0.1.4. Параметры процесса химико-фотографической обработки кинопленки. Некоторые дефекты фотографического изображения, возникающие в проявочных машинах

Воспринимаемое качество кинематографического изображения зависит от многих показателей и может быть охарактеризовано рядом параметров. К ним можно отнести /8/: резкость, цветопередачу, контраст, плотность, зернистость и др. Кроме этих показателей, на воспринимаемое качество изображения оказывают влияние механические повреждения эмульсионного слоя и основы в виде царапин, потертостей, а также пятна и загрязнения.

В фотографическом слое информация хранится в плоскости изображения благодаря использованию элементов изображения различной плотности почернения. В качестве меры ослабления светового потока принимают отношение пропущенного светового потока Fпр к падающему F , которое называют коэффициентом пропускания Т :

Величина, обратная коэффициенту пропускания, характеризует непрозрачность. Как характеристика ослабления света чаще всего применяется десятичный логарифм непрозрачности, называемый оптической плотностью D:

D=lg(1/T)=-lgT .

Фотографические свойства киноматериалов определяют с помощью сенситометрии, суть которой состоит в экспонировании светочувствительного материала на специальных приборах - сенситометрах. При этом кинопленка получает на разных участках определенную известную экспозицию. После химико-фотографической обработки сенситограммы изхме-ряют плотности полей сенситометрического клина и по ним строят кривую зависимости плотности поля от логарифма экспозиции. В результате построения получают характеристическую кривую данного светочувствительного материала при данном режиме обработки. В общем виде кривая представлена на рис. 1.5. Характеристическую кривую условно делят на область вуали I, область недодержек II, область нормальных экспозиций III, область передержек 1У, область наибольших плотностей У и область соляризации У1 (у некоторых материалов отсутствует).

По характеристической кривой определяются светочувствительность фотоматериала, средний градиент или коэффициент контрастности, фотографическая широта.

Степень проявленности кинопленок оценивают значением рекомендуемого среднего градиента или значениями рекомендуемого коэффициента контрастности.

Средний градиент g, определяют как тангенс угла наклона прямой, соединяющей две точки характеристической кривой, к оси логарифмов экспозиции:

При этом в качестве первой точки, к примеру, для черно-белых негативных кинопленок, выбирается точка, соответствующая оптической плотности /9/:

D1’1=Do+0,1

Этой точке соответствует значение lgH’1 . Вторая точка характеристической кривой определяется значением lgH’2 и выбирается из равенства

LgH’2=lgH’1+1,3

Коэффициент контрастности определяют как тангенс угла наклона прямолинейного участка характеристической кривой к оси логарифмов экспозиции:

где точки, соответствующие координатам D2, lgH2, и D1, lgH1 являются крайними точками прямолинейного участка данной характеристической кривой (см. рис. 1.5).

Зная градиенты характеристических кривых отдельных процессов

gi , можно рассчитать градиент сквозного процесса gn :

Если учитывается только линейная часть характеристических кривых, то вместо градиентов можно использовать значения , градиента линейной части характеристической кривой.

Для идеального воспроизведения оптического изображения основополагающим условием является условие Гольдберга:

где - коэффициент контрастности негативного процесса;

- коэффициент контрастности позитивного процесса.

На практике произведение и выбирается значительно больше единицы для компенсации потерь контраста, обусловленной рассеянием света при кинопроекции, и разницы в условиях наблюдения объекта и изображения.

Проявление идет чаще всего до требуемого среднего градиента или коэффициента контрастности, который установлен для данного типа кинопленки как оптимальный и обеспечивает лучшее тоновоспроизведение.

Звук в процессе создания кинофильма первоначально записывается на магнитную ленту. Перезапись звука на негативную кинопленку происходит перед печатью массовой фильмокопии. При создании черно-белых кинофильмов химико-фотографическая обработка фонограмм не вызывает затруднений. В то же время в процессе проявления фонограмм на цветной многослойной кинопленке возникают сложности, связанные с наличием красителей в светочувствительном слое и их различным поглощением в слоях.

Основным показателем фонограммы при химико-фотографической обработке является ее способность модулировать световой поток.

Способность фонограммы модулировать световой поток, падающий на фотоэлемент звуковоспроизводящего устройства, определяется спектральной чувствительностью фотоэлемента и спектральным поглощением фонограммы при данном составе света /7/. На рис. 1.6 приведена кривая спектрального поглощения серого поля на цветной многослойной кинопленке. Звуковоспроизводящие системы кинопроекционной аппаратуры имеют фотоприемники преимущественно в виде фотоэлектронных умножителей с сурьмяно-цезиевым катодом (СЦ) и кремниевых фотодиодов (К). На рис. 1.7,а и 1,7,6 приведены кривые спектральной чувствительности соответственно СЦ и К фотоэлементов /10/.

Рис. 1.6 показывает, что пропускание "красочной" фонограммы в областях наибольшей чувствительности фотоэлементов различно. Фонограмма обладает большим поглощением в синей части спектра, где фотоэлемент СЦ наиболее чувствителен. Для этого типа фотоэлементов "красочная" фонограмма с относительно небольшими концентрациями красителей в слоях хорошо модулирует световой поток. В красной и инфракрасной областях спектра, где находится максимум чувствительности фотоэлемента К, фонограмма поглощает мало и слабо модулирует световой поток, даже если концентрации красителей в слоях велики. Для того, чтобы модуляция для фотоэлемента К была такой же, как для СЦ, нужны концентрации красителей, в несколько раз большие.

Таким образом, "красочная" фонограмма, имеющая высокое значение плотности для фотоэлемента СЦ, имеет малое ее значение для фотоэлемента К, для которого образуется высокий уровень шумов и малый динамический диапазон. Такая фонограмма, имеющая хорошее значение плотности для фотоэлемента К, оказывается очень плотной для фотоэлемента СЦ, для которого имеют место большие частотные потери и малый динамический диапазон.

Для того, чтобы фонограмма была одинаково хороша для обоих фотоэлементов, нужно, чтобы она обладала одинаковым поглощением в синей и инфракрасной областях спектра. Этому требованию удовлетворяет серебряная фонограмма, при которой в черно-белом кинематографе имеет место взаимозаменяемость фотоэлементов и универсальность фонограммы.

Неравномерность спектрального поглощения обусловливает заметные искажения в звукопередаче. Кроме того, имеется эффект "заплывания", который у красочной фонограммы происходит в большей мере, чем у серебряной, в связи с большей диффузией проявляющего раствора

Рис. 1.6. Спектральная характеристика поглощения серого поля

Рис. 1.7. Спектральные характеристики фотоэлементов:

- относительная энергетическая спектральная чувствительность фотоэлектрических преобразователей;

- длина волны излучения, нм

и цветовым разложением. Все это приводит к тому, что на многослойной цветной фильмокопии, имеющей бессеребряное изображение, фонограмма является серебросодержащей, поэтому при обработке цветного позитива изображение и фонограмму обрабатывают раздельно.

Используются следующие схемы раздельной обработки фонограммы /7/:

1. Изображение, и фонограмма проявляются вначале в цветном проявителе. После отбеливания на фонограмму наносится проявитель или раствор Na2S в результате чего соединения серебра переходят в Ag или Ag2S и не растворяются при последующем фиксировании.

2. До цветного проявления фонограмма обрабатывается энергичным черно-белым проявителем и промывается. После цветного проявления и отбеливания в ней содержится серебро и некоторое количество красителей.

3. Перед отбеливанием на фонограмму наносится защитный слой, препятствующий проникновению отбеливающего раствора. Готовая фонограмма является красочно-серебряной.

4. Отбеливатель наносится только на изображение.

Обработка фонограммы осуществляется в приставке раздельной обработки (поз. 2,а на рис. 2.4). Передача плотностей в изображении на проявленной кинопленке определяется полезной фотографической широтой - полным интервалом экспозиций, ограниченным порогом почернения и максимальной оптической плотностью. Максимальная и минимальная плотности определяют контраст передаваемого изображения.

В процессе проявления микрокристаллы галогенида серебра превращаются в зерна металлического серебра. Зернистость, возникающая во время проявления, снижает качество изображения.

Равномерность фона изображения зависит от режимов проявления. Одним из дефектов процесса проявления является направленное проявление .

Эффект направленного проявления выражается в том, что в граничащей с фотографическим слоем движущейся части пограничного слоя возникают концентрации компонентов проявителя, отличные от концентрации в остальном растворе. Так как ламинарно движущаяся часть пограничного слоя перемещается медленнее кинопленки, отставая от нее, то истощенный раствор оказывается около других участков пленки, которые проявляются замедленно и не полностью. В результате на таких участках образуются заметные глазом светлые полосы. Так как накопление продуктов реакции и уменьшение концентрации компонентов проявителя в пограничном слое протекает во времени, то достаточно производить его разрушение не на всем пути пленки, а только в некоторых его точках.

Турбуляция проявителя, возникающая за счет движения самой кинопленки, может устранить эффект направленного проявления при скорости движения пленки 3000-4000 м/ч, в остальных случаях создают устройства, обеспечивающие турбуляцию проявителя. Разрушение пограничного слоя может производиться механически или струями. Необходимая скорость струи у поверхности пленки зависит от направления струи.

Сложность системы турбуляции, особенно в многопетельных системах, заставила искать более простые решения: разрушение пограничного слоя резиновыми снимателями, высокие скорости движения пленки, использование проявителей с высокой буферностью.

Эффект влияния смежных мест также воздействует на равномерность фона изображения.

Эффект влияния смежных мест объясняется тем, что местные влияния истощенного проявителя сказываются не только в результате отставания ламинарно движущейся пограничной части проявляющего раствора, но и в результате неравномерной диффузии проявителя внутри фотослоя. При этом возникают различные искажения, например:

- плотность поля, получившего одинаковую по всей площади экспозицию, оказывается большей у границ поля, чем в центре;

- вокруг участков большой плотности возникает светлая кайма;

- расстояние между двумя максимумами почернения двух темных линий в изображении увеличено по сравнению с объектом.

Устранение данного эффекта может быть достигнуто большим замедлением реакции проявления.

Вуаль, механические повреждения, загрязнения кинопленки также снижают качество воспринимаемого изображения. В табл. 1.3, по данным работы /II/, представлен перечень наиболее часто встречающихся при химико-фотографической обработке дефектов и вероятные причины появления их в проявочных машинах.

Таблица 1.3

Дефекты фотографического изображения, возникающие в проявочных

Машинах

Вид дефекта	Вероятные причины появления дефекта
1	2
1. Волнообразная деформация края кинопленки 2. Вуаль двухцветная-дихроичная, в отраженном свете - желтоватая или зеленоватая, в проходящем - красноватая, местами изображение выглядит как бы неотфиксиро-ванным и имеет пятнистый вид 3. Вуаль желтая 4. Вуаль коричневая 5. Вуаль серая, равномерно покрывающая всю кинопленку 6. Вялое изображение, по плотности нормальное 7. Изображение одновременно негативное и позитивное 8. Изображение окрашено в посторонний тон 9. Контрастное изображение без деталей в тенях 10. Крупнозернистое изображение 11. Машинное масло на кинопленке. Наброс эмульсии на пленку 12. Одноцветные детали воспроизведены разным цветом 13. Плотное изображение 14. Плотность изображения меняется в одном фрагменте 15. Плохая сохраняемость изображения 16. Полосы светлые под темными деталями, полосы темные под светлыми деталями 17. Полосы тонкие и светлые 18. Недостаточная плотность изображения 19. Пузырьки мелкие, частично лопнувшие 20. Пятна глянцевые на эмульсионном слое 21. Пятна мелкие в виде сот 22. Пятна мелкие и светлые с темным окаймлением -кратероо бразные 23. Следы капель воды 24. Фотографический слой имеет мелкие трещины	Неисправный механизм транспортирования киноленты проявочной машины а) Проявляющий раствор загрязнен фиксажем, б)обработка происходила в слишком теплом проявителе, в)Проявление длилось более установленного времени, недостаточное промывание после проявления, д) фиксаж сильно загрязнен проявителем е) обработка велась в истощенном фиксаже, ж)в проявителе много растворителей серебра - роданистого калия, сульфита, тиосульфата з)фиксирование происходило в много* кратно регенерированном растворе а) Длительная обработка в истощенном проявителе, б) обработка в фиксаже, загрязненном проявителем, в) отсутствие промежуточной промывки между энергичным проявителем и простым фиксажем Окисление проявителя в эмульсионном слое до фиксирования а) Проявление при высокой температуре раствора, проявление в слишком концентрированном растворе или с недостаточным количеством противовуалирующего вещества, обработка в загрязненном проявителе или содержащем вуалирующие вещества очень длительная обработка засветка во время проявления Недопроявление излишне экспонированной кинопленки а) Засветка во время проявления, б) засветка при обработке в истощенном фиксаже Нарушен баланс слоев кинопленки при проявлении Завьппенное время проявления недостаточно экспонированной кинопленки Проявление велось в истощенном растворе и очень долго Обработка в неисправной проявочной машине Нарушен баланс во время обработки Перепроявление кинопленки а) Короткие остановки проявочной машины б) засветка во время обработки, в) повышенная температура проявителя Неполное фиксирование и промывание кинопленки Эффекты направленного проявления Скольжение пузырьков воздуха по светочувствительному слою во время проявления Недопроявление кинопленки Обработка в очень кислом растворе после проявления без достаточной промывки Склейка эмульсионного слоя с подложкой при сушке К светочувствительному слою при проявлении прилипли пузырьки воздуха, возникло выделение газа при обработке в растворах, разных по среде а) Недостаточная промывка между энергичным проявителем и кислым фиксажем, б) завышенное количество тиосульфата в растворе Плохая работа влагоснимателей, промывка в жесткой воде, перед сушкой кинопленка не обрабатывалась в смачивателе а) Большая разница в температуре обрабатывающих растворов, б) кинопленка долго промывалась в холодной воде, в) сушка при очень высокой температуре, г) на теплый фотографический слой подействовали холодной струей воздуха

0.1.5. Требования, предъявляемые к комплексу оборудования для химико-фотографической обработки кинопленки

Комплекс оборудования должен обеспечивать:

1. Транспортирование кинопленки лентопротяжным механизмом при гарантированном отсутствии механических повреждений поверхности киноленты и перфораций.

2. Соблюдение технологического регламента химико-фотографической обработки, т.е. соблюдение непрерывности, последовательности и длительности технологических операций обработки.

Должна быть предусмотрена возможность регулирования времени отдельных операций в определенных пределах. Так, например, РТМ 1942-74 предусматривает время проявления цветной позитивной кинопленки ЦП-8Р от 8 до 10 мин, а окончательное время проявления устанавливается по сенситограмме в соответствии с требуемой величиной коэффициента контрастности или среднего градиента . Допускаемое отклонение от заданных или составляет около 5%.

3. Раздельную химико-фотографическую обработку фонограммы и изображения при проявлении цветных многослойных позитивных кинолент.

4. Поддержание постоянства температуры химико-фотографических растворов.

Повышение температуры растворов ускоряет ход процессов. Так, при повышении температуры на каждые 8° скорость проявления возрастает примерно вдвое /12/.

5. Поддержание равновесных концентраций химико-фотографических растворов.

Обрабатываемый материал уносит из бака рабочий раствор, но объем его не меняется, так как взамен его в бак поступает свежий раствор. Поддержание равновесных концентраций раствора идет из пополнителя при определенной скорости подачи компенсирующего добавка.

6. Циркуляцию или турбуляцию рабочих растворов.

Скорость и равномерность проявления существенно зависят от режима движения проявителя у поверхности фотографического слоя. Чем быстрее движется проявитель, тем тоньше ламинарно движущаяся часть пограничного слоя, тем полнее он разрушается и тем быстрее идет проявление. Чем чаще осуществляется разрушение, тем меньше колебания толщины пограничного слоя и скорости процесса и тем менее заметны следы неравномерного проявления, вызванные> эффектом направленного проявления. Если слой проявителя постоянно соприкасается с кинопленкой, то проявитель в нем истощается и плотность изображения на кинопленке падает в направлении, обратном движению. Циркуляция или интенсивное перемешивание проявителя позволяют бороться с эффектом направленного проявления.

7. Удаление поверхностной влаги с обрабатываемой кинопленки между различными технологическими операциями химико-фотографической обработки и перед входом ее в сушильное отделение.

Такое удаление предотвращает перенос из бака в бак веществ, вредно влияющих на качество изображения, утрату обрабатывающего вещества, ускоряет процесс сушки кинопленки.

В качестве примера: согласно ТУ на Щ-8 допускается наличие в первом фиксирующем растворе проявляющего вещества не более 0,5 г/л, а во втором вообще не допускается. При отсутствии устройств удаления поверхностной влаги таких концентраций не достичь.

8. Фильтрацию обрабатывающих растворов.

В процессе работы обрабатывающие растворы загрязняются, в проявителе образуются нерастворимые органические соединения, происходит загрязнение проявителя инородными элементами с кинопленки. Загрязнение проявителя имеет место во всем его объеме, однако более всего оно у дна бака; именно здесь и идет забор проявителя для его очистки посредством фильтрации. Загрязнения в цветном проявителе гораздо больше чем в черно-белом.

9. Сушку кинопленки специально подготовленным по температуре, относительной влажности и пылесодержанию воздухом.

Кинопленку с влажной поверхностью нельзя сматывать в рулоны из-за возможного слипания витков рулона. Пересушивание киноленты ведет к ее короблению. Режимы сушки кинопленок оказывают влияние на физико-механические и фотографические свойства кинолент.

10. Автоматический контроль и регулирование технологических процессов обработки кинопленки.

11. Непрерывную и безаварийную работу всего комплекса с применением необходимых средств блокировки, сигнализации и дистанционного управления.

12. Сбор серебросодержащих растворов и промывных вод и извлечение из них серебра при обработке всех видов фотоматериалов.

Регенерация серебра из фотографических растворов и промывных вод - важнейшая задача.

По данным Т.А.Новацкой,представленным в работе /1 / в 1000 м цветной 35-мм многослойной позитивной кинопленки содержится 170-230 г серебра, а в проявленной - только 1-3 г, остальное серебро переходит в фиксаж. Цветные негативные 35-мм кинопленки содержат 220-240 г серебра на 1000 м, и практически все серебро переходит в фиксаж. Вернуть серебро в производство позволяет регенерация обрабатывающих растворов. Киностудия "Ленфильм" возвращала в среднем 1,5 т серебра в год, а всего за счет регенерации в стране возвращались десятки тонн серебра в год.

0.2. КОМПЛЕКС машины ДЛЯ ХИМИКО-ФОТОГРАФИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ И СУШКИ КИНОПЛЕНКИ

0.2.1. Схема проявочной машины

Структурная схема проявочной машины, предназначенной для химико-фотографической обработки и сушки любого типа, марки и размера кинопленки, показана на рис. 2.1. В связи с тем, что существует очень большое количество разнообразных типов и размеров кинопленки могут изменяться одна, две или несколько составных частей в этой схеме.

- Проявочная машина представляет собой большой и сложный комплекс различных систем агрегатов и механизмов, взаимодействие которых в рабочем процессе обеспечивает химико-фотографическую обработку и сушку того или иного типа кинопленки.

Машина для обработки кинопленки включает в себя следующие основные системы:

- систему химико-фотографической обработки и сушки;

- гидравлическую систем;

- аэродинамическую систему;

- систему управления.

Система химико-фотографической обработки и сушки с приводным и лентопротяжным механизмами предназначена для транспортирования кинопленки в процессе ее химико-фотографической обработки, сушки и наматывания готовой продукции. Она состоит из следующих узлов:

1) блока загрузки с магазином запаса;

2) блока химико-фотографической обработки изображения и фонограммы;

3) блока удаления поверхностной влаги;

4) блока сушки;

5) блока разгрузки.

Все блоки объединены приводным и лентопротяжным механизмами.

Гидравлическая система предназначена для циркуляции фотографических растворов и промывной воды с необходимой кратностью обмена и перемешиванием, термостатированием и вводом исполнителей.

Аэродинамическая система служит для подготовки воздуха с целью удаления поверхностной влаги и сушки обработанной в растворах кинопленки.

Система управления предназначена для пуска и остановки проявочного комплекса, предупреждения аварий во время работы машины, а также для поддержания режимов химико-фотографической обработки и сушки.

Рассмотрим более подробно основные системы и блоки, входящие в комплекс проявочной машины. Начнем изучение с системы химико-фотографической обработки и сушки киноленты.