Verfahren und Einrichtung zur Aufrechterhaltung der Konzentration in einer flüssigen Entwicklungslösung, insbesondere für ein nach dem Halbfeuchtverfahren arbeitendes Entwicklungsverfahren

Abstract

 Bei einem Verfahren zur Aufrechterhaltung der Konzentration wenigstens eines entwicklungsaktiven flüssigen Stoffes in einer flüssigen Entwicklerlösung insbesondere für ein nach dem Halbfeuchtverfahren arbeitendes Entwicklungsverfahren von Diazotypieblattmaterial wird die Stoffkonzentration in wenig aufwendiger, aber genauer Weise durch Messung der Viskosität der Fntwicklerlösung bestimmt und der Stoff erforderlichenfalls meßwertabhängig der Entwicklerlösung zudosiert.
Bei einer nach diesem Verfahren arbeitenden Einrichtung wird als Viskositätsmeßwertgeber ein durch einen Elektromotor (6) angetriebener Rotationskörper (2) vorgesehen, der in einem flüssigkeitsdurchlässigen Gehäuse (3) mit nah beabstandeter Innenwand angeordnet ist. Ein in einer Stromzuführungsleitung (7) zu dem Elektromotor angeordneter Meßwiderstand (11) steht über einen Diskriminator (14) mit einer Dosiereinrichtung (16-18) des entwicklungsaktiven Stoffs in Verbindung.

Beschreibung

[0001] Verfahren zur Aufrechterhaltung der Konzentration in einer flüssigen Entwicklungslösung, insbesondere für ein nach dem Halbfeuchtverfahren arbeitendes Entwicklungsverfahren

[0002] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Aufrechterhaltung der Konzentration wenigstens eines entwicklungsaktiven flüssigen Stoffes in einer flüssigen Entwicklerlösung, insbesondere für ein nach dem Halbfeuchtverfahren arbeitendes Entwicklungsverfahren von Diazotypieblattmaterial.

[0003] Bei der Verwendung bekannter wässriger Entwicklungslösungen für die Feuchtentwicklung oder Halbfeuchtentwicklung von Zweikomponenten-Diazotypieblattmaterial tritt das Problem auf, daß durch Verdunstung einer oder mehrerer Komponenten mit relativ hohen Dampfdrücken, die in der Lösung vorliegen, diese Komponenten bevorzugt in die Gasphase übergehen und somit die Konzentrationsverhältnisse in der Entwicklerlösung beeinflussen. Daraus ergeben sich bereits bei normalen Raumtemperaturen erhebliche und störende Konzentra_- tionsänderungen. Sie treten insbesondere auf, wenn die Entwicklung mit einem Walzenantragswerk erfolgt, in dem die Walzenoberflächen durch den Entwickler benetzt werden. Bei der Verwendung wässriger Entwicklungslösungen, in denen aktive Entwicklerstoffe dissoziiert sind, können bereits nach relativ kurzer Betriebszeit negative Einflüsse infolge der Verdunstung eintreten. Diese aufgrund der nicht gewünschten Veränderungen der physikalischen und chemischen Eigenschaften der Entwicklerlösung auftretenden Einflüsse können in einer Verminderung der Reaktionsgeschwindigkeit, d.h. in einer langsameren Entwicklung bestehen, ferner in der Erhöhung der notwendigen Antragsmenge pro Flächeneinheit des zu entwickelnden Diazotypieblattmaterials und schließlich in einer Farbtonverschiebung, beispielsweise von blau zu violett bei Diazotypieblattmaterial des Typs ADE der Fa.Ricoh Corp. Die verwendeten Entwicklerlösungen enthalten im wesentlichen Wasser, Alkohol, ein Netzmittel und Natronlauge als aktive Entwicklersubstanzen.

[0004] Um die geschilderten negativen Einflüsse infolge der Verdunstung der flüchtigeren Bestandteile zu vermeiden, ist es bereits bekannt, die Dichte der bei dem Entwicklungsverfahren eingesetzten Entwicklerlösung fortlaufend zu messen und den verdunsteten Bestandteil dichteabhängig zuzudosieren.

[0005] Im einzelnen hat man die Dichte in einfachster Weise mit einer Dichtespindel gemessen, von der ein Teil durch eine Lichtschranke hindurchtreten kann. Die Lichtschranke ist über eine elektronische Schaltungsanordnung mit einem Dosierventil verbunden. Dieses Verfahren zur Dichtemessung und Dosierung arbeitet in einfacher Weise derart, daß bei Unterschreiten eines bestimmten Dichtewerts durch die Lichtschranke die Betätigung eines Schälters ausgelöst wird, der über das Dosierventil die Zudosierung des verdunsteten Bestandteils der Entwicklerlösung steuert.

[0006] Dieses Verfahren zur Dichtemessung hat sich jedoch in Verbindung mit Entwicklerlösungen, die.zum Entwickeln von Diazotypieblattmaterial betriebsmäßig eingesetzt werden, nicht bewährt. Es kann in diesem Entwickler eine Schaumbildung auftreten, welche die Dichtemessung mit einer Dichtespindel erheblich verfälscht.

[0007] Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Aufrechterhaltung der Konzentration wenigstens eines entwicklungsaktiven flüssigen Stoffes in einer flüssigen Entwicklerlösung, insbesondere für ein nach dem Halbfeuchtverfahren arbeitendes Entwicklungsverfahren zu schaffen, nach dem die Dichte der Entwicklerlösung störungsfrei und zuverlässig ermittelt werden kann.

[0008] Diese Aufgabe wird für ein Verfahren der eingangs genannten Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Stoffkonzentration durch Messung der Viskosität der Entwicklerlösung bestimmt wird.

[0009] Es hat sich nämlich herausgestellt, daß die Viskosität ein gutes Maß für die Stoffkonzentration der Entwicklerlösung darstellt. Vorteilhaft dabei ist, daß durch den Verdunstungsvorgang der Komponenten mit relativ hohem Dampfdruck eine relativ große Änderung der Viskosität der Lösung eintritt, so daß mit verhältnismäßig geringem Aufwand eine einwandfreie Erfassung der Konzentrationsänderungen erfolgt. Ferner wird bei diesem Messverfahren die Entdeckung ausgenutzt, daß die Viskositäten der genannten, zur Entwicklung von Diazotypieblattmaterial verwendbaren Entwickler wenig temperaturäbhängig sind. Es braucht daher nicht der Temperatureinfluß durch besondere Maßnahmen kompensiert zu werden.

[0010] Zur Ausübung dieses Verfahrens wird eine Einrichtung mit den Merkmalen verwendet, daß ein elektrischer Viskositätsmesswertgeber in die Entwicklerlösung eingetaucht ist, und daß der Viskositätsmesswertgeber über einen Diskriminator mit einer Dosiereinrichtung des entwicklungsaktiven Stoffs in Verbindung steht. In dem Diskriminator werden die von dem Viskositätsmesswertgeber abgegebenen Messwertsignale ausgewertet. Bei Über- bzw. Unterschreiten eines Schwellwertes in dem Diskriminator wird die Dosiereinrichtung in der Weise betätigt, daß die gewünschte Konzentration des entwicklungsaktiven Stoffes wieder hergestellt wird.

[0011] Der entwicklungsaktive flüssige Stoff kann bei den hier vorgesehenen Entwicklerlösungen Wasser sein, das insofern entwicklungsaktiv ist, als zumindest eine andere Komponente, z.B. Natronlauge nicht in der gewünschten Weise wirksam werden kann, wenn sich diese Komponente nicht in Wasser ausreichend dissoziiert.

[0012] Im einzelnen zeichnet sich die Einrichtung vorteilhaft dadurch aus, daß als Viskositätsmesswertgeber ein durch einen Elektromotor angetriebener Rotationskörper vorgesehen ist, der in einem flüssigkeitsdurchlässigen Gehäuse mit nah beabstandeter Innenwand angeordnet ist, und daß in einer Stromzuführungsleitung zu dem Motor ein Messwiderstand angeordnet ist.

[0013] Diese Einrichtung kann mit verhältnismäßig wenig aufwendigen Mitteln verwirklicht werden und ergibt eine zur Zudosierung des aktiven flüssigen Stoffs ausreichende Genauigkeit auch über einen langen Zeitraum. Die Wirkungsweise der Einrichtung ist so, daß der Rotationskörper nach Maßgabe der Zähigkeit der Entwicklerlösung, die zwischen ihm und der Innenwand des Gehäuses vorhanden ist, abgebremst wird. Der Elektromotor hat ein von dem Maß der Abbremsung abhängiges Drehmoment aufzubringen, was wiederum eine proportionale Stromaufnahme des.Elektromotors verursacht. Der Spannungsabfall, der durch diesen Strom in dem Messwiderstand gemessen wird, läßt sich in der signalmäßig nachgeschalteten Diskriminatorschaltung zur Betätigung der Dosiereinrichtung auswerten.

[0014] Hierzu ist die Einrichtung zweckmäßig mit den Merkmalen ausgestaltet, daß der Meßwiderstand über einen Verstärker mit dem Diskriminator verbunden ist, daß der Ausgang des Diskriminators mit einem ersten Eingang eines UND-Gliedes verbunden ist, daß ein Impulsgeber an einen zweiten Eingang des UND-Gliedes angeschlossen ist und daß der Ausgang des UND-Gliedes mit einem Magnetventil in Verbindung steht, welches in der Ausgangsleitung eines Vorratsbehälters des entwicklungsaktiven Stoffes angeordnet ist.

[0015] Mit dieser Einrichtung wird in besonders zweckmäßiger Weise erreicht, daß der zuzudosierende flüssige Stoff periodisch durch das Magnetventil in die Entwicklerlösung eingespeist wird, da das Magnetventil impulsweise durch den astabilen Multivibrator gespeist wird. Die Zudosierungsrate hängt. dazu von dem Ausgangssignal des Diskriminators a^b, indem dieses Ausgangssignal und das Signal, das von dem astabilen Multivibrator abgegeben wird, in das UND-Glied eingespeist werden. Der Diskriminator gibt nur dann ein Signal ab, wenn das verstärkte Meßwertsignal angibt, daß die Konzentration des entwicklungsaktiven flüssigen Stoffes einen vorgegebenen Mindestwert unterschreitet. In diesem Fall werden über das UND-Glied die Impulse des astabilen Multivibrators zu dem Magnetventil weitergeleitet, während bei ausreichender Konzentration die Weiterleitung der Impulse des Multivibrators durch das UND-Glied unterbrochen wird.

[0016] Zweckmäßig ist die Einrichtung weiter dadurch ausgestaltet, daß in einem die Entwicklerlösung aufnehmenden Gefäß, in das die entwicklungsaktive Substanz zudosiert wird, ein Rührwerk neben einer Stelle angeordnet ist, in die eine mit der Dosiereinrichtung verbundene Leitung mündet.

[0017] Durch diese Maßnahme wird dafür gesorgt, daß sich die zudosierte entwicklungsaktive Substanz gleichmäßig in der Entwicklerlösung verteilt und daß insbesondere die Konzentration an der Meßstelle, an der der Viskositätsmeßwertgeber in die Entwicklerlösung eintaucht, der Konzentration in den übrigen Volumenelementen des Entwicklers weitgehend entspricht.

[0018] Schließlich zeigt die Einrichtung vorteilhaft das Merkmal, daß der Rotationskörper zylindrisch ausgebildet ist, der unter Freilassung eines ringförmigen Spalts in dem Gehäuse drehbar angeordnet ist, und daß das Gehäuse Zutrittsöffnungen von außen in den ringförmigen Spalt aufweist..

[0019] Bei dieser verhältnismäßig einfach zu realisierenden Ausbildung des Viskositätsmeßwertgebers wird eine genaue Messung erzielt, unter anderem auch dadurch, daß die Entwicklerlösung Zutritt zu dem ringförmigen Spalt hat, in dem eine definierte Entwicklermenge enthalten ist, so daß die Messung unter definierten Bedingungen stattfinden kann.

[0020] Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung wird im folgenden anhand einer Zeichnung mit drei Figuren beschrieben:

[0021] Es zeigt:

Fig. 1. den in die Entwicklerlösung eingetauchten Viskositätsmeßwertgeber in einem Längsschnitt,

Fig. 2 die gesamte Einrichtung zur Viskositätsmessung in einem schematischen Blockschaltbild und

Fig. 3 die Zudosierungseinrichtung mit benachbart angeordnetem Rührwerk, dessen aktiver Teil in die Entwicklerlösung eintaucht.

[0022] In Fig. l ist ein Meßkopf des Viskositätsmeßwertgebers mit 1 bezeichnet. Er besteht aus einem zylindrischen Rotationskörper 2, der konzentrisch in einem ebenfalls zylindrischen Gehäuse 3 angeordnet ist, so daß sich zwischen dem Rotationskörper und dem Gehäuse ein ringförmiger Spalt 4 bildet. Der Rotationskörper ist an einer unteren Spitze 5 in dem Gehäuse gelagert. Ein oberes Lager des Rotationskörpers wird durch einen Elektromotor 6 gebildet, der in dem oberen Teil des Gehäuses eingelassen und in diesem befestigt ist. Die Stromzuführungsleitungen des Elektromotors sind mit 7 bezeichnet.

[0023] Der Meßkopf ist in die zu messende Entwicklerlösung 8 eingetaucht, wobei durch nicht dargestellte Mittel dafür gesorgt ist, daß das Niveau der Entwicklerlösung annähernd konstant ist, zumindest daß die Oberfläche der Entwicklerlösung oberhalb des Rotationskörpers liegt. Die Entwicklerlösung tritt durch Öffnungen 9 in dem Gehäuse 3 in den ringförmigen Spalt 4 ein. Die gesamte Anordnung ist in einem Behälter 10 untergebracht.

[0024] Aus Fig. 2 ist erkennbar, daß in die Stromzuführungsleitungen 7 des Elektromotors 6 ein Meßwiderstand 11 eingeschaltet ist. Der mit dem Meßwiderstand in Reihe liegende Elektromotor wird durch eine an die Anschlußklemmenl2 angeschlossene Spannungsquelle gespeist.

[0025] Zur Entnahme des Meßwertsignals liegen Anschlüsse eines Verstärkers 13 an beiden Enden des Meßwiderstands. Der Verstärker ist als Gleichspannungs-Meßverstärker ausgebildet, da an den Anschlußklemmen 12 eine Gleichspannung liegt.

[0026] Von dem Ausgang des Gleichspannungsmeßverstärkers führen Leitungen zu einem Diskriminator 14, der auf einen Wert eingestellt ist, welcher dem zulässigen Grenzwert der Konzentration entspricht, vorzugsweise entsprechend der höchsten zulässigen Viskosität bzw. Dichte der Entwicklerlösung. Der Ausgang 14a des Diskriminators gibt eine charakteristische Steuergröße zur Zudosierung des flüssigen Stoffes ab, wenn die gemessene Viskosität zu groß wird. Hierzu ist der Ausgang 14a des Diskriminators über eine Leitung 15 direkt mit einemMagnetventil 16 verbunden, während eine zweite Leitung 15a von dem Ausgang des Diskriminators durch ein UND-Glied 17 unterbrochen ist. Ein Eingang des UND-Glieds steht also mit dem Ausgang 14a des Diskriminators in Verbindung. Ein zweiter Eingang des UND-Glieds 17 ist an den Ausgang eines astabilen Multivibrators 18 angeschlossen, der eine konstante Impulsfolge abgibt.

[0027] In Fig. 3 ist dargestellt, wie das Magnetventil 16 in die Ausgangsleitung 19 eines Vorratsbehälters 20 des flüssigen Stoffs 21 eingeschaltet ist.

[0028] Außerdem ist aus Fig. 3 ersichtlich, daß in der Nähe einer Austrittsöffnung 22 der Leitung 19 ein Rührwerk 23 angeordnet ist, das durch einen zweiten Elektromotor 24 konstant angetrieben wird.

[0029] Diese Einrichtung arbeitet folgendermaßen:

Zur Messung liegt der Elektromotor 6, der ein Gleichstrommotor ist und als Meßmotor funktioniert, an einer nicht dargestellten Spannungsquelle, die an den Anschlußklemmen 12 angeschlossen ist. Der Betrag des durch den Elektromotor fließenden Stromes, der ein Maß für die Viskosität und gleichzeitig ein Maß für die Dichte der Entwicklerlösung ist, wird als Spannungsabfall an dem Messwiderstand 11 gemessen. Dieses als Spannung auftretende Meßwertsignal wird in den Gleichspannungsmeßverstärker 13 eingespeist, so daß an dem Ausgang des Verstärkers eine proportionale Spannung entsteht, die bequem weiterverarbeitet werden kann. Diese Spannung wird in den Diskriminator 14 eingespeist. Der Schwellwert des Diskriminators 14 ist dabei so eingestellt, daß der Ausgang 14a des Diskriminators ein erstes bestimmtes Signal abgibt (z.B. L Signal), solange die Entwicklerlösung annähernd frisch ist und ein zweites bestimmtes Signal (H Signal) abgibt, wenn die Viskosität der Entwicklerlösung über einen vorgegebenen Wert angestiegen ist. - Durch die Vorgabe des Schwellwerts des Diskriminators wird berücksichtigt, um welche Entwicklerlösung es sich handelt.

[0030] Da ein Ausgang des Diskriminators und der Ausgang des astabilen Multivibrators 18 die Eingänge des UND-Gliedes 17 darstellen, wird bei einer bestimmten Konstellation der Eingangssignale des UND-Gliedes (beide H Signale), d.h. bei Überschreiten des Schwellwerts des Diskriminators das Magnetventil durch die von dem astabilen Multivibrator 18 abgegebenen Impulse impulsweise betätigt. Vorzugsweise ist die Impulsfrequenz und/oder Impulslänge des astabilen Multivibrators einstellbar, um die Dosierfrequenz und das Dosiervolumen, mit dem der flüssige Stoff 21 aus dem Vorratsbehälter 20 in den Behälter 10 eingespeist wird, den Parametern der gesamten Einrichtung anpassen zu können. - Es wird also solange der flüssige Stoff 21 durch das Magnetventil in den Behälter 10 zudosiert, bis der Meßkopf in Fig. 1 feststellt, daß die Viskosität bzw. die Dichte der Entwicklerlösung wieder in einem vorgegebenen Wertbereich liegt. Sodann erfolgt die Abschaltung des Magnetventils 16 von dem astabilen Multivibrator 18 durch das UND-Glied 17.

[0031] Wird flüssiger Stoff durch die Austrittsöffnung 22 der Leitung 19, welche eine Falleitung ist, der Entwicklerlösung 8 zudosiert, so sorgt das ständig durch den zweiten Elektromotor 24 angetriebene Rührwerk 23 dafür, daß der zudosierte Stoff in der Entwicklerlösung gleichmäßig verteilt wird und die Entwicklerlösung somit überall die gleiche Viskosität annimmt.

[0032] Der gesamte Dosiervorgang erfolgt also solange, bis die Entwicklerlösung wieder die Viskosität einer annähernd frischen Entwicklerlösung erreicht hat.

[0033] Anstelle nur eines flüssigen Stoffes 21 können zugleich oder nacheinander auch verschiedene flüssige Stoffe zudosiert werden. In diesem Fall sind die Mengenanteile der einzelnen zuzudosierenden Stoffe bei der Dimensionierung der gesamten Einrichtung zu ermitteln, so daß in Abhängigkeit von der Viskosität ein vorgegebener Anteil aller dieser Stoffe selbsttätig zudosiert wird.

Ansprüche

1. Verfahren zur Aufrechterhaltung der Konzentration wenigstens eines entwicklungsaktiven flüssigen Stoffes in einer flüssigen Entwicklerlösung insbesondere für ein nach dem Halbfeuchtverfahren arbeitendes Entwicklungsverfahren'von Diazotypieblattmaterial, bei dem die Stoffkonzentration gemessen und der Stoff erforderlichenfalls meßwertabhängig der Entwicklerlösung zudosiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoffkonzentration durch Messung der Viskosität der Entwicklerlösung bestimmt wird.

2. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrischer Viskositätsmesswertgeber (1-7 und 11) in die Entwicklerlösung (8) eingetaucht ist, und daß der Viskositätsmesswertgeber über einen Diskriminator (14) mit einer Dosiereinrichtung (16-18) des entwicklungsaktiven Stoffs in Verbindung steht.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Viskositätsmesswertgeber ein durch einen Elektromotor (6) angetriebener Rotationskörper (2) vorgesehen ist, der in einem flüssigkeitsdurchlässigen Gehäuse (3) mit nah beabstandeter Innenwand angeordnet ist, und daß in einer Stromzuführungsleitung (7) zu dem Motor ein Messwiderstand (11) angeordnet ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Messwiderstand (11) über einen Verstärker (13) mit dem Diskriminator (14) verbunden ist, daß der Ausgang (14a) des Diskriminators mit einem ersten Eingang eines UND-Gliedes (17) verbunden ist, daß ein Impulsgeber (astabiler Multivibrator 18) an einen zweiten Eingang des UND-Gliedes (17) angeschlossen ist, und daß der Ausgang des UND-Gliedes (17) mit einem Magnetventil (16) in Verbindung steht, welches in der Ausgangsleitung (19) eines Vorratsbehälters (20) des entwicklungsaktiven Stoffs angeordnet ist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in einem die Entwicklerlösung aufnehmenden Gefäß (10), in das die entwicklungsaktive Substanz zudosiert wird, ein Rührwerk (23) neben einer Stelle angeordnet ist, in die eine mit der Dosiereinrichtung verbundene Leitung (Austrittsöffnung 22) mündet.

6. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotationskörper (2) zylindrisch ausgebildet ist, der unter Freilassung eines ringförmigen Spalts in dem Gehäuse (3) drehbar angeordnet ist, und daß das Gehäuse Zutrittsöffnungen (9) von außen in den ringförmigen Spalt (4) aufweist.

7. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellwert des Diskriminators (14) stufenlos einstellbar ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgeber (astabiler Multivibrator 18) hinsichtlich Impulsfrequenz und Impulslänge zur Vorgabe der Dosierfrequenz und des _Dosiervolumens einstellbar ist.

Zeichnung