(57)【要約】【課題】リッジフィルタにおける特性の精度および歩留りを高める。【解決手段】粒子線治療装置に設けられるリッジフィルタ１００であり、粒子線２０４の入射方向Ｐに沿って延びる複数の延在部１０１ｃを備えた繰り返し構造体１０１と、繰り返し構造体１０１の粒子線２０４の入射側と反対側の下面１０１ｂ側に設けられた底板１０２と、を有している。さらに、繰り返し構造体１０１と底板１０２とが、造形方法によって一体に形成され、かつ繰り返し構造体１０１と底板１０２とが、それぞれ樹脂の積層体からなる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒子線治療装置に設けられるリッジフィルタであって、
前記粒子線治療装置で用いられる粒子線の入射方向に沿って延びる複数の延在部を備えた第１構造体と、
前記第１構造体の前記粒子線の入射側の第１面もしくは前記第１面と反対側の第２面の何れか一方に設けられた第２構造体と、
を有し、
前記第１構造体と前記第２構造体とが、一体に形成され、かつそれぞれ積層体からなる、リッジフィルタ。
【請求項２】
請求項１に記載のリッジフィルタにおいて、
前記第１および第２構造体は、それぞれ樹脂と隙間とからなり、
前記第２構造体における前記樹脂の割合は、前記第１構造体における前記樹脂の割合より小さい、リッジフィルタ。
【請求項３】
請求項１に記載のリッジフィルタにおいて、
前記第２構造体の弾性率は、前記第１構造体の弾性率より小さい、リッジフィルタ。
【請求項４】
請求項１に記載のリッジフィルタにおいて、
前記第２構造体の厚さは、０．１ｍｍ以上で、かつ１．２ｍｍ以下である、リッジフィルタ。
【請求項５】
請求項４に記載のリッジフィルタにおいて、
前記第１構造体の周囲に枠が配置されている、リッジフィルタ。
【請求項６】
請求項５に記載のリッジフィルタにおいて、
前記枠の外側で、かつ前記粒子線が通過しない領域に、前記第１構造体の少なくとも一部と同一形状の第３構造体が形成されている、リッジフィルタ。
【請求項７】
請求項６に記載のリッジフィルタにおいて、
前記第１構造体の前記粒子線の前記入射方向の長さを厚さとすると、前記粒子線が通過しない領域に形成した前記第３構造体の厚さは、前記第１構造体の厚さと同一もしくは前記第１構造体の厚さより大きい、リッジフィルタ。
【請求項８】
請求項１に記載のリッジフィルタにおいて、
前記第２構造体は、樹脂の積層体からなり、かつ前記樹脂の延在方向が前記樹脂の積層方向において交互に交差するように形成されている、リッジフィルタ。
【請求項９】
請求項１に記載のリッジフィルタにおいて、
前記第２構造体は、樹脂の積層体からなり、
前記第２構造体における前記樹脂の積層数は、偶数である、リッジフィルタ。
【請求項１０】
樹脂を積層して形成するリッジフィルタの製造方法であって、
（ａ）ノズルから溶融された前記樹脂を吐出する工程、
（ｂ）前記（ａ）工程の後、前記ノズルの前記樹脂の積層方向に交差する方向への走査を順次繰り返して前記樹脂の積層造形により底部を形成する工程、
（ｃ）前記（ｂ）工程の後、前記底部上に、前記樹脂の積層方向に交差する方向に対して、それぞれ積層体からなり、かつ前記樹脂の積層方向に延びる複数の延在部を形成することで、前記複数の延在部を備えた構造体を造形する工程、
を有する、リッジフィルタの製造方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載のリッジフィルタの製造方法において、
前記（ｂ）工程では、前記ノズルの走査方向を層ごとに交互に交差するように変えて前記樹脂を積層造形する、リッジフィルタの製造方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載のリッジフィルタの製造方法において、
前記底部は、前記樹脂の層を偶数回積層して形成する、リッジフィルタの製造方法。
【請求項１３】
樹脂を積層して形成するリッジフィルタの製造方法であって、
（ａ）樹脂粉末を敷設する工程、
（ｂ）前記（ａ）工程の後、敷設された前記樹脂粉末にレーザを照射し、前記レーザの照射による焼結もしくは溶融を順次繰り返して前記樹脂の積層造形により底部を形成する工程、
（ｃ）前記（ｂ）工程の後、前記底部上に、前記樹脂の積層方向に交差する方向に対して、それぞれ積層体からなり、かつ前記樹脂の積層方向に延びる複数の延在部を形成することで、前記複数の延在部を備えた構造体を造形する工程、
を有する、リッジフィルタの製造方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載のリッジフィルタの製造方法において、
前記（ｂ）工程で前記底部を造形する際に照射する前記レーザのエネルギー密度を、前記（ｃ）工程で前記構造体を造形する際に照射する前記レーザのエネルギー密度よりも小さくして積層造形する、リッジフィルタの製造方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載のリッジフィルタの製造方法において、
前記リッジフィルタを、前記樹脂の積層方向に対して傾斜させて造形する、リッジフィルタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粒子線治療装置に使用されるリッジフィルタおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
粒子線治療装置は、シンクロトロンなどの加速器によって加速された荷電粒子ビーム（以降、単にビームともいう）を、癌細胞に照射する装置であり、近年、その需要は急拡大している。粒子線治療では、スキャニング照射法が普及しつつあり、これは、ターゲットを微小領域（スポット）に分けて考え、微小領域毎にビームを照射する方法である。スキャニング照射法は、照射位置と照射量を適切に制御することで、患部のみを高線量で照射し、周辺の正常組織の線量を減らした照射が可能である。粒子線は、ある深さで放出するエネルギーが最大となるため、ビームの進行方向に対して精密に調整するためには、加速器のエネルギー変更、もしくは加速器のエネルギー変更に加え、飛程を調整するレンジシフタが組み合わせて使われる。
【０００３】
また、ビームは、深さ方向にブラッグカーブと呼ばれる線量分布を形成し、ある深さでピークを持つため、深さ方法に厚みのあるターゲットに一様に照射することはできない。それゆえ、深さ方向に一様な線量の領域を拡大する必要がある。その対策として、リッジフィルタを用いることで、深さ方向を制御することが知られている。
【０００４】
特開２０１５−１１６２８４号公報（特許文献１）には、リッジフィルタの構造や製造方法が開示されており、この特許文献１には、リッジフィルタが複雑な形状であるため、機械加工で作られた個片を組み合わせて製造するリッジフィルタの構造や製造方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１１６２８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に記載されたリッジフィルタの製造方法を用いる場合、個片毎に機械加工して嵌合するため、嵌合時のずれが発生しやすくなり、歩留りが低くなるという課題が発生する。また、そのずれによって、特性のばらつきが発生しやすいという課題もある。
【０００７】
本発明の目的は、リッジフィルタの製造に積層造形方法を用い、その積層造形に適したリッジフィルタの構造を実現することで、リッジフィルタにおける特性の精度を高めるとともに歩留りを高めることができる技術を提供することにある。
【０００８】
本発明の前記の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願において開示される実施の形態のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１０】
一実施の形態におけるリッジフィルタは、粒子線治療装置で用いられる粒子線の入射方向に沿って延びる複数の延在部を備えた第１構造体と、上記第１構造体の上記粒子線の入射側の第１面もしくは上記第１面と反対側の第２面の何れか一方に設けられた第２構造体と、を有している。さらに、上記第１構造体と上記第２構造体とが、一体に形成され、かつそれぞれ積層体からなる。
【００１１】
また、一実施の形態におけるリッジフィルタの製造方法は、（ａ）ノズルから溶融された樹脂を吐出する工程、（ｂ）上記ノズルの上記樹脂の積層方向に交差する方向への走査を順次繰り返して上記樹脂の積層造形により底部を形成する工程、を有する。さらに、（ｃ）上記底部上に、上記樹脂の積層方向に交差する方向に対して、それぞれ積層体からなり、かつ上記樹脂の積層方向に延びる複数の延在部を形成することで、上記複数の延在部を備えた構造体を造形する工程、を有する。
【００１２】
また、他の実施の形態におけるリッジフィルタの製造方法は、（ａ）樹脂粉末を敷設する工程、（ｂ）敷設された上記樹脂粉末にレーザを照射し、上記レーザの照射による焼結もしくは溶融を順次繰り返して上記樹脂の積層造形により底部を形成する工程、を有する。さらに、（ｃ）上記底部上に、上記樹脂の積層方向に交差する方向に対して、それぞれ積層体からなり、かつ上記樹脂の積層方向に延びる複数の延在部を形成することで、上記複数の延在部を備えた構造体を造形する工程、を有する。
【発明の効果】
【００１３】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【００１４】
リッジフィルタを高精度に製造することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１のリッジフィルタが設けられる粒子線照射野形成装置の概略図である。
【図２】比較例のリッジフィルタの構造を示す平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿って切断した構造を示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１のリッジフィルタの構造の一例を示す平面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線に沿って切断した構造を示す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態２のリッジフィルタの構造の一例を示す断面図である。
【図７】本発明の実施の形態２のリッジフィルタの変形例の構造を示す断面図である。
【図８】図７のＣ部の構造の造形方法を拡大して示す拡大部分断面図である。
【図９】本発明の実施の形態３の溶融堆積方法で用いられる積層造形装置を示す斜視図である。
【図１０】本発明の実施の形態３の粉末積層方法で用いられる積層造形装置を示す模式図である。
【図１１】本発明の実施の形態４のリッジフィルタの構造の一例を示す平面図である。
【図１２】本発明の実施の形態４の第１変形例のリッジフィルタの構造を示す平面図である。
【図１３】本発明の実施の形態４の第２変形例のリッジフィルタの構造を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（実施の形態１）
以下に、本実施の形態１のリッジフィルタの構造、およびリッジフィルタの製造方法を、図を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態１のリッジフィルタが設けられる粒子線照射野形成装置の概略図である。なお、図１は、本実施の形態１のリッジフィルタが関係する粒子線治療装置の要部である照射ノズル２００を示すものである。リッジフィルタは、粒子線治療装置に設けられる粒子線（ビーム）のフィルタ部材であり、到達深度の異なるビームをかね合わせてブラッグピーク（物質内を進む荷電粒子が停止する直前に迎えるエネルギー損の極大部分）の幅を広げるものである。
【００１７】
照射ノズル２００では、ビームである粒子線２０４の進行方法（深さ方向）やビームの垂直な方向（水平方向）を走査する走査電磁石２０１が用いられる。走査電磁石２０１により走査されたビーム（粒子線２０４）は、照射体２０５、つまり患部に照射される。線量モニタ２０２は、各照射スポットに照射された荷電粒子ビームの照射量を測定する。レンジシフタ２０３は、エネルギーを調整するのに用いられ、複数使用されて組み合わせることが多い。リッジフィルタ１００は、照射ノズル２００の中で、患者に最も近い位置に配置される。レンジシフタ２０３は、コストの観点から、樹脂が使用されることが多いが、粒子線の耐性があれば、樹脂以外での例えば、金属でもよい。一方、リッジフィルタ１００は、構造が微細になる傾向が高く、樹脂であることが望ましい。
【００１８】
本実施の形態１では、後述する図４に示すリッジフィルタ１００の製造方法として、積層造形方法を使用する。積層造形方法では、造形時間は非常に長いものの、一体となったものを作製（形成）でき、また、機械加工では作製困難な形状も作製することが可能である。そして、積層造形方法の中でも実際の熱可塑性樹脂を用いることができる溶融堆積方法もしくは粉末積層方法のいずれかの方法を用いることが望ましい。
【００１９】
溶融堆積方法は、溶融した熱可塑性樹脂をノズルから排出して積層造形をする方法である。一般的に、非結晶性樹脂が使われ、主に、ＡＢＳ（アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体）、ＡＳＡ（アクリロニトリル-スチレン-アクリル酸エステル）、ＰＬＡ（ポリ乳酸）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＰＳＦ（ポリフェニルスルホン）、ＰＥＩ（ポリエーテルイミド）、およびアロイ系などが対象となる。また、溶融堆積方法の場合、造形の際、サポート（積層造形を行う際に土台となる部分：図１に図示せず）も同時に使われる。サポートは、造形中の変形を抑制するために使用され、造形後に取り外すことになる。サポートを取り外す方法として、機械的に取り外す方法、液体に溶かす方法、ブラストなどで取り外す方法などが挙げられる。
【００２０】
また、粉末積層方法は、ローラもしくはブレードで樹脂の粉末を敷設し、そこにレーザを照射して溶融・焼結させ、それらを繰り返して積層造形する方法である。粉末積層方法では、精度と強度の観点から、一般的に、結晶性樹脂が使われ、ＰＡ１２（ポリアミド１２）、ＰＡ１１（ポリアミド１１）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＯＭ（ポリオキシメチレン）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）ＰＡ６（ポリアミド６）、ＰＡ６-６（ポリアミド６-６）、ＰＰＳ、ＰＥＥＫなどを対象とする。ただし、結晶性樹脂が主材料であれば、非結晶性樹脂とのアロイ、ブレンドなどは対象となる。
【００２１】
一方で、本実施の形態１のリッジフィルタ１００は、粒子線の減衰をできるだけ小さくする観点で、比重はできるだけ小さい方がよい。そのため、リッジフィルタ１００に求められる材料の比重は、１．２未満、より好適には、１．１未満であることが望ましい。そのため、より好適な材料は、溶融堆積方法の場合は、ＡＢＳ、ＡＳＡであり、粉末積層方法の場合は、ＰＡ１２、ＰＡ１１、ＰＰ、ＰＥとなる。いずれの場合も比重を考慮した上で、若干の無機材料を含んでいてもよい。
【００２２】
本実施の形態１のリッジフィルタ１００の特徴は、溶融堆積方法もしくは粉末積層方法を用いることで、一体の構造物として、リッジフィルタ１００を製作（形成）することにある。
【００２３】
ここで、図２は、本願発明者が比較検討を行った比較例のリッジフィルタの構造を示す平面図、図３は図２のＡ−Ａ線に沿って切断した構造を示す断面図である。図２および図３に示すリッジフィルタ３００は、溶融堆積方法で作製した構造例を示している。本構造の試作により、リッジフィルタ３００の場合、繰り返し構造体３０１の奥行き長さＬが長く、リッジ部の幅Ｗが小さいため、樹脂で形成すると、正常に形成できたとしても、剛性が保持できず、設置後にリッジフィルタ３００が移動する際に、リッジフィルタ３００の対向して設けられた枠３１０間の繰り返し構造体３０１が撓んでしまい、所望の特性が安定して得られないことが判明した。また、ある一定の確率で、サポート剥離時に、繰り返し構造体３０１の一部が撓んでしまい、歩留りが悪いという課題もある。
【００２４】
そこで、本実施の形態１では、以下に示すリッジフィルタ１００の構造や製造方法により、高精度なリッジフィルタ１００を形成することが可能になるとともに、所望の特性を安定的に得ることができるリッジフィルタ１００を提供することができる。
【００２５】
図４は本発明の実施の形態１のリッジフィルタの構造の一例を示す平面図、図５は図４のＡ−Ａ線に沿って切断した構造を示す断面図である。すなわち、図４に示すリッジフィルタ１００は、上述の課題を解決するための本実施の形態１のリッジフィルタ１００の構造例である。
【００２６】
図４および図５に示すリッジフィルタ１００は、粒子線治療装置で用いられる粒子線２０４の入射方向Ｐに沿って延びる複数の延在部（リッジ部）１０１ｃを備えた繰り返し構造体（第１構造体）１０１を有している。さらに、繰り返し構造体１０１の粒子線２０４の入射側の上面（第１面）１０１ａもしくは上面１０１ａと反対側の位置の下面（第２面）１０１ｂの何れか一方に設けられた底板（底部、第２構造体）１０２を有している。本実施の形態１では、下面１０１ｂに底板１０２が設けられている場合を説明する。
【００２７】
そして、繰り返し構造体１０１と底板１０２とが、一体に形成され、かつそれぞれ積層体からなる。
【００２８】
すなわち、それぞれ粒子線２０４の入射方向Ｐに沿って延びる複数の延在部１０１ｃを備え、かつ溶融堆積方法または粉末積層方法などの積層造形方法により形成された繰り返し構造体１０１の底の部分に、同じく上記積層造形方法により繰り返し構造体１０１と同一の材料で底板１０２を形成することで、繰り返し構造体１０１と底板１０２とが、それぞれ積層体からなる。さらに、繰り返し構造体１０１と底板１０２とが、一体となって形成されている。そして、繰り返し構造体１０１の周囲には枠１１０が配置されている。
【００２９】
複数の延在部１０１ｃのそれぞれは、図４に示すように平面視によるそれぞれの形状が、長さＬ、幅Ｗの細長い長方形であり、図５に示すようにそれぞれ高さＨとなっている。そして、複数の延在部１０１ｃのそれぞれは、Ｘ方向に対して所定のピッチで設けられている。つまり、複数の延在部１０１ｃのそれぞれは、Ｘ方向に対して所定の間隔を設けて配置されている。
【００３０】
本構造のリッジフィルタ１００により、造形後のサポート剥離時の繰り返し構造体１０１が撓んでしまう課題を抑制し、また、リッジフィルタ１００の剛性を向上させることができる。これにより、リッジフィルタ１００の移動時にも撓みが発生せず、リッジフィルタ１００の所望の特性を安定して得ることができる。
【００３１】
つまり、リッジフィルタ１００を高精度に製造することが可能になる。また、所望の線量分布を安定して得ることが可能になる。したがって、リッジフィルタ１００における特性の精度を高めることができる。さらに、積層造形方法でリッジフィルタ１００を形成することで、リッジフィルタ１００のコストを低減することができる。また、積層造形方法でリッジフィルタ１００を形成することで、リッジフィルタ１００の歩留りを高めることができる。さらに、積層造形方法でリッジフィルタ１００を形成することで、リッジフィルタ１００の形状を保証することができ、その結果、リッジフィルタ１００の形状を外観で検査することも可能になる。
【００３２】
なお、本実施の形態１のリッジフィルタ１００では、粒子線２０４の減衰と剛性確保の両立の観点から、底板（底部、第２構造体）１０２の厚さ（厚み）は、０．１ｍｍ以上で、かつ１．２ｍｍ以下であることが望ましい。製造の観点からも、厚さが０．１ｍｍであれば底板１０２の製造は可能である。
【００３３】
（実施の形態２）
図６は本発明の実施の形態２のリッジフィルタの構造の一例を示す断面図、図７は本発明の実施の形態２のリッジフィルタの変形例の構造を示す断面図、図８は図７のＣ部の構造の造形方法を拡大して示す拡大部分断面図である。
【００３４】
積層造形方法のうち、溶融堆積方法の場合、図８に示すノズル１２１から出た樹脂同士の進行方向と垂直な方向では、樹脂同士の間にボイド（隙間）１１３が発生してしまうことが課題となる。そのため、樹脂１１２の積層体からなる底板１０２を形成する際にノズル１２１の走査方向を同一方向のみに制御してしまうと、同じ箇所に規則的にボイド１１３が残留してしまい、安定した粒子線２０４の透過特性を求める場合は、課題となることがある。つまり、規則的なボイド１１３が存在すると、根本的な構造が異なることになる。そこで、図６に示す本実施の形態２のリッジフィルタ１００では、それらを考慮した場合の構造であり、ノズル１２１の走査方向について、底板１０２の内、１層目（最下層）１０３をＹ方向に制御、２層目１０４をＸ方向で制御、３層目１０５をＹ方向に制御、４層目１０６をＸ方向で制御しており、これらを積層方向（Ｚ方向）に順次繰り返すことを特徴としている。すなわち、樹脂１１２の延在方向（Ｘ方向またはＹ方向）が樹脂１１２の積層方向（Ｚ方向）において、図８に示すように交互に交差する方向にノズル１２１を走査する制御を行う。これにより、樹脂１１２の延在方向が樹脂１１２の積層方向において交互に交差するように形成される。言い換えると、樹脂１１２が網目状になるように造形する。
【００３５】
上述のようにノズル１２１の走査を制御することで、底板１０２のボイド残存の規則性を低下させることができるため、安定した粒子線２０４の透過特性を有することが可能になる。また、規則的なボイド１１３は強度の異方性を発生するため、その異方性を低下させることもできる。本実施の形態２の構造の場合、ボイド１１３の観点で考えると、底板１０２の厚みについて樹脂１１２の積層数は偶数とすることが望ましい。これは、上述のノズル１２１の制御では、ノズル走査のＸ方向とＹ方向とで一組と考えることができるため、樹脂１１２の積層数を偶数にする方が望ましい。
【００３６】
以上のように、樹脂１１２の積層数を偶数にして樹脂１１２が網目状になるように造形することにより、ボイド１１３が偏って固まって配置されることを防止することができ、底板１０２の面方向の強度の均一化を図ることができる。
【００３７】
なお、底板１０２の樹脂１１２の１層あたりの具体的な厚み（厚さ）の設定の観点では、溶融堆積方法の場合、１層あたりの厚さを０.１ｍｍ〜０．３ｍｍと設定するとよい。０．１ｍｍより小さい場合は、制御の観点で困難なことと、０．３ｍｍより大きい場合は、層が厚すぎて強度が低くなる傾向にある。ただし、繰り返し構造体１０１の延在部１０１ｃの幅Ｗの微細性や延在部１０１ｃのくの字（屈曲）の角度などの構造次第では、そのような厚み設定にすると、リッジ幅を１回のノズル１２１の排出のみでは形成できないこともある。その場合、１方向（図４のＹ＋方向）にノズル１２１を操作し、次に、逆方向（図４のＹ−方向）にノズル１２１を操作し、これらを繰り返すとよい。さらに、ボイド１１３の規則性を低下させる意味で、図７のように、積層の１層おきに図８のノズル１２１から出る樹脂１１２の中心位置をずらしてもよい。つまり、１層目１０３のノズル１２１から排出される樹脂１１２の中心と、３層目１０５のノズル１２１から排出される樹脂１１２の中心とをずらしてもよい。その場合、図示はしていないが、２層目１０４の樹脂１１２および４層目１０６の樹脂１１２も同様となる。
【００３８】
このように１層おきに樹脂１１２の中心をずらすことで、ボイド１１３の配置の偏りを低減することができ、底板１０２の面方向における強度の偏りを低減して強度の均一化を図ることができる。
【００３９】
（実施の形態３）
図９は本発明の実施の形態３の溶融堆積方法で用いられる積層造形装置を示す斜視図、図１０は本発明の実施の形態３の粉末積層方法で用いられる積層造形装置を示す模式図である。
【００４０】
図９を用いて溶融堆積方法による造形方法について説明する。
【００４１】
まず、溶融堆積方法による積層造形装置１２０では、積層造形装置１２０のチャンバ１２２内の造形テーブル１２３上に設置されたヘッド１２４のノズル１２１から、積層造形装置１２０のスプール１２５に巻き付けられた樹脂１１２を溶融した状態で吐出させる。そして、ノズル１２１の樹脂１１２の積層方向（Ｚ方向）に交差する方向（Ｘ方向またはＹ方向）への走査を順次繰り返して樹脂１１２の積層造形により図５に示す底板１０２を形成する。その際、ノズル１２１の走査方向を層ごとに交互に交差するように変えて樹脂１１２を積層造形して底板１０２を造形する。
【００４２】
次に、図５に示す底板１０２上に、樹脂１１２の積層方向に交差する方向に対して、それぞれ積層体からなり、かつ樹脂１１２の積層方向に延びる複数の延在部１０１ｃを形成することで、複数の延在部１０１ｃを備えた繰り返し構造体１０１を造形する。これにより、それぞれ樹脂１１２の積層体からなり、かつ底板１０２と繰り返し構造体１０１とが一体に形成されたリッジフィルタ１００が形成される。
【００４３】
また、実施の形態２で説明したように、底板１０２の造形においては、樹脂１１２の層を偶数回積層して形成することが望ましい。これにより、図８に示すボイド１１３が偏って固まって配置されることを防止することができる。
【００４４】
なお、リッジフィルタ１００のサイズが大型化した場合、樹脂１１２によっては、サポート（積層造形を行う際に土台となる部分）を取り外す際に、造形後に反りが発生する場合がある。反りが発生すると、粒子線２０４の透過の不均一性が大きくなるという課題がある。そのような場合、繰り返し構造体１０１の密度に比べて、底板１０２の密度を低下させ、造形後のリッジフィルタ１００全体を加圧して、平坦に強制するとよい。つまり、底板１０２のボイド率を繰り返し構造体１０１のボイド率よりも大きくして、底板１０２の剛性を繰り返し構造体１０１の剛性より小さくし、これにより、底板１０２の平坦化の矯正を容易に行えるようにする。別の言い方をすると、底板１０２および繰り返し構造体１０１は、図８に示すように、それぞれ樹脂１１２とボイド１１３とからなるため、底板１０２における樹脂１１２の割合が、繰り返し構造体１０１における樹脂１１２の割合より小さくなるようにする。
【００４５】
また、その場合、底板１０２の弾性率は、繰り返し構造体１０１の弾性率よりも小さくなる。加圧する際は、平坦な板で長時間加圧させ、クリープ（塑性変形）させてもよいし、荷重によりたわみが発生する温度を考慮した上で、加熱しながら、荷重を加えてもよい。その場合、実施の形態２の構造を併用することが望ましい。また、溶融堆積方法の場合、造形時間が長くなるという生産性の課題もある。そのような場合、底板１０２のみノズル１２１から出る樹脂量を多くするもしくはノズルサイズを大きくすることで、生産性を向上させることも可能である。
【００４６】
これまでの実施の形態１〜３においては、溶融堆積方法により製造したリッジフィルタ１００の構造や製造方法について述べたが、次に図１０を用いてレーザ積層造形方法による造形方法について説明する。
【００４７】
まず、レーザ積層造形方法による積層造形装置１３０において、造形テーブル１３１上に樹脂粉末１３６をローラ１３２によって敷設する。次に、敷設された樹脂粉末１３６にレーザ光源１３３からレーザ１３４を照射する。その際、ミラー１３５によってレーザ１３４の角度を変えて樹脂粉末１３６にレーザ１３４を照射する。そして、レーザ１３４の照射による焼結もしくは溶融を順次繰り返して樹脂１１２の積層造形により図５に示す底板１０２を形成する。
【００４８】
次に、底板１０２上に、樹脂１１２の積層方向（Ｚ方向）に交差する方向（Ｘ方向またはＹ方向）に対して、それぞれ積層体からなり、かつ樹脂１１２の積層方向に延びる複数の延在部１０１ｃを形成することで、複数の延在部１０１ｃを備えた繰り返し構造体１０１を造形する。これにより、それぞれ樹脂１１２の積層体からなり、かつ底板１０２と繰り返し構造体１０１とが一体に形成されたリッジフィルタ１００が形成される。
【００４９】
また、底板１０２を造形する際に照射するレーザ１３４のエネルギー密度を、繰り返し構造体１０１を造形する際に照射するレーザ１３４のエネルギー密度よりも小さくして積層造形することが望ましい。
【００５０】
つまり、底板１０２のボイド率を繰り返し構造体１０１よりも大きくして、底板１０２の剛性を繰り返し構造体１０１の剛性より小さくし、これにより、底板１０２の平坦化の矯正を容易に行えるようにする。別の言い方をすると、底板１０２および繰り返し構造体１０１は、図８に示すように、それぞれ樹脂１１２とボイド１１３とからなり、底板１０２における樹脂１１２の割合が、繰り返し構造体１０１における樹脂１１２の割合より小さくなるようにする。
【００５１】
なお、レーザ積層造形方法の場合は、図１０に記載のように、造形物が配置されるエリアに少なくともＸ方向とＺ方向に対してリッジフィルタ１００などの造形物を傾けた状態で配置し、造形することが望ましい。言い換えると、リッジフィルタ１００を樹脂１１２の積層方向（Ｚ方向）に対して傾斜させて造形することが望ましい。傾斜させる角度としては、樹脂１１２の積層方向（Ｚ方向）に直交する方向（Ｘ方向またはＹ方向）に対して１°〜４５°とすることが望ましい（積層方向（Ｚ方向）に対して４５°〜８９°傾斜させる）。このように傾けることにより、造形時の反りおよび冷却時の反りを低減することが可能になる。そして、積層方向（Ｚ方向）に直交する方向（Ｘ方向またはＹ方向）に対する傾斜角度を１°〜４５°とすることにより、リッジフィルタ１００の生産性を向上させることができる。なお、傾けると、その傾きに応じた段差が顕著になる場合、および表面粗さが増大する場合にも、粒子線２０４の透過特性に影響がないことは確認済みである。
【００５２】
また、粉末造形の場合、粒子径３０〜１５０μｍ（Ｄ５０）を使うため、１層あたりの厚さの設定は、０．０５ｍｍ〜０．１５ｍｍとするとよい。厚さが０．０５ｍｍよりも小さいと粉末を均一に敷設することができず、０．１５ｍｍより大きいと強度の低下が発生する。そして、粉末積層の場合でも溶融堆積方法のノズル動作と同様に、１層目をレーザ１３４でＸ方向に制御した後に、次の１層（２層目）で、Ｙ方向に制御するなど、交互にレーザ照射を繰り返すとよい。このようにすることで、ボイド１１３も不均一にすることができ、かつ、反りも低減することができる。
【００５３】
また、レーザ積層造形方法でリッジフィルタ１００を作製（形成）した場合においても、反りを強制することが望ましく、その場合、底板１０２のみレーザ照射エネルギーを小さくして焼結状態の割合を増加させておくことが望ましい。底板１０２の厚さは０．１ｍｍ以上で、かつ１．２ｍｍ以下であることが望ましい形態であり、密度やボイドや弾性率の観点で、溶融堆積方法で示した関係と同様の関係を満たしておくとよい。なお、溶融堆積方法および粉末積層方法の何れの場合であっても、リッジフィルタ１００全体の剛性確保のために、Ｘ方向もしくはＹ方向の両端には、図４に示すような一体となった枠１１０を造形しておくとよい。また、繰り返し構造体１０１に触れて破壊してしまうこともあるため、一体となった枠１１０の高さを、図５の繰り返し構造体１０１の高さＨよりも高くしておいてもよい。一体に形成された上記枠１１０の高さを繰り返し構造体１０１の高さＨより高くしておくことにより、枠１１０が壁となるため、繰り返し構造体１０１に触れて破壊してしまうことを低減することができる。
【００５４】
（実施の形態４）
図１１は本発明の実施の形態４のリッジフィルタの構造の一例を示す平面図、図１２は本発明の実施の形態４の第１変形例のリッジフィルタの構造を示す平面図、図１３は本発明の実施の形態４の第２変形例のリッジフィルタの構造を示す平面図である。
【００５５】
溶融堆積方法もしくはレーザ積層造形方法（粉末積層方法）で、リッジフィルタ１００を作製する場合、比較的自由な一体形状が得られるが、例えば、これまで示した構造では、造形後の外観検査は不可能である。そのような場合を考慮して、図１１に示すように、リッジフィルタ１００の繰り返し構造体１０１の枠１１０の外側に、検査用繰り返し構造体（第３構造体）１０７を配置しておくとよい。すなわち、枠１１０の外側で、かつ粒子線２０４が通過しない領域に、繰り返し構造体１０１の少なくとも一部と同一形状の検査用繰り返し構造体１０７が形成されている。
【００５６】
このように枠１１０の外側で、かつ粒子線２０４が通過しない領域に検査用繰り返し構造体１０７を造形することにより、検査用繰り返し構造体１０７をその上面および側面から光学的にピッチや形状を検査することが可能になる。これにより、繰り返し構造体１０１が設計通りに造形されているか否かを確認することができる。
【００５７】
また、積層造形では、造形装置（例えば、積層造形装置１２０や積層造形装置１３０）において、一部のみ動作が不安定になることはないが、一方で、上記造形装置が途中でストップする場合は多々発生する。そのような場合にも、検査用繰り返し構造体１０７の高さをリッジフィルタ１００の部分と同等もしくはそれ以上にすることにより、検査用繰り返し構造体１０７の形状を測定（検査）することにより、繰り返し構造体１０１の構造や精度も保証することが可能になる。
【００５８】
すなわち、繰り返し構造体１０１の粒子線２０４の入射方向の長さを繰り返し構造体１０１の厚さとすると、繰り返し構造体１０１の厚さに対して、粒子線２０４が通過しない領域に形成した検査用繰り返し構造体１０７の厚さを、同一もしくは大きくすることで、検査用繰り返し構造体１０７を外側から検査すれば、繰り返し構造体１０１の構造が最終のものか否か等を判断することができる。その結果、上述のように、繰り返し構造体１０１の構造や精度も保証することが可能になる。
【００５９】
さらに、検査用繰り返し構造体１０７は、造形パスの最終位置に配置するのがよい。すなわち、造形パスの最終の位置に検査用繰り返し構造体１０７を造形して、この検査用繰り返し構造体１０７の形状を外側から確認すれば、全ての造形構造体がその検査用繰り返し構造体１０７と同様の形状であるため、繰り返し構造体１０１の形状の合否も確認することができる。
【００６０】
また、図１２に示すように、検査用繰り返し構造体１０７において、Ｙ方向の長さのみを変えた（長くした）検査用構造体（第３構造体）１０８を複数準備し、その上で、検査用構造体１０８よりＹ方向の長さが短い検査用構造体（第３構造体）１０９を複数配置してもよい。その場合、少なくともＹ方向の長さとして３通りの水準を準備することで、様々な方向から観察することも可能になる上に、ノギスなどを用いて、簡易的に現場でも測定することも可能になる。
【００６１】
また、本実施の形態４のリッジフィルタ１００において、繰り返し構造体１０１における延在部１０１ｃのピッチ間隔が特性上重要となるが、延在部１０１ｃのピッチ間隔に応じた隙間（図１３に示す隣り合う延在部１０１ｃ間の隙間Ｑ）も重要となる場合がある。その場合、図１３に示すように、検査用繰り返し構造体１０７の底板１０２の一部に、貫通孔１１１を設けておくことにより、検査用繰り返し構造体１０７の延在部１０１ｃのピッチ間隔に応じた隙間量（隙間Ｑの長さ）を上下から顕微鏡などで観察することで把握することが可能になる。その結果、繰り返し構造体１０１の複数の延在部１０１ｃのピッチ間隔に応じた隙間量も検査することが可能になる。
【００６２】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
【００６３】
また、ある実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることが可能である。なお、図面に記載した各部材や相対的なサイズは、本発明を分かりやすく説明するため簡素化・理想化しており、実装上はより複雑な形状となる。
【００６４】
上記実施の形態１〜４において、底板１０２は、繰り返し構造体１０１の下面（第２面）１０１ｂ側に設けられている場合を説明したが、上面（第１面）１０１ａ側に設けられていてもよい。
【００６５】
上記実施の形態１〜４は、溶融堆積方法もしくは粉末積層方法でリッジフィルタ１００を作製する時のリッジフィルタ１００の構造および製造方法を説明するものであり、検査用繰り返し構造体１０７の構造は、どのような形状でも適用可能である。
【符号の説明】
【００６６】
１００  リッジフィルタ
１０１  繰り返し構造体（第１構造体）
１０１ａ  上面（第１面）
１０１ｂ  下面（第２面）
１０１ｃ  延在部
１０２  底板（底部、第２構造体）
１０７  検査用繰り返し構造体（第３構造体）
１０８  検査用構造体（第３構造体）
１０９  検査用構造体（第３構造体）
１１０  枠
１１１  貫通孔
１１２  樹脂
１１３  ボイド（隙間）
１２０  積層造形装置
１２１  ノズル
１２２  チャンバ
１３０  積層造形装置
１３２  ローラ
１３４  レーザ
１３６  樹脂粉末
２０４  粒子線
２０５  照射体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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