2.1.Схема допечатной подготовки издания

по технологии Computer-to-Plate

3. Оборудование, применяемое для записи изображения на пленку Классификация лазерных сканирующих устройств

В настоящее время известно более 200 моделей фотовыводных устройств, основу которых составляют сканирующие устройства. Точность и быстродействие работы лазерного сканирующего устройства во многом определяют качество изображения, получаемого на экспонированных фотографических, а также производительность изготовления форм и фотоформ. Составить представление о наиболее распространенных лазерных сканирующих устройствах можно путем рассмотрения их основных квалификационных признаков, к которым относятся: тип схемы построения устройства; тип лазера; тип модулятора лазерного излучения; тип развертывающего элемента (дефлектора); тип оптической системы; тип механизма транспортировки материала.

Схема построения — один из основных признаков для классификации лазерных сканирующих устройств, который определяет характер размещения и транспортирования экспонируемого материала и способ развертки изображения. Современные лазерные выводные устройства по схеме построения принципиально разделяются на два типа: плоскостной и барабанный.

В плоскостном фотовыводном устройстве (рис. 1) материал располагается в плоскости и перемещается (непрерывно или дискретно), осуществляя развертку изображения по вертикали. Горизонтальная развертка изображения производится непрерывно вращающимся многогранным, а иногда качающимся одногранным зеркальным дефлектором. Фотовыводные устройства, построенные по этой схеме, называют также устрой-ствами ролевого, или капстанового (от англ . capstan — вал), типа, а также планшетными (рис. 1 ).

 

Рис.1. Лазерное фотовыводное устройство плоскостного типа:

Барабанные выводные устройства могут иметь конструкцию с внутренним или внешним барабаном. В первом случае экспонируемый материал располагается на внутренней поверхности неподвижного цилиндра (рис. 2 ), а развертка изображения осуществляется по вертикали за счет непрерывного вращения дефлектора с одной отражающей гранью (зеркало, прямоугольная призма или пентапризма) и по горизонтали вследствие перемещения дефлектора и оптической системы вдоль оси барабана. По окончании записи в таких фотовыводных устройствах фотоматериал перематывается из подающей кассеты в приемную, а в формовыводных устройствах пластина автоматически или вручную выводится из позиции записи.

В устройствах с внешним барабаном фотоматериал (листовой) располагается на внешней поверхности непрерывно вращающегося цилиндра (рис. 3), а развертка изображения осуществляется по вертикали за счет вращения барабана, а по горизонтали — вследствие перемещения оптической системы вдоль образующей барабана.

 

Рис. 2. Лазерное фотовыводное устройство с внутренним барабаном:

В отдельную группу можно выделить устройства с так называемым виртуальным барабаном. В этих устройствах цилиндра как такового нет, но фотоматериал за счет своих упругих свойств, различных направляющих и других приспособлений располагается по цилиндрической поверхности и принимает форму барабана или полубарабана.

 

Рис. 3. Лазерное фотовыводное устройство с внешним барабаном

 Основными достоинствами фотовыводных устройств плоскостного (ролевого) типа являются простота конструкции, достаточно высокая надежность, низкая цена, а также возможность записи большого по длине участка пленки. Максимальная длина ограничивается только возможностями растрового процессора и реже — емкостью приемной кассеты (когда она невелика). Определенным плюсом следует считать и относительно малые размеры.

Недостатки фотовыводных устройств плоскостного типа — прежде всего относительно низкая повторяемость (40-50 мкм для наиболее простых моделей, 25 мкм для высокоточных) — обусловлены погрешностями изготовления и работы вращающихся многогранных дефлекторов и механизма протяжки фотопленки. В целом такие устройства можно охарактеризовать как простое и экономичное оборудование для выпуска продукции, не требующей высокой линиатуры (152-200 lpi), при средней производительности.

Выводные устройства, работающие по принципу «внутренний барабан», сегодня являются наиболее популярными и позволяют записывать изображение с растром до 305 lpi, обеспечивая повторяемость ±5 мкм по всему формату.

Их достоинствами являются достаточность одного источника излучения, благодаря чему достигается высокая точность записи; простота фокусировки и отсутствие необходимости юстировки лазерных лучей, простота замены источников излучения; большая оптическая глубина резкости, простота установки перфорирующего устройства для штифтовой приводки форм.

 

Рис. 4. Диаграмма распределения фотовыводных устройств

 Внешнебарабанные устройства позволяют экспонировать фотоматериалы больших форматов. К их недостаткам относят использование значительного числа лазерных диодов и, как следствие, такого же числа информационных каналов; необходимость трудоемкой юстировки; сложность установки устройств для перфорирования форм. Ввиду высокой стоимости фотовыводные устройства с внешним барабаном сейчас используются редко, несмотря на то что они позволяют записывать изображение с разрешающей способностью до 5080 dpi.

По типу лазера выводные устрой-ства можно разделить на устройства с газовыми лазерами, твердотельными и полупроводниковыми (лазерными диодами). Тип лазера определяется в основном физико-химическими свойствами и чувствительностью экс-понируемых материалов. В выводных устройствах используются следующие типы лазерных источников света:

• аргон-ионный (Ar+) голубой лазер с длиной волны 488 нм;

• гелий-неоновый (He-Ne) красный лазер с длиной волны 633 нм;

• полупроводниковый красный лазер (IR) с длиной волны 635, 650, 660, 670 нм;

• полупроводниковый инфракрасный лазер (IR) с длиной волны 780, 830, 1050, 1064 нм;

• твердотельный зеленый лазер на иттрий-алюминиевом гранате с двойной частотой (FD:YAG) с длиной волны 532 нм;

• твердотельный лазер на иттрий-алюминиевом гранате с неодимом (ND:YAG) с длиной волны 1064 нм;

• полупроводниковый фиолетовый лазер (IR) с длиной волны 400-410 нм.

Из диаграммы (рис. 6) видно, что в 75% фотовыводных устройств используются полупроводниковые лазеры. Это объясняется следующими достоинствами:

1. Миниатюрностью: теоретическая минимальная длина резонатора близка к 10 мкм, а площадь его поперечного сечения — к 1 мкм²(объем активной области может достигать 10-12 см³).

2. Высоким КПД преобразования энергии накачки в излучение, приближающимся у лучших образцов к теоретическому пределу. Это обусловлено тем, что лишь при инжекционной накачке удается исключить нежелательные потери — вся энергия электрического тока переходит в энергию возбужденных электронов.

3. Удобством управления: низкие напряжения и токи возбуждения, совместимые с интегральными микросхемами; возможность изменения мощности излучения без применения внешних модуляторов; работа как в непрерывном, так и в импульсном режимах с обеспечением при этом очень высокой скорости переключения (в пикосекундном диапазоне).

Полупроводниковым лазерам присущи и определенные недостатки, из них принципиальными можно считать следующие: невысокая когерент-ность излучения (в сравнении, например, с газовыми лазерами), большая угловая расходимость, эллиптический астигматизм, резкое уменьшение мощности излучения при повышении температуры.

 

Рис. 6. Диаграмма распределения по типу используемого лазера устройств: a — фотовыводных;

 В фотовыводных устройствах используются лазеры мощностью 1-10 мВт, что обусловлено высокой светочувствительностью современных фотографических материалов.

В большинстве существующих фотовыводных устройств используется всего один записывающий элемент, то есть луч лазера, прошедший через систему развертки, фокусировки и т.д. Но при записи больших форматов, например 750x1100 мм, для увеличения скорости применяется система, где с помощью набора призм луч лазера разбивается на пучок лучей. После этого экспонирование происходит не одним, а несколькими (шестью, восемью и т.д.) лучами.

3. Изготовление печатной формы копированием изображения с фотоформы на формную пластину

Этапы изготовления монометаллической печатной формы:

1. Контроль фотоформы и формных пластин

2. Выбор режимов экспонирования и обработки копий

3. Экспонирование позитивного копировального слоя через позитивную фотоформу – рис. 7, а (или негативного слоя через негативную фотоформу)

4. Обработка копии в процессоре: проявление, промывка в воде(рис.7,б), нанесение защитного покрытия (рис.6.1,в), сушка;

5. Техническая корректура (при необходимости)

6. Термообработка (при необходимости)

3. Технология и оборудование СТсР «компьютер – традиционная печатная форма»

Рис.8

Цифровая запись офсетных печатных форм, реализующая возможность использования традиционных монометаллических формных пластин, известная как СТсР (computer to conventional plate), осуществляется при экспонировании УФ-лампой (с длиной волны излучения 360÷450 нм) в формовыводном устройстве UV-Setter. На рис. 8 показан принцип записи изображения на формную пластину по технологии СТсР.

Рис.9 Схема принципа записи по технологии СТсР в устройстве UV-Setter

В устройстве осуществляется процесс DSI (direct screen imaging - цифровое растровое экспонирование), основанный на технологии DLP (digital light processing - цифровая модуляция света). Основой этой технологии является использование микрозеркального устройства DMD-чипа, на котором расположено 1,3 миллиона микрозеркал (площадь одного микрозеркала 16 мкм²). В процессе экспонирования в записывающей головке мощный поток излучения УФ-лампы 2 направляется рефлектором 1 на конденсорную линзу 3. Создаваемый ею параллельный световой поток с равномерной освещенностью поступает на зеркало 4, а затем на микрозеркальный чип 5.

Каждое микрозеркало чипа управляется таким образом, что будет направлять отраженный луч либо в фокусирующую линзу 6, либо мимо нее. Поэтому каждое из зеркал формирует точку, которая в дальнейшем и проецируется на формную пластину 7 (минимальный размер лементарной точки в зависимости от разрешения равен от 10 до 28 мкм).

Процесс записи в устройстве UV-Setter по технологии СТсР максимально приближен к традиционной технологии экспонирования в копировальном станке. Устройство построено по плоскостному принципу (т.е. экспонирование происходит на плоской поверхности) и снабжено столом с вакуумным прижимом. Неизменное и точное расстояние между объективом и поверхностью пластины обеспечивает высокие результаты. Благодаря четкой фокусировки излучения появляется возможность избежать деформации растровой точки. В режиме реального времени позиционирующее устройство производит компенсацию в зависимости от изменения толщины пластины или неравномерности ее поверхности, поэтому независимо от толщины достигается высокая точность фокусировки.

Для достижения высочайшей точности при экспонировании плейтсеттер снабжен вакуумным столом с устройствами штифтовой приводки. Следует отметить, что СТсР корректно воспроизводит и растровые точки в высоких светах, и тончайшие засечки в декоративных шрифтах.

Различные модели UV-Setter позволяют записывать от 7 до 25 форм в час (имеется в виду полное использование формата; для записи на формные пластины меньших размеров скорость выше), хотя специализированные устройства для газетного производства могут записывать и до 100 пластин в час. Повышение производительности достигается также использованием в устройстве двух записывающих головок.

Пластины и цветопробы при СТсР

Устройство UV-Setter может осуществлять запись изображения на формные пластины как с позитивным, так и негативным копировальным слоем.

Протестированные по рассматриваемой технологии обычные офсетные пластины различных производителей показали стабильно высокие результаты. К тому же отмечено, что особенно быстро обрабатываются негативные пластины, поскольку экспозиции подлежат только печатные элементы, которые, как правило, занимают меньшую площадь по сравнению с пробельными. Нужно также подчеркнуть, что некоторые устройства СТсР, обладающие несколькими экспонирующими головками, позволяют готовить сразу несколько пластин одновременно.

Кроме того, плейтсеттеры позволяют экспонировать такие же цветопробные материалы, как и в случае пленочной технологии, что, например, невозможно при использовании технологии СТР с термальными и «фиолетовыми» пластинами, для которых необходимо докупать оборудование цифровой цветопробы и мириться с ее отклонениями.

У плейтсеттера практически нет ограничения по формату экспонируемых пластин: диапазон форматов ограничен только сверху — конструкцией определенной модели (вплоть до 1500- 2210 мм).

3. Достоинства и недостатки рассматриваемых технологий

Достоинства технологии Computer-to-Film:

• Требует значительно меньше инвестиций, чем Computer-to-Plate;

• Фотопленка по-прежнему остается дешевым носителем изображения, на ней легче и дешевле исправить возможные ошибки;

• Благодаря «многоэтапности» технологии возможно разделение производства, что позволяет осуществлять контроль почти на каждом этапе технологии;

• Технология существует уже много лет и хорошо отлажена.

Недостатки технологии Computer-to-Film:

• Множество технологических операций, а значит вероятность появления ошибок выше.

• Необходимость ручного труда. Почти всегда при работе с пленками требуется ручной труд, даже если вывод сделан полным спуском.

• Временной фактор, (процесс изготовления печатных форм достаточно длительный).

Достоинства технологии computer to conventional plate:

Расстояние от фокусирующей линзы до поверхности пластины измеряется с помощью лазера и корректируется автоматически, поэтому независимо от толщины материала достигается высокая точность фокусировки.

• Плейтсеттер формирует квадратные по форме пикселы размером от 10 до 28 мкм, в зависимости от требуемого разрешения. Воспроизведенные растровые точки имеют четко очерченные края, что на практике гарантирует идеальную передачу изображения как в насыщенных цветах, так и полутонах. Четкая граница между экспонированными и неэкспонированными участками печатных пластин позволяет применять их при печати больших тиражей без потери качества.

Рис.11

• Устройства UV-Setter позволяют достигать высокого качества экспонирования даже при сравнительно низком разрешении, что дает возможность уменьшить время растрирования и объем входных данных. Так, для воспроизведения растра с линиатурой 200 lpi при 256 градациях каждого цвета могут быть использованы пластины, экспонированные на плейтсеттере с разрешением 1500 dpi вместо требуемого для лазерного СТР разрешения 2540 dpi. А эта разница обусловливает увеличение производительности работы оборудования. Максимальное аппаратное разрешение, получаемое при экспонировании на UV-Setter, — 3000 dpi.

• Как известно, материалы, чувствительные к ультрафиолетовому излучению, могут обрабатываться в условиях обычного освещения. Таким образом, отпадает необходимость в темных комнатах и специальных светильниках в отдельно оборудованном помещении, как того требует работа с фототехнической пленкой.

• Плейтсеттеры сконструированы таким образом, что экспонирование происходит на плоской поверхности. Именно это позволяет экспонировать в одном устройстве пластины различных форматов. Кроме того, плоская поверхность экспонирования обеспечивает четкую фокусировку излучения и позволяет избежать деформации растровой точки. Другое преимущество плоскостной системы — простота замены систем перфорации для штифтовой приводки на различных машинах.

• Все модели плейтсеттеров управляются с помощью удобно расположенной компьютерной панели, клавиатуры и мыши. Узлы и компоненты устройства снабжены датчиками, позволяющими контролировать весь процесс экспозиции. Компьютерная система руководит обменом данными между микрозеркальным чипом и управляющей схемой, а также ведет регистрацию ошибок с записью в файл. Это облегчает ремонт и сервисное обслуживание. Кроме того, UV-Setter снабжен внешним интерфейсом, с помощью которого информация об ошибках и неисправностях без задержек передается в сервисный центр.

• Стандартным является наличие сканера для калибровки.

• UV-Setter снабжен специальной демпферной (стабилизирующей) системой устранения внешних воздействий. Благодаря этой системе на результатах работы не сказывается вибрация от стоящих рядом механизмов.

Экономический аспект

В технологии СТсР применяются традиционные пластины и не используется фототехническая пленка. Поэтому по сравнению со старыми технологиями при использовании СТсР экономия основывается на отсутствии расходов на пленку и необходимую для ее обработки химию, а при применении СТР экономия происходит за счет низкой стоимости традиционных пластин по сравнению с термальными и «фиолетовыми» (плюс дорогая химия для последних двух). Дополнительными преимуществами СТсР являются высвобождение оборотных средств, прежде уходивших на формирование запасов пленки, снижение численности работающих, освобождение площадей, уменьшение затрат на коммунальные расходы и электроэнергию.

Оборудование СТсР стоит дороже, чем оборудование для пленочной технологии, но разница быстро покрывается за счет снижения текущих затрат на пленку и химию. Разумеется, чем больше загрузка оборудования, тем быстрее оно окупается. Однако получаемая здесь экономия столь существенна, что данное оборудование быстро окупается даже в средних типографиях, не говоря уже о крупных. То же самое относится и к технологии, так как даже разница в стоимости метра между пластинами несколько больше, чем стоимость метра пленки, не говоря уже о цене химикатов.

Таким образом, заплатив немного больше за оборудование, даже без учета стоимости высвобождаемого оборудования, типография получает реальный экономический выигрыш.

Недостатки технологии computer to conventional plate:

• Если обнаружена какая-то ошибка, то ее можно исправить, только переделав пластину (или даже весь комплект). А это недешево.

• Требуются значительные капиталовложения, потому эту технологию не могут себе позволить малые и начинающие средние типографии.