【手続補正書】
【提出日】平成25年8月6日(2013.8.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加速器により加速された荷電粒子ビームを走査し照射対象に照射するビームスキャニング照射装置であって、
前記荷電粒子ビームを一軸方向に偏向する１組の偏向電磁石が構造体に固定されたスキャナ電磁石装置と、
前記スキャナ電磁石装置を前記一軸方向に垂直な回転軸を中心に回転させるモータと、
前記１組の偏向電磁石を制御するスキャナ電磁石電源と、
前記モータの回転を制御するモータ回転速度制御装置と、
前記モータ、前記スキャナ電磁石電源及び前記モータ回転速度制御装置に制御データを送信する制御指令送信装置とを備え、
前記制御指令送信装置は、前記スキャナ電磁石装置を所定の速度で回転させながら、前記１組の偏向電磁石の励磁量を変更する制御データを送信することを特徴とするビームスキャニング照射装置。
【請求項２】
前記制御指令送信装置は、前記スキャナ電磁石装置を所定の一定速度で回転させながら、前記１組の偏向電磁石の励磁量を変更する制御データを送信することを特徴とする請求項１記載のビームスキャニング照射装置。
【請求項３】
前記制御指令送信装置は、前記回転軸に近い側にて前記荷電粒子ビームを照射する内周側照射を実施する場合に、前記内周側照射よりも外周側にて前記荷電粒子ビームを照射する外周側照射を実施する場合よりも前記スキャナ電磁石装置を早い回転速度で回転させる制御データを送信することを特徴とする請求項１または２に記載のビームスキャニング照射装置。
【請求項４】
前記制御指令送信装置は、前記１組の偏向電磁石の励磁量を前記スキャナ電磁石装置の回転速度で除した励磁量変化率が大きくなるにしたがって、前記スキャナ電磁石装置の回転速度を遅くする制御データを送信することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のビームスキャニング照射装置。
【請求項５】
加速器により加速された荷電粒子ビームを走査し照射対象に照射するビームスキャニング照射装置であって、
前記荷電粒子ビームを出射及び停止させる荷電粒子ビーム出射装置と、
前記荷電粒子ビームを一軸方向に偏向する１組の偏向電磁石が構造体に固定されたスキャナ電磁石装置と、
前記スキャナ電磁石装置を前記一軸方向に垂直な回転軸を中心に回転させるモータと、
前記１組の偏向電磁石を制御するスキャナ電磁石電源と、
前記モータの回転を制御するモータ回転速度制御装置と、
前記荷電粒子ビーム出射装置、前記モータ、前記スキャナ電磁石電源及び前記モータ回転速度制御装置に制御データを送信する制御指令送信装置とを備え、
前記制御指令送信装置は、前記スキャナ電磁石装置を所定の一定速度で回転させながら、前記スキャナ電磁石装置の１回転中は前記１組の偏向電磁石の励磁量を第１の一定値にして前記荷電粒子ビームを出射及び停止を行いながら間欠照射を行い、かつ前記間欠照射の後に前記１組の偏向電磁石の励磁量を第２の一定値にして前記荷電粒子ビームを出射及び停止を行いながら間欠照射を行うことを特徴とするビームスキャニング照射装置。
【請求項６】
前記制御指令送信装置は、前記回転軸に近い側にて前記荷電粒子ビームを照射する内周側照射を実施する場合に、前記内周側照射よりも外周側にて前記荷電粒子ビームを照射する外周側照射を実施する場合よりも前記スキャナ電磁石装置を早い回転速度で回転させる制御データを送信することを特徴とする請求項５記載のビームスキャニング照射装置。
【請求項７】
前記制御指令送信装置は、前記１組の偏向電磁石の励磁量を前記スキャナ電磁石装置の回転速度で除した励磁量変化率が大きくなるにしたがって、前記スキャナ電磁石装置の回転速度を遅くする制御データを送信することを特徴とする請求項５または６に記載のビームスキャニング照射装置。
【請求項８】
前記スキャナ電磁石装置の回転角度を検出するロータリーエンコーダを備え、
前記制御データは、前記スキャナ電磁石装置の回転角度毎に設定された複数のパターンデータを有し、
前記制御指令送信装置は、前記ロータリーエンコーダからのパルス情報に基づいて前記パターンデータを送信することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のビームスキャニング照射装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
実施の形態１．
図１は本発明のビームスキャンニング照射装置を示す図である。ビームスキャンニング照射装置４０は、荷電粒子ビーム９を出射する荷電粒子ビーム出射装置１と、荷電粒子ビーム９を偏向するスキャナ電磁石装置２と、スキャナ電磁石装置２を回転させるモータ３と、スキャナ電磁石装置２の回転角度を検出するロータリーエンコーダ４と、パターンメモリユニット（制御指令送信装置）５と、上流スキャナ電磁石電源６と、下流スキャナ電磁石電源７と、モータ回転速度制御装置８とを備える。スキャナ電磁石装置２は、荷電粒子ビーム９の上流側に位置する上流側偏向電磁石２ａと、荷電粒子ビーム９の下流側に位置する下流側偏向電磁石２ｂと、円筒構造体（構造体）２ｃを有する。１組の偏向電磁石である上流側偏向電磁石２ａ及び下流側偏向電磁石２ｂは円筒構造体２ｃに固定される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
荷電粒子ビーム出射装置１は、イオン源で発生した陽子線等の粒子線である荷電粒子ビームをシンクロトロン等の加速器にて所定のエネルギーまで加速させ、スキャナ電磁石装置２に、荷電粒子ビームを出射する。スキャナ電磁石装置２は、モータ３により回転し、上流側偏向電磁石２ａ及び下流側偏向電磁石２ｂは一体となって連動して回転する。ロータリーエンコーダ４は、スキャナ電磁石装置２の回転角度を検出し、回転角度に応じてパルス信号を出力する。パターンメモリユニット５は、ロータリーエンコーダ４のパルス信号出力を受け取り、スキャナ電磁石装置２の回転角度を判定し、所定の回転角度毎に、内部に蓄えられたパターンデータｐｄａｔａ１、ｐｄａｔａ２、ｐｄａｔａ３、ｐｄａｔａ４を出力する。パターンデータｐｄａｔａ１、ｐｄａｔａ２、ｐｄａｔａ３、ｐｄａｔａ４は、０及び１の情報を有するデータである。パターンメモリユニット５は、パターンデータｐｄａｔａ１を荷電粒子ビーム出射装置１に送り、パターンデータｐｄａｔａ２をモータ回転速度制御装置８に送り、パターンデータｐｄａｔａ３を上流スキャナ電磁石電源６に送り、パターンデータｐｄａｔａ４を下流スキャナ電磁石電源７に送る。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
上流スキャナ電磁石電源６は、パターンメモリユニット５からパターンデータｐｄａｔａ３を受け取り、パターンデータｐｄａｔａ３にしたがって上流側偏向電磁石２ａに所定の励磁電流を流し、上流側偏向電磁石２ａを制御する。下流スキャナ電磁石電源７は、パターンメモリユニット５からパターンデータｐｄａｔａ４を受け取り、パターンデータｐｄａｔａ４にしたがって下流側偏向電磁石２ｂに所定の励磁電流を流し、下流側偏向電磁石２ｂを制御する。荷電粒子ビーム出射装置１は、パターンメモリユニット５からパターンデータｐｄａｔａ１を受け取り、パターンデータｐｄａｔａ１にしたがって荷電粒子ビーム９をＯＮ及びＯＦＦする、すなわち荷電粒子ビーム９の出射及び停止を制御する。モータ回転速度制御装置８は、パターンメモリユニット５からパターンデータｐｄａｔａ２を受け取り、パターンデータｐｄａｔａ２にしたがってモータ３の速度を制御する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
荷電粒子ビーム出射装置１から出射された荷電粒子ビーム９は、スキャナ電磁石装置２に内蔵される上流側偏向電磁石２ａに入射され、軌道を曲げられる。次に荷電粒子ビーム９は、スキャナ電磁石装置２に内蔵される下流側偏向電磁石２ｂにて軌道を曲げ戻される。１組の偏向電磁石である上流側偏向電磁石２ａ及び下流側偏向電磁石２ｂは荷電粒子ビーム９を一軸方向（回転軸１２を含む径方向）に偏向する。上流側偏向電磁石２ａ及び下流側偏向電磁石２ｂにおける励磁電流の設定値をそれぞれ一定に保ったまま、スキャナ電磁石装置２が回転方向１３の向きに回転することによって、上流側偏向電磁石２ａ及び下流側偏向電磁石２ｂの回転軸１２を中心に、図２（ｂ）に示すように任意の半径の位置にビームを照射することができる。すなわち、任意の半径の円である閉曲線１４ａを描くように照射できる。なお、図２（ｂ）に示した点ｐ１〜ｐ８は、スキャナ電磁石装置２が４５°毎に回転した際の荷電粒子ビーム９の閉曲線１４ａにおける照射位置を示している。１〜８の番号は、回転方向１３に移動していく順番を示している。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
スキャナ電磁石装置２に内蔵されている上流側偏向電磁石２ａと下流側偏向電磁石２ｂを連動して一定速度で回転させ、それぞれの偏向電磁石２ａ、２ｂの励磁電流を回転角度に合せて変化させると、図２（ｃ）に示すように任意の形状の閉曲線１４ｂを描くように照射できる。この任意の形状の閉曲線１４ｂを回転周回毎に狭めるように（照射野の内側方向に）、又は広げるように（照射野の外側方向に）照射していくと、平面状の任意の形状に照射できる。照射領域の一平面（スライス）における荷電粒子ビーム９のビーム照射軌跡１１は、上述の閉曲線１４ｂを複数有する（複数描く）ことで得られたものである。荷電粒子ビーム９が照射されたビーム照射軌跡１１は照射対象の照射領域（照射野）となる。なお、図２（ｃ）に示した点ｑ１〜ｑ８は、スキャナ電磁石装置２が４５°毎に回転した際の荷電粒子ビーム９の閉曲線１４ｂにおける照射位置を示している。１〜８の番号は、回転方向１３に移動していく順番を示している。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
パターンメモリユニット５は、図示しない照射開始部から照射開始指令を受けると、モータ回転速度制御装置８、上流スキャナ電磁石電源６、下流スキャナ電磁石電源７に、それぞれ制御データにおける最初のデータからパターンデータｐｄａｔａ２（モータ回転速度値）、パターンデータｐｄａｔａ３（上流スキャナ電磁石電源６の励磁電流値）、パターンデータｐｄａｔａ４（下流スキャナ電磁石電源７の励磁電流値）を送る。上流スキャナ電磁石電源６及び下流スキャナ電磁石電源７は、それぞれパターンデータｐｄａｔａ３、ｐｄａｔａ４にしたがって上流側偏向電磁石２ａ、下流側偏向電磁石２ｂを制御する。モータ回転速度制御装置８は、パターンデータｐｄａｔａ２にしたがってモータ３を制御し、スキャナ電磁石装置２を円筒構造体２ｃごと、所定の回転速度で回転させる（初回照射準備手順）。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
実施の形態２．
実施の形態１では、上流側偏向電磁石２ａと下流側偏向電磁石２ｂの連動した回転をスライスにおける照射中は一定速度としたが、実施の形態２では、スライスにおける内周側になるほど、回転を早くする。すなわち、回転軸１２に近い側にて荷電粒子ビーム９を照射する内周側照射を実施する場合に、内周側照射よりも外周側にて荷電粒子ビーム９を照射する外周側照射を実施する場合よりもスキャナ電磁石装置２を早い回転速度で回転させる。スキャナ電磁石装置２の回転が一定速度の場合は、内周側の閉曲線の方が、単位回転当りのビームの照射位置の移動量が小さいため、大きい照射線量となってしまう。これとは異なり、内周側になるほど、回転を早くすることにより、外周側、内周側で単位面積当たりに同一の照射線量となるようにできる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
実施の形態４のビームスキャンニング照射装置４０は、上流側偏向電磁石２ａと下流側偏向電磁石２ｂの励磁変化速度が、小さくて済み、上流側偏向電磁石２ａ、下流側偏向電磁石２ｂそれぞれの電源の定格出力電圧を下げることができる。上流側偏向電磁石２ａ、下流側偏向電磁石２ｂそれぞれの電源の定格出力電圧を下げることができるので、小型に装置を構成できる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
１…荷電粒子ビーム出射装置、２…スキャナ電磁石装置、２ａ…上流側偏向電磁石、２ｂ…下流側偏向電磁石、２ｃ…円筒構造体、３…モータ、４…ロータリーエンコーダ、５…パターンメモリユニット、６…上流スキャナ電磁石電源、７…下流スキャナ電磁石電源、８…モータ回転速度制御装置、９…荷電粒子ビーム、１２…回転軸、４０…ビームスキャンニング照射装置、ｐｄａｔａ１、ｐｄａｔａ２、ｐｄａｔａ３、ｐｄａｔａ４…パターンデータ。