FR2467078A1 - Dispositif a laser pour la fabrication des formes d'impression - Google Patents

Abstract

Ce dispositif comprend un système d'exploration synchronisée d'une maquette et du matériau de la forme, un bloc de lecture électro-optique 16, un générateur d'impulsions de tramage, reliés optiquement au système d'exploration synchronisée et accouplés à un circuit électronique destiné à produire une série de signaux de commande pour contrôler les paramètres du rayonnement laser, et permettant d'obtenir sur la forme 15 au cours d'un seul cycle, des images au trait et à points, ledit circuit étant constitué d'une voie d'image au trait et d'une voie d'image à points mis en parallèle, d'un commutateur 28 des voies d'image à points et d'image au trait, effectuant automatiquement la commutation desdites voies, d'un bloc 31 pour fixer les limites des illustrations en demi-teintes, relié cinématiquement au système d'exploration de la maquette et du matériau de la forme et formant les signaux de commande envoyés au commutateur 28 ainsi qu'un système à optique à laser pour former les images sur la surface de la forme en employant un modulateur 42 du faisceau laser. L'invention peut trouver un emploi principalement dans l'industrie des arts graphiques. (CF DESSIN DANS BOPI)

Description

La présente invention se rapporte à la technique de fabrication et de reproduction des formes d'impression, et plus particulièrement, aux dispositifs à laser pour la fabrication de formes pour tous les genres d'impression, la typographie, l'offset, l'héliogravure, et la sérigraphie et peut être appliquée dans l'industrie des arts graphiques, dans les maisons d'édition et imprimeries, pour l'impression d'images et d'inscriptions sur divers articles comme, par exemple, des objets en verre, et dans l'art appliqué.

Actuellement, pour la majorité des produits imprimés, c'est-à-dire, les livres, journaux quotidiens et hebdomadaires, on emploie l'impression en typographie et en offset. La différence entre les procédés d'impression en typographie et en offset réside dans les caractéristiques particulières des formes d'impression.

En qualité de formes d'impression pour la typographie on emploie des pieces coulées en métal massives et lourdes nécessitant pour leur utilisation des procédés compliqués de coulee de galvanoplastie de photochimie et de reproduction photomécanique, ainsi que l'emploi d'un équipement compliqué. En outre, les formes doivent autre usinées. Il en résulte que l'im- pression devient un procédé industriel coûteux et laborieux nécessitant une main d'oeuvre et des ressources matérielles importantes.

Les formes d'impression offset sont beaucoup plus simples, plus légères et coûtent moins cher. Ce sont des plaques minces en métal, en matière plastique ou en papier avec un revêtement spécial sur lequel est formée 11 image qui est ensuite reproduite.

Dans l'impression offset l'opération la plus compliquée coûteuse et laborieuse est la fabrication des formes d'impression. A cet effet on procède à des reports photographiques multiples nécessitant l'emploi d'appareils de reproduction et d'accessoires photomécaniques d'une grande quantité de produits chimiques, et d'autres matériaux, y compris de métaux précieux (argent).

Compte tenu de ces considérations, des recherches in tenses sont conduites dans le mode entier pour trouver des procédés plus simples pour la fabrication de formes offset. Le rayonnement laser ouvre de grandes possibilités dans cette voie.

Les caractéristiques essentielles du rayonnement laser sont la capacité inégalee de concentrer l'énergie dans un petit volume, ainsi que la commande facile et sans inertie du rayonnement laser dans le temps et dans l'espace. Cela permet l'emploi efficace du rayonnement laser pour l'usinage de précision pratiquement de tous les matériaux métalliques et non-métalliques.

I1 est particulièrement efficace de traiter par ce procédé les matériaux non-métalliques, car on peut employer des lasers assez compacts et peu coûteux. C'est pour cette raison qu'immédiatement après l'invention des lasers on a commencé des travaux de recherches pour leur emploi dans l'industrie des arts graphiques.

On connaît un ensemble appelé "Laser Graph" qui est destiné a' l'emploi du rayonnement laser pour la fabrication des formes typographiques-sur une base plastique au lieu d'une base métallique.
Comme matériau pour les formes d'impression on emploie un film de Lavsan portant un mince revetement métallique. L'ensemble déja connu, comprenant deux installations â laser indépendantes est un dispositif d'exploitation et de gravure. Le matériau de la. forme est fixé dans le dispositif d'exploitation et de gravure dans lequel on emploie comme original une page de journal de haute qualité, imprimée par un procédé usuel. La lecture de l'original est faite ligne par ligne au moyen au pinceau d'un laser à hélium-néon.Le pinceau laser réfléchi par l'original portant l'information sur l'image est reçu dans un bloc de lecture optique amplifie et employé pour moduler le rayonnement d'un laser à argon effectuant l'exploration simul tanée et synchronisée du matériau de la forme.

Le pinceau du laser à argon de 1,5 W de puissance provoque la vaporisation du revêtement métallique sur la plaque d'impression aux emplacements non-imprimants et laisse le revêtement métallique dans les autres endroits en formant des élé ments d'impression métalliques et en effectuant de cette façon le report en fac-similé de l'original sur la surface de la forme d'impression. Cette forme est ensuite placée dans un bloc de gravure dans lequel, au moyen d'un laser à C02 de 400 W, les éléments non-imprimants sont approfondis à la valeur requise par évaporation de la base de Lavsan. La forme typographique fabriquée en six minutes est employée dans une presse pour 1' impression de journaux.L'emploi de cet ensemble déjà connu permet de réduire le cycle de fabrication des formes d'impression et d'augmenter la vitesse de sortie des produits, mais à cause de son prix élevé son emploi est limité.

On donnant un appareil appelé "Laserite" employé pour l'exposition des diapositives de publications au moyen d'un rayonnement laser à argon. Son emploi est efficace dans un système de commande automatique des travaux d'édition avec transmission des images des publications par des voies de télécommunication entre les éditions et les imprimeries. Après lamise en page à la rédaction, la publication est transmise par télécommunication à l'imprimerie dans le bloc d'entrée de l'appareil Laserite avec exposition simultanée sur un film photographique qui est consécutivement employé pour la fabrication de formes d'impression par un procédé photomécanique usuel.

On connais de même un dispositif à laser pour la fabrication de formes d'impression "Log E". La forme d'impression offset et la diapositive sont simultanément obtenues dans cet appareil à l'aide du rayonnement d'un laser à grenat. Le maté- riau de la forme est une base revetue d'une couche plastique.

Le rayonnement laser joint le plastique par brasage à la base, aux emplacements des éléments d'impression, mais n1 exerce pas son action sur le plastique aux emplacements des éléments nonimprimants. Après ce traitement, le plastique est séparé de la base et peut servir de diapositive, tandis que la base avec les éléments d'impression brasés sert de forme d'impression.

Cet appareil a été construit en un seul exemplaire et son rendement est faible.

Un dispositif à laser pour la fabrication des formes dtimpression qui est le plus proche du dispositif à laser fai sant l'objet de l'invention est décrit ci-dessous.

Ce dispositif comprend un dispositif d'exploration pour le balayage synchronisé d'une maquette servant d'original et d'une plaque d'impression, comprenant un dispositif de commande électrique mettant en rotation un bloc d'exploration constitué de deux cylindres disposés sur un axe commun. Sur un cylindre est fixé l'original qui peut être, par exemple, une diapositive en couleurs, et sur l'autre, un film photosensible.

Ce dispositif connu, comprend un bloc de lecture électro-optique relié au dispositif d'exploration et un générateur d'impulsions de tramage.

Outre les ensembles énumérés, ce dispositif à laser connu comprend un circuit électronique relié au bloc de lecture électro-optique et établissant 11 ordre dans lequel sont émis les signaux de commande des paramètres du rayonnement laser Ce circuit est constitué d'un correcteur, d'un comparateur avec un conformateur d'impulsions relié au générateur d'impulsions de tramage; dtun convertisseur analogique-numérique, d'un ordinateur de commande et des amplificateurs de sortie.

En outre, ce dispositif à laser est muni d1un bloc optique à laser pour former les images, comprenant un laser, des modulateurs optiques avec des amplificateurs optiques liés aux entrées de ces modulateurs et des blocs optiques pour diriger et focaliser le rayonnement laser sur la surface à explorer.

Après traitement au laser et photochimique, le film photosensible devient une diapositive de sélection de couleurs.

Le bloc sélecteur est conçu pour la formation d'images en demiteintes qui sont reproduites dans l'impression par séparation en éléments dont les dimensions doivent être proportionnelles à la densité optique des parties de l'original a' reproduire.

Cette opération est appelée "tramage" et la structure de 1 'ima- ge obtenue est appelée "une structure tramée".

Une structure tramée doit avoir une disposition strictement déterminée des éléments de trame. Lors de la reproduction d'une image monochrome les éléments de trame sont habi tuellement disposées sous un angle de 45o, et dans l'impression en couleurs, les éléments de trame de chaque couleur sont disposés sous des angles différents par rapport à la générée trice du cylindre, par exemple sous des angles de 15, 30 et 45o. Pour le tramage des images en demi-teintes, dans le dispositif à laser connu est prévue l'élaboration d'une série d'impulsions de tramage situées d'une façon déterminée dans le temps et dans l'espace par rapport à la surface de l'origi- nal et de la forme d'impression.

Les impulsions de tramage sont générées par le générateur d'impulsions de tramage lisant la succession des stries (repères de contraste) sur la surface d'un des cylindres. La lecture ligne par ligne de l'image de l'original est effectuée par le bloc de lecture électro-optique émettant un signal analogique dont la valeur est proportionnelle à la densité optique de l'emplacement de 'original ou se fait la lecture.

La série d'impulsions de tramage et le signal analogique sont envoyés dans ledit circuit électronique. Les impulsions de tramage en forme de cloche produites par le générateur sont transformées en impulsions rectangulaires dans le conformateur d'impulsions. Le signal analogique est reçu par le correcteur où il est converti pour corriger les défectuosités de l'original et pour assurer la reproduction d'une combinaison de couleurs typographiques qui donne une ressemblance naturelle à la reproduction des images en couleurs Après le correcteur, le signal analogique passe dans le comparateur dans lequel est envoyée la série d'impulsions de tramage venant du conformateur d'impulsions.La comparaison de ces deux signaux donne à la sortie du comparateur une série d'impulsions de tramage dont la duree est proportionnelle à la densité optique de l'original au moment du passage de l'impulsion. Ces impulsions qui sont appelées des impulsions d'information sur la trame, sont envoyees d'abord dans le convertisseur analogiquenumérique et ensuite au registre d'adresses de l'ordinateur.

L'information en code concernant l'image de original passe du registre d'adresses dans la mémoire d'ordinateur. Dans ltordi- nateur sont introduites des données déterminant la forme des éléments de tramage, dans le cas, considéré forme rhombique.

En accord avec ces données, dans la mémoire de l'ordinateur est formé un train d'impulsions dont le nombre et la durée dépendent de la densité optique de l'original dans la partie soumise à la lecture, dont la dimension est déterminée par la linéature choisie. Le train d'impulsions élaboré est dirigé dans un registre de sortie de l'ordinateur et ensuite dans un bloc de commande du fonctionnement de l'ordinateur dans lequel est également amené le train d'impulsions de tramage de synchronisation déterminant le rythme de sortie des paquets d'impulsions dans le groupe des amplificateurs de sorties parallèles. Les paquets d'impulsions amplifiées sont dirigés des sorties des amplificateurs aux entrées électroniques des modulateurs optiques contrôlas l'intensité de rayonnement dans les voies du système optique à laser.Ce système comprend un laser à argon fonctionnant à une longueur d'onde d'environ 0,5)1 à laquelle la pellicule photographique présente une haute sensibilité.

Pour exposer cette pellicule à la lumière, avec une vitesse linéaire d'exploration égale à plusieurs metres pas seconde, il est suffisant que la puissance du rayonnement laser soit de l'ordre de quelques dizaines de miîliwatts. Pour cette raison, le fonctionnement normal de appareil laser multîvoie est assuré par un laser d'une puissance de plusieurs Watts. Le pinceau laser est dirigé sur une série d'éléments optiques semitransparents qui effectuent sa ramification en cinq voies. Chaque voie comprend un modulateur optique, un analyseur, un objectif focalisant et un coin optique pour le réglage précis de l'intensité de rayonnement laser dans les voies, au moyen desquels la puissance du rayonnement laser est égalisée dans tous les voies.

Les voies laser aux moments prédéterminés par le générateur d'impulsions de tramage gravent simultanément sur le matériau photographique un groupe de lignes formant les éléments de trame de forme programmée. La surface des éléments de trame dépend de la densité optique de la partie de l'original lue, ce qui permet de reproduire sur le film phototechnique des images en demi-teintes de bonne qualité.

Les dispositifs à laser déjà connus se caractérisent par la fabrication d'une diapositive sur un film, qui est ensuite employé pour obtenir des formes d'impression par procédé photomécanique usuel.

Comme original dans les dispositifs connus on emploie des impressions de publications dehaute qualité obtenues par les procédés en offset ou typographique usuels.

On va examiner le procédé de fabrication des formes d'impression offset actuellement employé. La copie d'auteur prête pour l'impression est habituellement divisée en texte dactylographié, inscriptions aux illustrations, illustrations graphiques et illustrations en demi-teintes (photos). Le texte dacrylographié et les inscriptions sur les illustrations sont composés et ensuite sous forme de diapositives ou d'impressions de pages sont envoyées pour le montage de la première maquette.

Après l'approbation de la maquette par le rédacteur elle est démontée. Les illustrations au trait sont montées à nouveau et les illustrations en demi-teintes sont soumises au tramage, après quoi on fait une deuxième maquette qui est la copie définitive pour la publication. A partir de cette maquette on obtient une diapositive à l'échelle requise pour la publication. Le matériau de la forme est recouvert d'une couche photosensible sur laquelle est impressionnée l'image de la diapositive, qui est ensuite tannée et retouchée. La plaque d'impression finie est employée dans une presse pour la reproduction sur papier ou pour l'impression d'un tirage.

Ainsi qu'il résulte de la description des appareils lasers déjà connus et du procédé d'impression offset, tous les dispositifs à laser employés pour la fabrication des formes d'impression exécutent une seule des opérations citées plus haut. L'emploi des dispositifs à laser connus permet d'accélérer l'exécution de certaines opérations, mais n'apporte pas d'améliorationsdans le procédé de fabrication des formes d'impression.

Les lasers à argon ou à hélium-néon employés dans les dispositifs connus ont un faible rendement. De grandes possibilités se présentent pour l'emploi des lasers à C02, dont le rendement est 100 fois supérieur. Mais, les lasers à C02 à pompage sont encombrants et compliqués en exploitation, et les lasers à C02 scellés sont peu fiables à cause de l'absence de matériaux optiques de bonne qualité.

L'invention vise à fournir un dispositif à laser pour la fabrication de formes d'impression dont le montage d'une nouvelle conception permettrait d'améliorer le processus de fabrication des formes dtimpression et d'obtenir au cours d'un cycle technologique des images à traits et à points, de simplifier l'appareil en éliminant toutes les opérations de reproduction photomécaniques et photochimiques, de réduire considérablement le cycle technologique et d'obtenir une plus grande fiabilité du dispositif à laser grâce à l'emploi d'un laser à C 2 scellé avec un élément polarisant de conception nouvelle.

L'invention a donc pour objet un dispositif à laser pour la fabrication de formes d'impression comprenant un systeme d'exploration synchronisée d'une maquette et du matériau de la forme, un bloc de lecture électro-optique, un générateur d'impulsions de trame optiquement relié au système d'exploration synchronisée de la maquette et du matériau de la forme, un circuit électronique pour produire une série de signaux de commande pour contrôler les parametres du rayonnement laser lié au bloc de lecture électro-optique et au générateur d'impulsions de tramage et comportant un correcteur relié au bloc de lecture électro-optique, un comparateur ayant sa première entrée reliée à la sortie du correcteur, un conformateur ayant son entrée reliée à la sortie du générateur d'impulsions de tramage, --dont l'entrée est connectée électriquement à la sortie du conformateur et dont la sortie est connectée à la seconde entrée du comparateur, un amplificateur de sortie ayant son entrée connectee électriquement à la sortie du comparateur, ainsi qu'un système optique à laser pour former les images sur la surface de la forme, ledit système comportant un laser, un modulateur op tique lie optiquement au laser et ayant son entrée connectee à un amplificateur de sortie, un miroir rotatif disposé entre le laser et le modulateur optique et un sous-ensemble optique pour diriger et focaliser le rayonnement laser sur la surface à explorer de la forme disposé entre le modulateur optique et la forme, dispositif caractérisé en ce que ledit circuit électronique comprend une voie d'image au trait pour contrôler le rayonnement laser lors de la formation des images au trait, qui est mise en parallèle avec une voie d'image à points pour contrôler le rayonnement laser à la formation des images à points, un commutateur de voies image à points-image au trait, pour commuter automatiquement de la voie image au trait à la voie image à points, ledit commutateur ayant une premiere et une deuxième entrées connectées aux sorties des voies image au trait et image à points, et étant relié cinématiquement au système d'exploration synchronisée de la maquette et de la forme, un bloc de fixation des limites des images en demi-teintes pour former les commandes allant au commutateur de voies image à points-image au trait, la sortie du bloc de fixation des limites des images en demi-teintes étant reliée à une troisième entrée de ce commutateur dont la sortie est reliée à l'en trée d'un amplificateur de sortie, un modulateur à laser étant utilisé comme modulateur optique.

Il est avantageux que le dispositif à laser pour la fabrication des formes d'impression comprenne mis en série : un générateur des périodes de déplacement du système d'exploration synchronisée de la maquette et de la forme relié optiquement au système d'exploration, un compteur des périodes de déplacement de la forme et un générateur de tension en escalier ayant sa sortie connectée à la première entrée du comparateur, un commutateur de phases, un circuit déphaseur dont l'entrée est associée à la première entrée du commutateur de phases et connectée à la sortie du conformateur et dont la sortie est connectée à une deuxième entrée du commutateur de phases dont une troisième entrée est connectée à une deuxième sortie du compteur de périodes de déplacement de la forme, qui est relié à une deuxième entrée du générateur de tension en escalier, tan dis que la sortie du commutateur de phases est liée à l'entrée d'un générateur d'impulsions en dents de scie synchronisé.

Le circuit de déphasage peut être réalisé sous la forme d'un inverseur.

I1 est préférable que le laser soit muni d'un résonateur optique constitué d'un miroir de sortie, d'un miroir sphérique totalement réfléchissant et d'un élément polarisant comme élément polarisant on peut employer un miroir plan totalement réfléchissant dont la surface utile est disposée sous un angle de 45 + 15 par rapport à l'axe optique du laser. Le plan d'incidence du faisceau laser sur le miroir plan totalement réfléchissant du résonateur optique et le plan d'incidence du faisceau laser sur le miroir tournant doivent coincider avec le plan d'incidence du faisceau laser sur le modulateur du faisceau laser, et le facteur de transmission du miroir de sortie du résonateur optique du laser doit excéder 50 %.

Pour obtenir au cours d'un seul cycle technologique une image à points et une image au trait sans deformation sur la forme, il est de meme préférable de diriger le faisceau laser du modulateur dans les limites de 3 à 6 par rapport à la ligne normale à la surface de la forme au point d:impact du faisceau laser sur la surface de la forme.

Comme modulateur du faisceau laser on peut employer un modulateur électro-optique ou un modulateur acousto-optique.

Grâce à l'emploi du dispositif à laser pour la fabrication des formes d'impression, suivant l'invention, il est possible d'eliminer des operations laborieuses et compliquées du processus technologique. La durée du cycle technologique est réduite environ d'un ordre. Emploi de ce dispositif pour la fabrication des formes d'impression dans les imprimeries permet de réduire le nombre de machines, d'ouvriers, les surfaces occupées et le personnel de service.

Pour donner une idée plus claire de l'invention on décrit ci-après un mode de réalisation de l'invention, la description étant faite en référence aux dessins annexés sur lesquels
- la Fig. 1 est le schéma technologique du procédé d' impression offset réalisé au moyen d'un dispositif à laser pour la fabrication des formes d'impression, suivant l'invention
- la Fig. 2 est le schéma fonctionnel du dispositif à laser pour la fabrication des formes d'impression, suivant 1' invention
- la Fig. 3 est une illustration schématique du laser qui dans le cas considéré est un laser scellé à C02, suivant l'invention
- les Fig. 4A à 4C représentent des diagrammes expliquant la formation d'une image à points, selon l'invention
- les Fig. 5L et 5T donnent respectivement des vues fragmentaires d'une image à points réelle :L, dans les lumières, T dans les noirs, suivant l'invention.

Au moyen du dispositif à laser faisant l'objet de 1' invention on produit des formes d'impression, par exemple, des formes offset au cours d'un seul cycle technologique, à partir d'une maquette absolument simple comprenant le texte, les images au trait et des images non-tramées en demi-teintes.

Le cycle technologique comprend la totalité des opérations pour la fabrication des formes d'impression, crest-à-di- re, la lecture de la maquette, la formation de l'image défini tive et l'obtention de cette image sur la surface de la forme d'impression ne nécessitant aucun traitement avant l'impression de tirage.

Le schéma des opérations consécutivement effectuées dans le dispositif à laser pour la fabrication des formes d' impression offset est illustré à la figure 1.

La copie 1 et les inscriptions 2 des illustrations sont dirigées des composeuses 3 et des illustrations 4 sont mises à l'échelle au moyen d'un bloc de mise à l'échelle 5. La composition obtenue à partir du texte 1 et des inscriptions 2 des illustrations, ainsi que les illustrations-4 à l'échelle nécessaire sont placées sur une table de montage 6 où est faite la maquette, qui a l'état fini comprend les pages de composition, les titres, les vignettes, ainsi que les illustrations au trait et en demi-teintes non-tramées. Elles sont collées sur un support en papier ou film, ou fixées à un dispositif à laser 7 pour la fabrication des formes d'impression.A partir de cette simple maquette, dans le dispositif à laser 7,est fabriquée une forme d'impression avec tramage automatique des images, qui sans nécessiter un traitement complémentaire peut être employée dans des presses 8 pour imprimer le tirage.

Le dispositif à laser pour la fabrication de formes d'impression comprend un système d'exploration synchronisée de la maquette et de la forme, ledit système comprenant un dispositif de commande électrique 9 (Fig.2) dont l'arbre 10 porte des cylindres de travail 11 et 12. Le cylindre 11 sur lequel est fixée la maquette 13 porte une série de traits ou repère de contraste 14 et le matériau pour la forme d'impression 15 est fixé sur le cylindre 12.

Le dispositif à laser comprend de même un bloc de lecture électro-optique 16 qui est optiquement relie à un système d'exploration synchronisée de la maquette et de la forme, un générateur 17 d'impulsions de tramage, un circuit électronique pour produire une série de signaux de commande pour contrôler les paramètres du rayonnement laser, comportant un correcteur 18 dont une entrée 19 est connectee à la sortie du bloc de lecture électro-optique 16, un générateur d'impulsions en dents de scie synchrone 20, un comparateur 21 dont une entrée 22 est connectée à la sortie du correcteur 18 et dont une entrée 23 est connectée à la sortie du générateur d'impulsions en dents de scie synchrone 20. Le correcteur 18 et le comparateur 21 forment une voie de trame assurant le contrôle du rayonnement laser lors de la formation d'images en demi-teintes.

Le circuit électronique comprend en outre un comparateur 24 dont entrée 25 est connectée à la sortie du bloc de lecture électro-optique 16. Le comparateur 24 est le canal des traits assurant le contrôle du rayonnement laser à la formation des images au trait.

Le circuit électronique comprend de même un conformateur 26, dont une entrée-27 est reliée à la sortie du générateur 17 dtimpulsions de tramage, un commutateur 28 des voies image à points - image au trait pour commuter automatiquement la voie image au trait sur la voie image à points et obtenir sur le ma tériau de la forme 15, au cours d'un seul cycle technologique, des images au trait et à points, et ayant ses entrées 29, 30 reliées aux sorties des voies d'image à points et d'image au trait.

Le circuit électronique comprend de même un bloc 31 pour fixer les limites des images en demi-teintes qui forme les commandes appliquées au commutateur des voies d'image à points et d'image au trait et qui est constitué d'un cylindre programmeur 32 monté sur l'axe 10 et d'un capteur électro-optique 33 qui est optiquement relié à des plaques de contraste 34 fixées sur le cylindre 32. La sortie du capteur électrooptique 33 est reliée à l'entrée 35 du commutateur 28 des voies d'image à points et d'image du trait.

Le circuit électronique comprend aussi un amplificateur de sortie 36, par exemple, un transistor 37. Dans le circuit de collecteur du transistor 37 est inseree une resistance 38 ayant une borne reliée à un bloc d'alimentation 39. La base du transistor 37 est connectée à la sortie du commutateur des voies d'image à points et d'image au trait.

Le dispositif à laser pour la fabrication de formes d'impression comprend un système optique à laser pour former l'image sur la surface de la forme 15 comprenant un laser 40 branché à un bloc d'alimentation 41 qui est une source de courant stabilisé, un modulateur 42 du faisceau laser relié optiquement, par l'intermédiaire d'un miroir rotatif 43 au laser 40 et un bloc optique 44 pour diriger et focaliser le rayonnement laser sur la surface à explorer de la forme 15. A l'en- trée 45 du modulateur 42 du faisceau laser est connectée la sortie de l'amplificateur 36.

Comme modulateur 42 du faisceau laser on peut employer un modulateur electro-optique ou un modulateur acousto-optique.

Le dispositif à laser pour la fabrication des formes dtimpression comprend de même mis en série : un capteur 46 des périodes de déplacement du système d'exploration synchronisée de la maquette et de la forme, qui est par exemple relié optiquement à un repere de contraste 47 sur le cylindre de travail 12, un compteur 48 des périodes de déplacement de la forme 15 et un générateur de tension en escalier 49 dont la sortie est connectée à l'entrée 22 du comparateur 21.

En outre le dispositif à laser comprend un commutateur de phases 50, un circuit déphaseur 51 dont une entrée 52 est réunie à une entrée 53 du commutateur de phases 50 et est reliée à la sortie du formateur d'impulsions 26. La sortie du circuit de déphasage 51 est reliée à une entrée 54 du commutateur de phases 50, dont une entrée 55 est connectée à une deuxième sortie du compteur 48 reliée à entrée 56 du généras teur de tension en escalier 49. La sortie du commutateur de phases 50 est connectée à l'entrée 57 du générateur d'impulsions en dents de scie synchrone.

Le circuit de déphasage 51 peut etre réalisé sous la forme d'un inverseur.

A la figure 3 est donné le schéma du laser 40.

A l'intérieur d'un tube à décharge dans le gaz 58 sont montés une anode 59, une cathode 60 et un élément polarisant qui est un miroir plan totalement réfléchissant 61, dont la surface de travail est disposée sous un angle de 45 + 15 par rapport à l'axe optique 52 du laser. Le laser comprend de même un miroir sphérique totalement réfléchissant 63 et un mirer de sortie 64 formant ensemble avec le miroir plan totalement réfléchissant 61 le résonateur optique du laser 40.

Le dispositif à laser pour la fabrication des formes d'impression fonctionne de la manière suivante.

Le dispositif de commande électrique 9 (Fig.2) met en rotation l'axe 10 sur lequel sont rigidement calés les cylindres de travail 11 et 12. L'information contenue dans la maquette 13 contenant le texte et les illustrations au trait et en demi-teintes non-tramées (photos) est lue par lignes au moyen du bloc de lecture électro-optique 16 qui est déplacé le long du dylindre de travail 11 au moyen d'un moteur pas à pas autonome (non montré sur le dessin). A la sortie du bloc de lecture électro-optique 16 est formé un signal électrique analogique dont la valeur est proportionnelle à la densité opti que à l'endroit de la maquette 13 où la lecture est faite. Le signal analogique passe de la sortie du bloc de lecture électro-optique 16 dans deux voies : la voie d'image au trait et la voie d'image à points.

Le signal reçu par la voie d'image au trait passe dans le comparateur 24 avec une tension de seuil reglable. En choisissant le niveau de la tension de seuil on peut éliminer la lecture de différentes ratures sur. la partie au trait de la maquette 13 : les traces de colle, les contours des parties de 11 image, la difference de tons dans ces parties.

Le signal analogique utile est transmis de la sortie du comparateur 24 à la sortie 30 du commutateur de l'image à points à l'image au trait.

Le signal reçu dans la voie d'image à points passe par le correcteur 18 grâce auquel la qualité de la forme d'impression est rendue indépendante des imperfections des images en demi-teintes de la maquette 13, et il est ensuite dirigé à l'entrée 22 du comparateur 21, et enfin à l'entrée 29 du commutateur d'image à points - image au trait.

Simultanément la succession des traits repères de contraste 14 est lue par le capteur d'impulsions de tramage 17 qui établit la succession dans laquelle sont émises les impulsions de tramage situées dans le temps et dans l'espace d'une façon déterminée par rapport à la surface des cylindres de travail 11 et 12. Le nombre des impulsions de tramage est égal au nombre des éléments de trame sur le matériau de la forme 15 déterminant la linéature de la trame de l'image en demi-teintes.

Le train dtimpulsions de tramage est dirigé à l'entrée 27 du conformateur d'impulsions 26 et ensuite sur le commutateur de phases 50 et sur le circuit de déphasage 51.

Le commutateur de phases 50 et le circuit de déphasage 51 sont destinés à former la structure tramée des images en demi-teintes.

Ensuite, les impulsions de tramage en série venant de la sortie du commutateur de phases 50 passent dans le générateur 20 d'impulsions en dents de scie synchrone et dans le comparateur 21.

En résultat de la comparaison des impulsions en dents de scie 65 (Fig. 4A à 4C) avec un signal analogique 66 servant de niveau de seuil, il se forme dans le comparateur 21 (Fig.2) une série dtimpulsions d'information sur la trame dont la durée est proportionnelle à la densité optique au point lû sur la maquette 13. L'information transmise par les voies d'image au trait et d'image à points est reçue par le commutateur 28 de l'image à points à l'image au trait et au moyen de ce commutateur, l'une de ces voies est automatiquement branchée à l'amplificateur de sortie 36. La commande pour la commutation des voies est reçue du bloc 31 de fixation des limites des images en demi-teintes.Sur le cylindre programmeur 32 de ce bloc 31 sont fixées des plaques de contraste 34 dont la disposition et la forme correspondent à celles des images en demi-teintes sur la maquette 13.

La lecture des limites des plaques de contraste 34 est effectuée au moyen du capteur électro-optique 33. L'impulsion générée par le capteur 33 correspondant au passage de la frontière de l'image-en demi-teintes est dirigée sur le commutateur 28 en qualité d'impulsion de commande pour la commutation de la voie d'image au trait à la voie d'image à points. Au moyen du bloc 31 il est de meAme possible de transmettre les parties de la maquette 13 à différents régimes, comme par exemple, en négatif-positif, en couleurs. Le bloc 31 peut être aussi employé pour la sélection de l'échelle de différentes parties de la maquette 13.

L'image est impressionnée sur le matériau de la forme 15 au moyen du faisceau laser qui est focalisé sur la surface de la forme 15 au moyen du bloc optique 44. Le déplacement du bloc optique 44 est de même réalisé au moyen d'un moteur pas à pas (non montré sur le dessin).

Le faisceau est généré par le laser 40 qui est un laser à C02 scellé, travaillant à une longueur d'onde de 10,6} et donnant un faisceau d'une puissance d'environ 30 W en régime continu. Ce faisceau est dirigé au moyen d'un miroir rotatif 43 sur le modulateur du faisceau laser 42, contralant l'intensité du faisceau, et ensuite sur le bloc optique 44. L' intensité du faisceau laser est modifiée par changement des paramètres du signal électrique reçu par le modulateur du faisceau laser 42.

L'image impressionnée au cours d'un cycle technologique sur le matériau de la forme 15 est la reproduction de la maquette 13 contenant, par exemple, un texte et des illustrations au trait et en demi-teintes non-tramées (photos).

Pour reproduire, par exemple, le texte de la maquette 13, dans le bloc 31 est engendré un signal de commande qui est transmis à l'entrée 35 du commutateur 28. La voie d'image au trait est connectée à l'amplificateur 36 qui reçoit sur son entrée un signal analogique dont la valeur est proportionnelle à la densité optique au point de la maquette 13 où se produit la lecture. A la sortie de l'amplificateur 36 est formé un signal qui par l'intermédiaire du modulateur 42 contrôle l'intensité du rayonnement laser.

Le faisceau laser modulé est focalisé au moyen du bloc optique 44 en un spot d'un diametre de 40 microns sur la surface de la forme 1S. Le diamètre du faisceau laser et le pas de déplacement du bloc optique 44 sont choisis de façon à reproduire sans déformation un trait d'une largeur minimale de 0,1 mm. Pour reproduire un tel trait sans déformation il doit être impressionné pendant au moins trois révolutions des cylindres de travail. Tenant compte de ce fait, la linéature de la trame pour la forme est choisie égale à 300 lignes par cm.

De cette façon, le texte et les illustrations au trait sont reproduits en fac-similé.

Sous l'action d'un signal de commande correspondant émis à partir du bloc 31, la voie d'image à points est connectée à l'amplificateur 36 et un train d'impulsions d'information sur la trame est reçu à rentrée de cet amplificateur. A sa sortie apparat un signal qui au moyen du modulateur de faisceau laser 42 contrale l'intensité du rayonnement laser.

Les images tramées en demi -teintes sont de meme formées par la combinaison de traits impressionnés par le faisceau laser sur le matériau de la forme 15. Toutefois, ces traits ne sont pas une reproduction en fac-similé des images de la maquette 13.

Les éléments de trame sont artificiellement formés en impressionnant les traits séquentiellement. La largeur des é- lements de trame est déterminée par le nombre de traits, et la hauteur, par la durée des impulsions d'information sur la trame générées par l'amplificateur de sortie 36 et commandant le modulateur de faisceau laser 42. Les dimensions des elé- ments de trame déterminent la linéature de l'image en demiteintes tramée. Pour cette raison, dans le dispositif à laser pour la fabrication des formes d'impression la lineature est modifiée en changeant le nombre de traits des éléments de tra- me enregistrés et en modifiant le pas des traits de contraste 14 sur le cylindre 11 qui sont lus par le capteur 17.

Le schéma de formation des éléments de trame, par eexemple, avec une linéature de-40 lignes/cm, est montré aux
Fig. 4A à 4C. En référence à la Fig. 4A est décrite la formation d'une structure tramée lors de la reproduction dlun ton gris. La forme requise des impulsions de commande de trame est acquise à la sortie du comparateur 21 (Fig.2). A son entrée 23 est reçu un train d'impulsions en dents de scie 65 (Fig.4A), dont la fréquence est prédéterminée par le capteur 17 (fige2) d'impulsions de trame, conformément aux coordonnées et au temps d'émission de ces impulsions de la surface des cylindres 11 et 12 qui sont rigidement liés entre eux. La phase de ces impulsions est maintenue constante pendant que les éléments de la trame sur toute leur longueur sont impressionnés ligne par ligne.Conformément à la linéature choisie, c'est-à-dire, 300 1/ cm, la largeur totale des éléments de trame avec une linéature de 40 lignes/cm mesurée suivant une diagonale du contour de l'image est impressionnée au cours de cinq révolutions des cylindres de travail 11 et 12.

Les diagrammes temporels correspondant à cinq révolutions des cylindres de travail 11 et 12 sont désignés par a Il III Iv v a , a , a et a ou I, II, III, IV et V sont le nombre de révolutions des cylindres ll et 12 (Fig.2).

"a" désigne le groupe de révolutions des cylindres 11 et 12 pendant lesquelles est formé 11 élément de trame. Les groupes de révolutions consécutifs pour former les éléments de trame suivants sont désignés par les lettres b et c.

La combinaison du signal en dents de scie avec le signal à paliers désignée par le numéro correspondant I, II,
III, IV et ou V est maintenue pendant une révolution complète du cylindre 12 (Fig.2).

Le compte des révolutions est effectué par le compteur 48 des périodes de déplacement qui reçoit une impulsion à chaque révolution du cylindre 12 venant du capteur 46. Après cinq révolutions, à la sortie du compteur 48 est générée une impulsion envoyée à l'entrée 55 du commutateur de phases 50
En présence de ce signal, de la sortie de l'inverseur de phases 50 à l'entrée 57 du générateur 20 est appliqué un train d'impulsions de tramage qui sont décalées d'une demi-période en comparaison avec les impulsions de trame du groupe de révolutions précédent des cylindres 11, 12, ledit train d1impul- sion étant appliqué à l'entrée 54 du commutateur de phases 50 à partir de la sortie du circuit de déphasage 510 En résultat de l'action du commutateur de phases 50, la phase des impulsions d'information sur la trame est décalée d'une demi -période de répétition de ces impulsions et le faisceau laser commence à impressionner la série d'éléments de trame dans la ligne suivante, en commençant par la Sixième révolution du cylindre de travail 12.

Sur la figure 4A, les diagrammes temporels des éléments de trame qui correspondent à ces révolutions du cylindre de travail 12 sont désignés par b1, bII, b111, bIV, bV. Apurés di révolutions du cylindre 12 (Fig.2) le retour des phases des impulsions de trame à llétat initial s'effectue de la même maniere et en commençant par la onzième révolution du cylindre de travail 12, le faisceau laser commence à impressionner la I succession d'éléments Il trame I III IV V troisième sucession d'éléments de trame c , c , c , c V, c après quoi le processus est répété.

Lors de la reproduction des illustrations en noir et blanc, les éléments de trame doivent être disposés sous un angle de 450 par rapport à la génératrice du cylindre 12 (Fig.2).

A cet effet, la phase des impulsions de tramage déterminée par le circuit de déphasage 51, est décalée ae 1800 ; comme circuit de déphasage 51 on peut employer un inverseur.

La série d'impulsions en dents de scie appliquées à entrée du comparateur 21 est comparée avec une tension de référence ; comme tension de référence on peut employer un signal analogique provenant du correcteur 18. Lors de la reproduction du ton "gris", la valeur du signal analogique 66' (Fig.

4A) est choisie égale à la moitié de l'amplitude des impulsions en dents de scie 65.

Pour former les éléments de trame de forme~triangulai- re-trapézoidale permettant d'obtenir une image en demi-teintes de meilleure qualité la tension en gradins est additionnée au signal analogique à l'entrée du comparateur 21. La tension en gradins est formée par le générateur 49 en additionnant la valeur de la tension fixée dans le compteur 48 à la valeur de tension précédente. Après cinq révolutions (pour une linéature de 40 lignes/cm) sous la commande du compteur 48 la tension totale est remise a zéro et le processus est répété. En résultat d'une telle addition, le signal analogique 66 obtenu à l'entrée 22 (Fig.2) du comparateur 21 a aussi une forme périodiquement en gradins.

L'addition des impulsions en dents de scie 65 au signal analogique en gradins 66 permet d'obtenir à la sortie du comparateur 21 (Fig.2) une série d'impulsions, dont la durée déterminée par les points d'intersection des signaux comparés change avec chaque révolution des cylindres 11 et 12, la tonalite de l'image en demi-teintes étant maintenue sans variations.

Pendant la première révolution il y a impression des traits les plus longs et pendant la cinquième révolution, il y a impression des traits les plus courts.

Grâce à l'emploi du dispositif à laser suivant l'invention, lors d'un changement de tonalité de l'image-originale, non seulement la longueur bes traits dans la succession des é lents de trame, mais leur nombre aussi est sujet à un changement. Par exemple, dans le cas de ltenregistrement d'un ton gris clair (voir la Fig.4B) seulement deux traits sont impres sonnés pendant les révolutions I et II des cylindres 11, 12 dans les limites de l'élément de trame.Lors de la reproduction du ton le plus clair (voir Fig.4C) seulement un trait court est impressionné lors de la révolution I et sur le ton le plus foncé (Fig.4D) sur le dernier trait impressionné pendant la révolution V ne restent que des ruptures de longueur minimale.

Un exemple de structure tramée obtenue sur la forme d'impression est illustré aux Figures 5L et 5T avec un agrandissement de 16 fois. Les éléments de trame ont une forme triangulaire-trapézodale. Dans ce cas, la dimension minimale de 3'élément de trame "dans les lumières" est de l'ordre de 20 microns (figure 5L) et dans les "noirs" de 50 microns (Fig.

ST).

Dans le cas où le rayonnement laser est à polarisation linéaire il est contrôle au moyen d'un modulateur et pour cette raison le laser 40s employé dans le dispositif donné, assure la polarisation linéaire du rayonnement.

Le dispositif à laser pour la fabrication des formes dsimpression permet de les obtenir directement et d'éliminer les opérations intermédiaires A cet effet, le faisceau laser employé pour impressionner la forme doit être de puissance suf fisante.

Le procédé de fabrication d'une forme d'impression offset avec une vitesse de gravure d'environ 200 m/min, garantissant une haute efficacité technique et économique du dispositif faisant ltobjet de l'invention, est réalisé dans la pratique au moyen d'un laser à C02 scellé, donnant un faisceau à polarisation linéaire d'une puissance de 30 W. Ce laser est le plus économique, simple à utiliser et à fabriquer.

Toutefois, l'élément optique employé dans un laser à
C02 moderne pour assurer la polarisation linéaire du rayonnement est peu fiable. En tant qu'élément optique on utilise une plaque polie optique en NaCl ou en KC1 disposée sous un angle de Brewster par rapport à l'axe optique du laser. Cette plaque est collée à la face d'extrémité du tube à décharge dans le gaz et fait partie de l'enveloppe étanche au vide de ce tube. Compte tenu des propriétés de ces matériaux ce joint ne peut pas être fait par soudage ou brasage, et les colles connues dégagent un mélange de gaz complexe causant la dégradation rapide du mélange des gaz C02 du laser de telle façon que le laser peut être mis hors de service dans un temps impossible à contrôler.

En vue d'augmenter la fiabilité du laser à C02, on emploie comme élément polarisant un miroir métallique plan totalement réfléchissant 61 -Fig.3) faisant partie du résonateur optique du laser 40. La surface de travail du miroir 61 se trouve sous un angle de 45 + 15 par rapport à l'axe optique 62 du laser 40. La conception du système optique assure la propagation du faisceau laser dans un seul plan, ctest-à-dire que la plan d'incidence du faisceau laser sur le miroir plan totalement réfléchissant 61 du résonateur optique et le plan d' incidence du faisceau laser sur le miroir rotatif 43 (Fig.2) sont en coïncidence avec le plan d'incidence du faisceau laser sur le. modulateur 42.

Le degré de polarisation du rayonnement dépend non seulement des propriétés de 11 élément polarisant, mais aussi du nombre de réflexions du faisceau laser dans le résonateur optique du laser 40 (Fig.3) qui à son tour dépend du coefficient de réflexion du miroir de sortie 64.

Pour augmenter le degré de polarisation du rayonnement, le nombre de réflexions du faisceau laser doit être accru.

Avec un coefficient de réflexion du miroir de sortie 64 égal à 35 Mo, le degré de polarisation linéaire du rayonnement laser assuré par le miroir plan totalement réfléchissant 61 disposé obliquement est égal à 95 %, ce qui est insuffisant pour obtenir une bonne gravure de l'image par le faisceau laser. Lorsque le coefficient de réflexion du miroir de sortie 64 est supérieur à 50 %, le degré de polarisation devient supérieur à 98 60, valeur suffisant à assurer un bon fonctionnement du modulateur du faisceau laser 42.

Habituellement, une plus ou moins grande partie du rayonnement laser est réfléchie par le matériau de la forme 15 grave par le faisceau laser (Fig.2). Le rayonnement réfléchi retourne dans le résonateur optique du laser 40 en provoquant une déformation des caractéristiques du rayonnement généré par le laser 40, une instabilité du niveau de puissance et des variations du caractère de la polarisation.

Pour éliminer cet effet non contrôlable, il faut diriger le faisceau laser sortant du modulateur laser 42 sous un angle de 3 à 6 par rapport à la ligne tracée normalement à la surface de la forme 15 au point d'impact du faisceau laser sur la surface du matériau de la forme 15.

Ainsi, le dispositif à laser suivant l'invention assure la possibilité de fabrication de formes d'impression (principalement, pour l'offset) contenant des illustrations en demi-teintes et au trait et d'éliminer les opérations compliquées et laborieuses du processus de fabrication des formes d'impression.

A condition d'un choix approprié des matériaux employés pour les formes d'impression, le graveur à laser décrit peut être employé de même pour la fabrication des formes pour d'autres genres d'impression, c'est-à-dire, pour la typographie, l'héliogravure et la sérigraphie. Il est possible d'utiliser ce dispositif à laser comme dispositif de sortie dans les ensembles automatisés pour travaux d'édition avec transmission de l'information par les voies de communication.

Claims (7)

REVENDICATIONS

1 - Dispositif à laser pour la fabrication de formes dtimpression comprenant un système d'exploration synchronisée dune maquette et du matériau de la forme, un bloc de lecture électro-optique, un générateur d'impulsions de tramage relié optiquement au système d'exploration synchronisée de la maquette et du matériau de la forme, un circuit électronique connecté au bloc de lecture électro-optique et au générateur d'impulsions de tramage et destiné à produire une série de signaux de commande pour contrôler les paramètres du rayonnement laser, ledit circuit étant constitué d'un correcteur relié au bloc de lecture électro-optique, d'un comparateur dont une première entrée est reliée à la sortie du générateur d'impulsions de tramage, d'un générateur d'impulsions en dents de scie synchronisé dont l'entrée est électriquement reliée à la sortie d'un conformateur d'impulsions tandis que sa sortie est connectéeà la seconde entrée du comparateur, un amplificateur de sortie dont l'entrée est reliée électriquement à la sortie du comparateur et comprenant de même un système optique à laser pour former les images sur la surface du matériau de la forme, ledit système à laser étant constitué d'un laser,-d'un modulateur optique, qui est connecté optiquement au laser, avec un amplificateur de sortie accouplé à son entre, d'un miroir tournant disposé entre le laser et le modulateur optique et d'un bloc optique pour diriger et focaliser le rayonnement laser sur la surface à explorer de la forme, disposé entre le modulateur optique et la forme, caractérisé en ce que ledit circuit électronique comprend une voie d'image au trait pour controler le rayonnement laser lors de la formation des images au trait,qui est mise en parallèle avec une voie d'images à points destinée à contrôler le rayonnement laser lors de la formation des images à points, un commutateur de voies d'image à points et d'image au trait pour commuter automatiquement la voie dtimage au trait à la voie d'image à points et dont les première et deuxième entrées sont liées aux sorties des voies d'image au trait et d'image à points, un bloc de fixation des limites des ima ges en demi-teintes, pour former les signaux de commande en voyés au commutateur de voies d'image à points et d'image au trait, la sortie du bloc de fixation des limites des images en demi-teintes étant reliée à unetroisième entrée de ce commutateur dont la sortie est reliée à l'entrée de l'amplificateur de sortie, un modulateur à laser étant utilisé comme modulateur optique.

2 - Dispositif à laser suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en série , un capteur des périodes de déplacement du système d'exploration synchronisée de la maquette et de la forme, relié optiquement au système d'exploration, un compteur des périodes de déplacement de la forme et un générateur de tension en escalier dont la sortie est connectée à la premiere entrée du comparateur, un commutateur de phases, un circuit déphaseur dont l'entrée est réunie à une première entre du commutateur de phases et liée à la sortie du conformateur d1 impulsions et dont la sortie est connectée à une deuxième entrée du commutateur de phases, dont une troisième entrée est connectee à une deuxième sortie du compteur de périodes de déplacement de la forme qui est relié à une deuxième entrée du générateur de tension en escalier, la sortie du commutateur de phases étant reliée à l'entrée du générateur d'impulsions en dents de scie synchronisé.

3 - Dispositif à laser suivant la revendication 2, ca caractérisé en ce que le circuit déphaseur peut etre réalisé sous la forme d'un inverseur.

4 - Dispositif à laser suivant les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le laser comprend un résonateur optique constitué d'un miroir de sortie, d'un miroir sphérique totalement réfléchissant et d'un élément polarisant réalisé sous la forme d'un miroir plan totalement réfléchissant dont la surface de travail est disposée sous un angle de 45 + 15u par rapport à l'axe optique du laser, le plan d'incidence du faisceau laser sur le miroir plan totalement réfléchissant du résonateur optique et le plan d'incidence du faisceau laser sur le miroir tournant étant en coincidence avec le plan d'in cidence du faisceau laser sur le modulateur du faisceau laser et le facteur de réflexion du miroir de sortie du résonateur optique du laser étant supérieur à 50 S.

5 - Dispositif à laser suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le faisceau laser est dirigé de la sortie du modulateur sous un angle compris entre 3 et 6 par rapport à la ligne normale à la surface du matériau de la forme passant par le point de contact du faisceau laser avec la surface de la forme.

6 - Dispositif à laser, suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le modulateur du faisceau laser est réalisé sous la forme d'un modulateur électro-optique.

7 - Dispositif à laser, suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le modulateur du faisceau laser est réalisé sous la forme d'un modulateur acousto-optique.