激光照排機(jī)小知識(shí)：
激光照排機(jī)概覽
在印刷工業(yè)中，圖文信息從光信號(hào)變成電信號(hào)，就要用輸入掃描儀，而經(jīng)過(guò)處理后的電信號(hào)復(fù)原為光信號(hào)，在膠片上進(jìn)行曝光輸出，那就需要輸出記錄儀，激光照排機(jī)就是能同時(shí)輸出文字和圖像的光機(jī)電一體化設(shè)備。
1.照排機(jī)分類
從成像原理來(lái)看，激光照排機(jī)分為兩種類型：絞盤式和滾筒式。
(1)絞盤式激光照排機(jī)(Capstan imagesetters)
絞盤式激光照排機(jī)有時(shí)被稱為軋壓式照排機(jī)，膠片由幾個(gè)摩擦傳動(dòng)輥帶動(dòng)。在膠片傳動(dòng)的同時(shí)，激光將圖文信息記錄在膠片上，因此膠片的走動(dòng)速度和曝光速度必須是嚴(yán)格一致的。絞盤式激光照排機(jī)的激光光源固定不動(dòng)，曝光光線的偏轉(zhuǎn)靠振鏡或棱鏡轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在成像單元，軟片經(jīng)過(guò)激光二極管曝光，進(jìn)入收片盒。在成像過(guò)程中，一系列傳動(dòng)輥始終把感光軟片拉緊，并把它從供片盒傳送到收片盒中。
這種照排機(jī)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)和操作都很簡(jiǎn)單，價(jià)格也較便宜，可以使用連續(xù)的膠片，連續(xù)的記錄長(zhǎng)度無(wú)限制等。缺點(diǎn)是記錄精度和套準(zhǔn)精度略低，一股只限于四開或四開以下幅面照排機(jī)。絞盤式照排機(jī)屬于中檔照排機(jī)，由于價(jià)格適中，是目前使用最多的一種照排機(jī)類型。
絞盤式照排機(jī)的技術(shù)難點(diǎn)是高速旋轉(zhuǎn)反射光學(xué)系統(tǒng)、記錄膠片的穩(wěn)定傳輸機(jī)械系統(tǒng)等。
(2)滾筒式激光照排機(jī)
滾筒式激光照排機(jī)有曝光和感光片傳輸方法上與絞盤式照排機(jī)不同，感光材料從供片盒傳送到滾筒上，在整個(gè)曝光過(guò)程中一直保持在滾筒上。滾筒式照排機(jī)從其結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)又分內(nèi)滾筒曝光和外滾筒曝光兩種方式。
內(nèi)滾筒式照排機(jī)(Internal drum imagesetters)又稱為內(nèi)鼓式照排機(jī)，它的工作方式是把軟片固定在鼓的內(nèi)側(cè)，一方面利用棱鏡高速旋轉(zhuǎn)進(jìn)行掃描(主掃描)使感光膠片曝光，另一方面使掃描頭沿鼓的中心軸方向移動(dòng)進(jìn)行掃描(副掃描)，即同時(shí)進(jìn)行二維掃描。這種結(jié)構(gòu)的記錄光束到膠片任一點(diǎn)的距離都一樣。因此光斑沒(méi)有變形，又可有效避免因膠片傳動(dòng)不穩(wěn)定所造成的記錄精度降低的問(wèn)題，這是它具有非常高重復(fù)精度的原因。另一方面，由于滾筒不動(dòng)，靠棱鏡的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)偏轉(zhuǎn)光束，棱鏡很輕，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很小，因此轉(zhuǎn)速可以達(dá)到很高，使得記錄速度也很快。
內(nèi)滾筒式照排機(jī)也使用連續(xù)膠片，因此操作方便。但它記錄的長(zhǎng)度被限制在滾筒圓周的范圍內(nèi)(通常限制在半個(gè)圓周范圍內(nèi))，不能像絞盤式照排機(jī)那樣記錄無(wú)限長(zhǎng)的版面。
內(nèi)滾筒式照排機(jī)的技術(shù)難點(diǎn)是高速旋轉(zhuǎn)光學(xué)系統(tǒng)、大型滾筒的加工、自動(dòng)上片卸片機(jī)構(gòu)和定位打孔裝置。
外滾筒式照排機(jī)(External drum imagesetters)又稱為外鼓式照排機(jī)，它的工作方式是把軟片固定在鼓的外側(cè)，軟片隨滾筒一起轉(zhuǎn)動(dòng)，每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈就記錄一行，同時(shí)激光頭沿鼓的中心軸平行方向橫移一行，再記錄下一行，與內(nèi)鼓式一樣也是二維掃描。這種照排機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是記錄精度和套準(zhǔn)精度都較高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作穩(wěn)定，可以將記錄幅面做得很大。
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外滾筒式照排機(jī)的缺點(diǎn)是操作不方便，自動(dòng)化程度低，通常需要手工上片和卸片，手工上下片時(shí)需在暗室操作。大幅面照排機(jī)的記錄滾筒大，需要抽氣系統(tǒng)和膠片固定裝置，而且記錄滾筒越大，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的慣性也越大，轉(zhuǎn)速就要受到限制，記錄的速度較低，必須靠增加激光光束數(shù)量來(lái)提高記錄速度。
外滾筒式照排機(jī)的技術(shù)難點(diǎn)為激光二極管陣列以及大型滾筒的加工。
但是，外滾筒式的結(jié)構(gòu)非常適合直接制版機(jī)，因?yàn)橹苯又瓢媸菃螐埌?，不是連續(xù)片，版材尺寸固定，而且直接版材可以在明室操作，部分抵消了它的缺點(diǎn)，加上這種結(jié)構(gòu)的光路短，容易控制，激光損失小，可以用多路激光加快曝光速度。另外，外滾筒結(jié)構(gòu)處理制版時(shí)的粉塵方法簡(jiǎn)單，上版方式與印刷機(jī)上版方式相同，因此可以做到精度很高。隨著設(shè)計(jì)水平的提高，自動(dòng)化程度也將會(huì)不斷提高，所以被認(rèn)為是最佳的直接制版機(jī)結(jié)構(gòu)
2.照排機(jī)的主要性能參數(shù)
激光照排機(jī)的主要性能參數(shù)為：記錄精度(記錄分辨率)、重復(fù)精度(套準(zhǔn)誤差)、幅面、記錄速度和激光波長(zhǎng)等，其中記錄精度和重復(fù)精度是衡量照排機(jī)性能的兩個(gè)最重要的指標(biāo)，也是劃分照排機(jī)檔次的標(biāo)準(zhǔn)。
(1)記錄精度和重復(fù)精度
記錄精度和重復(fù)精度是兩個(gè)不同的概念。記錄精度是指照排機(jī)在單位長(zhǎng)度內(nèi)可以記錄的光點(diǎn)數(shù)量，即記錄分辨率，通常以每英寸的點(diǎn)數(shù)(dpi)或每厘米的點(diǎn)數(shù)(dpc)來(lái)表示。記錄分辨率越高，激光光點(diǎn)的尺寸越小，光點(diǎn)的密集程度越高。因?yàn)橛∷D像網(wǎng)點(diǎn)是由很多激光束形成的，激光光斑越小，在相同加網(wǎng)線數(shù)條件下，組成網(wǎng)點(diǎn)的光點(diǎn)數(shù)就越多，所能形成的圖像灰度級(jí)變化也就越多，或者說(shuō)，在保證灰度級(jí)數(shù)的條件下使網(wǎng)點(diǎn)尺寸更小，即獲得更高的加網(wǎng)線數(shù)。一個(gè)由 16×16個(gè)激光點(diǎn)組成網(wǎng)點(diǎn)，它總共能構(gòu)成256個(gè)不同的灰度級(jí)變化。在一個(gè)印刷網(wǎng)點(diǎn)的范圍內(nèi)，每增加或減少一個(gè)激光點(diǎn)曝光，印刷網(wǎng)點(diǎn)尺寸就變化一級(jí)，就構(gòu)成了一個(gè)不同深淺的灰度級(jí)。因此，構(gòu)成網(wǎng)點(diǎn)的激光斑點(diǎn)越多，產(chǎn)生的灰度級(jí)數(shù)也就越多?，F(xiàn)在的照徘機(jī)按這種方式最多可產(chǎn)生256個(gè)灰度級(jí)，即由16×16 個(gè)激光點(diǎn)組成一個(gè)印刷網(wǎng)點(diǎn)。
重復(fù)精度是指各色版上圖像位置的準(zhǔn)確程度，這是進(jìn)行彩色印刷所必須要求的，通常以第一色版和最后一色版重疊的誤差計(jì)算。單色印刷品不需要套印，因此對(duì)套準(zhǔn)精度要求不高，但對(duì)于彩色印刷來(lái)說(shuō)，套準(zhǔn)精度就是一個(gè)非常重要的參數(shù)了。如果套印精度不夠，印刷出來(lái)的印刷品各種顏色之間會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)位、色塊之間出現(xiàn)漏白、小號(hào)字體出現(xiàn)重影等現(xiàn)象，因此照排機(jī)的重復(fù)精度對(duì)于彩色印刷制版來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的。一般中檔照排機(jī)的記錄精度為1200～2540dpi(記錄點(diǎn)數(shù)/in)，重復(fù)精度15～25μm；高檔照排機(jī)的記錄精度在3000dpi以上，重復(fù)精度5μm左右。記錄幅面有八開、四開和對(duì)開等規(guī)格。
印刷圖像的精細(xì)程度直接與照排機(jī)的記錄精度有關(guān)。不同于文字的照排，圖像需要用加網(wǎng)的方法來(lái)表現(xiàn)圖像的顏色和層次變化，加網(wǎng)線數(shù)越高，要還原的灰度級(jí)越多，就要求照排機(jī)的記錄精度越高，或者說(shuō)要求構(gòu)成印刷網(wǎng)點(diǎn)的激光點(diǎn)數(shù)越多，同時(shí)要求激光斑點(diǎn)的尺寸就要越小。照排機(jī)曝光形成的網(wǎng)點(diǎn)是由很多激光點(diǎn)組成的，在同樣要求產(chǎn)生256個(gè)灰度級(jí)條件下，加網(wǎng)175線比加網(wǎng)100線時(shí)的網(wǎng)點(diǎn)小，因此激光點(diǎn)也要小，否則就必須降低加網(wǎng)線數(shù)，二者互相制約。照排機(jī)記錄精度、印刷加網(wǎng)線數(shù)和還原灰度級(jí)三者間的關(guān)系由下式確定：
灰度級(jí)：(記錄精度／加網(wǎng)線數(shù))2十l
目前照排機(jī)用常規(guī)加網(wǎng)方法可表現(xiàn)的最大灰度級(jí)為256級(jí)，而人眼可分辨的灰度級(jí)數(shù)大約為這個(gè)級(jí)數(shù)的一半，更高的級(jí)數(shù)并不一定能明顯提高印刷品的質(zhì)量，因此只要能合理控制印刷制版條件，不明顯丟失層次，這個(gè)灰度級(jí)數(shù)是可以滿足實(shí)際使用需要的。
(2)幅面
照排機(jī)有各種幅面寬度，一般有正八開、大八開、正四開、大四開、以至對(duì)開和全開幅面，一般照排機(jī)都在最大幅面范圍內(nèi)可以換用幾種不同幅面的膠片，以適應(yīng)不同的幅面要求，達(dá)到節(jié)約膠片的目的。照排機(jī)的記錄精度和重復(fù)精度與幅面的關(guān)系很大，幅面越大，對(duì)精度的要求就越高，制造起來(lái)加工難度就越大，因此價(jià)格就會(huì)成倍上升。
一般內(nèi)滾筒和外滾筒結(jié)構(gòu)的照排機(jī)都可以達(dá)到很高的記錄精度，因?yàn)榧す馄鞯竭_(dá)膠片的距離始終是一樣的。但絞盤式結(jié)構(gòu)的照排機(jī)激光束在橫向是靠棱鏡偏轉(zhuǎn)光束掃描的，因此激光束距離膠片中間和兩端的距離不一樣，幅面越大，激光掃描的偏角就越大，激光束距離膠片中間和兩端的距離差加大，非線性失真就越大，誤差因而也就越大。因此一般限制絞盤式照排機(jī)的照排幅面不能超過(guò)四開，而且還應(yīng)設(shè)法盡量減小激光束的偏轉(zhuǎn)角度，減小光斑的變形。
但是，并不是因此絞盤式結(jié)構(gòu)的照排機(jī)精度低得就不能用了，通常設(shè)計(jì)時(shí)都會(huì)考慮這些問(wèn)題，使誤差達(dá)到允許的范圍之內(nèi)。為了改善絞盤式照排機(jī)由于走片不勻造成的精度下降，有些絞盤式照排機(jī)采用膠片緩沖的供片和收片裝置，避免由于膠片張力不勻造成的走片不勻。由于膠片在傳動(dòng)的過(guò)程中經(jīng)過(guò)松弛的緩沖，不直接從供片盒拉動(dòng)膠片，也不直接將膠片送到收片盒，減小了膠片在傳動(dòng)過(guò)程中的拉伸，使膠片的張力始終保持一致，改善了走片的均勻性。事實(shí)上，絞盤式照排機(jī)還有許多其他類型照排機(jī)不可比擬的優(yōu)點(diǎn)，如照排長(zhǎng)度不受限制，可以在幅面寬度以內(nèi)記錄很長(zhǎng)的版面，比內(nèi)鼓式照排機(jī)節(jié)約膠片，輸出速度為所有照排機(jī)中最快的和操作方便等，很受使用者的歡迎。
(3)其他參數(shù)
照排速度通常是以1200dpi分辨率記錄時(shí)的走片速度衡量的?，F(xiàn)在新型的照排機(jī)走片可以達(dá)到很快的速度，但這并不是唯一決定出片速度的因素，因?yàn)樗€受到RIP速度的限制。輸出一個(gè)版面所用的時(shí)間應(yīng)等于網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)所用時(shí)間、RIP解釋版面所用時(shí)間和照排機(jī)記錄所用時(shí)間之和，因此照排速度只影響記錄時(shí)間這一部分。
照排機(jī)的另一個(gè)參數(shù)是照排機(jī)所用激光器波長(zhǎng)。照排機(jī)常用的激光器有氦氖激光器，波長(zhǎng)為633nm，紅光半導(dǎo)體激光器，波長(zhǎng)為650nm或 670nm，紅外半導(dǎo)體激光器，激光為780nm紅外光。激光波長(zhǎng)決定了所使用的膠片型號(hào)，甚至關(guān)系到所用膠片的價(jià)格。例如目前國(guó)產(chǎn)氦氖激光照排片最便宜，幾乎所有文字照排都使用這種膠片，而紅外照排膠片則價(jià)格貴，使用得較少。
3.柵格圖像處理器(RIP)
RIP是將頁(yè)面描述語(yǔ)言描述的矢量圖像翻譯為點(diǎn)陣圖像的電腦或軟件。其中軟件RIP由一個(gè)RIP文件和視頻接口卡組成，硬件RIP由一塊插在打印或計(jì)算機(jī)箱內(nèi)的卡，卡上有完整有RAM、ROM的RISC計(jì)算機(jī)和打印機(jī)視頻接口構(gòu)成。
柵格圖像處理的作用是生成整頁(yè)版面的圖像，對(duì)版面描述語(yǔ)言形式的文件進(jìn)行解釋，把輪廓轉(zhuǎn)換成點(diǎn)陣，并用一組水平掃描線將這一圖像輸出。為了更好地理解激光照排機(jī)的工作原理下面簡(jiǎn)要地介紹頁(yè)面描述語(yǔ)言的特點(diǎn)。
(1)頁(yè)面描述語(yǔ)言的類型和特點(diǎn)
在印刷和電子出版物中，信息并非無(wú)序地出現(xiàn)，而是依照設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)按頁(yè)面有序地被組織起來(lái)。頁(yè)面中的文字、圖形和圖像被稱為“頁(yè)面元素”要將頁(yè)面完整無(wú)誤碼地建起來(lái)，必須對(duì)頁(yè)面元素在頁(yè)面中的狀態(tài)進(jìn)行明確無(wú)誤的說(shuō)明。需要說(shuō)明的頁(yè)面元素狀態(tài)可以有三大類，其中包括：頁(yè)面元素在頁(yè)面中的位置；頁(yè)面元素自身的狀態(tài)及特征；頁(yè)面元素之間的相互關(guān)系。在計(jì)算機(jī)圖文信息處理當(dāng)中，要將頁(yè)面信息正確地顯示和打印出來(lái)，就需要有一種語(yǔ)言對(duì)頁(yè)面的狀態(tài)予以描述，這樣的語(yǔ)言就稱為“頁(yè)面描述語(yǔ)言”。
可以將頁(yè)面描述語(yǔ)言定義為：關(guān)于頁(yè)面再現(xiàn)的、在某種坐標(biāo)下對(duì)文字、圖形、圖像的特征和相互關(guān)系進(jìn)行說(shuō)明的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言。諸如Adobe公司的 PostScript語(yǔ)言、惠普公司的PCL語(yǔ)言以及北京大學(xué)和華光公司的BD排版語(yǔ)言都是頁(yè)面描述語(yǔ)言的代表。對(duì)于頁(yè)面描述語(yǔ)言來(lái)說(shuō)，在頁(yè)面上的成像模型(Imaging Model)是首先必須明確的一項(xiàng)內(nèi)容，二維成像模型一般規(guī)定了成像的基本方式、成像元素的類型、成像元素的顏色、成像元素在頁(yè)面上與其他元素相交時(shí)的處理方式等。Adobe公司在PostScript語(yǔ)言中確立了基本的成像模型，即“Adobe Imaging Model”。
(2)柵格圖像處理器方法
柵格圖像處理器是采用位映像方法生成整版面圖文控制激光曝光主方法，此方法把版面劃分為無(wú)數(shù)個(gè)小方格像素，方格越小，分辨率越高，它采用二進(jìn)制，“0”位表示存貯塊為空缺“白”，“1”位表示存貯塊已占用“黑”。光柵圖像處理器有足夠的空間容量容納整頁(yè)面的圖文信息。
將頁(yè)面圖文信息再現(xiàn)出來(lái)是頁(yè)面描述的主要目的。記錄并再現(xiàn)圖文信息必須借助于記錄設(shè)備。能夠通過(guò)記錄成像來(lái)再現(xiàn)圖文信息的設(shè)備有多種，但一般都是通過(guò)像素點(diǎn)陣的記錄把頁(yè)面信息重新組建起來(lái)。也就是說(shuō)，圖文信息記錄設(shè)備通常是點(diǎn)陣記錄成像設(shè)備。在這類設(shè)備上，任何信息都像素點(diǎn)陣組成，一個(gè)頁(yè)面或整個(gè)記錄幅面實(shí)際上可以按行和列分割成柵格陣列，每個(gè)柵格內(nèi)可以記錄一個(gè)像素。柵格排列的疏密程度決定于設(shè)備的記錄分辯率。記錄分辨率越高，則柵格線排列越緊密，記錄的像素點(diǎn)的面積越小，圖文的再現(xiàn)精細(xì)程度越高。
無(wú)論使用體何種頁(yè)面描述語(yǔ)言，為了驅(qū)動(dòng)記錄設(shè)備將頁(yè)面記錄出來(lái)，最終都必須將頁(yè)面描述轉(zhuǎn)換成設(shè)備可記錄的像素點(diǎn)陣信息，這個(gè)過(guò)程就是“柵格化”的過(guò)程。具體來(lái)講，柵格化的過(guò)程是將高層次的頁(yè)面描述轉(zhuǎn)換為具體記錄設(shè)備可接受的低層次像素點(diǎn)陣數(shù)據(jù)的過(guò)程。將頁(yè)面描述語(yǔ)言轉(zhuǎn)換成可記錄頁(yè)面信息的設(shè)備稱為 “柵格圖像處理器”，即廣為人知的RIP(Raster Image Processer)。 |
