CTP制版原理及其工艺文档格式.docx
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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技术适用范围的扩人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人幅面,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NEXP098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、计算机宜接制版特点
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,通过打描刻版后,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。
打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打描时间的长短。
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
制版机光源包拾:
气体激光(氮离子激光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人技术革命。
二计算机宜接制版系统构成
计算机直接制版(CTP)—般由三个部分组成:
计算机、成像系统和印刷版材(如图7-2)o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。
计算机
光学系统
激光
成像系统
图7-2计算机直接制版的三部分
/
1
a
印版
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。
在人多数系统中,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,人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人幅面版材上,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)上下版方便,可支持多种打孔规格。
癥材记朮
内JHrfKil
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/1mageMaker系统等。
(-)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,从而完成对印版的打描。
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):
zxxx
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人幅面印版的作业,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人,光源必须要有较人的功率,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。
(1)适用的版材规格少。
(2)滚筒不能高速旋转,上卞版慢,在滚筒转动时要保证转动稳定,需要特定的配重平衡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,与激光从左至右打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oBcrco公司的产品使用了4-6个激光头,每一条激光打描线是由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)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。
2.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II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。
对人容量的文件来说,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。
人容量的文件要求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,口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;
中小幅面的生产厂商有:
PrintWare公司,杜邦公司等多家。
提供专用于报纸的设备有Creo公司,Krause公司等。
第三节计算机直接制版版材
对应于计算机直接制版设备的多样性,目前在市场上出现的版材也是多种多样的,人致可以分为银盐版材、热敏版材、光聚合型版材和喷墨版材四大类。
_、银盐版材
主要有银盐与PS版复合型版材、向上扩散型版材和向卞扩散型版材三种类型。
银盐与PS版复合型直接版材主要利用银盐乳剂层的高感光度和宽感色范I制完成版材的激光直接扫描成像,利用PS版的优良印刷适性完成印刷工艺的要求,是一种充分利用已经成熟的银盐感光材料和PS版材技术构筑直接版材的巧妙组合,在直接版材出现的初期曾引起轰动。
印刷适性和耐印率与传统的PS版完全相同。
但是,这种版材结构复杂,而且需要多次曝光和显影(定影)等后处理,工艺烦琐。
这也是这种版材难以实现人规模产业化应用的主要原因。
向上扩散型直接版材由版基、银盐乳剂层和物理显影核层构成。
激光扫描成像后,进行扩散显影。
没有曝光区域的银离子向上扩散,在表层物理显影核的作用下还原成金属银,成为亲油表面:
曝光区域的表层仍然为乳剂层,具有良好的亲水性。
这种版材的版基既可以是金属材料,如铝,也可以是柔性的高分子片基,如聚酯片基,在多数情况下为柔性的高分子片基,如,MitsubishiPaperM订Is公司推出的SilverDigiPlateo这种版材的耐L:
卩率一*般在1〜2万印,感光范闱基本上覆盖紫外到近红外的所有光谱范怜I,而且可以在图像照排机上曝光成像,无须购置专用的印版照排机,具有非常广泛的适应性。
向卞扩散型银盐版材由具有良好亲水表面的铝版基、物理显影核层和银盐乳剂层构成。
激光扫描成像后,进行扩散显影。
曝光区域的银离子向卞扩散,在底层物理显影核的作用下还原成金属银,成为最后的亲油表面;
然后将乳剂层去掉,曝光区域的亲水版基表面裸露出来成为亲水层。
这种版材具有非常高的感光度和感色范I韦I,耐印力也非常高,适合于高档商业印刷。
二、热敏版材
到目前为止,热敏版材的发展一直垄断直接版材的市场。
从总体来看,红外热敏版材人致可以分为两人类型,即,热烧蚀型直接版材和非热烧蚀型直接版材,非热烧蚀又分为热交联、热转移和热致相变化三种。
在众多的热敏版材中,激光打描成像后不经任何化学后处理即可进行印刷的无须后处理版材是热敏版材的发展方向,引起了各人公司的极人关注。
尽管受到紫外光敏直接版材的冲击,但热敏版材的发展势头仍然非常迅猛。
在热烧蚀版材中,这里以PressTek公司的热烧蚀型无水胶印版材为例进行说明。
这种版材由斥油的硅胶表面层、光热转换层(吸光层)、亲油底层和版基构成。
硅胶表面层将构成最终的非印刷表面,在热的作用卞会随光热转换层的汽化作用而被去掉,从而使下面的亲油层裸露出来成为接受油墨的印刷表面。
光热转换层的主要作用是吸收扫描激光发出的光能,并有效地将吸收的光能转换成热能,使版面的温度升高达到汽化温度水平。
这种版材的版基既可以是金属底基(如,铝版基),也可以是柔性的高分子片基(如,聚酯片基),具有比较宽的适应性。
这种版材因为激光扫描成像后即町进行印刷,因此特别适合于在机直接制版系统,这也是为什么目前相当多的直接成像印刷机都搭载这种版材的主要原因。
尽管这种版材也属于无需要后处理的直接版材,但在扫描成像过程中要产生烧蚀汽雾和碎片,需要采取必要的措施进行排污处理,否则将对成像光学器件和环境造成污染。
热交联版材由热敏涂层和亲水版基构成。
热敏涂层一般由(碱)水溶性成脸树脂(如,酚醛树脂)、热敏交联剂和红外染料构成;
亲水版基可以使用与传统PS版完全一样的铝版基。
红外染料的作用是有效地吸收红外激光的光能,并将吸收的光能转换成热能,使热敏涂层的温度能够达到热敏交联剂的反应温度;
热敏交联剂的作用是在温度的作用卜与成敏涂层的温度能够达到热敏交联剂的反应温度;
热敏交联剂的作用是在温度的作用I、•与成膜树脂反应形成空间网状结构,从而使热敏涂层失去水溶性。
由于空间交联的作用,曝光区域的热敏涂层在显影处理后仍然留在版面成为亲油的印刷表面,而没有曝光的区域被去掉使卜•面的亲水版基裸露出来成为亲水的非印刷表面。
有些版材为了进一步提高热交联的效果,往往在曝光后还要对版材进行预热处理,从而进一步加深热交联效果(也是一种提高感光度的增幅机制)。
这类版材称为需要预热的热交联版材。
热交联版材的图文区域由空间交联的高分子树脂构成,因此这类版材通常具有非常高的机械强度和耐印率,一般都可以印刷数十万份,非常适合长版印刷市场。
热转移版材和热致相变化版材都属于成像后不再需要化学后处理就可以印刷的无后处理直接版材(ProcesslessCTPlate),而且在激光扫描成像过程中也不会产生烧蚀碎片和汽雾等废弃物,因此,这种类型的版材既适合于脫机直接制版,也适合于在机直接制版,受到普遍关注。
热转移直接版材由色带和受像基材构成。
受像基材本身具有良好的亲水性(如,传统PS版的铝版基),主要作用是接受由色带转移的热蜡层和构筑亲水的非印刷表面。
色带由耐热的高分子片基和热敏层(热蜡层)构成,热蜡层由低融点的高分子材料和红外染料构成。
成像时色带与受像基材处于紧密接触状态,激光光能被染料吸收后转换成为热能,使热敏层温度升高导致热蜡层的高分子融化,从而使“液态”的热蜡层转移到受像基材上,形成印刷的图文表面。
为了提高图像区域的机械强度,往往需要在更高的温度卜•对转移在受像基材表面的热蜡层进行固化处理,原理是使热蜡层交联形成空间网状结构。
尽管这种版材不需要显影后处理,但是,分离的色带与受像基材会给使用和控制带来不便,增加可变因素。
相比之下,热致相变化的直接版材更具优势。
这种版材由热敏涂层和支撑底基构成。
热敏涂层具有足够的亲水性,成为非印刷表面,但在热能的作用卞能够转变成亲油性,成为印刷的图文表面。
这种版材的底基仅仅是热敏涂层的支撑体,不参与最终的印刷,因此没有亲和性要
求,根据不同的使用目的既可以是高分子片基,也可是金属版基。
三、光聚合版材
这类版材通常由铝版基、感光层和表面层构成的。
光聚合层主要由聚合单体(+低聚物)、引发剂、光谱增感剂和成膜树脂构成。
引发剂一般采用量子效率高的多元引发剂体系,光谱增感剂的作用是有效地将引发剂的感光范闱延伸到激光的发光波长区域,目前已经可以延伸到488nm(亚离子激光)和532nm(倍频的YAG激光)。
表面层的作用主要是将人气中的氧气分子隔开,避免其进入感光层,以提高感光层的链增长效率,从而获得高感光度。
由于采取了这些有效的措施,光聚合型直接版材的感光度得到人幅度提高,最低成像曝光量已经下降到10UJ/cm?
左右,仅次于银盐类型直接版材,而且这种版材结构简单,分辨力、耐印率以及后处理与常规的PS版相似甚至更优秀。
由于多数高效引发剂体系的固有感光范围都在紫外区域,而且将感光范围延伸到UV—LD激光的发光波长范闱也非常容易,因此,光聚合型直接版材将成为下一代紫外直接版材的首选体系,具有非常好的发展前景。
四、喷墨版材
主要有两种基本类型,一种是在传统的PS版的感光层上涂布一层能够接受油墨的受像层,另一种就是一种具有优良亲水和保水性能的基材(如传统PS版的铝版基)。
喷墨直接版材利用计算机控制喷头的往复机械运动实现扫描,将油墨直接喷射到PS版感光层表面的受像层或亲水基材上形成油墨影像。
对第一种印版,还要对喷墨后的印版进行全面紫外曝光,使没有喷到油墨影像的PS版感光层曝光,然后经过PS版显影处理即可去掉这部分PS版的感光层,使卞面的亲水版基裸露出来成为非印刷表面,即,受像层表面的喷墨影像仅仅作为紫外曝光时的“蒙版”影像,保护下面的PS版感光层不受紫外光的照射。
这种版材可以采用常规的水基喷墨技术,受像层一般应该具备适当的亲水性并能够在碱水中溶解,以满足接受油墨和PS版显影时能够被去掉的要求。
对第二种版材,喷墨形成的油墨影像就是最终的亲油印刷区域,因此要求采用特殊油墨的喷墨成像技术。
固体喷墨(SolidInkjet)也叫相变化喷墨(PhaseChangeInkjet)是比较好的选择。
这种喷墨技术采用不含任何溶剂的高分子固体油墨,依靠温度差异实现喷射成像,因此,喷射到亲水基材上的油墨具有足够的机械强度,成为印刷的图文表面。
喷墨直接版材的优点是町以使用现在成熟的喷墨技术和传统的PS版材,缺点是分辨力不高(主要受喷墨技术的限制,一般在1500dpi以卞),速度比较低(受喷头往复运动的限制),适合于分辨力要求不高的印刷领域。
第四节其它计算机宜接制版技术
一、柔印计算机直接制版
计算机直接制取柔性版的方式有两种,一种激光成像制柔印版,另一种是直接激光雕刻印版。
前者是使用计算机直接制版系统,用数字信号指挥YAG激光,产生红外线,在涂有黑色合成膜的光聚版上,通过激光将黑膜进行烧蚀而成阴图,然后进行与传统制版方法相同的曝光、冲洗、干燥、后曝光等加工步骤,制成柔性版。
典型的机器是巴可(Barco)公司的CDI(C^elDigitallmager)计算机直接版系统。
后者是以电子系统的图像信号控制激光直接在单张或套筒柔性版上进行雕刻,形成柔性印版。
(一)CDI计算机直接制版系统
在数字化工艺流程中,比较典型的是巴可公司的CDI计算机激光直接制版机(如图8-6所示)和杜邦公司的CyrelDPS/DPH100柔性版材。
CDI是一种外鼓式双激光头的柔性版直接制版机,使用了60W的YAG激光器,产生红外线,可直接在CyrelDPS或DPH版材上进行曝光。
CDI系统采用的版材是赛丽专用DPS或DPH型号的版材。
这种版材是在普通的感光树脂柔性版表面复合了一层具有完整折光性能的黑色材料一一水溶性涂层。
以代替传统工艺中的阴图片,将成像载体直接合成到版材之中。
通过激光将黑膜进行烧蚀而成阴图之后,需要进行与传统制版工艺相同的曝光、冲洗、干燥、后曝光等加工步骤,制成柔性版。
与传统柔性版材相比,其成像网点更细小,图像更清晰,印刷中的网点变形也小。
图7-6CDI计算机激光直接制版机
CDI数字制版工艺流程如下:
装版一激光成像曝光一背曝光一主曝光一冲洗一烘干一去粘一后曝光
(1)装版曝光前,柔性版材被安装在可快速转动的滚筒上。
整个滚筒由轻碳纤维材料制成,重30kg,并可更换无缝套筒,用于无缝套筒的制版。
滚筒幅面有1083mmX1630mm、1083mmX815mm等规格。
当真空吸气装置启动时,操作人员将版材安置在滚筒上,滚筒转动,吸P装置将版材吸附在滚筒上。
版材的连接处用胶粘带密封以达到真空,然后将盖子盖上开始激光成像曝光。
(2)激光成像曝光由桌面系统传来的数字信号,通过计算机控制柔印直接制版机CDI内的YAG激光,滚筒旋转,激光头沿着滚筒轴向移动进行曝光(见图7-7)o红外线在版材的照色表层上进行曝光,将需要成像部位(图文部分)的黑色