ЛАЗЕРНЫЕ ЭКСПОНИРУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА

Факторы, тормозящие внедрение CtP

Если в производстве используются печатные машины большого формата (от А1 и выше), то при внедрении CtP необходимы значительные начальные инвестиции. Связано это с тем, что печатать с составных печатных форм невозможно — для полноценного использования печатной машины необходимо экспонировать формы полного формата. Приобретение системы CtP такого формата обходится недешево, а это означает длительный срок окупаемости системы и проблемы с единовременным выделением значительной суммы капитальных вложений. В то же время, имея ФНА даже небольшого формата, можно вручную смонтировать любой спуск полос, а потом на сравнительно недорогой копировальной установке изготовить формы полного формата.

Классификация лазерных сканирующих устройств

В настоящее время известно более 200 моделей фотовыводных и более столько же формовыводных устройств, основу которых составляют сканирующие устройства. Точность и быстродействие работы лазерного сканирующего устройства во многом определяют качество изображения, получаемого на экспонированных фотографических или формных материалах, 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 или формовыводном устройстве (рис. 2) 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. 2 а ).

Рис. 2. Лазерное выводное устройство плоскостного типа:
а — фотовыводное; б — формовыводное

Барабанные выводные устройства могут иметь конструкцию с внутренним или внешним барабаном. В первом случае экспонируемый материал располагается на внутренней поверхности неподвижного цилиндра (рис. 3 а ) или полуцилиндра (рис. 3 б ), 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.

Таблица 3. Распределение числа моделей фотовыводных устройств

В устройствах с внешним барабаном фотоматериал (листовой) или формная пластина располагается на внешней поверхности непрерывно вращающегося цилиндра (рис. 4), а развертка изображения осуществляется по вертикали за счет вращения барабана, а по горизонтали — вследствие перемещения оптической системы вдоль образующей барабана.

Рис. 3. Лазерное выводное устройство с внутренним барабаном:
а — фотовыводное; б — формовыводное

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.

Анализ 200 различных моделей фотовыводных и 200 моделей формовыводных устройств, представленных за последние 5-6 лет на мировом рынке полиграфического оборудования, показывает (рис. 5), что доля плоскостных устройств среди фотовыводных составляет 50%, а среди формовыводных — только 23%. При этом доля барабанных устройств, построенных по технологии «внутренний барабан», среди фотовыводных и формовыводных примерно одинакова и равна 36 и 34% соответственно. Доля устройств, построенных по технологии «внешний барабан», среди фотовыводного оборудования составляет всего 8%, а среди формовыводных эта технология является доминирующей и равна 43%. Процент фотовыводных устройств с виртуальным барабаном мал — всего 6%.

Рис. 4. Лазерное выводное устройство
с внешним барабаном

В табл. 1 и 2 приведены значения технических параметров для фотовыводных и формовыводных устройств соответственно, в том числе параметров, значения которых получены путем расчета среднестатистических значений при рассмотрении технических характеристик 200 моделей фотовыводных и 200 моделей формовыводных устройств.

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. 5. Диаграмма распределения по типу схемы построения устройств: а — фотовыводных; б — формовыводных

Внешнебарабанные устройства позволяют экспонировать фотоматериалы и пластины 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.

При экспонировании термочувствительных формных пластин в инфракрасной области спектра преимущество имеет внешнебарабанная конструкция. Дело в том, что ИК-экспонирование требует высоких затрат энергии и ее источник должен находиться на небольшом расстоянии от поверхности печатной формы. У устройств с записью на внутреннюю поверхность барабана расстояние от пластины до развертывающего элемента соответствует радиусу барабана и возрастает с увеличением формата пластины. Для того чтобы генерировать исключительно маленькую и резкую точку на таком расстоянии, требуется дорогостоящая оптика.

При записи печатных форм ско-ростные характеристики формовыводных устройств во многом зависят от чувствительности формного материала. Внешние барабаны имеют сравнительно небольшую скорость вращения, например при записи термочувствительных материалов частота вращения барабана составляет 150 об./мин. Сокращение времени экспонирования печатной формы достигается путем увеличения числа лазерных диодов. При этом вероятность сбоев при работе возрастает с ростом числа диодов.

В настоящее время для записи печатных форм формата менее 70 x 100 см примерно в равных долях используются устройства всех трех типов пострения. Для больших форматов печатных форм определенные преимущества имеет техника с внешним барабаном. Планшетный способ широко применяется в области форматов до 50 x 70 см для газетного производства. Причем в последнем случае его преимущества объясняются именно небольшими форматами и достаточностью относительно низких разрешений.

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.

На рис. 6 представлены диаграммы распределения количества фотовыводных (рис. 6 а ) и формовыводных (рис. 6 б ) устройств по использованию того или иного типа лазерного источника света. Следует отметить, что диаграмма для формовыводных устройств построена с учетом возможности оснащения некоторых устройств при их покупке различными типами лазеров. Данные о частоте использования того или иного типа лазеров в выводных устройствах различных типов приведены в табл. 3 и 4.

Из диаграмм (рис. 6) видно, что в 75% фотовыводных и 50% формовыводных 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; б — формовыводных

В фотовыводных устройствах используются лазеры мощностью 1-10 мВт, что обусловлено высокой светочувствительностью современных фотографических материалов. В формовыводных устройствах для записи на светочувствительные формные пластины применяются лазеры мощностью от 10 до 100 мВт, а для записи на термочувствительные пластины требуются лазеры мощностью порядка 10 Вт.

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 750×1100 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. Наибольшее распространение метод многолучевой записи получил в технологии экспонирования формного материала. Например, в формовыводном устройстве Trendsetter фирмы Heidelberg для записи используются одновременно 240 лучей, которые создает мощный 20-эмиттерный лазерный диод с многоканальным электрооптическим модулятором.

При применении многолучевого метода записи резко возрастают требования к самому источнику излучения и оптической системе. Лазер должен быть достаточно мощным и обеспечивать устойчивую форму точки на фотоформе или форме.

В устройствах для изготовления флексографских печатных форм и форм глубокой печати методом прямой возгонки формного материала могут применяться мощные СО2-лазеры с длиной волны 10,6 мкм. Но широкое применение СО2-лазеров для выпуска высококачественной продукции невозможно. Дело в том, что при длине волны излучения 10,6 мкм его практически невозможно сфокусировать в пятно диаметром меньше 50 мкм, а следовательно, устойчивое воспроизведение элементов размером 15-20 мкм оказывается проблематичным.

Известны выводные устройства, в которых используется несколько одинаковых лазеров для записи изображения. Например, в фотовыводном устройстве FujiFilm Luxel F9000 может быть установлено от одного до трех лазеров.

Продолжение в следующем номере

КомпьюАрт
5’2004

Технология и оборудование для прямого экспонирования печатных форм

Достоинства технологии CtP

Факторы, тормозящие внедрение CtP

Пластины для CtP

Характеристики процесса изготовления форм

Технология Computer-to-Plate, являющаяся основным способом изготовления печатных форм в странах с высокоразвитой полиграфией, в последнее время стала широко gриеняться и на российских предприятиях. Это обусловлено тем, что сегодня уже созданы все условия для ее внедрения: появились достаточно тиражестойкие формные материалы, пригодные для поэлементной записи изображений; эффективное оборудование, осуществляющее прямое экспонирование формного материала с высоким разрешением и скоростью; надежные программные средства допечатной подготовки изданий; накоплен определенный опыт использования CtP как за рубежом, так и в нашей стране.

Технология CtP представляет собой управляемый компьютером процесс изготовления печатной формы методом прямой записи изображения на формный материал. Для этого процесса, который реализуется с помощью однолучевого или многолучевого сканирования, характерна высокая точность, так как каждая пластина является первой оригинальной копией, изготовленной с одних и тех же цифровых данных. В результате повышается резкость точек, точность приводки и точность воспроизведения всего тонального диапазона исходного изображения, снижается растискивание растровой точки, и одновременно с этим значительно сокращается время подготовительных и приладочных работ на печатной машине.

Лазерные экспонирующие устройства

Разновидности экспонирующих устройств. Л ЭУ для записи информации на офсетные формные пластины предназначены для экспонирования лазерным излучением приємного слоя формной пластины. Они могут быть вьполнены либо в виде отдельного мо­дуля, либо в виде поточной линии с устройствами для вьполнения операций обработки пластин после экспонирования.

ЛЭУ можно классифицировать по ряду признаков: типу форм­них пластин, используемых для записи информации, типу лазерного источника, конструкции (схеме построения), назначению, степени автоматизации, формату. 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 l= 405-410 нм. Они выпускаются в нескольких модификациях с источниками излучения мощностью, отличающейся на порядок — от 5 до 60 мВт. Л ЭУ с маломощными источниками используются при экспонировании высокочувствительных серебросодержащих пластин. Устройства с более мощными источниками обеспечивают запись информации на менее чувствительные приемные слои фотополимеризуемых пластин. Л ЭУ, в которых испозуются ИК-лазерные источники, часто называют термальными. Применяемые в них лазеры (мощностью порядка 10 Вт) позволяют осуществлять запись информации на термочувствительные формные пластины.

Одним из основних признаков, по которым эти лазерне системы относят к тому или иному типу, является их система построения, они построены по одной из трех основных схем.

а — плоскостное; б — с внутренним барабаном; в —с внешним барабаном;

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

Они отличаются способом размещения (позиционирования) формного материала, определяющего характер развертки изображения при записи.

Формный материал в плоскостных устройствах располагается на горизонтальной плоскости, неподвижной или совершающей движение в направлении, перпендикулярном направле­нню записи. Горизонтальная и вертикальная развертка изображения производится с помощью сложной оптической системи, состоящей из линз и зеркал.

В устройствах, построенных по схеме с внутренним барабаном, формний материал располагается на внутренней поверхности неподвижного барабана, имеющего форму незавершенного цилиндра. Развертка изображения в таком устройстве осуществ-ляется по вертикали за счет непрернвного вращения дефлекторов с одной отражающей гранью и по горизонтали за счет перемещения дефлектора и оптической системи вдоль оси барабана.

Формний материал в устройствах с внешним барабаном располагается на внешней поверхности непрерывно вращающегося барабана. Развертка изображения осуществляется по вертикали за счет вращения барабана и по горизонтали за счет перемещения оп­тической системи вдоль образующей барабана. В таких устройствах возможно осуществлять запись одним источником излучения, однако, относитмьная 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 пластини. Отдельные модели современных ЛЭУ совмещают в себе преимущества устройств с внешним и внутренним барабаном (например, формная пластина расположена на внутренней поверхности барабана, а экспонирова ние осуществляется лазерними диодами, расположенными на вра щающемся цилиндре).

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

В зависимости от степени автоматизации ЛЭУ могут бить 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: пластини устанавливаются вручную, а передача их на обработку проводится автома­тически, или, наоборот, пластини загружаются автоматически, а их выгрузка и передача на обработку осуществляется вручную. При необходимости полуавтоматические устройства могут бить 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 электрон-ная система обнаружения краев пластин подготавливает их к вы-равннванию перед подачей в секцию экспонирования. После экс-понирования пластины автоматически подаются на обработку. В ряде ЛЭУ обеспечивается также возможность выполнения допол-нительных функций:

• динамической фокусировки для компенсации неравномерной толщины приємного слоя формной пластини;

• регулировки мощности лазерного источника;

• температурной компенсации, учитивающей расширение алюми-ниевой подложки при нагревании и усадку при охлаждении;

• балансировки барабана для снижения вибрации (в устройствах с внешним барабаном)

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

Кроме ЛЭУ в цифрових технологиях изготовления офсетных печатних форм используются устройства, обеспечивающие запись информации с помощью УФ-лампы по технологии СТсР. Это UV-Setter, которые относятся к плоскостным. Они могут быть универсальними или специализированными, а также различаться степенью автоматизации и форматом.

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

Разрешение записи. Л ЭУ могут поддерживать либо только одно фиксированное разрешение, либо несколько его значений в диапазоне от1200 до 5080 dpi. Таким образом обеспечивается возможность записи изображений с максимальной линиатурой порядка 305 lpi. 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. Птому набор разрешений записи в большинстве устройств часто ограничиваеться одним или двумя значениями. Ряд фирм выпускает два варианта одного устройства: с низким (например, 1200 и 2400 dpi) и высокими (1600 и 4000 dpi) разрешениями записи.

Повторяемость. Современные ЛЭУ отличаются достаточно высокими значеннями 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 крайнє 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 штифтових отверстий и другие операции, которые предусмотрены в данном устройстве. Наименьшая производительность, равная 5-8 формам в час, обеспечивается в устройствах записи информации на термочувствительные пластини, причем зависит она от модели устройства и максимального формата экспонируемих пластин. Про­изводительность устройств при записи информации на светочувст-вительные пластини может составлять от 20-40 пластин в час при разрешении записи 2400 dрі до 60-80 пластин в час в специальных устройствах планшетного типа, предназначенних для газетной про-дукции. В ряде устройств обеспечивается возможность записи до 150-170 форм в час (при низком разрешении записи на пластини 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 пластини из некоторого фиксированного диапазона форматов. Ряд устройств обладает возможностью одновременной записи информации сразу на две пластини половинного формата.

Применение различных экспонирующих устройств для конкретних условий. Разнообразие моделей устройств обьясняется тем, что не существует универсальной цифровой технологии, которая позволяла би решить одновременно все задачи, стоящие перед формними процессами. При виборе 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 о бслуживання, стоимость самого устройства, срок экcплуатации лазера также являются немаловажними параметрами. Следует учитывать, что и конструкция, и используемый лазер­ний источник ориентированы на запись информации на определенном типе формних пластин, а правильний выбор последних часто может иметь решающее значение. Разработчики уст­ройств, как правило, создают для них и формные пластини, хотя в мировой практике известны также универсальные типи форм­них пластин, которые могут бить использованы в однотипних 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 реалйзуемой технологии. Так, устройства, необходимые в газетном производстве, должны характеризоваться целым рядом возможностей, среди которых определяющим являюется скорость записи (и связанная с ней производительность). Поскольку традиционно в газетной продукции применяют относительно низкую линиатуру растрирования, то разрешеиие записи может бить ограничено 1200-1800 dрі, Удовлетворяют перечисленним требованиям устройства плоскостного типа. В случае оснащення их автоматизированньши системами загрузки и вигрузки пластин и процессором для обработки экспонированных пластин, смонтированньм в линию, достигается значительное повышение производительности.

Повисить ее можно также при применении специаляизированных газетних, ЛЭУ, сконструированных таким образом, что на них мож­но одновременно производить запись сразу на две формные пластины половинного формата, расположенные рядом. Формати таких ЛЭУ должны соответствовать формату газетних печатних машин (их типичный формат 650 х 850 мм) или бить кратными ему, например, 850 х 1300 мм. Ко всему вышесказанному ЛЭУ оснащены, так называемыми, фиолетовыми лазерними источниками. Дешевизна, долговечность и достаточно високая мощность излучения таких ис-точников делает их весьма перспективными.

Главным требованием, предьявляемым к цифровим технологиям для воспроизведения журнальной и книжной продукции, является качество, а скорость записи не имеет для таких изданий существенного значення. 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 оснащення его лазерним источником определенного типа. Конструкция с внешним барабаном позволяет устанавливать лазерные источники, расположенные достаточно близко от поверхноста бара­бана (и поэтому осуществлять запись на термочувствительные пла­стини, которые требуют большей энергии). Применение устройств с внутренним барабаном также позволяет достичь високого качества изображения (плоскостные устройства не удовлетворяют требуемому качеству по повторяемости),

Отдельно стоит остановиться на UV- Setter, применяемом в

цифровой технологии СТсР. Его плоскостная конструкция дает возможность использовать пластини 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 минимального разрешаемого элемента изображения, поэтому при экспонировании обеспечиваемого точно высокое качество изображения.

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

Поиск на сайте:

Оборудование CtP

В настоящее время по технологии CtP изготовляют формы офсетной, высокой, флексографской, глубокой и трафаретной печати. Для записи изображения на формный материал при изготовлении офсетных форм применяются устройства двух принципиально разных типов. Наибольшее распространение получили лазерные экспонирующие установки (формовыводные устройства), в которых один или несколько лазеров, работающих в видимом или ИК­диапазоне спектра, поэлементно создают изображение соответственно на светочувствительных или термочувствительных формных материалах. После обработки экспонированных формных материалов получают печатную форму.

В устройствах второго типа используется мощная УФ­лампа, излучение которой модулируется цифровым микрозеркальным чипом или линейкой LSA, элементы которой могут пропускать свет под действием управляющих сигналов.

Автоматизированные системы «компьютер — печатная форма» различаются составом, последовательностью и содержанием технологических операций, которые определяются принятой схемой технологического процесса, применяемым оборудованием, программным обеспечением и материалами. На рис. 1 представлена обобщенная схема системы допечатной подготовки изданий с основными вариантами изготовления форм офсетной (ФОП), высокой (ФВП), флексографской (ФФП) и глубокой печати (ФГП).

Рис. 1. Обобщенная схема системы прямого изготовления печатных форм

Процессы изготовления печатных форм по технологии CtP достаточно разнообразны, но можно выделить три их основных типа в зависимости от получаемых в результате печатных форм.

При изготовлении форм офсетной печати используются записывающие устройства, которые управляются непосредственно компьютером и создают изображение на свето­ или термочувствительных формных пластинах. После обработки в процессоре такие пластины становятся офсетными печатными формами.

Для записи изображения на фотополимерные пластины, предназначенные для форм высокой и флексографской печати, используются выводные устройства, конструкция которых во многом схожа с конструкцией выводных устройств для изготовления офсетных форм, или лазерные гравировальные автоматы.

При изготовлении форм глубокой печати по технологии CtP используются электронно­механические или лазерные гравировальные автоматы, которые на медном покрытии формного цилиндра (печатной форме) создают углубленные печатающие элементы.

Для контроля качества допечатной подготовки и моделирования печатных оттисков применяют цифровую цветопробу. Устройствами цифровой цветопробы являются цветные принтеры различного принципа действия. Чтобы проверить спуск полос, используют широкоформатные принтеры, которые могут иметь невысокое разрешение, так как на этом этапе проверяется не качество изображений, а их расположение.

В последние годы получили распространение устройства Computer­to­Press, в которых лазерное экспонирующее устройство интегрировано в печатную машину. Посредством матрицы экспонирования печатная форма создается непосредственно в печатной машине.

Рис. 2. Способы экспонирования формных пластин: а — на внешней поверхности барабана; б — на внутренней поверхности барабана; в — на плоскости

В современных системах CtP для офсета применяют лазерные формовыводные устройства трех основных типов (рис. 2):

• барабанные, выполненные по технологии «внешний барабан», когда форма расположена на наружной поверхности вращающегося цилиндра;

• барабанные, выполненные по технологии «внутренний барабан», когда форма расположена на внутренней поверхности неподвижного цилиндра;

• планшетные, когда форма расположена в горизонтальной плоскости неподвижно или совершает движение в направлении, перпендикулярном направлению записи изображения.

Такое построение формовыводных устройств объясняется прежде всего сходством их конструкций с фотонаборными автоматами для экспонирования пленок. Внутрибарабанный, внешнебарабанный и планшетный принципы построения имеют свои достоинства и недостатки.

Так, достоинствами первого являются достаточность одного источника излучения, благодаря чему достигается высокая точность записи; простота фокусировки и отсутствие необходимости юстировки лазерных лучей; возможность плавного изменения разрешения записи, простота замены источников излучения; легкость установки перфорирующего устройства для штифтовой приводки форм.

Внешнебарабанные устройства обладают такими преимуществами, как невысокая частота вращения барабана благодаря наличию многочисленных лазерных диодов; высокая производительность; возможность экспонирования больших форматов. К их недостаткам относят сложность и высокая цена записывающих головок, а также трудоемкость установки устройств для перфорирования форм.

Поскольку внешнебарабанная схема характеризуется малым расстоянием от источника излучения до поверхности пластины, то она получила широкое распространение в системах с ИК­лазерами. У устройств с записью на внутреннюю поверхность барабана расстояние от пластины до развертывающего элемента соответствует радиусу барабана и становится тем больше, чем больше формат пластины. Чтобы генерировать на таком расстоянии исключительно маленькую и резкую точку, требуется дорогостоящая оптика.

При записи печатных форм скоростные характеристики формовыводных устройств зависят от чувствительности формного материала, от количества и мощности лазеров.

Если говорить о тенденциях дальнейшего развития систем CtP, то отметим, что для форматов печатных форм до 70 х 100 см могут одинаково успешно применяться оба основных принципа записи изображений. Для больших форматов печатных форм определенные преимущества имеет техника с внешним барабаном. Планшетный способ широко используются в области форматов до 50 х 70 см — главным образом в газетном производстве, где достаточно небольших форматов и относительно низких разрешений.

Классификация наиболее распространенных лазерных формовыводных устройств для изготовления фотографических и печатных форм представлена на рис. 3. В качестве ее основных параметров можно выделить: тип схемы построения устройства, тип лазера, тип модулятора лазерного излучения, тип развертывающего элемента (дефлектора); тип оптической системы, тип механизма транспортировки материала (см. « Принципы построения лазерных выводных устройств» в № 5­7’2004).

Рис. 3. Классификационная схема лазерных выводных устройств для изготовления
фотографических и печатных форм

В современных экспонирующих установках для изготовления офсетных форм применяются три лазерных источника света:

• инфракрасный мощный лазерный диод с длиной волны 830 нм, который получил распространение для экспонирования термочувствительных пластин, требующих более высоких энергетических затрат, и применяется в устройствах с внешним барабаном;

• зеленый лазер на иттрий­алюминиевом гранате с двойной частотой ND YAG с длиной волны 532 нм;

• фиолетовый лазерный диод с длиной волны 400­410 нм.

Пластины для CtP

В зависимости от типа источника лазерного излучения производители предлагают различные формные пластины, которые можно разделить на фотополимерные, серебросодержащие и термочувствительные.

Фотополимерные формные пластины содержат композиции из фотополимеров, в которых экспонированные участки поверхности теряют способность растворяться в технологических растворах в ходе последующей обработки, образуя при этом печатающие элементы, а неэкспонированные участки вымываются растворами, формируя пробельные элементы (рис. 4).

Рис. 4. Экспонирование галогенсодержащей пластины: а — пластина до экспонирования; б — пластина после экспонирования

Серебросодержащие формные пластины заключают в себе чувствительный к определенному участку спектра галогенсеребряный слой, под которым находится слой физического проявления. Попадание света на слой галогенида серебра вызывает диффузию серебра в слой физического проявления, что приводит к созданию на алюминиевой поверхности пластины «серебряного» изображения. После проявления такое изображение становится олеофильным — способным удерживать печатные краски, а остальные области пластины приобретают гидрофильные свойства. Серебросодержащий слой высокочувствителен, поэтому пластины этого типа экспонируются лазерами малой мощности (5 мВт). В настоящее время оборудование для экспонирования серебросодержащих пластин комплектуется фиолетовыми лазерами.

Формные пластины, содержащие галогенсеребряные слои, изготавливаются на бумажной, полимерной и металлической подложке. Офсетные печатные формы на бумажной основе выдерживают тиражи до 5 тыс. экземпляров, однако из­за пластической деформации увлажненной бумажной основы в зоне контакта формного и офсетного цилиндров штриховые элементы и растровые точки сюжета искажаются, поэтому бумажные формы могут быть использованы только для однокрасочной печати. Формы на полимерной основе имеют максимальную тиражестойкость до 20 тыс. экземпляров. Тиражестойкость формных пластин с галогенсеребряными слоями с металлической основой составляет до 250 тыс. оттисков.

В формных пластинах с термослоями печатающие и пробельные элементы формируются под действием лазерного инфракрасного излучения с длиной волны 830 нм и выше. При этом печатающие и пробельные элементы печатной формы могут формироваться по принципу непосредственного теплового воздействия на термослой, в котором экспонированные участки переходят из гидрофильного в гидрофобное состояние, либо по принципу диффузионного переноса изображения в многослойных структурах, либо по принципу двойного слоя, при котором после воздействия ИК­излучения печатающие и пробельные элементы формируются в разных слоях, образуя микрорельеф изображения. Термопластины нечувствительны к дневному свету. Тиражестойкость печатных форм достигает 250 тыс. экземпляров без обжига и 1 млн. экземпляров с обжигом.

Процесс обработки этих пластин (рис. 5) после экспонирования иногда требует предварительного нагрева до температуры 130­145 °С. Для этого необходим проявочный процессор, оборудованный встроенным устройством нагрева, или термопечь (рис. 6).

Рис. 5. Технологический процесс записи и обработки термопластин: 1 — эмульсионный слой (термополимер); 2 — алюминиевая подложка; 3 — луч лазера; 4 — экспонированный термополимер; 5 — нагревательный элемент; 6 — печатающие элементы формы; 7 — проявляющий раствор; 8 — печатная краска

Рис. 6. Комплекс оборудования для изготовления форм

Характеристики процесса изготовления форм

Главными характеристиками процесса и оборудования, от которых зависит качество печатных форм, являются:

• для формовыводного устройства — фокусировка луча, мощность лазера, частота вращения барабана;

• для печи (при предварительном обжиге) — температура и скорость транспортера;

• для процессора — скорость проводки пластины, температура проявителя и величина подачи проявителя.

Основные параметры формовыводных устройств — разрешение, размер пятна, линиатура растра, максимальный формат экспонирования и производительность.

Разрешение, размер пятна и линиатура растра для формовыводных устройств определяются так же, как и для фотонаборных автоматов. При записи фотопленки и при прямой записи печатных форм чем выше разрешение и меньше размер пятна, тем выше линиатура растра и соответственно качество изображения, получаемого в процессе печати. Современные формовыводные устройства обладают разрешением 1200­5080 dpi, что позволяет записывать изображение на форме с линиатурой до 305 lpi. При этом диаметр пятна, который во многих устройствах в зависимости от разрешения меняется, составляет соответственно от 25 до 6,25 мкм.

Максимальный формат экспонирования определяет формат формных пластин и должен соответствовать формату печатной машины.

Производительность формовыводных устройств измеряется количеством пластин, экспонируемых и обрабатываемых за час. Поскольку производительность зависит от разрешения, с которым экспонируется пластина, то обычно указывают производительность при определенном разрешении.

Достоинства технологии CtP

По сравнению с традиционной технологией внедрение CtP сокращает сроки изготовления печатных форм, поскольку исключаются операции обработки фотоматериала, копирования фотоформ на формные пластины, а в ряде случаев и обработки экспонированных формных пластин. Это оборачивается для издателя более быстрым возвращением инвестиций, вложенных в издание, а также позволяет ему до последнего момента вставлять в публикацию рекламные материалы.

CtP исключает из производства фотонаборные автоматы, проявочные машины, копировальное оборудование, а это означает экономию производственных площадей, снижение затрат на приобретение и эксплуатацию техники, электроэнергии, сокращение численности обслуживающего персонала. При малых тиражах прямое экспонирование пластин, несмотря на их высокие цены, часто оказывается более экономичным, чем традиционное, поскольку отсутствуют затраты на изготовление фотоформ.

Повышение качества изображения на печатных формах происходит за счет снижения уровня случайных и систематических помех, возникающих при экспонировании и обработке традиционных фотоматериалов (вуаль, ореольность) и при копировании монтажей на формные пластины. А поскольку при изготовлении форм прямым экспонированием монтаж пленок не требуется, то и проблемы, связанные с неточностью или ошибками монтажа, полностью исключены.

Кроме того, внедрение CtP улучшает экологические условия на полиграфическом предприятии из­за отсутствия химической обработки пленок. Вдобавок повышается культура производства и совершенствуется организация технологического процесса.