ctp knjiga

8/16/2019 CtP Knjiga

1/35

UNIVERZITET U NOVOM SADUFAKULTET TEHNIKIH NAUKA

GRAFIKO INŽENJERSTVO I DIZAJN

Dragoljub Novakovi Živko Pavlovi Sandra Dedijer

Od kompjutera do štampe

Computer to Plate tehnologije

Novi Sad, 2013.


2/35


3/35

Udžbenik je namenjen studentima grakog inženjerstva idizajna, ali može biti koristan i studentima drugih fakultetai viših škola koji izuavaju teme sadržane u njemu, kao iosobama razliitih prola koji imaju interesovanja zaupoznavanje ove oblasti.Sadržaj materijala koncipiran je na nain da predstavi savremene tehnologije od kompjutera do štampe CtP.Tematika u najveem delu pokriva gradivo koje je deo

kursa koji izuavaju studenti Grakog inženjerstva idizajna u Novom Sadu.. Struktura iznete materije je takvada predstavlja kombinaciju opših i specinih znanja, koja su od interesa za graku struku, tako da pojedine teme predstavljaju vezu sa gradivom drugih strunih predmeta, pa se pojedinim temama studenti mogu vraati i kasnije utoku svog školovanja.

Autori


4/35

SADRŽAJ

Uvod ............................................................................................................... 11Razvoj Computer to Plate sistema .............................................................. 13

Computer to Plate tehnologija ..................................................................... 15

Digitalni radni tok .......................................................................................... 16

Prijem materijala ............................................................................................. 17

Prethodna provera - Preight .......................................................................... 17

Korekcija slika i teksta .................................................................................... 18

Digitalna montaža ........................................................................................... 19

Digitalni probni otisak .................................................................................... 19

Raster Image Processor ................................................................................... 20

Osvetljavanje ploa ......................................................................................... 21

Softverska rešenja za digitalni radni tok ......................................................... 21

Softverska rešenja za razliite vrste rastriranja CtP štamparskih formi 22

FlexRip tehnologije rastriranja ....................................................................... 22

Oblici rasterskih taaka .................................................................................. 23

Okrugla rasterska taka ................................................................................... 24

Kvadratna rasterska taka ...........................................................................25

Elipsasta rasterska taka ................................................................................. 25

Helio rasterska taka ....................................................................................... 26

Ekscentrine rasterske take ........................................................................... 27“Rugby” rasterska taka .................................................................................. 31

FlexRip rastriranje .......................................................................................... 32

FlexRip Monet rastriranje ............................................................................... 32

FlexRip Samba raster ...................................................................................... 36

FlexRIP Dynacell rastriranje ........................................................................... 38

Konstrukcija ureaja za CTP štamparske forme ...................................... 39


5/35

Podela CtP ureaja za ofset štamparske forme prema

konstrukciji ............................................................................ 40

Ravni osvetljivai............................................................................................ 40

Osvetljivai sa spoljašnjim cilindrom ............................................................. 41

Osvetljivai sa unutrašnjim cilindrom ............................................................ 42

Podela CtP ureaja za ekso štamparske forme prema konstrukciji .............. 45

Izvori svetlosti u CtP tehnologiji .................................................................. 47

Gasni laseri...................................................................................................... 48

Argon jonski laseri .......................................................................................... 50

Helijum-neonski laseri .................................................................................... 50

Laseri na bazi vrstih materijala ..................................................................... 52

Nd:YAG laseri ................................................................................................. 53

Laseri na bazi poluprovodnika ........................................................................ 53

Crvena laserska dioda (crveni diodni laseri) ................................................... 57

Diode koje emituju svetlost ........................................................................... 58

Infracrveni laseri ............................................................................................. 58Violet laseri ..................................................................................................... 58

Termalne laserske diode .................................................................................. 59

Laseri sa optikim kablom .............................................................................. 59

Ploe za ofset CtP tehnologiju ...................................................................... 61

CtP ploe za tehnologiju vidljive svetlosti ...................................................... 62

CtP ploe sa emulzijom na bazi fotopolimera ................................................ 63

CtP ploe sa emulzijom na bazi srebrohalogenida .......................................... 65

Hibridne CtP ploe .......................................................................................... 66

CtP termalne ploe .......................................................................................... 67

Negativ termalne CtP ploe sa emulzijom na bazi fotopolimera .................... 68

Pozitiv termalne CtP ploe sa emulzijom na bazi fotopolimera ..................... 69

Ofset CtP ploe bez konvencionalnog razvijanja ........................................... 70


6/35

Anthem štamparske ploe ............................................................................... 73

Struktura i mehanizam oslikavanja Anthem ploa.......................................... 73

Oslikavanje i naknadna obrada Anthem ploa ................................................ 77

Applause štamparske ploe ............................................................................. 77

Struktura i mehanizam oslikavanja Applause ploa ....................................... 77

Oslikavanje i naknadna obrada Applause ploa.............................................. 80

Azura štamparske ploe .................................................................................. 80

Struktura i mehanizam oslikavanja Azura ploa ............................................. 81

Oslikavanje i naknadna obrada Azura ploa ................................................... 83

Ploe koje se razvijaju na štamparskoj mašini (On press developing) ........... 84

KODAK Thermal Direct štamparske ploe .................................................... 87

Ink -jet ofset CtP sistemi ................................................................................. 88

Izrada štamparske forme ................................................................................. 89

Oslikavanje štamparske forme ........................................................................ 90

Završni tretman štamparske forme ................................................................. 92

Ureaji za izradu ink-jet štamparskih formi .................................................. 93Glunz & Jensen PlateWriter 8000 .................................................................. 93

VIM JT ........................................................................................................... 95

TechNova imaging systems ........................................................................... 96

Poreenje Ink-jet ofset CtP sistema ............................................................... 98

Miracle plate ................................................................................................... 99

Ploe za exo CtP tehnologiju .................................................................... 100

Specijalna izrada CtP ekso štamparskih formi ...................................... 102

Princip spajanja crne maske sa fotopolimernom ekso

štamparskom ploom .................................................................................... 102

Princip izrade maske na fotopolimernoj ekso štamparskoj ploi ink - jet

tehnologijom ................................................................................................ 103

Lasersko graviranje ekso štamparskih ploa .............................................. 103


7/35

CtP tehnologije za duboku štampu ........................................................... 107

CTP tehnologija za ploe - indirektna duboka (tampon) štampa .................. 107

Laseri za izradu CtP štamparske forme za tampon štampu .......................... 108

CtP tehnologija za cilindre - direktne duboke štampe .................................. 109

CtP tehnologije za sito štampu ................................................................... 112

Computer to Screen (CtS) tehnologija .......................................................... 112

Termalni CtS sistemi..................................................................................... 113

Diablo (OYO instruments) ........................................................................... 114

Oslikavanje pomou „Digital Light Processing” tehnike ............................. 114

Laserski sistemi u CtS tehnologiji ................................................................ 115

JetScreen DX round ...................................................................................... 117

Merno kontrolni elementi u CtP tehnologijama ...................................... 118

Merno kontrolne trake za ofset CtP štamparske forme ................................. 118

Merno kontrolna traka Ugra/FOGRA Digital Plate Wedge .......................... 120

Digitalna merno kontrolna traka Agfa DigiControl ...................................... 121

Merno kontrolna traka GATF Digital Plate Control Target ......................... 122Merno kontrolna traka System Brunner CtP ZebraStrip ............................... 123

Merno kontrolna traka Heidelberg plate wedge ............................................ 124

Kontrolne merne trake za kontrolu izrade digitalnih (CtP) ekso štamparskih

formi .............................................................................................................. 128

Merni ureaji za kontrolu CtP štamparskih formi ................................. 131

Merni ureaji za kontrolu CtP štamparskih formi

za ekso i duboku štampu ............................................................................. 139


8/35

11

Uvod

Raunar je tehnološka inovacija koja je imala najvei znaaj i uticaj na sa-

vremenu štamparsku industriju. Raunari su doprineli da priprema za štampu ištampa budu brži, jednostavniji i ekasniji nego što se to ikad moglo i pomisliti.Raunari, internet i elektronsko izdavaštvo pomeraju znaaj i granice štampe.Elektronski mediji, sa jedne strane pojaavaju konkurentski pritisak na štampanemedije i delom zamenjuju štampane proizvode, ali sa druge strane utiu na po-veanje atraktivnosti štampanih medija i u estetskom i u funkcionalnom smislu.Tržište štampanih medija i pored velikog udela elektronskih medija ostaje i daljeizuzetno atraktivno posebno u štampi ambalaže. Razvoj štampe do današnjihrazmera pratile su brojne uspešne i manje uspešne promene. Danas je primena

raunarske tehnologije postala nezaobilazna. Objedinjene nazivom Od raunarado ..., ili Computer to ... pojavljuju se nove tehnologije, sa CtF tehnologijom, prvom u nizu. Nakon nekoliko godina uspešnog korišenja tehnologije Od rau-nara do lma (CtF - Computer to Film) ona je zamenjena novom Od raunara do ploe (CtP - Computer to Plate) tehnologijom. CtP je termin kojim se opisuje po-stupak dobijanja štamparske forme procesom direktnog, raunarom kontrolisa-nog osvetljavanja. Ueše ove tehnologije na tržištu grakih proizvoda raste izgodine u godinu, tako da je ona u nekim zemljama ve zašla u svoju zrelu fazu. Na budunost grake tehnologije gleda se kao na ciklus koji e tek otpoeti da

se odvija u svojim novim fazama, od ploa bez konvencionalnog razvijanja, pre-ko direktnog oslikavanja ploa u štamparskoj mašini (Computer to Press-DirectImaging) do završne faze razvoja koja se ogleda u korišenju cilindra štampar-ske mašine za formiranje štampajuih površina, koje e se nanositi pre štampe i brisati nakon štampe (Computer to Cylinder).

Poslednju deceniju obeležio je niz znaajnih promena u grakim tehno-logijama. Film u grakoj tehnologiji skoro u potpunosti je zamenjen novomtehnologijom. Nova tehnologija nosi naziv od raunara do ploe (Computer toPlate). CtP tehnologija predstavlja postupak direktnog, kompjuterski kontroli-sanog osvetljavanja štamparske ploe u postupku dobijanja štamparske forme(slika 1). Ona podrazumeva prenos „slike” kao oblikovanog matrijala u pri- premi za štampu na plou koja je takoe nosilac te iste slike. Ploa se obrauje- osvetljava u tzv. CtP ureaju i od nje nastaje štamparska forma koja je osnov procesa štampanja. Computer to Plate, ili skraeno CtP, je donedavno bio nov pojam u svetu štampe i grake pripreme. CtP tehnologija menja deo procesau vezi sa osvetljavanjem i razvijanjem lma i njegovim kopiranjem na ofset plou. Ova tehnologija, takoe omoguava dobijanje ploa mnogo brže, redu-kuje troškove, izostavljajui tradicionalne korake u procesu grake pripreme.


9/35

12

Istraživanja su pokazala da operacije u proizvodnji u oblasti ofset štampe, primenom CtP tehnologije smanjuju troškove za 50%, u poreenju sa CtF tehno-logijom i da je primenom CtP tehnologije, za povratak investicija pri ulaganju u

ovaj sistem, potrebno manje od godinu dana.

laserska jedinica

ŠTAMPARSKA FORMAcilindar uređaja za osvetljavanje

lasers a je inica

Slika 1. Osnovna struktura CtP sistema za ofset štamparske forme

CtP tehnologija olakšava procese u štampi i daje vei kvalitet. U ovom do-menu je prisutan i visok nivo automatizacije, izrade elemenata pozicioniranja ploe, uklanjanja zaštitnih slojeva ploe, osvetljavanja, pranja, termike obradei odlaganja u završnoj fazi.

Štamparske forme, kao osnova izrade štampanih proizvoda u grakom proizvodnom procesu ine važan deo celokupnog kruga uticajnih faktora odkojih zavisi krajnji rezultat i kvalitet odštampanog proizvoda. Ofset CtP ploe,

bez konvencionalnog razvijanja doživljavaju veliku ekspanziju u grakojindustriji iz više razloga. CtP ploe bez konvencionalnog razvijanja koristetermalnu energiju za oslikavanje, a posle toga ne zahtevaju dalju obradu kaošto je razvijanje, odnosno formiranje štampajuih i neštampajuih elemenatana površini primenom hemijskih supstanci. Ove ploe mogu biti oslikaneuklanjanjem materijala termalnom energijom, promenom faze rastvorljivostikopirnog sloja ili topljenjem silikonskog kopirnog sloja. Posle oslikavanja, nekeod ovih ploa ne zahtevaju nikakvu dalju obradu, a neke zahtevaju samo pranjesredstvom za vlaženje štamparske forme.


10/35

13

Razvoj Computer to Plate sistema

CtP sistem prvobitno je nastao u okviru tehnike ofset štampe. Stoga i ra-zvoj CtP sistema se referira upravo na razvoj u domenu ofset tehnike. Prvi si-

stem kompjuter prema ploi, Lasergraph, razvijen je 1947. godine. Koristio jedva visokonaponska lasera kako bi spalio neštampajue površine na vrstom plastinom materijalu od koga se dobijala leterpres štamparska forma. Malo jenedostajalo da se koristi za štampanje novina u Elmir, Njujork.

Godine 1976. izvedena je demonstracija sistema EOCOM CtP na Sajmunovina u Anahejmu, Kalifornija. Test postavka je bila instalirana u Njujorku ikoristila se u proizvodnji novina.

1985.: Tehnologija kompjuter prema ploi primenjena je u proizvodnji Wall

Street Journal, Njujork Times i Christian Science Monitor. Skeniranjem mon-tiranih lmova dobijali su se podaci potrebni za osvetljavanje ploa. Journali Monitor koristili su satelitske veze kako bi slali podatke o stranicama širomSAD. Times ih je slao preko reke do Nju Džerzija.

1986.: CtP sistem proizveden u saradnji IBM, Hell, EOCOM i Autologic in-staliran je u Morristownu, Nju Džerzi, i korišen je u proizvodnji Daily Record .EOCOM ravni osvetljiva ploa demonsriran je 1984. i kasnije prodat Gerberu.Delom je bio Autologicov APPS-1 sistem, koji je bio prvi sistem sposoban da

izvrši digitalnu montažu stranice i osvetli plou pomou tih podataka. Instaliran je nakratko u Morristownu, na svom putu u zaborav.

1990.: Uvedene su u rad poliesterske ploe sredinom 1980-ih godina i osvet-ljavane su u ranim verzijama fotografskih osvetljivaa lma. Hoechst (Kalle) je1990. predstavio N90 CtP plou na Sajmu DRUPA, velikom internacionalnomsajmu štamparske opreme koji se održava svake etiri godine. U toku 1990. go-dine sve ploe su se osvetljavale u vakuumskim okvirima.

1991.: Presstek i Heidelberg predstavili su prvi sistem za osvetljavanje ploadirektno na mašini Heidelberg GTO-DI. Sistem se koristi na dvobojnim i etvoro- bojnim mašinama kao i za osvetljavanje ploa izvan mašine za ploe bez vlažen- ja i ploe sa vlaženjem. Gerberg LE55 (EOCOM) instaliran je u Holandskimnovinama i osvetljavao je ploe N90.

1994.: Prva publikacija proizvedena iskljuivo pomou CtP tehnologije bila jeSports Cars International u maju. Publisher’s Press u Florenci, Kentucky, koristi-la je Optronics osvetljiva ploa za premazno etvorobojno izdanje. Publisher’s press sada koristi Gerberove osvetljivae ploa i skenira lmove kako bi dobilidigitalne fajlove.


11/35

14

1995.: Prva publikacija sa oglasima, digitalno snabdevana i proizvedena po-mou CtP tehnologije bila je The Computer in 21st Century, izdavaa ScienticAmerica, izdata u aprilu. Apple kompjuteri bio je jedini oglasnik i njegova agen-

cija, BBDO, snabdevala je R.R. Donnelley’s Creo osvetljiva ploa sa digital-nim oglasima. Na sajmu DRUPA je bilo više instaliranih CtP sistema (42), negou štamparijama širom sveta.

1997: Instalirano je više CtP sistema nego u celom prethodnom periodu.

1998: Od decembra meseca, bilo je 3090 ofset CtP sistema širom sveta.

1999: Postoji više od 30 digitalnih ploa i preko 57 modela CtP osvetljivaa.

Danas su CtP sistemi svakodnevna potreba normalnog poslovanja i kvalitetnereprodukcije.

Tehnologije koje su se razvile na sistemu kompjuter prema -

CtF.............Kompjuter prema lmu

Osvetljivai lma.

CtP.............Kompjuter prema ploi

Kompjuter prema ploi, bilo koja vrsta ploe.

CtPP...........Kompjuter prema poliesterskoj ploi

Osvetljivai lma ili imposeteri, izlazni lm ili ploa, ili namenski ureajikoji kao izlaz imaju samo poliesterske ploe.

CtAP...........Kompjuter prema aluminijumskoj ploi

Osvetljivai ploa koje karakteriše konstrukcija sa unutrašnjim ili spoljašnjimcilindrom ili ravna konstrukcija.

CtPoP.........Kompjuter prema ploi na štamparskoj mašini

Presstek tehnologija integrisana na mašinama KBA, Heidelberg i Omni-Adast.

CtPIC.........Kompjuter prema cilindru za oslikavanje ploeCreo tehnologija koja ukljuuje nanošnje materijala na štamparski cilindar i

oslikavanje pomou termalnog lasera.

CtEP...........Kompjuter prema elektronskom štampau

Ukljuuje sve digitalne štamparske ureaje, jednobojne ili višebojne.

CtECP........Kompjuter prema elektronskoj štamparskoj mašini

Podrazumeva specijalno visokokvalitetne, višebojne sisteme velikih brzina.


12/35

15

Computer to Plate tehnologija

U razvoj i usavršavanje ve postojeih CtP tehnologija ulažu se velikasredstva. U domenu ofset štamparskih ploa budunost stoji pred CtP sistemima

koji koriste ploe bez hemijske obrade jer one omoguavaju dodatno skraenjeciklusa rada. Kako je ve ranije reeno, Computer to Plate je termin koji opisuje postupak direktnog, kompjuterski kontrolisanog osvetljavanja štamparske forme.Brzina, tanost registra i štampani otisak veran originalu predstavljeni su kaoglavne karakteristike ovih ureaja. To se zapravo i oekivalo kao sledei korak urazvoju grake proizvodnje tj. razvoju pripreme štamparske forme. Zahtevi zašto više boja, za što kvalitetnijom štampom i velikom brzinom štampe, uslovili surazvoj u grakoj industriji koji je rezultirao pojavom tehnologije CtP. Pojavomove tehnologije ispunjeni su svi zahtevi savremene grake industrije u oblasti pripreme štamparske forme.

Danas su naješe u upotrebi tri postupka direktnog, kompjuterski kontrolisa-nog osvetljavanja (slika 2):

• ComPuter to Film (od kompjutera do lma);

• ComPuter to Plate (od kompjutera do ploe);

• ComPuter to Press (od kompjutera do štampe).

PostScript

RIP

Computer

to Film

Osvetljavanje

filma

Osvetljavanje

Osvetljavanje

Computer

to Plate

Computer

to Plate

Direktno osvetljavanje

- Sa obnovljivom štamparskom

formom

- Elektrografija

- Termotransfer

- Termosublimacija

- Ink Jet

- Elektrografija

- suvi toner

- Elektrokoagulacija

- Sa štamparskom formom za

jednokratan zapis

Computer to Print

Direktno na

podlogu

Posredno na

podlogu

Slika 2. Tehnologije Computer to…


13/35

39

Slika 28: Poreenje CtFilm, CtPlate i CtPress

Dynacell raster je najbolje rešenje ukoliko rasterski uglovi, sa kojima je po-trebno raditi da bi se dobio odgovarajui kvalitet otiska, znaajno odstupaju odstandardnih vrednosti uglova za ofset i ekso tehnike štampe. U pogledu sito

štampe, upotreba ovog rastera u kombinaciji sa ragbi rasterskom takom dajeizvanredan kvalitet otiska u štampi (slika 27).

Konstrukcija ureaja za CTP štamparske forme

Konstrukciona rešenja ureaja za digitalno osvetljavanje štamparskih formivode svoje poreklo od ureaja za osvetljavanje lmova. Razvoj Computer to...tehnologija je u suštini zapoeo razvojem ureaja za direktno osvetljavanje ce-lovitih lmova koji su se kasnije koristili za izradu štamparskih formi za razli-itete tehnike štampe. Tako da je prva u nizu Computer to tehnologija Computerto Film tehnologija. Upotrebom CtF sistema osvetljavali su se lmovi velikogformata (slika 28) ime je bila eliminisana potreba za runom montažom poje-dinanih lmova stranica s obzirom na to da je jedan lm bio veliine štampar-ske forme.

CtFilm

CtPlate

CtPress

osvetljivačfilma

montaža osvetljavanjei razvijanje ploča

osvetljivač ploča

digitalnaštampa

štampa

štampa

Prema konstrukciji, ureaje za osvetljavanje lma možemo podeliti na: ureajesa unutrašnjim cilindrom, ureaje sa spoljašnjim cilindrom i ravne osvetljivae.Shodno tome, ureaji za osvetljavanje CtP ploa imaju konstrukciju osvetljivaa

sa spoljašnjim cilindrom, unutrašnjim cilindrom ili u ravnom položaju.


14/35

40

Podela CtP ureaja za ofset štamparske forme prema konstrukciji

Osvetljivai CtP ofset ploa, po svojoj konstrukciji su vrlo slini osvetljivai-ma lmova, a što je sasvim logino s obzirom na to da su nastali upravo iz njih.

Osnovna razlika izmeu osvetljivaa lma i osvetljivaa ploe je u tome što suosvetljivai ploa namenjeni osvetljavanju aluminijumskih podloga debljina od0,125 mm do 0,40 mm, dok se osvetljivai lma koriste za osvetljavanje po-liestarskih podloga debljine 0,10 mm. Ostali elementi su ili isti ili slini: RIP,laserski izvor svetla, konstrukcija samog osvetljivaa, on line veza sa mašinomza razvijanje ako je to potrebno i dr.

Odabir osvetljivaa zavisi na prvom mestu od dimenzija štamparske formekoja se želi osvetliti. U skladu s tim može se izvršiti sledea podela osvetljivaa:

1. osvetljivai izuzetno velikog formata 167x208 cm;2. osvetljivai velikog formata 139x170 cm;

3. osvetljivai formata 104x132 cm;

4. osvetljivai formata 81x106 cm;

5. osvetljivai formata 55x71 cm.

Sa formatom ploe, odnosno dimenzijama osvetljivaa, raste potrebna rezo-lucija kao i cena osvetljivaa.

Prema konstrukciji, razlikuju se tri tipa CtP ureaja za osvetljavanje ploe:

• ravni (tzv. at-bed) osvetljivai;

• osvetljivai sa spoljašnjim cilindrom;

• osvetljivai sa unutrašnjim cilindrom.

Ravni osvetljivai

Kod ravnih osvetljivaa, štamparska forma postavlja se horizontalno na

ravnu podlogu tokom osvetljavanja, a naješa rešenja se sastoje iz optikogsistema sa ogledalom i korekturnim soivima koji prenose laserski zrak, liniju po liniju, po površini ploe. Uprkos ovako kompleksnom optikom sistemu, javljaju se deformacije u obliku rasterske take koje postaju izraženije kakozrak ide prema ivicama ploe (slika 29). Ovakve smetnje takoe se pojaavaju poveanjem formata. Rešenja za ovakav nepoželjan efekat postoje, ali se njihovaimplementacija pokazala skupom.

Zbog distorzije rasterske take, ovakvi ureaji za osvetljavanje štamparskihformi uglavnom se koriste za manje formate (maksimalno 50 x 70 cm). Zato su


15/35

41

svoju idealnu primenu našli u novinskoj produkciji, gde je brzina veoma bitna.Kako se u novinskoj produkciji naješe upotrebljava jedna štamparska formaza jednu stranicu novina, te forme su relativno male tako da distorzija rasterskih

taaka i nije toliko izražena. Jednostavno rukovanje štamparskim formama iveoma kratko vreme za osvetljavanje, u kombinaciji sa tehnologijom CtP ploakoje koriste vidljivi ili UV deo svetlosnog spektra, dovele su do masovnogkorišenja ovih ureaja u novinskoj štampi.

Laser

Modulator

Digitalni signal

Sočivo

Poligonalnoogledalo

Sočivo

Ogledalo

Štamparska forma

Slika 29. Princip osvetljavanja ravnog CtP osvetljivaa

Jedini postojei CtP sistemi koji koriste UV lampe umesto lasera (proizvo-aa BasysPrint), takoe su ravne konstrukcije, ali ne sadrže optiki sistem kojiizaziva pomenutu smetnju, ve glavu za osvetljavanje koja se kree na bliskomrastojanju od ploe i direktno je osvetljava. Slina rešenja iskorišena su i kodmodela drugih proizvoaa koji koriste laserski izvor svetlosti kod ravnih osvet-ljivaa.

Najvea prednost ovakvih sistema leži u lakom i jednostavnom rukovanju ploom, što ih opet ini primamljivim za novinsku štampu, zbog skraenja uku- pnog vremena potrebnog za dobijanje osvetljene ploe, tj. štamparske forme.

Osvetljivai sa spoljašnjim cilindrom

Kod ovakvih ureaja, ploa se pozicionira po spoljašnjoj strani cilindra na sli-an nain kao što je to sluaj na standardnoj ofset mašini. Glava za osvetljavanje postavljena je iznad cilindra i fokusira jedan ili više laserskih zraka na površinu ploe i ispisuje sliku pomerajui se duž ose cilindra (slika 30), koji se pri tome


16/35

42

okree denisanom brzinom, zavisno od modela izmeu 150 i 1400 obrtaja u mi-nuti, obezbeujui na taj nain idealno pozicioniranje svake take na ploi. Brzinarotiranja nije ograniena mehanizmom za uvršivanje ploe ili balansom cilindra,

ve snagom lasera tj. vremenom potrebnim da se izvrši osvetljavanje.

Slika 30. Princip osvetljavanja CtP osvetljivaa sa spoljašnjim cilindrom

Laserska glava

Optički sistem

Ploča

Cilindar

Prednost ovakve konstrukcije je jednostavnost (mehanika i optika), koja

omoguava lako fokusiranje više lasera istovremeno, što skrauje vreme da se ploa osvetli. Sa druge strane, ovakav nain montiranja ploe na cilindar, gotovoda onemoguava integraciju ureaja za bušenje (registar sistem), pa je neophod-no posedovati ovaj ureaj van osvetljivaa.

Osvetljivai sa unutrašnjim cilindrom

Kod osvetljivaa sa unutrašnjim cilindrom, ploa se pozicionira po unutraš-njem obodu cilindra (obino pod uglom veim od 180o). Na geometrijskoj ositakvog cilindra nalazi se optiki sistem na ijem je kraju ogledalo koje rotiravelikom brzinom (više od 40.000 obrtaja u minutu) i usmerava zrake ka površi-ni ploe, dok se ceo sistem polako pomera aksijalno. Da bi osigurali stabilnostsistema i vibracije sveli na minimum, neki proizvoai ovakvih osvetljivaaugrauju granitnu osnovu. Sama ploa je naješe ksirana u jednom položaju.Kod ovih ureaja štamparska forma se privršuje pomou potpritiska, tako da je kopirni sloj okrenut prema unutrašnjosti cilindra (ploa se pozicionira po unu-trašnjem obodu cilindra). Glava za osvetljavanje nalazi se u centru cilindra (iliizvan) i snop svetlosti se usmerava prema štamparskoj formi, tj. prema kopirnomsloju (slika 31).


17/35

43

Ogledalo

Rotirajuće ogledalo

Laserska glava

Ploča

Optički sistem

Slika 31. Princip osvetljavanja CtP osvetljivaa sa unutrašnjim cilindrom

Postoje dva naina osvetljavanja štamparske forme: rotiranje svetlosnogizvora oko ose ili rotiranje optikog sklopa. Pri prvom nainu, rotira se sve-tlosni izvor i pomera se po dužini štamparske forme i tako je osvetljava.Prednosti ovakvog sistema ogledaju se u blizini svetlosnog izvora premaštamparskoj formi, pa je mogue koristiti izvore manjih snaga zbog manjegrasipanja svetlosnog intenziteta. Takoe, ovakva konstrukcija omoguava iizuzetnu tanost pri oslikavanju, jer se rotacijom svetlosnog izvora mnogolakše manipuliše nego rotacijom optikog sklopa (ogledala).

Drugo rešenje je kada je svetlosni izvor ksiran, a rotira se optiki sklop,tj. ogledalo, uz istovremeno pomeranje duž ose cilindra. Ta rotacija je izu-zetno brza, preko 40.000 obrtaja u minutu, i pomou nje ogledalo usmeravazrake ka površini ploe, a svetlosni izvor (zajedno sa optikim sklopom) pomera se duž ose cilindra. Negativne pojave u vidu vibracija dovele su do

smetnji - bilo je izuzetno teško usmeriti više zraka precizno prema štampar-skoj formi.

Kako je teško precizno usmeriti više zraka na ovaj nain, neki proizvo-ai su odbacili sistem sa ogledalima u korist rotirajue glave sa laserskomgrupom (npr. Lüscher XPose!). Ovako postavljen, izvor svetlosti je blizu površine ploe, pa se poveava preciznost i smanjuje rasipanje laserske ener-gije (slika 32). esto se ovakve konstrukcije postavljaju na antivibracione podloge, što dodatno poveava izdatke kao i samu težinu ureaja, a ponekadmože da predstavlja odreenu smetnju.


18/35

44

Slika 33. Konstrukcije osvetljivaa sa prikazom izvora svetlosti

i vrstama CtP ploa

Slika 32. Izgled CtP sa unutrašnjim cilindrom Lüscher Xpose!Prednosti svih ovih ureaja ogledaju se u jednostavnosti promene formata

štamparskih formi, jer nema potrebe da se izvede rebalansiranje ureaja, kaošto je to sluaj sa sistemom sa spoljašnjim cilindrom. Negativne osobine ova-kvih sistema predstavljaju komplikovano pozicioniranje štamparskih formi pre-ma unutrašnjem delu cilindra (zapravo polucilindra) i nemogunost korišenjaviše izvora svetlosti istovremeno. Zbirni prikaz sa odreenim karakteristikamaosvetljivaa prikazan je na slici 33.

300 nm 400 nm 500 nm

Ravni osvetljivai

UV lampe, 350-450 nm

Osvetljivai sa unutrašnjim

cilindrom

Violet diode, 405-410 nm

Ravni osvetljivai

Violet diode, 405-410 nm

600 nm

Osvetljivai sa unutrašnjim

cilindrom

Crvene diode, 650-670 nm

Osvetljivai sa spoljašnjim

cilindrom

Infracrvene diode, 830 nm

700 nm 800 nm 900 nm

Konvencionalne ploe

- obrada pri dnevnom svetlu

e ar it a za jne e pt sonu g om-

Srebrohalogenidne ploe

mot u mont it š a zir pad ar bo- svetlu

e jne e peu g ome jin-

Fotopolimerne ploe

mot u mont it š a zir pad ar bo- svetlu


Srebrohalogenidne ploe

sa poliesterskom osnovom

monel e zmont it š a zir pad ar bo- svetlu, u on-line sistemima pri

dnevnom svetlu e jne e peu g ome jin-

Termalne fotopolimerne ploe

ul t ev smonvend ir pad ar bo-


Termalne ploe bez

konvencionalnog razvijanja

ul t ev smonvend ir pad ar bo-

e jne e peu g ome jin-


19/35

45

Podela CtP ureaja za ekso štamparske forme prema konstrukciji

Cilj CtFlexo tehnologije bio je da se iz upotrebe potisne negativ lm, a onošto je njega trebalo da zameni jeste sloj za lasersku obradu (eng. LAMS - La-

ser Ablation Mask System). Ovaj sloj samo dodat je na ve postojeu strukturufotopolimerne ploe za ekso štampu, što znai da velikih promena što se tiesame ploe nije bilo. Sloj za lasersku obradu je debljine svega nekoliko mikronai naješe je crne boje.

CtP ureaji za ekso štamparske forme mogu se karakterisati kao ureaji zaoslikavanje digitalnih ekso formi s obzirom na to da je njihov zadatak da uklo-ne sloj za lasersku obradu (crnu masku ili LAMS sloj) sa površine ekso formeshodno izgledu štampajue slike kako bi se omoguilo formiranje štampajuih

elemenata u fazi glavnog osvetljavanja.Ureaj za oslikavanje digitalnih ekso fotopolimernih ploa povezan je sa

raunarom od koga preuzima podatke, u digitalnoj formi, o slici koja treba da bude preneta na plou. Konstrukcijski, dati ureaji mogu se okarakterisati kaoCtP sistemi sa spoljašnjim cilindrom. U zavisnosti od primenjene tehnologije,dati sistemi mogu biti opremljeni sa Nd YAG ili ber laserima.

Fotopolimerna ploa, pre osvetljavanja, mora proi fazu predekspozicije,kako bi se formirala podloga i uspostavila dubina budueg reljefa. Nakon predo-svetljavanja, ploa se postavlja na cilindar CtP ureaja. Vakuum obezbeuje da ploa vrsto stoji na cilindru i da ne dolazi do njenog pomeranja u toku obrade.Kada je sigurno da je ploa dobro montirana na cilindar, poklopac CtP ureaja sezatvara i obrada fotopolimerne ploe CtP sistemom može da pone. Naravno, svi parametri, pored slike koja treba da bude prenesena, kao što su linijatura, vrstalasera, brzina okretanja cilindra i laserskog ispisivanja, format ploe i sl. imajumogunost podešavanja.

Slika 34. Šematski prikaz ureaja za oslikavanjedigitalne ekso štamparske forme


20/35

46

Kompanija Lüscher ima patentirano rešenje CtP ureaja za oslikavanje eksofotopolimernih štamparskih formi koga karakteriše konstrukcija sa unutrašnjim

bubnjem. Možemo ga smatrati hibridnim osvetljivaem s obzirom na to da seosim oslikavanja ekso ploa može koristiti za osvetljavanje ofset ploa i ploaza visoku štampu (leterpres). Može biti opremljen sa 16 ili 32 2W laserske diodevelike snage. Mogu biti opremljeni sa UV i IR diodama. U sluaju da se vršioslikavanje ekso ili leterpres štamparske forme, onda se koriste IR diode, a usluaju osvetljavanja ofset ploa mogu se koristiti i UV diode (slika 36).

Konstrukcija ureaja za oslikavanje u ravnoj formi karakteristina je za InkJet CtP sisteme za ekso štamparske ploe.

Slika 35. Uklanjanje LAMS sloja laserom u CtP ureaju

U toku procesa osvetljavanja cilindar, sa fotopolimernom ploom na sebi,okree se, dok laserski zrak ablacijom uklanja sloj za lasersku obradu, i to naonim mestima koja odgovaraju transparentnim delovima konvencionalnog ne-

gativ lma (slika 34). Nakon osvetljavanja u CtP ureaju, sloj za lasersku obradu ponaša se kao

predložak tj. negativ lm. Dalje faze obrade identine su kao kod konvencional-ne obrade fotopolimerne ploe (slika 35).

Slika 36. CtP ureaj za ekso štamparske forme sa unutrašnjim bubnjem


21/35

47

Izvori svetlosti u CtP tehnologiji

Kao izvore svetla osvetljivai u tehnologiji Computer to Plate koriste lasere.Laseri predstavljaju kvantne generatore koji koriste razliite talasne dužinesvetlosti u ultraljubiastom, vidljivom i infracrvenom podruju spektra. LA-SER je skraenica od engleskih rei Light AmPlication by Stimulated Emis-sion of Radiation što u suštini predstavlja pojaanje svetlosti stimulisanomemisijom zraenja. Laser predstavlja pojaiva i usmeriva svetlosti odreenetalasne dužine koji pretvara energiju svetlosti širokog talasnog podruja uenergiju svetlosnih zraka tano odreene talasne dužine, potpuno paralelnih ikoherentnih, tako da energija u njima ima visok nivo koncentrisanja u odnosu nakonvencionalne izvore svetlosti kao što je sijalica (slika 37).

Slika 37. Laserski i konvencionalni izvor svetla

Konvencionalniizvor svetla

Laser

Osnovne karakteristike laserske svetlosti su ureenost, strogo odreeni pra-vac i smer, monohromatinost i veliki intenzitet. Laser se sastoji od elemenata prikazanih na slici 38.

Laserski medij

100% reflektujućeogledalo

Laserski zrak

99% reflektujućeogledalo

Energija zapobuđivanje medija

Slika 38. Šema lasera sa osnovnim elementima


22/35

48

Prema vrsti radne supstance možemo ih podeliti na lasere sa vrstomsupstancom, gasne lasere i tene lasere. Lasere sa vrstom supstancom koji suizraeni na bazi poluprovodnika nazivamo laserskim diodama.

Prema režimu rada lasere delimo na impulsne i kontinualne lasere. Kadase pobuivanje izvodi neprekidno, laseri rade kao kontinualni, dok impulsno pobuivanje uslovljava impulsni rad lasera.

Naješe korišeni tipovi lasera u CtP ureajima za osvetljavanje su:

• Argon jonski laser (gasni laser);

• Helijum-neonski laser (gasni laser);

• YAG laser (vrsti laser na bazi itrijum-aluminijum i neodimijuma);

• Crvena laserska dioda (laser na bazi poluprovodnika);• LED diode;

• Infracrveni laser (laser na bazi poluprovodnika);

• Violet laser (laser na bazi poluprovodnika);

• Termo laser;

• Fiber laser.

Gasni laseri Familija gasnih lasera prilino je velika i raznolika. Gasni laseri se meusob-

no razlikuju po svojim karakteristikama. Kod najslabijih komercijalnih laserared veliine snage je ak i ispod 1 mW, a kod najjaih i preko 10 kW. Nekigasni laseri mogu emitovati neprekidan snop godinama, dok ostali pulsiraju u periodima reda nano sekundi. Njihov izlazni opseg je u vakuumu od ultralju- biastog - na talasnim dužinama toliko kratkim da su potpuno blokirani od stranevazduha - preko vidljivog i infracrvenog do graninog podruja milimetarskihtalasa i mikrotalasa.

Laserski gas je sadržan u cevi sa udubljenim ogledalima na oba kraja. Jednoogledalo je potpuno reektujue, a drugo propušta deo svetlosti i tako obrazujeizlazni snop. Prikaz helijum-neonskog lasera je dat na slici 39.

Veina gasnih lasera pobuuje se prolaskom elektrine struje kroz gas; pražnjenje se obino odvija dužinom cevi. Elektroni iz pražnjenja prenose ener-giju do atoma ili molekula u laserskom gasu, kroz najmanje jedan meukorak. Nakon toga pobueni gas emituje svetlost koja rezonira u laserskoj šupljini itako formira laserski snop.


23/35

49

Slika 39. Helijum-neonski laser

Postoje dva bitna zahteva gasnih lasera. Na prvom mestu je da moraju imatiskupove energetskih nivoa pogodne za lasersku akciju. U praksi, samo energetskinivoi nisu dovoljni. Za optimalno funkcionisanje laserski medij mora da sadrži i

specijalnu mešavinu gasova pri tano odreenom pritisku. Optimalna mešavinagasova ne zavisi samo od karakteristika emitovane svetlosti, ve takoe i oduslova rada kao što je nivo - koliina snage, talasna dužina i dizajn laserske cevi.

Pritisak gasa je takoe važan inilac, pogotovo što utie na provodnostelektriciteta kroz gas. Mnogi laseri neprekidnog snopa zahtevaju pritisak mnogomanji od jednog bara da održe stabilno elektrino pražnjenje. Nekii pulsni la-seri zahtevaju mnogo viši pritisak ponekad ak vei i od jednog bara, pošto pražnjenje ne sme biti stabilno tokom vremena.

Optimalni pritisak nije isti ak ni za sve lasere istog tipa jer zavisi i od dizajnalaserske cevi. Neki gasni laseri zahtevaju periodinu zamenu laserskog gasa zatošto se akumuliraju kontaminirajue materije i smanjuju efektivnost lasera. Iztog razloga su neke laserske cevi razvijene za periodino išenje i ponovno punjenje svežim gasom.

Ponekad je ak i mogue obnoviti cevi dugih lasera, npr. argonskog,išenjem cevi, menjanjem nekih njenih delova i punjenjem novog. Gasnilaseri koji su našli svoju primenu u CtP tehnologiji su helijum-neonski laser iargon jonski laser.


24/35

50

Argon jonski laseri

Argon jonski laseri emituju intenzivno plavo-belo svetlo talasne dužine 488nm. Koriste se za osvetljavanje ploa koje imaju emulziju senzibiliziranu na pla-

vu boju i zbog toga se moraju izlagati svetložutom zaštitnom svetlu u radnoj pro-storiji. Ovi laseri su jednostavni za rukovanje, ekonomini su i pouzdani u radu i poseduju veliku izdržljivost. Radi obezbeenja stabilnosti u radu, ovi laseri se neiskljuuju nou ve ostavljaju u tzv. stendby režimu. Argon jonski laseri pokreuse elektrinim pražnjenjem koje prolazi kroz elemente inertnih gasova (grupaVIII) periodnog sistema elemenata. Svi normalno emitovani neprekidni snopovisu iz podruja vidljive svetlosti. Tipini izlazni opseg snage argon jonskih lasera je od nekoliko miliona vati do 25 vati.

Aktivni medij kod argonskog lasera je argon, na pritisku oko 0.001 bara. Emi-

sija u argonskim laserima nastaje od atoma koji su jonizovani tako što su imuklonjeni po jedan ili dva elektrona iz spoljnih putanja. Talasne dužine kraeod 400 nm potiu od atoma sa dva uklonjena elektrona (Ar +2 ili Kr +2). Dužetalasne dužine potiu od jednostruko jonizovanih atoma (Ar+ ili Kr+). Struje pražnjenja u argonskim laserima su od 10 do 70 A. Ove velike struje pražnjenjagreju laserski gas do vrlo visokih temperatura.

Upravo iz tog razloga zahtevaju dodatno hlaenje u toku rada (forsiranovazdušno hlaenje odgovara za argonske lasere koji daju po par vati snage ilivodeno hlaenje). Tipini argon jonski laser je veih gabarita pa otuda je njihova primena vezana iskljuivo za ureaje veih dimenzija i kapaciteta. Najvei deoargonskih lasera poseduje prozore montirane pod Brusterovim uglom na krajevi-ma cevi i sa spoljnim ogledalima ine lasersku šupljinu. Stepen korisnog dejstva je mali, tako da je potrebno posvetiti pažnju minimizaciji gubitaka u laserskojšupljini. Sama cev je naješe keramika.

Optika iz laserske šupljine selektuje koju e talasnu dužinu argonski laseremitovati. Tipini radni vek ovih lasera je 1000 do 10.000 asova, sa dužimradnim vekom kod lasera manje snage. Ovaj tip lasera može se koristiti u

osvetljivaima sa unutrašnjim, spoljašnjim cilindrom i u ravnim osvetljivaima.

Helijum-neonski laseri

Helijum-neonski laseri emituju vidljivu crvenu svetlost talasne dužine od 633do 635 nm. Ubrajaju se u kontinualne lasere. U grakoj industriji svoju primenusu našli za osvetljavanje ploa za CtP tehnologiju vidljive svetlosti. Najbitnijekarakteristike ovog tipa lasera su brza priprema za rad, pouzdanost, izdržljivost(masovno proizvedeni laseri sa hermetiki zatvorenim cevima mogu neprekidnoda rade i na hiljade asova), pristupana cena i jednostavnost.


25/35

51

Na slici 40 prikazana je unutrašnja struktura tipinog helijum-neonskog la-sera masovne proizvodnje.

ugrađeni prekrivač

za čuvanje od

nenamernog izlaganja

konekcija katodekroz prekrivač

startni krug

spajajući deo

deo za centriranje

cevi

sakupljač

gasni

rezervoar

klin zapodešavanje

ogledala

opcioni

Brusterov

prozor

ćelije

ogledala

ravno jako

refleksivno

ogledalo

strujno regulisaniizvor napajanja

kratki anodni vod

i ukupan teretspoljni prekricač

borosilikatna cevstakleno metalno

zatvaranje

izlazniprekrivač

izlazni snop

pozitivni meniskus u

paraleli sa sočivima

sa prekrivenim ogledalom

Slika 40. Helijum - neonski laser masovne proizvodnje

Primeuje se da je pražnjenje koje se odvija izmeu elektroda na suprotnimstranama cevi koncentrisano u uskoj kvarcnoj cevi, od jedan do nekoliko mili-metara u preniku. Ovo poveava produktivnost pobuivanja u laseru i takoe potpomaže kontrolu kvaliteta snopa. Najvei deo zapremine cevi je gasni re-zervoar koji sadrži helijum i neon. Pritisak gasa u cevi predstavlja nekoliko de-setina jednog procenta atmosferskog pritiska. Ogledala su privršena direktnoza cev pomou visokotemperaturnog procesa koji se naziva „vrsto zatvaranje”.Zatvaranje usporava curenje helijuma, koji sa druge strane može ograniitiradni vek lasera. Ogledala moraju imati male gubitke zbog malog koecijentakorisnog dejstva lasera. Zadnje udubljeno ogledalo je potpuno reeksivno (100%reeksivno) dok izlazno ogledalo reektuje najvei deo upadnog zraka nazad(98%) u lasersku šupljinu, a ostalih nekoliko procenata (2%) propušta napoljeu vidu laserskog snopa. Jedno ili oba ogledala imaju konkavne krivine da bifokusirala snop unutar laserske šupljine, što je važno za visok kvalitet izlaznogsnopa. Alternativa ovoj konstrukciji je zatvaranje laserske šupljine Brusterovimuglom, i montiranje ogledala nezavisno od laserske cevi. Ovaj prilaz je mnogoskuplji, ali izbegava gubitke kod ravanski polarizovanog snopa i dopuštaselekciju operativne talasne dužine. Kroz cev se izvodi elektrino pražnjenje jednosmernim i visokofrekventnim naponom. Struja pražnjenja iznosi nekoliko

desetina mA. Na ovaj nain pobuuju se atomi helijuma koji sudarima predaju


26/35

52

svoju energiju atomima neona, da bi ovi emitovali uorescentne fotone. Povratakatoma u osnovno stanje esto ide preko nekoliko intermedijarnih prelaza, priemu nastaje inverzija naseljenosti elektrona na dva ili više energetskih nivoa.

Izlazna snaga raspoloživa kod helijum-neonskih gasnih lasera zavisi oddužine cevi, pritiska gasa, i unutrašnjeg prenika cevi pražnjenja i kree se uintervalu od 1 mW do 100 mW.

Laseri na bazi vrstih materijala

Lasere vrstog stanja možemo podeliti na impulsne, kontinualne (CW - Con-tinuous Wave) ili kvazi CW (kvazi kontinualne) lasere. Impulsni laseri na bazivrstih materijala uglavnom koriste razne modele ksenonskih sijalica kao ioriginalni rubinski laser. S ciljem stabilizacije i pojaanja radne izlazne snagei kontrole rezonancije (dok nije došlo do potpune inverzije populacije) koristeQ-prekidanje. Q-prekidanje je impulsni nain rada lasera koji skrauje širinuimpulsa, poveava radnu snagu impulsa i poboljšava konzistenciju izlaznogimpulsa. Ideja Q-prekidanja je spreiti rezonanciju dok veina atoma nije uvišem energetskom stanju (inverzija naseljenosti gotovo potpuna). Kad veinaatoma dospe u više energetsko stanje omoguava se rezonancija što za posledicuima nastanak kratkih impulsa visokog intenziteta i energija pumpanja se koristiekasnije.

Dve važnije metode Q-prekidanja su Q-prekidanje pomou rotirajuegogledala i delotvornije elektrooptiko Q-prekidanje. Tehnikom Q-prekidanjauz smanjenje vremena trajanja i energije po impulsu postiže se srednja snagaod 10 MW.

Kod lasera na bazi vrstih materijala atomi koji emituju svetlost su ksiraniu kristalnom ili staklenom materijalu koji sadrži i druge elemente. Kristal jeobino oblikovan u šipku, sa ogledalima na oba kraja. Svetlost iz spoljašnjegizvora - impulsne lampe, sjajne neprekidne lune lampe, ili drugog lasera - prodire u lasersku šipku i pobuuje atome koji emituju svetlost. Ogledalaoptike šupljine formiraju rezonantnu šupljinu oko populacije inverzije ulaserskoj šipci, obezbeujui povratnu spregu potrebnu da generiše laserskisnop koji izbija kroz izlazno ogledalo. Ako je izvor pobuivanja lasera lampa,onda su lampa i laserska šipka zagraene u reektorskoj šupljini koja fokusirasvetlost na šipku. U najvažnije lasere sa vrstim telom spada rubinski laser kojiradi sa tri razliita stanja jona hroma, ije odgovarajue prelazne frekvencijeleže u vidljivom podruju. Obino je izveden kao dugaki rubinski štap koji jeokružen blic lampom kao svetlosnim izvorom. Pri radu u impulsima rubinskilaseri mogu da rade sa snagom do 1000 mW, a u trajnom pogonu sa oko 100


27/35

53

mW. U grakoj industriji svoju primenu nalaze laseri na bazi neodimijuma(Nd) - Nd:YAG laseri.

Nd:YAG laseri Nd:YAG laseri, vrsti laseri na bazi itrijum-aluminijuma i neodimijuma,

spadaju u grupu lasera velikih snaga i emituju zrake talasne dužine 1064 nm(infracrveni deo spektra). Ukoliko se frekvencija rada YAG lasera udvostrui,tada laser emituje zrake talasne dužine 532 nm (zeleni deo spektra) i nosi nazivFD-YAG laser. Ako se utrostrui frekfencija rada, onda YAG laseri emituju UVsvetlost. U molekulu neodijum-YAG, neodijum je primesa koja zauzima mesto pojedinih atoma itrijuma u kristalnoj rešetki YAG-a. Kristal ima dobre termike,optike i mehanike osobine, ali se teško proizvodi. Kristal se proizvodi u blo-

kovima zvanim “boules” od kojih su nainjene šipke. Tipine YAG šipke su u preniku od 6 do 9 mm (0,24 do 0,35 ina) i dužine do 10 cm (4 ina). YAG lasertakoe može biti proizveden u obliku ploa sa ravnim površinama. Termike ioptike osobine Nd-YAG lasera nalažu da se pobuuje neprekidno sa lunomlampom ili sa serijom impulsa impulsne lampe. Primena ovih lasera vea je uodnosu na gasne lasere, i to ne samo u grakoj nego i u ostalim industrijama.YAG laseri su manjih dimenzija od gasnih lasera i snaga im je u opsegu od ne-koliko milivata do 100 W.

U grakoj industriji, YAG laseri se koriste za oslikavanje CtP termalnih ploa, a FD-YAG laseri za osvetljavanje ploa CtP tehnologije vidljive svetlosti.

Laseri na bazi poluprovodnika

U svetu lasera postoji jasna razlika izmedu lasera na bazi vrstih materijalai lasera na bazi poluprovodnika jer oni poivaju na razliitim osnovama i imajurazliite karakteristike. Laseri na bazi vrstih materijala su elektrino neprovodnii pobuuju se svetlošu emitovanom iz nekog spoljašnjeg izvora koja prolazi krozkristal. S druge strane, lasere na bazi poluprovodnika pobuuje elektrina struja

koja prolazi kroz deo materijala sa specinim elektronskim svojstvima. Laserina bazi poluprovodnika esto se zovu „diodni laseri” ili samo „diode”, jer su oniu stvari elektronski ureaji sa dva razliita kraja. Tehnologija poluprovodnikihlasera je bazirana na kombinaciji optikih i poluprovodnikih tehnologija, štodaje poluprovodnikim laserima njihove jedinstvene osobine.

Prva laserska dioda bazirana na poluprovodnikoj tehnologiji prikazana je1962. godine. Najvei razvoj u laserskoj tehnologiji, a samin tim i u tehnologijiizrade lasera na bazi poluprovodnika, je primarno zavisio od dva faktora: spo-sobnosti novih tehnologija da proizvedu bolje, manje i jeftinije poluprovodnike


28/35

54

lasere i širine primene. Stvaranjem mogunosti razvoja laserskih dioda za duže ikrae talasne dužine, vee izlazne snage, bolje kontrolisanu optiku radijaciju iduže vreme života, širio se i broj primena lasera na bazi poluprovodnika.

Danas sve veoj upotrebi laserskih dioda doprinosi visok stepen kompaktnostii visoka ekasnost za masovnu proizvodnju. Kako i samo ime govori, osnovugrae poluprovodnikog lasera ini poluprovodnik. Poluprovodnik je materijalije se osobine nalaze izmeu osobina provodnika i izolatora. Spoljni elektroniu provodniku (na primer, metalu) slobodni su da se kreu kroz materijal kaoelektrina struja. Valentni elektroni u izolatoru ne mogu se kretati na taj nain, pa ne mogu prenositi struju. U poluprovodnicima, samo deo elektrona može dase kree u materijalu. Osnovna razlika izmeu provodnika, poluprovodnika iizolatora je u nainu na koji su elektroni vezani za atome u materijalu (ovde se

uvek govori o elektronima u poslednjoj ljusci u atomu). Izolatori su materijalikod kojih su elektroni vrsto vezani, pošto spoljašnji elektroni formiraju vezuizmeu atoma. Provodnici su materijali kod kojih su spoljni elektroni slabo povezani sa atomima dok u poluprovodnicima, kao što je ist silicijum, veinaelektrona vezana je za kristalnu rešetku, ali neki ipak uspevaju da se oslobode ida se kreu kroz materijal. Elektroni u poluprovodnicima mogu se nai na dvaenergetska nivoa. Donji energetski nivo se naziva valentna zona, u njoj se nalazeelektroni koji sainjavaju vezu sa susednim atomima. ist poluprovodnik, kaošto je silicijum ili germanijum ima tano toliko elektrona da se popuni valentna

zona. Na sobnoj temperaturi samo nekoliko elektrona ima dovoljnu energiju da pree na viši energetski nivo, provodnu zonu, gde može slobodno da se kree krozmaterijal. Broj elektrona u svakoj zoni zavisi od veliine energetskog procepaizmeu valentne i provodne zone, kao i od temperature u skladu sa Bolcmanovimzakonom. Na sobnoj temperaturi samo jedan mali deo elektrona prelazi na višienergetski nivo, stoga isti poluprovodnici provode neku struju, ali ipak ostajevelika otpornost. Dodavanjem atoma primese istom provodniku, poveava se provodljivost. Dodavanje atoma primese koji imaju razliit broj elektrona uspoljašnjoj ljusci naziva se dopiranje. Dopiranjem nastaju poluprovodnici p i

n tipa, u zavisnosti od vrste dopiranog elementa. U sluaju kada element kojise dodaje u svojoj atomskoj ljusci ima višak elektrona nastaju poluprovodnicin-tipa (primer: fosfor ili arsen sa pet elektrona u spoljašnjoj ljusci atoma dodajuse silicijumu koji ima etiri elektrona u spoljašnjoj ljusci; fosfor i arsen su donori jer obezbeuju višak negativnog naelektrisanja). Poluprovodnici p-tipa nastajukada se kao dopirani elementi koriste elementi koji u spoljašnjoj ljusci imajumanji broj elektrona od elementa kome se dodaju (primer: aluminijum i galijumkoji imaju tri elektrona u spoljašnjoj ljusci dodaju se silicijumu; oni se nazivajuakceptori jer primaju višak elektrona).


29/35

55

U praksi, n-tipovi i p-tipovi poluprovodnika imaju mnogo veu provod-nost od istih poluprovodnika, zato što primese obezbeuju mnogo nosiocanaelektrisanja. Stepen provodnosti zavisi od dopiranosti materijala. Koliina

primesa i provodnost mogu se razlikovati izmeu razliitih n-tipova i p-tipo-va poluprovodnika, ak i izmeu razliitih slojeva u istoj komponenti. isti poluprovodnici nazivaju se i sopstveni (intrisic) poluprovodnici, zato što jenjihova provodnost svojstvena poluprovodnicima. Takvi materijali nazivajuse i poluprovodnici i-tipa, ali se ne koriste esto. Dopiranjem nastaje spoj u poluprovodniku. Spoj je granina zona izmeu dve oblasti poluprovodnika kojesu razliito dopirane. Razlikujemo sledee spojeve:

• nepolarisani spoj kod koga su nosioci naelektrisanja u kristalu rasporeenina isti nain kao i primese;

• inverzno polarisan spoj kod koga je pozitivna elektroda dovedena na n oblastspoja, a negativna na p oblast spoja;

• direktno polarisan spoj, kod koga je pozitivan napon doveden na p krajspoja, a negativan na n kraj spoja.

Prvi poluprovodnici koji su bili u upotebi su silicijum i germanijum. Najvažnijisloženi poluprovodnici za primenu u laserskoj tehnologiji su takozvani III-V poluprovodnici. Oni su svoj naziv dobili zbog toga što su sastavljeni od istihkoliina elementa iz IIIa i Va grupe periodnog sistema elemenata (PSE). Najvažniji elementi iz IIIa grupe PSE su Al (aluminijum), Ga (galijum) i In (in-dijum) dok su iz Va grupe najznaajniji N (azot), P (fosfor), As (arsen) i Sb (an-timon). Smeše II-VI su takoe važne za poluprovodnike lasere. One ukljuujuelemente koji imaju dva ili šest spoljašnjih elektrona; oni se uglavnom, mada neuvek, nalaze u IIb i VI grupi elemenata u periodnom sistemu. Najvažniji elementiiz IIb grupe su Zn (cink), Cd (kadmijum) i Hg (živa), Iz IVb grupe Sn (kalaj) i Pb(olovo) i iz VI grupe S (sumpor), Se (selen) i Te (telur). Osobine poluprovodnikamožemo podeliti na dve osnovne grupe: elektrine i optike. Elektrine osobineine koncentracija nosilaca naelektrisanja, provodnost i pokretljivost elektrona.

Osnovni parametar optikih osobina je i razlika u energijama vrha valentne idna provodne zone, takozvana zabranjena zona. Naziv zabranjena zona nastao je zato što ne postoje energetski nivoi izmeu valentne zone (energetski nivoikoji uestvuju u vezama u kristalu) i provodne zone (energetski nivoi slobodnihelektrona koji provode struju). Elektron koji prelazi iz provodne zone morase osloboditi energije da bi prešao na vrh valentne zone. Takoe, elektron savrha valentne zone mora preskoiti zabranjenu zonu da bi dostigao provodnuzonu. Elektron mora dobiti ili osloboditi najmanje onoliko energije kolika je


30/35

56

zabranjena zona da bi prešao iz valentne zone u provodnu ili obrnuto. Na osnovuovoga zakljuuje se da emitovanje svetlosti zavisi od energije zabranjene zone. Najopštija podela lasera na bazi poluprovodnika bila bi na lasere homogene

strukture (homospojni laseri) i laseri heterostrukture. Najprostija laserska diodahomostrukture je nazvana Fabry-Perot laser (slika 41).

Fabry-Perot je ime optike šupljine tj. ureenje ogledala koje daje povratnuspregu u laserskom oscilatoru. Ogledala su dobijena rezanjem kristalnih površinaoba kraja. Razlika u indeksu prelamanja izmeu vazduha i poluprovodnikaizaziva deliminu reeksiju koja omoguava nekom delu radijacije da izaenapolje iz lasera, a nekom delu da bude reektovan. Ovi prosti laseri esto dajunelinearnu izlaznu snagu.

Heterostruktura znai da je p-n spoj napravljen od nekoliko slojeva sa ra-zliitim energetskim procepima. Promena u energetskim procepima utie naindeks prelamanja i kretanje nosilaca. Dizajniranje p-n spoja tako da sadržitanke (


31/35

57

Slika 42 pokazuje prole tri tipa modernih laserskih struktura. Svi gornji la-seri mogu se koristiti sa prostom Fabry-Perot šupljinom koja daje multimodno ponašanje spektra tj. laserske oscilacije mnogih frekvencija u isto vreme. Ako

želimo monomodni spektar, koji je potreban za najvei broj primena, moramonapraviti optiku šupljinu kao mrežu i to su tzv. „laseri sa raspodeljenom povrat-nom spregom” (DBF laser).

Slika 42. Heterospojne laserske diode. Gore levo i desno: dva razliita tipa laserske diode - jedna planarna i druga neplanarna. Dole: ivina laserska dioda

Aktivni sloj InGaAsP n-InP

p-InPp-InGaAsP

n-lnP

p-InP

Dielektrični

film

AlGaAs

Crvena laserska dioda (crveni diodni laseri)

Jedan od najrasprostranjenijih lasera na bazi poluprovodnika je crvena la-serska dioda. Crveni diodni laseri prirodno emituju svetlost talasne dužine od670 do 680 nm, a mogu biti podešeni da emituju i svetlost talasne dužine od

630 do 650 nm. Prvi diodni laseri koji su generisali svetlost vidljivu ljudskomoku, 670 nm, pojavili su se na tržištu kasnih 1980- ih godina. Od tada se crvenidiodni laseri razvijaju i dostižu i manje talasne dužine, do 630 nm, a u laborato-rijama i manje. Oni spadaju u grupu ureaja kod kojih je aktivan sloj smeša etirimaterijala, Al (aluminijum), Ga (galijum), In (indijum), i P (fosfor). Broj atomaaluminijuma, galijuma i indijuma jednak je broju atoma fosfora. Prvi izraenilaseri emitovali su svetlost talasne dužine 670 nm sa aktivnim slojem. Kasnijesu napravljeni laseri sa aktivnim slojem od Al- GaInP, koji emituje krae talasnedužine. Krae talasne dužine su važne zato što ljudskom oku opada osetljivost sa


32/35

58

faktorom 10 na svakih 25 do 30 nm za talasne dužine vee od 633 nm helijum-neonske linije. Takoe, neki materijali bolje reaguju na krae talasne dužine.Crvene laserske diode u poreenju sa gasnim i vrstim laserima imaju veu

ekonomsku isplativost i duži životni vek (dve do etiri godine). Prednost im jei brza priprema za rad, kompaktnost i relativno hladan rad u odnosu na drugegasne lasere. Takoe, karakteriše ih lako podešavanje u fokus, s obzirom na to da je njihova svetlost vidljiva. S obzirom na to da emituju svetlost iz vidljivog delaspektra (crvena svetlost) crvene laserske diode koriste se za osvetljavanje ploaCtP tehnologije vidljive svetlosti.

Diode koje emituju svetlost

LED (Light Emmiting Diode) dioda je direktno polarisana poluprovodnika

dioda kod koje rekombinacija na spoju proizvodi svetlost. Galijum-arsenid dopi-ran sa silicijumom je najekasniji kao gradivni material LED diode i njegovozraenje je u infracrvenom delu spektra. LED dioda nije laser. One prizvodesvetlost spontanom emisijom, kao i sijalice i emituju svetlost u svim pravcima.Da bi se dobio što ekasniji izlaz spoj mora biti što je mogue bliže površiniureaja. Ovim se spreava da se svetlost apsorbuje od strane ostalih delovaureaja. Nedostatak LED dioda je što ne generišu dobro fokusiranu svetlost, kaolaseri i njihov izlaz je spontana, a ne stimulisana emisija svetlosti.

Infracrveni laseri

Infracrveni laseri emituju svetlost talasne dužine od 830 nm do 870 nm. Od-likuju se brzom pripremom za rad i velikom pouzdanošu. Emituju znaajnukoliinu toplote, tako da zahtevaju dodatno hlaenje u toku rada. S obzirom nasvoju prirodu infracrveni laseri se koriste za oslikavanje termalnih CtP ploa.

Violet laseri

Violet laseri (ljubiaste laserske diode) emituju svetlost talasne dužine 350

nm. Snaga ovih lasera iznosi od 1mW do 100 W, pa je i vreme ekspozicije krae.Cena ljubiastih laserskih dioda znatno je niža od cene drugih lasera. Razlogtome leži u injenici da je ekspanzivnom razvoju violet lasera doprinela DVDindustrija. U pogledu potrošnje energije prilino su ekonomini, a imaju i dugživotni vek (4-5 puta duži nego termalne diode). Ljubiaste laserske diode od5 mW koriste se za osvetljavanje violet ploa sa emulzijom na bazi srebroha-logenida, a diode od 30 mW za osvetljavanje violet ploa sa fotopolimernimkopirnim slojem.


33/35

59

Termalne laserske diode

Talasna dužina termalnih lasera iznosi 830 nm ili 1030 nm. Termalne laser-ske diode (npr. 830 nm) rade sa mnogo veim napajanjima od ljubiastih dio-

da, što je i opravdano s obzirom na potrebe termalnih CtP ploa pri ijem seosvetljavanju i koriste. Termalni laseri deluju više toplotnim nego elektromag-netnim zraenjem.

Laseri sa optikim kablom

Laseri sa optikim kablom (Fiber laseri) su poslednjih godina našli svoju pri-menu u CtP ureajima za ekso štampu, a zbog svog kvaliteta sve više preu-zimaju primat u ovoj oblasti grake industrije. Prvi ber laseri bili su proizve-deni još davne 1960. godine, ali zbog male snage nisu imali neke vee primene. Njihov razvoj trajao je skoro tri decenije i danas, kao rezultat, je njihova svevea upotreba u svim oblastima tehnike i tehnologije. Ovi laseri koriste iste -zike principe kao i ostali laserski sistemi, ali nekoliko karakteristika ih inespecinim u odnosu na druge (slika 43).

Ogledalo

OgledaloAktivno jezgro

Sloj stakla kojim je

obloženo fiber vlakno

Laserska

svetlostSvetlosna

pumpa

Slika 43. Fiber laser

Aktivno sredstvo ber lasera jeste ber vlakno (optiko vlakno) u koje se, to-kom procesa izrade, ugrauju joni retkih elemenata kao što su: erbijum (Er 3+),neodimijum (Nd 3+), iterbijum (Yb 3+), tulijum (Tm 3+) ili praseodimijum (Pr3+). Razlog upotrebe baš ovih elemenata je što njihovi energetski nivoi moguda apsorbuju fotone talasne dužine od 980 nm, koji se raspadaju na metastabilneekvivalente. Zbog toga se za pobudu ovih elemenata mogu koristiti svetlosne pumpe veoma malih snaga, kao što diode talasnih dužina od 980 nm. Broj dioda


34/35

60

koji e se upotrebiti zavisi od vrste primesa i namene samog lasera. Pošto sudiode, pojedinano, veoma malih snaga, ber laseri se veoma lako hlade što je jedna od prednosti ovih sistema. Sama laserska svetlost nastaje unutar ber vla-kna, a njene osobine su: velika snaga, talasna dužina do 1550 nm, visok kvaliteti usmerenost, kao i dubina fokusa od 300 m. Prednost ovih lasera je i u njihovojstabilnosti, otpornosti, ali i lakšem upravljanju.

U poreenju sa Nd YAG laserima, u ureajima za CtFlexo, ber laseri su se bolje pokazali u pogledu otklanjanja sloja za lasersku obradu. Naime, od kva-liteta uklanjanja ovog sloja zavisi izgled budueg reljefa i rasterskih taaka, asamim tim, kasnije, i kvalitet štampe. Svaki nedostatak ili grešku, u narednim procesima obrade, nemogue je ispraviti. Zbog toga je veoma važno obratiti pažnju na sve parametre od kojih zavisi kvalitet uklanjanja sloja za lasersku

obradu, od kojih su najbitniji: vrsta materijala, osetljivost LAMS sloja i vrstakorišenog lasera.

Na slici 44 prikazan je mikroskopski snimak površine sa koje je uklonjen slojza lasersku obradu pomou Nd YAG i ber lasera. Prednost ber lasera jasno jevidljiva na ovoj slici, što i opravdava njihovu sve veu upotrebu.

Fiber laseri su u podruju ekso štampe, osim u ureajima za CtP, našli pri-menu i u direktnom graviranju eksografskih ploa.

Na slici 45 prikazani su naješe korišeni laseri u tehnologiji CtP, njihovaoblast osetljivosti i snaga koja je potrebna za osvetljavanje štamparske forme. Na slici 45 se može videti i raspon talasne dužine lasera kao i raspon snage

lasera. Violet laseri predstavljaju najnoviju tehnologiju u svetlosnim izvorima.

Slika 44. Otklanjanje LAMS sloja ber laserom (a,c)i pomou Nd YAG lasera (b,d)


35/35

Emituju svetlost 350 nm. Snaga lasera, u poreenju sa osvetljavanjem konven-cionalnih ploa, UV svetlom, je daleko manja i iznosi od 1 mW do 100 W dok jeza osvetljavanje konvencionalnih ploa potrebno i do 8000 W. Time je i vreme

ekspozicije znatno krae.

Ploe za ofset CtP tehnologiju

Prilikom podele ofset CtP ploa, kao klasikacioni element može biti tip ploe, gradivni materijal osnove štamparske ploe, vrsta emulzije koja je nanetana osnovu ploe ili vrsta svetlosti na koju je kopirni sloj ploe osetljiv. Emulzijakojom je oslojena ploa i svetlost na koju je kopirni sloj osetljiv veliine su koje

su u direktnoj proporciji: u zavisnosti od vrste kopirnog sloja zavisi i tip lasera,odnosno vrsta svetlosti koja e se koristi prilikom osvetljavanja ploe.

Emulzije koje se koriste mogu biti:

• na bazi fotopolimera;

• na bazi srebrohalogenida;

• na bazi polimera koji reaguju na toplotu;

• kompleksne emulzije koje su kombinacija srebrohalogenida i fotoplimera

(hibridne).

IR Laserska

Dioda

YAG il i

Fibre

100000

40W laser

1000

m 2 )

ZeleneFotopolimerne

ploče

FD-YAG

VioletLaserska100 v

o s t ( u J / c

250mW laser

VioletFotopolimerne

Ploče

Dioda

Crvena Laserska

He-NeLaser

O s e t l j i

30mW diode

Argon

Jonski laser

Film

Dioda10

5mW diode

300 400 500 600 900800700 1000 1100 1200 1300200

1

Talasna (nm)

Termalne Negativ Ploče

Termalne Ablacione Ploče

Ploče na

bazi

srebra

Srebro Halogene Ploče

Slika 45. Naješe korišeni laseri u CtP tehnologiji

ctp knjiga

Documents