas al papel; y luego -completando la vuelta- dicha superficie pasa otra vez por el rodillo de goma conductora de electricidad negativa citado en 1. Este rodillo, en una acción de borrado electrostático, elimina los puntos con carga positiva (generados antes por el láser) que sirvieron para adherir el tóner, quedando esa superficie homogéneamente negativa. De esta forma rechaza cualquier partícula de tóner (también negativo) que pudiera quedar adherida, y prepara la superficie para llevar a cabo el proceso detallado en el punto 1.

Otra tecnología de impresión no usa láser, sino que éste es reemplazado por una fila de diodos emisores de luz (LEDs). A fin de lograr en cada línea barrido una resolución como ser de 300 puntos por pulgada (dpi) existe una línea de LEDs consecutivos paralela al tambor, que apunta al mismo, a razón de 300 por pulgada Para cada línea generatriz del tambor que quede frente a estos diodos, aquellos diodos que deben iluminar puntos en dicha generatriz son encendidos por el microprocesador. De este modo se produce el mismo efecto que con un haz láser, siendo que los puntos que fueron brevemente iluminados por los LEDs son convertidos -por ser la superficie fotosensible- en puntos con carga positiva. Luego de iluminar puntos luminosos en una generatriz de la superficie del tambor, este girará a una nueva posición, y el conjunto de LEDs iluminarán puntos de la nueva generatriz que está frente a ellos, y así de seguido.

La tecnología de semiconductores (diodos) con cristal líquido (LCS) es semejante a la descripta con LEDs. Cada LCS presenta un cristal que puede ser transparente u opaco según el valor de una señal eléctrica que le llega al diodo. Esta señal es ordenada por el microprocesador, dejando así cada cristal pasar o no la luz proveniente de una lámpara halógena que ilumina todos los cristales. La luz que dejan pasar por sus cristales los diodos activados, incide en forma de puntos en la generatriz del tambor que está frente a ellos en ese momento.

Resta mencionar la tecnología de impresión por emisión de electrones, también llamada "deposición de iones", de gran velocidad de impresión por insumir pocos pasos. En este tipo de impresoras de página, las funciones del haz láser son realizadas por haces de electrones generados en un "cartucho de emisión de estado sólido", que opera con altas tensiones y frecuencias. No se usa ningún tipo de luz para formar la imagen electrostática. La superficie del tambor es de material dieléctrico (aislante), bajo del cual el cilindro es de aluminio anodizado. El tóner (en este caso con carga positiva) se adhiere sobre la superficie con dieléctrico del tambor, en los puntos cargados negativamente.

Otra diferencia en relación con el proceso láser descripto, es que en esta técnica el tóner adherido al papel se fija a él mediante un rodillo de gran presión, ahorrando energía eléctrica para derretirlo. También requiere menos mantenimiento que la tecnología láser.

Una impresora láser con resolución de 300 dpi presenta puntos con tamaño de 0,08 mm. Para trabajos frecuentes que mezclan textos y gráficos son convenientes las impresoras con 600 dpi. Existen impresoras láser con resolución entre 1.200 a 3.600 dpi, con tamaño de puntos de 0,01 a 0,005 mm que generan imágenes casi fotográficas, por lo que se denominan "formadoras de imagen".

Para aplicaciones de gran volumen de impresión, existen modelos que imprimen más de 20.000 líneas por minuto (lpm), superando a las veloces "impresoras de línea", típicas de la tercer generación de computadoras, amen de tener mejor calidad tipográfica.

Las impresoras láser para red, son compartidas por un grupo de computadoras que forman una red local. Algunas pueden imprimir hasta 32 páginas por minuto (ppm).

Respecto a la velocidad de impresión, si para una impresora láser se indica un cierto número de páginas por minuto, se refiere más bien a la velocidad máxima con que puede dar salida al papel La primer página si es compleja puede tardar varios minutos en imprimirse. La velocidad real debe medirse desde que se dio la orden de impresión de una página, hasta que ella aparece en la bandeja de salida. Depende del tamaño de la superficie a imprimir, de la complejidad del gráfico, y del software utilizado.

7. ¿Cómo se generan los tonos de grises en una impresión?

Según se describió, una impresora de un color sólo imprime puntos negros, sin ningún matiz, siendo la tinta o el tóner de ese color. Las personas pueden diferenciar unos 256 tonos de gris diferentes. Para simularlos se aprovecha el hecho de que nuestra vista tiende a combinar formaciones de puntos pequeños negros y blancos (que no estén demasiado cercanos) percibiendo un color gris resultante. Variando la relación de puntos negros sobre el fondo blanco del papel, se simulan matices de grises para nuestros ojos.

Esto es, la vista promedia el valor cromático de puntos muy cercanos, cuando el tamaño el conjunto es del orden del que puede distinguir la agudeza visual de un observador.

Esta técnica se denomina "dithering". Una zona de "superpuntos" grises para el ojo, regularmente espaciados, se verá como un cierto tono de gris.

El hecho de perder resolución en gráficos no es tan grave, pues dado que nuestros ojos discriminan tonalidades, un gráfico con 16 tonos de gris y 75 dpi se verá mejor que el mismo con 300 dpi pero sin grises. En cambio la resolución importa para textos.

La cantidad de tonos de gris disponibles constituye la "profundidad de imagen".

En las artes gráficas, la cantidad de puntos grises por pulgada se designa cantidad de "líneas por pulgada" (lpp). En el ejemplo anterior, dado que con dithering la vista ve puntos grises, la resolución real de 75 dpi implicaría 75 lpp.

 

8. ¿Cómo se forman los colores en una impresión?

Al tratar los monitores color, se vio que cada pixel tenía un color resultante de combinar los colores básicos de tres puntos luminosos de fósforo: uno rojo, otro verde y el tercero azul. En la impresión de colores sobre papel, y en general, el color que vemos en los objetos iluminados, sin luz propia, se tiene físicamente una situación distinta. En este caso, sobre un objeto o superficie incide luz blanca (solar o artificial, que es una mezcla de distintos colores, que podemos ver cuando se forma un "arco iris"), y el color que vemos es la luz que resulta luego de haber sido absorbido, restado, (por la estructura química de la superficie) el color complementario a dicho color. Por ejemplo, un auto rojo tiene ese color, por que de todos los colores de la luz blanca que incide sobre él, su pintura absorbe el color complementario del rojo, que es el cian (color celeste/esmeralda). Entonces, la luz reflejada que llega a nuestros ojos carece de cian, y la vemos "roja".

Los pares de colores complementarios más usados son: rojo-cian, azul-amarillo y verde-magenta. En las impresoras y en las artes gráficas el color se genera de esta forma. Se usan como colores básicos para formar cualquier otro color el cian, el amarillo y el magenta (complementarios del rojo, azul y verde). Estos mezclados puros deberían dar negro, pero resulta un color café (por no ser puros) por lo que se agrega un negro "K", para lograr este color.

Los cuatro colores (CYMK) se usan para absorber colores complementarios a los que se desea visualizar. Así, cuando mezclamos pintura amarilla con cian (en la práctica usamos azul impuro) se obtiene verde. Ello se debe a que la luz blanca que incide sobre la mezcla se le sustrae la componente azul, complementaria del mismo, y la componente roja, complementaria del cian. Por ser absorbidos el azul y el rojo, sólo se refleja la componente verde, color que vemos al mezclar amarillo y cian (azul impuro).

Lo anterior ejemplifica la denominación mezclas "sustractivas", para obtener colores. El triángulo de la figura 2.85 sistematiza lo dicho para síntesis sustractivas, siendo que mezclando colores de vértices resulta el color indicado entre ellos. Así, cian y amarillo dan verde, etc. Asimismo, el color de un vértice es complementario con el del lado del triángulo opuesto al mismo, como puede verificarse.

Conforme a lo anterior, una impresora color debe tener cuatro tintas, identificables como CYMK.

Cuando tiene que generar un color que no sea alguno de estos, combina los mismos en forma adecuada. Dado que sólo imprime puntos, mediante un método semejante al visto para producir grisados genera "superpuntos" del color deseado, que contienen formaciones de puntos elementales con colores básicos del grupo CYMK. Como la vista a la distancia tiende a fundir los colores de estos puntos en un solo color, un superpunto puede verse de un cierto color. Un conjunto de superpuntos regularmente espaciados se ven como una zona de un color determinado. Al igual que en la generación de grisados, la formación de superpuntos se hace a costa de la resolución

No es fácil predecir cómo se verá el color en una página una vez que se imprima, especialmente si se toma como base la imagen a imprimir que se ve en un monitor, dado que éste en general muestra una gama de colores más amplia que la producida por una impresora, y los colores son diferentes en saturación y brillo. Existen métodos sofisticados, que usan calorímetros para aproximar los colores que se ven en ambos.

9. ¿Cómo funcionan las impresoras de chorro de tinta y láser color?

En las impresoras color de chorro de tinta, para expulsar gotas de tinta por los orificios del cabezal descartable, se emplean las tecnologías por calor y bombeo piezo-eléctrico, descriptas. El cabezal provee tintas con los colores CYMK, y resultan más complejos sus movimientos.

Estas impresoras son lentas, y los colores pueden decolorarse con el tiempo. Por su relativo bajo costo son adecuadas para impresiones semiprofesionales. Brindan una aceptable calidad de color, lo cual no es factible con las impresoras con matriz de agujas que usan cinta de varios colores.

El principio de funcionamiento visto para impresión monocroma también se conserva en las impresoras láser color. Los cuatro colores (CYMK) de tóner están contenidos en el cartucho. Un procedimiento de impresión requiere una secuencia de cuatro vueltas del tambor (o correa de transferencia) para imprimir una página, a razón de una por color. En cada vuelta, el haz láser (o un sistema de efectos equivalentes) "dibuja" los puntos del cilindro que deben atraer las partículas de tóner con uno de esos cuatro colores. El tóner de otro color adherido en vueltas anteriores se mantiene en la superficie del cilindro. En la cuarta vuelta también tiene lugar el proceso de fijación de los colores de tóner al papel.

Resulta así una velocidad de impresión cuatro veces mas lenta que una láser monocromática, amen de que las impresiones en color son aún bastantes más costosas en equipo e insumos, y más sensibles a la humedad. Se obtienen imágenes brillantes y duraderas. No requieren papeles especiales.

10. ¿Cómo opera una impresora color por transferencia térmica?

En las impresoras térmicas el cabezal es fijo, y ocupa el ancho del papel a imprimir (figura 2.86).

Al igual que las de matriz de agujas, los puntos que entintan el papel son producidos por elementos puntuales (una sola fila), pero no actúan por impacto, sino por calor, derritiendo puntos de una cera sólida que recubre una "supercinta" multicolor descartable. Ella cubre todo el ancho del papel, y se mueve junto con éste. Los colores CYMK sobre la "supercinta" forman franjas como las dibujadas. Entonces, suponiendo que por debajo del cabezal pase la franja amarilla, de todas la fila de resistores de semiconductores sólo aquellos que deben imprimir un punto de ese color serán calentados por un impulso eléctrico producido por el microprocesador que controla la impresión. Esto lo hace de acuerdo a los unos y ceros que representan la imagen a imprimir almacenados en el buffer de la impresora. Un rodillo de impresión aprieta el papel contra la "supercinta" calentada por las agujas del cabezal, de modo que puntos de cera derretida pasen al papel. Luego la cinta avanza una franja, hacia la cian, y

 

el papel retrocede, para ponerse nuevamente con la línea antes impresa (con puntos amarillos) sobre los resistores del cabezal.

Ahora otra vez se repite el proceso anterior, para imprimir aquellos puntos que deben aportar color cyan. Del mismo modo se imprimen los puntos correspondientes a las dos franjas restantes: magenta y negro, completándose así el proceso de impresión de una línea de puntos en color.

La cantidad de resistores por pulgada que presenta la línea de agujas del cabezal, determina la resolución de la impresora. Si ésta es sólo de 300 dpi permite imprimir buenas imágenes pictóricas, pero los textos no son de calidad.

Otra impresora activada por calor es la de difusión de tinta, en la cual el colorante de la supercinta se difunde sobre el papel, produciendo colores más densos a mayor temperatura. Así es posible generar 256 colores en los puntos impresos.

Las impresoras descriptas tienen aspectos comunes con las conocidas impresoras térmicas. Estas usan papel termosensible, que se oscurece en puntos con el calor al pasar por el cabezal fijo de puntos calentados.

11. Bibliografía:

  • M. C. Ginzburg, Introducción general a la informática: Periféricos y redes locales. 

U.A.I.
Ingeniería en Sistemas
Sistemas de computación
Resumen de Impresoras
Leandro Vanden Bosch

 

Autor:
Leandro Vanden Bosch
Estudiante de Ing. en Sistemas;
Universidad Abierta Interamericana;
Buenos Aires, Argentina. 1999.
lvbosch@usa.net



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