8.2 Схемы построения фна

Как и любое механическое устройство, ФНА обладает рядом конструктивных характеристик, от которых во многом зависит качество конечной продукции. К этим характеристикам относятся:

- тип механизма протяжки фотоматериала;

- применяемая система развертки;

- тип источника излучения;

- количество записывающих элементов.

Основным признаком, по которому ФНА относят к тому или иному типу, является схема их построения, которая определяет характер размещения и транспортирования фотоматериала и способ развертки изображения.

В настоящее время лазерные ФНА имеют три принципиально разных схемы построения, отличающиеся способом протяжки фотоматериала:

1. Фотоматериал располагается в плоскости и перемещается (непрерывно или дискретно), создавая развертывание изображения по вертикали. Горизонтальная развертка осуществляется непрерывно зеркальным дефлектором, который вращается.

ФНА, построенные по этой схеме, называются автоматамиролевого или капстанового(от англ.cарstаn - вал) типа (рис. 8.10).

Рисунок 8.10 – Cхема построения ФНА капстанового типа

2. Формный материал располагается на внутренней поверхности неподвижного барабана (цилиндра). Развертывание изображения осуществляется по вертикали за счет непрерывного вращения дефлектора, а по горизонтали за счет перемещения дефлектора и оптической системы вдоль оси барабана. После окончания записи фотоматериал перематывается из подающей кассеты в приёмную. ФНА, построенные по этой схеме, принадлежат к типу автоматов с внутренним барабаном(рис. 8.11).

Рисунок 8.11 – Схема построения ФНА с внутренним барабаном

3. Фотоматериал располагается на внешней поверхности барабана (цилиндра), который непрерывно вращается, а развертывание изображения осуществляется по вертикали благодаря вращению барабана и по горизонтали - благодаря перемещению оптической системы вдоль образующей барабана. Такие ФНА принадлежат к автоматамс внешним барабаном(рис. 8.12).

Рисунок 8.12 – Схема построения ФНА с внешним 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.

На мировом рынке полиграфического оборудования доля плоскостных устройств среди фотовыводных составляет 50%, а доля барабанных устройств, построенных по технологии «внутренний барабан и «внешний барабан»– 36 и 8 % соответственно. Процент фотовыводных устройств с виртуальным барабаном мал – 6%.

8.2.1 Фна с плоской протяжкой фотоматериала

Машины с плоской (плоскостной) протяжкой фотоматериала (рис. 8.13), известные под собирательным именем "капстан", используют сам процесс транспортировки пленки для организации одного из направлений развертки. Каждому пробегу лазерного луча "поперек" пленки соответствует ее сдвиг на один шаг "вдоль". Величина шага зависит от разрешения.

Рисунок 8.13 – ФНА с плоской протяжкой фотоматериала

Запись осуществляется лазерным источником излучения 1, луч которого проходит через механический затвор 2, собирающую линзу 3, аку-стооптический модулятор 4, телескопическую систему 8 и попадает на зеркальную призму 10. Отраженный от зеркальной призмы лазерный луч проходит через линзу 9, один из светофильтров, расположенных на турели 11, поляризатор 7 и линзу 14. Затем лазерный луч через перископическую призму 15 и объектив 16 попадает на одну из зеркальных граней вращающегося призменного дефлектора 17. Отраженный от дефлектора луч проходит обратно через объектив 16 и попадает на плоское, а затем на сферическое зеркало 5 и на фотоматериал 12. В качестве датчика начала строки используется фотоприемник 13.

Проскальзывание между пленкой и приводными валами, а также неравномерность перемещения самого механизма, вызванная сопротивлением движению со стороны пленки, приводит к искажениям изображения и заметному несовмещению цветоделенных фотоформ. Чтобы уменьшить искажения, в более сложных моделях выводных устройств, применяют специальные антифрикционные материалы для изготовления поверхности приводных валов, устанавливают системы стабилизации натяжения фотоматериала и усилия прижима. В системах наиболее высокого качества используют петлеобразные буфера до и после зоны экспонирования - это позволяет практически полностью избавиться от неравномерности натяжения пленки.

Несмотря на такие усложнения, устройство транспортировки материала машин типа "капстан" считается наиболее простым, что обеспечивает относительно низкую стоимость системы в целом.

Увеличение скоростей записи для аппаратов этого класса ограничивается в основном быстродействием модуляторов и (в меньшей степени) частотой вращения многогранного зеркала.

После развертывания лазерного луча в плоский веер его направление меняется так, чтобы плоскость развертки стала перпендикулярной плоскости пленки и направлению ее движения. Для компенсации нелинейности развертки в тракт лазерного луча вносится специальная корректирующая линза. После вращающегося многогранного зеркала (с плоскими гранями) перемещение лазерного луча происходит по линейному закону "угол поворота пропорционален времени", а перемещение следа лазерного луча на фотоматериале – по нелинейному закону "перемещение пропорционально тангенсу времени". Эта нелинейность тем значительнее, чем больше угол отклонения луча или, что - то же самое, чем больше ширина зоны экспонирования и чем меньше расстояние от вращающегося зеркала до поверхности пленки. Однако даже при небольших углах отклонения для компенсации нелинейности развертки требуется установка линзы специальной формы. Качество ее изготовления, наряду с геометрическими параметрами тракта развертки лазерного луча (длиной пробега от зеркала до пленки), определяет такую важную характеристику машины, как нелинейность развертки.

Оптические системы в лазерных ФНА с плоскостной развёрткой, то есть в автоматах капстанового типа, в зависимости от взаимного расположения фокусирующего объектива и развёртывающего изображение дефлектора бывают двух типов: с после - и дообьективной разверткой.

Системы с послеобьективной разверткой характеризуются малогабаритными объективами простой конструкции, поскольку они всегда работают в параксиальной области и требуют корректирования лишь сферической аберрации. Тем не менее, в связи со сложностью конструкции оптической системы послеобьективная развёртка редко используется в ФНА капстанового типа, зато широко применяется в ФНА, где фотоматериал располагается на внутренней поверхности барабана.

Системы с дообьективной разверткой широко используются в ФНА с плоскостным расположением фотоматериала. Эти системы имеют сложные многокомпонентные линзовые или зеркальнолинзовые объективы, которые обеспечивают телецентричный ход лучей. Такие объективы компенсируют криволинейность поля изображения линии растра и неравномерность быстрого движения луча под разными углами в процессе сканирования, сканирующее пятно имеет разную форму: по бокам формата записи - эллиптическую, а в центре - круглую. А это влияет на качество изображения.

Разрешение машин этого класса невелико и составляет 1000-2500 точек на дюйм (у лучших моделей - например, FT-R3050 - до 3000 точек/дюйм). Их быстродействие соизмеримо с быстродействием машин с внутренним барабаном (хотя этот параметр во многом зависит от конкретной модели устройства) и находится в пределах 100-1700 мм/мин при разрешении около 1000 dpi.

Основными преимуществами ФНА капстанового типа является простота конструкции, довольно высокая надежность, невысокая цена. К другим преимуществам этих ФНА можно отнести возможность записи большого по длине участка пленки. Максимальная длина ограничивается только возможностью растрового процессора и меньшая - ёмкостью приёмной кассеты (если она небольшая). Определенным преимуществом можно считать также относительно небольшие размеры ФНА.

Недостатки ФНА капстанового типа обусловленные построением оптической системы, погрешностями изготовления и работы вращающихся многогранных дефлекторов и механизма протягивания фотопленки.

К основным недостаткам таких машин можно отнести сравнительно низкую повторяемость (40-50 мкм для наиболее простых моделей, 25 мкм для самых качественных) и заметную нелинейность.

Сложность изготовления корректирующей оптики и требование малого угла отклонения луча не позволяют производить системы экспонирования данного типа для форматов больше А2 (максимальная ширина зоны экспонирования - около 50 см). Большая часть подобных устройств имеет ширину поля записи 300-400 мм. В целом машины типа "капстан" можно охарактеризовать как простые и экономичные устройства для продукции "бизнес-класса", которая не требует высокой линиатуры (152...200 линий/дюйм) при средней производительности, имеющие низкую и среднюю производительность.