Контактно-копировальные и экспонирующие установки
Второй тип построения полуавтоматических контактнокопировальных устройств предполагает расположение источника света в нижней части установки (рис. 1). Такая конструкция занимает меньше места, менее металлоемка и удобнее в работе. Светочувствительный материал и фотоформы располагаются на рабочем стекле вниз изображением и закрываются сверху крышкой с вакуумным ковриком (рис. 1 слева). В некоторых моделях резинотканевое полотно просто накатывается на поверхность стекла (рис. 1 справа), что также позволяет снизить металлоемкость конструкции. Недостатком такой системы построения является невозможность контролировать прижим фотоформы к формному материалу во время вакуумирования и, как следствие, невозможность предотвратить брак при попадании пыли или при неплотном прижиме. В связи с этим применение подобных копировальных рам для изготовления печатных форм, особенно содержащих изображение с высокой линиатурой растра (более 48 лин./см), ограничено. Такое оборудование ориентировано прежде всего на использование в составе комплексов для изготовления аналоговой цветопробы, а также для работы с пленками дневного света.
Рис. 1. Принципиальные схемы контактно-копировальных установок с нижним расположением облучателя: 1 — облучатель; 2 — вакуумный насос; 3 — рабочее стекло; 4 — пульт управления; 5 — верхняя крышка; 6 — накатной резинотканевый коврик
Рассмотренные выше схемы построения являются наиболее распространенными.
Некоторые фирмы производят контактнокопировальные установки такого типа, но с двусторонней поворотной рамой (рис. 2). При работе с подобным оборудованием оператор размещает экспонируемый материал изображением вверх, после чего закрывает его рамой с кварцевым стеклом, фиксируя в закрытом положении с помощью специальной рукоятки.
Во время вакуумирования можно контролировать прижим, поэтому такие устройства вполне пригодны для изготовления печатных форм, содержащих высоколиниатурные изображения. Для экспонирования оператор поворачивает раму на 180°, в результате чего формный материал оказывается обращенным вниз, к источнику света, а сверху находится вторая рама, пользуясь которой оператор может размещать следующую форму и производить вакуумирование во время экспонирования первой формы. Таким образом, операционное время (вакуумирование и экспонирование) и время на вспомогательные операции частично перекрываются, что позволяет увеличить производительность оборудования.
В контактнокопировальных установках, работающих по принципу поточной линии, пластина и фотоформа подаются в зону экспонирования, где осуществляется засветка копировального слоя, причем экспонирование производится во время движения пластины.
После копирования фотоформа автоматически отделяется от формной пластины и попадает на специальный приемный стол, а пластина выводится либо на приемный стол, либо непосредственно в формный процессор для дальнейшей обработки (при соединении формного процессора в линию с установкой).
Рис. 2. Схема контактно-копировальной установки с нижним расположением облучателя и двусторонней рамой: 1 — облучатель; 2 — вакуумный насос; 3 — пульт управления; 4 — двусторонняя поворотная рама
Прижим фотоформы к пластине в данной установке осуществляется при помощи специального резинового валика, а не посредством вакуумирования, как в обычных копировальных рамах. При этом не удается достичь достаточно плотного контакта, что исключает возможность копирования растровых изображений с высокой линиатурой. На прижим и экспонирование в данной установке затрачивается существенно меньше времени, чем при работе на традиционном контактнокопировальном устройстве, поэтому производительность значительно превышает аналогичный показатель полуавтоматических установок.
Рис. 3. Контактно-копировальная установка поточного принципа действия
Контактнокопировальная установка поточного типа (рис. 3) состоит из трех последовательно соединенных модулей: А — модуль подачи фотоформы и пластины в зону экспонирования; В — экспонирующий модуль; С — модуль отделения и вывода фотоформы и формной пластины.
Работа на установке этого типа предусматривает использование системы штифтовой приводки. Перед началом работы на фотоформе и формной пластине пробиваются штифтовые отверстия при помощи специального перфоратора.
Пластина и фотоформа укладываются на рабочий стол подающего модуля. Штифты 2 вводятся в штифтовые отверстия, за счет чего пластина ориентируется на поверхности стола и изображение располагается на форме. После этого оператор запускает установку в работу. Накатной валик 3 перемещается из крайнего правого положения в крайнее левое, не контактируя с поверхностью стола. В крайнем левом положении валик останавливается и опускается на поверхность фотоформы, прижимая ее к формной пластине. Затем валик возвращается обратно; при этом он прокатывается по фотоформе, выгоняя воздух и плотно прижимая ее к пластине по всей поверхности. В крайнем правом (исходном) положении валик опять приподнимается над поверхностью стола, давая пластине возможность пройти в зону экспонирования.
После окончания пластина подается в экспонирующий модуль при помощи подающей планки 1. Крайнее правое положение планки регулируется в зависимости от формата формной пластины таким образом, чтобы пластина подавалась до момента ее захвата транспортирующими валиками 5. На входе в зону экспонирования установлен бесконтактный датчик 4, реагирующий на присутствие металла в зоне действия. При прохождении пластины через датчик включается ксеноновая лампа 7, расположенная под отражателем 6. При прохождении пластины под лампой происходит засветка копировального слоя. Время экспонирования крайне незначительно, так как расстояние от лампы до пластины очень мало (~10 см), а мощность лампы очень высока (1,5 или 3 кВт). Время экспонирования регулируется за счет изменения скорости транспортирования пластины.
Рис. 4. Копировально-множительная установка
После экспонирования пластина передается в следующий модуль валиками 9. Вентиляторы 11 создают интенсивный воздушный поток, который приподнимает фотоформу над поверхностью пластины. Пластина при этом продолжает двигаться дальше по горизонтали, а фотоформа по направляющим 15 и 13 при помощи транспортирующих валиков 14 и 12 выводится на приемный стол 8. Подача следующей формной пластины может осуществляться сразу же после того, как предыдущая форма пройдет бесконтактный датчик 10.
Установки подобного типа являются оптимальным вариантом для тех производств, где предъявляются высокие требования к оперативности выпуска продукции и преобладают издания, содержащие преимущественно текстовую информацию, штриховые иллюстрации и растровые изображения с невысокими линиатурами. К этому типу производств можно отнести типографии, специализирующиеся на выпуске газет, книг и иной однокрасочной продукции.
При печатании художественных открыток, этикеток и другой малоформатной продукции на печатной форме обычно размещают большое число одинаковых изображений. Для изготовления таких печатных форм служат копировальномножительные установки, на которых производят многократное копирование одной и той же фотоформы на формную пластину. Кроме точного взаимного расположения, все полученные копии должны быть идентичными по технологическим параметрам. Использование копировальномножительных установок исключает необходимость изготовления большого числа одинаковых фотоформ и их монтажа. Это улучшает качество продукции и увеличивает производительность труда.
Рис. 5. Технологические операции получения фотополимерных печатных форм на твердых фотополимеризующихся пластинах: а — экспонирование; б — вымывание пробельных участков; в — сушка печатной формы; г — дополнительное экспонирование печатающих элементов
В копировальномножительной установке (рис. 4) на мощной станине 1 укреплен стол 3 с обрезиненной поверхностью для укладки формной пластины. Над столом находится каретка 4 с монтажной рамой и облучателем 5, в которой закрепляется копируемая фотоформа. Стол 3 с формной пластиной приводится в контакт с фотоформой, приклеенной к стеклу монтажной рамы, при перемещении их в вертикальном направлении. Вдоль стола 3 перемещается по направляющим 2 каретка 4 с монтажной рамой и облучателем. Точное положение каретки контролируется на пульте управления 6 по индикатору, обеспечивающему установку пластины в нужном положении по отношению к фотоформе с точностью до 0,05 мм. Монтажную раму с облучателем перемещают поперек стола с формной пластиной по направляющим на каретке 4.
Фотоформу приклеивают к стеклу эмульсионным слоем вниз — так, чтобы она находилась в непосредственном контакте с копировальным слоем. Фотоформу точно размещают на монтажной раме при помощи приспособления, снабженного контрольными лупами. После установки монтажной рамы в гнездо каретки и определения экспозиции оператор, последовательно переводя каретку с рамой и облучателем из одного положения в другое, производит необходимое число копировок. Перемещение каретки и установка ее в заданные положения требуют от оператора большого внимания и не исключают ошибок. Поэтому в настоящее время используются копировальномножительные установки с программным управлением, что упрощает выполнение копировальномножительных работ, позволяет оператору одновременно обслуживать две и более установок.
В этом случае управление перемещениями облучателя, точную установку монтажной рамы в нужных положениях и последовательный перевод из одного положения в другое осуществляет устройство программного управления. Программа копирования может вводиться вручную с пульта управления или с носителя информации (дискеты). При ручном вводе программы оператор задает начальные положения фотоформы по координатам X и Y путем набора соответствующих чисел на клавишах пульта управления. Таким же образом задаются шаг перемещения по обеим координатам и число перемещений по каждой координате.
При автоматическом управлении копировальномножительной установкой программа копирования заранее записывается на носитель информации по заданной технологической программе копирования, а затем считывается управляющим устройством установки.
Программное управление позволяет значительно упростить и ускорить копировальные работы, повысить точность размещения копий и их качество.
В последние годы в общем объеме производства значительно возросла доля печатной продукции, воспроизводимой с фотополимерных форм (ФПФ) высокой и флексографской печати. В качестве фотополимерных материалов применяют твердые или жидкие композиции на металлической подложке или без нее. К фотополимеризующимся материалам относятся твердые или жидкие мономерные, олигомерные или мономернополимерные смеси, способные изменять под действием света свое химическое и физическое состояние. Эти изменения приводят к образованию твердых либо упругих нерастворимых полимеров.
Твердые фотополимеризующиеся композиции (ТФПК) сохраняют твердое агрегатное состояние до и после изготовления печатной формы. На полиграфическое предприятие они поставляются в виде фотополимеризующихся пластин определенного формата.
Жидкие фотополимеризующиеся композиции (ЖФПК) поставляются на полиграфические предприятия в емкостях в жидком виде, а иногда их изготовляют непосредственно на предприятиях путем смешивания исходных компонентов.
Технологическая операция (рис. 5 а), в ходе которой в фотополимеризующейся композиции протекает реакция фотополимеразации и образуется скрытое рельефное изображение, называется экспонированием фотополимеризующегося слоя. Фотополимеризация происходит только на тех участках фотополимеризующегося слоя, которые подвергаются облучению УФлучами, и только во время их воздействия. Поэтому для экспонирования используются негативные фотоформы.
Перед экспонированием фотополимерной пластины через негатив ее подвергают предварительному кратковременному облучению УФлучами — эта операция называется фотокондиционированием. В результате происходит химическая реакция, связывающая растворенный в фотополимеризующемся слое кислород, мешающий нормальному проведению реакции фотополимеризации. При этом улучшаются сцепление печатающих элементов с подложкой и градационная передача изображения, уменьшается время основного экспонирования, улучшается профиль печатающих элементов. При фотокондиционировании реакция фотополимеризации не происходит. В результате операции вымывания (рис. 5 б) неполимеризованных участков фотополимерной пластины раствором на форме образуется рельефное изображение. Вымывание основывается на том, что в процессе фотополимеразации печатающие элементы теряют способность растворяться в вымывном растворе.
Рис. 6. Экспонирование жидкой фотополимеризующейся композиции
После сушки (рис. 5 в) фотополимерная форма подвергается дополнительному экспонированию (рис. 5 г), повышающему степень фотополимеризации печатающих элементов.
При изготовлении печатных форм из жидкой фотополимеризующейся композиции ее заливают в полость между двумя стеклами 1 (рис. 6). Предварительно на одном из стекол укладывают негатив 2 эмульсионным слоем в сторону жидкой композиции. Негатив накрывают тонкой (612 мкм) защитной полиэтиленовой пленкой 3 во избежание контакта негатива с жидкой композицией 4.
При экспонировании поток ультрафиолетовых излучений люминесцентных или газоразрядных ламп 6, проходящий через прозрачные участки негатива, полимеризует жидкую композицию на печатающих элементах 5, превращая ее в твердый полимер. На пробельных участках, где свет не действовал, композиция остается в первоначальном жидком состоянии. Для создания основы печатной формы композицию освещают такими же лампами с оборотной стороны, что приводит к образованию прочной твердой основы 7. После экспонирования жидкую композицию удаляют с пробельных участков сжатым воздухом или вымывают.
Технологические операции фотокондиционирования, экспонирования и дополнительного экспонирования при изготовлении фотополимерных форм выполняются на экспонирующих установках.
Рис. 7. Экспонирующая установка с люминесцентыми источниками света, расположенными на откидывающейся крышке
Существуют установки, предназначенныеы для экспонирования фотополимерных пластин на основе ТФПК через фотоформу. Операции фотокондиционирования и дополнительного экспонирования также могут быть выполнены на этих установках. Для экспонирования фотополимеризующихся жидких композиций используются формирующеэкспонирующие установки, которые кроме экспонирования фотополимеризующегося слоя через негатив осуществляют его формирование. Имеются также установки, предназначенные для дополнительного экспонирования проявленных фотополимерных копий с одновременной их сушкой. Установки для дополнительного экспонирования и сушки дополнительно оснащены калорифером для нагрева воздуха и вентилятором для подачи этого воздуха в зону сушки фотополимерной формы.
Экспонирующие установки отличаются главным образом конструкцией осветительной камеры и видом источников актиничного света. Осветительные установки должны удовлетворять следующим требованиям: обеспечивать высокую равномерность освещения по всей площади формы; создавать актиничный поток света; не нагревать поверхность ФПФ выше допустимой температуры; обеспечивать удобство фиксации монтажа фотоформы на поверхности ФПФ.
Экспонирующие установки для изготовления ФПФ из ТФПК выпускаются двух типов: для экспонирования плоских фотополимеризующихся пластин и предварительно изогнутых. В установках обоих типов обеспечивается плотный контакт фотоформы с поверхностью пластины, а также равномерное облучение копируемой поверхности УФлучами в определенном диапазоне длин волн спектра.
Плотный контакт фотоформы с поверхностью фотополимеризующейся пластины достигается благодаря вакуумной системе. Пластину и фотоформу устанавливают на пластинодержатель, покрывают полиэтиленовой пленкой, изпод которой откачивают воздух. Атмосферное давление через покровную пленку действует на фотоформу и фотополимеризующуюся пластину, прижимая их к пластинодержателю. Для лучшего отвода воздуха изпод пленки на пластинодержателе имеется система вакуумных канавок, а поверхность негатива и покровной пленки матируется.
Экспонирующие установки с металлогалогенными облучателями являются установками повышенной производительности и находят применение на крупных полиграфических предприятиях для изготовления ФПФ как из ТФПК, так и из ЖФПК.
Такие установки представляют собой аппарат для экспонирования фотополимерных пластин, расположенных на горизонтальном столе, с точечным источником ультрафиолетового излучения, помещенным над столом. Станина является остовом установки, и на ней закреплены основные сборочные единицы и устройства. Она представляет собой сварную конструкцию в виде прямоугольного каркаса, выполненного из пустотелых профилей квадратного сечения. Каркас со всех сторон закрыт листовыми щитками, образующими стенки установки.
Стол предназначен для укладки и крепления на нем фотополимерной пластины и фотоформы. Пластина и фотоформа крепятся при помощи вакуумной системы. Для этого на рабочей поверхности стола расположены пазы и отверстия, соединенные с вакуумной системой.
На поверхность пластины и фотоформы накладывается покровная пленка, которая покрывает всю полезную площадь стола.
В верхней части установки находится облучатель, который предназначен для создания направленного актиничного излучения на фотоформу с фотополимерной пластиной.
В нижней части установки под столом размещаются электрооборудование и вакуумная система. Там же находятся вентилятор с соплом для охлаждения покровной пленки, фотоформы и фотополимерной пластины. Температура на поверхности ФПФ допускается не выше 40 °С. Поверхность стола снизу дополнительно охлаждается специальным вентилятором.
Вакуумная система позволяет осуществлять двухступенчатый набор вакуума, что обеспечивает удобство работы оператора при укладке фотополимерных пластин (ФПП), фотоформы и пленки, а в последующем гарантирует надежный прижим их к поверхности стола.
Для предприятий с малой загрузкой разработаны модели копировальных установок с осветительной системой ускоренного поджига, которая позволяет отключать лампу между циклами экспонирования и таким образом уменьшать расход электроэнергии. Для нормализации процесса экспонирования установки оснащены электронной системой, которая позволяет контролировать количество световой энергии, попадающей на копировальный слой, а также сигнализирует о необходимости замены лампы в случае снижения ее мощности.
В Европе в последнее время предпочтение отдается копировальным рамам с новыми источниками света — так называемыми лампами быстрого старта.
Осветительные установки с такими лампами, в отличие от обычных металлогалогенных, не имеют затвора, поскольку не горят в полнакала в дежурном режиме между копировками, а каждый раз выключаются полностью. Это позволяет не только экономить электроэнергию и облегчать конструкцию рам, но и использовать зеркальные отражатели, обеспечивающие параллельное распределение светового потока и большую равномерность освещения. Отходят в прошлое и конструкции рам со светозащитными шторками — теперь отдается предпочтение конструкции типа «кабина» с металлическим корпусом.
Существуют экспонирующие и формирующеэкспонирующие установки с металлогалогенным источником света, расположенным внизу, как в контактнокопировальных установках для копирования офсетных форм. Экспонирующая установка этого типа состоит из копировальной рамы, в нижней части которой смонтирован облучатель, включающий мощную металлогалогенную лампу с рефлектором и шторным затвором. Над облучателем в продольных пазах перемещаются две рамы, несущие предметное стекло снизу и резиновый коврик сверху. Рамы снабжены индивидуальными вакуумными системами и имеют цепной привод. В верхней части установки смонтирован пульт управления. Передний стол установки служит для укладывания на рамы фотополимеризующих пластин фотоформы. В исходном положении одна из рам находится в зоне экспонирования, вторая — на переднем столе, где ее готовят к работе. Оператор открывает крышку рамы на переднем столе, укладывает на предметное стекло фотоформу и фотополимеризующуюся пластину, затем включает вакуум. По достижении требуемого разрежения рама полностью подготовлена к работе. После окончания экспонирования рама, находящаяся в зоне экспонирования, выходит на передний стол, а ее место занимает другая рама. Работу установки в таком режиме обеспечивает система автоматики и блокировок.
Вследствие нижнего расположения облучателя экспонирующие установки компактны, но в то же время сложны по конструкции, а также и в обслуживании. Общим их недостатком является необходимость применения специальных стекол, прозрачных для УФизлучения. При использовании обычных стекол продолжительность экспонирования увеличивается в несколько раз.
Экспонирующие установки с люминесцентными облучателями имеют невысокую производительность и большие размеры. Они применяются в основном на малых и средних по объемам производства полиграфических предприятиях.
Выпускаются установки для экспонирования плоских фотополимеризующихся пластин с помощью люминесцентных ламп, расположенных на откидывающейся крышке.
Установка такого типа (рис. 7) состоит из вакуумного стола 1, на поверхности которого имеется система вакуумных канавок 2. Фотополимеризующуюся пластину с фотоформой оператор кладет на стол и закрывает сверху полиэтиленовой пленкой. При создании под пленкой вакуума она прижимает негатив к фотополимеризующейся пластине и столу. На откидывающейся крышке 3 смонтирована панель люминесцентных УФламп 4. Крышка для облегчения открывания и закрывания оборудована противовесами 5. На пульте управления 6 размещены реле времени для задания продолжительности экспонирования и кнопки включения и выключения вакуумнасоса. Установки просты по конструкции и в обслуживании, но имеют большую продолжительность экспонирования фотополимеризующихся пластин.
Существуют также экспонирующие установки, в которых люминесцентные лампы расположены в корпусе под защитным стеклом. При этом откидывающаяся крышка содержит антистатический резиновый коврик, обеспечивающий равномерный прижим при создании вакуума. На корпусе сверху находится пульт управления. Современные экспонирующие установки имеют несколько независимых программ для регулирования глубины вакуума (двух ступеней), мощности излучения и времени экспонирования.
Применение контактнокопировальных и экспонирующих установок, несмотря на быстрое развитие и широкое внедрение технологии «компьютер—печатная форма», в настоящее время остается актуальным для изготовления печатных форм на многих полиграфических предприятиях. Это связано с тем, что при выпуске некоторых видов продукции, особенно на печатных машинах больших форматов, целесообразно (а иногда и единственно возможно) применять фотоформы ручного монтажа и копирование в копировальной раме. Существует также значительное количество небольших предприятий, использующих малоформатную офсетную печать, которые по экономическим соображениям не могут применять даже малоформатные сканирующие устройства, записывающие изображения на формный материал.