照相处理仪的制作方法

专利名称：照相处理仪的制作方法
本申请是美国专利申请No.08/839,282的部分继续申请，该申请是由David L.Patton和John.H.Rosenburgh于1997年4月17日提交的，名称为“照像处理仪”。
本发明涉及照相领域，更具体地说，涉及处理感光材料的方法和仪器。
感光材料的处理要经过一系列步骤，在该过程中感光材料要与多种不同的处理液发生作用。典型地，在照相处理仪中，感光材料要依次经过显影液，漂白液，定影液和清洗液的处理。然后，在从照相处理仪中送出之前感光材料还要经过烘干。在上述步骤的每一步中，感光材料都要经过一种处理液的处理，其中关键的是要将处理液的温度控制在设定参数范围内，并使清洁的处理液接触感光材料表面，以使处理液和感光材料之间发生适当的化学反应。现有技术的处理仪中，处理液的温度是用加热器来维持的，加热器将处理液加热至规定温度，并通过其上的温度控制器将处理液的温度保持在规定温度的某一容差范围内。在现有技术的处理器中，通过搅拌邻近感光材料的感光乳剂表面处的处理液，来使清洁的处理液作用于该表面上。为此，可以采用滚子、刮板或冲击与感光材料接触的处理液等方案。为了缩短处理感光材料所需的时间，可以改变处理参数。其中包括处理液本身的浓度和成分和为将处理液作用于感光材料而进行搅拌的强度，以及处理液的温度。
改变处理液的成分比较困难，这是因为大多数照相处理仪必须能够成功地处理几个不同厂家生产的感光材料，并获得极为可靠和可重复的结果。处理液成分的改变可能会对不同厂家的产品带来显著的影响。
使用高冲击搅拌，如美国专利5,270,762，5,355,190和5,398,094中公开的那样，可以缩短每种处理液所需的处理时间，但只能达到某一限度，因为所需的化学反应受到处理液在感光材料的显影乳剂明胶中的扩散速率的限制。一旦所使用的搅拌方法可一定程度地将清洁的处理液作用于感光材料表面，那么如果还可能的话，在进一步搅拌方面取得新进展就很困难了。
缩短照相处理时间的一种有效方法是提高感光材料所经过的处理液的温度。但是，提高处理液的温度可导致化学反应速度加快。提高处理液温度带来的问题是经处理后的溶液可能发生氧化，并且通常会以一个快得多的速率分解。此外，较高的温度加快了处理液的蒸发速率。进而，当使用较高温度时，必须对处理液多加小心，以防止操作者被烧伤或受到由于较高温度而引起脱气产生的化学蒸气的侵害。而且，由于设备使用中和停机时之间的温度差的增加，使处理设备的磨损加剧。所有上述因素都需要增加设备的使用开支。
现有技术中提出了为加快处理速度，将感光材料在送入处理仪之前进行预热的办法。这种方法在效率，处理液利用率和处理时间的缩短方面都有微小的提高，其负面影响是由预热后的感光材料所添加的热量也带来了如上所述的由于提高处理液温度所产生的附带问题。预热感光材料这种方法的另一个问题是，感光材料感光乳剂的所有层的温度均相同。随着处理液在感光乳剂不同层内的扩散，化学反应速度的程度在表层和靠近衬底纸的底层是一样的。
本发明的一个目标是克服处理仪遇到的上述问题，具体是通过在感光材料浸入处理液后有选择地提高或降低其温度的方法，而处理液整体的温度并没有升高。上述目标是通过在清洁的处理液已与感光材料表面充分接触的区域内，直接加热或冷却胶片上一个很小区域的办法来实现的。
穿透衬底时感光材料进行的局部加热或冷却，在感光乳剂层中形成了温度梯度。感光乳剂层中形成温度梯度。当感光乳剂层中的温度不同的部分最初与处理液相作用时，其温度不同而发生不同的反应。这种由本发明仪器产生的温度梯度给感光胶片设计者以更广阔的天地，让他们可以应用各种光敏感光乳剂。目前，与处理液反应较慢的感光乳剂必须涂得靠近感光材料表面，而快速反应层则涂得靠近衬底纸。这种方案并不总能与各感光乳剂层的最佳涂敷位置相一致，因而不能获得最佳的涂层俘光效果以及各涂层之间的相互作用和图象清晰度。这种方案总的结果通常是达成一种妥协，从而导致处理时间的延长，所需处理浓度的增高，或者处理液的不充分利用等问题。
本发明提供了一种用于将感光材料显影的照相处理仪及相应的方法。该仪器包括一个处理池，用于盛装处理上述感光材料的处理液；一套传送装置，用于将上述感光材料送入处理液并在处理完后从中送出；一套加热和/或冷却装置，用于穿过感光材料产生温度梯度。
在以下参照附图进行的说明中，本发明的其它目标，优点及特点将会一目了然，附图中相似的元件用同一标号标出，其中

图1是依本发明制成的装置的示意图；图2是图1中一部分的横截面放大图；图中示出处理液喷到从喷液位置经过的感光材料上的情形和感光材料在该位置上由本发明一个方面所述的加热器进行加热的情形；图3是图2中感光材料的示意图表；图4是用图1所示仪器处理的感光材料的高比例放大图，图中示出感光乳剂的化学反应速率和温度梯度沿其宽度变化的函数关系；图5与图2类似，示出一种对经过喷液位置的感光材料进行局部加热的改进型加热器；图6是与图1类似的示意图，示出依本发明制成的改进型处理块；图7是与图1类似的示意图，示出依本发明原理制成的另一种改进型支架液池系统；图8是与图5类似的示意图，示出依本发明原理制成的该仪器的另一种改进型；图9一种胶片显影仪的示意图，该仪器用于在胶片的前后两侧之间造成一个温度差；图10是显影块沿图8中9-9线剖开的剖面图；图11是本发明对各种彩色感光乳剂层所产生的影响曲线，其中一条是常规处理曲线，另一条是在感光材料的背面进行加热所得的曲线；图12是本发明对各种彩色感光乳剂层所产生的影响曲线，其中一条是常规处理曲线，另一条是在感光材料的背面进行冷却所得的曲线。
图1是依本发明制成的仪器10的原理图。仪器10至少包含一个处理块11。图示的实施方案中，处理块11包括一个处理池12和用于安放处理池12的支架14。在附图所示的优选实施方案中，处理块11是低容积窄池型结构。因而，用支架14和处理池12构成一条狭长的处理通道16，用以盛装处理液18，感光材料20穿过其中得以被处理。处理通道16包括一对出液口22，用以使处理液回流至循环系统24然后重新进入处理通道16。具体地，循环系统24包括导管28，用于使处理通道16的出液口22与循环泵30保持流体连通，循环泵30使处理液18在循环系统24中进行循环。导管32用于处理液18从循环泵30导入多歧接头34。多歧接头34用于将储液器36，38，40中储存的补充溶液导入其中，这些补充溶液是由液泵(图中未示出)导入多歧接头34的。多歧接头34通过导管44与过滤器42流体连通。过滤器42通过导管48与进液喷嘴46相连。进液喷嘴46设计成可将导入其中的处理液18喷至感光材料20的感光乳剂侧的外表面50上的形状。若干滚子对52、54、56、58、60用于将感光材料20在处理通道16中传送并导向。应当明了，可以使用任何形式的装置来在处理仪中传送感光材料20，而且感光材料应当是连续的卷筒或片形。与传统做法一样，用一台计算机(未示出)控制仪器10的操作过程，因此在此就不再赘述了。
图1中仅示出了一个用于盛装一种处理感光材料20的处理液的处理块11。应当明了可以根据需要安装任意多个处理块11，每个处理块中可盛任何所需的处理液。与现有技术中的典型做法相同，各处理块可依次作用于感光材料上。
图2更细致地示出依本发明制成的处理池12的一个部分，特别地，图中示出喷嘴46上有一厚度为T的喷液口62。喷嘴46优选地装在处理池12壁64上的绝缘套63内。绝缘套63用导热系数小的材料制成，如聚苯乙烯、聚丙烯和聚乙烯，以使向从中流过的处理液18传递的热量降至最少。换一种方法或此外，可在喷嘴46周围留有气隙。喷液口62是细长条形的，其宽度至少等于从其附近经过的感光材料20的宽度。如前所述，制成了一条狭长的处理通道16，以便将喷液口62开在紧邻感光材料20的表面50的地方。为达到本发明的目的，狭长处理通道16的厚度T应等于或小于感光材料厚度的100倍。优选地，使用照相纸时处理通道16的厚度T等于或小于感光材料厚度的50倍，厚度T最好等于或小于感光材料厚度的10倍。在处理照相胶片的处理仪中，厚度T最好等于或小于胶片厚度的18倍。
一种依本发明原理制成的用于处理感光纸的处理仪的实施例，处理感光纸的厚度约为0.008英寸，其处理通道16的厚度T约为0.080英寸；而另一台处理照相胶片的处理仪，处理的胶片的厚度为0.0055英寸，其处理通道16的厚度约为0.1英寸。然而，应当明了通道16的厚度可根据需要改变。
为了使从喷嘴46向处理通道16喷入的处理液达到有效流量。希望喷液口62按如下关系向处理通道喷射处理液，1＞F/A＞40其中F是从喷嘴流出处理液的流速，以加仑/分为单位；A是喷嘴的横截面积，以平方英寸为单位。
提供符合上述关系的喷嘴，确保了向感光材料上喷射适量的处理液，以便产生一个冲击力，用于将新的处理液引向感光材料的表面。
如前所述，本发明设计了可对通过处理通道16的感光材料20进行局部加热的功能。在图示的特别实施方案中，在支架14中装有一个加热器80。在图示的特别实施方案中，加热器80包括一个第一绝缘块82，用导热性低的材料制成；一个细长的滚子92，该滚子装在滚子92上的大致为圆形的腔94中。绝缘材料可以是任何一种低导热率材料，如聚苯乙烯、聚丙烯、聚乙烯。换一种方法或此外，可在加热器80周围留一条气隙。如图所示，圆形腔94与滚子92的外轮廓贴近，两者之间仅留下一个小缝隙。优选地，距离D应足以使滚子92在其中自如地旋转。如图所示，滚子92只有一小部分与感光材料20的背面96相接触。滚子92是可导热的，可将热从滚子92传至感光材料20的背面96上。应当明了，滚子92可用任何技术进行加热。在图示的特别实施方案中，滚子92有一外壳段98，用导热率合适的材料制成，而滚子是通过与其相连的合适的电线(未示出)进行加热的。外壳结构将滚子92的热屏蔽效应降至最低，从而使温度调节比较容易，并可在感光材料20和滚子92之间传递适量的热量。如图所示，加热器80安装在入液喷嘴46的对面。因此，喷出的照相处理溶液18使感光材料20与传热滚子92实现紧密和连续的接触。此外，这样做可将热量准确地传递到搅拌度高、且有新的清洁处理液喷到感光材料20的感光乳剂表面的区域上去。
图3是感光材料20的示意图表。特别地，感光材料20包括支持衬底纸100，在其上表面95上涂有感光乳剂层102。如图所示，感光乳剂层102包括多层分离层103、104、105、106、107、108、109、110、111、112、113、114。这些涂层使感光材料呈现彩色，起到控制处理过程和保护感光材料使其免受紫外线和机械磨擦的损伤的作用。这些涂层的操作和说明是为本领域技术人员所熟知的。在“Research Disclosure”杂志1996年9月，No.389号上的一篇文章中，对这种结构及与之相似类型的感光材料组成结构有详细叙述，该文章号为38957，题目是“卤化银照相感光乳剂，制备、附加物、系统及处理。”该杂志由Kenneth Mason出版公司出版，该公司地址是Dudley Annex，12a North Street，Emsworth，Hampshire P010 7DQ，英格兰，该杂志整体已列入本文的参考文献中。
图4A以曲线形式表示出感光乳剂层的化学反应速度与该层距感光乳剂层102表面120距离的关系，该图曲线是现有技术处理仪的关系曲线，该种处理仪中感光材料在其宽度W上的温度大致均匀。如图所示，化学反应速度在离喷嘴46最近的感光材料表面处最大，而在邻近支持衬底纸100的感光乳剂层102的涂层103处最小。化学反应速率的变化范围如R1所示。
图4B是用图4A所示类型的曲线示出本发明处理仪中的化学反应速率与距感光乳剂层102外表面120距离之间的关系。加热滚子用于加热感光材料20的支持层100的背面。感光乳剂层102的化学反应速率如122线所示。线115表示出在靠近加热器80处感光乳剂层的温度升高。离衬底线100最近的感光乳剂层区域的温度最高，但由于冲击于其上的处理液的作用使该处的化学反应速率最小。化学反应速率的变化量R2基本上小于图4A仪器的变化量范围R1。因此，本发明实现一种补偿效果，即化学反应速率最小的感光乳剂层的温度最高，从而使所有的感光乳剂层获得一个更加均匀的化学反应总速率。
上述特点给感光材料生产商在感光材料的感光乳剂层的设计和配方上提供了更加广阔的天地。这样做无需将慢速反应层涂在邻近外表面的位置上，也不需要将快速反应的感光乳剂层涂在靠近衬底层的位置上，在所需感光乳剂设计上的更大的自由度使处理的有效性和质量得以提高，或更容易获得特殊艺术效果。
图5是与图2相似的一种改进型仪器的局部示图，图中示出一种依本发明原理制成的改进型加热器130，其中相同的标号表示与前述相似的部件和操作。具体地，图中示出一个加热器130嵌在支架14内，加热器的表面134大体为平面的且与支架14的表面136大致贴紧。加热器130包括一个定位件138，它用绝缘材料制成并装在支架14内。一个热传导元件140装在定位体内位于其外表面上，该元件有一外配合面142，该面也与支架14的表面136共面。如图，表面142与感光材料的背面144相贴紧。加热元件140装在与喷嘴46大体相对的位置上，以便喷嘴46使感光材料20贴紧加热元件140，促进热量从加热元件140传向感光材料20。在这一实施方案中，感光材料20的背面144可沿表面142滑动。从而使表面142尽可能地光滑，以避免对感光材料的表面造成任何不必要的划伤。
图6示出本发明仪器10的一种改进型，相同的标号表示与前述相似的部件和操作。在这一实施方案中导管28上套有一对冷却线圈160，用于在循环系统24中的处理液进入循环泵之前对其进行冷却。这对于处理通道和循环系统的容积均为最小值的低容积窄池型处理仪来说是尤为重要的。这样做消除了处理液的整体温度升至一不良高度的可能性。在图示的实施方案中，有一横向导管152连接两导管28。导管152上装有阀门170，而另一导管180在冷却线圈160的某点与导管28的155段实现流体连通。阀门171，172装在导管28上的冷却线圈160的下方。当阀门170关闭同时阀门171，172开启时，处理液将经冷却线圈160进行冷却。当阀门170开启同时阀门171，172关闭时，不对处理液进行冷却。通过控制阀门170，171，172，可以按照本仪器所需的适当操作打开和关闭处理液的冷却系统。本仪器上与传统装置一样装有适当的控制器和传感器，传感器用于在需要冷却处理液时进行传感，控制器用于控制阀门170，171，172的启闭，如计算机和温度传感器。这些装置的使用和操作方法是本领域技术人员熟知的。
尽管在优选实施方案中，处理池是低容器窄池型的，应当明了本发明可应用于其它型式的结构上。图7示出本发明的一种改进仪器210，其中相同的标号代表如前述的相似部件和功能。在本实施方案中，液池12中装有处理液，在液池12中装有一典型的支架212，用于在处理液18中传送感光材料并对其进行导向，加热器80和喷嘴46简单地安装在液池12内，与感光材料20的通道紧邻，以便喷嘴46可以与之紧邻以向感光材料20上喷射冲击溶液，而加热器80装在正对喷嘴46的位置上，用于在该区域加热感光材料20。
图8是本发明另一种改进型仪器的示意图，其中相同的标号代表如前述的相似部件和功能。本实施方案与图7方案类似，只是多了一对冷却线圈160，在处理液从液池12中流出后对其进行冷却。
在图1和图2中所示的特别实施方案中，加热器80装在感光材料的一侧。如果想要的话，可在感光材料的两侧都安装加热器80，例如，在感光材料两侧均涂有感光乳剂层时。
前述实施方案表明，感光乳剂层的显影特性是通过对感光材料的正面或背面进行加热来控制的。换种方法，可将胶片冷却进而在感光材料宽度方向上也获得不同的温度梯度，用来体现胶片的更进一步的显影特性。
通过调整胶片表层和底层的温度差，可以修正平衡色彩对比。这种胶片表层和底层的温度差还可用于修正具有不同彩色不平衡性的胶片。为证明本发明的有效性，用图9和10所示系统做了一个实验。具体地说，该系统220包含一个显影块222，该块上具有一内凹段224，用于将感光材料226的细条固定在支持背面228上，该背面可根据情况加热或冷却。处理液通过喷液管232喷到感光材料细条的正面230上，该喷液管沿感光材料226的宽度方向喷洒处理液。显影块222成一定角度放置，以使处理液可沿感光材料226表面向下流，然后由滞留段234收集，泵236将处理液从滞留段234吸出并将其重新导向喷液管232中。恒温箱238用于监控从中流过的循环处理液的温度。显影块222上开有可使冷却或加热的处理液从中流过的液槽，从而控制表面228的温度。已配制了一种彩色显影处理液，例如下表1所示的显影处理液，在图9和10所示装置中用来显影柯达金100胶卷。处理液被泵起并以1升/分的速度喷到胶片表面，然后靠重力作用沿胶片的正面流下。优选地，该装置放置时与地面成70°角，当然也可成其它角度。
表1-显影液成分碳酸钾(无水) 37.5g/l亚硫酸钠(无水) 4.25g/l碘化钾 1.2mg/l溴化钠 1.3g/l硫酸羟脘 2.0g/l抗钙剂 6.5mg/l彩色显影剂 4.5g/lPH 10.00所用的处理循环如表2所示表2-处理循环显影 195秒漂白 180秒定影 180秒清洗 180秒其中漂白剂为柯达C-41柔色漂白剂III，定影剂是柯达C-41b定影剂。
进行一个控制实验，其中胶片的背面和正面被加热至标准C-41显影液温度37.8℃。这如图11中的实线所示。
在第二实验中，胶片的背面加热至55℃，而沿胶片正面流下的显影液被加热至30.5℃。实验数据如图11中虚线所示。从中可看出红色成分的感光速率和对比度与本实验预想的效果相当吻合，本实验中与红色(底层)相比，蓝色(上层)和绿色(中层)的活动性较低，或换句话说，红色层与蓝色和绿色相比具有较高的活性。
下一个实验中，胶片背面的温度保持在23℃，而沿胶片正面流下的显影液被加热至42℃。实验数据如图12中虚线所示，图中实线表示将胶片正、背面的温度控制在37.8℃的数据。从图中可看出红色的感光速率和对比度与预期控制值相当吻合，但蓝色和绿色的感光速率和对比度却比预期值高。这正是本实验所希望得到的结果，即可以通过冷却胶片背面同时加热胶片正面的方法，使表层的感光速率和对比度比底层高。
已表明，通过相对于胶片正面对其背面进行加热或冷却，可使多涂层胶片中表层和低层的相对活性增加或降低。
本发明提供了一种处理仪器，使处理仪的效率提高，而并未给处理液带来不良影响。
以上已对本发明原理已参照一个特定的优选实施方案进行了详细叙述，但应当明了在本发明的精神和范围内可以对其进行变通和修改。
明细表10 仪器11 处理仪12 处理池14 支架16 处理通道18 处理液20 感光材料22 出液口24 循环系统28，32 导管30 循环泵34 多歧接头36，38，40 储液器42 过滤器44 导管46 进液喷嘴48 导管50 上表面52，54，56，58，60 滚子对62 喷嘴开口63 绝缘套64 池壁80 加热器82 绝缘块92 细长滚子94 圆形腔95 上表面96 背面98 外壳段100 支撑衬底纸102 感光乳剂层106，107，108 涂层109，110，111 涂层112，113，114 涂层115，120，122 曲线130 改进型加热器134，136 表面138 定位体140 热传导元件142 外配合表面144 背面152 导管155 连通段160 冷却线圈170，171，172 阀门180 导管210 改进型仪器212 支架220 装置222 显影块224 内凹段226 感光材料228 支撑背面230 正面232 喷液管234 滞留段236 泵238 恒温箱
权利要求
1.一种显影感光材料的照相处理仪，包括处理池，用于盛装处理上述感光材料的处理池；传送装置，用于传送上述感光材料使之穿过上述处理液；加热和/或冷却装置，用于在感光材料上形成温度梯度。
2.权利要求1中的照相处理仪，其特征在于上述感光材料有正反两面，其正面上涂有感光乳剂层，在邻近胶片背面处安装了上述用于加热或冷却的装置。
3.权利要求1中的照相处理仪，其特征在于在邻近感光乳剂侧处流动的处理液的温度比用来冷却胶片的装置的温度高，该装置装在邻近胶片背面处。
4.权利要求1中的照相处理仪，其特征在于在邻近感光乳剂侧处流动的处理液的温度比用来加热胶片的装置的温度高，该装置装在邻近胶片背面的位置上。
5.权利要求1中的照相处理仪，其特征在于上述加热和/或冷却装置提供局部加热和/或冷却。
6.一种处理感光材料的方法，该法使感光材料穿过一个装有一种处理液的处理池对其进行处理，上述感光材料上涂有一层包括多层不同感光材料的感光乳剂层，该法包括如下步骤传送感光材料使之穿过处理液；对该感光材料进行局部加热和/或冷却，以在感光乳剂层上获得温度梯度。
全文摘要
一种用于显影感光材料的照相处理仪及方法。该仪器包括一个处理池,用于盛放处理上述感光材料的处理液;一套传送装置,用于将感光材料送入上述处理液,之后再从中移出;一套加热和/或冷却装置,用于在感光材料上形成温度梯度。
文档编号G03D13/00GK1230701SQ9810936
公开日1999年10月6日 申请日期1998年5月29日 优先权日1997年5月30日
发明者D·L·帕顿, J·H·罗森堡, P·J·特威斯特 申请人:伊斯曼柯达公司