JPH08240888A - 写真フィルムにおける非接触干渉縞の制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低コストで経済的効果の高い写真フィルムに
おける非接触干渉縞を実質的に除去するための写真光学
システムを提供する。 【解決手段】 本発明の制御システムは、（ａ）その放
射線が波長と入射偏光角とに特徴を有している偏光され
た電磁気放射線光源と、（ｂ）光源と光学的に結合する
と共に、放射線Ａの一部を透過或いは反射し、複屈折支
持体２０２上にハロゲン化銀乳剤層２０１を有し、支持
体２０２が、厚さと乳剤層境界面２０２と空気境界面２
０５と放射線Ａの波長に依存する複屈折率とに特徴を有
している写真フィルム２００と、を備えている。ここ
で、放射線波長、入射偏光角、支持体厚さ及び複屈折率
は、フィルム２００を貫通して空気境界面２０５から反
射する放射線Ｂが入射偏光角に対して実質的に直交する
角度で偏光されて乳剤層境界面２０４で支持体２０２か
ら射出するように選択されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、非接触干渉縞
（non-contact interferece fringe）の制御、特に偏光
する照射放射線光源を備えた写真光学システムと干渉縞
を形成することなく撮像可能な写真フィルムに関する。

【０００２】

【従来の技術】非接触干渉縞は、フィルム構造における
背面や他の境界面からの反射光が、フィルムのハロゲン
化銀乳剤層にて人工構造物質（artifacts ）を生成する
場合に形成される。乳剤層が十分に混濁していれば、光
散乱によって人工的物質を検出し得ない程度まで減少さ
せることができる。ところが、ハロゲン化銀のサイズが
小さく、また、例えばレーザプリンタのような画像形成
システムの場合のように照射放射線（exposing radiati
on）がコヒーレントであるフィルムにおいては、非接触
干渉縞は、美的観点からだけでなく、干渉縞による濃度
歪によって損なわれる実質的な情報損失という点でも、
かなりの程度画質を劣化させる。

【０００３】写真フィルムにおける非接触干渉縞をなく
するための１つの方法では、ハロゲン化銀を高濃度にコ
ーティングすることによって乳剤の混濁度を増加させ
る。しかしながら、このように銀濃度を増加させると、
フィルムコストが高くなるばかりか、微細粒子乳剤を用
いる利点が無駄になってしまう。

【０００４】グリズコイヤック氏（Grzeskowiak ）等の
米国特許第４，７１１，８３８号には、非接触干渉縞の
形成を防ごうとする幾つかのアプローチが開示されてい
る。例えば、写真部材は、拡散透過上被層（diffuse tr
ansmitting topcoat layer）又は拡散反射（diffuse re
flecting）もしくは吸収背面層（absorbing backinglay
er ）を備えている。これらの上被層及び背面層の拡散
特性は、それらの表面の微細な粗面化処理によって、或
いは、バインダや、高反射率粒子、例えば減感したハロ
ゲン化銀、を含有させることによって実現することがで
きる。選択的には、写真部材に、照射光源の波長範囲で
吸収能を有するダイを含んだ背面もしくは下塗層（subb
ing layer ）を含ませてもよい。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、グリズ
コイヤック氏等によって提案される非接触干渉縞を除去
するための種々のアプローチ同様に、ハロゲン化銀を付
加する手法では、なお、これらの手法は組合わせて用い
るよう提示されているが、追加のコーティング成分や製
造工程が必要になり、これはフィルムの製造工程を実質
的に増加させる。特にレーザプリンタのような画像形成
装置において露光される微細粒子フィルムにおいて、非
接触干渉縞の除去に対する経済的な解決方法が必要とさ
れている。この発明はこのような要求を達成させるため
になされたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、写真フィルムにおける非接触干渉縞を実
質的に除去するための写真光学システムであって、
（ａ）波長と入射偏光角とにより特徴付けられ偏光され
た電磁気放射線の光源と、（ｂ）前記光源と光学的に結
合すると共に前記放射線の一部を透過或いは反射し、複
屈折支持体上にハロゲン化銀乳剤層を有し、前記支持体
が、厚さと乳剤層境界面と空気境界面と前記放射線の波
長に依存する複屈折率とに特徴を有している写真フィル
ムと、を含み、前記放射線波長、前記入射偏光角、前記
支持体の厚さ及び前記複屈折率は、前記フィルムを貫通
して前記空気境界面から反射する放射線が、前記入射偏
光角に対して実質的に直交する角度で偏光されて、前記
乳剤層境界面で前記支持体から射出するように選択され
ており、前記写真フィルムは、非接触干渉縞を実質的に
形成することなく、偏光された前記電磁気放射線光源に
よって撮像されることを特徴とする。

【０００７】

【作用】本発明の写真光学システムによれば、フィルム
製造時に追加の成分もしくはコーティング工程を必要と
することなく、非接触干渉縞を制御することができる。
特別な層や光吸収ダイ、或いは高い銀濃度等をもはや必
要としない。放射線の入射偏光角及び波長と伴に、支持
体の製造に用いられる２，３のパラメータを調整するだ
けでよい。これにより本発明は、非接触干渉縞の問題に
対して簡便で低コストな解決方法を提供するものであ
る。更に、この分野のレーザプリンタにあっては、放射
線偏光面を調整することによって、１／２波長板として
作用する支持体上にコートされた新たなフィルムを照射
するように変更可能である。

【０００８】

【発明の実施の形態】干渉パターンは、物体によって反
射又は屈折させられる放射波（radiation waves ）が、
入射放射波と重なるときに形成される。支持体上にハロ
ゲン化銀乳剤層を有する写真フィルムでは、非接触フリ
ンジは、支持体、特に乳剤層とは反対側の支持体−空気
境界面から反射された放射線による照射放射線の干渉に
よって生じる。この非接触フリンジは、写真画像の画質
を劣化させる。乳剤層内に十分な光散乱があれば、これ
らのフリンジを視覚で認められない程度まで消散させる
ことができる。ところが、写真材料は、平均直径が０．
４μｍにも満たず、０．２μｍ以下程度の極めて微細な
ハロゲン化銀乳剤粒子を含んでいる。これらは、不十分
な光散乱を生じさせ、このためフリンジの問題を悪化さ
せる。

【０００９】乳剤粒子のサイズに加えて、フリンジに影
響する他の要素を考慮する必要がある。例えば、これら
の微細粒子フィルムを照射するために用いられる装置は
しばしば、ダイオードレーザによって形成されるような
狭いライン幅（linewedths）を有する光源を使用する。
狭いライン幅による特徴としての放射線にあっては、フ
リンジの問題の過酷性を増大させる。照射光源の波長を
可視光領域から赤外線領域にシフトさせると、非接触干
渉縞の問題を更に顕著にする。そのため、プリンタ装置
における赤外線発光レーザを使用した場合には深刻な問
題となる。

【００１０】写真フィルムが複屈折特性を有する透過性
支持体を備えていれば、この特性は、偏光される放射線
の照射光源の波長及び偏光角、好適には４５°により選
択することができ、そのため干渉縞を減少或いは除去
し、これにより写真画像の画質を維持することができ
る。

【００１１】本発明によれば、写真光学システムは、赤
外線領域において発光する偏光した電磁放射線光源（so
urce of polarized electromagnetic radiation ）、即
ち好適にはダイオードレーザと、微細粒子のハロゲン化
銀乳剤層及び複屈折支持体から成る写真フィルムと、を
備えている。ハロゲン化銀乳剤層は、平均直径が約０．
４μｍ以下、好ましくは約０．２μｍ以下のハロゲン化
銀粒子から成り、また複屈折支持体は好適には、約１２
ないし３００μｍの厚さと約０．００１乃至０．２の範
囲の複屈折率を有するポリエステル層から成っている。
偏光した放射線に対する写真フィルムの露光、そしてこ
れに続く写真現像処理によって、実質的に非接触干渉縞
のない画像を形成する。

【００１２】フィラデルフィアのソンダーズ大学出版
会、サーウェイによる「科学者及び技術者のための物
理」１９８２年、８２３〜８２７頁に記述されるよう
に、ここではその開示内容を参照するものとするが、そ
の記述によれば、電磁放射波は、相互に直交すると共に
波伝播方向にも直交する電気ベクトルと磁気ベクトルに
よって特徴付けられる。電子振動によって形成された光
源からの光線が、波伝播方向に垂直な平面内ですべての
方向に均等な割合で振動すれば、その光は非偏光（unpo
larized ）と言われる。他方、特定の平面にて唯一の方
向にのみ振動が生ずれば、その光は直線偏光（linearly
polarized）と言われる。

【００１３】光波の伝播方向がｚ方向に沿っていて、特
定ポイントの電気ベクトルＥがｘ軸に対して角度θとな
っていれば、そのベクトルは２つの成分、Ｅx ＝Ｅcos
θ及びＥy ＝Ｅsin θで構成される。直線偏光の場合、
これらの成分の１つは常に０であり、θは時間的に不変
である。あるポイントにおいてＥx 及びＥy が大きさが
等しく、位相が９０°ずれていれば、その波は円偏光と
言われる。ところが、Ｅx 及びＥy が大きさが異なり、
位相差が９０°であれば、その波は楕円偏光と言われ
る。非偏光の場合、Ｅx 及びＥy は平均では等しく、そ
れらの位相差は任意に変化する。

【００１４】等方性媒体においては、光はあらゆる方向
に同一速度で進行する、つまりその媒体の特徴として、
単一の屈折率である。しかしながら複屈折材料において
は、光の速度は全ての方向に同一ではなく、屈折率が光
の進行方向によって変化する。通常Ｊによって表される
複屈折率は、速軸（fast axis ）に沿って測った屈折率
と遅軸（slow axis ）に沿って測った屈折率との差で定
義される。屈折率は、ニューヨーク、ワイリー「ポリマ
ー科学及び技術事典」；１９８８年、２６１頁に記述さ
れる手法によって計測することができ、ここではその開
示内容を参照するものとする。

【００１５】複屈折率媒体の例としては、ポリマーのよ
うな有機材料に他に、例えば無機の水晶、石英及び方解
石等を含んでいる。例えば、ポリエチレン・テレフタレ
イトのような芳香族ポリエステルから成る押出成形フィ
ルムは、長手（装置）方向及び横（装置交差）方向の両
方向に延伸される。この技術分野で周知の装置及び方法
によって、ポリエステルフィルムは、原寸法の約２〜４
倍まで延伸され得る。かかる装置及び方法については、
米国特許第３，９０３，２３４号に記述されている。

【００１６】本発明に従って１／２波長板として作用す
るポリエチレン・テレフタレイトの写真フィルム支持体
が形成され、それらの複屈折率は、１９９３年７月２７
日に出願されたツソー氏等の米国特許出願０８／０９
８，４８８号「ポリエチレン・テレフタレイトの写真フ
ィルムベース」に記述される手法によって測定すること
ができる。ここではその開示内容を参照するものとす
る。フィルム支持体の複屈折率値は、約０．００１乃至
０．２、好ましくは約０．００５乃至０．０５の範囲で
ある。支持体の厚さは、約１２乃至３００μｍ（０．５
乃至１２ミル）、好ましくは約１００乃至２５０μｍ
（４乃至１０ミル）、より好ましくは約１５０乃至２０
０μｍ（６乃至８ミル）である。

【００１７】上記の延伸に続いて、ポリエステルフィル
ムは、構造を安定化させるためにアニール処理される。
これらの延伸及びアニール処理によりフィルムを硬化さ
せると共に、光学的透明度や厚さの均一性を向上させ
る。しかして、例えばポリエチレン・テレフタレイト樹
脂は、延伸機に給送され、融点以上に加熱され、そして
ダイを介して冷却ホイール（quench wheel）にて鋳造さ
れる。冷却されたフィルムは、引伸し部（drafting sec
tion）のローラを通過して、装置方向に２．０乃至４．
０の比率で加熱・延伸される。冷却後、フィルムは張伸
し部（tenteringsection ）へ送られ、横方向に２．０
乃至４．０の比率で加熱・延伸される。張伸した後、フ
ィルムは、一定の拘束を受けながら（under constant c
onstraint）高温に加熱される。このアニール処理に続
いてフィルムは、高温での連続加熱によって所望量だけ
横方向に縮まされるが、この場合拘束しないものとす
る。

【００１８】延伸及びアニール処理によって、複屈折特
性を備えた２軸方向性を有するフィルム（biaxially or
iented film ）が形成される。この複屈折特性によりフ
ィルムを通った光線は、その進行方向に従って異なる速
度で進行する。光線が最も速く進行する方向は速軸
（Ｆ）であり、この軸はほぼ、フィルムの長手（装置）
方向に対応する。光線はまた、遅軸（Ｓ）方向に最も遅
く進行し、速軸に直交すると共に、一般にはフィルムの
横（装置交差）方向に対応している。

【００１９】図１において、特定波長を有すると共に、
入射平面（光線（Ａ）及び垂直表面によって設定される
ｘ−ｚ平面）において直線偏光された光線（Ａ）が、複
屈折フィルム１００に入射すると、該光線は２つの成分
に分割される。そして、これら２成分光線が同一速度を
有していれば、それらは定義上、光軸（Ｏ）方向に進行
している。しかしながら典型的には、これらの成分は、
異なる速度を有しており、つまり遅軸方向に沿って遅く
進行し、また速軸方向に沿って速く進行する。これら３
軸、即ち光軸、遅軸及び速軸は全て、相互に直交する。
複屈折媒体における偏光（polarized radiation ）の挙
動は、プリンストンＮＪ、バン・ノースランドのＷ．
Ａ．サークリフ氏及びＳ．Ｓ．バラード氏による「偏
光」、４２〜４９頁に記述されており、ここではその開
示内容を参照するものとする。

【００２０】複屈折フィルムにおいて、一方の光線成分
の位相は、他方の光線成分に対して、それらが再結合す
る前にシフトされる。この結果生じる光線は、入射光線
に対して偏光される。成分光線が射出する際、遅光線
（slow ray）が、速光線（fastray）よりも正確に１／
２波長遅く、即ち１８０°の位相差で形成されると、結
合射出光線（Ｂ）は、入射光線（Ａ）とは反対方向に偏
光される。従って、光線（Ａ）が偏光角αを有していれ
ば、光線（Ｂ）の偏光角は−αとなる。この場合、複屈
折フィルムは、サークリフ氏等の「偏光」、５５〜５８
頁に説明されているように１／２波長板或いは１８０°
遅延器として働くが、ここではその開示内容を参照する
ものとする。１／２波長板として作用する複屈折ポリマ
ーフィルムの性能は、その複屈折特性と同様、厚さに依
存しており、前述したようにそれを形成する際に用いら
れた特に延伸処理の諸条件によって決定される。

【００２１】特定波長を有する直線偏光された光線
（Ａ）が、ポイントａで複屈折フィルムの上表面を貫通
し、ポイントｂにて下表面で反射し、そしてポイントｃ
にて光線（Ｂ）としてフィルムから射出すれば、また、
フィルム厚さのほぼ２倍に等しいフィルム通過光線の光
路長ａ−ｂ−ｃが、１／２波長又はオーダナンバ（ｍ）
と呼ばれる１／２波長の奇数倍（１，３，５倍等）に等
しいならば、この場合にはそのフィルムは１／２波長板
として作用し、また光線（Ｂ）の偏光角は、光線（Ａ）
の偏光角の反対になる。フィルムの厚さ及び複屈折特性
はその製造の際、与えられた波長の光に対して１／２波
長として働くように制御可能である。厚さ及び複屈折特
性ばかりでなく、装置及び横方向に対する速軸及び遅軸
の方向についても制御可能であるため、照射装置のレー
ザ放射光源の固定された配置を実現する。

【００２２】１／２波長板に入射する与えられた波長の
直線偏光された光線（Ａ）は、前述のようにそのａ−ｂ
−ｃ光路長が１／２波長又はその奇数倍に等しく、その
光線と速軸によって決まるｘ−ｙ平面において測定され
る、速軸（Ｆ）に関する入射偏光角φを形成する。この
φが４５°のとき、反射光線（Ｂ）の偏光角は、光線
（Ａ）の入射平面に直交し、そのため光線（Ａ）或いは
フィルムの前表面から反射する光線（Ａ′）とは干渉し
得ない。入射光線と反射光線の干渉は、角度φが４５°
から変化すれば小さくなるが、この角度φが４５°の値
のとき干渉が最少化される。

【００２３】図２は、入射光線と表面法線によって設定
される入射平面において直線偏光された光の入射光線
（Ａ）を表している。この光線は、複屈折ポリエステル
支持体２０２上にハロゲン化銀乳剤層２０１を有する写
真フィルム２００に対して空気−乳剤境界面２０３に入
射し、乳剤層−支持層境界面２０４を貫通する。光の一
部、つまり光線（Ａ′）は、双方の境界面２０３及び２
０４から反射される（乳剤層が支持層の厚さに比べて薄
いため、双方の境界面から反射した光は、境界面２０４
から反射する単一光線と考えることができる）。光の一
部、つまり光線（Ｂ）は、支持体を貫通し、空気−支持
体境界面２０５から反射して支持体及び乳剤層の中を戻
っていく。支持体が複屈折であり、また光線が支持体に
入射して乳剤層に戻るポイント間で１／２波長の位相変
化が生じるような支持体厚さとなっており、更に複屈折
支持体から成る波長板の速軸（Ｆ）が光線（Ａ）との間
で４５°をなすならば、このとき境界面２０５から反射
した光線（Ｂ）は、入射平面に直交して直線偏光され、
光線（Ａ）或いは境界面２０４から反射する光線
（Ａ′）と干渉し得ない。光線（Ａ）及び（Ａ′）は干
渉し得るが、境界面２０４における乳剤層及び支持体間
での適切な反射率整合のために、反射光線（Ａ′）は弱
く、そして入射光線（Ａ）との干渉もそうなる。

【００２４】同様に、入射光線（Ａ）が右まわりに偏光
され（right hand circularly polaraized）、反射光線
（Ｂ）が左まわりに偏光されて、入射光線に対して１８
０°の位相ずれがあると、入射光線及び反射光線間の干
渉は、実質的に除去されることになる。

【００２５】本発明は次の例からも更に説明される。

【００２６】前述のように特定波長の光に１／２波長板
として作用するための複屈折フィルムの特性は、その複
屈折率と厚さに依存する。つまりフィルム支持体を通る
光の光路は厚さの２倍、即ち２ｔに設定される。

【００２７】本発明によれば、フィルム支持体の遅延率
（retardance）（Ｒ）は、次の関係式によって定義され
る。

【００２８】Ｒ＝２ｔＪ／ｍλ ここに、ｔはフィルム支持体の厚さ、Ｊはフィルム支持
体の複屈折率、ｍは前述のように定義されるナンバオー
ダ、λは照射放射線の波長である。１／２波長板を設定
する０．５のＲ値を得るために、フィルム支持体の複屈
折率及び厚さの種々の組合せが選択可能である。例え
ば、厚さ４ミル（１０２μｍ）、７ミル（１７８μ
ｍ）、１０ミル（２５４μｍ）で、次の表に与えられる
（対応するナンバオーダで示される）複屈折値の複屈折
フィルムは、６７０ｎｍ（０．６７μｍ）の放射線照射
を行うための１／２波長板として働くことができる。

【００２９】

【表１】 上掲の値の厚さ及び複屈折率は、６７０ｎｍの波長の光
に対する１／２波長板としてフィルムが作用するための
特性の最適な組合せを提供するが、ほぼ０．５に近い遅
延値を形成する他の組合せは、入射光線及び反射光線間
の干渉を実質的に減少させることができる。従って、例
えば７．８５ミル（１７４μｍ）の厚さと０．０１７８
の複屈折率を有するポリエチレンテレフタレートフィル
ムに対しては、ナンバオーダ１９で６７０ｎｍの照射放
射線に対する遅延率（Ｒ）は、次のように計算される。

【００３０】 Ｒ＝２（１７４）（０．０１７８）／１９（０．６７） 遅延率０．４８７の複屈折フィルムは、写真支持体とし
て用いられる場合、写真画像を劣化させる非接触干渉フ
リンジの形成を実質的に抑制することができる。ハロゲ
ン化銀微細粒子を含む乳剤層によって形成された散乱に
よれば、フリンジを完全に除去するために十分な働きを
する。

【００３１】上記の説明において、特定の露光波長と３
つの選択された厚さについての計算を示したが、種々の
露光光源を用いる写真システムや複屈折支持体が前述の
例の値以外の厚さを有する写真フィルムに対しても有効
に適用し得るものである。

【００３２】本発明は好適な実施例について説明された
が、本発明の範囲を逸脱しない範囲で当業者によって変
更又は変形が可能であるのは勿論である。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、こ
の種の写真フィルムにおいて、実質的に構造の追加或い
は製造工程の追加を伴うことなく、有効に非接触干渉縞
を除去することができる。画像形成装置における非接触
干渉縞に起因する問題を極めて低コストで解決すること
ができ、高い経済的効果を得ることができる等利点を有
している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態における偏光入射光線及び反
射光線を備えた写真フィルムの斜視図である。

【図２】本発明の実施形態における写真乳剤層及び複屈
折支持体から成る写真フィルムでの偏光された放射光線
の入射及び反射を示す概略断面図である。

【符号の説明】

１００ 複屈折フィルム、２００ 写真フィルム、２０
１ ハロゲン化銀乳剤層、２０２ 複屈折ポリエステル
支持体、２０３ 空気−乳剤境界面、２０４乳剤層−支
持層境界面、２０５ 空気−支持体境界面。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 写真フィルムにおける非接触干渉縞を実
   質的に除去するための写真光学システムであって、 （ａ）波長と入射偏光角とにより特徴付けられる偏光さ
   れた電磁気放射線の光源と、 （ｂ）前記光源と光学的に結合すると共に前記放射線の
   一部を透過或いは反射し、複屈折支持体上にハロゲン化
   銀乳剤層を有し、前記支持体が、厚さと乳剤層境界面と
   空気境界面と前記放射線の波長に依存する複屈折率とに
   特徴を有している写真フィルムと、を含み、 前記放射線波長、前記入射偏光角、前記支持体の厚さ及
   び前記複屈折率は、前記フィルムを貫通して前記空気境
   界面から反射する放射線が、前記入射偏光角に対して実
   質的に直交する角度で偏光されて、前記乳剤層境界面で
   前記支持体から射出するように選択されており、 前記写真フィルムは、非接触干渉縞を実質的に形成する
   ことなく、偏光された前記電磁気放射線光源によって撮
   像されることを特徴とする制御システム。