Фотометрический способ оценки распределения толщины слоя краски на печатных оттисках

Авторы патента:

РАХИМОВ ДЕЛЮСЬ ШИГАПОВИЧ

СОЛДАТОВ ЕВГЕНИЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ

РОМЕЙКОВ ИЛЬЯ ВЛАДИМИРОВИЧ

G03C5G03F3/04 -

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

<1п6629ОЗ ,рак. . 1,1 (61) Дополнительное к авт. свид-вувЂ” (22) Заявлено 220277 (2" ) 2455195/18-10

G 03 С 5/00

G 03.F 3/04 с присоединением заявки ¹â€”

Гоеударатвеииый комитет

СССР по делам изобретеиий и открытий (23) Приоритет (53) УДК 771.43 (088. 8) Опубликовано 1505.79 Бюллетень ¹ 18

Дата опубликования описания 150579 (72) Авторы

ИЗОбрЕтЕНИЯ д.Ш.Рахимов, Е.A .Ñoëäàòoâ и И.В.Ромейков (71) заявитель московский ордена ленина и ордена трудового красного знамени государственный университет имени М.B.ËîìîíîñOâà (54) ФОТОМЕТРИЧЕСКИИ СПОСОБ ОЦЕНКИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ

ТОЙЦИНЫ СЛОЯ КРАСКИ НА ПЕЧАТНЫХ ОТТИСКАХ

Изобретение относится к фотографйческим способам, а именно к фотометрическим способам определения параметров изображения, и может быть использовано в полиграфической промышленности при контроле печатного процесса, оценке качества оттиска и провер- ке свойств запечатываемых материалов.

Известны фотометрические способы оценки распределения толщины слоя краски на печатных оттисках, заключающиеся в освещении запечатанных. участков печатного оттиска и эталона белизны исходным световым потоком, измерении интенсивности прошедшего светового потока от запечатанных участков печатного оттиска.и эта лона белизны и последующем определении оптической плотности краски и калибровочного коэффициента tl)Недостатками известных способов являются невозможность анализа характера распределения слоя краски на микроучастках (5z5 мкм), а также невозможность определения в широком интервале плотности красочного слоя и его толщины s проходящем свете на

- рассеивающем материале, например бумаге, с учетом впитывания как про .-з рачных, так и практически иалопрозрачных красок.С целью оценки распределения слоя краски на малых площадях при любой его толщине с одновременным учетом впитывающей способности рассеивающей подложки печатного оттиска независимо от степени прозрачности краски по предлагаемому способу в качестве эталона используют подложку печатного оттиска, освещают микроучастки печатного оттиска на его подложке исходййм,световым потоком менее 1 мм в диаметре и измеряют интенсивность прошедшего светового потока со сторонь1 подложки печатного оттиска.

На фиг.1 показана зависимость оптической плотности D сухой краски от весового количества d сухой краски; на фиг.2 -зависимость показаний самописца 3 от расстояния X на ленте самописца; на фиг.3 -. зависимость весового количества Й,, краски от расстояния Х на печатном оттиске.

Зависимость оптической плотности

0 сухой краски от весового количества Й сухой краски приведена в таблице

1 и в таблице 2 вЂ” экспериментальные

662903 данные для построения графиков зависимостей показаний самописца (J) от расстояний Х на ленте самописца и весового количества краски (d) от расстояний ь на печатном оттиске:

Ср. бчм 5

Сущность способа заключается в следующем; Микрофотометром измеряют

-- интенсивность светового потока, прошедшего сквозь микроучасток оттиска, интенсивность светового потока, про- 10 шедшего сквозь микроучасток оттиска, и интенсивность светового потока,,прошедшего сквозь микроучасток бумаги (подложки). Рассчитывают оптическую плотность краски на печатном от- 15 тиске, как логарифмы отношения интенсивностей световых потоков, прошедших сквозь подложку (незапечатанный) и запечатанный микроучасток печатного оттиска. Толщину слоя краски на печатном оттиске находят по калиброванному графину, который представляет собой отдельно измеренную зависимость оптической плстности краски от толщины слоя краски. Для измерения распределения краски на печатном оттис.ке изучают зависимость от положения различных микроучастков на печатном оттиске.

ОПтическая плотность микроучаст-., ка оттиска В равна сумме оптических, плотностей бумаги D a краски Ркр Э отт= бч м кр

Величины З и т) связаны с интенсивностями световйх потоков, падающего на бумагу (Э), прошедшего через бумагу (Эб„м) и йрошедшего через оттиск (Э т), соотношениями:

Отт (о J б м С Эбух

Следователь"но, оптическая йлоМ=" ность краски равна: о О бум

ЭЭкр отт бэм К 3 ® >бм отт 45

Количество краски на печатйом оттиске характеризуется весовым количеством; отнесенным к единице площади оттиска. В дальнейшем этот параметр называют весовое количестЪо краски и обозначают d (мг/см ).

Толшину h (мкм) слоя краски (в том числе и впитавшейся в бумагу) можно рассчитать по ее весовому количест-. ву, если известен удельный вес 55 кр аски Р . (г/см э):

tt*

9 1

Из закона Бугера вЂ” Ламберта:

-к1 . 60 отт бчм "

k с учетом того что kh = Р d; следует линейная связь между весовым количеством и. оптической плотностью краски d = kD.

Для экспериментальной проверки способа был использован микрофото-, метр МФ-4, в котором вместо фотоэлемента был установлен фотоумножитель ФЭУ-51, питаемый от высоковольтного стабилизатора ВС-22; ток фотоумножителя измерялся и записывался самописцем ЭППВ-60 м

Измеряемый печатный оттиск, отпе- чатанный краской 9 3315-031 для глубокой печати, с шириной штриха, равной 0,25 мм, помещают на предметный стол микрофотометра, включают механизм движения стола микрофотометра и лентопротяжный механизм, самописца.

При этом на измеряемый объект падает узкий направленный световой поток. При прохождении через бумагу оттиска световой поток рассеивается, и на краску падает диффузный световой поток. Оптическая система микрофотометра проектирует иэображение оттиска на измерительную щель. Таким образом, световой поток, прошедший через оттиск, попадает на измерительную щель размером 50 мкм, расположенную на расстоянии (36 см) от оттиска, и в измерительную цель попадает только направленный световой поток. Последнее является одним из важных условий, обеспечивающих выполнение закона Бугера-Ламберта.

На ленте самописца автоматически регистрируются интенсивности световйх потоков, прошедших через разные участки печатного оттиска. Запись начинают и заканчивают на незапечатанных участках оттисков.

Система проектирования на измерительную цель микрофотометра дает воз можность наблюдать визуально. измеряемый участок оттиска. Система фокусировки в микрофотометре гарантирует точное воспроизведение оптических условий измерения. Конструкцией микрофотометра предусмотрена автоматическая запись показаний фото" метра на разных участках печатного оттиска.Эти участки могут быть размером до 5 мкм.Обработка записи сводится к пересчету интенсивности световых потоков через оптическую плотность краски в весовое количество краски печатного оттиска (таблица 1) и в толщину красочного слоя h (мкм) на данном, участке по формуле:

h * 10 D, k где К - калибровочный коэффициент, мг/см

Я - удельный вес сухой краски, r/см >.

Для расчета весового количества краски необходимо знать величину коэффициента пропорциональности (К) в формуле. Эта величина может быть найдена калйбровкой микрофотометра.

662903

Калибровка микрофотометра сводится к измерению зависимости оптической плотности краски от весового количества краски D(d). Если.зависимость получается прямолинейной, то закон Бугера-Ламберта выполняется.

При этом по углу наклона прямой линии можно найти коэффициент пропорциональности (К). толуолом. Как следует из теории метода, для калибровки необходимо иметь выбор эталонов с Известным количеством краски. Такой эталонный оттиск с известным количеством краски на любом микроучастке практически не-

5 возможно приготовить. Поэтому для калибровки микрофотометра была использована методика просвечивания разбавленной краски. Оптическую плот,ность краски рассчитывают как десяf

10 тичный логарифм отношения интенсивностей световых потоков, прошедших сквозь кювету без краски и с краской. Результаты измерений приведены в таблице 1. м.

Таблица 1

Для калибровки указанную краску разбавляют и заливают в нефелометрическую кювету толщиной Н вЂ” 1,040 мм, и просвечивают на микрофотометре.

Для сопоставления просвечивают такую же нефелометрическую кювету с чистым.

40,5

9 5

7,5

6,0

4,0

По данным табл.1 методом наимень45 ших квадратов Рассчитывают коэффициент пропорциональности для формулы

К вЂ” 0,15 вЂ” . Заметим, что при оптической плотности 1,86, соответствующей участкам теней печатного оттиска, 50 весовое количество сухой краски равно

0,28 м/см . При удельном весе сухой краски 1,1 г/см, это соответствует средней общей толщине сухой краски

2,5 мкм.

Для иллюстрации возможностей метода было изучено расйределенйе краски на штриховом элементе оттиска. Ширина штриха равнялась

0,25 мм.

На графике 2 представлена запись микрофотометра в направлении, перпен-. дикулярном оси штриха. Размер отдель,ного участка оттиска (равный размеру щели, деленному на коэффициент увелиДля вычисления весового количества сухой краски (d) содержащийся в кювете объем краски V = 10 мл высуши,вают и определяют ее сухой вес (d/), Тогда

Й (мг/см j ..

/ РН 2

В табл.1 представлена полученная зависимость оптической плотности (D) сухой краски от весового количества (d ) сухой краски. Из графика (фиг.1) видно, что эта зависимость представ- ляет собой прямую линию, проходящую через начало координат. Так как при калибровке изменяется концентрация краски, то для нее выполняется не только закон Бугера-Ламберта, но и закон Бугера-Ламберта-Бера для раст ;воров и коллоидных систем. Следо-, вательно, можно использовать изложен:ную ранее теорию микрофотометричесi кого метода для определения количест-. ,ва сухой краски.

4,2

8,4

12, б

16,8

21,0

25,2

29,4

33,8

38,0

42,2

46,4

50,0

45,8 75

41,6 75

37,4 74

332 . 81

29,0 87

24,8 79

20,6 81

16,2 78

12,0 78

7,8 : 79

3,6: 79

О 80

О, 075

0,233

0,262

0,376

0 523

0,535

0,677

0,745

0,914

1 021

1,120

1i30

1i90

3,23

4,26

5,85

7,08

8,27

9,94

12,32

13,00

15,02

16,58

17, 32

0,01976

0,03359

О, 04430

0,06084

0,073б3

0,08601

0,10338

0,12813

0,13520

0,15621

0,17243

0t18013

662903

Для пересчет а масштаба записи к масштабу оттиска была отдельно сделана запись объектмикрометра. Масштабный множитель был равен 250. Результаты измерений и расчетов представлены в табл.2 и на фиг.3, откуда видно

5 неравномерное распределение краски на оттиске. .Т а б л и ц а 2 чения оптической системы микрофотометра) в нашем случае был 10 х 10 мкм

По интенсивности световых потоков для отдельнЫ>: точек записи с помощью формул и коэффициента пропорциональности К вЂ” 0,15 мг/см рассчитывают г весовые коли .ества сухой краски в этих точках.

0,03

0,06

77,0

3,0

3,5

4,0

120

140

0,20

0,47

160

4,5

5,0

5,5

6,0

28,0

10,0

180

0,91

1,07

1,01

0,87

0,72

0,65

0,71

0,87

0,74

0,37

0 15

0,08

0.05

200

7,0

7,5

15,5

18,5

16,0

lli0

220

240

260

280

320

340

15 0

35,0

58,0

68,5

71,5

74,0

75,0

360

380

400

16 17

480

0,04

0,03

19 впитывающей способности подложки печатного оттиска независимб от степени прозрачности краски, в нем в качестве эталона используют подложку печатного оттиска, освещают микроучастки печатного оттиска, на его подложке исходным световым потоком менее 1 мм в диаметре и измеряют интенсивность прошедшего светового потока со стороны подложки печатного оттиска. ! Источники информации, принятые .во внимание при экспертизе.

1. Мельников В.П. О равномерности распределения красочного слоя на оттиске. Полиграфия, 1970, Р б,с.21.

6,5

7,0

7,5

8,0

8,5

9,0

9,5

10,0

10,5

11,0

11,5

l2 0

Формула изобретения

Фотометрический способ оценки распределения толщины слоя краски на печатных оттисках, заключающийся в освещении запечатанных участков пе-. чатного оттиска и эталона исходным световым потоком, измерении интенсивности прошедшего светового потока от запечатанных участков печатного оттиска и эталона и последующем определении, оптической плотности краски и калибровочного коэффициента, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью оценки распределения слоя краски на малых площадях при любой его толщине с одновременным учетом

0,005

0,009

0i030

0,070

0,137

0,161

0,152

0,131

0,108

0,09,8

0,107

0,131