인쇄 기계

요철판 인쇄기

  요철판 인쇄에 사용되는 인쇄기의 종류나 인쇄판식은 여러 가지이며, 인쇄물의 종류나 인쇄량, 용지의 크기 등에 따라 적당한 기계가 사용된다. 그러나 요철판 인쇄의 사양화로 사용범위가 매우 제한되어 가고 있으나, 인쇄의 장을 연 역사적 의의는 매우 크다.

  요철판 인쇄기(letter press machine)는 다음과 같이 분류할 수 있다.

    ① 평압 인쇄기(platen press)

    ② 원압 인쇄기(sylinder press)

    ③ 윤전 인쇄기(Rotary press)

 

1. 평압 인쇄기(platetn press)

  독일의 구텐베르크(Gutenberg)가 포도를 짜는 압착기를 이용하여 1600년경 처음으로 인쇄기를 만든 것이 평압 인쇄기의 시초이며, 처음에는 나사(screw)에 의한 가압방식을 사용하였다. 인쇄속도는 느리고 인쇄면적의 크기도 한정되어 있으나 명함(name card), 봉투, 엽서같은 소형의 단순인쇄에 사용되는 보조인쇄기로 사용되는 것이 일반적이다. 판(plate)을 실은 판반(form bed)과 이것에 압력을 가하는 압반(platen)은 그림 9-2와 같이 수직으로 대하고, 압반이 열리고 닫힘으로서 인쇄가 된다.

  잉크로울러는 판반위에 있는 반죽 장치(ink disk)에서 잉크를 받아 수직의 판면위에 내려가서 인쇄된다. 처음 평압 인쇄기는 급지와 배지작업이 손으로 행하여 지므로 고속인쇄가 불가능하고, 위험이 뒤따르게 되어 급지와 배지를 자동으로 하는 자동 급지를 구비하게 되었다.

 

2. 원압 인쇄기(cylinder press)

  원압식 인쇄기는 판을 싣는 판반과 압을 가하는 압통으로 되어있으므로, 판반과 압반으로 되어 있는 평압식보다는 판면에 강하고 고른 압력을 가할 수 있으며, 인쇄속도도 매우 빠른 장점을 가지고 있다.

  일반적으로 사용되는 원압인쇄기는 평평한 판반(form bed)위에 조판된 판을 싣고 압통(impression cylinder)으로 압을 가하며, 좌우로 왕복운동을 하며 인쇄한다. 원압 인쇄기는 1790년 영국의 물리학자인 윌리암 니콜슨(William Nicolson)이 처음으로 원통을 사용하여 가압하는 기계를 고안하여 특허를 얻었다.

  1) 스톱 실린더 인쇄기(stop cylinder press)

  이 인쇄기는 입형 인쇄기를 제외하고는 판반이 수평으로 왕복운동하며, 그 위에 베어링(bearing)으로 받혀진 압통이 있고, 판반의 일행정으로 인쇄용지를 감은 압통이 회전 접촉해서 인쇄되고, 판반의 되돌림 행정일 때 압통은 정지하고 동시에 판과의 접촉이 끊긴다.

  다시 말하면 한 장 인쇄하는데 판반은 일왕복하고 압통은 일회씩 정지하므로 정지원통형 인쇄기라고도 한다.

  정지 원통형 인쇄기는 평대형과 고대형이 있으며, 평대형은 압통 밑에서 종이를 넣고 종이를 넣은 급지부에서 보면 압통은 우회전해서 오른쪽에서 왼쪽으로 이동하는 판반의 판과 접촉해서 인쇄되며, 판반이 왼쪽에서 오른쪽으로 이동하는 행정은 되돌림 행정이다.

  잉크장치(inking arrangement)는 왼쪽끝에 있고 되돌림 행정일 때 판에 잉크가 로울러(roller)로 공급된다. 인쇄된 종이는 압통의 위에서 배지용의 작은 통에 잡혀 체인지(chain)등으로 왼쪽에 있는 종이 받이대 위에 운반된다.

  한편 고대형은 압통 위쪽에서 종이를 넣고 압통은 좌회전해서 판반이 왼쪽에서 오른쪽으로 이동할 때 인쇄되며, 판반이 오른쪽에서 왼쪽으로 이동할 때 정지한다.

  즉, 평대형과 고대형은 압통의 회전방향 및 판반의 인쇄행정, 되돌림 행정이 반대가 되며 자동급지가 일반적이다.

  2) 2회전 인쇄기(two-revolution press)

  2회전 인쇄기는 압통의 상부에서 종이를 넣고 고대형과 간이 왼쪽으로 회전해서 인쇄되나, 압통은 판반이 인쇄행정(왼쪽에서 오른쪽으로)으로 1회전하고 판반의 되돌림 행정(오른쪽에서 왼쪽으로)일 때 다시 1회전 한다. 이 때 압통은 약간 올려져서 판면과의 접촉을 끊는다. 이와 같이 한 장 인쇄하는데 압통이 2회전하므로, 2회전 인쇄기라고 한다.

  3) 1회전 인쇄기(single revolution press)

  1회전 인쇄기는 고대형 스톱실린더 인쇄기와 비슷하나, 압통이 크고 같은 크기의 용지를 인쇄하는 스톱 실린더 인쇄기에 비하여 대략 두 배의 직경으로 되어 있다. 종이는 압통의 상부에서 넣고 압통이 대략 반회전으로 인쇄되며, 다시 반회전으로 판반의 되돌림 행정이 된다.

  이 때 압통 표면의 낮은 부분이 맞물려 판과의 접촉이 끊긴다. 이와 같이 판반의 일왕복에 대하여 압통은 1회전하므로 1회전 인쇄기라고 한다.

 

3. 윤전 인쇄기(Rotary press)

  요철판 유전기는 대부분 두루마리 종이를 사용하는 것이었으나, 중첩인쇄의 맞춤이 비교적 정확하기 때문에 칼라인쇄용으로 낱장 윤전인쇄기의 사용이 점차 일반화하고 있다.

  또한 신문지 같이 면이 거친 종이에 고속인쇄를 목적으로 하는 신문 윤전기와, 화선을 선명하고 정밀하게 인쇄할 수 있는 서적윤전기로 나눌 수 있으나, 근본적인 원리는 같다.

  두루마리 종이를 사용하는 윤전인쇄기의 구조를 보면 다음과 같다.

    ① 급지 장치(feed apparatus)

    ② 인쇄 장치(cylider unit)

    ③ 잉크 장치(inking apparatus)

    ④ 배지 장치(delivery apparatus)

    ⑤ 뒷물음 방지장치(antioffset device)

    ⑥ 방향전환장치(turning apparatus)

    ⑦ 절단 및 접지장치(cutting and folding apparatus)

  1) 급지장치

  급지장치란 두루마리종이(roll paper)의 스탠드에서 제일 유니트(unit)까지의 사이에 있는 급지속도의 조정장치, 장력(tension)의 제어장치, 좌우급지 위치의 조정장치 등 여러 가지로 구성되어 있다. 일반적으로 급지장치는 두루마리 종이를 지지하는 스탠드(stand)와 종이를 기계에 보내는 일련의 로울러들로 구성되어 있다.

    (1) 두루마리 종이의 제어장치

  종이는 유너트에 의하여 잡아 당겨지므로, 종이에 스탠드와 장력로울러(dancer roller or tension roller)만으로도 급지가 가능하나, 실제로는 여러 가지 보안장치가 되어 있다.

  댄서 로우러는 급지장치내의 프레임(frame)에 설치되어 있으며, 그 상하동작에 의하여 두루마리종이를 루우프(loop) 모양으로 구부리는 역할을 한다. 댄서로울러가 적당한 위치에 있으면 두루마리종이의 샤프트(shaft)에는 필요한 브레이크(brake)가 걸리게끔 되고 있다. 급지속도가 너무 빠르면 댄서 로울러가 움직여 루우프가 크게 되어 거기에 따른 브레이크가 동작하여 급지속도가 느리게 되고, 급지속도가 느리게 되기 시작하면 루우프가 짧게 되어 댄서 로울러가 본래의 위치로 되돌아 온다.

  한편 급지가 너무 느리게 되면 이번에는 반대로 루우프가 짧게 되어 브레이크를 늦추어 그 결과로서 급지속도가 빠르게 되고, 댄서로울러가 동작하여 본래의 위치로 되돌아온다. 댄서 로울러의 가동거리는 급지장치나 브레이크의 종류에 따라 다르지만, 일반적으로 기계식 제어인 경우 15-20cm 정도이고, 댄서로울러의 움직임을 전기신호로 잡을 수 있는 장치에서는 그 거리는 더욱 짧아 진다. 종이를 좀더 충분히 당기고 평평한 상태로 제1유니트에 보내기 위하여, 댄서로울러와 유니트 사이에 2-3개의 로울러가 설치되어 있다. 그 중 2개는 금속제인 메타릭 로울러(metallic roller)로 동력에 의하여 구동되고, 이것은 인쇄기의 속도에 따라 속도를 변화시키는 제어장차(contral system)가 붙어있으며, 나머지 1개는 고무로울러로 동력에 의하여 구동되어 있지 않다.

  그림 9-8에서 첫 번째 댄서로울러는 두루마리종이와 메타링로울러 사이의 장력이나 그곳을 흐르는 종이의 속도 등을 제어하고 있으며, 두번째 댄서로울러는 메타링로울러의 뒤쪽에 붙어 있으며 제일유니트에 대하여 장력(tension)을 지지(upholding)시키는 작용을 한다.

  메타링로울러는 종이에 장력을 주는 역할은 있으나 그것을 제어하는 역할은 없으며, 유니트에 보내는 종이에 대하여 당김을 주는 작용만 한다.

    (2) 종이 연결장치(paper paster)

  고속도 윤전기에서 인쇄가 끝나고 다음 새로운 두루마리 종이에 연결시키기 위해서는, 기계를 정지시켜 먼저 종이의 축(shaft)을 떼어내고 새로운 종이를 그 자리에 놓고 인쇄하는 것이 가장 간단한 급지방법일 것이다.

  그러나 기계 윤전을 중지하고 급지를 행하는 것은 시간이나 종이의 손실이 큰 결점이 있으므로, 자동종이 연결장치를 사용하고 있다. 자동 종이 연결장치는 크게 나누어 두 가지 종류가 있다. 하나는 플라잉 타입(Flying splicer)의 연결장치로 연결하고자 하는 새 두루마리 종이를 인쇄기의 속도에 맞추어서 회전시켜 연결하는 것이고, 또 한가지는 정지 연결장치(Zero speed splicer)로 새 종이를 회전시키지 않고 자동으로 연결하는 방법이다.

  자동 종이 연결 장치는 눈이나 귀에 해당하는 센서(senser)가 붙어 있으며, 이것이 종이의 상태를 검출하여 필요한 장치를 작동시킨다. 장치에 따라서는 종이의 중심방향으로 향한 1-2개의 마이크로 스위치(micro swith)가 붙어 있으며, 그 접점이 종이의 표면에 접촉되어 있는 것이 있다. 인쇄에 따라 두루마리 종이의 지름은 작게 되고, 어느 정도(약 20cm)이 되면 최초의 마이크로 스위치가 작동하여 새로운 두루마리 종이를 연결위치까지 이동시키며, 동시에 연결장치의 암(arm)이나 가속 벨트(accelerating belt)가 지정위치까지 이동하여 새로운 두루마리 종이를 인쇄기의 속도까지 가속시킨다.

  연결신호는 나머지 종이가 약 6mm정도 두께로 되었을 때 제2의 스위치가 작동함과 동시에, 포토셀(photo cell)이 동작 상태로 되어 인쇄중인 두루마리 종이의 일단에 설치한 반사경(mirror)에서 반사광을 검출한다. 포토셀에서의 출력은 장치에 보내져 곧바로 연결 동작을 시작한다.

  포토셀대신에 2개의 금속 접점을 사용하여 회로의 개폐를 하는 것도 있다. 연결위치를 정확히 검축하여 새 두루마리 종이의 접촉제가 붙어 있는 부분을 인쇄 중인 종이에 압착하여 연결한다.

    (3) 종이 손상 검지기(web break detector)

  인쇄되는 도중에 종이가 끊기면 회전 부분에 종이가 말리거나 풀리므로, 종이 절단을 자동적으로 검지하여 즉시 통을 떼거나 급지를 정지하는 장치가 있다.

  이러한 검지기는 스위치가 붙은 로울러를 이용하는 것이나, 접점을 사용하는 것, 또한 광원과 포토셀의 조합에 의한 것, 압축공기를 두루마리 종이에 붙어 이면에 감압접점을 두어 손상을 검지하는 장치 등 여러 가지가 있으나, 어느 것도 완전하지는 못하다.

  이 밖에도 인쇄중에 두루마리 종이에 습기를 주는 축임물장치(damping appearatus)가 있다.

 

  2) 인쇄장치

  인쇄장치는 급지대를 걸쳐 나온 두루마리 종이에 직접인쇄되는 부분으로, 인쇄판을 수용하는 판통(plate cylinder)과 접촉하여 인쇄가 되게끔 압력을 가하는 압통(impress cylinder)으로 되어 있으며, 개개의 잉킹장치(inking appesratus)가 있는 인쇄 유니트를 연결 설치하고 두루마리 종이가 유니트를 지나면 그 양면에 인쇄가 된다.

  압통과 판통의 배열은 자리면적이나 판의 교환, 압통 및 판의 얼룩 제거, 종이의 이동, 잉크장치 등에 따라 여러 가지로 배열한다. 일반적으로 가로형과 세로형이 있으며, 가로형에는

      ① 수직배치를 옆으로 배열한 것(perriey type)

      ② 수평 배치를 옆으로 움직이게 배열한 것(low type)

      ③ 수평배치를 상하로 움직이게 배열한 것(Z type)

      ④ 비스듬한 배치를 옆으로 배열한 것(arch type)

  세로형에는

      ① 수직배치를 상하로 배열한 것(walter or marinon type)

      ② 수평배치를 상하로 배열한 것(ultra lightning type)

  등이 있으며, 서적윤전기나 신문윤전기에는 아치형(arch type)이 비교적 많은 편이다.

  인쇄에 필요한 인쇄압은 압통의 블랭킷(blanket)의 탄성(elasticity)에 의해 얻어지며, 항상 일정한 인쇄압을 얻기 위하여 압통과 판통의 간격을 조정할 수 있는 장치가 되어 있다.

  또한 윤전인쇄기는 원압인쇄기에 비교할 수 없을 만큼 고속인쇄이므로 소모되는 잉크량도 대단하다.

  따라서 일반적인 잉크 옮김 로울러(ductor roller)에 의한 잉크공급은 불충분하므로 여러 개의 파이프(pipe)를 통하여 직접 잉크 이김로울러(mixing roller)의 표면에 잉크를 뿜어내어 묻히는 방법, 또는 그라비어 인쇄기의 독터(doctor) 같은 것을 설치하여 필요한 량의 잉크만을 계속하여 로울러로 공급하는 방법등이 있다.

 

  3) 그 밖의 장치

  윤전인쇄는 두루마리 종이를 사용하므로 인쇄도중에 필요한 크기로 인쇄물을 절단하고 접지를 해야 한다.

  따라서 이러한 장치를 별도로 인쇄기계에 부착, 장치하여 일괄작업이 이루어지도록 되어있다. 절단장치(cutting apparatus)에는 세로 절단과 가로절단이 가능하며 접지 역시 세로 접지와 가로접지가 있으며, 가로 접지에는 실린더 접지(cylinder Flod)와 회전날개 접지, 칼접지(blade Fold) 등이 있다. 접지 장치(folding apparatus)에서 나온 인쇄물을 배지팬(delivery fan)의 날개로 받아지고 이 배지팬의 회전에 따라 배지벨트(delivery belt)로 운반된다.

  이밖에도 두루마리종이의 진행방향을 바꾸기 위한 방향전환장치로 금속봉인 턴닝바(turning bar)가 필요하며, 이것은 각도를 달리하므로 진행방향을 달리하거나 앞뒤를 반대로 할 수가 있다. 던닝바의 표면에 있는 미세한 구멍으로 압축공기를 내보내 터닝바에 인쇄면의 접촉을 가볍게 하여 인쇄면의 더러움을 방지한다.

<옮김>

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