산업을 변화시킨 주역, 복사기의 탄생

최근 비즈니스 솔루션으로 주목받는 단어 중 BYOD가 있다. Bring Your Own Device의 약자로, 문자 그대로 ‘네 것을 마음대로 가져와서 써라.’라는 뜻이다. 기업은 클라우드 환경을 통해 가상 데스크톱과 업무에 필요한 애플리케이션을 제공하고 직원들이 자신의 노트북PC, 태블릿PC, 스마트폰 등 각자 자신에게 맞는 다양한 기기들을 활용하는 방식이다. 비즈니스 환경에 IT 기술을 도입하는데 적극적인 해외 기업들은 이러한 방식으로 하드웨어 비용은 물론이거니와 업무공간까지 효율적으로 절약할 수 있었다.

국내에서도 몇몇 대기업부터 시작해 관공서까지 BYOD 개념을 적극적으로 도입하고 있다. 이러한 움직임의 목적은 물론 ‘비용절감’이다. 주목할 점은 BYOD가 단순히 이면지를 활용하는 수준의 푼돈 절약이 아니라 업무환경의 패러다임 변화를 통해 여러 비용요소를 근본적으로 줄이는 방법이라는 점이다. 직원들은 업무환경의 핵심인 컴퓨터 환경을 가상화해 장소나 시간의 제약 없이 필요한 일을 처리할 수 있다.

기업들이 BYOD에 비상한 관심을 보이는 데서 알 수 있듯 업무환경이 발전해 온 역사는 사실상 비용절약의 역사다. 업무환경을 구축하는 데 필요한 인적, 물리적 자원들은 그 양을 줄이는 데 한계가 있어 비용대비 효율을 높여야 이익을 극대화할 수 있기 때문이다. 모바일 혁명 이전에도 업무환경은 이미 격변에 가까운 변화를 겪은 바 있다. 바로 복사기가 그 주역이었다.

문서는 어느 시대에나 커다란 조직을 운영하는 데 중요한 역할을 해왔다. 고대 메소포타미아 국가들은 일찍부터 관료제를 발달시켜 다양한 공공문서들을 점토판이나 석판의 형태로 후세에 남겼으며, 중국에서도 관리들은 고대부터 수많은 공문서와 씨름해야 했다. 이 과정에서 반드시 필요한 절차가 있었으니 바로 문서의 복제였다. 문서를 배포하거나 오래 보관해두려면 정확하게 똑같은 내용의 문서를 여럿 만들 필요가 있었다.

복사기가 없던 과거에는 문서를 복제하려면 일일이 사람 손을 거쳐야 했다. 필경사(筆耕士)나 서기(書記)와 같은 전문직업군이 이 일을 담당했다. 인쇄술의 발달과 함께 대량으로 배포하거나 보관해야 하는 문서를 일일이 손으로 베껴 쓰는 일이 줄어들었다고는 하지만 여전히 일상 업무에서는 사람 손이 중요했다. 일상 업무에 필요한 서신이나 보고서 따위는 아주 적은 수량만 필요한데다 신속히 처리해야 했기에 거추장스럽고 시간도 오래 걸리는 인쇄기를 사용할 수 없었다.

문제는 손으로 베껴 쓰는 일도 여간 번잡스러운 작업이 아니었다는 점이다. 질 좋은 종이에 볼펜으로 쓱쓱 써내려가는 지금의 환경을 생각하면 곤란하다. 19세기 초까지만 해도 종이와 잉크의 질이 좋지 않아 필기에 많은 시간이 필요했다. 게다가 당시 사용하던 잉크는 종이에 잘 흡수되지도 않고 마르는 데 오랜 시간이 걸려서, 완성한 문서에 남은 여분의 잉크를 고운 모래로 닦아내는 과정을 거쳐야 접었을 때 필기 내용이 그대로 묻어나는 사고를 피할 수 있었다. 가독성이 좋고 우아한 필체를 익히는 데 필요한 시간이라든가, 서기가 전문직업인으로서 손쉽게 고용할 수 있는 사람들이 아니었다는 점까지 생각해보면 문서 복제는 마음대로 할 수 있는 일도 아니었던 셈이다.

몇몇 사람들은 문서의 복사본을 더 편리하게 만들 방법을 모색하기 시작했다. 최초의 상업용 증기기관을 발명한 영국의 제임스 와트도 그중 한 명이었다. 그는 사업상 수많은 편지를 주고받았는데 편지들의 내용을 일일이 기억할 수 없어 별도의 사본을 보관해두곤 했다. 그러자면 똑같은 내용의 편지를 두 번 써야 했는데 수많은 편지를 일일이 이렇게 보관하자니 보통 고역이 아니었다. 서기를 두 명 고용하고 와트 자신은 구술만 하면 그만이었겠지만 일개 사업자인 와트가 서기를 마음껏 고용할 수도 없는 처지였다.

고심하던 와트는 자신의 장기를 살려보기로 한다. 기계의 힘을 빌리기로 한 것이다. 와트는 일반 잉크보다 더 진하게 만든 특별 잉크를 만들어 최대한 얇은 종이에 편지를 썼다. 그리고는 원본과 복사지를 물에 적신 후 압착 롤러로 밀어 원본의 잉크가 복사용 종이에 묻도록 했다. 물론 잉크가 묻은 곳은 복사지의 뒷면이고 좌우가 바뀐 모습이었지만 매우 얇은 종이를 사용했기에 잉크가 묻은 면을 뒤로 가게 해서 제대로 된 모습을 볼 수 있었다.

와트는 자신이 고안한 습식 복사 방식 덕분에 손쉽게 편지의 사본을 보관해둘 수 있었다. 습식 복사기는 원래 와트가 자신이 사용할 목적으로 만들었으나 주위에 알려지면서 조금씩 인기를 끌기 시작하자 자신의 회사인 제임스 와트 회사(James Watt & Co)를 통해 정식 제품으로 출시했다.

습식 복사기는 곧 엄청난 인기를 끌었다. 바다 건너 미국에서도 널리 사용했는데 1785년, 미국 독립의 주역들도 와트의 복사기를 이용해 독립선언문의 복사본을 만들었을 정도다. 복사 방식 상 원본이 상할 우려가 있고 12시간이나 종이를 적셔두어야 한다는 문제가 있었음에도 와트의 습식복사기는 20세기 초까지 사용된다.

와트의 복사기가 인기를 얻기는 했지만 명백한 한계가 있었다. 와트의 복사기로는 사본 한 부를 더 만들 수는 있어도 동일한 문서를 여러 장 만들어내는 것은 불가능했다. 당연히 복사기의 활용처도 지금처럼 보고서나 서류를 여러 부 만드는 것이 아니라 와트 자신이 사용했던 대로 서신 등의 개인적 문서의 사본을 만들어두는 데 그쳤다.

그러나 19세기 말부터 동일한 문서를 대량으로 만들어내는 기술에 대한 요구가 늘어났다. 이후 1887년 딕(A.B. Dick)사가 최초의 상업용 등사기를 출시했고, 1959년 정전식복사기가 등장한 이후부터 업무환경이 근본적으로 바뀌기 시작했다.

기업들은 더 이상 엄청난 숫자의 타자수를 유지할 이유가 없었으며 몇 장 필요하지도 않은 인쇄물을 얻으려고 거추장스러운 윤전기를 가동할 필요도 없었다. 거의 훈련받지 않은 사람들도 아주 쉽게 문서를 여러 장 복제해낼 수 있었을 뿐만 아니라 문서를 이용하여 오가는 정보의 양도 폭증했다. 이전까지 틀에 박힌 문서를 반복하여 작성하느라 대부분 시간을 허비했던 사무직 직원들은 복제를 위한 단순 반복업무 따위는 복사기에 미뤄버리고 더 생산성이 높은 일에 몰두할 수 있었다.

정전식 복사기는 원본과 거의 동일한 복사본을 손쉽게 만들어낼 수 있었기 때문에 동일한 내용의 문서가 빠르게 퍼져 나가고 동시에 여러 사람에게 전달할 수 있었다. 문서가 빠르게 복제되고 유통되면서 이전과는 비교할 수 없을 정도의 빠르기로 대규모 조직을 정교하게 움직이는 것이 가능해졌다. 이렇듯 복사기는 사무 환경뿐 아니라 기업활동의 규모와 빠르기도 바꾸어 놓은 발명품이다.

글 : 김택원 과학칼럼니스트

 

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형광펜 표시한 건 왜 복사가 안 될까?

학교에서 돌아 온 태연, 책가방을 휙 집어던지며 분노의 3단 고음을 질러댄다. 눈은 이미 이글아이다.

“악!!! 내 기필코 복수하고 말테다. 말자, 이 나쁜 계집애! 세상에서 가장 사악한 짐승!!”

“태연아, 친구들이랑 사이좋게 좀 지내라고 했더니 또 싸운 거야?”

“싸운 게 아니라 배신에 몸을 떠는 거라고요. 오늘 단원평가를 봤는데 말자 그 나쁜 계집애 때문에 50점밖에 못 맞았어요. 틀림없이 책에서 중요한 부분을 형광펜으로 다 표시한 다음에 복사해 준대놓고선 아무 표시도 안 된 복사지를 줬다고요. 그 복사지를 얻기 위해 말자한테 손바닥이 닳도록 아부한 거랑, 그동안 갖다 바친 수십 개의 사탕이 억울해서 못 견디겠어요! 내가 아무리 위협적인 경쟁상대라 해도 이런 저질 플레이는 아닌 거죠. 안 그래요, 아빠?”

“음…, 정확히 두 가지 점에서 심각한 의문을 제시하고 싶구나. 네가 3년 째 전교 1등인 말자의 경쟁상대라는 언빌리버블한 부분과 형광펜으로 표시한 내용이 흑백 프린터로 복사되기를 바란다는 어이없는 바람 말이야.”

“지금 무슨 말씀을 하시는 거예요~. 그럼 형광펜으로 쓴 글씨는 복사가 안 된다는 말씀이세요? 아빠까지 저 50점 맞았다고 무시하시는 거예요?”

“진짜야. 프린터와 형광펜의 원리를 알면 아주 간단한 얘기지. 프린터 유리 위에 원본종이를 놓고 복사버튼을 누르면 불빛이 윙~ 하면서 지나가는 거 봤지? 이때 종이의 흰 부분에 닿은 빛은 반사가 되지만 글자가 있는 검은 부분은 빛을 모두 흡수하기 때문에 반사가 되지 않아. 그럼 반사된 빛은 어디로 가느냐? 바로 (+)전하를 띠고 있는 쇠로 만든 원통(드럼)으로 가게 돼 있어. 그러면 빛을 받은 부분의 드럼은 (-)전하로 바뀌게 되지. 이때 프린터가 (-)전하를 띠고 있는 토너 가루를 뿌리면 드럼의 (-)전하인 부분, 즉 빛이 반사된 원본종이의 흰 부분에는 토너 가루가 붙지 않아. 반면 글씨가 빛을 흡수해 드럼에 아무런 빛도 반사되지 않았던 부분에는 토너 가루가 붙게 되지. 이 상태에서 섭씨 180도 정도의 고열을 가하면 토너 가루들은 종이에 영원히 달라붙게 된단다.”

“아, 그래서 인쇄한 종이가 뜨끈뜨끈한 거구나. 인쇄종이를 잡으면 언제나 뜨끈한 호빵이 먹고 싶어요. 쩝, 또 생각나네. 그런데 그거랑 형광펜이랑 무슨 상관이 있다는 거예요?”

“자, 그럼 이번에는 형광펜에 대해 설명해줄게. 형광(螢光, fluorescence)이란 형광물질이 빛의 자극에 의해서 발광하는 현상을 말한단다. 쉽게 말해서 빛에너지를 받은 물질이 새로운 형태의 빛을 다시 내뿜는 거지. 프린트를 처음 시작할 때 일단 원본 종이에 불빛부터 비춘다고 방금 얘기했지? 흰 부분은 빛을 반사하지만 글씨 부분은 빛을 흡수해 버린다고 말이야. 그런데 형광펜으로 쓴 부분은 빛을 받아 새로운 형태의 빛을 방출하기 때문에 프린터는 이 부분을 그냥 흰 색으로 인식해 버린단다. 당연히 복사가 될 수 없겠지!”

아빠의 설명을 들은 태연은 급 우울해진다.

“그럼 나는 이제 어쩌라고요. 애들이 요점 체크해둔걸 복사해서 공부하지 않으면 또 50점을 맞을 테고, 공부 잘하는 애들은 몽땅 다 형광펜만 써 대고. 애들 형광펜을 모조리 없애버릴 수도 없는 노릇이잖아요.”

“음…, 형광펜 복사가 그렇게도 중요한 것이라면 흐릿하게나마 복사할 수 있는 방법이 있어. 바로 복사기의 민감도를 높이는 거지. 복사기에 있는 ‘진하게’ 버튼을 누르면 복사기가 흰색과 형광색이 빛을 방출할 때의 미묘한 흡수량 차이를 구분해서 흐릿한 회색으로 인쇄를 한단다. 또 형광펜 색에 따라 복사되는 정도가 달라. 가장 복사가 안 되는 것이 노란색 형광펜이고 파란색이나 분홍색 형광펜은 비교적 표시 나게 할 수 있거든. 그러니까 정말로 중요한 부분을 복사해야 한다면 형광펜 색깔을 잘 선택하는 것도 한 가지 방법이겠지.”

여기까지 듣던 태연은 갑자기 뭔가가 생각난 듯 공부방으로 들어가 열심히 숙제를 한다. 잠시 후 태연이 가지고 나온 건 온통 노란색 형광펜으로 쓴 사회과목 발표자료.

“내일 사회 시간에 제가 조사해 온 자료를 가지고 말자가 스토리를 만들어서 발표를 하기로 했거든요. 이걸 복사해서 갖다 주면 말자가 얼마나 당황해할지, 홍홍홍~ 벌써부터 신나요. 전 틀림없이 숙제를 해간 거니까 저한테 원망도 못 할거고요. 홍홍~.”

“아휴…, 어쩜 이럴 때만 그렇게 머리가 좋니. 제발 잔머리 그만 쓰고 이제부터는 스스로 공부 좀 하라고!!”

글 : 김희정 과학칼럼니스트

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겨울에는 추위를 막아주는 털옷이나 스웨터가 없어서는 안 될 필수품이 되지만, 입고 벗을 때 따끔하게 튀기는 불꽃은 우리를 깜짝 놀라게 만들곤 한다. 사계절 중에서도 건조하고 습도가 낮은 겨울에 많이 생기는 불청객, 정전기! 하지만 이러한 정전기가 있기 때문에 우리가 생활을 조금 더 편리하게 할 수 있는 것이다.

정전기의 원리를 이해하기 위해서는 우선 (+)전하와 (-)전하의 이동에 대해 생각하면 쉬워진다. 물질을 구성하고 있는 원자는 (+)전하를 띠고 있는 양성자의 수와 (-)전하를 띠고 있는 전자의 수가 같기 때문에 전기를 띠지 않는 중성이다. 이와 달리 마찰 후 두 물체가 서로 다른 전기를 띠게 되는 것을 마찰 전기라 하고, 다른 물체로 이동하지 않고 물체 위에 정지하고 있기 때문에 정전기라고도 한다.

일상적으로 자주 사용하고 우리 곁에 흔하게 두고 쓰는 복사기도 바로 이 정전기의 원리를 이용한 것이다. 복사기는 1936년 미국에서 전자회사 직원이었던 체스터 칼슨에 의해 발명되었다. 그가 발명한 복사기의 원리는 토너의 검은 탄소가루가 정전기에 의해 쇠로 만든 원통(드럼)에 달라붙었다가 다시 정전기에 의해 종이 위에 달라붙게 하는 것이다.

복사기 유리 위에 원본 종이를 얹어 복사버튼을 누르면 불빛이 지나가면서 종이에 그 빛이 닿았다가 드럼 쪽으로 반사된다. 드럼의 표면에는 반도체 물질인 셀레늄이 발라져 있는데, 셀레늄은 평소에는 (+)전하를 띠지만 빛을 받으면 (-)전하를 띠는 성질이 있다. 종이의 흰 부분에 반사된 빛이 드럼에 닿으면 (-)전하를 띠고, 글자가 있는 검은 부분은 빛을 모두 흡수하기 때문에 반사되지 않는다.

토너의 검은 탄소가루를 전류로 (-)전하를 띠게 만들어 글자가 있는 검은 부분에만 달라붙도록 한다. 이 과정을 거친 후 종이를 다시 밀착시켜 종이 뒤에서 강한 (+)전하를 발사하면 드럼에 붙어 있는 (-)전하의 토너가루는 종이로 다시 옮겨 붙는다. 여기에 180도 정도의 열을 가하면 토너가루 입자들은 종이에 영원히 달라붙게 된다. 고온의 열 때문에 방금 복사한 종이가 따뜻한 것이다. 최근에 사용되는 컬러 복사기 역시 동일한 원리로 노랑, 빨강, 파랑의 삼원색의 컬러 토너가루를 사용하여 기본 작업을 세 차례 이상 반복하여 복사된다.

정전기의 힘은 중력이나 마찰력만큼이나 우리가 사는 세상을 지배하고 있다. 전자와 전자가 서로 밀치는 힘은 물체들이 서로 뒤섞이지 않게 하는데 이를테면 손가락이 물체를 뚫고 지나갈 수 없는 것은 손에 있는 전자를 물체의 전자가 밀쳐내기 때문이다. 우리가 만지는 것들은 모두 정전기의 힘이 작용되는 것이다.

머리를 빗고 난 뒤 머리카락이 사방으로 뻗치는 현상도 같은 원리이다. 빗과 마찰한 머리카락은 빗과 서로 다른 전기를 띠게 되는데, 머리카락들이 모두 같은 전기를 띠게 되므로 머리카락 사이에는 밀어내는 힘인 척력이 작용하여 서로 밀어내게 되는 것이다. 그리고 이런 현상은 건조한 겨울에 더 심하다.

남자는 정전기가 4,000볼트 이상이 되어야 느끼지만 여자는 2,500볼트 정도만 되어도 느끼고, 남자보다 여자의 피부가 민감하여 쉽게 건조해져 정전기가 나타나기 쉽다. 땀을 많이 흘리는 뚱뚱한 사람보다 마른 사람과 노인에게서 정전기가 더 잘 생기는 까닭도 건조함 때문이다.

정전기는 흐르지 않고 멈춰 있을 때 그 위력을 발휘할 수 있으므로 가장 좋은 방지법은 정전기를 흐르게 만드는 것이다. 머리빗으로는 플라스틱, 금속으로 된 빗보다 나무로 된 빗을 사용하고, 털옷, 스웨터 등의 외투 안이나 소매 끝에 클립을 끼워두면 정전기가 생기지 않는다. 클립이 몸에 생긴 정전기를 모아 방전시켜주는 역할을 한다. 땅에 쇠사슬이 끌리게끔 달아놓은 자동차도 정전기 방전을 위한 것이다. 도체로 만들어진 쇠사슬을 달아놓으면 자동차가 달리는 동안에 공기와의 마찰로 인해 자동차 표면에 발생하는 정전기를 쇠사슬을 통하여 땅으로 흐르게 한다.

가끔 우리를 깜짝 놀라게 하는 정전기가 없어졌으면 좋겠다고 생각할 때도 있지만 그러기엔 유용한 면이 훨씬 많기에 우리에게 정전기란 필수불가결한 존재이다. 생활의 작은 불편함을 어쩔 수 없다고 생각하면서 넘기기보다는 소소한 지식을 활용하여 대처하는 현명함을 가져보는 건 어떨까.

글 : 이상화 과학칼럼니스트


ndsl링크 <출처 : 한국과학기술정보연구원 >

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