Impresión láser

Parte de una serie sobre el
Historia de la imprenta
Técnicas Impresión en madera 200 Tipos móviles 1040 Intaglio (grabado) 1430 Prensa C.  1440 Aguafuerte C.  1515 Grabado mezzotinto 1642 Impresión en relieve 1690 Acuatinta 1772 Litografía 1796 Cromolitografía 1837 Prensa rotativa 1843 Hectógrafo 1860 Impresión offset 1875 Composición tipográfica en caliente 1884 Mimeógrafo 1885 Impresión con rueda de margarita 1889 Fotocopia y rectigrafía 1907 Serigrafía 1911 Duplicador de espíritus 1923 Impresión matricial de puntos 1925 Xerografía 1938 Impresión de chispas 1940 Fotocomposición 1949 Impresión por inyección de tinta 1950 Sublimación de tinta 1957 Impresión láser 1969 Impresión térmica C.  1972 Impresión con tinta sólida 1972 Impresión por transferencia térmica 1981 Impresión 3D 1986 Impresión digital 1991
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La impresión láser es un proceso de impresión digital electrostático . Produce texto y gráficos de alta calidad (y fotografías de calidad moderada) al pasar repetidamente un rayo láser de un lado a otro sobre un cilindro cargado negativamente llamado "tambor" para definir una imagen con carga diferencial. ^[1] Luego, el tambor recoge selectivamente tinta en polvo cargada eléctricamente ( tóner ) y transfiere la imagen al papel, que luego se calienta para fusionar permanentemente el texto, las imágenes o ambos al papel. Al igual que con las fotocopiadoras digitales , las impresoras láser emplean un proceso de impresión xerográfica . La impresión láser se diferencia de la xerografía tradicional tal como se implementa en las fotocopiadoras analógicas en que en esta última, la imagen se forma al reflejar la luz de un documento existente sobre el tambor expuesto.

La impresora láser se inventó en Xerox PARC en la década de 1970. En los años siguientes, IBM , Canon , Xerox, Apple , Hewlett-Packard y muchos otros introdujeron las impresoras láser en los mercados de oficina y hogar . Con el paso de las décadas, la calidad y la velocidad aumentaron a medida que los precios bajaron, y los dispositivos de impresión que alguna vez fueron de vanguardia ahora son omnipresentes.

En la década de 1960, la Corporación Xerox tenía una posición dominante en el mercado de fotocopiadoras . ^[2] En 1969, Gary Starkweather , que trabajaba en el departamento de desarrollo de productos de Xerox, tuvo la idea de utilizar un rayo láser para "dibujar" una imagen de lo que se iba a copiar directamente en el tambor de la fotocopiadora. Después de trasladarse al recientemente formado Centro de Investigación de Palo Alto (Xerox PARC) en 1971, Starkweather adaptó una fotocopiadora Xerox 7000 para hacer SLOT (Scanned Laser Output Terminal). En 1972, Starkweather trabajó con Butler Lampson y Ronald Rider para añadir un sistema de control y un generador de caracteres, lo que dio como resultado una impresora llamada EARS (Ethernet, Alto Research character generator, Scanned laser output terminal), que más tarde se convirtió en la impresora láser Xerox 9700. ^{[3] [4] [5]} En 1976, se lanzó la primera implementación comercial de una impresora láser, la IBM 3800 . Fue diseñada para centros de datos , donde reemplazó a las impresoras de línea conectadas a las computadoras mainframe . La IBM 3800 se utilizó para la impresión de gran volumen en papelería continua y alcanzó velocidades de 215 páginas por minuto (ppm), a una resolución de 240 puntos por pulgada (dpi). Se vendieron más de 8000 de estas impresoras. ^[6]

Poco después, en 1977, se comercializó la Xerox 9700. A diferencia de la IBM 3800, la Xerox 9700 no estaba destinada a reemplazar ninguna impresora existente en particular; sin embargo, tenía un soporte limitado para la carga de fuentes . La Xerox 9700 se destacó en la impresión de documentos de alto valor en hojas sueltas con contenido variado (por ejemplo, pólizas de seguros). ^[6] Inspirada por el éxito comercial de la Xerox 9700, la empresa japonesa de cámaras y ópticas Canon desarrolló en 1979 la Canon LBP-10, una impresora láser de escritorio de bajo costo. Canon luego comenzó a trabajar en un motor de impresión muy mejorado, la Canon CX, lo que dio como resultado la impresora LBP-CX. Al no tener experiencia en ventas a usuarios de computadoras, Canon buscó asociaciones con tres empresas de Silicon Valley : Diablo Data Systems (que rechazó la oferta), Hewlett-Packard (HP) y Apple Computer . ^{[7] [8]}

En 1981, llegó al mercado la primera computadora personal pequeña diseñada para uso de oficina, la Xerox Star 8010. El sistema utilizaba una metáfora de escritorio que no fue superada en ventas comerciales, hasta que apareció la Apple Macintosh . Aunque era innovadora, la estación de trabajo Star era un sistema prohibitivamente caro ( US$17.000 ), asequible solo para una fracción de las empresas e instituciones a las que estaba destinada. ^[9] Más tarde, en 1984, se lanzó la primera impresora láser destinada a la venta en el mercado masivo, la HP LaserJet ; utilizaba el motor Canon CX, controlado por software de HP. A la LaserJet le siguieron rápidamente las impresoras de Brother Industries , IBM y otras. Las máquinas de primera generación tenían tambores fotosensibles grandes, de circunferencia mayor que la longitud del papel cargado. Una vez que se desarrollaron recubrimientos de recuperación más rápida, los tambores podían tocar el papel varias veces en una pasada y, por lo tanto, tener un diámetro más pequeño. Un año después, Apple presentó LaserWriter (también basada en el motor Canon CX), ^[10] pero utilizó el lenguaje de descripción de páginas PostScript recién lanzado (hasta ese momento, cada fabricante utilizaba su propio lenguaje de descripción de páginas propietario, lo que hacía que el software de soporte fuera complejo y costoso). PostScript permitía el uso de texto, fuentes, gráficos, imágenes y color en gran medida independientemente de la marca o resolución de la impresora. PageMaker , desarrollado por Aldus para Macintosh y LaserWriter, también se lanzó en 1985 y la combinación se volvió muy popular para la autoedición . ^{[5] [6]} Las impresoras láser trajeron una impresión de texto excepcionalmente rápida y de alta calidad en múltiples fuentes en una página, a los mercados comerciales y domésticos. Ninguna otra impresora comúnmente disponible durante esta era podía ofrecer también esta combinación de características. ^{[ cita requerida ]}

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Un rayo láser proyecta una imagen de la página que se va a imprimir sobre un tambor cilíndrico giratorio, fotoconductor y cargado eléctricamente. ^[11] La fotoconductividad conduce los electrones cargados lejos de las áreas expuestas a la luz láser. Las partículas de tinta en polvo ( tóner ) son atraídas electrostáticamente hacia las áreas restantes del tambor que no han sido iluminadas con el láser.

A continuación, el tambor transfiere la imagen al papel, que pasa por la máquina por contacto directo. Por último, el papel pasa a un finalizador, que utiliza calor para fundir instantáneamente el tóner que representa la imagen sobre el papel.

El láser es típicamente un láser semiconductor de arseniuro de galio y aluminio (AlGaAs) , que emite luz roja o infrarroja.

El tambor está recubierto con selenio o, más recientemente, con un fotoconductor orgánico hecho de N-vinilcarbazol , un monómero orgánico .

Normalmente, el proceso consta de siete pasos, que se detallan en las secciones siguientes.

El documento que se va a imprimir se codifica en un lenguaje de descripción de página como PostScript, Printer Command Language (PCL) u Open XML Paper Specification (OpenXPS). El procesador de imágenes rasterizadas (RIP) convierte la descripción de página en un mapa de bits que se almacena en la memoria rasterizada de la impresora. Cada franja horizontal de puntos que atraviesa la página se conoce como línea rasterizada o línea de escaneo .

La impresión láser se diferencia de otras tecnologías de impresión en que cada página siempre se reproduce en un único proceso continuo sin pausas en el medio, mientras que otras tecnologías como la inyección de tinta pueden hacer pausas cada pocas líneas. ^[12] Para evitar un desbordamiento del búfer (cuando el láser llega a un punto de la página antes de tener los puntos para dibujar allí), una impresora láser normalmente necesita suficiente memoria raster para contener la imagen de mapa de bits de una página entera.

Los requisitos de memoria aumentan con el cuadrado de los puntos por pulgada , por lo que 600 ppp requiere un mínimo de 4 megabytes para monocromo y 16 megabytes para color (aún a 600 ppp). Para una salida totalmente gráfica utilizando un lenguaje de descripción de página, se necesita un mínimo de 1 megabyte de memoria para almacenar una página monocromática completa de tamaño carta o A4 de puntos a 300 ppp. A 300 ppp, hay 90.000 puntos por pulgada cuadrada (300 puntos por pulgada lineal). Una hoja de papel típica de 8,5 × 11 tiene márgenes de 0,25 pulgadas (6,4 mm), lo que reduce el área imprimible a 8,0 por 10,5 pulgadas (200 mm × 270 mm), u 84 pulgadas cuadradas. 84 pulgadas cuadradas × 90.000 puntos por pulgada cuadrada = 7.560.000 puntos. 1 megabyte = 1.048.576 bytes, o 8.388.608 bits, que es lo suficientemente grande para contener la página completa a 300 dpi, dejando alrededor de 100 kilobytes libres para que los use el procesador de imágenes rasterizadas.

En una impresora a color, cada una de las cuatro capas de tóner CMYK se almacena como un mapa de bits separado, y las cuatro capas generalmente se preprocesan antes de comenzar la impresión, por lo que se necesita un mínimo de 4 megabytes para una página de tamaño carta o A4 a todo color a 300 ppp.

Durante la década de 1980, los chips de memoria todavía eran muy caros, por lo que las impresoras láser de nivel de entrada en esa época siempre venían con precios minoristas sugeridos de cuatro dígitos en dólares estadounidenses. Los microprocesadores primitivos de los primeros ordenadores personales eran tan poco potentes e insuficientes para el trabajo gráfico que las impresoras láser adjuntas generalmente tenían más capacidad de procesamiento incorporada. ^[13] Los precios de la memoria disminuyeron significativamente más tarde, mientras que las rápidas mejoras en el rendimiento de los PC y los cables periféricos (el más importante, SCSI ) permitieron el desarrollo de impresoras láser de gama baja que descargan la rasterización al PC remitente. Para tales impresoras, el spooler de impresión del sistema operativo renderiza el mapa de bits sin procesar de cada página en la memoria del sistema del PC a la resolución de destino, luego envía ese mapa de bits directamente al láser (a expensas de ralentizar todos los demás programas en el PC remitente). ^[14] La aparición de las impresoras láser denominadas "tontas" o "basadas en host" de NEC hizo posible que el costo minorista de las impresoras láser de 300 dpi de gama baja disminuyera a tan solo US$700 a principios de 1994 ^[15] y US$600 a principios de 1995. ^[16] En septiembre de 1997, HP presentó la LaserJet 6L basada en host, que podía imprimir texto de 600 dpi a hasta seis páginas por minuto por solo US$400. ^[17]

Las impresoras de 1200 dpi están ampliamente disponibles en el mercado doméstico desde 2008. También se encuentran disponibles máquinas para fabricar placas de impresión electrofotográfica de 2400 dpi, esencialmente impresoras láser que imprimen sobre láminas de plástico.

En las impresoras más antiguas, un cable de corona colocado paralelo al tambor o, en impresoras más recientes, un rodillo de carga primaria, proyecta una carga electrostática sobre el fotorreceptor (también llamado unidad fotoconductora), un tambor o correa fotosensible giratorio, que es capaz de mantener una carga electrostática en su superficie mientras está en la oscuridad.

Se aplica una tensión de polarización de CA al rodillo de carga principal para eliminar las cargas residuales que hayan quedado de las imágenes anteriores. El rodillo también aplicará una tensión de polarización de CC en la superficie del tambor para garantizar un potencial negativo uniforme.

Numerosas patentes ^{[ especificar ]} describen el revestimiento fotosensible del tambor como un "sándwich" de silicio con una capa de fotocarga, una capa de barrera contra fugas de carga, así como una capa superficial. Una versión ^{[ especificar ]} utiliza silicio amorfo que contiene hidrógeno como capa receptora de luz, nitruro de boro como capa de barrera contra fugas de carga, así como una capa superficial de silicio dopado , en particular silicio con oxígeno o nitrógeno que, en una concentración suficiente, se asemeja al nitruro de silicio para mecanizado .

Una impresora láser utiliza un láser porque los láseres son capaces de formar haces de luz muy concentrados, precisos e intensos, especialmente en las cortas distancias dentro de una impresora. El láser se dirige a un espejo poligonal giratorio que dirige el haz de luz a través de un sistema de lentes y espejos sobre el tambor fotorreceptor, escribiendo píxeles a velocidades de hasta sesenta y cinco millones de veces por segundo. ^[18] El tambor continúa girando durante el barrido, y el ángulo de barrido se inclina muy ligeramente para compensar este movimiento. El flujo de datos rasterizados que se guarda en la memoria de la impresora enciende y apaga rápidamente el láser a medida que realiza el barrido.

El rayo láser neutraliza (o invierte) la carga en la superficie del tambor, dejando una imagen negativa de electricidad estática en la superficie del tambor que repelerá las partículas de tóner cargadas negativamente. Sin embargo, las áreas del tambor que fueron impactadas por el láser no tienen carga momentáneamente, y el tóner que es presionado contra el tambor por el rodillo revelador recubierto de tóner en el siguiente paso se mueve desde la superficie de goma del rodillo a las partes cargadas de la superficie del tambor. ^{[19] [20]}

Algunas impresoras que no son láser ( impresoras LED ) utilizan una matriz de diodos emisores de luz que abarcan el ancho de la página para generar una imagen, en lugar de utilizar un láser. "Exponer" también se conoce como "escribir" en algunos documentos.

A medida que los tambores giran, el tóner se aplica continuamente en una capa de 15 micrones de espesor al rodillo revelador . La superficie del fotorreceptor con la imagen latente queda expuesta al rodillo revelador cubierto de tóner.

El tóner está formado por partículas finas de polvo plástico seco mezclado con negro de carbón o colorantes. Las partículas de tóner reciben una carga negativa dentro del cartucho de tóner y, a medida que emergen sobre el tambor revelador, son atraídas electrostáticamente hacia la imagen latente del fotorreceptor (las áreas de la superficie del tambor que fueron impactadas por el láser). Debido a que las cargas negativas se repelen entre sí, las partículas de tóner con carga negativa no se adherirán al tambor donde permanece la carga negativa (impartida previamente por el rodillo de carga).

A continuación, se coloca una hoja de papel debajo del tambor fotorreceptor, que ha sido recubierto con un patrón de partículas de tóner en los lugares exactos donde el láser lo golpeó momentos antes. Las partículas de tóner tienen una atracción muy débil tanto hacia el tambor como hacia el papel, pero la unión con el tambor es más débil y las partículas se transfieren una vez más, esta vez desde la superficie del tambor a la superficie del papel. Algunas máquinas también utilizan un "rodillo de transferencia" con carga positiva en la parte posterior del papel para ayudar a extraer el tóner con carga negativa desde el tambor fotorreceptor hasta el papel.

El papel pasa por rodillos en el conjunto fusor, donde se utilizan temperaturas de hasta 427 °C (801 °F) y presión para unir permanentemente el tóner al papel. Un rodillo suele ser un tubo hueco (rodillo de calor) y el otro es un rodillo con respaldo de goma (rodillo de presión). Una lámpara de calor radiante está suspendida en el centro del tubo hueco y su energía infrarroja calienta uniformemente el rodillo desde el interior. Para una correcta unión del tóner, el rodillo fusor debe estar uniformemente caliente.

Algunas impresoras utilizan un rodillo de metal flexible muy fino, por lo que hay menos masa térmica que calentar y el fusor puede alcanzar más rápidamente la temperatura de funcionamiento . Si el papel se mueve a través del fusor más lentamente, hay más tiempo de contacto del rodillo para que el tóner se derrita y el fusor puede funcionar a una temperatura más baja. Las impresoras láser más pequeñas y económicas suelen imprimir más lentamente, debido a este diseño de ahorro de energía, en comparación con las impresoras grandes de alta velocidad en las que el papel se mueve más rápidamente a través de un fusor de alta temperatura con un tiempo de contacto muy corto.

A medida que el tambor completa una revolución, queda expuesto a una cuchilla de plástico suave eléctricamente neutra que limpia el tóner restante del tambor fotorreceptor y lo deposita en un depósito de desechos. A continuación, un rodillo de carga restablece una carga negativa uniforme en la superficie del tambor ahora limpio, preparándolo para que vuelva a ser golpeado por el láser.

Una vez que se ha completado la generación de la imagen rasterizada, todos los pasos del proceso de impresión pueden realizarse uno tras otro en rápida sucesión. Esto permite utilizar una unidad muy pequeña y compacta, en la que el fotorreceptor se carga, gira unos pocos grados y se escanea, gira unos pocos grados más y se revela, y así sucesivamente. Todo el proceso puede completarse antes de que el tambor complete una revolución.

Las distintas impresoras implementan estos pasos de distintas maneras. Las impresoras LED utilizan una matriz lineal de diodos emisores de luz para "escribir" la luz en el tambor. El tóner se basa en cera o plástico, de modo que cuando el papel pasa a través del conjunto fusor, las partículas de tóner se derriten. El papel puede tener o no carga opuesta. El fusor puede ser un horno de infrarrojos, un rodillo de presión calentado o (en algunas impresoras muy rápidas y costosas) una lámpara de flash de xenón . El proceso de calentamiento por el que pasa una impresora láser cuando se aplica energía inicialmente a la impresora consiste principalmente en calentar el elemento fusor.

El mecanismo interno de una impresora láser es algo delicado y, una vez dañado, a menudo es imposible repararlo. El tambor, en particular, es un componente crítico: no debe dejarse expuesto a la luz ambiental durante más de unas pocas horas, ya que la luz es lo que hace que pierda su carga y, con el tiempo, lo desgaste. Cualquier cosa que interfiera con el funcionamiento del láser, como un trozo de papel rasgado, puede impedir que el láser descargue alguna parte del tambor, lo que hace que esas áreas aparezcan como rayas verticales blancas. Si la cuchilla limpiadora neutra no elimina el tóner residual de la superficie del tambor, ese tóner puede circular por el tambor una segunda vez, lo que provoca manchas en la página impresa con cada revolución. Si el rodillo de carga se daña o no tiene suficiente energía, puede no cargar negativamente de manera adecuada la superficie del tambor, lo que permite que el tambor recoja un exceso de tóner en la siguiente revolución del rodillo revelador y haga que aparezca en la página una imagen repetida pero más tenue de la revolución anterior.

Si la cuchilla dosificadora de tóner no garantiza que se aplique una capa uniforme y suave de tóner al rodillo revelador, la impresión resultante puede tener rayas blancas en los lugares donde la cuchilla ha raspado demasiado tóner. Por otra parte, si la cuchilla deja demasiado tóner en el rodillo revelador, las partículas de tóner pueden soltarse a medida que el rodillo gira, precipitarse sobre el papel que se encuentra debajo y adherirse al papel durante el proceso de fusión. Esto dará como resultado un oscurecimiento general de la página impresa en rayas verticales anchas con bordes muy suaves.

Si el rodillo de fusión no alcanza una temperatura lo suficientemente alta o si la humedad ambiental es demasiado alta, el tóner no se fusionará bien con el papel y puede desprenderse después de la impresión. Si el fusor está demasiado caliente, el componente plástico del tóner puede mancharse, lo que hace que el texto impreso parezca húmedo o manchado, o puede hacer que el tóner derretido empape el papel hasta el reverso.

Diferentes fabricantes afirman que sus tóneres están desarrollados específicamente para sus impresoras y que otras formulaciones de tóner pueden no coincidir con las especificaciones originales en términos de tendencia a aceptar una carga negativa, a moverse a las áreas descargadas del tambor fotorreceptor desde el rollo revelador, a fusionarse apropiadamente con el papel o a salir del tambor limpiamente en cada revolución. ^{[ cita requerida ]}

Al igual que con la mayoría de los dispositivos electrónicos, el costo de las impresoras láser ha disminuido significativamente con el paso de los años. En 1984, la HP LaserJet se vendía por $3500, ^[21] tenía problemas incluso con gráficos pequeños y de baja resolución y pesaba 32 kg (71 lb). A fines de la década de 1990, las impresoras láser monocromáticas se habían vuelto lo suficientemente económicas para el uso en la oficina en el hogar, habiendo desplazado a otras tecnologías de impresión, aunque las impresoras de inyección de tinta a color (ver más abajo) aún tenían ventajas en la reproducción de calidad fotográfica. A partir de 2016 ^[actualizar], las impresoras láser monocromáticas de gama baja pueden venderse por menos de $75, y si bien estas impresoras tienden a carecer de procesamiento integrado y dependen de la computadora host para generar una imagen rasterizada , no obstante superan a la LaserJet de 1984 en casi todas las situaciones.

La velocidad de las impresoras láser puede variar ampliamente y depende de muchos factores, incluida la intensidad gráfica del trabajo que se está procesando. Los modelos más rápidos pueden imprimir más de 200 páginas monocromas por minuto (12 000 páginas por hora). Las impresoras láser a color más rápidas pueden imprimir más de 100 páginas por minuto (6000 páginas por hora). Las impresoras láser de muy alta velocidad se utilizan para envíos masivos de documentos personalizados, como tarjetas de crédito o facturas de servicios públicos, y compiten con la litografía en algunas aplicaciones comerciales. ^[22]

El costo de esta tecnología depende de una combinación de factores, entre ellos el costo del papel, el tóner, el reemplazo del tambor y el reemplazo de otros elementos, como el conjunto fusor y el conjunto de transferencia. A menudo, las impresoras con tambores de plástico blando pueden tener un costo de propiedad muy alto que no se hace evidente hasta que es necesario reemplazar el tambor.

La impresión dúplex (impresión en ambas caras del papel) puede reducir a la mitad los costes de papel y los volúmenes de archivo, aunque a una velocidad de impresión de páginas más lenta debido al mayor recorrido del papel. Antes, los dúplex solo estaban disponibles en impresoras de gama alta, pero ahora son comunes en impresoras de oficina de gama media, aunque no todas las impresoras pueden incorporar una unidad dúplex.

En un entorno comercial como una oficina, cada vez es más habitual que las empresas utilicen software externo que aumenta el rendimiento y la eficiencia de las impresoras láser en el lugar de trabajo. El software se puede utilizar para establecer reglas que dicten cómo interactúan los empleados con las impresoras, como establecer límites en la cantidad de páginas que se pueden imprimir por día, limitar el uso de tinta de color y marcar los trabajos que parecen ser un desperdicio. ^[23]

Las impresoras láser a color utilizan tóner de color (tinta seca), normalmente cian , magenta , amarillo y negro ( CMYK ). Mientras que las impresoras monocromáticas solo utilizan un conjunto de escáner láser, las impresoras a color suelen tener dos o más, a menudo uno para cada uno de los cuatro colores.

La impresión en color agrega complejidad al proceso de impresión porque pueden ocurrir desalineaciones muy leves, conocidas como errores de registro, entre la impresión de cada color, lo que causa franjas de color no deseadas, borrosidad o rayas claras u oscuras a lo largo de los bordes de las regiones coloreadas. Para permitir una alta precisión de registro, algunas impresoras láser en color utilizan una gran cinta giratoria llamada "cinta de transferencia". La cinta de transferencia pasa por delante de todos los cartuchos de tóner y cada una de las capas de tóner se aplica con precisión a la cinta. Luego, las capas combinadas se aplican al papel en un solo paso uniforme.

Las impresoras a color suelen tener un coste por página más elevado que las impresoras monocromáticas, incluso si imprimen páginas únicamente monocromas.

La electrofotografía líquida (LEP) es un proceso similar utilizado en las prensas HP Indigo que utiliza tinta cargada electrostáticamente en lugar de tóner y utiliza un rodillo de transferencia calentado en lugar de un fusor, que derrite las partículas de tinta cargadas antes de aplicarlas al papel.

Las impresoras de transferencia láser a color están diseñadas para producir medios de transferencia que son hojas de transferencia diseñadas para aplicarse mediante una prensa de calor . Estas transferencias se utilizan normalmente para hacer camisetas personalizadas o productos con logotipos personalizados con logotipos corporativos o de equipos.

Las transferencias láser a color de 2 partes son parte de un proceso de dos pasos mediante el cual las impresoras láser a color utilizan tóner de color (tinta seca), generalmente cian , magenta , amarillo y negro ( CMYK ); sin embargo, las impresoras más nuevas diseñadas para imprimir en camisetas oscuras utilizan un tóner blanco especial que les permite realizar transferencias para prendas oscuras o productos comerciales oscuros.

El proceso de impresión en color CMYK permite representar fielmente millones de colores mediante un proceso de creación de imágenes único.

Los fabricantes utilizan un modelo de negocio similar para las impresoras láser a color de bajo coste y las impresoras de inyección de tinta : las impresoras se venden a bajo precio, mientras que los tóneres y las tintas de recambio son relativamente caros. El coste medio de funcionamiento por página de una impresora láser a color suele ser ligeramente inferior, aunque tanto la impresora láser como el cartucho de tóner láser tienen precios iniciales más elevados, ya que los cartuchos de tóner láser imprimen muchas más hojas en relación con su coste que los cartuchos de inyección de tinta. ^{[24] [25]}

La calidad de impresión de las impresoras láser a color está limitada por su resolución (normalmente de 600 a 1200 ppp) y por el uso de sólo cuatro tóners de color. A menudo tienen problemas para imprimir grandes áreas del mismo color o con gradaciones sutiles de color. Las impresoras de inyección de tinta diseñadas para imprimir fotografías pueden producir imágenes en color de mucha mayor calidad. ^[26] Una comparación en profundidad de las impresoras de inyección de tinta y láser sugiere que las impresoras láser son la opción ideal para una impresora de alta calidad y de gran volumen, mientras que las impresoras de inyección de tinta tienden a centrarse en impresoras de gran formato y unidades domésticas. Las impresoras láser ofrecen bordes más precisos y colores monocromáticos profundos. Además, las impresoras láser a color son mucho más rápidas que las impresoras de inyección de tinta, aunque suelen ser más grandes y voluminosas. ^[27]

Muchas impresoras láser a color modernas marcan las impresiones mediante una trama de puntos casi invisible , con el fin de facilitar su trazabilidad. Los puntos son amarillos y miden aproximadamente 0,1 mm (0,0039 pulgadas), con una trama de aproximadamente 1 mm (0,039 pulgadas). Supuestamente, esto es el resultado de un acuerdo entre el gobierno de los EE. UU. y los fabricantes de impresoras para ayudar a rastrear a los falsificadores . ^[28] Los puntos codifican datos como la fecha de impresión, la hora y el número de serie de la impresora en decimal codificado en binario en cada hoja de papel impresa, lo que permite que el fabricante rastree las hojas de papel para identificar el lugar de compra y, a veces, al comprador.

Los grupos de defensa de los derechos digitales, como la Electronic Frontier Foundation, están preocupados por esta erosión de la privacidad y el anonimato de quienes imprimen. ^[29]

Al igual que las impresoras de inyección de tinta , los cartuchos de tóner pueden contener chips inteligentes que reducen la cantidad de páginas que se pueden imprimir con ellos (reduciendo la cantidad de tinta o tóner utilizable en el cartucho a veces solo el 50% ^[30] ), en un esfuerzo por aumentar las ventas de los cartuchos de tóner. ^[31] Además de ser más cara para los usuarios de impresoras, esta técnica también aumenta los desechos y, por lo tanto, aumenta la presión sobre el medio ambiente. Para estos cartuchos de tóner (al igual que con los cartuchos de inyección de tinta), se pueden utilizar dispositivos de reinicio para anular la limitación establecida por el chip inteligente. Además, para algunas impresoras, se han publicado tutoriales en línea para demostrar cómo utilizar toda la tinta del cartucho. ^[32] Estos chips no ofrecen ningún beneficio al usuario final: algunas impresoras láser usaban un mecanismo óptico para evaluar la cantidad de tóner restante en el cartucho en lugar de usar un chip para contar eléctricamente la cantidad de páginas impresas, y la única función del chip era como un método alternativo para disminuir la vida útil del cartucho.

Las partículas de tóner están formuladas para tener propiedades electrostáticas y pueden desarrollar cargas eléctricas estáticas cuando se frotan contra otras partículas, objetos o el interior de los sistemas de transporte y las mangueras de aspiración. La descarga estática de las partículas de tóner cargadas puede encender partículas combustibles en una bolsa de aspiradora o provocar una pequeña explosión de polvo si hay suficiente tóner en el aire. Las partículas de tóner son tan finas que las bolsas de filtro de las aspiradoras domésticas convencionales no las filtran bien y salen volando por el motor o de nuevo a la habitación.

Si se derrama tóner en la impresora láser, puede ser necesario un tipo especial de aspiradora con una manguera conductora de electricidad y un filtro de alta eficiencia ( HEPA ) para una limpieza eficaz. Estas herramientas especializadas se denominan "aspiradoras ESD" (a prueba de descargas electrostáticas) o "aspiradoras de tóner".

Como parte normal del proceso de impresión, los altos voltajes dentro de la impresora pueden producir una descarga de corona que genera una pequeña cantidad de oxígeno y nitrógeno ionizados, que reaccionan para formar ozono y óxidos de nitrógeno . En las impresoras y fotocopiadoras comerciales más grandes, un filtro de carbón activado en la corriente de escape de aire descompone ^{[ cita requerida ]} estos gases nocivos para evitar la contaminación del entorno de la oficina.

Sin embargo, parte del ozono escapa al proceso de filtrado en las impresoras comerciales, y en la mayoría de las impresoras domésticas más pequeñas no se utilizan filtros de ozono. Cuando se utiliza una impresora láser o una fotocopiadora durante un largo período de tiempo en un espacio pequeño y mal ventilado, estos gases pueden acumularse hasta niveles en los que se puede notar el olor a ozono o una irritación. En teoría, en casos extremos es posible que se produzca un riesgo potencial para la salud. ^[33]

Según un estudio de 2012 realizado en Queensland, Australia, algunas impresoras emiten partículas submicrométricas que algunos sospechan que pueden estar asociadas con enfermedades respiratorias. ^[34] De las 63 impresoras evaluadas en el estudio de la Universidad Tecnológica de Queensland , 17 de las emisoras más fuertes fueron fabricadas por HP y una por Toshiba . Sin embargo, la población de máquinas estudiadas solo fueron aquellas máquinas que ya estaban instaladas en el edificio y, por lo tanto, estaban sesgadas hacia fabricantes específicos. Los autores observaron que las emisiones de partículas variaban sustancialmente incluso entre el mismo modelo de máquina. Según el profesor Morawska de la Universidad Tecnológica de Queensland, una impresora emitía tantas partículas como un cigarrillo encendido: ^{[35] [36]}

Los efectos sobre la salud derivados de la inhalación de partículas ultrafinas dependen de la composición de las partículas, pero los resultados pueden variar desde irritación respiratoria hasta enfermedades más graves, como problemas cardiovasculares o cáncer .

En diciembre de 2011, la agencia gubernamental australiana Safe Work Australia revisó las investigaciones existentes y concluyó que "no se encontraron estudios epidemiológicos que asociaran directamente las emisiones de las impresoras láser con resultados adversos para la salud" y que varias evaluaciones concluyen que "el riesgo de toxicidad directa y efectos para la salud por la exposición a las emisiones de las impresoras láser es insignificante". La revisión también observa que, debido a que se ha demostrado que las emisiones son compuestos orgánicos volátiles o semivolátiles , "sería lógico esperar que los posibles efectos para la salud estén más relacionados con la naturaleza química del aerosol que con el carácter físico de las 'partículas', ya que es poco probable que dichas emisiones sean o permanezcan como 'partículas' después de entrar en contacto con el tejido respiratorio". ^[37]

El Seguro Social Alemán de Accidentes ha encargado un proyecto de estudio en seres humanos para examinar los efectos sobre la salud resultantes de la exposición a polvos de tóner y de ciclos de fotocopiado e impresión. Los voluntarios (23 personas de control, 15 personas expuestas y 14 asmáticos) fueron expuestos a emisiones de impresoras láser en condiciones definidas en una cámara de exposición. Los resultados del estudio, basado en un amplio espectro de procesos y sujetos, no confirman que la exposición a altas emisiones de impresoras láser inicie un proceso patológico verificable que dé lugar a las enfermedades notificadas. ^[38]

Una propuesta muy discutida para reducir las emisiones de las impresoras láser es equiparlas con filtros. Estos se fijan con cinta adhesiva a las rejillas de ventilación de la impresora para reducir las emisiones de partículas. Sin embargo, todas las impresoras tienen una bandeja de salida de papel, que es una salida para las emisiones de partículas. Las bandejas de salida de papel no pueden equiparse con filtros, por lo que es imposible reducir su contribución a las emisiones generales con filtros de modernización. ^[39]

Después del complot de bomba en un avión de carga de 2010 , en el que se descubrieron envíos de impresoras láser con cartuchos de tóner llenos de explosivos en aviones de carga separados, la Administración de Seguridad del Transporte de los Estados Unidos prohibió a los pasajeros de paso llevar cartuchos de tóner o tinta que pesaran más de 1 libra (0,45 kg) en vuelos entrantes, tanto en el equipaje de mano como en el facturado. ^{[40] [41]} PC Magazine señaló que la prohibición no afectaría a la mayoría de los viajeros, ya que la mayoría de los cartuchos no exceden el peso prescrito. ^[41]

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• Pirela, Sandra V.; Lu, Xiaoyan; Miousse, Isabelle; Sisler, Jennifer D.; Qian, Yong; Guo, Nancy; Koturbash, Igor; Castranova, Vincent; Thomas, Treye; Godleski, John; Demokritou, Philip (enero de 2016). "Efectos de las nanopartículas diseñadas emitidas por una impresora láser instiladas por vía intratraqueal en un modelo de ratón: un estudio de caso de las implicaciones toxicológicas de los nanomateriales liberados durante el uso por parte del consumidor". NanoImpact . 1 : 1–8. doi :10.1016/j.impact.2015.12.001. PMC  4791579 . PMID  26989787.

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