Reprographes LASER

 
 
SOMMAIRE
Architecture générale
Connexion des modalités
Types de sources
Modulation du faisceau LASER
Déviation du faisceau laser
Chaine optique de focalisation
Impression du film
Films laser
Exemples de données techniques
Reprographes laser "à sec"
 
Le but des reprographes est de reproduire sur un film une image visualisée sur un écran vidéo (modalités numériques)

Les reprographes vidéo ont été d'abord utilisés, il s'agissait de photographier l'écran vidéo. De nombreux inconvéniants ont conduit aux reprographes laser (déformation du signal dûe au balayage de l'écran, à la chaîne optique utilisée ...)

Les reprographes laser présentent une haute résolution, une absence de bruit de fond, et permettent de mémoriser les informations.

Principe:     - Modulation d'un faisceau laser très fin afin que chaque élément de l'image reçoive la quantité de lumière désirée.
                   - Guidage du faisceau de manière que chaque élément de l'image soit exploré.

Les reprographes laser sont caractérisés par:      - Le type de source
                                                                         - Le type de modulation du faisceau laser.
                                                                         - La qualité de la chaîne optique
                                                                         - La position du film pendant l'exposition.
 
 

Architecture générale


 
 
 

Connexion des modalités
 
 

Il est possible de connecter une dizaine de modalités sur un reprographe laser.

Les premiers reprographes utilisaient une architecture basée sur le disque dur, ce qui demandait de définir les priorités d'impression en fonction de la modalité.

Les reprographes plus récents sont conçus selon une architecture en multimodalité:

Chaque source possède sa RAM (mémoire de 16 à 128 Mo en fonction de la taille de la matrice), fixée sur un module indépendant.
Chaque module d'entrée possède sa propre table de conversion (Loock Up Table ou LUT)

ex:    1 image 5122   = 0,25 Mo
         1 image 10242 = 2 Mo

          Un échographe 2562 & un module de 32 Mo permettent de stocker  32.000.000 / 2562 = 488 images
          Une table numérisée 10242 & un module de 64 Mo permettent de stocker 64.000.000 / 10242 = 64 images.


 

Les interfaces peuvent être analogiques ou numériques.
La connexion aux normes DICOM permet de se connecter sans traducteur (MIG = Medical Imaging Gateway).

Les connexions s'effectuent par cable coaxial (distance inférieure à 3 mètres) ou par fibre optique (jusqu'à 1 kilomètre, signal numérique.)
 
 
 
 

Types de sources
 

La source lumineuse utilisée pour impressionner le film est de type LASER (Light Amplification by Stimulating Emission of Radiation)

La lumière obtenue est cohérente et monochromatique, permettant une déflexion et une focalisation du faisceau lumineux.

La dispersion est infime par rapport à la distance de propagation, et elle permet le maintien d'une forte concentration d'énergie sur une surface très faible.

Types de LASER:          Lasers à solides:    Rubis (Alumine + ions chrome) 694,3 nm
                                                                   Verres au néodyme  1060 nm
                                                                   YAG (Yttrium Aluminium Garnet dopé au néodyme) 1060 nm
                                                              Semi-conducteurs

                                 Lasers à gaz :    Hélium-Néon  632,8 nm
                                                               CO2  960 ou 1060 nm

                                      Lasers chimiques :     Fluor-hydrogène ; Fluor-deutérium

                                      Lasers à vapeur métalliques :    Hélium-Cadmium   441,6 & 325 nm

                                      Lasers à Iode ; lasers à colorants :    accordables sur plus de 300 nm.
 

Les LASER utilisés en reprographie sont:

Le laser He/Ne :     Composé de 85% d'Hélium et de 15% de Néon
                               Emet à 633 nm (rouge)
                               Nécessite un amorçage de 600V, puis la modulation du faisceau nécessite 2 V.
                               La taille du faisceau est de 80 microns.

La Diode:                2 particules solides émettent un flux de lumière cohérente sous excitation éléctrique.

                                ex: assemblage de 2 semi-conducteurs de même nature, dopés différemment (p ou n)
                                      Un semi-conducteur étant un corps non métallique qui conduit imparfaitement l'électricité, et dont
                                       la résistivité diminue si la température augmente.

                                     Silicium/Germanium , ou Germanium/Arsenic (Imation)

                                Ne nécessite pas de temps de chauffe
                                Moins d'inertie aux changements d'énergie que le laser He/Ne.
                                L'alimentation et la modulation ne nécéssitent qu'une tension inférieure à 1 mV.
                                L'émission se fait dans le rouge ou dans l'infra-rouge (820 nm)
                                pas de perte de rendement (très longue durée de vie)


 
 

Modulation du faisceau LASER
 

Plusieurs techniques peuvent être employées:

Les filtre polarisants      De fines aiguillees de cristaux d'héropathite sont dispersés dans une feuille plastique.
                                            L'étirement à chaud provoque l'alignement des aiguilles parrallèlement à la direction imposée.
                                            L'orientation des aiguilles par rapport au vecteur électrique livre plus ou moins passage au flux lumineux, on
                                             peut faire varier ainsi l'intensité du flux lumineux de façon continue.

Les cristaux biréfringeants    Ils peuvent diviser le faisceau laser en deux faisceaux secondaires, polarisés perpendiculairement entre-eux,
                                                  et donc facilement modulables.

Les prismes de Nicol     Spath coupé obliquement sous un angle de 35°, recollé à l'aide de baume du Canada.
                                           Décompose le faisceau en deux composantes facilement modulables.

Les cellules de Kerr   Très souvent utilisées
                                       Deux surfaces planes sont placées en regard l'une de l'autre, l'espace intermédiaire étant rempli de liquide
                                        (sulfure de carbone).
                                       Quand le faisceau polarisé linéairement traverse le liquide, un champ électrique est appliqué, qui provoque une
                                        polarisation angulaire (filtrage)

Les cellules de Pockels    Même principe, mais le liquide est du phosphate d'ammonium et de potassium.

Les cellules acousto-optiques   Ce sont les plus répandues car elles permettent également la déviation du faisceau.
                                                       Un transducteur piezo-électrique donne une onde ultra-sonore dans un milieu liquide ou solide.
                                                       L'onde donne un réseau de compression, qui modifie l'indice de réfraction du milieu, ce qui
                                                        provoque le diffraction du faisceau laser.

 
 
 
 
 
 
 


Déviation du faisceau laser
 

Déviateurs électromécaniques :   Il s'agit de miroirs mono ou multifacettes
                                                     (pyramidaux ou polygonaux, 10 ou 12 facettes, chaque facette correspondant à une ligne)


 

Déviateurs acousto-optiques     En faisant varier la fréquence acoustique, on entraine une déviation de l'onde diffractée.
 

Déviateurs holographiques      Donnent un balayage de haute qualité par des moyens purement optiques.

Les réseaux holographiques ont la propriété de pouvoir dévier et focaliser en un point, un faisceau lumineux monochromatique.
La rotation du réseau entraine la rotation du point lumineux et la formation de l'image.
 


 

Chaine optique de focalisation
 

Expanseur de faisceau            Une fente permet de ne conserver que le faisceau utile issu du modulateur
                                                             Des lentilles conservent le diamètre du faisceau égal, quelque soit la distance au film.

Miroirs de renvoi       Déterminent l'orientation du faisceau jusqu'au film.

Obturateur      Coupe le faisceau laser à la fin de chaque ligne.

Polarisateur     Adapte l'intensité lumineuse à la sensibilité du film.
                                Compense d'éventuelles fluctuations de l'intensité lumineuse du laser.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Impression du film
 
Film sur tambour      Le film est enroulé sur un tambour dont la rotation permet le balayage longitudinal.
                                             L'angle d'incidence du faisceau laser sur le film est de 90° (évite les distorsions)


                                KODAK ECTASCAN LASER PRINTER


                                    AGFA SCOPIX COMPACT L
 
 

Film impressionné à plat     Le film peut être mobile, un miroir polygonal assure le balayage (Imation).
                                                            Si le film est fixe, l'angle d'incidence varie suivant la position, mais la stabilité est totale,
                                                                évitant les artéfacts de "lignage" (Laser Imager Linx de Du Pont)


                                            IMATION LASER IMAGER         1- DIODE LASER ET COLIMATEUR
                                                                                                     2- MIROIR DE RENVOI
                                                                                                     3- MIROIR POLYGONAL À 10 FACETTES
                                                                                                     4- LENTILLE
                                                                                                     5- MIROIR DE RENVOI SUR TAMBOUR
                                                                                                     6- DÉTECTION DE DÉBUT DE LIGNE
 
 
 
 
 
 

Films laser
 

Ce sont des films monocouches.
Leur sensibilité chromatique dépend de la source laser utilisée (He/Ne 630 nm ou diode 720 à 820 nm)
La base peut comporter un pigment bleu (diminution de l'éblouissement)
Le contraste peut être moyen ou élevé.

ex:        FUJI:        He/Ne   Contraste moyen      LI-HM (base bleue)
                                                                          LI-HMc (base claire)
                                           Haut contraste         LI-RM
 

                          Infra-rouge   Contraste moyen     LI-GM (base bleue)
                                                                                  LI-GMc (base claire
                                                    Haut contraste        LI-IM (base bleue)
                                                                                  LI-IMc (base claire)


 
 
 
 

Exemples de données techniques
 

IMATION Laser Imager 969 HQ  Diode IR (820 nm) , Quantification sur 8 à 10 bits
                                                                                          Film plat et  mobile - miroir polygonal
                                                                                          Densitomètre intégré

FUJI            Modèle FL-IM (2636 ou 3543)      Diode laser 780 nm  ; sur 12 bits

AGFA    Matrix Compact L                              Laser He/Ne rouge visible
                                                                                          Modulation opto-acoustique
                                                                                          Tambour et pentaprisme

KODAK    Ektascan 1120                                     Diode IR ; 12 bits

              Ektascan 2180                         Diode rouge visible ; 12 bits (opto-acoustique)
                                                                                          Tambour et miroir polygonal
 
 
 
 
 
 
 
 

Reprographes laser "à sec"
 

Offre industrielle

Les reprographes laser des différentes firmes présentent des (hautes) performances équivalentes.
Le point faible étant la partie développement du film, responsable de la plupart des dérives de densité (entre autres).
D'autre part, les préoccupations écologiques induisent de nombreuses contraintes aux constructeurs (rejets des effluents, consommation d'eau etc...)

Ceci est résolu grâce à la révélation de l'image latente "à sec"
Les avantages de cette technique sont nombreux:      Absence de produits chimiques
                                                                                Aucune consommation d'eau
                                                                                Pas de raccordement de plomberie
                                                                                Aucune contrainte de rejets
                                                                                Inutilité de la chambre noire
                                                                                Aucun entretien de la développeuse
                                                                                Gain en surface (mètres carrés).....
 

Principe

Le développement de l'image latente s'effectue par THERMOPHOTOGRAPHIE, MICRO-INSOLATION, TECHNOLOGIE HELIOS.
 
 
 

Thermophotographie

Un faisceau laser modulé impressionne un film argentique.
La constitution du film est identique à celle du film classique:          Couche protectrice
                                                                                                    Emulsion argentique
                                                                                                    Base polyester
                                                                                                    Couche anti-halo
 

L'image latente est révélée lors du passage  du film sur un tambour chauffé à 121°C.
La chaleur révele l'image.
 

Exemples

IMATION        DryView 8700 (1995)       14" x 17" (36x43 cm)
                         DryView 8500                   11" x 14" (28x35 cm) ; 325 dpi
                         DryView 8300                   8" x 10" (20x25 cm) ; 300 dpi
                         DryView 8100 (1998)       Une seule entrée (poste périphérique)
                         DryView 7000                   Duplicateur de films + repro
                         DryView 8600 (1998)        20x25, HR (650 dpi, 5065x6400 , pixel 38 microns)
                                                                    pour mammographie numérisée
                         DryView 8800                    Multi-input manager (8 modalités)
 
 
 
 

Micro-insolation
 

Il s'agit de la modulation thermique du signal électrique par l'intermédiaire d'une tête thermique (180°C)
L'émulsion thermosensible est microporeuse, elles contient des micro-capsules qui deviennnent poreuses sous l'action de la chaleur.
L'émulsion ne contient pas d'argent.

Exemples

AGFA              Drystar 3000                       Formats 26x36 , 35x35 , 36x43
                                                                     300 dpi (Dots Per Inch ou Points par pouce)
                        Drystar 2000 noir et blanc   Format 20x25

FUJI                FMDP 2636                         Format 26x36 (lecteur d'ERLM ACS3)
                                                                     Résolution 300 dpi (pixel 85 microns)
                                                                     11 bits (2048 niveaux de gris)

                         FMDP 3643                         300 dpi, 2048 niveaux de gris, 50 films/h
 
 
 
 
 

Technologie Hélios
 

Utilise un support polyester carboné insensible à la lumière du jour.
On obtient plus de 4000 niveaux de gris par juxtaposition de micro-éléments noirs ou blancs, obtenus à partir d'un faisceau laser.
Le faisceau laser n'est pas modulé, la répartition des pixels noirs ou blancs permet d'obtenir des niveaux de gris différents.
Un pixel peut contenir 4320 points élémentaires.

Exemples

STERLING (anc. Polaroïd)        LINX DIGITAL 200 (ancien modèle 810)        1992 , format 20x25 (US , MN)
                                                  LINX DIGITAL 400 (ancien modèle 1417)      1994 , format 36x43