Діючі ЕУ мають низку недоліків, зокрема велику енер­гоємність при досить низькій продуктивності, невисокі світлотехнічні та значні масогабаритні показники. В УАД й УНДІПП їм. Т. Шевченка проведено роботу щодо оптимізації світлотехнічних і енергетичних параметрів ультрафіолетових опромінювачів для ЕУ на основі вивчен­ня оптико-спектральних характеристик рідких ФПМ. Нижче наведено основні результати виконаних досліджень.

Як встановлено на основі експертного опитування, однією з ви­значальних характеристик якості є: з одиничних показників для рідких ФПМ — оптичні й енергетичні, а для ФДФ — репродукційно - графічні та експлуатаційні. Ці самі показники належать до вагомих і в комплексній оцінці якості рідких ФПМ і ФДФ. З цього випливає необхідність досліджень оптико-спектральних характеристик — по­казників заломлення п (Я), поглинання (Я ), відбивання Л(А ) та
розсіяння /ряк під час ультрафіолетового твердіння рідких ФПК, так і готових заполімеризованих матеріалів.

Методика визначення Дисперсії показників заломлення п(Л ) та поглинання (Я ) рідких ФПК полягає в експериментальному дослідженні спектрів відбивання ЩА ) в діапазоні довжин хвиль

72,8.. .413 нм за допомогою автоматизованої спектральної уста­новки КСВУ-234 в комплекті з ЕОМ «Электроника ДЗ-28». Із здо­бутих спектрів відбивання Я(А ) обчислювалися та будувалися дис­персії п(Л), ЩА) з використанням співвідношень, знайдених на підставі рівнянь Крамерса—Кроніга:

(2.1)

(2.2)

Де 0 (Я) — фаза відбитої хвилі.

Величини та індикатриси розсіяння світла в шарі рідкої ФПК під час її експонування УФВ визначалися за допомогою установки, створеної в УНДІПП ім. Т.Шевченка.

Залежності п(А ) та Н(А ) дали змогу визначити товщину фото - полімернош шару (ФПШ). Встановлено, що вона суттєво залежить від інтенсивності Е та довжини хвилі Я УФВ в інтервалі Е >1...10 Вт/м2. Максимальна товщина ФПШ становить 8...10 мкм і при Е > 10 Вт/м2 від загальних параметрів не залежить.

Визначення подвійного променезаломлення та поляризації за до­помогою модифікованих матриць Джонса використано для встанов­лення залежності між інтенсивністю УФВ, відбитого від поверхні ФПШ, та кутом падіння Я. Максимальне значення нормальної складової Ех УФВ, відбитої від ФПШ, становить 14°, для нор - мальнопадаючого потоку — 17е, а для загального — 16". Слід зазна­чити зменшення анізотропії зі збільшенням Е та УФВ.

Дослідження розсіяння світла в шарі рідкої ФПК показали, що кількісне значення /р в тілесному куті з плоским кутом при вершині

90.. .270" відносно падаючого променя на поверхню ФПШ становить 0,01...0,1 від інтенсивності (рис. 2.28, а).

На підставі даних, здобутих методом електронної мікроскопії, побудовано залежність максимальних розмірів d мікрогетерогенних утворень від інтенсивності Е та довжини хвилі УФВ. Можна виділи­ти три спектральні зони, що є найбільш ефективними з погляду найкращих експлуатаційних показників ФПМ (у першу чергу меха­нічних): перша - А - 408 нм, Е = 875 Вт/см3; друга — Я =389 нм, Е= = 1250 Вт/см2; третя — Я =337 нм, Е= 1500 Вт/см2. Збільшення опро - міненості зразків при зменшенні А пояснюється необхідністю здо-

А	&
Рідка ФПК

/ 370НМ

=350нм

І і <рпш7

390ш4/

'*7777777777777777777}

Л. нм	П(Л)	А*
350	1,63	М. о
380	».39	19,5
400	І. ад	20,5

Ї=70І

Рис. 2. 28. Поширення актинічного випромінювання в об’ємі рідкої ФПК:

А — фрагмент індикатриси розсіяння при експонуванні (1—2 хв; 2—10 хв; 3—15 хв; 4— 20 хв); б — хід променя з урахуванням дисперсії я (А ); в — індикатриса опроміненості на поверхні та в об’ємі ФПМ ідеальним УФВ

Буття більшої кількості енергії під час формування мікрогетероген - них утворень великого розміру.

(2.3)

З урахуванням виконаних експериментальних і теоретичних до­сліджень виведено емпіричну формулу, що пов’язує між собою основні оптичні та структурні параметри рідкої ФПК; .

1 дп	2
Їх
1+^ М.

Н[х, у,г) =

'♦&М

Де циліндрична функція Бесселя нульового порядку визначається ви­разом

Тут /п, І — інтенсивності падаючого та розсіяного світла відпо­відно; х, у, і — координати; Рі(А ) — гіпергеометрична функція першого роду; а, Ь, с — еліпсоїдні параметри мікрогетерогенних утворень.

Крім того, на підставі проведених в УНДІПП ім. Т.Шевченка комплексних досліджень було доповнено модель формування дру­карського елемента в шарі рідких ФПК під час експонування (рис. 2.28, б, в) й виведено загальну формулу для розрахунку опроміне­ності. Виконано також теоретичні дослідження щодо досягнення максимальної рівномірності опромінення горизонтальної поверхні

Заданого формату міні­мальною кількістю люмі­несцентних ламп. Для цьо­го було розроблено опти - ко-геометричну модель оп - роміненості поверхні од­нією такою лампою, роз­міщеною на висоті 50, 100 та 200 мм, і здійснено її математичний опис (рис. 2.29), а в подальшому на її основі виконано аналогіч­ну роботу стосовно ряду (3...10, 12 шт.) люмінес­центних ламп, з яких може складатися панель ультра­фіолетового опромінювача для виготовлення ФДФ різних форматів (21x30... 30x42 см). При цьому розглядалися два ва­ріанти таких опромінювачів: з плоским відбивачем і без нього.

Рис. 2.29. Оіггико-геомеїрична модель опроміненосгі поверхні однією люмінесцентною лампою

Виходячи з основного закону світлотехніки, з урахуванням світло­технічних і геометричних параметрів люмінесцентних ламп опромі - неність будь-якої точки площини однією такою лампою визначати­меться виразом

‘1^со5а(со5Я а 5) (2.4)

£М-Я-

Де Ьо — яскравість (інші величини вказано на рис. 2.29). Елементарна площа на поверхні люмінесцентної лампи

(2.5)

Дг_ дг_ да ду

Рівняння, що описує її поверхню, має вигляд

(X-*,)2+(г-02='а - (2.6)

Інтегруванням виразу (2.6) для масиву точок, які належать оп­ромінюваній площині, можна дістати розрахункову картину її оп - роміненості.

Розрахунок опроміненості Ел кожної точки площини панеллю люмінесцентних ламп зводився до визначення загального потоку УФВ як суми інтегральних потоків від кожної лампи з урахуванням кутів затінення. Після розробки алгоритму та прикладної програми було виконано відповідні розрахунки для різних відстаней між ок­ремими люмінесцентними лампами панелі та між панеллю і пло­щиною у. Ізолінії опроміненості площини будувалися на підставі масивів даних для кожного випадку окремо в графічному редакторі 81ЛІРЕІІ-2.4. Розрахунки показали (рис. 2.30, а), що для рівномірно­го опромінення поверхні касети формату А4 з допуском ± 5 % по-

<іаЛу.

Трібно мати (без відбивача) мінімум 6 шт. люмінесцентних ламп ЛУФ-40, а формату АЗ — 8 шт. При цьому відстань між окремими лампами панелі має становити 60 мм, а між центром колб ламп і площиною |/ — 100 мм. При застосуванні плоского відбивача з ко­ефіцієнтом відбиття р = 0,5 досить чотирьох таких ламп (рис. 2.30, б).

Програма точного розрахунку опроміненості площини панеллю люмінесцентних ламп на мові ФОРТРАН-77.5.0 є універсальною, оскільки можна задати будь-які значення габаритних розмірів ламп, а також відстані від центрів їх до площини, що опромінюється.

Е,6ідн. од. Е, бідн. од. Рис. 2.30. Характер просторового розподілу опроміненості площини панеллю з шести люмінесцентних ламп ЛУФ-40: А — без відбивача; б — з плоским відбивачем

Таким чином, зменшення енерговитрат можливе не тільки зав­дяки підвищенню світлочутливості ФПМ, а й оптимізаци процесу експонування ФПМ, конструкцій та режимів роботи ультрафіоле­тових опромінювачів. Це, в свою чергу, передбачає розгляд узагаль­неної оптико-геометричної моделі формування друкарського рель­єфу в об’ємі ФПМ з урахуванням його основних оптичних властивостей та створення математичної моделі для розрахунку оп­роміненості поверхні рідкої ФПК панеллю люмінесцентних ламп.

Теоретично розраховано товщину перехідного шару на межі ФПМ

— рідка ФПК та її залежність від довжини хвилі, інтенсивності й поляризації УФВ. Встановлено, що поверхня перехідного шару ха­рактеризується високим коефіцієнтом відбиття (при р= 14... 17° відби­вається до 80 % УФВ, яке дійшло до нього). Показано, що ступінь дифузності УФВ відіграє суттєву роль у формуванні профілю дру­карського елемента. Визначено основні вимоги до світлотехнічних параметрів ультрафіолетового опромінювача, в тому числі й до діа­пазону кута падіння УФВ на поверхню касети (а = 0...300). Знайдено оптимальні відстані між джерелами світла та між ними і поверхнею рідкої ФПК. Оптимальна конструкція ультрафіолетового опроміню­вача дає змогу досягти високої рівномірності опроміненості поверхні рідкої ФПК (не більш як + 5 %) при зменшенні кількості люмінес­центних ламп і незначному спаді загальної інтенсивності УФВ.