잉크젯 인쇄 해상도의 정확한 개념— 프린트 헤드 기본 지식 (2편) ARTJET 2026

1. 인쇄 해상도

1_1. 우리가 쉽게 찾을 수 있는 DPI의 정의

• 모든 분들이 인터넷을 통해 쉽게 검색할 수 있는 내용입니다.
• 상투적이지만 이 개념을 알고 있어야 하기에, 여기에 명기합니다.
• 인쇄 해상도란 1 inch 안에 떨어지는 잉크방울(dot)의 수입니다.
• 1 인치(Inch)를 우리에게 친숙한 mm로 설명 드리면, 대략 25.4 mm입니다.
• 25.4 mm 안에 잉크 방울이 몇 개 떨어지느냐에 따라 dpi가 결정됩니다.
• 예를 들어, 720 dpi면, 25.4mm 안에 720개의 잉크 방울이 떨어졌다는 의미입니다.
• 720 DPI라는 말을 풀어 쓰면, 720 Dot Per 1 inch입니다.
• 하지만, 이 개념만으로는 인쇄 해상도에 대해 제대로 이해되지 않습니다.

1_2. 근데 인쇄 해상도는 항상 두 개로 나오잖아. 이렇게 720 x 720 dpi. 왜 두 개지?

• 인쇄 해상도는 항상 두 개 숫자로 표시됩니다.
• 하나는 가로축 방향, 다른 하나는 세로축 방향입니다.
• 720 x 720 dpi면, 인쇄 방향 X축으로 1 inch마다 720개 잉크 방울이 떨어지고,
• Y축 피딩 방향으로 1 inch마다 720개의 잉크 방울이 떨어집니다.
• 즉, 해상도가 720 x 720 dpi면, 25.4 x 25.4mm 네모 박스에, 총 518,400(720 x 720)개의 잉크 방울이 떨어져 이미지를 구현했다는 의미입니다.

이제 DPI가 무슨 개념인지도 대략적으로 알았고, 왜 해상도를 표현할 때 숫자 두 개가 나오는지도 알았습니다.

인쇄 해상도에 대한 정확한 개념을 알기 위해, 해상도 개념 말고 또 한 가지 반드시 알고 있어야 하는 지식이 있습니다. 바로 설명 드리겠습니다.

2. Pico liter, “이 헤드는 몇 피코에요?”

• 장비를 좀 아시는 분들이 가끔 묻는 질문입니다. 피코가 작을수록 이미지가 곱게 표현되기에 이 질문을 꼭 하십니다.
• 이 질문에 대한 답변을 정확히 드리겠습니다.
• 피코는 pico라는 단위이고, 좀 풀어 설명 드리면,
• 1m(미터) → mm(밀리미터) → um(마이크로미터) → nm(나노미터) → pm(피코미터). 여기서 ‘피코’는 10의 -12승 단위.
• 즉, 아주 작은 단위를 말합니다.
• “이 헤드는 3 피코짜리 헤드입니다”라는 답변에서
• 많은 분들이 잉크 방울의 크기로 오해하시는데, 크기가 아닌 liter의 L이 생략된 거고, 3 pico liter를 의미합니다.
• 즉 크기가 아닌, 잉크 볼륨입니다.
• “이 헤드는 3 피코에요”는 “이 헤드는 분사하는 잉크 볼륨이 3 피코리터입니다.”와 같은 말입니다.

3. 해상도 개념과 Pico liter를 통해 다시 인쇄 해상도 설명

3_1. “3 피코리터짜리 헤드야”에서 그 3 피코 정보로는 구할 수 없는 인쇄 해상도

• 자 이제 DPI에 대한 개념도, 피코에 대한 개념도 알고 있습니다.
• 근데 한 가지 이상한 점이 있습니다.
• DPI는 25.4 mm 즉 거리 단위고, pl, pico liter는 거리 단위가 아니라 잉크 볼륨 즉 부피 단위입니다.
• “하나는 거리, 하나는 부피, 서로 다른 단위인데 어떻게 인쇄 해상도를 정의하지?”
• 네 맞습니다. 단위가 다르면 인쇄 해상도를 구할 수 없습니다.
• 즉, “헤드가 몇 피코짜리야?”에서 얻은 답변 “3피코짜리야”라는 정보로는 인쇄 해상도를 구할 수 없습니다.

3_2. 피코리터를 거리단위로 만들기

• 해상도는 25.4mm 안에 떨어진 잉크방울 개수입니다.
• 즉 헤드에서 분사되는 몇 피코리터라는 정보는 인쇄 소재에 떨어지기 전의 잉크 볼륨입니다.
• 이 잉크 볼륨을 소재에 떨어트려야만, 떨어진 잉크 방울의 크기를 볼 수 있습니다.
• 이렇게 잉크 방울이 소재에 떨어진 상태에서 지름을 구하면, 몇 피코리터 헤드는 몇 마이크로미터 지름의 잉크방울로 정의됩니다.
• 잉크 방울이 소재에 떨어지면 pico liter의 잉크 볼륨은 보통 몇 마이크로미터(um) 지름을 갖는 원이 됩니다.

3_3. 떨어진 잉크 방울의 크기를 정의하는 방법

• 코니카 프린트 헤드에 정리된 자료가 있어서 코니카 헤드를 기준으로 좀 더 자세히 설명 드립니다.
• 잉크 볼륨 14 pico liter짜리 헤드이고,
• 잉크 볼륨 14 pico liter가 인쇄 소재에 떨어져, 측정한 잉크방울의 지름은 50um(마이크로미터)입니다.
• 하지만 DPI 개념을 위해 사용하는 지름은 다릅니다.
• DPI 계산을 위해 50um이라는 값을 사용하게 되면, 인쇄 소재에 빈 공간이 많아 색상 표현이 제대로 되지 않습니다.
• 아래 그림처럼 빈 공간 없이 표현되는 잉크 지름은 35.25um입니다. 이 값을 사용해야 이미지가 색감을 제대로 표현할 수 있는 DPI가 됩니다.
• 이제 14피코리터 헤드가 720dpi가 되는 이유를 계산식으로 정리하면 아래와 같습니다.
• 25.4mm는 25400um고, 25400um ÷ 35.25um = 720.5 dpi.

• 

4. 인쇄 해상도에 대한 오해

• 간혹 소비자 분들이 “같은 헤드인데 다른 장비는 2400 dpi까지 된다고 하던데요”라는 이야기를 합니다.
• 1inch 사각형 안에 잉크 방울을 2400개 떨어트리면, 이론상 2400dpi가 되긴 합니다.
• 하지만, 잉크 지름이 큰 잉크 방울을 2400개 떨어트리면, 잉크는 떨어진 곳에 또 떨어지게 되어, 색상만 짙어지게 됩니다.
• 해상도가 올라가면 이미지가 좀 더 선명하고 곱게 표현되어야 하지만, 선명도와 이미지 곱기는 좋아지지 않습니다.
• 위 그림에서 보듯이, 14 pico liter짜리 헤드는 잉크 방울 지름이 50um고, 겹치는 구간을 빼면 지름 35.25um로, 구현할 수 있는 최대 DPI는 720dpi가 됩니다.
• 이렇듯 헤드는 pico liter별로 구현할 수 있는 최대 DPI가 정해져 있습니다.
• 6 pico liter 헤드는 구현할 수 있는 최고 해상도가 1440 dpi.(인쇄 소재에 떨어트려 겹치는 구간 뺀 지름이 17.63um)
• 2400 dpi를 구현한다고 했을 때, 소재에 떨어진 잉크 방울 크기가 겹치는 구간 빼고 9um이 되어야 하고, 잉크 방울은 대략 1 pl보다 작아야 합니다. 상업용 인쇄에서 사용하는 헤드로는 이 스펙의 헤드가 없습니다.
• 현존하는 Printer 중 single pass print head인 Samba 1200 dpi 품질을 보시면 이해가 빠릅니다.
• 1200 x 1200 dpi로 인쇄된 결과고, 2 font 글자를 보면 잉크 망점 자체가 없습니다.
• 이 정도까지 구현해도 Max DPI는 2400dpi가 아닌 1200 x 1200 dpi입니다.

• 

Print head 스펙에서 잉크 방울은 2pl고 최대 해상도는 1200 dpi.

여기까지가 다가 아닙니다. 이제 겨우 인쇄 해상도에 대한 정확한 개념만 이해했습니다.

X축과 Y축 인쇄 해상도에 대한 차이점 또한 알고 계셔야 해상도를 좀 더 제대로 이해할 수 있습니다.

1. X축 해상도와 Y축 해상도의 차이점

1_1. X축 해상도

• X축 해상도는, 인쇄 방향으로 몇 개의 잉크 방울을 떨어트릴지 Software에서 제어할 수 있습니다.
• 아래와 같이, 몇 가지 전제 조건이 있긴 하지만, 잉크 방울 크기에 맞게 SW로 DPI를 결정할 수 있습니다.
• 안정적 잉크 / Waveform tuning / 헤드의 Max 주파수 내에서 사용 / 헤드 캐리지 스피드 조절
• 지금 언급된 개념들은 프린터 개발에 필요한 사항이라서 이 글에서 설명은 하지 않겠습니다.

1_2. Y축 해상도

• Y축 해상도는 Print head 자체 사양에 의해 가용한 dpi가 결정됩니다.
• 헤드 자체를 언급할 때는, dpi 대신 NPI라는 용어를 사용합니다.
• NPI는 Nozzle Per 1 Inch의 약자입니다. “1 inch(25.4mm) 안에 노즐이 몇 개 있느냐”에 따라 “몇 npi 헤드”라고 합니다.
• 코니카 헤드 자료를 통해 설명 드리겠습니다.

• 

• KM512i 프린트 헤드는, 노즐 간격이 141um, 1 inch(25400um) ÷ 141um = 180, 즉 이 헤드는 180npi(1인치 안에 노즐이 180개 있음) 또는 180 dpi급 헤드라고 합니다.
• KM1024i 헤드는, 동일한 방식으로 1 inch(25400um) ÷ 70.5um = 360, 즉 360 npi 또는 dpi급 헤드라고 합니다.

2. Y축 해상도에 대한 자세한 설명

2_1. 헤드 선택 시 중요한 사항

• X축 해상도는 헤드의 최대 주파수와 캐리지 속도에 따라 여러 가지 DPI가 셋팅 가능합니다. 과장되게 설명하면, 다른 조건을 동일하게 유지하고, 캐리지 속도만 반으로 줄이면 720dpi를 1440dpi로 jetting할 수 있습니다.
• 하지만, Feeding 방향 즉 Y축 인쇄 해상도는 프린트 헤드 Y축 노즐 간 거리를 통해 결정됩니다. 360 npi급 헤드를 통해 Y축 해상도 1440 npi로 만들려면, Y축으로 70.5um offset을 주면서 같은 구간을 4번 지나가면서 사이사이 잉크방울을 jetting해야 360 npi 헤드를 통해 1440dpi(360npi x 4번 스캔)를 구현할 수 있습니다.
• 이렇게 360 npi 헤드로 1440 dpi를 만들기 위해서는 4번 스캔을 하기에, 속도는 4배 느려집니다.
• 또한 70.5um만큼 움직이기 위해서는 Y축 정밀도를 올려야 하고, 정밀한 움직임을 만들기 위해 비용이 높아질 수밖에 없습니다.
• 구현해야 하는 인쇄 품질과 target으로 잡는 장비 가격을 고려해 프린트 헤드를 선택해야 하기에, 프린트 헤드 Y축 해상도의 NPI는 중요합니다.

2_2. 360npi 헤드로 720dpi 해상도 구현하는 방법

아래 그림을 통해 설명 드리겠습니다.

• 헤드가 Y축이 아닌 X축 Scan 방향으로 한번 지나갈 때, 핑크색 dot만 jetting됩니다.
• 그리고 같은 구간을 반복하지 않고, Y축으로 헤드 노즐 구간 전폭 길이인 72mm(KM1024 헤드의 경우, 첫 단 노즐부터 마지막 단 노즐까지의 거리는 72mm입니다)를 움직인 후 다시 jetting한다면, Y축 기준으로 잉크 방울은 70.5um마다(360 dpi = 70.5um) jetting되기에, Y축 해상도는 360dpi가 됩니다.
• 360dpi를 720dpi로 만들기 위해서는, Y축 방향으로 노즐 간격(70.5um)의 1/2(35.25um)만큼 미세하게 움직인 후 잉크를 jetting하면 됩니다.
• 즉, Y축 노즐 사이에 한번 더 jetting하면 360dpi에서 720dpi가 됩니다.
• 간혹 대형 UV프린터 인쇄하는 걸 보면, Head carriage가 왼쪽 방향으로 갈 때는 Y축으로 움직이는데, 오른쪽 방향으로 올 때는 움직이지 않는 것처럼 보이지만, 옅은 색상이 짙어지는 걸 볼 수 있습니다.
• 움직이지 않는 게 아니라, 35.25um만큼 Y축으로 움직이고 인쇄를 진행한 겁니다.

3. Y축 Pass와 nozzle duty

• 헤드는 고정되고, 밑에 소재가 지나가면서 인쇄하는 방식을 Single pass라고 합니다. Single pass의 경우 소재가 지나가면 필요한 잉크를 한번에 다 뿌려줍니다. Single pass에서는 print head NPI를 통해 한쪽 dpi가 정해집니다.
• 반면, 헤드가 왕복하면서 인쇄하는 방식을 Scanning 프린터 방식이라고 합니다. 스캐닝 프린터는 같은 구간을 몇 번 왕복해 필요한 잉크를 소재에 인쇄합니다. 왕복 횟수에 따라 4 패스, 8 패스, 12 패스라는 말을 사용합니다.
• 4 pass를 예로 들어 설명하면, Print head에서 jetting할 DATA를 4번 나누어 소재에 인쇄하는 방식으로, 한번 지나갈 때 전 노즐 구간에서 25%만 잉크를 jetting하고, 4번 왕복했을 때 100% data가 다 뿌려지는 방식으로 이미지를 표현합니다.
• 아래 그림과 같이 한번에 다 뿌릴 수 있는 걸 4번에 나누어 뿌리는 방식입니다.
• 동일하게, 8패스는 1/8, 12패스는 1/12의 nozzle duty로 잉크를 jetting합니다.

• 

• 이렇게 스피드가 떨어짐에도 nozzle duty를 낮추어서, 패스를 여러 개로 나누어 인쇄하는 이유는, 잉크가 규칙적으로 jetting되면 그 패턴이 사람 눈에 보여 밴딩이 되고, 혹 노즐 빠짐이 있게 되면 그 빠진 구간이 더 확연하게 보이기 때문입니다.
• 하지만 위 그림과 같이 잉크 jetting 패턴을 복잡하게 만들어 나누어 jetting하면 밴딩과 노즐 빠짐이 사람 눈에 잘 보이지 않게 됩니다. 헤드 제조사에서는 이렇게 잉크 jetting 패턴을 복잡하게 만드는 걸 interlacing 혹은 interweaving이라고 합니다.
• 4패스의 경우 25%의 nozzle duty를 사용하기에, 25% 구간을 규칙적이 아닌 random하게 jetting하고, 나머지 남은 3번의 패스 또한 불규칙적으로 패턴을 만듭니다.
• 아래 그림처럼 software를 통해 복잡한 패턴으로 잉크를 jetting해야, 밴딩도 노즐 빠짐도 잘 보이지 않게 됩니다.

• 

4. 제대로 된 해상도 구현을 위한 조건

• 2400 dpi를 구현하는 헤드는 상업용 광고에서는 아직 없습니다.
• 설령 2400 dpi를 구현하는 헤드가 있다고 해도, 기구적 조건과 잉크 jetting 조건이 최적화 되어야 2400 dpi 구현이 가능합니다.
• 정확한 DPI 구현을 위해 필요한 조건을 설명 드리겠습니다.

4_1. 기구 정밀도의 중요성

• 2400dpi를 예로 들겠습니다.
• 잉크 겹치는 구간 빼고 잉크 지름이(25400um ÷ 2400) 10.58um가 되어야 2400dpi 구현이 가능한데,
• 일반 사인 프린터 2억 넘는 장비도, 레이저로 실제 이송 거리를 측정해 보면, 50um 이상 이송거리 오차가 발생합니다.
• 잉크 방울이 10um 되는 것도 중요하지만, 실제 이송 거리 오차가 50um면, 아무리 작은 dot이라도 정확한 탄착 지점에 떨어지지 않으므로 이미지 표현이 제대로 되지 않습니다.
• 즉 작은 피코의 헤드를 사용한다고 해도 기구 정밀도가 나오지 않으면 제대로 된 해상도 구현이 불가능합니다.

4_2. Flat bed의 수평도

• 정반이 아닌 이상, 전체 평판 구간은 0.3mm 즉 300um 오차율로 잡기가 쉽지 않습니다.
• 소형 평판은 0.5mm, 즉 500um을 기본 스펙으로 여기고, 헤드 carriage 스피드가 800mm/second일 경우, 평판 수평이 0.2mm(200um) 이상 차이 날 때 양방향 인쇄 품질에 차이가 납니다.
• 즉 잉크 탄착 지점이 틀려지게 됩니다. 아무리 작은 dot이 떨어지더라도 평판 수평이 고르지 않으면, 이 또한 헤드 사양의 DPI를 구현할 수 없습니다.
• 양방향 인쇄 시 평판 평활도에 따른 잉크 탄착지점은 여기를 클릭하셔서 동영상으로도 보실 수 있습니다.

4_3. 잉크 jetting 시 떨어지는 잉크 방울의 속도와 잉크 볼륨

• 모든 노즐에서 나오는 잉크가 항상 같은 속도로, 그것도 같은 잉크 볼륨으로 jetting되는 게 아닙니다.
• 일정한 jetting 속도와 적정 볼륨이 맞추어진 waveform이 적용되어야 헤드 스펙의 dpi가 구현 가능합니다.
• 아래 dropwatcher 설명을 보시면 이해하시는 데 도움이 됩니다.