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[복사기의 원리 - 드럼, 토너, 종이로 이어지는 정전기 릴레이]
PC의 보급과 함께 프린트기가 일상화 되었으나 많은 양의 문서를 다루는 사무실에서는 복사기를 사용하게 되고, 요즘은 PC에서 바로 복사기로 전송해서 복사기를 프린트기처럼 사용하고 있습니다.
그런데, 복사기도 사실은 연필로 종이에 쓰는 원리와 같다는 것을 아시나요? 다만 정전기가 추가로 필요할 따름입니다.
연필과 비슷한 원리인 복사기에서 정전기를 보다
연필은 흑연으로 되어 있습니다. 그리고 이 흑연은 탄소로 이루어져 있습니다. 탄소는 매우 많은 변화를 줄 수 있는 물질입니다. 다이아몬드도 탄소로 이루어져 있습니다. 탄소는 압력과 열, 전기 등에 의해 여러 용도로 매우 유용하게 변형될 수 있는 재미있는 물질입니다. 복사기는 이러한 탄소의 성질에다 정전기를 이용하는 것입니다.
우리가 종이에 연필로 필기를 하는 것은 탄소덩어리를 종이표면에 긁어서 종이에 붙게 하는 것입니다. 복사기도 탄소를 종이에 붙이는 기계입니다. 필기는 물리적인 압력을 주어서 종이에 붙게 하는 것이지만 복사기는 정전기 성질을 주어서 종이에 붙게 하는 차이가 있습니다. 그리고 열과 압력으로 고정시킵니다. 그래서 복사가 제대로 되지 않은 복사용지는 지우개로 지우면 연필 글씨처럼 지울 수 있습니다.
복사를 하려면 몇 가지 준비사항이 필요합니다.
우선 복사기를 사용해 본 사람이라면 한번쯤 들어봤었을 "드럼"이 필요합니다. 복사기는 정전기를 이용하는 것이므로 처음엔 드럼에 전기를 가해서 +성질을 띠고 있게 만듭니다. 드럼은 원통형 막대처럼 생겼습니다.
다음으로 필요한 것은 탄소가루입니다. 드럼이 만든 +영역에만 붙어야 하니 전기를 가해서 -성질을 띠도록 만들어 놓습니다.
이제 복사기에 복사할 종이를 얹고 복사 버튼을 누릅니다. 그러면 형광등처럼 생긴 램프가 강한 빛을 쏘며 문서를 지나갑니다. 이때 드럼도 램프를 따라서 문서를 지나갑니다.
당연히 흰색 종이는 빛을 반사할 것입니다. 하지만 글씨나 그림은 빛을 흡수하기 때문에 빛이 반사되지 않습니다.
정전기를 이용해 종이에 탄소를 붙이는 방법
반사된 빛은 +성질을 띠고 있는 드럼에 닿습니다. 종이에서 빛이 반사된 영역은 드럼에 고스란히 비춰져서 -성질이 되게 바꿔 놓습니다. 그래서 드럼은 빛을 받은 부분만 -성질이 되고 빛을 받지 못한 글자부분은 계속 +성질을 띱니다.
빛에 의해 드럼의 일부만 성질이 바뀌어서 글자 부분과 그림 부분만 +영역으로 인식되는 것입니다.
사진에 사용되는 필름이 흰 부분과 어두운 부분으로 바뀌듯이 말입니다.
드럼 아래에는 토너가 있습니다.
드럼의 일부가 전기적 성질이 바뀐 후 토너가루를 드럼에 뿌리게 됩니다. 앞서 말했듯이 탄소 토너는 -성질을 띠고 있습니다. 드럼에 뿌려진 토너가루는 +영역에만 달라붙고 -영역에서는 튕겨져서 붙지 않습니다. 자석의 원리처럼 정전기현상이 일어난 것입니다. 이 토너는 일반 연필가루와는 달리 열에 반응하도록 화학적 코팅이 되어 있습니다.
(복사기 원리 이해도 / 출처: boundless.com)
+성질을 띠는 부분에만 토너가루가 달라붙은 드럼을 이동시킨 후 종이가 말려서 올라오게 합니다. 종이는 드럼을 휘감으며 지나갑니다. 또 다시 정전기 현상이 일어납니다. 드럼에 붙어있던 토너가루가 이번엔 종이에 달라붙습니다. 이렇게 해서 종이에 글자와 그림 등이 생기도록 합니다.
마지막으로 종이를 두 개의 원통형 막대가 꽉 붙어서 돌아가는 롤러를 지나가게 합니다. 이때 열과 압력을 가합니다. 위에서 토너가루는 화학적 코팅이 되어 있다고 했습니다. 그 화학코팅 덕분에 열과 압력을 받은 탄소는 인쇄된 것처럼 종이에 꽉 달라붙게 됩니다.
만약 복사기에 문제가 있어서 이 과정이 제대로 되지 않으면 연필로 쓴 글씨를 지우는 것처럼 지우개로 지울 수도 있습니다. 아예 압착이 되지 않은 경우라면 그대로 손에 다 묻을 정도로 탄소가루 토너가 떨어져 버립니다.
복사기에 따라 종이와 극성을 타는 것들도 있습니다. 복사용지가 자주 걸린다면 용지를 이동시키는 자잘한 부속품의 문제이거나 종이의 문제입니다.
만약 용지와 극성을 타는 경우라면 A4용지를 다른 회사제품으로 바꿔보는 것도 좋습니다. A4도 품질과 특징이 다릅니다.
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