JP5059521B2 - 散乱線除去グリッドの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）撮像法などＸ線を使用する際に発生する散乱線を除去するグリッドに係り、特に透過一次線の検出および画像処理のための正確さ、機能向上させるためのグリッドについて、精度良く生産効率を向上させた散乱線除去グリッドの製造方法に関するものである。

Ｘ線源から照射されるＸ線のその散乱線の除去を必要とするＸ線関連装置において、より緻密な情報とすべく、現在、平行または集束グリッドの密度を高めたり、Ｘ線ＣＴ装置などでは、集束エアーグリッドなどで対応している。

近年、画像処理として、コーンビーム方式が要望されはじめ、従来にない高機能な平面、または円筒面の２軸方向に対する散乱線除去機能が必要になってきた。

従来のグリッドは、図２１に示されているような散乱線除去グリッド構造で、その平面グリッドのピッチを狭めた場合、散乱線除去のための鉛箔５３に対しスペーサとしてのアルミニウム材を交互に重ねた平行または集束型の構造が一般的で（例えば、特許文献１参照）、アルミニウム材のスペーサ５４に吸収される分だけ、照射する放射線の強度を大にする必要があり、その結果として被写体への照射量が大きくなるなどでその用途が制限されている。

分解能が期待できるクロス型でアルミニウム材のスペーサを用いるグリッドは、さらに照射量が多くなり、そのため現時点では使われ難い面がある。

また、Ｘ線ＣＴ装置の場合、照射時間が長い、すなわち照射される放射線量が多いシステムのため、グリッド部での前記アルミニウム材の如きものの存在しないタイプの放射線の吸収が少ないエアーグリッドが望まれるようになり、透過一次線の検出および画像処理のための正確さも要求され、機能を向上させる対策が数多く提案さている。しかしながら、グリッド部の製作上の精度の限界もあり、或る妥協値の性能で使われているのが現状である。

そこで、Ｘ線ＣＴ装置の場合は、前記説明のようにＸ線の照射時間が長いため、従来から一般的に使われてきた図２１図示の平面・集束グリッドに換え、エアーグリッド型の平面・集束グリッドとして、図１９、図２０で示されるエアー集束型グリッドがグリッド部に使用されるに至っている（例えば、特許文献２参照）。

この図１９、図２０に示されたエアー集束型グリッドがＸ線ＣＴ装置などのグリッド部に使用されている従来のものについて簡単に説明すると、次の如くである。

図１９の従来のクロス集束型グリッドの部分破断斜視図、および図２０の従来のＸ線ＣＴ装置のグリッド部構造説明図において、５０はグリッド、５１はブレード、２２は検出器ユニット、２３は検出素子、２４は不感帯、２５はグリッド固定リング、Ｆは焦束点を表している。

Ｘ線ＣＴ装置の場合は、Ｘ線の照射時間が長いため、その当初から上述のアルミニウム材のスペーサは使用せず開口構造とすると共に、鉛箔に相当するタングステンまたはモリブデン板を散乱線除去用として使用して必要な構造に配置をし、グリッド固定リング２５でグリッド５０の上下端を固定している。

焦束点Ｆから発せられたＸ線は、図示していない被写体を貫通しその一次線のみを、より多く検出器ユニット２２に到達するようにブレード５１の向きを補助焦束点Ｆ’に合わせると共に、当該ブレード５１のその位置は隣り合う検出素子２３の間にある不感帯２４に合わせることを要する構造が採られている。

ここで従来から一般的に使われてきた図２１図示の平面・集束グリッドについて更に説明すると、鉛箔５３とアルミニウム材のスペーサ５４の各寸法は、グリッド密度、グリッド比、および製作が可能な鉛箔５３の最小厚さによって決定される。代表的な寸法は、グリッド比：８、グリッド密度：４０の場合、鉛箔５３の厚さは０．０５ｍｍ、アルミニウム材のスペーサ５４の厚さは０．２ｍｍ、グリッドの厚さが１．６ｍｍになる。これらの規格の選択、決定に当たり、被写体を透過する厚さでのＸ線量は、最適値を定めてあるが、Ｘ線散乱線がグリッドの鉛、すなわち鉛箔５３に吸収され除去されるのは好ましいことであるが、Ｘ線源からのアルミニウム材のスペーサ５４の部分を通るＸ線が非所望に吸収され、撮像、またはディジタル信号化できる線量の最大７倍も被写体を照射させることになっている。
特開２００２−１９１５９６公報 特表２００５−５３７８４６公報

従来の図１９、図２０に図示されたグリッド５０にあっても、例えばブレード５１の厚さ０．２ｍｍ、配列ピッチをおよそ１ｍｍ、体軸方向（図２０の上下方向）も６０〜１２０ｍｍを必要とし、グリッド５０のその重要な中央部付近の吸収板と検出器ユニット２２との位置ずれが生じることがあり、有効な一次線の幅はおおよそ０．７ｍｍが限度とされている。その結果、その減少分が被写体の照射量の増加および散乱線の増加を招いているという問題点がある。

Ｘ線ＣＴ装置の若い世代（ペンシルビーム、ファンビーム）のシステムでは、散乱線吸収板が小さいので、平面精度はさほど必要でなかったが、現在ではディジタル化技術、および画像の処理技術の向上により、マルチスライス、ヘリカルスライス、コーンビームなど透過した一次線を無駄なく、広い範囲を短時間に処理することが可能になった。

反面、Ｘ線の照射範囲が広がり、散乱線が多くなり、その散乱線吸収能力を上げるために、吸収板が長く、つまり面積が大きく、平面精度よりも厳しく、より薄くつくることが要望され、その解決が基本機能の良悪に大きく影響し、その解決が強く望まれている。その上その生産効率の優れたグリッドの製造法も望まれている。

本発明は、前記の問題点や要望に鑑みなされたもので、強靱で生産効率にすぐれ、Ｘ線のその散乱線を効果的に吸収除去が可能な散乱線除去グリッドの製造方法を提供することを目的としている。

そのため本発明に係る散乱線除去グリッドの製造方法は、Ｘ線関連装置の線源から照射されるＸ線のその散乱線を吸収除去する散乱線除去グリッドについて、
Ｘ線の受像面上の２軸の少なくとも１つの軸方向に１つおきに配置されると共に、グリッドの所望形状の開口穴を形成させるべき形状をもち、かつ後述するＸ線吸収材被覆工程によるＸ線吸収材となる金属を被覆させた後の後述する芯金除去工程の後に芯金として取除かれる複数の芯金素子を備えた芯金ブロック基板を製造する工程と、
前記芯金素子の表面にＸ線吸収材となる金属を被覆するＸ線吸収材被覆工程と、
前記芯金素子の表面にＸ線吸収材となる金属が被覆されている状態から、前記取除かれる芯金として前記芯金素子を取除く芯金除去工程と
を備え、取除かれる芯金素子にＸ線吸収材の金属を被覆させた上で当該芯金素子を取除く処理をなし、Ｘ線吸収材からなる残存した金属でグリッドを形成するようにした
ことを特徴としている。

本発明によれば、グリッドの骨格が高精度保持が可能なハニカム構造を形成するので、極限に薄い吸収体構造とすることができ、検出面やシンチレータブロック面などのディジタル変換面に、散乱線の少ない一次線を、より多く到達させることが可能な散乱線除去グリッドを製造するのに適した製造方法となる。

また後工程において除去が可能な複数個の芯金素子にＸ線吸収材の金属を被覆させた上で、当該被覆させたＸ線吸収材の金属を取出す処理をなし、Ｘ線吸収材からの残存金属がグリッドを形成するようにしたので、高精度でその生産効率も優れた製造方法となる。

図１は本発明に係る散乱線除去グリッドの製造方法の一実施例部分破断概要工程説明図を示しており、図１（Ａ）は本発明の一実施例の場合の構成における第２、第３、第４工程の３つの工程を連続的に表示しており、図１（Ｂ）は本発明の一実施例の場合の構成における第１工程のものを表示している。なお図１では本発明の本質を理解しやすくするため、非集束型で説明している。

図１において、本発明の一実施例に係る散乱線除去グリッドの製造方法によるグリッドは、クロス型集束グリッドであり、Ｘ線関連装置の線源から照射されるＸ線のその散乱線を吸収除去する散乱線除去グリッドである。その製造方法、すなわち本発明では、図１（Ｂ）で表示されている第１工程（ａ）の芯金ブロック基板を製造する工程、以下図１（Ａ）で表示されている第２工程（ｂ）のＸ線吸収材被覆工程、第３工程（ｃ）のＸ線吸収材付き芯金ブロックとなす工程及び第４工程（ｄ）の芯金溶解工程を有している。

第１工程（ａ）の芯金ブロック基板を製造する工程では、Ｘ線の受像面上の２軸、少なくとも１つの軸方向（行又は列の方向）に１つおきに配置されると共にグリッド１の所望形状の開口穴２を形成させるべき例えば４角柱形状をもち、溶解除去が可能な材質、例えばアルミニウム、亜鉛などの金属材で構成された複数個の芯金素子３を備えた芯金ブロック基板４を製造する。

第２工程（ｂ）のＸ線吸収材被覆工程では、芯金素子３の表面にＸ線吸収材となる金属５、例えば鉛、タングステン、モリブデンなどを、所望の厚さに無電解メッキ又は蒸着或いは塗装などの方法で被覆する。この芯金素子３の表面にＸ線吸収材となる金属５を被覆処理を行うことにより、図１（Ｂ）の第１工程（ａ）図示のように隣り合いそれぞれ独立していた芯金素子３は、角状の芯金素子３の４側壁面の壁面端、すなわちそれぞれの稜線が、隣り合う芯金素子３の対応稜線の下部から上部に至るまで前記Ｘ線吸収材となる金属５で被覆され、斜めに隣り合う芯金素子３との間で、図１（Ａ）の第２工程（ｂ）に示されている如く接合によるブリッジ化され一体化された状態を形成する。

第３工程（ｃ）のＸ線吸収材付き芯金ブロックとなす工程では、Ｘ線吸収材被覆工程後の芯金素子３を基に、上下の不要部１４をワイヤカットなどにより切り取る処理を行い、グリッド１の開口穴２を形成させるに足る形状、すなわち各芯金素子３を所定形状の芯金部６にし、Ｘ線吸収材付き芯金ブロック７となす。

そして第４工程（ｄ）の芯金溶解工程では、Ｘ線吸収材付き芯金ブロック７の芯金部６内の溶解除去が可能な金属材である芯金８を溶解除去し、Ｘ線吸収材となる金属５を残存させて、いわゆるクロス型のグリッド１または後に図７や図８で説明する基板付のグリッド・ブロックを生成する。

このような工程を経てできたグリッド１は、Ｘ線源から照射されるＸ線のその散乱線の吸収除去機能のみならず、蜂の巣といわれるハニカム構造の形成となるので、その剛性が著しく向上したものとなる。

Ｘ線の散乱吸収板を構成する前記Ｘ線吸収材となる金属５を、次に説明する図２の様に、必要な分解能に近い寸法のハニカム構造にできるので、アルミニウム材のスペーサなどを使用しないエアーグリッドとして使用でき、ハニカム構造を構成するこのＸ線吸収材となる金属５の板厚も、１０μｍ程度まで薄くしても、その剛性が十分に確保され、平面精度すなわち指向性も向上でき、いわゆるグリッド比の高い、つまり分解能の良いグリッド１となる。

その結果、被写体を透過した一次線の９０％以上が撮像又はディジタル化面に到達できるので、被写体へのＸ線の照射時間を著しく低減でき、Ｘ線管の容量の低減をも可能となる。

図２は本発明に係る散乱線除去グリッドの製造方法により製造されるグリッドの一実施例斜視図を示している。

前記図１の説明では、本発明の本質を分かりやすくするため、非集束型（開口の夫々の軸線が平行）で説明しているが、図２図示の集束型のグリッド１を製造するには、図１（Ｂ）で示された芯金ブロック基板４の芯金素子３の長手方向の軸線を非平行に配置させることにより、クロス集束型の散乱線除去グリッドの製造方法となる。

なお、当該クロス集束型の散乱線除去グリッドを製造するに当って、１つの軸方向、例えば行方向又は列方向に１つおきに配置されると共にグリッド１の所望形状の開口穴２を形成させるべき形状をもつ芯金素子３が複数形成されている芯金ブロック基板４（即ち、１つの軸方向に芯金素子３が複数個配列されただけの芯金ブロック基板４）を複数個作成し、当該作成した複数個分まとめて一体のものとするようにして、図１（Ｂ）に示す構造に加工してもよいことは勿論である。

なお、１つの軸方向に１つおきに配置されると共にグリッド１の所望形状の開口穴２を形成させるべき形状の芯金素子３をもつ芯金ブロック基板４を製造するにあたっては、上述の方法に限られるものではない。次にその芯金ブロック基板４を製造する他の実施例を説明する。

図３は芯金ブロック基板を製造する一実施例製造説明図を示している。

溝加工する前の板状芯金素材９が複数枚（図３では４枚）重ねられ、その合わせ面の方向は集束点Ｆに向くようにされて、即ち、そのように作られている。なお図示の集束点Ｆと図示の補助集束点Ｆ' とは同じ点であるが、図を描くに当って概念的に別の点として描いている。芯金素子３の形成は、その加工法に適した枚数、図３では４枚を重ねて、５軸フライスまたはワイヤカットなどで能率良く所望形状の集束型となるべき溝１０が切削され、芯金素子板１１が製作される。このとき、グリッド密度が大きい場合には、すなわち板状芯金素材９の厚さが約０．５ｍｍ以下の場合には、前記の加工法は不向きになるので、この場合はフォトエッチング法で行う。

このようにして所望形状の溝１０が穿設された芯金素子板１１を、一行おきに列方向に１枡目ずつずらした状態にして一体化することにより、芯金素子３を複数有する図１（Ｂ）図示の如き芯金ブロック基板４を製造することができる。

図４は集束点から見下した図１（Ａ）に示す芯金素子の被覆処理後の断面拡大図を示している。

同図において、中心線より左側Ａに図示するものにおいては、芯金素子３、そして当該芯金素子３と斜めに隣り合う芯金素子３の各上下、左右方向４つの側壁面が、開口穴２側からメッキ又は蒸着或いは塗装などの被覆処理によってＸ線の散乱線吸着板（膜）が形成され、かつ当該斜めに隣り合う両芯金素子３の４側壁面の壁面端、すなわちそれぞれの稜線部分が一体化されてブリッジが形成されている状態を表している。即ち、Ｘ線吸収材となる金属５でブリッジが形成される。それ故後ほど説明する溶解工程で当該芯金素子３の部分が溶解除去されると、残存するＸ線吸収材となる金属５はブリッジで接合されたハニカム構造のグリッドを形成する。

一方、中心線より右側Ｂに図示するものにおいては、斜めに隣り合う両芯金素子３の４つの側壁面の対向稜線に対して被覆処理によってブリッジが形成されず、両芯金素子３が一体化されていない状態を表している。前述したように、芯金ブロック基板４の製造の際の芯金素子３の対応稜線間の間隙の広すぎや、また被覆処理において前記稜線部分のブリッジ化が未完成であることを表している。

つまりメッキ又は蒸着或いは塗装の膜の厚さは、隣り合う角状芯金素子３間の間隔以上でなければグリッドは形成されない。この膜の厚さは、角状芯金素子３の寸法差および芯金素子板１１の組み立て精度に関係し、試作ではその膜厚は０．０５ｍｍ以上必要であることが確かめられた。

前記説明の製造方法により製造さた芯金ブロック基板４は、当該芯金ブロック基板４に対して被覆工程のメッキ又は蒸着などの処理が行われて、斜めに隣り合う芯金素子３間の各稜線部分が被覆処理により接合され一体化されることにより、斜めに隣り合う芯金素子３が、いわゆるブリッジ化される結果ハニカム構造のグリッド１を形成する。

前記説明の斜めに隣り合う芯金素子３間の各稜線間隔が０．０５ｍｍ以下で加工されている場合、前記ブリッジ化され一体化されるには当然当該被覆処理による芯金素子３の被覆膜厚は０．０５ｍｍを超えることが望まれる。

芯金素子３の被覆膜厚が０．０５ｍｍを超える被覆処理がなされれば、図４図示の中心線左側Ａの如く、斜めに隣り合う芯金素子３の間の各稜線が被覆材でブリッジ化され一体化さる。つまり被覆膜で芯金素子３間が接合されハニカム構造のグリッドが形成される。

一方、芯金素子３の被覆膜厚が０．０５ｍｍを超えない被覆処理ならば、図４図示の中心線右側Ｂの如く、斜めに隣り合う芯金素子３の間の各稜線は依然としてその隙間が残存し、ブリッジ化されことなくグリッド形成がなされない。

図５は補強板を挟んだ芯金ブロック基板を製造する一実施例製造説明図を示している。

同図図５（Ａ）において、図３で説明の所望形状の溝１０が穿設された２枚の芯金素子板１１と芯金素子板１１との間にＸ線吸収材を用いた補強板１２を配置し、例えば一行おきに列方向に１枡目ずつずらした状態にして、例えば接着剤や圧着手段や他の固定手段を用いて一体化することにより、図５（Ｂ）図示の如く芯金素子３を複数有する芯金ブロック基板４を製造することができる。

なお、集束点Ｆ（Ｆ’は集束点Ｆと同じ点であるが、図を描くに当って概念的に別の点として描いている）から見下した図５（Ｂ）図示の補強板１２を含んだ芯金ブロック基板４の製造では、各厚さは１０μｍまで容易に製造が可能であり、Ｘ線の一次線に対する影、すなわち集束点Ｆに対する誤差は、別名電鋳法といわれる精密転写法であるので、芯金ブロック基板４を製造する際の芯金素子３の精度で定まる。

そして、当該芯金素子３の力学上の剛体は、グリッドの密度を１ｍｍ、吸収体、すなわちＸ線の散乱吸収板（膜）の厚さ０．０２ｍｍとして、グリッド構成板に対する曲げ剛性は単純比（０．９８／０．０２）³ 倍で、約１０万倍も強くなるという特徴を有する。

そしてメッキ又は蒸着などの被覆工程では、基本となる芯金素子３を１つおきに配置することにより、吸収材イオンの移動が容易であるので、その被覆処理時間は短時間で、その膜厚も均一に成形できるという特徴をもつ。

図６は補強板を備えた図５に示した芯金素子に対して被覆処理をほどこした後の断面拡大図を示している。

同図において、開口穴２を構成する上下、左右方向の４つの側壁面が被覆処理によってＸ線の散乱線吸着板（膜）１３が形成されると共に、その４つの側壁面の各稜線部分も連続した形態で、すなわちブリッジ化され一体化された形態でＸ線の散乱吸着板（膜）１３が形成される。

このようなＸ線吸収材被覆工程の後、所定形状のグリッド１とするべく被覆された芯金素子３について、図１（Ａ）に示した如き不要部１４を切断除去し、Ｘ線吸収材付き芯金ブロック７となす。

その後、上述の芯金溶解工程（ｄ）で当該Ｘ線吸収材付き芯金ブロック７の芯金部６内の溶解除去が可能な金属材、すなわち図１（Ａ）に示した如き芯金８を溶解除去し、Ｘ線吸収材となる金属５を残存させてハニカム構造のグリッド１又は基板付のグリッド・ブロックを生成する。なお、図６に示す構成の場合には、芯金素子３を溶解除去して残った開口穴については、当該開口穴の２つの側壁面はＸ線吸収材となる金属５で覆われ、他の２つの側壁面はＸ線吸収材で作られている補強板１２で囲われているものとなる。勿論、元々開口穴２であった部分では４つの側壁面がＸ線吸収材となる金属５で覆われているものとなる。

なお、前記芯金素子３の不要部１４の切断、および芯金６が溶解除去された残存金属のグリッド面の仕上げが、ワイヤカットなどの従来技術で行われる。

前記図１（Ａ）において、芯金ブロック基板４に対して、Ｘ線吸収材を被覆した上で、内部に存在する芯金素子３、３……（即ち、溶解除去が可能な金属材で構成されている芯金８、８……）を溶解する状態について説明した。しかし図７に示す如き状態にてグリッド・ブロック、即ちＸ線吸収材にて形成された筒状体が配列されたグリッドを作成し、グリッド・ブロックを面状に配置させた上で、所望するグリッドを作成するようにすることが出来る。

図７は、グリッド・ブロックを面状に配置させてゆく態様を説明する図である。図中の符号１１は芯金素子板、１１−１は芯金素子板１１に対してＸ線吸収材となる金属５を被覆させた状態の被覆後芯金素子板を表わしている。なお、図示の被覆後芯金素子板１１−１においては、後工程での芯金８自体を溶解させるために、片面を切断した状態が描かれている。また、符号６０はグリッド・ブロック、１−１はブロック基台上に配置されて存在するグリッド、６１はブロック基台を表している。グリッド・ブロック６０は、ブロック基台６１上に、芯金８が溶解除去されて残ったグリッド１─１が配列されたものとなる。６２は面状に配置されて一体化されたグリッド・ブロック、６３、６３……は接着剤で接着された接着部分を表わしている。

なお、図７に示すように、１軸方向に細長いグリッド・ブロック６０を面状に配置して一体化するに当っては、１つのグリッド・ブロック６０上に配置されて存在するグリッド１−１と、隣り合うグリッド・ブロック６０上に配置されて存在するグリッド１−１との突き合わせ部分に間隙が存在することになる。このために、図７の態様においては、当該突き合わせ部分に接着剤がほどこされて接着部分６３となっている。更に、図７において１軸方向に細長いグリッド・ブロック６０を面状に配置して一体化するに当って、補強板１２を介在させることができる。

図７に示した如く、面状に配置されて一体化されたグリッド・ブロック６２は、後工程において、ブロック基台６１の部分が切り離される。即ち所望されるグリッドが形成される。

図８は、補強板を介在させて、面状に配置して一体化させたグリッド・ブロックを説明する図である。図中の符号は図７に対応しており、１−１はグリッド、６１はブロック基台、６０はグリッド・ブロック、６４は補強板１２を介在させて面状に配置されて一体化されたグリッド・ブロックを表わしている。

図８に示す場合には、図７に示すようにして形成された所の、１軸方向に細長いグリッド・ブロック６０を面状に配置するに当って、当該各グリッド・ブロック６０の間に補強板１２が介在され、各補強板１２、１２……と各グリッド・ブロック６０、６０……とは接着剤で接着される。その後、図７に関連して述べた如く図示のブロック基台６１の部分が切り離されて、所望されるグリッドが形成される。

前記図１、図３、図５、図７、図８において芯金ブロック基板４や芯金素子板１１を作成する態様を示したが、補強板１２上に直接的に芯金素子３を配列されて芯金ブロック板を作成した上で、前述と同様の芯金ブロック基板を作成する他の実施例について述べる。

図９は本発明に係る他の実施例説明図を示している。

同図において、芯金ブロック板１６は、集束型グリッドの開口穴を形成するべき所定形状の、溶解が可能な金属材の芯金素子３を補強板１２の所定位置に配置し、ロー付け、溶接、プレス圧接合などの固定手段を用いて固定することにより製作される。当該芯金ブロック板１６を所定枚数重ね合わせて被覆処理前の芯金ブロック基板１７が作られる。この被覆処理前の芯金ブロック基板１７に対して、前述のＸ線散乱吸収板（膜）を被覆処理することにより、被覆された芯金ブロック基板１７が製造される。

このときの芯金ブロック板１６の重ね合わせは、図９図示の如く、芯金素子３が行、列方向に１つおきとなるような配列とされる。芯金素子３がそれぞれこのように配列されることにより、芯金ブロック基板１７に対して前記の被覆処理がなされ、当該芯金素子３が溶解除去されることで、残存されたＸ線の散乱吸収板（膜）が前記説明のハニカム構造を形成し、散乱線除去グリッドが製造される。

この芯金ブロック基板１７を製造する方法によれば、後工程で不要となってしまう所の溶解除去される金属の使用量が大きく減少されるので、経済的な製法といえる。

図１０は図９に対応する他の実施例を説明する図を示している。

同図において、芯金ブロック板１８は、集束型グリッドの開口穴を形成するべき所定形状の、溶解が可能な金属材の芯金素子３を補強板１２の所定位置に配置し、ロー付け、溶接、プレス圧接合などの固定手段を用いて固定することにより製作される。当該芯金ブロック板１８を所定枚数重ね合わせて被覆処理前の芯金ブロック基板１９が作られる。この被覆処理前の芯金ブロック基板１９を被覆処理することにより、被覆された芯金ブロック基板１９が製造される。

このときの芯金ブロック板１８の重ね合わせは、図１０図示の如く、芯金素子３が行方向１つおきとなるような配列とされ、列方向は芯金素子３が同列となるような配列とされる。芯金素子３がそれぞれこのように配列されることにより、芯金ブロック基板１９に対して前記の被覆処理がなされ、当該芯金素子３が溶解除去されることで、残存されたＸ線の散乱吸収板（膜）が前記説明のハニカム構造を形成し、散乱線除去グリッドが製造される。

この芯金ブロック基板１９の製造方法においても、後工程で不要となってしまう所の溶解除去される金属の使用量が大きく減少されるので、経済的な製法といえる。

図１１は、補強板の上に芯金素子を配列させるための説明図である。

図中の符号１６（又は１８）は芯金ブロック板、１２は補強板、３、３……は芯金素子であり、９は板状芯金素材、７０は芯金素子が打ち抜かれるためのプレス・ダイ、７１は芯金素子を打抜くためのパンチ・プレート、７２は補強板上に配置された芯金素子３、３……を固着する固着素子、７３は固着素子打込みパンチ、７４はプレス・ダイに形成されている孔、７５はパンチ・プレートの突起部、７６はプレス装置基板を表わしている。

図１１はプレス装置の構成を判り易くするために原理説明図として描かれている。

図示のプレス装置基板７６の上に補強板１２が給送可能に設けられ、図示のプレス・ダイ７０が取り付けられると共に、プレス装置には図示のパンチ・プレート７１が取り付けられている。パンチ・プレート７１には一体に形成されている例えば４個の突起部７５がもうけられて一緒に上下動されているものであるが、図１１では説明を容易にするために４個の突起部７５が別々に上下動するかの如く描かれている。図示の左端（第１）の突起部７５はパンチ前の位置にある状態として描かれ、第２の突起部７５は板状芯金素材９を打抜く途中の位置にある状態として描かれ、第３の突起部７５は芯金素子３を打抜いた位置にある状態として描かれ、右端（第４）の突起部７５はパンチ終了後の位置に戻った状態として描かれている。プレス・ダイ７０には、図示では明瞭ではないが、芯金素子３、３……が打ち抜かれてゆく孔７４……. が開孔されており、当該各孔７４の内壁の形状は１個の芯金素子３と同じ形状につくられている。

プレス装置における前記プレス・ダイ７０の下に補強板１２が給送され、かつプレス・ダイ７０の上に、板状芯金素材９が給送されてきて停止した状態の下で、パンチ・プレート７１が板状芯金素材９をプレス・ダイ７０に押圧する。この際に、板状芯金素材９から、プレス・ダイ７０の各孔７４からの当該孔７４に対応する形状の芯金素子３、３……が打ち抜かれて補強板１２上に排出され、当該芯金素子３、３……は、図示の補強板１２の表面に並んだ状態で圧着され、固着素子打込みパンチ７３によって固着素子７２……を打込み、当該固着素子７２……によって固着される。即ち、補強板１２の上に芯金素子３、３……が並べられて固着されている芯金ブロック板１６（又は１８）が作成される。

更に、図１に示す如く芯金除去工程において、芯金を溶解除去していた実施態様に代えて、図１２、図１３および図１４を用いて、芯金表面から、芯金表面に被覆させた「Ｘ線吸収材となる金属」を剥離させて、グリッドを作成する本発明の他の実施態様を説明する。

図１２はグリッド組立の処理工程を説明する図である。図中の符号８０は芯金ブロックであって図１に示す芯金ブロック基板の一部に対応するもの、８１はＸ線吸収材付き芯金ブロック、８２は被覆されているＸ線吸収材、８３は補強板、８４は台形の側辺、８５は凸部、８６は凹部、８７はグリッド・ブロック、８８は組立てられたグリッドを表している。なお前記凸部８５が図１にいう芯金素子３に対応していることになる。

図１２（ａ）は、例えば１軸方向に凸部８５と凹部８６とを形成された芯金ブロック断面を表わしている。芯金ブロック８０は、後述する図１３に関連して説明するようにして作成されているものと考えてよい。なお、芯金ブロック８０は、ステンレスで構成されるが、セラミックスで構成されてもよい。

凸部８５の断面形状と凹部８６の断面形状とは、夫々、例えば両側辺８４、８４の長さが等しい台形に形成されており、凸部８５の台形上辺の長さが凹部８６の台形上辺の長さに等しくかつ凸部８５の台形下辺の長さが凹部８６の台形下の長さに等しいようにされている。

図１２（ａ）図示の状態において、芯金ブロック８０の凹部８５、８５……と凹部８６、８６……との表面に、導電性の剥離膜をほどこす処理が行われる。

図１２（ｂ）は、図１２（ａ）図示の場合の如く導電性の剥離膜をほどこした後に、Ｘ線吸収材となる金属が、メッキや蒸着などによって、当該凸部８５、８５……や凹部８６、８６……の表面に被覆され、図示のＸ線吸収材８２となっている状態を表している。Ｘ線吸収材８２は電気メッキでも被覆可能である。

図１２（ｃ）は、被覆されているＸ線吸収材８２の上面に、補強板８３を接着剤で接着された状態を表している。言うまでもなく、補強板８３は、図５に関連して説明したようにＸ線吸収材としての機能を持っている。そして、補強板８３は、図示の如く、芯金ブロック８０の凸部８５、８５……の上面に被覆されているＸ線吸収材８２と接着される。

図１２（ｄ）は、芯金ブロック８０から、Ｘ線吸収材８２を離型する状態を表している。図１２（ａ）に関連して説明した如く芯金ブロック８０の表面に予め剥離膜がほどこされていることから、補強板８３を持って芯金ブロック８０から引き離すと、補強板８３に接着されているＸ線吸収材８２、即ち図示のグリッド・ブロック８７が芯金ブロック８０から剥離される。なお、グリッド・ブロック８７は、細長い形状の補強板８３の一面に、一方向に、前記芯金ブロック８０における凹部８５、８５……と凸部８６、８６……とに対応する形状の、かつ補強板８３の幅に等しい幅をもつＸ線吸収材８２が接着されているものとなっている。

図１２（ｅ）は、形成されたグリッド・ブロック８７を積み重ねて作成されたグリッド８８を表している。

図１２（ｄ）に関連して説明した如く作成されたグリッド・ブロック８７、８７……は、個々のグリッド・ブロック８７上のＸ線吸収材８２、８２……の上面が、図１２（ｅ）に示す如く他のグリッド・ブロック８７の補強板８３の裏面と接着剤によって接着されつつ、積み重ねられる。即ち面状に拡がったグリッド８８が形成される。

なお、当該完成されたグリッド８８は、当該グリッド８８の図示の紙面の上方からＸ線が照射されるものとして用いられる。

図１３は図１２に示すＸ線吸収材付き芯金ブロックを作成する状況を説明する図である。図中の符号８９は複数の芯金ブロック８０が面状に連ねて一体化している状態の芯金ブロック、９０はマスキング材を表している。

加工前の板状芯金基盤に対して、図示の如く、所定の間隔をもって、マスキング材９０、９０……を挿置する溝９１、９１……が夫々例えば図示横方向に連続して加工されると共に、当該各溝９１、９１……相互の間の部分に対して、前述の凸部８５、８５……と凹部８６、８６……とが加工形成される。

前記１つの溝９１と隣り合う溝９１との間の部分に形成される凸部８５、８５……と凹部８６、８６……との長手方向の軸の方向が、図３に関連して説明した如く焦束点Ｆに向かうように形成しておくようにされる。勿論、そのような方向に向かうようにする必要がない場合には、当該軸方向が平行になるようにしてもよい。

このように、加工前の板状芯金基盤上に、凸部８５、８５……と凹部８６、８６……とが形成され、かつ溝９１、９１……が形成された後に、前記溝９１、９１……に対して、例えばテフロン系（登録商標）の樹脂でつくった直方体状のマスキング材９０、９０……を、ピッチリと詰め込んで、図示の芯金ブロック８９が作り上げられる。

当該作り上げられた芯金ブロック８９の図示の上面全体に、図１２（ａ）において、説明した如く導電性の剥離膜がほどこされ、図１２（ｂ）において説明した如くＸ線吸収材８２が被覆される。そこで、図１３に示すマスキング材９０、９０……を取除いたが後に、図１２（ｃ）において説明した如く、１軸方向に並んだ凸部８５、８５……の表面に補強板８３が接着される。

以下は、図１２（ｄ）や図１２（ｅ）に述べたようにして、面状のグリッドが作成される。

図１４は、図１２（ｅ）に示すように作成された面状のグリッドをＸ線検出素子の群と対応づけて配置した状態を示している。図中の符号８２、８３、８４は図１２に対応し、２３はＸ線の検出素子を表している。

言うまでもなくＸ線は、図示の紙面上方向から照射される形となり、図示の補強板８３、８３……が１つの検出素子２３と上下に隣り合う検出素子２３、２３との間の不感帯２４上に配置されるようにされる。

図１４の示す如く、Ｘ線吸収材８２がつくる台形状開口の側辺８４は、左右に隣り合う検出素子２３、２３に対して、斜めに横切るようになるが、当該隣り合う夫々の検出素子２３、２３がＸ線を受光する量は等しいものとなっている。

図１５は本発明の方法によって製造されたグリッドが用いられたＸ線ＣＴ装置のグリッド部の構造説明図を示している。

同図において、２１はグリッドであり、２２は検出器ユニット、２３は検出素子、２４は不感帯、２５はグリッド固定リング、Ｆは集束点をそれぞれ表している。

各部品の配置は従来の図２０と同じである。本発明の方法によって製造されたグリッド２１の特徴を明確にするため、図２０の従来のグリッド５０が用いられている装置と比較しながら説明すると、従来のブレード５１に相当するＸ線の散乱吸収板（膜）１３を、０．０２ｍｍとすることは、前述のとおり容易に可能である。従来のブレード５１が薄く作られたグリッド５０にあっては、その材質の特性により当該ブレード５１が曲がりやすいのに対し、本発明に係る図１５図示のグリッド２１は、ハニカム構造によりＸ線の散乱吸収板（膜）１３は曲がりが生じることが皆無の構造形態となっている。

さらに、２軸方向に等量の散乱線の吸収能力を持つので、従来の体軸方向の解析回路による分解能の改善が不要となり、システムへの負担が低減され、その分全体の機能が向上できる。

図１６は集束点から見下したグリッドと検出器との位置関係説明図を示している。

同図において、Ｘ線吸収材であるＸ線の散乱吸収板（膜）１３、補強板１２は著しく薄くすることができるので、設計的に検出素子２３の有効面積内に配置することにより、グリッド位置と検出素子間の不感帯２４との位置合わせがそれ程厳密には不要になる。この場合、仮に５％の減衰があるとして、全検出素子２３が同じ値であるので、いわゆるモアレ縞、即ち格子構造のものが重なり合うことによって光量に大小が生じて発生するモアレ縞の発生、などの不良がなくなる。今後、検出器ユニット２２の不感帯２４を無くすことが可能になれば、グリッド２１を含めた変換効率が向上できる。

図１７は本発明に係る方法で複数個のグリッドを製造する一実施例加工説明図を示している。

同図において、グリッド２１の厚さ（長さ）Ｗが小さくてよい場合、性能の許容範囲内であることの下で、分割位置３０に沿ってワイヤカットなどにて切断することにより、完成した１個のグリッド２１から複数個のグリッドが作れ、コスト低減が可能である。なお、３は芯金素子、８は芯金、Ｈは仰角を表している。

図１８は本発明に係る一実施例芯金部形状説明図を示している。

同図において、Ｘ線ＣＴ装置などの場合、グリッドの外形は、長い長方形になるので、芯金ブロック基板を製造する工程（ａ）で芯金ブロック基板４を製造する際、芯金素子３の勾配を図示の如く分割位置３０に対して変更することにより、そして当該分割位置３０で切断することで、１つの完成したグリッドから同じ集束距離Ｌのグリッドを複数個作ることができる。

本発明に係る散乱線除去グリッドの製造方法の一実施例部分破断概要工程説明図である。 本発明に係る散乱線除去グリッドの製造方法により製造されるグリッドの一実施例斜視図である。 芯金ブロック基板を製造する一実施例製造説明図である。 集束点から見下した図１（Ａ）に示す芯金素子の被覆処理後の断面拡大図である。 補強板を挟んだ芯金ブロック基板を製造する一実施例製造説明図である。 補強板を備えた図５に示した芯金素子に対して被覆処理をほどこした後の断面拡大図である。 グリッド・ブロックを面状に配置させてゆく態様を説明する図である。 補強板を介在させて面状に配置して一体化させたグリッド・ブロック図である。 本発明に係る他の実施例説明図である。 図９に対応する他の実施例を説明する図である。 プレス装置の構成を判り易くするための原理説明図である。 グリッド組立の処理工程を説明する図である。 図１２に示すＸ線吸収材付き芯金ブロックを作成する状況を説明する図である。 図１２（ｅ）図示のグリッドをＸ線検出素子の群と対応づけて配置した状態を説明する図である。 本発明の方法によって製造されたグリッドが用いられたＸ線ＣＴ装置のグリッド部の構造説明図である。 集束点から見下したグリッドと検出器との位置関係説明図である。 本発明に係る方法で複数個のグリッドを製造する一実施例加工説明図である。 本発明に係る一実施例芯金部形状説明図である。 従来のクロス集束型グリッドの部分破断斜視図である。 従来のＸ線ＣＴ装置のグリッド部構造説明図である。 従来の散乱線除去グリッド構造説明図である。

符号の説明

１ グリッド
２ 開口穴
３ 芯金素子
４ 芯金ブロック基板
５ Ｘ線吸収材となる金属
６ 芯金部
７ Ｘ線吸収材付き芯金ブロック
８ 芯金
９ 板状芯金素材
１０ 溝
１１ 芯金素子板
１２ 補強板
１３ Ｘ線の散乱吸収板（膜）
１４ 不要部
１６ 芯金ブロック板
１７ 芯金ブロック基板
１８ 芯金ブロック板
１９ 芯金ブロック基板
２１ グリッド
２２ 検出器ユニット
２３ 検出素子
２４ 不感帯
２５ グリッド固定リング
３０ 分割位置
５０ グリッド
５１ ブレード
５３ 鉛箔
５４ アルミニウム材のスペーサ
６０ グリッド・ブロック
６１ ブロック基台
６２ 一体化されたグリッド・ブロック
６３ 接着部分
６４ 補強板を介在させて一体化されたグリッド・ブロック
７０ プレス・ダイ
７１ パンチ・プレート
７２ 固着素子
７３ 固着素子打込みパンチ
７４ 孔
７５ 突起部
７６ プレス装置基板
８０ 芯金ブロック
８１ Ｘ線吸収材付き芯金ブロック
８２ Ｘ線吸収材
８３ 補強板
８４ 台形の側辺
８５ 凸部
８６ 凹部
８７ グリッド・ブロック
８８ 組立てられたグリッド
８９ （一体化している）芯金ブロック
９０ マスキング材
９１ 溝

Claims (12)

1. Ｘ線関連装置の線源から照射されるＸ線のその散乱線を吸収除去する散乱線除去グリッドについて、
   Ｘ線の受像面上の２軸の少なくとも１つの軸方向に１つおきに配置されると共に、グリッドの所望形状の開口穴を形成させるべき形状をもち、かつ後述するＸ線吸収材被覆工程によるＸ線吸収材となる金属を被覆させた後の後述する芯金除去工程の後に芯金として取除かれる複数の芯金素子を備え、当該芯金が金属またはセラミックスで構成される芯金ブロック基板を製造する工程と、
   前記芯金素子の表面にＸ線吸収材となる金属を被覆するＸ線吸収材被覆工程と、
   前記芯金素子の表面にＸ線吸収材となる金属が被覆されている状態から、前記取除かれる芯金として前記芯金素子を取除く芯金除去工程と
   を備え、取除かれる芯金素子にＸ線吸収材の金属を被覆させた上で当該芯金素子を取除く処理をなし、Ｘ線吸収材からなる残存した金属でグリッドを形成するようにした
   ことを特徴とする散乱線除去グリッドの製造方法。
2. 請求項１記載の散乱線除去グリッドの製造方法において、
   前記芯金ブロック基板を製造する工程が、少なくとも前記１つの軸方向に１つおきに配置されると共に、グリッドの所望形状の開口穴を形成させるべき形状をもち、かつ溶解除去が可能な金属材で構成された複数個の芯金素子を備えた芯金ブロック基板を製造するようにされ、
   前記Ｘ線吸収材被覆工程が、前記芯金素子の表面にＸ線吸収材となる金属を被覆するようにされ、
   前記芯金除去工程が、前記Ｘ線吸収材被覆工程の芯金素子を基にグリッドの開口穴を形成させるに足る形状の芯金部にし、Ｘ線吸収材付き芯金ブロックとなす工程と、当該Ｘ線吸収材付き芯金ブロックの芯金部内の前記溶解除去が可能な金属材を溶解除去し、Ｘ線吸収材の金属を残存させてグリッドの部分を生成する芯金溶解工程とを有するようにされ、
   溶解除去が可能な複数個の芯金素子にＸ線吸収材の金属を被覆させた上で溶解除去処理をなし、Ｘ線吸収材からなる残存した金属でグリッド又は基板付きのグリッド・ブロックを形成するようにした
   ことを特徴とする散乱線除去グリッドの製造方法。
3. 前記溶解除去が可能な金属材で構成された複数個の芯金素子を備えた芯金ブロック基板は、その芯金素子が配列の列、または行に一体に製作された芯金素子板で構成の当該芯金素子板が複数並べられて形成されていることを特徴とする請求項２に記載の散乱線除去グリッドの製造方法。
4. 前記溶解除去が可能な金属材で構成された複数個の芯金素子を備えた芯金ブロック基板は、Ｘ線吸収材の補強板が、列、または行方向に、隣り合う芯金素子板の間に配置されて形成されていることを特徴とする請求項２に記載の散乱線除去グリッドの製造方法。
5. 前記Ｘ線吸収材の補強板が、列、または行方向に、隣り合うグリッド・ブロックの間に配置され組み立てられて芯金ブロック基板となっていることを特徴とする請求項２に記載の散乱線除去グリッドの製造方法。
6. 前記芯金ブロック基板は、前記補強板が、接着剤や圧着手段や固定手段を介して、前記芯金素子と一体化されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の散乱線除去グリッドの製造方法。
7. 前記Ｘ線吸収材付き芯金ブロックとなす工程は、被覆された芯金素子の不要部切断、および芯金部内の溶解が可能な金属材が溶解除去された残存金属のグリッド面の仕上げを、ワイヤカットでおこなうことを特徴とする請求項２に記載の散乱線除去グリッドの製造方法。
8. 前記Ｘ線吸収材被覆工程は、芯金素子の表面に対するＸ線吸収材となる金属の被覆が、メッキ、蒸着、塗装のいずれかで被覆処理されることを特徴とする請求項１に記載の散乱線除去グリッドの製造方法。
9. 前記芯金ブロック基板を製造する工程は、１個の完成グリッドから複数のグリッドが得られるに足る芯金素子が用いられ、当該芯金素子が芯金除去工程後に許容範囲内でグリッドを複数個生成されるよう製造されていることを特徴とする請求項１に記載の散乱線除去グリッドの製造方法。
10. 請求項１記載の散乱線除去グリッドの製造方法において、
    前記芯金ブロック基板を製造する工程が、少なくとも前記１つの軸方向に１つおきに配置されると共に、グリッドの所望形状の開口穴を形成させるべき形成をもち、かつ前記芯金除去工程に芯金として除去される複数の芯金素子を備えた芯金ブロック基板を製造するようにされ、
    前記Ｘ線吸収材被覆工程が、前記芯金素子の表面に剥離膜をほどこす処理を行った後にＸ線吸収材となる金属を被覆するようにされ、
    前記芯金除去工程が、前記芯金素子の表面に被覆されている所の、Ｘ線吸収材となる金属部分の凸部分に補強板を着接する工程と、当該補強板に着接された後のＸ線吸収材となる金属の部分から、前記芯金ブロック基板を取除くよう、当該Ｘ線吸収材となる金属の部分を当該芯金ブロック基板から離型する工程とを有するようにされ、
    前記芯金ブロック基板に被覆されている所の、Ｘ線吸収材となる金属の部分を、前記芯金ブロック基板から離型して、グリッドを形成するようにした、
    ことを特徴とする請求項１に記載の散乱線除去グリッドの製造方法。
11. 前記複数個の芯金素子は、断面が台形に形成されていることを特徴とする請求項１０記載の散乱線除去グリッドの製造方法。
12. 前記芯金ブロック基板から離型する工程において離型されてなる、前記補強板が着接されて形成されている補強板付きグリッドが、複数個並べられて、面状に拡がる補強板付きグリッドを形成されることを特徴とする請求項１１記載の散乱線除去グリッドの製造方法。

Images