잉크 카트리지(Ink Cartridge)는 잉크젯 프린터의 구성 요소로, 인쇄 과정에서 종이에 잉크를 분사하기 위해 잉크를 저장하는 부품이다. 일반적으로 하나 이상의 잉크 저장소로 구성되며, 프린터와 정보를 교환하기 위한 전자 접점과 칩을 포함할 수 있다.
작동 방식
소비자용 잉크젯 프린터는 주로 열방식(Thermal Inkjet)을 사용한다. 잉크 저장소 내부의 각 구획에는 가열 소자가 있으며, 프린터의 신호에 따라 미세 전류가 흘러 금속판 또는 저항체를 가열한다. 이 열에 의해 접촉된 잉크가 기화되어 미세한 증기 방울을 형성하고, 노즐을 통해 잉크 방울이 종이 위로 분사된다. 이 과정은 1밀리초 미만의 시간 안에 이루어진다.
이와 달리 압전 방식(Piezoelectric) 프린터는 각 노즐에 가열 소자 대신 압전 결정체를 사용한다. 전류가 가해지면 결정체의 모양이나 크기가 변화하여 잉크 채널의 압력을 높이고, 노즐에서 잉크 방울을 밀어낸다. 압전 방식은 열을 사용하지 않으므로 열에 민감한 잉크를 사용할 수 있으며, 열방식보다 더 작은 잉크 방울을 생성할 수 있는 경우도 있다.
구성 요소
일부 잉크 카트리지는 잉크 저장과 프린트헤드를 하나의 조립체로 결합하고 있다. 주요 부위로는 잉크를 종이에 분사하는 노즐 플레이트(Nozzle Plate), 노즐을 보호하는 커버 플레이트(Cover Plate), 분사 직전 잉크를 보관하는 공통 잉크 챔버(Common Ink Chamber), 압전 프린터의 경우 압전 결정체가 있는 압전 기판(Piezoelectric Substrate), 열방식 프린터의 경우 잉크를 가열하는 금속판/저항체(Metallic plate/resistor) 등이 있다.
색상 체계
컬러 잉크젯 프린터는 일반적으로 CMYK 색상 모델(시안, 마젠타, 옐로, 블랙)을 사용한다. 최신 프린터는 대부분 텍스트 출력용 검정 카트리지와 컬러 카트리지를 별도로 탑재하거나, 각 색상을 개별 카트리지로 분리한 형태를 채택하고 있다. 일부 고급 기종은 추가 색상용 카트리지를 제공하기도 한다.
가격과 경제성
잉크 카트리지의 가격은 일반적으로 액량 온스당 13~75달러(리터당 약 440~2,536달러) 수준으로 책정되어 있어, 프린터 본체 가격의 상당 부분을 차지하는 경우가 많다. 이로 인해 프린터 제조사가 프린터 본체는 낮은 가격에 판매하고 소모품인 잉크 카트리지로 수익을 내는 '면도기와 날(Razor and blades)' 비즈니스 모델이 널리 사용되고 있다.
호환 및 대체 카트리지
원본 제조사(OEM) 카트리지의 높은 가격으로 인해 다양한 대체 옵션이 존재한다. 여기에는 중고 카트리지를 분해·세척·수리 후 재충전한 재제조(Remanufactured) 카트리지, 완전히 새로운 재료로 만든 호환(Compatible) 카트리지, 리필 키트를 이용한 직접 재충전, 외부 잉크 탱크를 연결하는 연속 잉크 공급 시스템(CIS) 등이 포함된다. 다만 PC World의 2007년 보고에 따르면, 재충전 카트리지는 새 카트리지보다 고장률이 높고 출력 페이지 수가 적으며, 줄무늬나 번짐 등의 인쇄 품질 문제가 더 자주 발생하는 것으로 나타났다.
법적 논쟁
잉크 카트리지 재사용과 관련된 주요 법적 판례로는 미국 연방대법원의 Impression Products v. Lexmark 사건(2017년)이 있다. 이 판결에서 법원은 특허 제품이 일단 판매된 후에는 특허법을 이용해 해당 제품의 재사용을 막을 수 없다고 판시하였으며, 이는 리퍼비시 카트리지의 판매를 허용하는 결과를 가져왔다.
재활용 프로그램
미국과 유럽 등지에서는 잉크 카트리지의 재활용을 장려하는 여러 프로그램이 시행되고 있다. 뉴욕주는 토너 및 잉크 카트리지에 대한 재활용 법률을 도입하였고, 캘리포니아주는 공공 계약 코드(PCC) 12156조를 통해 재활용 잉크 및 토너 카트리지의 구매를 장려하고 있다.
