JP2002022843A - 画像情報記録方法および装置並びに画像情報読取方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 放射線画像記録読取装置において、暗電流に
起因する暗潜像の問題を発生させないようにする。 【解決手段】 検出器１０に定常電界１０Ｖ／μｍを印
印加して画像記録を行なう前に、定常電界１０Ｖ／μｍ
よりも大きなプレ電界１３Ｖ／μｍを所定時間だけ印加
する。プレ電界１３Ｖ／μｍを停止した後比較的短時間
に定常電界１０Ｖ／μｍを印加すると、暗電流は、電流
検出器１０の両電極を長時間短絡状態としてから定常電
界を印加したとき（図中点線）に比べて低レベルにな
り、やがて定常電界に応じた漏れ電流値に近づいてい
く。この状態は、記録用光導電層１２内部あるいは光導
電層１２と電極との界面に、安定化した高抵抗状態の空
間電荷状態が形成された状態であり、蓄電部１９には暗
潜像蓄積の少ない状態が実現される。したがってプレ印
加後に定常電界を印加し記録を行なっても、従来のよう
な大レベルの暗潜像ノイズが生じる虞がなくなり、暗潜
像ノイズが低減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、放射線や光などの
電磁波の照射を受けることにより電荷を発生する光導電
体を用いて、画像情報の記録や読取りを行なう方法およ
び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】今日、アモルファス状の有機または無機
の半導体物質からなる光導電体を使用し、該光導電体に
電磁波を照射することにより該光導電体内に電荷対が発
生する、すなわち前記光導電体が導電性を呈する性質を
利用して、画像情報の記録や読取りを行なうシステムが
多数提案されている（例えば、本願出願人による特願20
00-50201〜5 号、特願平11-79984号、同 10-232824号、
同11-87922号、同11-89553号、米国特許 5648660号、同
5661309号、特開平9-206293号、米国特許第 4535468
号、“Medical Physics,Vol.16,No.1,Jan/Feb 1989;P10
5-P109”など）。

【０００３】ここで画像情報の記録を行なう記録システ
ムにおいては、光導電体を２つの電極で挟んだ積層構成
とすると共に光導電体内で発生した電荷を蓄積する蓄電
部を設け、前記電極間に電圧が加えられ前記光導電体に
電界が印加された状態で画像情報を担持する電磁波（以
下記録光ともいう）が該光導電体に照射されたときに該
光導電体内に発生する電荷対のうちの潜像極性電荷を蓄
電部に蓄積することにより画像情報を静電潜像として記
録するようにしている。

【０００４】一方画像情報の読取りを行なう読取システ
ムにおいては、上記記録システムと同様に前記光導電体
に電界が印加された状態で被写体を透過したＸ線あるい
は画像記録媒体としての蓄積性蛍光体シートから発せら
れた輝尽発光光など、画像情報を担持する電磁波が前記
光導電体に照射されたときに該光導電体内に発生する電
荷を検出する、換言すれば電荷発生に伴う電流を検出す
ることにより画像情報の読取りを行なうようにしてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光導電
体にａ−Ｓｅなどのアモルファス物質を用いると、光導
電体の両側に配された電極間に電圧（一般には高圧）を
印加してから短絡までの間には、電極から光導電体への
直接電荷注入が生じ、注入された電荷が光導電体内部あ
るいは光導電体と電極との界面に空間電荷としてトラッ
プされつつ、一方で空間電荷としてはトラップされずに
漏れ電流として光導電体内に暗電流が流れ、記録システ
ムにおいては、この暗電流により不要な電荷が蓄電部に
蓄積する、すなわちこの不要な電荷により画像情報を担
持しない暗潜像が加算されて記録されるという問題が生
じ、記録の後に読取りを行なうと再生画像に暗潜像ノイ
ズとなって現れるという問題が生じる。

【０００６】一方読取システムにおいても、光導電体内
に流れる暗電流が画像信号を担持する本来の電流成分に
重畳され、記録システム同様に、再生画像に暗潜像ノイ
ズとなって現れるという問題が生じる。

【０００７】光導電体はＸ線に対する量子効率が低く被
写体を透過したＸ線の直接照射により発生する電荷は微
少であり、また輝尽発光光は微弱であるため該輝尽発光
光の照射により発生する電荷も微少であり、これらの場
合には、前記暗電流が大きいとＳ／Ｎ劣化が著しくな
る。

【０００８】前記暗電流を小さくすれば、暗潜像ノイズ
の影響を少なくしてＳ／Ｎ劣化を防止することができる
が、そのためには暗抵抗を大きくする必要がある。例え
ば、光導電体としての５００μｍ厚のａ−Ｓｅを有する
検出器に、８０ＫｅＶ，１００ｍＲの放射線を１秒間照
射する場合において、暗潜像の影響を無視できるように
するには、暗電流の大きさを少なくても１０ｐＡ／ｃｍ
^２ 以下にする必要がある。このためには、光導電体に
１０Ｖ／μｍの電界を印加したとき、暗抵抗を少なくて
も１０^１５Ω・ｃｍ以上の非常に大きな値にしなければ
ならない。

【０００９】ａ−Ｓｅは、１０^１５Ω・ｃｍ＠１０Ｖ／
μｍで用いることができるが、光導電体にＸ線を直接照
射したり輝尽発光光を照射して記録や読取りを行なう場
合、Ｓ／Ｎの良好な画像とするためには不十分であり、
これ以上の暗抵抗が望まれ、例えば“Metaliic electri
cal contacts to stabilized amorphous selenium for
use in X-ray image detecttors；Journal of Non-Crys
talline Solids 227-230(1998)”（以下文献１という）
に開示されているように適当な電極材量を選択すること
や、“Selenium direct converter structure for stat
ic and dynamicx-ray detection in medical imaging a
pplications；Part of the SPIE Conference on Physci
s of Medical Imaging(Feb.1998)；SPIE Vol.3336”に
開示されているように電極とａ−Ｓｅなどの光導電体と
の間に適当なブロッキング膜を設けることが行なわれ
る。

【００１０】さらに、前記量子効率を上げたり感度を上
げるためアバランシェ増幅を起こすべく電界強度を高く
（通常使われる１０Ｖ／μｍ以上に）すると、信号成分
の増加以上に暗電流の増加の程度が大きくなり、逆にＳ
／Ｎが悪化することもある。

【００１１】一方、暗電流としては、電界印加当初は非
常に大きな瞬時充電電流が流れ、その後時間と共に徐々
に減少する過渡的電流（吸収電流）が流れ、やがて一定
の漏れ電流値に近づいていくという特性がある。換言す
れば、電界印加直後の暗抵抗は、安定化した低い漏れ電
流状態（高抵抗状態）の暗抵抗よりも小さい。この現象
は、印加電圧が高いほど顕著であり、上記文献１に開示
されているように、高抵抗状態に安定するまでには、電
圧を印加した後比較的長い時間、例えば１〜１０分場合
によっては１時間程度を要する場合もあり、光導電体を
高抵抗な状態で使うために長い立ち上がり時間を要する
という問題もある。

【００１２】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、記録用電界または読取用電界を印加した状態にお
ける暗電流をより少なくすることができる画像情報記録
方法および装置並びに読取方法および装置を提供するこ
とを目的とするものである。

【００１３】また本発明は、記録用電界または読取用電
界を印加した状態において、暗電流レベルの低い安定化
した高抵抗状態に至るまでの時間を短くすることができ
る画像情報記録方法および装置並びに読取方法および装
置を提供することを目的とするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本願発明者の前記暗電流
特性についてのその後の検討により、光導電体に電界を
印加したときには前述のような振る舞いをする一方、電
界を印加した後該電界の大きさを小さく（完全停止も含
む）したときには、その当初は前記瞬時充電電流とは逆
方向の大きな瞬時放電電流が流れ、その後時間と共に徐
々に減少する過渡的電流（解放電流）が流れ、やがてそ
の電界の大きさに応じた漏れ電流（完全停止のときには
略ゼロ）に近づいていくということが判った。また、電
流Ｉと時間ｔとの関係を示す電流応答は、Ｉ∝ｔ^-n、す
なわちｌｏｇＩ−ｌｏｇｔで捉えると理解しやすい関係
にあり、比較的短時間で注入あるいは放出される空間電
荷と比較的長時間をかけなければ注入あるいは放出され
ない空間電荷とが分布している、つまり、前記界面にお
ける空間電荷の振る舞いとして、時定数の比較的短いも
のと比較的長いものとがあると考えられる。これによれ
ば、光導電層へ印加される電界を小さくしてから暫くの
間は、一時的に暗電流レベルの非常に低い状態が生じる
ことになる。

【００１５】本発明は、このような特性を利用し、一時
的に暗電流レベルの小さな状態を作り、この間に画像情
報の記録や読取りを行なう、つまり所定の大きさおよび
極性の記録用あるいは読取用の電界よりも大きな電界を
光導電体に一旦印加した後に、記録用電界あるいは読取
用電界を印加した状態で画像情報の記録や読取りを行な
うようにしたことを特徴とするものである。

【００１６】すなわち、本発明の画像情報記録方法は、
アモルファス状の物質からなる、電磁波の照射を受ける
ことにより潜像極性電荷を発生する光導電体と潜像極性
電荷を蓄積する蓄電部とを有する画像記録媒体を用い
て、画像情報を担持する記録用の電磁波の光導電体への
照射により発生する潜像極性電荷を蓄電部に蓄積させる
ことにより画像情報を静電潜像として蓄電部に記録する
方法において、記録に先立って該記録の際に光導電体に
印加される記録用電界よりも大きな電界（以下プレ電界
ともいう）を該光導電体に印加するプレ印加を行ない、
該プレ印加を停止した後記録用電界を該光導電体に印加
した状態で記録を行なうことを特徴とするものである。

【００１７】ここで「プレ印加を停止」するとは、光導
電体に印加される電界の大きさを前記記録用電界以下と
することを意味し、該電界の大きさを完全にゼロにする
ことだけでなく、前記記録用電界と同じレベルにするこ
とも含む。後述する読取方法においても同様である。

【００１８】なおプレ印加を停止すると、上述のように
一時的に暗電流レベルの低い状態が生じるが、この状態
は長くは続かないので、本発明の画像情報記録方法にお
いては、プレ印加を停止した後略３０秒以内に記録用電
界を印加した状態で記録を行なうことが望ましい。

【００１９】ここで「略３０秒」としているのは、プレ
印加を停止した後暗電流が安定な状態である漏れ電流値
となるのに通常１〜１０分程度かかるので、３０秒以内
であれば確実に漏れ電流値よりも低い暗電流状態で記録
を行なうことができるからである。

【００２０】また、本発明の画像情報記録方法において
は、前記プレ印加に先立って前記記録用電界を光導電体
に印加した後にプレ印加を行なう、すなわちプレ印加を
一時的に行なうようにすることもできる。この場合、プ
レ印加以前の前記記録用電界の印加による暗電流が定常
状態（高抵抗状態）に至った後にプレ印加を開始するこ
とが望ましい。

【００２１】さらに、本発明の画像情報記録方法におい
ては、暗潜像成分を吐き出させる空読みを行ない、該空
読みを停止した後前記記録を行なうこともできる。この
場合、前記プレ印加を停止させた状態、すなわちプレ印
加停止後本読みの前に空読みを行なうのが好ましい。

【００２２】ここで「暗潜像」とは、これから記録しよ
うとする画像情報を担持しない不要な電荷に起因する潜
像を意味し、該暗潜像には、今回の記録前に行った読取
り時に読み残した残存電荷や光導電体に電界を印加した
直後に生じ得る電流に起因する成分なども含む。

【００２３】本発明の画像情報記録装置は上記記録方法
を実施する装置であって、光導電体に所定の大きさおよ
び極性の記録用電界を印加する電界印加手段と、記録に
先立って該記録の際に光導電体に印加される記録用電界
よりも大きな電界を該光導電体に印加するプレ印加が行
なわれ、該プレ印加を停止した後前記記録用電界が該光
導電体に印加されるように、電界印加手段を制御する制
御手段とを備えたことを特徴とするものである。

【００２４】本発明の画像情報記録装置においては、前
記制御手段を、前記プレ印加に先立って前記記録用電界
を前記光導電体に印加した後に前記プレ印加が行なわれ
るように電界印加手段を制御するものとすることができ
る。

【００２５】また、本発明の画像情報記録装置において
は、潜像極性電荷に対応する電荷を検出することにより
画像情報の読取りを行なう読取手段をさらに有するもの
とすると共に、制御手段を、暗電流成分を吐き出させる
空読みが行なわれ、該空読みを停止させた後前記記録が
行なわれるように、電界印加手段と読取手段を制御する
ものとすることができる。

【００２６】本発明の画像情報読取方法は、アモルファ
ス状の物質からなる、電磁波の照射を受けることにより
電荷を発生する光導電体を用いて、画像情報を担持する
電磁波の前記光導電体への照射により発生する電荷を検
出することにより前記画像情報の読取りを行なう方法に
おいて、読取りに先立って、該読取りの際に光導電体に
印加される読取用電界よりも大きな電界を該光導電体に
印加するプレ印加を行ない、該プレ印加を停止した後、
前記読取用電界を該光導電体に印加した状態で前記読取
りを行なうことを特徴とするものである。

【００２７】この読取方法においても、上記記録方法の
場合と同様の理由により、プレ印加を停止した後略３０
秒以内に読取用電界を印加した状態で読取りを行なうこ
とが望ましい。

【００２８】また本発明の画像情報読取方法において
は、プレ印加に先立って前記読取用電界を光導電体に印
加した後にプレ印加を行なうこともできる。

【００２９】この場合、プレ印加以前の前記読取用電界
の印加による暗電流が定常状態（高抵抗状態）に至た後
に該プレ印加を開始することが望ましい。

【００３０】なお、本発明の読取方法においては、記録
系とは異なり、暗潜像を担持する電荷がセンサ（検出
器）内に蓄積されることはないが、プレ印加を行なうと
暗電流増加分が外部に出力されノイズ源となり得る。し
たがって、本発明の読取方法においては、プレ印加によ
り生じる暗電流増加分を吐き捨てる空読みを行ない、該
空読みを停止した後前記読取りを行なうことが望まし
い。

【００３１】本発明の画像情報読取装置は上記読取方法
を実施する装置であって、光導電体に所定の大きさおよ
び極性の読取用電界を印加する電界印加手段と、電荷を
検出することにより画像情報の読取りを行なう読取手段
と、読取りに先立って該読取りの際に光導電体に印加さ
れる読取用電界よりも大きな電界を該光導電体に印加す
るプレ印加が行なわれ、該プレ印加を停止した後前記読
取用電界が該光導電体に印加された状態で前記読取りが
行なわれるように、電界印加手段および読取手段を制御
する制御手段とを備えたことを特徴とするものである。

【００３２】本発明の画像情報読取装置においては、制
御手段を、プレ印加を停止した後３０秒以内に前記読取
りが行なわれるように、電界印加手段および読取手段を
制御するものとすることが望ましい。

【００３３】また、本発明の画像情報読取装置において
は、制御手段を、プレ印加に先立って前記読取用電界を
光導電体に印加した後に前記プレ印加が行なわれるよう
に、電界印加手段を制御するものとすることができる。

【００３４】また本発明の画像情報読取装置において
は、制御手段を、プレ印加により生じる暗電流増加分を
吐き捨てる空読みが行なわれ、該空読みを停止させた後
読取りが行なわれるように、電界印加手段と読取手段を
制御するものとすることが好ましい。

【００３５】

【発明の効果】本発明の画像情報記録方法および装置並
びに読取方法および装置によれば、記録用または読取用
の電界よりも大きなプレ電界を光導電体に一旦印加した
後に記録用または読取用の電界を印加した状態で画像情
報の記録や読取りを行なうようにしたので、プレ電界を
停止した直後から暫くの間は、当初から記録用または読
取用の電界のみを印加した場合よりも暗電流レベルが小
さな期間が生じる。したがって、この暗電流レベルが小
さな期間内に記録や読取りを行なうことにより、本来の
画像信号を担持する明信号成分を実質的に落とすことな
く、一方で暗電流をより少ない状態とすることができ、
Ｓ／Ｎの良好な画像を得ることができる。

【００３６】また、プレ電界印加停止後３０秒以内に記
録用または読取用の電界を印加した状態で記録や読取り
を行なうと、暗電流レベルが非常に小さな期間内に記録
や読取りを行なうことができ、一層Ｓ／Ｎの良好な画像
を得ることができる。

【００３７】また、記録用電界や読取用電界を印加した
後暗電流が良好な状態（高抵抗状態）に至る過程におい
て、記録用電界や読取用電界よりも大きな電界すなわち
プレ電界を一時的に加えると、電極からの電荷注入と注
入された電荷の空間電荷としてのトラップ（空間電荷の
蓄積）が加速され、短時間で記録用電界や読取用電界に
て長時間印加を実施した場合に近い空間電荷蓄積状態が
実現できるので、記録用電界または読取用電界における
安定した高抵抗状態に至る時間を短縮することができ
る。

【００３８】また、プレ印加以前の記録用電界や読取用
電界の印加による暗電流が定常状態（高抵抗状態）に至
った後にプレ印加を一時的に加えるようにすれば、低い
暗電流状態の持続時間が長くなり、またプレ印加分の電
圧増加が僅かで済むので安定性の上で都合がよい。

【００３９】なお、プレ印加を開始した当初は一時的に
電流が増加するので、記録系においてはこの増加分が暗
潜像として蓄積される場合があるが、暗潜像成分を吐き
出させる空読みを行なうようにすれば、プレ印加による
暗電流増加分の影響を受けることがなくなる。加えて、
前回読取時の読残しによる残像や光起電力ノイズを軽減
することができるなどの付加的な効果を得ることもでき
る。

【００４０】一方、読取り系においては、記録系とは異
なりプレ印加により暗潜像を生じるということはない
が、プレ印加を開始した当初は一時的に暗電流が増加
し、この暗電流増加分が外部に出力されノイズ源となり
得る。しかしながら、このプレ印加により生じる暗電流
増加分を吐き捨てる空読みを行なうようにすれば、プレ
印加による暗電流増加分の影響を受けることがなくな
る。

【００４１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態について詳細に説明する。図１は本発明の画像情
報記録方法を実施する装置の一態様である、第１実施形
態の放射線画像撮影読取装置を示した概略図である。

【００４２】図１に示すように、この放射線画像撮影読
取装置１は、画像記録媒体としての放射線固体検出器
（以下単に検出器ともいう）１０と、検出器１０から電
荷を読み出す、換言すれば検出器１０から流れ出る電流
を検出する電流検出回路５０、読取用の電磁波としての
読取光L1で検出器１０を走査する読取光走査手段５７、
および空読み用の前露光光L2を検出器１０の全面に照射
する前露光光源５８からなる読取部５９と、放射線を被
写体６５に照射し該被写体を透過した透過放射線画像情
報を担持する記録光Ｑを検出器１０に入射させる放射線
照射部６０とを有する。また、該装置１には、検出器１
０に所定の電界を印加するためのスイッチ４２および電
源４３からなる電界印加手段４０と、該電界印加手段４
０、読取部５９および放射線照射部６０を制御する制御
手段７０とが設けられている。電源４３としては、制御
手段７０からの制御信号Ｃ４に基づいて出力電圧を変え
ることができる電圧可変型のもの、例えば電圧増幅型高
電圧電源を使用する。

【００４３】検出器１０は、本願出願人が特願平 10-23
2824号などにおいて提案した直接変換且つ光読出方式の
静電記録体であって、被写体を透過した記録光Ｑが記録
光側電極層１１を介して記録用光導電層１２に照射され
ることにより記録用光導電層１２内に電荷対が発生し、
この発生した電荷対の内の潜像極性電荷を記録用光導電
層１２と電荷輸送層１３との界面である蓄電部１９に蓄
積することにより画像記録が行なわれ、読取光L1で読取
光側電極層１５が走査されることにより読取用光導電層
１４内に電荷対が発生し前記潜像極性電荷と電荷再結合
して潜像極性電荷の量に応じた電流を発生するものであ
る。読取光側電極層１５は、多数の線状電極（図中の斜
線部）がストライプ状に配列されてなるものである。以
下読取光側電極層１５の電極をストライプ電極１６とい
い、各線状電極をエレメント１６ａという。この検出器
１０は、読取光に対して透過性を有するガラスなどの支
持体１８上に読取光側電極層１５を形成し、その後エッ
チングなどによりストライプ電極１６が形成されたもの
である。

【００４４】読取光走査手段５７は、エレメント１６ａ
の長手方向と略直交する方向に延びたライン状の読取光
L1を発しながらエレメント１６ａの長手方向に相対的に
移動して検出器１０を走査露光するように構成されてい
る。エレメント１６ａの長手方向が副走査方向に対応
し、ライン光の延びる方向が主走査方向に対応する。

【００４５】なお、この読取光走査手段５７は、例えば
本願出願人が特願平 11-242876号に提案しているよう
に、電気的走査によりライン状のＥＬ光をエレメント１
６ａの長手方向に順次発する面状のＥＬ光源を用いると
共に検出器１０と一体化した構成としてもよい。またこ
の場合、ライン状の各ＥＬ光を同時に発するように制御
することも可能であるので、前露光光源５８と兼用させ
ることもできる。

【００４６】読取光走査手段５７および前露光光源５８
には、制御手段から７０から制御信号Ｃ１が入力されて
おり、制御信号Ｃ１がＬ（ロー）のときには前露光光源
５８が作動し前露光光L2を発する前露光モード、Ｈ（ハ
イ）のときには読取光走査手段５７が作動しライン光で
検出器１０を走査する読取光モードとなる。制御信号Ｃ
１がハイインピーダンス状態のときにはいずれもが作動
しない（光照射がない）ようになっている。

【００４７】電流検出回路５０は、オペアンプを主要部
とする検出アンプ５１を多数有している。検出器１０の
各エレメント１６ａは、それぞれ、検出アンプ５１の反
転入力端子（−）に接続され、検出器１０の記録光側電
極層１１は、電界印加手段４０のスイッチ４２の一方の
入力および電源４３の負極に接続されており、電源４３
の正極はスイッチ４２の他方の入力に接続されている。
スイッチ４２の出力は各検出アンプ５１の非反転入力端
子（＋）に共通に接続されている。

【００４８】読取光走査手段５７によりライン光でスト
ライプ電極１６側が走査されたとき、各検出アンプ５１
は各エレメント１６ａに流れる電流を各エレメント１６
ａごとに同時（並列的）に検出する。

【００４９】電流検出回路５０には制御手段７０から制
御信号Ｃ５が入力されており、この制御信号Ｃ５がＬの
ときには上述のような電流検出を行ない、Ｈのときには
検出アンプ５１の出力電圧をリセットするなどして検出
器１０から流れ出る電流を吐き捨てる空読みを行なうよ
うになっている。

【００５０】なお、検出アンプ５１の構成は本発明の要
旨に関係がないのでここでは詳細な説明を省略するが、
周知の構成を種々適用することが可能である。検出アン
プ５１の構成によっては、スイッチ４２および電源４３
並びに各エレメント１６ａとの接続態様が上記とは異な
ることもある。

【００５１】放射線照射部６０は、放射線Ｒを発する放
射線源６１、放射線源６１を駆動する電力を発生する高
電圧発生器６２、および高電圧発生器６２と接続された
撮影をコントロールするスイッチ６３からなる。スイッ
チ６３は、スイッチ６３ａ，６３ｂからなる２段スイッ
チとなっており、スイッチ６３ａがオンしなければスイ
ッチ６３ｂはオンしないように構成されている。

【００５２】なお、後述する各作用が、所定のタイミン
グで自動的に行なわれるようにするために、制御手段７
０には、スイッチ６３ａ，６３ｂからの信号Ｓ１，Ｓ２
と、高電圧発生器６２からのスタンバイ信号Ｓ４、記録
放射線の照射終了を示す照射終了信号Ｓ５および設定さ
れた記録放射線の照射時間を示す信号Ｓ６が夫々入力さ
れ、また制御手段７０からは、読取部５９に向けて制御
信号Ｃ１が、電界印加手段４０のスイッチ４２に向けて
制御信号Ｃ２が、高電圧発生器６２に向けて制御信号Ｃ
３が、電源４３に向けて電圧制御用の制御信号Ｃ４が夫
々出力されるようにする。

【００５３】制御信号Ｃ２がＨのときにはスイッチ４２
が電源４３側に切り換えられ、検出器１０（詳しくは記
録光側電極層１１の電極とストライプ電極１６（以下両
電極ともいう）との間）に電源４３から直流電圧が印加
され、光導電層１２，１４に電界が印加される。一方制
御信号Ｃ２がＬのときには、スイッチ４２は記録光側電
極層１１側に切り換えられ、検出アンプ５１を構成する
不図示のオペアンプのイマジナリーショートを介して記
録光側電極層１１の電極とストライプ電極１６とが実質
的にショートされ、両電極が同電位にされる。また制御
信号Ｃ２がハイインピーダンス状態のときにはスイッチ
４２は中点に設定され、検出器１０への電圧印加が行な
われないし両電極が同電位にされることもない。高電圧
発生器６２は、制御信号Ｃ３としてＨが入力されたとき
には高圧ＨＶを放射線源６１に供給し、放射線源６１か
ら放射線Ｒを発生させる。

【００５４】第１実施形態の装置１において静電潜像を
検出器１０に記録するに際しては、検出器１０への記録
用電圧の印加開始の前に、記録光側電極層１１の電極と
ストライプ電極１６との間へのプレ印加の開始および停
止の制御あるいは空読み用の前露光光L2の照射開始およ
び停止の制御が加わる点が従来の装置と異なる。以下、
この点を中心に、上記構成の放射線画像撮影読取装置１
の作用について説明する。

【００５５】図２は、第１実施形態の第１の作用を説明
するタイミングチャートである。この第１の作用は、記
録用電圧よりも大きなプレ印加用の電圧を検出器１０に
所定時間だけ印加するプレ印加を行ない、該プレ印加を
停止した後、記録用電圧を検出器１０に印加して静電潜
像の記録を行なうようにしたものである。

【００５６】具体的には、先ず、読取部５９への制御信
号Ｃ１をハイインピーダンス状態として、ライン光（読
取光）L4および前露光光L2の発光を停止させる。次に、
制御信号Ｃ２をＨにしてスイッチ４２を電源４３側に切
り換えて両電極間に電源４３から記録用電圧よりも大き
なプレ印加電圧を印加して両電極を帯電させ、記録用光
導電層１２内の電位勾配が例えば１３Ｖ／μｍ程度とな
る電界が印加されるようにする。

【００５７】このプレ印加を所定時間（例えば１秒程
度）だけ行なった後に、制御信号Ｃ２をＬにしてスイッ
チ４２を記録光側電極層１１側に切り換え、上述のよう
にオペアンプのイマジナリーショートを介して両電極を
実質的にショートさせて前記プレ印加を停止する。

【００５８】次に、検出器１０内の記録用光導電層１２
で発生した潜像極性電荷を蓄電部１９に蓄積させること
ができるように両電極間に記録用電圧を印加した状態
で、前記プレ印加の停止後所定時間（３０秒好ましくは
１秒）以内に、記録光側電極層１１に被写体６５を透過
した記録用の放射線、すなわち記録光Ｑを照射して検出
器１０に静電潜像の記録を行なう。具体的には以下のよ
うにする。

【００５９】制御信号Ｃ２を再度Ｈにしてスイッチ４２
を電源４３側に切り換えて、両電極間に電源４３から記
録用電圧としての所定の大きさの直流電圧を印加して両
電極を帯電させ、記録用光導電層１２内の電位勾配が例
えば１０Ｖ／μｍ程度となる電界が印加されるようにす
る。この１０Ｖ／μｍ程度の電界と前記プレ印加の際の
１３Ｖ／μｍ程度の電界の各大きさの制御は、電源４３
の出力電圧の大きさを制御信号Ｃ４により制御すること
で実現される。

【００６０】この記録用電圧の印加の後、該記録用電圧
を印加した状態で、高電圧発生器６２から高圧ＨＶを放
射線源６１に供給させ、放射線源６１から放射線Ｒを照
射させる。この放射線Ｒを被写体６５に爆射し、被写体
６５を透過した被写体６５の放射線画像情報を担持する
記録光（記録放射線）Ｑを設定された照射時間だけ検出
器１０に照射する。すると、検出器１０の記録用光導電
層１２内で正負の電荷対が発生し、その内の負電荷が潜
像極性電荷として所定の電界分布に沿ってストライプ電
極１６の各エレメント１６ａに集中せしめられ、記録用
光導電層１２と電荷輸送層１３との界面である蓄電部１
９に蓄積される。

【００６１】潜像極性電荷の量は照射放射線量に略比例
すると共に入射した記録光Ｑの強度にも比例するので、
この潜像極性電荷が静電潜像を担持する。一方、記録用
光導電層１２内で発生する正電荷は記録光側電極層１１
に引き寄せられて、電源４３から注入された負電荷と電
荷再結合し消滅する。

【００６２】静電潜像の記録が終了したら、余分な暗電
流成分が重畳されないようにするために、制御信号Ｃ２
をハイインピーダンス状態として前記記録用電圧の印加
を停止させる。

【００６３】図３は、光導電体に電界を印加した際およ
び停止した際に生じる暗電流成分の基本的な時間応答特
性（以下電流特性という）を示した図、図４は上記第１
実施形態の記録過程における電流特性を示した図であ
る。

【００６４】検出器１０の両電極間に電圧（一般には高
圧）を印加してから短絡までの間には、電極から記録用
光導電層１２への電荷注入が生じ、注入された電荷が空
間電荷としてトラップされつつ、一方で空間電荷として
はトラップされずに漏れ電流として光導電層１２内に暗
電流が流れる。

【００６５】ここで、暗電流は、図３に示すように、電
界（電圧）印加当初（ｔ１）は非常に大きな瞬時充電電
流となり、その後時間と共に徐々に減少する吸収電流と
なり、やがて一定の漏れ電流値に近づいていく。逆に、
電界を完全に停止したときには、その当初（ｔ２）は前
記瞬時充電電流とは逆方向の大きな瞬時放電電流が流
れ、その後時間と共に徐々に減少する解放電流が流れ、
やがて略ゼロに近づいていく。すなわち、電界印加直後
の暗電流レベルは、安定化した状態（安定した漏れ電流
状態）の暗電流レベルよりも大きい。この現象は、印加
電界が大きい（印加電圧が高い）ほど顕著であり、漏れ
電流レベルに安定化するまで、例えば１０分以上要する
場合もある。

【００６６】このことは、時間と共に検出器が時間と共
に高抵抗化している、つまり、デバイス抵抗は一定でな
く、電圧を長くかけたものほど高抵抗になるということ
である。

【００６７】また、この現象は、光導電体の厚みにはあ
まり影響を受けない現象であり、界面に検出器の高抵抗
化をもたらす空間電荷が蓄積していく、すなわち時間と
共に界面の空間電荷状態が変化すると考えるべきであ
る。

【００６８】これは、図３に示すように、暗電流Ｉと時
間ｔとの関係を示す電流応答がＩ∝ｔ^-nなる関係、すな
わちｌｏｇＩ−ｌｏｇｔで捉えると一定の時定数のとこ
ろに電流が集中しない状態となり、このことは、比較的
短時間で注入あるいは放出される空間電荷と比較的長時
間をかけなければ注入あるいは放出されない空間電荷と
が分布している、換言すれば、電極と光導電層との界面
における空間電荷の振る舞いとして、時定数の短いもの
（数秒程度）と時定数の長い（１分以上）ものとがある
と考えるのが適当である。

【００６９】さらに、一旦安定化したとしても、両電極
を短絡してしばらくの間電界印加を休止すると、その後
に再度電圧を印加した直後には暗電流レベルが元の大き
さに戻る傾向を示す。したがって、電界印加直後の大レ
ベルの暗電流による暗潜像は読取りに際しては大きなノ
イズ源となる。さらに、この暗潜像の量は、電圧を印加
してから記録用の放射線を照射するまでの時間すなわち
吸収電流期間や使用履歴と共に変化するため、暗潜像ノ
イズが再生画像に現れないように画像データを補正する
ことも困難である。

【００７０】一方、検出器１０の両電極間に記録用電圧
よりも大きな電圧を所定の時間だけ印加するプレ印加を
行なった後に記録用電界（記録用電圧）を印加して記録
を行なう上記第１の作用の場合、プレ印加停止後に記録
用電界を印加した時点（ｔ３）の解放電流に記録用電界
印加時の瞬時充電電流と吸収電流が加わることになるの
で、記録用電界印加時の瞬時充電電流および吸収電流の
大きさは、図４に示すように、検出器１０の両電極を長
時間短絡状態としてから記録用電界を印加したとき（図
中点線）に比べて低レベルになり、やがて記録用電界に
応じた漏れ電流値に近づく。この状態は、記録用光導電
層１２内部あるいは光導電層１２と電極との界面に安定
化した高抵抗状態をもたらす負の空間電荷が形成された
状態であり、蓄電部１９には暗潜像蓄積の少ない状態が
実現される。換言すれば、記録の直前に高い電圧のプレ
印加を比較的短時間加えることは記録用電界を長時間印
加する代わりになり、やや過剰に高いプレ印加であった
場合には一時的に逆極性の暗電流が流れるため、見かけ
上非常に高い高抵抗状態が生じる。

【００７１】したがってプレ印加後の短時間の間（１秒
以内）に記録用電界を印加し記録を行なっても、従来の
ような大レベルの暗潜像ノイズが生じる虞れが軽減し、
暗潜像ノイズが低減する。

【００７２】また、漏れ電流値に近づく所要時間は、吸
収電流の大きさが低レベルとなる分だけ短くて済むの
で、安定した高抵抗状態に至るまでの時間を短くするこ
とがでる。これにより、プレ印加停止後の比較的短時間
以内（３０秒以内）に記録を行なっても暗潜像の量が従
来よりも安定したものとなるので、暗潜像ノイズが再生
画像に現れないように画像データを補正することも簡単
になる。

【００７３】次に、検出器１０から静電潜像を読み取る
際には、先ず制御信号Ｃ２をＬにしてスイッチ４２を記
録光側電極層１１側に切り換え、上述のようにオペアン
プのイマジナリーショートを介して両電極を実質的にシ
ョートし、電荷の再配列を行なう。次にこの状態で制御
信号Ｃ１をＨ（読取光モード）にし、読取光走査手段５
７によりライン光（読取光L1）で検出器１０の読取光側
電極層１５を走査し、該走査により読取光側電極である
ストライプ電極１６と読取用光導電層１４との界面で発
生する電子とホールのペア（電荷対）による光誘起放電
によって静電潜像の電気的読取りを行なう。より詳細に
は以下の通りである。先ずライン光による走査により副
走査位置に対応するライン光が入射した読取用光導電層
１４内に正負の電荷対が発生し、その内の正電荷が蓄電
部１９に蓄積された負電荷（潜像極性電荷）に引きつけ
られるように電荷輸送層１３内を急速に移動し、蓄電部
１９で潜像極性電荷と電荷再結合し消滅する。一方、読
取用光導電層１４に生じた負電荷は電源４３からストラ
イプ電極１６に注入される正電荷と電荷再結合し消滅す
る。このようにして、検出器１０の蓄電部１９に蓄積さ
れていた潜像極性電荷が電荷再結合により消滅し、この
電荷再結合の際の電荷の移動による電流が検出器１０内
に生じる。この電流を各エレメント１６ａ毎に接続され
た各検出アンプ５１が同時に検出する。読取りの際に検
出器１０内を流れる電流は、潜像極性電荷すなわち静電
潜像に応じたものであり、像の暗部では電流が流れず像
の明部ほど大電流が流れるから、この電流を検出するこ
とにより静電潜像を表す画像信号が取得され、これによ
り静電潜像を読み取ることができる。なお、このように
記録後に検出器１０の両電極を短絡し且つ像の明部ほど
大電流が流れる系をポジ型の系といい、このポジ型の系
に使用される検出器をポジ型の検出器という。

【００７４】次に、上記構成の放射線画像撮影読取装置
１の第２の作用について説明する。図５は、装置１の第
２の作用を説明するタイミングチャートである。第１実
施形態で用いている直接変換且つ光読出方式の検出器１
０を用いると、プレ印加を行なうことにより生じる暗電
流増加分が蓄電部１９に暗潜像として蓄積される。この
第２の作用は、プレ印加後に暗潜像成分を吐き出させる
空読みを行なって静電潜像の記録を行なうことにより、
プレ印加による暗電流増加分の影響を低減するようにし
たものである。以下具体的に説明する。

【００７５】先ず、第１の作用と同様にプレ印加を行な
い、さらに該プレ印加を停止させた後に、前露光光源５
８への制御信号Ｃ１をＬ（前露光モード）にして、記録
光側電極層１１の電極とストライプ電極１６とを同電位
にした状態で、検出器１０の読取光側電極層１５に向け
て前露光光L2を照射させる。これにより、蓄電部１９に
蓄積されている不要な電荷に応じた電流が検出器１０か
ら流れ出るので、電流検出回路５０への制御信号Ｃ５を
Ｈとし、この電流を吐き捨てる空読みを電流検出回路５
０に行なわさせる。この後、制御信号Ｃ１をハイインピ
ーダンス状態とし、また制御信号Ｃ５をＬとして空読み
を停止させる。

【００７６】空読みを停止させた後、上記第１実施形態
と同様に、記録光側電極層１１の電極とストライプ電極
１６との間に記録用電圧を印加した状態で記録光側電極
層１１に記録用の記録光Ｑを照射して、検出器１０に静
電潜像の記録を行なう。ここでこの第２の作用によれ
ば、前述のように蓄電部１９に蓄積されている不要な電
荷を放出させることができるので、暗電流に起因する暗
潜像を低減できるだけでなく、前回撮影時の読残しによ
る残像を低減することもできる。

【００７７】ところで、本実施形態で用いているような
ポジ型の検出器は、読取光に対して透過性を有する読取
光側電極層とａ−Ｓｅなどからなる読取光側光導電層と
の界面に障壁電界が形成され、記録用の放射線の線量が
０ｍＲ領域であっても、読取光の照射によって電流が流
れ、いわゆる光起電力ノイズという問題を生じることが
知られている。

【００７８】また、記録用電圧の印加の後読出しに先立
って短絡される結果、電圧印加（一般には高圧印加）と
短絡の履歴を受けた電界が前記界面に形成され、この電
界下において光（読取光）が照射されるために「高圧印
加履歴ノイズ」という問題がが生じることも知られてい
る。

【００７９】一方第２の作用のように、記録光側電極層
１１の電極とストライプ電極１６とを同電位にした状態
で読取用光導電層１４に前露光光L2を照射する空読みを
行ない、該空読みを停止した後両電極間に記録用電圧を
印加した状態で記録光Ｑを照射して静電潜像の記録を行
なうと、前露光光L2が照射された読取用光導電層１４の
光入射界面（電子−ホールペア形成領域）には光疲労状
態（トラップ蓄積状態）が一時的に形成されるようにな
り、読取光L1を照射した際に生じ得る光起電力ノイズが
前記光疲労状態によって低減すると共に安定化するとい
う効果を享受することもできる。つまり第２の作用によ
れば、暗潜像および残像の低減に加えて光起電力ノイズ
を低減することもできる。

【００８０】また、高圧印加履歴ノイズが支配的な場合
でも、すなわち界面の電界として前記障壁電界よりも電
極からの電荷注入およびそれが界面に空間電荷としてト
ラップされる結果形成される界面の電界の方が影響が大
きい場合でも、前露光光により界面の空間電荷状態を低
減し安定化させる、つまり高圧印加履歴ノイズを低減す
ることもできる。

【００８１】次に本発明の画像情報記録方法および装置
の第２実施形態について説明する。図６は第２実施形態
の放射線画像撮影読取装置を示した概略図、図７は検出
器１１０の素子配列に着目した回路ブロック図である。

【００８２】図６に示すように、この放射線画像撮影読
取装置１００は、画像記録媒体としての放射線固体検出
器１１０と、検出器１１０から流れ出る電流を検出する
読取手段としての電流検出回路１５０と、放射線照射部
１６０とを有する。該装置１００には、更に、検出器１
１０に所定の電界を印加するためのスイッチ１４２およ
び電源１４３からなる電界印加手段１４０と、スイッチ
１４２、電源１４３および放射線照射部１６０を制御す
る制御手段１７０が設けられている。第１実施形態と同
様に、電源１４３としては、制御手段１７０からの制御
信号Ｃ４に基づいて出力電圧を変えることができる電圧
可変型のものを使用する。放射線照射部１６０や制御手
段１７０の構成は、上記第１実施形態のものと略同様で
ある。

【００８３】電流検出回路１５０は、リードアウトアン
プ１５１ａ、積分コンデンサ１５１ｂ、およびリセット
スイッチ１５１ｃからなるチャージアンプ構成の検出ア
ンプ１５１を、後述するデータ信号ライン分だけ有して
いる。なお、この電流検出回路１５０は、検出器１１０
と一体的に構成されるのが一般的である。

【００８４】検出器１１０は、米国特許 5648660号や特
開平9-206293号などに記載の直接変換且つＴＦＴ読出方
式の画像記録媒体であって、Ｘ線に対して透過性を有す
る記録光側電極１１１と絶縁体１１２、およびＸ線を直
接入射させたとき電荷を発生する（導電性を呈する）ａ
−Ｓｅなどからなる光導電体１１３がこの順に配されて
いる。さらに光導電体１１３の図中右側に、該光導電体
１１３内で発生した電荷の内の潜像極性電荷を収集する
電荷収集電極１１４と、収集した潜像極性電荷を蓄積す
る蓄電部としての信号蓄積容量１１５と、蓄積した潜像
極性電荷を外部に読み出すためのＴＦＴ（薄膜トランジ
スタ）１１６とが画素数分だけ支持体１１８上に設けら
れ、図７に示すように、電荷収集電極１１４および信号
蓄積容量１１５からなる検出素子（ＴＦＴ１１６を検出
素子に含めてもよい）を１素子として、これを列および
ラインにアレイ状に２次元的に配列して構成されてい
る。

【００８５】記録光側電極１１１は、スイッチ１４２を
介して電源１４３の正極に接続されている。各電荷収集
電極１１４は、それぞれ対応する信号蓄積容量１１５を
なす一方の電極およびＴＦＴ１１６のソース端子Ｓと接
続され、各信号蓄積容量１１５をなす他方の電極は検出
器１１０の接地電極と共通に接続されている。なお、各
電荷収集電極１１４と光導電体１１３との間には、ブロ
ッキング層１１７が設けられている。

【００８６】また、図７に示すように、ＴＦＴ１１６の
ゲート端子Ｇは、ライン毎にゲート駆動ラインとして共
通に接続され、不図示のゲートドライバの各ライン出力
端子に接続されている。また、ＴＦＴ１１６のドレイン
端子Ｄは列毎にデータライン（Ｄ１，…，Ｄｎ）として
共通に接続され、リードアウトアンプ１５１ａ、積分コ
ンデンサ１５１ｂ、およびリセットスイッチ１５１ｃか
らなる検出アンプ１５１に接続されている。ＴＦＴ１１
６をオンさせて信号蓄積容量１１５に蓄積されている電
荷を外部に読み出させ、電流検出回路１５０により電圧
信号に変換することで画像情報の読取りが行なわれる。

【００８７】次に第２実施形態の放射線画像撮影読取装
置１００の作用について説明する。第２実施形態の装置
１００において静電潜像を検出器１１０に記録するに際
しては、検出器１１０へ記録用（兼読取用）電圧を印加
して静電潜像の記録を行なう前に、検出器１１０へのプ
レ印加の開始および停止の制御あるいは空読みの開始お
よび停止の制御が加わる点が従来の装置と異なる。以
下、詳細に説明する。

【００８８】図８は第２実施形態の作用を説明するタイ
ミングチャートである。この第２実施形態では、記録用
電圧よりも大きなプレ印加電圧を所定時間だけ印加する
プレ印加を行ない、該プレ印加電圧を記録用電圧に落と
して静電潜像の記録を行なうようにしている。

【００８９】具体的には、先ず制御信号Ｃ２をＨにして
スイッチ１４２をオンさせて検出器１１０に電源１４３
から記録用電圧よりも大きなプレ印加電圧を印加し、光
導電体１１３内の電位勾配が例えば１１Ｖ／μｍ程度と
なる電界が印加されるようにする。なお、ここまでにお
いては、ＴＦＴ１１６をオン、オフいずれの状態にして
おいてもよい。

【００９０】次に、このプレ印加を所定時間（例えば１
秒程度）だけ行なった後、前記プレ印加電圧を前記記録
用電圧に落として前記プレ印加を停止する。この１０Ｖ
／μｍ程度の記録用電界とプレ印加の際の１１Ｖ／μｍ
程度の電界の各大きさの制御は、電源１４３の出力電圧
の大きさを制御信号Ｃ４により制御することで実現され
る。

【００９１】次に、前記プレ印加の停止後、すなわち検
出器１１０への印加電圧を記録用電圧に落とした後所定
時間（３０秒好ましくは１秒）以内に、以下のようにし
て、光導電体１１３に記録用の放射線Ｑを照射して検出
器１１０に静電潜像の記録を行なう。先ず、前記記録用
電圧を印加した状態でＴＦＴ１１６をオフにする。そし
て、第１実施形態と同様にして、記録光Ｑを設定された
照射時間だけ検出器１１０に照射する。すると検出器１
１０の光導電体１１３内で入射した記録光Ｑの強度
（量）に比例した量の正負の電荷対が発生し、その内の
正電荷が潜像極性電荷として電荷収集電極１１４で収集
され、収集された電荷は信号蓄積容量１１５に蓄積さ
れ、これにより検出器１１０に静電潜像が記録される。
一方、光導電体１１３内で発生した負電荷は記録光側電
極層１１１に引き寄せられて、絶縁体層１１２との界面
に蓄積する。

【００９２】図９は上記第２実施形態の記録過程におけ
る電流特性を示した図である。プレ印加当初（ｔ１）は
非常に大きな瞬時充電電流が流れ、その後時間と共に徐
々に減少する吸収電流が流れ、やがてプレ印加時の電圧
に応じた一定の漏れ電流値に近づいていこうとするが、
その途中で記録用電界に落とされるので、その時点（ｔ
２）の電流値から前記瞬時放電電流分だけ暗電流が少な
くなり、その後、時間と共に徐々に増加する解放電流が
流れ、やがて記録用電界に応じた漏れ電流値に近づいて
いく。ここで、解放電流が流れている一時的な期間は、
暗電流の大きさが漏れ電流値よりも低く暗抵抗の大きな
状態であり、特に記録用電界に落とした直後は暗電流レ
ベルが非常に低く暗抵抗の非常に大きな状態となる。こ
のとき光導電層に印加されている電界が記録用電界であ
ることに変わりがなく、画像情報の記録を行なうと、入
射放射線量に応じた量の電荷対が発生し、これにより画
像情報を担持する明電流成分が流れ、この明電流成分が
暗電流レベルの低い状態に加算されることとなる。信号
蓄積容量１１５には、明電流成分と暗電流成分を加算し
た合計電流に応じた量の電荷が蓄積されるので、暗電流
レベルが低下した分だけ暗潜像の影響を軽減することが
できる。

【００９３】ただし本実施形態では、プレ印加時に生じ
る吸収電流の分だけ暗潜像の蓄積が増えるため、プレ印
加停止後にＴＦＴ１１６を一時的にオンさせて信号蓄積
容量１１５に蓄積された電荷を外部に読み出す空読みを
行ない、その後にＴＦＴ１１６をオフさせて記録を行な
うようにすることが好ましい。あるいは、プレ印加の間
中にＴＦＴ１１６をオンさせてプレ印加時に暗潜像が蓄
積しないようにしてもよい。

【００９４】次に、本発明の画像情報読取方法および装
置の実施形態（以下第３実施形態という）について説明
する。この第３実施形態は、従来よりよく知られてい
る、画像記録シートとしての蓄積性蛍光体シートを利用
した放射線画像読取装置において、蓄積性蛍光体シート
から発せられる輝尽発光光を検出する光電読取手段とし
てのフォトマル（光電子増倍管）を固体画像検出器に置
き換えた、本願出願人が特願平11-79984号や特願2000-5
0201〜5 号などにおいて提案したシステムに本発明を適
用したものである。図１０（Ａ）は読取装置を示す概略
斜視図であり、図１０（Ｂ）は該装置に使用される固体
画像検出器の断面図を電流検出回路と共に示した図であ
る。

【００９５】固体画像検出器２２３は、２枚の平板電極
２２３ａ，２２３ｂと、該平板電極２２３ａ，２２３ｂ
に挟まれた、輝尽発光光L4の照射を受けることにより導
電性を呈する光導電層２２３ｃとからなり、光ガイド２
２２および励起光カットフィルタ２２５を介して入射す
る輝尽発光光L4を検出する０次元センサとして機能す
る。

【００９６】輝尽発光光L4が入射する側の平板電極２２
３ａは、励起光カットフィルタ２２５を経由して入射す
る輝尽発光光L4に対して透過性を持たせるべく、ＩＴＯ
（Indium Tin Oxide）膜等の周知の透明導電膜を使用し
ている。一方平板電極２２３ｂは透過性を有している必
要がないのでアルミ電極としている。

【００９７】光導電層２２３ｃの物質としては、５００
ｎｍ以下（例えば４００nm近傍）の青色の輝尽発光光を
発生する蓄積性蛍光体層２１２との組合せを考慮して、
ａ−Ｓｅを主成分とする光導電性物質を使用する。

【００９８】この光導電層２２３ｃ（ａ−Ｓｅ光導電
膜）の大きさ（検出面積）はシート２１１のサイズ(例
えば430mm×430mm；１７インチ四方)に比べて十分小さ
くする。例えば、50mm四方以下とする。このように、光
導電膜の面積を小さくすると、過大な暗電流の発生を避
けられ、また負荷容量も小さくできるために、蓄積性蛍
光体層と光導電層とが略１対１に対向した検出パネルに
比べて良好なＳ／Ｎ比を得ることができる。

【００９９】一方、光導電層２２３ｃの厚さは、輝尽発
光光L4を十分に吸収し、さらにアバランシェ増幅作用が
働くようにして、取り出し得る信号レベルを大きくする
には１μｍ以上であるのが好ましく、また、分布容量を
小さくして固定ノイズを抑制するにはより厚い方が好ま
しいが、膜厚が厚すぎると電源電圧が大きくなるデメリ
ットがあるので、電源電圧を考慮しつつ、アバランシェ
増幅効果と固定ノイズとの比が大きくなるように、例え
ば１μｍ以上１００μｍ以下、さらに好ましくは１０μ
ｍ以上５０μｍ以下に設定する。

【０１００】上述のように、光ガイド２２２の射出端面
２２２ｂと固体画像検出器２２３の入射端面側の電極２
２３ａとの間には、励起光カットフィルタ２２５が設け
られている。光ガイド２２２を介して画像情報を有しな
い赤色の励起光L3が光導電層２２３ｃ内に入射すると、
光導電層２２３ｃは赤色の励起光L3に対しても、若干感
度を持つため、該励起光L3によって発生する微小電荷分
だけのオフセット電流を発生する。一方、励起光カット
フィルタ２２５を挿入すると、赤色光（６００ｎｍ以
上）を吸収させて、青色の輝尽発光光のみが光導電層２
２３ｃ内に入射するようにできるので、オフセット電流
を抑制することができるようになる。なお、光導電層２
２３ｃは波長６００ｎｍ以上の赤色の励起光に対しては
感度が低いのでフォトマルを用いた従来のものよりも励
起光カットフィルタ２２５を薄くできる。

【０１０１】図１１は、固体画像検出器２２３から電荷
を外部に読み出して電気信号を得る回路構成を示した図
であり、固体画像検出器２２３と接続された電流検出回
路２８０と電界印加手段２８５と制御手段２７０とが設
けられている。

【０１０２】電流検出回路２８０は、オペアンプ２８１
ａ、積分コンデンサ２８１ｂ、およびスイッチ２８１ｃ
から構成される検出アンプ２８１を有している。電極２
２３ａが、オペアンプ２８１ａの反転入力端子（−）に
接続されている。

【０１０３】また、電界印加手段２８５は、電源２８２
およびスイッチ２８３からなり、固体画像検出器２２３
の両電極２２３ａ，２２３ｂの間に所定の電圧を印加し
て光導電層２２３ｃに電界を生ぜしめるものである。

【０１０４】電源２８２の正極側は、スイッチ２８３を
介してオペアンプ２８１ａの非反転端子（＋）に接続さ
れている。第１および第２実施形態と同様に、電源２８
２としては、制御手段２７０からの制御信号Ｃ４に基づ
いて出力電圧を変えることができる電圧可変型のものを
使用する。なお、電源２８２の読取用電圧の大きさは、
光導電層２２３ｃ内の電位勾配が１０Ｖ／μｍ程度とな
るように設定する。なおアバランシェ増幅作用が働くよ
うにするにはさらに大きくするとよい。

【０１０５】検出アンプ２８１は、蓄積性蛍光体層２１
２で発生した輝尽発光光L4が光導電層２２３ｃ内に入射
することによって発生する電荷が外部に読み出されると
きに生じる電流を検出して、蓄積性蛍光体層２１２に蓄
積された蓄積エネルギーに応じた画像信号を得ることで
画像情報を読み取る読取手段として機能する。

【０１０６】画像記録シートとしての蓄積性蛍光体シー
ト２１１は、図１０（Ａ）右側に拡大図を示すように、
励起光の照射を受けることにより蓄積されたエネルギー
に応じた量の輝尽発光光L4を生ぜしめる蓄積性蛍光体層
２１２をベース（支持体）２１３上に積層して成る。

【０１０７】蓄積性蛍光体層２１２は、６００ｎｍ以上
の波長の赤色の励起光で励起され、且つ５００ｎｍ以下
（好ましくは４００ｎｍ〜４５０ｎｍ）の青色の輝尽発
光光を生ぜしめるものであれば、どのようなものであっ
てもよく、周知の蓄積性蛍光体シートを利用することが
できる。なお、図示していないが、蓄積性蛍光体層２１
２以外に、例えば、保護層や増感層などが設けられる。

【０１０８】図１２は第３実施形態の作用を説明するタ
イミングチャートである。この第３実施形態において、
画像情報が予め記録されたシート２１１から画像情報を
読み取る際には、予め読取用電圧を印加して安定した高
抵抗状態を作り、次に読取用電圧よりも大きなプレ印加
電圧を所定時間だけ印加するプレ印加を行ない、該プレ
印加電圧を読取用電圧に戻して画像情報の読取りを行な
う。

【０１０９】具体的には、先ず、制御信号Ｃ２をＨにし
てスイッチ２８３をオンさせてオペアンプ２８１ａのイ
マジナリショートを介して、検出器２２３の両電極２２
３ａ，２２３ｂ間に、先ず光導電層２２３ｃ内の電位勾
配が１０Ｖ／μｍ程度となる読取用電圧を印加し安定化
させた後に、読取用電圧よりも大きなプレ印加電圧を印
加し、光導電層２２３ｃ内の電位勾配が例えば１３Ｖ／
μｍ程度となる電界が印加されるようにする。

【０１１０】次に、このプレ印加を所定時間（例えば１
秒程度）だけ行なった後、前記プレ印加電圧を前記読取
用電圧に戻して前記プレ印加を停止する。

【０１１１】次に、前記プレ印加の停止後すなわち検出
器２２３への印加電圧を読取用電圧に戻した後所定時間
（３０秒好ましくは１０秒）以内に、光導電層２２３ｃ
に読取用電界を印加したままビーム状の励起光L3でシー
ト２１１の全面を走査して画像情報の読取りを行なう。
具体的には以下の通りである。先ず、読取部２１０の所
定位置にセットされた放射線画像が記録された蓄積性蛍
光体シート２１１は、不図示の駆動手段により駆動され
るエンドレスベルトなどのシート搬送手段２１５により
矢印Ｙ方向に搬送（副走査）される。一方、レーザー光
源２１６から発せられた赤色光域の励起光としての光ビ
ームL3はモータ２２４により駆動され矢印方向に高速回
転する回転多面鏡２１８によって反射偏向され、ｆθレ
ンズなどの集束レンズ２１９を通過した後、ミラー２２
０により光路を変えてシート２１１に入射し副走査の方
向（矢印Ｙ方向）と略直角な矢印Ｘ方向に主走査する。
シート２１１の光ビームL3が照射された箇所からは、蓄
積記録されている放射線画像情報に応じた光量の波長４
００nm近傍（青色光域）の輝輝尽発光光L4が発散され、
この輝尽発光光L4は光ガイド２２２の入射端面２２２ａ
に入射し、該ガイド２２２内の内部を全反射を繰り返し
て進み、射出端面２２２ｂから射出して固体画像検出器
２２３に入射する。上記説明から判るように、レーザー
光源２１６、回転多面鏡２１８、集束レンズ２１９ある
いは不図示の駆動手段などによって、励起光走査手段２
１０が構成される。

【０１１２】固体画像検出器２２３の光導電層２２３ｃ
内では、輝尽発光光L4の照射を受けて、輝尽発光光L4の
光量に応じた量の正負の電荷対が発生する。光導電層２
２３ｃに印加された読取用電界により、発生した電荷対
のうち負電荷は電極２２３ａ側に移動し、正電荷は電極
２２３ｂ側に移動する。

【０１１３】両電極２２３ａ，２２３ｂ間には、オペア
ンプ２８１ａが設けられており、検出アンプ２８１は、
上述した電荷の移動による電流を検出して画像信号を得
る、つまり放射線画像情報を読み取ることができる。

【０１１４】図１３は上記第３実施形態の読取過程にお
ける電流特性を示した図である。読取用電界を印加して
安定化させた後にプレ印加を行なう第３実施形態の場
合、プレ印加当初（ｔ１）はやや大きな瞬時充電電流が
流れ、その後時間と共に徐々に減少する吸収電流が流
れ、やがてプレ印加時の電圧に応じた一定の漏れ電流値
（定常漏れ電流値）に近づいていこうとするが、その途
中で読取用電界に戻されるので、その時点（ｔ２）の電
流値から前記瞬時放電電流分だけ暗電流が少なくなり、
その後、時間と共に徐々に増加する解放電流が流れ、や
がて読取用電界に応じた漏れ電流値（定常漏れ電流値）
に近づいていく。このときの読取用電界に戻した後の電
流応答は、暗電流が一時的に低下する期間が生じ、特に
読取用電界に戻した直後は非常に低い状態となるので、
この暗電流が一時的に低下した期間内に読取りを行なう
と暗電流ノイズを軽減することができる。

【０１１５】また、プレ印加以前の読取用電界の印加に
よる暗電流が定常状態（高抵抗状態）に至った後にプレ
印加を一時的に加えているので、低い暗電流状態の持続
時間が長くなり、またプレ印加分の電圧増加が僅かで済
むので（前例では差分の３Ｖ／μｍＶ）で、プレ印加に
よる過渡的応答における変動性を小さくでき、安定性の
上で都合がよい。

【０１１６】なお、プレ印加を開始した当初には一時的
に電流が増加するが、検出器２２３内に暗潜像として蓄
積することはなく、積分コンデンサ２８１ｂに蓄積され
ノイズ源となる。この場合、励起光を照射する読取りを
行なう前に制御信号Ｃ５によりスイッチ２８１ｃをオン
させて積分コンデンサ２８１ｂをリセットするなどし
て、積分コンデンサ２８１ｂに蓄積した分の影響を消す
空読みを行なうとよい。

【０１１７】なお、この第３実施形態においては、読取
用電界を予め印加して検出器２２３を高抵抗状態にした
後プレ印加を一時的に加えるようにしていたが、読取用
電界を予め印加することなくプレ印加を一時的に加え、
その後読取用電界を印加して読取りを行なうようにして
もよい。

【０１１８】以上、本発明の好ましい実施形態について
説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるもの
ではない。例えば、上記各実施形態では、できるだけ暗
電流レベルの低い状態で記録や読取りを行なうためにプ
レ印加を停止した後少なくとも１０秒以内に記録や読取
りを行なうようにしていたが、プレ印加を停止した後に
暗電流が安定な状態である漏れ電流値となる以前、例え
ば略３０秒以内に記録用あるいは読取用の電界を印加し
た状態で記録や読取りを行なってもよい。また最初に読
取用電界を印加してからプレ印加を一時的に行なう第３
実施形態では、このプレ印加時間を１秒以内にしていた
が、これについても、略３０秒以内にしてもよい。

【０１１９】また第１実施形態では、直接変換且つ光読
出方式の検出器を用いていたが、この検出器は、上記第
１実施形態のものには限定されず、両端の電極とその内
側に配設された少なくとも１層の光導電層とを有してい
るものであればよい。より具体的な層構成としては、例
えば、第１導電体層（記録光側電極層；以下同様）／記
録用光導電層／蓄電部としてのトラップ層／読取用光導
電層／第２導電体層（読取光側電極層；以下同様）から
なるもの（米国特許第 4435468号など）、第１導電体層
／記録用兼読取用の光導電層／第２導電体層からなり光
導電層と第２導電体層との界面に蓄電部が形成されるも
の（Medical Physics,Vol.16,No.1,Jan/Feb 1989;P105-
P109）、第１導電体層／絶縁体層／記録用兼読取用の光
導電層／第２導電体層からなり絶縁体層と光導電層との
界面に蓄電部が形成されるものなどがあり、これらに対
しても上記第１実施形態の第１および第２の作用を同様
に適用できる。

【０１２０】また第３実施形態では、蓄積性蛍光体シー
トから発せられる輝尽発光光を検出する光電変換手段と
してアモルファス状の光導電体を用いた固体画像検出器
を使用して読取りを行なっていたが、この固体画像検出
器は、上記第３実施形態のものには限定されず、例えば
本願出願人が特願平11-79984号や同2000-50201〜5 号な
どにおいて提案している、長尺状の０次元検出器やライ
ンセンサとすることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を示した図であって、放
射線画像撮影読取装置を示した概略図

【図２】第１実施形態の第１の作用を説明するタイミン
グチャート

【図３】光導電体の基本的な電流特性を示した図

【図４】第１実施形態の記録過程における電流特性を示
した図

【図５】第１実施形態の第２の作用を説明するタイミン
グチャート

【図６】本発明の第２実施形態を示した図であって、放
射線画像撮影読取装置を示した概略図

【図７】検出器の素子配列に着目した回路ブロック図

【図８】第２実施形態の作用を説明するタイミングチャ
ート

【図９】第２実施形態の記録過程における電流特性を示
した図

【図１０】本発明の第３実施形態を示す図であって、フ
ォトマルを固体画像検出器に置き換えた態様の放射線画
像読取装置を示す概略斜視図（Ａ）、該装置に使用され
る固体画像検出器の断面図を電流検出回路と共に示した
図（Ｂ）

【図１１】固体画像検出器から電荷を読み出して電気信
号を得る回路構成を示した図

【図１２】第３実施形態の作用を説明するタイミングチ
ャート

【図１３】第３実施形態の読取過程における電流特性を
示した図

【符号の説明】

１ 放射線画像撮影読取装置 １０ 放射線固体検出器 １１ 記録光側電極層 １２ 記録用光導電層 １３ 電荷輸送層 １４ 読取用光導電層 １５ 読取光側電極層 ４０ 電界印加手段 ５０ 電流検出回路 ５７ 読取光走査手段 ５８ 前露光光源 ５９ 読取部 ７０ 制御手段 １００ 放射線画像撮影読取装置 １１０ 放射線固体検出器 １４０ 電界印加手段 １５０ 電流検出回路（読取手段） １７０ 制御手段 ２１６ レーザ光源 ２２３ 固体画像検出器 ２２３ａ 電極 ２２３ｂ 電極 ２２３ｃ 光導電層 ２８０ 電流検出回路 ２８１ 検出アンプ（読取手段） ２８５ 電界印加手段

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） Ｈ０１Ｌ 27/14 Ｈ０１Ｌ 27/14 Ｋ ５Ｃ０７２ 31/09 31/00 Ａ ５Ｆ０８８ 31/0248 31/08 Ｆ Ｈ０４Ｎ 1/04 Ｈ０４Ｎ 1/04 Ｅ Ｆターム(参考） 2G083 AA04 BB03 DD20 2G088 GG21 LL11 2H013 AC03 AC08 2H068 FB40 GA13 GA14 4M118 AA05 AB01 BA05 CA15 CA18 CA21 CA40 CB20 DB15 DD02 DD11 DD12 DD20 FB01 FB03 FB09 FB13 FB16 GA05 GA10 5C072 AA01 AA03 BA11 DA09 HA02 HA13 NA01 UA05 VA01 WA10 5F088 AA11 AB01 BA03 KA08 LA07 LA08

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アモルファス状の物質からなる、電磁
   波の照射を受けることにより潜像極性電荷を発生する光
   導電体と、前記潜像極性電荷を蓄積する蓄電部とを有す
   る画像記録媒体を用いて、画像情報を担持する記録用の
   電磁波の前記光導電体への照射により発生する潜像極性
   電荷を前記蓄電部に蓄積させることにより画像情報を静
   電潜像として前記蓄電部に記録する方法において、 前記記録に先立って該記録の際に前記光導電体に印加さ
   れる記録用電界よりも大きな電界を前記光導電体に印加
   するプレ印加を行ない、該プレ印加を停止した後前記記
   録用電界を前記光導電体に印加した状態で前記記録を行
   なうことを特徴とする画像情報記録方法。
2. 【請求項２】 前記プレ印加を停止した後３０秒以内
   に前記記録を行なうことを特徴とする請求項１記載の画
   像情報記録方法。
3. 【請求項３】 前記プレ印加に先立って前記記録用電
   界を前記光導電体に印加した後に前記プレ印加を行なう
   ことを特徴とする請求項１または２記載の画像情報記録
   方法。
4. 【請求項４】 暗潜像成分を吐き出させる空読みを行
   ない、該空読みを停止した後前記記録を行なうことを特
   徴とする請求項１から３いずれか１項記載の画像情報記
   録方法。
5. 【請求項５】 アモルファス状の物質からなる、電磁
   波の照射を受けることにより潜像極性電荷を発生する光
   導電体と前記潜像極性電荷を蓄積する蓄電部とを有する
   画像記録媒体を用いて、画像情報を担持する記録用の電
   磁波の前記光導電体への照射により発生する潜像極性電
   荷を前記蓄電部に蓄積させることにより画像情報を静電
   潜像として前記蓄電部に記録する装置において、 前記光導電体に所定の電界を印加する電界印加手段と、 前記記録に先立って該記録の際に前記光導電体に印加さ
   れる記録用電界よりも大きな電界を前記光導電体に印加
   するプレ印加が行なわれ、該プレ印加を停止した後前記
   記録用電界が前記光導電体に印加されるように、前記電
   界印加手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴と
   する画像情報記録装置。
6. 【請求項６】 前記制御手段が、前記プレ印加に先立
   って前記記録用電界を前記光導電体に印加した後に前記
   プレ印加が行なわれるように前記電界印加手段を制御す
   るものであることを特徴とする請求項５記載の画像情報
   記録装置。
7. 【請求項７】 前記潜像極性電荷に対応する電荷を検
   出することにより前記画像情報の読取りを行なう読取手
   段をさらに有し、 前記制御手段が、暗潜像成分を吐き出させる空読みが行
   なわれ、該空読みを停止させた後前記記録が行なわれる
   ように、前記電界印加手段と前記読取手段を制御するも
   のであることを特徴とする請求項５または６記載の画像
   情報記録装置。
8. 【請求項８】 アモルファス状の物質からなる、電磁
   波の照射を受けることにより電荷を発生する光導電体を
   用いて、画像情報を担持する電磁波の前記光導電体への
   照射により発生する電荷を検出することにより前記画像
   情報の読取りを行なう方法において、 前記読取りに先立って、該読取りの際に前記光導電体に
   印加される読取用電界よりも大きな電界を前記光導電体
   に印加するプレ印加を行ない、該プレ印加を停止した
   後、前記読取用電界を前記光導電体に印加した状態で前
   記読取りを行なうことを特徴とする画像情報読取方法。
9. 【請求項９】 前記プレ印加を停止した後３０秒以内
   に前記読取りを行なうことを特徴とする請求項８記載の
   画像情報読取方法。
10. 【請求項１０】 前記プレ印加に先立って前記読取用
    電界を前記光導電体に印加した後に前記プレ印加を行な
    うことを特徴とする請求項８または９記載の画像情報読
    取方法。
11. 【請求項１１】 前記プレ印加により生じる暗電流増
    加分を吐き捨てる空読みを行ない、該空読みを停止した
    後前記読取りを行なうことを特徴とする請求項８から１
    ０いずれか１項記載の画像情報読取方法。
12. 【請求項１２】 アモルファス状の物質からなる、電
    磁波の照射を受けることにより電荷を発生する光導電体
    を用いて、画像情報を担持する電磁波の前記光導電体へ
    の照射により発生する電荷を検出することにより前記画
    像情報の読取りを行なう装置において、 前記光導電体に所定の電界を印加する電界印加手段と、 前記電荷を検出することにより前記画像情報の読取りを
    行なう読取手段と、 前記読取りに先立って該読取りの際に前記光導電体に印
    加される読取用電界よりも大きな電界を前記光導電体に
    印加するプレ印加が行なわれ、該プレ印加を停止した後
    前記読取用電界が前記光導電体に印加された状態で前記
    読取りが行なわれるように、前記電界印加手段および前
    記読取手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴と
    する画像情報読取装置。
13. 【請求項１３】 前記制御手段が、前記プレ印加を停
    止した後３０秒以内に前記読取りが行なわれるように、
    前記電界印加手段および前記読取手段を制御するもので
    あることを請求項１２記載の画像情報読取装置。
14. 【請求項１４】 前記制御手段が、前記プレ印加に先
    立って前記読取用電界を前記光導電体に印加した後に前
    記プレ印加が行なわれるように、前記電界印加手段を制
    御するものであることを特徴とする請求項１２または１
    ３記載の画像情報読取装置。
15. 【請求項１５】 前記制御手段が、前記プレ印加によ
    り生じる暗電流増加分を吐き捨てる空読みが行なわれ、
    該空読みを停止させた後前記読取りが行なわれるよう
    に、前記電界印加手段と前記読取手段を制御するもので
    あることを特徴とする請求項１２から１４いずれか１項
    記載の画像情報読取装置。