3898

Фотонасвітлювальні автомати для виготовлення форм і фотоформ

Лекция

Журналистика, издательское дело, полиграфия и СМИ

Фотонасвітлювальні автомати для виготовлення форм і фотоформ Технології «computer-to-film» і «computer-to-plate». Призначення ФНА. Різновиди джерел освітлення ФНА Принцип побудови ФНА планшетного типу, його переваги та недоліки Принцип побудови ФНА ...

Украинкский

2012-11-09

592.5 KB

37 чел.

Фотонасвітлювальні автомати для виготовлення форм і фотоформ

Технології «computer-to-film» і «computer-to-plate». Призначення ФНА. Різновиди джерел освітлення ФНА

Принцип побудови ФНА планшетного типу, його переваги та недоліки

Принцип побудови ФНА із внутрішнім барабаном, його переваги та недоліки

Принцип побудови ФНА із зовнішнім барабаном, його переваги та недоліки

Основні технічні характеристики ФНА

  1.  Технології «computer-to-film» і «computer-to-plate». Призначення ФНА. Різновиди джерел освітлення ФНА

Традиційно для виготовлення друкарських форм у поліграфії використовувалась технологія «computer-to-film» (виготовлення фотоформ) – перенесення інформації про зображення з комп’ютера на фотоплівку шляхом експонування та закріплення зображення за допомогою  хімічної обробки фотоматеріалу. Однак розвиток технології насвітлювання та синтез нових матеріалів для виготовлення друкарських форм дозволяє обійтись без використання фотоформ. Ця технологія – технологія прямого перенесення інформації про зображення з комп’ютера на формну пластину – називається «computer-to-plate» [4].

Розроблення та впровадження технології «computer-to-plate» полягала передусім у створенні ФНА для експонування формних пластин і  розроблення матеріалів для  їх виготовлення. Однак ці процеси не були «революційними»,  вони повністю базувались на наявній технології виготовлення фотоформ «computer-to-film». Тому структурні схеми побудови ФНА для експонування фотоматеріалу та формних пластин залишаються загалом однаковими, маючи одні і ті самі переваги та недоліки.

У процесі розвитку технології та  устаткування для формних процесів за кордоном розроблялись поетапно і чітко  вирізнялись три різновиди пристроїв для експонування формних матеріалів: typesetter (фотонабірний автомат) – пристрій для синтезу  лише буквено-цифрових знаків на поверхні фотоплівки за допомогою  декількох наборів трафаретів букв і цифр та джерела світла; imagesetter (ФНА для фотоплівки) – пристрій для запису текстової та ілюстраційної інформації на фотоплівці; platesetter (ФНА для формних пластин) пристрій для запису текстової та ілюстраційної інформації  на поверхню формних пластин.

Як джерело світла  у ФНА для експонування плівки  використовуються [4]:

лазерний діод, що працює у спектрі червоного світла, що сприймається людським оком; довжина хвилі такого джерела       670...680 нм;

інфрачервоний лазерний діод з довжиною  світла 780 нм для експонування фотоплівки.

У сучасних моделях ФНА для експонування фотоплівки (рис 5.1) використовується лазерний діод з довжиною випромінювання світла 670...680 нм, бо має такі переваги:

дешивизна лазерного діода;

споживає менше енергії;

стійкий до коливання температур і має тривалий термін експлуатації;

роботу ФНА налагоджувати простіше, бо випромінювання лазера видиме людським оком.

Фотонасвітлювальні автомати для експонування плівок з гелій-неоновим та аргонним джерелом тепер не випускають, бо вони нестійкі до коливань температур, мають здатність до старіння і потребують високовольтного блока живлення.

Найбільш вживаними джерелами освітлення у насвітлювачах для експонування формних пластин є:

фіолетовий лазер з довжиною випромінювання 400...410 нм;

зелений лазер  на ітрієво-алюмінінєвому гранаті з подвійною частотою ND YAG з довжиною випромінювання 532 нм для експонування формних пластин;

потужний інфрачервоний лазерний діод з довжиною  випромінювання 830 нм для експонування  термочутливих формних пластин;

інфрачервоний потужний лазер ND YAG на ітрієво-алюмінієвому гранаті з неодімом з частотою випромінювання 1064 нм для експонування термочутливих формних пластин.

Для експонування формних пластин використовують фіолетовий лазер та зелений лазер  на ітрієво-алюмінієвому гранаті через те, що чим менша довжина випромінювання лазера, тим  пляма (слід від лазеру) має більш контрастний край («жорстка» точка). Інша перевага полягає в тому, що  ФНА зручний у налагоджуванні (зокрема, промінь лазера фокусувати зручніше, бо випромінювання лазера видиме людським оком) [4]. Однак недоліком цих джерел світла є те, що вони потребують формних пластин, що чутливі до спектра світла 400...500 нм, а їх виробництво є дорожчим, ніж виробництво пластин, що чутливі до УФ-випромінювання.

Для експонування термочутливих пластин використовують теплове випромінювання інфрачервоного лазера, бо довжина його випромінювання більше 830 нм. Частіше використовують інфрачервоний потужний лазер ND YAG на ітрієво-алюмінієвому гранаті з неодімом, бо випромінювання від цього лазера має мінімальні втрати від проходження по світловоді, через що спрощуються елементи лазерних пристроїв. Інша перевага полягає в тому, що велика кількість матеріалів (зокрема, металів) мають найвищий коефіцієнт поглинання з  довжиною хвиль 1,06 мкм, що спрощує синтез матеріалу для формних пластин та підвищує ефективність лазерного запису.

Для експонування  формних пластин, що чутливі до ультрафіолетового випромінювання, фірма ВasysPrint запропонувала нову технологією запису зображення, яку назвали Computer to conventional Plate [26]. .

Основа технології — мікродзеркальний пристрій (DMD, Digital Micromirror Device) від Texas Instruments. У DMD на площі близько 2 см2 розташовуються приблизно 13 млн мікродзеркал із цифровим керуванням. Світло, що падає на поверхню кожного мікродзеркала, може бути або відбите під фіксованим кутом, або розсіяне залежно від наявності або відсутності прикладеної напруги, керованої цифровими даними про зображення. Відбиті пучки надалі фокусуються і проектуються на по-верхню матеріалу, що експонується. Загальне зображення формується із сегментів, що відповідають кількості точок, сформованих мікродзер-кальним чіпом за один цикл (рис. 1).

Щоб гарантувати точність фокусування незалежно від товщини експонованого матеріалу, застосовують лазерну систему, яка з високою точністю вимірює відстань від фокусувального об’єктива до поверхні. Система переміщення голівки, що експонує, забезпечує точність позиціювання не менше ±2 мкм. Це менше мінімально розв’язного штриха для   будь-якого  виду  пластин,  тому  при  експонуванні  забезпечується      

якість, потрібна для формування чіткого растрового рисунка. Сформовані піксели — квадратні за формою і, залежно від роздільної здатності, мають розміри 10...28 мкм. Чіткі краї забезпечують високу якість передачі растрової точки, а різкий перехід між експонованими і неекспонованими областями на звичайних друкованих пластинах забезпечує високу якість друку великих тиражів. Для підвищення тиражестійкості пластини можна обпалювати звичайним способом.

Рис.1. Технологія експонування експонування

формних пластин Computer to conventional Plate:

1 відображувач; 2 УФ-лампа; 3  лінза; 4 дзеркало;

5 мікродзеркальний пристрій (DMD, Digital Micromirror Device);

6 фокусувальна система; 7 формна пластина

Переваги технології Computer to conventional Plate полягають у тому, що, по-перше, ця технологія має усі переваги (виключення операцій щодо виготовлення фотоформ і ручного монтажу, скорочення шляху від станції верстання до друкарської машини та ін.); по-друге, це використання звичайних офсетних пластин, що у середньому на 50...80 % дешевше від спеціальних.

Варто зауважити, що лазерне джерело світла випускає когерентне випромінювання (світло, що має одну довжину світлової хвилі). Коге-рентність зумовлено тим, що у противному разі оптична схема ФНА перетвориться у звичайний спектроскоп.

Метод розташування матеріалу під час експонування є основним критерієм поділу ФНА за принципом побудови. Фотонасвітлювальні автомати поділяють на планшетні та барабанні. У свою чергу барабанні ФНА поділяють за принципом використання поверхні циліндра-барабана на зовнішні та внутрішні.

2. Принцип побудови ФНА планшетного типу,

його переваги та недоліки

Принцип будови ФНА планшетного типу показано на рис 2. [14]. Особливістю будови машин цього типу є те, що зона, в якій відбувається експонування матеріалу, являє собою площину. Експонування відбувається під час транспортування матеріалу. Кожному перебігу лазерного променя «поперек» матеріалу відповідає її зсув на один крок уперед. Розмір кроку залежить від роздільної здатності. Оптичну систему засновано на використанні багатогранного дзеркала, що забезпечує «віялову» розгортку модульованого лазерного променя у горизонтальній площині. Збільшення швидкості записування для апаратів цього класу обмежується в основному швидкодією модуляторів та меншою частотою обертання багатогранного дзеркала. Після розгортки лазерного променя в плоске віяло, його напрям змінюється так, щоб площина розгортки стала пер-пендикулярною до площини матеріалу в напрямі його руху. Для компенсації нелінійності встановлюється коригувальна лінза. Після багатогранного дзеркала переміщення лазерного променя відбувається за лінійним законом «кут повороту пропорційний часу», а переміщення сліду лазерного променя по матеріалу за нелінійним законом «переміщення пропорційне тангенсу часу». Ця нелінійність тим більша, чим більший кут відхилення променя, тобто, чим більша ширина зони експонування та чим менша відстань від обертового дзеркала до поверхні матеріалу. Однак навіть при невеликих кутах відхилення для компенсації нелінійності розгортки потрібне встановлення лінзи спеціальної форми. Якість її виготовлення визначає такий параметр машини, як нелінійність розгортки. Роздільна здатність таких машин становить 1 000...2 500 точок на дюйм.

Перевагами машини є простота принципової схеми машини і дешевизна пристрою.

Її недоліки:

спотворення зображення внаслідок проковзування матеріалу та валиків, що його транспортують, нерівномірність обертання валиків;

нелінійність зображення та повторюваність.

Складність виготовлення оптики та вимога невеликого відхилення лазерного променя зумовили те, що дані ФНА не використовуються для виведення оригіналів більше ніж А2.

  1.  Принцип побудови ФНА із внутрішнім барабаном, його переваги та недоліки

В основі конструкції ФНА барабанного типу лежить принцип експонування матеріалу на циліндричній поверхні. Залежно від місця розташування матеріалу (внутрішнє або зовнішнє) ФНА має «внутріш-ній барабан» або «зовнішній барабан» [14]. Принцип роботи машини з внутрішнім барабаном показано на рис. 3. Модульований лазерний промінь фокусується і точно виводиться на вісь нерухомого барабана, на внутрішній поверхні якого знаходиться світлочутливий матеріал. Направлений вздовж осі промінь потрапляє на єдиний рухомий елемент оптич-ної системи записувальну головку, що створює один з напрямів розгортки за рахунок переміщення вздовж осі барабана, другий за рахунок відображення лазерного променя під кутом 90 від обертового дзеркала або пентапризми. Лазерний промінь, що обертається за допомогою обертового дзеркала, рисує спіральну лінію.

 

Перевагами цього виду пристрою є:

матеріал під час запису залишається нерухомим, тому немає мікродеформацій;

промінь знаходиться у центрі циліндра і попадає на матеріал під кутом 90, тому геометрія «плями» завжди ідеальна окружність;

оскільки полий циліндр нерухомий, то непотрібно сильного вакууму та потужного двигуна, як для механізму із «зовнішнім» барабаном;

здатність оброблювати матеріал великого формату.

До недоліків барабанного ФНА  цього типу можна віднести:

великі вимоги до точності виготовлення оптичного механізму з метою збіжності лазерного променя з віссю циліндра, що потребує високої кваліфікації персоналу для налагодження апаратури, якщо вона буде розрегульована (внаслідок транспортування тощо);

великий шлях проходження світлового променя потребує ідеальної чистоти повітря в приміщенні. Але оскільки останнє важко досягнути, то в ряді моделей ФНА пропонується джерело світла ставити на місце обертового дзеркала або світло доставляти спеціальним світлодіодом;

паразитне відображення променів від плівки з метою подолання цього недоліку фірми-виготовлювача як внутрішніій барабан використовують половину циліндра.

Основним обмежувачем швидкодії машин з внутрішнім барабаном є дзеркало, що обертається. Проблема швидкості обертання дзеркала та проблема синхронізації швидкості основні проблеми, що обмежують швидкість записування зображення. Незважаючи на ці недоліки, така конструкція є найбільш розповсюдженою, оскільки наведені переваги та методи подолання недоліків дозволяють випускати апарати за нижчою ціною, ніж ФНА із зовнішнім барабаном, й отримувати якість матеріалу вищою, ніж на планшетних ФНА.

4. Принцип побудови ФНА із зовнішнім барабаном,

його переваги та недоліки

На відміну від двох перших схем експонування, основаних на експонуванні одного лазерного променя, в експонувальних пристроях з розташуванням матеріалу на зовнішній поверхні обертового барабана використовується декілька десятків променів. Як джерело світла використовують матрицю лазерних діодів, що проектується на плівку за допомогою фокусувального об’єктива. Потрапляння «слідів» окремих променів на одну лінію досягається відповідною синхронізацією включення рядків діодної матриці. Розмір плями встановлюється для кожної роздільної здатності у межах 1 000...4 000 dpi (і більше) переміщенням оптичної системи, при цьому зображення джерела світла фокусується точно на поверхні матеріалу відповідним вибором положення фокусувального об’єктива (рис. 4) [14].

Рис. 4. Схема будови ФНА із зовнішній барабаном:

1 кроковий двигун масштабуван ня; 2 матриця лазерних діодів;

3 кроковий двигун фокусування; 4 гвинтові передачі;

5 обертовий барабан із матеріалом, що експонується;

6 рухома фокусувальна лінза

До переваг цього типу пристроїв варто віднести:

оптичну систему ФНА із зовнішнім барабаном забезпечує більш «жорстку» растрову точку, ніж інші типи пристроїв;

прилад налагоджується спеціальними тестами і не потребує механічних регулювань;

швидкість експонування є найбільшою через використання великої кількості променів лазера, навіть при тому, що швидкість обертання барабана є меншою (до 600 об/хв), ніж відповідно швидкість обертання елементів конструкції інших типів ФНА;

немає вимог до чистоти повітря через короткий шлях лазерного променя.

Недоліками, властивими цьому виду апарата, є:

погіршення ефективності використання під час виведення малоформатної продукції;

потреба у створенні вакуумних систем підвищеної потужності, зумовленої необхідністю чіткого кріплення матеріалу фотоматеріалу на поверхні барабана;

потреба у встановленні потужних двигунів, що потрібно для розкручування циліндрів значного діаметра та маси;

маса циліндра має бути значною, щоб мінімізувати коливання швидкості обертання циліндра;

як наслідок обмеження формату матеріалу до А2;

установлення потужних систем збільшує матеріалоємність апарата, що впливає на збільшення його ціни.

Тому такі апарати є дуже дорогими і використовуються лише для виконання графічних робіт з високими вимогами щодо кольоровості та якості виконання робіт.

5. Основні технічні характеристики ФНА

Формат. Обмеження за форматом (не більше А2), як відомо, мають планшетні ФНА та пристрої із зовнішнім барабаном. Для практичних робіт розмір формату ФНА має перекривати розмір формату графічних робіт [4].

Роздільна здатність. Кількість точок, що залишається лазерним пристроєм на одиницю довжини матеріалу. В англійській літературі використовується термін laser dot (іноді spot) на відміну від растрових точок, що називаються просто raster dot або dot.

Сама по собі роздільна здатність має не таке важливе значення, як діаметр плями, що залишає на плівці лазерний промінь. В ідеалі діаметр плями пропорційний щільності запису і дорівнює: D = 25400/r, де D  діаметр плями, мкм; r  величина щільності запису в точках на дюйм. На практиці це співвідношення приблизно виконується для всіх типів ФНА.

Роздільна здатність на практиці впливає лише на три характеристики готової фотоформи або друкарської форми:

кількість градацій кольору, що відтворюється при заданій лініатурі;

точність задання потрібної лініатури;

якість відтворення дрібних елементів зображення.

Варто відзначити, що в сучасних ФНА через особливості алгоритму процесу самого растрування на растрових процесорах можна отримати лише 256 відтінків одного кольору. Точність задання потрібної лініатури залежить від цілочислового відношення роздільної здатності та лініатури. Якість проробки дрібних елементів залежить лише від розміру плями лазера. Отже, границі роздільної здатності коливаються від 1000...1200 до 2400 dpi для дешевих машин. Роздільна здатність самих дорогих моделей становить 4000...5000 dpi. Більші значення цього параметра для сучасної поліграфії не потрібні та не проектуються, щоб  не  підвищувати ціну  ФНА.

Лініатура растра. Цей параметр у більшості випадків характеризує растровий процесор. На вибір параметра впливають два фактори:

чим вища лініатура, тим менш помітний растр (межа, на якій людське око здатне розрізнити растрову точку 200...300 dрі);

чим вища лініатура, тим важче забезпечити якісне копіювання зображення на друкарську форму. Звична межа для більшості друка-  рень 150...175 lрі, рідше 200 lpi.

Щільність поля, що експонується. Проблема з цим параметром у тому, що сучасні «дешеві» моделі ФНА для експонування плівки створюють на фотоплівці щільність розміром 3...3,5 D, що допустимо для офсетного друку, а для негативних фотоформ важливо, щоб щільність фотоплашки була 4,5...5 D (наприклад, для флексографії). Шляхи підвищення показника не дають 100 % бажаного ефекту: з підвищенням потужності лазера більше від максимально допустимого, він вибуває з ладу, а збільшення розміру плями, температури та тривалості проявлення фотоматеріалу  спричиняє появу вуалі, порушення жорсткості точки, погіршення лінійності зображення. Варто відзначити також, що лазерні джерела світла мають ширший діапазон регулювання потужності, ніж світлодіоди.

Повторюваність. Традиційно характеризується максимальним несуміщенням (Misregstration) на певній кількості підряд виведених фотоформ або друкарських форм. Для барабанних ФНА цей показник становить 5 мкм, для планшетних 40...100 мкм. Оскільки процес спотворення зображення триває від виготовлення фотоформ до друкування, то для якісного повнокольорового друку показник має становити не більше 5 мкм, для друку без накладення кольорів до 40 мкм.

Лінійність розгортки. Для різних типів ФНА цей показник залежить від особливостей конструкційної побудови, для ФНА із зовнішнім барабаном лише від нерівномірності натягу матеріалу на барабані, а для насвітлювачів з внутрішнім  барабаном, крім першого фактора, ще й від несоосності лазерного пучка світла та осі циліндра (рис. 5). Для добре налагоджених машин нелінійність не перевищує 20...30 мкм. Для планшетних ФНА недотримування цього показника закладено у самій системі конструкції (рис. 6). Параметр традиційно жодною фірмою-виготовлювачем кількісно не регламентується.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

69406. Особливості сигналів, що використовуються в телекомунікаційних засобах 38.5 KB
  Вони передаються через провідникові або кабельні лінії зв’язку при чому при передачі сигналів обов’язково має бути замкнуте електричне коло. Для електричних сигналів можуть використовуватися: звичайні провідники скручувані провідники з певним кроком скрутки...