잉크젯 프린터의 시초와 원리

 

잉크젯 프린터의 시초는

지난 1978년 미국 팔로알토에 위치한 휴렛패커드(HP) 연구소에서 시작됐다. 당시 집적회로 개발에 필수적인 박막필름 기술을 개발하던 엔지니어가 박막필름의 전기자극에 대한 반응을 실험하기 위해 전기로 액체 매체를 비등점 이상으로 데우자 필름 밑의 액체 방울이 나오는 현상이 관찰됐다. 이 현상을 관찰한 엔지니어는 잉크의 분출을 정교하게 조정하는데 이 현상을 이용한다면 프린터의 소형화에 활용할 수 있으리라는 아이디어를 제출하게 된다.

이로부터 8년 뒤 이 기술은 최초의 잉크젯 프린터인 ‘HP 싱크젯’에 적용돼 출시됐으나, 출력 품질이 소비자의 기대에 못 미쳐 판매량은 그다지 많지 않았다. 이후 일반용지를 사용할 수 있는 ‘매브릭’이 개발됐으나 1천5백 달러라는 비싼 가격으로 인해 소비자들의 주목을 끌지 못했다.그러나 HP의 꾸준한 기술투자로 제품 단가가 도트매트릭스 프린터보다 낮아지고, 도트매트릭스 프린터에 비해 인쇄품질과 소음이 현저히 향상된다. 이런 노력은 1994년 HP500시리즈에서 결실을 보게 되며, 그 해 세계적으로 500만대의 프린터 판매라는 대성공을 거두게 돼 HP가 잉크젯 프린터 시장을 장악하는 계기가 된다.

당시 국내에서는 삼성전자와 휴렛패커드가 제휴한 삼성휴렛패커드에서 한글 기능을 지닌 HP500K를 내놓음으로써 국내 잉크젯 프린터 시장을 열었다.현재 가정에서 가장 많이 쓰이는 프린터가 바로 잉크젯 프린터이다. 제품 구입 비용이 저렴한데다 컬러까지 구현할 수 있기 때문이다. 잉크젯 프린터의 출력 방식은 도트매트릭스 프린터와 매우 유사하지만 핀이 리본을 때려 인쇄하는 방식이 아니라 헤드가 직접 잉크를 종이에 분사하는 방식이 적용된다. 잉크젯 프린터 이외의 방식은 종이와 직접적인 접촉이 필수이지만, 잉크젯 프린터의 경우는 그렇지 않다. 고속으로 지나는 종이박스에 생산 날짜와 기타 정보 등을 기록하는 것이 그 예라고 하겠다.

잉크젯은 리본이 없어도 인쇄가 가능하므로 종이와 헤드사이가 아주 가까워진다. 따라서 도트의 크기를 아주 작게 만들어 미세한 인쇄를 할 수 있다.잉크가 분사되는 과정은 다음과 같다. 먼저 저장된 장소에서 잉크가 흘러나오면서 제일 처음 닿는 곳은 프리챔버(1차 잉크저장소)이다. 이곳은 임시 보관 장소와 같은 곳으로 잉크의 불순물을 걸러주는 역할도 한다. 프리챔버를 거쳐 정제되고 흐르는 양이 적어진 잉크는 파이어링 챔버로 들어가게 된다. 이 통로는 패턴 방식으로 꼬불꼬불하며 아주 좁고 두께가 얇다. 이 두께는 인간의 머리카락보다 가늘기 때문에 아주 미세한 양의 잉크만 흐를 수 있다.
이곳을 통과한 잉크는 최종적으로 노즐이라 불리는 출구 구멍으로 가게 되는데 구멍이 아주 작아서 그냥 두어도 잉크가 새어 나오지 않는다. 다만 출구 구멍에 동그란 반원 형태로 있게 된다. 노즐의 벽면에는 열 발생 저항이나 피에조 크리스탈이 붙어 있어 열을 발생하거나 피에조 현상에 의해서 잉크가 나오도록 제어한다. 노즐 제어기술과 노즐 가공기술이 점점 발전됨에 따라 흑색만을 출력할 수 있었던 초기 단계에서 컬러와 흑백 카트리지를 교환해 출력하는 방식인 1펜 방식이 등장했으며, 나중에는 컬러와 흑백을 동시에 출력이 가능한 2펜 방식으로 발전했다.