1.5 CTP发展过程中的一些关键技术

1.5.1 感光度

在CTP开发之初，由于激光光源多数在可见光至红外光区域，PS版的感光层一时又很难从紫外区域向长波区域推移，所以最早应用的CTP版材是双层复合版。它是在现有的PS版感光层上再涂以银盐感光层，这样所得印版很容易被一般激光光源扫描，经过银盐显影处理后，再用紫外光源对底层的树脂感光层曝光，经过再显影后得到印版。这种方法虽然可以达到激光制版的目的，但是它的两次曝光两次显影，并未显示出激光制版的优点，从表面上看这一方法似乎去掉了胶片，然而它只是把银盐感光层转移到原有的PS版的涂层上去了，因而这种方法可以说是CTP版材的初级过渡阶段。

CTP系统的感光与PS版的感光机理最大的不同是PS版曝光采用紫外光点光源。在晒版时，除了直接照射外还有散射、折射光存在，光能的损失很大，而激光制版系统的激光光源多是单色光，一般选择一种波长或一段波长范围，这是激光制版设备先进之所在。随着科学技术的发展，激光器的改进，使我们对于CTP系统的选择余地愈来愈大，现在的激光光源的光谱区域可以从350nm到1200nm范围内，这也就是说从紫外光区域，到可见光区域（蓝紫光到红光），一直到红外光谱区域都有相应的激光设备，这样就使激光版材的选择更加广泛。各种感光层曝光所需光能也在不断地进步。比如第一代热敏树脂版，感光度要在数百mJ/cm2左右，现如今几十毫焦耳也就可以了。就普通PS版而言，不论是光解型还是光聚合型版，目前曝光所需光能都比较高，即使是采用紫外激光技术，由于其激光管的能量所限，选择低功率激光曝光为佳，一般一张对开版材在1～2min内完成扫描工作是合理的，再长时间就显示不出CTP系统的优越性了。现有感光材料感光度范围见表1-2所示。

紫激光CTP技术采用感光度非常高的光聚合版材，无须很高能量就能让涂层产生化学反应，速度快，另外，因为激光的能量分布呈高斯曲线型，网点存在从中心到边缘的递减，网点粗糙，所以主要应用于报业印刷，在中小型商业印刷市场也占有一定的份额。随着激光技术的快速发展，405nm紫激光二极管最大功率已达200mW，这为传统版材的直接制版应用打开了新的空间。继德国贝斯印推出UV-Setter CTcP制版系统后，2006年瑞士洛桑公司利用60mW的405nm紫激光二极管，成功开发出了Xpose！直接制版系统，实现了利用传统版材直接成像制版。

1.5.2 GLV栅状光阀器件

光阀激光技术，是目前热敏技术的要点，不同的CTP生产厂家，都会不同程度用到类似的相关技术，如今的热敏激光头功率最高可达到100W，可令CTP的生产速度大大提升，从标准的每小时16张至70余张，都有厂家在生产，解决了此前热敏CTP的生产速度问题。

GLV，是Grating Light Valve的缩写，直译是“栅状光阀”或“光栅光阀”。栅状光阀成像系统是一种全新的高精度光电调制器。该技术由美国多家公司及日本索尼公司相继研究了十多年，目前已成功地应用于高清晰度电视显示上。该技术最先是由美国斯坦福大学的戴维·布鲁姆教授和其学生发明，并获得专利。于1994年交由美国SLM（Silicon Light Machines，译为硅光机）公司开发，1998年由于财务困境曾公开展示寻求合作，2000年由日本索尼公司与其签约获得技术转让继续研制，最终取得成功。

GLV栅状光阀与DMD微镜器件，都是依靠静电驱动微型机械部件，对入射光的强度和反射方向进行控制的器件，它们同属于“微机电系统”（Micro Electro Mechanical System），简称MEMS。不同的是，微镜器件是由微小的镜子阵列组成一个面阵，而GLV是一个线阵式硅芯片器件，只能产生一条竖直的线阵式像素，要变成一个平面图像，还要依靠光学的扫描方法。

光阀技术是一种能适应高速制版作业的曝光系统，它由微小的硅金属陶瓷芯片排列而成。芯片受到外加电场作用时会关闭或开启，达到控制激光的作用，从而可让不同的光束瞬间在热敏版表面上进行曝光。

由于GLV是由一个个单元组成的，采用微细加工技术可以很容易得到多个单元的阵列，且每个单元响应速度快，采用这种方法可以达到几百路同时快速扫描，大大提高成像的速度。又由于GLV的基体材料是硅，可以承受极高的光强而不会损坏，可以满足CTP直接制版机上对扫描光强的需要。

GLV作为一种MEMS器件，其加工工艺极其重要。在微加工工艺中会应用到薄膜理论、光刻理论、光刻胶、刻蚀等步骤的具体过程。GLV由于线宽小，所以保持光刻胶图形不发生变形和良好的附着性能对其影响巨大。

GLV栅状光阀器件结构精巧复杂，使用了激光光源和机械旋转装置，这些导致高成本的弱点，妨碍了在消费类产品中普及。但是，它的精密显示和线阵排列的特点，在CTP上得到了很好的运用。

爱克发公司于2002年成功推出了结合GLV及多种创新技术和专利为一身的新一代高清晰度直接制版机（HD-CTP）-Xcalibur 45。2003年2月10日，爱克发公司在比利时宣布，在最畅销的Xcalibur 45全尺寸的热感应电脑直接制版机中，采用了GLV可变光栅技术，并已正式开始供货。该公司宣称“GLV可变光栅原本是大尺寸高画质投影电视（HDTV）所使用的技术，爱克发是第一家将此技术应用于印前和印刷市场的公司，GLV是专利的高画质电脑直接制版系统（HD-CTP）技术能突破的重要因素，它可以将单一激光束利用可变光栅的技术分解成240束以上的激光来进行连续的曝光成点。精准且稳定的成像系统，能产生超乎预期的影像品质和精确的画面。

GLV可变光栅技术可产生独特的智慧型网点结构，印刷再现力佳。优异的结构设计，使占地面积大幅缩小，让空间利用更有效率。

GLV光栅光阀是一个硅芯片，其功能是把带有曝光信息的电信号加载在激光束上，通过改变激光束的强度，来实现高精度、高速度的曝光。从结构上看，GLV芯片表面由一排微小的、并排排列的金属晶片构成，每个晶片在外加电场的作用下都可向下弯曲。在没有电场作用时，这些晶片是直立的，它的表面像镜子一样将入射光反射，反射的光被吸收，不会到达印版的表面。如果晶片在外加电场的作用下因静电效应而被弯曲，反射角就会改变，发生所谓光的衍射现象，因衍射而偏转的激光则能够到达印版的表面。简单的说就是通过对每个晶片施加不同的电压来决定印版表面是否曝光。

每个晶片长度为20μm，宽度为5μm；晶片能够高速运动，每秒可实现5000万次弯曲和弹回。爱克发将这种芯片整合在一个激光束投射的光学系统中，这个光学系统中包含一个830nm的红外线激光器，激光通过一个线性光学模块被均匀的分成240束子激光，这些激光束在强度上始终是一致的。GLV调制器在结构上相对简单，而生成网点的速度和精度却是其他多光束激光调制器所无法比拟的。

1.5.3 多功能装置

CTP制版中最令用户担心的是打孔套准问题。但现在多数大幅面CTP完全可以内置联机打孔装置，这样版材在进入CTP之前或曝光后，联机打孔装置便会工作，实现极高的印刷套准精度，降低因印版定位不正确而带来的曝光误差精度，精准打孔可以显著缩短印刷准备时间，大大提高印刷生产效率。自动装版装置可以保证稳定输送印版，并能自动抽取衬纸，令整个流程更加自动化，更有厂家开发新型上版装置，可以一次上入500～1000张版材，如柯达的APL装置，令上版过程变得轻松无比。而加入的双版曝光模式，两个激光头同时对两张印版进行曝光，令生产速度进一步提升。图1-4为带有多功能装置的CTP。