Полянский Н.Н. Основы полиграфического производства

Подождите немного. Документ загружается.

Основной задачей сканера является считывание информации об

оптической плотности оригинала, преобразование средствами электро-

ники оптических сигналов в электрические, преобразование их после

соответствующей обработки вновь в оптические — записывающие

сигналы. Последние формируют скрытое изображение на фотоматери-

але.

Для записи информации на фотоматериале (как и на формной

пластине) в современных сканерах применяют лазеры.

Общие сведения о лазерах. Лазер (оптический квантовый

генератор) — это устройство, генерирующее коротковолновые элект-

ромагнитные излучения ультрафиолетового, видимого и инфракрасно-

го диапазонов (от

Х=0,32—0,33

мкм до А,= 10,6 мкм). Генерирование

излучения происходит за счет вынужденного испускания или

вынужденного рассеяния света активной средой лазера. Конкретный

лазер дает монохроматическое излучение, т. е. одной длины волны.

С помощью специальной оптической системы оно может быть

сконцентрировано (сфокусировано) на обрабатываемой поверхности

материала в виде очень маленького «пятна», диаметром, не

превышающим несколько длин волн (до 8—10 мкм). Это позволяет

достичь огромной поверхностной плотности энергии (около 10

—

Вт/см ), которая может вызывать на материале тепловые или

фотохимические процессы. Возможность получения того или иного

процесса определяется прежде всего интенсивностью и рабочей

длиной волны излучения лазера, длительностью облучения и природой

обрабатываемого материала.

Из большого многообразия существующих лазеров, различаю-

щихся используемой активной средой, длиной волны и т. д, для

изготовления фото- и печатных форм применяются два типа: газовые

и твердотельные. Активной средой первых является какой-либо газ

(например, СОг с добавкой азота и гелия, аргон, ксенон и т. д.), во-

вторых, рубин, стекло с некоторыми примесями.

Сущность процессов, протекающих при тепловом воздействии

лазерного излучения, зависит от природы обрабатываемого материала.

В металлах происходят фазовые изменения — плавление облученных

участков и испарение. В полимерах процессы могут быть более

разнообразными — термическое разложение, воспламенение и горе-

ние,

возгонка и т. д.

Фотохимическое воздействие лазерного излучения на обрабатыва-

емый материал происходит в том случае, если невелика интенсивность

этого излучения и оно поглощается частицами материала, способными

к химическим превращениям (восстановление серебра, полимеризация

и т. д.). Помимо фотохимического воздействия лазерное излучение

может сообщать дополнительную электропроводимость ЭФС, напри-

мер,

образуя в нем скрытое электрофотографическое изображение.

Принципы работы монохроматического сканера. Монохроматиче-

ские сканеры разнообразны по конструкции и технологическим

возможностям. Но более наглядное представление об их работе можно

получить, рассматривая их цилиндровую модель (рис.

4.14).

Такой

со

Рис. 4.14. Упрощенная блок-схема

черно-белого цилиндрового сканера

сканер состоит из следующих основных узлов: цилиндров / и 2;

анализирующего (считывающего) устройства 5, состоящего из

точечного источника, например, металлогалогенной лампы, оптической

системы и фотоэлектронного умножителя, электронного блока по

обработке электрических сигналов 6, записывающего устройства,

состоящего из лазера непрерывного излучения, например, гелий-

неонового 7, и модуляционного устройства 8, управляющего лазерным

излучением записывающей головки 9.

Принцип работы сканера заключается в следующем. На

развертывающем цилиндре / укрепляется тоновый (например,

непрозрачный) оригинал 3, а на записывающем цилиндре 2 —

контрастная фотопленка 4. При синхронном вращении обоих

цилиндров направленный узкий пучок света, выходящий из

анализирующего устройства, освещает оригинал, отражается от него

и попадает на фотоумножитель. В нем световой сигнал преобразуется

в электрический сигнал, пропорциональный яркости освещенного

элементарного участка оригинала.

Благодаря непрерывному вращению развертывающего цилиндра

и одновременному перемещению анализирующего устройства вся

поверхность оригинала последовательно считывается световым лучом

по узким полоскам, называемым строками. Число строк, приходя-

щихся на один см, называют линиатурой считывания, или развертки.

В современных сканерах она достигает 800 лин/см.

Электрические сигналы, полученные в анализирующем устройстве

5, поступают в электронный блок (мини-ЭВМ) 6, где происходит их

электронная обработка: преобразование аналоговых (непрерывных)

сигналов в цифровую (дискретную) форму, градационная коррекция,

изменения масштаба изображения, расчет электронного растрирова-

ния. Электронный блок подает сигнал в модуляционное устройство 8,

которое управляет лазерным излучением 7, поступающим в записыва-

ющую головку 9.

Световые сигналы лазера, поступающие по световодам, при

помощи специального объектива записывающей головки проециру-

ются на светочувствительный слой фотопленки 4, образуя на ней

изображение растровых элементов. Благодаря синхронному вращению

обоих цилиндров и перемещению записывающей головки на

фотопленке происходит построчная запись негативного или позитив-

Рис. 4.15. Схематическое

изображение растрового

элемента, полученного на

фотопленке электронным

растрированием

ного изображения. При этом каждый растровый элемент (рис.

4.15) состоит из отдельных очень мелких субэлементов, например,

квадратиков со стороной менее 10 мкм. Площадь растровых

элементов, т. е. число в них субэлементов, зависит от градаций

оригинала.

С этой целью в памяти электронного блока сканера содержатся

предварительно запрограммированные в цифровом виде данные

о растровых элементах для разных оптических значений оригинала,

например, для максимальной оптической плотности растровый

элемент содержит до 144 (или больше) субэлементов (рис. 4.15, а),

а для минимальной — только несколько субэлементов (рис. 4.15, б).

В зависимости от величины оптической плотности считываемых

участков оригинала происходит запись того или иного числа

субэлементов.

Запись изображения на фотопленке в зависимости от

конструкции сканера производится обычно с линиатурой растрирова-

ния от 24 до

60—70

лин/см. На таких сканерах можно также

изготавливать штриховые негативы и диапозитивы, у которых штрихи

образуются из отдельных субэлементов, практически не имеющих

между собой промежутков.

Наиболее прогрессивными являются плоскостные сканеры,

в которых оригинал располагается на плоском столе, а рулонная

фотопленка во время записи сматывается из передающей кассеты

в приемное устройство. Такие сканеры агрегатируют с автоматом для

химико-фотографической обработки экспонированной фотопленки

и устанавливаются они в светлом помещении. Скорость их записи

значительно выше, чем у цилиндровых сканеров и зависит от

линиатуры. Например, за 2 мин записывается фотоформа размером

30X40 см при линиатуре 60 лин/см. Подобные сканеры можно

использовать и для цифровой записи изображений на магнитные

носители информации и последующего использования в системах

переработки текстовой и изобразительной информации (см. 6.2).

Электронные способы изготовления фотоформ помимо повыше-

ния производительности позволяют в широких пределах изменять

линиатуру растрирования, масштаб воспроизведения, градационную

характеристику изображения, улучшить его резкость и четкость,

а также экономить фотоматериалы. Но стоимость оборудования пока

еще высокая.

Глава 5. ТЕКСТОВЫЕ ФОТОФОРМЫ

5.1. Фотонаборные автоматы

5.1.1.

Способы изготовления текстовых фотоформ

Способы без использования фотонабора. Текстовые издательские

оригиналы за исключением репродуцируемых оригиналов-макетов

и печатных оригиналов для переизданий несут смысловое содержание

информации. В процессе изготовления текстовой фотоформы

создается оптическая форма шрифта необходимого кегля и гарниту-

ры.

Следовательно, текстовая фотоформа представляет собой

текстовую информацию оригинала, зафиксированную на негативе или

диапозитиве полиграфическим шрифтом с соблюдением технических

правил набора. Вполне понятно, что в отличие от изобразительных

оригиналов для изготовления этих фотоформ нельзя фотографировать

непосредственно издательские текстовые оригиналы (за исключением

репродуцируемых оригиналов).

Текстовые фотоформы в виде сверстанных полос издания могут

быть изготовлены четырьмя способами:

— отливным набором;

— на наборно-пишущей технике;

— фотографированием репродуцируемых оригиналов-макетов

и печатных оригиналов;

— фотонабором.

Способы, основанные на применении отливного

набора, являются малопроизводительными, связаны с литейным

процессом и не обеспечивают высокого качества воспроизведения

графических элементов шрифта. Однако в некоторых случаях они ещЪ

используются в различных вариантах. Для этого необходимо прежде

всего изготовить с издательского текстового оригинала строко-

отливной набор в виде сверстанных полос (см. 8.2) и затем можно

получить фотоформы различными способами, например, с наборных

форм печатают способом высокой печати оттиски-диапозитивы черной

краской на прозрачной полимерной бесцветной пленке, или с этих

форм изготавливают оттиски на мелованной бумаге, а затем их

фотографируют.

Для получения диапозитивов на наборно-п ищущей тех-

нике используются те же наборно-пишущие машины и автоматы, что

и для изготовления оригиналов-макетов (см.3.3.1). С их помощью на

прозрачной бесцветной полимерной пленке получают текстовые

диапозитивы, на которых шрифтовые знаки могут соответствовать

необходимому рисунку и кеглю полиграфического шрифта. Этот

способ значительно уступает фотонабору по своим технологическим

возможностям (ассортименту шрифта и т. д.), а также по качеству

воспроизведения шрифта. Поэтому он применяется для оперативного

размножения текстовой информации способом плоской офсетной печа-

ти (доклады конференций, районные газеты и т. д.).

Изготовление фотоформ с репродуцируемых оригиналов-

макетов, а также с печатных оригиналов (при переизданиях без

повторения наборных процессов) заключается в фотографировании

этих оригиналов в репродукционных фотоаппаратах по той же

технологии, как и при изготовлении штриховых негативов.

С полученных текстовых негативов в случае необходимости

изготавливают контактным способом текстовые диапозитивы.

Общие сведения о фотонаборе. Фотонабором называется

процесс получения текстовых строк полиграфическим шрифтом на

фотоматериалах с помощью фотонаборной техники. Но в практике

часто под этим термином подразумевают весь комплекс операций по

изготовлению текстовых фотоформ на фотонаборном оборудовании.

Фотонабор — наиболее прогрессивный способ изготовления

текстовых негативов и диапозитивов, обеспечивающий автоматизацию

процесса на базе электроники, электронно-вычислительной и ла-

зерной техники, широкие технологические возможности, высокие

производительность и качество воспроизведения шрифта и хорошие

условия труда работающих. Эта технология широко применяется для

воспроизведения текстов любой группы сложности во всех

современных видах и способах печати.

Процесс изготовления текстовых фотоформ на современном

автоматизированном фотонаборном оборудовании состоит обычно из

следующих основных групп операций:

1) кодирования информации с издательского текстового

оригинала на технические носители информации (ТНИ) в виде

закодированных полос текста. При этом выполняются операции:

кодирование строк и корректура текста, а также верстка полос;

2) записи текстовой информации с технических носителей в виде

сверстанных полос на фотоматериале полиграфическим шрифтом

(получение скрытого изображения фотоформы);

3) химико-фотографической обработки экспонированного фото-

материала и контроль готовых фотоформ.

Для выполнения этих операций применяются самые разно-

образные комплекты оборудования, включающие аппараты для

кодирования текста на технических носителях и его корректуры,

устройства для получения контрольного текста с ТНИ и фотоформ,

аппараты для верстки полос, ЭВМ, фотонаборное (экспонирующее)

оборудование, устройства для химико-фотографической обработки

экспонированного фотоматериала.

Фотонаборные экспонирующие автоматы*, являющиеся основным

и наиболее сложным оборудованием, предназначены для записи

•Кроме автоматов, применяются еще в некоторых случаях фотонаборные ма-

шины управляемые клавиатурой.

текстовой информации полиграфическим шрифтом на фотоматериале.

Они различаются между собой степенью автоматизации, производи-

тельностью, конструктивными особенностями, технологическими

возможностями и стоимостью. Единой научно обоснованной

классификации этих автоматов пока еще нет.

Для учебных целей все фотонаборные экспонирующие автоматы

в зависимости от способа записи текста на фотоматериале можно

условно разделить на три группы:

1) электронно-механические автоматы*, проецирующие прозрач-

ные знаки текста на фотоматериале;

2) электронные автоматы, записывающие текст на фотоматериале

с электронно-лучевой трубки (ЭЛТ);

3) электронные автоматы с лазерной записью текста на

фотоматериале (их обычно называют лазерными фотонаборными

автоматами).

В свою очередь, от вида шрифтоносителя, формирующего текст

полиграфическим шрифтом, автоматы могут быть:

— с вещественным, например пленочным, шрифтоносителем

(к ним относятся обычно автоматы первой группы);

— с невещественным шрифтоносителем, где изображения шриф-

товых знаков записаны в цифровом виде на магнитных носителях

(это автоматы второй и третьей группы).

5.1.2.

Электронно-механические автоматы

По сравнению с автоматами второй и третьей групп эти

автоматы характеризуются меньшими технологическими возможно-

стями и низкой производительностью. Но они гораздо проще по

конструкции и дешевле. Поэтому такие автоматы пока еще

применяются для фотонабора книжных и журнальных текстов.

Принцип работы большинства этих автоматов, управляемых

полнокодовыми или неполнокодовыми ТНИ, основан на оптическом

проецировании отдельных негативных прозрачных знаков шрифтоно-

сителя на фотоматериал, с последующей его химико-фотографиче-

ской обработкой вне автомата. Необходимый кегль шрифта получают

во многих случаях изменением масштаба фотографирования

поступающих в зону экспонирования знаков.

Главными узлами автомата являются управляющее и фотографи-

ческое устройство и основной пульт управления. Управляющее

устройство (УУ) представляет собой специализированную электрон-

но-вычислительную систему, которая считывает текстовую информа-

цию,

обрабатывает ее, рассчитывает выключку строк и управляет

исполнительными механизмами фотографического устройства (ФУ).

ФУ автомата — это его оптическая часть, принцип работы

которой заключается в следующем (рис. 5.1). В соответствии с кодами

•Их иногда называют оптико-механическими автоматами.

Рис. 5.1. Упрощенная оп-

тическая схема электрон-

но-механического фотона-

борного автомата

ТНИ (например, магнитного), обрабатываемыми У У, вращающийся

пленочный шрифтоноситель / вводит на главную оптическую ось

(в зону экспонирования) необходимый знак (например, Н). В этот

момент включается импульсная лампа 2, свет которой подается на

выведенный знак. Световое изображение знака направляется

оптической системой (призмой, зеркалами и объективами) 3—8 на

рулонный фотоматериал 9, где записывается в виде скрытого

фотографического изображения. Перед фотографированием последу-

ющего знака механизм развертки поворачивает зеркало 8 на угол,

пропорциональный ширине фотографируемого знака (или ширине

знака с междусловным пробелом).

После окончания фотографирования последнего знака строки

зеркало 8 поворачивается в первоначальное положение, а экспониро-

ванная часть фотоматериала перемещается на величину кегля шрифта

в приемную кассету. Аналогичным образом фотографируются знаки

всех последующих строк (со скоростью до 1800 зн/мин, кеглем от 5 до

36 п.).

Экспонированный фотоматериал (фотопленка или фотобумага)

обрабатывается вне автомата в специальных устройствах, подобных

рассмотренным проявочным машинам (см.

4.2.1).

5.1.3.

Электронные автоматы с ЭЛГ

Эти автоматы представляют собой сложные быстродействующие

электронные системы, работающие в большинстве случаев с цифро-

выми шрифтоносителями. Они позволяют получать текстовые и

даже текст о-изобразительные диапозитивы и негативы с прямым

или обратным изображением.

Цифровые шрифтоносители записывают, используя обычно

плоский сканер (см.

4.3.2)

на магнитных дисках (МД) долговре-

менного запоминающего устройства (ДЗУ) автомата. Перед работой

последнего из ДЗУ вызываются в оперативную память шрифты,

необходимые для набора данного издания. При работе автомата

закодированная текстовая информация устройством ввода / (рис. 5.2)

поступает в центральный процессор 2, куда также вводится из

оперативной памяти 3 информация о необходимых для набора

шрифтах. Далее электрические сигналы обрабатываются управляшим

4 и синтезирующим 5 устройствами и поступают на ЭЛТ высокого

разрешения 6, где на ее экране синтезируются необходимые знаки.

При этом каждый знак синтезируется в виде совокупности

растровых элементов, образующих точно такой же рисунок знака,

который закодирован в ДЗУ (см. рис. 3.4, г).

Линиатура растра записи (от 150 до 640 лин/см и более)

выбирается в зависимости от кегля шрифта. Ее увеличение повышает

графическую точность синтезируемых знаков, но уменьшает скорость

работы автомата (максимальная величина которой может превышать

15 тыс. зн/мин.) Такая высокая скорость достигается благодаря

применению цифровых шрифтоносителей и исключению механических

устройств при формировании знаков и строк текста

В процессе работы автомата на экране ЭЛТ (см. рис. 5.2) последова-

тельно, знак за знаком, синтезируются выключенные строки

сверстанной полосы. Одновременно с этим знаки с помощью

оптической системы 7 (или контактным способом) фотографируются

с экрана на контрастный фотоматериал 8 (рулонную фотобумагу или

фотопленку). Использование цифровых шрифтоносителей дает

возможность выводить на экран ЭЛГ не только строки текста

(например, формата до 24 кв. и кеглем от 4 до 255 п.), но и однокра-

сочные предварительно оцифрованные изображения.

Химико-фотографическая обработка экспонированного фотома-

териала в зависимости от конструкции автомата производится или

в агрегатируемом с ним скоростном проявочном устройстве, или

в проявочной машине вне автомата. Обладая очень большими

гтп

Рис. 5.2. Упрощенная

блок-схема электронного

фотонаборного автомата с

ЭЛТ и цифровым шрифто-

носителем

технологическими возможностями и высокой скоростью работы,

рассматриваемые автоматы применяются, как правило, для набора

больших массивов текста на крупных полиграфических предприятиях

(или в издательствах и в специализированных фотонаборных

центрах).

5Л .4. Лазерные фотонаборные автоматы

Они позволяют обрабатывать сразу целую полосу информации

(напримёрГгазеты формата А2), содержащую текст, а также растровые

и штриховые изображения. Все элементы полосы вводятся в автомат

в цифровом виде с МНИ или из ЭВМ. Основная отличительная

особенность этих автоматов (по сравнению с автоматами с ЭЛТ)

заключается в лазерной записи изображения на фотоматериале по

принципу развертки.

В процессе работы автомата (рис. 5.3) формируется выключенная

строка текста в соответствии в вводимой закодированной информацией,

ЭВМ

Устройство

управления

Рис. 5.3, Упрощенная блок-схема лазерного фотонаборного автомата

которая в зависимости от линиатуры записи разбивается по

горизонтали на определенное число линий. Луч лазера (рис. 5.4) на-

пример красный, записывает на фотоматериале последовательно

каждую линию в виде мельчайших растровых элементов. Таким

образом, за несколько ходов записывается целая строка текста, каждый

знак которой состоит из совокупности мельчайших растровых

элементов.

За счет высокой разрешающей способности записи (до 3,0 тыс.

лин/см) обеспечивается хорошее качество воспроизведения шрифто-

Рис.5.4.

Схема лазерной записи текста

лазер

Устройство

развертки

Оптическая

система

•i

вых знаков и изображений. Скорость записи информации на

фотоматериале определяется только выбранным значением разрешаю-

щей способности. Так, например, при 800 лин/см лазерный луч за

1 с записывает до 15 млн мельчайших растровых элементов.

Информацию газетной полосы формата А2 можно записать за

1—2 мин. Такая скорость невозможна на автомате с ЭЛТ.

Однако главным преимуществом лазерных автоматов по

сравнению с автоматами с ЭЛТ является большая энергия светового

пятна лазера, позволяющая записывать информацию на материалах

средней и низкой светочувствительности. Это дает возможность

записывать полосы изданий непосредственно на формной пластине,

покрытой светочувствительным слоем, т. е. минуя процесс

изготовления фотоформ. Лазерные автоматы нашли широкое

применение в автоматизированных системах обработки текстовой

и изобразительной информации (см. 6.2.)

5.2. Технология фотонабора по упрощенным схемам

5.2.1.

Общие технологические схемы фотонабора

Общие сведения. Текстовые фотоформы могут изготавливаться по

самым разнообразным технологическим схемам фотонабора, состав

операций которых зависит от многих условий, например:

вида издания, сложности текста, метода подготовки изда-

тельского текстового оригинала;

типа применяемого фотонаборного оборудования, его технологи-

ческих возможностей и степени автоматизации;

способа корректуры текста, а также метода прохождения

заказа — наличия или отсутствия корректурного обмена между

издательством и полиграфическим предприятием;

срока выпуска издания.

Большое многообразие технологических схем фотонабора услов-

но можно разделить на две группы:

1) упрощенные схемы с применением простого по конструкции

и дешевого фотонаборного операционного оборудования с ограни-

ченными технологическими возможностями;

2) схемы электронного фотонабора, осуществляемого в автомати-

зированных системах обработки текстовой информации (АСОТИ).

В качестве примера ниже рассматриваются два варианта общих

технологических схем упрощенного фотонабора книжных и журналь-

ных изданий с использованием отечественных фотонаборных

коплексов «Каскад» и «Квант».

Фотонабор на комплексе оборудования «Каскад» включает

следующие основные группы операций:

1) разметку издательского текстового оригинала — конкретиза-

цию кодирования текста;