專利名稱：用于冷卻片材并減少片材起和卷曲的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及用于冷卻加熱片材的設(shè)備和方法，更具體地涉及一種用于冷卻片材并減少片材起皺的設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
多種醫(yī)學(xué)、工業(yè)和繪圖的成像應(yīng)用，都需要在光熱成像材料片或段(length)上形成非常高質(zhì)量的圖像。光熱成像材料片、段或卷(roll)被稱為光熱成像元件。曝光過的光熱成像元件被熱處理(即被處理設(shè)備中的加熱部件加熱)至不低于顯影閾值的溫度，并維持一段特定的時間，以使光熱成像元件中的圖像顯現(xiàn)出來。隨后，光熱成像元件被處理設(shè)備中的冷卻部件或裝置冷卻，以便用戶可以拿起元件檢查顯現(xiàn)的圖像。
光熱成像元件一般含有涂在紙基材或背襯、或聚酯膜基材上的感光乳劑。當(dāng)加熱時，乳劑涂層會變軟，因而在將光熱成像元件運輸通過處理設(shè)備中各部件的過程中，易于發(fā)生表面磨損或損壞，并且從基材上脫落下來。這些問題的一個已知原因就是處理設(shè)備中將片材引導(dǎo)離開加熱部件(如加熱的旋轉(zhuǎn)鼓)并運向冷卻裝置的部件。
與乳劑涂層類似，聚酯膜基材在加熱時也會變軟。此外，聚酯膜在加熱和/或冷卻過程中還易發(fā)生尺寸變化。在冷卻過程中發(fā)生的不受控制的尺寸變化會導(dǎo)致起皺，這在光熱成像材料的冷卻速度上升時尤其如此。在已知的處理設(shè)備中提高冷卻速度可提高生產(chǎn)力和/或減少冷卻所需的空間。但是，冷卻速度的提高也會加大起皺。
一種已知的冷卻設(shè)備和方法用多個旋轉(zhuǎn)的展平輥(nip roller)。在片材被加熱組件處理之后，這些展平輥將熱量從片材上吸走。因為片材在冷卻時發(fā)生皺褶，因此展平輥對片材的強制約束會導(dǎo)致片材起皺，從而大大影響了圖像質(zhì)量。如

圖1所示，這種約束導(dǎo)致在片材6的聚酯膜基材4中形成了相對的對角線方向的皺褶2，這種皺褶看上去象常青樹的斜枝。
輥還有其他問題。首先，輥難以保持清潔。片材6上的乳劑8，當(dāng)加熱時，會逐漸從片材上轉(zhuǎn)移并積累在輥上，從而不易清洗。積累在冷卻表面上的乳劑8會改變輥的傳熱性和冷卻效率，而且積累物還會被轉(zhuǎn)移至后面的片材上。此外，已知的冷卻輥并不是價廉的，包括多個平穩(wěn)操作所需的部件，這增加了輥安裝、清潔和維修的復(fù)雜性。
除了起皺和乳劑轉(zhuǎn)移之外，被加熱和冷卻的片材還有過度卷曲的問題。因為片材是在彎曲表面如旋轉(zhuǎn)鼓上被加熱的，所以會導(dǎo)致該問題。如圖1所示，射線照片膜(用于醫(yī)學(xué)診斷)片6上的卷曲C，會導(dǎo)致片6偏離燈光箱9。至少，這對試圖檢查片子6的醫(yī)務(wù)人員造成不便。與射線照片的膜片相似，成像(image-setting)片和其他的片材也有不良的卷曲的問題。
因而需要一種冷卻設(shè)備或裝置和方法，它們可提供足夠的冷卻生產(chǎn)力、成本-效率，并且易于組裝和維修，但是不會造成程度不可接受的片材基材的起皺和卷曲以及片材基材或乳劑的劃痕。與該冷卻設(shè)備或裝置一起，還需要一種部件，該部件可適宜地將片材從加熱部件上引導(dǎo)至冷卻設(shè)備或裝置，但是不會造成柔軟的乳劑從基材上剝離或分離。
發(fā)明概述本發(fā)明通過提供一種冷卻裝置而克服了這些問題，該冷卻裝置在元件被加熱裝置加熱過后對可熱處理的成像元件進(jìn)行冷卻。冷卻裝置包括一個具有冷卻表面的冷卻部件。冷卻表面相對于加熱裝置定位，從而使元件從加熱裝置傳送出來并滑過至少一部分冷卻表面。冷卻表面為穿孔的。
冷卻表面是穿孔的，從而使元件運輸經(jīng)過的冷卻表面中50％-75％是開放的，或者使得元件運輸經(jīng)過的冷卻表面中55％-70％是開放的，或者元件運輸經(jīng)過的冷卻表面中約63％是開放的。
另一個例子包括冷卻可熱處理成像元件的方法，該方法是在元件被熱處理設(shè)備中的加熱裝置加熱后，使用發(fā)明概述部分第一段中所述的冷卻裝置。此方法包括步驟引導(dǎo)元件通過冷卻部件的冷卻表面，從而使元件滑過至少一部分冷卻表面。
元件的第一面上可涂有可成像材料?？砂ㄏ惹懊枋龅囊龑?dǎo)步驟，以便引導(dǎo)第一面與冷卻表面接觸。
本發(fā)明的另一例子包括在熱處理成像元件上產(chǎn)生可視圖像的設(shè)備。設(shè)備可包括一個用于加熱成像元件至足夠溫度并維持足夠時間從而使可見圖像顯現(xiàn)的熱處理工作站(station)。冷卻部件有一相對熱處理工作站定位的冷卻表面，冷卻表面是穿孔的。相對熱處理工作站和冷卻部件裝有一引導(dǎo)裝置，用于將成像元件從熱處理工作站引導(dǎo)到冷卻裝置，從而使成像元件滑過至少一部分穿孔的冷卻表面。
本發(fā)明的另一例子包括用于在成像元件上形成可見圖像的設(shè)備，該設(shè)備采用發(fā)明概述部分第一段所述的冷卻裝置。外殼可有一輸入站，用來接受裝有成像元件的容器。在外殼內(nèi)相對輸入站裝有一傳輸裝置，用于在外殼內(nèi)傳輸成像元件。在外殼內(nèi)相對傳輸裝置裝有一曝光站。該曝光站接受來自傳輸裝置的成像元件并使成像元件暴露于成像方式的光線，從而在成像元件上形成第一圖像。在外殼中相對傳輸裝置和曝光站裝有一熱處理站。熱處理站可包括一加熱部件，該部件接受由傳輸裝置從曝光站傳送的成像元件，并加熱成像元件至足夠溫度并維持一段足夠時間，從而將第一圖像加工成可見圖像。引導(dǎo)裝置可相對加熱部件安裝，用于將成像元件從加熱部件引導(dǎo)至冷卻裝置。
附圖簡述本發(fā)明的上述優(yōu)點、結(jié)構(gòu)和操作，通過下列的描述和附圖會變得更清楚，附圖中圖1是附著于燈箱上的膜片的透視圖；圖2是一種相對加熱鼓安裝的冷卻裝置實施例的透視圖；圖3是含有圖2所示的冷卻裝置的光熱成像儀的側(cè)視圖；圖4是含有另一種圖2和3所示冷卻裝置實施例的冷卻系統(tǒng)的透視圖；圖5是圖4所示的穿孔冷卻裝置的透視圖；和圖6是圖4和5所示冷卻裝置的部分頂視圖。
詳細(xì)描述一種例子的冷卻裝置10如圖2所示，它正在接受來自加熱鼓12的可熱處理材料的元件或片材6。加熱鼓是熱處理設(shè)備14中加熱部件的一種形式。片材6可以由背襯或基材4形成并涂有可熱處理的乳劑8?；?的例子包括紙張、聚酯膜等。乳劑8的例子包括鹵化銀基、重氮基等乳劑。除了片材6之外，其他可熱處理材料的元件也可以被冷卻裝置10冷卻，其中包括以卷繞形式送入熱處理設(shè)備的元件。
裝置冷卻10包括具有上表面20的冷卻板18，片材6在該上表面上滑動。冷卻板18可以是平坦的，并且可以固定不動?！肮潭ā币话阒府?dāng)在片材6于冷卻板18上滑動時冷卻板18并不移動，這與冷卻展平輥不同。
冷卻板18是用導(dǎo)熱材料制成的，如用鋁、銅、鋼等。冷卻板18從片材6中吸取熱量，將片材6冷卻至足夠低的溫度，使用戶可以拿起片材6檢查熱處理的圖像。
所示的冷卻板18正與乳劑8接觸，盡管這并不是必需的。使用冷卻板18，片材6被冷卻且保持平整，不會受到例如冷卻展平輥的束縛或壓制。沒有束縛和壓力，便可使片材6在冷卻過程中保持一致的尺寸變化。結(jié)果，減少了類似圖1中所示的起皺情況。
為了防止冷卻板18刮傷或損壞乳劑8，冷卻板18的上表面20是較光滑的。但是，為了控制片材6的冷卻速度，上表面20有足夠的紋理。術(shù)語“紋理”指不光滑的表面。紋理降低了冷卻速度，因為上表面20在任何一種情況下會僅接觸在冷卻板18上滑過的片材6的一部分(即小于100％的接觸)。結(jié)果，上表面20從片材6上吸收熱量的速度低于上表面沒有紋理的情況。這種較低的冷卻速度減少了片材6的卷曲情況。因為當(dāng)片材6與加熱鼓12的彎曲表面接觸加熱時會發(fā)生卷曲情況。
讓上表面20與在冷卻板18上滑過的片材6大約20-80％部分進(jìn)行接觸的紋理，可協(xié)調(diào)減少乳劑8的損壞與減少片材6卷曲之間的關(guān)系。讓上表面與約40-70％進(jìn)行接觸的紋理，可更精細(xì)地協(xié)調(diào)減少損壞與卷曲之間的關(guān)系。讓上表面與約50-65％進(jìn)行接觸的紋理，還可進(jìn)一步更精細(xì)地協(xié)調(diào)減少損壞與卷曲之間的關(guān)系。
上表面20的紋理還有其他有利之處。例如，當(dāng)乳劑8被加熱時，會產(chǎn)生氣體從而從乳劑8中釋放出來。當(dāng)乳劑8與上表面20接觸時，氣體可從乳劑8和上表面20之間逃逸。這被稱為釋氣。沒有釋氣，那么所夾帶的氣體就會危害乳劑表面和乳劑8中顯現(xiàn)的圖像。
當(dāng)片材6在冷卻裝置10上之后，為了有效地引導(dǎo)片材6，冷卻裝置10可包括側(cè)壁30、32和頂蓋34。冷卻板18、側(cè)壁30、32和頂蓋34形成了讓片材6通過的滑道36?；?6可防止片材6滑動時偏離冷卻板18，并且可將片材6引導(dǎo)至出口(未標(biāo)出)。
此外，滑道36可制成足夠開放的形式，并具有一通常為C-形頂蓋34，從而使粘在或夾在滑道36中的片材6可以被操作者方便地拿掉。開放性還防止了熱空氣的夾帶，從而減少了滑道中的對流和冷卻不均勻的情況。此外，與已知的冷卻裝置如冷卻輥相比，滑道36的開放性和沒有移動部件便于更方便地將殘留的乳劑8從滑道36上清除掉。
側(cè)壁30、32和頂蓋34可以用與冷卻板18相同的材料制成。側(cè)壁30、32可通過將冷卻板18的兩邊向上彎曲而形成。這樣就消除了可能劃傷片材6兩端的鋒利邊緣。頂蓋34可以有相同的帶紋理的表面，而且可以焊接于側(cè)壁30、32，或者用環(huán)氧樹脂連接在一起，從而使有紋理的表面面對冷卻板18的上表面20。
為了提高冷卻裝置10的熱質(zhì)量并可連續(xù)冷卻片材6，冷卻裝置10可含有一個或多個冷卻片35。冷卻片35可耦合于冷卻板18，而不是例如與這些部件焊接在一起。與焊接不同，用環(huán)氧樹脂(epoxy)將冷卻片35粘于底表面28不會危害上表面20。焊接會使上表面20變得粗糙，從而使片材6在上表面20上滑過時被劃傷。此外，環(huán)氧樹脂可提供足夠的導(dǎo)熱性，讓冷卻裝置10可冷卻連續(xù)的加熱片材6，并只有最小的起皺。
一種用于冷卻光熱成像片的冷卻裝置10例子是不銹鋼冷卻板18，它約0.09厘米厚，38.1厘米×16.5厘米。側(cè)壁30、32約2.1厘米高。上表面20有Rigid-Tex紋理或圖案#3-ND(Rigidized Metal Corp.，658 Ohio Street，Buffalo，NY 14203-3185)。這種紋理使上表面20在任何情況下，與在冷卻板18上滑過的片材6的約50-65％部分發(fā)生接觸。5個冷卻片35，如圖1所示，連于冷卻板18的底表面28上。圖2中所示的冷卻片35由一定長度的鋁溝道構(gòu)成，它們用環(huán)氧樹脂(3MCompany，St.Paul，MN，Scotchweld-TM DP-420)粘在冷卻板的底表面28上。
采用上述例子的冷卻裝置10，將片材6從約122攝氏度冷卻至約60攝氏度。并且速度不小于每30秒一片片材6(上述的光熱成像片)。此外，當(dāng)與用冷卻展平輥冷卻的片材相比時，片材6有少約90％的褶皺。另外，當(dāng)與用平坦上表面20冷卻的片材相比時，片材6中的卷曲C(圖1所示的)被降低至約0.16厘米。此外，這是在不造成數(shù)量不可接受的、破壞圖像的刮痕或損壞的情況下做到的。使用的光熱成像片公開于未審定的美國專利申請No.08/072,153和08/239,984，這兩個申請分別是93年11月23日和94年5月9日申請的，都轉(zhuǎn)讓給了3M Company，St.Paul，MN，55144。該片材的尺寸約為35.6厘米×43.2厘米。
為了將片材6從加熱鼓12引導(dǎo)至冷卻裝置10，熱處理設(shè)備14還可包括一卸片板(stripper)38。該卸片板可相對加熱鼓12安裝，從而使片材6以與水平形成23°的角度引導(dǎo)離開加熱鼓12。為了防止在卸片板38上積累靜電，卸片板38可用導(dǎo)電材料制成，并且電氣接地或連接于另一吸收或釋放靜電的導(dǎo)電部件。不防止靜電積累的話，片材6會吸附并粘于卸片板上，尤其是當(dāng)片材6有膜基材4時。片材6粘于卸片板會造成乳劑8的劃傷和/或乳劑8從基材4上脫落下來。
冷卻裝置10和熱處理設(shè)備14的其他組件可以是更大設(shè)備(如圖3所示的光熱成像儀40)的一部分。光熱成像儀40可包括放置光熱成像片的容器42。傳送機械44將片材6從容器42傳送至曝光站或設(shè)備46，還將其傳送至熱處理設(shè)備14。曝光設(shè)備46以成像方式將光束掃描在片材6上，在片材6上形成第一圖像即潛像。熱處理設(shè)備14將片材6加熱至足夠溫度并維持足夠時間，從而將片材6中的潛像顯現(xiàn)成可見圖像。如所指的那樣，冷卻裝置10冷卻片材6，然后片材6通過出口槽48被傳送至保持表面50。
與上述例子、設(shè)備、和方法類似的其他冷卻裝置10例子、設(shè)備和方法，在本發(fā)明人的構(gòu)思范圍內(nèi)。一種這樣的例子示于圖4-6，它包括具有第一冷卻部分52A和第二冷卻部分54A的上表面20A。第一冷卻部分可用毛氈(felt)材料構(gòu)成，或含有毛氈材料的材料構(gòu)成。對于含有毛氈材料或其他類似材料的第一冷卻部分52A的更詳細(xì)的描述，包含在共同未審定的美國專利申請里(由3M Company在同一天申請，其3M案卷號最初命名為No.51868USA5A，名稱為“Article for Cooling A Sheet of ThermallyProcessed Material”)。該共同未審定的專利申請中的公開內(nèi)容，在此引用作為參考。
第二冷卻裝置或部分54A是穿孔的。用穿孔部分，可以更快地冷卻光熱成像元件而不會顯著影響光密度的均勻性。這對于最初幾個通過冷卻設(shè)備10A的光熱成像元件而言，尤其如此。因為在冷卻最初的幾個(加熱的)元件時，冷卻設(shè)備處于室溫，這樣元件和冷卻設(shè)備10A之間的巨大溫差會影響光密度的均勻性?？?6可使冷卻設(shè)備10A更快地升溫到穩(wěn)態(tài)溫度。結(jié)果，對于最初的被冷卻的元件(即前20張)，冷卻過程對光密度均勻性的危害就更小了。
與有紋理的上表面一樣，孔56A可影響和控制片材6A的冷卻速度。與有紋理的上表面不一樣，孔56A允許空氣通過第二冷卻裝置或部分56A。這使得片材6底部以及第二冷卻裝置或部分54A本身被對流冷卻。對流形成的熱空氣可通過整個設(shè)備中的空氣交換系統(tǒng)去除(并且還可被過濾)。除了控制片材的冷卻速度之外，孔56A可保持每片片材以及片材與片材間冷卻的一致性，從而改善光密度均勻性。
孔56A的大小和間隔是特別重要的因素。盡管確切的大小和確切的間隔并不是決定性的，但是圖4-6顯示了一種有效的例子?？?6A的直徑D約為3.97毫米，其容差約為+/-0.2毫米。相鄰孔56A之間的中心距離C約為4.76毫米，其容差約為+/-0.2毫米。在橫穿第二冷卻部分54A的方向上，孔56A排成行(即在橫向上排列成行)。在第二冷卻部分54A的長度方向上(片材移動的方向，即縱向)，孔56A是錯開排列的。錯開的角度約為60度，容差為+/-1度。用這種大小和間隔的排列時，第二部分54A有約63％因為孔56A而是開放的。相反，37％是不開放的，能夠與片材6接觸。
孔56A的錯開排列，是一種保證片材6的所有部分或所有關(guān)鍵部分都與相同數(shù)量的冷卻材料接觸的方法(在該例子中，冷卻材料是第二冷卻部分54A中的鋁)。除了錯開排列之外，其他保證做到這一點的方式也是可預(yù)見的。
可以使用其他尺寸和間隔的排列，以提供大致相同的百分比。而且，還可以用其他尺寸和間隔的排列來提供開放百分比為55-70％(相應(yīng)地，30-45％非開放百分比)。或者，開放百分比可為50-75％。最終所確定的百分比取決于對冷卻速度的優(yōu)化和維持一定水準(zhǔn)的光密度均勻性的要求。這種優(yōu)化至少部分取決于待冷卻的材料(即乳劑類型、材料質(zhì)量等)。
第二冷卻部分54A可用多種方法進(jìn)行穿孔。一個關(guān)鍵的標(biāo)準(zhǔn)是上表面50的第二冷卻部分54A基本上沒有(或較佳地，完全沒有)毛刺或其他明顯的表面粗糙度。這樣，當(dāng)片材6A在第二冷卻部分54A上滑過并被冷卻時，可減少對片材6A的刮痕、劃痕或其他類型的損傷。一種對第二冷卻部分穿孔的方法是用尖頭的錐形沖頭。當(dāng)沖頭從每個孔56A中退出時，錐形可減少在上表面50A上形成毛刺。這還導(dǎo)致孔56A與上表面50A稍呈坡度。有坡度的孔更不易弄壞具有柔軟材料(光熱成像涂層)的片材，而這些片材會被扁平孔(即鉆出的孔)所弄壞。
第二冷卻裝置或部分56A可用導(dǎo)熱材料如鋁、銅、鋼等材料制成。鋁是優(yōu)選的，因為其導(dǎo)熱率高而且熱容高。與類似大小、形狀的鋼組件相比，鋁組件可更快地達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。
權(quán)利要求
1.一種在可熱處理成像元件被加熱裝置加熱后對其進(jìn)行冷卻的冷卻裝置，其特征在于，該冷卻裝置包括一個具有冷卻表面的冷卻部件，冷卻表面相對于加熱裝置安裝，從而使元件從加熱裝置傳送出來并滑過至少一部分冷卻表面，其中冷卻表面被穿孔。
2.如權(quán)利要求1所述的冷卻裝置，其特征在于，冷卻表面是穿孔的，從而使元件運輸經(jīng)過的冷卻表面中50％-75％是開放的。
3.如權(quán)利要求1所述的冷卻裝置，其特征在于，冷卻表面是穿孔的，從而使元件運輸經(jīng)過的冷卻表面中55％-70％是開放的。
4.如權(quán)利要求1所述的冷卻裝置，其特征在于，冷卻表面是穿孔的，從而使元件運輸經(jīng)過的冷卻表面中約63％是開放的。
5.如權(quán)利要求1所述的冷卻裝置，其特征在于，冷卻部件是固定的。
6.一種冷卻可熱處理成像元件的方法，該方法是在元件被熱處理設(shè)備中的加熱裝置加熱后，使用權(quán)利要求1所述的冷卻裝置，其特征在于，此方法包括步驟引導(dǎo)元件通過冷卻部件的冷卻表面，從而使元件滑過至少一部分冷卻表面。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，該元件具有涂有可成像材料的第一面，而且引導(dǎo)步驟包括引導(dǎo)第一面與冷卻表面接觸。
8.一種在可熱處理成像元件上產(chǎn)生可視圖像的設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備包括熱處理工作站，它用于加熱成像元件至足夠溫度并維持足夠時間從而使可見圖像顯現(xiàn)出來；冷卻部件，它有一相對熱處理工作站安裝的冷卻表面，冷卻表面是穿孔的；和相對熱處理工作站和冷卻部件而安裝的引導(dǎo)裝置，它用于將成像元件從熱處理工作站引導(dǎo)至冷卻裝置，從而使成像元件滑過至少一部分穿孔的冷卻表面。
9.如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征在于，冷卻表面是穿孔的，從而使元件被引導(dǎo)經(jīng)過的冷卻表面中50％-75％是開放的。
10.一種采用權(quán)利要求1所述的冷卻裝置，在成像元件上形成可見圖像的設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備包括外殼，它具有輸入站，該輸入站可接受裝有成像元件的容器；在外殼內(nèi)并相對輸入站安裝的傳輸裝置，它用于在外殼內(nèi)傳輸成像元件；在外殼內(nèi)并相對傳輸裝置安裝的曝光站，該曝光站接受來自傳輸裝置的成像元件并使成像元件暴露于成像方式的光線，從而在成像元件上形成第一圖像；在外殼中并相對傳輸裝置和曝光站安裝的熱處理站，該熱處理站包括加熱部件，該部件接受來自曝光站的并由傳輸裝置傳送的成像元件，并加熱成像元件至足夠溫度并維持一段足夠時間，從而將第一圖像加工成可見圖像；和相對加熱部件安裝的引導(dǎo)裝置，它用于將成像元件從加熱部件引導(dǎo)至冷卻裝置。
全文摘要
一種用于熱處理設(shè)備的冷卻裝置(10),它在可熱處理的成像元件被熱處理設(shè)備(14)中的加熱部件(12)加熱后,對成像元件進(jìn)行冷卻。冷卻裝置包括具有紋理和/或穿孔表面(20)的冷卻板(18)。冷卻表面相對于加熱部件安裝,從而使元件滑過冷卻表面。
文檔編號G03D13/00GK1198824SQ96197402
公開日1998年11月11日 申請日期1996年4月10日 優(yōu)先權(quán)日1995年10月6日
發(fā)明者J·O·柯克伍德, R·H·芒特弗林, S·W·索倫森, T·F·戈提奇, R·M·比勒爾 申請人:美國3M公司