Cómo funcionan las impresoras láser

La mayoría de las personas se imaginan fácilmente el mecanismo que hace funcionar una impresora de inyección de tinta. En realidad, el nombre lo dice todo: se usa tinta para poner sobre el papel textos, dibujos o fotografías. La tecnología es impresionante, por supuesto: para lograr el resultado preciso y detallado, los inyectores de tinta colocan cientos o incluso miles de puntitos minúsculos de tinta uno al lado de otro por cada pulgada de papel. Pero ¿y una impresora láser? Realmente, parece incluso más difícil de imaginar. ¿Cómo puede imprimir algo un fino rayo de luz?

Esta maravillosa tecnología fue desarrollada en los años 60 del siglo pasado por Gary Starkweather, que por aquel entonces trabajaba en Xerox Corporation, una empresa famosa por sus fotocopiadoras. A Gary se le ocurrió que, en lugar de exponer una imagen a la luz para crear una copia, se podría usar un rayo de luz para «dibujarla» desde cero. La primera impresora láser fue lanzada con éxito al mercado en 1973, pero fueron necesarias algunas décadas más para lograr que las máquinas fueran más pequeñas y lo bastante asequibles como para convertirse en un dispositivo habitual en nuestras oficinas y hogares. Aun así, las primeras impresoras láser funcionaban con los mismos principios que las actuales: utilizaban electricidad estática.

Los opuestos se atraen

Sí, esto cada vez se vuelve más extraño. Láseres, fotocopiadoras y ahora… electricidad estática. Sin embargo, la misma energía que provoca los relámpagos o que puede «pegar» un globo a tu suéter también hace que las cosas aparezcan limpiamente en el papel. Para explicarlo de una forma sencilla, la electricidad estática funciona de forma similar al enamoramiento: los opuestos tienden a atraerse.

Si queremos explicarlo de una forma más científica, diríamos que la electricidad estática es un desequilibrio de cargas eléctricas. Sucede cuando, en un objeto o en un material, hay más cargas positivas (protones) que cargas negativas (electrones), o viceversa. Este desequilibrio se puede producir por diversos factores, sin embargo, en este artículo analizaremos únicamente un aspecto de la electricidad estática. Para restaurar el equilibrio, un objeto cargado es atraído por otro que está cargado con una carga opuesta. Por ejemplo, después de cargar un globo frotándolo contra un suéter de lana, el primero habrá robado unos cuantos electrones al segundo. Los dos objetos se pegarán ansiosamente el uno al otro, y dará la sensación de que ha sucedido algo mágico. En realidad, esto sucede simplemente porque el globo ahora está cargado negativamente y el suéter positivamente.

Drama de la impresora: Acto primero

Pero claro, dentro de la impresora láser no hay globos ni suéteres. Sin embargo, sí hay un puñado de elementos que la impresora carga inteligentemente con cargas positivas o negativas para orquestar el proceso de impresión. Sorprendentemente, la estrella principal del espectáculo de impresión láser no es el láser en sí, sino un tambor con forma de cilindro rotatorio recubierto por una capa de un material fotoconductor de color verde. La superficie total del tambor es igual que la de una hoja de papel.

Al principio del proceso de impresión, este tambor recibe una carga eléctrica. Esto se hace mediante un hilo de corona que lo recorre o mediante un rodillo de carga. Dependiendo del modelo de impresora, la carga puede ser positiva o negativa, ya que el proceso funciona de las dos maneras. Para no alargarnos mucho, supongamos que en nuestra impresora el tambor recibe una carga positiva.

Que entre la luz

Ahora llegamos al láser. En palabras sencillas, el láser «dibuja» en el tambor cualquier cosa que quieras imprimir, exponiendo a la luz ciertas áreas del tambor. Cuando hay que imprimir una letra o una línea, el láser coloca puntos minúsculos en su lugar correspondiente. Cuando hay un espacio en blanco, el láser se apaga. Dado que el tambor es fotoconductor, las áreas donde ha impactado el láser se descargan y forman lo que se llama imagen electrostática.

Sin embargo, el rayo láser no se mueve. Lo que sucede en realidad es que apunta a un sistema de espejos y lentes rotatorias, que a su vez desvían la luz hacia el tambor. Cada vez que necesitas imprimir una página, imagina una bola de discoteca pequeña pero muy sofisticada que marca el inicio de la fiesta. ¿Cuál es su nivel de sofisticación? Bueno, si tu impresora tiene una resolución 600×600 ppp (puntos por pulgada), esto significa que una sola hoja de tamaño A4 puede contener 33 millones de puntos y que cada uno de ellos se ha imprimido en su lugar gracias a esta bola de discoteca. Es una fiesta genial, ¿no te parece?

Probablemente también te preguntes cómo sabe la impresora qué tiene que dibujar y dónde. Esto lo decide el controlador de la impresora, el autor del espectáculo. El controlador es un ordenadordentro de tu impresora. Realiza varias tareas esenciales, como comunicarse con el dispositivo desde el cual envías el trabajo de impresión, organizar los datos recibidos, descomponerlos en millones de puntos y almacenar toda esta información en la memoria de la impresora. Aunque podríamos escribir mucho más sobre los tecnicismos de este cerebro de la impresora, si lo hiciéramos arruinaríamos totalmente el ritmo de nuestra historia de la impresión láser. Así que vamos a limitarnos a hacer una reverencia de admiración al controlador y volvemos al tambor que recibe el rayo láser.

¡A ensuciarse!

Por muy asombrosa que sea, nadie necesita una imagen electrostática, básicamente porque no podemos verla ni usarla para repartir un folleto sobre un PowerPoint. Y aquí es cuando entra en juego el tóner. En una impresora láser, el tóner tiene en esencia la misma función que la tinta de una impresora de inyección. Sin embargo, el tóner no es líquido, es un polvo muy fino. Cada partícula de tóner contiene dos ingredientes: pigmento de color y plástico. Todavía en el interior del cartucho, las partículas reciben una carga positiva. Cuando la impresora recubre uniformemente el tambor con una delgada capa de tóner, las partículas solo se adhieren a las zonas que se hayan descargado previamente. No tienen ningún interés en el resto del tambor porque aún está cargado positivamente, exactamente igual que las partículas de tóner. Y en el amor y en la impresión láser, solo los opuestos se atraen.

Dicho esto, las partículas de tóner no son muy fieles que digamos. A continuación, tu impresora arrastra una hoja de papel, la carga negativamente y la desliza por el tambor. ¿Y qué ocurre? Pues que el tóner salta ansioso sobre el papel, porque la hoja tiene una carga más potente que la imagen electrostática que hay sobre el tambor. Aunque esto pueda sonar como una traición total por parte del tóner, el resultado final es que tu contenido aparece sobre el papel. La hoja se mueve exactamente a la misma velocidad que rota el tambor; de este modo, la imagen se mantiene precisa y no se distorsiona.

Y vivieron felices, y comieron perdices

Para evitar que vuelva a suceder la traición total del tóner, está el fusor. En el drama de la impresión láser, el fusor es el tipo duro e insensible. La unidad del fusor consiste en dos rodillos calentados recubiertos por un revestimiento antiadherente parecido al de tu sartén de Teflón. La atracción de las partículas de tóner hacia este revestimiento es cero, de forma que se quedan exactamente donde están. Y, lo que es aún mejor, a medida que la hoja de papel pasa por los rodillos calentados, el tóner se funde y se adhiere permanentemente al papel. Las impresoras láser más rápidas usan temperaturas extremadamente altas, pero, dado que la hoja de papel atraviesa el fusor a toda velocidad, las páginas no se queman. Si las recoges recién salidas de la impresora, probablemente notarás que el papel todavía está caliente.

Como las partículas de tóner están hechas principalmente de plástico, los documentos impresos con láser son muy duraderos. No se emborronan si el papel se humedece y es menos probable que se desvanezcan. Por todo esto, la impresión láser se puede utilizar para archivar con confianza información para las futuras generaciones. ¡Nuestra historia de la impresora tiene un final feliz!

Espera, espera, ¿y el tambor? Bueno, no tiene tiempo para lamentarse. Rápidamente la impresora lo limpia de restos de tóner y borra la imagen electrostática exponiendo toda su superficie a la luz. Este proceso se llama descarga. Después el hilo de corona le da al tambor una carga positiva una vez más y la historia completa de la impresión vuelve a comenzar. Después de todo, las impresoras láser modernas producen decenas de páginas por minuto.

¿Y cuando hay colores?

El espectáculo de la impresión que acabamos de presenciar era en blanco y negro. Pero ¿qué sucede en el interior de una impresora láser a color? Primero de todo, hay cuatro cartuchos de tóner implicados: cian, magenta, amarillo y negro. Durante el proceso de impresión, las partículas se mezclan para crear innumerables variaciones de tonalidad. Sin embargo, esto debe realizarse con la máxima precisión. Nuestros ojos son capaces de advertir incluso la más mínima desviación, equivalente a unas milésimas de pulgada. Para representar los colores con exactitud, el controlador del interior de la impresora determina cómo dividir la imagen en cuatro imágenes electrostáticas diferentes, una para cada pigmento. A partir de este momento, existen varias soluciones tecnológicas posibles.

En algunas impresoras, el láser crea las cuatro imágenes electrostáticas una a una sobre el mismo tambor. Después de dibujar cada imagen, se aplica y se transfiere el tóner correspondiente. Puede hacerse directamente sobre la hoja de papel. En este caso, el proceso se repetirá cuatro veces. Otra solución alternativa es que cada pigmento se transfiera primero a otro tambor «intermedio». Entonces el tambor intermedio recolecta las partículas de los cuatro cartuchos de tóner y finalmente las transfiere a la vez al papel.

Algunas impresoras láser más caras en realidad contienen cuatro tambores diferentes (uno para cada pigmento) que pueden funcionar al mismo tiempo. El papel atraviesa cada uno de estos tambores recolectando por el camino las partículas de cada pigmento. Un sistema así es mucho más complejo y caro de fabricar, pero ofrece una velocidad de impresión mayor.

Conclusión

¡Ahora ya conoces el complicado proceso de impresión láser! Por eso, te animamos a que trates a tu impresora doméstica o de oficina con amabilidad…, incluso cuando se porte mal. Recuerda que la pobrecita sufre mucho cada vez que necesitas un par de páginas.

Aun así, si la pobre no se comporta como es debido con demasiada frecuencia, tienes todo el derecho a pensar en comprarte otra. Y, si ese es tu caso, tal vez quieras leer a continuación este cuento.