Лазерная запись форм в печатных машинах
Развитие лазерных технологий записи печатных форм и цифровых технологий допечатной подготовки изданий обусловило создание печатных машин, в которых печатные формы изготавливаются непосредственно на формных цилиндрах. Такие устройства представляют собой агрегат, состоящий из системы, предназначенной для лазерной записи формы, и из собственно печатной машины. Соответствующая технология получила название Сomputer-to-Press.
Для изготовления форм на формных цилиндрах печатных машин применяются различные технологии. Одна из таких технологий — лазерная обработка тонких пленочных покрытий, широко распространенная в устройствах для записи форм. В качестве примера реализации этой технологии можно привести офсетную машину Heidelberg Quickmaster DI 464 для печати без увлажнения. В этой машине используется рулонный формный материал (рис. 1), состоящий из полиэстровой основы 4, теплопоглощающего слоя 5 и силиконового слоя 3. Поверхность 2 силиконового слоя отталкивает краску и образует пробельные элементы. При экспонировании силиконовый слой под действием тепла, создаваемого инфракрасным лазером 1 (830 нм), выборочно удаляется, образуя воспринимающие краску печатающие элементы 1.
Рулонный формный материал толщиной 0,18 мм устанавливается внутри формного цилиндра печатной машины (рис. 2) и обладает тиражестойкостью около 20 тыс. оттисков при скорости печати до 10 тыс. отт./ч. Рулон формного материала рассчитан на 35 печатных форм. При смене формы формный материал перематывается с одного рулона на другой.
Рис. 1. Структура формного материала для печатной машины Heidelberg Quickmaster DI 46-4
Рис. 2. Схема установки формного материала в цифровой печатной машине Heidelberg Quickmaster DI 46-4: 1 — рулонный формный материал; 2 — формный цилиндр; 3 — офсетный цилиндр; 4 — устройство удаления остатков формного материала; 5 — валики красочного аппарата
Записывающая головка (рис. 3) имеет 16 модулей для создания изображения, расположенных вдоль оси формного цилиндра 2. Каждый модуль состоит из инфракрасного лазерного диода 5, световода 4 и фокусирующей оптики 3. Цифровые сигналы об изображении поступают из компьютера системы допечатной подготовки изданий в контроллер 6, который управляет модуляцией лазерных диодов 5. Модули для создания изображения распределены вдоль образующей формного цилиндра 2 через равные расстояния и закреплены на линейке 7. Запись по оси х происходит за счет возвратнопоступательного движения линейки (размер шага зависит от разрешения записи), а по оси у — за счет вращения формного цилиндра.
Рис. 3. Записывающая головка печатной машины Heidelberg Quickmaster DI 46-4
Рис. 4. Схема печатной машины Heidelberg Quickmaster DI 46-4
Печатная машина Heidelberg Quickmaster DI 464 (рис. 4) работает следующим образом. Информация о полосе издания, обработанная в растровом процессоре, поступает в контроллер печатной машины, который управляет процессом записи изображения головками 1 на материал, закрепленный на формном цилиндре 2. Отходы удаляются устройством 10. С помощью красочного аппарата 4, состоящего из 12 валиков, на форму наносится слой краски, который затем переносится на бумажный лист, закрепленный на печатном цилиндре 7, посредством офсетного цилиндра 5. Запечатываемый материал подается со стапеля самонаклада 6 и выводится транспортерами 8 на стапель 9 приемного устройства. После печатания тиража особые устройства 3 выполняют автоматическую смывку офсетных полотен.
Печатная секция построена по планетарному типу: вокруг печатного цилиндра, диаметр которого в четыре раза превышает диаметры офсетного и формного, расположены печатные аппараты. Четыре записывающие головки работают одновременно, обеспечивая практически идеальную приводку форм. Применение машины экономически целесообразно при тираже свыше 200 оттисков.
В некоторых печатных машинах для создания изображения на формном цилиндре используют технологию термопереноса полимера под действием лазерного излучения. На рис. 5 представлена схема основных этапов процесса получения изображения на формном цилиндре, реализованного в машине MAN Roland DICOweb. Процесс состоит из нанесения, фиксирования и стирания изображения.
Рис. 5. Схема создания изображения на форме способом термопереноса
Запись изображения (рис. 5 а) происходит следующим образом. Лента 2, содержащая полимерное покрытие, разматывается с рулона и проводится рядом с металлической поверхностью стальной гильзы формного цилиндра 3. Записывающая лазерная многоканальная термоголовка 1 создает мощное инфракрасное излучение, под действием которого полимер нагревается и переносится с ленты на гладкую стальную поверхность гильзы, создавая изображение 4 печатающих элементов. Ширина передающей ленты около 15 мм. В зависимости от конструкции термоголовки (числа лазерных диодов и каналов электрооптического затвора) одновременно можно осуществлять запись более чем 200 лазерными лучами с разрешением до 3200 dpi. Развертка изображения на форме по двум осям координат осуществляется за счет перемещения термоголовки 1 и ленты 2 вдоль образующей формного цилиндра, а также за счет вращения формного цилиндра. Время записи формы — менее 2 мин.
Фиксирование изображения 4 на формном цилиндре 3 (рис. 5 б) происходит под действием бесконтактного нагрева от элемента 5. Продолжительность фиксирования — около 3 мин. Полученная печатная форма имеет тиражестойкость около 40 тыс. оттисков.
По окончании процесса печатания тиража изображение 4 смывается с формного цилиндра 3 (рис. 5 в) очищающей жидкостью, которая подается струйным распределителем 6. Для окончательной очистки поверхности цилиндра служит полотно 7.
Принципиальная схема печатной машины с термопереносом изображения на форму представлена на рис. 6. Цифровые сигналы из системы допечатной подготовки изданий поступают в контроллер 6, который управляет работой электрооптического многоканального светового затвора лазерной термоголовки 5. Термоголовка 5 осуществляет методом термопереноса запись изображения на стальной гильзе формного цилиндра 4. Изображение на формном цилиндре фиксируется с помощью устройства 10, подающего на формный цилиндр нагретый до 150 °С воздух. Красочный аппарат 7 накатывает краску на печатающие элементы на формном цилиндре 4, а увлажняющий аппарат наносит увлажняющий раствор на пробельные элементы формы. Красочное изображение с формного цилиндра 4 под давлением передается на офсетный цилиндр 3. Запечатываемое бумажное полотно 1 проходит между печатным 2 и офсетным 3 цилиндрами. По окончании печатания тиража устройство 11 смывает офсетный цилиндр, а устройство 9 с очищающим полотном удаляет изображение с формного цилиндра. Такая рулонная офсетная машина обеспечивает скорость печати до 3,5 м/с, а время ее переналадки с тиража на тираж составляет 1015 мин.
Рис. 6. Схема офсетной печатной машины с термопереносом изображения на форму
Рис. 7. Схема создания изображения на форме глубокой печати
Около десять лет назад компанией MAN Roland демонстрировался прототип печатной машины для непрямой глубокой печати, изображение в которой создавалось лазером на надетой на формный цилиндр гильзе. Поверхность гильзы имеет растровую ячеистую структуру, причем ячейки расположены на расстоянии 140 мкм друг от друга, а линиатура растра составляет 70 ячеек на 1 см.
Перед записью изображения пустые ячейки 1 (рис. 7 а) гильзы 5 заполняются полимером 2, а ракель 3 выравнивает поверхность, удаляя излишки полимера. После отвердевания полимера поверхность гильзы экспонируется лазерной записывающей головкой 4 (рис. 7 б). В результате термического воздействия лазерного излучения полимер выборочно испаряется из ячеек. При этом образуются углубленные печатающие элементы 6 различного объема. Варьирование количества испаренного полимера позволяет получить 16 градаций серых тонов на один печатающий элемент при разрешении 1200 dpi. Удаление изображения с печатной формы после печатания тиража производится (рис. 7 в) вымыванием полимера из ячеек водяной струей 7 высокого давления.
Рис. 8. Схема печатной машины непрямой глубокой печати
Принципиальная схема печатной машины непрямой глубокой печати с переносом изображения посредством офсетного цилиндра приведена на рис. 8. Цифровая информация об изображении поступает из системы допечатной подготовки изданий в контроллер 5, который управляет лазерной записывающей головкой 4. Лазерное излучение создает на растрированной гильзе, надетой на формный цилиндр 3, углубленное изображение печатающих элементов. Перед экспонированием гильзы с помощью устройства 6 все ячейки заполняются полимером, остатки которого удаляются с поверхности гильзы ракелем. Подача краски на созданную печатную форму осуществляется красочным аппаратом 8. Бумажное полотно 9 проводится между печатным 1 и офсетным 2 цилиндрами. После окончания печатания тиража устройство 7 вымывает полимер из ячеек, приводя гильзу в исходное состояние для печатания следующего тиража.
Помимо лазерной технологии существует также возможность нанесения печатающих элементов на алюминиевую офсетную форму посредством бесконтактной системы. Для этого применяются струйные системы со специальной краской, которая наносится на гидрофильную, электролитически анодированную поверхность офсетной печатной формы. Краска затвердевает и фиксируется, например, посредством нагревания.
Применение печатных машин с записью форм на формных цилиндрах позволяет сократить сроки выпуска печатной продукции, повысить гибкость производства, а также уменьшить номенклатуру оборудования и численность персонала.