10.3.2. Лазерные экспонирующие устройства

Разновидности экспонирующих устройств. ЛЭУ для записи информации на офсетные формные пластины предназначены для экспонирования лазерным излучением приемного слоя формной пластины. Они могут быть выполнены либо в виде отдельного мо­дуля, либо в виде поточной линии с устройствами для выполнения операций обработки пластин после экспонирования.

ЛЭУ можно классифицировать по ряду признаков: типу форм­ных пластин, используемых для записи информации, типу лазерного источника, конструкции (схеме построения), назначению, степени автоматизации, формату (рис. 10.10). Они могут отличаться также по габаритам и дизайну, стоимости и другим параметрам.

Различные типы ЛЭУ могут быть предназначены для экспониро­вания на свето- и термочувствительные слои формных пластин. Для этой цели они оснащаются различными лазерами. Большое распро­странение в настоящее время для экспонирования светочувствитель­ных пластин получили устройства с лазерными диодами, дающими излучение с X = 405-410 нм. Они выпускаются в нескольких моди­фикациях с источниками излучения мощностью, отличающейся на порядок — от 5 до 60 мВт. ЛЭУ с маломощными источниками ис­пользуются при экспонировании высокочувствительных серебросо- держащих пластин. Устройства с более мощными источниками обеспечивают запись информации на менее чувствительные прием­ные слои фотополимеризуемых пластин. ЛЭУ, в которых использу­ются ИК-лазерные источники, часто называют термальными. При­меняемые в них лазеры (мощностью порядка 10 Вт) позволяют осуществлять запись информации на термочувствительные формные пластины.

ЛЭУ

Для записи на термочувствительные пластины

Для записи на светочувствительные пластины

С газовым лазером

С твердотельным лазером

С полупровод­никовым лазером

Внутренний барабан

Внешний барабан

Плоскостное

Классификационные признаки

Тип формных пластин

Тип лазерного источника

Конструкция устройства

Назначение

Механизиро­		Полуавтома­			Автомати­
ванные		тические			зированные
					1

Универсальные

Специализированные

Степень автоматизации

Рис. 10.10. Классификация экспонирующих устройств

Формат

Одним из основных признаков, по которым эти лазерные систе­мы относят к тому или другому типу, является их схема построения, они построены по одной из трех основных схем (рис. 10.11).

Рис. 10.11. Построение экспонирующих устройств: а — плоскостное; б — с внутренним барабаном; в —с внешним барабаном;

1 — лазер; 2 — линза; 3 — модулятор; 4 — зеркало

Они отличаются (см. § 9.3.3) способом размещения (позициони­рования) формного материала, определяющего характер разверткр изображения при записи.

Формный материал (рис. 10.11, а) в плоскостных устройства> располагается на горизонтальной плоскости, неподвижной или со­вершающей движение в направлении, перпендикулярном направле­нию записи. Горизонтальная и вертикальная развертка изображение производится с помощью сложной оптической системы, состоящей из линз и зеркал.

В устройствах, построенных по схеме с внутренним барабаном формный материал (рис. 10.11, б) располагается на внутренней по­верхности неподвижного барабана, имеющего форму незавершенно­го цилиндра. Развертка изображения в таком устройстве осуществ­ляется по вертикали за счет непрерывного вращения дефлекторов <

одной отражающей гранью и по горизонтали за счет перемещения дефлектора и оптической системы вдоль оси барабана.

Формный материал в устройствах с внешним барабаном (рис. 10.11, в) располагается на внешней поверхности непрерывно вращающегося барабана. Развертка изображения осуществляется по вертикали за счет вращения барабана и по горизонтали за счет перемещения оп­тической системы вдоль образующей барабана. В таких устройствах возможно осуществлять запись одним источником излучения, одна­ко, относительная простота фокусировки излучения на внешней по­верхности барабана позволяет реализовать также многолучевую за­пись. Таким образом, можно увеличить скорость записи, поскольку ее повышение за счет увеличения скорости вращения барабана мо­жет привести к отрыву от него формной пластины. Отдельные моде­ли современных ЛЭУ совмещают в себе преимущества устройств с внешним и внутренним барабаном (например, формная пластина расположена на внутренней поверхности барабана, а экспонирова­ние осуществляется лазерными диодами, расположенными на вра­щающемся цилиндре).

В зависимости от назначения ЛЭУ могут быть специализирован­ными и универсальными. Специализированные ЛЭУ предназначены для записи информации при изготовлении офсетных форм только для определенной печатной продукции (например, газетной), а уни­версальные используются для получения самой разнообразной пе­чатной продукции (газетной, журнальной и др.). В универсальных устройствах могут также применяться, например, лазерные источни­ки с различной длиной волны.

В зависимости от степени автоматизации ЛЭУ могут быть механизированными, полуавтоматическими и полностью автома­тизированными, в том числе, роботизированными. Различие между ними определяется степенью автоматизации, т. е. тем, каким обра­зом осуществляется загрузка, выгрузка пластин и их передача в секцию обработки: вручную или автоматически. Так, у полуавто­матических устройств возможны два варианта: пластины устанав­ливаются вручную, а передача их на обработку проводится автома­тически, или, наоборот, пластины загружаются автоматически, а их выгрузка и передача на обработку осуществляется вручную. При необходимости полуавтоматические устройства могут быть дове­дены до полностью автоматизированных.

Как правило, полностью автоматизированные ЛЭУ имеют в своем составе автозагрузчик пластин (однокассетный, емкостью от 100 до 200 пластин или многокассетный, содержащий несколько кассет) и устройство для удаления прокладочных листов бумаги, расположенных между пластинами. В таких устройствах электрон­ная система обнаружения краев пластин подготавливает их к вы­равниванию перед подачей в секцию экспонирования. После экс­понирования пластины автоматически подаются на обработку. В ряде ЛЭУ обеспечивается также возможность выполнения допол­нительных функций:

• динамической фокусировки для компенсации неравномерной толщины приемного слоя формной пластины;

• регулировки мощности лазерного источника;

• температурной компенсации, учитывающей расширение алюми­ниевой подложки при нагревании и усадку при охлаждении;

• балансировки барабана для снижения вибрации (в устройствах с внешним барабаном) и т.д.

Дополнительно автоматизированные ЛЭУ могут быть снабжены встроенным механизмом для пробивки штифтовых отверстий.

Кроме ЛЭУ в цифровых технологиях изготовления офсетных печатных форм используются устройства, обеспечивающие запись информации с помощью УФ-лампы по технологии СТсР. Это UV-Setter, которые относятся к плоскостным. Они могут быть уни­версальными или специализированными, а также различаться степе­нью автоматизации и форматом. Более подробно эти устройства рас­смотрены в § 10.3.5.

Основные технические характеристики устройств. Основные характеристики определяют технологические возможности ЛЭУ.

Разрешение записи. ЛЭУ могут поддерживать либо только одно фиксированное разрешение, либо несколько его значений в диапазо­не от 1200 до 5080 dpi. Таким образом обеспечивается возможность записи изображений с максимальной линиатурой порядка 305 Ірі. Такой набор установок разрешения не всегда используется в устрой­ствах, так как требуемое для большинства изданий качество изобра­жения на печатных формах различных типов обеспечивается при разрешении записи 2400 dpi, а для ряда специализированных уст­ройств даже при меньших значениях: 1200 и 1800 dpi. Поэтому на­бор разрешений записи в большинстве устройств часто ограничива­ется одним или двумя значениями. Ряд фирм выпускает два варианта одного устройства: с низкими (например, 1200 и 2400 dpi) и высоки­ми (1600 и 4000 dpi) разрешениями записи.

Повторяемость. Современные ЛЭУ отличаются достаточно вы­сокими значениями этого параметра. Минимальное, равное ±4-5 мкм, характерно для устройств барабанного типа, для плоскостных этот параметр значительно хуже, он равен ±25 мкм.

Скорость записи. Она зависит от разрешения записи: чем оно выше, тем меньше скорость записи изображения. Этот параметр крайне редко указывается в технической характеристике устройств. Наиболее часто упоминается не скорость записи, а производитель­ность устройств при фиксированном разрешении. Этот параметр учитывает операции: загрузку-выгрузку формных пластин, пробив­ку штифтовых отверстий и другие операции, которые предусмотре­ны в данном устройстве. Наименьшая производительность, равная 5-8 формам в час, обеспечивается в устройствах записи информации на термочувствительные пластины, причем зависит она от модели устройства и максимального формата экспонируемых пластин. Про­изводительность устройств при записи информации на светочувст­вительные пластины может составлять от 20-40 пластин в час при разрешении записи 2400 dpi до 60-80 пластин в час в специальных устройствах планшетного типа, предназначенных для газетной про­дукции. В ряде устройств обеспечивается возможность записи до 150-170 форм в час (при низком разрешении записи на пластины малого формата).

Формат. В современных моделях ЛЭУ существует возможность за­писи на формную пластину форматом от 216 х 279 мм до 1475 х 2030 мм, причем на одном и том же устройстве можно осуществлять запись информации на формные пластины из некоторого фиксированного диапазона форматов. Ряд устройств обладает возможностью одно­временной записи информации сразу на две пластины половинного формата.

Применение различных экспонирующих устройств для конкретных условий. Разнообразие моделей устройств объяс­няется тем, что не существует универсальной цифровой техно­логии, которая позволяла бы решить одновременно все задачи, стоящие перед формными процессами. При выборе устройства принимается во внимание тип источника излучения и конструк­тивные особенности устройства, так как благодаря этим пара­метрам обеспечивается получение требуемого качества изобра­жения. Производительность, степень автоматизации, простота и удобство обслуживания, стоимость самого устройства, срок экс­плуатации лазера также являются немаловажными параметрами. Следует учитывать, что и конструкция, и используемый лазер­ный источник ориентированы на запись информации на опреде­ленном типе формных пластин, а правильный выбор последних часто может иметь решающее значение. Разработчики уст­ройств, как правило, создают для них и формные пластины, хотя в мировой практике известны также универсальные типы форм­ных пластин, которые могут быть использованы в однотипных устройствах различных фирм-производителей.

Для производства разной печатной продукции: газетной, жур­нальной, книжной и другой выбор устройств для записи информа­ции осуществляется с учетом их технической характеристики и возможностей реализуемой технологии. Так, устройства, необхо­димые в газетном производстве, должны характеризоваться целым рядом возможностей, среди которых определяющим является ско­рость записи (и связанная с ней производительность). Поскольку традиционно в газетной продукции применяют относительно низ­кую линиатуру растрирования, то разрешение записи может быть ограничено 1200-1800 dpi. Удовлетворяют перечисленным требо­ваниям устройства плоскостного типа. В случае оснащения их ав­томатизированными системами загрузки и выгрузки пластин и процессором для обработки экспонированных пластин, смонтиро­ванным в линию, достигается значительное повышение производи­тельности.

Повысить ее можно также при применении специализированных газетных ЛЭУ, сконструированных таким образом, что на них мож­но одновременно производить запись сразу на две формные пласти­ны половинного формата, расположенные рядом. Форматы таких ЛЭУ должны соответствовать формату газетных печатных машин (их типичный формат 650 х 850 мм) или быть кратными ему, напри­мер, 850 х 1300 мм. Ко всему вышесказанному ЛЭУ оснащены, так называемыми, фиолетовыми лазерными источниками. Дешевизна, долговечность и достаточно высокая мощность излучения таких ис­точников делает их весьма перспективными.

Главным требованием, предъявляемым к цифровым технологиям для воспроизведения журнальной и книжной продукции, является качество, а скорость записи не имеет для таких изданий существен­ного значения. Поэтому могут быть использованы ЛЭУ, которые обеспечивают запись с большим разрешением и хорошей повторяе­мостью. Это — устройства барабанного типа, причем как с внутрен­ним, так и с внешним барабаном. Выбор конкретной конструкции устройства должен также учитывать возможности с точки зрения оснащения его лазерным источником определенного типа. Конст­рукция с внешним барабаном позволяет устанавливать лазерные источники, расположенные достаточно близко от поверхности бара­бана (и поэтому осуществлять запись на термочувствительные пла­стины, которые требуют большей энергии). Применение устройств с внутренним барабаном также позволяет достичь высокого качества изображения (плоскостные устройства не удовлетворяют требуемо­му качеству по повторяемости).

Отдельно стоит остановиться на UV-Setter, применяемом в цифровой технологии СТсР (см. § 10.3.5). Его плоскостная конст­рукция дает возможность использовать пластины различных форма­тов и гарантирует точность фокусировки независимо от толщины экспонируемой формной пластины, а система перемещения экспо­нирующей головки обеспечивает точность позиционирования ±2 мкм. Это значение меньше размера минимально разрешаемого элемента изображения, поэтому при экспонировании обеспечивается доста­точно высокое качество изображения.

Такие устройства находят применение для изготовления жур­нальной, рекламной и другой продукции на предприятиях с небольшой загрузкой производства. Это связано с относительно не­высокой их производительностью, которая составляет 3-4 пластинь в час. Однако UV-Setter, разработанный для газетного производства имеет производительность до 100 пластин в час. Загрузка, пробивк< штифтовых отверстий и выгрузка пластин в нем полностью автома­тизированы.