JP2004264851A - サーマルプロセッサにおける汚染物除去システム - Google Patents

Abstract

【課題】加熱ドラムサーマルプロセッサにおいて熱現像中に生じた汚染物を除去する。
【解決手段】加熱現像用媒体(フィルム)は、露光されたフィルムの熱現像中に風媒(気体により運ばれる)汚染物を放出する。ローラ２４はドラム２０に沿って弓形に配置されており、露光されたフィルムを保持する。部材２８及び３０はそれぞれフィルム入口領域３６又は出口領域４２が規定されるよう間隔配置される。ダクト６０はローラ２４上に第１の開口と、ガス状の流体をドラム外へと導く第２の開口とを有する。気流制御に際しては、エンクロージャの外側から入口領域３６を介して引き込んだ外気を流れ７６と流れ７８とに分岐させる。前者は湾曲部材２８とドラム２０の上側部位との間を通り、湾曲ダクト６０及び凝縮トラップ５６を通る。後者は湾曲部材３０とドラム２０の下側部位との間を通り更に凝縮トラップ５８を通る。
【選択図】図２

Description

本発明は、一般にレーザイメージングシステムに関し、より詳細にはフォトサーモグラフィックイメージングシステム(photothermographic imaging system)におけるサーマルプロセッサ内の汚染物除去(contaminant removal)システムに関する。

レーザイメージングシステムは、商用、産業用及び医用イメージングの分野において広く使用されている。医用イメージング分野においては、フォトサーモグラフィックレーザイメージングシステムが、ヒートプロセッサブルフォトサーモグラフィックフィルムにおける医学的ディジタル画像の再生に用いられている。このフィルムは、医学的ディジタル画像に露光された後、サーマルプロセッサにより処理され、それによりフィルム上で医学的画像が可視的に提供される。サーマルプロセッサは、回転可能な加熱されたドラムを有しており、このドラムの周りには加圧ローラのアレイが設けられ、このアレイによって、現像の間、フィルムが加熱されたドラムとの接触状態を保つ。現像した後は、フィルムは冷却され、ユーザに送られる。

ところで、露光された熱現像(thermographic)用媒体の加熱現像中に汚染物が生じ風媒される(気体により運ばれる)と、現像したフィルム画像中に偽像(image artifacts)が生じうる。従って、ドラム出口領域における気流が原因となって、クリスマスツリー型輪郭の、或いは、かすみのような(wispy)ものが出た偽像が、生じることがあり得る。

このようなことから、加熱されたドラムによるサーマルプロセッサにおいては、現像されたフィルムにおける偽像の発生を最小限に抑えるため、空気により運ばれる汚染物を除去する能力を高めることが、求められている。

本発明によれば、上述した問題点が解決される。

本発明の一実施形態によれば、汚染物除去システムを有するサーマルプロセッサが提供される。このサーマルプロセッサは、ドラム、複数のローラ、エンクロージャ、上側凝縮トラップ、下側凝縮トラップ及び気流制御システムを有する。ドラムは、露光された加熱現像可能型媒体を現像するため加熱されるドラムであり、現像中にしばしば風媒汚染物(air-borne contaminants)を放出する。ローラは、ドラムを取り巻くようセグメントとして配置されており、ドラムと接触して、露光された媒体を保持する。エンクロージャは、加熱したドラム及び複数のローラを取り囲む。エンクロージャは、ローラ及びドラムの上側部位から間隔をおき取り巻く第１の上側湾曲部材と、ドラムの下側部位から間隔をおき取り巻く第２の下側湾曲部材とを含む。これら第１及び第２の湾曲部材はそれぞれ第１及び第２の端を有する。第１の端はフィルム入口領域が規定されるよう互いに間隔をおいて配置される。第２の端はフィルム出口領域が規定されるよう互いに間隔をおいて配置される。第１の上側湾曲部材は湾曲ダクトを含み、この湾曲ダクトは、ローラ上に設けられた第１の開口と、ガス状の流体をフィルムから離しドラム外へと導く第２の開口とを、有する。上側凝縮トラップは、湾曲ダクトの第２の開口に通ずる。そして、気流制御システムは、エンクロージャの外側からフィルム入口領域を介して外気を引き込み、引き込んだ気流を（ａ）上側の気体流れと（ｂ）下側の気体流れとに分岐させる。上側の気体流れは、ローラ越しに第１の上側湾曲部材とドラムの上側部位との間を通り、更に湾曲ダクト及び上側凝縮トラップを通る。上側凝縮トラップにおいては、風媒汚染物が凝縮され、また気流が冷却される。下側の気体流れは、第２の下側湾曲部材とドラムの下側部位との間を通り、更に下側凝縮トラップを通る。下側凝縮トラップにおいては、風媒汚染物が凝縮され、気流が冷却される。

本発明は、次のような利点を有する：

１．加熱ドラムサーマルプロセッサにおける加熱現像可能型媒体の現像中に生じた気体中の汚染物が、効率的にまたコスト的にも有利な形で除去される；
２．加熱現像露光媒体における偽像が最小化される；
３．フィルタインレットにおける空気温度が最低化される結果フィルタ寿命が延び能力が高まる。

図１に、本発明の一実施形態を導入したサーマルプロセッサを示す。図示の如く、サーマルプロセッサ１０は、一般に、加熱ドラムアセンブリ１２、フィルム冷却(cooling)部１４、密度計(densitometer)１６及び風媒汚染物除去システム１８を備えている。動作時には、露光された熱現像用媒体が、加熱されたドラムアセンブリ１２により加熱現像される。加熱された媒体は、冷却部１４を通りながら冷却される。密度計１６は、媒体がユーザに向け排出される前に、現像された媒体上の密度制御パッチを読み取る。システム１８は、加熱現像プロセスの間に発生した風媒汚染物を除去する。

図２に詳細に示すように、加熱ドラムアセンブリ１２は、方向２２にそって回転する加熱ドラム２０、ドラム２０に沿って弓形に配置され露光された媒体をドラム２０に接触するよう保持する複数のローラ２４、並びにドラム２０及びローラ２４を取り巻くエンクロージャ２６を、備えている。エンクロージャ２６は、ローラ２４に対して間隔を有する第１の上側曲線カバー部材２８と、ドラム２０の下側部位に対して間隔をとりつつ当該下側部位を取り巻く第２の下側湾曲部材３０とを、有している。上側及び下側湾曲部材２８，３０は、それぞれ、媒体（フィルム）入口領域３６を規定するよう互いに間隔をとっている第１の端３２，３４と、媒体（フィルム）出口領域４２を規定するよう互いに間隔をとっている第２の端３８，４０とを、有している。送りローラ４４，４６並びに入口ガイド４８，５０は、露光されたフィルムをローラ２４の下に送りドラム２０と接触させる。フィルムディバータ５２は、フィルムをローラ２４との接触状態から引き離し、目打ちのある(perforated)フェルトパッド５４へと送り出す。上側凝縮トラップ５６、下側凝縮トラップ５８及び部材２８の上側内部ダクト６０は、本発明に係る風媒汚染物除去システムの一部を構成する。

本発明においては、現像中に発生する風媒汚染物が除去されるよう、加熱ドラムアセンブリ１２からの気流が制御される。まず、図２中、外気はフィルム入口領域３６からエンクロージャ２６に引き込まれる。矢印７０，７２，７４は外気流入を表している。外気は、フィルム入口領域３６及びフィルム出力領域４２において上側の気体流れ７６と下側の気体流れ７８とに分岐される。

また、流れを促すため気流の出口領域において負圧（減圧）が加えられる。フィルム入口においては、外気は二つの流れに分かれ、それぞれ上側及び下側へと動く。まず、上側の気体流れ７６は、加圧ローラ領域及びプロセッサカバー部材からの気体をフィルタリングする。この流れはローラ２４上を通り上側内部ダクト６０に出てフィルム出口領域４２近くに至る。チャネルとフィルム出口との間のダクトプレート８０は、気体流れを分岐してローラ２４越しに流れる気体の流量を最大化し、プロセッサフィルム出口（フィルムがドラム２０との接触を失い急速に冷え始めるところ）からフィルム越しに引っ張られる気体、即ち偽像の原因となる気体の流量を、最小化する。他方、第２の気体流れ７８は、フィルム入口３６からドラム２０の下側を通る。フィルムがドラム２０から出て行くにつれて、風媒汚染物はドラム表面に残りつつ下側領域内にてガス化する。下側の気体流れ７８は、高密度で汚染物が存在するであろう部位から、汚染物をはき出す。更に、フィルタ出口領域に設けられている凝縮トラップ５６，５８は、冷たい外気を流し込んで熱いプロセッサからの気体と混ぜ、風媒汚染物の凝縮を発生させて風媒汚染物を捕らえるよう、設計されている。凝縮領域を通った後の気体は、専用のフィルタ（複数でもよい）９０により処理され、それにより汚染物及び臭気物が除去される。凝縮段階で外気と混ぜることにより気体が冷えることから、フィルタ９０の効率及び寿命が延びる。なお、ファン１１２は気流を促すべく負圧を発生させる。

下側の空気流れ７８は、また、フィルムを均一温度で現像する点でも一役買っている。まず、例えば加熱現像可能型医用フィルムの場合にあっては、金属ドラム２０が例えば摂氏１２０度程で動作し、またドラム２０に取り付けられている周囲外気（周囲は均一）抵抗型エレメントヒータにより加熱される。ドラム周辺は、フィルムがドラム２０の周りを所定長（設計にもよるが例えば１８０度）に亘って覆うよう、設計される。フィルムを好適に現像するのに必要とされる総加熱時間は、この覆い角とドラムの回転速度及び直径により決まる。フィルム及びドラムの素材及び肉厚等、各種素材で異なる熱伝達特性によるが、フィルムの温度がドラムの動作温度まで上がるのには一般に数秒程度かかるに過ぎない。このウオームアップ時間は、典型的には、上述の総加熱時間のうちのわずかなパーセンテージである。

このとき、ドラム２０に接触しウオームアップするにつれて、ドラム２０の表面から使用されているフィルムへと、比較的顕著な量の熱が引き出される。フィルムがプロセッサにはいるとき、上述の周囲外気ヒータは、ドラム２０が設けられている位置を、不十分に又は過剰に加熱することがある。フィルムが最初に接触する位置は、フィルムに最も多くの熱が加わる場所であるから、ドラムの温度は相反するように下がる。他の場所では、ドラムからフィルムへの熱の移動がさほどではないことから、ドラム温度は上昇しうる。温度コントローラはこれを補正しない。閉ループ温度制御機構においては、ドラム温度は当該ドラムにおける温度分散がわずかとなるよう制御されるが、フィルムがドラムに載っているときドラムの熱負荷は均一でないため、ドラム全体の温度はなお大きく変動する。フィルムがドラムを覆っていない場所においては、温度計測値が最高になる。冷たい気体をこの場所に通すことにより（下側の気体流れ７８）、余分な熱が取り除かれドラム温度がより均一となる。

下側の気体流れ７８は、フィルムが存在するか否かによって流速を調整するよう設計されている。これは、フィルムによって外気のうち下側の凝縮トラップに混入する幾分かをブロックすることにより、実現される。即ち、フィルムが冷却部１４内にあるとき、外気の通過が部分的にブロックされるため、下側ダクトにおける真空圧は上昇する（負圧が増大する）。これによって下側ダクトにおける空気の流速が増加し、ドラム下側部位からより多くの熱を取り出す。その結果、フィルムが存在するときは、ドラムへの熱負荷がより好適にバランスすることとなる。また、フィルムが存在していないときには、ドラム２０の下側の気流が減りヒータのデューティサイクルが低下することから、エネルギが節約される。

空気は、上側内部ダクト６０及び下側ドラムアウトレット８２において、ドラム領域から外に出る。また、フィルムがドラムを出るにつれ、ドラムから離れるフィルムから、風媒汚染物の大部分が引き離される。更に、気体を持ち上げる強い対流力が存在する。このドラム２０上の高濃度領域においては、風媒汚染物はダクト６０において除去される。そして、風媒汚染物は更に、フィルムディバータ５２からトラップ５６及び５８までの短距離に亘り、運ばれる。

凝縮トラップ５６，５８を、図３及び図４に示す。上側凝縮トラップに一旦入ると、風媒汚染物はより冷たい外気と室１０２において混合し、その凝縮が進む。上側凝縮トラップ５６の断熱材１０４は、温度勾配による偽像を防止する。他方、下側凝縮トラップ５８に一旦入ると、風媒汚染物はより冷たい外気１０６と混合し、その凝縮が進む。このより冷たい外気１０６の流れは、目打ちのあるフェルトパッド５４即ち通気性のフェルト及び短区間冷却部１０８を通る。上側凝縮トラップ５６及び下側凝縮トラップ５８は、熱伝導性の素材から形成されている。トラップ５６，５８は、外気によって冷却される。そして、トラップ５６，５８はメインシャーシに取り付けられており、このシャーシはヒートシンクとしても機能する。

目打ちのあるフェルトパッド５４は、２種類の基本的機能を有している。第１の機能は、フィルムをフィルム経路１２０に沿って移送するための構造的支持である。第２の機能は、熱非伝導面としての機能である。即ち、フィルムには梁としての強度がないことから、この領域を通るに際しては何らかの支持が必要となる。もしフィルムが何らの案内も受けないとすれば、フィルムはストレスがかかるため、しわや折り目が生じてしまうかもしれない。また、速やかに及び／又は不均一に冷却されたフィルムには偽像が現れることがある。フェルトパッドはまた断熱材として機能してフィルムの急速な冷却を防いでいる。

気体流れは、下側凝縮トラップ５８から鋳造ラバーホース１１０を介して上側凝縮トラップ５６へと流れ、更にフィルタシステム９０へと流れる。汚染物除去システムは、例えば、ファン１１２の排気口において１分当たり７．５立方フィート（１フィート＝約０．３ｍ）の流量を必要とする。その気流は、凝縮トラップ５６，５８それぞれの部材１１４，１１６に設けられた圧力オリフィスを通り、半分に分割される。気流は更に、各凝縮トラップにおいてドラムアウトレットの５０％及び外気の５０％に分割される。このようにしてプロセッサドラム２０の上面の上側及び下面の下側における気流を均一化することにより、温度勾配が低下する。

目打ちのあるフェルトパッド５４に係る気流を、図４に示す。フィルムが目打ちのあるフェルトパッド５４上を行き過ぎるにつれ、フィルムがこのパッドの穴を塞ぎ気流をドラム２０の下側へとそらす。これによって、ドラム表面の上側及び下側の熱負荷がバランスし、ドラム２０における熱のばらつきが低減される。アイドル状態においては、空気は目打ちのあるフェルトパッド５４を通り凝縮トラップ５６，５８においてより冷たい空気と混合される。

本発明が導入された加熱ドラムサーマルプロセッサを示す斜視図である。 図１に示したプロセッサにおける加熱ドラムアセンブリの側断面図である。 本発明の実施形態における構成部品を示す斜視図である。 本発明の実施形態における構成部品の側断面図である。

符号の説明

１０ サーマルプロセッサ、１２ 加熱ドラムアセンブリ、１４ フィルム冷却部、１６ 密度計、１８ 風媒汚染物除去システム、２０ 加熱ドラム、２４ ローラ、２６ エンクロージャ、２８，３０ 湾曲部材、３２，３４ 第１の端、３６ フィルム入口領域、３８，４０ 第２の端、４２ フィルム出口領域、５６，５８ 凝縮トラップ、６０ ダクト、７６，７８ 気体流れ、９０ フィルタシステム、１１０ 鋳造ラバーホース。

Claims (3)

1. 汚染物除去システムを備えるサーマルプロセッサであって、
   現像中に風媒汚染物を発する露光された加熱現像可能型媒体を、加熱し現像するドラムと、
   ドラムに沿って弓形に配置されドラムと接触し、露光された媒体を保持する複数のローラと、
   加熱したドラム及び複数のローラを取り囲むエンクロージャであって、
   ローラ及びドラムの上側部位から間隔をおき取り巻く第１の上側湾曲部材及びドラムの下側部位から間隔をおき取り巻く第２の下側湾曲部材を含み、
   当該第１及び第２の湾曲部材がそれぞれ第１及び第２の端を有し、
   当該第１の端がフィルム入口領域を規定するよう互いに間隔をおいて配置され、
   当該第２の端がフィルム出口領域を規定するよう互いに間隔をおいて配置され、
   当該第１の上側湾曲部材が湾曲ダクトを含み、
   当該湾曲ダクトが、ローラ上に設けられた第１の開口及びガス状の流体をフィルムから離しドラム外へと導く第２の開口を有するエンクロージャと、
   湾曲ダクトの第２の開口に通ずる上側凝縮トラップと、
   下側凝縮トラップと、
   エンクロージャの外側からフィルム入口領域を介して外気を引き込む気流制御システムであって、引き込んだ外気を（ａ）ローラ越しに第１の上側湾曲部材とドラムの上側部位との間を通り更に湾曲ダクト及び上側凝縮トラップを通る上側の気体流れと（ｂ）第２の下側湾曲部材とドラムの下側部位との間を通り更に下側凝縮トラップを通る下側の気体流れとに分岐させ、上側凝縮トラップにおいて風媒汚染物を凝縮させ及び気流を冷却させる一方、下側凝縮トラップにおいて風媒汚染物を凝縮させ気流を冷却させる気流制御システムとを、
   有するサーマルプロセッサ。
2. 請求項１記載のサーマルプロセッサであって、上側凝縮トラップ及び下側凝縮トラップが互いに接続され、上側及び下側の気体流れ用の連続した経路を形成するサーマルプロセッサ。
3. 請求項１記載のサーマルプロセッサであって、上記各トラップに接続され当該トラップを通過した気流をフィルタリングするフィルタシステムを備えるサーマルプロセッサ。

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