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레이저 프린터의 원리 및 작동방식과 정전기 활용, 장단점

by bellwisdom 2024. 11. 8.

레이저 프린터는 탁상출판을 가능하게 만들면서 "모든 것을 바꾸어버린" 물건 중 하나가 되었다. 레이저 프린터는 책과 소책자, 잡지 등과 같은 문서들을 값싸게 만들 수 있는데, 세계에서 가장 큰 출판사에서 만들어진 것과 질에서는 거의 다를 바가 없다. 어떤 면에서 이것은 모든 사람에게 "출판의 자유"를 가져다준 셈이다.

레이저프린터사진

레이저 프린터의 원리 및 작동 방식

이 장치는 전전기와 레이저를 이용해 문서와 이미지를 종이에 출력하는 방식의 프린터다. 가장 기본적인 작동원리는 '정전기 전사방식'으로, 토너라는 미세한 분말 형태의 잉크가 종이에 부착되어 결과물이 나오는 원리이며, 작동과정은 다음과 같다. 첫째, 프린트의 드럼 유닛이 정전기를 통해 '이미지 영역'을 설정한다. 레이저는 이 드럼 유닛의 특정 부분에만 정전기를 걸어, 글자나 이미지를 그리듯 작업을 수행한다. 둘째, 토너가 드럼에 붙고, 이후 종이가 이 드럼을 지나가며 토너가 종이에 전사된다. 마지막으로, 고온의 히터 룰러가 토너를 종이에 융착 시켜 인쇄결과물이 완성된다. 이 방식은 특히 문서 출력 속도와 품질이 뛰어나서 기업에서 많이 사용되고 있으며 잉크젯 프린터와 달리 토너 기반의 인쇄는 번짐이 적어 글자와 선이 선명하게 출력된다. 그리고 대량 출력 시 비용 효율성이 높다. 다만, 초기 구매 비용과 토너를 구입하는 유지 비용이 다소 높을 수 있어 사용 환경에 따라 신중한 선택이 필요하다.

정전기 활용

정전기가 서로 끌어당기는 힘을 일시적인 접착제로 이용한다. 이 시스템의 핵심적인 부분은 회전하는 드럼, 혹은 실린더라고 부르는 것이다. 이 드럼은 광전도 물질로 만들어져 있어 빛이 드럼을 때리면 전기를 전도하게 된다. 드럼은 처음에는 전체가 양전하를 띠고 있다. 일부 프린터는 코로나 와이어를 이용해서 전하를 만들며 또 일부는 전하를 띤 롤러를 이용하기도 한다. 전하를 띤 드럼이 돌면 프린터는 드럼 표면에 레이저 빔을 쏜다. 레이저가 부딪히는 각점은 전하를 잃는다. 즉 레이저 빛은 광전도체에 전류를 흐르게 해서 전하를 잃게 만드는 것이다. 이런 방법으로 레이저는 프린트할 페이지를 정전 이미지로 드럼 위에 그려 넣게 된다. 패턴이 전부 다 그려지면 프린터는 양전하를 띤 아주 고운 검은색의 토너를 드럼에 코팅한다. 토너는 양전하를 띠고 있기 때문에 양전하를 띤 "바닥"이 아닌 드럼의 방전된 부분에 달라붙게 된다. 이것은 콜라 깡통에 풀로 글씨를 쓴 다음 밀가루 위에 굴리는 것과 마찬가지 원리이다. 밀가루는 깡통에 풀을 바른 부분에만 달라붙기 때문에 결국 밀가루로 글씨를 쓰게 되는 것이다. 토너 가루로 패턴이 고착되면 드럼은 아래에서 벨트를 따라서 움직이는 종이 위를 구르게 되는데, 드럼 밑으로 들어가기 전에 종이는 강한 음전하를 띠게 된다. 이 전하는 정전 이미지의 음전하보다 커서 종이가 토너를 끌어당기게 된다. 종이는 드럼과 같은 속도로 움직이기 때문에 이미지 패턴을 정확하게 포착한다. 종이에 토너가 묻으면 종이가 드럼에 달라붙지 못하도록 바로 방전이 된다.

장단점

레이저 프린터는 잉크젯 프린터와 차별화된 다양한 장단점을 가지고 있다. 이를 잘 이해하고 용도에 맞는 프린터를 선택하는 것이 좋다. 먼저 레이저의 큰 장점 중 하나는 높은 출력속도이다. 레이저 프린터는 페이지 단위로 인쇄 작업을 수행하므로, 단일 페이지를 빠르게 인쇄할 수 있어 다량의 문서를 빠르게 출력해야 하는 사무 환경에 적합하다. 또한, 레이저 인쇄의 경과물은 번짐이 거의 없어 텍스트나 선이 선명하게 유지되며, 고온에서 토너가 종이에 융착 되기 때문에 내구성 또한 우수하다. 반면, 단점으로는 초기 비용과 유지 관리 비용이 높은 편이다. 자체의 가격기 잉크젯 프린터에 비해 높은 편이고, 토너 카트리지 역시 가격이 다소 높은 편이다. 컬러 인쇄의 경우 잉크젯에 비해 표현력이 떨어지는 경향이 있어, 사진 인쇄보다는 문서나 그래픽에 적합하다. 이러한 장단점을 종합적으로 고려하면, 레이저 프린터는 빠른 속도와 뛰어난 문서 품질을 중요시하는 업무 환경에 적합하며, 가정에서도 대량 문서 출력이 필요한 경우 적합한 선택이 될 수 있다.