Технология CtP и расходные материалы

Николай Дубина info@prodtp.ru

Принято считать, что технология CtP (Computer­to­Plate, или компьютер — печатная форма) совсем новая и ей буквально десяток лет отроду. Однако это не совсем так.

Несколько отступив от темы публикации, заметим, что основная черта данной технологии заключается в получении готовых печатных форм без промежуточных операций, в противоположность технологии фотовывода типа «компьютер — пленка» (Computer­to­Film, CtF). То есть верстальщик, дизайнер или специалист препресса, закончив работу, отправляет с компьютера файл на выводное устройство и сразу получает печатную форму.

Так вот, первые устройства для лазерного изготовления печатных форм были созданы еще в 1960­х годах на кафедре автоматизации технологических процессов МПИ.

Затем, в конце 1970­х годов, были изготовлены промышленные образцы лазерного автомата ЛГА для производства офсетных форм — совместная разработка ВНИИ полиграфии и НИИ «Полюс».

Но это были лишь отдаленные прообразы нынешней технологии. Собственно устройство, реализующее технологию Computer­to­Plate (СtР), было разработано в 1980­х
годах во ВНИИполиграфмаше. Действующий образец такого устройства, выпущенного под маркой «Гранат 530», до последнего времени благополучно функционировал в лаборатории кафедры автоматизации полиграфических процессов МГУП.

В качестве источника излучения в нем используется твердотельный YAG­лазер (иттрий­алюминий­гранат), работающий в ИК­диапазоне спектра на длине волны 1,064 мкм.

Автомат имеет разрешающую способность 400 и 800 лин./см и может изготавливать формы размером 530x650 мм на офсетных пластинах с алюминиевой подложкой ПЛ­2, металлизированных полимерных пленках (толщиной 0,1­0,3 мм) и других материалах. Химическая обработка форм после экспонирования не требуется. Автомат управляется программным RIP PostScript­QuickScript 4.0 (Windows).

Впервые технологии CtP были широко представлены на выставке drupa 95, проходившей в Дюссельдорфе. А к 1997 году, по статистике, в мире уже было продано более 800 плейтсеттеров (так называют устройства изготовления форм для технологий CtP), и спрос на них растет в геометрической прогрессии. Преимущества технологии CtP становятся очевидными в условиях полной загрузки производственной линии и при большом потоке заказов, что характерно для типографий, специализирующихся на печати газет и журналов.

Экономическая выгода технологии CtP заключается в сокращении производственного цикла (исключены процессы изготовления фотоформ), экономии фотоматериалов и химреактивов. Эти тенденции привели к созданию технологий Computer­to­Press и direct imaging, предлагающих осуществлять процесс изготовления форм непосредственно в печатной машине (см. далее).

За рубежом основными производителями плейтсеттеров являются фирмы Creo, Optronics, Dainippon Screen, Presstek и другие.

Типы устройств CtP

Существуют два типа устройств CtP. Одни экспонируют пластины, требующие последующей привычной для нас химической обработки (металлические пластины с фоточувствительным слоем). Другие же экспонируют более мощным лазером, излучающим в ИК­зоне спектра и выжигающим чувствительное к высокой температуре специальное покрытие (так называемые термопластины) в местах, где должны находиться элементы изображения. Формные пластины, полученные на таких установках, не требуют последующей химической обработки.

В настоящее время по технологии CtP изготовляют формы офсетной, высокой, флексографской и глубокой печати. Для записи изображения на формный материал при изготовлении офсетных и фотополимерных форм высокой и флексографской печати применяются устройства двух принципиально разных типов.

В современных системах CtP, ориентированных на изготовление офсетных и фотополимерных форм высокой и флексографской печати, применяют лазерные формовыводные устройства трех основных типов:

• барабанные, выполненные по технологии «внутренний барабан», когда форма расположена на внутренней поверхности неподвижного цилиндра;
• барабанные, выполненные по технологии «внешний барабан», когда форма расположена на наружной поверхности вращающегося цилиндра;
• планшетные, когда форма расположена в горизонтальной плоскости неподвижно или совершает движение в направлении, перпендикулярном направлению записи изображения.

Основой лазерных формовыводных устройств является оптико­механическая система, содержащая, в зависимости от конструкции, один или несколько лазеров, модулятор, телескоп, фокусирующую линзу, поворотные зеркала, вращающийся зеркальный дефлектор, механизм крепления и перемещения формной пластины, механизм перемещения оптической или термической головки.

Аппараты с внутренним барабаном (рис. 1 и 2). Загружаемая пластина размещается по вогнутой поверхности, имеющей форму незавершенного правильного цилиндра. Луч лазера передается на чувствительную поверхность пластины посредством вращающейся призмы по радиусу. Это дает адресацию одной координаты формата. Каретка с призмой движется вдоль оси цилиндра, обеспечивая тем самым адресацию другой координаты. Технология внутреннего барабана дает наибольшую точность позиционирования, так как пластина неподвижна, а точность перемещения каретки с призмой достигается легко.

Достоинства устройств данного типа: достаточность одного источника излучения, благодаря чему достигается высокая точность записи; простота фокусировки и отсутствие необходимости юстировки лазерных лучей; большая оптическая глубина резкости; простота установки перфорирующего устройства для штифтовой приводки форм; простота замены источников излучения (за исключением случаев, когда используются твердотельные лазеры).

Рис. 1. Аппарат с внутренним барабаном — Xpose (Lüscher)

Рис. 2. Еще один аппарат с внутренним барабаном — Cobra (Highwater)

Аппараты с внешним барабаном (рис. 3). Пластина монтируется на внешнюю поверхность вращающегося цилиндра. Экспонирование производится линейной матрицей лазеров, перемещающейся вдоль поверхности цилиндра. Такая матрица состоит из большого числа лазеров (48­96 и более). Поскольку за один оборот барабана экспонируется сразу несколько линий, производительность такого устройства высока. Основными недостатками этого способа являются длительное время монтирования пластины на барабан и ограничения по формату пластин, связанные с технологией закрепления. Кроме того, если портится один из лазеров матрицы, заменяют всю матрицу целиком, что ведет к большим затратам.

И в том, и в другом случае экспонирование термочувствительных формных пластин выполняется в инфракрасной области спектра. При этом заметны преимущества внешнебарабанного принципа, позволяющего максимально приблизить источник энергии к поверхности печатной формы. У устройств с записью на внутреннюю поверхность барабана расстояние от пластины до развертывающего элемента, как правило, соответствует радиусу барабана и становится тем больше, чем больше формат пластины. Для того чтобы генерировать исключительно маленькую и резкую точку на таком расстоянии, требуется дорогостоящая оптика.

Рис. 3. Аппарат с внешним барабаном — Suprasetter (Heidelberg)

Рис. 4. Планшетный аппарат — CtP Mako 4 (ECRM)

Планшетный способ широко применяется в области форматов до 50x70 см для газетного производства. Причем в последнем случае его преимущества объясняются именно небольшими форматами и достаточностью относительно низких разрешений.

Принцип работы этих устройств напоминает принцип работы копировального аппарата. Стол с закрепленной пластиной движется в продольном направлении вдоль поперечно перемещающегося луча лазера. Луч лазера отклоняется вращающейся призмой, как в ролевом фотовыводном аппарате. Такой способ обеспечивает высокую скорость экспонирования и смены пластин. Простота конструкции таких CtP делает их надежными и пригодными для оперативного ремонта.

В отличие от барабанных, формовыводные устройства с записью формных пластин, расположенных в плоскости, практически не деформируют пластины во время загрузки и экспонирования. Это позволяет работать с пластинами разного формата и толщины с одинаково высокой точностью. Система позиционирования автоматически выравнивает края пластины и фиксирует ее с помощью вакуума на подвижном столе, что исключает самопроизвольное смещение пластины во время экспонирования.

Источники излучения

Типы систем Computer­to­Plate отличаются не только источником излучения, но и другими технологическими нюансами (стоимостью и количеством диодов, устройством барабана, перспективами обновления и т.д.). Каждому типу свойственны как достоинства, так и недостатки.

Сегодня существуют два технологических решения CtP с точки зрения источников излучения:

• в термальных системах для экспонирования пластин используется лазер, работающий в невидимой (инфракрасной) тепловой части спектра;
• фиолетовые CtP экспонируют формы лазерным лучом из видимого спектра (причем не обязательно фиолетового цвета — луч может быть, например, зеленым).

В настоящее время для экспонирования печатных форм применяются следующие типы лазерных источников света:

• аргон­ионный голубой лазер с длиной волны 488 нм;
• гелий­неоновый красный лазер с длиной волны 633 нм;
• маломощный красный лазерный диод с длиной волны 670 нм;
• инфракрасный мощный лазерный диод с длиной волны 830 нм, который получил распространение для экспонирования термочувствительных пластин, требующих более высоких энергетических затрат, и применяется в устройствах с внешним барабаном;
• инфракрасный мощный лазер ND YAG на иттрий­алюминиевом гранате с неодимом с длиной волны 1064 нм, используемый во многих системах CtP благодаря следующим достоинствам:

­    небольшая длина волны позволяет получить пятно диаметром менее 10 мкм и значительно повысить разрешение системы при записи,

­    минимальные потери при прохождении по световолоконным световодам и легкость модулирования упрощают конструкцию лазерных установок,

­    значительное число известных материалов (особенно металлы) имеют более высокий коэффициент поглощения в области длин волн 1,06 мкм, что облегчает разработку формных пластин и повышает эффективность лазерной записи;

• зеленый лазер на иттрий­алюминиевом гранате с двойной частотой ND YAG с длиной волны 532 нм;
• фиолетовый лазерный диод с длиной волны 400­410 нм, который позволяет использовать обычные светочувствительные пластины, применяемые для контактного копирования.

В зависимости от типа источника лазерного излучения различные фирмы предлагают специальные формные пластины, которые можно разделить на фотополимерные, серебросодержащие, с гибридными слоями, с термочувствительными слоями.

Рис. 5. Термальная CtP-пластина

Пластины

CtP­устройство составляет технологическую пару с CtP­пластинами, предназначенными для экспонирования. От типа чувствительного слоя пластины зависит выбор проявочной машины, работающей в тандеме с CtP­устройством.

Фотополимерные формные пластины для флексографской или офсетной печати включают фотополимерные композиции, в которых облученные участки поверхности теряют способность растворяться в технологических жидкостях в ходе обработки после экспонирования, образуя печатающие элементы, а неэкспонированные участки вымываются растворами, образуя пробельные элементы. Эти пластины покрыты фотополимерным копировальным слоем, чувствительным к аргоновому лазеру (488 нм).

Недостатком фотополимера является возникновение пены в обрабатывающих реактивах при проявлении. Кроме того, такие пластины нуждаются в обжиге после экспонирования для увеличения тиражестойкости (без обжига — 200 тыс., с обжигом — до 1 млн отпечатков). Возможно, они не самые чувствительные, но у них очень высокая тиражестойкость и печатные характеристики.

Их отличает низкое разрешение и высокая чувствительность до обработки. Для больших автоматизированных газетных производств эти минусы несущественны, и большая часть газетных CtP работает на «зеленых» фотополимерных пластинах, оптимально подходящих для газетной печати. «Фиолетовые» фотополимерные пластины, относительно недавно появившиеся на рынке, производители позиционируют как более совершенные расходные материалы, пригодные для использования и в коммерческой печати.

В серебросодержащих формных пластинах печатающие и пробельные элементы образуются в галогеносеребряном слое, нанесенном на подложку, после экспонирования и химической обработки.

Серебросодержащие пластины являются очень чувствительными к излучению и простыми в применении, но их недостатком является относительно низкая тиражестойкость. Для работы с ними требуется неактиничное (безопасное для светочувствительного слоя) освещение. Серебросодержащие пластины не подлежат обжигу и исключают использование специальных (УФ или гибридных) красок. «Серебряный» вариант пластин наименее экологичен: отработанные формы требуют особых условий для утилизации. Новые термальные пластины этого класса исключают обработку реактивами.

Формные пластины с гибридными слоями состоят из металлической или полиэфирной основы, на которую нанесены два светочувствительных слоя — серебросодержащий и фотополимерный. После экспонирования и фотохимической обработки верхний слой образует маску, через которую экспонируется фотополимерный слой, в результате чего и формируются печатающие и пробельные элементы формы.

Изображение на пластине формируется аргоновым или YAG­лазером малой мощности по технологии диффузии серебра на поверхности эмульсии.

Затем пластина проходит две стадии обработки. На первой стадии происходит процесс проявления изображения, аналогичный проявлению фотопленки, только без прозрачной подложки. Вместо этого частички серебра оседают на поверхности фотополимерной эмульсии, нанесенной на металлическую основу.

Вторая стадия состоит в формировании изображения на фотополимерном слое стандартным УФ­излучением, а осажденное серебро используется как маска. Эти пластины объединяют достоинства серебросодержащих и фотополимерных пластин и могут воспроизводить точку 1­99%; но печатно­технические свойства этих пластин такие же, как у традиционных, с тиражестойкостью до 300 тыс. оттисков. Есть некоторые ограничения по применению этих пластин из­за экологических соображений, к тому же процессоры для их обработки сложны и громоздки. Они нуждаются в более тщательной очистке, чем процессоры для серебросодержащих или фотополимерных пластин.

Существует и промежуточный вариант между требующими и не требующими проявки пластинами — это пластины, которые не требуют химической обработки. После экспонирования они промываются водой или гумирующей жидкостью. Такие пластины стоят также несколько дороже обычных. Кроме того, для работы с ними рекомендуется использовать специальную промывочную машину, которая немного дешевле полноценной проявочной машины.

В формных пластинах с термослоями печатающие и пробельные элементы формируются под воздействием ИК­излучения от 830 нм и выше. При этом печатающие и пробельные элементы печатной формы могут формироваться по принципу непосредственного теплового воздействия на термослой, в котором облученные участки переходят из гидрофильного состояния в гидрофобное либо по принципу диффузионного переноса изображения в многослойных структурах термослоя, либо по принципу двойного слоя, при котором после воздействия ИК­излучения печатающие и пробельные элементы формируются в разных слоях.

Пластины следующего поколения основаны на термической абляции (разрушении) эмульсионного слоя, при которой материал эмульсии практически уничтожается термальным лазером; такие устройства уже начали появляться на рынке. Подобные пластины требуют оснащения устройства CtP вакуумной установкой для удаления отходов.

Выбор типа пластин для термальных CtP довольно широкий. За редким исключением с термопластинами работают при обычном освещении. Базовую долю предложений составляют пластины, требующие проявки. Большинство марок допускают обжиг, некоторым требуется предварительный прогрев.

Фотополимерные термальные пластины распространены в газетной печати. Они имеют высокую чувствительность и низкое разрешение. От остальных термопластин отличаются тем, что при долгом экспонировании слабым ИК­излучением могут засветиться.

Для рулонной печати в мире активно используются термальные пластины, основанные на принципе термосшивки. Они негативные, обладают высокой чувствительностью (которая, однако, ниже, чем у фотополимерных пластин). На этот тип приходится значительная доля общего потребления CtP­пластин, их применяют крупнейшие типографии. Для самых больших форматов это единственно доступные пластины.

Ряд марок пластин этого типа изготавливается с двойной чувствительностью — и к излучению термальных CtP, и к УФ­лучам в копировальной раме.

Другой тип формных пластин, беспроцессные, сейчас стали доступными. В зависимости от типа лазера, поверхность пластины меняет свои свойства с краскоотталкивающих на красковосприимчивые (или наоборот). Никакой дополнительной обработки не требуется.

Беспроцессной технологии предрекают большое будущее: фактор экономии энергии, времени, средств на проявочный процессор и химикаты, без сомнения, выглядит для пользователей весьма привлекательно.

Сейчас пользователям CtP доступны только беспроцессные термопластины (хотя ряд компаний­производителей заявил о появлении аналогичных «фиолетовых»), но стоят они дороже обычных термопластин, к тому же их нельзя обжигать. На основании этих данных аналитики отнесли беспроцессные термопластины в нишу расходных материалов для типографий с низкой потребностью в пластинах и высокими требованиями к качеству.

Полиэстровые формные пластины. Использование полиэстровых пластин для полноцветной (CMYK) печати на четырехкрасочной машине вполне возможно. Такие формные пластины доступны в формате до 40 дюймов, или 1000 мм, и толщиной 0,2 и 0,3 мм.

Пластины толщиной 0,3 мм являются уже третьим поколением этого типа материалов, имеющим толщину, аналогичную толщине формных пластин на металлической основе для четырех­ и восьмикрасочных машин. При установке на формном цилиндре и превышении усилия натяжения может возникнуть растяжение полиэстровой печатной формы. Растяжение формы также часто наблюдается на полноформатных машинах.

В настоящий момент возможно использование полиэстровых печатных форм при полноцветной печати. При двух­ и четырехкрасочной печати чаще наблюдается растяжение бумаги, чем формы. Тиражестойкость полиэстровых форм составляет 20­25 тыс. оттисков.

Капельно­струйная технология изготовления печатных форм. Капельно­струйная технология открывает большие возможности в получении печатных форм. Эта технология от компании Polychrome предполагает использование специального состава для создания маски поверх эмульсии на формной пластине. Пластина затем экспонируется УФ­излучением (создающим изображение на участках, не покрытых маской), а маска удаляется водой. Пока эта технология применяется только при производстве форм для печати черно­белой продукции.

В альтернативной капельно­струйной технологии не применяется ни маска, ни экспонирование. Требуемое изображение просто наносится капельно­струйным способом специальными чернилами, восприимчивыми к печатной краске. Пластина сразу же готова к печати.

Прочие разработки в области офсетных пластин. Корпорация XANTE стала пионером в области технологий Computer­to­Film, Computer­to­Plate и On Demand Color. Устройство XANTE PlateMaker 6 — это последнее поколение (на момент написания обзора) подобных устройств, первый представитель которых, PlateMaker 8200, появился 10 лет назад.

Владельцы данного устройства получают все преимущества, которые дает эта технология: высокое разрешение, стабильность свойств полиэстровых пластин Myriad 2, а также совмещение цветопробы и изготовления пленочной формы в одном устройстве.

XANTE FilmMaker 6 — это устройство с одним лазерным диодом, специально разработанное, производимое и обслуживаемое для изготовления негативных и позитивных фотоформ для офсетной, трафаретной и тампонной печати. Вдобавок FilmMaker дает возможность вывести пробный отпечаток на бумаге, что позволяет делать эту часть работы не в затемненном помещении, а на рабочем столе.

Форматы и разрешения

Так как получаемая пластина сразу идет на печатную машину, формат CtP­устройства должен соответствовать формату машины. «Смонтировать» большую печатную форму из нескольких маленьких нельзя. Если в типографии используется несколько типов печатных машин, то CtP­устройство должно подходить ко всем, то есть иметь формат самой большой печатной машины. По этой причине в CtP, как правило, имеется возможность экспонирования различных форматов (задаются минимальный и максимальный форматы с любыми промежуточными градациями). Приводка пластин при этом обеспечивается по двум смежным сторонам механическими или электронными средствами.

В отличие от фотонаборной техники, в CtP диапазон разрешений экспонирования гораздо меньше. Обычно это два разрешения в одном аппарате. Такие ограничения связаны с типом и мощностью применяемого лазера.

Себестоимость печатной формы

Стоимость любых пластин для CtP примерно одинакова. Российские компании предлагают их по цене в среднем 12 долл. за квадратный метр. Производителей термальных пластин больше, и можно найти относительно недорогие (на 10­15% дешевле) китайские пластины. Однако цена пластин равного качества всегда одинаковая. К тому же в реальной жизни выбор термальных пластин ограничен тремя­четырьмя крупными производителями, обеспечивающими стабильное качество.

Более интересно сравнение стоимости пластин для CtP и классической пленочной технологии. Стоимость обычной монометаллической пластины хорошего качества составляет порядка 5­6 долл. за квадратный метр, пластина для CtP — 12 долл. Таким образом, для А2­формата, площадь которого, например, равна 0,5 м2, себестоимость одной CtP печатной формы ориентировочно составит 6 долл. (химия имеет невысокую стоимость и при грубом расчете ее можно не учитывать), а обычной — 2,5 долл.

Однако для реальной оценки стоимости классической печатной формы мы должны учитывать стоимость фотоформ. Стоимость вывода фотоформы А2­формата в Москве составляет, в лучшем случае, 4 долл. А в ряде регионов России гораздо больше. В итоге получается, что стоимость CtP­формы (6 долл.) можно считать ниже стоимости классической формы равного качества (6,5 долл.). При этом стоит учесть, что при использовании CtP отпадает необходимость в ряде технологических операций. Это приводит к тому, что уже сегодня при грамотной организации производственного цикла себестоимость CtP­формы может быть ощутимо ниже классической.

Предложения на рынке

Учитывая, что технология CtP стремительно развивается, на рынке сейчас представлен широкий спектр самых разных пластин от различных производителей. Это как известные игроки, например Agfa, Kodak, TechNova, Fujifilm, так и совсем неизвестные нам производители из Индии, Вьетнама и Кореи.

Выбор пластин конкретного производителя мы оставляем читателю, который сделает это, сообразуясь с ценой, характеристиками и возможностями собственного оборудования.

Заканчивая сегодняшний обзор, напомним, что CtP­технологии сегодня очень просты, удобны и надежны.

КомпьюАрт 8'2013