Impresoras

Una impresora permite obtener en un soporte de papel una ¨hardcopy¨: copia visualizable, perdurable y transportable de la información procesada por un computador:

Para imprimir, las impresoras constan de tres subsistemas:

• Circuitos de preparación y control de impresión.
• Transporte de papel.
• Mecanismo de impresión sobre papel.

El proceso de impresión es ordenado en un programa en alto nivel mediante una orden tipo PRINT. Al ser traducido a código de máquina, dicha orden se convierte en un llamado a una subrutina del S.O o de la ROM BIOS.

La forma más corriente y veloz de conectar una impresora a una PC es la conexión, mediante el 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 el port de estado, y a los ports de comandos, ubicados en la interfaz ¨port paralelo¨.

La conexión serie, supone un solo cable para enviar los datos a imprimir, bit a bit, desde el port a la impresora. Se usa para imprimir lentamente a distancia( hasta unos 15 mtts del computador), debido a que la conexión en paralelo solo permite distancias de hasta 3 ó 4 mts. Por la interferencia eléctrica entre líneas.

Tipos de impresoras:

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.

Impresora de impacto por matriz de agujas.

Recibe este nombre por que su cabezal móvil de la impresión contiene una matriz de agujas móviles en conductos del mismo, dispuestas en una columna o más columnas.

Es una impresora por impacto: si una aguja es impulsada hacia fuera del cabezal por un mecanismo basado en un electroimán 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 mm. 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 que forman un círculo. De esta manera el cabezal puede alojar cada electroimán que impulsa cada aguja.

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 letras o fuentes ¨bit map¨.

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

La operatoria en modo texto es la siguiente. Desde memoria llegaran 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 determina:

• los caracteres que entrarán en el renglón a imprimir,
• el movimiento óptimo del cabezal de impresión,
• que agujas se deben disparar en cada posición del cabezal, para imprimir la línea vertical de puntos que forma la matriz de un carácter en papel.

Cuando se imprime una línea, el cabezal es acelerado para alcanzar una cierta velocidad, y desplazado en forma rectilínia hacia derecha o izquierda. Según la resolución se disparan sobre la cinta las agujas que correspondan según la porción del carácter que se está imprimiendo. Luego de imprimir una línea, el mecanismo de arrastre del papel hace que éste se desplace verticalmente.

• Estas impresoras son especialmente útiles para imprimir varias copias usando papel carbónico y papel con perforaciones laterales para ser arrastrado con seguridad, pudiendo adquirirse con carro ancho. La desventaja es que son ruidosas y su baja velocidad. Una página por minuto en modo texto y hasta tres en borrador .
• Una resolución típica puede ser 120 X 70 d.p.i. Los 120 d.p.i se deben a que el cabezal se dispara cada 1/120 de pulgada en su movimiento horizontal. También hay de 60 y 240 d.p.i. Los 70 d.p.i de resolución vertical suponen que entre dos agujas existe una separación de 1/70 de pulgada. 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 se debe a que en modo gráfico se le debe enviar al buffer de la impresora los bytes que indican que agujas deben dispararse en cada posición del cabezal. En texto en cambio solo debe enviarse a dicho buffer el código ASCII de los caracteres a imprimir.

Impresoras chorro de tinta.

Estas impresoras reciben en su memoria buffer el texto a imprimir, procedente de la memoria principal –vía la interfaz del paralelo- y para cada carácter a imprimir el microprocesador de las impresoras determina en su memoria ROM la matriz de puntos a imprimir correspondiente a la misma.

Presenta un cabezal 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.

Cada punto es producido por una pequeña gotita de tinta al impactar contra el papel, disparada desde un microconducto.

En un tipo de cabezal Bubble-Jet esto último se consigue por el calor que generan resistencias ubicadas al fondo de los microconductos. Para esto, el microprocesador ordena enviar un corto pulso eléctrico a las resistencias de los microconductos que deben disparar una gota. Esto hace calentar brevemente 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. Esta al crecer en volumen presiona la tinta contenida en el conducto, y desaloja por la boca del mismo un volumen igual de tinta, que forma una gota. Cada gota al incrustarse sobre el papel forma un punto de tinta. 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, este se descarga, pudiendo también recargarse.

También existe la impresora a chorro de tinta ¨DeskJet¨, que usa cristales piezo-eléctricos para que los microconductos del cabezal disparen sobre el papel sus correspondientes gotas de tinta. Estos aprovechan 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.

Otro tipo de impresoras usa cartuchos que a temperatura ambiente contienen tinta sólida. La cual por medio de resistores se funde y pasa al microconducto. Luego se produce una gota. Mientras la gota se dirige al papel se va solidificando de forma que al llegar a el no es absorbido por el mismo. No se produce con esto un cierto efecto de papel secante.

Existen impresoras que disparan continuamente por todos los microconductos gotas de tinta, a razón de unas 50000 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 alcanzan resoluciones de mas de 600 d.p.i.
• Pueden imprimir varias páginas por minuto en texto, y según la complejidad y grisados de un dibujo, puede tardar varios minutos por pag.

Impresoras de un color de página completa electroestáticas, con impresión laser o semejante.

La impresión electrostática se basa en la electricidadestática para llevar a cabo el siguiente proceso:

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

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 esta enfoca do merced a un sistema de lentes.

De esta forma se consigue que el haz reflejado por dicha cara barra una línea horizontal 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, 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 este 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 dada anteriormente, cuando todos los puntos de esta línea de la sup. del tambor tomaron contacto con un rodillo de goma conductora de electricidad negativa.

Luego que en sincronismo con el giro de la cara 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. El haz barrera otra línea horizontal del tambor, separadas por iguales pulgadas a las que había barrido antes.

Se va repitiendo el proceso de barrido de líneas, 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, según el correspondiente patrón de unos y ceros guardado en la memoria de la impresora.

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

Un rodillo denominado revelador hace 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 con partículas de tóner adheridas a la imagen electrostática, antes formada con los puntos que toco el haz láser. Las cargas negativas de la sup. del tambor rechazan a las partículas de tóner.

II) La imagen del tambor se transfiere al papel, al pasar el tóner de uno al otro:

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 sup del tambor donde se formó la imagen revelada, tomando contacto con ella y acompañando su giro. Así el tambor le transfiere al papel la imagen lentamente que formó, pasándole la mayor parte de las partículas de tóner(negativas) que tienen adheridas electrostáticamente a su superficie.

Después el papel debe tomar 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 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 tóner 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. Este rodillo, en una acción de borrado electrostático, elimina los puntos con carga positiva que sirvieron para adherir el tóner, quedando esa superficie homogéneamente negativa.

Otra tecnología de impresión no usa láser sino que éste es reemplazado por una fila de diodos emisores de luz (LEDs). Existe una línea de LEDs consecutivos paralela al tambor, que apunta al mismo. Para cada línea del tambor que quede frente a éstos diodos, aquellos diodos que deben iluminar puntos en dicha generatriz son encendidos por el microprocesador. Siendo los puntos que fueron brevemente iluminados por los LEDs convertidos – por ser la superficie fotosensible – en puntos con carga positiva. Luego el tambor 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 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. Ésta señal es ordenada por el microprocesador dejando así cada cristal pasar o no la luz 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.

Por último la tecnología de impresión por emisión de electrones, también llamada deposición de iones, de gran velocidad de impresión. En este tipo de impresoras de páginas, 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. La superficie del tambor es de material dieléctrico(aislante), bajo el cual el cilindro es de aluminio anodizado. El tóner ( con carga positiva), se adhiere sobre la superficie con dieléctrico del tambor, en los puntos cargados negativamente.

En ésta técnica el tóner adherido al papel se fija a él mediante un rodillo de gran presión, ahorrando energía eléctrica para derretirlo.

• Existen impresoras láser que van de 300 d.p.i. a 3600 d.p.i.
• Para aplicaciones de gran volumen de impresión, existen modelos que imprimen más de 20000 líneas por minuto.
• 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.