第7章 印刷光源与光度学(修改)

第七章印刷光源与光度学

光源（light source）是制版工艺中的重要设备之一，尤其是制版过程中必须有一定的光源，才能使感光材料发生化学反应，形成一定的密度分布。感光材料上色调的深浅变化，印刷品的质量及效果，都是与光源密切相关。光源是制版过程中，能量和颜色的来源，光源的能量也直接的影响到了最后的烤版工艺。

第一节:概述

光源是一种能发出一定波长范围电磁波（包括可见光、紫外线、红外线等）的物体，通常指能发出可见光的发光体。

在印刷制版中所用的光源一般均使用电光源，它是由电能转变为光能。根据能量的转换方式不同又分为:热辐射光源和气体放电光源、激光光源。

1、热辐射光源:白炽灯、红外线灯、卤钨灯;

2、气体放电光源:氙[xiān]灯、金属卤素灯；

3、激光器：是一种新型光源

激光具有放射方向集中、亮度高、相干性优、单色性好等特点，印刷工业广泛应用于电子分色、激光照排，油墨干燥等制版印刷设备中。

在印刷制版过程领域中对光源的光谱、能量、温度、均匀

度、漫射性等都有特定的要求：

（1）发光强度大:

因照像时光量通过滤色片、网屏等，都会使光的亮度降低，使到达感光材料上的光强度明显减弱，所以要用强光源。

（2）光源光谱应与感光材料的光谱灵敏度相适应：

制版光源应适应所使用感光材料的感光度，具光源的光谱功率分布，必须与感光材料的光谱灵敏度相适应，才能提高成品质量，提高实用效率。

（3）发光的稳定性高:

发光的稳定性，指发光强度和光谱功率分布恒定，每一次曝光和数次曝光之间的变化极小。

（4）光能量分布均匀性好:

制版的每个工艺过程，对光源光能量分布的均匀性都有很高的要求。软原稿上的光能量密度，应该是中央和四角均匀一致，要求各点的照度之差不超过15%。

（5）热线（红外线）极少:

热线发射强烈时，伴随的热能就大，原稿会因曝光过程中的温度逐渐上升而造成尺寸变化，不仅影响图像的清晰度，甚至毁坏原稿（尤为对于珍贵原稿，如：珍品藏画、文稿等）。

（6）对作业环境及工作人员无害:

制版作业环境必须没有烟和灰，不产生强紫外线（晒版除外）、臭氧和其他有害气体。

（7）点燃容易，能瞬时点灯:

光源的瞬时点灯：指用一只开关能点灯或关灯，点灯时立刻亮，即开即用。

（8）价格便宜:

在满足工作要求的条件下，价格越便宜越好。

（9）机构简单，维修方便:

在功用相同的条件下，机构简单的光源，维修方便。

第二节常用的印刷制版用光源

常用的印刷制版照像光源种类繁多，常用的有热辐射光源、气体放电光源和激光光源。

一、热辐射光源

常用种类：白炽灯、红外线灯、卤钨灯

1、白炽灯：白炽灯亦称钨丝灯，是一种热辐射光源。

由电能将灯丝加热至白炽状态而发光，灯丝的工作温度越高，发出的光越亮。为了提高发光效率，必须以熔点高、蒸发小的有色金属钨作灯丝，同时为抑制钨的蒸发，提高工作温度，灯泡中须充入氩、氮等气体（充当保护气体）。

制版过程中，白炽灯用于一般照明，100W白炽灯也用作烤版机光源，直接加网工艺以4只5W绿色白炽灯为闪光曝光光源。

白炽灯

2、红外线灯：红外线灯也是一种热辐射光源。

红外线灯的灯丝比白织灯灯丝略长，色温在2500K以下。泡壳有管形和球形，复杂的红外线灯形成了红外线炉。发射的可见光比同功率的白炽灯更少，视觉较暗。红外线被油墨中的物质吸收后转换成热能，可起干燥作用。红外灯也可作红外线摄影光源（红外感应成像）。

管型红

外线灯

3、卤钨灯：卤钨灯亦称卤素灯。

针对白炽灯中钨易蒸发的缺点，利用钨的卤化物，在灯泡内进行卤钨循环。即：在一定温度下蒸发的钨（呈气态）于泡壁附近和卤素作用，形成气态的卤钨化合物。因灯泡内部温度不均而形成气流，当它扩散到较热的灯丝区又分解为钨和卤素。钨重新沉积在钨丝上，卤素又扩散到温度较低的泡壁区与钨化合，从而形成卤钨循环。

二、气体放电光源

利用高压、超高压惰性气体——氙[xiān]气放电现象制成的光源称氙灯。在充有高纯度氙气的石英灯管两端，用钍[tǔ]钨、钡钨等材料制成电极，通电点燃后，管内氙气受激发而发生强烈的光。

氙灯功率大，体积小，按电弧长短和点燃方式分：长弧氙灯、短弧氙灯、脉冲氙灯和频闪氙灯数种。

1．长弧氙灯:称管状氙灯，灯管的长度即弧柱之长。

长弧氙灯辐射出从紫外到近红外的光，光谱形态是较强的连续光谱加较弱的线光谱，可见光区的光色近似日光，有小太阳之称。

长弧氙灯的有效寿命约1000小时，影响寿命的主要因素：电极溅射，造成灯管发黑，光效下降。1500W长弧氙灯常用于拍摄反射原稿的照明。

长弧氙灯

2．短弧氙灯：短弧氙灯又称超高压球形氙灯。

球形外壳由高压石英玻璃制成，灯内充有5～10个大气压的高纯度氙气。短弧氙灯中，氙原子的浓度比长弧氙灯高，电离度也大。短弧氙灯的光谱与太阳光谱接近，滤去近红外氙原子光谱，可作为太阳模拟光源。

短弧氙灯是具有很高亮度的点光源，光谱能量分布在紫外和可见区都接近日光，光色好，启动时间短。印刷工业中常用来作为分色制版的点光源。

短弧氙灯

使用短弧氙灯必须注意的事项：

1、氙灯在紫外和红外波段有较强的辐射，使用时应注意保护眼睛。

2、灯内气压高，点燃后阳极受到阴极发射出的带电粒子的轰击，使温度很高，导致灯内气压逐渐升高，如达到20～30大气压时，可能引起爆炸（即爆灯）。因此，要特别注意散热，如采取强冷风冷却和水冷却等措施。

三、制版用激光器

目前世界上已发现数百种激光工作物质可制造激光器。激光器按工作物质的不同可分为：气体、固体、半导体、化学和液体激光器。按激光器工作方式又可分为连续与脉冲两类，种类虽多，结构基本类似。这里介绍制版常用的氦氖激光器、氩离子激光器和固体激光器。