الحفر الضوئي والطباعة الضوئية ( Photoengraving and photolithography )
☰ جدول المحتويات
الحَفْر الضوئي والطِّباعة الضوئية وسيلتان لتجهيز ألواح الطباعة بإحدى الطرق الرئيسية للطبَّع، وهي: 1- الطبِّاعة البارزة 2- طباعة الأوفست 3- الطِّباعة الغائرة. تكون الأجزاء القابلة للطَّبع في الطِّباعة الحروفية في مستوى أعلى من الأجزاء غير الطَّابعة المحيطة بالشّكل. وفي طباعة الأوفست تكون الأجزاء الطّابعة وغير الطَّابعة، في مستوى واحد. أما في الطباعة الغائرة، سواء أكانت من الألواح أم من الأسطوانات، فالأجزاء الطَّابعة تحفر تحت مستوى السَّطح غير الطَّابع.
وتُستعمل وسيلة الحفر الضوئي لتجهيز ألواح الطباعة الحروفية. كما تستعمل الطباعة الضوئية لتجهيز ألواح طباعة الأوفست. أما ألواح وأُسطوانات الطباعة الغائرة، فيتم تجهيزها بوسيلة شبيهة بالحفر الضوئي. وتعرف في أوساط المُتخَصّصين بالحفر الضوئي الغائر.
الحَفْر الضوئي بالطباعة الحروفية
 |
الحفر الضوئي والطباعة الضوئية كلاهما يحتاج إلى سالبة ضوئية من أصل المادة المعدَّة للطباعة. الصورة المظللة، المعدَّة للنسخ ـ أعلاه ـ تُصوَّر من خلال مرشِّح شبكي يقوم بتكسير الصورة إلى نقاط صغيرة على سطح السالب، التكبير أعلاه إلى اليسار يبين الترتيب النقطي. |
 |
الحفر بلا مسحوق للوح معدني مجهز ينتج صورة بارزة بوساطة التآكل الحمضي في عملية واحدة داخل الآلة، إذ يقذف الحامض مباشرة على سطح اللوح ويبدأ في إحداث التآكل الحمضي على الخلفية غير الطابعة. ولايتم التجويف الجانبي لحواف الأجزاء الطابعة لعدم تعرضها المباشر لتأثير الحامض. كما أن مواد كيميائية مضافة إلى الحمض تقوم بالترسيب على الحواف الجانبية تمنع تدهور هذه الحواف. تجهيز اللوح أو الأسطوانة للحفر الضوئي الغائر (الحفر الضوئي) |
الحفر مُوَّحد الكثافة:
وهو يجهز من مخطوطة (المادة المعدَّة للطباعة) تشتمل على الخطوط والمساحات المصمتة بلا تفاوت في درجات التظليل، كالرسوم البيانية، والجداول، والرسوم المنفَّذة بالحبر، والصفحات المفردة للتصحيح ـ البروفات.تجهيز النسخة السالبة. تصور المواد المعدة للطبع لاستخراج نسخة ضوئية سالبة. وهي قطعة من فيلم ضوئي تم تظهيره ـ وتبدو فيه درجات الظل عكس ماهي عليه في الأصل المصور، وتُثَبت المواد المعدة للطبع أمام آلة التصوير تحت إضاءة ساطعة بيضاء. وتُضْبط آلة التصوير لإخراج الحجم المطلوب للطباعة. ويتم تظهير الفيلم السالب، فتبدو الأجزاء الداكنة في الأصل فاتحة، أو شفافة في سطح الفيلم، كما تظهر الأجزاء الفاتحة في خلفية المادة المعدة للطباعة داكنة وغير شفافة على سطح الفيلم السالب.
يقوم فنيو الحفر بعد ذلك بإعداد نسخة تجميع للقطع السالبة المختلفة، ولصقها على قطعة بلاستيك شفافة. وتُفرَد نسخة التجميع هذه على لوح معدني مجهَّز بطبقة حساسة للضوء. ويجب أن يكون الجانب الملامس لسطح اللوح المعدني، هو الجانب الحامل لطبقة الغشاء الداكن في نسخ السوالب المجمَّعة. وتُستعمل الألواح المصنوعة من معادن الزنك أو النحاس أو المغنيسيوم. ثم يتم بعد ذلك ضغط نسخة التجميع على سطح اللوح المعدني داخل إطار تفريغ هوائي للطبع لإحداث أقصى درجة من الالتصاق.
ويقوم الفيلم السالب هنا مقام الرَوْسَم ـ الإستنسل ـ إذ تتمكن أشعة الإضاءة القوية من النفاذ من الأجزاء الفاتحة في الفيلم السالب ـ الأجزاء المصورة ـ إلى سطح اللوح المعدني المجهز بطبقة من محلول حساس للضوء، فتتصلب الأجزاء التي تتعرض للإضاءة، وتصير غير قابلة للإزالة، بينما تحتفظ الأجزاء الواقعة تحت المساحات الداكنة برطوبتها وقابليتها للإزالة، فيتم ذلك بغمرها بالمياه لتذويب الأجزاء الرخوة وإزالتها. وبذلك تتم عملية التظهير ـ التحميض ـ للوح المعدني ويكون محتفظًا فقط بالمساحات الصلبة الواقية من الحموض.
حفر اللوح بالحُموض. يُغمر اللوح المعدني في محلول حمضي على عدة مراحل. وتُعرف كل مرحلة بـفترة تحميض، تُزال خلالها طبقة بسيطة من السطح المعدني المحيط بالشكل. وبعد كل مرحلة ينثر مسحوق خاص على الحواف الدقيقة المحيطة بالمساحات المحفورة لتقيها من التجريف، أو التآكل الجانبي. ويُعرف هذا المسحوق باسم دم التنين. وتتكرر فترات التحميض، ونثر المسحوق عدة مرات إلى أن يُحْصَل على سطح مكتمل التفاصيل، واضح البروز.
يلجأ العديد من فنيي الحفر إلى طريقة تعرف باسم الحفر بدون مسحوق يُعرض فيها اللوح على الحموض مرة واحدة دون الحاجة لاستعمال المسحوق الواقي. وفيها يتم تثبيت اللوح بوجهه إلى أسفل داخل آلة تقذف السائل الحمضي مباشرة إلى سطح اللوح، وبذلك لاتتعرض الحواف الدقيقة للأجزاء المحفورة للتآكل الجانبي. ويحتوي السائل الحمضي على مادة كيميائية واقية تتراكم على الحواف، فتقوم بحمايتها أثناء عملية الحفر.
الحفْر المدرَّج الكثافة:
يناسب هذا النوع المواد المعدة للطباعة ذات التدرج الظلي المتصل كاللوحات المنفذة بألوان الزيت، أو الألوان المائية، والصور الضوئية الملونة، والأحادية اللون بالأبيض، والأسود. وترتكز عملية الإقناع بتوافق المادة المطبوعة، والمادة المجهزة للطباعة، على إيهام بصري للمشاهد قام بتنفيذه فني الحفر. إذا أمسكت بعدسة مكبرة ودققت النظر في سطح صورة بالأسود والأبيض في كتاب، أو صحيفة يومية، أو مجلة، لاكتشفت أنها مكونة من عدد ضخم من النقاط الصغيرة. فالأجزاء التي تزدحم فيها النقاط الكبيرة هي مساحات الظلال، وتكون إما رمادية داكنة أو سوداء. والأجزاء التي تقل فيها كثافة النقاط وحجمها هي المساحات المضاءة، وتكون إما رمادية فاتحة أو بيضاء. وتتكون هذه المتفاوتة عند تصوير المادة المعدة للطباعة من خلال مرشح شبكي لتكسير الظلال.مرشح تكسير الظلال يتكون من لوحي زجاج، كل منهما مسطر بخطوط متوازية غير شفافة. يلصق اللوحان بحيث تتعامد الخطوط المرسومة على سطحيهما، مكونة شبكية من المربعات الصغيرة. وتعتمد نعومة الشبكية أو خشونتها على عدد الخطوط في السنتيمتر المربع الواحد. وينعكس هذا بدوره على درجة كثافة النقاط. ويتفاوت عدد الخطوط في المربع مابين 18 ـ 160 خطًا، ولكن المرشِّحات الأكثر تداولاً هي التي تتراوح فيها الخطوط مابين 24 ـ 60 خطًا في السنتيمتر. وتؤثر نوعية الورق المستعمل للطباعة على اختيار حجم الشبكية ؛ فالورق ذو السطح الخشن والقابلية لامتصاص الحبر يكون أكثر تواؤمًا لطباعة الرسوم التوضيحية المنفَّذة بشبكية ناعمة. وأغلب الصحف اليومية تُطبع على ورق خشن، وتستعمل مرشحات شبكيّة كثافتها حوالي 26سطرًا في السنتيمتر، أما المجلاَّت، فتَستعمل مرشحات كثافتها حوالي 52 سطرًا في السنتيمتر، وتُطبع على نوع ناعم من الورق.
تجهيز النسخة السالبة. تُوضع المادة المعدة للطباعة أمام آلة التصوير، وتضبط الإضاءة، وتُعدَّل آلة التصوير لاستخراج سالب بمقاييس محددة. ثم يُدْخل مرشِّح الظلال في حيز يفصل بين عدسة آلة التصوير، وسطح الفيلم داخل آلة التصوير. وبالتالي يتحتم مرور الضوء المنعكس من المادة المعدة للتصوير من خلال فتحات الشبكية المربعة الدقيقة، فتتحول إلى نقاط صغيرة. وتتحول المساحة الفاتحة في المادة التي يتم تصويرها إلى نقاط سوداء أكبر حجمًا، وأشد كثافة على سطح السالب الضوئي. أما المساحات الداكنة، فيتحول الضوء القليل عليها إلى نقاط سوداء صغيرة متفرقة على السطح السالب. وعند نقل الأشكال من النسخة السالبة على اللوح المعدني، تنقلب المساحات الكثيفة ذات النقاط الكبيرة السوداء إلى مساحات فاتحة ـ موجبة ـ على سطح اللوح، إذ إن النقاط الكبيرة تمنع نفاذ الإضاءة إلى سطح اللوح عند التظهير إلا من الفجوات الصغيرة التي تفصلها، فيكون التأثير عكسيًا، فتنشأ مساحات فاتحة من نقاط صغيرة متفرقة على سطح اللوح.
حفْر اللوح بالحموض. تُعَد النسخة السالبة مُدرَّجة الكثافة بالخطوات نفسها التي أُعِدّت بها النسخة السالبة مُوحدة الكثافة ؛ إذ تُلصق مع غيرها من النسخ السالبة على نسخة التجميع، وتصوّر على لوح معدني. وبعد تظهير اللوح ؛ تزال المساحات الرخوة من المحلول الحساس للضوء.
وتتم عملية الحفر بخطوات شبيهة بما يتم في الحفر مُوحد الكثافة، وإن كانت أكثر دقة ؛ إذ يتحتم أن تتطابق درجات التظليل في المادة المطبوعة مع أصل المادة المعدَّة للطباعة. كما يجب التدقيق في ضبط عمق الفجوات المحفورة حول النقاط المكونة للمساحات المظللة. ويجب كذلك حماية الحواف المحيطة بهذه النقاط من التآكل الجانبي أو التجريف.
الحفْر للألوان:
وهو لإعداد الألواح المحفورة للاستنساخ اللوني الشامل لمواد ملونة معدة للطباعة، كاللوحات الفنية والصور الضوئية الملونة. ويقوم فني الحفر بتصوير المواد أربع مرات، وتجهيز سالب منفصل لكل من الأصفر، والأحمر، والأزرق، والأسود، وهي المكونات الأساسية للمادة الملونة. وبعد ذلك تُجهَّز الألواح من النسخ السالبة، ويخصص لوح للتحبير بواحد من الألوان الأربعة. ★ تَصَفح: الطباعة.طرق أخرى:
هناك طرق أخرى لتجهيز الحفر للطباعة البارزة تشمل استعمال آلات الحفر الفوتوغرافي الإلكترونية، وألواح البلاستيك المجهزة بالبلْمرة الضوئية.آلات الحفر الفوتوغرافي الإليكترونية. تقوم آلات الحفر الإلكترونية بمسح المادة الأصلية المعدة للطباعة بالاستعانة بشعاع ضوئي دقيق. ويقوم الضوء المنعكس من السطح بتوليد نبضات تقوم بتنشيط جهاز برأس مدبب ـ على شكل الرقم 7 يسمى قلم التسجيل. يقوم قلم التسجيل بتوضيح الخطوط، والنقاط بالخدش أو الحرق على لوح معدني أو بلاستيكي، وتتحكم قوة النبضات الإلكترونية بالتأثير على أداء القلم. أما الأجزاء البيضاء في المادة المعدة للطبع، فهي الأكثر تأثيرًا على قوة النبضات، ومن ثم يشتد أداء الرأس المدبَّب، وتكون النتيجة قطعًا أعمق. ويصير القطع ضحلاً عندما تخف النبضات بتأثير المساحات الداكنة.
ألواح البلاستيك المبلمر. تحتوي على طبقة من مادة بلاستيكية حساسة للضوء على قاعدة معدنية. يتم استعمالها في الحفر مُوَّحد الكثافة، أو الحفر مدرج الكثافة، بتعريض المادة البلاستيكية لإضاءة قوية من خلال سالب ضوئي من أجزاء السالب الضوئي. ويتصلب البلاستيك بمقدار الضوء النافذ إليه وتكون أجزاء السالب الأكثر تسريبًا للضوء هي الأجزاء الناقلة للشكل، فيشتد تصلب الغشاء البلاستيكي المطابق لها على سطح اللوح. بعد ذلك يتم رش اللوح بمحلول كيميائي يزيل الأجزاء الرخوة من الغشاء البلاستيكي، ومن ثم تبقى الصورة الصلبة واضحة البروز على سطح اللوح.
الطباعة الضوئية
الطباعة الضوئية طريقة ضوئية كيميائية لتجهيز ألواح طباعة الأوفست ويكون الشكل المعدِّ للطبع في مستوى الخلفية نفسه ـ غير الطابعة ـ المحيطة بالشكل على سطح اللوح. وطباعة الأوفست مؤسسة على حقيقة عدم امتزاج الزيت بالماء. فيتم تجهيز المساحات التي يراد طبعها بمعالجة كيميائية تجعل هذه المساحات ذات قابلية طاردة للماء الذي تبثه أُسطوانات تسوية مشبعة بالماء، فيتم ترطيب الأجزاء غير الطابعة. وهذه القابلية نفسها تجعل من السهل على أُسطوانات التحبير الأخرى معاودة تحبير الأشكال الطابعة بالحبر الدهني، مع عدم المساس بالخلفية غير الطابعة التي يقوم الماء بحمايتها أثناء عملية الطبع.
ولايتم طبع الأشكال المحبَّرة على الورق بطريقة مباشرة، بل يتم نقلها من سطح اللوح الطباعي بطريقة إسقاط الشكل على سطح غطاء مطاطي لأسطوانة آلة الطباعة التي تقوم بدورها بإسقاطه على الورق. وطباعة الليثوغرافيا، أو الأوفست تُعْرف بأحد اسميها المختصرين ليثو أو أوفست.
تجهيز النسخة السالبة:
إن أولى خطوات التجهيز في الطباعة الضوئية هي تصوير المادة المعدة للطباعة، بما فيها النماذج المطبوعة للتصحيح (التجارب). وتتشابه هذه العملية مع عملية الإعداد للحفر الضوئي. تصوَّر المواد موحدة الكثافة متضمنة التجارب، بينما تُصوَّر المواد مدرَّجة الكثافة منفصلة عنها، حيث تُصوَّر بمرشح شبكي لتحويل أجزائها المظللة إلى مساحات نقطية. وبعد تجهيز النسخ السالبة تجمع على نسخة تجميع بالنسق الذي ستظهر به متونًا ورسومًا توضيحية بعد الطباعة. بعد ذلك، تُنْقل المواد المصورة في نسخة التجميع على ألواح طباعة الأوفست.تجهيز لوح الطباعة:
يتم إعداد أنواع كثيرة من ألواح طباعة الأوفست، ولكن الأنواع الأكثر استعمالاً تقع في ثلاث مجموعات: 1- ألواح المعالجة السطحية 2- ألواح المعالجة العميقة 3- ألواح المعادن المزدوجة.ألواح المعالجة السطحية تُصنع عادة في شكل ألواح رقيقة من معدن الألومنيوم المغطى بطبقة من مادة حساسة للضوء. ويقوم فني التجهيز بطلاء المادة الحساسة على سطح اللوح، أو الاعتماد على ألواح سابقة التحسيس وتكون تامة التحسيس عند شرائها، وتُحفظ بعيدًا عن الضوء إلى حين استعمالها. أما الألواح التي يقوم فني الحفر بطلائها، فيجب استعمالها خلال فترة قصيرة، إذ إن طول التخزين يساعد على تصلب المادة الحساسة للضوء مما يجعلها غير صالحة للاستعمال.
وتُفْرَد نسخة التجميع السالبة على سطح اللوح داخل إطار يعمل بالتفريغ الهوائي، وتُسلَّط إضاءة قوية على سطح اللوح من خلال سوالب نسخة التجميع، فتتصلب المادة الحسَّاسة للضوء، تحت الأجزاء الشفافة من النسخ السالبة. وتقوم الأجزاء المعتمة في النسخ السالبة بحجب الضوء عن المادة الحساسة فتحتفظ بطبيعتها الرخوة. ويتم بعد ذلك سكب محلول يعرف باسم حبر التظهير على سطح اللوح الذي تم تعريضه للضوء. ويُغسل اللوح بعد ذلك بالماء. فيزول ماتبقى من المادة الرخوة من المساحات غير الطابعة. وتبقى على السطح المساحات الصلبة الطاردة للماء والقابلة للتحبير.
ألواح المعالجة العمقية . تجهَّز بطريقة شبيهة بألواح المعالجة السطحية. ولكن نسخة التجميع المعتمدة تكون من نُسخ موجبة وليست سالبة. وللحصول على نسخة موجبة، يُعاد تصوير النسخة السالبة أو تطبع على الورق الفيلمي الشفاف. وتفرد نسخة التجميع الموجبة على سطح اللوح المعالج بالمادة الحساسة للضوء. وبعد التعريض للإضاءة، تتصلب الأجزء الفاتحة ـ غير الطابعة ـ وتُزال المادة الرخوة من الأجزاء الطابعة. ثم تُعالج هذه الأجزاء بالحموض التي تقوم بإذابة طبقة رقيقة من مستوى السطح هي حدود الشكل المراد طبعه. بعد ذلك، تتم معالجة هذا الجزء بمحلول الْلَّك لتكون أكثر قابلية للتحبير.
ألواح المعادن المزدوجة. تُصنع من نوعين من المعادن، طبقة فوق طبقة. والنحاس أحد هذه المعادن وله قابلية طبيعية للتحبير. والمعدن الآخر هو معدن الكروم أو الألومنيوم، أو معدن آخر له قابلية جذب الماء. ويكوّن النحاس الطبقة السفلى أو العليا مع المعدن الآخر. وعند التجهيز للحفر، يمكن استعمال نسخ التجميع بنوعيها السالب والموجب. ومن هذه الألواح المزدوجة نوع يكثر استعماله، وهو مكون من طبقة من الكروم فوق طبقة من النحاس. وتفرد نسخة موجبة على سطح الكروم المعالج بمادة التحسيس الضوئي. ويُعرَّض للإضاءة فتتصلب المساحات غير الطابعة. وبعد إزالة ما تبقى من مادة التحسيس الرخوة، تبقى بعض مساحات معدن الكروم بدون حماية، فتقوم الحموض بإزالتها فتنكشف الطبقة النحاسية أسفلها. ويتم في الوقت نفسه إزالة القشرة الصلبة من الأجزاء المتبقية من طبقة الكروم ـ غير الطابعة ـ بقابليتها للترطيب بالماء.
الحفر الضوئي
الحفر الضوئي طريقة للحفر، تجهَّز فيها الأشكال الطابعة تحت مستوى المساحات غير الطابعة في سطح اللوح. وتُستعمل هذه الطريقة لتجهيز الأسطح المطلية بطبقة نحاسية من الأسطوانات الضخمة الملحقة بآلة الطباعة، أو الألواح الرقيقة التي تثبَّت على أُسطوانات طابعة. وعند عملية الطبع تدور الأسطوانات داخل مستودع للحبر، فتمتلئ به الخلايا الغائرة في الأشكال المحفورة على السطح الطباعي. ويقوم نصل رفيع بمسح الحبر من الأجزاء غير الطابعة في السطح. ويتم ضغط الورق فوق الأسطوانات، فينتقل الحبر إلى الورق.
 |
 الحفر الضوئي الغائر |
تجهيز النسخة السالبة:
يجب تصوير كل المادة المعدَّة للطباعة بطريقة الحفر الضوئي. وطريقة التصوير الضوئي لاتختلف كثيرًا عن الطرق المتبعة في تصوير مواد الطباعة البارزة ـ الحروفية ـ وطباعة الليثو، ولكنها تختلف في عدم استعمال المرشِّح الشبكي لتصوير المواد المدرَّجة التظليل، بل يتم تجهيز نسخ موجبة شفافة ـ من النسخ السالبة. ويتم تبويب هذه النسخ الموجبة من متون ورسوم توضيحية تمامًا كما ستظهر بعد الطباعة. وبدلاً من تعريضها للإضاءة فوق لوح محسَّس للضوء، يتم تعريضها للإضاءة فوق قطعة من الورق الكربوني. وهو نوع من الورق المعالج بمادة جيلاتينية حساسة للضوء، سبق تعريضه للإضاءة خلف مرشح شبكي يُعرف باسم مرشح الحفر الضوئي. أما ترتيب خطوط شبكية هذا المرشح، فتختلف عن خطوط الشبكية المستعملة في تصوير المواد المعدة للطباعة البارزة. فهي ليست سوداء متعامدة مكونة لمربعات شفافة، بل هي على العكس من ذلك، خطوط شفافة تتعامد فتكوِّن مربعات معتمة. وبعد التعريض للإضاءة خلف مرشح الحفر الضوئي، تصبح قطعة الورق الكربوني حاملة للشكل الخفيّ للتقسيم الشبكي، وقد تصلبت خطوطه من تأثير الإضاءة.بعد ذلك تُطبع الأشكال الموجبة على الورق الكربوني بعد إعداده. وعندما يسقط الضوء النافذ من أجزاء الصور الموجبة على المربعات الجيلاتينية تتصلب بدرجات متفاوتة. فالأجزاء الداكنة في الصور الموجبة تمنع الضوء من الوصول إلى مربعات الجيلاتين على اللوح، فتحافظ على رخاوتها. أما المساحات الفاتحة في النسخ الموجبة. فتمكن كميات من الضوء كبيرة من الوصول إلى الجيلاتين فتتصلب مربعات الجيلاتين تحت هذه المساحات.
 |
طباعة أوفست |
حفر اللوح أو الأسطوانة بالحموض:
يتم وضع الورق الكربوني على اللوح النحاسي، أو سطح الأسطوانة المطلي بالنحاس بجانبه المغطى بالجيلاتين، ملاصقًا للنحاس ويُغمر بالماء. وعندما تبتل طبقة الجيلاتين يُنزع الغلاف الورقي. وتكرر العملية إلى أن يزال كل أثر للجيلاتين المذاب. وتبقى آلاف المربعات الصغيرة متفاوتة السُمك من مادة الجيلاتين الصلبة على السطح المعدني. وتغطي أكثر الحبيبات المربعة سمكًا الأماكن الواقعة تحت المساحات الفاتحة من الصور الموجبة (بينما تكون أقل المربعات سمكًا تحت المساحات الداكنة).وبعد ذلك، تبدأ عملية الحفر، فتأخذ الحموض في إحداث تآكل السطح النحاسي من خلال فجوات الطبقة الجيلاتينية المتفاوتة السُمك، مخلفة خلايا أو ثقوبًا صغيرة على السطح النحاسي. ويكون التأثير الحمضي أسرع بين فجوات الأجزاء الرقيقة، ويكون بطيئًا وضحلاً في الأجزاء السميكة. وفي أثناء الطباعة تتكوَّن الأجزاء الداكنة من المساحات ذات الخلايا العميقة، الأكثر احتفاظًا بالحبر، بينما تبقى الخلايا الضحلة أقل احتفاظًا بالحبر، فينحصر تأثيرها في طباعة الظلال الفاتحة.
ويمكن التعرف على طباعة الحفر الضوئي من ظهور المعالجة النقطية في طباعة كل من الرسوم التوضيحية والمتون. أما الطباعة الحروفية البارزة، وطباعة الليثو، فالرسوم التوضيحية المظللة وحدها هي التي تنفرد بهذه المعالجة.