JP2677818B2 - 放射線画像変換パネル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は輝尽性蛍光体層を有する放射線画像変換パネ
ルに関し、さらに詳しくは、放射線感度および鮮鋭性の
高い放射線画像を得ることができる放射線画像変換パネ
ルに関する。

（従来の技術） Ｘ線画像のような放射線画像は病気診断用などに多く
用いられている。このＸ線画像を得るために被写体を透
過したＸ線を蛍光体層（蛍光スクリーン）に照射し、こ
れにより可視光を生じさせてこの可視光を通常の写真を
とるときを同じように銀塩を使用したフィルムに照射し
て現像した、いわゆる放射線写真が利用されている。し
かし、近年銀塩を塗布したフィルムを使用しないで蛍光
体層から直接画像を取り出すＸ線画像変換方法が工夫さ
れている。

この方法は、被写体を透過した放射線（一般にＸ線）
を蛍光体に吸収せしめ、しかるのち、この蛍光体を例え
ば光または熱エネルギーで励起することによりこの蛍光
体が上記放射線吸収により蓄積している放射線エネルギ
ーを蛍光として放射せしめ、この蛍光を検出して画像化
する方法である。具体的には、例えば、米国特許3,859,
527号公報及び特開昭55−12144号公報には輝尽性蛍光体
を用い可視光線または赤外線を輝尽励起光とした放射線
画像変換方法が開示されている。この方法は支持体上に
輝尽性蛍光体層（以下「輝尽層」と略称する）を形成し
た放射線画像変換パネル（以下「変換パネル」と略称す
る）を使用するもので、この変換パネルの輝尽層に被写
体を透過した放射線を当てて被写体各部の放射線透過度
に対応する放射線エネルギーを蓄積させて潜像を形成
し、しかる後にこの輝尽層を輝尽励起光で走査すること
によって各部の蓄積された放射線エネルギーを放射させ
てこれを光に変換し、この光の強弱による光信号により
画像を得るものである。この最終的な画像はハードコピ
ーとして再生してもよいし、CRT上に再生してもよい。

前記放射線画像変換方法に用いられる輝尽層を有する
変換パネルは、前述の蛍光スクリーンを用いる放射線写
真法の場合と同様に放射線吸収率および光変換率（両者
を含めて以下、「放射線感度」という）が高いことは言
うに及ばす画像の粒状性がよく、しかも高鮮鋭性である
ことが要求される。

しかしながら、一般に輝尽層を有する変換パネルは粒
径１〜30μｍ程度の粒子状の輝尽性蛍光体と有機結着剤
とを含む分散液を支持体または保護層上に塗布・乾燥し
て形成されるので、輝尽性蛍光体の充填密度が低く（充
填率約50％）、放射線感度を充分高くするには輝尽性蛍
光体の層厚を厚くする必要がある。

一方、これに対し前記放射線画像変換方法における画
像の鮮鋭性は、変換パネルの輝尽層の層厚が厚いほど高
い傾向にあり、鮮鋭性の向上のためには、輝尽層の薄層
化が必要である。

また、前記放射線画像変換方法における画像の粒状性
は、放射線量子数の場所的ゆらぎ（量子モトル）または
変換パネルの輝尽層の構造的乱れ（構造モトル）等によ
って決定されるので、輝尽層の層厚が薄くなると輝尽層
に吸収される放射線量子数が減少して量子モトルが増加
したり、構造的乱れが顕在化して構造モトルが増加した
りして画質の低下を生ずる。よって画像の粒状性を向上
させるためには輝尽層の層厚は厚い必要がある。

即ち、前述のように、従来の変換パネルは放射線に対
する感度及び画像の粒状性と画像の鮮鋭性とが輝尽層の
層厚に対して全く逆の傾向を示すので、前記変換パネル
は放射線に対する感度と粒状性と鮮鋭性のある程度の相
互犠牲によって作成されてきた。

ところで、従来の放射線写真法における画像の鮮鋭性
がスクリーン中の蛍光体の瞬時発光（放射線照射時の発
光）の拡りによって決定されるのは周知のとおりである
が、これに対し、前述の輝尽性蛍光体を利用した放射線
画像変換方法における画像の鮮鋭性は、変換パネル中の
輝尽性蛍光体の発光の拡がりによって決定されるのでは
なく、即ち放射線写真法におけるように蛍光体の発光の
拡がりによって決定されるのではなく、輝尽励起光の該
パネル内での拡がりに依存して決まる。なぜならば、こ
の放射線画像変換方法においては、変換パネルに蓄積さ
れた放射線画像方法は時系列化されて取り出されるの
で、ある時間（ti）に照射された輝尽励起光による輝尽
発光は望ましくはすべて採光され、その時間に輝尽励起
光が照射されていた該パネル上のある画素（xi,yi）か
ら出力として記録されるが、もし輝尽励起光が該パネル
内で散乱等によって拡がり、照射画素（xi,yi）の外側
に存在する輝尽性蛍光体をも励起してしまうと、上記
（xi,yi）なる画素からの出力としてその画素よりも広
い領域からの出力が記録されてしまうからである。した
がって、ある時間（ti）に照射された輝尽励起光による
輝尽発光が、その時間（ti）に輝尽励起光が真に照射さ
れていた該パネル上の画素（xi,yi）からの発光のみで
あれば、その発光がいかなる拡がりをもつものであろう
と得られる画像の鮮鋭性には影響がない。

このような観点に立って、放射線画像の鮮鋭性を改善
する方法がいくつか提案されている。その一つとして、
本出願人は既に特開昭61−73100号公報において前述の
ような輝尽性蛍光体を用いた変換パネルにおける従来の
欠点を改良した新規な変換パネルとして、輝尽層が結着
剤を含有しない変換パネルを提案した。これによれば、
変換パネルの輝尽層が結着剤を含有しないので輝尽性蛍
光体の充填率が著しく向上するともに輝尽層中での輝尽
励起光および輝尽発光の指向性が向上するので、前記変
換パネルの放射線に対する感度と画像の粒状性が改善さ
れると同時に、画像の鮮鋭性も改善される。

前記公報において提案されている変換パネルの輝尽層
は、蒸着法、スパッタ法等の気相堆積法により形成され
るものである。

変換パネルの支持体に要求される特性としては、機械
的強度、平面性が優れていること、化学的に不活性であ
ること、および輝尽励起光、輝尽発光に対して不透明で
あることが挙げられる。さらに、蛍光体層を気相堆積法
で形成する場合、気相堆積中または気相堆積後のアニー
リング処理の際に受ける加熱によって変形が起こるのを
防ぐために、耐熱性が重要である。支持体の不透明性
は、支持体が透明であると、入射した輝尽励起光や輝尽
発光が支持体を透過して出射してしまうため、放射線感
度が低下してしまうので重要である。従来、支持体とし
て用いられてきた材料、例えば特開昭61−99900号公報
に開示されているセルロースアセテートフィルム、ポリ
エステルフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィル
ム等のプラスチックフィルムや、写真用原紙、レジンコ
ート紙、バライタ紙等の紙は、いずれも耐熱性が劣るも
のである。また、石英や化学的強化ガラスは平面性がよ
く、耐熱性にも比較的優れているが、透明性が高いた
め、そのまま支持体として用いるには適当ではない。し
たがって、支持体として好ましいものとして適用できる
ものは、不透明な結晶化ガラスやセラミックス板および
金属板に限られている。

さて、本出願人はさらに特開昭61−142497号公報にお
いて、表面に多数の微細な凹凸パターンを有する支持体
上に前記表面構造の凹部に成長した微細柱状ブロック構
造をなす輝尽層を有する変換パネルを提案した。これ
は、支持体上に印刷法、または写真蝕刻等の方法により
微細な凹凸パターンを設け、該支持体上に好ましくは気
相堆積法を適用して輝尽層を設けることにより、前記凹
部に成長した結晶の微細柱状ブロック構造を形成するも
のである。

前記公報の開示技術による変換パネルの一例の断面図
を第３図に示し、その支持体面の凹凸パターンのいくつ
かの例の平面図を第４図に示す。なお、第４図におい
て、21ijは支持体22上の区切られた領域に隆起した凸部
であり、（21ij）は前記凸部に対応する凹部である。ま
た凸部の高さおよび凸部と凹部の面積比は微細柱状ブロ
ック構造の成否に影響をもっている。

凹凸パターンを有する変換パネルにおいては、輝尽層
中での輝尽励起光の散乱が著しく減少し、画像の鮮鋭性
が向上する。そこで、前記結晶化ガラス、セラミック
ス、金属等の表面に微小な凹凸パターンを設ける技術が
重要となる。しかし、前記凹凸パターンを設ける方法
は、いずれも工程が複雑でコストが高く、微細なパター
ンを大面積に均一に設けることは技術的に困難である。

（発明が解決しようとする問題点） 上記のとおり、従来の輝尽性蛍光体を用いた変換パネ
ルにおいては、支持体の耐熱性および加熱した際の平面
性が劣るという問題点があり、この問題点を解決しよう
とすると不透明であるという要求を満たすことができな
いという問題点が生じ、支持体として使用できる材料が
ごく狭い範囲に限られている。また、画像の鮮鋭性の向
上に効果的な支持体上の微小な凹凸パターンを設けるた
めに、適切で、かつ容易な方法は見出されていない。

そこで本発明は、耐熱性および加熱した際の平面性が
よく、かつ支持体が化学的に不活性な物質で、輝尽励起
光および輝尽発光光に対して不透明であり、しかも優れ
た放射線感度、鮮鋭性および機械的強度を有する放射線
画像変換パネルを提供することを目的とする。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明の放射線画像変換パネル（以下、「変換パネ
ル」という）は、支持体上に、気相堆積法およびアニー
リング処理により形成された輝尽性蛍光体層を備え、放
射線画像情報を蓄積記録して輝尽励起光を照射すること
により蓄積記録された画像情報を輝尽発光光として出力
する放射線画像変換パネルであって、 前記支持体と前記輝尽性蛍光体層（以下、「輝尽層」
という）の間に設けられ、平均粒子径５〜50μｍの粒子
により形成された、前記輝尽励起光に対して不透明であ
る溶射層を有することを特徴とする。

また、本発明の変換パネルは前記溶射層が支持体から
分離できる構成にすることもできる。

さらに本発明の変換パネルは前記支持体の両面に溶射
層を有する構成にすることもできる。

本発明の変換パネルの構成を添付図面に基づいて説明
する。第１図および第２図は本発明の変換パネルの一例
を示す概略断面図である。図中の数字は、それぞれ１は
支持体、２および２′は溶射層、３は輝尽層を表す。

本発明の変換パネルは、第１図に示すとおり、支持体
１上に溶射層２および輝尽層３をこの順序で有するもの
である。

本発明の変化パネルにおいては、支持体１と溶射層２
との間は分離することができるものであってもよい。

また、本発明の変換パネルにおいては、第２図に示す
ように支持体１上の溶射層２の反対面の支持体上に溶射
層２′を有するものでもよい。

また、本発明の変換パネルは、図示していないが輝尽
層３上に保護層を設けることもできる。

以下に、本発明の変換パネルの各構成要素について説
明する。

本発明の変換パネルにおいて、支持体上に形成される
溶射層は、画像の鮮鋭性を向上させる微小凹凸パターン
を有する表面を与える作用を行うものである。さらに、
溶射層は不透明であり、輝尽励起光を散乱あるいは遮断
し、その透過を防止できるので、ガラスなどの透明な材
料も支持体として適用することができる。また、この溶
射層を支持体から分離可能なものにすることにより、変
換パネルの輝尽層以外の厚さをより薄くでき、その結
果、たとえば第１図において変換パネルの下側から放射
線を照射した場合にも感度を向上させることができる。
これらの利点以外にも輝尽層のアニーリングなどにより
加えられる熱によっても、その加熱処理前に支持体を分
離することにより、耐熱性の低い材料も支持体として適
用できるという利点がある。

さらに、この溶射層を支持体の両面に形成することに
より、前記した加熱などによる変換パネルの変形の抑制
効果を著しく向上させることができる。また、変換パネ
ルの機械的強度を向上させることができる。これは次の
理由による。

支持体と溶射層は、次のとおり熱膨張係数が異なる。
例えば、支持体として用いられる結晶化ガラスは１×10
^-6/℃、アルミニウムは23×10^-6/℃であり、溶射材料と
して用いられるAl₂O₃は７×10^-6/℃、TiO₂は５×10^-6/
℃、Cr₂O₃は９×10^-6/℃である。したがって、変換パネ
ルの製造時に加えられる熱、例えば、溶射時の熱、蒸着
時の熱および蒸着後のアニーリング時の熱により、この
熱膨張係数の差によって変換パネルが反りを生じること
がある。このように反りを生じた場合には取り扱いに支
障をきたすだけでなく、画像を読み取る際に光学系また
は集光系と輝尽層表面との距離が一定しないため、良質
な画像が得られない。

そこで、支持体の両面に溶射層を形成することによ
り、加熱による反りが抑制され、その結果、このような
問題を解決することができる。

このような溶射層は、いずれの場合も下記の溶射法に
より形成することができる。

溶射法は、金属、セラミックスなどの溶射材料を高温
で瞬間的に溶融し、これを高速で被加工物の表面に瞬間
的に衝突させて被覆する技術である。本発明における溶
射法としては、ガスの高温火炎を熱源とするガス式溶射
法およびアークまたはプラズマを熱源とする電気式溶射
法などを適用することができる。ガス式溶射法は製造コ
ストが低いという利点をもち、電気式溶射法は高密度で
接着性の良い膜が得られるという利点をもっている。

溶射層の形成に際しては、例えば、第５図（ａ）〜
（ｃ）に示すような溶射装置を用いることができる。こ
こで、第５図（ａ）はガス式溶射装置の概略図を示し、
同図（ｃ）にプラズマ溶射装置の概略図を示す。同図
（ｂ）は、（ａ）のノズル部分の拡大図である。具体的
には、メテコ社製、ユニオンカーバイド社製などの溶射
装置が市販されており、例えばメテコ3MB、メテコ7MBな
どの機種を使用することができる。

溶射条件などは特に制限されないが、支持体として耐
熱性の低い材料を用いる場合にはその材料が変形などを
生じないような温度で行うことが好ましい。

溶射層の構成材料としては、溶射ができるものであれ
ば特に制限されないが、例えば、アルミナ、酸化チタ
ン、アルミナ−チタニア、アルミナ−シリカ、酸化クロ
ム、アルミナ−ジルコニア、ジルコニア、ジルコン酸マ
グネシウム、タングステンカーバイド、チタンカーバイ
ド、アルミニウム、亜鉛、銅、アルミンシリコン、チタ
ンナイトライドなどを挙げることができる。これらは２
種以上を併用することができる。

これらの溶射材料の粒子形状は特に制限されず、粉末
状、棒状などの形状のものを用いることができる。

これらの溶射材料の大きさは特に制限されるものでは
ないが、溶射材料として粉末状のものを用いる場合に
は、その粒子径が、形成される溶射層の厚さより小さい
ことが好ましい。粉末状の溶射材料の平均粒子径は５〜
50μｍであり、５〜30μｍがさらに好ましい。溶射材料
の平均粒子径があまり大きすぎる場合には、形成される
溶射層が厚くなりすぎ、また緻密な層が得られないこと
から、溶射層の反りや剥離などの問題が生じることがあ
る。また、同様の場合には形成される溶射層の厚さにむ
らができ、光散乱および光遮断効果が低下するという問
題も合わせて有する。溶射層は２層以上を形成すること
ができるが、最上層以外の層を形成する溶射材料の平均
粒子径は、前記範囲外でも特に問題はない。

溶射層は、JIS H8200で規定されるその気孔率が10％
以下であることが好ましい。この気孔率があまり大きす
ぎる場合は支持体との接着強度が低くなるために好まし
くない。

また溶射層はJIS B0601で規定される表面粗さが20μ
mRa以下が好ましい。この表面粗さがあまり大きすぎる
場合には、薄く、かつ均一な溶射層にすることができな
いため好ましくない。

また、上記のように支持体の両面に溶射層を形成する
場合には、いずれの溶射層も同じ溶射材料を用いること
が好ましく、溶射層の厚さも同じにすることが好まし
い。

溶射層の厚さは特に制限されないが、10〜300μｍが
好ましく、さらに20〜150μｍが好ましい。溶射層の厚
さがあまり大きすぎる場合には反りや剥離が生じ易く、
あまり小さすぎる場合には層厚の均一性が低下するので
好ましくない。

第８図に、Al₂O₃−SiO₂溶射層の表面の走査型電子顕
微鏡写真を示す。この写真に見られるように溶射層は、
つぶれた粒子が層状に重なりあって溶射層を形成してい
る。

本発明の変換パネルにおいて輝尽層を構成する輝尽性
蛍光体とは、最初の光もしくは高エネルギー放射線が照
射された後に、光的、熱的、機械的、化学的または電気
的等の刺激（輝尽励起）により、最初の光もしくは高エ
ネルギー放射線の照射量に対応した輝尽発光を示す蛍光
体であるが、実用的な面からは500nm以上の励起光によ
って輝尽発光を示す蛍光体が好ましいものである。この
ような輝尽性蛍光体としては、例えば特開昭48−80487
号公報に記載されているBaSO₄:Ax、特開昭48−80489号
公報に記載されているSrSO₄:Ax、特開昭53−39277号公
報に記載されているLi₂B₄O₇:Cu,Ag等、特開昭54−47883
号公報に記載されているLi₂O・（B₂O₂）:Cu及びLi₂O・
（B₂O₂）_x:Cu,Ag等、米国特許3,859,527号公報のSrS:C
e,Sm、SrS:Eu,Sm、La₂O₂S:Eu,Smおよび（Zn,Cd）S:Mn,X
で示される蛍光体が挙げられる。

また、特開昭55−12142号公報に記載されているZnS:C
u,Pb蛍光体、一般式BaO・xAl₂O₃:Euで示されるアルミン
酸バリウム蛍光体、及び一般式、 M^IIO・xSiO₂:Aで示されるアルカリ土類金属珪酸塩系蛍
光体が挙げられる。また、特開昭55−12143号公報に記
載されている一般式、 （Ba_1-X-YMg_XCa_Y）FX:Eu で示されるアルカリ土類弗化ハロゲン化物蛍光体、特開
昭55−12144号公報に記載されている一般式、 LnOX:xA で示される蛍光体、特開昭55−12145号公報に記載され
ている一般式、 （Ba_1-XX^II _X）FX:yA で示される蛍光体、特開昭55−84389号公報に記載され
ている一般式、 BaFX:xCe,yA で示される蛍光体、特開昭55−160078号公報に記載され
ている一般式、 M^IIFX・xA:yLn で示される希土類元素付活２価金属フルオロハライド蛍
光体、一般式、ZnS:A、CdS:A、（Zn,Cd）S:A、ZnS:A,X
及びCdS:A,Xで示される蛍光体、特開昭59−38278号公報
に記載されている下記いずれかの一般式、 xM₃（PO₄）_２・NX₂:yA M₃（PO₄）₂:yA で示される蛍光体、特開昭59−155487号公報に記載され
ている下記のいずれかの一般式、 nReX₃・mAX′_２・xEu nReX₃・mAX′₂:xEu,ySm で示される蛍光体、および特開昭61−72087号公報に記
載されている下記一般式、 M^IX・aM^IIX′_２・bM^IIIX″₃:cA で示されるアルカリハライド蛍光体、および特開昭61−
228400号公報に記載されている一般式、 M^IX:xBi で示されるビスマス付活アルカリハライド蛍光体等が挙
げられる。特にアルカリハライド蛍光体は、蒸着・スパ
ッタリング等の方法で輝尽層を形成しやすく好ましい。

しかし、本発明の変換パネルに用いられる輝尽性蛍光
体は、前述の蛍光体に限られるものではなく、放射線を
照射した後輝尽励起光を照射した場合に輝尽発光を示す
蛍光体であればいかなる蛍光体であってもよい。

本発明の変換パネルにおける輝尽層は、前記の輝尽性
蛍光体の少なくとも一種類を含む一つ若しくは二つ以上
の輝尽層から成る輝尽層群であってもよい。また、それ
ぞれの輝尽層に含まれる輝尽性蛍光体は同一であっても
よいが異なっていてもよい。

輝尽層の形成方法としては、蒸着法などの気相堆積法
を適用することができる。

蒸着法は、まず、支持体を蒸着装置内に設置したの
ち、装置内を排気して10^-6Torr程度の真空度とする。次
いで、前記輝尽性蛍光体の少なくとも一つを抵抗加熱
法、エレクトロンビーム法などの方法で加熱蒸発させて
前記支持体表面に輝尽性蛍光体を所望の厚さに堆積させ
る。

この結果、蛍光体層が形成されるが、前記蒸着工程で
は複数回に分けて蛍光体層を形成することも可能であ
る。また、前記蒸着工程では複数の抵抗加熱器またはエ
レクトロンビーム法を用いて共蒸着を行うこともでき
る。さらに蒸着法においては、輝尽性蛍光体原料を用い
て共蒸着し、支持体上で目的とする輝尽性蛍光体を合成
すると同時に蛍光体層を形成することもできる。この蒸
着法においては、蒸着時、必要に応じて被蒸着物を冷却
または加熱してもよく、蒸着終了後、蛍光体層を加熱処
理してもよい。

その他の気相堆積法としては、スパッタ法、CVD法な
どを適用することもできる。

変換パネルの輝尽層の層厚は、目的とする変換パネル
の放射線に対する感度、輝尽性蛍光体の種類等によって
異なるが、１〜1000μｍの範囲が好ましく、20〜800μ
ｍの範囲がさらに好ましい。

本発明の変換パネルにおいて用いられる支持体として
は、各種高分子材料、ガラス、セラミックス、金属など
を挙げることができる。

高分子材料としては例えばセルロースアセテート、ポ
リエステル、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、ポリカーボネートな
どのフィルムが挙げられる。金属としては、アルミニウ
ム、鉄、銅、クロム等の金属シートもしくは金属板また
は該金属酸化物の被覆層を有する金属シートまたは金属
板を挙げることができる。ガラスとしては化学的強化ガ
ラスおよび結晶化ガラスなどが挙げられる。またセラミ
ックスとしてはアルミナおよびジルコニアの焼結板など
を挙げることができる。

また、これら支持体の層厚は用いる支持体の材質等に
よって異なるが、一般的には80μｍ〜3mmであり、取り
扱いが容易であるという点から、好ましくは80μｍ〜1m
mである。

これら支持体の表面は滑面であってもよいし、溶射層
との接着性を向上させる目的でグリットブラスト、サン
ドブラストなどにより粗面としてもよい。また、溶射層
との間に溶射層との接着性を向上させるための中間層を
設けることもできる。

本発明の変換パネルにおいては、一般的に前記輝尽層
が露呈する面に、輝尽層を物理的または化学的刺激から
保護するための保護層を設けることができる。この保護
層は、特開昭59−42500号公報に開示されているように
保護層用塗布液を輝尽層上に直接塗布してもよいし、ま
たはあらかじめ別途形成した保護層を輝尽層上に接着さ
せてもよい。

また、特開昭61−176900号公報に開示されている放射
線および／または熱によって硬化される樹脂、即ち放射
線硬化型樹脂を用いることができる。

保護層としては、透光性がよいことやシート状に成形
できるものが好ましい。また、保護層は輝尽励起光およ
び輝尽発光を効率よく透過するために、広い波長範囲で
高い透過率を示すものが好ましく、この透過率が80％以
上のものがさらに好ましい。このようなものとしては、
例えば、石英ガラス、硼珪酸ガラス、化学的強化ガラス
などの板ガラスを挙げることができる。

また、プラスチック材料としては、例えば、酢酸セル
ロース、ニトロセルロース、エチルセルロースなどのセ
ルロース誘導体；ポリメチルメタクリレート、ポリビニ
ルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリカーボネー
ト、ポリ酢酸ビニル、ポリアクリロニトリル、ポリメチ
ルアリルアルコール、ポリメチルビニルケトン、セルロ
ースジアセテート、セルローストリアセテート、ポリビ
ニルアルコール、ビニルアルコール−エチレン共重合
体、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリグリシ
ン、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリドン、ポリ
ビニルアミン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチ
レン、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリアミ
ド（ナイロン）、ポリ四弗化エチレン、ポリ四弗化−塩
化エチレン、ポリプロピレン、ポリ四弗化エチレン−六
弗化プロピレン共重合体、ポリビニルイソブチルエーテ
ル、ポリスチレンなどを挙げることができる。

また、前記放射線硬化型樹脂としては、不飽和二重結
合を有する化合物またはこれを含む混合物であればよ
く、このような化合物は、好ましくは不飽和二重結合を
２個以上有するプレポリマーおよび／またはオリゴマー
であり、さらに、これらに不飽和二重結合を有するビニ
ルモノマなどの単量体を反応性希釈剤として含有させる
ことができる。

この保護層は、真空蒸着法、スパッタ法などにより、
SiC、SiO₂、SiN、Al₂O₃など無機物質を積層して形成す
ることもできる。

保護層は、必要に応じて２層以上を設けることができ
る。特に、特開昭62−15500号公報に開示された互いに
吸湿性の異なる２層以上を組み合わせた構成は、防湿性
が高く好ましい。

本発明の変換パネルにおいて輝尽層と保護層との間に
保護層よりも低屈折率の層を設けてもよい。また、輝尽
層と前記低屈折率の層との間にさらに前記低屈折率の層
よりも高屈折率の層を設けてもよい。これらの保護層構
成によれば画像の鮮鋭性を損なうことなく、耐久性、耐
用性を向上させることができ好ましい。

保護層の厚さは、実用上は10μｍ〜3mmであり、良好
な防湿性を得るためには100μｍ以上が好ましい。この
保護層の厚さが500μｍ以上の場合には耐久性、耐用性
が優れた変換パネルを得ることができ好ましい。

また、保護層の表面に、MgF₂等の反射防止層を設ける
と、輝尽励起光及び輝尽発光を効率よく透過するととも
に、鮮鋭性の低下を小さくする効果もあり好ましい。

保護層の屈折率は特に制限されないが、1.4〜2.0の範
囲が一般的である。

本発明の変換パネルに防湿性を付与するためには、保
護層と支持体の側縁部または保護層保持部材の周縁部を
封止することが好ましい。この封止の方法としては、例
えばガラス融着による封止法やエポキシ樹脂系の接着剤
による封止法を適用することができる。

第６図（ａ）に、本発明の変換パネルの断面図の一部
を示す。ここで41は支持体、42は溶射層である。42aの
長径ｄは、溶射する材料が粉末であるか棒状（ロッド）
であるかなどによって異なる。

第６図（ｂ）に、前記溶射層42上に気相堆積法により
輝尽層43を設けた本発明の変換パネルの断面図の一部を
示す。43aは溶射層表面の凸部42a上に成長した微細柱状
ブロックを示す。また44は、設けられることが好ましい
保護層である。

第９図に本発明の変換パネルの一例の、輝尽層部分の
断面の走査型電子顕微鏡写真を示す。第９図において、
写真の上方が支持体側、下方が保護層側に相当する。第
９図に見られるように、溶射層上に気相堆積法により形
成された輝尽層は著しく成長した柱状結晶を有し、この
柱状結晶が蝟集して溶射層の凸部に優先成長し林立する
柱状ブロック構造を形成している。

本発明の変換パネルは、第７図に概略的に示される放
射線画像変換方法に用いられる。

すなわち、第７図において、51は放射線発生装置、52
は被写体、53は本発明の変換パネル、54は輝尽励起光
源、55は前記変換パネルから放射された輝尽蛍光を検出
する光電変換装置、56は55で検出された信号を画像とし
て再生する装置、57は再生された画像を表示する装置、
58は輝尽励起光と輝尽発光とを分離し、輝尽発光のみを
透過させるフィルタである。なお、55以降は53からの光
情報を何らかの形で画像として再生できるものであれば
よく、上記に限定されるものではない。

第７図に示されるように放射線発生装置51からの放射
線は被写体52を通して変換パネル53に入射する。この入
射した放射線は変換パネル53の蛍光体層に吸収され、そ
のエネルギーが蓄積され、放射線透過像の蓄積像が形成
される。次に、この蓄積像を輝尽励起光源54からの輝尽
励起光で励起して輝尽発光として放出せしめる。放射さ
れた輝尽発光の強弱は蓄積された放射線エネルギー量に
比例するので、この光信号を例えば光電子増倍管などの
光電変換装置55で光電変換し、画像再生装置56によって
画像として再生して画像表示装置57によって表示するこ
とにより、被写体の放射線透過像を観察することができ
る。

（実施例） 次に実施例により本発明を具体的に説明する。

実施例１ 支持体として厚さ1mmの結晶化ガラス板を用い、その
表面をサンドブラスト処理し、その上に第５図（ａ）に
示したような装置を用いて平均粒子径30μｍ、最小粒子
径５μｍ、最大粒子径50μｍの99％Al₂O₃粉末を溶射
し、厚さ約70μｍの溶射層を形成した。

次に、この溶射層上に、アルカリハライド輝尽性蛍光
体（RbBr:1×10^-4T1）を抵抗加熱法により約300μｍの
厚さに蒸着し、本発明の変換パネルを得た。

この変換パネルの断面の走査型電子顕微鏡写真を第９
図に示す。また、この変換パネルを用いて得られた画像
の変調伝達関数（MTF）を測定したところ空間周波数２
サイクル/mmにおいて40％と良好な鮮鋭性を示した。

実施例２ 厚さ100mmのPET上に、第５図（ａ）に示すような溶射
装置を用いて実施例１で用いたものと同様の99％Al₂O₃
粉末を溶射して、厚さ約70μｍの溶射層を形成した。

次に、この溶射層上に、臭化ルビジウム輝尽性蛍光体
（RbBr:1×10^-4T1）を抵抗加熱法により約300μｍの厚
さに蒸着して輝尽層を形成しのち、PETを溶射層から分
離した。その後、この溶射層上に輝尽層を有する変換パ
ネルを第10図に示す熱処理容器中でTlBr濃度が１×10^-4
molとなる量のTlBr蒸気中で500℃、４時間の熱処理を施
して、本発明の変換パネルを得た。

実施例３ 大きさ350×425mmで厚さ1mmの結晶化ガラス板の両面
をサンドブラスト処理し、その両面に第５図（ａ）に示
すような装置を用いて実施例１で用いたものと同様の99
％Al₂O₃粉末を溶射して厚さ約50μｍの溶射層を形成し
た。

次に、この溶射層の一方の表面に、アルカリハライド
蛍光体（RbBr:1×10^-4Tl）を電子ビーム蒸着法により約
300μｍの厚さに蒸着し、さらに実施例２と同様の熱処
理容器中でTlBr濃度が１×10^-4molとなる量のTlBr蒸気
を送り込みながら500℃で４時間の熱処理を施した。

以上のようにして合計20枚の本発明の変換パネルを得
た。

実施例４ 厚さ1mmの結晶化ガラスの両面を、サンドブラスト処
理し、その両面にローカイド・ロッド・スプレイ装置を
用いてAl₂O₃・40％TiO₂を溶射し、厚さ約40μｍの溶射
層を形成した。

次に、その両面に形成された前記溶射層上に、実施例
１で用いたものと同様の99％Al₂O₃粉末を溶射して厚さ5
0μｍの溶射層をさらに形成した。その後、この溶射層
の一方の表面のみに実施例３と同様にして輝尽層を形成
した。

以上のようにして合計20枚の本発明の変換パネルを得
た。

実施例５ 厚さ1mmの結晶化ガラス板の両面をサンドブラスト処
理し、その一方の面にローカイド・ロッド・スプレイ装
置を用いてAl₂O₃・40％TiO₂を溶射し、厚さ約40μｍの
溶射層を形成した。

次に、その反対面に同様にして厚さ約90μｍのAl₂O₃
・40％TiO₂を溶射し、溶射層を形成した。

さらに最初に形成した厚さ40μｍの溶射層上に第５図
（ａ）に示すような装置を用いて実施例１で用いたもの
と同様の99％Al₂O₃粉末を溶射し、厚さ約50μｍの溶射
層を形成した。次に、この溶射層上に実施例３と同様に
して輝尽層を形成した。

以上のようにして合計20枚の本発明の変換パネルを得
た。

実施例７ 実施例３において、輝尽層を形成した面と反対面の支
持体表面に溶射層を形成しなかった以外は実施例３と同
様にして合計20枚の変換パネルを得た。

実施例８ 実施例４において、輝尽層を形成した面と反対面の支
持体表面に溶射層を形成しなかった以外は実施例４と同
様にして合計20枚の変換パネルを得た。

以上の実施例３〜５および実施例７、８の各変換パネ
ルの支持体の反りの状態を以下の方法で測定した。

まず、各変換パネルを輝尽層が上になるようにその表
面が水平面である定盤上に載置した。次に、外力を加え
ない状態で、前記定盤表面に接した支持体面の四隅と定
盤との間隔を0.1mm単位で測定した。この測定を各変換
パネルの各20枚について行った。その反りの平均値およ
び標準偏差を第１表に示す。

また、実施例３〜５および実施例７、８の各変換パネ
ルの感度および鮮鋭性を以下の方法で測定した。

まず、各変換パネルに管電圧80KVpのＸ線を10mR照射
したのち、半導体レーザ光（780nm）で輝尽励起し、輝
尽層から放射される輝尽発光を光検出器（光電子増倍
管）で光電変換し、この信号を画像再生装置によって画
像として再生し、解析した。信号の大きさから変換パネ
ルのＸ線に対する感度の平均値を調べ、また、得られた
画像から画像のMTFを調べた。その結果を第１表に示
す。なお、第１表においてＸ線に対する感度は実施例３
の変換パネルを100として相対値で示した。また、MTFは
空間周波数が２サイクル/mmの時の値である。

第１表から明らかなとおり、実施例３〜５の変換パネ
ルはいずれも反りが小さく、実施例７および８の変換パ
ネルに比べて平面性が優れている。

また、実施例３と実施例７の変換パネルとの比較およ
び実施例４、５と実施例８の変換パネルとの比較からわ
かるように、輝尽層の下の溶射層が同一構成であれば支
持体の裏面に溶射層が存在しても感度および鮮鋭性など
の特性はほとんど変わらない。

実施例６ 大きさが200×250mmで厚さ1mmの結晶化ガラス板の両
面をサンドブラスト処理し、その一方の面にローカイド
・ロッド・スプレイ装置を用いてAl₂O₃・40％TiO₂を溶
射し、厚さ約40μｍの溶射層を形成した。この溶射層上
に、ガス炎溶射装置を用いて平均粒子径10μｍ、最小粒
子径５μｍ、最大粒子径20μｍの99％Al₂O₃粉末を溶射
して厚さ約50μｍの溶射層を形成した。

次に、この溶射層上にアルカリハライド蛍光体（RbB
r:1×10^-4Tl）を電子ビーム蒸着法により約300μｍの厚
さに蒸着して本発明の変換パネルを得た。

比較例１ 実施例６においてAl₂O₃溶射材料として平均粒子径70
μｍ、最小粒子径15μｍ、最大粒子径110μｍの99％Al₂
O₃粉末を用いた以外は実施例６と同様にして変換パネル
を得た。

比較例２ 実施例６においてAl₂O₃溶射材料として平均粒子径70
μｍ、最小粒子径15μｍ、最大粒子径110μｍの99％Al₂
O₃粉末を用い、Al₂O₃溶射層の厚さを約120μｍとした以
外は実施例６と同様にして変換パネルを得た。

このようにして得られた実施例６および比較例１、２
の変換パネルの支持体の反りの状態および放射線感度、
鮮鋭性を実施例３〜５と同様にして測定した。さらに、
放射線感度の分布を表わす再生画像を目視で観察評価し
て溶射層の層厚のむらが原因と考えられる斑状むらの有
無を調べた。結果を第２表に示す。

第２表から明らかなとおり、実施例６の変換パネル
は、感度、鮮鋭性のいずれもが優れており、かつ反りや
斑状むらがない。これは溶射材料として用いたAl₂O₃粉
末の平均粒子径が10μｍと小さいので、比較的薄い溶射
層でも緻密にむらなく形成され、光散乱層としての効果
が発揮されるためである。

一方、比較例１の変換パネルは、実施例６の変換パネ
ルに比べて感度が著しく劣る。これはAl₂O₃粉末の粒子
径が70μｍと大きいため、溶射層に空孔が多く含まれ、
光散乱層としての役割を充分に果たしていないからであ
る。また、この変換パネルには斑状むらが多く見られる
が、これは溶射層の厚さに比べて溶射材料の粒子径が大
きいので層厚むらが生じていることに起因するものであ
る。

さらに比較例２の変換パネルは、Al₂O₃粉末の溶射層
を厚くしたことから感度は実施例６の変換パネルと同程
度になっているが、溶射層内における励起光の広がりが
増大して鮮鋭性は低下し、また、支持体と溶射層との熱
膨張率の差に起因する反りが非常に大きい。

［発明の効果］ 本発明の変換パネルの効果を以下に述べる。

（１）本発明の変換パネルは、輝尽層が、溶射層表面の
凹凸パターンの凸部に優先成長した微細柱状ブロック構
造を有することから、輝尽励起光の輝尽層中での散乱が
著しく減少し、その結果放射線感度や画像の粒状性を低
下させることなく画像の鮮鋭性を向上させることができ
る。

溶射法により形成された溶射層を有する支持体は、大
面積にわたって均一なものを容易に製造することがで
き、その製造コストが低く、生産性に優れている。さら
に耐熱性に優れた機械的強度が高く、化学的に安定で、
変換パネルの支持体として好ましい。

また、前記溶射法により形成された溶射層は、溶射材
料の選択により、白色、グレー、濃青色、黒色などの着
色層にすることができるために、この溶射層を光反射
層、光散乱層または光吸収層としても機能させることが
できる。

（２）本発明の変換パネルは支持体と溶射層との間で分
離できる構成にすることもできる。この場合には、前記
（１）の効果のほかに、変換パネルの輝尽層以外の部分
の厚さをより薄くすることができるために放射線感度を
向上させることができること、また、支持体としてPET
などの耐熱性の低いものを用いた場合でも、支持体を分
離できることから、輝尽層のアニーリング、賦活剤のド
ーピング処理に際して高温での処理ができることなどの
優れた効果を有する。

（３）本発明の変換パネルは、支持体の両面に溶射層を
有する構成にすることもできる。この場合には、前記
（１）の効果のほかに、変換パネル製造時に加えられる
熱による支持体の反りが著しく抑制されること、支持体
の機械的強度が向上することなどの優れた効果を有す
る。

（４）本発明の変換パネルにおいて、溶射層を形成する
溶射材料の平均粒子径を従来より小さなものにすること
によって、形成される溶射層を均一な厚さで、薄く、か
つ緻密なものにできる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の変換パネルの断面図を表
し、第３図は支持体の凸部に成長する微細柱状結晶の模
式的断面図を表し、第４図は支持体凹凸パターン例の平
面図であり、第５図は溶射法に用いる溶射装置の断面図
を表し、第６図は本発明に係る溶射層および溶射層上に
気相堆積した輝尽層の模式図を表し、第７図は放射線画
像変換方法の説明図を表し、第８図はAl₂O₃−SiO₂溶射
層表面の結晶構造の走査型電子顕微鏡写真を表し、第９
図は第８図の溶射層上に気相堆積させた微細柱状結晶の
走査型電子顕微鏡写真を表し、第10図は熱処理容器の概
略図を表す。 10:パネル、11ij:凸部、（11ij）：凹部、12:支持体、1
3:輝尽層、13ijおよび（13ij）：微細柱状ブロック 21:変換パネル、22:熱処理容器、23:加熱手段、24:反応
管、25:加熱手段、26:蒸発容器、27:付活剤を含有する
物質粉末、28:ガス量調整バルブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 島田 文生 東京都日野市さくら町１番地 コニカ株 式会社内 (72)発明者 本田 哲 東京都日野市さくら町１番地 コニカ株 式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−245100（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−212737（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−133400（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】支持体上に、気相堆積法およびアニーリン
   グ処理により形成された輝尽性蛍光体層を備え、放射線
   画像情報を蓄積記録して輝尽励起光を照射することによ
   り蓄積記録された画像情報を輝尽発光光として出力する
   放射線画像変換パネルであって、 前記支持体と前記輝尽性蛍光体層の間に設けられ、平均
   粒子径５〜50μｍの粒子により形成された、前記輝尽励
   起光に対して不透明である溶射層を有することを特徴と
   する放射線画像変換パネル。