Экспонирующие устройства использовались первоначально как устройства вывода в наборных и репродукционных системах. Еще в 70-е годы XX века практически невозможно было представить, что на наборном экспонирующем устройстве (для текста) можно записывать и изобразительную информацию. Только с приходом лазерных экспонирующих устройств и прогрессом, достигну тым в совмещении текстовой и изобразительной информации в компьютерных издательских системах, экспонирующие устройства стали универсальными средствами записи.

В области экспонирующих устройств установились три основных конструктивных разновидности: фотовыводные устройства планшетного типа, фотовыводные устройства с записью на внутренней или внешней поверхности барабана (раздел 3.12 и рис. с 3.1-4 по 3.1-7).

Типы экспонирующих устройств отличаются способами размещения материалов (фотопленка, бумага со специальным покрытием или фольга) для записи и расположением оптической системы относительно материала во время экспонирования. При всем многообразии предлагаемых экспонирующих устройств эти конструктивные особенности четко прослеживаются.

Из-за стабильности и точности, обусловленных конструктивными особенностями, экспонирующие устройства барабанного типа лучше других подходят для выполнения высококачественных цветных работ. Устройства с протяжкой материала предназначены, главным образом, для черно-белой репродукции или для цветных работ, не требующих высокого качества. Они недороги и просты в эксплуатации.

Экспонирующие устройства принимают сигнал изображения (битовые карты, например из RIP PostScript) и построчно его передают и отображают на высокочувствительном материале. Сам материал, или оптическая система перемещаются до тех пор, пока не будет заполнен весь заданный формат. При этом текстовые и изобразительные элементы экспонируются одновременно. Пересылаемые из растрового процессора данные битовой карты определяют положение экспонируемой точки (луч лазера включен/выключен). Все элементы страницы (текст, штрих, полутоновое изображение) составляются из множества точек, размеры которых определяются разрешением экспонирующего устройства.

Лазерные импульсы должны быть точно выверены по длительности и точно позиционированы, так как отклонения всего на 1 мкм могут привести к зрительно обнаруживаемым ошибкам на оттиске, особенно тогда, когда ошибка усилена наложением красок в процессе печати.

Фотовыводные устройства барабанного типа (с размещенем фотопленки поверх и внутри барабана)

Конструктивные принципы отображены на рис. 84 и описаны в разделах 4.2 и 4.3.

Основная концепция фотовыводного устройства с размещением фотопленок на внешней стороне барабана заимствована у электронных репродукционных систем. В фотовыводном устройстве барабанного типа материал размещается поверх цилиндра (экспонирующее устройство с размещением регистрирующего материала на внешней стороне барабана) или внутри вогнутой его поверхности (экспонирующее устройство с размещением регистрирующего материала внутри барабана).

Рис. 84
Принципиальные схемы устройств вывода барабанного типа с записью на фотопленку:
a фотовыводное устройство с креплением фотопленки на внешней поверхности барабана;
б фотовыводное устройство с креплением фотопленки на внутренней поверхности барабана

В фотовыводном устройстве с размещением экспонируемого материала на внутренней поверхности барабана оптическая система находится внутри цилиндра. Как в случае фотовыводных устройств с внешним барабаном, так и в случае размещения материала для записи внутри барабана, лазерный луч в процессе экспонирования находится на постоянном расстоянии от материала. Во втором варианте (рис. 84,б) лазерный луч направляется на зеркало, которое вращается на оси цилиндра. Оптическая система при этом движется вдоль оси и экспонирует одну строку за другой.

В первом варианте оптическая система находится вне вращающегося барабана (рис. 84, а). Барабан с фотопленкой вращается относительно оптической системы, которая экспонирует строку за строкой и при этом перемещается вдоль оси барабана.

Рис. 85
Техническая схема фотовыводного устройства для записи на фо топленку, размещаемую внутри барабана (Scangraphic)

Фотовыводные устройства барабанного типа могут заправляться экспонируемым материалом двумя способами: посредством устройства, подающего фотопленки из рулона, или вручную с закреплением листовой фотопленки. Фотоматериал должен располагаться точно и по всей своей поверхности прочно удерживаться в одном положении вакуумной системой с точной подгонкой к форме барабана.

Преимущество внутреннего расположения материала состоит в том, что подвижные части оптической системы имеют относительно малую массу и поэтому могут вращаться с большой скоростью.

Изготавливаемые в настоящее время устройства сильно отличаются по качеству и точности, и выбирать их следует с учетом их назначения. Экспонирующие устройства барабанного типа применяются в производстве, когда, главным образом, выводятся цветоделенные фотоформы. На рис. 85 показаны, например, построение и компоненты фотовыводного устройства с внутрицилиндровым размещением экспонируемого материала.

Эти устройства большей частью осуществляют запись только одним лазерным лучом, в то время как в экспонирующих устройствах с размещением фотопленки на внешней стороне барабана запись проводится одновременно несколькими лучами.

Производительность (экспонируемая площадь в минуту) записи зависит не только от механико-оптических характеристик устройства, но также и от параметров подключенного растрового процессора.

Фотовыводные устройства с протяжкой фотоматериала (ФВУ капстанового типа)

Рис. 86 поясняет принцип действия экспонирующего устройства капстанового типа. Оно было сконструировано для фотонабора. Первые экспонирующие устройства PostScript были, в основном, устройствами для фотонабора, скомбинированными с PostScript-RIP. Поэтому точность первых моделей была достаточной для черно-белых изображений, но не пригодна для работ с цветом.

Рис. 86
Принципиальная схема выводного устройства Capstan типа с записью на фотопленку (AGFA)

Фотопленка из подающей кассеты протягивается направляющими валиками и проходит оптическую систему экспонирующего устройства. Критической является точность, с которой фотопленка подается для построчной, строка за строкой, записи лазерным лучом. В отличие от экспонирующих устройств барабанного типа здесь производится непрерывная подача фотоматериала. Важным фактором является натяжение материала, так как небольшие изменения в его позиционировании служат причиной потери качества.

Система транспортировки – самый критичный компонент капстанового устройства. В первых экспонирующих устройствах использовался шаговый привод, работающий в старт-стопном режиме. Он перемещал экспонируемый материал на следующую сканируемую строку, делал паузу и продвигал полотно дальше на следующую строку. Пуск и останов вызывают колебания, что приводит к вибрациям материала, отрицательно влияющим на качество записи. Кроме того, принцип пошагового перемещения ограничивает скорость, с которой может подаваться экспонируемый материал.

В настоящее время используются системы с не прерывной подачей пленки при высокоточной синхронизации лазерного луча и движения полотна. Хотя экспонирующие устройства барабанного типа все еще сохраняют преимущество более высокого разрешения (более точного растрирования) и более высокой производительности, экспонирующее устройство с непрерывной проводкой сегодня в состоянии выводить цветные полосы с высоким разрешением, которые с учетом их качества также находят широкое применение.

Распространение фотовыводных устройств с записью на фотопленку

Различия между отдельными моделями экспонирующих устройств касаются диапазона разрешений, экспонируемых форматов, скорости записи, вида источника излучения и т.д. Работает ли экспонирующее устройство с протяжкой, внешним или внутренним размещением фотопленки, имеет значение только для области их применения. Все три конструкции достаточно совершенны. Устройства типа Capstan, с которых началось распространение PostScript, отличаются благоприятным соотношением цены и производительности, однако сейчас предлагаются немногими крупными производителями. Преобладают системы со сканированием внутри барабана, которые составляют более половины от числа установленных на производстве. Устройства с размещением материала на внешней стороне барабана (с многолучевыми системами записи) применяются, прежде всего, для экспонирования изображений больших форматов с высокой скоростью.