Nowoczesna poligrafia znana jest z wykorzystywania zaawansowanych technik informatycznych i programowych do komputerowego sterowania jej szczególnymi procesami, jak to ma miejsce np. w systemach CIP3 (CIP4). Techniki cyfrowe wykorzystywane sš także w bezporednim lub porednim tworzeniu czšstkowych procesów poligraficznych, co można znaleć np. w funkcjonowaniu oprogramowania DTP czy CMS.
Nieco głębsze zastanowienie się nad tym zjawiskiem musi doprowadzić do wniosku, że systemy cyfrowe wykorzystujš urzšdzenia, których działanie opiera się na zdobyczach jednej z najpotężniejszych nauk Đ fizyki, a ich konstrukcja wykorzystuje aktualne osišgnięcia techniki.
Niewštpliwie do takich zdobyczy należy zaliczyć LASER, które to słowo jest skrótem od angielskiego terminu Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation. Jedno-znacznie zrozumiałe tłumaczenie tego terminu to: wzmocnienie wiatła przez wymuszonš emisję promieniowania.
Zrozumienie na podstawie dostępnej literatury fachowej istoty działania lasera nie należy do najłatwiejszych zagadnień, szczególnie dla osób, którym fizyka sprawiała w szkole okrelone kłopoty. Postaram się jednak możliwie prosto przybliżyć tę problematykę, tak że nawet osoby o duszy ăartystyÓ będš miały szansę poznać to niezwykle frapujšce urzšdzenie, nie mówišc już o ărasowychÓ poligrafach, którzy sš przecież technikami lub inżynierami.
wiatło laserowe ma niezwykłe cechy w porównaniu ze zwykłym wiatłem generowanym przez urzšdzenia ătermiczneÓ, jak np. słońce, żarówka, lampa wyładowcza. Do najistotniejszych takich cech należš m.in.: ogromna gęstoć mocy, duża spójnoć przestrzenna i wielki stopień spójnoci czasowej.
Cóż oznaczajš te terminy? Wiemy, że moc oznacza możliwoć wykonania pracy. Jeżeli moc jest rozłożona na jakiej powierzchni, to mówimy, że występuje powierzchniowa gęstoć mocy. Praca ronie proporcjonalnie do czasu wykorzystywania tej mocy. W rezultacie duża gęstoć mocy może spowodować wykonanie dużej pracy w krótkim czasie, np. okrelonej ekspozycji materiału wiatłoczułego, lokalnego nagrzania powierzchni, naładowania powierzchni lokalnym ładunkiem (rys. 1).
Wišzka zwykłego wiatła pochodzšcego ze ródeł termicznych jest rozbieżna w trakcie rozprzestrzeniania się (propagacji). Oznacza to, że jeżeli nawet na wyjciu ma ona dużš gęstoć mocy, to w trakcie propagacji przekrój jej powiększa się i gęstoć mocy na jednostkę powierzchni maleje. wiatło emitowane przez laser tworzy na wyjciu także wišzkę o okrelonym kształcie i przekroju. Okazuje się, że rozbieżnoć wišzki laserowej podczas propagacji jest znikoma. Mówi się wtedy o dużej spójnoci przestrzennej wiatła laserowego. W rezultacie oznacza to, że okrelona na wyjciu lasera gęstoć mocy nie zmienia się znaczšco w trakcie propagacji i ta sama praca może być wykonana przez wiatło również w znacznej odległoci od ródłowego lasera (rys. 2).
wiatło jest zbiorem fal elektromagnetycznych. Podczas propagacji fale te oddziałujš na siebie zmieniajšc właciwoci fizyczne (np. falowe) wiatła. Zwykłe wiatło pochodzšce ze ródeł termicznych jest w istocie zupełnie przypadkowš mieszaninš i w każdej następnej chwili właciwoci wyemitowanego strumienia ulegajš znacznej zmianie. wiatło laserowe jest specyficznš mieszaninš. Istotna zmiana właciwoci falowych w wišzce takiego wiatła zachodzi po konkretnym, długim (jak na procesy falowe) czasie. Mówi się zatem, że ma ono duży stopień spójnoci czasowej. Ponieważ wiatło rozprzestrzenia się z wielkš prędkociš (ok. 300 tys. km/s), okazuje się, że zanim zajdš w nim znaczšce zmiany falowe, promień lasera przebędzie odpowiednio długš drogę w przestrzeni, niosšc np. cały czas niezmienionš informację (rys. 3).
Oprócz powyższych istotnych cech wiatło laserowe ma wiele innych, których nie będziemy przytaczać ze względu na cel, jakim jest poznanie istoty ogólnej zagadnienia.
Zastanówmy się teraz, w jakich urzšdzeniach wykorzystywanych w nowoczesnej poligrafii stosowane sš lasery? Pierwszš grupę takich urzšdzeń stanowiš niewštpliwie drukarki laserowe do drukowania czarno-białego i wielobarwnego. Najczęstszš konstrukcję takich drukarek stanowi bęben wykonany z materiału półprzewodnikowego lub nim pokryty. wiatło laserowe odwzorowuje na powierzchni bębna rysunek w postaci lokalnych ładunków elektrycznych. Do naładowanych obszarów przylega toner, który jest przenoszony na podłoże i utrwalany na nim przez ciskanie w podwyższonej temperaturze. Jeżeli drukarka laserowa drukuje wieloma kolorami, np. CMYK, wtedy laser powoduje odrysowanie wycišgu barwy i utrwalanie tonera, oddzielnie i kolejno dla każdego z kolorów CMYK.
Druga grupa urzšdzeń to znane systemy barwnych wydruków próbnych wykorzystujšce laserowy transfer barwnika na podłoże końcowe poprzez specjalne arkusze donorowe. Przykładowym takim systemem laserowym jest Approval (Kodak).
Trzeciš grupę urzšdzeń stanowiš nawietlarki laserowe realizujšce wycišgi barw na materiale fotograficznym (kliszy). Jest to jedno z najpowszechniej używanych obecnie w Polsce urzšdzeń w końcowym etapie prepress. Otrzymane wycišgi barw stanowiš podstawę wykonywania form drukarskich dla różnych technik drukowania. Technologia CtF (Compu-ter-to-Film) realizowana na nawietlarkach laserowych będzie stopniowo zastępowana in-nymi technologiami.
Czwartš grupš urzšdzeń sš systemy nawietlajšce CtP (Computer-to-Plate). Systemy te obecnie dynamicznie rozwijajš się w wiecie poligraficznym i z powodzeniem zaczynajš rozpowszechniać się także w Polsce. W ramach systemów CtP wykorzystujšcych lasery realizowane sš formy drukowe dla różnych technik drukowania z pominięciem medium poredniego (technologii CtF). Podczas realizacji CtP tworzona forma może powstawać przez wykorzystanie wiatła laserowego w różnych technologiach, np. ekspozycji na materiał wiatłoczuły, ekspozycji na materiał ulegajšcy przemianie fotopolimerowej, lokalnego nagrzewania powodujšcego przemiany strukturalne, lokalnego wycinania lub odparowania materiału.
Pištš grupš urzšdzeń wykorzystujšcych lasery sš maszyny drukujšce serii Computer-to-Press. Formy drukowe tworzone sš bezporednio na cylindrach formowych takich maszyn, umożliwiajšc wykonanie odpowiednio dużego nakładu reprodukcji. Przedstawicielami urzšdzeń systemu Computer-to-Press sš np. Heidelberg Quickmaster DI-46-4, Heidelberg SM 74 DI, Omni-Adast Dominant 705C DI, Goss ADOPT. Także w tym przypadku dla każdej z tych maszyn stosowana jest inna technologia materiału na formę.
Szóstš grupę urzšdzeń wykorzystujšcych wiatło laserowe reprezentujš maszyny drukujšce systemu Computer-to-Print. Jest to drukowanie cyfrowe, a więc bez typowej formy drukowej. Maszyny wykorzystujš laserowe zobrazowanie na cylindrach drukujšcych powtarzane dla każdej kolejnej kopii wydruku. W ten sposób maszyna może drukować dowolny nakład, poczšwszy od jednej sztuki reprodukcji. W maszynach wykorzystywana jest ulepszona technologia przeniesiona z cyfrowych kserokopiarek. Przedstawicielami systemów drukujšcych sš np. Agfa Chromapress 50i, Indigo E-Print 1000.
Jak widać, laser stał się normš w nowoczesnej poligrafii. Ponieważ dla każdej z powyższych grup urzšdzeń wymagane sš różne parametry promieniowania laserowego, dlatego stosowane sš tam różne lasery.
Co należy rozumieć przez okrelenie ăróżne laseryÓ? Po pierwsze różne długoci emitowanych fal wietlnych. Następnie różne gęstoci mocy niesione przez promień lasera. Z kolei różne sposoby emisji wiatła, tzn. impulsowe i cišgłe. Wreszcie substancje o różnych właciwociach fizyczno-chemicznych wykorzystywane do generowania wiatła laserowego, takie jak: stan skupienia (ciało stałe, ciecz, gaz), własnoci elektryczne (półprzewodniki), własnoci magnetyczne (swobodne elektrony), własnoci chemiczne (barwniki, reakcje chemiczne), konstrukcje hybrydowe, w których wiatło jednego lasera wykorzystywane jest do emisji wiatła innego lasera (rentgenowskie i UV).
Tak więc typów laserów jest wiele. Niektóre z nich sš wykorzystywane wyłšcznie w celach specjalnych i naukowych, za inne znajdujš zastosowanie przemysłowe, także w urzšdzeniach stosowanych w poligrafii. W tym ostatnim zakresie powszechnie stosuje się lasery na ciele stałym, lasery gazowe i półprzewodnikowe. W dalszej częci omówimy istotę działania tych włanie laserów. Ponieważ zastosowanie innych jest sporadyczne lub obecnie nie występuje, dlatego pominiemy pozostałe.
Bez względu jednak na to, z jakim typem lasera mamy do czynienia, niektóre zasady emitowania wiatła laserowego sš wspólne i od nich rozpoczniemy omawianie istoty działania lasera. Nastšpi to jednak w częci drugiej, w kolejnym numerze Poligrafiki. cdn.
