(57)【要約】【課題】静電記録体を感度が良く、耐久性にも優れたものとする。【解決手段】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１、記録用の放射線の照射を受けることにより光導電性を呈する記録用光導電層２、前記第１の導電体層で発生した潜像極性電荷を蓄積する電子トラップ層３、読取用電磁波の照射を受けることにより光導電性を呈する読取用光導電層４、前記読取用電磁波に対して透過性を有する第２の導電体層５をこの順に積層してなる放射線画像情報を静電潜像として記録する静電記録体において、電子トラップ層が、Ａｓ2Ｓｅ3にＩまたは／およびＣｌをドープしたもの、あるいはＡｓ2Ｓｅ3にＺｎ、Ｇａ、Ｉｎからなる群より選ばれる少なくとも１つの元素をドープしたものからなるものとする。【選択図】図１
2007322952.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、記録用の放射線の照射を受けることにより光導電性を呈する記録用光導電層、前記第１の導電体層で発生した潜像極性電荷を蓄積する電子トラップ層、読取用電磁波の照射を受けることにより光導電性を呈する読取用光導電層、前記読取用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なる放射線画像情報を静電潜像として記録する静電記録体において、
前記電子トラップ層が、Ａｓ2Ｓｅ3にＩまたは／およびＣｌをドープしたものからなることを特徴とする静電記録体。
【請求項２】
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、記録用の放射線の照射を受けることにより光導電性を呈する記録用光導電層、前記第１の導電体層で発生した潜像極性電荷を蓄積する電子トラップ層、読取用電磁波の照射を受けることにより光導電性を呈する読取用光導電層、前記読取用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なる放射線画像情報を静電潜像として記録する静電記録体において、
前記電子トラップ層が、Ａｓ2Ｓｅ3にＺｎ、Ｇａ、Ｉｎからなる群より選ばれる少なくとも１つの元素をドープしたものからなることを特徴とする静電記録体。
【請求項３】
前記ドープ元素量が５００〜５０００ｐｐｍであることを特徴とする請求項１または２記載の静電記録体。
【請求項４】
前記Ａｓ2Ｓｅ3の化学量論組成が±１０質量％の範囲であることを特徴とする請求項１、２または３記載の静電記録体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像情報をＸ線等の放射線の照射により形成される静電電荷パターン（静電潜像）として記録することのできる静電記録体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、被写体を透過したＸ線などの放射線の照射量に応じた量の電荷を電子トラップ層に蓄積することにより被写体の放射線画像を検出する放射線画像検出器を用いて放射線画像を記録するとともに、その放射線画像検出器に記録された放射線画像を電気信号をとして読み取る放射線画像記録読取装置が、医療用放射線画像の撮影などにおいて多く利用されており、種々のタイプのものが提案されている。
【０００３】
そして、上記のような放射線画像記録読取装置において用いられる放射線画像検出器としては、たとえば、放射線を透過する第１の導電体層、放射線の照射を受けることにより電荷を発生する記録用光導電層、第１の導電体層で発生した潜像極性電荷を蓄積する電子トラップ層、読取光の照射を受けることにより電荷を発生する読取用光導電層、および線状電極が平行に配列された第２の導電体層をこの順に積層してなる放射線画像検出器が知られている。
【０００４】
上記放射線画像検出器を用いた放射線画像記録読取装置においては、第１の導電体層と第２の導電体層とに電圧が印加された状態で第１の導電体層側から放射線が照射され、その照射された放射線の照射量に応じた量の電荷が記録用光導電層において発生し、その電荷のうち一方の極性の電荷が第１の導電体層に帯電された電荷と結合するとともに他方の極性の電荷が電子トラップ層に潜像電荷として蓄積されることより、放射線画像の記録が行われる。そして、第２の導電体層側から照射された読取光が第２の導電体層を透過して読取用光導電層に照射され、その読取光の照射により読取用光導電層において発生した一方の極性の電荷が電子トラップ層における潜像電荷と結合するとともに、他方の極性の電荷が線状電極に接続された電流検出アンプにより検出されることにより放射線画像が電気信号として読み出される。
【０００５】
上記のような光読取方式の放射線画像記録読取装置において、放射線画像検出器から放射線画像を読み取った後には、その電子トラップ層に蓄積された電荷の一部が読み取られることなく電子トラップ層に残存したり、また、読取用光導電層において発生した電荷の一部が読取用光導電層や電子トラップ層にトラップされて残存してしまうことがある。このような残存電荷を消去することなく次の放射線画像の記録を行なったのでは、その放射線画像の画質の劣化を招くことになる。
【０００６】
そこで、特許文献１においては、次の放射線画像の記録を行う前に、第１の導電体層と第２の導電体層とに電圧を印加した状態で前露光光を読取用光導電層に照射し、その前露光光の照射により読取用光導電層において発生した電荷と上記残存電荷とを結合させることにより残存電荷を消去する方法が提案されている。
【０００７】
ところで、従来、電子トラップ層としては、正孔の走行性が比較的良いとされるＡｓ2Ｓｅ3が用いられている。上記の光読取方式の放射線画像記録読取装置では無電界中で光照射して正孔を発生移動させることで読取りを行っているが、無電界では正孔は電子トラップ層であるＡｓ2Ｓｅ3を越えて読取用光導電層に蓄積した電子と再結合することができない。再結合しない電子は、残像として画像に現れる。特に、読取用光導電層に蓄積した電子は残像の起源となることが知られており（非特許文献１) 、除去する必要がある。そのためには電子トラップ層の正孔輸送性を向上させることが必要である。
【０００８】
残留電子を効率よく消去する方法として、特許文献２には、第１の導電体層と第２の導電体層とに電圧を印加するとともに、第１の消去光を読取用光導電層に照射し、第１の消去光の照射により読取用光導電層において発生した電荷のうち正または負のいずれか一方の極性の電荷と残存した電荷のうちの他方の極性の電荷とを結合させて他方の極性の電荷を消去し、次いで、第１の導電体層と第２の導電体層とを短絡するとともに、第２の消去光を読取用光導電層に照射し、第２の消去光の照射により読取用光導電層において発生した電荷のうち他方の極性の電荷と残存した電荷のうちの一方の極性の電荷とを結合させて一方の極性の電荷を消去する方法が提案されている。
【０００９】
しかしながら、電子トラップ層にＡｓ2Ｓｅ3を用いた場合、正孔移動度は電界に比例するので、多くの正孔を読取用光導電層に到達させるためには高い電界が必要とされ、電界が高い中で電子−正孔対を発生させると、電極近傍に電子が溜まりオフセットが上昇する等の問題が生じる。
【００１０】
一方、実験室レベルにおいては、Ａｓ2Ｓｅ3にハロゲンや金属元素をドープすると正孔の移動速度が速くなることが知られている(非特許文献２，非特許文献３)。
【特許文献１】特許３４４５１６４号公報
【特許文献２】特開２００５−２４３６８号公報
【非特許文献１】Appl. Phys. Lett. 85(2004)6430-6432
【非特許文献２】Solid Stat. Commun. 21(1977)907-910
【非特許文献３】JNonCrySol35&36(1980)793-805
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記のように、読取用光導電層に蓄積した電子を除去するためには電子トラップ層の正孔輸送性が向上させることが必要であることから、本発明者はＡｓ2Ｓｅ3からなる電子トラップ層にハロゲンや金属元素をドープしたところ、意外にも静電記録体の感度を向上させることができ、さらに電子トラップ層の割れが生じにくくなるという知見を得、本発明に至ったものである。
【００１２】
すなわち、本発明は上記のような経緯によってなされたものであり、感度が良く、耐久性にも優れた静電記録体を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の静電記録体は、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、記録用の放射線の照射を受けることにより光導電性を呈する記録用光導電層、前記第１の導電体層で発生した潜像極性電荷を蓄積する電子トラップ層、読取用電磁波の照射を受けることにより光導電性を呈する読取用光導電層、前記読取用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なる放射線画像情報を静電潜像として記録する静電記録体において、前記電子トラップ層がＡｓ2Ｓｅ3にＩまたは／およびＣｌをドープしたもの、あるいはＡｓ2Ｓｅ3にＺｎ、Ｇａ、Ｉｎからなる群より選ばれる少なくとも１つの元素をドープしたものからなることを特徴とするものである。
【００１４】
前記ドープ元素量は、５００〜５０００ｐｐｍであることが好ましい。前記Ａｓ2Ｓｅ3の化学量論組成は、±１０質量％の範囲であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の静電記録体は、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、記録用の放射線の照射を受けることにより光導電性を呈する記録用光導電層、第１の導電体層で発生した潜像極性電荷を蓄積する電子トラップ層、読取用電磁波の照射を受けることにより光導電性を呈する読取用光導電層、読取用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なる放射線画像情報を静電潜像として記録する静電記録体において、電子トラップ層がＡｓ2Ｓｅ3にＩまたは／およびＣｌをドープしたもの、あるいはＡｓ2Ｓｅ3にＺｎ、Ｇａ、Ｉｎからなる群より選ばれる少なくとも１つの元素をドープしたものとすることによって、静電記録体の感度を向上させることができる。
【００１６】
また、電子トラップの総数を大きくするためには電子トラップ層の厚みは厚い方がよいものの、厚くすると割れが生じやすいという新たな問題が生じる可能性があるが、ＣｌあるいはＺｎ、Ｇａ、Ｉｎからなる群より選ばれる少なくとも１つの元素をドープすることによって割れを生じにくくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の静電記録体は、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、記録用の放射線の照射を受けることにより光導電性を呈する記録用光導電層、第１の導電体層で発生した潜像極性電荷を蓄積する電子トラップ層、読取用電磁波の照射を受けることにより光導電性を呈する読取用光導電層、読取用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なる放射線画像情報を静電潜像として記録する静電記録体において、電子トラップ層がＡｓ2Ｓｅ3にＩまたは／およびＣｌをドープしたもの、あるいはＡｓ2Ｓｅ3にＺｎ、Ｇａ、Ｉｎからなる群より選ばれる少なくとも１つの元素をドープしたものからなることを特徴とする。
【００１８】
ここで、静電記録体が、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、記録用の放射線の照射を受けることにより光導電性を呈する記録用光導電層、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絶縁体として作用し、かつ、該電荷と逆極性の電荷に対しては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を呈する読取用光導電層、前記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、この順に積層してなるものである場合には、本発明の電子トラップ層は電荷輸送層である。
【００１９】
静電記録体には、放射線を直接電荷に変換し電荷を蓄積する直接変換方式と、放射線を一度ＣｓＩなどのシンチレータで光に変換し、その光をa−Ｓｉフォトダイオードで電荷に変換し蓄積する間接変換方式があるが、本発明の電子トラップ層は前者の直接変換方式に用いるものである。なお、放射線としてはＸ線の他、γ線、α線などについて使用することが可能である。
【００２０】
図１は本発明の読取用光導電層を有する静電記録体の一実施の形態を示す断面図を示すものである。この静電記録体10は、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子トラップ層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５を、この順に積層してなるものである。
【００２１】
ここで、導電層１および５としては、ネサ皮膜（ＳｎＯ２）、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、アモルファス状光透過性酸化膜であるＩＤＩＸＯ（Ｉｄｅｍｉｔｓｕ Ｉｎｄｉｕｍ Ｘ−ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ ；出光興産（株））などを５０〜２００ｎｍ厚にして用いることができ、また、１００ｎｍ厚のＡｌやＡｕなども用いることもできる。
【００２２】
記録用光導電層２は、放射線の照射を受けることにより電荷を発生するものであればよく、放射線に対して比較的量子効率が高く、また暗抵抗が高いなどの点で優れているａ−Ｓｅを主成分とするものを使用する。厚さは５００μｍ程度が適切である。
【００２３】
電子トラップ層３は、Ａｓ2Ｓｅ3にＩまたは／およびＣｌをドープしたもの、あるいはＡｓ2Ｓｅ3にＺｎ、Ｇａ、Ｉｎからなる群より選ばれる少なくとも１つの元素をドープしたものからなる。ドープ元素量は、５００〜５０００ｐｐｍであることが好ましい。Ａｓ2Ｓｅ3の化学量論組成は、±１０質量％の範囲であることが好ましい。
【００２４】
読取用光導電層４としては、読取光の照射を受けることにより導電性を呈するものであればよく、例えば、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 ｐｈｔａｌｏｃｙａｎｉｎｅ），ＶｏＰｃ（ｐｈａｓｅＩＩ ｏｆ Ｖａｎａｄｙｌ ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）、ＣｕＰｃ（Ｃｕｐｐｅｒ ｐｈｔａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）などのうち少なくとも１つを主成分とする光導電性物質が好適である。厚さは１０μｍ程度が適切である。
【００２５】
続いて、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。図２は静電記録体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、静電記録体10、記録用照射手段90、電源50、電流検出手段70、読取用露光手段92並びに接続手段S1、S2とからなり、静電潜像記録装置部分は静電記録体10、電源50、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静電記録体10、電流検出手段70、接続手段S2とからなる。
【００２６】
静電記録体10の導電層１は接続手段S1を介して電源50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、静電記録体10の導電層５、電源50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70a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。
【００２７】
導電層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に一様に曝射するものであり、読取用露光手段92は赤外線レーザ光やＬＥＤ、ＥＬ等の読取光L2を図３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。
【００２８】
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）を参照しながら説明する。図２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をオンし導電層１と導電層５との間に電源50による直流電圧Edを印加し、電源50から負の電荷を導電層１に、正の電荷を導電層５に帯電させる（図３(A)参照）。これにより、静電記録体10には導電層１と５との間に平行な電場が形成される。
【００２９】
次に記録用照射手段90から放射線L1を被写体９に向けて一様に曝射する。放射線L1は被写体９の透過部9aを透過し、さらに導電層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○で囲んで表している。
【００３０】
記録用放射線導電層２中に生じた正電荷は記録用放射線導電層２中を導電層１に向かって高速に移動し、導電層１と放射線導電層２との界面で導電層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、記録用放射線導電層２中に生じた負電荷は記録用放射線導電層２中を電子トラップ層３に向かって移動する。電子トラップ層３は導電層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し、かつ、該電荷と逆の極性の電荷に対しては略導電体として作用するものであるから、記録用放射線導電層２中を移動してきた負電荷は記録用放射線導電層２と電子トラップ層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。
【００３１】
一方、放射線L1は被写体９の遮光部9bを透過しないから、静電記録体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を曝射することにより、被写体像に応じた電荷を放射線導電層２と電子トラップ層３との界面に蓄積することができるようになる。なお、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。
【００３２】
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静電記録体10の導電層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。
【００３３】
読取用露光手段92により読取光L2を静電記録体10の導電層５側に走査露光すると、読取光L2は導電層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○で囲んで表している。
【００３４】
電子トラップ層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子トラップ層３の中を急速に移動し、放射線導電層２と電子トラップ層３との界面で蓄積電荷と電荷再結合し消滅する（図４(C)参照）。一方、光導電層４に生じた負電荷は導電層５の正電荷と電荷再結合し消滅する（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と電子トラップ層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、静電記録体10に蓄積されていた電荷が消滅するということは、静電記録体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、この状態は静電記録体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。
【００３５】
このように、読取光L2を走査露光しながら、静電記録体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。なお、本放射線検出部動作については特開2000-105297号等に記載されている。
【００３６】
ここで、電子トラップ層３にＩがドープされているＡｓ2Ｓｅ3を用いた静電記録体と、電子トラップ層３にＩがドープされていないＡｓ2Ｓｅ3を用いた静電記録体の感度（ＱＬ値：量子レベル値）を表１に示す。なお、測定は上記で記載した構成の静電記録体と電子トランプ層に蓄積された電荷を検出することにおいて本質的に差がない特開２０００−２８４０５６号に開示されている遮光電極と透明電極を交互に並行に配置したより大きなＱＬ値が検出できる構成の静電記録体において行った。詳細には、Ｘ線源のＭｏ管の管電圧２８ｋＶ、ｍＡｓ値を１０ｍＡｓに設定して曝射し、Ａｌ２ｍｍフィルタ透過後のＸ線を、導電層１に−２ｋＶ印加した状態で入射させ、その後、導電層１、導電層５を接地し、ストライプ電極に直交した線状光源を点灯させながら５０ｍｍ／ｓの速度でストライプ電極に平行に移動させた際に、遮光電極から流出する電荷を各チャージアンプから１ｍｓ毎にＱＬ値を読み取りその平均をとったものである。
【表１】
2007322952.tif 000003
【００３７】
表１に示すように、Ｉのドープ量を３０００、５０００ｐｐｍとすると感度が向上している（なお、５０００ｐｐｍについてはより膜厚の厚い０．８μｍで確認した）。また、Ｉがドープされていない場合には、電子トラップ層の膜厚を０．８μｍとすると感度は向上するものの、５０％程度の確率で電子トラップ層に割れが生じるが、Ｉをドープすると、電子トラップ層に割れは生じず、感度を向上させながら、同時に電子トラップ層の割れも生じにくくすることができる。
【００３８】
以上のように、本発明の静電記録体は、電子トラップ層がＡｓ2Ｓｅ3にＩまたは／およびＣｌをドープしたもの、あるいはＡｓ2Ｓｅ3にＺｎ、Ｇａ、Ｉｎからなる群より選ばれる少なくとも１つの元素をドープしたものからなるので、静電記録体の感度を向上させることができ、また、電子トラップ層の割れが生じにくくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の読取用光導電層を有する静電記録体の一実施の形態を示す断面図
【図２】静電記録体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
【符号の説明】
【００４０】
１    導電層
２    記録用放射線導電層
３    電子トラップ層
４    読取用光導電層
５    導電層
１０  静電記録体
７０  電流検出手段
【図１】
2007322952.tif 000004
【図２】
2007322952.tif 000005
【図３】
2007322952.tif 000006
【図４】
2007322952.tif 000007