JP2007198772A - 画像記録読取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像情報を潜像として記録する画像記録手段と、光源から発せられた読取光を該画像記録手段に照射する構成を有する画像読取手段とが接着層を介して一体化されてなる画像記録読取装置において、光源の劣化を防止する。
【解決手段】画像情報を潜像として記録する画像記録手段１０と、この画像記録手段１０に記録された画像情報を読み取るために、光源３０から発せられた読取光を該画像記録手段１０に照射する構成を有する画像読取手段２０と、この画像読取手段２０と画像記録手段１０とを一体化する接着層３７とからなる画像記録読取装置１において、接着層３７と光源３０との間に、該光源３０への気体および／または液体の侵入を遮断する封止層３６を形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は画像記録読取装置、特に詳細には、画像情報を記録する画像記録手段と、この画像記録手段に読取光を照射することにより記録画像情報を読み取る画像読取手段とが一体化されてなる画像記録読取装置に関するものである。

従来、例えばファクシミリ、複写機あるいは放射線撮像装置などにおいて、画像情報を一旦画像記録手段に潜像として記録させ、その後この画像記録手段から画像情報を読み取ることが広範になされている。

例えば医療用放射線画像の記録再生においては、特許文献１等に示されるように、Ｘ線等の放射線に感応する例えばａ−Ｓｅから成るセレン板等の光導電体を感光体（放射線画像記録媒体）として用い、該感光体等に放射線画像情報を担持する放射線を照射して放射線画像情報に対応する潜像電荷を蓄積させ、その後レーザビームで該感光体を走査し、そのとき感光体内に生じる電流を感光体両側の平板電極あるいはクシ電極を介して検出することにより、潜像電荷が担持する静電潜像すなわち放射線画像情報を読み取るシステムが知られている。

上述のように、画像情報を潜像として記録する画像記録手段と、この画像記録手段を光源から発せられた読取光により走査し、それにより該画像記録手段から発せられた光を光電変換して画像情報を読み取る画像読取手段とから構成される画像記録読取装置においては、例えば特許文献２に示されるように、画像記録手段と画像読取手段とを一体化して小型化することも提案されている。

また近時、画像読取手段を構成する光源として、同じく特許文献２に示されるように、有機ＥＬ発光素子を用いることも考えられている。
米国特許第４１７６２７５号明細書 特開２００１−２６４４９６号公報

ここで、上述のように画像記録手段と画像読取手段とを一体化する上で具体的には、それら両手段を接着層によって接合することが考えられる。ところが、読取光を発する光源として前述の有機ＥＬ発光素子が適用された画像記録読取装置においては、そのような接着層を設けると有機ＥＬ発光素子が劣化しやすくなるということが新たに判明した。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、画像記録手段と画像読取手段とが接着層によって一体化されてなる画像記録読取装置において、接着層を設けたことによる光源の劣化を防止することを目的とする。

本発明による画像記録読取装置は、接着層から発生する有機ガスや水分を封止層で遮断して、それらが光源に侵入しないようにしたものであり、具体的には、
先に述べたように画像情報を潜像として記録する画像記録手段と、
この画像記録手段に記録された画像情報を読み取るために、光源から発せられた読取光を該画像記録手段に照射する構成を有する画像読取手段と、
この画像読取手段と前記画像記録手段とを一体化する接着層とからなる画像記録読取装置において、
前記接着層と前記光源との間に、該光源への気体および／または液体の侵入を遮断する封止層が形成されたことを特徴とするものである。

なお上述の封止層としては、例えば無機材料からなる層や、あるいは無機材料層と有機材料層とを重ね合わせてなるものを適用することができる。

また、本発明の画像記録読取装置における画像読取手段は、光源から発せられた読取光により前記画像記録手段を走査し、それにより該画像記録手段から発せられた光を光電変換して前記画像情報を読み取るものであることが望ましい。

また本発明の画像記録読取装置は、画像読取手段を構成する光源が有機ＥＬ発光素子であることを前提として構成されることが望ましい。

一方、本発明の画像記録読取装置における画像記録手段は、画像情報を担持する電磁波の照射を受けてこの画像情報に対応した潜像電荷を蓄積させるものであることが望ましい。

本発明者の研究によると、前述のような接着層を設けた画像記録読取装置において光源が劣化しやすいという問題は、多くの場合有機材料からなる接着層から放出される有機ガスや水分が、光源の内部に侵入することから生じていることが分かった。本発明はこの新しい知見に鑑みて、有機ＥＬ発光素子等からなる光源と接着層との間に、該光源への気体および／または液体の侵入を遮断する封止層を形成したものであり、それにより上記有機ガスや水分が光源内部に侵入することがなくなり、光源の劣化が確実に防止される。

先に述べた有機ＥＬ発光素子は、上述のような有機ガスや水分の侵入により劣化しやすくなっているので、本発明がそのような有機ＥＬ発光素子を光源として備えてなる画像記録読取装置に適用された場合は、光源劣化を防止する効果が特に顕著なものとなる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態による放射線画像検出読取装置１の概略斜視形状を示すものであり、また図２は図１中のＸ−Ｚ断面形状を、図３は同じく図１中のＸ−Ｙ断面形状を示している。

図示の通りこの放射線画像検出読取装置１は、放射線画像検出器１０と放射線画像読取装置２０とが一体化されてなるものである。なお図１においては、放射線画像検出器１０に静電潜像を記録する記録装置の電源等と、読取装置の面状光源３０を制御する光源制御手段４０および電流検出手段５０も併せて示している。

画像記録手段としての放射線画像検出器１０は、放射線画像情報を静電潜像として記録し、読取光で走査されることにより、記録している静電潜像に応じた電流を発生するものであり、具体的には、記録用の放射線を透過させる第１の導電体層１１、記録用電磁波の照射を受けることにより導電性を呈する画像記録手段としての記録用光導電層１２、導電体層１１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、かつ該電荷と逆極性の電荷（輸送極性電荷；上記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１３、読取光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１４、読取光に対して透過性を有する第２の導電体層１５がこの順に積層されてなるものである。図中斜線部として示す上記導電体層１５はクシ歯状に形成されており、以下このクシ歯部分を「クシ電極１５ａ」と称する。なおこのようなクシ電極については、例えば特開２０００−１０５２９７号公報に詳しい記載がなされている。

放射線画像読取装置２０は、面状光源３０と、この面状光源３０を制御する光源制御手段４０と、電流検出手段５０とから構成されている。

面状光源３０は有機ＥＬ発光素子であって、基本的に、絶縁基板３１と、この絶縁基板３１の上に形成された平板状全面電極３２と、この全面電極３２と向かい合うように配置されたクシ電極３４と、このクシ電極３４と全面電極３２との間に挟持された有機ＥＬ発光層３３と、クシ電極３４の上に形成された絶縁層３５とから構成されている。そしてこの絶縁層３５の上には封止層３６が形成され、さらにこの封止層３６の上には、面状光源３０を放射線画像検出器１０の導電体層１５と接着する接着層３７が形成されている。

上記クシ電極３４は、有機ＥＬ発光層３３が発する光に対して半透過性の材料から形成され、放射線画像検出器１０のクシ電極１５ａと略直交する向きに形成されている。一方上記全面電極３２は、有機ＥＬ発光層３３が発する光を略１００％反射する材料から形成されている。なお有機ＥＬ発光素子においては通常、上記の各構成要素に加えて正孔輸送層や電子輸送層等が設けられるが、図１ではそれらを省略してある。

有機ＥＬ発光層３３から発せられるＥＬ光の波長は、放射線画像検出器１０から静電潜像を読み取るのに適した波長領域に含まれることは勿論であるが、後述する前露光用の光として適した波長領域にも含まれることが望ましい。有機ＥＬ発光層３３から発せられる光の波長は、該発光層３４の材料によって定まる。例えば、読取用光導電層１４が、ａ−Ｓｅ，ＰｂＩ₂ ，Ｂｉ₁₂（Ｇｅ，Ｓｉ）Ｏ₂₀，ペリレンビスイミド（Ｒ＝ｎ−プロピル），ペリレンビスイミド（Ｒ＝ｎ−ネオペンチル）等のうち少なくとも１つを主成分とする、近紫外から青の領域の波長（３００〜５５０ｎｍ）の光に対して高い感度を有し、赤の領域の波長の光に対して低い感度を有するものである場合には、近紫外から青の領域の波長の光を発するように有機ＥＬ発光層３３の材料を選択する。

光源制御手段４０は、クシ電極３４とそれに対向する全面電極３２との間において、クシ電極３４の一個毎に、あるいは複数または全てのクシ電極３４を対象として、所定の電圧を印加するものである。この電圧の印加により有機ＥＬ発光層３３からＥＬ光が発せられ、このＥＬ光が読取光および前露光用の光として利用される。

電流検出手段５０は、導電体層１５の各クシ電極１５ａ毎に接続された多数の電流検出アンプ５１を有しており、読取光の照射により各クシ電極１５ａに流れる電流をクシ電極１５ａ毎に並列的に検出する。放射線画像検出器１０の導電体層１１は接続手段５２の一方の入力および電源５３の負極に接続されており、電源５３の正極は接続手段５２の他方の入力に接続されている。なお図示は省いてあるが、接続手段５２の出力端は各電流検出アンプ５１に接続されている。電流検出アンプ５１の構成の詳細については説明を省略するが、周知の構成を種々適用することが可能である。

以下、上記構成の放射線画像検出読取装置１の作用について説明する。放射線画像検出器１０に放射線画像情報を記録する際には、先ず接続手段５２を電源５３側に切り替え、導電体層１１と導電体層１５のクシ電極１５ａとの間に直流電圧を印加して、両導電体層を帯電させる。これにより放射線画像検出器１０内の導電体層１１とクシ電極１５ａとの間に、クシ電極１５ａをＵ字の凹部とするＵ字状の電界が形成される。

次にＸ線等の放射線を図示外の被写体に爆射し、この被写体を透過した放射線、すなわち被写体の放射線画像情報を担持する放射線を放射線画像検出器１０に照射する。すると、放射線画像検出器１０の記録用光導電層１２内で正負の電荷対が発生し、その内の負電荷が上述の電界分布に沿ってクシ電極１５ａに集中し、記録用光導電層１２と電荷輸送層１３との界面に負電荷が蓄積される。この蓄積される負電荷（潜像電荷）の量は照射放射線量に略比例するので、この潜像電荷が静電潜像を担持することとなる。このようにして静電潜像が放射線画像検出器１０に記録される。一方、記録用光導電層１２内で発生する正電荷は導電体層１１に引き寄せられ、電源５３から注入された負電荷と再結合して消滅する。

その後放射線画像検出器１０から静電潜像を読み取る際には、先ず接続手段５２を放射線画像検出器１０の導電体層１１側に接続する。次いで光源制御手段４０が、クシ電極３４を順次切り替えながら、各クシ電極３４と全面電極３２との間に所定の直流電圧を印加する。この直流電圧の印加により、クシ電極３４と全面電極３２とに挟まれた部分の有機ＥＬ発光層３３からＥＬ光が発せられる。クシ電極３４はライン状になっているので、該クシ電極３４を透過したＥＬ光がライン状の読取光として利用される。すなわち面状光源３０は、ライン状の微小光源を面状に配列したものと等価となり、電圧印加するクシ電極３４を順次切り替えてＥＬ発光させることにより、読取光が放射線画像検出器１０を走査することとなる。

上記ライン状の読取光は、放射線画像検出器１０の導電体層１５の各クシ電極１５ａを透過する。すると、光導電層１４内に正負の電荷対が発生し、その内の正電荷が記録用光導電層１２と電荷輸送層１３との界面に蓄積された負電荷（潜像電荷）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、光導電層１２と電荷輸送層１３との界面で潜像電荷と電荷再結合し消滅する。一方、光導電層１４に生じた負電荷は、電源５３から導電体層１５に注入される正電荷と電荷再結合して消滅する。

このようにして、放射線画像検出器１０に蓄積されていた負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放射線画像検出器１０内に生じる。この電流は、各クシ電極１５ａ毎に接続された電流検出アンプ５により、各クシ電極１５ａ毎に並列的に検出される。放射線画像読取りの際に放射線画像検出器１０内を流れる電流は、潜像電荷すなわち静電潜像に応じたものであるから、この電流を検出することにより静電潜像を読み取ることができる。

以上述べたように、放射線画像検出器１０と放射線画像読取装置２０とを一体化してなるこの放射線画像検出読取装置１においては、面状光源３０の電圧印加するクシ電極３４を順次切り替える電気的な走査により、ライン状の読取光で放射線画像検出器１０を走査するようにしたので、読取光の走査を機械的に行う必要がなくなり、よって機械走査を部品点数を少なくすることができる。また、走査系に可動部を必要としないから装置の信頼性も向上する。さらに放射線画像検出器１０と放射線画像読取装置２０とを一体的に構成したことにより、可搬型の装置にすることも容易となる。

上記放射線画像検出読取装置１は、放射線画像検出器１０から静電潜像を読み取った後には、潜像電荷が基本的には蓄積されておらず、基本的にはそのまま再記録できるものである。しかしながら、場合によっては潜像電荷を完全に読み取ることができず、放射線画像検出器１０に残留電荷が残されることもある。また、放射線画像検出器１０に静電潜像を記録するとき、放射線照射の前に放射線画像検出器１０に高電圧を印加するが、この電圧印加の際に暗電流が発生し、それによる電荷（暗電流電荷）も放射線画像検出器１０に蓄積される。さらに、それら以外の原因によっても、放射線照射前に種々の電荷が放射線画像検出器１０に蓄積することが知られている。この残留電荷、暗電流電荷等の不要電荷は、放射線照射により蓄積される画像情報を担持する電荷に加算されることになるから、結局放射線画像検出器１０から静電潜像を読み取ったとき、出力される信号には画像情報を担持する電荷に基づく信号以外に、不要電荷による信号成分が含まれることになり、残像現象やＳ／Ｎ劣化等の問題を生じる。

そこで、放射線画像検出器１０に蓄積されている不要電荷を消去し、残像現象やＳ／Ｎ劣化等の問題を解消するために、放射線を放射線画像検出器１０に照射する前に、所定の光を放射線画像検出器１０に照射する、いわゆる前露光を行うことが望ましい。本例の放射線画像検出読取装置１においても、この前露光用の光を面状光源３０から発することができる。

具体的には、複数のクシ電極３４と全面電極３２との間に所定の電圧を同時に印加する。この際、電圧の印加により有機ＥＬ発光層３３から発せられた前露光用の光が放射線画像検出器１０に略一様に照射されればよく、クシ電極３４の数の大小は問わない。例えば、所定間隔で間引いてもよいし、全てのクシ歯３４としてもよい。なお、この前露光に関しては前述の特開２０００−１０５２９７号公報に詳しい記載がなされている。このように読取光と前露光用の光を同一の光源から発生させれば、装置の部品点数を削減することができ、安価な装置にすることができる。

ここで、本実施形態の放射線画像検出読取装置１の一つの特徴部分として、接着層３７と面状光源３０との間には前述の通り遮断層３６が形成されている。この封止層３６は一例として窒化シリコンや窒化シリコンと該酸化物の交互積層から形成され、一方接着層３７は、一例としてエポキシ系２液混合型接着剤から形成されている。一般にこの種の接着層３７からは有機ガスや水分が放出されることがあり、もしそれらが有機ＥＬ発光層３３に侵入すると、該有機ＥＬ発光層３３が変性する等により、面状光源３０が劣化することになる。しかし本実施形態において、上記有機ガスや水分は封止層３６によって遮断されるので、有機ＥＬ発光層３３まで侵入することがなく、よって面状光源３０の劣化が確実に防止される。

なお、封止層３６を構成する好ましい材料として具体的には、例えば特開２００３−２８２２４３号公報に示されている封止層材料、すなわち、テトラフルオロエチレンと少なくとも１種のコモノマーとを含む共重合体、共重合主鎖に環状構造を有する含フッ素共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレート、ポリイミド、ポリユリア、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリジクロロジフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン及びジクロロジフルオロエチレンから選択される２種以上の共重合体、吸水率１％以上の吸水性物質、吸水率０．１％以下の防湿性物質、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｔｌ、Ｎｉ等の金属、ＭｇＯ、ＳｉＯ、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＧｅＯ、ＮｉＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、Ｆｅ₂Ｏ₃、Ｙ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂等の金属酸化物、ＭｇＦ₂、ＬｉＦ、ＡｌＦ₃、ＣａＦ₂等の金属フッ化物、パーフルオロアルカン、パーフルオロアミン、パーフルオロエーテル等の液状フッ素化炭素、液状フッ素化炭素に水分や酸素を吸着する吸着剤を分散させたもの、などが挙げられる。しかし、封止層は以上の材料からなる層に限定される訳ではなく、公知の無機材料からなる層や、公知の無機材料層と有機材料層とが重ね合わされてなるもの等を広範に適用することができる。

また機能の点から考察すると封止層３６は、水分透過度が０．０１ｇ／ｍ²・ｄａｙ以下でかつ酸素透過度が０．０１ｃｃ／ｍ²・ｄａｙ・ａｔｍ以下のものであることが望ましい。

以上、有機ＥＬ発光素子からなる光源を用いる画像記録読取装置に本発明が適用された実施形態について説明したが、本発明はこのような光源に限らず、気体あるいは液体が侵入すると特性が劣化する性質を持つその他の光源を備えた画像記録読取装置にも適用可能であり、そしてその場合も、前述した本発明による効果を同様に奏するものである。

さらに本発明は、画像記録手段から放射線画像情報を読み取る画像記録読取装置に限らず、画像情報を潜像として記録した画像記録手段に光源からの読取光を照射する構成を有するその他の画像記録読取装置にも適用可能であり、そのようにした場合も、前述した本発明による効果を同様に奏するものである。

本発明の一実施形態による放射線画像検出読取装置を示す概略斜視図 図１の放射線画像検出読取装置のＸ−Ｚ断面形状を示す断面図 図１の放射線画像検出読取装置のＸ−Ｙ断面形状を示す断面図

符号の説明

１０ 放射線画像検出器
１１ 第１の導電体層
１２ 記録用光導電層
１３ 電荷輸送層
１４ 読取用光導電層
１５ 第２の導電体層
２０ 放射線画像読取装置
３０ 面状光源
３１ 絶縁基板
３２ 全面電極
３３ 有機ＥＬ発光層
３４ クシ電極
３５ 絶縁層
３６ 封止層
３７ 接着層

Claims (6)

1. 画像情報を潜像として記録する画像記録手段と、
   この画像記録手段に記録された画像情報を読み取るために、光源から発せられた読取光を該画像記録手段に照射する構成を有する画像読取手段と、
   この画像読取手段と前記画像記録手段とを一体化する接着層とからなる画像記録読取装置において、
   前記接着層と前記光源との間に、該光源への気体および／または液体の侵入を遮断する封止層が形成されていることを特徴とする画像記録読取装置。
2. 前記封止層が無機材料層であることを特徴とする請求項１記載の画像記録読取装置。
3. 前記封止層が、無機材料層と有機材料層とが重ね合わされてなるものであることを特徴とする請求項１記載の画像記録読取装置。
4. 前記画像読取手段が、光源から発せられた読取光により前記画像記録手段を走査し、それにより該画像記録手段から発せられた光を光電変換して前記画像情報を読み取るものであることを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の画像記録読取装置。
5. 前記光源が有機ＥＬ発光素子であることを特徴とする請求項１から４いずれか１項記載の画像記録読取装置。
6. 前記画像記録手段が、画像情報を担持する電磁波の照射を受けてこの画像情報に対応した潜像電荷を蓄積させるものであることを特徴とする請求項１から５いずれか１項記載の画像記録読取装置。

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