<Desc/Clms Page number 1>
FOTOTHERMOGRAFISCH ONTWIKKELSYSTEEM
BESCHRIJVING 1. TOEPASSINGSGEBIED VAN DE UITVINDING Deze uitvinding heeft betrekking op een apparaat en een methode voor de ontwikkeling van een fotothermografisch materiaal. Meer in het bijzonder behelst huidige vinding de droge verwerking van een fotothermografisch materiaal, ook wel"beeldvormend element" genoemd. Een zeer specifieke toepassing ligt in de markt van droog verwerkbare medische film.
2. STAND VAN DE TECHNIEK Thermisch ontwikkelbare zilverhoudende materialen voor het maken van beelden door middel van belichten en nadien verwarmen worden fotothermografische materialen genoemd en zijn algemeen bekend.
Bij voorbeeld "Dry Silver@" materialen van Minnesota Mining and Manufacturing Company. Een typische samenstelling van zulke thermografisch beeldvormende elementen bevat lichtgevoelig zilverhalogenide in combinatie met een oxydatie-reductie combinatie van bijvoorbeeld een zilver organisch zout en een reductor daarvoor.
Deze combinaties worden bijvoorbeeld beschreven in U. S. Pat. nr.
3, 457, 075 (Morgan) en in "Handbook of Imaging Science", D. A.
EMI1.1
Morgan, ed. A. Diamond, publ. by Marcel Dekker, 1991, page 43.
Een overzicht van thermografische wordt gegeven in het boek "Imaging systems" van Kurt I. Jacobson en Ralph E. Jacobson, The Focal Press, London and New York, 1976, in hoofdstuk V onder de titel "Systems based on unconventional processing" en in hoofdstuk VII onder de titel"7. 2 Photothermography".
Fotothermografische beeldvormende elementen worden typisch verwerkt door een beeldmatige belichting, bijv. in contact met een origineel of na elektronische beeldverwerking met behulp van een laser, waardoor een latent beeld wordt gevormd op het zilverhalogenide.
Verdere informatie over dergelijke beeldmatige belichtingen kan men lezen in octrooi-aanvrage EP-A-96. 201. 530. 1 van Agfa-Gevaert.
In een daarna volgende verwarmingsstap oefent het gevormde latente beeld een katalytische invloed uit op de oxydatie-reductie reactie tussen de reductor en het niet lichtgevoelig zilver organische zout, meestal zilverbehenaat, waardoor een zichtbare densiteit gevormd wordt op de belichte plaatsen. De ontwikkelings-omstandigheden worden bepaald door de keuze van het niet lichtgevoelige organische zilverzout en de reductor hiervoor. Bij voorbeeld ligt de ontwikkelings-temperatuur in de buurt van 120gc en dit gedurende een vijftal seconden.
Verdere informatie over genoemde thermografische materialen kan men bij voorbeeld vinden in genoemde octrooi-aanvrage EP-A-96. 201. 530. 1.
Praktische problemen bij de ontwikkeling van fotothermografische beeldvormende elementen resulteren vaak uit het feit dat de gevormde densiteit afhankelijk is van de hoeveelheid toegevoerde warmte. Om een uniforme densiteit te verkrijgen is dus een uniforme warmteoverdracht nodig.
<Desc/Clms Page number 2>
Voor medische toepassingen is bovendien een groot aantal grijswaarden vereist die op een reproduceerbare wijze dienen weergegeven te worden.
In vele foto-thermografische systemen volgens de stand van de techniek (bij voorbeeld op basis van octrooi-aanvrage WO 95/30934, op naam van 3M) hebben belichting en ontwikkeling plaats in separate eenheden.
In een ander foto-thermografisch systeem, een zgn."gecombineerd systeem", hebben belichting en ontwikkeling plaats in éénzelfde eenheid. Fig. 1 toont het geheel van een foto-thermografisch systeem volgens octrooi-aanvrage DE 196 36 235 op naam van Agfa-Gevaert A. G., waarbij belichting èn ontwikkeling op een zelfde medium plaatsvinden.
In de vakliteratuur werden reeds verschillende toestellen beschreven voor de ontwikkeling van deze materialen. Verscheidene van" dergelijke thermische processoren hebben echter een of meer nadelen, zoals thermische traagheid (waardoor de verwerkingstijd prohibitief wordt), te hoge drukken (met mogelijke nadelen als krassen of
EMI2.1
plooien tot gevolg), ongelijke drukken en/of ongelijke temperatuursverdeling (met ongewenste densiteitsverschillen'tot gevolg) f Vooral bij aanwending van bepaalde fotothermografische materialen die relatief meer thermo-gevoelig zijn dan andere fotothermografische materialen kan non-uniformiteit (bij voorbeeld storende patronen) ontstaan. Bovendien zijn sommige types van fotothermografische materialen relatief meer thermo-gevoelig dan andere types, waardoor nog grotere problemen kunnen ontstaan.
Huidige aanvrage brengt een alternatieve thermische processing met relatief korte ontwikkeltijden en zonder ongewenste densiteitsverschillen.
3. DOEL VAN DE UITVINDING Het is een doel van deze uitvinding om een apparaat of systeem en een methode of proces te voorzien voor het uniform ontwikkelen van een fotothermografisch materiaal, inhoudende dat tijdens de ontwikkeling substantieel-gelijke temperaturen voorkomen op alle plaatsen van genoemd fotothermografisch materiaal.
Een andere doelstelling van deze uitvinding is om te voorzien in een methode en een apparaat voor het ontwikkelen van een fotothermografisch materiaal bij een in de tijd constant blijvende temperatuur.
Verdere doelstellingen en voordelen zullen duidelijk worden uit de beschrijving die hieronder volgt.
4. SAMENVATTING VAN DE UITVINDING Wij hebben nu ontdekt dat deze doelstellingen te bereiken zijn door een apparaat en een methode uit te voeren volgens de bijgevoegde conclusies.
<Desc/Clms Page number 3>
5. BONDIGE BESCHRIJVING VAN DE FIGUREN Fig. 1 toont een foto-thermografisch systeem volgens octrooiaanvrage DE 196 36 235. 0-51 ; Fig. 2. 1 toont een dwarsdoorsnede van een thermisch ontwikkelapparaat volgens octrooi-aanvrage BE 09600583j Fig. 2. 2 toont een gedeeltelijke langsdoorsnede van een thermisch ontwikkelapparaat volgens octrooi-aanvrage BE 09600583j Fig. 3 toont een dwarsdoorsnede van een thermisch ontwikkelapparaat volgens huidige octrooi-aanvrage ; Fig. 4 toont een plaatselijke dwarsdoorsnede doorheen een trommel en een schraper ;
Fig. 5. 1. geeft een schematische voorstelling van een fotothermografisch materiaal (m) toepasbaar in de huidige vinding ;
EMI3.1
Fig. 5. geeft een schematische voorstelling van een trommelvormig verwarmingslichaam volgens stand van de techniek Fig. 5. geeft een temperatuursverloop gemeten in axiale richting op een omwentelingslichaam volgens stand van de techniek ; Fig. 5. 4. geeft een temperatuursverloop gemeten in tangentiale richting op een omwentelingslichaam volgens stand van de techniek ; Fig. 6. 1. en Fig. 12. 2. geven een schematische voorstelling, van een fotothermografisch materiaal (m) toepasbaar in de huidige vinding ;
Fig. 6. 2. geeft een schematische voorstelling van een trommelvormig verwarmingslichaam volgens de huidige vinding ;
EMI3.2
Fig. 6. geeft een temperatuursverloop in axiale richting op een fotothermografisch materiaal ontwikkeld volgens huidige vinding ; Figs. 6. 4. en 6. 5. geven het temperatuursverloop gemeten in tangentiale richting op een fotothermografisch materiaal ontwikkeld volgens huidige vinding ; Fig. 7 toont een voorbeeld van een axiaal-gecompenseerde verwarming toepasbaar volgens huidige vinding ; Fig. 8 toont een voorbeeld van een bandloop met proportionele regeling toepasbaar volgens huidige vinding ; Fig. 9 toont een regelkring voor het constant houden van de temperatuur van de trommel ; Fig. 10 toont een tijdsdiagram voor een compensatie van het tangentiale temperatuursprofiel ;
Fig. 11 toont een reeks van activatie-pulsen met een relatief hoge duty-cycle ;
EMI3.3
Fig. 12. toont schematisch een zgn."gesegmenteerde Fig. 12. toont schematisch een fotothermografisch materiaal (m) toepasbaar in de huidige vinding ; Fig. 12. 3. vergelijkt axiale densiteitsprofielen gemeten op beeldmaterialen ontwikkeld respectievelijk volgens stand van de techniek, met HW-compensatie volgens huidige vinding of met HW-ènSW-compensatie volgens huidige vinding ; Fig. 13 toont een tangentiaal densiteitsprofiel gemeten op een fotothermografisch materiaal ontwikkeld volgens huidige vinding ; Fig. 14 toont een axiaal densiteitsprofiel gemeten op een fotothermografisch materiaal ontwikkeld volgens huidige vinding ;
Fig. 15 toont een trommelvormig verwarmingslichaam met in axiale richting drie verschillende vermogens geinstalleerd ; Fig. 16 toont een uitvoering van een trommel waarbij hardware-matig zowel in axiale richting als in tangentiale richting verschillende vermogens ingeschakeld kunnen worden ; Fig. 17 toont drie pulstreinen met verschillende duty-cycles.
<Desc/Clms Page number 4>
6. GEDETAILLEERDE BESCHRIJVING VAN DE UITVINDING 6. 1. Inleidende begrippen en definities In de huidige aanvrage wordt onder de term"omwentelingslichaam" verstaan : een" (meetkundig) lichaam dat geacht wordt te zijn ontstaan door omwenteling van een vlak om een as, de omwentelingsas" (cf."Groot woordenboek der Nederlandse taal", uitg. Van Dale Lexicografie, Utrecht-Antwerpen, ed. 1984, tweede deel J-R, blz.
1883). Elke doorsnede haaks op genoemde omwentelingsas vormt dus een cirkel. Een cilindrische trommel, of kortweg "trommel" vormt een bijzonder geval van een omwentelingslichaam.
In huidige aanvrage omvat de term"verwarmingseenheid"diverse mogelijkheden tot verwarming (bij voorbeeld resistief via een ohmse weerstand of via een lamp ; of inductief) en diverse mogelijkheden tot praktische aanwending (ook zonder relatie tot enig fotografisch materiaal, en dus niet beperkt tot fotografie). De aanverwante term "ontwikkel-apparaat is meer specifiek, is expliciet bedoeld om een fotografisch materiaal te ontwikkelen, en richt zich vooral tot
EMI4.1
foto-'thermofotografie en directe-thermografie.
De termen"laserprinter","printer","laserrecorder"en"recorder" worden in deze aanvrage als equivalenten beschouwd. Als meer algemene term wordt "registratie-systeem" gebruikt, waarbij de inschrijving van gewenste informatie eveneens met een laser kan plaatsvinden, maar gebeurlijk ook met andere middelen (zoals cathode-ray-tubes CRT's, light-emitting-diodes LED's, luminiscentiepanelen, fosfor-schermen...
Equivalentie geldt in voorliggende aanvrage ook voor de termen fotothermografisch materiaal, beeldvormend element, beeldmateriaal, filmblad, film of filmvel ; waarbij zowel beelden in transparantie als in reflectie kunnen inbegrepen zijn.
6. 2. Globale beschrijving van een foto-thermografisch systeem In een foto-thermografisch systeem volgens gekende stand van de techniek (bij voorbeeld op basis van octrooi-aanvrage WO 95/30934, op naam van 3M) hebben belichting en ontwikkeling doorgaans plaats in separate eenheden. Het toepassen in een dergelijk "gescheiden systeem" van een thermische ontwikkeling volgens de huidige vinding biedt een aantal voordelen welke reeds hoger vernoemd zijn en welke verder zullen verduidelijkt worden.
In een ander foto-thermografisch systeem, een zgn."gecombineerd systeem" hebben belichting en ontwikkeling plaats in éénzelfde eenheid. Fig. 1 toont het geheel van een foto-thermografisch systeem 1 volgens octrooi-aanvrage DE 196 36 235. 0-51 op naam van AgfaGevaert, waarbij belichting èn ontwikkeling op een zelfde medium plaatsvinden, hier bij voorkeur op een zgn. omwentelingslichaam. Ook in een dergelijk gecombineerd systeem, vaak als"single drum printer SDP"aangeduid, biedt het toepassen van een thermische ontwikkeling volgens de huidige vinding dezelfde reeds hoger vernoemde voordelen, welke verder zullen verduidelijkt worden.
Alhoewel het voor de huidige aanvrage dus best mogelijk is dat belichting en ontwikkeling in separate eenheden plaatsgrijpen, kan Fig. 1 toch als basis dienen voor de globale beschrijving van een
<Desc/Clms Page number 5>
foto-thermografisch systeem.
In het algemeen zal laserprinter 1 eerst het beeldmateriaal 10 belichten in een belichtingseenheid 3 en daarna ontwikkelen in een thermische ontwikkeleenheid 4. In het specifieke geval van een zgn.
SDP volgens Fig. 1 zal laserprinter 1 eerst het beeldmateriaal 10 belichten en daarna ontwikkelen in een gemeenschappelijke belichting-en ontwikkel-eenheid 5. Na processing is op het beeldmateriaal informatie waarneembaar doordat niet-belichte, ontwikkelde zones transparant zijn, en wel-belichte èn ontwikkelde zones een waarneembare optische densiteit hebben (liefst met een maximale densiteit boven 3, 5 D).
Bij het begin van een afdrukcyclus wordt uit invoereenheid 2 een filmblad 10 opgenomen (d. m. v. een toevoer-inrichting 15) en getransporteerd (volgens bewegingszin Y langsheen een geleiding 16) naar belichting-en ontwikkeleenheid 5.
In deze belichting-en ontwikkel-eenheid 5 wordt de mantel (uit thermisch geleidend materiaal) van trommel 20 (met draaizin n) door een verwarming 60 tot op een gewenste procestemperatuur (bij voorbeeld 123 OC of 396 K) gebracht en door tenminste een temperatuursensor (bij voorbeeld een thermokoppel of een thermistor) en een (in Fig. 9 afgebeelde en later te bespreken) regelkring op deze temperatuur gehouden.
Film 10 wordt tegen roterende trommel 20 aangedrukt d. m. v. rollen 31-33 en transportmiddelen 40, bij voorkeur een transportband 41 (doorgaans uit thermisch isolerend materiaal), zodat film 10 nagenoeg dezelfde temperatuur bekomt als het manteloppervlak van trommel 20.
Terwijl film 10 synchroon met trommel 20 meebeweegt, heeft tussen rollen 32 en 33 de beeldsgewijze belichting plaats. Hiertoe beschrijft gemoduleerde laserstraal 57 het beeldmateriaal 10 met een sensitometrisch-gepaste golflengte en een beeldsgewijze-gemoduleerde intensiteit.
Na de belichting wordt de film 10 thermisch ontwikkeld zodanig dat op de belichte plaatsen een duurzame zwarting ontstaat. Hiertoe wordt film 10 door transportband of aandrukband 41 tegen de verwarmde trommel 20 aangedrukt en synchroon meebewogen in draaizin n.
Hierbij kan de aandrukspanning beïnvloed worden door instelling van spanrol 36. Ook kan de ontwikkeltijd beïnvloed worden (bij voorbeeld tussen 3 en 20 s) door instelling van de omslaghoek a (met numerieke referentie 42) tussen band 41 en trommel (hier op ongeveer 180 getekend) en door instelling van de omloopsnelheid.
Na de thermische ontwikkeling wordt filmblad 10 via koelrollen 38-39, welke door een ventilator 17 kunnen gekoeld zijn, naar buiten gebracht en beschikbaar gesteld in een opvanglade 29 van een uitvoereenheid 6.
Verder bevat de laserrecorder 1 een elektronische stuureenheid 7 en een optische eenheid 8, welke zelf nog verdere componenten bevat, zoals een laserbron 51 die een ongemoduleerde laserstraal 52 beschikbaar stelt, een modulator 53, objectieven 54 en 55 en een roterende polygoonspiegel 56. Via een bedieningspaneel 9 kunnen diverse parameters (zoals temperatuur, snelheid, aandrukkracht, omslaghoek (X...) ingesteld worden.
<Desc/Clms Page number 6>
In de voorkeursuitvoeringen van huidige aanvrage is ervoor gezorgd dat de film raaklijnig (of tangentieel) aangeboden wordt aan de "processor" (om storingen te voorkomen). Ook is door middel van geleidingen, rolletjes, band en een geschikt afnamesysteem ervoor gezorgd dat de processing van elk filmvel op een vaste plaats begint en op een (andere) vaste plaats stopt, en dat het voortschrijden van het proces op een rechte lijn gebeurt, haaks tov de trommelas ; ieder deel van de film moet immers dezelfde ontwikkel-historiek hebben, waarbij ieder deel van de film dezelfde hoeveelheid warmte ontvangt.
Een reinigingseenheid 80 zorgt voor het permanent proper houden van de trommel door regelmatig eventueel aanwezige bevuilende elementen te verwijderen.
Voor verdere informatie over hogergenoemde"single drum printer" wordt verwezen naar DE 196 36 235. 0-51.
Nu een globale beschrijving van een foto-thermografisch systeem 1 gegeven werd, verduidelijken we hierna enkele essentiële begrippen omtrent "axiale en tangentiale temperatuursprofielen" (symbolisch voorgesteld door respectievelijk Ta en Tt) van een verwarmd omwentelingslichaam. Hierbij onderscheiden we "niet-gecontroleerde of natuurlijke"temperatuursprofielen versus (hardware-matig en/of software-matig "gecontroleerde") temperatuursprofielen. Het is precies in de controle of beheersing van genoemde temperatuursprofielen dat het karakteristieke deel van huidige aanvrage zich situeert.
6. 3. "Natuurliike" temperatuursprofielen van een verwarmd omwentelingslichaam volgens de stand van de techniek Vooreerst wordt verwezen naar Fig. 5. 1. welke een schematische voorstelling geeft van een fotothermografisch materiaal (m) toepasbaar in de huidige vinding ; en naar Fig. 5. 2. waarbij een cilindrische trommel inwendig verwarmd wordt door bij voorbeeld een elektrisch-resistief medium (b. v. een zgn. ohmse weerstand waarmede een Joule-effect gegenereerd wordt).
EMI6.1
Meer specifiek geeft Fig. 5. een temperatuursverloop weer zoals opgemeten in axiale richting (symbolisch aangeduid door pijltje a) op een omwentelingslichaam volgens stand van de techniek. Fig. 5. 4. geeft het temperatuursverloop weer zoals gemeten in tangentiale richting (symbolisch aangeduid door pijltje t) op een omwentelingslichaam volgens stand van de techniek.
Op curve ca0 van Fig. 5. 3 merken we dat, bij rotatie in een thermisch gestabiliseerde maar onbelaste stand-by toestand (dus na de begin-opwarming en voor de eind-afkoeling, en zonder film), aan het manteloppervlak van genoemde trommel in axiale richting een temperatuursverloop optreedt, waarbij in het midden een hogere temperatuur heerst dan aan de randen (dit hoofdzakelijk omwille van variërende warmteverliezen naar de omgeving). De grafische voorstelling van dit temperatuursverloop in axiale richting (a) aan de mantel-oppervlakte van het omwentelingslichaam wordt ook wel "eerste temperatuursprofiel Ta" genoemd.
In belaste processing-toestand, kan zodra er een film (met filmbreedte B) in contact komt met de trommel, de oppervlakte temperatuur van de trommel plaatselijk zakken (zie curve cal). Nadat de film de trommel verlaten heeft, stijgt de oppervlakte temperatuur van de trommel weer tot de stand-by waarde.
<Desc/Clms Page number 7>
In curve ctO van Fig. 5. 4 merken we dat aan het manteloppervlak van een cilindrische trommel langsheen de omtrek, t. t. z. in tangentiale richting, bij rotatie in een thermisch gestabiliseerde stand-by toestand (dus na de begin-opwarming en voor de eind-afkoeling, en zonder film) geen temperatuursverloop optreedt.
Zodra er wel een film (met filmlengte L) in contact komt met de trommel, zakt de oppervlakte temperatuur van de trommel (zie curve ctl). Nadat de film de trommel verlaten heeft, stijgt de oppervlakte temperatuur van de trommel weer tot de stand-by waarde. De grafische voorstelling van dit temperatuursverloop in tangentiale richting (t) aan de mantel-oppervlakte van het omwentelingslichaam wordt verder "tweede temperatuursprofiel Tt"genoemd.
De huidige vinding openbaart een apparaat en een methode waarbij, ook tijdens processing van bedoelde beeldmaterialen, beide temperatuursprofielen (Ta, Tt) onderling onafhankelijk controleerbaar zijn. Bovendien kunnen dan beide temperatuursprofielen in verregaande mate vlakgetrokken worden.
Hoe dit precies principieel kan gebeuren, wordt vooral uiteengezet in een later hoofdstukje.
Eerst worden nu de technische kenmerken van enkele voorkeursuitvoeringen in'detail besproken.
6. 4. "Gecontroleerde/of gecompenseerde" temperatuursprofielen van een verwarmd omwentelingslichaam volgens de huidige vinding Zoals reeds medegedeeld, bestaat het fysische kernstuk van de huidige vinding uit een specifieke trommel met een aangepaste verwarming.
In eerste instantie bevat huidige vinding een roterend omwentelingslichaam 20 met een mantel 21 uit thermisch geleidend materiaal, axiale of zijdelingse eindvlakken 22-23 uit thermisch isolerend materiaal, en verwarmingsmiddelen 60, bij voorbeeld een elektrisch-resistief verwarmingselement 61, waarbij genoemd omwentelingslichaam aan de mantel-oppervlakte een temperatuursverloop in axiale richting (a) heeft volgens een eerste temperatuursprofiel (Ta) en een temperatuursverloop in tangentiale richting (t) volgens een tweede temperatuursprofiel (Tt), met het kenmerk dat beide temperatuursprofielen (Ta, Tt) onderling onafhankelijk controleerbaar zijn en dat elk van beide temperatuursprofielen een compensatie-controle heeft.
Hier wordt verwezen naar Fig. 6. 1. welke een schematische voorstelling geeft van een fotothermografisch materiaal (m) toepasbaar in de huidige vinding ; naar Fig. 6. 2. welke een schematische voorstelling geeft van een trommelvormig verwarmingslichaam volgens de huidige vinding (een zgn.
"gesegmenteerde trommel" bestaande uit bij voorbeeld drie secties 21', 22'en 23' ; verder besproken a. d. h. v. Fig. 12. 1) ; naar Fig.
6. 3. welke een temperatuursverloop in axiale richting toont op een verwarmde trommel volgens huidige vinding ; en naar Figs. 6. 4. en 6. 5. die het temperatuursverloop tonen zoals gemeten in tangentiale richting op een verwarmde trommel volgens huidige vinding. Hierbij hebben curven ca0, ctO en ctl dezelfde betekenis als in Figs. 5. 2 en 5. 3. De overige curven schetsen diverse temperatuursverlopen, nl. ca2 en ca3 tonen temperatuursverlopen gemeten in axiale richting op
<Desc/Clms Page number 8>
een gesegmenteerde trommel (cf. curve ca2) en op een gesegmenteerde trommel met (hier nog onvolledige) axiale compensatie (cf. curve ca2) volgens huidige vinding.
Curven ct2 en ct3 tonen temperatuursverlopen zoals gemeten in tangentiale richting op een verwarmde trommel met (hier volledige) tangentiale compensatie volgens huidige vinding, waarbij curve ct2 een situatie zonder beeldmateriaal 10 geeft en curve ct3 een situatie met beeldmateriaal.
Diverse praktische uitvoeringen van dergelijke compensaties (inbegrepen software-matige axiale compensaties, hardware-matige en/of software-matige tangentiale compensaties) worden beschreven in latere hoofdstukken.
Zonder hier reeds tot een diepgaande analyse van de vorige figuren over te gaan, kan uit vergelijking van de diverse curven alleszins reeds duidelijk afgeleid worden dat een gecompenseerde trommel een veel gelijkmatiger densiteitsprofiel (resulterend van een overeenkomstig temperatuursprofiel) levert dan een nietgecompenseerde trommel.
Nadat-hierboven eerst een globale beschrijving van een foto thermografisch systeem gegeven werd (in hoofdstuk 6. 2), en nadat enkele essentiele begrippen omtrent "axiale en tangentiale temperatuursprofielen (Ta, Tt)"gesitueerd werden (in hoofdstukken 6. 3 en 6. 4), worden nu achtereenvolgens alle essentiële componenten met hun technische kenmerken gedetailleerd beschreven.
Achtereenvolgens komen aan de orde : het fysische kernstuk van de vinding, zijnde een specifieke trommel met aangepaste verwarming ; vervolgens de thermische processing van een fotothermografisch materiaal middels een specifieke verwarmingseenheid ; vervolgens een meer volledig ontwikkel-apparaat, en tenslotte een volledig recording-systeem. Ook de methode van de huidige vinding wordt expliciet verklaard in de nu volgende detailbeschrijving.
6. 5. Basisopstelling van een verwarmd omwentelingslichaam bruikbaar in huidige vinding Meer praktische toelichtingen omtrent dergelijke controle volgen in latere hoofdstukken van deze beschrijving, met vermelding van statische en dynamische invloeden op de temperatuur, regelkring met open- of gesloten-lus, feedforward of een feedback controle, hardware of software regeling...
In algemene bewoordingen omvat een basisopstelling van een verwarmd omwentelingslichaam bruikbaar in huidige vinding een verwarmingseenheid met middelen om een fotothermografische materiaal te transporteren en te verwarmen, elektrisch-resistieve verwarmingsmiddelen 60 aangebracht in een omwentelingslichaam, en middelen tot het bepalen of beheersen (zijnde registreren èn controleren) op genoemd omwentelingslichaam van een temperatuursverloop in axiale richting (a) volgens een eerste temperatuursprofiel (Ta) en een temperatuursverloop in tangentiale richting (t) volgens een tweede temperatuursprofiel (Tt), met het kenmerk dat beide temperatuursprofielen (Ta, Tt) onderling onafhankelijk controleerbaar zijn. Uiteraard zijn ook synchronisatiemiddelen voorzien om voornoemde middelen op juiste tijdstippen te activeren.
In verdere voorkeuruitvoeringen van een verwarmingseenheid 4 volgens
<Desc/Clms Page number 9>
huidige vinding kunnen genoemde verwarmingsmiddelen 60 een elektrisch-resistief verwarmingselement 61 en/of een elektrische warmtestraler 69 bevatten. Hierbij kan de warmte-overdracht tussen verwarmingsmiddel 60 en omwentelingslichaam 20 op verschillende wijzen gebeuren, nl. bij verwarmingselement 61 vooral door geleiding, bij warmtestraler 69 (bij voorbeeld een keramisch element, of een lamp met bij voorkeur een infrarood-spectrum IR) vooral door straling.
Om dergelijke basisopstelling meer concreet toe te lichten, wordt verwezen naar Figuren 2 en 3 die een toestel volgens een trommel-
EMI9.1
concept tonen. Figs. 2. en 3 geven een dwarsdoorsnede weer van het toestel en fig. 2. geeft een langsdoorsnede. Deze figuren worden
1verder gezamenlijk besproken.
De processor bestaat uit een verwarmde trommel waarrond, bij voorbeeld over een omslaghoek a van 1800, een band 41 loopt. Om deze band tegen de trommel laten lopen zijn een aantal rollen voorzien: twee transportrollen 34-35 vlakbij de trommel, en tenminste een spanrol (36 of 37) die voor spanning op de band zorgt en de band stuurt (zgn. spanrol of stuurrol). Desgevallend kan genoemde spanrol vervagen worden door meerdere rollen, bij voorbeeld door twee rollen (ref 36 en 37) zoals in Fig. 1.
Het filmtransport tussenfingang 46 en uitgang 47 van ontwikkelapparaat 14 gebeurt door middel van een meedraaiende transportband 41, die de film tegen de warme trommel of cilinder 20 drukt.
De band 41 zelve wordt tegen de verwarmde trommel 20 gedrukt door twee rollen 34 en 35. Door de positionering van deze rollen 34 en 35, en hun diameter, kan de omslaghoek a van de band ingesteld worden van enkele graden tot 180 0, zelfs tot ongeveer 280 . De rol 36 zorgt voor het aanspannen van de band 41 tegen de trommel 20. Dit kan zowel door het gewicht van de rol 36 zelf gebeuren (cf. zwaartekracht) als bijvoorbeeld door een aangelegde kracht via de lagering van deze rol 36. Dit laatste heeft als voordeel dat het toestel onder een hoek of zelfs verticaal kan opgesteld worden zonder dat de spankracht van de band 41 beïnvloed wordt.
Aldus beschrijft huidige vinding een verwarmingseenheid (4) bevattende een omwentelingslichaam (20) met een mantel (21) uit thermisch geleidend materiaal en axiale eindvlakken (22-23) uit thermisch isolerend materiaal, rotatiemiddelen om genoemd omwentelingslichaam te roteren, verwarmingsmiddelen (60) om genoemd omwentelingslichaam te verwarmen, meetmiddelen (68) tot meten op genoemd omwentelingslichaam van tenminste een temperatuur ter bepaling van een temperatuursverloop in axiale richting (a) volgens een eerste temperatuursprofiel (Ta) en van tenminste een temperatuur ter bepaling van een temperatuursverloop in tangentiale richting (t) volgens een tweede temperatuursprofiel (Tt), conversiemiddelen (76) om genoemde temperaturen om te zetten in overeenstemmende (gemeten en gedigitaliseerde temperatuur-meetwaarden of)
temperatuursignalen (77), sturingsmiddelen (72-74) om genoemde temperatuuursignalen om te zetten in stuursignalen (78) voor genoemde verwarmingsmiddelen.
In de verdere beschrijving verduidelijken we eerst nog de eerder mechanische invloeden en daarna de eerder elektrische invloeden (inbegrepen compensatiemiddelen om statische en dynamische storingen op genoemde temperatuursprofielen te compenseren) op het temperatuursgedrag.
<Desc/Clms Page number 10>
6. 6. Basisconstructie van een trommel bruikbaar in huidige vinding (Figs. 2 en 3) Centraal in deze opstelling is een omwentelingslichaam 20, bij voorkeur in de vorm van een cilinder of trommel.
Bij wijze van praktische informatie over een voorkeursuitvoering citeren we volgende technische specificaties, welke echter niet limitatief bedoeld zijn : . metalen trommel met mantel-afmetingen 198 x 492 mm ; . mantel 21 uit AlMgSil (DIN nr. 3. 2315) ; . de mantel zit tussen twee thermisch geisoleerde flenzen 22-23 (bij voorbeeld uit"hardweefsel") ; . de trommel is opgehangen tussen twee metalen frame-platen (bij voorbeeld uit"zincor") met aan de binnenzijde een thermische isolatie ; (zincor is een staalsoort DIN 1. 0330. 03, voorzien van een extra laag 2, 5 m zink) ;.
. rollen 34-37, trommel 20 en band 41 zijn afgesloten van de omgeving door een behuizing 45 (bij voorbeeld uit metaal) die thermisch geïsoleerd is (bij voorbeeld met kurk) ; . de trommel wordt inwendig verwarmd door een flexibele verwarmingsmat 61 die in de binnenzijde is ingeleefd ; . het vermogen voor de verwarming evenals het signaal van de temperatuurmeting 68 (bij voorbeeld een trommel-temperatuurvoeler m. b. v. een sensor in de trommelwand) worden via sleepringen en sleepcontacten overgedragen ; . de trommel wordt aangedreven door een electro-motor 30 (bij voorbeeld een stappenmotor of een synchronemotor, bij voorkeur geplaatst buiten de frame-platen).
Om tot een bevredigende warmteverdeling (en dito temperatuursprofielen) te komen, gebeurt de lagering van de trommel in een warmte-isolerend materiaal, bij voorbeeld zgn. hardweefsel met voldoende weerstand tegen hoge procestemperaturen (tot 140 0 C).
Hardweefsel is een laminaat-materiaal op basis van een drager (veelal katoen) en een hars (bij voorbeeld fenol, epoxy of polyimide), heeft een warmtegeleiding omstreeks 0, 2 W/m. K en is onderworpen aan internationale normen zoals DIN 7735. Bekende merknamen zijn Batext, Epratex en Ferrozell ; leveranciers zijn o. a.
Eriks-B2660 Hoboken, en Vink- B2220 Heist op den Berg.
Inzake thermische geleidbaarheid van bruikbare constructiematerialen verstaan we in huidige aanvrage onder "goede geleiders" materialen met een thermische geleidbaarheid X groter dan 10 W/m. K en onder "thermisch isolerend" een thermische geleidbaarheid kleiner dan 3 W/m. K., bij voorkeur kleiner dan 0, 5 W/m. K.
Enkele materiaal-voorbeelden ter illustratie betreffen : goede geleiders zijn ondermeer aluminium met ^ = 229 W/m. K, messing met X = 105, (staal met X = 45), diverse gietijzersoorten met zu = 17 tot 42, diverse roestvaste staalsoorten met X = 13 tot 15 (RVS-materiaalaanduidingen volgens DIN 17007 : 1. 4301, 1. 4401, 1. 4404, 1. 4539, 1. 4541 en 1. 4571) ; thermische isolators zijn o. a. diverse types hardweefsel (met een warmtegeleiding in dezelfde buurt als hout, nl. X = 0, 2 W/m. K).
Conform aan"De grote Oosthoek encyclopedie" (uitgegeven door Oosthoek, Utrecht, 1980, deel 17, blz. 134) verstaan we in huidige aanvrage onder "roestvast staal", vaak ook roestvrij staal genoemd,
<Desc/Clms Page number 11>
een "gelegeerde staalsoort die zeer bestendig is tegen corrosie (chroomstaal, chroomnikkelstaal, enz.)". Verdere informatie (o. a. structuurindelingen, legeringen, eigenschappen enz. ) kan men vinden in o. a. de "Grote Winkler Prins encyclopedie" (uitgegeven door Elsevier, Amsterdam-Brussel, 1982, deel 19, blz. 309), in de "Winkler Prins technische encyclopedie" (uitgegeven door Elsevier, Amsterdam-Brussel, 1977, deel 5, blz. 377-378).
Genoemde verwarmingsmiddelen 60 kunnen bij aanmaak gebogen zijn, dan wel bij aanbreng gebogen worden (best volgens de krommingsradius van trommel). Genoemd verwarmingselement 61 kan een geëtste folie zijn (bij voorbeeld vanwege WATLOW, 12001 Lacland Road, St. Louis, Missouri 63146, USA), een draadgewonden folie (bij voorbeeld vanwege
EMI11.1
ELMWOOD, Elm Road, North Shields, Tyne and Wear NE29 8Sa, GB),...
6. van een trommel bruikbaar in huidige vinding Bepaalde eigenschappen (zoals thermische geleidbaarheid, hardheid, ruwheid...) van het trommeloppervlak zijn zeer belangrijk, dit omwille van proceskwaliteit (vooral inzake warmteoverdracht) en omwille van mechanische weerstand tegen beschadigingen.
Het trommeloppervlak moet homogeen verwarmd zijn en moet de warmte homogeen kunnen afgeven aan de film. Dit vereist een oppervlak met gelijke warmteinhoud en warmte-geleidingscoëfficiënt.
Het trommeloppervlak dient voldoende hard te zijn om geen beschadigingen te krijgen door contact met film en schraper. Ook beschadiging door occasioneel contact van vreemde voorwerpen (bij voorbeeld bij het openen van de processor, bij het verwijderen van stof, enz) moet worden vermeden.
Ook de oppervlakte-afwerking is belangrijk. Ten eerste dient het oppervlak voldoende fijn afgewerkt te zijn opdat geen indrukken worden achtergelaten in de film tijdens het processen (door de weke emulsielaag is de film tijdens het processen immers zeer gevoelig voor beschadiging). Ten tweede zal een oppervlak dat onvoldoende glad is door contact met de schraper gepolijst worden, waardoor fijne deeltjes van het trommeloppervlak kunnen afbreken en ter hoogte van de schraapsystemen blijven hangen. Doordat deze deeltjes zeer hard zijn is beschadiging van het trommeloppervlak en de schraper (s) reëel. In een uitvoering volgens huidige vinding worden de beste resultaten bekomen met een nageslepen trommel-oppervlak, bij voorkeur met een afwerking aan Ra 0, 5 m en Rz < 4 (im (cf. normbladen DIN 4762 en DIN 4768).
In een bepaalde uitvoering volgens huidige vinding bleek een nabehandeling van het trommeloppervlak m. b. v. een normale anodisatie van de trommel onvoldoende hard om voldoende beeldkwaliteit te bekomen en te behouden. Daarom is in een verdere uitvoering volgens huidige vinding de trommel-oppervlakte hard-geanodiseerd (tot bij voorkeur een Vickers-hardheid van ongeveer 500 HV).
In een andere uitvoering volgens huidige vinding bleek een normale tefloniseren van de trommel onvoldoende om voldoende beeldkwaliteit te bekomen en te behouden. Immers, vermits teflon een thermische isolator is in vergelijking met aluminium, resulteert elke temperatuurs-ongelijkheid in prohibitieve procesresultaten.
<Desc/Clms Page number 12>
(Teflon is een handelsbenaming voor PolyTetraFluorEthyleen PTFE en is o. a. beschikbaar bij Du Pont, Hoechst, ICI, Montedison).
Daarom is in een verdere uitvoering volgens huidige vinding de trommel onderworpen aan een "hard-anodiseren gevolgd door tefloniseren". Deze technologie is bekend onder de naam"TUFRAM coating" en bestaat uit een combinatie van eerst hard-anodiseren en daarna het dichtsmeren van de anodisatie-poriën met Teflon ; aldus bekomt men"PTFE-geImpregneerd Al O". Deze nabehandeling heeft als rechtstreeks voordeel dat een zeer hard non-stick oppervlak wordt bekomen.
6. 8. Reiniging van een trommel bruikbaar in huidige vinding Twee andere belangrijke functies die in het apparaat moeten vervuld worden behelzen (1) het reproduceerbaar verwijderen van de ontwikkelde film vanaf de trommel, en (2) het permanent proper houden van de trommel middels het regelmatig verwijderen van bevuilende elementen. De trommel kan inderdaad met verschillende elementen bevuild zijn, vooral stof (uit de omgeving, vanwege de filmconfectie,...) en emulsieresten.
De voornaamste beperkingen bij het gebruik van een schraper op de trommel worden gesteld door de hoge temperatuur (die voor een beperking in de te gebruiken materialen zorgt), en door het oppervlak van de trommel (dat niet mag beschadigd worden en gemakkelijk reinigbaar moet zijn).
Bepaalde uitvoeringen volgens huidige vinding gebruiken een schraper uit glasvezel gedrenkt in een hars of een schraper uit kunststoffen zoals PEN of nylon. (PEN is een kortbenaming voor Poly Ethyleen Naftalaat en wordt geproduceerd door ondermeer de firma's Du Pont, ICI, Teijin. Nylon is een polyamide-kunststof en wordt geproduceerd door ondermeer de firma's BASF, Du Pont, Monsanto.) Weer een andere uitvoeringsvorm gebruikt een dun bladstaal (bij voorbeeld 0, 1 mm dik).
Een schraper in messing (met een dikte van ongeveer 0, 1 mm) geeft voorlopig het beste resultaat. Hierbij stelt men vast dat de messing schraper zich goed zet naar de vorm van de trommel en dat er minder beschadiging optreedt.
In een bepaalde uitvoering werd de trommel-reiningings-functie gecombineerd met de film-verwijderings-functie door een schraper te gebruiken om zowel het filmvel van de trommel te halen als de trommel vrij te houden van stof en vuil.
In een andere uitvoering werden beide functies afzonderlijk uitgevoerd, bij voorbeeld door een afzonderlijk stel van individuele afname-schrapers (bij voorkeur uit kunststof en naast elkaar opgesteld op éénzelfde axiale lijn) en door een doorlopende reinigings-schraper (bij voorkeur uit metaal en uitstrekkend over de volledige trommelbreedte).
Fig. 4 toont een voorbeeld van een plaatselijke dwarsdoorsnede doorheen een trommel 20 met trommel-mantel 21 en een afname-schraper 81 met enkele onderdelen 82-83 van een schraperhouder.
<Desc/Clms Page number 13>
6. 9. Lagering van een trommel bruikbaar in huidige vindinq In een voorkeursuitvoering volgens huidige vinding wordt de trommel aan de zijkanten gesteund door twee flenzen in hardweefsel (EPRATEX van ERIKS bij voorbeeld), en dit omwille van zijn warmtebestendige en isolerende eigenschappen. Deze flenzen worden voorzien van aseinden in roestvast staal of RVS (beperking warmteverliezen).
Genoemde aseinden zijn gelagerd in wentellagers, waarbij een lager vast is (bij voorkeur aan de motorzijde), en waarbij het andere lager zijdelings verplaatsbaar is om thermische uitzetting van de trommel op te vangen.
Omwille van de vrij hoge temperatuur die de lagers kunnen aannemen, is in een voorkeursuitvoering van de huidige vinding voor de smering van genoemde lagers een warmtebestendig vet toegepast, zoals bij voorbeeld BARRIERTA W type 55/2. (BARRIERTA W is een geregistreerd handelsmerk van Klueber Lubrification, D 8000 Muenchen en omvat een
EMI13.1
temperatuurbestendige smeerstof op basis van perfluor-alkylether).
6. 10.
Net zoals bij de trommel de statische eigenschappen (zoals thermische karakteristieken, afmetingen, cilindriciteit, oppervlakte-hardheid, ruwheid...) en de dynamische eigenschappen (zoals rondloop, lagering, frictie, eenparige snelheid, synchronisatie...) belangrijk zijn voor de kwalitatieve werking van een foto-thermografisch systeem, geldt zulks ook voor de transportband.
Het moge duidelijk zijn dat een onvoldoende of een onvoldoend homogene aandrukking van de film op de trommel tijdens het processen leidt tot ongelijke densiteiten over het filmvel. Dit uit zich dikwijls in het zichtbaar worden van de bandstructuur of in lichtere en donkere strepen op de afgewerkte film.
Onvoldoende gladde afwerking van de band geeft eveneens aanleiding tot fijne beschadiging van de film, wat zich uit in een microstructuur op de afgewerkte film.
Wegens de vrij korte ombuiging van de band net voor de trommel, en de vrij kleine diameters van invoer-en uitvoerrollen heerst een grote spanning in film en band waardoor allerlei fouten kunnen ontstaan.
Vanwege de transportband kunnen zijdelingse krachten haaks op de looprichting (cf."tracking") en krachten in de looprichting de film doen vervormen, zeker indien de film eerder zwak is (bij voorbeeld PET van slechts 100 Mm dikte en verwarmd boven 100 OC). Wanneer deze krachten voldoende zijn ontstaan er fouten door mechanische vervorming van de film en eventueel donkere en lichtere strepen.
In fig. 8 is een voorkeursuitvoering getekend van een bandloop met proportionele regeling. Hierbij is spanrol of stuurrol 36 beweegbaar opgesteld in een schommellager 26 en kan verplaatst worden d. m. v. een schroef-spindel 27 en schroef-motor 28. Deze wordt op zijn beurt gestuurd door (bij voorbeeld twee) positie-sensoren welke de loop van de band 41 detecteren.
<Desc/Clms Page number 14>
In plaats van een schroefspindel zijn uiteraard ook andere regelsystemen denkbaar, zoals een excentriek, een electromagneet, een pneumatische of een hydraulische cilinder, welke op hun beurt gestuurd worden door een tweepuntsregeling of door een proportionele regeling.
In een verdere voorkeursuitvoering van de huidige vinding zijn ook middelen voorzien tot omschakeling van de beeldzijde van het beeldmateriaal, t. t. z. thermische processing van genoemd beeldmateriaal met de emulsiezijde in contact met de verwarmde trommel, versus rugzijde.
Nadat hierboven reeds een globale beschrijving van een fotothermografisch systeem volgens de huidige vinding uiteengezet werd, gevolgd door een gedetailleerde beschrijving van een omwentelingslichaam en diverse mechanische functies hieromtrent, gaat de verdere aandacht nu meer specifiek naar een aangepaste verwarming, vervolgens naar de thermische processing van een fotothermografisch materiaal middels een specifieke verwarmingseenheid ; vervolgens naar een meer volledig ontwikkelapparaat, en tenslotte naar een volledig recording-systeem. Ook de methode van de huidige vinding wordt expliciet verklaard in'de nu volgende detail-beschrijving.
EMI14.1
1 6. 11. Eerste uitvoering van een trommel-verwarming volgens huidige vinding ("gesegmenteerde trommel") Het hiernavolgende hoofdstuk beschrijft een drietal voorkeursuitvoeringen om een trommel op te warmen tot een bepaalde ingestelde temperatuur en met een bepaalde nauwkeurigheid.
Gemeenschappelijk aan elk van deze voorkeursuitvoeringen is dat tijdens processing van de beeldmaterialen, beide temperatuursprofielen (Ta, Tt) onderling onafhankelijk controleerbaar zijn en bovendien dusdanig gecontroleerd (of beheerd) worden dat beide temperatuursprofielen in verregaande mate vlakgetrokken worden.
In een eerste voorkeursuitvoering (cf. Figs. 2 en 3) omvat het systeem ten minste een omwentelingslichaam 20 met een mantel 21 uit thermisch geleidend materiaal (bij voorbeeld een metaal, bij voorbeeld geanodiseerd aluminium), axiale of zijdelingse eindvlakken 22-23 uit thermisch isolerend materiaal, en elektrische verwarmingsmiddelen 60.
Een bijzonder kenmerk van deze eerste uitvoering zit precies hierin dat de axiale eindvlakken 22-23, ook zijvlakken of flenzen genoemd, thermisch geïsoleerd zijn t. o. v. de overige constructie (inbegrepen mantel en aseinden). In een voorkeursuitvoering zijn genoemde
EMI14.2
eindvlakken uit"hardweefsel"opgebouwd.
Fig. 12. 1 (vgl. ook Fig. 6. geeft een schematische voorstelling van een zgn."gesegmenteerde Fig. 12. toont schematisch een fotothermografisch materiaal (m) toepasbaar in de huidige vinding. In dit (niet-limitatief) voorbeeld bestaat trommel 20 eigenlijk uit drie secties, n. l. een middensectie 21', een
EMI14.3
linkersectie 22'en een rechtersectie 23'. Hierbij zijn de uiteinden 22 en 23 van genoemde zij-secties 22'en extra goed
23'thermischgeïsoleerd teneinde warmte verliezen via de flenzen of via de aseinden te beperken.
<Desc/Clms Page number 15>
Over trommel 20 (bij voorbeeld met diameter 198 mm, wanddikte 14 mm en aslengte W = 490 mm) loopt, over een zekere omslaghoek a (bij voorbeeld 1800), een transportband 41 (bij voorbeeld met een lengte van 890 mm en breedte 470 mm).
Bij deze uitvoering volgens huidige vinding is er ondermeer gezorgd voor een goede synchronisatie tussen inkomende filmvellen en de plaats van de temperatuursensor (-en). Immers, indien de omtrek van de trommel verschillend (i. c. groter) is dan de lengte van het langste filmvel (bij voorbeeld 620 mm versus 430 mm), passeert het te processen filmvel niet steeds ter hoogte van de sensor, wat een ongunstige invloed heeft op het regelsysteem.
Bij deze uitvoering volgens huidige vinding moet er ondermeer ook gezorgd worden de band tijdens het processen door het doorgevoerde filmvel niet te sterk afkoelt.
Een andere versie gebruikte een alternatieve band met een kleinere thermische inhoud (hoe kleiner zijn warmtecapaciteit, hoe minder invloed van de band op het proces) en met een grotere thermische weerstand en contactweerstand (afwerking oppervlak). Dergelijke banden kunnen bestaan uit metaal (bij voorbeeld een roestvast staal) eventueel bedekt met een fijn laagje rubber, of uit een kunststoffolie op basis van een polyesterfilm zoals Mylar (geregistreerd handelsmerk van Du Pont) of een polyimidefilm zoals Kapton (geregistreerd handelsmerk van Du Pont).
Als verwarmingsmiddelen is bij voorkeur een elektrisch-resistief verwarmingselement toegepast.
In de wand van de trommel is tenminste een, maar zijn liefst meerdere temperatuurs-sensoren (bij voorbeeld vier thermokoppels PT100) aangebracht (cf. Fig. 9), liefst op verschillende tangentiale plaatsen (bij voorbeeld 900 tov elkaar verschoven) en op verschillende axiale plaatsen ; eventueel ook op verschillende diepten in de trommel-wanddikte.
Zowel het meetsignaal voor de trommel-temperatuur als het vermogen voor het verwarmingselement worden via respectievelijke sleepcontacten overgebracht. In het algemeen behoren sleepcontacten tot de gekende stand van de techniek, zodat hierover niet uitgeweid wordt. Wel wordt gewezen op een voorkeur voor sleepringen met rhodium bekleding, wegens twee bijzondere voordelen : zulke sleepcontacten geven (i) een reproduceerbaar signaal, en (ii) een onderhoudsvrije levensduur van minstens 1. 000. 000 omwentelingen.
Wanneer voor een contactloos en storingsongevoelig systeem wordt geopteerd, kan desgewenst een optische interface ingezet worden.
Als verwarmingselement wordt bij voorkeur een zgn. buigzaam of een gebogen verwarmingselement in de binnenzijde van de trommel aangebracht, bij voorbeeld gekleefd met RTV-kleefmiddel ("room temperature vulcanisation", o. a. verkrijgbaar bij Dow Corning).
Als verwarmings-elementen zijn ondermeer toegepast : (i) een "etched foil flexible heater" van WATLOW, met een nominaal vermogen van 1500 W bij 240 V, of (ii) een "wire-wound flexible heater" van ELMWOOD, met een nominaal vermogen van 1300 W bij 240 V.
Voor de temperatuurregeling van de trommel is gekozen voor een regelkring 70 met een PID-proportioneel-integrerende-
<Desc/Clms Page number 16>
differentiërende-regelaar 73, namelijk een configuratie met een SW-regelaar rondom een microprocessor 72 (bij voorbeeld een processor 80186 van het merk Intel rn). Het terug-gekoppelde signaal 75 van een geijkte temperatuursensor 68 (bij voorbeeld een Pt100 met een nauwkeurigheid van 0, 1 C binnen het geijkte werkingsgebied) wordt en een ADC-analoog-naar-digitaal-convertor 76 omgezet in een binair signaal 77 (bij voorbeeld een 10-bit signaal).
In verschilversterker 72 wordt een vergelijking gemaakt tussen de digitale waarde van de ingegeven (of gewenste) streef-temperatuur 71 en de digitale waarde van de (actuele of) meet-temperatuur 77 In een voorkeursuitvoering wordt in de microprocessor een PWM-pulsbreedte-modulatie 74 gecreëerd om de verwarmingselement (en) 60 aan te sturen met een stuursignaal 78 vanuit het net met zgn. solid state relays SSR. Bij voorbeeld : een periode van 1 sec. en een
EMI16.1
duty-cycle 8 instelbaar in 100 stappen van 0 tot 100%.
Daar een pulsgewijs activeren als bekend beschouwd wordt, beperkt onderstaande verklaring zieh tot slechts enkele kenmerken.
Vooreerst toont Fig. 11 een reeks van activatie-pulsen met een relatief hoge duty-cycle 8. De periode (tug) bestaat uit een-actieve tijd (tson)'bij voorbeeld een tijd gedurende dewelke een verwarmingselement aangestuurd wordt en dus kan opwarmen, en een passieve tijd (t-tson)'bij voorbeeld een tijd gedurende dewelke een verwarmingselement niet aangestuurd wordt en dus kan afkoelen.
De duty-cycle 8 is de verhouding van een actieve puls-breedte (tson) tot de totale periode (t.
In een printer bruikbaar volgens huidige vinding kan de duty-cycle 8 gevarieerd worden met behoud van een constante periode (tug) maar met variërende activatietijd In een andere uitvoering kan de duty-cycle 8 gevarieerd worden met variatie van de periode (tug) bij constante (tson)- Bij voorkeur zijn op een video-scherm een aantal criteria (bij voorbeeld regelparameters zoals versterkingsfactor, integratietijd, differentiatie-tijdskonstante ; filtering ingangssignaal) instelbaar en een aantal metingen (zoals percentuele duty-cycle, P-I-D-variabelen, temperatuur, snelheid) afleesbaar.
Eerste proefresultaten, waarbij een aantal filmvellen ontwikkeld zijn op een ingestelde temperatuur van 120 C en een procestijd van 10 seconden leveren :.
EMI16.2
<tb>
<tb>
- <SEP> Warmtecapaciteit <SEP> l <SEP> filmvel <SEP> 17" <SEP> x <SEP> 14" <SEP> : <SEP> 55 <SEP> J/C <SEP> (berekend)
<tb> - <SEP> Opwarmtijd <SEP> processor <SEP> : <SEP> 20 <SEP> min. <SEP> (gemeten)
<tb> - <SEP> Helling <SEP> opwarmen <SEP> : <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> CI <SEP> sec. <SEP> (gemeten)
<tb> - <SEP> Helling <SEP> afkoelen <SEP> : <SEP> 0, <SEP> 025 <SEP> C/sec. <SEP> (gemeten)
<tb> - <SEP> Max <SEP> warmteafname <SEP> : <SEP> 183 <SEP> W <SEP> (berekend)
<tb> - <SEP> Warmteverliezen <SEP> : <SEP> 300 <SEP> W <SEP> (gemeten)
<tb> - <SEP> Temperatuursval <SEP> door <SEP> 1 <SEP> filmvel <SEP> : <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> C <SEP> (gemeten)
<tb> - <SEP> Stabiliteit <SEP> systeem <SEP> onbelast <SEP> : <SEP> 0, <SEP> 2 <SEP> C <SEP> (gemeten)
<tb> - <SEP> Stabiliteit <SEP> meetsignaal <SEP> PT100 <SEP> :
<SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> C <SEP> (gemeten)
<tb> - <SEP> Stabiliteit <SEP> meetsignaal <SEP> IR-sensor <SEP> : <SEP> 0, <SEP> 2 <SEP> C <SEP> (gemeten)
<tb>
Een andere versie is voorzien van PT1000 sensoren (i. p. v. PT100).
Deze PT1000's hebben als voordeel dat de gevoeligheid voor de overgangsweerstand van de sleepcontacten met een factor 10 daalt.
Om storingen op het signaal weg te werken, kan een filter gebruikt worden, bij voorbeeld een "software-filter".
<Desc/Clms Page number 17>
Een andere mogelijkheid om signalen op een contactloze manier over te brengen maakt gebruik van opto-elektronica, bij voorbeeld met emittor-sensor systemen.
Een verdere versie is voorzien van infra-roodsensoren van EXERGEN Corporation (One Bridge Street, Newton, MA 02158, USA).
Dit zijn thermokoppels welke bij captatie van infrarood een thermospanning genereren. Zij ontvangen de warmte door straling, zodat geen sleepcontacten nodig zijn.
Gezien de ontwikkel-temperaturen zich rond de 120 OC situeren, zijn bij voorkeur sensortypes toegepast die geijkt zijn op 120 OC ; d. w. z. dat het lineair gedeelte van hun karakteristiek gecentreerd zit omheen 120 OC of 393 K.
Hierbij zijn ondermeer volgende sensormodellen aangewend : a) Sensortype IRt/c m. 01-K120 e is een low-cost sensor met een behuizing in kunststof (nl. kortbenaming ABS, voor een Acrylonitrile-Butadiene-Styrene-copolymeer). Hierdoor is de maximale omgevingstemperatuur voor de sensor beperkt tot 70 C, zodat men maatregelen moet nemen om de omgevingstemperatuur te beperken.
EMI17.1
b) Sensortype IRt/c m. heeft een RVS behuizing en kan alzo tegen 1X-K120 e6. 12. Tweede uitvoering van een trommel-verwarming volgens huidige vinding ('"gesegmenteerde verwarming") In een tweede voorkeursuitvoering omvat het systeem een verwarmingselement met vermogenscompensatie aan de zijranden (zie Fig. 7), wat mogelijkheden biedt voor een axiale compensatie.
In aanvulling op de vorige uitvoering van een zgn."gesegmenteerde trommel", waarbij trommel 20 eigenlijk uit bij voorbeeld drie secties bestaat, hebben in deze tweede uitvoering genoemde zijsecties 63 en 64 van verwarmingselement 61 een ander elektrisch vermogen dan middensectie 62, wat soms aangeduid wordt als "gesegmenteerde verwarming".
Meer concreet zijn in een bepaalde uitvoering genoemde zijzones 63- 64 geometrisch symmetrisch t. o. v. de middenzone 62 en onderling gelijk van afmetingen en van beschikbaar vermogen.
In een bepaalde voorkeuruitvoering heeft elke zone 62-64 een aparte sensor 65-67 en een aparte regelaar.
In een andere voorkeuruitvoering worden beide zijzones 63-64 elektrisch parallel geschakeld en gemeenschappelijk geregeld met een thermo-voeler in het midden van een van genoemde zijzones. Vermits in dit voorbeeld de grote midden zone een aparte temperatuurvoeler in de trommel heeft, ontstaan eigenlijk twee afzonderlijke regelcircuits.
In een andere voorkeuruitvoering is slechts een sensor gemonteerd en wel in het axiale midden van de middenzone 62 van de trommel en hangen de drie zoneverwarmingen alle drie parallel aan een regelkring 70, waarbij evenwel de geïnstalleerde vermogens verschillen voor middenzone versus zijzone.
In nog verdere uitvoeringen kunnen de geïnstalleerde vermogens bovendien software-matig aangestuurd worden op verschillende niveaus. Zo bij wijze van voorbeeld : linkerzone 63 met 0, 522 W/m2
<Desc/Clms Page number 18>
geïnstalleerd vermogen en aangestuurd op 75 %, middenzone 62 met
EMI18.1
0, en aangestuurd op 90 %, rechterzone 64 met 0, en aangestuurd op 80 %. Op deze wijzen is zowel een hardware-compensatie als een softwarecompensatie mogelijk van het axiale temperatuursprofiel Ta van de trommel.
Ter illustratie van een mogelijkheid tot axiale compensatie toont Fig. 15 een hardware mogelijkheid met een trommelvormig verwarmingslichaam 20 met in axiale richting drie verschillend geïnstalleerde vermogens P1-P3 in verwarmingselementen 61 (met aansluitingen Mi-Ni). Fig. 17 toont een software mogelijkheid met drie pulstreinen met verschillende duty-cycles (bij voorbeeld 81 = 75 %, 82 = 50 %, 83 = 65 %).
Vanzelfsprekend kunnen desgevallend ook meer dan drie verwarmingszones toegepast worden, al of niet met symmetrische verwarming.
In een verdere voorkeuruitvoering heeft het verwarmingselement een continu verlopend vermogenprofiel, ter compensatie van mogelijke statische en dynamische storingen op genoemde temperatuursprofielen.
In Fig. 12. 1-12. 3 worden enkele vergelijkende proeven geïllustreerd.
Fig. 12. 3 vergelijkt densiteitsprofielen gemeten op beeldmaterialen ontwikkeld volgens stand van de techniek, met hardware-compensatie (HW) volgens huidige vinding of met hardware-èn-software-compensatie (HW & SW) volgens huidige vinding. Curve 91 schetst een zgn.
EMI18.2
"natuurlijk profiel", curve 92 schetst een hardware-matig axiaal gecompenseerd profiel bekomen met een zgn."gesegmenteerde trommel en gesegmenteerde verwarming", terwijl curve 93 een verdere optimalisatie schetst met een gedifferentieerde, software-matige bijsturing van de zijzones van het verwarmingselement. Hieruit blijkt een duidelijk kwaliteitsvoordeel (inzake densiteitsgelijkmatigheid) van de huidige vinding.
Ook op constructief vlak volgt nog een aanvullend voordeel uit huidige aanvrage. Immers, waar de filmtechnisch nuttige breedte van de trommel 356 mm (14") bedraagt, is omwille van het warmteverdeling over de trommel een bepaalde extra breedte nodig. Uit proeven is gebleken dat bij een conventionele trommel zelfs een breedte-toeslag van 40% (bij voorbeeld voor een filmbreedte van 356 mm bedraagt de trommelbreedte dan ongeveer 490 mm) het axiale temperatuursprofiel onvoldoende homogeen is, uiteraard afhankelijk van de gewenste nauwkeurigheden. Na verdere optimalisatie van uitvoeringen volgens huidige vinding met thermische compensatie naar de zijkanten van de trommel, kon de toeslag in trommelbreedte W geleidelijk gereduceerd worden tot 30 % (resulterend in 470 mm), tot 25 % (resulterend in 450 mm), en zelfs minder.
Dank zij de beschreven uitvoering van het omwentelingslichaam (met een "gesegmenteerde trommel") en van de verwarmingsmiddelen (met een "gesegmenteerde verwarming") kunnen we genoemde verwarmingseenheid nauwkeuriger preciseren als een verwarmingseenheid waarbij genoemde verwarmingsmiddelen in axiale richting een eerste vermogenprofiel (Pa) hebben met een aanpassing volgens een eerste temperatuursprofiel (Ta) van genoemd omwentelingslichaam, of ook als een verwarmingseenheid 4 waarbij genoemde verwarmingsmiddelen 60 in axiale richting een eerste vermogenprofiel (Pa) hebben wat gestuurd wordt door genoemde sturingsmiddelen 72-74.
<Desc/Clms Page number 19>
6. 13. Derde uitvoering van een trommel-verwarming volgens huidige vindinq ("HW- of SW-feed forward") In een derde voorkeursuitvoering omvat het systeem een zeer specifiek regelsysteem om een betere respons te bekomen op storingen vanwege het doorvoeren van filmvellen. Hiertoe zijn twee "FeedForward FF"-regelsystemen getest : een FF in software (waarbij een extra hoeveelheid energie wordt toegevoerd wanneer er een filmvel wordt aangeboden) versus een FF in hardware (met inschakeling van een bijkomend verwarmingselement telkens een filmvel wordt doorgevoerd).
In een eerste FF-versie, nl. een feedforward in software FF-SW, is in software een systeem ingebouwd zodat bij het processen van een filmvel de uitgang van de regelaar kan geblokkeerd worden en gedurende een bepaalde tijd in een stand kan gehouden worden.
Een concreet voorbeeld : voor het processen van een filmvel is een welbepaalde hoeveelheid energie nodig (voor een filmvel van 17" x 14" en een temperatuurverhoging van 20 OC naar 120 OC is 5500 J nodig) die kan geleverd worden door het netto-vermogen dat ter beschikking is (zijnde het maximale vermogen min de verliezen) gedurende een bepaalde tijd. Voor een weerstandselement van 1300 W en een verlies van 300 Wis er een vermogensoverschot van 1000 W.
Dit betekent dat de uitgang van de regelaar gedurende 5, 5 s op 100% moet gehouden worden (resulterend uit 5500 J te leveren aan 1000 W) om de door het filmvel onttrokken energie terug in de trommel te steken.
In dit verband toont Fig. 10 een tijdsdiagram voor een compensatie van het tangentiale temperatuursprofiel. Dat de tijdsverlopen in Fig. 10 (bij voorbeeld eerder in seconden of fracties van seconden) principieel een grootte-orde langer duren dan die in Fig. 11 (bij voorbeeld eerder in milliseconden) wordt tekenkundig ondersteund door twee verschillende arceringen (vertikaal versus horizontaal).
Veronderstel dat op ogenblik t0 geen beeldmateriaal in de processor aanwezig is, dan wordt trommel door de regelaar op een stand-by temperatuur gehouden (zie tijdspanne SB van t0 tot tl met een dutycycle 5sb).
Zodra (op ogenblik tl) bij transport van het beeldmateriaal het begin van het beeldmateriaal aan de ingang van de processor verschijnt, gaat signaal"DET IN"bijvoorbeeld naar een logische 1toestand (stel een hogere spanning).
Zodra nadien (op ogenblik t2) het begin van het beeldmateriaal aan de uitgang van de processor verschijnt, gaat signaal"DET UIT"ook naar een logische 1-toestand.
Gedurende de verblijfstijd van het beeldmateriaal in de processor, ook ontwikkeltijd genoemd (hier van tl tot t4), blijft ten minste een van genoemde detecties DET IN of DET UIT hoog, waarbij de verwarming geactiveerd wordt met een duty-cycle Ödev en in functie van de gemeten temperatuur (cf. regelaar Fig. 9) Na uitvoer van een ontwikkeld blad en voor invoer van een volgend (nog te ontwikkelen) blad, kan reeds een specifieke voorverwarming optreden (zie signaal FF gedurende t5 tot t6 met een duty-cycle off, bij voorbeeld aan 100 %). Na het verstrijken van deze FF-tijd kan de regelaar nog geblokkeerd worden op een lagere duty-cycle 51 om eventuele temperatuur-schokken te vermijden.
<Desc/Clms Page number 20>
Verscheidene van genoemde parameters zijn instelbaar : bij voorbeeld FF-tijd (in 1/10 s), duty-cycle µ (in %)... In een proefopstelling is gewerkt met een FF-halogeenlamp van 400 W en het vermogen van de lamp instelbaar dank zij een variabele duty-cycle 5.
Een tweede versie is voorzien van een feedforward in hardware (FFHW). Hierbij wordt gebruik gemaakt van een extra verwarmingselement (van bij voorbeeld 400 W) dat enkel het trommelsegment wat door de toegevoerde film zal worden afgekoeld extra opwarmt. Dit gebeurt zodanig dat de warmteverdeling over de ganse trommelomtrek constant blijft (in tegenstelling tot de hoofdverwarming die steeds de hele trommel opwarmt).
Genoemd extra verwarmingselement kan een halogeenlamp of een andere warmtestraler (zoals een keramisch element) zijn die stilstaand buiten de trommel opgesteld staat (zie ook ref 69 in Fig. 3), of een extra verwarmingsweerstand binnen in de trommel (zie ook ref. 69 in Fig. 15) ; bij voorkeur heeft bedoeld extra verwarmingselement een voldoend hoge respons-snelheid.
Omdat zo een lamp inherent een bepaalde vaste lengte heeft,. kan dergelijke harware feedforward slechts optimaal werken bij een filmbreedte. Om dit euvel te voorkomen is in een verdere uitvoeringsvorm volgens huidige vinding gebruik gemaakt van verschillende lampen die naast elkaar opgesteld zijn en afzonderlijk aangestuurd konden worden.
In een alternatieve uitvoering wordt een lamp met verschillende segmenten gebruikt.
In een bepaalde uitvoering volgens huidige vinding is de hardwarefeedforward-lamp lichtdicht afgesloten naar het interieur van de processor door middel van een VITON'rubber afdichting. (VITON m is een geregistreerd handelsmerk van de firma Du Pont en omvat een warmte en chemicaliën-bestendig fluorelastomeer. ) In een andere uitvoering gebeurt bedoelde afdichting middels borstels uit paardehaar.
In een andere uitvoering wordt de temperatuur van de trommel niet zozeer in de draaiende trommel gemeten, maar op een vaste plaats aan de ingang van de processor.
In nog een andere uitvoering kan de hardware-FF gerealiseerd worden door een of meer verwarmde rolletjes tegen de trommel aan te drukken.
Volgens het voorgaande behelst huidige vinding aldus een verwarmingseenheid bevattende een omwentelingslichaam met een elektrisch-resistief verwarmingselement, aandrijfmiddelen om genoemd omwentelingslichaam op gecontroleerde wijze te roteren, transportmiddelen om een fotothermografische materiaal op gecontroleerde wijze te transporteren omheen genoemd omwentelingslichaam, verwarmingsmiddlen om genoemd omwentelingslichaam middels genoemd verwarmingselement op gecontroleerde wijze te verwarmen, en middelen tot het bepalen op genoemd omwentelingslichaam van een temperatuursverloop in axiale richting (a) volgens een eerste of axiaal temperatuursprofiel (Ta) en een temperatuursverloop in tangentiale richting (t) volgens een tweede of tangentiaal temperatuursprofiel (Tt), met het kenmerk dat beide temperatuursprofielen (Ta, Tt)
onderling onafhankelijk
<Desc/Clms Page number 21>
controleerbaar (in de betekenis van meetbaar èn beïnvloedbaar, of beheersbaar) zijn.
Inzake het temperatuursprofiel voorziet huidige vinding, in afwijking met bekende stand van de techniek, ook dynamische correcties of compensaties. Hiertoe voorziet men minstens twee verwarmingszones, waarvan het vermogen individueel aangepast wordt, bij voorbeeld via aangepaste software, telkens een filmvel toekomt.
Elke axiale en/of tangentiale verwarmingszone wordt gedifferentieerd aangestuurd en/of gecompenseerd. In statische toestand kunnen initieel verschillende vermogen voorzien zijn (vgl. Fig. 7). In dynamische toestand bestaat bovendien de mogelijkheid tot verschillend aansturen via een variabele duty-cycle 0 (zie Fig. 17).
In alternatieve uitvoeringen kan dergelijke compensatie ook gerealiseerd worden via variabele pulsaantallen of zelfs via een variabele fase (door aansnijding van een sinusoïdale wisselspanning d. m. v. een thyristor).
Eerder trage invloeden op het temperatuursgedrag van het systeem, ook "statische storingen" genoemd, kunnen komen vanuit een variërende omgevingstemperatuur, vochtgehalte, enz.
Eerder snelle invloeden op het temperatuursgedrag van het systeem, ook"dynamische storingen"genoemd, kunnen komen vanuit een volgend vel, vanuit een andere soort en/of dikte-en/of warmteinhoud, en/of vochtinhoud.
Een off-line compensatie zal eerder systematische variaties in thermische eigenschappen van een trommel compenseren.
Een on-line (of "instant") compensatie zal eerder dynamische variaties in thermische eigenschappen van een trommel compenseren.
Fig. 16 toont een uitvoering van een trommel waarbij hardware-matig zowel in axiale richting als in tangentiale richting verschillende vermogens (zie Pal, 1 - P1, 2 - P1, 3 tot en met Pm, n) ingeschakeld kunnen worden (cf. verwarmingselementen 61 met aansluitingen Mij-Nij).
Dank zij de beschreven feed-forward-voorzieningen kunnen we genoemde verwarmingseenheid nauwkeuriger preciseren als een verwarmingseenheid waarbij genoemde verwarmingsmiddelen in tangentiale richting een tweede vermogenprofiel (Pt) hebben met een aanpassing volgens genoemd tweede temperatuursprofiel (Tt) van genoemd omwentelingslichaam, of ook als een verwarmingseenheid 4 volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij genoemd verwarmingsmiddelen 60 in tangentiale richting een tweede vermogenprofiel (Pt) hebben wat gestuurd wordt door genoemde sturingsmiddelen 72-74.
Blijkens al het voorgaande bevat de huidige vinding verder een ontwikkel-apparaat 1 voor het ontwikkelen van fotothermografisch materiaal, ten minste een invoereenheid 2, een ontwikkel-eenheid 4 en een uitvoereenheid 6, gekenmerkt doordat genoemde ontwikkeleenheid 4 een verwarmingsmodule omvat in de vorm van een omwentelingslichaam of trommel 20. Met het oog op een goede beeldkwaliteit is het haast vanzelfsprekend dat tijdens de thermische ontwikkeling genoemd fotothermografisch materiaal en genoemde trommel aan een synchrone snelheid bewegen.
In een meer volledige uitvoering bevat huidige vinding ook een registratie-systeem 1 voor het registreren van fotothermografisch materiaal, met ten minste een invoereenheid 2, een
<Desc/Clms Page number 22>
belichtingseenheid 3, een ontwikkel-eenheid 4 en een uitvoereenheid 6, gekenmerkt doordat genoemde ontwikkel-eenheid een verwarmingseenheid omvat in de vorm van een omwentelingslichaam of trommel.
6. 14. Globaal vergelijkende proeven Op basis van fotothermografische materialen zoals uitvoerig beschreven in eerder geciteerde EP-A-96. 201. 530. 1 werden een aantal vergelijkende experimenten uitgevoerd.
In vergelijkend experimenten zijn een aantal filmvellen belicht met een diode laser met een nominaal vermogen van 100 mW en een spotgrootte op de film van ongeveer 140 m, en ontwikkeld op een procestemperatuur van 120 OC gedurende een procestijd van 15 s.
De proeven gebeurden vooral omheen een optische densiteit gelijk aan 1 op het beeldvormend element, omdat in dit gebied het menselijk oog bijzonder gevoelig is voor kleine densiteitsvariaties.
EMI22.1
Densiteitsmetingen gebeurden met een MACBETHm TD904 densitometer met een ortho-filter. f Verder gemeenschappelijke karakteristieken voor alle proeven betreffen het beeldmateriaal, met afmetingen 17" x 14" (of ongeveer 432 mm x 356 mm), een warmtecapaciteit 55 J/ C en een warmteafname tijdens processing van 183 W.
Belangrijke resultaten uit een trommel-optimalisatie (ondermeer met wanddikte van 14 mm versus 8 mm) staan samengevat in navolgende tabel I.
Belangrijke resultaten uit een optimalisatie van het regelsysteem (ondermeer met SW-feedforward versus HW-feedforward) staan samengevat in navolgende tabel II. Een belangrijk voordeel van de HW-feedforward berust ondermeer in de relatief korte hersteltijd.
(In overigens gelijke proefomstandigheden herstelde de trommeltemperatuur zieh na processing van vijf filmvellen bij toepassing van een HW-feedforward reeds na 15 seconden, terwijl bij een verwarming zonder feedforward haast 400 seconden nodig waren).
<Desc/Clms Page number 23>
EMI23.1
<tb>
<tb>
Segment <SEP> idem
<tb> trommel <SEP> + <SEP> optimalisatie
<tb> segment <SEP> (dunnere
<tb> verwarming <SEP> trommel)
<tb> (= <SEP> uitv. <SEP> 2) <SEP> (= <SEP> uitv. <SEP> 2)
<tb> Trommel- <SEP> 490 <SEP> x <SEP> 198 <SEP> x <SEP> 14 <SEP> 470 <SEP> x <SEP> 198 <SEP> x <SEP> 8
<tb> afmetingen <SEP> mm <SEP> x <SEP> mm <SEP> x <SEP> mm <SEP> mm <SEP> x <SEP> mm <SEP> x <SEP> mm <SEP>
<tb> Trommel- <SEP> 1358 <SEP> 744
<tb> volume <SEP> cm3 <SEP> cm3
<tb> Nominaal <SEP> 1500 <SEP> 1300
<tb> vermogen <SEP> W <SEP> W
<tb> Opwarmtijd <SEP> 20 <SEP> 13
<tb> trommel <SEP> min <SEP> min
<tb> (naar <SEP> 120 C)
<tb> Opwarm-0, <SEP> 08 <SEP> 0, <SEP> 13 <SEP>
<tb> helling <SEP> C/s <SEP> oels
<tb> trommel
<tb> Warmte- <SEP> 300 <SEP> 250
<tb> verliezen <SEP> W <SEP> W
<tb> Homogeniteit <SEP> 2,5 <SEP> 0,5
<tb> Ta <SEP> (onbelaste <SEP> C <SEP> C
<tb> trommel
<tb> 120 <SEP> OC)
<tb> Stabiliteit <SEP> 0, <SEP> 2 <SEP> 0, <SEP> 2 <SEP>
<tb> Tt <SEP> (onbelaste <SEP> oc <SEP> C
<tb> trommel
<tb> 120 C)
<tb>
Tabel I.
EMI23.2
<tb>
<tb>
Segment <SEP> idem <SEP> idem
<tb> trommel <SEP> + <SEP> + <SEP> SW <SEP> + <SEP> HW <SEP>
<tb> segment <SEP> feed <SEP> feed
<tb> verwarming <SEP> + <SEP> forward <SEP> forward
<tb> optimalisatie
<tb> (= <SEP> uitv. <SEP> 2) <SEP> (= <SEP> uitv <SEP> 3) <SEP> (= <SEP> uitv <SEP> 3)
<tb> Trommel- <SEP> 470 <SEP> x <SEP> 198 <SEP> x <SEP> 8 <SEP> id <SEP> id
<tb> afmetingen <SEP> mm <SEP> x <SEP> mm <SEP> x <SEP> mm
<tb> Trommel- <SEP> 744 <SEP> id <SEP> id
<tb> volume <SEP> cm3 <SEP>
<tb> Nominaal <SEP> 1300 <SEP> 1300 <SEP> 1300
<tb> vermogen <SEP> W <SEP> W <SEP> W
<tb> Stabiliteit <SEP> 1, <SEP> 2 <SEP> 0, <SEP> 8 <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP>
<tb> Tt <SEP> (120 <SEP> C <SEP> en <SEP> C <SEP> C <SEP> oc
<tb> 2 <SEP> vellen/min)
<tb> Hersteltijd <SEP> 6, <SEP> 5 <SEP> 1 <SEP> 15 <SEP>
<tb> na <SEP> 5 <SEP> vellen <SEP> min <SEP> min <SEP> sec
<tb> Stabiliteit <SEP> 0,
<SEP> 15 <SEP> 0, <SEP> 15 <SEP> 0, <SEP> 10 <SEP>
<tb> Tt <SEP> (onbelast) <SEP> o <SEP> C <SEP> 0 <SEP> C <SEP> 0 <SEP> C <SEP>
<tb>
Tabel II.
<Desc/Clms Page number 24>
Een goed beeld van thans bereikte densiteitsprofielen wordt geïllustreerd door Figs. 13 en 14. Hierbij toont Fig. 13 een tangentiaal densiteitsprofiel gemeten op een thermografisch materiaal ontwikkeld volgens de tweede uitvoering van huidige vinding.
Fig. 14 toont een axiaal densiteitsprofiel gemeten op een thermografisch materiaal ontwikkeld volgens de derde uitvoering van huidige vinding.
6. 15. Samenvatting van de gedetailleerde beschrijving Uit bovenstaande beschrijving resulteert een verwarmingseenheid met middelen om een fotothermografisch materiaal kwalitatief hoogstaand te ontwikkelen door toevoeging van een welbepaalde hoeveelheid warmte gedurende een welbepaalde tijd.
Hierbij slaan de belangrijkste voordelen van huidige vinding op (i) het bereiken van een zeer constante temperatuur over het volledige oppervlak van een filmvel zowel over een volledig. filmvel- oppervlak als over verschillende filmvellen ; (ii) het realiseren van een zeer constante ontwikkeltijd, constant voor ieder punt van een (of meer) filmvel-oppervlak (ken) ; (iii) het bekomen van zeer korte hersteltijden.
Enerzijds bekomen we hierdoor een voordelige combinatie van hoge stabiliteit en lage hersteltijd om voldoende film-throughput te halen, en anderzijds beperken densiteitsvariaties zich in een observatiegebied rondom 1. 0 D tot waarden beter dan 0. 1 D, en in een observatiegebied rondom 0. 3 D tot waarden beter dan 0. 02 D.
Een synoptisch overzicht van de diverse compensatiemiddelen om statische en dynamische storingen op genoemde temperatuursprofielen te compenseren, wordt aangeboden in onderstaande Tabel III.
EMI24.1
<tb>
<tb>
Temperatuurs-Hardware <SEP> Software
<tb> profielen <SEP> compensatie <SEP> compensatie
<tb> Ta <SEP> plaatselijk <SEP> plaatselijk
<tb> verschillend <SEP> vermogen <SEP> gedifferentieerd
<tb> inschakelen <SEP> vermogen
<tb> (segmentatie) <SEP> aansturen
<tb> (b. <SEP> v. <SEP> duty-cycle) <SEP>
<tb> zie <SEP> Fig. <SEP> 7, <SEP> refs. <SEP> 62-64 <SEP> ; <SEP> zie <SEP> Fig. <SEP> 17.
<tb>
Figs. <SEP> 15 <SEP> & <SEP> 16, <SEP> refs. <SEP> P1-P3.
<tb>
Tt <SEP> tijdelijk <SEP> tijdelijk <SEP>
<tb> extra <SEP> verwarmingsmiddel <SEP> gedifferentieerd
<tb> inschakelen <SEP> vermogen
<tb> (b. <SEP> v. <SEP> lamp, <SEP> rol) <SEP> aansturen
<tb> zie <SEP> Fig. <SEP> 3, <SEP> ref. <SEP> 69 <SEP> ; <SEP> zie <SEP> Fig. <SEP> 10,
<tb> Fig. <SEP> 15, <SEP> ref. <SEP> 69 <SEP> ; <SEP> ref. <SEP> 79 <SEP> ; <SEP> Fig. <SEP> 17.
<tb>
Fig. <SEP> 16, <SEP> refs. <SEP> Pal, <SEP> 1 <SEP> & <SEP> Pm, <SEP> 1. <SEP>
<tb>
Tabel III.
<Desc/Clms Page number 25>
Voor de vakman mag het duidelijk zijn dat, op basis van de hoger beschreven verwarmingseenheid, een uitbouw tot een vollediger ontwikkel-apparaat en zelfs tot een volledig registratie-systeem best mogelijk is.
Meer in detail verwoord, beschermt huidige aanvrage aldus ook een ontwikkel-apparaat 1 voor het ontwikkelen van fotothermografisch materiaal, ten minste bevattende een invoereenheid 2, een ontwikkeleenheid 4 en een uitvoereenheid 6, gekenmerkt doordat genoemde ontwikkel-eenheid een verwarmingseenheid omvat zoals hoger beschreven.
Een verder aspect van huidige vinding beschermt een registratiesysteem 1 voor het registreren van fotothermografisch materiaal, ten minste bevattende een invoereenheid 2, een belichtingseenheid 3, een ontwikkel-eenheid 4 en een uitvoereenheid 6, gekenmerkt doordat genoemde ontwikkel-eenheid een verwarmingseenheid omvat zoals hoger beschreven.
In een bijzondere voorkeuruitvoering van een dergelijk registratiesysteem 1 vormen genoemde belichtingseenheid 3 en genoemde ontwikkel-eenheid een gemeenschappelijke eenheid omheen een zelfde omwentelingslichaam.' Vanuit een ander standpunt beschermt de voorliggende vinding een methode voor het registreren van informatie op lichtgevoelig en thermisch-ontwikkelbaar beeldmateriaal, omvattende volgende stappen :
beeldsgewijze belichten van genoemd beeldmateriaal, thermisch ontwikkelen van genoemd beeldmateriaal omheen een roterend omwentelingslichaam, meten op genoemd omwentelingslichaam van een temperatuursverloop in axiale richting (a) volgens een eerste temperatuursprofiel (Ta) en een temperatuursverloop in tangentiale richting (t) volgens een tweede temperatuursprofiel (Tt), en compenseren van statische en dynamische storingen op genoemde temperatuursprofielen.
In een uiterste situatie kunnen genoemde temperatuursverlopen ook bepaald worden aan de hand van slechts een sensor in axiale richting en een sensor in tangentiale richting, of zelfs uit een enkele sensor welke dan benut wordt voor beide richtingen.
Hiertoe veronderstellen we eerst dat in een voorafgaandelijke proef voor enkele discrete streefwaarden van de trommeltemperatuur (bij voorbeeld 115 C, 116,... 124,125 OC) telkens de corresponderende temperatuursverlopen (Ta, Tt) gemeten worden (met ofwel meerdere sensoren ofwel met verplaatsbare sensoren) en als karakteristieke curven (zoals in Fig. 6. 3-6. 5 afgebeeld voor een temperatuursinstelling) geregistreerd (bij voorbeeld in een look-up-tabelgeheugen LUT).
Indien daarna in een werkelijke drukcyclus tenminste een temperatuur opgemeten wordt, kan men de corresponderende temperatuursverlopen uit het elektronisch geheugen afleiden. Dit principe lukt zowel in axiaal als tangentiaal, maar in tangentiale richting kan eventueel ook een alternatief aangewend worden middels "time-sampling".
<Desc/Clms Page number 26>
Voor alle duidelijkheid weze nogmaals uitdrukkelijk vermeld : (i) dat het meten van genoemde temperatuursverlopen uiteraard zowel off-line in een voorafgaandelijke testcyclus, als on-line tijdens een actuele drukcyclus uitgevoerd kan worden ; (ii) dat beide temperatuursprofielen dusdanig gecontroleerd worden dat op het beeldmateriaal een uniforme temperatuur ontstaat.
Een verdere voorkeuruitvoering behelst aldus een methode die tevens een stap behelst tot het voorafgaandelijk bepalen van genoemde temperatuursprofielen.
Nog een verdere voorkeuruitvoering betreft een methode zoals juist beschreven, maar waarbij belichting en ontwikkeling van genoemd (beeld-) materiaal plaatsgrijpen omheen een zelfde omwentelingslichaam.
6. 16. Toepasbaarheid van huidige vinding In verdere voorkeursuitvoeringen volgens de huidige vinding zijn nog diverse kenmerken verbeterd, welke nu bondig aangegeven worden.
In een bepaalde versie kunnen regelparameters wijzigen i. f. v. de vastgestelde fout. f In een andere versie, nl. met een cascade regelaar waarin de temperatuur van het roloppervlak de "master" vormt en waarin de temperatuur van het verwarmingselement de "slave" vormt, kan sneller gereageerd worden en verkleint de regelafwijking.
In een andere versie worden de te processen filmvellen reeds verwarmd voor ze in de processor worden ingevoerd. Hierdoor verkleinen de thermische schok in de processor en de temperatuursval over de trommel.
In een nog andere versie wordt de band opgewarmd.
In nog andere versies kan genoemd beeldvormend element geen bladvorm hebben, maar een bandvorm.
Het filmtransport gebeurt bij voorkeur door middel van een meedraaiende transportband 41, die de film tegen de warme trommel 30 drukt. Echter, indien met film op rol gewerkt wordt, kan de transportband zelfs weggelaten worden en kan bijvoorbeeld de spanning op de film zorgen voor een goede aandrukking en voor een bevredigende ontwikkeling.
Een bijzondere eigenschap van huidige aanvrage berust erin dat de thermische processing op een van volgende twee uiteenlopende manieren kan geschieden, nl. (i) met de emulsiezijde van het beeldmateriaal in contact met de verwarmde trommel, of (ii) met de niet-geëmulsioneerde zijde van het beeldmateriaal in contact met de verwarmde trommel. De eerste methode heeft als voordeel dat lagere ontwikkeltemperaturen en/of kortere ontwikkeltijden mogelijk zijn.
De tweede methode heeft als voordeel dat eventuele temperatuurverschillen nog uitgemiddeld worden door de drager van de lichtgevoelige laag. Naargelang de gekozen methode, dienen wel
<Desc/Clms Page number 27>
enkele praktische ingrepen uitgevoerd te worden (bij voorbeeld instelling van temperaturen en/of tijden, omkeren van filmloop...).
Na kennisname van voorliggende octrooi-aanvrage is het goed mogelijk dat een vakman andere uitvoeringsvormen en/of andere toepassingen voorstelt die echter volledig op het principe van de huidige vinding steunen.
Zo kan een systeem ook meer dan een verwarmingslichaam omvatten, b. v. een lineaire iteratie van eenzelfde basisconcept (twee trommels eenzijdig en serieel opgesteld na mekaar langsheen een pad gevolgd door het beeldvormend element) of een iteratief-afwisselende opstelling, met twee trommels tegenover mekaar aan weerszijden van een pad gevolgd door een beeldvormend element (met mogelijk twee te ontwikkelen of te drogen zijden).
Dubbelzijdige opstelling van twee trommels kan ondermeer interessant zijn in systemen met een lichtgevoelige laag aan beide zijden van een drager, of met een lichtgevoelige laag aan een zijde van een drager én een hulplaag (bij voorbeeld een anti-halolaag of een antistress laag) aan de andere zijde van genoemde drager.
In een methode volgens húidige vinding omvat genoemd beeldvormend element een fotothermografisch materiaal. Het moge duidelijk zijn dat in een systeem of apparaat of in een methode of proces volgens voorliggende vinding, genoemde fotothermografische materialen een zilverhalogenide of een mengsel van zilverhalogenides, een of meerdere organische zouten en een of meerdere reductoren bevatten.
Na belichten en ontwikkelen worden aldus visuele densiteiten groter dan 1 bekomen. In een verdere voorkeursuitvoering is genoemd zilverorganisch zout zilverbehenaat en genoemde reductor een fenolische reductor. Bij voorkeur bevatten genoemde fotothermografische materialen een of meerdere toning agents die bij ontwikkelen een neutraal grijze densiteit tot gevolg hebben.
Bovendien bevatten genoemde fotothermografische materialen bij voorkeur een of meerdere stabilisatoren ten einde de kwaliteit van het gevormde beeld te behouden.
Huidige vinding kan aangewend worden voor de aanmaak van zowel beelden in reflectie (op basis van b. v. papier, o. a. toegepast in de kopieersector) als van beelden in transparantie (op basis van b. v. kleurloze of gekleurde film, o. a. toegepast bij medische diagnoses).
Toepassingen situeren zieh zowel in grafische toepassingen (doorgaans met hoge contrasten) als in medische toepassingen (doorgaans met weergave van een groot aantal continu-tonen).
Bovendien zijn ook applicaties in andere gebieden denkbaar, zoals algemene fotografie (in verband met het drogen van nat ontwikkelde fotomaterialen), elektro (foto) grafie en toner-jet (in verband met het thermisch fixeren van toners), ink-jet (in verband met het drogen van het gespoten beeld) en lithografische drukprocédés (cf. drogen van een of meer inkten), of het"on-press"belichten en ontwikkelen van drukplaten, meer specifiek van fotothermografische drukplaten, enz. Desgevallend kan ook hier een dergelijke uniforme verwarming uitgevoerd worden volgens de voorliggende vinding.