JPH0689329B2 - 放射線画像変換方法及び該方法に適用する放射線画像変換パネル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、放射線画像変換方法及びその方法に用いられ
る放射線画像変換パネル、さらに詳しくは輝尽性螢光体
を利用した放射線画像変換方法及びその方法に用いられ
る放射線画像変換パネルに関する。

（発明の背景） 従来放射線画像を得るために銀塩を使用した、いわゆる
放射線写真法が利用されているが、銀塩を使用しないで
放射線像を画像化する方法が望まれるようになった。

前記の放射線写真法にかわる方法として、被写体を透過
した放射線を螢光体に吸収せしめ、しかる後この螢光体
をある種のエネルギーで励起してこの螢光体が蓄積して
いる放射線エネルギーを輝尽発光として放射せしめ、こ
の輝尽発光を検出して画像化する方法が考えられてい
る。具体的な方法は螢光体として熱輝尽性螢光体を用
い、輝尽励起エネルギーとして熱エネルギーを用いて放
射線像を変換する方法が提唱されている（英国特許1,46
2,769号および特開昭51−29889号）。この変換方法は支
持体上に熱輝尽性螢光体層を形成した放射線画像変換パ
ネルを用い、このパネルの熱輝尽性螢光体層に被写体を
透過した放射線を吸収させて放射線の強弱に対応した放
射線エネルギーを蓄積させ、しかる後この熱輝尽性螢光
体層を加熱することによって蓄積された放射線エネルギ
ーを光の信号として取り出し、この光の強弱によって画
像を得るものである。しかしながらこの方法は蓄積され
た放射線エネルギーを光の信号に変える際に加熱するの
で、パネルが耐熱性を有し熱によって変形、変質しない
ことが絶対的に必要であり、従ってパネルを構成する熱
輝尽性螢光体層および支持体の材料等に大きな制約があ
る。このようにして螢光体として熱輝尽性螢光体を用
い、輝尽励起エネルギーとして熱エネルギーを用いる放
射線画像変換方法は応用面で大きな難点がある。一方、
支持体上に光輝尽性螢光体層を形成したパネルを用い、
輝尽励起エネルギーとして可視光線および赤外線の一方
または両方を用いる放射線画像変換方法もまた知られて
いる（米国特許3,859,527号）。この方法は前記の方法
のように蓄積された放射線エネルギーを光の信号に変え
る際に加熱しなくてもよく、従ってパネルは耐熱性を有
する必要はなく、この点からより好ましい放射線画像変
換方法と言える。

従来、前記放射線画像変換方法に用いられる螢光体のう
ち熱輝尽性螢光体としてはLiF:Mg、BaSo₄:Mn、CaF₂:Dy
等が知られており、また光輝尽性螢光体としては、KCl:
Tl、特開昭59−75200号等に記載のBaFX:Fu系（X:Cl,Br,
I）螢光体等が知られている。

ところで前記放射線画像変換方法が医療診断を目的とす
るＸ線画像変換に用いられる場合には、患者の被曝線量
を少なくするためにその方法はできるだけ高感度である
ことが望ましく、従ってその方法に用いられる輝尽性螢
光体熱及び光輝尽性螢光体は輝尽励起による発光輝度が
できるだけ高いのが望ましい。

また前記方法において、システムとしての運転効率を高
めるためには放射線画像の読取り速度を高速化する必要
があり、従ってその方法に用いられる輝尽性螢光体は輝
尽励起光に対する輝尽発光の応答速度が速いことが望ま
しい。

また前記方法において、一般に放射線画像変換パネルは
前回の使用による残像を消去した後くり返して使用され
るが、システムとしての運転効率を高めるためには前記
放射線画像変換パネルの残線消去時間が短いことが望ま
しく、その方法に用いられる輝尽性螢光体は残像消去速
度が速いことが望ましい。

しかし、前記輝尽性螢光体は、輝尽発光輝度、輝尽発光
の応答速度および残像消去速度の点すべてにおいて十分
満足のいくものではなく、これらの改良が望まれてい
る。

さらに前記方法において、放射線画像を読取る読取り装
置は小型、低価格、および簡便であることが望ましく、
その為には輝尽励起光源として、Ar⁺レーザやHe-Neレー
ザ等のガスレーザを用いるよりも半導体レーザを用いる
ことが不可欠であり、従ってその方法に用いられる輝尽
性螢光体は半導体レーザの発振波長（750nmm以上）に適
合した輝尽励起スペクトルを有することが望ましい。

しかし、前記輝尽性螢光体は半導体レーザの発振波長に
対してほとんど輝尽発光を示さず、輝尽励起スペクトル
の長波長化が望まれている。

（発明の目的） 本発明は被写体を透過した放射線を輝尽性螢光体に吸収
せしめ、しかる後この輝尽性螢光体を可視光線および／
または赤外線の範囲にある電磁波で励起してこの輝尽性
螢光体が蓄積している放射線エネルギーを輝尽発光とし
て放出せしめ、この輝尽発光を検出する放射線画像変換
方法において、より高輝度の輝尽発光を示す輝尽性螢光
体を用いた感度の高い放射線画像変換方法を提供するこ
とを目的とする。

また本発明は、輝尽励起光に対する輝尽発光の応答速度
が速い輝尽性蛍光体を用いた高速読取り可能な放射線画
像変換方法を提供することを目的とする。

また本発明は、くり返し使用の際の残像消去速度の速い
輝尽性螢光体を用いた残像消去時間の短い放射線画像変
換方法を提供することを目的とする。

さらに本発明は、輝尽励起スペクトルが近赤外領域まで
拡大した輝尽性螢光体を用いた輝尽励起光源として半導
体レーザの使用可能な放射線画像変換方法を提供するこ
とを目的とする。

更に前記目的を満足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） 本発明者等は前記本発明の目的に沿って高輝度の輝尽発
光を示し、輝尽励起スペクトルが近赤外領域まで拡大し
た輝尽性螢光体について種々検討した結果、下記一般式
（Ｉ）で表されるアルカリハライド螢光体を含む輝尽性
螢光体に被写体を透過したあるいは被写体から発せられ
た放射線を吸収せしめ、しかる後、この螢光体を可視光
及び赤外線から選ばれる電磁波で励起して螢光体が蓄積
している放射線エネルギーを輝尽発光として放出せし
め、この輝尽発光を検出することを特徴とする放射線画
像変換方法により、また前記要件を満たす放射線画像変
換パネルにより本発明の目的が達成される。

一般式（Ｉ） Ｍ^ＩＸ・aM^II▲Ｘ^′ _２▼:bTl ただし、Ｍ^ＩはNa,K,Rb及びCsから選ばれる少なくとも
１種のアルカリ金属である。

Ｍ^IIはZn、Cd、Cu及びNiから選ばれる少なくとも１種の
２価金属である。

Ｘ及びＸ′はF,Cl,Br及びＩから選ばれる少なくとも１
種のハロゲンである。またａは０＜ａ≦4.0の範囲の数
値であり、ｂは０＜ｂ≦0.2の範囲の数値である。

即ち本発明に係る組成の輝尽性螢光体は可視から赤外の
領域の電磁波で励起すると従来公知の輝尽性螢光体より
も高輝度の輝尽発光を示し、しかも近赤外領域で特に実
用的に高感度な放射線画像変換方法が得られるものであ
る。

本発明の放射線画像変換方法は、前記一般式（Ｉ）の輝
尽性螢光体を含有する放射線画像変換パネルを用いる形
態で実施される。

放射線画像変換パネルは、基本的には支持体と、その片
面あるいは両面に設けられた少なくとも一層の輝尽性螢
光体層とからなるものである。また一般に、この輝尽性
螢光体層の支持体とは反対側の表面には輝尽性螢光体層
を化学的あるいは物理的に保護するための保護層が設け
られている。すなわち、本発明の放射線画像変換方法
は、支持体と、この支持体上に設けられた輝尽性螢光体
を含有する少なくとも一層の輝尽性螢光体とから実質的
になる放射線画像変換パネルにおいて、該輝尽性螢光体
層の内の少なくとも一層が、前記一般式（Ｉ）で表わさ
れる輝尽性螢光体を含有することを特徴とする放射線画
像変換パネルを用いて実施される。

前記一般式（Ｉ）の輝尽性螢光体はＸ線などの放射線を
吸収した後、可視あるいは赤外領域の光、好ましくは50
0〜900nmの波長領域の光（輝尽励起光）の照射を受ける
と輝尽発光を示す。従って、被写体を透過した、あるい
は被写体から発せられた照射線は、その放射線量に比例
して放射線画像変換パネルの輝尽性螢光体層に含まれる
輝尽性螢光体に吸収され、前記放射線画像変換パネル上
に被写体あるいは被写体の放射線画像が、放射線エネル
ギーを蓄積した潜像として形成される。この潜像は、50
0nm以上の波長領域の輝尽励起光で励起することによ
り、蓄積した放射線エネルギーに比例した輝尽発光を示
し、この輝尽発光を光電的に読み取ることにより、放射
線エネルギーを蓄積した潜像を可視画像化することが可
能となる。

以下本発明を詳細に説明する。

第１図は、本発明の放射線画像変換方法に用いられる前
記一般式（Ｉ）で示される輝尽性螢光体の輝尽励起光に
対する応答特性を従来の方法に用いられる輝尽性螢光体
と比較して示す。

第１図において（ａ）は本発明の放射線画像変換方法に
用いられる輝尽性螢光体の輝尽励起光に対する応答特性
であり、（ｂ）及び（ｃ）は従来の方法に用いられる輝
尽性螢光体BaFBr:Eu及びBaFCl:Euの応答特性である。ま
た破線は強度が矩形状に変化する輝尽励起光の様子を示
している。

第１図から明らかなように、本発明の放射線画像変換方
法に用いられる輝尽性螢光体は、輝尽励起光に対する応
答特性が著しく優れており、放射線画像の読取速度を従
来の方法に比較して高速化することが可能である。

第２図は本発明の放射線画像変換方法に用いられる前記
一般式（Ｉ）で示される輝尽性螢光体の残線消去特性を
従来の方法に用いられる輝尽性螢光体と比較して示す。

第２図において（ｄ）は本発明の放射線画像変換方法に
用いられる輝尽性螢光体に放射線を一定量照射した後、
タングステンランプ光で蓄積エネルギーを消去した時の
蓄積エネルギーの減衰特性を半導体レーザ（780nm）で
輝尽励起して輝尽発光輝度を検出することによって求め
たものであり、（ｅ）は輝尽励起光源として半導体レー
ザの代わりにHe−Neレーザ（633nm）を使用すること以
外は前記と同様にして測定した場合の蓄積エネルギーの
減衰特性であり、（ｆ）及び（ｇ）従来の方法に用いら
れる輝尽性螢光体BaFBr:Eu及びBaFCl:Euを輝尽励起光源
としてHe−Neレーザ（633nm）を使用して、前記と同様
にして測定した場合の蓄積エネルギーの減衰特性であ
る。

第２図から明らかなように、本発明の放射線画像変換方
法に用いられる輝尽性螢光体は蓄積エネルギー（残像）
の減衰速度が大きく、残像の消去時間を従来の方法に比
較して短縮することが可能である。

第３図は、本発明の放射線画像変換方法において、前記
一般式（Ｉ）で示される輝尽性螢光体を放射線画像変換
パネルの形態で用いる実施態様例の概略を示す。

第３図において11は放射線発生装置、12は被写体、13は
前記一般式（Ｉ）で示される輝尽性螢光体を含有する可
視光ないし赤外光輝尽性螢光体層を有する放射線画像変
換パネル、14は放射線画像変換パネル13の放射線潜像を
輝尽発光として放出させるための輝尽励起光源、15は放
射線画像変換パネル13より放出された輝尽発光を検出す
る光電変換装置、16は光電変換装置15で検出された光電
変換信号を画像として再生する装置、17は再生された画
像を表示する装置、18は光源14からの反射光をカット
し、放射線画像変換パネル13より放出された光のみを透
過させるためのフィルターである。尚、第３図は被写体
の放射線透過像を得る場合の例であるが、被写体12自体
が放射線を放射する場合には、前記放射線発生装置11は
特に必要ない。また、光電変換装置15以降は放射線画像
変換パネル13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、前記に限定されるものでは
ない。第３図に示されるように、被写体12を放射線発生
装置11と放射線画像変換パネル13の間に配置し放射線を
照射すると、放射線は被写体12の各部の放射線透過率の
変化に従って透過し、その透過像（すなわち放射線の強
弱の像）が放射線画像変換パネル13に入射する。この入
射した透過像は放射線画像変換パネル13の輝尽性螢光体
層に吸収され、これによって輝尽性螢光体層中に吸収さ
れた放射線量に比例した数の電子及び／または正孔が発
生し、これが輝尽性螢光体のトラップレベルに蓄積され
る。すなわち放射線透過像のエネルギーを蓄積した潜像
が形成される。次にこの潜像を光エネルギーで励起して
顕在化する。すなわち可視あるいは赤外領域の光を放射
する光源14によって輝尽性螢光体層に照射してトラップ
レベルに蓄積された電子及び／または正孔を追い出し、
蓄積されたエネルギーを輝尽発光として放出せしめる。
この放出された輝尽発光の強弱は蓄積された電子および
／または正孔の数、すなわち放射線画像変換パネル13の
輝尽性螢光体層に吸収された放射線エネルギーの強弱に
比例しており、この光信号を例えば光電子増倍管等の光
電変換装置15で電気信号を変換し、画像処理装置16によ
って画像として再生し、画像表示装置17によってこの画
像を表示する。画像処理装置16は単に電気信号を画像信
号として再生するのみでなく、いわゆる画像処理や画像
の演算、画像の記憶、保存等ができるものを使用すると
より有効である。

また本発明の方法において光エネルギーで励起する際、
輝尽励起光の反射光と輝尽性螢光体層から放出される輝
尽発光とを分離する必要があることと、輝尽性螢光体層
から放出される発光を受光する光電変換器は一般に600n
m以下の短波長の光エネルギーに対して感度が高くなる
という理由から、輝尽性螢光体層から放射される輝尽発
光はできるだけ短波長領域にスペクトル分布をもったも
のが望ましい。本発明に係る方法に用いられる輝尽性螢
光体の発光波長域は300〜500nmであり、一方輝尽励起波
長域は500〜900nmであるので前記の条件を同時に満たす
ものである。

すなわち、本発明に用いられる前記輝尽性螢光体はいず
れも500nm以下に主ピークを有する発光を示し、輝尽励
起光との分離が容易でしかも受光器の分光感度とよく一
致するため、効率よく受光できる結果、受像系の感度を
高めることができる。

本発明の方法に用いられる輝尽励起光源14としては、放
射線画像変換パネル13に使用される輝尽性螢光体の輝尽
励起波長を含む光源が使用される。特にレーザ光を用い
ると光学系が簡単になり、又、輝尽励起光強度を大きく
することができるために輝尽発光効率をあげることがで
き、より好ましい結果が得られる。レーザとしては、He
−Neレーザ、He-Cdレーザ、Arイオンレーザ、Krイオン
レーザ、N₂レーザ、YAGレーザ及びその第２高調波、ル
ビーレーザ、半導体レーザ、各種の色素レーザ、銅蒸気
レーザ等の金属蒸気レーザ等がある。通常はHe-Neレー
ザやArイオンレーザのような連続発振のレーザが望まし
いが、パネル１画素の走査時間とパルスを同期させれば
パルス発振のレーザを用いることもできる。又、フィル
ター18を用いずに特開昭59−22046号に示される発光の
遅れを利用して分離する方法によるときは、連続発振レ
ーザを用いて変調するよりもパルス発振のレーザを用い
る方が好ましい。

上記の各種レーザ光源の中で、半導体レーザは小型で安
価であり、しかも変調器が不要であるので特に好まし
い。

フィルタ18としては放射線画像変換パネル13から放射さ
れる輝尽発光を透過し、輝尽励起光をカットするもので
あるから、これは放射線画像変換パネル13に含有する輝
尽性螢光体の輝尽発光波長と輝尽励起光源14の波長の組
合わせによって決定される。

例えば、輝尽励起波長が500〜900nmで輝尽発光波長が30
0〜500nmにあるような実用上好ましい組合わせの場合、
フィルタとしては例えば東芝社製Ｃ−39,C−40,V−40,V
−42,V−44、コーニング社製７−54,7−59、スペクトロ
フィルム社製BG−1,BG−3,BG−25,BG−37,BG−38等の紫
〜青色の色ガラスフィルタを用いることができる。又、
干渉フィルタを用いると、ある程度、任意の特性のフィ
ルタを選択して使用できる。

光電変換装置15としては、光電管、光電子倍増管、フォ
トダイオード、フォトトランジスタ、太陽電池、光導電
素子等光量の変化を電気信号の変化に変換し得るものな
ら何れでもよい。

次に本発明の放射線画像変換方法に用いられる放射線画
像変換パネルについて説明する。

放射線画像変換パネルは、前述のように支持体とこの支
持体上に設けられた前記一般式（Ｉ）で表わされる輝尽
性螢光体を含有する少なくとも一層の輝尽性螢光体層と
から構成される。

前記一般式（Ｉ）で表わされる輝尽性螢光体は、輝尽発
光輝度の高いことから一般式（Ｉ）におけるＭ^Ｉとして
は、Na,K,RbおよびCsから選ばれる少なくとも一種のア
ルカリ金属が好ましく、特にRbおよびCsから選ばれる少
なくとも一種のアルカリ金属が好ましい。Ｘ′として
は、F,Cl及びBrから選ばれる少なくとも一種のハロゲン
が好ましい。Ｍ^II▲Ｘ^′ _２▼の含有率を表わすａ値およ
び付活金属Tlの含有率を表わすｂ値はそれぞれ、０＜ａ
≦4.0および０＜ｂ≦0.2の範囲から選ばれるのが好まし
い。ａ値がａ＞4.0の場合には輝尽発光輝度が急激に低
下し特に好ましくない。

本発明に係る輝尽性螢光体Ｍ^ＩＸ・aM^II▲Ｘ^′ _２▼:bTl
は、例えば以下に述べる製造方法によって製造される。

まず輝尽性螢光体原料としては、 Ｉ） NaF,NaCl,NaBr,NaI,KF,KCl,KBr,KI,RbF,RbCl,RbB
r,RbI,CsF,CsCl,CsBr,CsIのうちの１種もしくは２種以
上、 II） ZnF₂,ZnCl₂,ZnBr₂,ZnI₂,CdF₂,CdCl₂,CdBr₂,CdI₂,
CuF₂,CuCl₂,CuBr₂,CuI,NiF₂,NiCl₂,NiBr₂,NiI₂のうちの
１種もしくは２種以上、及び III） Tl化合物群付活剤原料 が用いられる。

化学量論的に一般式（Ｉ）で示される Ｍ^ＩＸ・aM^II▲Ｘ^′ _２▼:bTlにおいて、 ０＜ａ≦４好好ましくは０＜ａ＜1.0、 ０＜ｂ≦0.2好ましくは10^-6＜ｂ＜0.1 の混合組成になるように前記Ｉ）〜III）の輝尽性螢光
体原料を秤量し、乳鉢、ボールミル、ミキサーミル等を
用いて充分に混合する。

次に、得られた輝尽性螢光体原料混合物を石英ルツボ或
はアルミナルツボ等の耐熱性容器に充填して電気炉中で
焼成を行う。焼成温度は500乃至1000℃が適当である。
焼成時間は原料混合物の充填量、焼成温度等によって異
なるが、一般には0.5乃至６時間が適当である。焼成雰
囲気としては少量の水素ガスを含む窒素ガス雰囲気、少
量の一酸化炭素を含む炭酸ガス雰囲気等の弱還元性雰囲
気、窒素ガス雰囲気、アルゴンガス雰囲気等の中性雰囲
気あるいは少量の酸素ガスを含む弱酸化性雰囲気が好ま
しい。尚、前記の焼成条件で一度焼成した後、焼成物を
電気炉から取り出して粉砕し、しかる後焼成物粉末を再
び耐熱性容器に充填して電気炉に入れ、前記と同じ焼成
条件で再焼成を行えば螢光体の発光輝度を更に高めるこ
とができる。また、焼成物を焼成温度より室温に冷却す
る際、焼成物を電気炉から取り出して空気中で放冷する
ことによっても所望の輝尽性螢光体を得ることができる
が、焼成時と同じ、弱還元性雰囲気もしくは中性雰囲気
のまゝで冷却してもよい。また、焼成物を電気炉内で加
熱部より冷却部へ移動させて、弱還元性雰囲気、中性雰
囲気もしくは弱酸化性雰囲気で急冷することにより、得
られた輝尽性螢光体の輝尽による発光輝度をより一層高
めることができる。

焼成後得られる輝尽性螢光体を粉砕し、その後洗浄、乾
燥、篩い分け等の螢光体製造に於いて一般に採用されて
いる各種操作によって処理して本発明に係る輝尽性螢光
体を得る。

本発明の放射線画像変換パネル13に使用される輝尽性螢
光体の平均粒子径は、通常、放射線画像変換パネル13の
感度と粒状性を考慮して、平均粒子径0.1〜100μｍの範
囲において適宜選択される。さらに好ましくは平均粒子
径が１〜30μｍのものが使用される。

本発明の放射線画像変換パネル13において、一般的に
は、本発明に係る輝尽性螢光体は適当な結着剤中に分散
され、支持体に塗布される。結着剤としては、例えばゼ
ラチンのような蛋白質、デキストランのようなポリサッ
カライド又はアラビアゴム、ポリビニルブチラール、ポ
リ酢酸ビニル、ニトロセルロース、エチルセルロース、
塩化ビニリデン‐塩化ビニルコポリマー、ポリメチルメ
タクリレート、塩化ビニル‐酢酸ビニルコポリマー、ポ
リウレタン、セルロースアセテートブチレート、ポリビ
ニルアルコール等のような、通常、層形成に用いられる
結着剤が使用される。

一般に、結着剤は、輝尽性螢光体１重量部に対して0.01
〜１重量部の範囲で使用される。しかしながら、得られ
る放射線画像変換パネル13の感度と鮮鋭度の点では、結
着剤は少ない方が好好ましく、塗布の容易さとの兼ね合
いから0.03〜0.2重量部の範囲がより好ましい。

次に、放射線画像変換パネル13の製造法の一例として螢
光体塗布液を塗設する製造法を以下に示す。

まず粉砕された輝尽性螢光体粉末と結着剤及び溶剤を混
合し充分に混練し輝尽性螢光体の均一分散した塗布液を
調合する。

前記溶剤としては、メタノール、エタノール、n-プロパ
ノール、n-ブタノール等の低級アルコール類、メチレン
クロライド、エチレンクロライド等の塩素含有炭化水素
類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチル
ケトン等のケトン類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブ
チル等の低級エステル類、ジオキサン、エチレングリコ
ールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチ
ルエーテル等のエーテル類が挙げられる。尚これら溶剤
は混合して使用してもよい。

さらに塗布液中の輝尽性螢光体の分散性を補完するため
の分散剤或いは塗布乾燥後の結着剤の該螢光体粒子保着
性を保証するための可塑剤等の有用な種々の添加剤が添
加されてもよい。

前記分散剤としては、フタル酸、ステアリン酸、カプロ
ン酸或いは親油性表面活性剤等が挙げられる。

前記可塑剤としては、燐酸トリフェニル、燐酸トリクレ
ジル、燐酸ジフェニル等の燐酸エステル類、フタル酸ジ
エチル、フタル酸ジメトキシエチル等のフタル酸エステ
ル類、グリコール酸エチルフタリルエチル、グリコール
酸ブチルフタクリルブチル等のグリコール酸エステル
類、更にトリエチレングリコール‐アジピン酸ポリエス
テル、ジエチレングリコール‐コハク酸ポリエステル等
のポリエチレングリコール‐脂肪族二塩基酸ポリエステ
ル類等を挙げることができる。

前記のように調合された塗布液は一般に行なわれる塗布
方法例えばロールコータ法、ブレードドクター法等によ
り支持体に均一に塗布され輝尽性螢光体層が形成され
る。

本発明に用いられる支持体としては各種合成樹脂シート
（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、ポリカーボネイト等のシート）、各種金属
シート（例えばアルミニウム、アルミニウム合金等のシ
ート）、各種紙シート（例えばバライタ紙、レジンコー
ト紙、ピグメント紙等のシート）等を挙げることができ
る。

前記輝尽性螢光体層の乾燥厚みは、放射線画像変換パネ
ルの使用目的によって、また輝尽螢光体の種類、結着剤
と輝尽螢光体との混合比等により変化するが、一般に
は、10μｍ乃至1000μｍが適当であり、好ましくは80μ
ｍ乃至600μｍである。

尚、放射線画像変換パネル13に形成される画像の鮮鋭性
を高めるために、例えば特開昭55−146447号に記載され
ているように輝尽性螢光体層に白色粉末を分散させるよ
うにしてもよいし、特開昭55−163500号に記載されてい
るように輝尽性螢光体層に輝尽励起光を吸収するような
着色剤を分散させるようにして輝尽性螢光体層の画像の
鮮鋭性を高めたり、輝尽励起光を吸収させるために適度
に着色してもよい。さらに、この放射線画像変換パネル
13の鮮鋭性及び感度を向上させる目的で特開昭56−1139
3号に開示されているように支持体と輝尽性螢光体層と
の間に光反射層を設けるようにしてもよい。

また、本発明に係る輝尽性螢光体層は気相堆積法によっ
て形成されてもよい。

輝尽性螢光体の気相堆積法としては蒸着法、スパッタリ
ング法、イオンプレーティング法、その他を用いること
ができる。

第１の方法としての蒸着法においては、まず支持体を蒸
着装置内に設置した後装置内を排気して10^-6Torr程度の
真空度とする。次いで、前記輝尽性螢光体の少なくとも
一つを抵抗加熱法、エレクトロンビーム法等の方法で加
熱蒸発させて前記支持体表面に輝尽性螢光体を所望の厚
さに堆積させる。

この結果、結着剤を含有しない輝尽性螢光体層が形成さ
れるが、前記蒸着工程では複数回に分けて輝尽性螢光体
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あるいはエレクトロンビームを用い
て共蒸着を行うことも可能である。

蒸着終了後、必要に応じて前記輝尽螢光体層の支持体側
とは反対の側に保護層を設けることにより本発明の放射
線画像変換パネルが製造される。尚、保護層上に輝尽性
螢光体層を形成した後、支持体を設ける手順をとっても
よい。

また、前記蒸着法においては、輝尽性螢光体原料を複数
の抵抗加熱器あるいはエレクトロンビームを用いて共蒸
着し、支持体上で目的とする輝尽性螢光体を合成すると
同時に輝尽性螢光体層を形成することも可能である。

さらに前記蒸着法においては、蒸着時、必要に応じて被
蒸着物（支持体あるいは保護層）を冷却あるいは加熱し
てもよい。また、蒸着終了後輝尽性螢光体層を加熱処理
してもよい。また、前記蒸着法に於ては必要に応じて
O₂,H₂等のガスを導入して反応性蒸着を行ってもよい。

第２の方法としてのスパッタリング法においては、蒸着
法と同様に支持体をスパッタリング装置内に設置した後
装置内を一旦排気して10^-6Torr程度の真空度とし、次い
でスパッタリング用のガスとしてAr,Ne等の不活性ガス
をスパッタリング装置内に導入して10^-3Torr程度のガス
圧とする。

次に、前記輝尽性螢光体をターゲットとして、スパッタ
リングすることにより、前記支持体表面に輝尽性螢光体
層を所望の厚さに堆積させる。

前記スパッタリング工程では蒸着法と同様に各種の応用
処理を用いることができる。

第３の方法としてCVD法がある。また、第４の方法とし
てイオンプレーティング法がある。

また、前記気相堆積における輝尽性螢光体層の堆積速度
は0.05μm/分〜300μm/分であることが好ましい。堆積
速度が0.05μm/分未満の場合には本発明の放射線画像変
換パネルの生産性が低く好ましくない。また堆積速度が
300μm/分を越える場合には堆積速度のコントロールが
むずかしく好ましくない。

本発明の放射線画像変換パネルを、前述の真空蒸着法、
スパッタリング法などにより得る場合には、結着剤が存
在しないので輝尽性螢光体の充填密度を増大でき、感
度、解像力の上で好ましい放射線画像変換パネルが得ら
れる。

本発明の放射線画像変換パネルにおいては、一般的に前
記輝尽性螢光体層の支持体が設けられる面とは反対側の
面に、輝尽性螢光体層を物理的にあるいは化学的に保護
するための保護層が設けられてもよい。この保護層は、
保護層用塗布液を輝尽性螢光体層上に直接塗布して形成
してもよいし、あらかじめ別途形成した保護層を輝尽性
螢光体層上に接着してもよい。あるいは別途形成した保
護層上に輝尽性螢光体層を形成する手順を取ってもよ
い。保護層の材料としては酢酸セルロース、ニトロセル
ロース、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
エステル、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、ナイロン、ポリ四フッ化エチ
レン、ポリ三フッ化‐塩化エチレン、四フッ化エチレン
‐六フッ化プロピレン共重合体、塩化ビニリデン‐塩化
ビニル共重合体、塩化ビニリデン‐アクリロニトリル共
重合体等の通常の保護層用材料が用いられる。また、こ
の保護層は蒸着法、スパッタリング法等により、SiC,Si
O₂,SiN,Al₂O₃などの無機物質を積層して形成してもよ
い。これらの保護層の層厚は一般には0.1μｍ〜100μｍ
程度が好ましい。

（実施例） 次に実施例によって本発明を説明する。

実施例１ 各輝尽性螢光体原料を下記（１）〜（19）に示されるよ
うに秤量した後、ボールミルを用いて充分に混合して21
種類の輝尽性螢光体原料混合物を調合した。

次に前記19種類の輝尽性螢光体原料混合物をそれぞれ石
英ボートに詰めて電気炉に入れ焼成を行った。焼成は10
容量％の酸素ガスを含む窒素ガスを流速500cc/分で流し
ながら650℃で２時間行い、その後室温まで放冷した。

得られた焼成物をボールミルを用いて粉砕した後、150
メッシュの篩にかけて粒子径をそろえ、それぞれの輝尽
性螢光体を得た。

次に前記19種頼の輝尽性螢光体を用いて本発明の放射線
画像変換パネルを製造した。いずれの放射線画像変換パ
ネルも以下のように製造した。

まず輝尽性螢光体８重量部をポリビニルブチラール（結
着剤）１重量部にアセトンと酢酸エチルを等量混合した
溶剤を用いて分散させ、これを水平に置いたポリエチレ
ンテレフタレートフィルム（支持体）上にワイヤーバー
を用いて均一に塗布し自然乾燥させることによって膜層
厚が約300μｍの本発明の放射線画像変換パネルを作成
した。

この19種類の本発明の放射線画像変換パネルをＸ線管球
焦点から100cmの距離において管電圧80KVp、管電流100m
AのＸ線を0.1秒照射した後、これを半導体レーザー光
（780nm、10mW）で励起し、その輝尽性螢光体層から放
射される輝尽による発光を光検出器で測定した。結果を
第１表に示す。

比較例１ 実施例１において輝尽性螢光体原料をBaF₂175.4g（１モ
ル）、BaBr₂・2H₂O333.3g（１モル）およびEu₂O₃0.352g
（0.001モル）としたこと以外は実施例１と同様にして
輝尽性螢光体BaFBr:0.001Euを得た。この輝尽性螢光体
を用いて実施例１と同様にして比較の放射線画像変換パ
ネルを作製し、半導体レーザー（780nm、10mW）を用い
て輝尽発光輝度を測定した。結果を第１表にて併記す
る。

比較例２ 比較例１において半導体レーザを用いる代わりにHe-Ne
レーザ（633nm、10mW）を用いた以外は比較例１と同様
にして輝尽発光輝度を測定した。結果を第１表に併記す
る。

第１表より本発明に係る前記試料（１）〜（19）の輝尽
性螢光体を用いて製造した本発明の放射線画像変換パネ
ルの輝尽発光輝度は、比較例１に示した、従来の輝尽性
螢光体BaFBr:Euを用いて製造した比較の放射線画像変換
パネルの同一条件で測定した輝尽発光輝度よりも著しく
高く、従って本発明の放射線画像変換パネルを使用する
本発明の放射線画像変換方法は比較の放射線画像変換パ
ネルを使用する従来の放射線画像変換方法よりも高感度
であった。

ところで比較例１で取り上げた、従来の輝尽性螢光体Ba
FBr:Euは輝尽励起スペクトルのピーク波長が600nm付近
にあり、輝尽励起光源としては、He-Neレーザ光（633n
m）が特に好ましいとされている（特開昭55−15025
等）。そこで、BaFBr:Euを用いて製造した比較の放射線
画像変換パネルについては、前記輝尽発光輝度の測定方
法において、半導体レーザ（780nm）をHe-Neレーザ（63
3nm）に変え、それ以外は同一条件で測定して比較例２
として前記第１表に示したが、比較の放射線画像変換パ
ネルは本発明のいずれの放射線画像変換パネルよりも輝
尽発光輝度が低かった。従って、本発明の放射線画像変
換パネルを使用する本発明の放射線画像変換方法、輝尽
励起光源として半導体レーザを使用できるので、He-Ne
レーザを使用する従来の放射線画像変換方法よりも小型
化できると同時に高感度であった。

実施例２ 実施例１で作成した輝尽性蛍光体（１）、（２）、
（４）、（６）、（10）、（15）、（18）及び（19）を
用いた本発明の放射線画像変換パネルに実施例１と同様
にＸ線を照射した後、強度が矩形状に変化する励起光と
してのHe-Neレーザを10μsec間照射し、輝尽性螢光体層
から放射される輝尽発光の輝度変化を光検出器で測定し
た。輝尽発光の輝度変化が10％から90％まで変化するの
に要する時間を輝尽性螢光体の輝尽励起光に対する応答
速度として求め第２表に示す。

比較例３ 実施例２において本発明の放射線画像変換パネルを用い
る代わりに比較例１で作成した比較の放射線画像変換パ
ネルを用いた以外は実施例２と同様にして応答速度を求
めた。

結果を第２表に示す。

第２表より、本発明に係る輝尽性螢光体は比較の輝尽性
螢光体に比べ応答速度が約３倍以上速く、本発明に係る
輝尽性螢光体を用いる放射線画像変換方法における放射
線画像の読取速度を比較の輝尽性螢光体を用いる時より
も３倍以上高速にすることが可能である。

実施例３ 実施例２で使用した本発明の放射線画像変換パネルに実
施例１と同様にＸ線を照射した後、１万ルックスのハロ
ゲンランプで10秒間蓄積エネルギーを消去した。次にこ
れを半導体レーザ（780nm,10mW）で輝尽励記して輝尽性
螢光体層から放射される輝尽発光輝度を光検出器で測定
した。測定結果は、ハロゲンランプによる消去前の輝尽
発光輝度を１として第３表に示す。

実施例４ 実施例３において、半導体レーザの代わりにHe-Neレー
ザ（533nm,10mW）を用いた以外は実施例３と同様にして
輝尽発光輝度を測定した。測定結果は実施例３と同様
に、ハロゲンランプによる消去前の輝尽発光輝度を１と
して第３表に示す。

比較例４ 実施例４において、本発明の放射線画像変換パネルを用
いる代わりに比較例１で作成した比較の放射線画像変換
パネルを用いた以外は実施例４と同様にして輝尽発光輝
度を測定した。測定結果は実施例４と同様に、ハロゲン
ランプによる消去前の輝尽発光輝度を１として第３表に
示す。

第３表より、本発明に係る輝尽性螢光体は比較の輝尽性
螢光体に比べ蓄積エネルギー（残像）の消去速度が約10
00倍以上速く、本発明に係る輝尽性螢光体を用いる放射
線画像変換方法における残像消去時間を比較の輝尽性螢
光体を用いる時よりも1/1000以下に短縮することが可能
である。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明に係る輝尽性螢光体は放射
線に対する感度が高いため、本発明の放射線画像変換方
法をＸ線診断等に利用する場合、被写体のＸ線被曝量を
低減することが可能となる。

また本発明に係る輝尽性螢光体は輝尽励起光に対する応
答速度および蓄積エネルギー（残光）の消去速度が速い
ため、本発明の放射線画像変換方法における放射線画像
読取り速度を高速化し、残像の消去時間を短縮してシス
テムの運転効率を向上させることが可能である。

さらにまた、本発明に係る輝尽性螢光体の輝尽励起スペ
クトルは半導体レーザの発振波長領域にまで拡大してい
るので半導体レーザによる輝尽励起が可能であり、放射
線画像読取り装置の小型化、低価格化、簡略化が可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は輝尽性螢光体の応答特性を示す図である。また
第２図は輝尽性螢光体の残像消去特性を示す図である。 第３図は本発明の方法の実施態様例の概要を示す説明図
である。 11……放射線発生装置 12……被写体 13……放射線画像変換パネル 14……輝尽励起光源 15……光電変換装置 18……フィルター

───────────────────────────────────────────────────── 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 小西六写真 工業株式会社内 審査官 佐々木 秀次

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被写体を透過した、あるいは被写体から発
   せられた放射線を下記一般式（Ｉ）で示される輝尽性蛍
   光体の少なくとも１つに吸収せしめ、しかる後、この輝
   尽性蛍光体を可視光及び赤外光から選ばれる電磁波で励
   起して輝尽性蛍光体が蓄積している放射線エネルギーを
   輝尽発光として放出せしめ、この輝尽発光を検出するこ
   とを特徴とする放射線画像変換方法。 一般式（Ｉ） Ｍ^ＩＸ・aM^IIＸ′₂:bTl ［但し、Ｍ^ＩはNa、Ｋ、Rb及びCsから選ばれる少なくと
   も１種のアルカリ金属である。Ｍ^IIはZn、Cd、Cu及びNi
   から選ばれる少なくとも１種の２価金属である。Ｘ及び
   Ｘ′はＦ、Cl、Br及びＩから選ばれる少なくとも１種の
   ハロゲンである。またａは０ａ≦4.0の範囲の数値で
   あり、ｂは０＜ｂ≦0.2の範囲の数値である。］
2. 【請求項２】前記一般式（Ｉ）におけるａが０ａ≦1.
   0であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   放射線画像変換方法。
3. 【請求項３】前記一般式（Ｉ）におけるＭ^ＩがRb及びCs
   から選ばれる少なくとも１種のアルカリ金属であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項又は２項記載の放射
   線画像変換方法。
4. 【請求項４】前記一般式（Ｉ）におけるＸがBr及びＩか
   ら選ばれる少なくとも１種のハロゲンであることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項乃至３項記載の放射線画像
   変換方法。
5. 【請求項５】前記電磁波がレーザ光であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項乃至４項記載の放射線画像変
   換方法。
6. 【請求項６】前記レーザ光が半導体レーザであることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項乃至５項記載の放射線
   画像変換方法。
7. 【請求項７】支持体とこの支持体上に設けられた少なく
   とも一層の輝尽性蛍光体層からなる放射線画像変換パネ
   ルにおいて、該蛍光体層の内の少なくとも一層が、下記
   一般式（Ｉ）で示される蛍光体を含有することを特徴と
   する放射線画像変換パネル。 一般式（Ｉ） Ｍ^ＩＸ・aM^IIＸ′₂:bTl ［但し、Ｍ^ＩはNa、Ｋ、Rb及びCsから選ばれる少なくと
   も１種のアルカリ金属である。Ｍ^IIはZn、Cd、Cu及びNi
   から選ばれる少なくとも１種の２価金属である。Ｘ及び
   Ｘ′はＦ、Cl、Br及びＩから選ばれる少なくとも１種の
   ハロゲンである。またａは０ａ≦4.0の範囲の数値で
   あり、ｂは０＜ｂ≦0.2の範囲の数値である。］
8. 【請求項８】前記一般式（Ｉ）におけるａが０ａ≦1.
   0であることを特徴とする特許請求の範囲第７項記載の
   放射線画像変換パネル。
9. 【請求項９】前記一般式（Ｉ）におけるＭ^ＩがRb及びCs
   から選ばれる少なくとも１種のアルカリ金属であること
   を特徴とする特許請求の範囲第７項又は８項記載の放射
   線画像変換パネル。
10. 【請求項１０】前記一般式（Ｉ）におけるＸがBr及びＩ
    から選ばれる少なくとも１種のハロゲンであることを特
    徴とする特許請求の範囲第７項乃至９項記載の放射線画
    像変換パネル。