＜컴퓨터 이야기 12＞ 프린터에 대하여

[봄돌아빠(보명아빠)]

프린터(Printer)는 컴퓨터로부터 텍스트나 그래픽 출력을 받아들여서 그 정보를 종이에 옮기는 장치입니다. 컴퓨터를 사용하는 데 프린터가 꼭 필요한 것은 아니지만 프린터가 있으면 전자 메일, 카드, 초대장, 알림 및 기타 자료를 인쇄할 수 있습니다. 집에서 사진을 직접 인쇄하기를 원하는 사람들도 많습니다.

초기의 프린터는 문자모양이 새겨진 휠(데이지 휠)이나 드럼, 체인, 밴드를 움직여 활자가 잉크리본을 눌러 종이에 닿으면서 글자가 인쇄 되는 방식(휠 프린터, 드럼 프린터, 라인 프린터)이나 미세한 핀으로 잉크리본을 눌러 점을 찍어 인쇄하는 방식(도트 메트릭스 프린터)의 충격식(impact) 프린터들이 사용되었습니다. 그러나 이러한 충격식 프린터는 인쇄속도가 느리고, 인쇄할 때 소음이 심하게 나서 비충격식 프린터가 나오면서 사용을 점점 하지않게 되었습니다. 그 중에서 도트 메트릭스 프린터는 특수한 경우에 아직도 사용되고 있기는 합니다. 그 외에 특수한 경우에 사용하는 프린터로 열전사식 프린터와 감열식 프린터 등이 있으며 입체적으로 인쇄할 수 있는 3D 프린터라는 것도 있습니다.

프린터의 발전역사를 보면 충격식에서 비충격식으로, 단색에서 컬러로 속도와 기능이 발전해 왔다는 것을 알 수 있습니다. 일반적으로 현재 많이 사용하는 프린터로 두 가지 종류의 주요 프린터는 잉크젯 프린터와 레이저 프린터입니다. 잉크젯 프린터는 집에서 사용하는 프린터로 인기가 가장 높습니다. 흑백 또는 완전 컬러로 인쇄할 수 있으며 특수 용지를 사용할 경우 고품질의 사진도 출력할 수 있습니다. 레이저 프린터는 속도가 더 빠르며 일반적으로 많은 사용량을 더 잘 처리할 수 있습니다.

잉크젯 프린터(inkjet printer)

잉크젯 프린터는 잉크를 가는 노즐에서 뿜어내어 인쇄하는 프린터를 말합니다. 과거 흑백 잉크젯 프린터가 있었지만, 지금은 컬러 잉크젯 프린터가 사용됩니다. 매우 선명한 인쇄 품질이 장점이어서, 그래픽 디자이너들이 작품을 출력하는 데 사용합니다. 하지만 잉크가 번진다는 단점이 있습니다. 오랫동안 사용을 하지 않으면 잉크가 나오는 노즐이 막힌다는 것도 문제입니다.

잉크젯의 장점은 초기 구입비와 컬러인쇄가 저렴하다는 것입니다. 유지비는 흑백만 인쇄하더라도 많이 들어가는 단점이 있지만, 다양한 출력물이 필요한 가정용 프린터로 어울립니다. 잉크젯은 텍스트 인쇄의 속도는 무난하지만, 그래픽 인쇄시의 속도가 매우 떨어지는 편입니다. 그러므로, 유지비를 생각하지 않더라도, 그래픽이 많은 웹에서 얻은 정보나 리포터 등을 출력하기 위한 용도로 잉크젯을 사용한다면 상당한 인내력을 필요로 합니다.

잉크젯은 각 제조사별로 특허를 가진 분사 방식을 이용해 인쇄를 하므로 제조사별로 인쇄 방법이 다르지만, 대표적으로 3가지의 방법을 이용합니다.

피에조 방식(EPSON)

압전방식으로 Piezo소자 때문에 피에조 방식이라고 불리는 분사법으로 필립스에서 개발했지만 상업화에 실패한 것을 EPSON이 사들여 소형화와 제조단가를 낮춰 개선한 기술입니다. 필립스의 기술을 사들였지만 다르다는 것을 강조하기 위해 마이크로 피에조라고 강조해서 광고를 하고 있습니다.

 이 방식은 간략히 설명을 하면 전기적 신호에 의해 피에조 소자가 진동을 해서 잉크를 노즐 밖으로 밀어내는 원리로 인쇄를 하는 방식입니다. 피에조 소자는 전류가 흐르는 시간을 제어해 잉크의 양을 조절하는 것이 가능해 비교적 큰 노즐을 가지고 있지만, 다양한 크기의 잉크방울을 생성할 수 있기 때문에 미세한 표현이 필요하면 작은 방울을, 넓은 면적을 칠할 때는 큰 방울을 한번에 칠할 수 있어 그래픽 출력에 장점을 보입니다.

하지만, 노즐이 큰 편이라 다른 제품에 비해 노즐의 수를 늘이기가 어렵고 노즐이 잘 막히는 것이 단점입니다. 이 문제를 해결하기 위해 출력 전 크리닝 동작이 작동되어 기포를 배출하고 있으나 근본적인 해결책이라고 볼 수는 없습니다. 그리고 다른 방식인 가열방식에 비해 진동방식이므로 인쇄 시 소음이 많은 편입니다.

열전사 방식(HP)

잉크를 분사할 때 열을 이용하는 방식으로 잉크 카트리지 헤드부분의 저항에 전기신호가 가해지면 가열판이 급속히 달구어져 기포가 발생하며 이 기포의 힘으로 잉크가 헤드 밖으로 밀려 나와 종이에 인쇄되는 방식입니다. 버블젯 방식과 상당히 유사한데 열전사 방식은 잉크실이 존재하며 헤드의 위쪽에 있는 히터를 가열하여 생기는 기포의 힘을 이용하여 잉크를 분사합니다.

이 방식은 잉크 실에 기포가 들어가도 잉크와 함께 방출되기 쉽고, 잉크가 막히는 현상이 적습니다. 또한 구조가 간단하여 노즐의 수를 늘리기가 쉽다는 장점을 가지고 있습니다. 하지만, 노즐마다 일정한 크기의 잉크만 분출하기 때문에 넓은 면적에 인쇄를 하려는 작업에서는 인쇄 속도가 상당히 떨어지게 됩니다.

버블젯(롯데캐논)

잉크를 가열했을 때 생기는 공기방울의 팽창에 따른 압력을 이용하여 잉크를 분사하는 방식으로 관 자체가 바로 잉크실 역할을 하므로 잉크실이 별도로 있지 않습니다.

그림과 같이 노즐에서 전기적인 신호를 통해 가열판을 순간적으로 가열하면 잉크가 팽창하면서 공기방울이 생기게되고 이때 생겨난 공기방울의 부피만큼 노즐구멍으로 잉크가 밀려나게 됩니다. 잉크가 밖으로 밀려난 후에는 전기적인 신호를 차단하여 가열판을 식히고 다시 줄어드는 부피만큼 잉크가 다시 채워지게 됩니다. 버블젯 방식의 장점은 노즐이 막힘이 적다는 점이고 단점은 인쇄 속도가 그리 빠르지 않다라는 점인데 이는 가열판을 가열하는 히터가 노즐의 우측 아래에 위치하고 있어 노즐을 배열하기가 어렵기 때문입니다.

잉크젯프린터는 자주 사용하지 않으면 노즐이 막히는 경우가 많은데 이때에는 보통은 알코올을 묻힌 면봉으로 노즐표면을 살짝 닦아주면 해결이 되지만, 그래도 안된다면 미지근한 물에 노즐이 있는 헤드부분을 잠시 담그는 방법을 쓰면 됩니다. 조금만 기다리면 막혔던 노즐이 뚫리면서 잉크가 살짝 배어 나오게 되며, 이 때 꺼내어 화장지 등으로 표면을 닦고 사용하면 됩니다.

레이저 프린터(laser printer)

레이저 프린터의 특징은 한마디로 빠르고 깨끗한 인쇄품질에 있으며, 잉크젯에 비해 저렴한 유지비가 장점입니다. 가끔 잉크젯프린터의 인쇄 속도를 보면 웬만한 레이저프린터보다 빠르다고 표시되는 것들이 있지만, 그러한 것들은 텍스트 위주의 출력에서 인쇄품질보다 속도 위주의 옵션으로 출력을 할 때의 속도인 경우가 많습니다. 일반적인 보급형 레이저프린터의 8ppm의 속도는 글자 그대로 깨끗한 인쇄를 보장하는 속도인 경우가 대부분입니다

레이저 프린터의 원리는 복사기와 비슷합니다. PC에서 전송되어온 신호에 의해 레이저빔을 회전하는 거울에 반사시켜 드럼에 쏘아 드럼의 표면에 출력물의 역상모양의 양 전하들을 활성화시키고 여기에 음 전하를 가진 토너가루가 묻혀집니다. 토너가루가 묻혀진 드럼이 회전하며 종이와 만날 때, 보다 강한 양 전하를 가진 종이에 토너가 옮겨 붙으며 고열을 가진 롤러를 지나갈 때 압착을 시켜 토너가루가 종이에 녹아 붙게 하는 원리입니다. 토너가루에는 구두약과 비슷한 왁스 성분이 있어 종이에 잘 눌러붙게 되며 그렇기 때문에 번지지 않고 깨끗한 출력이 가능한 것입니다.

이와 같은 인쇄 원리 때문에 레이저 출력물은 종이가 구겨지거나 하면 종이 표면에 붙어있던 왁스 성분이 떨어지기 쉬워 잉크가 종이에 스며드는 잉크젯에 비해 장기간 보관에 불리하지만, 잉크젯처럼 번짐 현상이 없어 깨끗한 출력을 하게 됩니다.

다른 종류의 프린터들에 있어 버퍼 메모리는 프린터 속도에만 영향을 미치는 것에 비해 레이저 프린터에 있어서는 출력의 가부에도 영향을 미치게 되는 중요한 부분 중 하나입니다. 즉 메모리가 충분하지 않다면 최대지원 해상도보다 낮은 해상도로 출력하거나, 아예 출력을 할 수 없는 경우가 생깁니다. 특별한 압축기법을 적용하지 않은 페이지프린터인 레이저프린터는 300DPI의 출력을 위해서는 최소 2M의 버퍼메모리가 필요하며 600DPI의 경우에는 8M의 메모리가 필요합니다.

레이저 프린터로 양면 인쇄를 하다 보면 유난히 JAM(용지 걸림) 현상이 자주 발생합니다. 이는 레이저의 인쇄원리에 의한 것으로 종이 삽입롤러의 성능이 뛰어나지 않으면 양 전하로 대전된 종이가 다른 종이들과 같이 붙어나오기도 하며, 압착롤러를 지날 때 이면지에 인쇄되어 있던 토너가 녹아 고정롤러에 달라붙거나 해서, 특히 이면지 사용시 JAM 현상이 자주 발생하는 것입니다. 레이저 프린터는 특별히 양면인쇄를 고려해서 제작한 것이 아니라면 출력 후 대전현상이 생긴 종이를 중화시키지 못하는 경우가 많으므로 출력 후 일정 시간이 지난 뒤에 이면지를 사용하면 이런 경우가 줄어들게 됩니다. 특수하게 양면 인쇄를 고려해 제작된 레이저 프린터는 출력시 아예 양면이 인쇄가 된 후에 배출하는 제품도 있습니다.

레이저 프린터의 드럼(OPC 드럼)은 평소에는 토너가루처럼 음 전하를 띠고 있지만, 레이저빔을 받은 부분은 대전현상이 생겨 순간적으로 양 전하를 띠게 됩니다. 반복되는 대전현상에 의해 일정 수명이 되면 대전효과가 떨어져 인쇄가 불가능해져 드럼을 주기적으로 갈아줘야 합니다. 드럼의 가격이 비싸기는 하지만 그 수명이 생각보다는 긴 편입니다(인쇄매수 10,000~20,000매). 레이저 프린터에 이용되는 토너는 대부분 10% 내외의 농도로 3,000매 또는 5%에서 5,000매 내외의 인쇄가 가능합니다. 드럼과 토너가 일체형인 경우와 분리형인 경우가 있는데 분리형일 경우가 좀 더 저렴합니다.

프린터는 초기 구입비 보다는 유지비가 더 부담이 많이 됩니다. 이러한 이유로 재생 카트리지나 무한잉크 같은 프린터 소모품의 틈새 시장이 형성이 되기도 하는데요. 이것을 사용하고 말고는 사용자의 선택입니다. 물론 그에 따른 고장과 A/S 불능에 대한 책임도 사용자의 몫이 되겠지만 말입니다.

플로터(plotter)

가정용이나 사무용으로 쓰이는 프린터들은 보통 A4규격 용지까지 프린트 할 수 있습니다. 이보다 더 큰 용지(B4, A3)까지 인쇄하는 프린터는 가격이 더 비쌉니다.

설계 사무실이나 산업체 공장과 같은 곳에서는 큰 도면이나 대형 그림의 출력이 필요합니다. 이럴 경우에는 '플로터(plotter)'라는 출력장치를 사용합니다.

플로터는 A0규격 용지(840x1189mm) 이상까지 출력이 가능하며, C(파랑), M(빨강), Y(노랑), K(검정)의 잉크를 사용하여 컬러로도 인쇄가 가능합니다.

플로터는 그 구조에 따라 용지를 고정시키고 펜을 X, Y축을 따라 상하 좌우로 움직이는 플랫베드(flatbed)형, 용지를 드럼에 감아서 상하 방향으로 움직이고 펜은 좌우로 움직이는 드럼형으로 나뉩니다. 플랫베드형은 일반적으로 X-Y 플로터라고 불리며 인쇄물의 정밀도가 높은 반면 장소를 차지하고 가격이 비쌉니다. 드럼형은 정밀도는 떨어지지만 가격이 싸기 때문에 많이 사용되고 있습니다.

 ◆ 인쇄장치

구분	프린터		속도단위	특  징
충격식	도트 매트릭스		CPS	프린터 헤드가 잉크 리본을 때려 종이에 인쇄  인쇄 품질이 떨어지고 속도 느림. 소음이 큼.
	활자	시리얼	CPS	활자를 미리 만들어 인쇄
		라인	LPM	고속인쇄 가능, 활자에 없는 문자 인쇄불가
비충격식	잉크젯		CPS (PPM)	노즐로 잉크를 분사시켜 인쇄  컬러인쇄 가능, 노즐이 막힘, 잉크 번짐
	열전사		CPS	잉크리본을 열로 녹여 인쇄→워드프로세서 전용기에 사용  유지비용 부담, 속도 느림.
	감열		CPS	감열용지에 열을 가하여 인쇄  유지비용 부담, 쉽게 변색→팩스, 은행 대기번호표
	레이저		PPM	레이저빔을 이용 토너를 종이에 묻혀 인쇄  인쇄 품질 우수, 고속인쇄 가능→전자 출판에 이용

※ 인쇄속도 단위

    CPS : Character Per Second, 초당 인쇄되는 문자수

    LPM : Line Per Minute, 분당 인쇄되는 줄의 수

    PPM : Page Per Minute, 분당 인쇄되는 페이지 수

※ 인쇄선명도 단위

    DPI : Dot Per Inch, 인치당 인쇄되는 점의 수

[김경식]

으,,, 플롯터,,,, 사고 싶다ㅠ.ㅠ.