Vorrichtung zum Messen der Belichtungszeit von Reproduktionsmaterial und Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung
Für die Anfertigung von Lichtpausen und vielfach auch für die Anfertigung von Druckformen und dergleichen verwendet man vorsensibilisierte Papiere oder Folien und verändert deren lichtempfindliche Schicht durch Belichtung unter einer Vorlage, worauf in der Regel eine trockene oder feuchte Entwicklung folgt. Als Lichtquellen beim Belichten werden fast alle gängigen Typen verwendet, wobei zwar vorzugsweise, um zu kurzen Belichtungszeiten zu kommen, Kohlenbogenlampen und Quecksilberhochdruckbrenner, aber auch Kaltlichtröhren eingesetzt werden.
Da sich diese Lichtquellen in der Stärke und spektralen Verteilung ihrer Emission sowohl untereinander unterscheiden, als auch die einzelnen Leuchten je nach Betriebsbedingungen und Alter in dieser Eigenschaft variieren, und da weiterhin die Vorlagen, sowohl was Oesamtdurchlässigkeit als auch was spektrale Absorption betrifft, von Fall zu Fall verschieden sein können, so sind über die Stärke und Art des auf das Lichtpauspapier oder sonstiges vorsensibilisiertes Material auffallenden Lichtstroms im voraus keine Aussagen möglich.
Je nach Beschaffenheit des durch die Lichtquelle erzeugten und durch die Vorlage noch hindurchgelassenen Lichtes fallen die zu der beabsichtigten photochemischen : Umsetzung in der lichtempfindli- chen Schicht notwendigen Belichtungszeiten verschieden lang aus, ein Umstand, der für das rationelle Herstellen von Lichtpausen ungünstig ist. Der Fachmann hilft sich zur Zeit noch durch Anfertigung von Probepausen, anhand deren er die für den jeweils vorliegenden Fall günstigste Belichtungszeit festzustellen sucht.
Es ist naheliegend, das in der Belichtungsanordnung durch die Vorlage noch hindurchtretende Licht mit einem der üblichen photoelektrischen Belichtungsmesser zu kontrollieren. Dabei zeigt sich jedoch, dass diese im wesentlichen der Empfindlichkeit des menschlichen Auges angepasst sind. Daher kann bei Verwendung einer Lichtquelle, deren Emissionsmaximum im Sichtbaren liegt, mit den üblichen Belichtungsmessern sehr wohl eine hohe Beleuchtungsstärke gemessen werden und trotzdem unter Umständen eine geringere Wirkung auf die lichtempfindliche Schicht des zu belichtenden Materials ausgeübt werden als bei Belichtung mit einer Lichtquelle, die im nahen ultravioletten Spektralbereich eine beachtliche Emission hat, möglicherweise aber durch die üblichen Belichtungsmesser als die schwächere Lichtquelle beurteilt wird.
Es wurden daher auch schon photoelektrische Belichtungsmesser vorgeschlagen, bei denen einem Photoelement, das auf Belichtung mit Strahlen des kurzwelligen sichtbaren Spektralbereiches sowie des nahen Ultravioletts anspricht, ein Lichtfilter vorgesetzt wurde, weiches im wesentlichen nur für Strahlen des kurzwelligen sichtbaren Spektralbereiches sowie des nahen Ultravioletts durchlässig ist; jedoch ist bei einer solchen Anordnung die jeweilige spektrale Empfindlichkeit des Photoelementes und des Lichtfilters nicht aufeinander abgestimmt, so dass häufig Fehiwerte der Belichtungszeit erhalten werden.
Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Messen der Belichtungszeit von Reproduktionsmateriai, enthaltend eine Kombination eines photo elektrischen Empfängers, der auf Belichtung mit Strahlen des kurzwelligen sichtbaren Spektralbereiches sowie des nahen ultravioletten Wellenbereiches anspricht, und eines diesem photoelektrischen Empfänger vorgeschalteten Lichtfilters, dadurch gekennzeichnet, dass die spektrale Durchlässigkeit des Lichtfilters zusammen mit der spektralen Empfindlichkeit des photoelektrischen Empfängers annähernd gleich der spektralen Empfindlichkeit des zu belichtenden Materials ist.
Unter photoelektrischen Empfängern werden hier vor allem verstanden Photoelemente, Photozellen, Multiplier, Photowiderstände, Photodioden, sofern diese im kurzwelligen sichtbaren Spektralbereich sowie im nahen Ultraviolett ansprechen. Die genannten Instrumente sind bekannt und üblicherweise im Han del erhältlich.
Auch als Lichtfilter können die üblicherweise in der Technik gebräuchlichen n Filter Verwendung finden. Dies sind beispielsweise Gelatinefilter, Flüssigkeitsfilter, Interferenz-und Glasfilter sowie Remissionsfilter. Besonders vorteilhaft lässt sich mit Lichtfiltern aus Glas arbeiten. Diese bestehen normalerweise aus mindestens einer geschliffenen, gefärbten Glasplatte. Diese Platten können gewünschtenfalls als Sätze übereinander angeordnet werden.
Unter dem voranstehend genannten Spektfalbe- reich wird im vorliegenden Fall hauptsächlich ein Bereich zwischen 3000 und 4500 , vorzugsweise zwischen 3700 und 4300 Ä (entsprechend 370 und 430 Nanometer) verstanden.
In diesem Spektralbereich absorbieren z. B. Diazoverbindungen, wie sie als lichtempfindliche Schichten in der Lichtpaustechnik weit verbreitete Verwendung finden. Die Empfindlichkeitsverteilung, gemessen in Form einer Kurve, ist bei den in der Technik in Frage kommenden Diazoverbindungen im Prinzip die gleiche und aus zahlreichen Messungen gut bekannt. Das Maximum dieser Kurvenscharen liegt etwa bei 4000 . Im obigen Spektralbereich absorbieren ferner organische und anorganische Substanzen, die als Photohalbleiter in der Elektrophotographie verwendet werden. Die Empfindlichkeitsverteilung dieser Verbindung ist in dem in Frage kommenden Bereich genau bekannt bzw. mittels der üblichen Messmethoden leicht zu bestimmen.
Die Empfindlichkeitskurven bei organischen Photohalbleitern sind sehr ausgeprägt und liegen etwa im Bereich zwischen 3000 und 4500 . Das als anorganischer Photohalbleiter verwendete Zinkoxyd absorbiert in einem weiten Bereich bei Wellenlängen von 4200 und weniger.
Erfindungsgemäss soll die Durchlässigkeit des Lichtfilters in Kombination mit der Empfindlichkeit des photoelektrischen Empfängers etwa gleich der spektralen Empfindlichkeit von Diazoverbindungen sein, d. h. graphisch gesehen, die Empfindlichkeitskurve des kombinierten Systems Filter/photoelektri scher Empfänger soll möglichst weitgehend der oben genannten Empfindlichkeitskurve der lichtempfindlichen Substanz des Reproduktionsmaterials entspre chen.
Um diese erfindungsgemässe Kombination zu erreichen, kann man beispielsweise wie folgt vorgehen:
Man trägt die Empfindlichkeitskurve des photoelektrischen Empfängers für sich auf. Diese ist in jedem Falle bekannt und stellt meistens in dem hier vorliegenden Bereich eine gerade Linie mit gleichmässigem Anstieg dar.
Ausserdem trägt man die mittlere Absorptionskurve der verwendeten lichtempfindlichen Substanz, z. B. von Diazoverbindungen, organischen Photohalbleitern usw., zeichnerisch auf. Die Auswahl des Glasfilters oder einer anderen Filterkombination im erfindungsgemässen Sinn wird nun so vorgenommen, dass das Produkt aus der Grösse der Empfindlichkeit des photoelektrischen Empfängers und der Durchlässigkeit des Filters bei gleicher Wellenlänge gleich dem Wert der spektralen Empfindlichkeit, z. B. der Diazoverbindungen, an diesem Punkt ist. Dabei erhält man eine Kurve, die die geforderte Durchlässigkeitskurve des Filters darstellt. Filter mit solchen Eigenschaften müssen nun ausgewählt werden. Dies ist möglich, da die Durchlässigkeitskurven von Lichtfiltern bekannt sind.
Vor allem trifft dies bei Glasfiltern zu, deren Durchlässigkeit meist durch eine Parabel gekennzeichnet ist, deren Maximum, je nach Auswahl der Filter, variiert und durch die Auswahl verschiedener Filter nach verschiedenen Wellenbereichen einstellbar ist.
Im Falle der Anwendung von Flüssigkeitsfiltern kann die geforderte Durchlässigkeitskurve durch Auswahl der verwendeten, löslichen Substanzen und deren Konzentration eingestellt werden. Besonders vorteilhaft lässt sich arbeiten, wenn Glasfilter angewendet werden. So bringen beispielsweise bekannte optische Firmen umfangreiche Sortimente von Glasfiltern in den Handel, deren Absorptionskurven bekannt sind. In diesem Zusammenhang sei auf das Buch Farb- und Filterglas für Wissenschaft und Technik der Jenaer Glaswerke Schott & Gen.
Mainz (1959) verwiesen.
Eine Kombination folgender Schottfilter hat sich beispielsweise als sehr geeignet erwiesen:
2. Filter BG 1 in 4 mm Stärke und 1 Filter BG 38 in 2 mm Stärke.
Diese Schottfilter wurden kombiniert mit einem Photo element Elektrocell-Lichtelement Typ G. Q. der Firma Falkenthal und Presser, Berlin-Dahlem.
Die relative spektrale Empfindlichkeit dieses Photoelementes weist im Gebiet zwischen 350 und 450 Nanometer eine lineare Abhängigkeit von der Wellenlänge des Lichtes auf.
Der photoelektrische Empfänger und das Lichtfilter sind in der erfindungsgemässen Vorrichtung so kombiniert, dass sich das oder die Filter vor der auf Strahlung ansprechenden Seite des genannten Empfängers befinden. Diese Anordnung kann mit allen in der Technik üblichen Methoden erreicht werden. Vorzugsweise werden die Filter so ange bracht, dass sie auswechselbar sind.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann in gebräuchlicher und bekannter Weise, besonders bei der Herstellung von Lichtpausen, angewendet werden. Für orientierende Messungen genügt es, die Vorrichtung in den Strahlengang der Lichtquelle zu bringen. Exakte Werte von Belichtungszeiten werden jedoch erzielt, wenn das zu pausende Original zwischen Lichtquelle und Belichtungsmesser gebracht wird, da somit die Absorption des Originals an aktinischem Licht berücksichtigt wird. Dadurch wird die tatsächlich auf die später zu unterlegende lichtempfindliche Schicht auftreffende Strahlung in ihrem Gehalt an wirksamem Licht gemessen.
Die vorliegende Vorrichtung ist für die Messung sämtlicher Belichtungsquellen, sofern sie ganz oder teilweise im ultravioletten Licht emittieren, geeignet.
Solche Belichtungsquellen sind beispielsweise: Glühbirnen mit Wolframdraht, offene Bogenlampen, geschlossene Bogenlampen, Reprolampen, Leuchtröhren, Hochspannungsleuchtröhren, Quecksilberdampflampen, Quecksilberhochdrucklampen.
Ein weiterer Gegenstand des Patentes ist ein Verfahren zum Messen der Belichtungszeit von Re produktionsmaterial, dessen lichtempfindliche Substanzen sich durch Belichtung mit Strahlen des angegebenen Wellenbereiches zersetzen, unter Verwendung der erfindungsgemässen Vorrichtung. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man mit einer Belichtungsquelle durch die Vorlage hindurch das Reproduktionsmaterial, unter dem die erfin dungsgemäss e Vorrichtung angeordnet ist, belichtet und das Ende der Belichtungszeit durch Erreichen des Strommaximums des photoelektrischen Empfängers feststellt.
Dieses Verfahren kann zum automatischen Belichten des angegebenen Reproduktionsmaterials dienen. Hierbei wird beim Erreichen des Maximalstromes über eine geeignete Schaltanordnung, beispielsweise Relais, Kondensatoren usw., die Belichtungsquelle abgeschaltet. Diese Verfahrensweise erklärt sich wie folgt:
Mit einer Lichtquelle wird das zu kopierende Original und das Reproduktionsmaterial, das eine lichtempfindliche Schicht, die sich bei Bestrahlung im angegebenen Wellenbereich zersetzt, beispielsweise eine Diazoschicht, trägt, bestrahlt, während hinter dem lichtempfindlichen Reproduktionsmaterial die erfindungsgemässe Vorrichtung angeordnet wird. Vorzugsweise soll der Träger für die lichtempfindliche Schicht aus einem durchscheinenden Papier oder aus transparenter Folie bestehen.
Zunächst zeigt sich dabei keine Reaktion der erfindungsgemässen Vorrichtung, da durch die lichtempfindliche Verbindung die Strahlung in dem Bereich, in dem die genannte Vorrichtung anspricht, absorbiert wird. Erst bei Fortdauer der Lichteinwirkung wird die lichtempfindliche Verbindung, beispielsweise eine Diazoverbindung, an den bildfreien Stellen umgewandelt und ist damit nicht mehr fähig, in dem angegebenen Bereich zu absorbieren. Die erfindungsgemässe Vorrichtung spricht jetzt an. Dieses Ansprechenkann über eine geeignete Anordnung dazu ausgenutzt werden, den Belichtungspwzess zu unterbrechen. Das lichtempfindliche Papier wird damit automatisch und exakt belichtet.
Gewünschtenfalls kann die Absorption des Trägers, auf dem die lichtempfindliche Schicht aufgebracht ist, in dem in Frage kommenden Wellenbereich durch Messung oder durch einen Erfahrungsfaktor berücksichtigt werden.
Die Vorrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung spricht in vorteilhafter Weise nur auf den Spektralbereich der verwendeten Lichtquelle an, der für die Belichtung des betreffenden Reproduktionsmaterials wirksam list. Die Grösse der Anzeige ist ein direktes Mass für die erforderliche Belichtungszeit der lichtempfindlichen Schicht, die für den Pausvorgang eingesetzt wird. Es werden auch bei Anwendung verschiedenartiger Lichtquellen bzw.
Belichtungseinrichtungen und bei Veränderung in deren Brauchbarkeit durch Abnützung oder Stromschwankungen exakte Angaben über die jeweiligen Belichtungszeiten erzielt, wenn man für das jeweilige Reproduktionsmaterial die dazugehörige Filterkombination ermittelt hat
Auf diese Weise kann, wie oben gezeigt, die Belichtung automatisch unterbrochen werden, was besonders für die gewerblichen Reproduktionsanstalten von grossem Wert ist.