Многолучевая запись в системах CtP: разделяй и властвуй!
Одним из путей увеличения производительности устройств CtP является использование многолучевой записи. Рассмотрим некоторые решения, применяемые в многолучевых экспонирующих системах от различных производителей.
Конструктивно многолучевые системы по-разному реализуются в устройствах с различной схемой построения. В системах с экспонированием пластин на внешней поверхности цилиндра экспонирующая система помещается в записывающей головке, которая перемещается вдоль образующей вращающегося барабана (Creo, Dainippon Screen, некоторые устройства Agfa). В плоскостных системах головка передвигается в горизонтальной плоскости по двум координатам над поверхностью неподвижной пластины (basysPrint). В системах с экспонированием пластин на внутренней поверхности цилиндра записывающая головка (Luscher) или дефлектор (FujiFilm) осуществляет развертку изображения за счет вращения и осевого перемещения.
Система экспонирования пластины, закрепленной на внешней поверхности цилиндра, с несколькими источниками света и раздельной модуляцией лучей
Цифровая запись информации на формные пластины производится благодаря модуляции интенсивности экспонирующего излучения. Для лазеров, работающих в непрерывном режиме, модуляция осуществляется с использованием специальных систем, которые пропускают или не пропускают свет в зависимости от сигнала, поступающего от контроллера.
В многолучевых системах могут применяться как один, так и несколько источников излучения. При использовании одного источника разделение потока света на лучи может производиться до модулятора или одновременно с модуляцией. Первый вариант реализуется в устройствах с экспонированием пластин на внутренней поверхности цилиндра мощными твердотельными лазерами, второй — в плоскостных устройствах с УФ-лампами.
Система экспонирования пластины, закрепленной на внутренней поверхности цилиндра, с одним источником света и раздельной модуляцией лучей (запатентовано компанией FujiFilm)
Система с оптическим затвором-поляризатором компании Creo
Схема с несколькими маломощными источниками (обычно полупроводниковыми лазерами) применяется в устрой-ствах с экпонированием пластин на внешней поверхности цилиндра и в системах компании Luscher, где пластина крепится на внутренней поверхности барабана. В случае использования нескольких маломощных источников их лучи могут объединяться в общий поток с последующим его разделением на части или управляться индивидуально. Достоинством первого решения является стабильность системы в случае выхода из строя или отклонения характеристик одного или даже нескольких лазерных диодов — качество форм остается прежним за счет снижения скорости экспонирования (если система имеет запас мощности, то снижения скорости может и не потребоваться). При объединении излучения нескольких источников так же, как и при использовании одного мощного источника, модуляция и разделение потока на лучи могут производиться одновременно с помощью специальной системы. Рассмотрим некоторые системы модуляции и разделения светового потока.
Зеркала DMD-чипа
Оптический затвор-поляризатор
В CtP-устройствах Trendsetter компании Creo используется многоканальный лазерный диод с несколькими эмиттерами. Лучи от эмиттеров коллимируются и проецируются как строка на линейный электрооптический затвор. Световой затвор состоит из множества отдельно управляемых ячеек. При подаче управляющих сигналов на электроды ячеек они под действием электрического напряжения меняют направление поляризации света. За затвором установлен поляризационный фильтр, который пропускает свет, прошедший через неактивированные ячейки затвора, и отражает световой поток с измененной поляризацией. Прошедшие через оптический затвор лучи имеют прямоугольную форму сечения и размер пятна 3,4x10,6 мкм.
Похожее решение было реализовано в первых модификациях UV-Setter компании basysPrint. В них для модуляции светового потока использовался жидкокристаллический дисплей. Молекулы жидких кристаллов имеют свойство менять свою ориентацию в пространстве под воздей-ствием электрического тока. Изменение ориентации молекул оказывает влияние на направление поляризации проходящего через них света. Поэтому если разместить жидкокристаллический дисплей между поляризационными фильтрами, то можно получить модулятор излучения, который будет в зависимости от поступающего на него управляющего напряжения либо пропускать, либо задерживать свет. Таким образом, матрица из ячеек с жидкими кристаллами разделяет световой поток на лучи, модулируя каждый из них в зависимости от записываемой информации. Недостатком системы с модуляцией света при помощи ЖК-дисплея является высокий нагрев поляризационных фильтров, который вынуждает ограничивать мощность источника излучения.
Технология Digital Light Processing
В 1999 году компания basysPrint внедрила в устройства UV-Setter систему экспонирования, построенную на основе технологии Digital Light Processing (технологии цифровой обработки света) компании Texas Instruments (США). Модуляция света в новой системе экспонирования осуществляется микрозеркальным чипом (Digital Micromirror Device, DMD), производимым Texas Instruments. На поверхности микрозеркального чипа площадью 2 см2 расположено около 1,3 млн. подвижных микроскопических зеркал квадратной формы. Модуляция светового потока осуществляется благодаря регулированию положения зеркал: луч света либо проецируется на поверхность пластины через оптическую систему, либо отражается в сторону. Максимальное разрешение записи UV-Setter составляет 3000 dpi при квадратной форме точки.
Модулятор, работающий по технологии Grating Light Valve
Технология Grating Light Valve
В термальных устройствах с размещением пластины на внешней поверхности цилиндра Agfa Xcalibur для модуляции излучения лазера используется технология Grating Light Valve (GLV), разработанная компанией Silicon Light Machines (SLM).
Сердцем системы является микроэлектромеханический чип (Micro Electromechanical System, MEMS), состоящий из кремниевой основы, к которой прикреплены пластинки из нитрида кремния. Благодаря алюминиевому покрытию они имеют высокий коэффициент отражения. Каждая вторая пластинка подвижна и подключена к управляющему модулю, а под ней, на основе чипа, находится электрод. При подаче на пластину и электрод разных потенциалов пластина притягивается к основанию чипа, в результате чего меняется направление отражения лучей (через оптическую систему свет направляется на пластину). При выравнивании потенциалов подвижная пластина возвращается в исходное положение, и соответствующий участок чипа отражает свет зеркально. Таким образом, подавая напряжение на управляющие электроды, можно модулировать излучение, отражаемое от полосок чипа. По данным Silicon Light Machines, технология GLV имеет в 1000 раз более высокое быстродействие, чем технология Digital Light Processing.
Формируемые с помощью GLV лучи имеют в поперечном сечении квадратную форму и высокую резкость, что позволяет с хорошим качеством воспроизводить стохастический растр. Разрешение экспонирующей системы Agfa Xcalibur составляет 2400 dpi.