En este artículo explicaré cómo funciona una impresora, ya sea de tinta o láser. Y es que estos periféricos de salida llevan acompañando a los ordenadores desde hace varias décadas, y son imprescindibles para muchos usuarios. Así que, si te interesa conocer qué sucede cuando pulsas el botón de impresión, aquí lo tienes…
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Proceso a nivel de software
Entre los diferentes sistemas operativos existen algunas diferencias, ya que no es lo mismo el servicio de impresión de Windows que CUPS en Unix/Linux, por lo que puede haber diferentes variaciones en los pasos que explico a continuación, pero más o menos, imprimir un documento (texto y/o imagen) es más o menos así:
- Cuando se decide imprimir un documento utilizando comandos como «lpr» en Unix/Linux, PRINT en DOS/Windows, o la opción de impresión de cualquier aplicación, el sistema utiliza un «spooler» o planificador de impresión. Este componente coloca el documento a imprimir en una cola ubicada en «/var/spool/cups/» (en Windows está en C:\Windows\System32\spool\PRINTERS) junto con un archivo que contiene información sobre la tarea de impresión.
- Una vez que el planificador ha reunido todos los datos, entra en acción un subsistema conocido como «filtro». Este filtro se encarga de transformar el formato del documento de impresión en un formato que la impresora pueda entender. Recibe información como el nombre de la cola de impresión, el ID del trabajo, el nombre del usuario que lo generó, el número de copias y el nombre del archivo a imprimir. Para lograr esto, CUPS, o el sistema de Windows, utiliza MIME (en el caso de Linux son dos bases de datos MIME: «mime.types» y «mime.convs». La primera define los tipos de archivos conocidos y aceptados por CUPS, como .odt, .txt, .pdf, etc. La segunda base de datos especifica las aplicaciones que deben procesar cada tipo particular de archivo MIME.).
- Una vez que se detecta el tipo de archivo, el proceso de impresión puede tomar dos caminos diferentes:
- Si es un documento, se convierte en PostScript (.ps) utilizando un pre-filtro y luego se envía al backend de la impresora. Si la impresora no acepta PostScript, pasa por otro filtro para convertirlo al formato soportado por el controlador o driver de la impresora.
- Si es una imagen, GhostScript se encarga de transformarla en un formato rasterizado (CUPS-raster en Unix/Linux), y luego pasa por un filtro final que lo convierte en datos rasterizados en un formato específico para la impresora.
- El «backend» es la etapa final de la cola de impresión. Es otro filtro especial que convierte el nuevo formato en una forma adecuada para enviarla al dispositivo de impresión, ya sea una impresora local o una impresora remota a través de la red. Si es para una impresora local, el backend debe lidiar con los controladores de los puertos correspondientes, como USB. Si es para una impresora remota, utiliza diferentes protocolos como IPP, HP JetDirect, SMB, entre otros.
- Finalmente, la impresora recibe los datos y su procesador se encarga de enviar las órdenes necesarias para mover el papel y hacerlo pasar por los rodillos o mover el cabezal de impresión, y llevar a cabo la impresión adecuada, como explicaré en el siguiente apartado.
Esto es idéntico para todo tipo de impresoras, ya sean impresoras 3D, impresoras de tinta, láser, etc.
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Cómo funciona a nivel de hardware
Ahora que ya hemos visto los pasos que ocurren a nivel del software, cuando se imprime algo en un sistema operativo, ahora es el momento de ver lo que pasa desde el lado del hardware, en este caso desde este periférico de salida, es decir, en la impresora:
Cómo funciona una impresora de tinta
En una impresora de tinta, el proceso de impresión es algo como lo siguiente:
- La impresora recibe los datos que provienen del ordenador y los almacena en un búfer de memoria. El tamaño de este búfer puede variar según el modelo de la impresora, abarcando desde 512 KB hasta 16 MB. Los búferes son de gran utilidad, ya que permiten que la computadora finalice rápidamente el proceso de envío de datos y siga con otras tareas mientras la impresión se lleva a cabo en segundo plano. Un búfer de mayor capacidad posibilita imprimir documentos complejos o varios documentos más simples en sucesión.
- Cuando la impresora ha estado inactiva por un tiempo, suele realizar una breve limpieza para asegurar que los cabezales de impresión estén en buen estado. Una vez completada la limpieza, la impresora está preparada para iniciar la impresión.
- El circuito de control activa el motor paso a paso encargado de alimentar papel, lo que pone en marcha los rodillos para introducir una hoja desde la bandeja o el alimentador hacia la impresora. Existe un pequeño mecanismo de detección en la bandeja o el alimentador que se activa cuando hay papel presente. Si el mecanismo no se activa, la impresora mostrará una alerta de «Sin papel» y enviará un mensaje a la computadora.
- Una vez que el papel se ha introducido en la impresora y colocado al inicio de la página, el motor paso a paso del cabezal de impresión lo mueve mediante una correa a lo largo de la página. El motor se detiene brevemente en cada punto donde el cabezal de impresión rocía tinta sobre el papel, luego se mueve un poco y se detiene nuevamente. Este proceso ocurre tan rápido que da la impresión de un movimiento continuo.
- Cada vez que se detiene, se generan múltiples puntos de impresión. Los colores CMYK se rocían en cantidades precisas para crear cualquier color imaginable.
- Una vez completada una pasada completa, el motor paso a paso de alimentación de papel avanza el papel una pequeña fracción de pulgada. Según el modelo de la impresora de inyección de tinta, el cabezal de impresión puede reposicionarse al inicio de la página o, en la mayoría de los casos, invertir la dirección y desplazarse hacia atrás mientras se imprime.
- Este proceso continúa hasta que la página queda completamente impresa. El tiempo necesario para imprimir una página puede variar significativamente entre diferentes impresoras, dependiendo de la complejidad del contenido y el tamaño de las imágenes. Por ejemplo, una impresora puede imprimir texto en negro a una velocidad de 16 páginas por minuto (PPM), pero podría llevar varios minutos imprimir una imagen a todo color del tamaño de una página.
- Una vez finalizada la impresión, el cabezal de impresión se posiciona en su lugar. El motor paso a paso de alimentación de papel hace girar los rodillos para enviar completamente la página a la bandeja de salida. La mayoría de las impresoras modernas utilizan tintas de secado rápido, lo que permite que la hoja pueda ser recogida de inmediato sin mancharla.
En caso de ser otro tipo de impresión, como la láser, o una impresora 3D, el proceso varía levemente. El caso de la impresora láser lo explico en el siguiente apartado.
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Cómo funciona una impresora láser
Como he mencionado anteriormente, la impresora láser funciona casi igual, aunque existen ligeras diferencias en el modo en el que los patrones del documento se transmiten al papel, y en este caso quedaría de la siguiente manera:
- Cuando presionas el botón de «Imprimir» en tu ordenador, tableta o dispositivo móvil, la información es enviada a la impresora, donde los datos son temporalmente almacenados en su memoria.
- En ese momento, la impresora comienza a prepararse para el proceso de impresión. Un alambre de corona se calienta para transmitir su carga estática positiva al tambor, que es un cilindro de metal recubierto. Algunas impresoras tienen cuatro tambores, uno para cada color: cian, magenta, amarillo y negro.
- El láser se activa y proyecta su luz en una serie de espejos para imprimir la forma de tu documento en el tambor mediante una carga eléctrica negativa opuesta.
- El tóner y el depósito, situados junto al tambor, liberan lentamente partículas de tóner de carbono con carga positiva mientras el tambor gira. Estas partículas de tóner son atraídas hacia las áreas de carga negativa en el tambor, dejando las áreas de carga positiva intactas.
- Una cinta de transferencia hace que el papel pase a través de la impresora y adquiera una carga positiva. A medida que el papel se desplaza junto al tambor, los polvos del tóner con carga negativa se adhiere a la página, formando la impresión.
- Finalmente, el tóner se funde en el papel mediante rodillos calientes conocidos como unidad fusora.
Conclusión acerca de cómo funciona una impresora
La impresión en el caso de una impresora de tinta no es lo mismo que cuando se está empleando una impresora láser, etc. Sin embargo, hay que decir que el proceso es casi idéntico en todas ellas, incluso en las impresoras 3D. Lo único que cambia es la tecnología usada para la impresión…
