以下、本発明の一例である発明の実施の形態及び実施例を説明する。従って、発明の用語の意義や発明自体を、発明の実施の形態及び実施例の記載により限定して解釈すべきではなく、適宜変更/改良が可能であることは言うまでもない。図1は、本発明の実施の形態にかかる熱現像装置の正面図であり、図2は、かかる熱現像装置の左側面図である。熱現像装置100は、実施例に示すシート状の熱現像材料であるフィルムFを1枚ずつ給送する給送部110と、給送されたフィルムFを露光する露光部120と、露光されたフィルムFを現像する現像部130とを有している。図1,2を参照して、熱現像装置100の動作について説明する。
図2において、給送部110は上下2段に設けられ、ケースCに収納されたフィルムF(図3,4参照)を、ケースCごと格納する。不図示の取り出し装置により、フィルムFをケースCから取り出し、図中矢印(1)に示す方向(水平方向)に引き出す。更に、ケースCから引き出されたフィルムFを、ローラ対からなる搬送装置141により、図中矢印(2)に示す方向(下方)に搬送する。
熱現像装置100の下方に搬送されてきたフィルムFを、更に熱現像装置100の下部にある搬送方向変換部145へと搬送し、搬送方向変換部145で搬送方向を変換し(図2の矢印(3)及び図1の矢印(4))、露光準備段階に移行する。更にフィルムFを、熱現像装置100の左側面から、図1の矢印(5)に示す方向(上方)に、ローラ対からなる搬送装置142が搬送し、その際露光部120から、赤外域780〜860nm範囲内のレーザ光L、例えば810nmのレーザ光で走査露光する。
フィルムFはレーザ光Lを受けることにより、後述する態様で潜像を形成する。その後、フィルムFを図1の矢印(6)に示す方向(上方)に搬送し、供給手段としての供給ローラ対143に到達した時点で、そのままドラム14に供給する。すなわち、ランダムなタイミングで供給する。
<変形例1>
次に、この供給タイミングに関する変形例を説明する。供給ローラ対143が、フイルムFが供給ローラ対143に到達した時点で一旦停止させ、ドラム14の位相から、フイルムFをドラム14に供給することで、続けて供給されるフィルムどうしのズレ量を360/20=18度以上とすることにより、ドラム14の外周面の温度分布を、効率的に均一にすることができ、それによりドラム14上の回転方向の温度ムラが発生しにくくなり、画像に濃度ムラが発生することをより効果的に抑える。
<変形例2>
また、この変形例の変形例として、供給手段が、フイルムの先端を検出するセンサ152と、このセンサ152の搬送方向上流側に設けられた供給ローラ対143と、モータ151と、クロックを有する制御装置150とを有し、センサ152がフイルムFの先端を検出すると、センサ152が前回及び前々回にフイルムFの先端の通過を検出した時刻と、そのクロックに基づき、制御装置150が、任意の自然数Nに対して、上記の式21及び式22を全て満たす一定の時間間隔Tで、駆動信号をモータ151に送信し、センサ152がフイルムFの後端の通過を検出するまで、回転させる。また、それ以外の場合、供給ローラ対143の回転が停止しており、下方の搬送部142(図1)から搬送されてきたフィルムFは、一定の時間間隔Tになるまで一旦停止する。かかるモータ151の回転により、供給ローラ対143が動作して、フィルムFをドラム14に供給することができる。尚、フィルムFが搬送されてきたタイミングによっては、供給ローラ対143が回転している場合もある。
そして、供給ローラ対143の回転が停止して止まっているフイルムFに次のフイルムFが重ならないように、露光部120の手前にセンサを設け、供給ローラ対143によりフイルムFが供給開始されるまでに、次のフイルムFの先端が通過しようとしたことを検出すると、この次のフイルムFを止めるべく、搬送ローラ142を停止するようにしてもよい。
そして、この場合、この次のフイルムFが露光部120に供給されるまでは、方向変換部145にフイルムFが供給されないように、給送部110が次の次のフイルムFの給送を開始しないようにすることが好ましい。
このように制御装置150が、ドラム14に対するフィルムFの供給タイミングを調整して、フィルムFの保持位置を適宜ずらせるようにしているので、現像される画像の濃度のバラツキを極力抑えることが可能となる。
・・以上、変形例終わり。
更に、ドラム14は、フィルムFをドラム14の外周上に保持しながら、図1の矢印(7)に示す方向に回転する。かかる状態で、フィルムFをドラム14が加熱して熱現像して、後述する態様で潜像から可視画像を形成する。その後、図1のドラム右方まで回転したときに、排出手段であるガイド202a(図5)を用いてドラム14からフィルムFを離脱させ、図1の矢印(8)に示す方向に搬送し冷却した後、搬送装置144により、図1の矢印(9)及び(10)に示す方向に搬送し、熱現像装置100の上部から取り出せるように排出トレイ160に排出する。
図3は、露光部120の構成を示す概略図である。露光部120は、画像信号Sに基づき強度変調されたレーザ光Lを、回転多面鏡113によって偏向して、フィルムF上を主走査すると共に、フィルムFをレーザ光Lに対して主走査の方向と略直角な方向に相対移動させることにより副走査し、レーザ光Lを用いてフィルムFに潜像を形成するものである。
より具体的な構成を以下に述べる。図3において、画像信号出力装置121から出力されたデジタル信号である画像信号Sは、D/A変換器122においてアナログ信号に変換され、変調回路123に入力される。変調回路123は、かかるアナログ信号に基づき、レーザ光源部110のドライバ124を制御して、レーザ光源部110から変調されたレーザ光Lを照射させるようになっている。
レーザ光源部110から照射されたレーザ光Lは、シリンドリカルレンズ115により上下方向にのみ収束されて、図中矢印A方向に回転する回転多面鏡113に対し、その駆動軸に垂直な線像として入射するようになっている。回転多面鏡113は、レーザ光Lを主走査方向に反射偏向し、偏向されたレーザ光Lは、2枚のレンズを組み合わせてなるシリンドリカルレンズを含むfθレンズ114を通過した後、光路上に主走査方向に延在して設けられたミラー116で反射されて、搬送装置142により、矢印Y方向に搬送されている(副走査される)フィルムFの被走査面上を、矢印X方向に繰り返し主走査する。すなわち、レーザ光Lを、フィルムF上の被走査面全面にわたって走査する。
fθレンズ114のシリンドリカルレンズは、入射したレーザ光LをフィルムFの被走査面上に、副走査方向にのみ収束させるものとなっており、また前記fθレンズ114から前記被走査面までの距離は、fθレンズ114全体の焦点距離と等しくなっている。このように、本露光部120においては、シリンドリカルレンズを含むfθレンズ114及びミラー116を配設しており、レーザ光Lが回転多面鏡113上で、一旦副走査方向にのみ収束させるようになっているので、回転多面鏡113に面倒れや軸ブレが生じても、フィルムFの被走査面上において、レーザ光Lの走査位置が副走査方向にずれることがなく、等ピッチの走査線を形成することができるようになっている。回転多面鏡113は、たとえばガルバノメータミラー等、その他の光偏光器に比べ走査安定性の点で優れているという利点がある。以上のようにして、フィルムFに画像信号Sに基づく潜像が形成されることとなる。
なお、フイルムFの先端に露光すると、熱現像で銀画像が先端に形成され、大きく成長した銀粒子の影響で弱くなったフイルムFの乳剤層がローラや剥離爪などへの突入で剥がれる問題があるので、熱現像後のフイルムFを示す図12に示すように、フイルムFの搬送方向先端から所定長さLpまでは、露光しない。これにより、熱現像中及び熱現像後の乳剤層の剥がれの発生を抑えられる。なお、長さLpは、1mm以上で効果が顕著になり、5mmで効果が飽和するので、1〜5mmが好ましい。本実施形態では、3mmにした。
図4乃至6は、フィルムFを加熱する現像部130の構成を示す図であり、より具体的には、図4は、現像部140の斜視図であり、図5は、図4の構成をIV−IV線で切断して矢印方向に見た断面図であり、図6は、図4の構成を正面から見た図である。
現像部130は、フィルムFを外周に保持しつつ加熱可能なドラム14を有している。ドラム14は、フィルムFを所定の最低熱現像温度以上に、所定の熱現像時間維持することによって、フィルムFに、形成された潜像を可視画像として形成する機能を有する。ここで、最低熱現像温度とは、フィルムFに形成された潜像が熱現像され始める最低温度のことであり、本実施の形態のフィルムにおいては80℃以上である。一方、熱現像時間とは、フィルムFの潜像を所望の現像特性に現像するために、最低熱現像温度以上に維持するべき時間をいう。尚、フィルムFは、40℃以下では実質的に熱現像されないことは言うまでもない。
尚、現像部130は、本実施の形態においては、露光部120と共に熱現像装置100に組み込まれているが、露光部120とは独立した装置であっても良い。かかる場合、露光部120から現像部130へとフィルムFを搬送する搬送部があることが好ましい。また、ドラム14の周囲は、断熱材で覆われていると、ドラム14の温度制御がしやすく好ましい。
ドラム14の外方には、案内部材として小径のローラ16が27本設けられており、ドラム14に対して平行にかつ、ドラム14の周方向に等間隔に配置されている。ドラム14の両端には、フレーム18に支持されている案内ブラケット21が片側に3個ずつ備えられている。尚、案内ブラケット21を組み合わせることにより、ドラム14の両端において、対向するC字形状が形成されるようになっている。
各案内ブラケット21は、半径方向に延びた長孔42を9つ形成している。この長孔42から、ローラ16の両端部に設けられたシャフト40が突出する。シャフト40には、それぞれコイルばね28の一端が取り付けられており、コイルばね28の他端は、案内ブラケット21の内方縁近傍に取り付けられている。従って、各ローラ16は、コイルばね28の付勢力に基づく所定の力で、ドラム14の外周に付勢される。フィルムFは、ドラム14の外周とローラ16との間に侵入したときに、かかる所定の力でドラム14の外周面に対して押圧され、それによりフィルムFを全面的に均一に加熱する。
ドラム14に同軸に連結されたシャフト22は、フレーム18の端部部材20から外方に延在しており、シャフトベアリング24により、端部部材20に対して回転自在に支承されている。シャフト22の下方に配置され、端部部材20に取り付けられたマイクロステップモータ(不図示)の回転軸23には、不図示のギヤが形成されている。一方、シャフト22にもギヤが形成されている。両ギヤを連結するタイミングベルト(ギヤが刻まれているベルト)25を介して、マイクロステップモータの動力がシャフト22に伝達され、それによりドラム14が回転する。尚、回転軸23からシャフト22への動力の伝達は、タイミングベルトではなくチェーンやギヤ列を介して行っても良い。
図5に示すように、本実施の形態において、ローラ16は、ドラム14の周囲方向に凡そ234度の角度範囲にわたって設けられている。2本の補強部材30(図5)が、フレーム18の両端部部材20を連結し、両端部部材20を付加的に支持するようになっている。
そして、フイルムFの表面側及び裏面側の両側に設けられた案内ガイド201により案内されながら、ドラム14と最初のローラ16との間に導かれる。
この案内ガイド201は、案内ガイドの斜視図である図10に示すように、表面に先端が丸まっている突起201bが多数設けられており、これらによりフイルムFが案内されるようになっている。
これにより、ドラム14近傍で蒸発したフイルムFの低沸点有機物の蒸気が案内ガイド201に付着しても、フイルムFに転写しにくく、フイルムFに良好な画像が得られる。
ドラム14の内周には、板状のヒータ32が全周にわたって取り付けられており、図6に示す制御用電子装置34の制御下で、ドラム14の外周を加熱するようになっている。ヒータ32への電力の供給は、電子装置34に連結されたスリップ・リング・アセンブリ35を介して行われる。
尚、本実施の形態においては、熱現像装置100の構成をコンパクトにするために、ドラム14を回転自在な円筒形状としているが、フィルムFを加熱する手段として別な構成を用いても良い。たとえば、ヒータを備えたベルトコンベヤにフィルムFを載置し、かかるベルトコンベヤによりフィルムFを搬送しつつ加熱することが考えられる。
図5に示すように、ドラム14は、金属製の支持部材であるアルミ製の支持チューブ36と、この支持チューブ36の外側に、直接又は間接的に取り付けられた柔軟な柔軟層(弾性層)38を備えている。尚、柔軟層38は、支持チューブ36に間接的に取り付けられていても良い。本実施の形態による支持チューブ36は、長さが45.7cm、肉厚が0.64cmであり、外径が16cmとなっている。
一方、支持チューブ36の肉厚のムラは、たとえば4%以内に収めることが好ましい。更に、柔軟層38は、加熱すべきフィルムFに対する密着度を高めるため、十分に滑らかな面を有するようになっており、その表面粗さRaは、5μm(特に2μm)よりも小さいことが望ましい。
しかしながら、シリコンゴムをべースとするような特定の材料についての表面粗さRaは、フィルムFがドラム14に粘着することを防止するために、0.3μm以上とした方が良い。尚、表面粗さRaが0.3μm以上であれば、ガス、特に揮発性材料が、柔軟層38とフィルムFとの間から排出され易くなる。
柔軟層38は、0.3W/m/K以上の十分な熱伝導率を有しており、これによりドラム14の外周面の表面温度が均一に維持される。尚、本実施の形態においては、柔軟層38の熱伝導率は、0.4W/m/K以上としている。
柔軟層38を用いているために、耐摩耗性を犠牲にすることなく、ローラ16によりフィルムFがドラム14に対し、より確実に密着するようになっている。柔軟層38は、デュロメータで測定されるショアA硬さで70以下(特に60以下)であることが好ましい。本実施の形態では、デュロメータで測定されるショアA硬さで55以下の硬度である。
尚、特定の材料においては、熱伝導率を高めるための添加物と、シリコンゴムとを含有しており、かかる材料は、柔軟層38を形成するために、特に有益であることが見い出されている。かかる材料に含まれるシリコンゴムの熱伝導率は比較的小さいものの、当該シリコンゴムにより、フィルムFの押しつけ性能と、フィルムFに対する耐久性(耐摩耗性)とが向上することとなる。
一方、現像の処理能力を向上させるためには、熱伝導率を高くすることが必要となるが、上述した材料中の添加物は、熱伝導率を高く維持することに寄与するものである。しかしながら、柔軟層38を形成する材料において、添加物の添加量を増大させると、シリコンゴムによる押しつけ性能及び耐久性が低下するため、添加物とシリコンゴムの添加量は、ある程度の範囲内でバランスさせる必要がある。尚、シリコンゴム含有材料は、フィルムFに対して容易に離脱し、また化学的に不活性であるという利点を有している。
柔軟層38の厚さは、0.1mmから2mmの範囲にあることが好ましく、これよりも薄い柔軟層38を用いることも可能であるが、薄くなるにつれ、柔軟層30の機能が低下すると共に、その製造が困難になるという問題がある。そこで、柔軟層38の厚さは、0.4mm以上であることが好ましい。さらに、柔軟層38の厚さのバラツキは、表面領域上で、20%以下(特に10%以下)であれば好ましい。本実施の形態では、5%以下に抑えられている。尚、柔軟層の厚さに対する熱伝導率の比は、0.15以上であると好ましい。
本実施の形態においては、案内部材としては、回転自在のローラ16を用いている。しかしながら、小さな可動式ベルト等の他の手段を使用することも可能である。本実施の形態では、ローラ16として、外側の直径が1〜2cmであり、肉厚が2mmのアルミ製の管を用いる。ローラ16が中空になっていることにより、熱伝導の抑止が支援され、これにより、現像時における、ローラ16の熱の影響を極力排除することができる。ただし、供給されたフィルムFに最初に接するローラ16を、中空とせず、中実又は充填された円筒部材で形成すると、ある程度熱容量が大きいため、接したフィルムFに熱を奪われても温度低下が生じにくくなり、例えばフィルム先端近傍とフィルム後端近傍とで、画像の濃度が異なるというような濃度ムラを抑制できる。
尚、上述したように、コイルばね28の付勢力は、フィルムFがドラム14の外周面により確実に密着して、十分な熱伝達を受けることができるよう、ローラ16の押圧力を決定するものであるため、その値の選定には注意する必要がある。コイルばね28の付勢力が過小であれば、フィルムFに、熱が不均一に伝導するため画像の現像が不完全になる恐れがある。従って、フィルムFの幅1cm当たりのローラ16からの付勢力は3g以上(特に5g以上)であることが好ましい。また、かかるフィルムFの幅1cm当たりのローラ16からの付勢力が14gより過小であると、ローラ16がドラム14に対してつれ回りしない恐れが生じてくる。特に、この付勢力が7g以下だと連れ回りしない。このような場合、フィルムFがドラム14と共に回転移動し、かつローラ16がフィルムFに接しているとき、フィルムFは、ローラ16により傷つけられる恐れがある。このような場合、これらのローラ16の両端に被回転駆動部を設け、この被回転駆動部を介して、ギヤ駆動、摩擦駆動などにより、回転駆動させることが望ましい。
一方、コイルばね28の付勢力は、ローラ16がフィルムFに圧痕を生じさせない程度に小さくする必要がある。
従って、フィルムFの幅1cm当たりのローラ16からの付勢力は、200g以下(特に100g以下)にあることが好ましい。本実施の形態では、この力は、フィルムFの幅方向1cm当たり5〜7gの間にある。加えて、ローラ16の両端に被回転駆動部を設け、この被回転駆動部を介して、ギヤ駆動により回転駆動させて、この範囲内に力を維持することにより、圧痕の低減と、画像の不均一の低減との調和を確保することができる。
加えて、各コイルばね28が、円筒形状のドラム14の周囲に設けらたローラ16に用いられたとき、各コイルばね28による付勢力を、各ローラ16に作用する重力を考慮して決定すると良い。たとえば、ドラム14の上側に位置するローラ16を付勢しているコイルばね28を、ドラム14の底側でローラ16を付勢している他のコイルばね28よりも、ローラ16の質量により応じてより小さい付勢力とすることにより、フィルムFの全体にほぼ同一の面圧を作用させることができる。
各ローラ16により作用せしめられる力に加えて、隣接するローラ16の間のスペースは、フィルムFにおける高品質の画像形成を行うために重要であるといえる。フィルムFがドラム14に供給されたとき、その温度は、一般的に室温(凡そ20°C)である。従って、現像部130の処理能力を最大限にするために、フィルムFは、現像を開始するに必要な最低熱現像温度(本実施の形態では124℃)まで、室温から、速やかに加熱されねばならない。
しかしながら、ある種のフィルムFに含まれている基材、たとえば、ポリエステルフィルムをべースとする板材や、その他の熱可塑性(材料)をべースとする板材は、加熱時に、熱膨張したり、収縮したり(縮んだり)する恐れがある。従って、シワ(ヒダ)が形成されないよう寸法変化を均一とするために、フィルムFは、平らに保持される状態と拘束されない状態との問で交互に状態変化するときに、均―に加熱されるようにしなければならない。これを実現するために、複数のローラ16は、フィルムFがローラ16とドラム14との間で拘束されていないときに、隣接するローラ16の間に位置するフィルムFの面積(領域)の変化を許容することができるように、間隔を置いて設けられている。
しかしながら、上記したように、フィルムFを均一に現像するべく熱を十分にかつ均一に伝導させるために、ローラ16は、フィルムFをドラム14に対して付勢した状態で所定時間保持しなければならない。結果として、隣接するローラ16の間に位置するスぺースは、シワ(ヒダ)が最小限になるように、かつ、フィルムFの加熱が速やかにかつ均一に行われるように選択されるべきである。
更に、円筒形状のドラム14の外周上で、フィルムF自体の剛性により、その前縁がローラ16同士の間で接線方向に延びるようになるが、これを抑えるべく、ローラ16同士は、十分に近接していなければならない。かかる配置は、フィルムFをローラ16とドラム14との間に保持するために重要である。
図4〜6に示すように、29個のローラ16は、ドラム14の回転方向において234度にわたって設けられ、各スぺースは、中心から中心に対して9度だけ隔てられている。この構成は、ドラム14の直径が15cm〜30cmであり、ローラ16の直径が1〜2cmである場合に、べースの厚さが0.1〜0.2mmのフィルム、例えばベースの厚さが0.18mmであるポリエステルフィルム等の、フィルムFが比較的硬質であるものや、べースの厚さが0.10mmであるポリエステルフィルム等の、フィルムFの硬度がより小さいものに対して有効に作用するものとなっている。
ヒータ32は、ドラム14の外周面を加熱するべく、ドラム14の内周に取り付けられている。ドラム14を加熱するためのヒータ32は、エッチングされた抵抗性のフォイル・ヒータを用いることができる。
温度制御手段としてのヒーター制御用電子装置34は、ドラム14と共に回転し、ドラム14に配置された温度検出手段としての温度センサS1〜S4(図9)により感知された温度情報に応じて、ヒータ32に供給される電力を調整することができるようになっている。温度制御の詳細は後述する。ヒータ32と制御用電子装置34とにより、特定のフィルムFの現像に適した温度になるよう、ドラム14の外表面温度調整を行うことができる。本実施の形態において、ヒータ32と制御用電子装置34とにより、ドラム14を、60℃〜160℃の温度にまで加熱することができる。
ここで、ヒータ32と制御用電子装置34とにより、ドラム14の幅方向の温度を2.0℃以内(特に、1.0℃以内)に維持すると好ましい。本実施の形態では、0.5℃以内に維持される。
供給ローラ対143から所定のタイミングで供給される未現像のフィルムFは、現像部130において、加熱部材14と、最も上流側のローラ16とによって形成されるニップ部52に供給される。次いで、フィルムFは、ドラム14と共に回転する。このとき、フィルムFは、ローラ16によりドラム14に対して付勢され、回転の間に所定時間、ドラム14の外周に当接せしめられる。
ドラム14は、現像されるフィルムFと略同一速度で移動することができるため、フィルムFの表面に傷(傷み、損傷)がつく恐れは低くなり、それにより高品質の画像を確保することができる。ドラム14とローラ16との間に搬送された後、現像されたフィルムFは、最も下流側に位置するローラ16とドラム14とにより形成されたニップ部50に案内されて、現像部130のドラム14から引き出されることとなる。
現像部130は、例えば実施例に示す赤外線感光性ハロゲン化銀を含む感光性熱現像乳剤がコーティングされた0.178mmのポリエステル基層等の種々のフィルムFを現像するように構成されることができる。ドラム14は、115℃〜138℃の温度、たとえば、124℃に維持され、該ドラム14は、フィルムFを所定時間である約15秒間、その外周面に当接状態で保持するような回転速度で回転せしめられる。当該所定時間及び当該温度で、フィルムFは、124℃の温度まで上昇せしめられることができる。
柔軟層38の厚さと熱伝導率は、複数のフィルムFの連続的処理を効率的に行えるように、選択されている。もちろん、これらのパラメータは、現像されるフィルムFの特性に従って、また、所望される処理能力に従って、変化させることが可能である。たとえば、ドラム14の温度及び回転速度は、現像に係る異なった必要条件を有するフィルムFを現像するために、フィルムFがドラム14に接する所定時間と同様に、変化させることができる。
加えて、ドラム14と同様に、ローラ16にも柔軟層を設けることができる。また、ローラ16に柔軟層を設ける代わりに、ドラム14には、より柔軟でない外層を設けるようにすることもできる。さらに、ドラム14が回転ローラであり、円筒形状のドラム又は支持された平坦なエンドレス・べルトがローラ16として機能するように構成されることも可能である。
フィルムFの感光性熱現像乳剤層を有する側の面は、ドラム14の外周面(本実施の形態では柔軟層38)に接することが好ましい。しかしながら、フィルムFのその反対側の面も、また、ドラム14の外周面(本実施の形態では柔軟層38)に接するようにすることができる。
画像の熱現像に続いて、剥離部材202aにより、フィルムFを現像部130のドラム14の表面から離し、隔てられる方向に案内し、その後、冷却装置150Aの方向に案内する。これにより、傷(損傷)が付く恐れが低くなり、またその表面の摩耗の恐れも低くなる。尚、現像されたフィルムFは、冷却装置において、最初は徐々に冷却され、その後急速に冷却される。
次に、この剥離部材202aについて、その斜視図である図11に基づいて説明する。剥離部材202aの先端221は断面が尖っており、剥離部材202aの先端両側に設けられた回転自在な突き当てコロ210により、ドラム14の外周面と所定の間隔を保っている。この所定間隔は、フイルムの厚さの0.2〜0.8倍の範囲内の間隔であることが剥離性が良く、好ましい。
そして、剥離部材202aの先端221は、フイルムFの搬送幅方向のサイズLw(cm)に対して0.3〜3cm内側までであることが、フイルムFの両端から剥離するフイルム片が剥離部材202aの先端221に付着せず、かつ、フイルムFの搬送幅方向両端がドラム14の表面に着いてしまって剥離部材202aで剥がれなかったり、剥がれても変形してしまったりすることを抑えられ、好ましい。なお、本実施形態の剥離部材202aの先端221は、フイルムFの搬送幅方向の両端からLs=1cm内側までの長さである。
もちろん、剥離部材202aの先端を除く搬送幅方向のサイズは、フイルムFの搬送幅方向のサイズより大きいことは言うまでもない。
また、剥離部材202aの先端221側の先頭部220は熱伝導性の高い金属部材で形成されており、フイルムFを速やかに冷却し、熱現像を所定の熱現像時間で停止させるようにしている。そして、先頭部220の後に続いて不織布で形成された断熱部230が設けられており、フイルムFがガラス転移温度以下にまで冷却する前に冷却速度を低下させるとともに、フイルムFの曲率半径を大きくした状態でガラス転移温度以下に冷却するようにしている。
図7は、実施例に示すフィルムFの断面図であり、露光時におけるフィルムF内の化学的反応を模式的に示した図である。図8は、加熱時におけるフィルムF内の化学的反応を模式的に示した、図7と同様な断面図である。フィルムFは、PETからなる支持体(基層)上に、ポリビニルブチラールを主材とする感光層が形成され、更に、その上にセルロースブチレートからなる保護層が形成されている。感光層には、ベヘン酸銀(Beh.Ag)と、還元剤及び調色剤とが配合されている。
露光時に、露光部120よりレーザ光LがフィルムFに対して照射されると、図7に示すように、レーザ光Lが照射された領域に、ハロゲン化銀粒子が感光し、潜像が形成される。一方、フィルムFが加熱されて最低熱現像温度以上になると、図8に示すように、ベヘン酸銀から銀イオン(Ag+)が放出され、銀イオンを放出したベヘン酸は調色剤と錯体を形成する。その後銀イオンが拡散して、感光したハロゲン化銀粒子を核として還元剤が作用し、化学的反応により銀画像が形成されると思われる。このようにフィルムFは、感光性ハロゲン化銀粒子と、有機銀塩と、銀イオン還元剤とを含有し、40℃以下の温度では実質的に熱現像されず、80℃以上である最低現像温度以上の温度で熱現像されるようになっている。
ところで、感光性ハロゲン化銀粒子と、有機銀塩と、銀イオン還元剤とを含有し、40℃以下の温度では実質的に熱現像されず、80℃以上である最低現像温度以上の温度で熱現像される熱現像材料を、ヒータにより発生した熱により熱現像する熱現像装置で、熱現像が十分にされず、階調再現が適切にならないことがたまにあることが判った。
本発明者らの検討によれば、感光性ハロゲン化銀粒子と、有機銀塩と、銀イオン還元剤とを含有し、40℃以下の温度では実質的に熱現像されず、80℃以上である最低現像温度以上の温度で熱現像される熱現像材料は、ロットや経時的な保存条件やサイズの違いにより、熱現像材料が熱現像部から奪う熱量の経時的な変動があり、ヒータに十分な余裕がないと、熱現像材料の温度が低下し、十分に熱現像されないということが判明した。
そこで、本実施の形態においては、熱現像材料であるフィルム1枚を熱現像する間に、ドラム14のヒータ32が発熱することができる最大の発熱量Hmaxと、フィルムの熱容量Mとが、以下の式を満たすように設定する。
0.07≦M/Hmax≦0.75 (1)
すなわち、0.07≦M/Hmax(より好ましくは0.10≦M/Hmax(特に0.15≦M/Hmax))という関係により、低コストで、デューティ比が小さくなりすぎず、簡単に、安定的な階調再現を行うように制御でき、また、M/Hmax≦0.75(より好ましくはM/Hmax≦0.5(特にM/Hmax≦0.3))という関係により、フィルムがヒータから奪う熱量の経時的な変動があっても、ヒータに十分な余裕があり、フィルムの温度が安定し、十分に熱現像され、安定的な階調再現を行うことができる。
尚、熱現像できるフィルムの熱容量が多様である場合は、フィルム1枚を熱現像する間に、ドラム14のヒータ32が発熱することができる最大の発熱量Hmaxと、熱容量が最大であるフィルムの熱容量Mmaxと、熱容量が最小であるフィルムの熱容量Mminとが、以下の二式を共に満たすように設定すればよい。
Mmax/Hmax≦0.75 (2)
0.07≦Mmin/Hmax (3)
すなわち、0.07≦Mmin/Hmaxという関係により、低コストで、デューティ比が小さくなりすぎず、簡単に、安定的な階調再現を行うように制御でき、また、Mmax/Hmax≦0.75という関係により、フィルムがヒータから奪う熱量の経時的な変動があっても、ヒータに十分な余裕があり、フィルムの温度が安定し、十分に熱現像され、安定的な階調再現を行うことができる。更に、より高画質な画像を形成するためには、0.10≦Mmin/Hmax(特に0.12≦Mmin/Hmax)であることが好ましく、また、Mmax/Hmax≦0.5(特にMmax/Hmax≦0.3)であることが好ましい。
尚、本実施の形態においては、ドラム14の外周面を冷却する冷却装置を備えている。かかる冷却装置について説明する。図5において、フィルムの供給口201と、フィルムの排出口202との間において、4本の冷却ローラ203が可動式フレーム203aにより回転自在に支持されている。冷却ローラ203は、ドラム14の長手方向長さとほぼ等しい長さを有し、高い熱伝導性を有する材料から形成されている。可動式フレーム203aは、不図示の駆動装置により、ドラム14に対して半径方向に移動自在となっている。可動式フレーム203が、半径方向内方に移動したときには、冷却ローラ203がドラム14の外周面に接触し、半径方向外側に移動したときには、冷却ローラ203がドラム14の外周面から離れる。
強制冷却手段としての当該冷却装置によれば、たとえば熱容量が小さいフィルムFが供給された場合には、駆動装置は、フィルムFの熱容量に応じた時間だけ、ドラム14の外周面に冷却ローラ203が接触するよう、可動式フレーム203aを半径方向内方に移動させる。それにより、一定量の熱量がドラム14から冷却ローラ203に吸収されるため、供給されたフィルムFの熱容量に関わりなく、ドラム14の外周面温度を一定に維持することができる。
更に、フィルムFをドラム14の表面上に供給するタイミングに関する情報を、図4に示すセンサ152から取得して、かかる情報に応じて、ドラム14の内周に密着して設けられた面状ヒータ32によるドラム14への加熱を制御することが考えられる。すなわち、センサ152からの情報に基づいて、フィルムFが供給されるときは、ヒータ32の加熱量を上げ、フィルムFが供給されないときは、ヒータ32の加熱量を下げて、ドラム14の外周面の温度を極力一様にすることができ、それにより濃度ムラを抑制できる。
また、ヒータ32の制御目標を、フィルムFを熱現像するタイミングに応じて異ならせれば、例えば、フィルムFが熱現像状態にあるときは、ヒータ32の加熱量を上げ、フィルムFが熱現像状態にないときは、ヒータ32の加熱量を下げて、ドラム14の外周面の温度を極力一様にすることができ、それにより濃度ムラを抑制できる。ここで、フィルムFが熱現像状態にあるとは、フィルムの先端が最初にドラム14に接する時からフィルムFの後端が最初にドラムに接する時までをいい、フィルムFが熱現像状態にないとは、それ以外の状態をいう。又、ヒータ32の制御目標としたのは、ヒータ32の温度を直接測定して温度制御すること、及びヒータ32に隣接する支持チューブ36の温度を測定して温度制御することの双方を含むためである。
図9は、別な実施の形態にかかる支持チューブ36を展開して示す図である。Y方向が、フィルムFの幅方向に相当し、X方向が、フィルムFの長さ方向に相当する。ドラム14の外周面は、下面側となる。面状ヒータ32は、例えばニクロム線wなどを細かいピッチで支持チューブ36の表面(内周面)に這わせて形成されるが、中央の領域32aと、Y方向に隣接する側部の領域32b、32cと、更に外側の最外方領域32d、32eに分割されている。各領域32a〜32eにおいて、ヒータ32はそれぞれ独立して温度制御可能となっている。
最外方領域32dと側部の領域32bとの間における支持チューブ36の表面には、溝36aが形成され、側部の領域32bと中央の領域32aとの間における支持チューブ36の表面には、溝36bが形成され、中央の領域32aと側部の領域32cとの間における支持チューブ36の表面には、溝36cが形成され、側部の領域32cと最外方領域32eとの間における支持チューブ36の表面には、溝36dが形成されている。溝36a内には、ワイヤ状の温度センサS1が配置され、溝36b内には、ワイヤ状の温度センサS2が配置され、溝36c内には、ワイヤ状の温度センサS3が配置され、溝36d内には、ワイヤ状の温度センサS4が配置されている。温度センサS1〜S4は、温度によって変化する自身の抵抗を用いて、ヒータ32の温度ではなく支持チューブ36の温度を測定することができる。尚、図示していないが、ヒータ32及び温度センサS1〜S4は、不図示の断熱層によって覆われている。
ここで、中央の領域32aの幅に略等しい幅のフィルムF1がドラム14に供給されたとき、中央の領域32aはフィルムFによって冷却されるため、中央の領域32aにかかるヒータ32が加熱制御されることになるが、それにつられて側部の領域32b、32cも温度が上昇してしまう。
そこで、本実施の形態によれば、フィルムF1が通過しない搬送幅方向範囲(すなわち側部の領域32b、32c)に設けられたヒータ32の制御目標値を、実質的に、フィルムF1の先端が最初にドラム14に接する時からフィルムF1の後端が最初にドラム14に接する時までに設定される値が、それ以外の期間に設定される値より低くなるようにしているので、フィルムF1の供給に基づく中央の領域32aの加熱により側部の領域32b、32cの温度が過昇してしまうことを抑制でき、それによりフィルムF1の幅方向におけるドラム14の温度ムラを抑制することができる。尚、最外方領域32d、32eに関しては、温度の影響はほとんどないので、かかる場合における制御目標値は不変か、変更があっても極わずかである。
更に本実施の形態によれば、サイズによらずフィルムF1が通過する搬送幅方向範囲を含む領域(すなわち中央の領域32a)に設けられたヒータ32の制御目標値を、実質的に、フィルムF1の先端が最初にドラム14に接する時からフィルムF1の後端が最初にドラム14に接する時までに設定される値が、それ以外の期間に設定される値より高くなるようにしているので、フィルムF1の供給により中央の領域32aの温度低下を抑制でき、それによりフィルムF1の幅方向におけるドラム14の温度ムラを抑制することができる。
尚、実質的に、フィルムF1の先端が最初にドラム14に接する時からフィルムF1の後端が最初にドラム14に接する時までに設定される値と、それ以外の期間に設定される値とを目標とする温度制御は、ランプ処理により平滑化されると、より円滑な温度制御が達成されるため好ましい。
次に、中央の領域32a及び側部の領域32b、32cの幅に略等しい幅のフィルムF2がドラム14に供給されたとき、中央の領域32a及び側部の領域32b、32cはフィルムF2によって冷却されるため、中央の領域32a及び側部の領域32b、32cにかかるヒータ32が加熱制御されることになるが、それにつられて最外方領域32d、32eも温度が上昇してしまう。
そこで、本実施の形態によれば、フィルムF2が通過しない搬送幅方向範囲(すなわち最外方領域32d、32e)に設けられたヒータ32の制御目標値を、実質的に、フィルムF2の先端が最初にドラム14に接する時からフィルムF2の後端が最初にドラム14に接する時までに設定される値が、それ以外の期間に設定される値より低くなるようにしているので、フィルムF2の供給に基づく中央の領域32a及び側部の領域32b、32cの加熱により最外方領域32d、32eの温度が過昇してしまうことを抑制でき、それによりフィルムF2の幅方向におけるドラム14の温度ムラを抑制することができる。
更に本実施の形態によれば、サイズによらずフィルムF2が通過する搬送幅方向範囲を含む領域(すなわち中央の領域32a及び側部の領域32b、32c)に設けられたヒータ32の制御目標値を、実質的に、フィルムF2の先端が最初にドラム14に接する時からフィルムF2の後端が最初にドラム14に接する時までに設定される値が、それ以外の期間に設定される値より高くなるようにしているので、フィルムF2の供給により中央の領域32a及び側部の領域32b、32cの温度低下を抑制でき、それによりフィルムF2の幅方向におけるドラム14の温度ムラを抑制することができる。
尚、上述したようにヒータの制御は、各領域32a〜32e毎に個々に行えるため、例えば、側部の領域32bの幅w1に等しいフィルムや、中央の領域32a及び側部の領域32bの幅w2に等しいフィルムも、上述したような制御を行うことで、適切に熱現像を行える。ただし、中央の領域32aは、最も温度変化しにくい領域であるので、かかる領域32aを、サイズに関わらず全てのフィルムが通過するようにすると好ましい。
ヒータ32の温度制御は、ON/OFFデューティ比制御で行われると、制御装置を簡素化できるため好ましい。また、温度制御に当たっては、いわゆる積分制御や微分制御を用いて、目標値に対して制御を実行すると、温度の収束が早く好ましい。尚、積分制御又は微分制御とは、積分値又は微分値を直接用いるほか、時間をおいた値の平均を取るなど、時間積分相当値や時間微分相当値を用いる場合も含む。
熱現像材料に用いられる感光性のハロゲン化銀は、典型的に、有機銀塩に関して、0.75〜25mol%の範囲で用いられることができ、好ましくは、2〜20mol%の範囲で用いられることができる。
このハロゲン化銀は、臭化銀や、ヨウ化銀や、塩化銀や、臭化ヨウ化銀や、塩化臭化ヨウ化銀や、塩化臭化銀等のあらゆる感光性ハロゲン化銀であっても良い。このハロゲン化銀は、これらに限定されるものではないが、立方体や、斜方晶系状や、平板状や、4面体等を含む、感光性であるところのあらゆる形態であったも良い。
有機銀塩は、銀にオンの還元源を含むあらゆる有機材料である。有機酸の、特に長鎖脂肪酸(10〜30の炭素原子、好ましくは15〜28の炭素原子)の銀塩が好ましい。配位子が全体的に4.0〜10.0の間で一定の安定性を有する有機又は無機の銀塩錯体であることが好ましい。そして、画像形成層の質量の約5〜30%であることが好ましい。
この熱現像材料に用いられることができる有機銀塩は、光に対して比較的安定な銀塩であって、露光された光触媒(たとえば写真用ハロゲン化銀等)と還元剤の存在において、80℃以上の温度に加熱されたときに銀画像を形成する銀塩である。
好ましい有機銀塩には、カルボキシル基を有する有機化合物の銀塩が含まれる。それらには、脂肪族カルボン酸の銀塩及び芳香族カルボン酸の銀塩が含まれる。脂肪族カルボン酸の銀塩の好ましい例には、ベヘン酸銀、ステアリン酸銀等が含まれる。脂肪族カルボン酸におけるハロゲン原子又はヒドロキシルとの銀塩も効果的に用いうる。メルカプト又はチオン基を有する化合物及びそれらの誘導体の銀塩も用いうる。更に、イミノ基を有する化合物の銀塩を用いうる。
有機銀塩のための還元剤は、銀イオンを金属銀に還元できるいずれの材料でも良く、好ましくは有機材料である。フェニドン、ヒドロキノン及びカテコールのような従来の写真現像剤が有用である。しかし、フェノール還元剤が好ましい。還元剤は画像形成層の1〜10質量%存在するべきである。多層構成においては、還元剤が乳剤層以外の相に添加される場合は、わずかに高い割合である約2〜15質量%がより望ましい。
<装置改善例>
上述の実施形態の熱現像装置をさらに改善した例を以下説明します。ドラムに付勢された回転自在なローラ16の内、少なくともドラム14に供給されたフイルムFが最初に接する先頭のローラ及びこれに続くローラの合計4本のローラは、中空とせず、鋼鉄製の中実のローラにしている。
これにより、もし、最短時間間隔Tminが27秒以下であると、ドラムに供給された熱現像材料が最初に接するローラが中空ローラであると、このローラの温度を急激に低下させ、熱現像材料の先端と後端とで温度差が生じ、濃度ムラが生じるが、ドラムに供給された熱現像材料が最初に接するローラが中実のローラであれば、このローラ16の熱容量が大きいため、このローラ16からフイルムFを裏面から加熱することができ、フイルムFが位置した領域とそれ以外の領域との間に生じる温度差が小さく、現像時間を短くできつつ、接したフィルムFに熱を奪われても温度低下が生じにくくなり、例えばフィルム先端近傍とフィルム後端近傍とで、画像の濃度が異なるというような濃度ムラを抑えることができ、「ドラムの回転周期とフイルムの供給間隔が同期することによる温度ムラ」を抑える効果との相乗効果により濃度ムラを良好に抑えられ、良好な画像が得られる熱現像ができる。
また、最短時間間隔Tminが27秒以下では、1枚の熱現像材料を熱現像するだけで弾性層表面の温度低下が激しくなりやすいが、弾性層の厚さが、0.00070(m)以下であり、弾性層の厚さ(m)に対する熱伝導率(W/m/K)の比が500(W/m2/K)以上であることにより、金属製支持部材から弾性層表面まで熱を良好に伝え、弾性層表面の温度低下を抑え、かつ、ドラムの回転周期とフイルムの供給間隔が同期することによる温度ムラを抑える効果との相乗効果により濃度ムラを良好に抑えられる。
なお、弾性層の熱伝導率が0.4(W/m/K)以上であることが弾性層内の温度ムラを抑える観点から好ましい。