專利名稱：照相處理儀的制作方法
本申請是美國專利申請No.08/839,282的部分繼續(xù)申請，該申請是由David L.Patton和John.H.Rosenburgh于1997年4月17日提交的，名稱為“照像處理儀”。
本發(fā)明涉及照相領域，更具體地說，涉及處理感光材料的方法和儀器。
感光材料的處理要經過一系列步驟，在該過程中感光材料要與多種不同的處理液發(fā)生作用。典型地，在照相處理儀中，感光材料要依次經過顯影液，漂白液，定影液和清洗液的處理。然后，在從照相處理儀中送出之前感光材料還要經過烘干。在上述步驟的每一步中，感光材料都要經過一種處理液的處理，其中關鍵的是要將處理液的溫度控制在設定參數(shù)范圍內，并使清潔的處理液接觸感光材料表面，以使處理液和感光材料之間發(fā)生適當?shù)幕瘜W反應。現(xiàn)有技術的處理儀中，處理液的溫度是用加熱器來維持的，加熱器將處理液加熱至規(guī)定溫度，并通過其上的溫度控制器將處理液的溫度保持在規(guī)定溫度的某一容差范圍內。在現(xiàn)有技術的處理器中，通過攪拌鄰近感光材料的感光乳劑表面處的處理液，來使清潔的處理液作用于該表面上。為此，可以采用滾子、刮板或沖擊與感光材料接觸的處理液等方案。為了縮短處理感光材料所需的時間，可以改變處理參數(shù)。其中包括處理液本身的濃度和成分和為將處理液作用于感光材料而進行攪拌的強度，以及處理液的溫度。
改變處理液的成分比較困難，這是因為大多數(shù)照相處理儀必須能夠成功地處理幾個不同廠家生產的感光材料，并獲得極為可靠和可重復的結果。處理液成分的改變可能會對不同廠家的產品帶來顯著的影響。
使用高沖擊攪拌，如美國專利5,270,762，5,355,190和5,398,094中公開的那樣，可以縮短每種處理液所需的處理時間，但只能達到某一限度，因為所需的化學反應受到處理液在感光材料的顯影乳劑明膠中的擴散速率的限制。一旦所使用的攪拌方法可一定程度地將清潔的處理液作用于感光材料表面，那么如果還可能的話，在進一步攪拌方面取得新進展就很困難了。
縮短照相處理時間的一種有效方法是提高感光材料所經過的處理液的溫度。但是，提高處理液的溫度可導致化學反應速度加快。提高處理液溫度帶來的問題是經處理后的溶液可能發(fā)生氧化，并且通常會以一個快得多的速率分解。此外，較高的溫度加快了處理液的蒸發(fā)速率。進而，當使用較高溫度時，必須對處理液多加小心，以防止操作者被燒傷或受到由于較高溫度而引起脫氣產生的化學蒸氣的侵害。而且，由于設備使用中和停機時之間的溫度差的增加，使處理設備的磨損加劇。所有上述因素都需要增加設備的使用開支。
現(xiàn)有技術中提出了為加快處理速度，將感光材料在送入處理儀之前進行預熱的辦法。這種方法在效率，處理液利用率和處理時間的縮短方面都有微小的提高，其負面影響是由預熱后的感光材料所添加的熱量也帶來了如上所述的由于提高處理液溫度所產生的附帶問題。預熱感光材料這種方法的另一個問題是，感光材料感光乳劑的所有層的溫度均相同。隨著處理液在感光乳劑不同層內的擴散，化學反應速度的程度在表層和靠近襯底紙的底層是一樣的。
本發(fā)明的一個目標是克服處理儀遇到的上述問題，具體是通過在感光材料浸入處理液后有選擇地提高或降低其溫度的方法，而處理液整體的溫度并沒有升高。上述目標是通過在清潔的處理液已與感光材料表面充分接觸的區(qū)域內，直接加熱或冷卻膠片上一個很小區(qū)域的辦法來實現(xiàn)的。
穿透襯底時感光材料進行的局部加熱或冷卻，在感光乳劑層中形成了溫度梯度。感光乳劑層中形成溫度梯度。當感光乳劑層中的溫度不同的部分最初與處理液相作用時，其溫度不同而發(fā)生不同的反應。這種由本發(fā)明儀器產生的溫度梯度給感光膠片設計者以更廣闊的天地，讓他們可以應用各種光敏感光乳劑。目前，與處理液反應較慢的感光乳劑必須涂得靠近感光材料表面，而快速反應層則涂得靠近襯底紙。這種方案并不總能與各感光乳劑層的最佳涂敷位置相一致，因而不能獲得最佳的涂層俘光效果以及各涂層之間的相互作用和圖象清晰度。這種方案總的結果通常是達成一種妥協(xié)，從而導致處理時間的延長，所需處理濃度的增高，或者處理液的不充分利用等問題。
本發(fā)明提供了一種用于將感光材料顯影的照相處理儀及相應的方法。該儀器包括一個處理池，用于盛裝處理上述感光材料的處理液；一套傳送裝置，用于將上述感光材料送入處理液并在處理完后從中送出；一套加熱和/或冷卻裝置，用于穿過感光材料產生溫度梯度。
在以下參照附圖進行的說明中，本發(fā)明的其它目標，優(yōu)點及特點將會一目了然，附圖中相似的元件用同一標號標出，其中

圖1是依本發(fā)明制成的裝置的示意圖；圖2是圖1中一部分的橫截面放大圖；圖中示出處理液噴到從噴液位置經過的感光材料上的情形和感光材料在該位置上由本發(fā)明一個方面所述的加熱器進行加熱的情形；圖3是圖2中感光材料的示意圖表；圖4是用圖1所示儀器處理的感光材料的高比例放大圖，圖中示出感光乳劑的化學反應速率和溫度梯度沿其寬度變化的函數(shù)關系；圖5與圖2類似，示出一種對經過噴液位置的感光材料進行局部加熱的改進型加熱器；圖6是與圖1類似的示意圖，示出依本發(fā)明制成的改進型處理塊；圖7是與圖1類似的示意圖，示出依本發(fā)明原理制成的另一種改進型支架液池系統(tǒng)；圖8是與圖5類似的示意圖，示出依本發(fā)明原理制成的該儀器的另一種改進型；圖9一種膠片顯影儀的示意圖，該儀器用于在膠片的前后兩側之間造成一個溫度差；圖10是顯影塊沿圖8中9-9線剖開的剖面圖；圖11是本發(fā)明對各種彩色感光乳劑層所產生的影響曲線，其中一條是常規(guī)處理曲線，另一條是在感光材料的背面進行加熱所得的曲線；圖12是本發(fā)明對各種彩色感光乳劑層所產生的影響曲線，其中一條是常規(guī)處理曲線，另一條是在感光材料的背面進行冷卻所得的曲線。
圖1是依本發(fā)明制成的儀器10的原理圖。儀器10至少包含一個處理塊11。圖示的實施方案中，處理塊11包括一個處理池12和用于安放處理池12的支架14。在附圖所示的優(yōu)選實施方案中，處理塊11是低容積窄池型結構。因而，用支架14和處理池12構成一條狹長的處理通道16，用以盛裝處理液18，感光材料20穿過其中得以被處理。處理通道16包括一對出液口22，用以使處理液回流至循環(huán)系統(tǒng)24然后重新進入處理通道16。具體地，循環(huán)系統(tǒng)24包括導管28，用于使處理通道16的出液口22與循環(huán)泵30保持流體連通，循環(huán)泵30使處理液18在循環(huán)系統(tǒng)24中進行循環(huán)。導管32用于處理液18從循環(huán)泵30導入多歧接頭34。多歧接頭34用于將儲液器36，38，40中儲存的補充溶液導入其中，這些補充溶液是由液泵(圖中未示出)導入多歧接頭34的。多歧接頭34通過導管44與過濾器42流體連通。過濾器42通過導管48與進液噴嘴46相連。進液噴嘴46設計成可將導入其中的處理液18噴至感光材料20的感光乳劑側的外表面50上的形狀。若干滾子對52、54、56、58、60用于將感光材料20在處理通道16中傳送并導向。應當明了，可以使用任何形式的裝置來在處理儀中傳送感光材料20，而且感光材料應當是連續(xù)的卷筒或片形。與傳統(tǒng)做法一樣，用一臺計算機(未示出)控制儀器10的操作過程，因此在此就不再贅述了。
圖1中僅示出了一個用于盛裝一種處理感光材料20的處理液的處理塊11。應當明了可以根據(jù)需要安裝任意多個處理塊11，每個處理塊中可盛任何所需的處理液。與現(xiàn)有技術中的典型做法相同，各處理塊可依次作用于感光材料上。
圖2更細致地示出依本發(fā)明制成的處理池12的一個部分，特別地，圖中示出噴嘴46上有一厚度為T的噴液口62。噴嘴46優(yōu)選地裝在處理池12壁64上的絕緣套63內。絕緣套63用導熱系數(shù)小的材料制成，如聚苯乙烯、聚丙烯和聚乙烯，以使向從中流過的處理液18傳遞的熱量降至最少。換一種方法或此外，可在噴嘴46周圍留有氣隙。噴液口62是細長條形的，其寬度至少等于從其附近經過的感光材料20的寬度。如前所述，制成了一條狹長的處理通道16，以便將噴液口62開在緊鄰感光材料20的表面50的地方。為達到本發(fā)明的目的，狹長處理通道16的厚度T應等于或小于感光材料厚度的100倍。優(yōu)選地，使用照相紙時處理通道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。在處理照相膠片的處理儀中，厚度T最好等于或小于膠片厚度的18倍。
一種依本發(fā)明原理制成的用于處理感光紙的處理儀的實施例，處理感光紙的厚度約為0.008英寸，其處理通道16的厚度T約為0.080英寸；而另一臺處理照相膠片的處理儀，處理的膠片的厚度為0.0055英寸，其處理通道16的厚度約為0.1英寸。然而，應當明了通道16的厚度可根據(jù)需要改變。
為了使從噴嘴46向處理通道16噴入的處理液達到有效流量。希望噴液口62按如下關系向處理通道噴射處理液，1＞F/A＞40其中F是從噴嘴流出處理液的流速，以加侖/分為單位；A是噴嘴的橫截面積，以平方英寸為單位。
提供符合上述關系的噴嘴，確保了向感光材料上噴射適量的處理液，以便產生一個沖擊力，用于將新的處理液引向感光材料的表面。
如前所述，本發(fā)明設計了可對通過處理通道16的感光材料20進行局部加熱的功能。在圖示的特別實施方案中，在支架14中裝有一個加熱器80。在圖示的特別實施方案中，加熱器80包括一個第一絕緣塊82，用導熱性低的材料制成；一個細長的滾子92，該滾子裝在滾子92上的大致為圓形的腔94中。絕緣材料可以是任何一種低導熱率材料，如聚苯乙烯、聚丙烯、聚乙烯。換一種方法或此外，可在加熱器80周圍留一條氣隙。如圖所示，圓形腔94與滾子92的外輪廓貼近，兩者之間僅留下一個小縫隙。優(yōu)選地，距離D應足以使?jié)L子92在其中自如地旋轉。如圖所示，滾子92只有一小部分與感光材料20的背面96相接觸。滾子92是可導熱的，可將熱從滾子92傳至感光材料20的背面96上。應當明了，滾子92可用任何技術進行加熱。在圖示的特別實施方案中，滾子92有一外殼段98，用導熱率合適的材料制成，而滾子是通過與其相連的合適的電線(未示出)進行加熱的。外殼結構將滾子92的熱屏蔽效應降至最低，從而使溫度調節(jié)比較容易，并可在感光材料20和滾子92之間傳遞適量的熱量。如圖所示，加熱器80安裝在入液噴嘴46的對面。因此，噴出的照相處理溶液18使感光材料20與傳熱滾子92實現(xiàn)緊密和連續(xù)的接觸。此外，這樣做可將熱量準確地傳遞到攪拌度高、且有新的清潔處理液噴到感光材料20的感光乳劑表面的區(qū)域上去。
圖3是感光材料20的示意圖表。特別地，感光材料20包括支持襯底紙100，在其上表面95上涂有感光乳劑層102。如圖所示，感光乳劑層102包括多層分離層103、104、105、106、107、108、109、110、111、112、113、114。這些涂層使感光材料呈現(xiàn)彩色，起到控制處理過程和保護感光材料使其免受紫外線和機械磨擦的損傷的作用。這些涂層的操作和說明是為本領域技術人員所熟知的。在“Research Disclosure”雜志1996年9月，No.389號上的一篇文章中，對這種結構及與之相似類型的感光材料組成結構有詳細敘述，該文章號為38957，題目是“鹵化銀照相感光乳劑，制備、附加物、系統(tǒng)及處理?！痹撾s志由Kenneth Mason出版公司出版，該公司地址是Dudley Annex，12a North Street，Emsworth，Hampshire P010 7DQ，英格蘭，該雜志整體已列入本文的參考文獻中。
圖4A以曲線形式表示出感光乳劑層的化學反應速度與該層距感光乳劑層102表面120距離的關系，該圖曲線是現(xiàn)有技術處理儀的關系曲線，該種處理儀中感光材料在其寬度W上的溫度大致均勻。如圖所示，化學反應速度在離噴嘴46最近的感光材料表面處最大，而在鄰近支持襯底紙100的感光乳劑層102的涂層103處最小?；瘜W反應速率的變化范圍如R1所示。
圖4B是用圖4A所示類型的曲線示出本發(fā)明處理儀中的化學反應速率與距感光乳劑層102外表面120距離之間的關系。加熱滾子用于加熱感光材料20的支持層100的背面。感光乳劑層102的化學反應速率如122線所示。線115表示出在靠近加熱器80處感光乳劑層的溫度升高。離襯底線100最近的感光乳劑層區(qū)域的溫度最高，但由于沖擊于其上的處理液的作用使該處的化學反應速率最小?；瘜W反應速率的變化量R2基本上小于圖4A儀器的變化量范圍R1。因此，本發(fā)明實現(xiàn)一種補償效果，即化學反應速率最小的感光乳劑層的溫度最高，從而使所有的感光乳劑層獲得一個更加均勻的化學反應總速率。
上述特點給感光材料生產商在感光材料的感光乳劑層的設計和配方上提供了更加廣闊的天地。這樣做無需將慢速反應層涂在鄰近外表面的位置上，也不需要將快速反應的感光乳劑層涂在靠近襯底層的位置上，在所需感光乳劑設計上的更大的自由度使處理的有效性和質量得以提高，或更容易獲得特殊藝術效果。
圖5是與圖2相似的一種改進型儀器的局部示圖，圖中示出一種依本發(fā)明原理制成的改進型加熱器130，其中相同的標號表示與前述相似的部件和操作。具體地，圖中示出一個加熱器130嵌在支架14內，加熱器的表面134大體為平面的且與支架14的表面136大致貼緊。加熱器130包括一個定位件138，它用絕緣材料制成并裝在支架14內。一個熱傳導元件140裝在定位體內位于其外表面上，該元件有一外配合面142，該面也與支架14的表面136共面。如圖，表面142與感光材料的背面144相貼緊。加熱元件140裝在與噴嘴46大體相對的位置上，以便噴嘴46使感光材料20貼緊加熱元件140，促進熱量從加熱元件140傳向感光材料20。在這一實施方案中，感光材料20的背面144可沿表面142滑動。從而使表面142盡可能地光滑，以避免對感光材料的表面造成任何不必要的劃傷。
圖6示出本發(fā)明儀器10的一種改進型，相同的標號表示與前述相似的部件和操作。在這一實施方案中導管28上套有一對冷卻線圈160，用于在循環(huán)系統(tǒng)24中的處理液進入循環(huán)泵之前對其進行冷卻。這對于處理通道和循環(huán)系統(tǒng)的容積均為最小值的低容積窄池型處理儀來說是尤為重要的。這樣做消除了處理液的整體溫度升至一不良高度的可能性。在圖示的實施方案中，有一橫向導管152連接兩導管28。導管152上裝有閥門170，而另一導管180在冷卻線圈160的某點與導管28的155段實現(xiàn)流體連通。閥門171，172裝在導管28上的冷卻線圈160的下方。當閥門170關閉同時閥門171，172開啟時，處理液將經冷卻線圈160進行冷卻。當閥門170開啟同時閥門171，172關閉時，不對處理液進行冷卻。通過控制閥門170，171，172，可以按照本儀器所需的適當操作打開和關閉處理液的冷卻系統(tǒng)。本儀器上與傳統(tǒng)裝置一樣裝有適當?shù)目刂破骱蛡鞲衅?，傳感器用于在需要冷卻處理液時進行傳感，控制器用于控制閥門170，171，172的啟閉，如計算機和溫度傳感器。這些裝置的使用和操作方法是本領域技術人員熟知的。
盡管在優(yōu)選實施方案中，處理池是低容器窄池型的，應當明了本發(fā)明可應用于其它型式的結構上。圖7示出本發(fā)明的一種改進儀器210，其中相同的標號代表如前述的相似部件和功能。在本實施方案中，液池12中裝有處理液，在液池12中裝有一典型的支架212，用于在處理液18中傳送感光材料并對其進行導向，加熱器80和噴嘴46簡單地安裝在液池12內，與感光材料20的通道緊鄰，以便噴嘴46可以與之緊鄰以向感光材料20上噴射沖擊溶液，而加熱器80裝在正對噴嘴46的位置上，用于在該區(qū)域加熱感光材料20。
圖8是本發(fā)明另一種改進型儀器的示意圖，其中相同的標號代表如前述的相似部件和功能。本實施方案與圖7方案類似，只是多了一對冷卻線圈160，在處理液從液池12中流出后對其進行冷卻。
在圖1和圖2中所示的特別實施方案中，加熱器80裝在感光材料的一側。如果想要的話，可在感光材料的兩側都安裝加熱器80，例如，在感光材料兩側均涂有感光乳劑層時。
前述實施方案表明，感光乳劑層的顯影特性是通過對感光材料的正面或背面進行加熱來控制的。換種方法，可將膠片冷卻進而在感光材料寬度方向上也獲得不同的溫度梯度，用來體現(xiàn)膠片的更進一步的顯影特性。
通過調整膠片表層和底層的溫度差，可以修正平衡色彩對比。這種膠片表層和底層的溫度差還可用于修正具有不同彩色不平衡性的膠片。為證明本發(fā)明的有效性，用圖9和10所示系統(tǒng)做了一個實驗。具體地說，該系統(tǒng)220包含一個顯影塊222，該塊上具有一內凹段224，用于將感光材料226的細條固定在支持背面228上，該背面可根據(jù)情況加熱或冷卻。處理液通過噴液管232噴到感光材料細條的正面230上，該噴液管沿感光材料226的寬度方向噴灑處理液。顯影塊222成一定角度放置，以使處理液可沿感光材料226表面向下流，然后由滯留段234收集，泵236將處理液從滯留段234吸出并將其重新導向噴液管232中。恒溫箱238用于監(jiān)控從中流過的循環(huán)處理液的溫度。顯影塊222上開有可使冷卻或加熱的處理液從中流過的液槽，從而控制表面228的溫度。已配制了一種彩色顯影處理液，例如下表1所示的顯影處理液，在圖9和10所示裝置中用來顯影柯達金100膠卷。處理液被泵起并以1升/分的速度噴到膠片表面，然后靠重力作用沿膠片的正面流下。優(yōu)選地，該裝置放置時與地面成70°角，當然也可成其它角度。
表1-顯影液成分碳酸鉀(無水) 37.5g/l亞硫酸鈉(無水) 4.25g/l碘化鉀 1.2mg/l溴化鈉 1.3g/l硫酸羥脘 2.0g/l抗鈣劑 6.5mg/l彩色顯影劑 4.5g/lPH 10.00所用的處理循環(huán)如表2所示表2-處理循環(huán)顯影 195秒漂白 180秒定影 180秒清洗 180秒其中漂白劑為柯達C-41柔色漂白劑III，定影劑是柯達C-41b定影劑。
進行一個控制實驗，其中膠片的背面和正面被加熱至標準C-41顯影液溫度37.8℃。這如圖11中的實線所示。
在第二實驗中，膠片的背面加熱至55℃，而沿膠片正面流下的顯影液被加熱至30.5℃。實驗數(shù)據(jù)如圖11中虛線所示。從中可看出紅色成分的感光速率和對比度與本實驗預想的效果相當吻合，本實驗中與紅色(底層)相比，藍色(上層)和綠色(中層)的活動性較低，或換句話說，紅色層與藍色和綠色相比具有較高的活性。
下一個實驗中，膠片背面的溫度保持在23℃，而沿膠片正面流下的顯影液被加熱至42℃。實驗數(shù)據(jù)如圖12中虛線所示，圖中實線表示將膠片正、背面的溫度控制在37.8℃的數(shù)據(jù)。從圖中可看出紅色的感光速率和對比度與預期控制值相當吻合，但藍色和綠色的感光速率和對比度卻比預期值高。這正是本實驗所希望得到的結果，即可以通過冷卻膠片背面同時加熱膠片正面的方法，使表層的感光速率和對比度比底層高。
已表明，通過相對于膠片正面對其背面進行加熱或冷卻，可使多涂層膠片中表層和低層的相對活性增加或降低。
本發(fā)明提供了一種處理儀器，使處理儀的效率提高，而并未給處理液帶來不良影響。
以上已對本發(fā)明原理已參照一個特定的優(yōu)選實施方案進行了詳細敘述，但應當明了在本發(fā)明的精神和范圍內可以對其進行變通和修改。
明細表10 儀器11 處理儀12 處理池14 支架16 處理通道18 處理液20 感光材料22 出液口24 循環(huán)系統(tǒng)28，32 導管30 循環(huán)泵34 多歧接頭36，38，40 儲液器42 過濾器44 導管46 進液噴嘴48 導管50 上表面52，54，56，58，60 滾子對62 噴嘴開口63 絕緣套64 池壁80 加熱器82 絕緣塊92 細長滾子94 圓形腔95 上表面96 背面98 外殼段100 支撐襯底紙102 感光乳劑層106，107，108 涂層109，110，111 涂層112，113，114 涂層115，120，122 曲線130 改進型加熱器134，136 表面138 定位體140 熱傳導元件142 外配合表面144 背面152 導管155 連通段160 冷卻線圈170，171，172 閥門180 導管210 改進型儀器212 支架220 裝置222 顯影塊224 內凹段226 感光材料228 支撐背面230 正面232 噴液管234 滯留段236 泵238 恒溫箱
權利要求
1.一種顯影感光材料的照相處理儀，包括處理池，用于盛裝處理上述感光材料的處理池；傳送裝置，用于傳送上述感光材料使之穿過上述處理液；加熱和/或冷卻裝置，用于在感光材料上形成溫度梯度。
2.權利要求1中的照相處理儀，其特征在于上述感光材料有正反兩面，其正面上涂有感光乳劑層，在鄰近膠片背面處安裝了上述用于加熱或冷卻的裝置。
3.權利要求1中的照相處理儀，其特征在于在鄰近感光乳劑側處流動的處理液的溫度比用來冷卻膠片的裝置的溫度高，該裝置裝在鄰近膠片背面處。
4.權利要求1中的照相處理儀，其特征在于在鄰近感光乳劑側處流動的處理液的溫度比用來加熱膠片的裝置的溫度高，該裝置裝在鄰近膠片背面的位置上。
5.權利要求1中的照相處理儀，其特征在于上述加熱和/或冷卻裝置提供局部加熱和/或冷卻。
6.一種處理感光材料的方法，該法使感光材料穿過一個裝有一種處理液的處理池對其進行處理，上述感光材料上涂有一層包括多層不同感光材料的感光乳劑層，該法包括如下步驟傳送感光材料使之穿過處理液；對該感光材料進行局部加熱和/或冷卻，以在感光乳劑層上獲得溫度梯度。
全文摘要
一種用于顯影感光材料的照相處理儀及方法。該儀器包括一個處理池,用于盛放處理上述感光材料的處理液;一套傳送裝置,用于將感光材料送入上述處理液,之后再從中移出;一套加熱和/或冷卻裝置,用于在感光材料上形成溫度梯度。
文檔編號G03D13/00GK1230701SQ9810936
公開日1999年10月6日 申請日期1998年5月29日 優(yōu)先權日1997年5月30日
發(fā)明者D·L·帕頓, J·H·羅森堡, P·J·特威斯特 申請人:伊斯曼柯達公司