曝光设计：第1部分-设计

我希望这些文章将有助于您设计和创建自己的曝光单元；祝您好运！我将分四部分介绍曝光单元。

第1部分：设计

第2部分：材料

第3部分：构建

第4部分：测试

第1部分：设计

碳打印的理想曝光单元是一种功能强大的点光源，其输出不会发生变化，并且会尽可能均匀地照射曝光场。

点光源与面光源：

想象一下，在曝光平面上，您对世界是负面的。从您的角度来看，点光源看起来很小，而面光源看起来很大。想想裸露的灯泡闪过整个房间，而距离您一英尺远的地方是一个巨大的柔光箱。

点光源对于碳打印是有益的，这有两个原因。首先是明确性问题。如果摄影师花时间使照片完美对焦，则打印机应归功于摄影师以在打印件中捕捉到这种清晰度。第二个原因是由于明胶没有硬化的特定点而引起的技术问题。查尔斯·伯杰（Charles Berger）首先在电子邮件中向我指出，“光硬化明胶在硬化和未硬化部分之间具有柔软而分散的边界，不均匀，易变且容易洗掉；” 宝贵的信息。通过在硬化和未硬化的明胶之间创建清晰的边缘，印刷品中的高光不会被洗掉。请参见下图比较面光源和点光源。花点时间研究一下

Calvin：打造强大的晒版印相曝光系统

让我们看一下暴露的组织，并进一步深入了解清晰度问题。由于光线可以穿过负角，因此面光源在暴露的组织上会产生从白色到灰色再到黑色的漫射边界。黑色代表硬化的明胶，灰色代表中间的底色，而白色则不受光的影响或未硬化。然而，由点光源暴露的组织具有良好的清晰边缘。这就是为什么点光源与点光源相比会产生模糊图像的原因，因此被称为底切。如果负片的乳剂远离组织，则这种效果会恶化。在负片和薄页纸之间添加聚酯薄膜保护层而不使用真空镜架时，就是这种情况，

底切会导致清晰度下降，但更重要的是，它会加剧硬化明胶的技术缺陷。在显影过程中受热时，裸露组织中的灰色区域可能会或可能不会被洗掉。这就是重点内容很难一致或什至根本难以复制的原因之一。从暴露的组织中可以看出，使用点光源在这方面具有巨大的优势。硬化和未硬化的明胶之间的边界很锋利，几乎没有半硬化的明胶会被洗掉。

几个设计：

由于先前的原因，我知道我想创建一个尽可能成锐角的角度，但是不确定如何创建满足效率甚至光分布要求的点光源。使用带罩的HID汞灯是显而易见的选择，许多碳打印机都非常成功地使用了HID灯，但是HID灯的输出在曝光过程中会发生变化。使用积分器可以轻松解决这个问题。如果灯泡离曝光框的距离不够远，也会产生衰减的问题。寻找好的灯具是困难的。如果我没记错的话，托德·冈勒（Tod Gangler）定制了他的灯，每只成本为600美元，需要每两年更换一次。另一方面，LED的输出不会变化，可以使用15年，效率更高，并且可以以最小的衰减来使用。

设计1：

Calvin：打造强大的晒版印相曝光系统

通过在光源和底片之间放置一个蜂窝状栅格，宽于某个角度的光线将无法通过。这就是闪光灯在摄影棚中的工作方式，这也是我从中得到灵感的地方。可以通过栅格的厚度或密度来控制光的角度。如果使用led灯条，蜂窝状设计将产生完美均匀的光和恒定的光，但是蜂窝状结构将使强度降低三分之二到五分之六，除非将来LED变得更加高效，否则强度将太大。

我经历了一些其他的设计，但没有一个是好的。唯一的另一个好方法是设计2。

设计2：

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该设计非常简单，但是花了很多功夫才找到使它工作的方法。最大的问题之一是如何将LED的光束角从120度减小到20-30度。抽油烟机或碟子可以减小角度，但我担心掉落和效率降低的问题，抽油烟机只能容纳一个或两个LED。我必须定制一个遮光罩以适应12个LED，我非常怀疑我能制造出一个不会在曝光时产生热点或黑点的灯罩。最后，在镜片制造商之间收到大量电子邮件并查看光分布图后，我决定使用镜片。在材料部分，我将详细介绍我选择的镜头以及原因。

光源强度：

许多碳印刷商都知道，感光纸的感光度比卤化银乳剂的感光度低约一百万倍，这意味着曝光时间通常非常长。使用黑光，我的曝光时间通常为40分钟，然后我移到一排12 uv的光化荧光灯下，曝光时间降至10-20分钟，但是等待曝光完成仍然需要很长的时间。一分钟左右的曝光时间将是理想的。我想起了Simpsons- https://www.youtube.com/watch?v=c9EBhaULToU中荷马的评论。

为了降低曝光量，光源不仅必须强大，而且必须具有正确的波长分布。太阳是强大的，以约1050 W / m ^2的速度进入在中午，但只有约10％的光是紫外线。我使用的敏化剂是重氮盐，其峰值灵敏度在380nm左右（我已经寻找了一个精确的数字，但令人惊讶的是很难找到任何具体数据。我看到的数字在335nm-385nm之间）。与重氮盐的敏感性分布曲线一致的，可用于使明胶硬化的阳光百分比可能仅为5％至7％。这使我们中午有大约60瓦的能量来自太阳，这仍然相当多。这是60瓦的输出能量，不应与装入灯泡的60瓦能量混淆。灯泡的效率可能只有1-10％，并且只会输出一瓦或两瓦的能量。以我用作曝光单位的光化灯库为例。它有12个功率为18瓦的灯泡，效率约为12％。因此其输出功率约为26瓦。没关系，但是为了满足理想光源的要求，光化灯太大了，仍然不够强大。替代品是水银HID灯或led灯。如前所述，我决定使用大功率紫外线灯。LED是效率最高的光源之一，效率约为15％，可以发出特定的波长。我将在材料部分中更深入地介绍我选择使用的LED，但它们是100W大功率LED，其峰值输出在380nm处。以大约14％的效率，它们每个应输出约14瓦的光能。将其乘以曝光单元将要拥有的12个LED，

概述：

要求	履行者
点光源	光源的尺寸约为12×16英寸，将在距曝光平面10-15英尺的范围内使用。可以通过负光的最大角度为5-8度。
均匀照明/衰减	使用磨砂镜片代替遮光罩可以消除掉落现象，并非常均匀地照亮曝光区域。
恒定输出	大功率LED的输出不变。将此与计时器结合使用，曝光应非常一致。
强大的光源	100w的紫外线灯非常强大，应将曝光时间降低到几分钟。

曝光单位：第2部分-材料

第2部分：材料

大功率紫外线LED

硼硅酸盐玻璃镜片

铜散热器

LED驱动器

计时器

作为警告，我使用的所有材料都不便宜。制作一个类似的曝光装置的总成本将在三千美元左右，而且不包括真空镜架，对我来说这是另外三千美元。话虽这么说，我认为只要花上五百美元，就可以制造出一个高质量的曝光装置，用于打印高达11×17英寸的照片。如果您受到威胁或没有时间自己制造，可以从LedsMaster Technology Co.购买价格为2,000美元的500w型号预建的UV固化装置，尽管峰值输出约为400nm。

大功率紫外线LED：

第一个问题是购买从1w到200w的led的功率有多大。20w的led便宜一些，不需要大的散热器，但是要产生1200w的LED则需要很多。另一方面，一个200w的led需要具有主动冷却功能的巨大散热器，但仅需要六个。50和100w led灯似乎是最佳选择。我还想使用更多数量的LED来消除镜片上的任何缺陷。在互联网（尤其是阿里巴巴）上搜索之后，我发现了一些我认为可能有用的紫外线灯。我让制造商向我发送了发光二极管的光分布图，最后找到了我要寻找的东西，并从深圳市汉华光电有限公司购买了它们。进口税和运输费后，100w 380nm发光二极管的价格约为每单位100美元。这是一张照片。

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硼硅酸盐玻璃镜片：

透镜必须由硼硅酸盐玻璃制成，因为紫外线无法通过普通玻璃传输。无锡广泰玻璃镜片有限公司对找到适合我的应用的镜片非常有帮助。我决定使用的镜头型号是GT-66-14。下面是该镜头的光分布图。我向他们提出了这样的担忧：分布良好，但并不完美。他们一致认为，对镜片进行磨砂处理将使光线分布更加均匀，并且能量损失将降至最低，大约为20％到30％。要考虑的另一件事是空间。我的工作室大约有17英尺高，可以隔墙相望，并想利用这一空间。为了能够使用此镜头，曝光单元必须距真空镜架约10-15英尺。我的真空镜框会翻转以进行曝光，因此我可以从整个房间暴露它（捷克共和国Cima Zlin的SVR真空复印框架）。如果空间较小或想从上方或下方进行曝光，请换一个较宽的镜头。以下是镜头制造商目录中的摘录。他们还有数百个其他镜头。

我最终得到了一套抛光和磨砂的镜片，因为它们很便宜，两套十二片的镜片大约一百美元。加上运费和关税，它的价格高达350美元左右。附带说明一下，如果您想在国际范围内订购，请记住由快递公司如Fedex，UPS和DHL收取的进口税，运输费和不合理的高经纪费。下图左镜头磨砂，右镜头磨光。在本文的测试部分，我将介绍两者之间的区别。

Calvin：打造强大的晒版印相曝光系统

铜散热器：

使用高功率LED的问题是散热器需要更大，这会增加曝光单元的成本。幸运的是，我发现一些二手镀锌厚铜散热器，只需要做几处修改即可完成工作，它们也有风扇。新的它们很容易花费70美元，但是我以14美元的价格买了它们。我是从Satis领导下得到的，Satis会不时地与二手散热器交易。注意铜制散热器的效率是铝制的两倍。下面是散热器的照片；他们被划伤了一点，但是谁在乎美学。

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