Технология Computer-to-Plate (стр. 2 из 4)

В настоящее время для экспонирования печатных форм применяются следующие типы лазерных источников света:

1) аргон-ионный голубой лазер с длиной волны 488 нм;

2) гелий-неоновый красный лазер с длиной волны 633 нм;

3) маломощный красный лазерный диод с длиной волны 670 нм;

4) 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;

5) инфракрасный мощный лазер ND YAG на иттрий-алюминиевом гранате с неодимом с длиной волны 1064 нм, используемый во многих системах CTP благодаря следующим достоинствам:

небольшая длина волны позволяет получить пятно диаметром менее 10 мкм и значительно повысить разрешение системы при записи;

минимальные потери при прохождении по световолоконным световодам и легкость модулирования упрощают конструкцию лазерных установок;

значительное число известных материалов (в особенности металлы) имеют более высокий коэффициент поглощения в области длин волн 1,06 мкм, что облегчает разработку формных пластин и повышает эффективность лазерной записи;

6) зеленый лазер на иттрий-алюминиевом гранате с двойной частотой ND YAG с длиной волны 532 нм;

7) фиолетовый лазерный диод с длиной волны 400-410 нм, который позволяет использовать обычные светочувствительные пластины, применяемые для контактного копирования.

В зависимости от типа источника лазерного излучения различные фирмы предлагают специальные формные пластины, которые можно разделить на фотополимерные, серебросодержащие, с гибридными слоями, с термочувствительными слоями. [3]

1.2 Формовыводные устройства для лазерной записи офсетных печатных форм

Основой лазерных формовыводных устройств является оптико-механическая система, содержащая в зависимости от конструкции один или несколько лазеров, модулятор, телескоп, фокусирующую линзу, поворотные зеркала, вращающийся зеркальный дефлектор, механизм крепления и перемещения формной пластины, механизм перемещения оптической или термической головки. [3]

1.2.1 Устройства с внешним барабаном

Запись изображения на формных пластинах в этих устройствах может осуществляться методом однолучевого или многолучевого сканирования. В первом случае устройства оснащены одним лазером, экспонирующим светочувствительный или термочувствительный слой формного материала. Для многолучевого сканирования записывающая головка формовыводного устройства содержит несколько лазеров (лазерных диодов). При этом число экспонирующих лазерных лучей может быть равно числу лазеров или быть больше этого числа.

Лазерное сканирующее устройство с однолучевой записью формной пластины (рис.2) работает следующим образом. Формная пластина 16 закрепляется на барабане 15, который установлен на станине 14, и вращается электродвигателем постоянного тока 12 через механизм привода 13. На одном валу с барабаном 15 расположен оптоэлектронный преобразователь 11 угловых перемещений в цифровой код. Вдоль образующей барабана на станине установлен ходовой винт 9, на валу которого расположен шаговый электродвигатель 10. При работе шагового электродвигателя 10 ходовой винт 9 вращается, и благодаря этому каретка 7 с записывающей головкой, содержащей фокусирующую линзу 6 и зеркало 3, перемещается вдоль образующей барабана. В качестве источника излучения используется твердотельный YAG-лазер 1, работающий в ИК-диапазоне спектра на длине волны 1,064 нм с выходной мощностью 15-20 Вт и оснащенный системой охлаждения 8. Лазерный луч модулируется акустооптическим модулятором 2 и далее через систему зеркал 3, диафрагму 4, телескоп 5 попадает в линзу 6, которая фокусирует его в пятно малого размера на поверхности формной пластины, закрепленной на вращающемся барабане 15. Развертка по строке осуществляется вращением барабана и контролируется оптоэлектронным преобразователем угловых перемещений 11, а развертка по кадру - вращением (с помощью шагового электродвигателя 10) прецизионного ходового винта 9, по которому движется каретка 7 записывающей головки.

Для требуемого качества записи печатных форм необходима точная фокусировка лазерного луча в точке его падения на поверхность формной пластины, расположенной на барабане. На геометрические размеры точки оказывают влияние погрешности при изготовлении и установке барабана (в наибольшей степени - отклонения барабана от идеальной формы и эксцентриситет), различные виды биений, возникающие из-за износа подшипников в опорах вращения. Из-за этих факторов при вращении барабана расстояние от поверхности формной пластины до записывающей головки изменяется на величину D, что приводит к расфокусировке лазерного луча. В связи с этим современные формовыводные устройства оснащены системой поддержания положения оптимальной фокусировки пятна лазерного излучения на поверхности формного барабана (рис.3).

Система работает следующим образом. Лазерное излучение от источника 1, проходя через призму 5 и объектив 7, фокусируется в пятно необходимого размера на поверхности вращающегося формного барабана 2. Параллельно оси вращения барабана по направляющей 3 движется каретка 4 для продольного перемещения сфокусированного лазерного пятна вдоль образующей цилиндра формного барабана. На каретке 4 размещена дополнительная каретка 6 с жестко установленными на ней фокусирующим объективом 7 и оптической частью системы поддержания оптимальной фокусировки 8. Дополнительная каретка 6 может перемещаться относительно каретки 4 в направлении, перпендикулярном оси вращения формного барабана 2, с помощью привода 9, укрепленного на каретке 4.

В случае оптимальной фокусировки лазерного излучения на поверхности формного барабана оптическая часть системы симметрично освещает зоны а и б фотоприемника 13. При уходе сфокусированного лазерного пятна из положения 14 оптимальной фокусировки в положения плоскостей 15 или 16 пятно на двухзонном фотоприемнике 13 смещается вправо в зону б при положении 15 или влево в зону а при уходе плоскости фокусировки в положение 16. В том и другом случаях освещенности зон а и б становятся различными, что изменяет соответствующие фототоки.

На выходе фотоприемника находится устройство, которое формирует электрический сигнал, пропорциональный разности освещенностей зон а и б, который имеет либо положительный, либо отрицательный знак. После усиления мощности этот сигнал поступает на привод 9 перемещения дополнительной каретки, являющийся выходом цепи обратной связи. Перемещение дополнительной каретки 6 приводит пятно лазерного излучения в положение 14 оптимальной фокусировки. Разностный электрический сигнал становится нулевым.

Система поддержания положения оптимальной фокусировки характеризуется величиной допустимого рабочего хода D дополнительной каретки 6, в пределах которого достигается фокусировка. Для оптической части системы (рис.3б) поддержания положения оптимальной фокусировки найдено следующее соотношение между D и параметрами элементов оптической части:

где h - сторона зоны поверхности фотоприемника;

L - расстояние между изображением источника света на поверхности формного барабана 2 и второй фокусирующей линзой 12;

f - фокусное расстояние второй фокусирующей линзы 12;

i - угол падения излучения точечного источника 10 света после первой фокусирующей линзы 11.

Величина D определяет максимально допустимый эксцентриситет или отклонение барабана от идеальной цилиндрической формы.

Формные пластины крепятся на внешней поверхности барабана с помощью механического, магнитного, вакуумного прижима или их комбинаций. На рис.4 представлена система крепления формных пластин, состоящая из подвижных (под разный формат пластин) зажимов в сочетании с вакуумным прижимом. Такая система надежно фиксирует пластины даже при высокой частоте вращения барабана - до 1000 об. /мин.

Некоторые формовыводные устройства оснащены системой автоматической установки формных пластин на внешнюю поверхность барабана и снятия их после экспонирования, а также системой пробивки штифтовых отверстий. На рис.5 показаны этапы (1-5) работы такой системы. Формная пластина 5 с помощью пневматического устройства подачи 4 вынимается из сдающей кассеты 6 и переносится к устройству пробивки штифтовых отверстий 3. Затем устройство 4 подводит край пластины с отверстиями к барабану 1 и надевает ее на штифты. При повороте барабана 1 на один оборот пластина полностью прилегает к нему и закрепляется зажимами. После этого барабан начинает вращаться, а записывающая головка 2, перемещаясь вдоль образующей барабана, экспонирует пластину. По окончании экспонирования барабан останавливается и поворачивается на один оборот назад. При этом пластина снимается со штифтов и с помощью транспортеров 8 подается в приемную кассету 7 или в процессор для обработки форм, соединенных с формовыводным устройством.

В качестве примера многолучевой лазерной записи формных пластин, расположенных на внешней поверхности барабана, рассмотрим схему устройства для экспонирования термочувствительных пластин мощным инфракрасным многоканальным лазерным диодом, приведенную на Рис.6. В этом устройстве лазерный диод и формирующая изображение оптика смонтированы в термоголовке 4, которая перемещается с помощью ходового винта 3 по направляющим 2 вдоль барабана 1.