JP2001281344A - 固体センサおよび放射線画像読取装置 - Google Patents

固体センサおよび放射線画像読取装置

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JP2001281344A
JP2001281344A JP2000092779A JP2000092779A JP2001281344A JP 2001281344 A JP2001281344 A JP 2001281344A JP 2000092779 A JP2000092779 A JP 2000092779A JP 2000092779 A JP2000092779 A JP 2000092779A JP 2001281344 A JP2001281344 A JP 2001281344A
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Yuji Isoda
勇治 礒田
Takao Kuwabara
孝夫 桑原
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Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 固体センサの耐衝撃性を向上させる。 【解決手段】 基板6上に少なくとも放射線導電層2と
電極5とを備え、放射線画像情報を静電潜像として記録
する固体センサ10において、基板6を樹脂基板とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、放射線の照射によ
り形成される静電電荷のパターン(静電潜像)として画
像情報を記録することのできる固体センサおよび放射線
画像読取装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、医療用放射線撮影において、
被験者の受ける被爆線量の減少、診断性能の向上等を図
るために、放射線に感応する光導電体(例えば、a−S
e(アモルファスセレン)板等)を感光体(固体セン
サ)として用い、セレン板に形成された放射線による静
電潜像を、レーザビーム或いは多数の電極で読み取るシ
ステムが開示されている(たとえば、米国特許第417627
5号, 同第5268569号, 同第 5354982号,同第4535468
号、 "23027 Method and devisce for recording and t
ransducing an electromagnetic energy pattern";Rese
rch Disclosure June1983、 特開平 9-5906号、米国特
許第4961209号、"X-ray imaging using amorphous sele
nium";Med Phys.22(12)等)。
【0003】これらは、周知の撮影法であるTV撮像管
による間接撮影法と比較して高解像度であること、ま
た、ゼロラジオグラフィ法(電子X線写真法)と比較し
て撮影に要する放射線照射量が少ないという点で優れて
いる。
【0004】例えば、放射線を電荷に変換する電荷生成
プロセスの面からは、放射線が照射されることにより蛍
光体から発せられた蛍光を光電変換素子で検出して得た
信号電荷を光電変換素子の蓄電部に一旦蓄積し、蓄積電
荷を画像信号(電気信号)に変換して出力する光変換方
式の放射線固体センサ(例えば特開昭59-211263 号、特
開平2-164067号、PCT国際公開番号WO92/06501号、
SPIE Vol.1443 Medical Imaging V;Image Physics(199
1) ,p.108-119 等)、或いは、放射線が照射されるこ
とにより放射線導電体内で発生した信号電荷を電荷収集
電極で集めて蓄電部に一旦蓄積し、蓄積電荷を電気信号
に変換して出力する直接変換方式の放射線固体センサ
(MATERIAL PARAMETERS IN THICK HYDROGENATED AMORPH
OUS SILICONRADIATION DETECTORS,Lawrence Berkeley L
aboratory.University of California,Berkeley.CA 947
20 Xerox Parc.Palo Alto.CA 94304、Metal/Amorphous
Silicon Multilayer Radiation Detectors,IEE TRANSAC
TIONS ON NUCLEAR SCIENCE.VOL.36.NO.2.APRIL 1989、
特開平1-216290号等)等がある。
【0005】また、蓄積された電荷を外部に読み出す電
荷読出プロセスの面からは、蓄電部と接続されたTFT
(薄膜トランジスタ)を走査駆動して読み出すTFT読
出方式のものや、読取光(読取用の電磁波)を検出器に
照射して読み出す光読出方式のもの等がある。
【0006】また本出願人は、特願平10-232824号 や同
10−271374号において改良型直接変換方式の放射線固体
センサを提案している。改良型直接変換方式の放射線固
体センサとは、直接変換方式、且つ光読出方式のもので
あり、記録用の放射線に対して透過性を有する第1の導
電体層、この第1の導電体層を透過した記録用の放射線
の照射を受けることにより放射線導電性を呈する記録用
放射線導電層、第1の導電体層に帯電される電荷と同極
性の電荷に対しては略絶縁体として作用し、かつ、この
電荷と逆極性の電荷に対しては略導電体として作用する
電荷輸送層、読取用の電磁波の照射を受けることにより
光導電性(正確には電磁波導電性)を呈する読取用光導
電層、読取用の電磁波に対して透過性を有する第2の導
電体層をこの順に積層して成るものであり、記録用光導
電層と電荷輸送層との界面(蓄電部)に、画像情報を担
持する信号電荷(潜像電荷)を蓄積するものである。
【0007】上記記録用放射線導電層には、一般に、耐
久性に優れ高電荷を生成することが可能なSe、Pb
O、PbI 等が用いられる(特願平10-232824号)。
【0008】また、米国特許第 5556716号には、VB−
VIB、VB−VIIB、IIB−VIB、IIB−V
B、IIIB−VB、IIIB−VIB、IB−VI
B、IVB−VIIBの無機材料と有機材料を組み合わ
せた、BiI、PbI、PbI、Bi
ナイロン−11、PVK(N−ポリビニルカルバゾー
ル)、PMMA(メタクリル樹脂)が放射線導電層に用
いられる材料として記載されている。また、Science,27
3(1996),632には、BiIとナイロン−11(50/
50重量%)の放射線導電性材料が、良好な放射線フォ
トコン特性を示すことが記載されている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記固体セ
ンサの基板には、光透過性に優れ、適度の堅さがあり、
また入手しやすいなどの理由から、ガラスが用いられる
ことが多い。しかし、ガラスは一般に耐衝撃性に弱いと
いう問題がある。
【0010】本発明は上記事情に鑑みなされたものであ
り、耐衝撃性が向上した固体センサを提供することを目
的とするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、基板上に少な
くとも放射線導電層と電極とを備え、放射線画像情報を
静電潜像として記録する固体センサにおいて、前記基板
が樹脂からなることを特徴とするものである。
【0012】前記樹脂はセルロースアセテート、ポリエ
チレンテレフタレート、ポリアミド、ポリイミド、トリ
アセテート、ポリカーボネート等のプラスチックフィル
ムであることが好ましく、ポリイミドであることがより
好ましい。
【0013】前記電極は導電性高分子からなることが好
ましい。導電性高分子とは導電性を有する高分子であっ
て、固体センサ状に配されて導電性を有するものであれ
ば特に限定されるものではない。導線性材料を高分子材
料中に分散させたものであってもよい。
【0014】前記放射線導電層は、無機/有機複合材料
からなることが好ましい。放射線とはX線やγ線などを
意味し、無機/有機複合材料とは無機材料と有機材料と
が複合している材料を意味する。前記無機/有機複合材
料は、ヨウ化ビスマス/ナイロンであることが好まし
く、前記ナイロンはアルコール可溶性ナイロンであるこ
とがより好ましい。アルコール可溶性ナイロンとは、ア
ルコール系溶媒に可溶な常温で固体のナイロンであっ
て、各種の二塩基酸やジアミンなどを共重合して得られ
る共重合ナイロンおよびナイロンのポリアミド結合にN
−アルコキシメチル基が導入されたナイロン等を意味す
る。
【0015】本発明の放射線画像読取装置は、放射線画
像情報を静電潜像として記録された本発明の固体センサ
と、該固体センサから前記静電潜像を読み取る読取手段
とを備えたことを特徴とするものである。
【0016】前記読取手段としては、静電潜像を読み取
るために光を用いる方式や画素毎にトランジスタを用い
る方式などを利用することができる。
【0017】
【発明の効果】本発明の固体センサは、基板を樹脂とし
たので、落下などによる破損が起きにくいため、固体セ
ンサの耐衝撃性を飛躍的に向上させることができる。
【0018】なお、樹脂をポリイミドとすることによ
り、耐衝撃性をより向上させることができるとともに、
耐高温性、耐薬品性、光透過性に優れた基板を形成する
ことができる。
【0019】また、基板を樹脂、放射線導電層を無機/
有機複合材料、電極を導電性高分子とすることにより、
すべて塗布により形成することができるので、製造方法
を極めて簡素化することが可能となる。
【0020】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて説明する。本発明は、少なくとも無機/有機複合材
料からなる放射線導電層上に電極を備え、放射線画像情
報を静電潜像として記録する固体センサにおいて、電極
を導電性高分子としたことを特徴とするものである。
【0021】図1は本発明の無機/有機複合材料からな
る放射線導電層を有する固体センサの一実施の形態を示
す断面図を示すものである。なお、放射線を電荷に変換
する電荷生成プロセスとしては、放射線が照射されるこ
とにより蛍光体から発せられた蛍光を光電変換素子で検
出し、これにより得た信号電荷を光電変換素子の蓄電部
に一旦蓄積し、蓄積電荷を画像信号に変換して出力する
光変換方式の固体センサ、放射線が照射されることによ
り放射線導電体内で発生した信号電荷を電荷収集電極で
集めて蓄電部に一旦蓄積し、蓄積電荷を電気信号に変換
して出力する直接変換方式の固体センサとがあるが、こ
こでは直接変換方式の固体センサを例にとって説明す
る。
【0022】この固体センサ10は、樹脂基板6上に、後
述する記録用の放射線L1に対して透過性を有する第1の
導電層(電極)1、この導電層1を透過した放射線L1の
照射を受けることにより導電性を呈する記録用放射線導
電層2、導電層1に帯電される電荷(潜像極性電荷;例
えば負電荷)に対しては略絶縁体として作用し、かつ、
電荷と逆極性の電荷(輸送極性電荷;上述の例において
は正電荷)に対しては略導電体として作用する電荷輸送
層3、後述する読取用の読取光L2の照射を受けることに
より導電性を呈する読取用光導電層4、電磁波L2に対し
て透過性を有する第2の導電層(電極)5をこの順に積
層してなるものである。
【0023】各層の形成に際しては、高温に曝された
り、薬品が使用されたりするため、樹脂基板6は耐高温
性、耐薬品性を有することが必要とされ、また、後述す
る光読出方式においては、読取光を透過させる光透過性
が要求される。従って、樹脂基板6としては、例えばセ
ルロースアセテート、ポリエチレンテレフタレート、ポ
リアミド、ポリイミド、トリアセテート、ポリカーボネ
ート等のプラスチックフィルムを好ましく用いることが
でき、耐高温性、耐薬品性により優れ、光透過性の高い
ポリイミドを用いることがより好ましい。
【0024】樹脂基板6の厚みは、10μm〜2000μmであ
ることが好ましく、80μm〜1000μmであることがより好
ましい。樹脂基板6の表面は電極5との接着性を向上さ
せるためマット状にすることが好ましい。
【0025】電極1には、導電性高分子を用いる。導電
性高分子としては、脂肪族共役系ポリマー、芳香族共役
系ポリマー、複素環式共役系ポリマー、ラダーポリマー
が好ましく、具体的にはポリアセチレン系ポリマー、ポ
リアニリン系ポリマー、ポリピロール系ポリマー、ポリ
チオフェン系ポリマー、ポリアセン系ポリマー、アミノ
ピラジン系ポリマー、ポリアミノアゾピリジン系ポリマ
ー、アミノナフタレン系ポリマー、ピロール系アゾ化合
物系ポリマー、ポリシラン系ポリマー、酸化スズ等の導
電性材料をナイロン等の高分子に分散させたものなどを
好ましく用いることができる。これらの導電性高分子
は、単独で用いてもよいし、導電性を向上させるために
添加剤を適宜添加してもよい。導電性高分子電極は、塗
布により記録用放射線導電層2上に設けることができ
る。
【0026】記録用放射線導電層2には、無機/有機複
合材料を使用することが好ましい。放射線L1を十分に吸
収できるようにするためには、記録用放射線導電層2の
厚さを 100μm〜2000μmとすることが好ましく、500
μm〜1000μm とすることがより好ましい。
【0027】放射線吸収能を有する無機材料としては、
VB−VIB、VB−VIIB、IIB−VIB、II
B−VB、IIIB−VB、IIIB−VIB、IB−
VIB、IVB−VIIBの無機材料、たとえば、Bi
3、 BiSe、BiI、BiBr、 C
dS、CdSe、CdTe、HgS、Cd、In
As、InP、In、InSe、AgS、
PbI、PbI 2− などを用いることができる
が、特にBiI(ヨウ化ビスマス)が好ましい。
【0028】有機材料としては、ナイロン−11、PV
K、PMMAなどを用いることができるが、無機材料の
分散性を向上させることができるので、アルコール可溶
性ナイロンを用いることが好ましい。アルコール可溶性
ナイロンは、上述したように、アルコール系溶媒に可溶
な常温で固体のナイロンであれば、各種の二塩基酸やジ
アミンなどを共重合して得られる共重合ナイロンおよび
ナイロンのポリアミド結合にN−アルコキシメチル基が
導入されたナイロン等を用いることができる。
【0029】共重合ナイロンは、2種類以上のジアミン
および/または2種類以上の二塩基酸を共重合させて得
られるものである。ジアミンとしては、ヘキサメチレン
ジアミン、ヘプタメチレンジアミン、p−ジ−アミノメ
チルシクロヘミサン、ビス(p−アミノシクロヘキシ
ル)メタン、m−キシレンジアミン、1,4−ビス(3
−アミノプロポキシ)シクロヘキサン、ピペラジン、イ
ソホロンジアミンなどが、二塩基酸としては、アジピン
酸、セバチン酸、アゼライン酸、ドデカン二酸、ウンデ
カン酸、ダイマー酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフ
タル酸、5−スルホイソフタル酸ナトリウムなどがあげ
られる。また、ナイロンの製造には、アミノカルボン酸
なども使用することができ、11−アミノウンデカン
酸、12−アミノドデカン酸、4−アミノメチル安息香
酸、4−アミノメチルシクロヘキサンカルボン酸、7−
アミノエナント酸、9−アミノノナン酸などのアミノカ
ルボン酸や、ε−カプロラクタム、ω−ラウロラクタ
ム、α−ピロリドン、α−ピペリドンなどのラクタムも
使用することができる。このような化合物から得られる
アルコール可溶性ナイロンとしては、ナイロン−6/ナ
イロン−66、ナイロン−6/ナイロン6−10、ナイ
ロン−6/ナイロン−66/ナイロン6−10、ナイロ
ン−6/ナイロン−66/ナイロン−11、ナイロン−
6/ナイロン−66/ナイロン−12、ナイロン−6/
ナイロン6−10/ナイロン6−11、ナイロン−6/
ナイロン6−10/ナイロン6−12、ナイロン−6/
ナイロン−11/イソホロンジアミン、ナイロン−6/
ナイロン−66/p−ジ(アミノシクロヘキシル)メタ
ンなどの構成のナイロンがあげられ、特にナイロン−6
とナイロン−66の複合体が好ましい。
【0030】また、ナイロン中のポリアミド結合に、ホ
ルマリンとアルコールを付加させたN−アルコキシメチ
ル基を導入することによってもアルコール可溶性ナイロ
ンを得ることができる。具体的には、ナイロン−6、ナ
イロン−66などをアルコキシメチル化したものがあげ
られる。N−アルコキシメチル基の導入は、融点の低
下、可撓性の増大、溶解性の向上に寄与するものであ
る。
【0031】このようなアルコール可溶性ナイロンは広
く知られており、ナイロン樹脂ハンドブック、Journal
of American Chemical Society 71,651(1949) などに記
載の方法で製造できるものである。
【0032】アルコール可溶性ナイロンを融解させるア
ルコールとしては、メタノール、エタノール、イソプロ
ピルアルコール、n−プロピルアルコール、イソブチル
アルコール、n−ブチルアルコールなどを用いることが
できるが、融解させた後、アルコールを蒸発させて高粘
性複合材料とするため、メタノール、エタノールを用い
ることが好ましい。また、アルコールは、モレキュラシ
ーブ等で脱水することが好ましい。アルコールの使用量
は、融解するアルコール可溶性ナイロンとヨウ化ビスマ
スとの混合比や、用いるアルコールの種類によって異な
るため、一概にはいえないが、アルコール可溶性ナイロ
ンが溶け、ヨウ化ビスマスが充分分散できる状態になる
ように用いることが好ましい。
【0033】ナイロンにアルコール可溶性ナイロンを用
いて放射線導電層を形成するには、アルコール可溶性ナ
イロンと無機材料をアルコールに融解し、融解後さらに
アルコールを蒸発させて高粘性複合材料とし、これを適
当な基板上で製膜する、いわゆる液層析出法により作製
することができる。
【0034】ナイロンがアルコール可溶性ナイロンでな
い場合には、ホットプレートなどで加温された基板上に
ナイロンを融解し、この融解したナイロンに無機材料を
添加しスパチュラ等で攪拌し製膜する、いわゆる融液析
出法により製造することができる。
【0035】本発明の放射線導電層の形成について、無
機材料としてヨウ化ビスマス、有機材料としてアルコー
ル可溶性ナイロン(ナイロン−6/ナイロン−66複合
体)を用いた場合を例にとって説明する。BiI
ナイロン−6/ナイロン−66複合体をそれぞれ65〜
50/35〜50重量%の割合で秤量し、アルコールの
入った容器に入れて加温装置(ホットプレートなど)上
で完全に溶解させる。攪拌溶解温度は、用いるアルコー
ルの種類によっても異なるが、室温(25℃前後)〜6
0℃とすることが好ましい。混合比は、たとえばBiI
:ナイロン−6/ナイロン−66複合体:メタノー
ル=1g:1g:100ml程度とする。60℃加温攪拌
でアルコールをさらに蒸発させて、高粘性のBiI
/ナイロン−6/ナイロン−66複合体とする。この高
粘性のBiI/ナイロン−6/ナイロン−66複合
体をアルミまたはITOなどからなる基板の上に滴下
し、室温にてスパチュラで製膜し、メタノール入りシャ
ーレ中に膜化したBiI/ナイロン−6/ナイロン−
66複合体の付いた基板を静置し徐乾して、放射線導電
性薄膜を作製する。
【0036】なお、ここでは、BiI、ナイロン−
6/ナイロン−66複合体のみで放射線導電性薄膜を作
成する場合を例にとって説明したが、何らかの機能を付
与する目的でその他の物質(たとえば添加剤など)を適
宜添加してもよい。
【0037】電極5は、例えば樹脂基板上に導電性物質
を一様に塗布したもの(ネサ皮膜等)、あるいは電極1
で用いた導電性高分子であってもよい。また、電極5は
平面電極としてもよいし、クシ歯電極(ストライプ電
極)としてもよい。電極5をクシ歯電極とした場合に
は、記録光によって発生させられる負電荷がくし歯の中
心に引き寄せられて各クシ歯毎に蓄積電荷が分離される
ようになり、また、蓄積電荷は各クシ歯の並びに合わせ
て蓄積されるから、記録光の光量が少ないときであって
も、クシ歯のピッチを狭くすることで、より高い鮮鋭度
(空間解像度)をもって静電潜像を記録することが可能
となる。このようなクシ歯電極は、導電性高分子であれ
ば公知の方法(塗布とエッチング)により容易に製造す
ることができる。
【0038】電荷輸送層3としては、電極1に帯電され
る負電荷の移動度と、その逆極性となる正電荷の移動度
の差が大きい程良く(例えば10以上、望ましくは
10 以上)ポリN−ビニルカルバゾール(PV
K)、N,N'−ジフェニル−N,N'−ビス(3−メチルフェ
ニル)−〔1,1'−ビフェニル〕−4,4'−ジアミン(TP
D)やディスコティック液晶等の有機系化合物、或いは
TPDのポリマー(ポリカーボネート、ポリスチレン、
PUK)分散物,Clを10〜200ppmドープした
a−Se等の半導体物質が適当である。特に、有機系化
合物(PVK,TPD、ディスコティック液晶等)は光
不感性を有するため好ましく、また、誘電率が一般に小
さいため電荷輸送層3と読取用光導電層4の容量が小さ
くなり読み取り時の信号取り出し効率を大きくすること
ができる。
【0039】読取用光導電層4には、a−Se,Se−
Te,Se−As−Te,無金属フタロシアニン,金属
フタロシアニン,MgPc( Magnesium phtalocyanin
e),VoPc(phaseII of Vanadyl phthalocyanin
e),CuPc(Cupper phtalocyanine)等のうち少な
くとも1つを主成分とする光導電性物質が好適である。
【0040】電荷輸送層3と光導電層4との厚さは記録
用放射線導電層2の厚さの1/2以下であることが望ま
しく、薄ければ薄いほど(例えば、1/10以下、さらに
は1/20以下等)後述の読取時の応答性が向上する。
【0041】次に、本発明の無機/有機複合材料からな
る放射線導電層を有する放射線画像情報を静電潜像とし
て記録する固体センサおよびその読み出し方法について
説明する。
【0042】放射線画像情報を静電潜像として記録した
固体センサから静電潜像を読み取る読取手段としては、
静電潜像を読み取るために光を用いる方式や画素毎にト
ランジスタを用いる方式などを利用することができる。
まず、静電潜像を読み取るために光を用いる方式につい
て簡単に説明する。
【0043】図2は固体センサ10を用いた記録読取シス
テム(静電潜像記録装置と静電潜像読取装置を一体にし
たもの)の概略構成図を示すものである。この記録読取
システムは、固体センサ10、記録用照射手段90、電源6
0、電流検出手段70、読取用露光手段92並びに接続手段S
1、S2とからなり、静電潜像記録装置部分は固体センサ1
0、電源60、記録用照射手段90、接続手段S1とからな
り、静電潜像読取装置部分は固体センサ10、電流検出手
段70、接続手段S2とからなる。
【0044】固体センサ10の電極1は接続手段S1を介し
て電源60の負極に接続されるとともに、接続手段S2の一
端にも接続されている。接続手段S2の他端の一方は電流
検出手段70に接続され、固体センサ10の電極5、電源60
の正極並びに接続手段S2の他端の他方は接地されてい
る。電流検出手段70はオペアンプからなる検出アンプ70
a と帰還抵抗70b とからなり、いわゆる電流電圧変換回
路を構成している。
【0045】電極1の上面には被写体9が配設されてお
り、被写体9は放射線L1に対して透過性を有する部分9a
と透過性を有しない遮断部(遮光部)9bが存在する。記
録用照射手段90は放射線L1を被写体9に一様に爆射する
ものであり、読取用露光手段92は赤外線レーザ光等の読
取光L2を図2中の矢印方向へ走査露光するものであり、
読取光L2は細径に収束されたビーム形状をしていること
が望ましい。
【0046】以下、上記構成の記録読取システムにおけ
る静電潜像記録過程について電荷モデル(図3)を参照
しつつ説明する。図3において接続手段S2を開放状態
(接地、電流検出手段70の何れにも接続させない)にし
て、接続手段S1をオンし電極1と電極5との間に電源60
による直流電圧Edを印加し、電源60から負の電荷を電極
1に、正の電荷を電極5に帯電させる(図3(A)参照)。
これにより、固体センサ10には電極1と5との間に平行
な電場が形成される。
【0047】次に記録用照射手段90から放射線L1を被写
体9に向けて一様に爆射する。放射線L1は被写体9の透
過部9aを透過し、さらに電極1をも透過する。放射線導
電層2はこの透過した放射線L1を受け導電性を呈するよ
うになる。これは放射線L1の線量に応じて可変の抵抗値
を示す可変抵抗器として作用することで理解され、抵抗
値は放射線L1によって電子(負電荷)とホール(正電
荷)の電荷対が生じることに依存し、被写体9を透過し
た放射線L1の線量が少なければ大きな抵抗値を示すもの
である(図3(B)参照)。なお、放射線L1によって生成さ
れる負電荷(−)および正電荷(+)を、図面上では−
または+を○で囲んで表すものとする。
【0048】放射線導電層2中に生じた正電荷は放射線
導電層2中を電極1に向かって高速に移動し、電極1と
放射線導電層2との界面で電極1に帯電している負電荷
と電荷再結合して消滅する(図3(C),(D)を参照)。一
方、放射線導電層2中に生じた負電荷は放射線導電層2
中を電荷転送層3に向かって移動する。電荷転送層3は
電極1に帯電した電荷と同じ極性の電荷(本例では負電
荷)に対して絶縁体として作用するものであるから、放
射線導電層2中を移動してきた負電荷は放射線導電層2
と電荷転送層3との界面で停止し、この界面に蓄積され
ることになる(図3(C),(D)を参照)。蓄積される電荷量
は放射線導電層2中に生じる負電荷の量、即ち、放射線
L1の被写体9を透過した線量によって定まるものであ
る。
【0049】一方、放射線L1は被写体9の遮光部9bを透
過しないから、固体センサ10の遮光部9bの下部にあたる
部分は何ら変化を生じない( 図3(B)〜(D)を参照)。こ
のようにして、被写体9に放射線L1を爆射することによ
り、被写体像に応じた電荷を放射線導電層2と電荷転送
層3との界面に蓄積することができるようになる。尚、
この蓄積せしめられた電荷による被写体像を静電潜像と
いう。
【0050】次に静電潜像読取過程について電荷モデル
(図4)を参照しつつ説明する。接続手段S1を開放し電
源供給を停止すると共に、S2を一旦接地側に接続し、静
電潜像が記録された固体センサ10の電極1および5を同
電位に帯電させて電荷の再配列を行った後に(図4(A)参
照)、接続手段S2を電流検出手段70側に接続する。
【0051】読取用露光手段92により読取光L2を固体セ
ンサ10の電極5側に走査露光すると、読取光L2は電極5
を透過し、この透過した読取光L2が照射された光導電層
4は走査露光に応じて導電性を呈するようになる。これ
は上記放射線導電層2が放射線L1の照射を受けて正負の
電荷対が生じることにより導電性を呈するのと同様に、
読取光L2の照射を受けて正負の電荷対が生じることに依
存するものである(図4(B)参照)。なお、記録過程と同
様に、読取光L2によって生成される負電荷(−)および
正電荷(+)を、図面上では−または+を○で囲んで表
すものとする。
【0052】電荷輸送層3は正電荷に対しては導電体と
して作用するものであるから、光導電層4に生じた正電
荷は蓄積電荷に引きつけられるように電荷輸送層3の中
を急速に移動し、放射線導電層2と電荷輸送層3との界
面で蓄積電荷と電荷再結合をし消滅する(図4(C)参
照)。一方、光導電層4に生じた負電荷は電極5の正電
荷と電荷再結合をし消滅する(図4(C)参照)。光導電層
4は読取光L2により十分な光量でもって走査露光されて
おり、放射線導電層2と電荷輸送層3との界面に蓄積さ
れている蓄積電荷、即ち静電潜像が全て電荷再結合によ
り消滅せしめられる。このように、固体センサ10に蓄積
されていた電荷が消滅するということは、固体センサ10
に電荷の移動による電流Iが流れたことを意味するもの
であり、この状態は固体センサ10を電流量が蓄積電荷量
に依存する電流源で表した図4(D)のような等価回路でも
って示すことができる。
【0053】このように、読取光L2を走査露光しなが
ら、固体センサ10から流れ出す電流を検出することによ
り、走査露光された各部(画素に対応する)の蓄積電荷
量を順次読み取ることができ、これにより静電潜像を読
み取ることができる。
【0054】また、本発明は電荷の読みだしのためにト
ランジスタを用いるタイプ(TFT方式)の固体センサ
にも用いることが可能である。図5はこのような電荷の
読みだしのためにトランジスタを用いた固体センサの断
面図、図6はこの固体センサの読取装置の概略構成図で
ある。この固体センサは、樹脂基板55上に、一枚の誘電
性支持体51と、支持体51上に設けられた複数のアレイ状
のトランジスタ52と、同じく支持体51上に設けられた複
数のアレイ状の電荷蓄積キャパシタ53と、トランジスタ
52およびキャパシタ53のさらに上に設けられた放射線導
電層54と、さらにその上に設けられた上部電極56とから
なり、それぞれのキャパシタ53はトランジスタ52に接続
された導電性のインナーマイクロプレート57を有し、さ
らに個々のインナーマイクロプレート67の表面には電荷
バリアー層58が設けられているものであるが、この固体
センサ50の放射線導電層54には、無機/有機複合材料を
用いることが好ましく、上部電極56には導電性高分子を
用いることが好ましい。
【0055】固体センサ50の読み出しは、図7に示すよ
うに、固体センサ50から流れ出す電荷を時系列でマルチ
プレクサ66で取り出し、順次電荷を検出器65で検出する
ことにより、蓄積電荷量を順次読み取ることができ、こ
れにより静電潜像を読み取ることができる。この読み出
し方法の詳細は、SPIEVol.2432/237等に記載されてい
る。
【0056】上述したように、本発明の固体センサは、
基板を樹脂としたので、固体センサの耐衝撃性を飛躍的
に向上させることができる。また、基板を樹脂、放射線
導電層を無機/有機複合材料、電極を導電性高分子とす
ることにより、すべて塗布により形成することができる
ので製造方法を極めて簡素化することができ、耐衝撃性
のより向上した固体センサとすることができる。さらに
また、基板を樹脂、放射線導電層を無機/有機複合材
料、電極を導電性高分子とすることにより、固体センサ
の軽量化を図ることが可能であり、また基板と電極、電
極と放射線導電層、放射線導電層と電極との接着性がよ
り向上するため、電荷溜まりの軽減を図ることもでき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の無機/有機複合材料を含む放射線導電
層を有する固体センサの一実施の形態を示す断面図
【図2】固体センサを用いた記録読取システムの概略構
成図
【図3】記録読取システムにおける静電潜像記録過程を
電荷モデルにより示した図
【図4】記録読取システムにおける静電潜像読取過程を
電荷モデルにより示した図
【図5】固体センサの異なる実施の形態を示す断面図
【図6】異なる固体センサを用いた記録読取システムの
概略構成図
【符号の説明】
1 導電層(電極) 2 記録用放射線導電層 3 電荷輸送層 4 記録用光導電層 5 導電層(電極) 6 基板(樹脂基板) 10 固体センサ 70 電流検出手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04N 5/32 H04N 5/32 Fターム(参考) 2G088 EE01 EE27 FF02 FF14 GG19 GG20 GG21 JJ05 JJ09 JJ23 JJ31 JJ37 KK32 LL23 2H013 AC01 AC03 2H068 BB28 BB41 BB50 CA60 GA13 GA18 5C024 AX11 CY47 GX05 GX18 GY32 HX17 HX47 JX04

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上に少なくとも放射線導電層と電極
    とを備え、放射線画像情報を静電潜像として記録する固
    体センサにおいて、前記基板が樹脂からなることを特徴
    とする固体センサ。
  2. 【請求項2】 前記樹脂がポリイミドであることを特徴
    とする請求項1記載の固体センサ。
  3. 【請求項3】 前記電極が導電性高分子からなることを
    特徴とする請求項1または2記載の固体センサ。
  4. 【請求項4】 前記放射線導電層が、無機/有機複合材
    料からなることを特徴とする請求項1、2または3記載
    の固体センサ。
  5. 【請求項5】 前記無機/有機複合材料がヨウ化ビスマ
    ス/ナイロンであることを特徴とする請求項4記載の固
    体センサ。
  6. 【請求項6】 前記ナイロンがアルコール可溶性ナイロ
    ンであることを特徴とする請求項5記載の固体センサ。
  7. 【請求項7】 放射線画像情報を静電潜像として記録さ
    れた請求項1から6いずれか1項記載の固体センサと、
    該固体センサから前記静電潜像を読み取る読取手段とを
    備えたことを特徴とする放射線画像読取装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007199065A (ja) * 2006-01-27 2007-08-09 Hologic Inc トモシンセシス及びスタチックイメージング用の非晶質セレンフラットパネルx線イメージャ
JP2007205935A (ja) * 2006-02-02 2007-08-16 Hamamatsu Photonics Kk 放射線検出器
JP2007527987A (ja) * 2003-04-24 2007-10-04 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ X線検出器素子
JP2007296337A (ja) * 2006-04-27 2007-11-15 Hologic Inc トモシンセシス及びスタチックイメージング用の非晶質セレンフラットパネルx線イメージャ

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