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수려한집게벌레191
토너 가루가 종이의 정확한 위치에 달라붙는 원리가 무엇인가요?
토너 가루가 종이의 정확한 위치에 달라붙는 원리를, 산화철 같은 무기 자성 입자가 포함된 토너가 정전기적으로 대전된 드럼의 전위차에 의해 이동하고 열에 의해 고정되는 물리무기화학적 과정을 들어 설명해 주세요.
3개의 답변이 있어요!
안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
레이저 프린터에서 토너 가루가 종이의 정확한 위치에 달라붙는 과정은 전기력과 자성, 그리고 열역학적 변화가 정교하게 맞물린 물리무기화학적 공정입니다.
가장 먼저 핵심 장치인 감광 드럼 표면을 강한 음전하로 균일하게 대전시킨 뒤, 레이저 빛을 쏘아 글자나 그림이 들어갈 부분의 전하를 중성으로 바꿉니다. 이렇게 하면 드럼 표면에는 보이지 않는 전기적 형태인 정전잠상이 형성됩니다. 이때 토너 공급 장치 내부에 있는 토너 가루들은 드럼으로 이동할 준비를 합니다.
토너 입자 내부에는 산화철과 같은 무기 자성 입자가 포함되어 있어, 자성을 띤 공급 롤러에 달라붙어 일정한 두께로 층을 이룹니다. 동시에 마찰 전기에 의해 토너 입자들은 드럼 표면과 같은 극성인 음전하로 대전됩니다. 토너가 감광 드럼에 접근하면, 음전하가 남아 있는 드럼 부위와는 서로 밀어내지만 레이저가 지나가 전위차가 발생한 중성 부위에는 정전기적 인력에 의해 정확하게 달라붙게 됩니다. 무기 자성 입자는 토너가 뭉치지 않고 롤러에 고르게 전달되도록 돕는 지지체 역할을 수행합니다.
드럼에 옮겨진 토너 가루는 종이가 그 아래를 지나갈 때 종이 뒷면에서 가해지는 강한 양전하의 유도에 의해 종이 쪽으로 다시 한번 이동합니다. 하지만 이 단계에서 토너는 단순히 종이 위에 얹혀 있는 상태이므로 살짝만 건드려도 쉽게 번집니다. 마지막으로 종이가 뜨거운 정착 롤러 사이를 통과하면 토너 속의 고분자 수지가 열에 의해 순식간에 녹으면서 종이 섬유 사이로 스며들어 물리적으로 고정됩니다. 결국 자성과 전위차를 이용해 위치를 잡고, 열을 이용해 화학적 결합력을 높임으로써 선명한 인쇄물이 완성되는 것입니다.
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채택된 답변안녕하세요.
레이저 프린터에서 토너 가루가 종이의 정확한 위치에 달라붙는 과정은 정전기적 제어와 열에 의한 고정에 의한 것으로 전하를 이용해 위치를 정밀하게 지정하고, 이후 열로 영구 고정하는 것입니다. 우선 프린터 내부의 감광 드럼은 균일하게 전하를 띠도록 대전되며, 이후 레이저가 문서 이미지에 해당하는 부분만 선택적으로 조사하면, 빛을 받은 영역의 전하가 국소적으로 사라지거나 약해져 드럼 표면에 전위차가 형성됩니다.
이때 토너는 단순한 분말이 아니라, 플라스틱 입자에 색소와 함께 산화철 같은 무기 자성 입자가 포함된 복합 입자인데요, 이 토너 입자들은 마찰이나 대전 롤러를 통해 일정한 극성의 전하를 띠게 되며, 드럼 표면의 전위 분포에 따라 전기력에 의해 끌려가거나 밀려나게 됩니다. 결과적으로 전하가 남아 있는 부분 또는 사라진 부분에만 선택적으로 달라붙어, 드럼 위에 보이지 않는 토너 이미지가 형성됩니다. 다음 단계에서는 이 토너 이미지가 종이로 옮겨지는데요, 종이는 드럼보다 더 강한 반대 전하를 띠도록 되어 있어, 토너 입자들이 드럼에서 종이 쪽으로 이동하게 됩니다. 마지막 정착 단계에서 열과 압력이 가해지는데요, 토너 입자 속의 열가소성 수지는 가열되면 녹으면서 종이 섬유 사이로 스며들고, 이후 냉각되면서 다시 굳어 종이에 단단히 고정됩니다. 이 과정 덕분에 인쇄물이 번지지 않고 내구성을 갖게 됩니다. 감사합니다.
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.
레이저프린터의 토너가 종이에 붙는 과정은 정전기적 인력과 상변화를 활용하여 인쇄물이 만들어지게 됩니다.
정전기적 인력의 경우는 프린터 내부에 감광 드럼이 있는데 전자를 대전하여 종이를 마이너스 전자로 덮고 그 위에 레이저로 빛을 쏘아 닿은 부분만 플러스 전하로 만들게 됩니다.
토너 가루는 산화철로 만들어지는데 자성을 띄고 있으며 전하를 띄기 쉬운 상태 입니다. 그래서 이 산화철을 롤러에 얇게 달라붙도록 하고 이 과정에서 마찰이 발생하여 음전하를 띄게 됩니다. 그래서 종이의 양전하 부분에 정확하게 이 음전하를 띈 산화철이 붙게 되면서 정전기적 인력에 의해 출력이 되게 됩니다.
이후 물리적으로 고열로 고착을 시켜서 최종 인쇄물이 출력되는 것 입니다.
그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)