[科普中国]-激光照排机

发展历程

1976年，英国蒙纳公司将激光扫描技术应用到照相排字机上，制成Lasercomp型激光照相排字机。

现代的激光照排机都装有微型计算机，操作员坐在汉字终端前面，像使用打字机一样，采用电子计算机编辑排版系统，把书稿输入到计算机内。书稿内容经过计算机而转换成点阵信息，用这种点阵信息去控制声光调制器，使衍射光通过扩束器，经过多面体反射镜的反射，由物镜在感光底片上聚焦成具有一定尺寸的光点。

每当多面体反射镜转过一面时，在感光底片上就扫描曝光出来一行点阵信息。随着感光底片连续不断地运动和多面体反射镜连续不断地转动，在感光底片上所曝光出来的一行接一行的点阵信息就形成了文字的照排版，这种照排版俗称胶片。然后用胶片就可以制版印刷了。

产品特点激光照排机是20世纪70年代研制出来的一种设备。激光照排机备有玻璃字模库，使用照排机上不同焦距的主透镜，能将玻璃字模板上的字放大或缩小，拍摄成20余种大小不同的字成像于感光版。

产品分类照排机主要有四种结构类型：外滚筒式、绞盘式、内滚筒式和虚鼓式。不同结构的照排机在性能参数及操作使用上都有所不同。

外滚筒式照排机

外滚筒式照排机（External drum imagesetters）的工作方式与传统电分机的工作方式类似，记录胶片附在滚筒的外圆周随滚筒一起转动，每转动一圈就记录一行，同时激光头横移一行，再记录下一行。这种照排机的优点是记录精度和套准精度都较高，结构简单，工作稳定，可以将记录幅面做得很大。

外滚筒式照排机的缺点是操作不方便，自动化程度低，通常需要手工上片和卸片，手工上下片时需在暗室操作。大幅面照排机的记录滚筒大，需要抽气系统和胶片固定装置，而且记录滚筒越大，转动时的惯性也越大，转速就要受到限制，记录的速度较低，必须靠增加激光光束数量来提高记录速度。因此这种类型的照排机目前较少采用。

但是，外滚筒式的结构非常适合直接制版机，因为直接制版是单张版，不是连续片，版材尺寸固定，而且直接版材可以在明室操作，部分抵消了它的缺点，加上这种结构的光路短，容易控制，激光损失小，可以用多路激光加快曝光速度。另外，外滚筒结构处理制版时的粉尘方法简单，上版方式与印刷机上版方式相同，因此可以做到精度很高。随着设计水平的提高，自动化程度也将会不断提高，所以被认为是最佳的直接制版机结构。

内滚筒式照排机

又称为内鼓式照排机，被认为是照排机结构中最好的一种类型，几乎所有高档照排机都采用这种结构。这种结构具有记录精度高、幅面大、自动化程度高、操作简便、速度快等特点，但价格要比前两种照排机贵。

内滚筒式照排机的工作方式是将记录胶片放在滚筒的内圆周上面，滚筒和胶片不动而由激光光束扫描记录，因此没有走片不匀造成的误差。激光光束位于滚筒的圆心轴上，激光器可以绕圆心轴转动，每转1周记录l行，同时激光器沿轴向移动l行。可以看出，这种结构的记录光束到胶片任一点的距离都一样。因此光斑没有变形，又可有效避免因胶片传动不稳定所造成的记录精度降低的问题，这是它具有非常高重复精度的原因。另一方面，由于滚筒不动，靠棱镜的转动来偏转光束，棱镜很轻，转动惯量很小，因此转速可以达到很高，使得记录速度也很快。

内滚筒式照排机也使用连续胶片，因此操作方便。但它记录的长度被限制在滚筒圆周的范围内(通常限制在半个圆周范围内)，不能像绞盘式照排机那样记录无限长的版面。

绞盘式照排机

绞盘式照排机(Capstan imagesetters) 的工作原理:胶片由几个摩擦传动辊带动，通常有3辊和5辊结构。在胶片传动的同时，激光将图文信息记录在胶片上，因此胶片的走动速度和曝光速度必须是严格一致的。绞盘式照排机的激光光源固定不动，曝光光线的偏转靠振镜或棱镜转动来实现。

这种照排机的特点是结构和操作都很简单，价格也较便宜，可以使用连续的胶片，连续的记录长度无限制等。缺点是记录精度和套准精度略低，一股只限于四开或四开以下幅面照排机。绞盘式照排机属于中档照排机，由于价格适中，是目前使用最多的一种照排机类型。

绞盘式照排机精度不太高的原因主要有两个：一是由于胶片走片不均匀或打滑所致，尤其是当照排机使用一定时间以后，送片辊老化或太脏，更容易造成套准精度下降；二是由于结构本身造成的。胶片记录在一个方向上是靠胶片移动，另一个方向靠棱镜转动偏转光，棱镜转动l周记录l行或几行。如果激光光斑是圆形的，则激光与胶片的中间相垂直，光斑可以保证是圆形；而在胶片两边，激光不再与胶片垂直，光斑形状就会变形。变成椭圆形，影响记录精度。因此，激光光束的偏转角越大，激光到胶片中间和两边的距离差就越大，光斑形变就越厉害。为了解决这个问题就需要加大棱镜到胶片之间的距离，减小偏转角，并限制记录幅面，这就是绞盘式照排机幅面不能太大的原因。

虚鼓式照排机

虚鼓式照排机(Virtal drum imagesetters) 结构与内滚筒式照排机相似。不同之处是它利用菲林film直接环于两边支撑环上，以菲林作为鼓，故称虚鼓。

性能参数激光照排机的主要性能参数为：记录精度(记录分辨率)、重复精度(套准误差)、幅面、记录速度和激光波长等，其中记录精度和重复精度是衡量照排机性能的两个最重要的指标，也是划分照排机档次的标准。

记录精度

记录精度是指照排机在单位长度内可以记录的光点数量，即记录分辨率，通常以每英寸的点数(dpi)或每厘米的点数(dpc)来表示。记录分辨率越高，激光光点的尺寸越小，光点的密集程度越高。因为印刷图像网点是由很多激光束形成的，激光光斑越小，在相同加网线数条件下，组成网点的光点数就越多，所能形成的图像灰度级变化也就越多，或者说，在保证灰度级数的条件下使网点尺寸更小，即获得更高的加网线数。在一个印刷网点的范围内，每增加或减少一个激光点曝光，印刷网点尺寸就变化一级，就构成了一个不同深浅的灰度级。因此，构成网点的激光斑点越多，产生的灰度级数也就越多。现在的照徘机按这种方式最多可产生256个灰度级，即由16×16个激光点组成一个印刷网点。

重复精度

重复精度是指各色版上图像位置的准确程度，这是进行彩色印刷所必须要求的，通常以第一色版和最后一色版重叠的误差计算。单色印刷品不需要套印，因此对套准精度要求不高，但对于彩色印刷来说，套准精度就是一个非常重要的参数了。如果套印精度不够，印刷出来的印刷品各种颜色之间会出现错位、色块之间出现漏白、小号字体出现重影等现象，因此照排机的重复精度对于彩色印刷制版来说是至关重要的。

幅面

照排机有各种幅面宽度，一般有正八开、大八开、正四开、大四开、以至对开和全开幅面，一般照排机都在最大幅面范围内可以换用几种不同幅面的胶片，以适应不同的幅面要求，达到节约胶片的目的。照排机的记录精度和重复精度与幅面的关系很大，幅面越大，对精度的要求就越高，制造起来加工难度就越大，因此价格就会成倍上升。

一般内滚筒和外滚筒结构的照排机都可以达到很高的记录精度，因为激光器到达胶片的距离始终是一样的。但绞盘式结构的照排机激光束在横向是靠棱镜偏转光束扫描的，因此激光束距离胶片中间和两端的距离不一样，幅面越大，激光扫描的偏角就越大，激光束距离胶片中间和两端的距离差加大，非线性失真就越大，误差因而也就越大。因此一般限制绞盘式照排机的照排幅面不能超过四开，而且还应设法尽量减小激光束的偏转角度，减小光斑的变形。

照排速度

照排速度通常是以1200dpi分辨率记录时的走片速度衡量的。现在新型的照排机走片可以达到很快的速度，但这并不是唯一决定出片速度的因素，因为它还受到RIP速度的限制。输出一个版面所用的时间应等于网络传输数据所用时间、RIP解释版面所用时间和照排机记录所用时间之和，因此照排速度只影响记录时间这一部分。

激光波长

照排机常用的激光器有氦氖激光器，波长为633nm，红光半导体激光器，波长为650nm或670nm，红外半导体激光器，激光为780nm红外光。激光波长决定了所使用的胶片型号，甚至关系到所用胶片的价格。例如目前国产氨氖激光照排片最便宜，几乎所有文字照排都使用这种胶片，而红外照排胶片则价格贵，使用得较少。1