레이저 프린터
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1. 소개
프린터의 일종. 레이저를 사용해서 종이에 정전기가 생기게 하고 거기에 토너가 달라붙게 한 후에 드럼으로 토너를 굳히는 방식으로 문서를 인쇄한다.
1949년에 처음 상용화 된 복사기의 레이저 인쇄 원리를 활용해서 만들었다. 최초로 상용화된 레이저 프린터는 IBM Model 3800이다. 이는 잉크젯 프린터보다 먼저 상용화된 것이다.
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2. 장단점
잉크젯 프린터에 비해 다음과 같은 장단점이 있다.
2.1. 장점
- 유지비가 저렴하다: 단순히 문서만 뽑을 거라면 잉크젯보다 레이저 쪽이 훨씬 이득이다. 같은 비용으로 더 많은 문서를 인쇄할 수 있기 때문이다. 그 덕분에 출력량이 많은 학교, 학원, 군대 등과 더불어 대부분의 관공서나 기업체에서는 레이저 프린터를 사용한다. 이와 정반대로 한 달에 한 두장 정도 뽑는 소량 인쇄에도 레이저 쪽이 이득이다. 잉크젯은 최소 일주일에 몇 장 정도는 꾸준히 인쇄해야 잉크통이 막히지 않으며 한번 막히면 이를 뚫을 때 잉크를 많이 소모한다. 잉크젯은 적당한 양을 꾸준히 인쇄하는 경우에만 저렴하다.
- 훨씬 빠른 인쇄속도: 특히 잉크젯은 속도에 따라 인쇄 품질이 극과 극을 달리지만 레이저는 고속에서도 괜찮은 품질을 보여준다. 하지만 HP 에서 페이지와이드라고 70ppm 으로 뽑아내는 괴랄한 프린터를 출시했지만 대부분 헤드가 좌 우로 움직이는 잉크젯이 대부분인지라 빠른축에 들어간다. 다만 이는 일정 가격 이상일때 얘기고 가정용 보급형 레이저 프린터와 가정용 중 고가의 잉크젯 프린터(가격은 거의 비슷하다)를 비교하면, 잉크젯이 빠른 경우도 있다.
- 인쇄물 보존성이 좋다: 염료 잉크 기반 잉크젯 프린터의 출력물은 시간이 지날수록 크게 변색된다. 그러나 레이저 프린터는 토너 구분 없이 색 보존성이 우수하다. 단 햇볕에 직접 접촉하게 되면 장사 없다. 일단 종이부터가 햇볕에 약하다.
- 잉크가 배어 나올 염려가 없다: 토너는 고체이기 때문에 종이에 스며들지 않는다. 반면 잉크젯은 잉크를 많이 써서 인쇄할 경우 잉크가 배어 나온다. 마찬가지 이유로 물에 닿거나, 수성펜이나 형광펜으로 인쇄물 위에 덧칠해도 인쇄물의 품질에는 변화가 없다.
- 잉크젯처럼 잉크가 굳을 염려가 없다: 잉크와는 다르게 토너는 굳는 일이 거의 없다.
- 일반 용지에 인쇄해도 인쇄물이 선명하다. 잉크젯 프린터의 경우 일반 용지에 인쇄하면 잉크가 번져서 조금 흐릿하다. 잉크젯 전용지로 해결이 가능하나 잉크젯 전용지는 다소 비싸다.
2.2. 단점
- 컬러 인쇄의 품질이 좋지 않다. 잉크젯의 컬러는 잉크로 구현하는 반면, 레이저 프린터의 컬러는 색을 입힌 토너 분말로 구현하는데 아무래도 잉크보다는 색감 등에서 떨어진다. 사무용 문서 작성용으로나 적합하지 사진 수준의 품질 인쇄는 아직까지 보급형으로는 무리다. 중~고급형 마저도 보급형 잉크젯에 밀리기도 한다. 반면에 잉크젯은 저가 보급형이라도 잉크통만 정품으로 쓰면 사진 수준 품질 인쇄가 가능하다. 물론 고급 모델로 갈수록 컬러 품질은 개선되지만, 그건 잉크젯도 마찬가지다.
- 구형 토너는 건강에 해롭다. # 구형 레이저 프린터의 토너는 초 미세 분말로 되어 있어서 흡입하거나 할 경우 심폐 기관에 악영향을 끼친다. 구형 레이저 프린터에서 나오는 폐토너와 폐토너 통은 일반 사무실에서 발생하는 가장 유해한 산업 폐기물로서 취급에도 상당한 주의가 필요하다. 물론 잉크젯 프린터의 잉크도 몸에 해롭지 않다고는 할 수 없지만 토너와는 비교 불가. 그래서 레이저 프린터 설명서에도 환기를 잘 시키라는 말이 있다. 또한 드럼에서 발생하는 오존 문제도 있다고 한다. 이러한 유해 물질이 나오지 않게 막아준다고 주장하는 프린터의 통풍구에 붙이는 필터가 등장하기도 했으나, 잘 팔리지는 않는 듯. 요즘 나오는 신형 프린터들은 이런 문제를 알고 미세가루가 나오지 않게끔 설계하고 있다.
- 인쇄 재질(종이 혹은 다른 물질)의 제한이 잉크젯보다 크다. 레이저 프린터는 인쇄체를 고열 압착하는 인쇄 방식이기 때문에 너무 두껍거나 요철이 있는 종이에는 인쇄하기 어렵다. 종이 아닌 다른 매체에 인쇄하기도 힘들다. 반면 잉크젯 프린터는 어느 정도 두께가 있고, 굴곡이 있고, 심지어 종이가 아닌 CD 표면 등에도 적절한 솔루션만 있으면 인쇄할 수 있다.
- 종이 걸림 등 급지 관련 오류가 잦다. 레이저 프린터는 인쇄 속도로 인해 잉크젯 프린터에서 흔히 사용하는 C 패스를 사용하지 않고 복잡한 급지 경로를 사용한다. 따라서 급지나 종이 관련 오류가 발생하기 쉽다. 특히 라벨지의 경우 급지오류가 상대적으로 더 심하다.
- 종이를 재사용한다고 이면지를 쓰면 드럼이 망가질 수 있다. 잉크젯 프린터는 잘못된 용지를 사용하면 번지기만 하지만, 레이저 프린터는 그대로 고장난다. 레이저 프린터나 복사기의 급지 경로 중 종이가 가열되는 부분이 있기 때문에[2], 레이저 프린터나 복사기로 출력된 종이를 이면지로 넣으면 전에 출력된 토너가 드럼에 녹아 들어 붙는다. 인쇄 품질 저하는 물론 장기적으로는 드럼 자체를 망가뜨린다. 단 유성 잉크가 아닌 필기구를 이용하여 손으로 쓴 종이, 인쇄기로 인쇄된 종이라던가 잉크젯으로 프린트된 종이 같은 경우라면 무언가를 고열 압착해서 인쇄하지 않았기 때문에 구겨지지만 않았다면 레이저 프린터에 이면지로 넣어도 무난하다(다만 잉크젯으로 프린트된 종이 역시 이면지로 넣지 말 것을 권장하는 기종도 있으므로 유의.). 양면 인쇄를 지원하는 프린터라면 인쇄 용지가 한 번 나왔다가 다시 들어가서 반대쪽 면도 인쇄되는 것을 볼 수 있다. 열 문제를 완전히 피할 수는 없기 때문인지, 너무 얇은 종이를 양면 인쇄용으로 쓰면 프린터에서 경고를 띄우는 기종도 있다.
- 무겁고 부피가 크다. 레이저 프린터도 과거에 비해서는 꽤나 슬림해졌다고는 하나, 특히 토너가 4개 들어가는 컬러 프린터의 경우는 무게가 최소한 10kg은 넘어, 좁은 공간에 놓고 쓰기에는 부담이 있다. 부피의 경우 순수 레이저 프린터의 경우에는 많이 슬림해지고 작아졌으나, 레이저 복합기의 경우에는 원래부터 덩치가 좀 있는 레이저 프린터와 역시 원래부터 덩치가 좀 있는 스캐너가 합쳐졌기 때문인지 상당한 덩치를 자랑한다.
- 그 밖에 가격이 비싸다는 단점도 지적되었으나, 2018년 현재는 레이저 프린터의 가격도 상당히 저렴해져서 옛말에 가까워지고 있다. 보급형 기종이라면 흑백 프린터의 경우 가장 저렴한 가격은 삼성이나 캐논의 7만원대 모델이 있다. 컬러 프린터도 10만원대 초반이면 구입이 가능하여, 잉크젯 프린터와 비교했을 때 부담스러운 정도는 아니다. 다만 순수 레이저 프린터가 아닌 레이저 복합기를 살 생각이라면 부담을 가지게 될 것이다. 순수 레이저 프린터에 비해, 복합기는 아직 싸다고 말하긴 무리가 있는 가격대.
- 전기를 많이 소비한다. 이는 정착기가 토너를 열과 압력으로 종이에 녹여 붙이는 과정 때문이다. 레이저 프린터로 인쇄를 할 때, 적산전력량계를 보면 에어컨 돌린 것 마냥 쌩쌩 돌아가는걸 볼 수 있다.
- 호환 소모품의 가격이 비싸다. 한번 보고 버리는 유인물 등을 인쇄하는 것처럼 인쇄 품질은 신경 쓰지 않고 오로지 가격만을 고려할 때, 잉크젯의 경우는 리필, 무한킷 등의 서드 파티 제품을 사용하면 유지비는 거의 종이값에 수렴한다. 그러나 레이저의 경우 리필 토너, 재생 드럼 등의 가격도 정품보다 저렴하다는 것이지 잉크젯에 비해서는 상당히 비싼 편이다. 특히 컬러 레이저의 경우 전사 벨트 등의 소모품은 리필/재생품으로도 저렴하지 않을 뿐더러 일 부기종은 호환/재생품이 없는 기종도 있다.(OKI/XEROX/LEXMARK 기종 일부)
- 화상을 입을 수 있다. 고열로 토너를 압착융해시켜서 인쇄하는 방식이라 상당히 고온의 정착기 유닛이 돌아간다. 후지제록스 모델의 경우 주의사항에 섭씨 175도(화씨 347도)라는 안내가 붙어있는데 종이조각이 드럼 사이에 끼어서 빼낸답시고 손을 댔다가는 데는 사고를 당할 수 있으니 반드시 전원을 뽑고 기기를 식힌 후 제거하거나 손가락을 가까이 하지 않는게 좋다.
- 습도와 온도에 다소 민감하다. 우리나라의 경우 장마시기에 건물 내부에 습도가 높아져 자연스럽게 레이저 프린터에도 습기가 차는데 앞서 설명했듯이 분말 형태의 토너를 이용하여 출력이 되는 것이므로 분말로 된 토너도 습기를 먹거나 영하의 저온에서도 토너 분말이 얼어버리는 바람에 프린터 가동에 이상이 생기거나 출력물 품질이 저하 될 수 있다. 각 제조사에서는 이런 단점을 보안하기 위해 최근에 출시된 고급형 레이저 프린터 혹은 복사기 같은 경우 내부에 히터를 채용하여 내부를 자동으로 건조시켜서 출력하는데 이상이 없게끔 해준다.
- 폐토너통을 교체해야 한다. 레이저 프린터는 물론, 복합기, 복사기에도 해당하는데 토너를 사용하는 모든 출력장비는 모두 폐토너통이 존재한다. 정착기와 드럼쪽에서 사용하고 남은 토너 찌꺼기를 폐토너통으로 배출시켜주는데 폐토너통이 가득 차버리는 바람에 가동이 멈춰버리는 경우가 있으므로 가득차기전에 교환해야 한다. 폐토너가 배출되는 방식은 다양한데 폐토너통을 따로 구매해서 통을 교환하거나, 신품 토너와 함께 폐토너통을 주기도 한다. 또한 소형 레이저 프린터의 경우 드럼 내부에 폐토너가 배출되는 방식으로 운용하는 프린터들도 있는데 이 경우 폐토너통을 장착하지 않아도 된다. 단 드럼 수명이 상대적으로 짧은편.
3. 인쇄 품질
프린터의 인쇄 품질은 dpi가 높을 수록 좋다. 대개 DPI 300, 600 하는 그 단위. 1인치에 점 300개를 찍느냐 600개를 찍느냐로 나뉜다. 당연히 높을 수록 점이 안 보이고 더 세밀한 색 표현이 가능해서 품질이 좋아진다. 물론 600 찍는 놈이 300 못 찍는 건 아니다. DPI 1200쯤 되면... 문제는 20만원 미만의 레이저 프린터의 경우 잘해야 잉크젯을 따라잡는다. 보통 포토젯으로 불리는 잉크젯이 인쇄 품질이 더 좋다. 다만 인쇄물의 내구도는 레이저가 더 좋고 흑백의 경우 레이저 프린터가 품질이 더 우수하다. 또한 인쇄 속도가 잉크젯에 비해 더 빠르다. 토너를 종이에 흡착시키는 방식이기 때문에 종이 질을 덜 가린다는 것도 장점.
레이저 프린터를 고를 때, 프린터 회사에서 표기하는 DPI에는 과장이 많으므로 조심해야 한다. 예를 들어 삼성의 중저가형 컬러 레이저 프린터의 경우 600 X 2400 DPI라고 표기되어 있는데, 토너의 색이 4개(CYMK) 이므로 600 DPI * 4해서 2400 DPI라고 부풀린 것이다. 사실 레이저는 색 혼합이 되지 않고 망점 방식으로 컬러를 표현하므로 틀린 말은 아니다. 단지 일반적으로 생각하는 DPI의 개념과 다를 뿐이다. LCD로 치면 각각의 색상 소자 하나씩을 점으로 따져서 DPI를 계산한 격. 일반 사용자들이 생각하는 DPI개념은 색상별 도트가 아닌 모든 색상을 다 표현할 수 있는 단위의 도트라서 이런 차이가 나오는 것이다. 운영체제에서 따지는 DPI도 이런 인식과 동일하므로, 어디에도 뻥튀기란 증거를 찾기 힘들고 가격도 보급형인데 1200DPI 이상의 해상도가 나온다고 광고하는 프린터가 있다면 드라이버만 먼저 설치해봐도 된다. 윈도우 기준, 프린터 등록정보에서는 대개 자체 뻥튀기가 개입하지 않은 실제 DPI를 보여준다. [3] 이것도 귀찮으면 그냥 보급형은 대부분 600DPI라고 가정해도 큰 문제는 없다.
한편 한 술 더 떠서 무려 9600 DPI라고 표기하는 모델도 가끔 보이는데, 보급형 레이저 프린터에서 9600DPI 라 표시된 경우는 일반적으로 소프트웨어 등을 이용해서 보정한 것까지 합쳐서 말하는 것이다.(밑에 언급되어 있지만 엄밀히 말하면 RIT 인데 그냥 DPI 로 쓴다.) 즉, 출력하는 엔진 자체는 600*600dpi 인데 이를 소프트웨어로 잘 보정시켜 9600*600dpi 처럼 '''보이게''' 출력한다는 의미이다. 그리고 이쪽 바닥 눈속임이 대개 그렇듯 별 효과도 없다. 애초에 현시점에서 하드웨어 레벨 9600dpi 프린터가 없다. 연구개발품이라면 모를까, 상용화된 제품으로는 없다.[4]잘 생각해보자. 한 대에 수천만원 하는 레이저 프린터도 1200 X 1200 ~ 2400 DPI이다.
다만, 가정에서 문서 작업용으로 사용할 때에는 600dpi 과 1200dpi 또는 그 이상의 차이를 거의 느끼지 못하므로 무조건 높은 DPI만 찾지 말고 용도에 따라 인쇄품질을 선택할 필요가 있다. 사진이라도 인쇄한다면 네이티브 600과 1200이상을 쉽게 구분할 수 있기는 한데, 가정에서 사진 출력이 주 목적이라면 레이저 자체가 딱히 좋은 선택이라 하기 어렵다.
4. 구동 원리
레이저 프린터는 마치 전사 기계와 같이 작동하는데, 이 때 드럼에 계속해서 이미지를 새겨 넣을 수 있다. 잉크를 사용하는 드럼 프린터도 있는데, 이런 경우에도 레이저를 사용하니까 일단 레이저 프린터라고 하자. 레이저 프린터는 드럼이 직접 종이 근처에 다가가는 방식과 전사 벨트를 사용하여 토너를 운송하는 방식이 있으며, 처리 메커니즘에 따라 4 Pass 와 Single-pass로 나누어진다.
레이저 프린터의 핵심 부품은 다음과 같다.
- 코로나[5] 발생기: 현상 드럼에 전하를 띄도록 만들어주는 중요한 부품이다. 이것이 망가지는경우 인쇄가 되지 않거나 출력물이 잘못되어 나온다 . 이것 때문에 오존 냄새가 난다.
- 현상 드럼
- 토너 드럼
- 드럼 클리닝 와이퍼(블레이드)[6]
- 퓨저 유닛(정착기): 히터를 내장하여 인쇄 형상대로 토너가 붙은 종이를 가열해서 토너를 녹여 인쇄작업을 최종적으로 완성시킨다.
- 폴리곤 스캐너 (or LSU, Laser Scanning Unit): 6각형의 거울이 고속 회전하며 현상 드럼에 상을 새기는 중요한 부품이다. 이것도 망가질 경우 인쇄가 되지 않거나 출력물이 잘못되어 나온다. 프린터 작동 시 고주파음이 여기서 난다. BLDC 모터가 들어 있다.
인쇄 과정은 저리저리 이루어진다. 데이터 프로세싱 부분은 마스킹 부분을 참고하길 바라면서.
- 데이터가 프린터의 메모리에 로드 되었다. 프린터를 가동하고, 퓨저의 온도를 상승 시킨다. 토너도 좀 흔들어주고 드럼도 청소하고 이온 코팅도 하고
- 퓨저의 예열이 끝났다. 종이를 공급한다.
- 종이가 적절한 위치에 도달할 때 폴리곤 스캐너 혹은 ASIC LED를 사용해 현상 드럼에 이미지를 새긴다. 현상 드럼에는 감광 물질이 있어 빛이 닿는 순간 그 부위의 전자가 반사 된다. 참고로 감광 물질은 빛에 민감한 물질로 색상이 녹색이나 청색인 물질이다. 그래서 드럼 일체형 토너는 커버가 있으며, 드럼은 광선에 장시간 비추지 않는것이 좋다. 만일 망가지는경우 출력물에 영향이 갈수 있다.
- 토너 역시 음전하로 대전되어 있어서 현상 드럼이 토너 위를 지나갈 때 레이저를 쏜 부분에만 전기력에 의해 다닥다닥 붙는다.
- 종이는 공급되기 전에 역시나 코로나 발생기에 의해 음전하 코팅이 된다.
- 들어오는 종이 위로 현상 드럼이 지나갈 때, 드럼 위의 토너는 양전하이므로 종이로 다시 달라붙는다.
- 이 종이가 퓨저 유닛을 지나가면서 토너가 녹아 종이에 융착된다.
5. 토너
레이저 프린터의 토너는 일반적으로 화학 중합 토너이지만 분쇄 토너를 쓰는 모델도 있고, 제조사마다 퓨저가 달라서 보통의 무한 토너를 집어넣으면 제대로 토너가 안 녹아 인쇄가 안 되는 경우가 있다. 구성 성분은 보통 에폭시+염료인데, 퓨저 유닛에 안정적인 정착을 위해서 여러 첨가제가 들어가기도 한다. 보통의 무한 토너 제품의 경우 일반 토너이므로 대개 삼성, 렉스마크, HP 레이저 프린터에 아주 잘 매칭되며, 특수한 토너를 사용하는 OKI, 제록스의 경우 일반 토너 사용 시 인쇄가 되지 않는다. 이쪽은 토너의 수지가 달라 융점이 더 낮아서 퓨저의 온도도 더 낮게 설정되어 있다.
토너 분말은 나노미터 단위의 극히 미세한 입자이며, 종이에 인쇄시킨 상태에서는 문제가 없지만 분말 상태에서는 환경과 건강에 악영향을 미치는 위험물질이다. 위의 이미지처럼 토너 분말이 노출되도록 하면 '''절대''' 안된다. 애당초 그럴 수 없도록 드럼이 튼튼히 밀봉되어 있으니 호기심으로 드럼을 분해하지 말도록 하자. 일단 분말이 누출되면 정말 처치곤란이다. 나노입자라서 물로 세척하기도 어렵고, 사람의 호흡기 안으로 마구 들어간다.
드럼을 분해하지 않더라도, 워낙 미세한 입자라서 지속적으로 누출된다. 특히 토너, 드럼 교체시 동봉된 봉투를 꼭 이용하자. 프린터를 옮길 때도 가능하면 흔들리지 않게 하여 밖으로 흘러나오는 토너를 최소화하도록 하자. 또한 레이저 프린터 사용시 토너가 약간씩 누출되므로 프린터 가동 중에는 근처에 머무르지 않는 것이 좋다. 사무실에도 레이저 프린터는 사람들이 없는 다소 격리된 위치에 비치하도록 하자. 집에서 사용한다면 사용시 환기를 시키는 것도 좋다.
6. 유지 보수
레이저 프린터의 다음 부품은 소모품으로 수명이 되면 교체해야 한다.
- 토너
- 급지 롤러
- 전사 유닛
- 퓨저 유닛[7]
- 감광 드럼
퓨저 유닛[A]은 토너 가루를 녹여 붙이기 위해 200℃의 고열을 발생 시키는 부분이다. 만질 때 화상에 주의하자. 또 문서를 많이 뽑는 곳에서는 급지 롤러가 빠르게 마모되어 종이가 걸리는 경우가 많다. 여분의 급지 롤러를 챙겨두는 것이 좋다.
프린터의 전원을 상시 켜 두면 저온으로 인한 인쇄 품질 저하를 상당히 막을 수 있다.
[1] 출력물에 자동 스테이플러를 찍어주는 기능이 있는 기종[2] 그 기계의 이름이 정착기다. 토너를 종이에 정착시키기 때문. 복사기에서 갓 뽑은 종이가 따끈따끈한 것이 바로 이 때문이다.[3] 이 부분을 거짓으로 박을 경우 프로그램 호환성에 큰 문제가 생긴다. 물론 이론적으로는 프린터에서는 1200dpi급 데이터를 받고 인쇄시에는 엔진해상도에 맞는 낮은해상도로 찍는 것도 가능은 하지만 이러면 리콜 및 벌금감이다.[4] 2020년 8월 시점에서 단순해상도가 가장 높은 레이저 방식 프린터는 리코가 생산중이며 엔진 네이티브 해상도가 2400x4800dpi다. LED방식을 사용하는 상위장비인 코닥 넥스프레스나 인디고 HD들이 환산 엔진해상도 4096x4096dpi로 상용 장비중 9600dpi는 없다고 볼 수 있다. 화폐 찍어내는 프린터가 9600~오버 1만 DPI를 지원한다.[5] 2020년부터 유행하는 코로나19와는 상관없으니 오해하지 말 것.[6] 드럼쪽에 솔달린 기다란 막대기다. 분리하기 쉬우니 가끔씩 뽑아서 청소해주자.[7] 보통은 정착기라고 한다.[8] 30만원짜리 기계 정착기(퓨저 유닛)하나 수리 비용이 20만원대다. 만일 정착기를 교체하는 경우 이송롤러 등의 교체가 같이 진행되고 기술지원용 프로그램이나 프린터의 특수메뉴로 진입하여 카운터초기화도 같이 진행된다.[A] 보통은 정착기라고 한다.