Классификация лазерных сканирующих устройств

Технология Computer-to-Film является традиционной в офсетной печати. Данные из компьютера передаются в устройство для записи на фотопленку, в результате получается фотоформа, затем изображение с фотоформы копируют на формную пластину и получают печатную форму.

Предшественником технологии CTF была аналоговая технология с использованием ручного монтажа фотоформ-полос.

В настоящее время данную технологиюеще применяют предприятия, имеющие постоянные заказы однотипного макета. у которых нет дефицита производственных площадей, времени и трудовых ресурсов. Но в большинстве случаев эта технология ушла в прошлое.

– Электронный монтаж файлов-полос по сравнению с ручным монтажом не требует дополнительные материалы (спец. скотч и лавсановые плёнки), так как уже готовая фотоформа выводится на специальных фотовыводных устройствах(ФВУ). Этот способ является наиболее экономичным и быстрым. Благодаря применению CTF технологический процесс допечатной подготовки стал короче, так как исчезла необходимость в резке, размещении и склеивании отдельных частей монтажа.

Благодаря использованию фотовыводных устройств, которые выводят все свёрстанные полосы издания на единую плёнку, достигается высокое качество вывода. При этом достигается высокий показатель оптического диапазона плотностей, и разрешающей способности вывода.

Технология СТсР (Computer To conventional Plate)

На этапе формных процессов таким прогрессивным изменением явилась технология CTP (Computer To Plate — изготовление пластин без использования фотопленки). Одно из направлений СТР — экспонирование на пластине необходимого изображения с помощью лазера. Это, в свою очередь, потребовало создания специальных чувствительных к лазеру пластин: термальных и серебро-галоидных (в просторечии «фиолетовых»). Такие пластины существенно дороже обычных, поэтому экономический эффект от их применения заметен только на предприятиях, где у специалистов большая зарплата, арендная плата высокая, электричество дорогое, но очень высокий темп работы. Кроме того, технология требует особой, далеко не дешевой химии, к которой нужно приспосабливаться, а получаемые пластины менее тиражестойки, так как их нельзя отжигать. По этой причине в СТР существуют серьезные проблемы с использованием УФ-красок.

Другим направлением СТР стала технология СТсР (Computer To conventional Plate — передача изображения из компьютера на обычную офсетную пластину). В данной технологии также не нужно создавать фотоформу, но пластины используются обычные, с обычной химией и даже с теми же самыми цветами пластин до и после проявки. В устройстве экспонирования печатных форм (плейтсеттере) UV-Setter используется обычная УФ-лампа с длиной волны 360-450 нм, широко применяемая в формных процессорах.

1. Оборудование, применяемое дл я 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.