计算机直接制版原理及工艺

1第七章计算机直接制版原理及工艺第一节计算机直接制版概述一、计算机直接制版概念所谓计算机直接制版（Computertoplate，简称CTP）就是用计算机把原稿文字图像经数字化处理和排版编辑，直接在印版上进行扫描成像，然后通过显影、定影等后处理工序或免后处理制成印版。与传统的胶片晒版工艺相比具有工序简单、无需出片、晒版且制版周期短等优点。二、计算机直接制版的发展CTP（Computer-to-plate）技术出现于十九世纪八十年代。这个时期是直接制版技术研究的初期阶段。所以在此期间，无论是技术方面还是制版质量方面，都不很成熟。到了九十年代，设备制造厂商与印刷厂家密切配合，加速了这项技术的研究开发步伐，并在此期间达到了成熟和工业化应用的程度。于是，在1995年Drupa印刷展览会上，展出了42种CTP系统。这一举措立刻引起印刷业对这项技术的极力关注。在1995-1997年之间，就有许多大型印刷公司采用了CTP系统，实现直接制版工艺，但是由于直接制版机在此期间仍十分昂贵，所以限制了这项技术在各中小型企业的使用和推广。1997年-1998年期间，直接制版机的价位大幅度下降，并且直接制版版材开始成熟和发展，所以大量中小型印刷厂开始接受并使用CTP技术。针对印刷厂的情况，开发的机器幅面包括对开，8开，16开不等。据统计，美国到1997年，已有65%的大型印刷厂（员工在100个以上）使用了CTP技术。据美国印刷技术权威机构GATF的调查，从1995-2000年期间，全世界已安装及预计安装CTP系统的数目如下（含报纸印刷业使用的CTP系统，包括8开，对开，全开机总计）：表7-11995-2000年CTP应用情况1995年1996年1997年1998年1999年2000年31172116863100620012150从这组数据看来，CTP的应用普及速度以每年一倍以上的速度增长着。从1995年到1998年的3年期间，增长的速度竟高达10倍。CTP系统之所以可以以如此惊人的速度在用户群中普及，除了它有良好的制版性能和取消了软片应用的优点外，CTP技术适用范围的扩大也是十分主要的原因之一。目前市场上的直接制版机可以适合大幅面，小幅面的印刷尺寸，单双色印刷和四色彩印，报纸印刷和商业印刷等多种情况的需要。所以，使用起来十分灵活。而且，近些年来，版材的开发和改进速度也十分迅速。CTP设备价格在五年内大幅度的下降促进了市场的上升与开发。1998年6月美国报协主办的NEXPO98展览会上，共有11家厂商展出了各自的CTP系统。但没有一家有影响的厂商推出新的激光照排机及相关技术。这充分显示各厂家对CTP技术已不再犹豫，已进入实用阶段。三、计算机直接制版特点1.计算机直接制版标志着印前工作流程的完全数字化印版既是印前处理的最终效果，也是划分印前和印刷的分界线。计算机直接制版之前的印前技术，仅仅实现了印前工作流程部分的数字化。而计算机直接制版实现了数字页面向印2版的直接转换，实现了整个印前过程的数字化。2.计算机直接制版大大提高了制版效率和制版质量在计算机直接制版过程中，不再需要拼版、晒版、拷贝等复杂工序，具有更高的效率和速度。同时制版中的可变因素也降到了最低限度，所以可以获得高质量的印版。3.计算机直接制版为企业提供了更高的经济效益计算机直接制版不需要再使用感光胶片和相关的设备、耗材，从长远考虑具有更低的综合成本，可以产生更高的经济效益。由于以上特点，计算机直接制版得到了巨大的发展，发展前景很好。第二节计算机直接制版系统一、CTP的基本工作原理CTP直接制版机由精确而复杂的光学系统，电路系统，以及机械系统三大部分构成。由激光器产生的单束原始激光，经多路光学纤维或复杂的高速旋转光学裂束系统分裂成多束(通常是200—500束)极细的激光束每束光分别经声光调制器按计算机中图像信息的亮暗等特征，对激光束的亮暗变化加以调制后，变成受控光束。再经聚焦后，几百束微激光直接射到印版表面进行刻版工作，通过扫描刻版后，在印版上形成图像的潜影。经显影后，计算机屏幕上的图像信息就还原在印版上供胶印机直接印刷。每束微激光束的直径及光束的光强分布形状，决定了在印版上形成图像的潜影的清晰度及分辨率。微光束的光斑愈小，光束的光强分布愈接近矩形(理想情况)，则图像的清晰度愈高。扫描精度则取决系统的机械及电子控制部分。而激光微束的数目则决定了扫描时间的长短。微光束数目越多，则刻蚀一个印版的时间就越短。光束的直径已发展到4.6个微米，相当于可刻蚀出6001pi的印刷精度。光束数目可达500根。该蚀一个对开印版的时间可在3分钟即完成。另一方面，版光束的输出功率及能量密度(单位面积上产生的激光能量，单位为焦耳／平方厘米)愈高，则蚀刻速度也愈快。但是过高功率也会产生缩短激光的工作寿命，降低光束的分布质量等的负面的影响。图7-1CTP的工作原理制版机光源包括：气体激光(氩离子激光488nm，功率：20mw左右)；固体激光器(FDYAG532nm，100mw以上)；半导体激光(LD，半导体激光中的红外半导体激光有低功率，长寿命的优点。)直接制版系统是一套综合性的多学科技术产业，它包括精密机械及光学技术，电子技术，彩色数字图像技术，计算机及软件技术，新型印版及材料技术，自动化技术及网络技术于一体的自动生产系统，是当代印刷工业的又一次重大技术革命。光学系统多束细激光单束原始激光激光器声光调制器计算机中图像信息受控光束印版表面印版印品3二计算机直接制版系统构成计算机直接制版（CTP）一般由三个部分组成：计算机、成像系统和印刷版材（如图7-2）。每个部分现在的技术以相当成熟被广泛的应用于实际生产之中。光学系统激光计算机成像系统印版图7-2计算机直接制版的三部分首先对于计算机直接制版系统来说，计算机由于影响到整个的工作流程，所以说它是最为重要的。因为在整个系统的许多方面都依赖计算机，如电子加网、用RIP解释、中间数据的储存以及对各个设备的控制。此外，还有成像系统。数字印刷作业数据从计算机到印版表面成像的转移，由计算机直接制版系统的核心组件完成。这个核心组件就是制版机。在大多数系统中，通常使用激光制版机。激光的功率和波长必须与版材表面的光敏感性相匹配。最后是印版版材，适合于计算机直接制版的版材类型很多。胶印版材根据片基和保护层而变化。在目前的印刷工业中，大多数版材仍然基于成像后溶解或水基处理方法而发展。三、CTP设备分类目前，CTP直接制版机一般分成内鼓式，外鼓式，平台式三大类。在这三种类型中，使用的最多的是内鼓和外鼓式；平板式主要用于报纸等的大幅面版材上，在这些形式中，外鼓式逐渐呈现主流趋势。(一)内鼓式直接制版机内鼓式成像是把滚筒作为承托印版的鼓，印版被固定在滚筒内轮廓的某个固定位置上。曝光时，声光调节器根据计算机图像信息的明暗特征，对激光器光源所产生的连续的激光束进行明暗变化的调制。调制后的激光束并不是直接照射在印刷版上，而是先照射到一组旋转镜上。随着镜子的旋转，激光束就被垂直折射到滚筒上，因此转动镜子也就转动了激光束。旋转镜一般是垂直于滚筒轴做圆周运动，那么激光束相对于滚筒做螺旋形运动。扫描印版时，一部分激光被印版吸收，而其余的光则被折射到记录器内部。调整激光束的直径可以得到不同程度的分辨力。调整镜子的转速，则可以调节曝光时间（如图7-3所示）。内鼓式CTP具有以下优点和不足：1.优点（1）扫描速度快，目前较先进的紫激光技术多采用这种激光方式。（2）印版不动，机械稳定性好。（3）采用单激光头，价格相对便宜。4（4）上下版方便，可支持多种打孔规格。图7-3内鼓式CTP成像2.不足（1）不适合大幅面的印版。（2）不适合热敏版，网点受激光强度及显影处理会有变化。目前市场上内鼓式直接制版机主要有AGFA公司的GalileoVS/VXT系统，海德堡的Prosetter,宝禄德福的DMX/ImageMaker系统等。(二)外鼓式直接制版机外鼓式成像是将版材包紧在滚筒表面上。当滚筒以每分钟几百转的速度沿圆周方向旋转时，版材会随着滚筒以相同的速度旋转。与此同时激光照射在印版上，从而完成对印版的扫描。一般为了提高生产效率常采用多个激光束进行扫描（如图7-4所示）：图7-4外鼓式CTP成像外鼓式CTP具有以下优点和不足：1.优势（1）外鼓式的优点是适用于大幅面印版的作业，多适用于热敏版材，采用多光束激光头。由于热敏式印版所需要的热量大，光源必须要有较大的功率，采用外鼓式制版机可以把光源的定位靠近印版。（2）印版安装在滚筒外面，与印刷机上印版状态一样。能够模拟印刷机的弯版曲率，保证精度。2.不足（1）适用的版材规格少。（2）滚筒不能高速旋转，上下版慢，在滚筒转动时要保证转动稳定，需要特定的配重平衡5装置来维持印版的平衡稳定。（3）激光束多，偏移量很大，影响网点成像质量，需要进行补偿。目前市场此类型制版机主要有Lithotech公司的Andromeda系统，Creo的Lotem400V/Lotem800V/LotemXL,AGFA的Xcalibur系统，Screen公司的PlateRite4000/.PlateRite8000系统等。(三)平台式直接制版机平台式直接制版设备比滚筒式结构的设备简单得多，无论自动还是手动，其装版和卸版都非常容易，而且大多数打孔系统都可以在平台式的设备上轻而易举地使用。平台式技术又分为单束激光系统和多束激光系统。图7-5平台式CTP成像（1）单束激光系统大多数平台式系统都使用一个转镜系统，使单束激光折射在印版表面。在单束激光系统中，印版被装在版台上向前运动，其运动的方向与激光扫描的方向垂直，其向前运动一个像素距离的时间，与激光从左至右扫描印版所需的时间是一致的。由于单束激光在扫描过程中，在印版的横向往复运动，其镜头到印版的距离是在不断地变化的。为了确保曝光点尺寸和形状的一致，激光束必须通过一个特殊的透镜在印版上聚焦。因此这也限制了激光的扫描宽度，所以此类设备的制版幅面的宽度都不是很大。平台式单束激光系统成像速度快，而且拥有最快的自动上版和卸版技术。但是，由于扫描宽度的限制，目前主要被应用于报纸印刷和小幅面和中等幅面的商业印刷生产。如果要使用单束激光系统生产更宽幅面的设备，一个选择就是使用多个激光头，将多组数据结合在一起使用，这就是多束激光系统。（2）多束激光系统一些公司的产品也采用是平台式结构，在保持快速自动上版和卸版技术的同时，加大了所能处理的印版尺寸。Bcrco公司的产品使用了4-6个激光头，每一条激光扫描线是由3-5束激光构成的。使用时将这些激光束用光学和数字式的方式结合在一起，生成一条激光线，大大提高了成像速度和成像面积。平台式的优点和不足：1.优点（1）机械结构简单，设备维护要求较低，上下版容易，稳定性好。（2）扫描速度高，价格相对便宜。（3）可同时支持多种打孔规格。62.缺点（1）占地面积较大。（2）不适合于大幅面印版作业，多用于报纸制版。目前市场上此类直接制版机主要有AGFA的Polaris系统，Barco公司的Mondrian系统等。四、CTP系统的要求在使用CTP系统时，首先，要注意与前端系统的接口技术，即：彩色印前处理系统之间的数据交换技术，以及后端设备的数据舆技术的完善化。对大容量的文件来说，数据交换速度与数据传输速度至关重要；其次，要求企业建立一整套新的电子文件管理系统，完善数据保存及检索技术；然后，对彩色管理技术和RIP技术的要求也很重要。大容量的文件要求RIP有强大的处理能力，才可以达到高效的工作效率。对于打样和输出的一致性问题，就需色彩管理技术的参预。在购买CTP时，用户需根据自己的需要，作细致的系统论证分析后再作决定。新技术系统不要被要求与旧工作流程匹配，应综合考虑：综合效益，维护工作量，耗材价格及供应来源；系统必须开放，所用技术有升级可能。五、设备主要供应商CTP设备的供应商大多来自美国，以及德国，日本在美国设立的公司。大幅面设备的提供厂商有爱克发，巴可，Creo，海德堡，Gerber，ECRM，Optronics，赛天使美国印前公司，美国网屏公司等；中小幅