计算机直接制版原理与工艺

第七章计算机直接制版原理及工艺

第一节计算机直接制版概述

一、计算机直接制版概念

所谓计算机直接制版（Computer to plate，简称CTP）就是用计算机把原稿文字图像经数字化处理和排版编辑，直接在印版上进行扫描成像，然后通过显影、定影等后处理工序或免后处理制成印版。与传统的胶片晒版工艺相比具有工序简单、无需出片、晒版且制版周期短等优点。

二、计算机直接制版的发展

CTP（Computer-to-plate）技术出现于十九世纪八十年代。这个时期是直接制版技术研究的初期阶段。所以在此期间，无论是技术方面还是制版质量方面，都不很成熟。到了九十年代，设备制造厂商与印刷厂家密切配合，加速了这项技术的研究开发步伐，并在此期间达到了成熟和工业化应用的程度。于是，在1995年Drupa印刷展览会上，展出了42种CTP 系统。

这一举措立刻引起印刷业对这项技术的极力关注。在1995-1997年之间，就有许多大型印刷公司采用了CTP系统，实现直接制版工艺，但是由于直接制版机在此期间仍十分昂贵，所以限制了这项技术在各中小型企业的使用和推广。1997年-1998年期间，直接制版机的价位大幅度下降，并且直接制版版材开始成熟和发展，所以大量中小型印刷厂开始接受并使用CTP技术。针对印刷厂的情况，开发的机器幅面包括对开，8开，16开不等。据统计，美国到1997年，已有65%的大型印刷厂（员工在100个以上）使用了CTP技术。据美国印刷技术权威机构GATF的调查，从1995-2000年期间，全世界已安装及预计安装CTP系统的数目如下（含报纸印刷业使用的CTP系统，包括8开，对开，全开机总计）：

表7-1 1995-2000年CTP应用情况

从这组数据看来，CTP的应用普及速度以每年一倍以上的速度增长着。从1995年到1998年的3年期间，增长的速度竟高达10倍。

CTP系统之所以可以以如此惊人的速度在用户群中普及，除了它有良好的制版性能和取消了软片应用的优点外，CTP技术适用围的扩大也是十分主要的原因之一。目前市场上的直接制版机可以适合大幅面，小幅面的印刷尺寸，单双色印刷和四色彩印，报纸印刷和商业印刷等多种情况的需要。所以，使用起来十分灵活。

而且，近些年来，版材的开发和改进速度也十分迅速。CTP设备价格在五年大幅度的下降促进了市场的上升与开发。

1998年6月美国报协主办的NEXPO98展览会上，共有11家厂商展出了各自的CTP系统。但没有一家有影响的厂商推出新的激光照排机及相关技术。这充分显示各厂家对CTP技术已不再犹豫，已进入实用阶段。

三、计算机直接制版特点

1.计算机直接制版标志着印前工作流程的完全数字化

印版既是印前处理的最终效果，也是划分印前和印刷的分界线。计算机直接制版之前的印前技术，仅仅实现了印前工作流程部分的数字化。而计算机直接制版实现了数字页面向印

版的直接转换，实现了整个印前过程的数字化。

2.计算机直接制版大大提高了制版效率和制版质量

在计算机直接制版过程中，不再需要拼版、晒版、拷贝等复杂工序，具有更高的效率和速度。同时制版中的可变因素也降到了最低限度，所以可以获得高质量的印版。

3.计算机直接制版为企业提供了更高的经济效益

计算机直接制版不需要再使用感光胶片和相关的设备、耗材，从长远考虑具有更低的综合成本，可以产生更高的经济效益。

由于以上特点，计算机直接制版得到了巨大的发展，发展前景很好。

第二节计算机直接制版系统

一、CTP的基本工作原理

CTP直接制版机由精确而复杂的光学系统，电路系统，以及机械系统三大部分构成。由激光器产生的单束原始激光，经多路光学纤维或复杂的高速旋转光学裂束系统分裂成多束(通常是200—500束) 极细的激光束每束光分别经声光调制器按计算机中图像信息的亮暗等特征，对激光束的亮暗变化加以调制后，变成受控光束。再经聚焦后，几百束微激光直接射到印版表面进行刻版工作，通过扫描刻版后，在印版上形成图像的潜影。经显影后，计算机屏幕上的图像信息就还原在印版上供胶印机直接印刷。每束微激光束的直径及光束的光强分布形状，决定了在印版上形成图像的潜影的清晰度及分辨率。微光束的光斑愈小，光束的光强分布愈接近矩形(理想情况)，则图像的清晰度愈高。扫描精度则取决系统的机械及电子控制部分。而激光微束的数目则决定了扫描时间的长短。微光束数目越多，则刻蚀一个印版的时间就越短。光束的直径已发展到4.6个微米，相当于可刻蚀出6001pi的印刷精度。光束数目可达500根。该蚀一个对开印版的时间可在3分钟即完成。另一方面，版光束的输出功率及能量密度(单位面积上产生的激光能量，单位为焦耳／平方厘米) 愈高，则蚀刻速度也愈快。但是过高功率也会产生缩短激光的工作寿命，降低光束的分布质量等的负面的影响。

图7-1 CTP的工作原理

制版机光源包括：气体激光(氩离子激光488nm ，功率：20m w 左右) ；固体激光器(FDYAG 532nm ， 100mw 以上) ；半导体激光(LD，半导体激光中的红外半导体激光有低功率，长寿命的优点。)直接制版系统是一套综合性的多学科技术产业，它包括精密机械及光学技术，电子技术，彩色数字图像技术，计算机及软件技术，新型印版及材料技术，自动化技术及网络技术于一体的自动生产系统，是当代印刷工业的又一次重大技术革命。

二计算机直接制版系统构成

计算机直接制版（CTP）一般由三个部分组成：计算机、成像系统和印刷版材（如图7-2）。每个部分现在的技术以相当成熟被广泛的应用于实际生产之中。

光学系统激光

计算机成像系统印版

图7-2 计算机直接制版的三部分

首先对于计算机直接制版系统来说，计算机由于影响到整个的工作流程，所以说它是最为重要的。因为在整个系统的许多方面都依赖计算机，如电子加网、用RIP解释、中间数据的储存以及对各个设备的控制。

此外，还有成像系统。数字印刷作业数据从计算机到印版表面成像的转移，由计算机直接制版系统的核心组件完成。这个核心组件就是制版机。在大多数系统中，通常使用激光制版机。激光的功率和波长必须与版材表面的光敏感性相匹配。

最后是印版版材，适合于计算机直接制版的版材类型很多。胶印版材根据片基和保护层而变化。在目前的印刷工业中，大多数版材仍然基于成像后溶解或水基处理方法而发展。

三、CTP设备分类

目前，CTP直接制版机一般分成鼓式，外鼓式，平台式三大类。在这三种类型中，使用的最多的是鼓和外鼓式；平板式主要用于报纸等的大幅面版材上，在这些形式中，外鼓式逐渐呈现主流趋势。

(一) 鼓式直接制版机

鼓式成像是把滚筒作为承托印版的鼓，印版被固定在滚筒轮廓的某个固定位置上。曝光时，声光调节器根据计算机图像信息的明暗特征，对激光器光源所产生的连续的激光束进行明暗变化的调制。调制后的激光束并不是直接照射在印刷版上，而是先照射到一组旋转镜上。随着镜子的旋转，激光束就被垂直折射到滚筒上，因此转动镜子也就转动了激光束。旋转镜一般是垂直于滚筒轴做圆周运动，那么激光束相对于滚筒做螺旋形运动。扫描印版时，一部分激光被印版吸收，而其余的光则被折射到记录器部。调整激光束的直径可以得到不同程度的分辨力。调整镜子的转速，则可以调节曝光时间（如图7-3所示）。

鼓式CTP具有以下优点和不足：

1.优点

（1）扫描速度快，目前较先进的紫激光技术多采用这种激光方式。

（2）印版不动，机械稳定性好。

（3）采用单激光头，价格相对便宜。