第二节 激光制版

　　激光在印刷制版方面的应用，目前主要表现在电子分色、激光照排、激光雕刻和激光直接制版等方面，发展都很迅速。下面分别介绍。

一、电子电色机

　　电子分色机是一种用于彩色制版的设备。目前电子分色机中已普遍采用激光作为记录曝光的光源，其输出扫描和要用激光作为光源以后，网点光洁度和图像清晰度都比较好，产品的质量和生产效率均有明显的提高，社会效益和经济效益都有较大的增长。



图21－3 HP2686A型激光印字机及光源系统

　　近年来电子分色机的发展十分迅速，不断出现新的机型。从激光接触网屏发色机发展到激光电子网点发生器分色机和数字式分色机。在数字式分色机中，从光电倍增管为光敏器件和滚筒式扫描方式，发展到以CCD民荷耦合器为光敏器件和平台式扫描方式。为适应彩色拼版系统的发展，电子分色机不仅可作为原稿的分色装置来使用，而且可作为图像处理系统的输入、输出装置来使用，如它可与电子整页拼版装置相连接用于整页拼版。

　　随着电子分色机的发展，其输出扫描系统已普遍采用激光技术，并以激光作为记录曝光的光源。常用的光源有He-Ne激光器和Ar⁺激光器，常用调制器有电光调制器（如DC－350、ERM550）和声光调制器（如SG888、SG818）。

　　电子分色机利用半导体激光器作为记录光源，可制造出结构紧凑的电子分色机，如SG－717、220S、310I、420R等型号。用半导体激光器作为记录光源的电子分色机具有体积小、重量轻和价格低等优点。

　　在现代电子分色机中，目前多采用激光电子加网方式。图21－4为DC－300型电子分色机中激光网点发生器的示意图。该系统由Ar⁺激光器2、分光系统3、晶体调制器4、网点计算机1、光导纤维5、变焦物镜8和记录滚筒7等组成。

　　网点形成的过程是：从扫描滚筒发出的原稿信息，经彩色校正、层次校正、底色去除、黑版计算等处理后，输入网点计算机，Ar⁺激光器发出的激光，经分光系统分成6束光，光点直径15－20um，分光系统由一组反射镜组成，A镜全反射，B镜反射1／3透射2／3的光，C镜反射1／2透射1／2的光，将激光分为6强度相等的光，分别通过6个电光晶体调制器。通过调制器的6束激光，经聚光透镜将光点会聚后，与光导管相接，通过6根直径相同的光导管，把激光传递至记录头上。6根光导管在终端横向排成一排，经可变焦距镜头以逐点曝光方式在记录软片上曝光，记录与原稿图像相应的网点。



图21－4

1-网点计算机 2-Ar⁺离子激光器 3-分光系统 4-晶体调制器

5-光导纤维 6-网点 7-记录滚筒 8-变焦物镜

　　DC－300型电子分色机采用电光调制器，电光晶体是磷酸二氢钾，响应时间小于10^-9s。利用泡克尔斯效应，由所加电压的大小，来控制通过晶体调制器调制光的强弱。激光加网系统的电光调制器呈“开关状态”，即工作在“有光”（通过的光最强）或“无光”（通过的光最弱）两种状态。有信号时“开”（有光输出），无信号时“关”（无光输出）。此时调制器所加电压称半波电压，DC－300型所加半波电压不超过180V。

二、激光自动照相排版机

　　1976年，,英国蒙纳（Monotype）公司，在照排机中首先应用了激光技术。近几年来，激光照排机的发展非常迅速，从只能输出文字发展到文字和图像能够同时输出，使图文合一，向整页制版系统和光栅图像处理方向发展。输出材料过去用感光相纸和软片，现在发展到可直接用纸张，大大降低了成本。

　　激光照排机是计算机激光汉字编辑排版系统的主要输出设备，照排的胶片经过冲洗后即可用于制版。图21－5是激光照排机激光扫描输出系统的结构示意图。1是氦氖（He-Ne）激光器，输出 光束折反180°，以缩小照排机尺寸。4是密度调节器，用以调节感光材料上的曝光程度，从0－8共有9档，可根据感光材料的感光度进行调节。5是光束漂移校正透镜组，用来校正声光调制器因连续工作发热而产生的光束漂移，同时对激光束起到预扩束的作用，扩束达2.4mm，激光束达2mm，扩束器的光斑直径为2mm。6是扩束器，使直径为2mm的光斑扩大到40mm，出射光斑大小是根据fθ透镜在感光材料上的分辨力的大小所决定的。7是45°反射镜，用于将扩束器发出光束垂直反射到转镜上。8是转镜，光束垂直照射在转镜上，由于转镜的转动，使光束成扇形扫描，因而在感光材料上形成一条扫描线。9是光栅度盘，它与转镜相连，光栅度盘上装的光电检测管，保证转镜的扫描速度与调制频率严格同步。10是fθ透镜，通过透镜的作用，在其焦面上形成一聚焦的扫描直线，将扫描器的转动变为焦面上焦点的直线运动。此聚焦透镜是一个大视场，小相对孔径和负畸变物镜，使转镜扫描的激光束聚焦到狭缝11上，从而可把光信号记录到感光材料上。



图21－5

三、激光直接制版

　　目前激光已可以蚀刻金属印版和直接制版，可减少从原稿到印刷之间的中间工序，大大缩短了印刷周期，降低了成本。为了适应激光直接制版的需要，也生产出不少新型版材和激光直接制版机。如各种PS版和银盐版等，又如美国伊康姆（EOCOM）公司的Laserite100型激光直接制版机，联邦德国赫特（Heste）公司的EPC激光制版系统和日本小西六照相工业公司生产的Direxer激光直接制版系统等。

　　1．激光雕刻机。初期主要用激光雕刻凸版、凹版和柔性版印刷的网纹墨辊。现在，激光已不仅可以雕刻凸版、凹版、柔性版印刷的网纹墨辊和制作胶印平版，而且可以直接制版。英国激光仪器公司研制的激光雕刻机，已能用于雕刻铅、钢、钛、陶瓷以及各种软硬材料的印版。

　　2．激光传真印刷。激光传真印刷采用激光直接制版系统，它由阅读装置和记录装置组成。工作时，由编辑部的阅读装置对原稿图文进行扫描取样，并将信息转换为数据，然后通过数据传输系统，将数据信息传动印刷厂。印刷厂根据收到的数据信息，采用控制记录装置，使记录装置激光束按照原稿图文的变化扫描，制成印版。

　　激光直接制版机原理图如图21－6所示。氦氖激光器发出的激光束（λ=632.8nm）经反射镜1反射，再经分光镜2由振镜9反射，通过聚焦透镜10、反射镜12反射到原稿上，使氦氖激光束在原稿上扫描。由于原稿图文信息的变化，将获得强弱随之变化的反射光，经光电转换并放大后成为变化的电信号，经传输系统加到调制器5上，构成激光直接制版系统的阅读装置。



图21－6

　　其记录装置采用氩离子激光器，由氩离子激光器发出的蓝绿光或紫外光（λ=351.1nm,363.5nm,488nm,514.5nm）经反射镜3、4，通过调制器5，再经反射镜6、反射扩束镜7、反射镜8、分光镜2反射后与阅读光束并行，两束光同时经振镜9及聚焦透镜10后，被反射镜11反射到记录版材上，并聚焦成极小的光点。

　　当振镜9做振动时，氦氖激光束和氩离子激光束，分别在原稿和记录版材上扫描，由于受控于同一振镜的振动，因此，扫描是完全同步的。

　　通过调制器的氩离子激光束被调制，经调制器后的氩离子激光束在记录版材上扫描，即可得到与原稿图文相同的印版。

　　几种常用的激光直接制版机类型及规格特点见表21－1。

　　3．激光扫描直接制版系统。计算机激光直接制版系统是将计算机送来的编辑信息经激光扫描记录在“高速PS版”上，并自动处理成用于胶印机印刷的PS版，其结构框图如图21－7所示。它是由计算机编辑系统、激光照排机和“高速PS版”显影机组成。该系统的工作过程是将原稿图文信息输入带硬盘的微机，完成图文编辑工作后，将其处理结果送入通用接口。完成拼版工作后，自动启动激光制版系统完成下述工作：左机械手从暗盒内取一张“高速PS版”并送到工作台上吸附后，工作台启动，当拖动工作台电机的驱动信号切换成光栅信号驱动后，随即向编辑系统发出同步脉冲，电脑送出的编辑信息通过激光扫描曝光形成潜像。曝光后的PS版由右械手把版材送到传送带上，并送入高速PS版显影机。这时左机械手又将第二张PS版送到工作台上，进行连续作业。

表21－1

项目 生产厂	伊康姆 (Eocom)	摩罕 (muirhcad)	凯姆柯 (chcmcosystems)	克劳斯菲尔德 (crosfielddatasystem)	赛天使 (scitex)
制版机型号	Laserite系列共12种	LaseriteFax	Ncwascan-200-2500	Log Escon-2417-3600,Datrax-760	勒斯特/2
扫描方式	平面	平面	平面	圆筒内面	平面
扫描密度		600-1000线/英寸	600;800;1000线/英寸	800;1000;1200线/英寸	1444线/英寸
记录速度	60秒/页	60秒/页;600线/英寸	49秒/页;600线/英寸	150秒/页;800线/英寸	120秒/页
激光光源	Ar+(可见)150mW	Ar+(可见)	Ar+(可见)50mW	Nd:YAG	Ar+(可见)
使用材料（制造厂家）	Eifasol L-8(卡勒公司)	Eifasol L-8(卡勒公司)	Cs-100(华莱公司)	激光蒙片(詹姆斯·利巴)	PS版各公司
版材解像力	90线/英寸	90线/英寸	100线/英寸	90线/英寸	175线/英寸
版材耐印力	＞15万	＞15万	≈7万		＞15万
制版速度	2min30s	3min	2min30s	2min30s
制版工艺	Opc感光体；干式色剂显影	Opc感光体；干式色剂显影	氧化锌感光体；湿式色剂亲水型	碳黑／硝基纤维	重氮；碱液显影

图21－7 计算机激光直接制版系统框图

　　激光扫描排版机是该系统的重要组成部分，其工作原理如图21－8所示。



图21－8

　　该机由转镜扫描光学系统、精密V形导轨上的工作台（由步进电机拖动）、传送版材的左右机械手以及电子控制系统组成。

　　激光扫描排版时，由氦氖激光器发出的激光束射到声光调制器上，调制器一级衍射光射向转镜，其反射光经fθ物镜会聚取高速PS版上。在扫描排版时，主电机带动转镜和光栅一起转动，光栅输出的信号经分频后驱动工作台的步进电机，从而保证主副扫描系统同步，使扫描光束在版材上得到平行等间隔的扫描线。光栅信号锁相倍频后作为打点脉冲，向计算机发出文字或图像点阵信息控制声光调制器，使激光束在版材上打点曝光，形成潜影。这样就可以通过激光扫描系统在高速PS版上排出版面。

　　高速PS版的显影过程如图21－9所示，由计算机控制的激光在PS版的感光乳剂层上扫描成像，经显影、定影处理后，就在PS版上直接覆盖一层有原稿图像的薄膜（厚度约为10um），再经紫外曝光，将此图像转印到PS版上，最后经显影、脱膜处理，即得可直接用于胶印机印刷的图文合一的PS版。



图21－9

[时间：2001-12-11  作者：许鑫　杨皋  来源：《印刷应用光学》·第二十一章 激光在印刷工业中的应用]