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TECHNISCHER HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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TECHNISCHES GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
und ein Verfahren zur Härtemessung
eines ultravioletthärtbaren
Transformationsmittels mit einem Farbstoff, der auf ein Werkstück aufgetragen
und mit einer optischen Vorrichtung getrocknet wird.
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STAND DER
TECHNIK
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Ultravioletthärtbare Transformationsmittel sind
weitverbreitet eingesetzt worden, weil sie auf nicht wärmebehandlungsfähige Materialien
aufgebracht werden können
und Schnelldruck ermöglichen.
Die ultravioletthärtbaren
Transformationsmittel werden jetzt in verschiedenen technischen
Bereichen eingesetzt, zum Beispiel bei gewöhnlichen Drucksachen, Compact
Disks, Baumaterialien, Fußbodenbelägen wie
z. B. Fliesen, Wandbelägen,
Fotolack für
Leiterplatten, Getränkedosen
usw. (siehe z. B. US-A-5302627).
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Nach dem Aufdruck auf ein Material
wird das ultravioletthärtbare
(UV-härtbare)
Transformationsmittel durch eine Fördervorrichtung mit einer UV-Strahlungsquelle,
wie z. B. einer Hochdruckquecksilberdampflampe oder einer Metallhalogenidlampe,
getrocknet, während
das Druckmaterial transportiert wird. Alternativ wird das ultravioletthärtbare Transformationsmittel
durch eine Vorrichtung getrocknet, die eine scheinwerferartige Lichtquelle
aufweist. Der besonders wesentliche Punkt für die Verwendung der Transformationsmittel
ist die Einstellung des Ultraviolettstrahls und der Ultraviolettbestrahlungszeit
für die
Aushärtung
(Trocknung) des Transformationsmittels entsprechend den Transformationsmitteltypen.
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Für
die Härtemessung
der ultravioletthärtbaren
Transformationsmittel sind verschiedene Einrichtungen vorgeschlagen
worden. Zum Beispiel wird die Härte
durch einen Klebestreifentest, einen Gitterschnittest, einen Farbtauchtest
gemessen oder durch Sichtprüfung,
Tastdruck usw. untersucht.
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Ferner gibt es zur genauen Härtemessung die
kernmagnetische Resonanz (NMR), Infrarotspektrophotometrie und ein
Verfahren zur Ausdehnungsmessung von Transformationsmitteln, die
aber eigentlich nur bei Forschungsarbeiten angewandt werden.
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In US-A-3791792 ist außerdem ein
Verfahren zur Bestimmung des Aushärtungsgrades und der Aushärtungsgeschwindigkeit
durch Messen eines Gleichstrompotentials vorgeschlagen worden, das entsteht,
wenn zwei ungleichartige Elektroden in ein Harz eingebettet werden.
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Ferner ist ein Verfahren zur Härtebestimmung
aus der Änderung
des elektrischen Widerstands des Transformationsmittels als Härtemeßverfahren
für das
lichtdurchlässige
ultravioletthärtbare Transformationsmittel
vorgeschlagen worden. Die Vorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens weist eine
Lichtquelle und Elektroden auf, die auf beiden Seiten des auf einen
Isolator aufgebrachten ultravioletthärtbaren Transformationsmittels
vorgesehen und über
eine Stromversorgung und ein Meßgerät zur Messung
der elektrischen Leitfähigkeit
miteinander verbunden sind.
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Demnach vermindert sich die elektrische Leitfähigkeit
zwischen beiden Elektroden mit allmählicher Aushärtung des
Transformationsmittels durch die UV-Bestrahlung. Dann kann die Härte des
Transformationsmittels durch die Meßvorrichtung für die elektrische
Leitfähigkeit
gemessen werden. Aus der gleichzeitigen Messung mittels eines Feintasters
ist klar, daß die
Abnahme der elektrischen Leitfähigkeit proportional
zur Härte
des Transformationsmittels ist. Das heißt, die Härte (Trockenheit) wird bestimmt,
indem gemessen wird, wie weit der Feintaster in das Transformationsmittel
eingesaugt wird.
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Bei dem oben beschriebenen Verfahren
zur Härtemessung
des ultravioletthärtbaren
Transformationsmittels bestehen jedoch nach wie vor die folgenden
Probleme.
- (1) Da die Sichtprüfung und
der Tastdruck von Bedienungspersonen abhängig sind und (dafür) keinerlei
Arten von Standards festgelegt werden, lassen sich lästige Erscheinungen
im Druckvorgang, wie z. B. Kristallisation und Farbrückspaltung, schwer
verhindern.
- (2) NMR und Infrarotspektrophotometrie ermöglichen eine präzise Messung;
jedoch ist im Hinblick auf die schnelle Messung, die Position des
Geräts und
die Umgebung des Geräts
die Anwendung dieser Verfahren in der Praxis schwierig.
- (3) Im Falle des ultravioletthärtbaren Transformationsmittels,
das keinen Farbstoff wie z. B. ein Pigment aufweist, kann die Härte des
Transformationsmittels mühelos
und genau durch Messung der elektrischen Leitfähigkeit des Transformationsmittels
bestimmt werden. Im Falle eines farbstoffhaltigen ultravioletthärtbaren
Transformationsmittels absorbiert jedoch der Farbstoff die Ultraviolettstrahlung
mit einer vorgegebenen Wellenlänge,
und die elektrische Leitfähigkeit
bleibt hoch und verändert
sich während
der Ultraviolettbestrahlung nicht entsprechend der Härte des
ultravioletthärtbaren
Transformationsmittels. Daher ist die Härtebestimmung des ultravioletthärtbaren Transformationsmittels
auf der Basis der Änderung
der elektrischen Leitfähigkeit
unmöglich.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist die Bereitstellung einer Vorrichtung und eines Verfahrens zur
Härtemessung
eines ultravioletthärtbaren farbstoffhaltigen
Transformationsmittels, welche die Härte des ultravioletthärtbaren
Transformationsmittels entsprechend dem Druckzustand messen können und
die Härte
des ultravioletthärtbaren
Transformationsmittels mit einem Farbstoff, wie z. B. einem Pigment,
genau und mühelos
messen können.
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Die vorliegende Erfindung bietet
eine Vorrichtung zur Härtemessung
eines farbstoffhaltigen ultravioletthärtbaren Transformationsmittels,
wobei die Vorrichtung aufweist: eine Lichtquelleneinrichtung zur
Emission von Strahlung, die Ultraviolettstrahlung enthält, wobei
die Vorrichtung gekennzeichnet ist durch ein optisches Filterelement,
das die in der von der Lichtquelleneinrichtung emittierten Strahlung
enthaltene Ultraviolettstrahlung mit vorgegebener Wellenlänge durchläßt, eine
Meßeinrichtung
zur Messung der elektrischen Leitfähigkeit des farbstoffhaltigen
ultravioletthärtbaren
Transformationsmittels, die an einer Stelle vorgesehen ist, wo die
Ultraviolettstrahlung mit der vorgegebenen Wellenlänge eingestrahlt
wird, wobei die Meßeinrichtung
einen Elektrodenabschnitt mit Elektroden aufweist, auf die das farbstoffhaltige
ultravioletthärtbare
Transformationsmittel aufgebracht wird, wobei die Elektrode über eine
Stromversorgung und eine Meßeinrichtung
zur Messung der elektrischen Leitfähigkeit angeschlossen ist,
wobei das optische Filterelement ein kohärentes Filter aus leitfähigen mehrlagigen
Schichten ist, das Licht im Absorptionsspektralbereich des Farbstoffs
in dem farbstoffhaltigen ultravioletthärtbaren Transformationsmittel
herausfiltert.
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Das ultravioletthärtbare Transformationsmittel
kann auf eine der Elektroden aufgebracht werden, und die Elektroden
können übereinandergeschichtet werden,
und eine der Elektroden, die von der Lichtquelle mit der ultravioletten
Strahlung zu bestrahlen sind, besteht aus einem lichtdurchlässigen Element. Der
Elektrodenabschnitt kann in einer vorgegebenen Gasatmosphäre unter
Sauerstoffabschluß untergebracht
werden.
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Das optische Filterelement kann an
einem Reflektor angebracht werden, der im Lichtweg des von der Lichtquelle
ausgestrahlten Lichts angeordnet wird, oder es kann an einem Kondensor
angebracht werden, der im Lichtweg des von der Lichtquelle ausgestrahlten
Lichts angeordnet wird, oder an einem Lampenende der Lichtquelle,
um einen Lichtweg des von der Lampe ausgestrahlten Lichts zu unterbrechen.
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Ein Kondensor kann im Lichtweg des
von der Lichtquelle ausgestrahlten Lichts zwischen der Position
des optischen Filterelements und dem ultravioletthärtbaren
Transformationsmittel angebracht werden. Das optische Filterelement
ist vorzugsweise ein kohärentes
Filter aus leitfähigen
mehrlagigen Schichten, das Licht im Absorptionsspektralbereich des Farbstoffs
des ultravioletthärtbaren
Transformationsmittels herausfiltert.
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Ein Verfahren zur Härtemessung
eines erfindungsgemäßen farbstoffhaltigen
ultravioletthärtbaren
Transformationsmittels weist auf: einen ersten Schritt zum Bestrahlen
eines ultravioletthärtbaren Transformationsmittels
mit Licht, aus dem Licht im Absorptionsspektralbereich des in dem
ultravioletthärtbaren
Transformationsmittel enthaltenen Farbstoffs entfernt wird, und
einen zweiten Schritt zur Messung der elektrischen Leitfähigkeit
des ultravioletthärtbaren
Transformationsmittels.
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Alternativ weist ein erfindungsgemäßes Verfahren
zur Härtemessung
eines farbstoffhaltigen ultravioletthärtbaren Transformationsmittels
auf: einen ersten Schritt zum Bestrahlen eines ultravioletthärtbaren
Transformationsmittels mit Licht, aus dem Licht im Absorptionsspektralbereich
des in dem ultravioletthärtbaren
Transformationsmittel enthaltenen Farbstoffs durch ein optisches
Filterelement entfernt wird, und einen zweiten Schritt zum Unterbringen
des farbstoffhaltigen ultravioletthärtbaren Transformationsmittels
in einer vorgegebenen Gasatmosphäre unter
Sauerstoffabschluß und
zur Messung der elektrischen Leitfähigkeit des ultravioletthärtbaren
Transformationsmittels.
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Im ersten Schritt wird vorzugsweise
Licht im Absorptionsspektralbereich des Farbstoffs des ultravioletthärtbaren
Transformationsmittels durch das optische Filterelement entfernt,
und die Ultraviolettstrahlen werden gebündelt und bestrahlen das ultravioletthärtbare Transformationsmittel.
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Im zweiten Schritt wird vorzugsweise
die Härte
aus der Abnahme der elektrischen Leitfähigkeit bestimmt.
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Die Meßvorrichtung und das Verfahren
gemäß der vorliegenden
Erfindung haben die folgenden Auswirkungen.
- (1)
Die Ultraviolettstrahlen mit vorgegebener Wellenlänge in der
Ultraviolettstrahlen enthaltenden Strahlung, die von der Lichtquelle
emittiert wird, werden von dem optischen Filter selektiv durchgelassen
und bestrahlen den Elektrodenabschnitt der Meßvorrichtung. Dementsprechend
werden die Ultraviolettstrahlen im Absorptionsspektralbereich des
Farbstoffs des über
der Elektrode aufgebrachten ultravioletthärtbaren Transformationsmittels
entfernt bzw. herausgefiltert, wodurch die Erzeugung der photoelektromotorischen
Kraft unterdrückt
wird.
- (2) Im Elektrodenabschnitt wird das farbstoffhaltige ultravioletthärtbare Transformationsmittel über einer
der Elektroden aufgebracht, und die Elektroden werden übereinandergeschichtet,
und eine der Elektroden, die mit Licht aus der Lichtquelle zu bestrahlen
sind, besteht aus einem lichtdurchlässigen Element. Dementsprechend
wird der Sauerstoff ausgeschlossen. Alternativ erfolgt der Sauerstoffabschluß durch
Einbringen des Elektrodenabschnitts in eine Atmosphäre, die
ein vorgegebenes Gas enthält.
- (3) Das optische Filterelement wird an dem Reflektor angebracht,
und die Ultraviolettstrahlen mit der vorgegebenen Wellenlänge in dem
von der Lichtquelle ausgestrahlten Licht werden vom Reflektor reflektiert,
und unnötige
Strahlen werden vom Reflektor durchgelassen. Dementsprechend wird
in dem im ultravioletthärtbaren
Transformationsmittel enthaltenen Pigment keine photoelektromotorische
Kraft erzeugt.
- (4) Das optische Filterelement wird an dem Kondensor angebracht,
der im Lichtweg der von der Lichtquelle emittierten Ultraviolettstrahlen
angeordnet wird. Dementsprechend wird beim Durchgang der Ultraviolettstrahlen
durch den Kondensor Licht im Absorptionsspektralbereich des in dem
ultravioletthärtbaren
Transformationsmittel enthaltenen Pigments entfernt.
- (5) Das optische Filterelement wird am Lampenende der Lichtquelle
angebracht, um den Lichtweg des von der Lampe ausgehenden Lichts
zu unterbrechen, und das optische Filterelement ist durchlässig für die Ultraviolettstrahlen
mit der vorgegebenen Wellenlänge
zur Bestrahlung des ultravioletthärtbaren Transformationsmittels.
Außerdem
reflektiert das optische Filterelement der Lichtquelle die Ultraviolettstrahlen
mit einer Wellenlänge,
die in dem Pigment die photoelektromotorische Kraft hervorruft.
- (6) Der Kondensor wird zwischen der Position des optischen Filterelements
und dem ultravioletthärtbaren
Transformationsmittel angebracht, so daß die vom optischen Filterelement
durchgelassenen Ultraviolettstrahlen mit einer vorgegebenen Wellenlänge gebündelt werden
und das Transformationsmittel bestrahlen.
- (7) Die leitfähigen
mehrlagigen kohärenten Schichten
werden als optisches Filterelement genutzt, so daß die Ultraviolettstrahlen
mit vorgegebener Wellenlänge
reflektiert oder durchgelassen werden können.
- (8) Als Verfahren zur Härtemessung
des ultravioletthärtbaren
Transformationsmittels wird die Härte des ultravioletthärtbaren
Transformationsmittels bestimmt, indem die Ultraviolettstrahlen
im Absorptionsspektralbereich des Pigments entfernt werden, das
ultravioletthärtbare
Transformationsmittel mit Ultraviolettstrahlen bestrahlt wird, die
keine photoelektromotorische Kraft im Pigment erzeugen, und die
elektrische Leitfähigkeit des
ultravioletthärtbaren
Transformationsmittels gemessen wird.
- (9) Die Ultraviolettstrahlen mit Wellenlängen im Absorptionsspektralbereich
des in dem ultravioletthärtbaren
Transformationsmittel enthaltenen Pigments werden entfernt, und
die gebündelten Ultraviolettstrahlen
bestrahlen das Transformationsmittel, so daß die photoelektromotorische Kraft
in dem Pigment nicht erzeugt wird. Dementsprechend kann die elektrische
Leitfähigkeit
des ultravioletthärtbaren
Transformationsmittels durch Meßgeräte gemessen
werden. Wenn das Transformationsmittel in eine vorgegebene Gasatmosphäre eingebracht
wird, kann anaerobes Druckmaterial behandelt werden.
- (10) Die Härte
des ultravioletthärtbaren
Transformationsmittels wird aus der Abnahme der elektrischen Leitfähigkeit
bestimmt, so daß das
ultravioletthärtbare
Transformationsmittel in verschiedenen Anwendungen eingesetzt werden
kann.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Ultraviolettbestrahlungsdauer und
der elektrischen Leitfähigkeit
eines pigmenthaltigen ultravioletthärtbaren Transformationsmittels
und eines nicht pigmenthaltigen ultravioletthärtbaren Transformationsmittels
gemäß dem herkömmlichen Verfahren
darstellt.
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2 zeigt
eine Schemazeichnung, die ein Meßgerät nach der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt.
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3 zeigt
ein Diagramm, das die Beziehung zwischen einem Absorptionskoeffizienten
und einer ultravioletten Wellenlänge
des ultravioletthärtbaren
Transformationsmittels gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt.
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4 zeigt
ein Diagramm, das die Beziehung zwischen relativen Lichtintensität und der
Wellenlängeneigenschaft
einer Quecksilberdampflampe gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt.
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5 zeigt
ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Lichtdurchlässigkeit
und einer Wellenlänge
von Ultraviolettstrahlen darstellt, die durch ein erfindungsgemäßes optisches
Filterelement hindurchtreten.
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6 zeigt
ein Diagramm, das die Beziehung zwischen einer Wellenlänge von
Ultraviolettstrahlen und der relativen Lichtintensität im Falle
der Verwendung des erfindungsgemäßen optischen
Filterelements darstellt.
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7 zeigt
ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Bestrahlungsdauer mit
Ultraviolettstrahlung und dem abgegebenen Strom für jedes Pigment
des erfindungsgemäßen ultravioletthärtbaren
Transformationsmittels darstellt.
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8 zeigt
eine Schnittansicht, die ein modifiziertes Beispiel von erfindungsgemäßen Elektroden darstellt.
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Die 9A und 9B zeigen Schemazeichnungen,
die ein Meßgerät gemäß der zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellen.
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10 zeigt
eine Schemazeichnung, die ein Meßgerät gemäß der dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt.
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11 zeigt
eine Schemazeichnung, die ein Meßgerät gemäß der vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt.
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BEVORZUGTE
AUSFÜHRUNGSFORMEN
DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
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Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben. In der Beschreibung werden gleiche Komponenten durch
gleiche Bezugszeichen bezeichnet, und die wiederholte Beschreibung
gleicher Komponenten wird weggelassen.
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Unter Bezugnahme auf die 2 bis 8 wird nachstehend die erste Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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2 zeigt
eine Vorrichtung zur Härtemessung
eines ultravioletthärtbaren
Transformationsmittels; 3 zeigt
die Beziehung zwischen einer Wellenlänge von Ultraviolettstrahlen
und Absorptionskoeffizienten; 4 zeigt
ein Diagramm, das die Beziehung zwischen einer Wellenlänge von
Ultraviolettstrahlen und der relativen Lichtintensität darstellt; 5 zeigt ein Diagramm, das
die Beziehung zwischen einer Wellenlänge von Ultraviolettstrahlen
und der Lichtdurchlässigkeit
darstellt; 7 zeigt ein
Diagramm, das die Beziehung zwischen der Bestrahlungsdauer mit Ultraviolettstrahlung
und einem abgegebenen Strom darstellt; und 8 zeigt eine Schnittansicht, die eine
Konfiguration von modifizierten Elektrodenabschnitten darstellt.
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Wie in 2 dargestellt,
weist die Vorrichtung 1 zur Härtemessung des ultravioletthärtbaren Transformationsmittels
auf: eine Lichtquelleneinrichtung 2 mit einer Lampe 3,
einem optischen Filterelement 5, durch das Ultraviolettstrahlen
mit einer vorgegebenen Wellenlänge
unter den von der Lichtquelleneinrichtung 2 emittierten
Strahlen hindurchtreten, und einen auf der Rückseite des optischen Filterelements 5 angeordneten
Kondensor 6 sowie ein unterhalb des Kondensors 6 angeordnetes
Meßgerät 7.
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In dem Meßgerät 7 wird das ultravioletthärtbare Transformationsmittel 8 mit
gleichen Eigenschaften wie denen des Transformationsmittels, das in
den Druckmaterialien im tatsächlichen
Betrieb eingesetzt werden soll, auf einen Isolator 11 aufgebracht.
Das Meßgerät 7 weist
auf einen Elektrodenabschnitt A mit zwei Elektroden 9 und 10,
die auf beiden Seiten des ultravioletthärtbaren Transformationsmittels 8 auf
dem Isolator 11 angebracht sind, einen an die Elektroden 9 und 10 angeschlossenen
Zuleitungsdraht und eine Stromversorgung 12 zum Anlegen
einer Spannung, die sich in einer vorgegebenen Position des Zuleitungsdrahts
befindet, sowie ein Strommeßgerät 13 (Meßgerät für elektrische
Leitfähigkeit).
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Nachstehend wird das Transformationsmittel 8 beschrieben,
speziell ein Pigment als Farbstoff bzw. Färbemittel. Vorzugsweise wird
das Transformationsmittel 8 in gleicher Dicke wie bei dem
Werkstück
im eigentlichen Betrieb auf den Isolator 11 aufgebracht.
Ferner werden die Elektroden 9 und 10 vorzugsweise
aus Metallelektroden geformt. Die von der Stromversorgung 12 zugeführte Spannung
kann eine Gleichspannung oder Wechselspannung sein. In 2 ist der Kondensor 6 vorgesehen,
aber wenn die Lichtintensität
von der Lampe 3 hoch genug ist, kann der Kondensor weggelassen
werden. Dementsprechend ist das optische Filterelement 5 zwischen der
Lichtquelleneinrichtung 2 und dem ultravioletthärtbaren
Transformationsmittel 8 angeordnet. Zu beachten ist, daß das Bezugszeichen 14 von 2 eine Sichtanzeige und
einen Speicher bezeichnet.
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Wie in 2 dargestellt,
entfernt das optische Filterelement 5 die Strahlung mit
einer Wellenlänge,
die in dem Pigment die photoelektromotorische Kraft hervorruft,
aus den Ultraviolettstrahlung enthaltenden Strahlen, die von der
Lampe 3 der Lichtquelleneinrichtung 2 emittiert
werden, und den von einem Reflektor 4 reflektierten Strahlen.
Dann werden die Ultraviolettstrahlen mit einer vorgegebenen Wellenlänge durch
den Kondensor 6 gebündelt und
bestrahlen das ultravioletthärtbare
Transformationsmittel 8 in dem Meßgerät 7.
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In diesem Zustand reicht der Absorptionsspektralbereich
von Magenta von 450 nm bis 600 nm, und Ultraviolettstrahlen mit
Wellenlängen
von 546 nm, 577 nm und 579 nm erzeugen die photoelektromotorische
Kraft, wie in 4 dargestellt.
Das gelbe Pigment weist einen Absorptionsspektralbereich von 400
nm bis 500 nm auf, und Cyan weist einen Absorptionsspektralbereich
von 600 nm bis 700 nm auf. Zu beachten ist, daß die unterhalb 450 nm im Absorptionsspektralbereich
von Magenta aufgetretene Absorption nicht auf das Pigment zurückzuführen ist, sondern
auf ein Monomer, Polymer oder ein Ausgangsmaterial, das nicht die
photoelektromotorische Kraft im Pigment hervorruft (im Falle eines
anderen Pigments verursacht der Absorptionsspektralbereich eines
Monomers, Polymers oder Ausgangsmaterials nicht die photoelektromotorische
Kraft im Pigment).
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Andererseits liegt die Wellenlängencharakteristik
von Ultraviolettstrahlen, die von der Lichtquelleneinrichtung 2 emittiert
werden, im Bereich von 200 nm bis 600 nm, wie in 4 dargestellt. Die Ultraviolettstrahlen
mit der Wellenlängencharakteristik
von 4 werden durch das
optische Filterelement 5 mit einer in 5 dargestellten Lichtdurchlässigkeit durchgelassen,
und dann weisen die Ultraviolettstrahlen die in 5 dargestellte Charakteristik auf. Mit
anderen Worten, Wellenlängen
von 450 nm bis 650 nm, die im Ultraviolettstrahlungs-Absorptionsspektralbereich
des Cyan-Pigments liegen, werden entfernt.
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In einem Fall, wo das ultravioletthärtbare Transformationsmittel 8 mit
den Ultraviolettstrahlen einer vorgegebenen Wellenlänge durch
das optische Filterelement 5 bestrahlt wird, wird die zeitliche Änderung
der elektrischen Leitfähigkeit
gemessen. Wie in 7 dargestellt,
nimmt dann im Lauf der Zeit die elektrische Leitfähigkeit
ab, so daß die
Härte des
pigmenthaltigen ultravioletthärtbaren
Transformationsmittels aus der Abnahme der elektrischen Leitfähigkeit
bestimmt werden kann. In 7 bezeichnen
o Gelb-Pigment; ☐ Cyan-Pigment; Δ Magenta-Pigment und • Schwarz-Pigment.
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Wie in 7 dargestellt,
nimmt im Verlauf einer vorgegebenen Sekundenzahl die elektrische Leitfähigkeit
ab, wodurch die Härte
des ultravioletthärtbaren
Transformationsmittels 8 angezeigt wird. Die elektrische
Leitfähigkeit
variiert entsprechend der Dicke des ultravioletthärtbaren
Transformationsmittels 8 und der Leistung der Ultraviolettstrahlung;
das Druckverfahren wird jedoch richtig ausgeführt, wenn der gleiche Zustand
wie im eigentlichen Druckvorgang eingestellt wird.
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Für
bestimmte Druckmaterialarten müssen mehrere
Farben aufgebracht werden. In diesem Fall können die Farbrückspaltung
(die erste Druckfarbe klebt über
der zweiten Druckfarbe an) und Kristallisation (der Transformationsbereich
der zweiten Druckfarbe wird verändert)
auftreten. Die Härte
zur Verhinderung eines minderwertigen Drucks kann jedoch aus der
vorgegebenen elektrischen Leitfähigkeit
abgeleitet werden.
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Da jedes ultravioletthärtbare Transformationsmittel 8 eine
andere Konzentration der Komponenten (Pigment, Monomer, Oligomer)
aufweist und der Widerstand des Gelb-Pigments sich von dem des Magenta-Pigments
unterscheidet, werden die UV-Bestrahlungsdauer (Sekunden) und die
Intensität der
Ultraviolettstrahlung für
jedes Druckmaterial eingestellt.
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Der Elektrodenabschnitt A des Härtemeßgeräts 1 kann
die in 8 dargestellte
Konfiguration aufweisen. Das heißt, das farbstoffhaltige ultravioletthärtbare Transformationsmittel 18 wird
auf eine der Elektroden 19a und 19b aufgebracht.
Die Elektroden 19a und 19b können aus Indiumoxid (IO-Schicht), Zinnoxid
(NESA-Schicht) oder einer Schicht aus mit Zinnoxid dotiertem Indiumoxid
(ITO-Schicht, leitfähiges
lichtdurchlässiges
Glas) bestehen, das von der Lichtquelle ausgestrahltes Licht einschließlich Ultraviolettstrahlung
durchläßt (siehe 1), und die Elektroden können auf
den Substraten 22a und 22b aufgebracht sein. In 8 ist ein für Ultraviolettstrahlen
durchlässiger Überzug 23 auf
dem oberen Substrat 22b als optisches Filterelement vorhanden,
um Ultraviolettstrahlen mit einer vorgegebenen Wellenlänge durchzulassen.
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In 8 weist
die untere Elektrode 19a die gleiche Konfiguration auf
wie die obere Elektrode 19b, aber die untere Elektrode 19a braucht
nicht aus dem Element mit einer Lichtdurchlässigkeitseigenschaft zu bestehen.
Sie kann aus Metall bestehen. Zwischen den Elektroden 19a und 19b ist
ein Isolator 21 eingefügt.
Der Isolator kann aus Glas, Gummi oder anderen Materialien bestehen,
solange er geeignet isoliert.
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Alternativ wird das farbstoffhaltige
ultravioletthärtbare
Transformationsmittel 18 über der gesamten Oberfläche der
oberen bzw. unteren Elektrode 19a bzw. 19b aufgebracht,
und dann werden die oberen und unteren Elektroden übereinandergeschichtet.
Dementsprechend wird das Transformationsmittel 18 zwischen
die Elektroden 19a und 19b geschichtet, wodurch
der Isolator 21 entfällt,
da die Elektroden 19a und 19b nicht in Kontakt
miteinander sind. Ferner können
gemäß dem bei 8 beschriebenen Elektrodenabschnitt
A das optische Filterelement 5 und der in 2 dargestellte Kondensor weggelassen
werden. Wenn das Transformationsmittel 18 zwischen die
Elektroden 19a und 19b geschichtet ist, kann ferner
das Transformationsmittel 18 in der Umgebung unter Sauerstoffabschluß untergebracht werden.
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Die Elektroden von 2 können
so angeordnet werden, daß sie
in der Umgebung unter Sauerstoffabschluß untergebracht sind. Mit anderen Worten,
der Elektrodenabschnitt A wird in einer vorgegebenen Gasatmosphäre untergebracht,
die beispielsweise eine Hauptkomponente aus Stickstoffgas enthält, so daß der Elektrodenabschnitt
A nicht in Kontakt mit Sauerstoff ist, und es wird Ultraviolettstrahlung
einer bestimmten Wellenlänge
emittiert. Ferner wird im Falle des Eintauchens des Elektrodenabschnitts
A in eine Lösung
zum Sauerstoffabschluß vorzugsweise
der Elektrodenabschnitt A von 2 so
angeordnet, daß der
Isolator 11 in Kastenform ausgebildet wird und das Transformationsmittel 18 auf
die obere Fläche
des Isolators 11 aufgebracht und die Lösung in den Isolator 11 gegossen
wird.
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Als nächstes wird unter Bezugnahme
auf 9A und 9B die zweite Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Wie in 9A dargestellt,
weist die Vorrichtung 1a zur Härtemessung des ultravioletthärtbaren Transformationsmittels
auf eine Lichtquelleneinrichtung 2a mit einer Lampe 3a und
einem gekrümmten oder
elliptischen Reflektor 4a, einen Kaltspiegel 5a, der
für Ultraviolettstrahlen
mit einer vorgegebenen Wellenlänge
unter Strahlen einschließlich
Ultraviolettstrahlen durchlässig
ist, die von der Lichtquelleneinrichtung 2a emittiert werden,
und ein Meßgerät 7, das
in einer Position vorgesehen ist, wo die von dem Kaltspiegel 5a reflektierten
Ultraviolettstrahlen eingestrahlt werden. Zu beachten ist, daß das Meßgerät 7 die
gleiche Konfiguration wie in der ersten Ausführungsform aufweist.
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Dementsprechend werden bei dieser
Konfiguration die Strahlen von der Lichtquelleneinrichtung 2a zu
dem Kaltspiegel 5a ausgestrahlt, und der Kaltspiegel 5a reflektiert
die Ultraviolettstrahlen mit einer vorgegebenen Wellenlänge und
läßt die Strahlen durch,
die in dem Pigment die photoelektromotorische Kraft verursachen.
Daher wird in dem in der Meßvorrichtung 7 aufgebrachten
ultravioletthärtbaren Transformationsmittel 8 die
photoelektromotorische Kraft nicht erzeugt, und seine elektrische
Leitfähigkeit
wird richtig gemessen. Dann wird die Härte des Mittels aus der Abnahme
der elektrischen Leitfähigkeit
bestimmt. Wie in 9B dargestellt,
ist es zweckmäßig, nötigenfalls
einen Kondensor 6a zwischen dem Kaltspiegel 5a und
dem ultravioletthärtbaren
Transformationsmittel 8 einzufügen.
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Als nächstes wird unter Bezugnahme
auf 10 die dritte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Wie in 10 dargestellt,
weist die Vorrichtung 1b zur Härtemessung des ultravioletthärtbaren Transformationsmittels
eine Lichtquelleneinrichtung 2b mit einer Lampe 3b und
einem gekrümmten
Spiegel 4b, einen Kondensor 6b mit einem auf seiner Oberfläche angebrachten
optischen Filterelement 5b und ein Meßgerät 7 auf, das in einer
Position angebracht ist, wo die gebündelten Strahlen vom Kondensor 6b eingestrahlt
werden. Das Meßgerät 7 weist
die gleiche Konfiguration auf wie in der ersten Ausführungsform.
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Dementsprechend werden die Ultraviolettstrahlen
mit einer Wellenlänge,
welche die photoelektromotorische Kraft in dem Pigment hervorruft,
aus den von der Lichtquelleneinrichtung 2b emittierten Strahlen
entfernt, während
sie durch den Kondensor 6b durchgelassen werden. Daher
wird die Härte
des ultravioletthärtbaren
Transformationsmittels 8, das mittels Ultraviolettstrahlen
ausgehärtet
wird, die durch den Kondensor 6b hindurchgehen, auf geeignete
Weise aus der Abnahme der elektrischen Leitfähigkeit bestimmt.
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Als nächstes wird unter Bezugnahme
auf 11 die vierte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Wie aus 11 ersichtlich, weist die Vorrichtung 1c zur
Härtemessung
des ultravioletthärtbaren Transformationsmittels
eine Lichtquelleneinrichtung 2c mit einer Lampe 3c und
einem Reflektor 4c, ein am Ende der Lampe 3c angebrachtes
optisches Filterelement 5c und ein Meßgerät 7 auf, das in einer Position
angebracht ist, wo die Ultraviolettstrahlung von der Lichtquelleneinrichtung 2c eingestrahlt
wird. Der Reflektor 4c weist einen Kaltspiegel zur Reflexion
eines Ultraviolettstrahls von vorgegebener Wellenlänge auf.
Das optische Filterelement 5c läßt einen Ultraviolettstrahl
von vorgegebener Wellenlänge durch
und reflektiert andere Strahlen. Zu beachten ist, daß das Meßgerät 7 die
gleiche Konfiguration wie in der ersten Ausführungsform aufweist.
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Dementsprechend werden, wenn das
sich geradlinig ausbreitende Licht unter den von der Lichtquelleneinrichtung 2c emittierten
Strahlen, die Ultraviolettstrahlen enthalten, zum optischen Filterelement 5c gelangt,
nur die Ultraviolettstrahlen mit der vorgegebenen Wellenlänge auf
das ultravioletthärtbare
Transformationsmittel 8 im Meßgerät 7 eingestrahlt.
Ferner werden, wenn Licht zum Reflektor 4c gelangt, die
Ultraviolettstrahlen mit der vorgegebenen Wellenlänge durch
den Reflektor 4c reflektiert, und Licht mit anderen Wellenlängen wird
vom Reflektor 4c durchgelassen.
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Daher wird die photoelektromotorische
Kraft in dem Pigment des ultravioletthärtbaren Transformationsmittels 8 nicht
erzeugt, wodurch die Härtemessung
des ultravioletthärtbaren
Transformationsmittels 8 auf der Basis der Abnahme der
elektrischen Leitfähigkeit
ermöglicht
wird. Nötigenfalls
kann der Kondensor im Lichtweg angebracht werden.
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Folglich kann in Übereinstimmung mit jeder Anwendung
des ultravioletthärtbaren
Transformationsmittels 8 in jeder Ausführungsform die Härte des ultravioletthärtbaren
Transformationsmittels 8 durch Messen der Abnahme der elektrischen
Leitfähigkeit des
ultravioletthärtbaren
Transformationsmittels 8 bestimmt werden. Das heißt, im Fall
der Verwendung des einfarbigen ultravioletthärtbaren Transformationsmittels 8 ist
die große
Härte (Trockenheit)
geeignet, so daß vorzugsweise
die Sättigung
der elektrischen Leitfähigkeit
des ultravioletthärtbaren
Transformationsmittels 8 gemessen wird.
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Ferner wird im Fall eines mehrmaligen
Auftrags der ultravioletthärtbaren
Transformationsmittel die geeignete Trockenheit sichergestellt,
indem die elektrische Leitfähigkeit
entsprechend der Dicke des Mittels und der Farbe des ultravioletthärtbaren
Transformationsmittels so bestimmt wird, daß Kristallisation und Farbrückspaltung
nach dem ersten Auftrag nicht auftreten.
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Wenn ferner das optische Filterelement
aus mehrlagigen dielektrischen Schichten besteht, die für Ultraviolettstrahlen
durchlässig
sind (oder diese reflektieren), oder aus farbigem Glas, dann können die Ultraviolettstrahlen
mit einer vorgegebenen Wellenlänge
zu dem ultravioletthärtbaren
Transformationsmittel ausgestrahlt werden, ohne in dem Pigment die photoelektromotorische
Kraft hervorzurufen, wodurch die Messung der elektrischen Leitfähigkeit
ermöglicht
wird.
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Zu beachten ist, daß zu den
Transformationsmitteln gehören:
Transformationsmittel, die unter Verwendung einer Druckplatte, wie
z. B. einer Reliefdruckplatte, einer Tiefdruckplatte, einer perforierten Platte
und einer Flachdruckplatte, direkt oder indirekt an ein Werkstück anzupressen
sind, Mittel die beispielsweise unter Anwendung einer Umkehrbeschichtung
oder eines Florstreichverfahrens an einem Werkstück anzubringen sind, und Klebstoffe,
die einen Film auf einem Werkstück
bilden, z. B. unter Anwendung eines Sprühverfahrens, eines Tauchverfahrens,
eine Schleuderverfahrens, eines Schlämmverfahrens und eines Elektronenwanderungsverfahrens,
beispielsweise Anstrichfarbe, Druckfarbe, Fotolackfarbe, Klebstoff,
Füllstoff,
Kitt, Isoliermaterial, Sperrschichtmaterial, Induktionspaste und
andere.
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Die Struktur jeder Vorrichtung wird
durch Verwendung der in 8 dargestellten
Elektroden gemäß der zweiten
bis vierten Ausführungsform
vereinfacht. Ferner kann das in jeder Ausführungsform dargestellte Härtemeßgerät in der
existierenden UV-Härtungsvorrichtung
eingesetzt werden und das Transformationsmittel auf dem Druckmaterial
exakt trocknen.
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Folglich zeigt, wie oben beschrieben,
die vorliegende Erfindung die folgenden Wirkungen.
- (1) Obwohl das ultravioletthärtbare
Transformationsmittel ein Pigment enthält, kann die Härte des ultravioletthärtbaren
Transformationsmittels durch Messen der elektrischen Leitfähigkeit
des ultravioletthärtbaren
Transformationsmittels bestimmt werden, da das Transformationsmittel
mit den Ultraviolettstrahlen bestrahlt wird, aus denen die Ultraviolettstrahlen
im Absorptionsspektralbereich des Pigments entfernt werden, welche
die photoelektromotorische Kraft verursachen. Dementsprechend wird
der geeignete Aushärtungsprozeß ausgeführt. Ferner
kann der Härtezustand
für beliebige
Typen des ultravioletthärtbaren
Transformationsmittels bestimmt werden. Dementsprechend werden die
geeignete UV-Strahlungsintensität
und die UV-Bestrahlungsdauer für
das Transformationsmittel auf einem Druckmaterial genau und schnell
bestimmt. Außerdem
kann die erfindungsgemäße Meßvorrichtung
in der bestehenden UV-Bestrahlungseinrichtung genutzt werden.
- (2) In dem Elektrodenabschnitt ist das farbstoffhaltige ultravioletthärtbare Transformationsmittel als
Schicht zwischen den oberen und unteren Elektroden eingefügt um es
unter Luftabschluß zu halten,
und die Ultraviolettstrahlen mit der vorgegebenen Wellenlänge werden
so emittiert, daß dieser
Zustand der gleiche ist wie im Fall der Behandlung eines aeroben
Materials. Dementsprechend kann die Härte des Transformationsmittels genau
bestimmt werden. Wenn ferner der Elektrodenabschnitt in eine Gasatmosphäre unter
Sauerstoffabschluß eingebracht
wird, ist der Zustand ebenfalls der gleiche wie im Fall des aeroben
Materials, so daß die
Härte des
Transformationsmittels genau bestimmt werden kann.
- (3) Das optische Filtermaterial wird am Reflektor angebracht.
Dann werden die Ultraviolettstrahlen mit der vorgegebenen Wellenlänge unter
den von der Lichtquelleneinrichtung emittierten Ultraviolettstrahlen
durch den Reflektor reflektiert und bestrahlen das ultravioletthärtbare Transformationsmittel.
Dementsprechend wird das Pigment des ultravioletthärtbaren
Transformationsmittels ausgehärtet,
ohne die photoelektromotorische Kraft hervorzurufen, auch wenn die
Ultraviolettstrahlen eingestrahlt werden. Daher kann die Härte des
ultravioletthärtbaren
Transformationsmittels durch Messen der elektrischen Leitfähigkeit
des Transformationsmittels bestimmt werden. Dies ist außerdem besser
im Hinblick auf die Wärmebehandlung
durch Ultraviolettstrahlung und die Verhütung einer Schädigung des
Meßgeräts durch Wärme.
- (4) In dem optischen Filterelement wird der Kondensor im Lichtweg
des von der Lichtquelleneinrichtung ausgehenden Lichts angebracht,
und das optische Filterelement wird an der Oberfläche des Kondensors
angeordnet. Wenn die Ultraviolettstrahlen zum Kondensor gelangen,
werden die Ultraviolettstrahlen mit der vorgegebenen Wellenlänge durchgelassen
und bestrahlen das ultravioletthärtbare
Transformationsmittel. Dementsprechend kann die elektrische Leitfähigkeit
ohne Erzeugung der photoelektromotorische Kraft im Pigment des Transformationsmittels
gemessen werden, wodurch die Messung der Härte (Trockenheit) des ultravioletthärtbaren
Transformationsmittels ermöglicht
und die Struktur der Vorrichtung vereinfacht wird.
- (5) Da das optische Filterelement am distalen Ende der Lampe
als Kaltspiegel angebracht wird, bestrahlen die Ultraviolettstrahlen
mit der vorgegebenen Wellenlänge
unter den von der Lichtquelleneinrichtung emittierten Ultraviolettstrahlen das
ultravioletthärtbare
Transformationsmittel, und die elektrische Leitfähigkeit kann ohne Erzeugung
der photoelektromotorischen Kraft im Pigment des ultravioletthärtbaren
Transformationsmittels gemessen werden. Dementsprechend kann die
Härte des
Transformationsmittels aus der Abnahme der elektrischen Leitfähigkeit
bestimmt werden. Außerdem
ist diese Meßvorrichtung
genutzt werden, obwohl die Lichtquelleneinrichtung nahe an dem zu
messenden Objekt angeordnet ist.
- (6) Der Kondensor wird im Lichtweg zwischen dem optischen Filterelement
und dem ultravioletthärtbaren
Transformationsmittel angebracht, so daß die UV-Strahlungsmenge, die
beim Durchgang der Ultraviolettstrahlen durch das optische Filterelement
abnimmt, kompensiert wird. Daher wird die Dauer der Messung verkürzt, und
außerdem
wird die Aushärtungszeit
verkürzt.
- (7) Da das optische Filterelement die leitfähige kohärente mehrlagige Schicht aufweist,
werden die Ultraviolettstrahlen mit der vorgegebenen Wellenlänge in Abhängigkeit
von der Lage des optischen Filterelements reflektiert oder durchgelassen,
um das ultravioletthärtbare
Transformationsmittel zu bestrahlen.
- (8) Nach dem Entfernen der Ultraviolettstrahlen im Absorptionsspektralbereich,
welche die photoelektromotorische Kraft in dem ultravioletthärtbaren
Transformationsmittel hervorrufen, bestrahlen die Ultraviolettstrahlen
das Transformationsmittel, und die elektrische Leitfähigkeit
wird durch die Meßvorrichtung
gemessen, die auf der Seite des ultravioletthärtbaren Transformationsmittels
angeordnet ist. Dementsprechend werden die Intensität der Ultraviolettstrahlen
und die UV-Bestrahlungsdauer genau bestimmt, um das Transformationsmittel
auszuhärten.
Wenn ferner der Kondensor bei der Bestrahlung durch die Ultraviolettstrahlen
mit der vorgegebenen Wellenlänge
verwendet wird, verkürzt
sich die UV-Bestrahlungsdauer.
- (9) Der Härtezustand
des ultravioletthärtbaren Transformationsmittels
wird aus der Abnahme der elektrischen Leitfähigkeit des Transformationsmittels
bestimmt. Daher wird die geeignete Härte des Transformationsmittels
entsprechend dem Zustand des ultravioletthärtbaren Transformationsmittels,
beispielsweise eines einfarbigen Mittels oder eines mehrfarbigen
Mittels, sichergestellt.