Оптический привод

Различия дисков DVD плюс и DVD минус

На сегодняшний день, с точки зрения конечного пользователя, серьезной разницы между этими типами дисков нет. Единственное серьезное различие касается старых (до 2002-2003 годов выпуска) бытовых DVD плееров и компьютерных DVD приводов. Широко распространено мнение, что на таких старых аппаратах лучше (чаще) читаются диски DVD-R (то есть однократные диски типа DVD минус), в то время как диски DVD-RW, DVD+RW и DVD+R могут быть нечитабельны.

На большинстве современных приводов, как бытовых так и компьютерных, записанные диски DVD-R и DVD+R должны читаться без проблем. Но с дисками DVD-RW, DVD+RW возможны проблемы совместимости. Такие диски могут быть не читабельны на многих бытовых и компьютерных приводах.

Оптический привод

Оптический привод — устройство, предназначенное для считывания и записи информации на оптические носители (диски). Механическая часть привода, управляемая его микросхемой, обеспечивает вращение в нем диска и считывание с него данных при помощи лазера и системы линз. В зависимости от типов используемых носителей, бывают приводы для чтения/записи CD, DVD и Blu-Ray.

Принцип, по которому работают современные оптические носители информации, используется довольно давно. По своей сути, CD, DVD или Blu-Ray - не что иное, как усовершенствованная виниловая грампластинка. Данные на этих носителях хранятся в виде очень тонкой спиральной дорожки, нанесенной на специальный защищенный слой диска и стоящей из микроскопических углублений и промежутков между ними. Эти углубления называются питами (англ. pit — углубление), а промежутки - лендами (англ. land — пространство). Под увеличением их можно хорошо рассмотреть. Считывание производится при помощи лазера, который, отражаясь от поверхности вращающегося диска, попадает на фотоэлемент. Отражение с огромной скоростью изменяется в соответствии со структурой питов и лендов дорожки, передавая таким образом информацию, зашифрованную в ней. Затем это «дрожание лазера» дешифруется согласно определенным алгоритмам.

Первым оптическим носителем, разработанным еще в 1979 году, стал компакт-диск (англ.Compact Disc, CD). Глубина питов этого носителя составляет около 100 нм, ширина - 500 нм. Минимальная длина пита CD - от 850 нм. Шаг между дорожками спирали - около 1,5 мкм. Оптическийпривод для чтения CD использует красный лазер с длиной волны 780 нм, который фокусируется на рабочей поверхности в точку диаметром около 1,2 мкм (для лучшего представления: толщина человеческого волоса составляет около 50 мкм или 50000 нм).

Изначально CD создавался как носитель звуковой информации (Audio CD). Немного позже его начали использовать дляхранения в двоичном коде других данных. Формат записи Audio CD и CD с данными отличается, поэтому обычные проигрыватели не могут считывать информацию с немузыкальных компакт-дисков.

Первые диски были CD-ROM (Read Only Memory – только с возможностью чтения) и производились по специальной технологии (возможность записи в «домашних» условиях отсутствовала). Позже разработали носители, в которых питы представляли собой не углубления, а участки видоизмененной поверхности с высоким светопоглащением, возникающие под специальным воздействием лазера. Также как и в случае с углубленными питами, технология обеспечивала нужное изменение интенсивности отражения лазера и считывание данных, закодированных в дорожке. Благодаря этому появились диски типов CD-R и CD-RW (с возможность записи и неоднократной перезаписи пользователями соответственно).

DVD – носитель, который появился несколько позже, имеет тот же физический размер и принципы работы, что и CD, но использует очень плотную рабочую поверхность. За счет более «миниатюрной» структуры дорожки и более тонкого красного лазера с длиной волны всего 650 нм, DVD способен хранить в несколько раз больше данных.

Изначально DVD разрабатывался как альтернатива морально устаревшим видеокассетам дляхранения видеоинформации и поэтому назывался Digital Video Disc (цифровой видеодиск). Но носители этого вида чудесно подошли и для записи других типов данных. Аббревиатуру DVD при этом начали трактовать как Digital Versatile Disc - цифровой многоцелевой диск. Но официальной такая расшифровка не является.

В зависимости от типов хранимых данных, DVD бывают следующих типов: DVD-видео, DVD-Audio (качество звука значительно выше, чем на Audio-CD), DVD-Data, DVD смешанного типа.

Современные DVD могут иметь одну или две рабочие стороны. При этом, каждая из сторон может содержать один или даже два рабочих слоя. Благодаря этой особенности, на DVD максимального объема можно записать до 18 ГБ информации.

DVD, как и CD, бывают для одноразовой записи или же могут перезаписываться многократно (R и RW). При этом, в зависимости от особенностей используемого материала и технологии записи, различают DVD-R(RW) и DVD+R(RW). В технические подробности вдаваться не буду. Скажу только, что DVD+R(RW) и оптический привод с их поддержкой – более предпочтительный и беспроблемный вариант. При записи таких носителей возникает намного меньше ошибок. Кроме того, DVD+RW можно записывать поверх уже имеющихся на нем данных. В случае же с DVD-RW предварительно нужно произвести полную очистку диска.

Blu-ray Disc (BD, англ. blue ray — синий луч) — оптический носитель нового типа, отличающийся еще более высокой плотностью рабочей поверхности и обеспечивающий хранение значительного объема данных, в том числе и высококачественного видео высокой четкости. В названии Blu-ray буква «e» была пропущена умышленно, чтобы иметь возможность зарегистрировать торговый знак.

Оптический привод для записи и чтение BD оснащен сверхтонким синим лазером с очень короткой волной (405 нм), благодаря чему ширина дорожки на диске сужена до 0,32 мкм, что вдвое меньше, чем на DVD. Увеличился не только объем хранимых данных, но и скорость их считывания. В несколько раз стал тоньше и защитный слой, но благодаря использованию новых материалов, Blu-ray Disc боится царапин не больше, чем оптические носители других типов.

Современные технологии позволяют записывать на один BD несколько слоев, каждый из которых может содержать 23,3 ГБ данных. Распространенными являются диски с количеством слоев до 4. Хотя, уже созданы прототипы емкостью до 500 ГБ, содержащие 15-20 слоев.

Blu-ray носители продолжают развиваться и совершенствоваться. Существуют диски для одноразовой и многократной записи. Разработана технология, позволяющая наносить на один диск слои, предназначенные для записи DVD и Blu-Ray.

3) Нанесение изображения и формирование рисунков

Нанесение изображения на поверхность компакт-диска (декорация) – последняя, завершающая стадия изготовления любого типа оптических носителей информации (CD, DVD, CD-R). Практически не оказывающий влияния на качество воспроизведения и физические параметры компакт-диска, этот процесс, помимо идентификации носителя, придает продукции товарный вид, по которому потребитель, в первую очередь, судит о ее качестве. В связи с этим нам представляется, что тема данной статьи заинтересует не только производителей оптических дисков, но и их заказчиков, зачастую затрудняющихся в выборе между предложениями различных заводов. В свою очередь, наблюдающийся в последнее время процесс дооснащения производств офсетными принтерами, в дополнение к уже имеющимся трафаретным, напрямую связан с возросшими требованиями заказчиков к оформлению своей продукции.

В настоящее время существует два основных способа декорации компакт-диска в процессе тиражирования cd: шелкография и офсет. На заре эры промышленного тиражирования использовался также метод тампонной печати на cd. Но, в силу стремительного увеличения требований к скорости печати и качеству изображения, она не получила широкого распространения и быстро сошла на нет. В последние годы производители принтеров пытаются вывести на рынок новое поколение высокотехнологичного оборудования – цифровые принтеры. Они идеально подходят для небольших тиражей (1000 – 2000 CD), смена заказа фактически сводится к загрузке нового изображения на экран монитора управляющего компьютера. Однако, эти принтеры не дают выигрыша в скорости печати на cd (что особенно важно для длинных тиражей) и работают на уровне лучших образцов офсетных принтеров (6000 CD в час). Несмотря на то, что на рынке присутствуют, по крайней мере, две модели цифровых принтеров (Kammann и AutoTec), сколько-нибудь серьезного коммерческого успеха они пока не имеют. Возможно, из-за высокой стоимости и неотработанной технологии. Трафаретная печать, по-прежнему, остается основным способом нанесения изображения на компакт-диск. Технология и оборудование доведены до совершенства, обеспечивают высокую скорость покраски (до 5500 CD в час), качество печати все еще удовлетворяет основную массу заказчиков, имеется рынок высококвалифицированных специалистов. Появившиеся в начале 90-х прошлого века офсетные принтеры, были достаточно прохладно встречены репликаторами по тем же причинам, что и цифровые в наше время: высокая стоимость, несовершенство и сложность технологии.

Все изменилось с появлением нового цифрового формата – DVD. Поскольку на первых DVD дисках в первую очередь были изданы фильмы, существенно отличающиеся по качеству изображения от господствовавшего тогда формата VHS, издатели всячески стремились подчеркнуть это, уделив особое внимание упаковке, полиграфическому оформлению и, конечно же, поверхности самого диска, которая зачастую стала повторять картинку на буклете. Теперь не только упаковка компакт-диска, но и его поверхность стала элементом дизайна, привлекающим внимание к содержимому.

Таким образом преимущества офсетной печати – более высокая линиатура и насыщенность цвета, оказались как нельзя кстати. Тем более что к этому времени и технология и оборудование были существенно доработаны. В настоящее время офсет стал де-факто стандартом печати на DVD дисках. Тем не менее трафаретная печать, продолжает оставаться самой массовой технологией нанесения изображения на диск и не собирается сдавать свои позиции без боя. Девяносто процентов всех выпускаемых в мире оптических дисков покрашены способом трафаретной печати. Практически все ведущие производители краски выпустили специальные серии для декорации DVD на трафаретных принтерах с учетом повышенных требований нового стандарта. А производители оборудования модернизировали наиболее удачные модели принтеров применительно к возросшим технологическим требованиям.

В рамках данной статьи мы рассмотрим особенности трафаретной и офсетной печати на основе опыта эксплуатации оборудования фирмы “Kammann” (Германия), ведущего и старейшего производителя принтеров для печати на компакт-дисках. В ближайшее время на одном из российских заводов должен быть установлен офсетный принтер фирмы “Metronic” (Германия). После знакомства с этим оборудованием мы планируем дать сравнительное описание офсетов различных производителей. Пока же остановимся на вопросах выбора способа печати – офсет или трафарет?

Трафаретная печать (шелкография, сеткография) – перенос изображения на поверхность компакт диска осуществляется посредством рамки с натянутой на нее сеткой, сквозь которую ракель продавливает необходимое количество краски в соответствии с предварительно нанесенным на сетку изображением. Для каждого цвета используется отдельное сито (рамка с сеткой). В соответствии с количеством печатающих станций принтеры подразделяются на 2-х, 3-х, 4-х, 5-ти и 6-ти красочные. Поскольку краски, используемые в производстве компакт-дисков, сохнут только в ультрафиолетовых лучах, после нескольких станций печати (или каждой) располагается UV-сушка. Существует два основных способа передачи цвета: понтонная печать и полноцветная (CMYK). Соответственно, поскольку при полноцветной печати необходимы, как минимум, четыре станции, она может осуществляться на 4-х или 5-ти красочном принтере. Однако, необходимо нанести еще один неориентированный цвет (подложка, база), как правило белый. Поэтому на четырех красочном принтере при нанесении полноцветного изображения совершается дополнительный прогон и общая скорость печати получается невысокой. В связи с повсеместным распространением полноцветной печати как для декорации CD-ROM, DVD, так и для CD-аудио оптимальным выбором для нового производства стал пяти красочный принтер.

Несомненным лидером среди трафаретных принтеров, как по скорости печати, так и по надежности и удобству эксплуатации является модель К 15 I фирмы “Kammann”. Как правило, принтер K 15 I (High Speed) имеет пять красящих станций и три UV-сушки. За счет этого достигается высокая скорость печати (5400 CD в час). Предусмотрено место для установки шестой станции, например под лак. Возможно использование шести красочного принтера и для одновременной покраски двух тиражей (в три краски) при соответствующем дооснащении дополнительным комплектом оборудования контроля качества (print-check) и идентификации (ident-check). Максимальная линиатура при трафаретной печати – 133 lpi (стандарт 100-120). Сведение цветов осуществляется по отдельности для каждой станции, но, поскольку каждая печатная станция полностью автоматизирована, у опытного оператора это занимает не более 5 минут. Так же требуется небольшое количество дисков (5-10) для подгонки и сведения цвета. С появлением новых красок, специально разработанных для декорации DVD, удалось повысить цветовую насыщенность наносимого изображения и приблизить качество печати к возросшим потребностям рынка. Фирма подготовила специальную модель K 15 I для покраски DVD дисков. Помимо изменений в программном обеспечении, принтер оснащен станцией переворачивания диска, что необходимо при покраске двусторонних DVD дисков (10 и 18).
Каких-либо особенностей эксплуатации в работе с K 15 I выявлено не было. Машина на редкость надежная и хорошо продуманная с инженерной точки зрения. При своевременном проведении регламентных работ и замене ламп и датчиков, в соответствии с рекомендациями производителя, принтер работает без отказов.

Принцип «сухого» офсета, используемого в печати на компакт-дисках, аналогичен офсетной печати в полиграфии. Единственное отличие – это использование красок, высыхающих только в ультрафиолетовых лучах. Перенос изображения осуществляется специально подготовленными фотопластинами, по одной на каждый цвет (CMYK). Офсетный принтер, как правило, имеет 6 печатающих станций (четыре красящие и две для белой подложки и лака). Существует два основных способа офсетной печати «мокрое-на-мокрое» и «мокрое-на-сухое» (более подробно об этих способах в статье посвященной офсетной печати). Офсетная печать позволяет работать с более высокой линиатурой – 175 lpi (стандарт - 150), а специальный лак, наносимый на покрашенный диск, дает необходимый (фотографический) глянец и улучшает цветопередачу. Часто производители экономят на лаке и картинка остается матовой, в результате диск выглядит тусклым. Особенно наглядно выигрыш в качестве при офсетной печати проявляется при изображении людей (например - героев картины), что особенно важно для DVD-видео. Меньшее количество расходных материалов, используемых при офсетной печати, делают более низкой стоимость покраски одного диска при «длинных тиражах».

Долгое время главным минусом офсетных принтеров оставалась сложность настройки. Помимо затрат времени при переходе от одного заказа на другой, требуется более 100 настроечных дисков, что бы подогнать тон краски и добиться сведения цветов. Поэтому офсеты были рентабельны только при длинных тиражах (от 10 000 CD) и требовали высокой квалификации персонала. Разработанный фирмой “Kammann” принтер K15.40 Offset существенно изменил наше представление об офсетных принтерах. Хотя их цена и остается по-прежнему высокой (в два-три раза дороже трафаретного), удобство и простота допечатного процесса и более высокое качество изображения все больше склоняют производителей к приобретению этого оборудования.

Принтер К15.40 имеет четыре офсетные покрасочные станции, шесть UV-сушек, трафаретную станцию под белую подложку и станцию лакировки. В этой модели реализован принцип печати – «мокрое-на-сухое». Скорость печати 4800 дисков в час, предусмотрена возможность автоматической подачи белой базы и лака из дополнительных емкостей. Это особенно важно при «длинных тиражах» и существенно упрощает работу оператора. Среди офсетных принтеров быстрее печатает только “Metronic” – 6000 дисков в час. Время, затрачиваемое оператором на настройку тиража 5 – 10 минут несколько больше, чем для трафаретной печати. Приходится настраивать не только сведение цвета, но и тон (в трафарете краска подготавливается на допечатном этапе). Необходимо так же, что бы краска разошлась по печатным цилиндрам (4 штуки на каждую станцию) для чего совершается прогон порядка 100 –150 настроечных дисков.

Более подробно хотелось бы остановиться на процессе подготовки печатных форм (фотопластин), с которых переносится изображение на поверхность диска. На этом подготовительном этапе наиболее полно реализуются преимущества офсетной печати. Офсетная пластина с готовым рисунком может выдержать тираж в 100-150 тысяч дисков, тогда как трафаретное сито всего 30-40 тысяч. Теоретически, при новой и правильно натянутой сетке, можно достичь и 50 тысяч, но существует риск, что сито может лопнуть в процессе работы. При архивировании печатные пластины занимают в сотни раз меньше места, чем рамки с сеткой и гораздо более удобны в хранении. Офсетная пластина используется только один раз, тогда как сито можно подвергнуть регенерации – то есть смыть нанесенное на него изображение. В этом процессе используется определенный набор специальной химии, которая в заданной последовательности наносится на сетку, удаляя с неё слой фотоэмульсии с изображением. Химические реактивы, используемые при регенерации, постепенно разрушают нити сетки и смывать изображение можно не больше 2-3 раз на одной сетке. В противном случае она может лопнуть во время работы даже при коротких тиражах.
Процессы нанесения изображения и регенерации сита, так же как и натяжка сетки на рамку, требуют дополнительного оборудования, хорошо вентилируемых помещений, большого количества реактивов и места для их хранения, а так же квалифицированного персонала. Важно и то, что процессы эти вредны для здоровья работающих, экологии и требуют постоянной уборки помещений и очистки стока. Ничего подобного не требуется для подготовки офсетных пластин, которая практически полностью автоматизирована и требует минимального вмешательства оператора. Более того, за дополнительную плату можно приобрести устройство, которое осуществляет перенос изображения из компьютера прямо на печатные пластины, минуя стадию вывода пленок и последующего переноса изображения с пленки на пластину. Для изготовления 4-х пластин (CMYK) требуется всего 9 минут. Соответственно, в офсетной печати сократилось и большое количество расходных материалов. Работа оператора стала существенно проще, а главное намного чище.

Но, как любая техника, К 15.40 имеет и свои минусы. Управление принтером (компьютер задающий все параметры печати - визуализация) вынесено в отдельную стойку и не вызывает нареканий, а вот обслуживание непосредственно печатающей, механической части уже создаёт некоторые проблемы. Так, в процессе работы происходит испарение масла, находящегося в двигателе и подвижных частях машины. Впоследствии эти пары оседают на подвижном столе, в частности на каретках, удерживающих и перемещающих компакт-диск во время печати. В результате замасливания специальных силиконовых накладок на каретках, диски в момент вращения стола под воздействием офсетных цилиндров начинают сдвигаться. Это приводит к незначительному смещению цветов относительно друг друга, в итоге получается смазанное, нечеткое изображение. Единственный способ избежать брака в результате слабой фиксации диска на рабочем столе – это регулярная и тщательная очистка силиконовых накладок, чтобы вернуть клейкость этому покрытию. Другая причина плохого удержания диска кроется в том, что в К 15.40 очень слабый вакуум, фиксирующий диски на рабочем столе. Так же разработчики не предусмотрели какие-либо регулировки, позволяющие увеличить или уменьшить прижимную силу. В том случае, если диски имеют изогнутую поверхность в результате какой либо деформации или искажены в виде пропеллера, то вакуум не сможет плотно удерживать их на каретке и тогда 20 - 30% такого тиража просто уйдёт в брак. Проблема с фиксацией диска на рабочем столе, вследствие загрязнения парами масла силиконовых накладок или нарушенной геометрии диска, эта та капля дегтя, что портит впечатление от, в остальном, очень продуманной и удобной в эксплуатации машины. Это тем более странно, что в трафарете К 15 I того же производителя фиксация диска на каретке не вызывает никаких проблем, вакуум очень сильный и может регулироваться оператором. Еще одним (последним) недостатком К 15.40 является нестабильная работа чиллера (отдельно стоящего блока для подачи холодной воды к красящим станциям), который очень требователен к давлению подаваемой в него воды и сложен в настройках.

В заключение хотелось бы еще раз остановиться на особенностях офсетной печати и причинах ее все более возрастающей популярности. В первую очередь, это связано с более высокими требованиями нового цифрового стандарта – DVD. Диски состоят из двух тонких половинок (0.6 мм), склеенных между собой. Величина питов меньше и диск более чувствителен к наносимому слою краски. Плотность записи информации на DVD существенно выше, чем на CD-audio или CD-ROM, пропорционально возрастает и вероятность ошибки при воспроизведении. Так допустимые колебания толщины диска для DVD не должны превышать 100 микрон, для CD допустимо - 200. Так же DVD диск должен быть максимально плоским, в противном случае луч лазера легко теряет дорожку. При полноцветной печати на трафаретном принтере и последующей сушке происходит стягивание относительно толстого слоя краски (белая база и четыре основных цвета) и незначительное изменение геометрии DVD диска, так же существуют колебания толщины диска из-за неравномерного наложения слоев краски. Все это может привести к ошибкам при воспроизведении тиража (особенно при воспроизведении DVD 9). Именно поэтому были разработаны специальные серии красок для декорации DVD на трафаретных принтерах. Их отличает более высокая скорость сушки в UV-лучах и меньшая усадка. Большая текучесть этих красок и использование жесткого ракеля позволяют наносить более тонкий слой.
В отличие от трафарета в офсетной печати слой накладываемой краски в 2-3 раза тоньше, офсетная краска более текуча и меньше подвержена усадке (особенно при печати “мокрое-на-мокрое”). Менее чувствителен офсет к запыленности помещения, рисунок остается чистым на протяжении всего времени работы. Нет и такой, довольно частой для трафарета, остановки из-за прорыва сетки или ее загрязнения пылью. Если добавить к этому простоту допечатного процесса, меньшее количество расходных материалов и высокое качество печати, то преимущества офсетной печати будут более чем очевидны. Особенно применительно к декорации DVD и печати «длинных тиражей cd».
Labelflash

Labelflash — технология, позволяющая наносить свои рисунки на записываемые DVD. Была представлена фирмой NEC в декабре 2005. Данная технология напоминает LightScribe, ранее разработанную Hewlett-Packard, но не совместима с ней. В отличие от последней, на дисках LabelFlash поверхность для нанесения рисунка имеет тёмно-синий цвет, светлеющий под воздействием лазера.

· Длина волны лазера, наносящего рисунок ~ 655 нм.

· Разрешение до 1000 dpi.

· Используется 256 градаций цвета.

· В зависимости от разрешения процесс нанесения рисунка может занимать более 20 мин^[1].

· Для нанесения рисунка на обратную сторону диска требуется наличие специального покрытия.

Приводы с поддержкой LabelFlash обеспечивают также нанесение изображения на рабочую поверхность (с потерей соответствующей части полезной емкости) — только на диски DVD-R и DVD+R. Эта технология является частью LabelFlash и называется DiscT@2 (disc-tattoo). DiscT@2 изобретена и представлена компанией Yamaha в 2001 для CD-R дисков. С 2003 Yamaha не выпускает компьютерные приводы. Запатентованная технология DiscT@2 была продана и доделана для поддержки DVD±R дисков как часть технологии LabelFlash. Для нанесения изображения на рабочую поверхность подходит любой диск DVD±R, но надо учитывать, что технология DiscT@2 требует финализированный диск, поэтому что-либо дописывать на него не получится.

Таким образом LabelFlash это LabelFlash и DiscT@2 для DVD±R. LabelFlash татуирует специальные диски на нерабочей стороне, а DiscT@2 любые DVD±R диски на рабочей поверхности.

LabelFlash и DiscT@2 для CD-R недоступны. Татуировать CD-R диски могут только последние модели привода F1 от компании Yamaha.

LightScribe не позволяет татуировать диски на рабочей стороне и требует только специальные LightScribe- подготовленные диски.

Дата добавления: 2015-10-13