JP6764351B2

JP6764351B2 - Ｘ線画像検出装置用の金属／樹脂複合構造体およびｘ線画像検出装置

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Publication number: JP6764351B2
Application number: JP2017005623A
Authority: JP
Inventors: 浩士奥村; 瑞枝栗谷川
Original assignee: Mitsui Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Chemicals Inc
Priority date: 2017-01-17
Filing date: 2017-01-17
Publication date: 2020-09-30
Anticipated expiration: 2037-01-17
Also published as: JP2018115899A

Description

本発明は、Ｘ線画像検出装置用の金属／樹脂複合構造体およびＸ線画像検出装置に関する。

Ｘ線画像検出装置として、偏平な形状の可搬型の筐体にフラットパネルディテクタ（以下、「ＦＰＤ」とも呼ぶ。）を内蔵した可搬型Ｘ線画像検出装置（以下、「電子カセッテ」とも呼ぶ。）のニーズが高まっている。その理由は、電子カセッテが、撮影室までの移動が困難な被検者の撮影のために病室に持ち込むことが容易であったり、据え置き型では撮影しにくい部位（例えば、肘や膝の関節等の四肢）の撮影にも用いることができるからである。
このような電子カセッテに関する技術としては、例えば、特許文献１および２に記載の技術がある。

特許文献１には、放射線を光に変換するシンチレーターと、放射線画像検出器と、偏平な筐体と、透過板とを備える放射線撮影用電子カセッテが記載されている。

特許文献２には、ＦＰＤと、放射線の照射方向において上記ＦＰＤの背後に配置され、上記ＦＰＤを制御する回路が設けられた回路基板と、上記回路基板を支持する支持基板と、上記ＦＰＤ、上記回路基板および上記支持基板を収容する筐体と、上記支持基板と上記筐体との間に配置され、上記回路基板の収容スペースを確保するためのスペーサーであり、上記支持基板の曲げ強度が弱い方向への撓みを抑制するように配置された上記スペーサーと、を備える電子カセッテが記載されている。

特開２０１２−１４１２４２号公報特開２０１４−２０７９１号公報

電子カセッテには、可搬を容易にする観点から、軽量かつ小型であることが求められている。また、電子カセッテを撮影台から取り外してベッド等で利用する場合は、被験者の撮影部位によってはカセッテに予期せぬ荷重がかかることがあるので、これに耐えられるような剛性を持つことも必要となる。

電子カセッテを軽量化するために、電子カセッテに内蔵された回路基板の金属支持板として、カーボンパネルや、カーボンパネルとアルミニウム等の金属板とを積層した複合シートを用いる方法が考えられる。しかし、この方法ではカーボンパネルが持つ曲げ強度の異方性に基づいて、電子カセッテ自体の曲げ強度に影響を与えてしまう。この問題を解決するため、金属支持板に隣接して設けられる筐体（背面ケース）の特定位置にスペーサーを設ける方法が開示されている（特許文献２）。ただし、このような方法は電子カセッテの製造を煩雑化させてしまう。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、軽量性に優れた可搬型のＸ線画像検出装置を提供するものである。

本発明者らは、電子カセッテを構成する、回路基板を固定化するための金属支持板に着目し、この軽量化を図る方法を鋭意検討した。その結果、凹凸形成領域が形成された特定の軽量金属板に、回路基板搭載用の樹脂成形体部を接合させることにより得られる、金属／樹脂複合構造体を用いることにより上記課題が解決できることを見出し本発明に到達した。

すなわち、本発明によれば、以下に示すＸ線画像検出装置用の金属／樹脂複合構造体およびＸ線画像検出装置が提供される。

［１］
アルミニウム合金およびマグネシウム合金から選択される少なくとも一種の合金材料により構成された金属支持板と、
エンジニアリングプラスチックにより構成された樹脂成形体部と、
を備え、
上記金属支持板の表面は凹凸形状に形成された凹凸形成領域を含み、
上記樹脂成形体部は上記凹凸形成領域に対して接合しているとともに、当該樹脂成形体部を構成する上記エンジニアリングプラスチックが上記凹凸形状の凹部に侵入しており、
上記樹脂成形体部は上記凹凸形成領域に立設された柱状部材と平板状部材から選択される少なくとも一種の突起部材を含むＸ線画像検出装置用の金属／樹脂複合構造体。
［２］
上記柱状部材が互いに同一の高さ寸法に形成された複数の柱状部材を含む上記［１］に記載のＸ線画像検出装置用の金属／樹脂複合構造体。
［３］
上記柱状部材が雌ネジおよび／または雄ネジが形成されている柱状部材を含む上記［１］または［２］に記載のＸ線画像検出装置用の金属／樹脂複合構造体。
［４］
上記平板状部材に雌ネジが形成されている上記［１］乃至［３］のいずれか一つに記載のＸ線画像検出装置用の金属／樹脂複合構造体。
［５］
上記凹凸形状の凸部と凹部の高低差の平均値が１０ｎｍ以上２００μｍ以下である上記［１］乃至［４］のいずれか一つに記載のＸ線画像検出装置用の金属／樹脂複合構造体。
［６］
上記樹脂成形体部を構成する上記エンジニアリングプラスチックが、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリブチレンテレフタレートおよびポリシクロヘキシレンジメチルテレフタレートからなる群より選択される一種または二種以上を含む上記［１］乃至［５］のいずれか一つに記載のＸ線画像検出装置用の金属／樹脂複合構造体。
［７］
被写体を透過した放射線を受けて放射線画像を検出するフラットパネルディテクタと、
上記放射線の照射方向において上記フラットパネルディテクタの背後に、上記金属支持板が上記フラットパネルディテクタと隣接するように配置される上記［１］乃至［６］のいずれか一つに記載の金属／樹脂複合構造体と、
上記金属／樹脂複合構造体の上記樹脂成形体部に搭載された上記フラットパネルディテクタを制御するための回路基板と、
上記フラットパネルディテクタ、上記金属／樹脂複合構造体および上記回路基板を収容する筐体と、
を備えるＸ線画像検出装置。
［８］
電子カセッテである上記［７］に記載のＸ線画像検出装置。

本発明によれば、軽量性に優れた可搬型のＸ線画像検出装置を提供することができる。

本発明に係る実施形態の金属／樹脂複合構造体の構造の一例を模式的に示した斜視図である。本発明に係る実施形態の金属／樹脂複合構造体を組み込んで作製されたＸ線画像検出装置（電子カセッテ）の構造の一例を模式的に示した断面図である。エンジニアリングプラスチックからなる樹脂成形体部と、電子カセッテ筐体背面板との接合構造の一例を示した図であり、（ａ）は接合前の分解斜視図、（ｂ）は接合前の分解断面図、（ｃ）は接合後の構造を示した断面図である。

以下に、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には共通の符号を付し、適宜説明を省略する。また、図は概略図であり、実際の寸法比率とは一致していない。文中の数字の間にある「〜」は特に断りがなければ、以上から以下を表す。
以下、金属／樹脂複合構造体、およびこれを構成部材とするＸ線画像検出装置について説明する。

１．金属／樹脂複合構造体
まず、本実施形態に係る金属／樹脂複合構造体１について説明する。
図１は、本発明に係る実施形態の金属／樹脂複合構造体１の構造の一例を模式的に示した斜視図である。
本実施形態に係る金属／樹脂複合構造体１はＸ線画像検出装置用の金属／樹脂複合構造体であり、アルミニウム合金およびマグネシウム合金から選択される少なくとも一種の合金材料により構成された金属支持板１０と、エンジニアリングプラスチックにより構成された樹脂成形体部と、を備える。図１において、金属支持板１０上に立設した突起部は全て樹脂成形体部であるが、以下の説明では樹脂成形体部（１２および１３）を例に取って説明する。なお後述するように、金属支持板上１０に接合した樹脂成形体部は金属支持板１０の片面のみに存在してもよいし両面に存在してもよい。
また、金属支持板１０の表面は凹凸形状に形成された凹凸形成領域１１を含み、樹脂成形体部（１２および１３）は凹凸形成領域１１に対して接合しているとともに、樹脂成形体部（１２および１３）を構成する上記エンジニアリングプラスチックが上記凹凸形状の凹部に侵入している。
そして、樹脂成形体部（１２および１３）は凹凸形成領域１１に立設された柱状部材１２と平板状部材１３から選択される少なくとも一種の突起部材を含む。

このような凹凸形状は、後述する様々な粗化方法で形成することができる。粗化方法によっては、凹凸形成領域の凹凸形状は、相対的に大きなスケールの第１凹凸形状部と、上記第１凹凸形状部の表面に形成された相対的に小さなスケールの第２凹凸形状部と、により構成される場合がある。本実施形態における凹凸形状は、第１凹凸形状部のみを有する態様、第２凹凸形状部のみを有する態様および第１凹凸形状部と第２凹凸形状部の両方を有する態様を包含する用語として用いられる。

凹凸形状の凹部の深さ、すなわち凹凸形状の凸部と凹部の高低差の平均値は、特に限定されないが、例えば、１０ｎｍ以上２００μｍ以下とすることができる。上記高低差の平均値は、大きくは金属面粗化方法によって決定され、例えば後述する薬液法では１０ｎｍ以上５０μｍ以下に、レーザー加工では１００μｍ以上２００μｍ以下にすることができる。なお、本実施形態において、上記高低差の平均値とはＪＩＳＢ６０１に準拠して測定される十点平均粗さと同義である。

凹凸形状の凹部には、樹脂成形体部を構成するエンジニアリングプラスチックが侵入している。より具体的には、例えば、凹部には、凹部の深さｄの１／２以上の深さの領域まで、エンジニアリングプラスチックが侵入していることが好ましい。すなわち、凹部へのエンジニアリングプラスチックの侵入深さＤが、Ｄ≧ｄ／２を満たしていることが好ましい。

本実施形態に係る金属／樹脂複合構造体１を構成する樹脂成形体部（１２および１３）は凹凸形成領域１１に立設された柱状部材１２（ボス突起）と平板状部材１３（角状突起）から選択される少なくとも一種の突起部材を含むことを特徴としている。
柱状部材１２とは金属支持板１０に垂直に立設した円柱状部材を指し、その接合面の形状は真円であってもよいし、楕円であってもよいし、円弧と直線が複合して成る、例えば陸上トラック状のような形状であってもよい。
平板状部材１３とは金属支持板１０に垂直に立設した四角柱を指し、その接合面の形状は正方形でも長方形であってもよいし、平行四辺形であってもよいし、台形であってもよい。

本実施形態において、柱状部材１２が、互いに同一の高さ寸法に形成された複数の柱状部材を含むことが好ましい。柱状部材１２はこのままの形でＸ線画像検出装置内の回路基板の収容スペースを確保するためのスペーサー（図２の２３ａ、２３ｂに相当）として利用してもよい。
また、柱状部材１２は、以下に述べるように雌ネジおよび／または雄ネジの機能が付与された形状であってもよい。ここで、図１には雌ネジおよび／または雄ネジの機能が付与された柱状部材１２の一例として雌ネジが形成された柱状部材１２１を示している。雌ネジおよび／または雄ネジには上記柱状部材と、相方ネジが形成された特定の付属部材の止着のために有効である。図２においては、特定の付属部材として回路基板２６を図示しているが、本実施形態の付属部材は回路基板に何ら制限されるものではない。上記雌ネジは柱状部材の芯部に挿通されていることが好ましく、また上記雄ネジは、柱状部材の頂部周辺に形成されていることが好ましい。

本実施形態において、平板状部材１３には雌ネジが形成されていることが好ましい。すなわち、図１に示すように平板状部材１３は雌ネジが形成された柱状部材１３１を含むことが好ましい。雌ネジの機能は柱状部材１２に付与された雌ネジの場合に同じく特定の部材の止着用である。平板状部材１３には、柱状部材１２と同じく雄ネジが形成されていてもよい。

柱状部材１２または平板状部材１３にはネジ以外の嵌合手段が設けられていてもよい。
例えば、図３に示されるように、樹脂成形体部５１（柱状部材または平板状部材）に設けられた板バネ部５４ａ付きの差込孔５４は、回路基板２６や筐体２４に設けられた係合用突起部６１の係止突起６４ａ付きの差込突起６４を差し込むことによって差込固定するために用いることができる。

以下、本実施形態に係る金属／樹脂複合構造体を構成する各部材について説明する。

＜樹脂成形体部＞
本実施形態に係る樹脂成形体部を構成するエンジニアリングプラスチックとしては、例えば、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、ポリスルフォン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）、ポリアリレート樹脂、液晶ポリマー、芳香族ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、アラミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリシクロヘキシレンジメチルテレフタレート（ＰＣＴ）等のポリエステル樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレンオキシド、ナイロン６、ナイロン６６、芳香族ポリアミド等のポリアミド樹脂、シンジオタクチックポリスチレン、超高分子量ポリエチレン等が挙げられる。これらの樹脂は一種単独で用いてもよいし、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
これらの中でも、入手容易性や金属支持板と樹脂成形体部との間の接合強度の視点から、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ、ＰＢＴおよびＰＣＴからなる群より選択される一種または二種以上を含むことが好ましい。

本実施形態に係る樹脂成形体部を構成するエンジニアリングプラスチックは、金属支持板と樹脂成形体部との線膨張係数差の調整や樹脂成形体部の機械的強度を向上させる観点から、充填材をさらに含んでもよい。
このような充填材としては、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、炭素粒子、粘土、タルク、シリカ、ミネラルおよびセルロース繊維からなる群より選択される一種または二種以上を選ぶことができる。これらの中でも、好ましくはガラス繊維、炭素繊維、タルクおよびミネラルからなる群より選択される一種または二種以上である。充填材の形状は特に限定されず、繊維状、粒子状、板状等が挙げられる。

上記充填材は、最大長さが１０ｎｍ以上６００μｍ以下の範囲にある充填材を数分率で５〜１００％有することが好ましい。上記最大長さは、より好ましくは３０ｎｍ以上５５０μｍ以下、さらに好ましくは５０ｎｍ以上５００μｍ以下である。また、上記最大長さの範囲にある充填材の数分率は、より好ましくは１０〜１００％であり、さらに好ましくは２０〜１００％である。

＜凹凸形成領域を含む金属支持板＞
本実施形態に係る金属支持板はアルミニウム合金およびマグネシウム合金から選択される少なくとも一種の合金材料により構成され、金属支持板の表面に凹凸形状に形成された凹凸形成領域を含む。
上記金属支持板は、例えば、アルミニウム合金板またはマグネシウム合金板を、必要に応じて切断や塑性加工、打ち抜き加工、切削、研磨、徐肉加工等によって所望形状に加工した後に、公知の粗化方法によって表面を処理することにより容易に得ることができる。

上記アルミニウム合金としては、例えば、Ａｌと、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ｍｇ、ＺｎおよびＮｉ等からなる群より選択される一種または二種以上の金属との合金を挙げることができる。具体的には、ＪＩＳＨ４０００に規定された合金番号１０５０、１１００、２０１４、２０２４、３００３、５０５２、６０６３、７０７５等が好ましく用いられる。

上記マグネシウム合金としては、例えば、Ｍｇと、Ａｌ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ａｇ、Ｚｒ、Ｓｒ、Ｐｂ、Ｒｅ、Ｙおよびミッシュメタル等の希土類等からなる群より選択される一種または二種以上の金属との合金を挙げることができる。代表的なマグネシウム合金としては、ＡＺ９１、ＡＭ６０、ＡＭ５０、ＡＭ２０、ＡＳ４１、ＡＳ２１、ＡＥ４２等が挙げられる。本実施形態に係るマグネシウム合金は、アメリカ材料試験協会（ＡＳＴＭ）で規格化されたマグネシウム合金材、日本工業規格（ＪＩＳ）や国際標準化機構（ＩＳＯ）等で規格化されたマグネシウム合金等のマグネシウムを主金属とするあらゆる合金材が含まれる。

本実施形態に係る金属支持板を構成する合金材料としては、比重が軽い点、比強度が高い点、減衰能に優れている点、切削性に優れている点、寸法安定性に優れている点等の理由によって、マグネシウム合金を用いることが好ましい。

市販のアルミニウム合金またはマグネシウム合金の成形は、一般的には圧延法やダイキャスト法、射出成形法等により行われ、成形過程で使用される機械油や離型剤等が合金成形体の表面に付着したり、浸透したりしている。そのためアルミニウム合金またはマグネシウム合金から成形された本実施形態に係る金属支持板においては、表面粗化処理に先立ち、水酸化ナトリウムや水酸化カリウム水溶液等のアルカリ水溶液等による脱脂処理が施されていることが望ましい。

アルミニウム合金またはマグネシウム合金からなる金属支持板の粗化処理方法としては、金属支持板の表面に凹凸形成領域が形成される方法であれば公知の方法が制限なく使用できる。アルミニウム合金からなる金属支持板の粗化処理方法としては、例えば、酸系エッチング剤を用いる方法（国際公開第２０１５／００８８４７号パンフレット、特開２００１-３４８６８４号等）、水和ヒドラジン、アンモニア、及び水溶性アミン化合物から選ばれる１種以上のアミン系水溶液で処理する方法（国際公開第２００９／３１６３２号パンフレット、特開２００５−１１９００５号等）、特定温度の温水で処理する方法（特許５０５８９３号等）等の薬液法を好ましい方法として例示することができる。また、マグネシウム合金からなる金属支持板の粗化処理方法としては、クエン酸水溶液処理とスマット処理と酢酸カリウム／酢酸／酢酸ソーダ含有水溶液処理を組み合わせる方法（特許第５１２９９０３号）、酢酸水溶液による荒エッチングと硝酸水溶液による微細エッチングを順次行う方法（特許第４４５２２２０号）、エッチング剤として硝酸を除く無機酸／有機酸／ヒドロキシルアミン等の有機窒素化合物含有水溶液を用いる方法（特開２０１６−１０４８９６号公報）等の薬液法を好ましい方法として例示することができる。
その他の方法、陽極酸化法や、サンドブラスト、ローレット加工、レーザー加工等の機械的切削法を採用することもできる。

このように表面粗化処理を行うことにより、凹凸形成領域を金属支持板の表面に形成することができる。凹凸形成領域は金属支持板の片面全面、両面全面、あるいは樹脂成形体部の接合部分のみのいずれであってもよいが、表面粗化処理を薬液法で実施する場合はその作業効率の視点から両面全面が好ましい。その後、金属支持板の凹凸形成領域に対して本実施形態に係る樹脂成形体部を一体形成することによって、本実施形態に係る金属／樹脂複合構造体が得られる。凹凸形成領域の凹凸形状の凹部に対して、樹脂成形体部を構成するエンジニアリングプラスチックが侵入することにより、アンカー効果が発現する。よって、接着剤を用いることなく、樹脂成形体部と金属支持板を良好な接合強度で接合させることができるのである。

前述したように、金属支持板上に接合した樹脂成形体部は金属支持板の片面のみに存在してもよいし両面に存在してもよい。凹凸形成領域を有する金属支持板の片面のみに樹脂成形体部をマウントした際に成形収縮によるソリ発生が認められる場合は、金属支持板の両面に樹脂成形体部をマウントすることが好ましい。この際には、金属支持板の一方の面に接合された樹脂成形体部と、他方の面に接合された樹脂成形体部とが、金属支持板面の垂直方向において互いに対向するように同じ位置に配置されていることが好ましい。こうすることで、成形時の収縮により金属支持板が変形してしまうソリ現象を抑制することができる。

＜金属／樹脂複合構造体の製造方法＞
本実施形態に係る金属／樹脂複合構造体の製造方法、すなわちエンジニアリングプラスチックにより構成された樹脂成形体部を、凹凸形成領域を有する金属支持板に接合する方法としては、例えば、射出成形、押出成形、加熱プレス成形、圧縮成形、トランスファーモールド成形、注型成形、レーザー溶着成形、反応射出成形（ＲＩＭ成形）、リム成形（ＬＩＭ成形）、溶射成形等の樹脂成形方法が挙げられる。
これらの中でも射出成形法が好ましい。具体的には、金属支持板を射出成形金型のキャビティ部にインサートし、エンジニアリングプラスチックを金型に射出する射出成形法によって樹脂成形体部を成形し、金属／樹脂複合構造体を製造するのが好ましい。

射出成形法を用いた金属／樹脂複合構造体の製造方法は、具体的には、以下の［１］〜［３］の工程を含んでいる。
［１］所望のエンジニアリングプラスチックまたはこれを含む組成物を調製する工程
［２］凹凸形成領域を含む金属支持板を射出成形用の金型の内部に設置する工程
［３］エンジニアリングプラスチックを、射出成形機を通して、金属支持板の少なくとも凹凸形成領域と接するように、金型内に射出成形し、樹脂成形体部を形成する工程

以下、［２］および［３］の工程による射出成形方法について説明する。
まず、射出成形用の金型を用意し、その金型を開いてその一部に凹凸形成領域を含む金属支持板を設置する。
その後、金型を閉じ、エンジニアリングプラスチックの少なくとも一部が金属支持板表面の凹部形状形成領域と接するように、上記金型内に［１］工程で得られた樹脂組成物を射出して固化する。その後、金型を開き離型することにより、金属／樹脂複合構造体を得ることができる。

また、上記［１］〜［３］の工程による射出成形にあわせて、射出発泡成形や、金型を急速に加熱冷却する高速ヒートサイクル成形（ＲＨＣＭ，ヒート＆クール成形）を併用してもよい。

射出発泡成形の方法として、化学発泡剤を樹脂に添加する方法；射出成形機のシリンダー部に直接、窒素ガスや炭酸ガスを注入する方法；窒素ガスや炭酸ガスを超臨界状態で射出成形機のシリンダー部に注入するＭｕＣｅｌｌ射出発泡成形法；等が挙げられる。いずれの方法でも樹脂部材が発泡体である金属／樹脂複合構造体を得ることができる。また、いずれの方法でも、金型の制御方法として、カウンタープレッシャーを使用したり、成形品の形状によってはコアバックを利用したりすることも可能である。

高速ヒートサイクル成形は、急速加熱冷却装置を金型に接続することにより実施することができる。急速加熱冷却装置は、一般的に使用されている方式で構わない。加熱方法として、蒸気式、加圧熱水式、熱水式、熱油式、電気ヒータ式、電磁誘導過熱式のいずれか１方式またはそれらを複数組み合わせた方式でよい。冷却方法としては、冷水式、冷油式のいずれか１方式またはそれらを組み合わせた方式でよい。高速ヒートサイクル成形法の条件としては、射出成形金型を１００℃以上２５０℃以下の温度に加熱し、上記エンジニアリングプラスチックの射出が完了した後、上記射出成形金型を冷却することが望ましい。金型を加熱する温度は、樹脂組成物を構成するエンジニアリングプラスチックによって好ましい範囲が異なり、結晶性樹脂で融点が２００℃未満の樹脂であれば、１００℃以上１５０℃以下が好ましく、結晶性樹脂で融点が２００℃以上の樹脂であれば、１４０℃以上２５０℃以下が望ましい。非晶性樹脂については、１００℃以上１８０℃以下が望ましい。

本実施形態においては、前述のように樹脂成形体部は金属支持板上の凹凸形成領域より立設された柱状部材と平板状部材から選ばれる１種以上の部材を含む。柱状部材または平板状部材は、必要に応じてこれら部材に追加加工を施すことにより、雌ネジや雄ネジを形成することもできる。

２．Ｘ線画像検出装置
図２は、本発明に係る実施形態の金属／樹脂複合構造体１を組み込んで作製されたＸ線画像検出装置２（電子カセッテ）の構造の一例を模式的に示した断面図である。
本実施形態に係るＸ線画像検出装置２は、被写体を透過した放射線を受けて放射線画像を検出するフラットパネルディテクタ２２と、上記放射線の照射方向においてフラットパネルディテクタ２２の背後に、金属支持板２１がフラットパネルディテクタ２２と隣接するように配置される本実施形態に係る金属／樹脂複合構造体１と、金属／樹脂複合構造体１の樹脂成形体部２３に搭載されたフラットパネルディテクタ２２を制御するための回路基板２６と、フラットパネルディテクタ２２、金属／樹脂複合構造体１および回路基板２６を収容する筐体２４と、を備える。なお、金属支持板２１の両面に樹脂成形体部２３が接合している場合では、金属支持板２１とフラットパネルディテクタ２２は、金属支持板２１のＸ線入射側にマウントされた樹脂接合部を収容可能なクリアランスをとって隣接配置されることが好ましい。

以下、本実施形態に係るＸ線画像検出装置２について図面を用いて説明する。
図２に示したＸ線画像検出装置は可搬型の電子カセッテであるが、本実施形態に係るＸ線画像検出装置２はこの電子カセッテに何ら限定されるものではない。また図２の電子カセッテは、Ｘ線の入射方向から光電変換層２２ｂ、シンチレーター２２ａの順に配置したＩＳＳ（ＩｒｒａｄｉａｔｉｏｎＳｉｄｅＳａｍｐｌｉｎｇ）方式のフラットパネルディテクタ（以下、ＦＰＤと略記する場合がある）を説明したものであるが、この構造に限定されず、例えば、Ｘ線の入射方向からシンチレーター、光電変換層の順に配置したＰＳＳ（ＰｅｎｅｔｒａｔｉｏｎＳｉｄｅＳａｍｐｌｉｎｇ）方式のＦＰＤを用いた電子カセッテでもよい。また、本実施形態では、シンチレーターを用いずにＸ線を直接電荷に変換する変換層（例えば、アモルファスセレン等）を用いた直接変換型のＦＰＤを用いた電子カセッテでもよい。

本実施形態に係るＸ線画像検出装置２は、例えば、筐体２４（図２においては、Ｘ線が透過する側の筐体前面ケース側を図示せず、背面ケース側のみを図示している）、Ｘ線側に配置される透過板２５、フラットパネルディテクタ２２、金属支持板２１に接合した樹脂成形体部２３、金属支持板２１のＸ線入射方向とは反対面に立設した雌ネジ機能付き柱状部材等の樹脂成形体部２３に嵌合固定された回路基板２６、および筐体２４を備えている。

透過板２５はＸ線を透過し易い性質を有し、フラットパネルディテクタ２２の基板となる。この透過板２５としては液晶ガラス等のガラスであってもプラスチックフィルムであってもよいが、軽量化を図れること、衝撃に対する耐性を向上させることができるという意味において、プラスチックフィルムが好ましい。プラスチックフィルムとしては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド、ボリカーボネート（ＰＣ）、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）等からなるフィルム等が挙げられる。さらにこれらのプラスチックフィルムには必要に応じて、トリオクチルホスフェートやジブチルフタレート等の可塑剤、ベンゾトリアゾール系やベンゾフェノン系等の公知の紫外線吸収剤を添加してもよい。なお、透過板２５は、軽量で剛性が高く、かつＸ線の透過性が高いカーボン材料で構成されていてもよい。

フラットパネルディテクタ２２は、例えば光電変換層２２ｂとシンチレーター２２ａから構成される。シンチレーター２２ａは、例えばＣｓＩ：Ｔｌ（タリウム賦活ヨウ化セシウム）やＣｄ_２Ｏ_２Ｓ：Ｔｂ（ＧＯＳ）等で構成されており、Ｘ線を可視光に変換する（間接変換型）。また、光電変換層２２ｂにはマトリックス状に配置され複数の画素が設けられている。各画素は、シンチレーターから入射された可視光に応じて信号電荷を発生するフォトダイオードと、電荷蓄積用のキャパシターと、キャパシターからの電荷を読み出す薄膜トランジスター（ＴＦＴ）（いずれも図示せず）を備えている。

上記ＴＦＴから回路基板２６までは、フレキシブルケーブル等の手段（図示せず）で接続され、光電変換膜からの電荷・信号情報を回路基板に伝達できるようになっている。

なお、図１に示される金属支持板１０は、図２においては金属支持板２１に相当し、また図１に示される樹脂成形体部（１２および１３）は、図２では樹脂成形体部２３に相当している。

本実施形態に係るＸ線画像検出装置２には、必要に応じて各種の材料を併用することが可能である。一例を挙げると、Ｘ線が筐体背面板を透過してしまうことを防ぐ目的、二次放射線からの影響を最小化するために、Ｘ線を効果的に吸収する材料、例えば鉛板等を併用することは好ましい実施態様といえる。

前述したように、金属支持板２１に接合した樹脂成形体部２３（柱状部材や平板状部材）の高さを調整したり、あるいは樹脂成形体部２３（柱状部材や平板状部材）に雌ネジや雄ネジ、その他機械的嵌合手段を付与したりすることによって、金属支持板２１上への回路基板２６の固定化や金属支持板２１と筐体２４との強固な結合が、例えば図示したような嵌合方式（樹脂成形体部２３と筐体２４の嵌合部２３ｃや、金属支持板２１に回路基板２６を固定させるための嵌合部２３ｄ）によって可能となる。また、筐体２４（電子カセッテ筐体背面板）のへこみ防止や、筐体２４本体の耐衝撃性向上が、筐体２４の形状保持のために設けられた接触部２３ａや筐体２４の応力変形防止用のスペーサー部２３ｂの支柱の付与によって顕著に改善することができる。

以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。

以下、本実施形態を、実施例を参照して詳細に説明する。なお、本実施形態は実施例の記載に何ら限定されるものではない。

［実施例１］
実施例１は、粗化されたマグネシウム合金板の表面上にエンジニアリングプラスチックを射出成形して得られる金属／樹脂複合構造体における金属―樹脂間の引張りせん断強度が格段に優れることを示す実験例である。

（エンジニアリングプラスチックであるＰＰＳ組成物の調製）
はじめに、高密度ポリエチレン（密度：０．９５ｇ/ｃｍ^３、ＭＦＲ＝５ｇ／１０ｍｉｎ）１００質量部、無水マレイン酸０．８質量部および有機過酸化物（日本油脂社製、パーヘキシン−２５Ｂ）０．０７質量部をヘンシェルミキサーで混合した。次いで、得られた混合物を２３０℃に設定した６５ｍｍφの一軸押出機で溶融グラフト変性することによって変性ポリオレフィンを得た。
次いで、ポリフェニレンスルフィド含有樹脂組成物（東レ社製Ａ５０３−Ｘ０５、ＰＰＳ含有量：７０質量％、ガラス繊維（ＧＦ）含有量：３０質量％）に対して、得られた変性ポリオレフィンを１０質量％配合し、二軸押出機（（株）日本製鋼所製ＴＥＸ３０α）にて、シリンダー温度３２０℃で混合物を溶融混錬した。その後、混練物をストランド状に押出し、水槽で冷却させ、ペレタイザーでストランドを引き取り、カットすることでペレット状のＰＰＳ組成物を得た。ＰＰＳ組成物中の構成成分種と量は次の通りである。
ＰＰＳ：６３質量％
変性ポリオレフィン：１０質量％
ＧＦ：２７質量％

（粗化処理）
特許第５１２９９０３号の実施例１に準じてマグネシウム合金板の粗化処理を行った。すなわち、市販の１ｍｍ厚マグネシウム合金板ＡＺ３１Ｂを切断して４５ｍｍ×１８ｍｍの長方形形状とした。市販のマグネシウム合金用脱脂剤「クリーナー１６０（メルテックス株式会社製）」水溶液（７．５重量％）に、温度６５℃下で５分浸漬した後、これをよく水洗した。次に、水和クエン酸水溶液（１重量％）中に、４０℃下で４分浸漬してよく水洗した。次に、炭酸ナトリウム・炭酸水素ナトリウム混合水溶液（各々１重量％）中に、６５℃下で５分浸漬した後、これをよく水洗した。

次に、苛性ソーダ水溶液（１５重量％）を中に温度６５℃下で５分浸漬した後、水洗した。次に、水和クエン酸水溶液（０．２５重量％）に、４０℃下で１分浸漬した後、これを水洗した。最後に、過マンガン酸カリウムを２重量％、酢酸を１重量％、水和酢酸ナトリウムを０．５重量％含有する水溶液に、４５℃下で１分浸漬後、１５秒間水洗し、さらに温度９０℃にした温風乾燥機に１５分入れて乾燥した。

得られたマグネシウム合金板の粗化処理面に対し、表面粗さ測定装置「サーフコム１４００Ｄ（東京精密社製）」を用いてＪＩＳＢ６０１に準拠して十点平均粗さ（Ｒｚ）を測定した。その結果、Ｒｚは１．３μｍであった。

（射出接合）
日本製鋼所社製の射出成形機Ｊ８５ＡＤに小型ダンベル金属インサート金型を装着し、１３５℃に加熱した金型内に上記の方法で得られた粗化処理したマグネシウム合金板を設置した。次いで、その金型内に、上記方法で得られたＰＰＳ組成物を、シリンダー温度３１５℃、射出速度２５ｍｍ／ｓｅｃ、保圧８０ＭＰａ、保圧時間５秒の条件にて射出成形を行い、金属／樹脂複合構造体を得た。得られた金属／樹脂複合構造体を用いて、引張せん断試験を実施し、接合強度を測定した。その結果、２７．５ＭＰａ（樹脂母材破壊）であり、金属／樹脂複合構造体における金属―樹脂間の引張りせん断強度は格段に優れていた。

１金属／樹脂複合構造体
１０金属支持板
１１凹凸形成領域
１２柱状部材（樹脂成形体部）
１２１雌ネジが形成された柱状部材
１３平板状部材（樹脂成形体部）
１３１雌ネジが形成された柱状部材
２Ｘ線画像検出装置
２１金属支持板
２２フラットパネルディテクタ
２２ａシンチレーター
２２ｂ光電変換層
２３樹脂成形体部
２３ａ接触部
２３ｂスペーサー部
２３ｃ嵌合部
２３ｄ嵌合部
２４筐体
２５透過板
２６回路基板
５１樹脂成形体部
５４差込孔
５４ａ板ばね部
６１係合用突起部
６４差込突起
６４ａ係止突起

Claims

アルミニウム合金およびマグネシウム合金から選択される少なくとも一種の合金材料により構成された金属支持板と、
エンジニアリングプラスチックにより構成された樹脂成形体部と、
を備え、
前記金属支持板の表面は凹凸形状に形成された凹凸形成領域を含み、
前記樹脂成形体部は前記凹凸形成領域に対して接合しているとともに、当該樹脂成形体部を構成する前記エンジニアリングプラスチックが前記凹凸形状の凹部に侵入しており、
前記樹脂成形体部は前記凹凸形成領域に立設された柱状部材と平板状部材から選択される少なくとも一種の突起部材を含むＸ線画像検出装置用の金属／樹脂複合構造体。
前記柱状部材が互いに同一の高さ寸法に形成された複数の柱状部材を含む請求項１に記載のＸ線画像検出装置用の金属／樹脂複合構造体。
前記柱状部材が雌ネジおよび／または雄ネジが形成されている柱状部材を含む請求項１または２に記載のＸ線画像検出装置用の金属／樹脂複合構造体。
前記平板状部材に雌ネジが形成されている請求項１乃至３のいずれか一項に記載のＸ線画像検出装置用の金属／樹脂複合構造体。
前記凹凸形状の凸部と凹部の高低差の平均値が１０ｎｍ以上２００μｍ以下である請求項１乃至４のいずれか一項に記載のＸ線画像検出装置用の金属／樹脂複合構造体。
前記樹脂成形体部を構成する前記エンジニアリングプラスチックが、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリブチレンテレフタレートおよびポリシクロヘキシレンジメチルテレフタレートからなる群より選択される一種または二種以上を含む請求項１乃至５のいずれか一項に記載のＸ線画像検出装置用の金属／樹脂複合構造体。
被写体を透過した放射線を受けて放射線画像を検出するフラットパネルディテクタと、
前記放射線の照射方向において前記フラットパネルディテクタの背後に、前記金属支持板が前記フラットパネルディテクタと隣接するように配置される請求項１乃至６のいずれか一項に記載の金属／樹脂複合構造体と、
前記金属／樹脂複合構造体の前記樹脂成形体部に搭載された前記フラットパネルディテクタを制御するための回路基板と、
前記フラットパネルディテクタ、前記金属／樹脂複合構造体及び前記回路基板を収容する筐体と、
を備えるＸ線画像検出装置。
電子カセッテである請求項７に記載のＸ線画像検出装置。