레이저 프린터 토너입자 관찰

오늘은, HP레이저 프린터 카트리지 안에 있는 토너 입자를 현미경으로 관찰해 보았어요.

[레이저 프린터의 토너 카트리지]

토너입자 관찰사진에 앞서 토너에 대하여 잠깐 알아보았어요.
^^;;

[레이저 프린터의 토너 카트리지 구성물 모식도]

토너(toner)는 레이저 프린터와 복사기에 쓰이는 가루 물질이며 
인쇄 문자열과 사진을 종이 위에 나타내는 데 쓰이는데요.
초기 형태의 토너는 단순히 탄소 가루였다고 하네요.

그 뒤에는 출력 품질을 높이기 위하여 이 탄소 가루에 중합체를 섞게 되었어요
토너 입자는 퓨저(fuser)의 열로 녹으며 종이에 결합되어 인쇄가 되는 것입니다.

토너입자가 포함된 인쇄용 구성물을 토너 카트리지라고 하지요.

 

[레이저 프린터의 단면도]

레이저프린팅은 대전(Charging)-노광(Exposure, Writing)-현상(Deveoloping)-전사(Transfer)-정착(Fusing)
등의 단계로 이뤄지며, 간단히 설명하자면 다음과 같습니다.

 

출력작업이 시작되면,

1. 대전(Charging)롤러로 핵심부품인 유기감광체(OPC, Organic Photo Conductor)드럼 표면에
일정한 수준의 음(-)전하를 걸어줍니다(대전). 

2. 음전하를 띈 표면에 레이저광선으로 종이에
표현할 이미지를 그려주면, 레이저를 쬐인 곳만 주변과 반대로 양(+)전하를 띄게 됩니다(노광).

3. 이제 현상롤러로 토너를 묻혀주면, 음전하를 띈 토너입자들은 레이저를 쬐어 양전하를 띈
이미지 그대로 OPC드럼 표면에 달라붙게 됩니다(현상).

4. 이렇게 드럼 위에 만들어진 토너 이미지는 그대로 종이로 옮겨집니다(전사).
5. 이후 정착롤러로 열을 가해 이를 종이 위에 정착시키면 출력물이 완성됩니다(정착).

 

설명은 길지만 실제로 이같은 과정은 OPC드럼이 1회전 하는 사이에 순간적으로 이뤄집니다.
따라서 레이저프린팅는 잉크젯보다 훨씬 빠른 고속출력을 지원합니다.
알겠죠?
^^;;

 

[레이저 프린팅에서의 토너 카트리지 내부 작동 메커니즘]

토너호퍼에 들어 있는 물질이 토너입니다.
다시, 토너입자의 현미경 관찰로 돌아와서,
아래사진들은 각각 토너분말, 4배, 10배, 20배 확대한 사진인데요.

아래의 사진은,
레이저프린터 카트리지를 분해 후 털어낸 검은 분말 사진인데요.
말 그대로 아주 고운 검정색 가루네요.

 

[토너입자의 분말사진]

아래 사진은 광학현미경으로 4배 확대한 사진입니다.

 

[토너입자의 5배 확대사진]

아래 사진은 광학현미경으로 10배 확대한 사진이구요.

 

[토너입자의 10배 확대사진]

아래는 광학현미경으로 20배 확대한 사진입니다.

알갱이 모양이 꽤 균일하네요.

 

[토너입자의 20배 확대사진]

알갱이 하나의 직경이 5마이크로미터 정도 되네요.

 

인공적으로 만들어진 작은 입자는, 자주 흡입하면 몸에 해롭다고하니, 

조심해 주세요.
레이저 프린터 옆 자리는 피하고, 프린터가 작동될 때는 

흡입하지 않도록 주의해야해요. 

^^;;