JP3587847B2 - 画像形成装置の干渉縞を最少にする積層画像形成スタック - Google Patents

Description

（技術分野）
本発明は一般に画像形成装置、特にそのような装置の干渉縞を最少にする手段に関する。
（背景技術）
放射線のビームが２つの部分に分離され、それぞれが異なる径路を進み、次いで共に戻って単一ビームを形成することがある。その２つの径路が同一の光学距離を有さない場合、２つのビームは位相が異なり、いくつかの点では減算的に干渉し（相対的に暗い領域となり）、その他の点では加算的に干渉する（相対的に明るい領域となる）。光線（ビーム）が透明フィルムのスタックに当たる場合は２つに分かれ得る。ビームのいくらかはスタックの上部表面で反射し、ビームの残りはスタックに入り、下側のあるフィルム表面で反射するまで通過し続け、反射時点で、光はスタック中を逆戻りして入ったのと同一表面から出る。２つの光線の光路長さの差は、第２の光線が通過する付加的フィルムの厚さの関数である。その結果、相対的に暗い領域および明るい領域の縞パターンとなり、それは各等高線がλ/2（λは用いた放射線の波長）の厚さの差を表すフィルムの厚さの等高線地図を提供する。この等高線地図状パターンは一般に「ニュートン・リング（Newton's Rings）」として公知である。
これらの干渉パターンは、画像形成システム、例えば写真装置およびデジタル放射線画像形成システムに生じる場合に特に問題となる。デジタル放射線画像形成システムは光導電性材料を用いて、物体の画像を表す入射放射線を吸収する。好適な光導電性材料は放射線を吸収し、空孔対（電荷（charge）キャリア）を形成し、それは光導電体を横切る電場により互いに分離され、その光導電体の表面（通常、平滑な薄層）に潜像を形成し得る。走査放射線の振幅の小さいビームは、第２の組の電荷キャリアを運動させることにより、実質的にその光導電体を完全に放電させる。その光導電体の平面内のこれら第２の電荷キャリアの分布は、第１の電荷キャリアの分布、即ち潜像により影響を受ける。第２の電荷キャリアの運動を適当な回路により、検出し、デジタル化して、その潜像をデジタル形態に表す。
干渉縞の作用を最小にする様々な方法が特許権利化されている。様々な公知の方法には、積層画像形成スタック内または表面上に粒子を分散添加して光線散乱することを含む。その他の公知の方法には、その上部表面を粗面化またはディンプルをつけて光散乱を誘導することを含む。
上記方法は干渉縞を異なる程度に低減する。しかし、そのような低減は通常、画像分解能の低下を伴う。良好な画像分解能を維持すると同時に、干渉縞の影響を最小にすることが望ましい。
（発明の要旨）
従って、本発明により、画像形成装置に形成される干渉縞を最小にする積層画像形成スタックを提供する。その積層画像形成スタックには、１つの実質的に平坦な、平滑な表面を有し、反対表面が表面粗さR_Aを有するポリマー層を含む。約50μｍ以下の厚さのポリマー被膜を、表面粗さR_Aを有するポリマー層の側に提供する。表面粗さR_A、およびそのポリマー層および被膜に用いた材料は、R_Aとポリマー層および被膜の屈折率の差の絶対値、Δｎの積が、0.01〜0.05となるように選択されるべきであり、R_Aはμｍで与えられる。その被膜は好ましくは厚さ約５〜15μｍであり、好ましくは接着剤である。屈折率の差の絶対値は好ましくは約0.02〜0.08の範囲内である。平均表面粗さR_Aは好ましくは約0.5〜2.5μｍの範囲内である。その被膜は好ましくはそのポリマー層を光活性（photoactive）層に結合する。
【図面の簡単な説明】
本発明を以下の図面により説明する。
図１は、従来技術の放射線画像形成用積層画像形成スタックの断面側面概略図を示す。
図２は、干渉縞を最小にする本発明の積層画像形成スタックの断面側面概略図を示す。
（詳細な説明）
Ｘ線画像形成に用いる従来技術の積層画像形成スタックを図１に示す。積層画像形成スタック10は、透明導電性層12、誘電性層14、接着剤層16、光活性層18、導電性層20および絶縁性ガラス基材22から成る。透明導電性層12は通常、酸化インジウム錫（ITO）および誘電性層14は通常、ポリマーである。光活性層18は、通常、光導電体である。
使用中、大きな電場（５〜10V/μｍ）を、導電性層20と透明導電性層12の間に電位差を与えることにより、積層画像形成スタック10を横切って保持する。Ｘ線照射すべき物体を、Ｘ線源および荷電した積層画像形成スタック10の間に置く。その物体を素通りまたは通過するＸ線は光活性層18に吸収され、電場により分離される空孔対を形成する。その物体に吸収されたＸ線は、積層画像形成スタック10に到達せず、それにより光活性層18の上部表面17に潜像を形成する。露光積層画像形成スタック10はレーザースキャナに移動し、潜像を読み取る。
その画像読出し段階の間に、高電圧を積層画像形成スタック10を横切って保持する。走査放射線の振幅の狭い、集束したレーザービーム（ａ）を直接、積層画像形成スタック10に照射する。ビーム（ａ）のある部分はスタック10の上部表面で反射する。残りのビーム（ａ）は誘電性層14を通って接着剤層16に伝わる。残りのビーム（ａ）の一部は、誘電性層14の下側表面15ビーム（ｂ）として反射される。そのビーム（ａ）の残りは接着剤層16を通過して光活性層18に当たるまで進み、その光の一部は光活性層により吸収され、その残りはビーム（ｃ）として光活性層の上側表面17で反射される。光活性層18により吸収された放射線は光活性層の未露光領域の荷電対を有効に分離し、導電性層20に陽電荷を生じる。その陽電荷は、増幅され、積算され、デジタル信号に変換される。デジタル化信号は読み取られて、潜像からの実像を形成し得る。
図１に見られるように、反射したビーム（ａ、ｂおよびｃ）はそれぞれ互いに平行であるが、それぞれが進んだ異なる距離により異なる位相を有する。これが、前述の干渉縞およびニュートン・リングとなる。図１のビーム（ｃ）がない場合、即ち下側表面17で反射した放射線がない場合でも、ビーム（ａ）および（ｂ）の間の干渉により形成される干渉縞は存在することに注目すべきである。ビーム（ａ）が異なる光路に沿って進む２つ以上のビームに分割される場合にはいつでも、干渉縞が形成される。
従来技術のＸ線画像形成に用いられる積層画像形成スタック10を図１に示す。積層画像形成スタック10は透明導電性層12、誘電性層14、接着剤層16、光活性層18、導電性層20および絶縁性ガラス基材22から成る。透明導電性層12は通常、酸化インジウム錫（ITO）および誘電性層14は通常、ポリマーである。光活性層18は通常、光導電体である。
使用中、大きな電場（５〜10V/μｍ）を、導電性層20と透明導電性層12の間に電位差を与えることにより、積層画像形成スタック10を横切って保持する。Ｘ線照射すべき物体を、Ｘ線源および荷電した積層画像形成スタック10の間に置く。その物体を素通りまたは通過するＸ線は光活性層18に吸収され、電場により分離される空孔対を形成する。その物体に吸収されたＸ線は、積層画像形成スタック10に到達せず、それにより光活性層18の上部表面17に潜像を形成する。露光積層画像形成スタック10はレーザースキャナに移動し、潜像を読み取る。
その画像読出し段階の間に、高電圧を積層画像形成スタック10を横切って保持する。走査放射線の振幅の狭い、集束したレーザービーム（ａ）を直接、積層画像形成スタック10に照射する。ビーム（ａ）のある部分はスタック10の上部表面で反射する。残りのビーム（ａ）は誘電性層14を通って接着剤層16に伝わる。残りのビーム（ａ）の一部は、誘電性層14の下側表面15ビーム（ｂ）として反射される。そのビーム（ａ）の残りは接着剤層16を通過して光活性層18に当たるまで進み、その光の一部は光活性層により吸収され、その残りはビーム（ｃ）として光活性層の上側表面17で反射される。光活性層18により吸収された放射線は光活性層の未露光領域の荷電対を有効に分離し、導電性層20に陽電荷を生じる。その陽電荷は、増幅され、積算され、デジタル信号に変換される。デジタル化信号は読み取られて、潜像からの実像を形成し得る。
図１に見られるように、反射したビーム（ａ、ｂおよびｃ）はそれぞれ互いに平行であるが、それぞれが進んだ異なる距離により異なる位相を有する。これが、前述の干渉縞およびニュートン・リングとなる。図１のビーム（ｃ）がない場合、即ち下側表面17で反射した放射線がない場合でも、ビーム（ａ）および（ｂ）の間の干渉により形成される干渉縞は存在することに注目すべきである。ビーム（ａ）が異なる光路に沿って進む２つ以上のビームに分割される場合にはいつでも、干渉縞が形成される。
本発明のＸ線画像形成に用いられる積層画像形成スタック30を図２に示す。積層画像形成スタック30は透明導電性層32、誘電性層34、接着剤層36、光活性層38、導電性層40および基材42から成る。誘電性層34の下側表面35は粗化されている。誘電性層34の下側表面35の表面粗度R_Aは好ましくは、約0.5〜2.5μｍ、より好ましくは約１〜２μｍの範囲内であり、および最も好ましくは約1.5μｍである。最小値では、平均表面粗度R_Aはいつも用いられる走査放射線の波長λの約半分より大きくあるべきである。
透明導電性層32は好ましくは酸化インジウム錫（ITO）であり、厚さ約10〜75nmを有する。誘電性層34は、好ましくは高絶縁耐力および誘電率3.5以下を有するポリマー、例えばポリカーボネートである。誘電性層34は好ましくは、厚さ約75〜250μｍを有する。
接着剤層36は好ましくは誘電率約4.0以下を有する。接着剤層36は好ましくは紫外線（UV）硬化性接着剤、例えばニュージャージー州ニューブランスウィック（New Brunswick）のノーランド・プロダクツ（Norland Products）社から市販のノーランド・オプティカル・アドヒーシブ（Norland Optical Adhesive）61である。接着剤層36の平均厚さは好ましくは50μｍ以下、より好ましくは30μｍ以下、および最も好ましくは約５〜15μｍの範囲内である。層36は好ましくは接着剤であると同時に、同様に物理特性を有する透明ポリマー被膜であってもよい。
誘電性層34の下側表面35の所望の表面粗度R_A、および誘電性層の屈折率n₁および接着剤層36の屈折率n₂の差の絶対値Δｎの間に数学的に逆比例の関係が存在することを見い出した。R_AおよびΔｎの積は好ましくは約0.01〜0.05の範囲内であり、R_Aはμｍで与えられる。R_Ak好ましい範囲は上記の通りである。屈折の差Δｎは好ましくは約0.02以上、およびより好ましくは約0.02〜0.08の範囲内である。
光活性層38は、光導電性または感光性のどちらかである。好ましい光導電体は非晶質セレンである。導電性層40は好ましくは200nm厚の蒸着アルミニウム被膜である。基材42は好ましくは絶縁性基材、例えばガラスである。
潜像が形成され、積層画像形成スタック10に関する前述の方法により読み取られる。走査放射線ビーム（ａ）は積層画像形成スタック30に向かって直射するので、ビーム（ａ）のある部分はそのスタックの上部表面で反射される。ビーム（ａ）の残りは誘電性層34を通過し、接着剤層36内に進み、ビーム（ｂ）として反射される。ビーム（ｂ）は接着剤層36、誘電性層34を通過して、誘電性層32から再び出てくる。誘電性層34の下側表面35の表面粗度R_Aのために、ビーム（ｂ）は反射したビーム（ａ）と平行ではなく、従って干渉縞は見られない。
誘電性層34および接着剤層36の屈折率の差の絶対値がΔｎが増加すると、粗化表面34による光散乱の量は増加し、更に干渉縞の作用は減少する。しかし、Δｎを増加することもまた画像分解能を低下する。従って、Δｎ値は約0.02〜0.08の範囲内であるべきである。
本発明を以下の非限定的実施例により説明する。
実施例
積層画像形成スタック30に類似の積層画像形成スタックを有する放射線検出機を組立てた。425μｍ厚の非晶質セレン層を、アルミニウム被覆研磨基材上に蒸着した。厚さ175μｍおよびセレンに面する側の艶消し仕上げを有するポリカーボネートフィルムをセレンにUV硬化性アクリレート接着剤によりラミネートし、誘電性層を形成した。屈折率1.586を有する光学グレードポリカーボネートフィルムを用いた。用いた接着剤はノーランド・オプティカル・アドヒーシブ（Norland Optical Adhesive）61であり、屈折率1,56を有する。その接着剤をUV光により５分間硬化した。抵抗100Ω／スクエアを有する75nm厚ITO層を、積層画像形成スタックの上部の誘電性層の上部に蒸着した。
検出器プレート上のＸ線潜像を、100μｍ幅の442nmレーザービームを用いて読み取った。得られたデジタル画像では、干渉縞の存在を実際に評価し、その分解能は1mm当たり5.8ラインペア（line pair）であった。

Claims (10)

1. 屈折率n₁を有し、第１の実質的に平滑な主要表面および表面粗さR_Aを有する第２の反対主要表面（35）を有するポリマー層（34）；および
   該ポリマー層の第２表面上に提供されたポリマー被膜（36）であって、該被膜が屈折率n₂および厚さ50μｍ以下を有し、R_AおよびΔｎの積が、約0.01〜0.05の範囲内であり、Δｎが（n₂−n₁）の絶対値を表し、R_Aがμｍで表されるポリマー被膜（36）；
   を含む画像形成装置内の干渉縞を最少にする積層画像形成スタック（30）。
2. 該被膜の厚さが約５〜15μｍの範囲内である請求項１記載の積層画像形成スタック。
3. Δｎが約0.02〜0.08の範囲内である請求項１記載の積層画像形成スタック。
4. R_Aが約0.5〜2.5μｍの範囲内である請求項１、２または３のいずれかに記載の積層画像形成スタック。
5. 該ポリマー層の反対側の該被膜側に提供された光活性層（38）を更に含む請求項４記載の積層画像形成スタック。
6. 屈折率n₁、第１の実質的に平滑な主要表面、および表面粗さR_Aを有する第２の反対主要表面（35）を有するポリマー層（34）；
   該ポリマー層の第２表面上に提供された接着剤（36）であって、該接着剤が屈折率n₂および厚さ50μｍ以下を有し、R_AおよびΔｎの積が、約0.01〜0.05の範囲内であり、Δｎが（n₂−n₁）の絶対値を表し、R_Aがμｍで表される接着剤（36）；および
   該ポリマー層の反対側の該接着剤層側に提供された光活性層（38）；
   を含む画像形成装置内の干渉縞を最少にする積層画像形成スタック（30）。
7. 該光活性層が非晶質セレンである請求項６記載の積層画像形成スタック。
8. 該接着剤層の厚さが約５〜15μｍの範囲内である請求項６記載の積層画像形成スタック。
9. Δｎが約0.02〜0.08の範囲内である請求項６、７または８のいずれかに記載の積層画像形成スタック。
10. R_Aが約0.5〜2.5μｍの範囲内である請求項９記載の積層画像形成スタック。

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