JP2018105740A - 散乱ｘ線除去用グリッド製造方法及びその製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】各種立体構造仕様に応じた散乱Ｘ線除去用グリッドを低価格に製造することができる、散乱Ｘ線除去用グリッド製造方法及びその製造装置を提供することである。【解決手段】基板上におけるＸ線透過部の形成領域と、Ｘ線透過部の目標高さとを少なくとも含むＸ線透過部の立体構造仕様情報が実行パラメータとして制御部１に記憶可能になっている。基板と定点Ｏ間の距離と、該実行パラメータとに基づいて立体造形プログラムを実行制御して、基板上の形成基準位置座標（起点および終点等のスライス層のデータ）に応じて初期層分の樹脂層を基板上に造形する初期層造形工程と、初期層の造形以降においても、既成層上の形成基準位置座標に応じて上積み分の樹脂層を積層造形する積層造形工程と、を実行制御し、造形高さが目標高さに達するまで積層造形工程を実行可能になっている。【選択図】図４

Description

本発明は、アナログ／デジタルＸ線撮影装置やＸ線ＣＴ装置、マンモグラフィー、ＣＲなどのＸ線画像処理装置（X-ray image handling apparatus）に使用される散乱Ｘ線除去用グリッド製造方法及びその製造装置に関する。

Ｘ線画像処理装置においては、被検体中を透過する入射Ｘ線（一次Ｘ線）とは無関係な方向に放射するＸ線、所謂、散乱Ｘ線（二次Ｘ線）が発生して撮像画のコントラストや鮮鋭度の低下を招き適切な診断の妨げになることが少なくない。この散乱Ｘ線を除去するために、一般的に、散乱Ｘ線除去用グリッド（anti-scattergrids）（以後、単に「グリッド」と記す場合がある）と呼ばれるものが使用されている。

散乱Ｘ線除去用グリッドは、Ｘ線吸収の大きい物質（鉛，タングステンなど）で構成したＸ線吸収部と、Ｘ線吸収の小さい物質（紙，木，アルミニウム，樹脂など）で構成したＸ線透過部とを交互に配した構造を有する。

被検体へのＸ線の曝射量を出来るだけ少なくするためには、Ｘ線吸収部はＸ線を可能な限り透過する材料で構成するのが良いとされている。殊に、Ｘ線透過部を空気層で構成する、所謂、エアー・グリッド（Air-Grid）と呼ばれるグリッドが注目されてきている（例えば、特許文献１）。

Ｘ線吸収部ないしＸ線透過部の形体には、例えば、溝状、柱体状、或いはテーパ柱状（又は錐体状）、ハニカム状、等種々の立体構造仕様がある。溝状のグリッドには、細長い板状のＸ線吸収部とＸ線透過部を交互に縞状に配した溝型の平行グリッドや集束グリッドがある。柱体状、ハニカム状、或いは錐体状のグリッドは、複数のＸ線吸収部がＸ−Ｙ方向に配列され、各Ｘ線吸収部をＸ線透過部で区画化した一体構造になっている。

グリッドの製法には、例えば、レーザ加工法（特許文献１、２）、フォトリソグラフィー法（特許文献３，４，５）、ウエット又はドライのエッチング法（特許文献６）などがある。

特表２０１２−５３０５８８号公報 特開２０００−６５９９５号公報 特開２０１２−１６１４１２号公報 特開２０１２−１２２８４０号公報 特開２０１２−１５０１４４号公報 特開２０１２−４７６８７号公報

しかしながら、レーザ加工法においては、特に、テーパ柱状の微細加工に適さない欠点があった。また、フォトリソグラフィー法やエッチング法は、形体毎のマスキング工程を要する欠点があった。したがって、上記の従来のグリッド製法は、種々の形体への適用範囲が限られて汎用性に乏しいため、上記の種々の立体構造仕様に応じたグリッドを製造する場合に、形体個々に応じた製造設備が必要になって設備コストを要しグリッド製品コス
トが高価格化する問題があった。

本発明は、上記課題に鑑み、各種立体構造仕様に応じた散乱Ｘ線除去用グリッドを低価格に製造することができる、散乱Ｘ線除去用グリッド製造方法及びその製造装置を提供することである。

本発明に係る第１の形態は、
基板上方の定点を基準にして基板上に所定の配列状態で形成されたＸ線吸収部とＸ線透過部とを有する散乱Ｘ線除去用グリッドの製造に際して、
立体造形プログラムの実行によって、前記基板上に少なくとも前記Ｘ線透過部を造形する散乱Ｘ線除去用グリッド製造方法であって、
前記基板上における前記Ｘ線透過部の形成領域と、前記Ｘ線透過部の目標高さとを少なくとも含む前記Ｘ線透過部の立体構造仕様情報を実行パラメータとして記憶し、基板と定点間の距離と、前記実行パラメータとに基づいて、前記立体造形プログラムを実行制御して、
前記基板上の形成基準位置座標に応じて初期層分の層を前記基板上に造形する初期層造形工程と、
初期層の造形後は、既成層上の形成基準位置座標に応じて上積み分の層を積層造形する積層造形工程と、を実行し、
造形高さが前記目標高さに達するまで前記積層造形工程を実行することを特徴とする散乱Ｘ線除去用グリッド製造方法である。

本発明に係る第２の形態は、
前記立体構造仕様情報は、前記実行パラメータの一部として、隣接するＸ線透過部の間隔又はＸ線透過部の幅を含む散乱Ｘ線除去用グリッド製造方法である。

本発明に係る第３の形態は、前記実行パラメータの記憶情報に基づいて前記基板上の形成基準位置座標を抽出し、抽出した前記基板上の形成基準位置座標に基づいて前記初期層造形工程を実行する散乱Ｘ線除去用グリッド製造方法である。

本発明に係る第４の形態は、前記実行パラメータの記憶情報に基づいて前記既成層上の形成基準位置座標を抽出し、抽出した前記既成層上の形成基準位置座標に基づいて前記積層造形工程を実行する散乱Ｘ線除去用グリッド製造方法である。

本発明に係る第５の形態は、
基板上方の定点を基準にして基板上に所定の配列状態で形成されたＸ線吸収部とＸ線透過部とを有する散乱Ｘ線除去用グリッドの製造に際して、
立体造形プログラムの実行によって、前記基板上に少なくとも前記Ｘ線透過部を造形する散乱Ｘ線除去用グリッド製造装置であって、
前記基板上における前記Ｘ線透過部の形成領域と、前記Ｘ線透過部の目標高さとを少なくとも含む前記Ｘ線透過部の立体構造仕様情報を実行パラメータとして記憶可能な記憶手段と、
基板と定点間の距離と、前記実行パラメータとに基づいて、前記立体造形プログラムを実行制御する実行制御手段と、
前記実行制御手段は、
前記基板上の形成基準位置座標に応じて初期層分の層を前記基板上に造形する初期層造形工程と、
初期層の造形後は、既成層上の形成基準位置座標に応じて上積み分の層を積層造形する積層造形工程と、を実行制御し、
造形高さが前記目標高さに達するまで前記積層造形工程を実行することを特徴とする散乱Ｘ線除去用グリッド製造装置である。

本発明に係る第６の形態は、前記記憶手段は、前記実行パラメータの記憶情報の一部として、隣接するＸ線透過部の間隔又はＸ線透過部の幅を記憶する散乱Ｘ線除去用グリッド製造装置である。

本発明に係る第７の形態は、
前記実行制御手段は、
前記実行パラメータの記憶情報に基づいて前記基板上の形成基準位置座標を抽出する第１の位置座標抽出手段を有し、
抽出した前記基板上の形成基準位置座標に基づいて前記初期層造形工程を実行制御する散乱Ｘ線除去用グリッド製造装置である。

本発明に係る第８の形態は、
前記実行制御手段は、
前記実行パラメータの記憶情報に基づいて前記既成層上の形成基準位置座標を抽出する第２の位置座標抽出手段を有し、
抽出した前記既成層上の形成基準位置座標に基づいて前記積層造形工程を実行制御する散乱Ｘ線除去用グリッド製造装置である。

本発明に係る第９の形態は、第１の形態に係る立体造形プログラムを記憶したことを特徴とする記憶媒体である。

本発明に係る第１の形態によれば、基板上におけるＸ線透過部の形成領域と、Ｘ線透過部の目標高さとを少なくとも含むＸ線透過部の立体構造仕様情報を実行パラメータとして記憶させ、基板と定点間の距離と、該実行パラメータとに基づいて、立体造形プログラムを実行制御することにより、基板上の形成基準位置座標に応じて初期層分の層を基板上に造形する初期層造形工程と、初期層の造形後は、既成層上の形成基準位置座標に応じて上積み分の層を積層造形する積層造形工程とを実行制御して、造形高さが前記目標高さに達するまで積層造形工程を実行するので、種々の立体構造仕様に応じたＸ線透過部の製造設備を設けることなく、少なくともＸ線透過部の形成領域と目標高さを実行パラメータとして記憶させるだけで、所望の立体構造仕様の形体を備えたＸ線透過部を有する散乱Ｘ線除去用グリッドを低価格に製造することができる。

本発明に係る第２の形態によれば、実行パラメータの記憶情報の一部として、隣接するＸ線透過部の間隔又はＸ線透過部の幅を含むことにより、所望の立体構造仕様の形体を備えたＸ線透過部を有する散乱Ｘ線除去用グリッドを低価格に製造することができる。

本発明に係る第３の形態によれば、実行パラメータの記憶情報に基づいて基板上の形成基準位置座標を抽出し、抽出した形成基準位置座標に基づいて初期層造形工程を実行することにより、記憶した立体構造仕様に基づいて所望の立体構造仕様のＸ線透過部を造形した散乱Ｘ線除去用グリッドを低価格に製造することができる。

本発明に係る第４の形態によれば、実行パラメータの記憶情報に基づいて既成層上の形成基準位置座標を抽出し、抽出した既成層上の形成基準位置座標に基づいて積層造形工程を実行することにより、記憶した立体構造仕様に基づいて所望の立体構造仕様のＸ線透過部を造形した散乱Ｘ線除去用グリッドを低価格に製造することができる。

本発明に係る第５の形態によれば、
基板上方の定点を基準にして基板上に所定の配列状態で形成されたＸ線吸収部とＸ線透過部とを有する散乱Ｘ線除去用グリッドの製造に際して、立体造形プログラムの実行によって、基板上に少なくともＸ線透過部を造形する散乱Ｘ線除去用グリッド製造装置であって、
記憶手段により、基板上におけるＸ線透過部の形成領域と、Ｘ線透過部の目標高さとを少なくとも含むＸ線透過部の立体構造仕様情報を実行パラメータとして記憶し、
実行制御手段により、基板と定点間の距離と、実行パラメータとに基づいて、立体造形プログラムを実行制御し、
基板上の形成基準位置座標に応じて初期層分の層を基板上に造形する初期層造形工程と、
初期層の造形後は、既成層上の形成基準位置座標に応じて上積み分の層を積層造形する積層造形工程と、を実行制御して、造形高さが前記目標高さに達するまで積層造形工程を実行するので、種々の立体構造仕様に応じたＸ線透過部の製造設備を設けることなく、少なくともＸ線透過部の形成領域と目標高さを実行パラメータとして記憶させるだけで、所望の立体構造仕様の形体を備えたＸ線透過部を有する散乱Ｘ線除去用グリッドを低価格に製造できる散乱Ｘ線除去用グリッド製造装置を提供することができる。

本発明に係る第６の形態によれば、記憶手段に、実行パラメータの記憶情報の一部として、隣接するＸ線透過部の間隔又はＸ線透過部の幅を記憶させることにより、所望の立体構造仕様の形体を備えたＸ線透過部を有する散乱Ｘ線除去用グリッドを低価格に製造できる散乱Ｘ線除去用グリッド製造装置を提供することができる。

本発明に係る第７の形態によれば、第１の位置座標抽出手段により、実行パラメータの記憶情報に基づいて基板上の形成基準位置座標を抽出し、抽出した形成基準位置座標に基づいて初期層造形工程を実行制御するので、記憶した立体構造仕様に基づいて所望の立体構造仕様のＸ線透過部を造形した散乱Ｘ線除去用グリッドを低価格に製造できる散乱Ｘ線除去用グリッド製造装置を提供することができる。

本発明に係る第８の形態によれば、第２の位置座標抽出手段により、実行パラメータの記憶情報に基づいて既成層上の形成基準位置座標を抽出し、抽出した形成基準位置座標に基づいて積層造形工程を実行制御するので、記憶した立体構造仕様に基づいて所望の立体構造仕様のＸ線透過部を造形した散乱Ｘ線除去用グリッドを低価格に製造できる散乱Ｘ線除去用グリッド製造装置を提供することができる。

本発明に係る第９の形態によれば、第１の形態に係る立体造形プログラムを記憶したことを特徴とする記憶媒体を提供することができる。したがって、本形態に係る記憶媒体は、第１の形態で説明した立体造形プログラムの実行制御による効果を有するので、記憶媒体に記憶した立体造形プログラムを、散乱Ｘ線除去用グリッド製造装置用コンピュータ制御部にインストールして該コンピュータ制御部によるＸ線透過部の造形制御動作を行うことによって所望の立体構造仕様の形体を備えたＸ線透過部を有した散乱Ｘ線除去用グリッドを低価格に製造することができる。

本発明における記憶媒体としては、フレキシブルディスク、磁気ディスク、光ディスク、ＣＤ、ＭＯ、ＤＶＤ、ハードディスク、モバイル端末等、コンピュータにより読み取り可能な記憶媒体のいずれかを選択することができる

本発明の一実施形態であるグリッド製造装置の制御部１及び周辺機器を示すブロック図である。 制御部１により実行可能なグリッド製造処理を示すフローチャートである。 前記グリッド製造処理における設定入力処理を示すフローチャートである。 造形処理データとして入力設定可能なデータを説明するための図である。 前記グリッド製造処理における造形処理データの入力処理を示すフローチャートである。 ハニカム状グリッド構造を示す平面図である。 前記グリッド製造処理における立体造形装置９によるＸ線透過部の造形処理を示すフローチャートである。 スライス層の造形処理の詳細を示すフローチャートである。 前記スライス層の造形処理におけるスライス層の具体的実施例を示す図である。 前記スライス層の造形処理におけるプリントヘッド１２の平面シフト動作を示す図である。

本発明の一実施形態である散乱Ｘ線除去用のグリッド製造装置を図面に従って詳細に説明する。

図１は、本実施形態のグリッド製造装置の概略構成を示す。

このグリッド製造装置は、グリッド製造条件を入力するための入力手段と、入力されたグリッド製造条件に基づいてグリッドの構成部を形成するための形成処理プログラムを実行制御する制御部１と、Ｘ線透過部を立体造形する立体造形装置９と、グリッドのめっき層を形成するめっき処理装置１４とを有する。

制御部１は、ＣＰＵ２、グリッド製法プログラムを記憶するＲＯＭ３およびワーキングメモリのＲＡＭ４を備えたマイクロプロセッサにより構成され、立体造形装置９、めっき処理装置１４及び搬送装置１５を制御対象としている。制御部１を該マイクロプロセッサと同等の機能を備えたプログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）を用いて構成することができる。グリッド製法プログラムには、立体造形装置９により樹脂成型材の積層形成を行ってＸ線透過部の形体を造形する立体造形プログラムが含まれている。

入力手段は、液晶タッチパネル５と、タッチパネル５による入力情報を取得して制御部１に与えるタッチパネル制御部６と、タッチパネル操作表示やガイダンス表示等の各種表示を行う表示パネル８と、制御部１およびタッチパネル制御部６からの指示情報に基づいて表示パネル８の表示駆動制御を行う表示パネル制御部７とを有する。製造作業者は、入力手段としてタッチパネル操作を行ことにより、各種グリッド製造条件のデータ入力を行うことができる。グリッド製造条件の入力可能な項目には、Ｘ線透過部の立体構造仕様情報およびＸ線吸収部を形成するめっき層の情報等が含まれている。なお、本発明は、めっき処理工程とは分離して、Ｘ線透過部を造形するＸ線透過部造形装置単体でも実施することができる。

立体造形装置９には、３次元オブジェクトを造形する３次元プリンタを使用することができる。立体造形装置９は、コントローラ１０、アクチュエータ１１、プリントヘッド１２及び造形材料供給部１３を有する。コントローラ１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭを有するマイクロプロセッサーで構成され、制御部１から受信した実行制御データに基づいてアクチュエータ１１を駆動制御する。アクチュエータ１１は、コントローラ１０からの実行指令に応じてプリントヘッド１２の３次元移動制御および造形材料の吐出制御を行う。

コントローラ１０は、ＲＡＭに記憶させる３次元画像データを外部入力可能になっている。コントローラ１０は、ＲＡＭ内に記憶した３次元画像データを参照してアクチュエータ１１を駆動制御し、プリントヘッド１２による造形材料の吐出制御を行う。グリッドの立体構造仕様に応じた基本画像がＣＡＤ等の描画装置により予め作成され、３次元画像データとしてコントローラ１０のＲＡＭに記憶されている。

制御部１は、グリッド製造条件の入力設定段階で指定されたＸ線透過部の立体構造仕様情報に基づいてコントローラ１０のＲＡＭから指定の立体構造仕様に対応する基本画像データを取込み、入力されたグリッド製造条件により該基本画像データを編集して実行画像データに変換してコントローラ１０に送信する。コントローラ１０は、受信した実行画像データをＲＡＭのワークエリアに格納し、該実行画像データに基づいてアクチュエータ１１の駆動制御及びプリントヘッド１２による造形材料の吐出制御を行って、入力設定されたグリッドの立体構造仕様に応じたＸ線透過部の立体造形処理を実行する。

本実施形態においては、コントローラ１０から取り込んだ基本画像データに対し、入力されたグリッド製造条件により制御部１で実行画像データに変換して編集しコントローラ１０に送信する実行画像データの編集を行うシステム構成であるが、グリッドの立体構造仕様に応じた基本画像を３次元画像データとして制御部１のＲＡＭ４に記憶しておき、制御部１でＲＡＭ４の基本画像データに対し、入力されたグリッド製造条件により実行画像データに変換して編集しコントローラ１０に送信するシステム構成を使用することができる。

グリッド製造条件のＸ線透過部の立体構造仕様情報には、Ｘ線透過部の形体情報およびＸ線透過部のサイズ情報が含まれている。該形体情報には、溝状、柱体状、或いはテーパ柱状（又は錐体状）、ハニカム状の立体構造仕様が含まれている。形体種別の指定により溝型の平行グリッドや集束グリッド、あるいは柱体状又は錐体状のＸ線透過部を備えたグリッドの製造を行うことができる。

Ｘ線透過部のサイズ情報には、Ｘ線透過部の形成領域、目標高さ、隣接するＸ線透過部の間隔又はＸ線透過部の幅が含まれている。Ｘ線吸収部に形成するめっき層の情報には、めっき処理時間が含まれている。

立体造形装置９は、熱溶解積層法を用いた熱溶解積層型３次元プリンタを構成している。予め造形材料用樹脂を組成とする長尺状のフィラメント材（造形材料）を作製して造形材料供給部１３に収容しておき、該フィラメント材をプリントヘッド１２に供給可能になっている。プリントヘッド１２は、フィラメント材を所定量ずつ押し出して吐出する押出ヘッドで構成されている。熱溶解積層型３次元プリンタによって、プリントヘッド１２内のヒータ（図示せず）でフィラメント材を加熱して熱可塑性樹脂を溶融あるいは半溶融状態にし、ヘッドのノズル先端から溶融物あるいは半溶融物を線状に押し出して冷却固化させて層状に積層することによりＸ線透過部を造形できるようになっている。本実施形態では一台のプリントヘッド１２を使用しているが、これに限らず複数台のプリントヘッドを併用、駆動制御可能にしてもよい。

熱可塑性を有する造形材料用樹脂としては、Ｘ線透過性を有した熱可塑性樹脂や熱可塑性樹脂エラストマー等を使用することができる。熱可塑性樹脂として、例えば、アクリロニトリル−ブチレン−スチレン共重合体樹脂（ＡＢＳ樹脂）、ポリ乳酸樹脂（ＰＬＡ）、ポリアミド樹脂（ＰＡ）、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、ポリエチレン樹脂（ＰＥ）、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂（ＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等のポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリアセタール
樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、フッ素樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリスルホン樹脂、液晶ポリマー、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等の芳香族ポリエーテルケトン樹脂等を使用することができる。熱可塑性樹脂エラストマーとしては、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）等を使用することができる。本実施形態においては、Ｘ線透過部の樹脂成型材の一実施例としてアクリル樹脂を使用する。

立体造形装置９には、熱溶解積層型３次元プリンタに限らず、例えば、インクジェットプリンタヘッドを用いて光硬化性樹脂を噴射した後、短波長の光、例えば紫外線を照射して硬化するインクジェット方式の３次元プリンタを使用することができる。光硬化性樹脂としては、例えば、ウレタンアクリレート、アクリル樹脂アクリレート、エポキシアクリレート等を使用することができる。

図２は、制御部１により実行可能な主なグリッド製造処理を示す。

制御部１の管理下で実行される主なグリッド製造処理には、設定入力処理（ステップＳ１）、Ｘ線透過部造形処理（ステップＳ２）、めっき層形成処理（ステップＳ３）および移送処理（ステップＳ４）が含まれている。

設定入力処理（ステップＳ１）において、タッチパネル５による入力情報をＲＡＭ４に記憶、設定することができる。Ｘ線透過部造形処理（ステップＳ２）において、立体造形プログラムが実行されて、立体造形装置９により樹脂成型材の積層形成を行ってＸ線透過部の形体を造形することができる。

めっき層形成処理（ステップＳ３）において、Ｘ線透過部造形処理（ステップＳ２）により成形した成形体を無電解めっき溶液槽（図示せず）に浸漬して、金属めっき層を形成する２次加工を行うことができる。無電解メッキ溶液槽におけるメッキ処理の管理は、めっき処理装置１４により実行可能になっている。本発明において、金属めっき層のＸ線吸収性材料として、金（Ａｕ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、スズ（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）及びこれらの合金などの重金属材料を使用することができる。本発明は、Ｘ線吸収部をめっき層で形成する場合に限らず、スパッター装置又は蒸着装置などのＸ線吸収部形成技術により形成することができる。

移送処理（ステップＳ４）は、Ｘ線透過部造形処理およびめっき層形成処理の加工位置にグリッド加工体を移送する移送管理を行う。Ｘ線透過部造形処理を行う場合、グリッド本体になるアクリル樹脂製基板を立体造形装置９の加工位置に自動ハンドリング装置（図示せず）によって自動移送してセットされる。該基板のセット状態は、位置検知センサ（図示せず）により検知可能になっている。該基板上にＸ線透過部造形処理により立体造形を行った後、その成形体は、搬送装置１５により無電解メッキ溶液槽に搬送されてめっき層の形成が行われる。めっき層の形成は、Ｘ線透過部の表層をマスキングして、隣接するＸ線透過部間の空隙部にメッキ金属を埋設することにより行われる。めっき層を形成した２次加工体は、無電解メッキ溶液槽から組立工程の組立位置に移送される。無電解メッキ溶液槽および組立位置への搬送は、夫々の移送位置を検知する位置検知センサ（図示せず）により確認可能になっている。図１においては、各工程の移送制御に用いる位置検知センサをまとめて位置検出装置１６で示している。位置検出装置１６の位置検出情報は、制御部１に出力可能になっている。なお、めっき層を形成する際、無電解めっきに限らず、電気めっき等をのめっき処理技術を使用することができる。

図３は、設定入力処理（ステップＳ１）を示す。

設定入力処理において、タッチパネル５による入力情報のうち、Ｘ線透過部造形処理に必要な造形処理データの入力があると、ＲＡＭ４の造形処理データ用メモリエリアに記憶、設定される（ステップＳ１１、Ｓ１２）。タッチパネル５による入力情報のうち、めっき層形成処理データの入力があると、ＲＡＭ４のめっき層形成処理データ用メモリエリアに記憶、設定される（ステップＳ１３、Ｓ１４）。

図４は、造形処理データとして入力設定可能なデータを説明するための図である。

造形処理データとして、Ｘ線透過部の形体種別およびサイズ情報が入力可能になっている。図４は、Ｘ線透過部の形体種別が傾斜状である集束グリッドの形体断面を示す。集束グリッドは、Ｘ線透過部ないしＸ線吸収部の延長が集束距離ＦＬにおいて一つの定点Ｏ（焦点位置）に集束する形体を有する。

サイズ情報を集束グリッドを例にして示すと、サイズ情報には以下の項目が含まれる。（１）Ｘ線透過部およびＸ線吸収部を表面に形成するグリッドの基板ＢにおけるＸ線透過部の形成領域（グリッドの縦横の大きさ）：グリッド全体のサイズ（単位ｃｍ）として、縦方向及び横方向の寸法には、例えば、夫々、１５〜５０ｃｍの範囲で入力可能にすることができる。
（２）Ｘ線透過部の目標高さｈ（基板Ｂの表面Ｈ１から最終形成面Ｈ２までの距離）：グリッド全体としてｈの大きさ（単位ｃｍ）には、例えば、０．２〜１．０ｃｍの範囲で入力可能にすることができる。
（３）Ｘ線透過部の間隔Ｄ又はＸ線透過部の幅ｄ（間隔Ｄ又は幅ｄのいずれか一方を入力することにより、形成領域データから他方の値を算出して設定することができる。）
上記のサイズ情報は、集束グリッド以外の形体の場合にも設定可能になっている。

図５は、造形処理データの入力処理を示す。

グリッド種別が入力されると、該グリッド種別データはＲＡＭ４の所定メモリエリアに記憶、設定される（ステップＳ２１、Ｓ２２）。グリッド種別は、溝状、柱体状、或いはテーパ柱状（又は錐体状）、ハニカム状の立体構造仕様に限らず、サブ構造として、平面形状も入力可能になっている。

図６は、ハニカム状グリッド構造を示す。

平面形状としては、平行グリッドのように、平行ないし並列状の平面配置の他に、図６に示すハニカム状配置構造６０を選択して、各種別のサブ構造としてＲＡＭ４に記憶、設定することができる。ハニカム状配置構造の場合、ハニカム状に連結された溝部６１と、溝部６１で囲まれて６角形状に基板上に凸状に形成された樹脂造形部６２とが基板上に形成される。樹脂造形部６２はＸ線透過部に相当し、溝部６１にめっき層が充填されてＸ線吸収部に形成される。

なお、テーパ付きグリッドは、Ｘ線透過部ないしＸ線吸収部が、グリッドの中心線に対し直角方向の縁部に向かい、かつ中心線に対して対照的に漸次減少する形体を有するグリッドであるが、テーパ付きグリッドの入力で中心線から対照的に漸次減少する減少角度が自動設定可能になっている。

形成領域データが入力されると、該形成領域データはＲＡＭ４の所定メモリエリアに記憶、設定される（ステップＳ２３、Ｓ２４）。形成領域データ入力によりＸ−Ｙ平面の大きさが確定され、その大きさに基づいて焦点距離および定点Ｏの位置の決定が可能になっている。予め形成領域のサイズ値に応じて定まる定点Ｏ位置データをサイズ値の許容幅毎
に求めておき、各種サイズ値に応じた定点Ｏ位置データからなる定点Ｏ位置データテーブルがＲＡＭ４に格納されている。入力された形成領域データから該定点Ｏ位置データテーブルを参照して許容幅内にある所定の定点Ｏを選択して決定される。例えば、溝型の平行グリッドを造形する場合には、定点Ｏを基板上の形成領域の中心位置情報に設定され、その中心位置に基づいて各Ｘ線透過部を凸状に列設するように造形処理が行われる。

Ｘ線透過部の幅データが入力されると、該幅データはＲＡＭ４の所定メモリエリアに記憶、設定される（ステップＳ２５、Ｓ２６）。入力された幅データと、Ｘ−Ｙ平面の大きさとを参照して、隣接するＸ線透過部間の間隔の決定が可能になっている。Ｘ線透過部の幅の値に対して、隣接するＸ線透過部間の間隔の値を許容幅内で定めた間隔テーブルがＲＡＭ４に格納されている。入力された幅データから該間隔テーブルを参照して許容幅内にある所定の間隔を選択して決定される。隣接するＸ線透過部間の間隔を入力可能にし、Ｘ線透過部の幅を決定するようにしてもよい。

本実施形態に係るグリッド製造装置は、図示しないマニュアル設定機能を有している。マニュアル設定機能を作動させることにより、焦点距離および定点Ｏの位置の決定および微調整、隣接するＸ線透過部間の間隔の決定および微調整等が可能になっている。

Ｘ線透過部の高さデータが入力されると、該高さデータはＲＡＭ４の所定メモリエリアに記憶、設定される（ステップＳ２７、Ｓ２８）。入力された高さデータにより、立体造形装置９の３次元プリンタによる積層造形におけるスライス層Ｌｉ（ｉ＝１〜Ｎ）の層数Ｎ（図４参照）が決定が可能になっている。

図７は、立体造形装置９によるＸ線透過部の造形処理を示す。図７は、集束グリッドの造形処理の場合であり、以下、集束グリッドの場合を例にして造形処理を説明する。

立体構造仕様情報の入力設定を終え、グリッド基板を立体造形装置９の造形位置にセットした状態において造形処理の起動操作をタッチパネル５で行うと、造形処理の起動条件が成立し、造形処理が開始可能になっている（ステップＳ３１）。立体構造仕様情報が未入力のときは、図５で示した造形処理データの入力処理が行われる（ステップＳ３３）。

造形処理の開始により、プリントヘッド１２による１層ずつの樹脂成形に必要なスライスした層のデータの生成が行われる（ステップＳ３２）。立体構造仕様情報の入力により、焦点距離ＦＬ、定点Ｏが確定され、さらに、定点ＯからＸ線透過部Ｗ１〜Ｗｍの部位に対する傾斜角度Θｉが決定され、これらのデータに基づいてスライス層Ｌｉ（ｉ＝１〜Ｎ）のデータが生成される。ついで、プリントヘッド１２による１層ずつの造形処理は、スライス層のデータを参照して行う積層造形によって実行される（ステップＳ３４）。積層造形は、最終層ＬＮの造形が行われるまで継続し、最終層ＬＮの造形により終了する（ステップＳ３５）。立体造形された部位は、Ｘ線透過部用の隔壁Ｗ１〜Ｗｍになり、隔壁間の空隙部分はめっき層が充填形成されるＸ線吸収部用の部位Ａ１〜Ａｍ−１になっている。積層造形の終了により終了処理が行われた後、次のめっき層形成処理に移行可能になる（ステップＳ３６）。終了処理において、表面に隔壁Ｗ１〜Ｗｍが立設された基板Ｂがめっき層形成処理位置に搬出可能になっている。

図８は、スライス層の造形処理（ステップＳ３４）の詳細を示す。

図９は、スライス層の造形処理（ステップＳ３４）におけるスライス層の具体的実施例を示す。

図１０は、スライス層の造形処理（ステップＳ３４）におけるプリントヘッド１２の平
面シフト動作を示す。

ステップＳ３２において、目標高さｈと、プリントヘッド１２から吐出される堆積微粒子の大きさとで、基板上の１層分の層厚ｋが決まり、その層厚からスライス層の層数が決定される。図９では、堆積微粒子を直径２ｒの球形モデルで模式的に示している。実際の粒子の付着は、粒子間を埋めるようにして粒子どうしが結合し合うので、１層分の層厚は、直径２ｒよりも小さくなる（＜２ｒ）。このため、予め１粒子分による層厚を計測しておき、その計測値を層厚ｋとして使用してスライス層の層数が決定可能になっている。なお、粒子径の異なる堆積微粒子を吐出可能なプリントヘッド１２を使用する場合等においては、各粒子径ｒ_iに対しあらかじめ計測しておいた補正係数ｊを用いて、１層分の層厚を、（２ｒ_i−ｊ）の演算を行って決定し、その演算値によりスライス層の層数を求めるようにしてもよい。

図９の（９Ｂ）に示すように、１層目の起点のＸ座標Ｘ１に対し、２層目の起点のＸ座標Ｘ２は、定点Ｏから１層目の起点に至る傾斜角度Θを求め、演算（Ｘ１−ｋ・ｔａｎΘ）により決定され、３層目以降の起点座標も同様にして決定可能になっている。なお、定点０、焦点距離、Ｘ線透過部の幅やスライス層のデータの決定に際しては、Ｘ線吸収部の透過長を長くし、Ｘ線吸収部の厚さに対するグリッド比（grid ratio：γ）が小さくならないように選定し、あるいは、入力設定の幅を制約して散乱Ｘ線の除去率の向上を図るようにしてもよい。同様に、該決定に際しては、Ｘ線吸収部のＸ線受容面（入射面）の大きさ（面積）（Ｓ１）とＸ線吸収部のＸ線受容面（入射面）の大きさ（面積）（Ｓ２）を小さくし、且つＸ線吸収部のＸ線受容面（入射面）の大きさ（Ｓ１）に対してＸ線吸収部のＸ線受容面（入射面）の大きさ（Ｓ２）を出来るだけ小さくなるようにして、解像度の向上を図るようにしてもよい。

プリントヘッド１２は、最初に１層目の各単位部位の起点位置に移動し、樹脂を吐出して１層分の造形をスライスデータに基づいて行う（ステップＳ１００、Ｓ１０１）。図１０は、１層分の各単位部位におけるプリントヘッド１２の平面シフト動作例を示す。図１０においては、５個の部位Ｇ１〜Ｇ５のシフト動作例を示す。プリントヘッド１２は、１つの単位部位Ｇｉに対し、起点ＳＰを出発してＹ軸方向の幅ＷｙずつＹ方向に移動しながら、吐出樹脂を造形した後、Ｘ軸方向にシフトして吐出樹脂を造形し、単位部位の幅の造形し、さらに、隣接の部位にシフト動作ＳＦ１〜ＳＦ５を順次繰り返して最後の部位Ｇ５の終点ＥＰに至って終了する（ステップＳ１０２）。なお、例えば、溝型の平行グリッドを造形する場合など、各Ｘ線透過部を１個ずつ積層形成し、順次所定列数分のＸ線透過部を基板上に造形するようにしてもよい。

１単位部位における幅方向の成形制御は、（９Ａ）に示すように、例えば、１単位部位の起点側の傾斜角度Θ₅の傾斜ラインＲ５と、終点側の傾斜角度Θ₄（＞Θ₅）の傾斜ラインＲ４との間で実行可能になっている。単位部位は、定点Ｏに近づくにつれて幅狭になるので、傾斜角度の大きい方（例えば、傾斜ラインＲ４）で樹脂成形有無を調整可能になっている。即ち、終点側で最後の樹脂成形が１回分の吐出で終点側の傾斜ラインを逸脱する場合には、終点側の直前で樹脂吐出は終了する。（９Ａ）の場合、終点側の傾斜ラインＲ４に重なるので、１回分の吐出が実行されている。なお、単位部位の漸次幅狭形状の形成には、傾斜角度の小さい方（例えば、傾斜ラインＲ５）で樹脂成形有無を調整可能にしてもよい。以上の起点および終点等のスライス層のデータは、本発明に係る形成基準位置座標情報として使用可能になっている。スライス層Ｌｉ（ｉ＝１〜Ｎ）のデータ生成処理（ステップＳ３２）において、基板上に最初に造形される第１層のスライス層Ｌ１（初期層）に関するデータ生成（抽出）処理は、基板上の形成基準位置座標を抽出する、本発明に係る第１の位置座標抽出手段に対応し、既成層上に造形される第２層以降のスライス層に関するデータ生成（抽出）処理は、既成層の形成基準位置座標を抽出する、本発明に係る
第２の位置座標抽出手段に対応する。

１層分の樹脂成形を行うと、次の層の樹脂成形の実行に移る（ステップＳ１０３）。既成層に上積みするために、下層と同様に、プリントヘッド１２は、単位部位の起点位置に移動して、既成層と同様に、スライスデータに基づいて各単位部位への樹脂成形とシフト動作を繰り返して上積み層を成形する。既成層に上積みする場合、既成層から傾斜ライン上に沿った位置にシフトした位置に起点が設定される。例えば、（９Ａ）に示すように、２層目の最初の堆積微粒子αは、その中心が傾斜ラインＲ５上に位置するように、既成層の成形粒子の中心より距離Ｓｘだけスライドした位置に堆積される。最後尾の堆積微粒子βは、上記と同様に、内側の傾斜ラインＲ４を超えないように堆積される。

上記のプリントヘッド１２による造形処理が、スライス層の全層に対して繰返し実行され、最終層の造形により終了する（ステップＳｋ−１、Ｓｋ）。

本実施形態において、既成層上に次の層を積層形成する場合、幅狭形成のために傾斜ラインでの規制により行うが、（９Ｃ）に示すように、粒子径を制御可能なプリントヘッドを使用して、吐出樹脂の粒子径を調整して積層形成して幅狭の上積みを行うことができる。（９Ｃ）の場合、第１層から第３層に積層するとき、積層順に堆積微粒子の半径を小さくしている。即ち、第１層〜第３層の粒子径をｒ１〜ｒ３とすると、ｒ１＞ｒ２＞ｒ３の関係になっている。なお、粒子径の変更態様として、粒子径の異なる吐出用樹脂材を収容する複数の樹脂材収容用のカートリッジを用意して、該カートリッジの切替によりプリントヘッドから吐出させる粒子径を変更可能にすることができる。

めっき層形成処理によるＸ線吸収部の形成は、めっき処理装置１４によるめっき層を形成する場合に限らず、Ｘ線透過部の立体造形処理と同様に、金属材料の吐出成形が可能な３次元プリンタを使用して行うことができる。この場合、プリントヘッド１２によるＸ線透過部の造形処理と併行してスライス層ごとに、Ｘ線吸収材料の金属材料を吐出する金属吐出プリントヘッド（図示せず）に切替て、ないしＸ線透過部の造形処理を終えた後、該金属吐出プリントヘッドの作業位置に移送してＸ線吸収部の造形を行う。この造形に際しては、Ｘ線透過部の造形処理に用いた、定点Ｏの位置や積層データ等の造形処理データを使用して、Ｘ線透過部どうしの間のＸ線吸収部領域を識別して、該金属吐出プリントヘッドの吐出制御によってＸ線吸収部領域に金属層を積層してＸ線吸収部を３次元造形することができる。上述の樹脂層の積層形成の場合と同様に、金属層の粒子径を制御可能なプリントヘッドを使用したり、粒子径の異なる吐出用金属材を収容する複数の金属材収容用のカートリッジを用意して、該カートリッジの切替によりプリントヘッドから吐出させる金属粒子径を変更可能にしたりして金属層の積層造形を行ってもよい。

本実施形態によれば、記憶手段（ＲＡＭ４）に、基板上におけるＸ線透過部の形成領域と、Ｘ線透過部の目標高さとを少なくとも含むＸ線透過部の立体構造仕様情報を実行パラメータとして記憶させ、実行制御手段（制御部１）により、基板と定点Ｏ間の距離と、該実行パラメータとに基づいて、立体造形プログラムを実行制御することによって、実行パラメータの記憶情報に基づいて、基板上の形成基準位置座標（起点および終点等のスライス層のデータ）に応じて初期層分の樹脂層を基板上に造形する初期層造形工程と、初期層の造形以降においても、該記憶情報に基づいて、既成層上の形成基準位置座標に応じて上積み分の樹脂層を積層造形する積層造形工程と、を実行制御し、造形高さが前記目標高さに達するまで積層造形工程を実行することができる。従って、本実施形態に係るグリッド製造装置は、種々の立体構造仕様に応じたＸ線透過部の製造設備を設けることなく、少なくともＸ線透過部の形成領域と目標高さを実行パラメータとして記憶させるだけで、所望の立体構造仕様の形体を備えたＸ線透過部を有する散乱Ｘ線除去用グリッドを低価格に製造することができる。

特に、実行パラメータの記憶情報に基づいて基板上の形成基準位置座標を抽出し、抽出した形成基準位置座標に基づいて初期層造形工程を実行することにより、記憶した立体構造仕様に基づいて所望の立体構造仕様のＸ線透過部を造形したＸ線透過部を有する散乱Ｘ線除去用グリッドを低価格に製造することができる。しかも、実行パラメータとして、隣接するＸ線透過部の間隔又はＸ線透過部の幅を記憶させることにより、所望の立体構造仕様の形体を備えたＸ線透過部を有する散乱Ｘ線除去用グリッドの製造コストを安価にすることができる。さらに、実行パラメータの記憶情報に基づいて既成層上の形成基準位置座標を抽出し、抽出した既成層上の形成基準位置座標に基づいて積層造形工程を実行することにより、記憶した立体構造仕様に基づいて所望の立体構造仕様のＸ線透過部を造形したＸ線吸収部を有する散乱Ｘ線除去用グリッドを低価格に製造することができる。

本発明は、上記の具体例に限定されるものはなく、本発明の本質を基にするのであれば外延若しくは拡張されるものも含む。即ち、本発明は、上記実施形態や変形例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲における種々変形例、設計変更などをその技術的範囲内に包含するものであることは云うまでもない。。

本発明によれば、各種立体構造仕様に応じた製造設備を設けることなく、種々の散乱Ｘ線除去用グリッドを低価格に製造することが可能な散乱Ｘ線除去用グリッド製造方法及びその製造装置を提供することができる。

１ 制御部
２ ＣＰＵ
３ ＲＯＭ
４ ＲＡＭ
５ タッチパネル
６ タッチパネル制御部
７ 表示パネル制御部
８ 表示パネル
９ 立体造形装置
１０ コントローラ
１１ アクチュエータ
１２ プリントヘッド
１３ 造形材料供給部
１４ めっき処理装置
１５ 搬送装置
１６ 位置検出装置

Claims (9)

1. 基板上方の定点を基準にして基板上に所定の配列状態で形成されたＸ線吸収部とＸ線透過部とを有する散乱Ｘ線除去用グリッドの製造に際して、
   立体造形プログラムの実行によって、前記基板上に少なくとも前記Ｘ線透過部を造形する散乱Ｘ線除去用グリッド製造方法であって、
   前記基板上における前記Ｘ線透過部の形成領域と、前記Ｘ線透過部の目標高さとを少なくとも含む前記Ｘ線透過部の立体構造仕様情報を実行パラメータとして記憶し、基板と定点間の距離と、前記実行パラメータとに基づいて、前記立体造形プログラムを実行制御して、
   前記基板上の形成基準位置座標に応じて初期層分の層を前記基板上に造形する初期層造形工程と、
   初期層の造形後は、既成層上の形成基準位置座標に応じて上積み分の層を積層造形する積層造形工程と、を実行し、
   造形高さが前記目標高さに達するまで前記積層造形工程を実行することを特徴とする散乱Ｘ線除去用グリッド製造方法。
2. 前記立体構造仕様情報は、前記実行パラメータの一部として、隣接するＸ線透過部の間隔又はＸ線透過部の幅を含む請求項１に記載の散乱Ｘ線除去用グリッド製造方法。
3. 前記実行パラメータの記憶情報に基づいて前記基板上の形成基準位置座標を抽出し、抽出した前記基板上の形成基準位置座標に基づいて前記初期層造形工程を実行する請求項１又は２に記載の散乱Ｘ線除去用グリッド製造方法。
4. 前記実行パラメータの記憶情報に基づいて前記既成層上の形成基準位置座標を抽出し、抽出した前記既成層上の形成基準位置座標に基づいて前記積層造形工程を実行する請求項１、２又は３に記載の散乱Ｘ線除去用グリッド製造方法。
5. 基板上方の定点を基準にして基板上に所定の配列状態で形成されたＸ線吸収部とＸ線透過部とを有する散乱Ｘ線除去用グリッドの製造に際して、
   立体造形プログラムの実行によって、前記基板上に少なくとも前記Ｘ線透過部を造形する散乱Ｘ線除去用グリッド製造装置であって、
   前記基板上における前記Ｘ線透過部の形成領域と、前記Ｘ線透過部の目標高さとを少なくとも含む前記Ｘ線透過部の立体構造仕様情報を実行パラメータとして記憶可能な記憶手段と、
   基板と定点間の距離と、前記実行パラメータとに基づいて、前記立体造形プログラムを実行制御する実行制御手段と、
   前記実行制御手段は、
   前記基板上の形成基準位置座標に応じて初期層分の層を前記基板上に造形する初期層造形工程と、
   初期層の造形後は、既成層上の形成基準位置座標に応じて上積み分の層を積層造形する積層造形工程と、を実行制御し、
   造形高さが前記目標高さに達するまで前記積層造形工程を実行することを特徴とする散乱Ｘ線除去用グリッド製造装置。
6. 前記記憶手段は、前記実行パラメータの記憶情報の一部として、隣接するＸ線透過部の間隔又はＸ線透過部の幅を記憶する請求項５に記載の散乱Ｘ線除去用グリッド製造装置。
7. 前記実行制御手段は、
   前記実行パラメータの記憶情報に基づいて前記基板上の形成基準位置座標を抽出する第
   １の位置座標抽出手段を有し、
   抽出した前記基板上の形成基準位置座標に基づいて前記初期層造形工程を実行制御する請求項５又は６に記載の散乱Ｘ線除去用グリッド製造装置。
8. 前記実行制御手段は、
   前記実行パラメータの記憶情報に基づいて前記既成層上の形成基準位置座標を抽出する第２の位置座標抽出手段を有し、
   抽出した前記既成層上の形成基準位置座標に基づいて前記積層造形工程を実行制御する請求項５、６又は７に記載の散乱Ｘ線除去用グリッド製造装置。
9. 請求項１に記載の立体造形プログラムを記憶したことを特徴とする記憶媒体。

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