레이저 프린터
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1. 개요
레이저 프린터는 레이저 광선을 사용하여 이미지를 인쇄하는 방식으로 작동하는 인쇄 장치이다. 1960년대 제록스 연구원 게리 스타크웨더에 의해 아이디어가 고안되었으며, 1970년대 IBM이 최초의 상업용 레이저 프린터인 IBM 3800을 출시하면서 상용화되었다. 이후 캐논, 휴렛 팩커드(HP), 애플 등 다양한 회사들이 레이저 프린터 시장에 진출하여 기술 발전을 이끌었다. 레이저 프린터는 래스터 이미지 처리, 대전, 노광, 현상, 전사, 정착, 클리닝 및 재대전의 7단계 인쇄 과정을 거쳐 작동하며, 흑백 및 컬러 인쇄가 가능하다. 잉크젯 프린터에 비해 초기 비용이 높지만, 페이지당 유지 비용이 낮고, 고품질의 대량 인쇄에 적합하다. 레이저 프린터는 토너 청소 시 주의가 필요하며, 오존 및 초미세 입자 배출과 같은 유해성도 존재한다.
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| 레이저 프린터 | |
|---|---|
| 레이저 프린터 | |
 | |
| 개요 | |
| 종류 | 페이지 프린터 |
| 발명 | 게리 스타크웨더 (제록스) |
| 발명 연도 | 1969년 |
| 최초 제품 | 제록스 9700 |
| 최초 제품 출시 연도 | 1977년 |
| 작동 원리 | |
| 핵심 기술 | 정전기 레이저 토너 |
| 인쇄 과정 | 레이저 빔으로 드럼에 정전기 이미지 생성 토너를 드럼에 부착 토너 이미지를 종이에 전사 열과 압력으로 토너 고정 |
| 장단점 | |
| 장점 | 고품질 인쇄 빠른 인쇄 속도 대량 인쇄에 적합 |
| 단점 | 잉크젯 프린터보다 높은 초기 비용 컬러 레이저 프린터는 유지비가 비쌈 |
| 구성 요소 | |
| 주요 부품 | 레이저 스캐너 드럼 토너 카트리지 정착기 (퓨저) 전사 벨트 용지 공급 장치 제어 회로 |
| 활용 분야 | |
| 주요 사용처 | 사무실 가정 출판업계 디자인 업계 의료 기관 |
| 추가 정보 | |
| 관련 용어 | 잉크젯 프린터 3D 프린터 복합기 |
| 참고 자료 | Merriam-Webster 사전 - 레이저 프린터 정의 |
2. 역사
레이저 프린터는 IBM이 최초로 상품화했지만, 제록스가 게리 스타크웨더의 주도로 IBM보다 3년 먼저 실용 모형을 개발했다. 그러나 제록스는 상품화를 미루었고, IBM의 레이저 프린터가 출시된 후에야 제록스 9700(Xerox 9700)을 출시했다.[42] 1980년대 초, 제록스는 대형 레이저 프린터를 10만 달러 이상, 저가 모델도 3만 달러 선에서 판매했다. 반면, 캐논은 대량 소비 시장을 겨냥하여 몇 천 달러에 판매할 수 있는 개인용 레이저 프린터를 개발했다. 캐논은 처음에 제록스에 제품 판매 제휴를 제안했지만, 제록스는 자체 기술력을 자신하여 캐논 제품이 겨냥한 대량 소비 시장을 간과하고 제안을 거절했다.[42]
2. 1. 초기 개발
1960년대, 제록스사(Xerox Corporation)는 복사기 시장에서 압도적인 지위를 차지하고 있었다.[2] 1969년, 제록스의 상품 개발 부서에 근무하던 게리 스타크웨더는 레이저 광선을 사용하여 복사기의 드럼 위에 복사물의 이미지를 직접 "그리는" 것을 생각해냈다. 1971년, 팔로 알토 연구소(Xerox PARC)로 이동한 스타크웨더는 제록스 7000 복사기를 개조하여 SLOT(Scanned Laser Output Terminal)을 개발했다. 1972년, 스타크웨더는 배터 램슨(Butler Lampson) 및 로널드 라이더(Ronald Rider)와 협력하여 제어 시스템과 문자 발생기를 추가하여, 나중에 Xerox 9700|제록스 9700영어 레이저 프린터가 되는 EARS(Ethernet, Alto Research character generator, Scanned laser output terminal)라고 불리는 프린터를 완성했다.[3][4][5]
2. 2. 상용화 및 발전
1976년, IBM은 최초의 상업용 레이저 프린터인 IBM 3800을 출시했다. 이 프린터는 데이터 센터에서 메인프레임에 연결하여 연속 용지에 대량 인쇄를 처리하는 용도로 사용되었으며, 240 dpi 해상도로 분당 215페이지(ppm)의 속도를 낼 수 있었다.[6] 1977년에는 제록스에서 제록스 9700을 출시했는데, 이 프린터는 보험 증권과 같이 다양한 내용의 문서를 인쇄하는 데 뛰어난 성능을 보였다.[6] 1979년에는 일본의 캐논이 저가형 데스크톱 레이저 프린터인 캐논 LBP-10을 개발했다.[7][8]1981년, 제록스는 사무실용 개인용 컴퓨터인 제록스 스타 8010을 출시했다. 이 시스템은 데스크톱 환경을 채택했지만, 매우 비싼 가격(17000USD) 때문에 일부 기업이나 조직만 구매할 수 있었다.[9]
1984년, 휴렛 팩커드(HP)는 대중화를 위한 최초의 레이저 프린터인 HP 레이저젯을 출시했다. 이 프린터에는 HP의 소프트웨어로 제어되는 캐논 CX 엔진이 탑재되었다.[10] HP 레이저젯 이후, 브라더 공업, IBM 등도 레이저 프린터 시장에 진출했다.
1985년, 애플은 LaserWriter를 발표하며, 어도비(Adobe)의 페이지 기술 언어인 PostScript(포스트스크립트)를 채택하여 데스크톱 출판(DTP) 시대를 열었다.[5][6]
3. 작동 원리
전자 사진 기술을 이용하는 레이저 프린터의 작동 원리는 다음과 같다.
레이저 프린터는 정전기, 레이저 광선, 토너, 그리고 열을 이용하여 인쇄물을 만든다. 레이저 광원으로는 주로 적색광이나 적외선을 방출하는 비소 알루미늄 갈륨(AlGaAs) 반도체 레이저가 사용된다. 이 레이저 광선은 대전된 감광체로 코팅된 회전 드럼에 인쇄될 페이지의 이미지를 투사한다. 초기에는 셀렌이 코팅되었고, 이후에는 유기 화합물인 N-비닐카바졸과 같은 유기 광전도체가 사용되었다. 광전도 현상으로 인해 레이저 광선에 노출된 드럼 영역에서는 대전된 전자가 이탈하여 드럼 위에 잠상(숨은 그림)이 형성된다.
이후 분말 잉크(토너) 입자가 레이저 광선이 닿지 않은 드럼의 대전된 영역에 정전기적으로 끌려간다. 용지가 내부를 통과하면서 드럼과 직접 접촉하여 토너로 형성된 이미지가 용지에 전사된다. 마지막으로, 용지는 피니셔로 보내져 열과 압력을 이용해 토너를 용지에 영구적으로 정착시킨다.
이러한 과정은 더욱 상세하게 나누어 세분화된다.[12]
3. 1. 인쇄 과정
레이저 프린터의 인쇄 과정은 일반적으로 7단계로 구성된다.[12]
레이저 광원으로는 주로 적색광이나 적외선을 방출하는 비소 알루미늄 갈륨(AlGaAs) 반도체 레이저가 사용된다. 레이저 광선은 대전된 감광체로 코팅된 회전 드럼에 인쇄될 페이지의 이미지를 투사한다. 초기에는 셀렌이 코팅되었고, 이후에는 유기 화합물인 N-비닐카바졸과 같은 유기 광전도체가 사용되었다. 광전도 현상으로 인해 레이저 광선에 노출된 드럼 영역에서는 대전된 전자가 이탈하여 드럼 위에 잠상(숨은 그림)이 형성된다. 이후 분말 잉크(토너) 입자가 레이저 광선이 닿지 않은 드럼의 대전된 영역에 정전기적으로 끌려간다. 용지가 내부를 통과하면서 드럼과 직접 접촉하여 토너로 형성된 이미지가 용지에 전사된다. 마지막으로, 용지는 피니셔로 보내져 열과 압력을 이용해 토너를 용지에 영구적으로 정착시킨다.
3. 1. 1. 래스터 이미지 처리 (Raster Image Processing)
인쇄할 문서는 페이지 기술 언어인 PostScript, 프린터 제어 언어(PCL), Open XML Paper Specification(OpenXPS) 등으로 인코딩된다. 래스터 이미지 프로세서(RIP)는 페이지 설명을 비트맵으로 변환하여 프린터의 래스터 메모리에 저장한다. 페이지 전체에 가로로 나타나는 점들의 수평 띠를 래스터 라인 또는 스캔 라인이라고 한다.레이저 인쇄는 항상 단일 연속 프로세스로 렌더링되어 중간에 멈추지 않는다는 점에서 잉크젯 프린터 등 다른 인쇄 기술과 다르다.[13] 버퍼 언더런(레이저가 페이지의 한 지점에 도달했을 때 그릴 점의 정보가 없는 경우)을 피하기 위해 레이저 프린터는 일반적으로 페이지 전체의 비트맵 이미지를 저장하기에 충분한 래스터 메모리를 필요로 한다. 예를 들어, A4 용지에 600dpi의 경우, 모노크롬은 최소 4메가바이트, 4색 CMYK는 16메가바이트가 필요하다.
페이지 설명 언어를 사용한 풀 그래픽 출력의 경우, 레터 사이즈 또는 A4 사이즈의 모노크롬 페이지 전체에 걸쳐 점을 300dpi로 유지하려면 최소 1메가바이트의 래스터 메모리가 필요하다. 페이지에 포함된 1제곱인치당 점의 수는 인치당 점 수의 제곱이며, 300dpi의 경우 90,000점이 된다. 일반적인 레터 용지(8.5×11인치, 216×279mm)의 네 변에 0.25인치(6.4mm)의 여백을 두면, 인쇄 가능 영역은 8.0×10.5인치(200×270mm)이며, 그 면적 84제곱인치에 포함된 점의 수는 7,560,000점(90,000점/제곱인치×84제곱인치)이 된다. 모노크롬의 경우 1점을 1비트로 나타낼 수 있으므로 필요한 메모리는 7,560,000비트이다. 1메가바이트는 1,048,576바이트 또는 8,388,608비트이므로, 이 페이지 전체를 보존하기에 충분하며, 나머지 약 100킬로바이트는 래스터 이미지 프로세서가 사용할 수 있다.
컬러 프린터에서는 4개의 CMYK 토너 레이어가 각각 별도의 비트맵으로 저장되며, 일반적으로 인쇄를 시작하기 전에 4개의 레이어 모두를 전처리하므로, 300dpi의 풀 컬러 레터 사이즈 또는 A4 사이즈 페이지에는 최소 4메가바이트가 필요하다.
1980년대에는 반도체 메모리(메모리 칩)가 매우 비쌌기 때문에 당시 레이저 프린터는 최하위 모델도 권장 소비자 가격이 미국 달러 기준으로 4자리였다. 이후 메모리 가격이 대폭 하락했고, 개인용 컴퓨터(PC)와 주변 장치 케이블(특히 SCSI)의 성능이 급속도로 향상되면서, 이미지 생성 처리(래스터라이즈)를 전송 측 PC 측에서 수행하는 저가형 레이저 프린터의 개발이 가능해졌다. 이러한 프린터에서는, 운영 체제의 인쇄 스풀러가 각 페이지의 원시 비트맵을 대상 해상도로 PC의 시스템 메모리에 렌더링하고, 이 비트맵을 레이저로 직접 전송한다(전송 측 PC의 다른 모든 프로그램의 속도를 저하시키는 대가를 치르면서).[14] NEC가 출시한, 소위 "덤" 또는 "호스트 기반" 레이저 프린터의 등장으로, 저가 300dpi 레이저 프린터의 소매 가격은 1994년 초에는 700USD[15], 1995년 초에는 600USD까지 하락했다.[16] 1997년 9월, HP는 호스트 기반의 LaserJet 6L을 발표했다. 600dpi의 텍스트를 최대 6페이지/분으로 인쇄할 수 있었고, 가격은 단 400USD였다.[17]
1200dpi 프린터는 2008년 이후, 소비자 시장에서 널리 판매되고 있다. 2400dpi의 전자 사진 제판기(기본적으로 플라스틱 시트에 인쇄하는 레이저 프린터)도 판매되고 있다.
3. 1. 2. 대전 (Charging)
구형 프린터에서는 드럼과 평행하게 배치된 코로나 방전 방식의 코로나 와이어가 사용되었지만, 최근 프린터에서는 1차 대전 롤러가 사용된다. 암흑 환경에서 회전하는 감광체 드럼 또는 감광체 벨트(감광체 유닛이라고 함)를 정전기적으로 대전시켜 그 표면에 음전하를 유지한다.
1차 대전 롤러에는 이전 이미지로 인해 남은 잔류 전하를 제거하기 위해 AC 바이어스 전압이 인가된다. 또한 이 롤러는 균일한 음전위를 확보하기 위해 드럼 표면에 DC 바이어스를 인가한다.
3. 1. 3. 노광 (Exposure)
레이저 프린터에서 레이저 광원이 채용된 이유는, 특히 프린터 내부의 짧은 거리에서 레이저가 고도로 집속된 정확하고 강력한 광선을 형성할 수 있기 때문이다. 발생된 레이저는 회전 다각형에 향하게 되고, 렌즈와 거울 시스템을 통해 광선 빔을 감광체 드럼으로 인도하여, 1초당 최대 6,500만 회의 속도로 픽셀(화소)이 기록된다[18]。감광체 드럼은 주사 중에도 계속 회전하기 때문에, 이 움직임을 보정하기 위해 주사 각도는 아주 약간 기울어져 있다. 프린터의 메모리에 보존되어 있는 래스터화된 데이터 흐름에 의해, 주사하면서 레이저를 급속하게 점등 또는 소등한다.레이저 빔은 드럼 표면의 전하를 중화 또는 반전시켜 드럼 표면에 정전기적인 네거티브 이미지를 형성하고, 음전하를 띤 토너 입자를 반발시킨다. 드럼 상에서 레이저가 조사된 영역은 즉시 전하를 잃기 때문에, 다음 현상 단계에서 토너를 도포한 현상 롤에 의해 드럼에 압착된 토너는, 현상 롤의 고무면에서 드럼 표면의 대전부로 이동한다[19][20]。
레이저 광원을 사용하지 않는 프린터 중에는, LED 프린터처럼 페이지 폭에 걸쳐 있는 발광 다이오드의 배열을 사용하여 이미지를 생성하는 것도 있다. 문서 중에는 "노광"을 "쓰기"라고 기술하는 것도 있다.
3. 1. 4. 현상 (Developing)
드럼의 회전과 마찬가지로, 현상 롤에 토너가 15 μm 두께의 균일한 층으로 연속적으로 도포된다. 잠상을 형성한 감광체 드럼의 표면과 토너로 덮인 현상 롤이 접촉한다.토너는 카본 블랙 또는 착색제와 혼합된 건조된 플라스틱 분말의 미세 입자로 구성되어 있다. Toner cartridge|토너 카트리지영어 내에서 토너 입자는 음전하를 띠고 있으며, 현상 롤에 나타나면 감광체의 잠상 부분에 정전기적으로 끌려간다. 음전하는 서로 반발하기 때문에, 음전하를 띤 토너 입자는 음전하를 띤 (대전 롤에 의해 인가된) 드럼의 영역에는 부착되지 않는다.
3. 1. 5. 전사 (Transfer)
용지가 감광체 드럼 아래를 통과하면서 토너 이미지가 용지로 전사된다. 토너 입자는 드럼과 종이 모두에 대해 매우 약한 인력을 가지지만, 드럼과의 결합이 약하기 때문에 종이 표면으로 옮겨간다. 일부 프린터는 용지 뒷면에 정전하를 띤 전사 롤을 배치하여 음전하를 띤 토너가 감광 드럼에서 용지로 흡착되도록 돕는다.[21] 이 때문에 표면이 가공된 용지(예: 잉크젯 용지)는 레이저 인쇄에 적합하지 않은 경우가 있다.[21]3. 1. 6. 정착 (Fusing)
용지는 정착기 어셈블리의 롤러 사이를 통과하며, 최대 427°C의 온도와 압력으로 토너를 용지에 영구적으로 접착시킨다.[1] 일반적으로 한쪽 롤러는 중공관(히트 롤)이고, 다른 한쪽은 표면이 고무 가공된 롤러(압력 롤)이다.[1] 중공관 중심에는 복사열 램프 등의 발열체가 배치되어 있으며, 그 적외선 에너지가 롤러를 안쪽에서 균일하게 가열한다.[1] 토너를 적절하게 정착시키기 위해서는 정착 롤이 균일하게 가열되어야 한다.[1]
프린터에 따라서는 매우 얇고 유연한 금속 박 롤러를 사용하기 때문에, 가열에 필요한 열 질량이 적어, 정착기가 더 빨리 동작 온도에 도달할 수 있다.[1] 용지가 정착기 내를 통과하는 속도가 느리면, 토너가 녹을 때까지의 롤러 접촉 시간이 길어져 정착기는 더 낮은 온도에서 동작할 수 있다.[1] 일반적으로 소형의 저가 레이저 프린터에서는 이 에너지 절약 설계로 인해 인쇄 속도가 느린 반면, 대형의 고속 프린터에서는 용지를 고속으로 이동시키기 위해 고온의 정착기를 사용하며, 접촉 시간은 매우 짧게 된다.[1]
3. 1. 7. 클리닝 및 재대전 (Cleaning and Recharging)
감광 드럼이 한 바퀴 회전하면, 드럼은 전기적으로 중성인 부드러운 플라스틱 와이퍼 블레이드에 접촉하여, 드럼에 남은 토너를 제거하여 폐토너 용기로 보낸다. 그 후 대전 롤러가 깨끗해진 드럼 표면에 균일한 음전하를 회복시켜 레이저 광선이 다시 조사될 준비를 한다.4. 컬러 레이저 프린터
컬러 레이저 프린터는 시안, 마젠타, 노란색, 검정색 (CMYK)의 4가지 색상 토너(분체 잉크)를 사용하여 컬러 이미지를 생성한다. 흑백 프린터와 달리 컬러 프린터는 각 색상별로 레이저 스캐너 어셈블리 유닛을 갖는 경우가 많다.
컬러 인쇄는 각 색상을 출력할 때 미세한 위치 오차(레지스트레이션 오차)가 발생하여 색 번짐, 상 흔들림 등이 생길 수 있어 인쇄 과정이 복잡하다. 일부 컬러 레이저 프린터는 "전사 벨트"를 사용하여 위치 정확도를 높인다. 전사 벨트에 각 토너 층을 정확하게 도포한 후, 결합된 층을 한 번에 용지에 전사하는 방식이다.
컬러 프린터는 일반적으로 흑백 프린터보다 페이지당 단가가 높다. 흑백 페이지를 인쇄하는 경우에도 마찬가지이다.
Liquid electrophotography|액체 전자 사진법영어(LEP)은 HP Indigo Division|HP 인디고 인쇄기영어에서 사용되는 인쇄 방식으로, 분체 토너 대신 정전하를 띤 잉크를 사용하고, 가열된 전사 롤을 사용하여 잉크 입자를 녹여 용지에 도포한다.
4. 1. 작동 방식
컬러 레이저 프린터는 일반적으로 시안, 마젠타, 노란색, 검정색 (CMYK)의 4색으로 구성된 컬러 토너(분체 잉크)를 사용한다. 흑백 프린터는 레이저 스캐너 어셈블리를 하나만 가지고 있지만, 컬러 프린터는 각 색상마다 유닛을 갖는 경우가 많다.
컬러 인쇄에서는 각 색상을 출력하는 사이에 레지스트레이션 오차라고 불리는 미세한 위치 어긋남이 발생하여 의도하지 않은 색 번짐, 상 흔들림, 색 영역의 가장자리를 따라 밝고 어두운 줄무늬가 발생할 수 있으므로 인쇄 과정이 복잡해진다. 위치 결정 정확도를 높이기 위해 일부 컬러 레이저 프린터는 "전사 벨트"라고 불리는 큰 회전 벨트를 사용한다. 전사 벨트는 모든 토너 카트리지 앞을 통과하며, 각 토너 층이 이 벨트에 정확하게 도포된다. 그 다음, 결합된 층은 한 단계로 균일하게 용지에 전사된다.
컬러 프린터는 일반적으로 흑백 페이지를 인쇄하는 경우에도 흑백 프린터보다 페이지당 단가가 높은 경향이 있다.
Liquid electrophotography|액체 전자 사진법영어 (LEP)은 HP Indigo Division|HP 인디고 디지털 인쇄기영어에서 사용되는 인쇄 기술로, 분체 토너 대신 정전하를 띤 잉크를 사용하고, 정착기 대신 가열된 전사 롤을 사용하여 대전된 잉크 입자를 녹여 용지에 도포한다.
4. 2. 컬러 레이저 전사 프린터
컬러 레이저 전사 프린터는 Heat press를 통해 전사되도록 설계된 전사 시트(전사 매체)를 제작하도록 설계되었다. 이러한 전사 시트는 일반적으로 기업이나 팀의 로고가 들어간 맞춤형 티셔츠나 로고 상품을 제조하는 데 사용된다.2단계 컬러 레이저 전사는 컬러 레이저 프린터에서 CMYK 컬러 모델(시안, 마젠타, 옐로우, 블랙)의 분말 잉크를 사용하는 2단계 프로세스의 일부를 이루며, 짙은 색상의 티셔츠에 인쇄하기 위해 설계된 새로운 프린터는 특수한 흰색 토너를 사용하여 짙은 색상의 의류나 비즈니스 상품에 전사할 수 있다.
CMYK 컬러 인쇄 프로세스는 고유한 이미지 처리 프로세스를 통해 수백만 가지 색상을 충실하게 재현할 수 있다.
5. 잉크젯 프린터와의 비교
제조업체는 저가형 컬러 레이저 프린터와 잉크젯 프린터에 유사한 비즈니스 모델을 적용한다. 프린터 본체는 저렴하게 판매하지만, 교체용 토너 및 잉크는 비교적 비싸다. 컬러 레이저 프린터는 초기 비용이 높지만, 장당 평균 유지 비용은 약간 낮다.[24][25]
컬러 레이저 프린터는 넓은 면적을 같은 색으로 인쇄하거나 미묘한 색상 변화를 표현하기 어렵다. 사진 인쇄용 잉크젯 프린터는 더 높은 품질의 컬러 이미지를 생성할 수 있다.[26] 레이저 프린터는 정확한 테두리 처리와 깊이 있는 단색 컬러에 뛰어나며, 잉크젯 프린터보다 빠르지만 크고 부피가 크다.[27]
5. 1. 장단점 비교
제조업체는 저가형 컬러 레이저 프린터와 잉크젯 프린터 모두에서 비슷한 비즈니스 모델을 사용한다. 프린터 본체는 저렴하게 판매하지만, 교체용 토너와 잉크는 비싸게 판매한다. 컬러 레이저 프린터는 초기 구입 비용(본체, 토너 카트리지)이 높지만, 카트리지 하나로 잉크젯보다 더 많은 페이지를 인쇄할 수 있어 장당 평균 유지 비용은 레이저 프린터가 약간 낮다.[24][25]컬러 레이저 프린터의 인쇄 품질은 해상도(보통 600-1200dpi)와 4색 토너 사용에 영향을 받는다. 넓은 면적을 같은 색으로 인쇄하거나 미묘한 색 변화를 표현하는 것은 어려울 수 있다. 사진 인쇄용 잉크젯 프린터는 더 높은 품질의 컬러 이미지를 만들 수 있다.[26]
잉크젯 프린터와 레이저 프린터를 비교하면, 고품질 대량 인쇄에는 레이저 프린터가, 대형 인쇄 및 가정용으로는 잉크젯 프린터가 적합하다. 레이저 프린터는 선 표현이 정확하고 단색 표현이 뛰어나다. 또한 컬러 레이저 프린터는 잉크젯 프린터보다 빠르지만, 크기가 크고 무겁다.[27]
6. 성능
레이저 프린터의 비용은 대부분의 전자 기기와 마찬가지로 매년 크게 하락하고 있다. 1984년 당시, HP LaserJet은 3500USD에 판매되었으며[22], 저해상도에 작은 크기의 그래픽조차 처리하기 어려웠고, 무게는 32kg이나 되었다. 1990년대 후반까지 흑백 레이저 프린터는 가정 및 사무실에서 사용할 수 있을 정도로 저렴해져 다른 인쇄 기술을 대체했지만, 사진 품질의 재현성에서는 컬러 잉크젯 프린터가 여전히 우위를 점하고 있었다. 2016년 현재, 저가형 흑백 레이저 프린터는 75USD 미만으로 판매되고 있으며, 이러한 프린터는 온보드 처리가 없고, 래스터 이미지 생성을 호스트 컴퓨터에 의존하는 경향이 있지만, 그럼에도 불구하고 거의 모든 상황에서 1984년의 LaserJet보다 우수한 성능을 가지고 있다.
레이저 프린터의 속도는 처리되는 작업의 그래픽 사용 정도 등, 여러 요인에 따라 크게 달라진다. 가장 빠른 기종에서는 흑백으로 분당 200페이지(시간당 12,000페이지) 이상으로 인쇄할 수 있다. 가장 빠른 컬러 레이저 프린터는 분당 100페이지(시간당 6,000페이지) 이상으로 인쇄할 수 있다. 초고속 레이저 프린터는 신용 카드나 공공 요금 청구서 등, 개인별 문서의 대량 우편 발송에 사용되고 있으며, 일부 상업적 용도에서는 리소그래피와도 경쟁하고 있다.
이 기술에 드는 비용은 용지 값, 토너 값, 드럼 및 정착기 어셈블리, 전사 어셈블리 등 부품 교체 비용 등, 다양한 요인의 조합에 따라 결정된다. 연성 플라스틱 드럼을 사용한 프린터는 소유 비용이 매우 높아지는 경우가 많지만, 드럼 교체가 필요하게 되어 그것이 분명해지는 경우가 있다. 양면 인쇄(용지 양면에 인쇄)는 용지 이송 경로가 길어지기 때문에 페이지 인쇄 속도는 느려지지만, 용지 비용을 절반으로 줄이고, 보관량을 줄일 수 있다. 한때 하이엔드 프린터에만 탑재되었던 양면 인쇄 기능은 현재 미드 레인지급 사무용 프린터에도 일반화되었지만, 모든 기종이 갖추고 있는 것은 아니다.
사무실과 같은 상업 환경에서는, 직장의 레이저 프린터 성능과 효율을 향상시키기 위해, 전용 소프트웨어 및 서비스를 병용하는 것이 일반화되고 있다. 이 소프트웨어는 하루에 인쇄할 수 있는 페이지 수나, 컬러 잉크 사용량을 제한하거나, 불필요한 작업들을 선별하는 등, 직원이 프린터와 어떻게 상호 작용하는지를 지시하는 규칙을 설정할 수 있다[23]。
7. 위험성 및 유해성
레이저 프린터는 작동 방식의 특성상 토너 가루, 오존 발생, 미세 입자 배출 등 여러 가지 위험성을 내포하고 있다. 이러한 위험성은 프린터 사용 환경과 방법에 따라 건강에 영향을 줄 수 있다.
7. 1. 토너 청소
레이저 프린터의 토너 입자는 정전기적 특성을 띠고 있어, 일반 진공청소기로 청소할 경우 여러 문제가 발생할 수 있다. 청소기 호스에서 대전된 토너 입자가 청소기 먼지봉투 속 먼지를 점화시키거나, 심하면 분진 폭발을 일으킬 수 있다.[1] 또한 토너 입자는 매우 작아 일반 진공청소기의 필터로는 걸러지지 않고 실내에 다시 흩뿌려져 호흡기 건강에 해로울 수 있다.[1]토너 입자는 정전기 특성으로 인해 다른 입자, 물체, 이송 계통, 흡입 호스 내부와 마찰하면 정전기가 발생한다. 이로 인해 정전기 방전이 발생하여 청소기 먼지 봉투 내 가연성 입자에 불이 붙거나, 공기 중에 토너가 많이 떠다닐 경우 소규모 분진 폭발이 일어날 수 있다.[2] 토너 입자는 매우 작아 일반 가정용 청소기로는 제대로 걸러지지 않고 모터를 통해 실내로 다시 배출될 수 있다.[2]
따라서 레이저 프린터 내부에 토너가 쏟아졌을 때는 전도성 호스와 고효율 미립자 필터(HEPA)를 갖춘 특수 청소기를 사용해야 한다.[3] 이러한 청소기는 정전기 방전 보호(ESD Safe) 기능이 있거나 토너 청소기라고 불린다.[3]
7. 2. 오존 유해성
프린터 속의 고전압은 코로나 방전을 일으켜 오존과 질소 산화물과 같은 유해 물질을 생성할 수 있다. 대형 상업용 프린터나 복사기의 경우, 프린터나 복사기 내 환기구의 카본필터가 이러한 산화물을 분해해서 사무실 내 공해를 방지한다.[43]그러나 이러한 필터가 있더라도 일부 오존은 필터를 통과할 수 있으며, 소형 프린터의 경우에는 이러한 필터가 거의 채택되지 않는다. 레이저 프린터나 복사기를 오랜 시간 좁고 환기가 잘 되지 않는 공간에서 구동할 경우 오존 냄새나 자극이 느껴질 정도까지 농도가 상승하게 된다. 이론상으로 이러한 극단적인 환경에서 잠재적인 유해성이 가능하다.[43][33]
7. 3. 호흡기 위험성
호주 퀸즐랜드 공과대학교의 연구에 따르면, 일부 프린터는 일부 전문가들이 호흡기 질환의 원인으로 추정하는 마이크로미터보다 작은 크기의 미립자를 배출하는 것으로 알려져 있다.[44] 퀸즐랜드 공과대학교에서 조사한 62개의 프린터 중에서 17대가 높은 미립자를 배출하고 있는 것으로 발견되었다. 똑같은 모델의 프린터라도 이러한 유해 미립자의 배출량은 기기에 따라 크게 차이가 났다.[45][46]2012년 호주 퀸즐랜드 주에서 실시된 연구에 따르면, 일부 프린터는 마이크로미터 미만의 입자를 배출하며, 호흡기 질환과의 관련성이 의심된다.[34] 퀸즐랜드 공과 대학교의 연구에서 평가된 63대의 프린터 중 배출량이 가장 많았던 17대는 HP사, 1대는 도시바사 제품이었다. 다만, 조사 대상이 된 기기는 이미 건물에 설치된 것만 있었으며, 특정 제조사에 편중되어 있었다. 저자들은 동일 모델의 기종 간에도 입자 배출량에 상당한 차이가 있음을 지적했다. 퀸즐랜드 공과 대학교의 모라프스카 교수에 따르면, 한 대의 프린터가 배출하는 입자는 타는 담배와 비슷한 수준이었다고 한다.[35][36]
Ultrafine particles|초미세 입자영어 흡입으로 인한 건강 영향은 입자의 조성에 따라 다르지만, 호흡기 자극에서 순환기 질환, 암에 이르기까지 다양하다.
2011년 12월, 호주 정부 기관인 호주 노동 안전 기구(Safe Work Australia)는 기존 연구를 검토하여 "레이저 프린터의 배출 가스와 건강에 미치는 악영향을 직접 연결하는 역학 연구는 발견되지 않았다"고 언급하고, 일부 평가에서는 "레이저 프린터 배출 가스에 노출되는 것으로 인한 직접적인 독성이나 건강 영향의 위험은 무시할 수 있다"고 결론 내렸다. 또한, 이 검토에서는 배출물이 휘발성 또는 반휘발성 유기 화합물임을 지적하며, "이러한 배출물이 호흡기 조직과 접촉한 후에 Ultrafine particles|미립자영어가 될 가능성은 낮고, '미립자'로 잔류할 가능성도 낮기 때문에, 건강에 미치는 영향은 '미립자'의 물리적 성질보다는 에어로졸의 화학적 성질과 관련이 있을 것으로 예상하는 것이 논리적일 것이다"라고 언급했다.[37]
독일 법정 재해 보험(German Social Accident Insurance)은 토너 먼지 및 복사/인쇄 사이클에 대한 노출로 인한 건강 영향을 조사하기 위한 인체 연구를 위탁했다. 자원 봉사자(대조군 23명, 노출 대상군 15명, 천식 환자 14명)가 노출 실내에서 규정된 조건 하에 레이저 프린터의 배출에 노출되었다. 광범위한 프로세스 및 피험자를 기반으로 한 연구 결과는, 레이저 프린터의 고농도 배출 가스에 노출되는 것이, 보고된 질환으로 이어지는 실증 가능한 병태 형성 과정을 시작한다는 것을 확인하지 못했다.[38]
레이저 프린터로부터의 배출을 줄이기 위한 제안으로 자주 언급되는 것은, 레이저 프린터에 필터를 부착하는 것이다. 프린터 팬 배출구에 접착 테이프로 필터를 고정하여 입자 방출을 감소시킨다. 그러나 모든 프린터에는 용지 배출 트레이가 있으며, 여기에서 입자가 방출된다. 용지 배출 트레이에는 필터를 부착할 수 없으므로, 필터 부착으로 배출 가스 전체를 줄이는 것은 불가능하다.[39]
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