JPH03502498A

JPH03502498A - 電気的像信号を発生させる電子写真法

Info

Publication number: JPH03502498A
Application number: JP2500890A
Authority: JP
Inventors: ラビンスキー，アンソニー・アール; メイ，ジョン・ダブリュー
Original assignee: イーストマン・コダック・カンパニー
Priority date: 1988-12-07
Filing date: 1989-12-04
Publication date: 1991-06-06
Also published as: EP0397846A1; WO1990006520A2; WO1990006520A3

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】電気的像信号を発生させる電子写真法関連出願の相互参照ここで、１９８８年８月２５日付けにてラルフ・エッチ・ヤング（Ｒａｌｐｈ　Ｈ，Ｙｏｕｎｇ）及びジョン・ダブリュー・メイ（Ｊ。

ｈｎ　Ｗ、　Ｍａｙ）により出願された「電子写真によるルミホスセンス増幅法」という名称の共同譲受された米国特許出願第２３６．４１１号を参照する。

発明の技術分野本発明は、電子写真法に関し、特に、電子写真像から電気的像信号を発生させる方法に関する。

Ｘ型９！屡従来の電子写真法は、性質上、ハロゲン銀写真法よりもゲインが低い。電子写真法において露光が少ない結果、光伝導体上における電圧差が小さくなり、従来のトナーにて現像した場合、形成される画像の密度が低下する。

電子写真法のゲインを増大させ、少ない露光により高密度の像が形成されるようにすることが長年の目標であった。このことは、照射するＸ線が患者の健康を脅かす虞れがあり、照射は可能な少ないことが望ましい診断用のＸ線写真撮影のような適用例において特に重要なことである。Ｘ線像から電気的信号の像を形成し、その像信号を電子的に処理して、電子的形態にて記憶され又は遠隔地まで電子的に伝送された像の視覚性を向上させることも目的であった。

その他の電子写真法においてもゲイン又は撮影速度を増大させることが望ましい。ここで使用する如く、電子写真法とは、電圧、電荷、電流又は導電率の異なるパターンをトナーにて現像する方法である。電子写真法は、例えば、誘電記録、光導電写真、電気泳動写真、粒子線写真、針記録、びイオン射出が含まれる。

１９８６年１１月２５日付けでヤング（Ｙｏｕｎｇ）等に付与された米国特許第４．６２４．５４３号において、光伝導体を露光させて該光伝導体上に電圧の異なるパターンを形成し、現像電極を使用して従来の液体トナーにより光伝導体上に像を現像し、その現像された像を光ビームにより走査し、現像された像による光ビームの変調を検出することにより、電気像信号を発生させることが提案されている。像の非調色部分に当たる光は、光伝導体の表面から鏡面反射される。トナーに当たる光は、散乱状に反射される。

検出器光学素子が配設されており、鏡面反射された光の部分のみを検出する。

米国特許第４．６２４．５４３号に記載された装置を利用して僅かな露光（例えば僅かなＸ線照射）により電気的像信号を発生させる場合、僅かな露光のため、極めて低密度の色調像となる。光検出器がトナー像による走査ビームの鏡面反射された光の変調を検出するため、低密度の像の場合、その変調が微弱であり検出が困難である。その結果生じる電気的像信号は、トナー及び基板の光学的性質の複雑な機能に依存する。

又、従来技術の方法において、トナーのカバー範囲が狭いことは、２つの大きい信号の差として検出される。

即ち、清浄な光伝導体からの反射信号、及びトナーのカバー範囲の狭い光伝導体からの僅かに異なる反射信号と特表千３−５０２４９８　（３）なる。その異なる信号は、雑音を含むことになる。さらに、この方法は、光伝導体の表面の僅かな掻き傷又は凹凸による影響を受は易い。最後に、上記米国特許第４，６２４、５４３号の明細書の４４−５５ページ第６コラムに教示されているように、フレネルレンズを使用して広い走査領域に亘り鏡面反射光を集める場合、出力信号に望ましくない脈動（リプル）が生じ、これがトナーのカバー範囲内の僅かな変調を検出するのを妨害し、このため、信号の解釈が困難となる。

上記方法のもう１つの問題は、反射性基板が制約されることである。

Ｘ線照射により電気的像信号を発生させるもう１つの従来の方法は、ジョージ・ダブりニー・ラッキー（Ｇｅｏｒｇｅｌ、　Ｌｕｃｋｅｙ）の名で１９８５年３月１２日に再発行された米国特許第３１．８４７号に記載された蓄積雷光体性である。この蛍光体法において、励起可能な蓄積蛍光体は、放射パターンに露出されて蓄積された潜像を形成する。この蓄積された像は、検出されて像信号を発生される放射線パターンを放出させる、励起光によって読み出される。この方法は、潜像が読み出されたとき、破壊される破壊型の読み出し法であることが欠点である。もう１つの欠点は、比較的多量の励起露光が必要であり、高価な読み出し装置が必要になることである。

故に、本発明の主たる目的は、電子写真法において僅かな露光により上述の欠点のない電気的画信号を発生させる方法を提供することである。本発明のさらに別の目的は、粒子線写真、針記録、イオン射出及び電気泳動写真、又はその他電圧、電荷、電流又は導電率に僅かな差のあるパターンを色調化させる該当する方法のようなその他の電子写真法により、トナーにより形成された像の極めて小さいカバー範囲を検出する手段を提供すること電子写真法にて像を増幅する目的は、本発明により、異なる電圧のパターンを形成し、発光性材料を包含するトナーにて現像することにより実現される（ここで使用する発光性材料とは、第１波長の放射線により励起されたとき、第２の異なる波長の放射線を発生させるものを意味するものとする。発生性材料には、蛍光体、蛍光化合物、閃光性化合物等を含むものとする）。像を含んだ発光性トナー付着物を励起して放射線を放出させる。放出された放射線は、光電気的に検出し電気的像信号を発生させ、電子的処理後、この信号を利用して、ビデオ像又はハードコピーの出力像を形成することが出来る。

本発明の好適な実施方法によると、Ｘ線の僅かな照射によりセレニュウム光伝導体上に電圧差の小さいパターン又は電荷パターンが形成される。この電圧差の小さいパターン又は電荷パターンは、現像電極を用いて液体発光トナーにより現像する。発光トナー像は、レーザビーム又は平行状の光ビームによりラスター走査して励起させ、放出された放射光を集光器によって集め、光電子増倍管、光ダイオード又はその他の検出器に向け、ここで検出されて像信号を発生させる。励起放射線はフィルタにより妨害され検出器到達しないようにされ、放出された放射線のみが検出されるため、その結果形成される像信号の変調は、従来技術の方法により得られるものより遥かに改良されたものとなる。さらに、トナーからのみ来る放出された放射線は、基板に関係せず、このため形成される電気的像信号は、ヤング等の方法により得られる信号より解釈が遥かに容易である。さらに、光伝導体の僅かな露光、従ってトナーのカバー範囲の狭さにより、信号の変調は、大きな値の差から控除したり、米国特許第４゜６２４、５４３号の検出方法の場合のように、フレネルレンズを使用することに起因する望ましくない信号の変調と組み合わせる必要もない。

本発明をゼロラジオグラフィ法に適用する好適な実施方法において、トナー粒子は直径０．４乃至１μｍの寸法分布を有し、トナー電荷は、少なくとも１乃至２のトナー粒子が光伝導体により吸収される各Ｘ線光子ごとに付着されるようにする。

本発明により、デジタル化された出力電気信号を形成する別の方法において、電荷結合素子（ＣＣＤ）像センサのような像センサを利用し、及び必要に応じて励起光を妨害するための適当なフィルタ手段を利用して、励起波長による全体的な励起後又は励起中、トナー像の全体又はその一部から発光を捕獲することが出来る。

本発明を実施するさらに別の方法において、その池の電子写真法を利用し、大きさの小さい像形成電圧、電荷、導電率又は電流パターンを現像し発光性トナーのカバー範囲を狭くし、これにより例えば、電気泳動写真、粒子線写真、針記録、又はイオン射出の感度を向上させることが出来る。更に、形成される発光トナーのパターンは、上述のように、光ビームで走査するか又は電荷結合素子検出器を使用し、デジタル化された電気的信号として検出することが出来る。発光性トナー粒子は、当該技術分野にて周知の手段により乾燥現像剤又は液体現像剤何れかにて現像することが出来る。

検出器として電荷結合素子を使用し、トナー像全体又はその一部分からの発光体を捕獲することにより、デジタル化された電気的信号を形成する本発明の実施方法の１つの変形例において、発光性放出パターンは、その検出前光学的像形成手段によってその寸法を変えることが出来る。上記光学的像形成手段は、光ファイバ、従来のレンズ、ホログラフィレンズ、ミラー、及びその組み合わせ体を備え、更に、例えば発光体を発生させる励起スペクトルを妨害するフィルタを光学列内に備えることも出来る。素子に等しく又はこれ以下の像拡大は、上記光学的像形成手段により実現することが出来る。この方法の１つの変形例において、発光性放射線像の一部分は、ＣＣＤで検出される前に膨張させ（要素よりも大きい拡大率にて）、これにより、ズーム特性を提供する。ＣＣＤは、感光性要素即ち画素の単位面積又は単位長さ当たりの数が有限であるため、このズーム特性は検出解像度を増大させる手段となる。

暉面の簡単な説明第１図は本発明による電子写真法の段階を示すフロー線図、第２図は本発明の好適な実施法に採用された段階を示特表千３−５０２４９８　（４）す路線図、第３図は第１図に示した方法をさらに発展させる段階を示すフロー線図、第４図は第３図に示した付加的段階を示す路線図、第５図は本発明に従い像センサを使用して電気的像信号を発生させるのを示す路線図である。

発明の説明第１図を参照すると、本発明により電気的像信号を形成する電子写真法における段階が示されている。第１に、電子写真、電子導電写真又は誘電記録のようなエレクトログラフ法により電圧差のある像が形成される（１０）。

電子写真法において、光伝導体は、例えば、当該技術分野で公知の任意の光伝導体を備えることが出来る。使用可能な典型的な光伝導体フィルムは高分子系バインダ内にて感光された有機系染料から、又は有機バインダ内の酸化亜鉛又は硫化カドミュウムのような無機質の光導電性粒子にて形成することが出来る。又、剛性な支持体上にてセレニュウムから形成されたような光導電性板を使用することも出来る。Ｘ線検出に特に有用なものは、セレニュウム、セレニュウムーテルリュウム合金、酸化鉛、水銀ヨウ素、その他の酸化物と混合させたビスマス酸化物等を含む、より重い元素を包含する光伝導体である。

単一層又は複合層、多層の光導電性元素を使用しても良い。

静電潜像は、当該技術分野で公知のように光伝導体を荷電し該光伝導体を放射線の像形成パターンにて露光することにより形成することが出来る。光伝導体は特定の光伝導体又は方法の場合、従来の電圧準位まで又は特定の光伝導体に対する通常の荷電準位よりも低く荷電し、ある種の光伝導体に生ずる暗崩壊雑音又は絶縁破壊の問題を回避することが出来る。光伝導体は、通常の照射強度まで又はそれ以下まで露光して潜像を発生させることが出来る。電圧差の小さい潜像を形成し、読み出し方法により提供される増幅方法を利用して、システムの感度又は感知能力が最大になるようにすることが望ましい。

本出願の明細書において、「電圧差の小さい像」という表現は、従来技術において満足し得る像を形成するのに十分と考えられるよりも小さい電圧差を有する静電潜像を意味するものとする。

例えば、ゼロラジオグラフィ法を採用する従来技術において行われているように、マモグラプイの平均的入射露光は、半価層（ＨＶＬ）　１．１　ＩＱｍのアルミニウムによるＸ線を使用して約２．５８Ｘ１０−４Ｃ／ｋｇであることが分かっている。半減層ＨＬＶ１．　Ｏｃｍのアルミニウムによる同一型式のＸ線を使用する本発明により、Ｘ線の入射露光が０．３１ｘｉｏ−’　Ｃ／ｋｇにて潜像を形成することが出来、その結果コントラストに優れた最終的な出力像が得られた。このようにして、ゼロラジオグラフィ法において、電圧差の小さい像を形成するために使用されるＸ線露光は、通常特別な光伝導体にて診断上有用な像を形成するのに必要とされる露光の１／２乃至１／１０で済む。又、電圧差の小さい像は、光伝導体を通常の準位以下の準位まで荷電することにより形成し、過度の暗崩壊雑音又は絶縁破壊に起因する人為的結果を回避することが出来る。又電圧差の小さい像はバインダの有機光伝導体の量が従来使用される値よりも少なくする場合、有機光伝導体の通常の準位の露光により形成することも出来る。同様に、特定波長の照射放射線に好適状態に応答しない光伝導体をこれら波長に対して採用し、電圧差の小さい像を形成することが出来る。

電圧差の小さい像は、発光性トナーにより現像される（１２）。この像は液体、乾燥磁気ブラシ又は霧現像のような公知の電子写真現像法を使用して現像することが出来る。しかし、ゼロラジオグラフィ法の場合、現像電極を有する液体現像が現在の好適な方法である。発光性トナー材料は、例えば、発光性顔料、染料が発光性又は光学的光輝剤である染料付きラチス、発光性の金属製キレート又は蛍光アントラセン又はその他の蛍光単位体を包含するポリマーのような蛍光ポリマーを包含することが出来る。

現像された発光性トナー像を励起させて放出光を発生させる（１４）。像を励起させる方法は、放出された光が次の段階で（１６）で検知される方法に依存する。放出された蛍光像を検出器要素（画素）を線状又は面状に配置した線又は面像センサにて検出する場合、像はそれぞれ線又は面照射により励起される。現在の好適な方法は、励起放射線ビームにより像をラスター走査することにより像画素を１つずつ励起させ検知することである。

この走査は、放射線ビームにより像を走査する周知の方法により行うことが出来る。

放出された発光は、検出され（１６）で、電気的像信号を発生させる。上述のように、検出手段は、線状又は面状に配列した像センサのような公知の光電像を検出する変換器とすることが出来る。最大の信号対雑音比を実現するためには、像は画素毎に励起させ、放出された光は大きな立体角内にて集めかつ光電子増倍管又は発光ダイオードのような非像形成光電センサに向ける。

検出された信号は、当該技術分野で周知のように電子的に増幅させて最終的な電気像信号を発生させる。検出時の増幅は、走査ビームの輝度を増大させ又はよりゆっくりと走査して検出された画素当たりの発光体の値を増大させることにより行うことが出来る。第１図に図示するように、像信号は次で、例えば、トーンのスケールを調節して縁効果を向上させて雑音を除去し又はデジタル像を圧縮することによりデジタル化し−（１７）及び処理する（１８）ことが出来る。処理された像は、プリンティング２０又はビデオディスプレイ２１のような公知の方法にて格納しく１９）又は表示することが出来る。

本発明において、５％以下の電圧差に対応するトナーのカバー範囲の変調は、容易に検出し電子的に増大させることが出来る一方、米国特許第４．６２４．５４３号の従来技術の方法におけめ感度は、１０％以下であると言われている信号自体の人為的結果を大きく上田ることはない。

ゼロラジオグラフィ法に適用する本発明の現在の好適な実施方法について第２図を参照しながら詳細に説明する。像を形成場合、アルミニュウム支持体２６上のセレニュウム層２４を惰える全体として符号２２で示した光伝導体がコロナ充電器２８により荷電され（１０）て正特表千３−５０２４９８　（５）電位となる。セレニュウム板はカナダケベックのノーランダリサーチセンター（Ｎｏｒａｎｄａ　Ｒｅ５ｅａｃｈ　Ｃｅｎｔｅｒ）から入手した。このセレニュウム板はバリア層を備工た７／Ｌ／ミニニウム支持板上にセレニュウムを蒸着させて作成し、コロナ充電器で板を正に荷電させた場合、電子がアルミニュウムからセレニュウムに照射されないようにした。

Ｘ線源３０を利用して対象物３２をＸ線３４にて照射した。Ｘ線は対象物により変調され光伝導体２２に衝突し、光伝導体２２内に電圧差の小さい像を形成した。本発明によるマモグラフ用の典型的な照射状態は、従来のゼロラジオグラフインクマモグラフの場合は５０　ｋＶｐ　（１゜２　Ｉｏｍ　ＡＩ　ＨＶＬ）及び２．５８ｘ　１０−’　Ｃ１Ｋｇであったとの比較し、４０　ｋＶｐ　（１，０ｍｗ　ＡＩ　ＨＶＬ）及Ｕ０．３１ｘ　１０−’　Ｃ１Ｋｇとした。

本発明において必要とされるＸ線の照射量は、高密度のトナーを実現するのに必要な量に依存して決定するのではなく、十分な信号対雑音比（ＳＮＲ）を備える検出可能な電気的信号を発生させるのに必要な量によってのみ決定するため、照射量は著しく少なくすることが出来る。

光伝導体２２上の電圧差の小さい像は、上記米国特許第４．６２４．５４３号に記載されているように、現像電極３８を使用して液体現像剤３６により現像する。この現像電極は電圧源４２の１つの端子に接続する。電圧源の他方の端子は、電極４４に接続し、該電極４４は光伝導体２２の裏側電極として機能するアルミニウム支持体２６に接触する。

ゼロラジオグラフィ法の場合、液体トナーは、０．４乃至１．　ｕｍの好適な寸法分布を有しかつ吸収されたＸ線光子当たり少なくとも１乃至２のトナー粒子が像に付着されているような電荷を有する単体液内に懸濁させた蛍光性トナー粒子を備えている。トナーは、以下の実験例２に記載したように作製した。

粒子の寸法が小さいこと、及び光子当たり少な（とも１乃至２の粒子があるという現像効率は、可能な限り高度の解像度を提供し、かつ高度の統計学的確実さにてＸ線照射限界量を検出する能力を提供する上で重要である。

色調像は、トナー担体液のような不活性の炭化水素液で洗い出しく図示せず）、トナーを像の背景領域から除去することが出来る。洗い出し後、色調像は従来技術にて公知のように乾燥させる（図示せず）。

好適な方法において、色調像４６はζレーザ５０により発生された励起光４８のビームにより走査して励起される（１４）。レーザビームは、ミラー又は多角形５２により偏向させる一方、光伝導体は矢印Ａの方向に動かされて発光性色調像４６のラスター走査を行う。像から放出された光は、放出された光を集め光電子増倍管（ＰＭＴ）５６又は発光ダイオードに向けるミラー箱５４を備える型式の集光器によって集められて検出される（１６）。ＰＭＴの表面上のフィルタ５７は、励起する放射線を妨害する一方、放出された放射線は通過させる。本発明にとって有用であるかかる集光器−検出器の例は、１９８８年５月ｌＯ日付けにてチャン（Ｃｈａｎ）等に発行された米国特許第４．７４３．７５８号及び１９８８年５月１０日付けにてジゴン・シー・ボウチット（Ｊｏｈｎ　Ｃ，Ｂｏｕｔｅｔ）に発行された米国特許第４．７４３．７５９号に記載されている。

当該技術分野にて周知であるように、光電子増倍管により形成された電気的像信号Ｓは、増幅器５８により増幅し１、アナログデジタル変換器６０及びデジタル像処理電子装置６２によってデジタル化することが出来る（１７）。デジタル像処理電子装置６２は、色調スケールの調節、縁効果の向上及び雑音の削減のようなデジタル像信号に対する公知のデジタル像処理を実行することが出来る。

上述の走査方法を利用して、光伝導体の表面上における恒久的な一定でない暗崩壊パターンに起因する光伝導体の一定でないコロナ荷電による電気的雑音、及び所定の光伝導体フィルム見本又は板の特性を検出することも出来る。このことは、例えばコロナ充電器２８により光伝導体２２に荷電し、次に光伝導体を照射することな（、現像電極３日によりトナーの薄い層をバイヤス現像することにより行われる。この場合、現像電極３８の電位は光伝導体のコロナ充電された表面の電位と適当に異なる電圧に設定する。上述の方法によって洗い出し乾燥させた後、トナーにて被覆された暗崩壊パターンを走査し、所定の光伝導体の暗崩壊パターンに起因する雑音の変動位置及びその大きさを電子的に格納することが出来る。

電子的にデジタル化した形態のこのパターンは、例えばその大きさを調節し、次に、像形成照射により形成されたその後の像から差し引（ことによって電子的に走査し、これにより、格納された電気的像から形成される出力像における雑音を軽減することが出来る。

上述の走査方法は又、色調像を予走査し、検出器におけるゲインが好適となるように調節し、例えばその後の主たる走査におけるクリッピングに起因する像情報の損失を回避することが出来る。

処理された像信号は、その後に使用するため格納するか又は、例えばレーザフィルムプリンタ６４により表示することが出来る。

本発明のさらに改良例において、発光像は励起し検出する前に、発光増幅法により増幅される。１９８８年８月２５日付けにてジエイ・メイ（Ｊ、　Ｍａｙ）及びアール・ヤング（ＲＹｏｕｎｇ）により出願された米国特許出願筒２３６．４１１号「電子写真の発光増幅法」の主題である発光増幅法は、光伝導体に電圧差の小さい像を形成する段階と、発光性トナーを励起させて放出された放射線を発生させる段階と、光伝導体を放出された放射線にて照射し、照射された光伝導体上に電圧差の大きい像を形成する段階と、電圧差の大きい像を現像する段階とを備えている。この増幅法を本発明に利用して、電気的像信号を発生させる前、発光色調像のトナー形成範囲を増大させることが出来る。

板上のトナー像が最早必要でなくなった後、トナー像はクリーニングして除去し、光伝導体が再使用可能であるようにすることが出来る。溶剤、撹拌（超音波撹拌を含む）、又はブラシ、すき落とし又はワイパーを使用するような機械的方法又はその他当該技術分野で公知の方法を含む任意の適当なりリーニング法を採用することが出来る。上述のクリーニング法に付随して、走査法を使用し清浄になった光伝導体を予走査し、その後、上述の特表千３−５０２４９８　（６）方法と同様に暗崩壊信号に対してその前の像からのトナー残留物に対応する信号を電気的に差し引くことが有利である。これは、ゴースト像により走査中の最後の像が妨害されるのを防止する。

第３図には、発光増幅段階を含む、本発明による工程の段階を示すフロー線図が図示されている。第１図の同様の段階に対応する第３図の段階は同様の参照番号で示されている。追加される段階は、段階（１２）で形成された発光トナー像を励起させる段階（７０）と、放出された放射線にて光伝導体を照射し、電圧差の大きい像を形成する段階（７２）と、電圧差の大きい像を発光トナーにより現像する段階（７４）とである。追加された発光増幅段階は、第４図に図示されている。付加的な発光増幅段階の場合、光伝導体には、励起放射線を遮断する一方、放出された放射線は通過させるフィルタ７６が設けられる。最初の現像段階（１２）後、発光トナー像は、励起放射線７８を多量に照射することにより励起させる。

フィルタ７６は励起放射線７８を遮断する一方、放出された放射線８０は通過させる。放出された放射線は、光伝導体層２４をさらに放電させ、光伝導体に電圧差の大きい像を形成する。電圧差の大きい像は電圧差の小さい像を現像するのに使用したのと同一の現像装置及び発光トナーを使用して現像する（７４）。光伝導体上に形成された色調像は、電圧差の小さい像を現像することにより生ずるトナー８２を備え、電圧差の大きい像を現像することにより生ずるトナー４６上に位置する。

上述のように、発光色調像は、線状又は面状に配列した像センサにて検出し、電気的像信号Ｓを発生させることが出来る。第５図には、かかる検出機構が図示されている。発光色調像４６は、光源１００．１０２により励起される。放出された蛍光は、レンズ１０４により線形又は面状に配列したＣＣＤ像センサのような像センサ１０６に向けられる。フィルタ１０８が光源１００．１０２からの励起光を妨害する一方、放出された光は通過させる。像センサ１０６が線ＣＣＤである場合、像及びセンサ１０６を線センサに対して垂直な方向（即ち第５図にてページ外に）相対的に動かす手段（図示せず）が設けられる。又、レンズ１０４は、センサにより発生された像信号Ｓの解像度を変化可能にするズームレンズを備えることが出来る。

寒槍珂実験例１゜ポリエステルバインダに有機光伝導性染料を包含する光伝導体フィルムの見本として、イーストマンコダノク社から入手可能な光伝導性フィルム型式５Ｏ−１０１を正に荷電させかつ露光して、周波数が０．０５乃至３．７サイクル／ｉｌａ＋の線を有する標準的なＸ線マスク試験標的を模擬し、照度の弱いＸ線照射を模擬しかつ光伝導体に電圧差の小さい像を形成した。像は、セルロースアセテート共シクロヘキサンオルトジ力ルボル酸高分子バインダ（ＣＡＰ−６）内に溶解させたローダミン６Ｇ染料を含有する液体現像剤で色調を整えた。この染料は波長４８８正のアロボンイオンレーザで励起させるために選択した。トナーは次のように作製した。０．２ｇのローダミン６Ｇプラス５．８ｇの上記バインダを包含する重量比で６４％の溶液をヘプタンに添加し、バインダ中に染料の均一な染料を含む沈殿物が得られるようにした。ヘプタンは、小さい粒子の形成を支援するが、溶液中に残って共沈しない分散剤を包含する。ろ過及び乾燥後、重量比で１部分の粒子をｌ５ＯＰＡＲＧ内にてボールミル粉砕し、装荷物の重量比にて１部分が、米国特許第３．７８８．９９５号に記載されているように、安定化ポリマｔ−ブチルスチレン共リチウムスルフォンエチルメタアクリル、０，１部分がｔ−ブジルスチレン共リチウムメタアクリルとし、粒子寸法が１．５ａｍより小さく平均寸法が１　ｕｔｎ以下である液体現像剤を形成した。以下の第１表には、このトナーは染料のＩＸ濃縮物として表示されている。２Ｘとして表示した同様のトナーは上述のように作製したが、最初の製造段階で０．４ｇのローダミン６Ｇブーラス５．６ｇのバインダを使用した。第１表に掲げるように４つの比較可能な低電圧の像が得られた。フィルム見本は約２００ｖまで荷電し、表示した時間だけ白色光にて露光し、第１表に掲げた電位Ｖ、に偏倚させたポンプを備えるスロット付きの現像ステーションを利用してネガ／ポジモードにて約３０秒間で現像した。白色光による露光は、フィルム表面上の電位が各場合共、 ■、以下の電圧となるように選択した。　　　　　　　　第３表１５３−１　５００　　０．５　　　　８５　　０．１１　　５０１５３−２　５００　　０．２５　　　８５　　０．１９　　８６１５３−３　　　５４０　　　　　０．２５　　　　　　　　４５　　　　　　　低過ぎて正確　　　　〈１０に測定不能　　　　（推定ｉｆ）最後の欄は連続面の現像が完了したときの定性的測定値である。像６１−１１の周波数限界値が小さく約０．１サイクル／■であるということは、全ての利用可能な周波数の場合、利用可能な電圧差の１００％近くまで現像されることを示す。その他の極端な場合、像６２−１４は０゜９サイクル／ｍｍ以下の周波数の場合、線条をへこませ（縁現像効果）を示し、それよりも高い周波数の場合、約１００％の現像を実現することを示す。

トナーが均一に付着している領域におけるトナーの測定されたマゼンタ光密度から、フィルムの露光領域と非露光領域との間にて発生する電位差ΔＶを推定することが可能となる。これは、同一の露光及び現像パラメータ条件下で、較正された感度の標準的な炭素トナー液体現像剤を用いたときに得られる光学的測定密度とこれらの密度を比較することにより行った。

次に第１表の対応するΔＱ値を５Ｏ−１０１フイルム静電容量を基に計算した。

ΔΩ値が同一の場合、典型的に肉厚３２０　ａｍｌのセレニュウム板上に形成される同等のΔＶ値ハ５３０．１９５及ヒ１８４ｖテアル（コレラバ、それぞれ５Ｏ−１０１上の値３４．１３及び１２Ｖに対応する）。３２００ボルトまで荷電された板の場合、対応する放電％はそれぞれ１７．６及び６％であり、光学的密度が過小であり測定することの出来ない像６２−１４が増幅することなく肉眼で容易に見ることが出来る限り、ゼロラジオグラフマモグラフィにおいてコントラストを検出するのに十分な程度以上の特表平３−５０２４９８　Ｃ７’）感度が得られることを示す。

、肉眼で第１表の全ての像を観測した結果、３．７サイクル／ａｍのＸ線試験パターンの限界値まで優れた解像度及び鮮明度が得られることが分かった。

紫外線励起（３６５ｎｍ）の場合、全ての場合、色調領域は肉眼により黄色の蛍光にて発光することが確認される一方、非色調領域はそのようには見えない。４８８　ｎｍにて中心状めした狭い帯域の励起光を使用して像６２−１０の蛍光の定量的測定を行った。放出スペクトルは５６８　ｎｍのとき、限界値λＷａＸが５２０止に近い広い帯域を示し、７００　ｎａ＋を越えて伸長していることが分かった。背景、又は像の名目上の非色調領域の蛍光は、色調領域の蛍光の約２％の量であり、ピーク形状は同一で、背景材料が色調領域の材料と異ならないことを示している。

像６２−１０は、シリンダの両端に配設されたフィルタ付きの一体化シリンダ及び光電子増倍管を備える集光器を有するレーザスキャナ内にてビーム幅１００± ５ａｍのアルゴンイオンレーザを使用して走査した。発光信号は１００　ｕｍの空間的間隔にて標本採取し、電子的にろ過して高周波の雑音を除去し、１２　ｂｉｔのアナログデジタル変換器を使用してデジタル化した。その結果のビデオ像をＣＲＴ上に表示した。デジタル化した像は又ドラムスキャナ／プリンタに送り、青く着色した支持体を有するハロゲン銀フィルム上にプリントし、従来の医療用Ｘ線撮影を模擬した。

像６２−１０からのプリントは単位倍率にて行い、原本の優れた翻訳が行われたことを示す。３．７サイクル／履釦の線条（１３５ｕｍの線条及び１３５μｍのスペース）をきれいに分離して鮮明にした。プリントは又階段くさびを包含し、ここでＤＩＩｌａｘ＝０．７　ＮＤが線条の露光の１０倍、従って利用可能な電位差４０ボルトを完全に現像する値に対応する（第１表）。

実験例２゜蛍光材料としてローダミン６Ｇを使用することにより改良したトナーを作成した。ローダミン６Ｇ（０，６ｇ）及びＣＡＰ−６バインダ（１１，４ｇ）は実験例１の方法により沈殿させ、邸料（バインダ中の色素の均一な溶液）を作製した。これは、２０ｇのポリエステルバインダと、粗く粉砕し、次に粉にされた分子重量の小さいポリエチレンワックス／ＥＬＶＡＸ　（デュポン社のポリ（エチレン共ビニルアセテート））及び安定化ポリマーの１対１の混合体Ｌｏｇとを溶融化合物させて、現像剤の濃縮体を形成した。現像剤は、清浄にしたｌ５ＯＰＡＲＧ、にて希釈して作製した。新たな現像剤は遥かに改良された貯蔵寿命を備えている。

実験例１と同一の試験パターンを使用して５ｏ−１０１フイルム上に像を形成した。その方法は実験例１の方法と同様であり、即ち、コロナ充電器でフィルムを正に荷電して電位Ｖ。■となるようにし、試験パターンを通じて発光にて露光し、現像電極を有する液体現像剤ステーション内にて電位Ｖ、でＮ／Ｐモードの現像を行った。

新たなトナーによる全ての像において、線条パターンは３．７サイクル／ａｍまで鮮明に解像された。走査して、ハロゲン銀のハードコピー出力を形成した後、出カブリントを検査し、全ての場合、１対１の複写率にて同様の鮮明度及び解像度を示した。低周波数の線条（又はバッチ）は優れた嵌め込み（ｆｉｌｌ−ｉｎ）及び大きい面積の均一性を示した。

像線条の現像された小さい電圧ΔＶは、低周波数線条のマゼンタ透過密度を測定し、密度の対発生された電圧の測定値（第２表参照）の較正された曲線を別個に利用することにより正確に計算した。

第２表９４−７　３３８　　２３２　　２０　０．１５０．７２　　７１９４−８　３３６　　２２０　　２２　０．１７”０．８７　６１／２１９５−１　３３９　　２５５　　３０　０．２２１．１８　　８１９５−２　３８６　　３００　　３２　０．２４１．３１　　７１９４−６　５２８　　４０４　　４０　０．２９１．４６　１．０第２表から、トナーのマゼンタ光学的密度は小さく、従来のゼログラフィツク像を形成するのに通常使用されるよりも約１０倍程小さい極く僅かな発生された電圧値ΔＶに対応する。全ての場合、入力密度の約５倍の出カブリント密度を形成するのに使用される電子的色調スケール調節を行い、マゼンタトナー密度（トナーの配置範囲に比例する）とハードコピーフィルムに現像される出力銀との間に線形関係が維持されるようにした。電子的ゲインが異なれば、同一のトナー像からそれに比例した異なる出力銀密度が得られるであろう。

実験例３゜この実験例は、乾燥した発光性トナーが本発明の実施、特に非Ｘ線像撮影目的のため有用であることを実証する。粉砕したポリエステル蛍光トナー粒子（直径約１５０　ｕｔｔｈ）と８％ｗ／ｗのトナー濃度にて混合させた酸化鉄コア粒子とから成る２成分の現像剤を作製した。トナー成分は、０．２％Ｗ／ＷのローダミンＢトリフロロメタンスルフォン及び１．０％の荷電剤から成る、デュポン社のＶＩ計００３８Ａポリエステルバインダにて作製した。荷電剤は１９８７年１２月１７日付けのディー・バグナー（Ｄ、　Ｂｕｇｎｅｒ）等による米国特許出願第１３４．３４４号に開示されており、オクタジセルジメチルベンジルアンモニウム　メタニトロベンゼンスルフォンから成る。トナーは上記担体により負に荷電されている。薄い熱可塑性オーバーコートを有する５ｏ−１０１と同様の実験用フ≧ルムを使用して像を形成した。このフィルムは、コロナ充電器により５８５ボルトまで正に荷電させ、実験例２の極と反対の極の試験パターンを通じて白色光により露光し、３００ボルトの電位とし、電位■、にてバイアスされた従来の磁気ブラノステーンヨンを利用して現像し、第３表に記載したようにフィルム」二に試験パターンをｐｏｓ／ｐｏｓに再現した。

第３表１５３−１　５００　　０．５　　　　８５　　０．１１　　５０１５３−２　５００　　０．２５　　　８５　　０．１９　　８６１５３−３　　　５４０　　　　　０．２５　　　　　　　　　４５　　　　　　１過ぎて正置　　　　＜１０特表千３−５０２４９８　（８）に側定不１　　　　　（ｌ定価）第３表を参照すると、像１５３−１の現像は不完全であり、このため、低周波数の線条は縁現像効果の向上、並びに現像剤ステーションを通じての搬送と関係する方向上の効果の向上をも示している。これにも拘わらず、連続面の配置はかなり良好であると判断される。像１５３−２に対する現像時間を増加させると現像は完全となった。像１５３−１３内の色調領域が弱くなり、連続面の現像が生ずる限界値に近くなればなる程、低周波数の線条の縁現像効果が極めて不完全となり、該線条の完全な現像は１．４サイクル／■以上の周波数でのみ生ずるようになる。これより高い周波数の場合、全ての像は鮮明な解像度及びきれいな縁部線を示した。

像は実験例２と同様に走査し、原像の忠実な再現である出カブリントが得られた。像１５３−１．１５３−２の出力透過中立密度（純）はそれぞれ０６０．０，９０であり、使用した走査及び出力ゲインに対する電子的コントラスト増大ファクタが５．５．４．７であることを実証している。

これらゲインは、本明細書の最初に記載したように、広い範囲に亘って変化可能であり、本実験例におけるよりも著しく大きくすることが出来る。

実験例４゜カナダケベックのノーランダリサーチセンタ（Ｎｏｒａｎｄａ　Ｒｅ５ｅａｒｃｈ　Ｃｅｎｔｅｒ）から入手した厚み０．１５１のセレニュウム板を２２５０Ｖの電位にで荷電し、光密箱内に入れた。ピッカー単相Ｗ陽極Ｘ線機械を測定した半価層の肉厚０．５５　ａｒｍ　ＡＬの３０　ｋＶｐにて作動されて得られるＸ線ビームを利用して、標準的なＫＯＤＡＩ［−ＰＡＴ）ＩＥラジオグラフィク試験人体模型を透過させた後、セレニュウム板を露光した。試験人体模型は、金網、プラスチックボール及び微細ファイバのような各種のものが埋め込まれた肉厚１．３ｃｍのプラスチックディスクから成る。このディスクの下方には、肉厚２．４ｃｍのプラスチック樹脂ＬＵＣＩＴＥシートを配設し、人体模型の合計肉厚が３．７ｃｎとなるようにした。入射ｘｉ露光は、空気イオン化室に対して測定したとき０．７５ｘｌＯ−’　Ｃ／Ｋｇであった。比較のため、２８ｋＶｐのＭｏ陽極を有するＬＯＲＡＤＸ線機械及び同一の試験人体模型を使用して、ＫＯＤＡＫ　０ｒｔｈｏ　Ｍフィルム及びｍａｉｎ　Ｒスクリーンに対して１．１４のフィルム密度を得るのに必要なＸ線露光は１ｘｔｏ′□’　Ｃ／ｉ：ｇであった。

板は次に、実験例２と同様の液体現像剤で色調調節を行った。別のローダミン染料、即ち、ローダミンＢトリフロロメタンスルフォンを使用した。作製方法は、実験例２と同一であるが、次の成分及び比率を採用した点で異なる。即ち、０．４ｇの染料、１９６ｇのＣＡＰ−６，３０ｇのポリエステルバインダ及び１６ｇの１対１のワックス／ＥＬＶ＾ｘ０このトナーは、より明るい蛍光を有する点で実験例２のトナーより改良されたものである。現像電極のバイアスは、試験人体模型を通じて板が露光された領域における板の表面の平均電位を上形る１６０Ｖに設定した。板は乾燥させ、板には鮮明であるが低密度のトナー像が形成された。

別のシリーズの実験において、エネルギ及びＸ線ビームの入射露光が共に広範囲に亘り変化したとき、特に、エネルギが３０　ｋＶｐから５０　ｋＶｐまで増大しく人体模型に対し一定の照射量にて）及び露光が０．７５ｘｌＯ−’　Ｃ／Ｋｇから１゜７ｘｌＯ−’　Ｃ／Ｋｇ　（２０ｋＶｐｌ、ニーｒ　）まで増大したとき、鮮明ナトナー像が形成可能であることが確認された。

次に色調調節した板は、レーザビームを偏向させる回転多角形、板を動かす並進階段、米国特許第４．７４３．７５９号に記載された反射性集光器を備えるＡｒイオンレーザ（スペクトラ−フィジックスモデル１６２−０３）　、Ｎ色ガラスフィルタ（スコツト　０Ｇ−５３０）を有する２台のＰＭＴ　（ハママッ型式Ｒ１５１２）及び信号及び磁気ディスクをデジタル化し像データを格納する１２ビツトのＡ／Ｄ変換器を有する高速データ捕獲システムにて走査した。両方向への画素寸法は、１００μ■であり、走査ビームの１／ｅ２直径は１００μ車であった。見本の面におけるビーム出力は０２７ミリワツトで、多角形は４２９　ｒｐｍにて回転させた。走査した線の数は１５００であり、画素／線の数は１５００で、像領域の走査時間は約６秒であった。

デジタル像データは幾つかの方法にて処理し、出力像の外観を向上させた。これらには、出力像のコントラスを増大させるスケール処理、処理像を逆のトーン極性で表示する（即ち「黒ボーン」対「白ボーン」）ためのりマツピング、及び増幅された出力を表示するための画素補間である。

処理された像データはレーザフィルムプリンタに送り、出カブリントが青着色フィルム上に形成され、これは先箱上にて透過状態を観測した。処理した像は又、ＣＲＴスクリーン上に表示して観察した。像は又写真用紙に書き込み、反射状態にて観察し又は電子写真、熱伝写、インキジェット等を含むその他のハードコピー表示手段を利用することも出来る。出力像はコントラストが強く、全問、プラスチックボール及び微細繊維を含む試験人体模型中の各種型式の対象物を全て鮮明に見ることが出来た。出力像のコントラストは、トーンスケールの処理により調節可能であり、従来のフィルムスクリーンラジオグラフィク法により形成される比較像のコントラストと等しく又はそれ以上にすることが出来た。更に、出力像の細部は増幅することによりより一層視覚性を向上させることが出来た。

鳳真本発明は、従来のフィルムスクリーンラジオグラフイク法、特にマモグラフィのような適用例に特に有利であり、これは、便宜な方法にて処理し、格納し又は伝送することの出来る電子的増幅データを発生させ、光伝導体にＸ線を照射する段階及び出力フィルムを光にて露光する段階が分離されているため、Ｘ線照射寛容度が、従来のスクリーンフィルムノステムと比べ著しく向上し、これにより、露光誤差を軽減することが出来、専用のＭＯＸ線源ではなく、従来のＷ陽極Ｘ線源を使用することが出来、及び荷電された光伝導体内にて横方向に動く電荷の拡散が、ラジオグラフィク蛍光体スクリーンを通じて拡散される光子の横方向への拡散より少ないため、Ｘ線検出層内における空間的解像度の損失が少ないことである。

本発明は次の点で従来のゼロラジオグラフィ法よりも有利である。即ち、上述の電子検出器の全ての利点を備符表千３−５０２４９８　（９）えていること、露光が高いトナー密度を実現するのに必要な量により決定されないため、患者に対するＸ線の照射及び被爆量が少なくて済むこと、色調像の転写が不要であるため、像の質が向上すること、及び液体現像剤及び現像電極を使用することにより高度の空間的解像度及び高度の連続面の現像を可能にすることである。

本発明は、次の点にて、蓄積蛍光法のような当該技術分野で公知のその他の電子ラジオグラフィク法よりも有利である。即ち、蓄積蛍光法の場合、蓄積された像を走査するのに必要とされる露光量が極めて多く、極めて小さい電子的蓄積状態の光学的断面により決定されなければならない。本発明における対応する光量は、極めて少なく、走査する光伝導体のＳＮＲが十分であるようにする条件によってのみ決められる。又、蓄積蛍光体の材料中の励起された発光体の寿命は、典型的に１マイクロセ力ンド程度であるが、本発明に使用される染料の発光寿命は遥かに短く、１ナノセ力ンド以下程度である。このため、本発明の走査方法は従来技術におけるようも遥かに迅速にかつ強度が弱く低廉な光源を使用して行うことができる。最後に、従来技術の走査方法は破壊的である。

即ち、像は走査中消去されるが、本発明において走査は非破壊的であり、このことは、走査スポットの均一でない動きに起因するバンディングのような人為的効果を著しく軽減する点で有利である。

ＦＪＧ、ｊＦＩＧ、　　３国際調査報告＋１１ｍ−１−ム＊ｓ＋−＋１１１−ｓ＊　　ＰＣＴ／ＵＳ　８９１０５３９６国際調査報告　　　ｕ５８．。５３９６

Claims

【特許請求の範囲】

１．Ｘ線像信号を電子写真的に発生させる方法にして、ａ．荷電された光伝導体を露光してＸ線の像形成パターンにし電圧差の小さいパターンを形成する段階と、ｂ．発光性トナーにより電圧差の小さいパターンを現像し、低密度のトナー像を形成する段階と、ｃ．トナー像を励起させて放射線を放出させる段階と、ｄ．放出された放射線を光電的に検知し、電気的像信号を発生させる段階と、を備えることを特徴とする方法。
２．請求の範囲第１項に記載の方法にして、前記現像段階を、直径０．４乃至１ μｍの寸法を有するトナー粒子であって、１又はそれ以上のトナー粒子が、光伝導体に吸収されるＸ線光子毎に付着されるような電荷を有する前記トナー粒子を有する液体現像剤にて行い、更に該現像段階が現像電極により行われることを特徴とする方法。
３．請求の範囲第１項に記載の方法にして、前記励起段階が、励起放射線ビームによりラスターパターン内にて現像された像を走査することにより行われることを特徴とする方法。
４．請求の範囲第３項に記載の方法にして、前記検出段階が、放出された蛍光性放射線を集めかつ該放射線を光電子増倍管又は発光ダイオードを存する検出器に向ける集光器部分を有する集光器／検出器にて行われることを特徴とする方法。
５．請求の範囲第４項に記載の方法にして、前記集光器／検出器が、励起放射線を妨害する一方、放出された放射線は通過させるフィルタを備えることを特徴とする方法。
６．請求の範囲第１項に記載の方法にして、段階ｃ及びｄ間に、ａ．光伝導体を放出された放射線にて露光し該光伝導体上に電圧差の大きいパターンを形成する段階と、ｂ．発光性トナーにより電圧差の大きいパターンを現像して増幅された像を形成する段階と、ｃ．増幅された像を励起させ放射線を放出させる段階と、を更に備えることを特徴とする方法。
７．請求の範囲第６項に記載の方法にして、電圧差の小さいパターンを形成する前記段階が、セレニュウム光伝導体をＸ線により僅かに露光させることにより行われ、現像された像を励起させる前記段階が、励起放射線によって発光性トーン像を多量に照射することにより行われ、放出された放射線がセレニュウム光伝導体を露光させるようにし、セレニュウム光伝導体が励起放射線を妨害する一方、放出された放射線は通過させるフィルタ層にて被覆され、増幅された像を励起させる前記段階が、励起放射線のビームにより増幅された像を走査することにより行われ、放出された放射線を増幅された像から光電子的に検出する前記段階が、放出された放射線をミラー箱集光器により集光し、集光された放射線を光電子増倍管に向けることにより行われることを特徴とする方法。
８．請求の範囲第１項に記載の方法にして、前記段階Ａ）において、電荷パターンが針記録、粒子線写真法又はイオン投射法により形成されることを特徴とする方法。
９．請求の範囲第１項に記載の方法にして、前記トナー像が光活性的な発光性トナーにより受け取り体上に電子写真像を形成することにより提供されることを特徴とする方法。
１０．請求の範囲第１項に記載の方法にして、光電気的検出段階が、電荷結合装置（ＣＣＤ）の線状又は面状に配列された検出器にて行われ、像が非像形成線又は領域を励起する放射線により励起させることを特徴とする方法。
１１．請求の範囲第１０項に記載の方法にして、フィルタを使用して励起放射線が検出器に到達するのを妨害することを特徴とする方法。
１２．請求の範囲第１０項に記載の方法にして、発光性像を検出前光学的手段によって寸法を変化させ、これにより、検出器の１つの画素又は構成要素に対応する発光放出体の領域を変化させることを特徴とする方法。
１３．請求の範囲第３項に記載の方法にして、像を予め走査し、これにより得られた情報を利用してその後の主たる走査におけるゲインが好適であるように調節することを特徴とする方法。
１４．請求の範囲第３項に記載の方法にして、光伝導体上に均一に現像された非像形成トナーカバー範囲が予め走査され、所定の光伝導体上の特徴的なパターン付きの暗崩壊電気的雑音に対応する電気的デジタル化信号を発生させ、この格納された情報を利用して、その後同一の光伝導体に対して形成された色調像を走査することにより発生された電気的信号からパターン化された電気的雑音を電子的に差し引くことを特徴とする方法。
１５．請求の範囲第１項乃至３項の何れかに記載の方法にして、前記光伝導体がセレニュウム又はセレニュウム合金であることを特徴とする方法。
１６．請求の範囲第３項に記載の方法にして、前記光伝導体が有機性光伝導体フィルムであることを特徴とする方法。
１７．請求の範囲第１項に記載の方法にして、現像剤が乾燥トナー粒子を包含する乾燥現像剤であることを特徴とする方法。
１８．請求の範囲第１項に記載の方法にして、電気的像信号を電子的に処理する段階と、次でフィルムスキャナ、ゼログラフィック、熱又はインキジエットプリンタのような手段により任意の各種の媒体上に像をプリントする段階を更に備えることを特徴とする方法。
１９．請求の範囲第２項に記載の方法にして、液体現像剤がローダミン染料にて調製されたトナー粒子を包含することを特徴とする方法。
２０．請求の範囲第１項に記載の方法にして、機械的又は化学的手段により再使用し得るよう光伝導体を清浄にする段階を備えることを特徴とする方法。
２１．請求の範囲第２０項に記載の方法にして、前記清浄化工程後、次の像を形成する前に光伝導体を走査し、任意の残留トナー又はトナー残留物から発光により発生される電気的信号を格納し、適当な信号処理後、同一の光伝導体上に形成された次の像により発生される電気的信号を差し引くことを特徴とする方法。