레이저 프린터

1 일반적인 설명

HP 레이저 프린터

프린터의 종류 중 하나. 레이저를 사용해서 종이에 정전기가 생기게 하고 거기에 토너가 달라붙게 한 후에 드럼으로 토너를 굳히는 방식으로 문서를 인쇄한다.

잉크젯 프린터보다 늦게 나왔다고 오해하기 쉽지만, 오히려 잉크젯보다 먼저 나온 프린터이다. 1975년에 IBM에서 나온 Model 3800이 최초로 상용화된 레이저 프린터이다. 이것은 레이저 프린터 자체가 1949년에 처음 상용화 된 복사기의 레이저 인쇄 원리를 활용해서 만든 것이기 때문이다.

잉크젯 프린터에 비해 다음과 같은 장단점이 있다.

1.1 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, 군대 등을 포함한 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 잉크를 많이 소모한다. 잉크젯은 적당한 량을 꾸준히 인쇄하는 경우에야 저렴하다.
• 훨씬 빠르다: 일반적으로 잉크젯보다 훨씬 빠른 인쇄 속도를 자랑한다. 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 가정용중 고가의 잉크젯 프린터(가격은 거의 비슷하다)를 비교하면, 잉크젯이 빠른 경우도 있다.
• 인쇄물 보존성이 좋다: 염료 잉크 기반 잉크젯 프린터는 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. (단 종이는...)
• 잉크젯처럼 잉크가 굳을 염려가 없다: 잉크와는 다르게 토너는 잘 굳지 않는다.(언제까지나 상대적일뿐 장기간 두면 당연히 굳는다... 잉크던 토너던 정기적으로 관리해주자.)

1.2 단점

• 컬러 인쇄의 품질이 좋지 않다. 잉크젯의 컬러는 잉크(물감!)으로 구현하는 반면, 레이저 프린터의 컬러는 색을 입힌 토너 분말로 구현하는데 아무래도 잉크보다는 색감 등에서 떨어진다. 사무용 문서 작성용으로나 적합하지 사진 수준 품질 인쇄는 아직까지 보급형으로는 무리. 반면에 잉크젯은 저가 보급형이라도 잉크통만 정품으로 쓰면 사진 수준 품질 인쇄가 가능하다. 잉크가 비싸서 그렇지. 물론 고급으로 갈수록 컬러 품질은 개선되지만, 그건 잉크젯도 마찬가지다.
• 인쇄물 크기에 한계가 있다. 상업용 대형 잉크젯 프린터는 최대 폭 2미터에 길이 무제한으로 찍어내서 인쇄물로 건물 벽을 도배하는 것도 가능하지만 레이저 프린터는 (그 상위 호환인 POD용 기기들을 포함하더라도) 400~600mm 크기의 인쇄물이 최대이다. 레이저 프린터는 드럼에 토너를 정착시키는 과정이 필요하므로 드럼 둘레를 초과한 길이의 인쇄물을 만들기가 사실상 불가능하다. 잉크젯은 계속 뿜어내기만 하면 되니까 길이 무제한이 가능하다.
• 토너가 건강에 해롭다. 레이저 프린터의 토너는 초 미세 분말로 되어 있어서 흡입하거나 할 경우 심폐 기관에 악영향을 끼친다. 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. 사무실에서 자기 자리가 프린터나 복사기 옆 자리라면 묵념 그나마 사무실은 넓고, 환기라도 잘된다... 방에서 레이저 프린터를 사용한다면?? 또한 드럼에서 발생하는 오존 문제도 있다고 한다. 이러한 유해 물질이 나오지 않게 막아준다고 주장하는 프린터의 통풍구에 붙이는 필터가 등장하기도 했으나, 잘 팔리지는 않는 듯.
• 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. 위의 단점과 연결되는 부분인데 레이저 프린터는 인쇄 방식 특성 상 급지 경로가 잉크젯보다 길고 복잡할 수 밖에 없다. 그만큼 급지나 종이 관련 오류가 발생하기 쉽다. 특히 라벨지의 경우 급지오류가 상대적으로 더 심하다.
• 종이 재사용한다고 이면지를 쓰면 드럼이 망가질 수 있다. 역시 위의 단점과 연결되는 부분으로 잉크젯 프린터는 잘못된 용지를 사용하면 번지지만, 레이저 프린터는 그대로 고장난다. 레이저 프린터나 복사기의 급지 경로 중 종이가 가열되는 부분이 있기 때문에, 복사기나 레이저 프린터로 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. 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.
• 그 밖에 과거에는 가격이 비싸다는 단점도 지적되었으나, 2016년 현재에는 레이저 프린터의 가격도 상당히 저렴해져서 옛말에 가깝다. 보급형 기종의 경우, 흑백 프린터의 경우 4~5만원대, 컬러 프린터도 10만원대 초반 정도면 구입이 가능하여, 가격 면에서는 잉크젯 프린터와 비교했을 때 부담스러운 정도는 아니다.
• 전기를 많이 소비한다. 이는 정착기가 열로 토너를 열과 압력으로 종이에 녹여 붙이는데 이게 전기를 많이 잡아먹는다. 레이저 프린터로 인쇄를 할 때, 적산전력량계를 보면 에어컨 돌린 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 어느 정도의 가격대이다. 특히 컬러 레이저의 경우 전사 벨트 등의 소모품은 리필/재생품으로도 저렴하지 않다.

1.3 기타

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. 단, 토너도 2배 가량 빨리 닳으니 선택은 알아서. 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, 인쇄 속도 문제도 있다..)

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. 그럼 9600 DPI라고 표기된 모델은? 보급형 레이저 프린트에서 9600DPI 라 표시된 경우는 일반적으로 소프트웨어를 이용해서 보정한 것 까지 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. 당연히 소프트웨어로 보정해서 9600 급인 것과 원래 9600 급인 것에는 많은 차이가 있다. 잘 생각해보자. 한 대에 수천만원 하는 레이저 프린터도 1200 X 1200 ~ 2400 DPI이다. 다만, 가정용으로 사용할 때에는 600dpi 과 1200dpi 또는 그 이상의 차이를 거의 느끼지 못하므로 용도에 따라 인쇄품질을 선택할 필요가 있다.

2 자세한 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 발생기: 현상 드럼에 전하를 띄도록 만들어주는 중요한 부품이다. 이것이 망가지면 아예 인쇄가 안된다. 하얀 종이가 나온다. 이것 때문에 오존 냄새가 난다.
• 현상 드럼
• 토너 드럼
• 드럼 클리닝 와이퍼
• 퓨저 유닛(정착기): 히터를 내장하여 인쇄 형상대로 토너가 붙은 종이를 가열해서 토너를 녹여 인쇄작업을 최종적으로 완성시킨다.
• 폴리곤 스캐너: 현상 드럼에 상을 새기는 중요한 부품이다. 역시 망가질 경우 아예 인쇄가 안 된다. 프린터 작동 시 고주파음이 여기서 난다. 스핀들 모터가 들어 있다.

혹은 폴리곤 스캐너를 빼고 ASIC LED 유닛을 삽입하는 곳도 있다. Xerox와 OKI 레이저 프린터 중 2400 Engine DPI를 지원하는 모델이 이것을 사용한다. 참고로 엔진 DPI란 실제로 프린터가 처리할 수 있는 해상도를 의미하는 단어이다. RIT로 표기된 경우, 엔진 해상도가 RIT 해상도보다 낮으나 보정을 통해 유사한 수준으로 올리는 기능이다. 특히 캐논 레이저 프린터가 9600RIT 해상도까지 올라가는데, 뜯어보면 엔진 해상도는 1600dpi 라든가.
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 당한다. 참고로 감광 물질은 빛에 민감한 물질로 색상이 녹색이나 청색인 물질이다. 그래서 드럼 일체형 토너는 커버가 있고, 드럼은 10초 이상 빛에 노출되면 안 된다. 드럼이 망가져 다시는 쓸 수 없다.
• 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 들러붙는다.
• 이 종이가 퓨저 유닛을 지나가면서 토너가 녹아 종이에 융착된다.

한편 컬러 레이저는 3원색 이미지를 인쇄해야 하므로 저가형의 경우 일단 전사 벨트에 CYMK 각 색별로 토너를 동일한 원리로 옮긴 다음에 다시 종이로 옮긴다. 드럼이 4회 회전하므로 같은 엔진이면 흑백 인쇄의 4배 시간이 든다. 물론 고가형은 속도 때문에 4색을 한번에 드럼에 옮긴다.

3 토너에 대하여

400px HP 레이저젯 P2015용 토너 카트리지

400px 컬러 프린터 토너 카트리지 안에는 위와 같은 토너 가루가 채워져 있다

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 안 된다. 이쪽은 토너의 수지가 달라 융점이 더 낮아서 퓨저의 온도도 더 낮게 설정되어 있다.

당연히 건강에 매우 해롭다. 토너, 드럼 교체시 동봉된 봉투를 꼭 이용하자. 프린터를 옮길 때도 가능하면 흔들리지 않게 하여 밖으로 흘러나오는 토너를 최소화 하도록 하자.

4 유지 보수

레이저 프린터의 다음 부품은 소모품으로 수명이 되면 교체해야 한다.

• 토너들
• 급지 롤러
• 전사 유닛
• 퓨저 유닛
• 감광 드럼

수명은 보통 토너 장수의 3~4배로 설계된다. 가령 토너가 A4 5%에서 3만 5천장을 찍으면 나머지 유닛들은 10만장마다 교체하게 된다. 그러나 20만원 이하의 저가형 레이저 프린터는 그냥 본체를 통째로 교환하는 것이 일반적이다. 저가형은 부품을 부분적으로 교체할 수 없게 만들어진 모델이 많고, 가격 측면에서도 버리고 새로 사는 것이 낫다.

퓨저 유닛은 토너 가루를 녹여 붙이기 위해 200도씨의 고열을 발생 시키는 부분이다. 이 부분에 손댈 일이 있다면 반드시 어느 정도 시간을 가지고 손을 대자. 문서를 많이 뽑는 곳에서는 급지 롤러가 빠르게 마모되어 종이가 걸리는 경우가 많다. 여분의 급지 롤러를 챙겨두는 것이 좋다.