特許 6974894 三次元造形装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6974894

(24)【登録日】2021年11月9日

(45)【発行日】2021年12月1日

(54)【発明の名称】三次元造形装置

(51)【国際特許分類】

   B22F 12/49 20210101AFI20211118BHJP

   B22F 10/28 20210101ALI20211118BHJP

【ＦＩ】

   B22F12/49

   B22F10/28

【請求項の数】33

【全頁数】30

(21)【出願番号】特願2021-117425(P2021-117425)

(22)【出願日】2021年7月15日

【審査請求日】2021年7月21日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000146087

【氏名又は名称】株式会社松浦機械製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100084696

【弁理士】

【氏名又は名称】赤尾 直人

(72)【発明者】

【氏名】吉田 光慶

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 翔太

【審査官】 松村 駿一

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１９−５０４１８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１９９１９５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２２Ｆ １２／４９

Ｂ２２Ｆ ３／１０５

Ｂ２２Ｆ ３／１６

Ｂ２２Ｆ １０／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

粉末を走行を介してテーブル上に積層するスキージ、当該粉末層に対しレーザビーム又は電子ビームを走査するガルバノスキャナーを複数個備えた三次元造形装置であって、各ガルバノスキャナーは、ダイナミックフォーカスレンズを透過したレーザビーム又は電子ビームに対し、当該透過方向と直交する方向の回動中心軸を介して回動する第１ミラー及び第１ミラーの回動と独立した状態にて前記第１ミラーにおける回動中心軸の方向と直交状態にあり、かつ水平方向の回動中心軸を介して回動する第２ミラーからの反射によって、レーザビーム又は電子ビームの直交座標を基準とする二次元方向の走査を実現しており、かつ複数個のガルバノスキャナーを、レーザビーム又は電子ビームの発振源を収容している領域を後端側とし、第１ミラーを収容している領域を先端側とする長手方向が、水平方向に即してテーブル面の中心位置を内側として当該中心位置の周囲の全部又は一部を囲む状態を形成しており、隣接し合う一方側のガルバノスキャナーの前記先端側の領域及び／又は第２ミラーを収容している当該先端側領域の近傍領域を、他方側のガルバノスキャナーの長手方向領域の先端側以外の領域の上側又は下側に配置し、かつ前記先端側から第２ミラーを、前記長手方向と交差する方向であって、かつ前記内側への方向にて突設しており、前記一方側のガルバノスキャナー及び前記他方側のガルバノスキャナーにおける各第２ミラーの回動中心の位置を、当該各第２ミラーから反射したレーザビーム又は電子ビームがそれぞれ他方側のガルバノスキャナー及び一方側のガルバノスキャナーの領域を通過しないか、又は当該ガルバノスキャナーの下側を通過するように設定しており、各ダイナミックフォーカスレンズにおける焦点距離の調整によって、レーザビーム又は電子ビームの焦点位置又はその近傍にて焼結面を照射している三次元造形装置。

【請求項2】

粉末を走行を介してテーブル上に積層するスキージ、当該粉末層に対しレーザビーム又は電子ビームを走査するガルバノスキャナーを複数個備えた三次元造形装置であって、各ガルバノスキャナーは、ダイナミックフォーカスレンズを透過したレーザビーム又は電子ビームに対し、当該透過方向と直交する方向の回動中心軸を介して回動する第１ミラー及び第１ミラーの回動と独立した状態にて前記第１ミラーにおける回動中心軸の方向と直交状態にあり、かつ水平方向の回動中心軸を介して回動する第２ミラーからの反射によって、レーザビーム又は電子ビームの直交座標を基準とする二次元方向の走査を実現しており、かつ複数個のガルバノスキャナーを、レーザビーム又は電子ビームの発振源を収容している領域を後端側とし、第１ミラーを収容している領域を先端側とする長手方向が、水平方向に即してテーブル面の中心位置の周囲にて、前記先端側領域が所定角度による交差に基づく放射形状を形成しており、隣接し合う一方側のガルバノスキャナーの前記先端側領域及び／又は第２ミラーを収容している当該先端側領域の近傍領域を、他方側のガルバノスキャナーの先端側領域及び／又は第２ミラーを収容している当該先端側領域の近傍領域の上側又は下側に配置し、かつ第２ミラーを、前記長手方向と交差する方向に突設しており、前記一方側のガルバノスキャナー及び前記他方側のガルバノスキャナーにおける各第２ミラーの回動中心の位置を、当該各第２ミラーから反射したレーザビーム又は電子ビームがそれぞれ他方側のガルバノスキャナー及び一方側のガルバノスキャナーの各第２ミラーの下側を通過するように設定しており、各ダイナミックフォーカスレンズにおける焦点距離の調整によって、レーザビーム又は電子ビームの焦点位置又はその近傍にて焼結面を照射している三次元造形装置。

【請求項3】

各ガルバノスキャナーにおいて、第２ミラーの突設方向が長手方向と直交しており、かつ複数個の第２ミラーを、前記中心位置を両側にて挟んだ状態にて配列していることを特徴とする請求項１、２の何れか一項に記載の三次元造形装置。

【請求項4】

各第２ミラーの回動中心軸の中央位置を、前記中心位置を基準として水平方向に即して等距離にて配列していることを特徴とする請求項１、２の何れか一項に記載の三次元造形装置。

【請求項5】

一方側のガルバノスキャナーの先端側領域及び／又は第２ミラーを収容している当該先端領域の近傍領域を、前記長手方向が前記先端側の上側又は下側となるような傾斜状態を設定した上で、他方側のガルバノスキャナーにおいて、一方側のガルバノスキャナーの傾斜状態と同一方向に傾斜している前記長手方向領域の上側又は下側にそれぞれ配置することを特徴とする請求項１、２の何れか一項に記載の三次元造形装置。

【請求項6】

一方側のガルバノスキャナーの全領域を、他方側のガルバノスキャナーの全領域の上側又は下側に配置していることを特徴とする請求項１、２の何れか一項に記載の三次元造形装置。

【請求項7】

請求項１に基づく２個のガルバノスキャナーを採用した上で、一方側サイドに配置されているガルバノスキャナーａにおける第２ミラーの回転中心軸と、他方側サイドに配置されているガルバノスキャナーｂにおける第２ミラーの回転中心軸とが同一の高さ位置にて直交する状態にあり、かつガルバノスキャナーａの第２ミラーのテーブル面に向かう傾斜角度が最も小さい場合におけるレーザビーム又は電子ビームが、ガルバノスキャナーｂの第２ミラーの下端がテーブル面に向かう傾斜角度が最も大きい場合に、当該第２ミラーの下端の近傍を通過することを特徴とする請求項５記載の三次元造形装置。

【請求項8】

回動段階において、上端から下端に至るまでの幅を５０ｍｍとし、かつ回動中心軸の方向の幅を７０ｍｍとする各第２ミラーを採用し、かつ各第２ミラーの回動中心角度を水平方向に対し４５°±１１°の範囲に設定した場合に、ガルバノスキャナーａの第２ミラーの回動中心軸の中心位置に水平方向に入射したレーザビーム又は電子ビームを当該第２ミラーが反射した場合に、ガルバノスキャナーａの第２ミラーの回動中心軸と、ガルバノスキャナーｂの第２ミラーの回動中心軸の中央位置との距離の最小値が、水平方向に即して４８ｍｍであることを特徴とする請求項７記載の三次元造形装置。

【請求項9】

請求項２に基づく２個のガルバノスキャナーを採用した上で、全領域が上側に配置されているガルバノスキャナーａにおける第２ミラーの回転中心軸と、下側に配置されているガルバノスキャナーｂにおける第２ミラーの回転中心軸とが、平行状態にて前記中心位置の両側に配置された状態にあり、かつガルバノスキャナーａにおいて回動している第２ミラーのテーブル面に向かう傾斜角度が最も小さい場合におけるレーザビーム又は電子ビームが、ガルバノスキャナーｂにおいて回動している第２ミラーの下端が当該レーザビーム又は電子ビームに最も近い状態の傾斜角度を形成した場合に、当該下端の近傍を通過することを特徴とする請求項６記載の三次元造形装置。

【請求項10】

回動段階において上端から下端に至るまでの幅を５０ｍｍとする第２ミラーを採用し、かつ各第２ミラーの回動中心角度を水平方向に対し４５°±１１°の範囲に設定した場合に、ガルバノスキャナーａの第２ミラーの回動中心軸の中央位置に水平方向に入射したレーザビーム又は電子ビームを当該第２ミラーが反射した場合に、双方の第２ミラー間における回動中心軸の中央位置の距離の最小値が水平方向に即して３４ｍｍであることを特徴とする請求項９記載の三次元造形装置。

【請求項11】

各ガルバノスキャナーにおける第１ミラーがテーブル面と直交する鉛直方向の回動中心軸を介して回動し、かつ水平方向のレーザビーム又は電子ビームを反射することを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０の何れか一項に記載の三次元造形装置。

【請求項12】

第２ミラーの反射領域が回動中心軸の位置及びその近傍であると共に、回動段階における上端及び下端近傍の範囲内にあることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１の何れか一項に記載の三次元造形装置。

【請求項13】

請求項１に基づく２個のガルバノスキャナーの前記長手方向の領域を、前記中心位置の周囲にて水平方向に即して、各長手方向を９０°の交差状態に設定した上で、各第２ミラーを、回動中心軸の中央位置が前記中心位置を基準として点対称となるように配列した上で、一方側のガルバノスキャナーにおける第１ミラーの収容領域及び第２ミラーの収容領域を、他方側のガルバノスキャナーにおける先端側領域以外の領域の上側に配置していることを特徴とする請求項５記載の三次元造形装置。

【請求項14】

請求項２に基づく２個のガルバノスキャナーの前記長手方向の領域を、前記中心位置を基準として反対方向の位置に平行状態に設定した上で、各第２ミラーの回動中心軸の中央位置を、前記中心位置を基準として点対称となるように配列し、１個のガルバノスキャナーを、残１個のガルバノスキャナーの上側に配置していることを特徴とする請求項６記載の三次元造形装置。

【請求項15】

請求項１に基づく３個のガルバノスキャナーの前記長手方向の領域を、水平方向に即して前記中心位置から等距離であって、かつ順次６０°毎の等角度交差による正三角形の辺を形成するように設定した上で、各ガルバノスキャナーにおいて、前記先端側領域及び第２ミラーの突設領域を上側に配置すると共に、前記後端側領域を下側に配置し、かつ一方側のガルバノスキャナーの前記先端側領域又は第２ミラーの突設領域を、他方側のガルバノスキャナーの長手方向領域のうち、前記先端側領域以外の領域上に配置していることを特徴とする請求項５記載の三次元造形装置。

【請求項16】

請求項１に基づく３個のガルバノスキャナーの前記長手方向の領域を、水平方向に即して前記中心位置から等距離であって、かつ順次６０°毎の等角度交差による正三角形の辺を形成するように設定した上で、３個のガルバノスキャナーを、上下方向に即して３段に配置し、各ガルバノスキャナーをそれぞれ下段、中段、上段に配置していることを特徴とする請求項６記載の三次元造形装置。

【請求項17】

請求項２に基づく３個のガルバノスキャナーの前記長手方向の領域を、水平方向に即して１２０°の交差角度による放射形状を形成する状態に設定した上で、各ガルバノスキャナーの前記先端側領域及び第２ミラーの突設領域を上側に配置すると共に、前記後端側領域を下側に配置し、かつ一方側のガルバノスキャナーの第２ミラーの突設領域を、他方側のガルバノスキャナーの前記先端側領域の上側に配置していることを特徴とする請求項５記載の三次元造形装置。

【請求項18】

請求項２に基づく３個のガルバノスキャナーの前記長手方向の領域を、水平方向に即して１２０°の交差角度による放射形状を形成する状態に設定した上で、３個のガルバノスキャナーを、３段に配置し、各ガルバノスキャナーをそれぞれ上下方向に即して下段、中段、上段に配置していることを特徴とする請求項６記載の三次元造形装置。

【請求項19】

請求項２に基づく２個のガルバノスキャナーにおける２個の第２ミラーを、前記中心位置に対し同一側であって、かつ突設方向が平行であるように配列し、かつ残１個のガルバノスキャナーにおける残１個の第２ミラーを、前記中心位置に対し前記２個の第２ミラーと反対方向の位置であって、かつ前記２個の第２ミラーの突設方向と平行な突設方向となるように配列した上で、２個のガルバノスキャナーを下側に配置し、残１個のガルバノスキャナーを上側に配置し、３個の各ガルバノスキャナーにおいて、前記中心位置を基準として、近い位置に配置されている各第２ミラーの回動中心軸の中央位置を水平方向に即して１２０°毎の等角度方向に配置していることを特徴とする請求項６記載の三次元造形装置。

【請求項20】

請求項２に基づく２個のガルバノスキャナーにおける２個の第２ミラーを、前記中心位置に対し同一側であって、かつ突設方向が平行であるように配列し、かつ残１個のガルバノスキャナーにおける残１個の第２ミラーを、前記中心位置に対し前記２個の第２ミラーと反対方向の位置であって、かつ前記２個の第２ミラーの突設方向と平行な突設方向となるように配列した上で、隣接し合う一方側の２個のガルバノスキャナーを上下方向に即して中段及び下段に配置し、残１個のガルバノスキャナーを上段に配置し、３個の各ガルバノスキャナーにおいて、前記中心位置を基準として、近い位置に配置されている各第１ミラー及び第２ミラーの回動中心軸の中央位置を水平方向に即して１２０°毎の等角度方向に配置していることを特徴とする請求項６記載の三次元造形装置。

【請求項21】

請求項１に基づく４個のガルバノスキャナーの前記長手方向の領域を、水平方向に即して前記中心位置と等距離であって、かつ当該長手方向領域が順次９０°の等角度交差による正方形の辺を形成するように設定した上で、平行状態を形成している２個のガルバノスキャナーを、前記平行状態に直交する方向にて平行状態を形成している残２個のガルバノスキャナーの上側に配置していることを特徴とする請求項６記載の三次元造形装置。

【請求項22】

請求項１に基づく４個のガルバノスキャナーの前記長手方向の領域を、水平方向に即して前記中心位置と等距離であって、かつ当該長手方向の中途部位が、順次９０°の等角度にて交差することによって隣接領域から各辺が一方側に突出することによる変形した正方形の辺を形成するように設定した上で、平行状態を形成している２個のガルバノスキャナーを、前記平行状態に直交する方向にて平行状態を形成している残２個のガルバノスキャナーの上側に配置していることを特徴とする請求項６記載の三次元造形装置。

【請求項23】

請求項２に基づく４個のガルバノスキャナーの前記長手方向の領域を、９０°の交差角度を形成する状態に設定した上で、第２ミラーの突設方向を、前記中心位置に近付く方向とし、かつ平行状態である２個のガルバノスキャナーを、前記平行状態に対し直交する方向にて平行状態である残２個のガルバノスキャナーの上側に配置していることを特徴とする請求項６記載の三次元造形装置。

【請求項24】

請求項２に基づく４個のガルバノスキャナーの前記長手方向の領域を、鋭角及び鈍角による交差角度を形成する状態に設定した上で、第２ミラーの突設方向を、前記中心位置に近付く方向とし、かつ平行状態である２個のガルバノスキャナーを、前記平行状態に対し斜交する方向にて平行状態にある残２個のガルバノスキャナーの上側に配置していることを特徴とする請求項６記載の三次元造形装置。

【請求項25】

請求項２に基づく２個のガルバノスキャナーの前記長手方向の領域を、前記中心位置の一方側サイドにて平行状態に設定し、かつ残２個のガルバノスキャナーの長手方向の領域を、前記中心位置の前記一方側サイドの反対側サイドにて前記２個のガルバノスキャナーと平行状態に設定した上で、２個のガルバノスキャナーの第２ミラーを相互に向かい合うように前記長手方向から突設し、残２個のガルバノスキャナーにおける第２ミラーもまた相互に向かい合うように突設し、しかも隣接し合い、かつ相互に向かい合う一方側の２個の第２ミラーを、他方側の２個の第２ミラーの上側に配置し、４個の各第２ミラーの回動中心軸の中央位置を、水平方向に即して９０°毎の等角度方向に配置していることを特徴とする請求項６記載の三次元造形装置。

【請求項26】

請求項１に基づく５個のガルバノスキャナーの前記長手方向を、水平方向に即して前記中心位置と等距離であって、かつ当該長手方向領域が順次７２°の等角度交差による正五角形の辺を形成する状態に設定した上で、各ガルバノスキャナーにおいて、前記先端側領域及び第２ミラーの突設領域を上側に配置すると共に、前記後端側領域を下側に配置し、かつ一方側のガルバノスキャナーの前記先端側領域又は第２ミラーの突設領域を、他方側のガルバノスキャナーの長手方向のうち、前記先端側領域以外の領域上に配置していることを特徴とする請求項５記載の三次元造形装置。

【請求項27】

請求項１に基づく５個のガルバノスキャナーの前記長手方向を、水平方向に即して前記中心位置と等距離であって、かつ当該長手方向領域が順次７２°の等角度交差による正五角形の辺を形成する状態に設定した上で、前記中心位置に対し、２個のガルバノスキャナーを、前記長手方向が時計回りに即して０°、１４４°を形成した状態にて上下方向に即して下段に配置し、他の２個のガルバノスキャナーを、前記長手方向が時計回りに即して７２°、２１６°を形成した状態にて中段に配置し、残１個のガルバノスキャナーを、前記長手方向が時計回りに即して２８８°を形成した状態にて上段に配置していることを特徴とする請求項６記載の三次元造形装置。

【請求項28】

請求項２に基づく５個のガルバノスキャナーの前記長手方向の領域を、７２°毎の等角度による交差角度による放射形状を形成する状態に設定した上で、各ガルバノスキャナーにおいて、前記先端側領域及び第２ミラーの突設領域を上側に配置すると共に、前記後端側領域を下側に配置し、各第２ミラーの突設領域を正五角形の辺を形成する状態にて配置し、かつ一方側の第２ミラーの突設領域を、他方側の前記先端側の領域の上側に配置していることを特徴とする請求項５記載の三次元造形装置。

【請求項29】

請求項２に基づく５個のガルバノスキャナーの前記長手方向の領域を、７２°毎の等角度による交差角度による放射形状を形成する状態に設定した上で、第２ミラーの突設領域を正五角形の辺を形成する状態にて配置し、かつ２個のガルバノスキャナーを、前記長手方向が時計回りに即して０°、１４４°を形成した状態にて上下方向に即して下段に配置し、他の２個のガルバノスキャナーを、前記長手方向が時計回りに即して７２°、２１６°を形成した状態にて中段に配置し、残１個のガルバノスキャナーを、前記長手方向が時計回りに即して２８８°を形成した状態にて上段に配置していることを特徴とする請求項６記載の三次元造形装置。

【請求項30】

請求項１に基づく６個のガルバノスキャナーの前記長手方向を、水平方向に即して前記中心位置と等距離とし、当該長手方向の領域を、順次６０°の等角度交差による正六角形の辺を形成する状態に設定した上で、各ガルバノスキャナーにおいて、前記先端側領域又は第２ミラーの突設領域を上側に配置すると共に、前記後端側領域を下側に配置し、かつ一方側のガルバノスキャナーの前記先端側領域及び第２ミラーの突設領域を、他方側のガルバノスキャナーの長手方向のうち、前記先端側領域以外の領域上に配置していることを特徴とする請求項５記載の三次元造形装置。

【請求項31】

請求項１に基づく６個のガルバノスキャナーの前記長手方向を、水平方向に即して前記中心位置と等距離とし、当該長手方向の領域が順次６０°の等角度交差による正六角形の辺を形成する状態に設定した上で、前記中心位置に対し、２個のガルバノスキャナーを、前記長手方向が時計回りに即して０°、１８０°を形成した状態にて上下方向に即して下段に配置し、他の２個のガルバノスキャナーを、前記長手方向が時計回りに即して６０°、２４０°を形成した状態にて中段に配置し、残２個のガルバノスキャナーを、前記長手方向が時計回りに即して１２０°、３００°を形成した状態にて上段に配置していることを特徴とする請求項６記載の三次元造形装置。

【請求項32】

請求項２に基づく６個のガルバノスキャナーの長手方向の領域を、６０°毎の等角度による交差角度による放射形状を形成する状態に設定した上で、各ガルバノスキャナーにおいて、前記先端側領域及び第２ミラーの突設領域を上側に配置すると共に、前記後端側領域を下側に配置し、各第２ミラーの突設領域を正六角形の辺を形成する状態にて配置し、かつ一方側の第２ミラーの突設領域を、他方側の前記先端側の領域の上側に配置していることを特徴とする請求項５記載の三次元造形装置。

【請求項33】

請求項２に基づく６個のガルバノスキャナーの長手方向の領域を、６０°毎の等角度による交差角度による放射形状を形成する状態に設定した上で、第２ミラーの突設領域を正六角形の辺を形成する状態にて配置し、かつ２個のガルバノスキャナーを、前記長手方向が時計回りに即して０°、１８０°を形成する状態にて上下方向に即して下段に配置し、他の２個のガルバノスキャナーを、前記長手方向が時計回りに即して６０°、２４０°を形成する状態にて中段に配置し、残２個のガルバノスキャナーを、前記長手方向が時計回りに即して１２０°、３００°を形成した状態にて上段に配置していることを特徴とする請求項６記載の三次元造形装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ダイナミックフォーカスレンズを透過して順次集束するレーザビーム又は電子ビームを、二次元方向に走査するガルバノスキャナーを複数個採用している三次元造形装置を対象としている。

【背景技術】

【0002】

テーブル面上に積層した粉末層５に対するレーザビーム又は電子ビームの照射によって焼結面を形成する三次元造形においては、焦点距離を調整し得るダイナミックフォーカスレンズを透過したレーザビーム又は電子ビームをガルバノスキャナーによって焼結面又はその近傍に集束するような走査（スキャニング）が行われている。

【0003】

前記走査を実現するガルバノスキャナーを１個ではなく、２個採用することによって効率的な走査を実現する三次元造形方法は、特許文献１記載の発明（以下「先願発明１」と称する。）として開示されており、２個のガルバノスキャナーを採用することによって効率的な走査を実現する三次元造形装置もまた、特許文献２記載の発明（以下「先願発明２」と称する。）として開示されている。

【0004】

然るに、先願発明１及び同２においては、テーブル１３の全領域面の上側に位置している全平坦面においてレーザビーム７、７ａの走査（スキャニング）を行っている（特許文献１及び同２の図１、ＡＢＳＴＲＡＣＴ等）。

【0005】

前記平坦面は、焦点調整ユニット９、９ａに対する制御として形成された焦点面５に該当するが（特許文献１の図４、及び特許文献２の図４）、焦点面５の全領域において、レーザビーム７、７ａの照射による焼結が行われている訳ではなく、焦点調整ユニット９、９ａの制御によって、焦点面５のうち焼結が必要な領域のみにレーザビーム７、７ａの焦点における照射が行われ、焼結が必要でない領域については、レーザビーム７、７ａの焦点が焦点面５に至らないような制御を不可欠とする。

【0006】

しかしながら、焼結面を形成しない領域にレーザビーム７、７ａの走査を伴う照射を行うことは、無駄な走査及び照射を行う点において、非効率的な三次元造形が行われることを意味している。

【0007】

特許文献３記載の発明（以下「先願発明３」と略称する。）においては、２個又は４個のガルバノスキャナー（第１、第２、第３、第４のガルバノスキャナ）を採用した上で、各ガルバノスキャナーを制御する照射制御装置を備えており（請求項１及び請求項７）、かつ照射制御装置は各ガルバノスキャナーの照射面積をコントロールし得る構成を採用しており（請求項５、６、１３）、このようなコントロールの場合には、先願発明１及び同２のような欠点を免れ、必然的に照射範囲を選択することが可能となる。

【0008】

先願発明１、２においては、２個のガルバノスキャナーを上下方向にて同一高さに配置しており、先願発明３においては、２個又は４個のガルバノスキャナーを上下方向にて同一高さに設定している。

【0009】

しかも、先願発明１、２、３においては、テーブル面の中心位置を基準とした場合、第２ミラーを内側に配列し、第１ミラーを外側に配列している。

【0010】

先願発明１、２においては、２個のガルバノスキャナーを水平方向に即してコンパクトな配置状態とするような工夫は行われていない。

【0011】

これに対し、先願発明３の場合には、水平方向にて向かい合う位置にある第２ミラーにおける反射位置の距離を１５０ｍｍ以下又は１００ｍｍ以下とすることを要件としており、２個又は４個のガルバノスキャナーをコンパクトな配置とするような工夫が行われているが如くである。

【0012】

しかしながら、前記反射位置の距離は、回動段階における第２ミラーの上端と下端との幅、即ち回動中心軸と直交する方向の幅によって左右されるにも拘らず、先願発明３においては、前記１５０ｍｍ以下又は１００ｍｍ以下の基準がどのような幅の下に設定し得るかが不明である。

【0013】

尤も、先願発明３においては、前記幅が技術常識に即した設計である場合には、前記１５０ｍｍ以下又は１００ｍｍ以下の基準が成立するという前提に立脚しているのかもしれないが、先願発明３においては、どうしてそのような前提が成立するかの根拠は全く不明である。

【0014】

しかも、コンパクトな構成を実現するためには、前記距離の最小値が重要であるにも拘らず、先願発明３においては、当該最小値については全く明らかにされていない。

【0015】

更には、引用文献１、２、３を含む従前の公知技術においては、テーブル面のスペースを有効に活用し得るような複数個のガルバノスキャナーの配置について格別の工夫が行われている訳ではない。

【0016】

現に、先願発明３に関して記載されている図５、６、１３を参照するも、２個のガルバノスキャナー３２、４２の長手方向、及び４個のガルバノスキャナー３２、４２、５２、６２が単純な平行状態であって、二次元のテーブル面を有効に活用していない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0017】

【特許文献1】ＵＳ１０，０２９，３３３Ｂ２公報

【特許文献2】ＵＳ９，３１４，９７２Ｂ２公報

【特許文献3】日本国特許第６，７９３，８０６号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0018】

本発明は、複数個のガルバノスキャナーを、第２ミラーの規格如何に拘らず、水平方向に即してコンパクトな状態にて配置し得ると共に、テーブル面のスペースを有効に活用し得るような三次元造形装置の構成を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0019】

前記課題を達成するため、本発明の基本構成は、
（１）粉末を走行を介してテーブル上に積層するスキージ、当該粉末層に対しレーザビーム又は電子ビームを走査するガルバノスキャナーを複数個備えた三次元造形装置であって、各ガルバノスキャナーは、ダイナミックフォーカスレンズを透過したレーザビーム又は電子ビームに対し、当該透過方向と直交する方向の回動中心軸を介して回動する第１ミラー及び第１ミラーの回動と独立した状態にて前記第１ミラーにおける回動中心軸の方向と直交状態にあり、かつ水平方向の回動中心軸を介して回動する第２ミラーからの反射によって、レーザビーム又は電子ビームの直交座標を基準とする二次元方向の走査を実現しており、かつ複数個のガルバノスキャナーを、レーザビーム又は電子ビームの発振源を収容している領域を後端側とし、第１ミラーを収容している領域を先端側とする長手方向が、水平方向に即してテーブル面の中心位置を内側として当該中心位置の周囲の全部又は一部を囲む状態を形成しており、隣接し合う一方側のガルバノスキャナーの前記先端側の領域及び／又は第２ミラーを収容している当該先端側領域の近傍領域を、他方側のガルバノスキャナーの長手方向領域の先端側以外の領域の上側又は下側に配置し、かつ前記先端側から第２ミラーを、前記長手方向と交差する方向であって、かつ前記内側への方向にて突設しており、前記一方側のガルバノスキャナー及び前記他方側のガルバノスキャナーにおける各第２ミラーの回動中心の位置を、当該各第２ミラーから反射したレーザビーム又は電子ビームがそれぞれ他方側のガルバノスキャナー及び一方側のガルバノスキャナーの領域を通過しないか、又は当該ガルバノスキャナーの下側を通過するように設定しており、各ダイナミックフォーカスレンズにおける焦点距離の調整によって、レーザビーム又は電子ビームの焦点位置又はその近傍にて焼結面を照射している三次元造形装置、
（２）粉末を走行を介してテーブル上に積層するスキージ、当該粉末層に対しレーザビーム又は電子ビームを走査するガルバノスキャナーを複数個備えた三次元造形装置であって、各ガルバノスキャナーは、ダイナミックフォーカスレンズを透過したレーザビーム又は電子ビームに対し、当該透過方向と直交する方向の回動中心軸を介して回動する第１ミラー及び第１ミラーの回動と独立した状態にて前記第１ミラーにおける回動中心軸の方向と直交状態にあり、かつ水平方向の回動中心軸を介して回動する第２ミラーからの反射によって、レーザビーム又は電子ビームの直交座標を基準とする二次元方向の走査を実現しており、かつ複数個のガルバノスキャナーを、レーザビーム又は電子ビームの発振源を収容している領域を後端側とし、第１ミラーを収容している領域を先端側とする長手方向が、水平方向に即してテーブル面の中心位置の周囲にて、前記先端側領域が所定角度による交差に基づく放射形状を形成しており、隣接し合う一方側のガルバノスキャナーの前記先端側領域及び／又は第２ミラーを収容している当該先端側領域の近傍領域を、他方側のガルバノスキャナーの先端側領域及び／又は第２ミラーを収容している当該先端側領域の近傍領域の上側又は下側に配置し、かつ第２ミラーを、前記長手方向と交差する方向に突設しており、前記一方側のガルバノスキャナー及び前記他方側のガルバノスキャナーにおける各第２ミラーの回動中心の位置を、当該各第２ミラーから反射したレーザビーム又は電子ビームがそれぞれ他方側のガルバノスキャナー及び一方側のガルバノスキャナーの各第２ミラーの下側を通過するように設定しており、各ダイナミックフォーカスレンズにおける焦点距離の調整によって、レーザビーム又は電子ビームの焦点位置又はその近傍にて焼結面を照射している三次元造形装置、
（３）各ガルバノスキャナーにおいて、第２ミラーの突設方向が長手方向と直交しており、かつ複数個の第２ミラーを、前記中心位置を両側にて挟んだ状態にて配列していることを特徴とする基本構成（１）、（２）の何れかによる三次元造形装置、
（４）各第２ミラーの回動中心軸の中央位置を、前記中心位置を基準として水平方向に即して等距離にて配列していることを特徴とする基本構成（１）、（２）の何れかによる三次元造形装置、
からなる。

【発明の効果】

【0020】

基本構成（１）においては、複数個のガルバノスキャナーの長手方向の領域を、テーブル面の中心位置を内側として、当該中心位置の周囲の全部又は一部を囲む方向にて設定しており、基本構成（２）においては、複数個のガルバノスキャナーを、長手方向の領域が前記中心位置の周囲にて所定の交差角度を形成する状態に設定していることから、当該長手方向の領域を放射状に設定しており、何れもテーブル面の全領域を有効に活用することができる。

【0021】

更には、基本構成（１）の場合には、隣接し合う一方側のガルバノスキャナーの前記先端領域及び／又は第２ミラーを収容している当該先端側領域の近傍領域を、他方側のガルバノスキャナーの長手方向領域のうち、前記先端領域以外の領域の上側又は下側に設定することによって、水平方向に即して重複する状態にて配置していることから、隣接領域を、水平方向に即してコンパクトな配置を実現することができる。

【0022】

同様に、基本構成（２）の場合には、隣接し合う一方側のガルバノスキャナーの前記先端部及び／又は第２ミラーを収容している前記先端部の近傍領域を、他方側のガルバノスキャナーの前記先端部の領域及び／又は第２ミラーを収容している前記先端部の近傍の領域の上側又は下側に設定することによって、水平方向に即して重複する状態にて配置していることから、隣接領域を水平方向に即してコンパクトな配置を実現することができる。

【0023】

しかも、基本構成（３）のように、基本構成（１）、（２）において、各ガルバノスキャナーにおいて、第２ミラーの突設方向が長手方向と直交しており、かつ複数個の第２ミラーを、前記中心位置を両側にて挟んだ状態とした場合には、第２ミラーのコンパクトかつ略均等な配列状態を実現し、その結果、前記中心位置を基準として均一な照射のコントロールを実現することができる。

【0024】

前記中心位置を両側にて挟んだ状態とする具体的構成については、実施例１〜１１に即して後述する通りである。
尚、第２ミラーを、長手方向と直交する方向に突設することは、殆どのガルバノスキャナーにおいて採用されている技術常識に該当する。

【0025】

更には、基本構成（４）のように、基本構成（１）、（２）において、各ガルバノスキャナーにおける第２ミラーの回動中心軸の中央位置を、水平方向に即して等距離に配列することによって、各第２ミラーの配置によって形成される空間をコンパクトに設定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1-1】基本構成（１）において、２個のガルバノスキャナーを配置した実施例１の平面図である。尚、点線は下側に配置されているガルバノスキャナーの端部を示す。

【図1-2】基本構成（２）において、２個のガルバノスキャナーを配置した実施例１の平面図である。尚、点線は下側に配置されているガルバノスキャナーの端部を示す。

【図2-1】基本構成（１）において、３個のガルバノスキャナーを、テーブル面の中心位置を重心として正三角形状に配置した実施例２の平面図であって、左側の各図面は、長手方向に沿って順次高さ方向が変化するように配置した場合を示し、右側の各図面は、長手方向の領域自体を３段に配置した場合を示す。

【図2-2】基本構成（２）において、３個のガルバノスキャナーの長手方向の領域を、等角度の交差状態による放射形状に配置した実施例３の平面図であって、左側の図面は、長手方向に沿って順次高さ方向が変化するように配置した場合を示し、右側の図面は、ガルバノスキャナーの全領域を３段に配置した場合を示す。

【図2-3】基本構成（２）において、３個のガルバノスキャナーの第２ミラーを、前記中心位置の両側にて相互に平行な状態に配置した実施例４の平面図であって、左側の図面は、前記中心位置の一方側における２個の第２ミラーに対し、他方側における残１個の第２ミラーを上側に配列した場合を示し、右側の図面は、３個のガルバノスキャナー自体を上下方向に即して３段に配置した場合を示す。尚、点線は最も下側の位置（下段）に配置されているガルバノスキャナーの端部を示す。

【図3-1】基本構成（１）において、４個のガルバノスキャナーを、テーブル面の中心位置と点対称にて配置した実施例５の平面図であって、左側の図面は、長手方向の領域が正方形の辺を形成し、かつ相互に平行状態にある２辺及び残２辺を上側及び下側に配置した場合を示しており、右側の図面は、長手方向の中途部位が９０°毎に順次交差することによって各辺の一方側が突出している変形した正方形状を形成し、かつ相互に平行状態にある２辺及び残２辺を有するガルバノスキャナーの全領域を上側及び下側に配置した場合を示す。

【図3-2】基本構成（２）において、４個のガルバノスキャナーの長手方向から突設された第２ミラーを、前記中心位置に向かう方向にて配置する実施例６の平面図であって、左側の図面は、４個のガルバノスキャナーの長手方向が９０°毎の交差角度による放射形状を形成し、かつ長手方向の領域を２段に配置した場合を示しており、右側の図面は、４個のガルバノスキャナーの長手方向が鋭角及び鈍角の交差角度による放射形状を形成し、かつガルバノスキャナーの全領域を２段に配置した場合を示す。

【図3-3】基本構成（２）において、２個毎のガルバノスキャナーを、前記中心位置を挟んだ状態にて平行状態であって、しかも２個毎のガルバノスキャナーの長手方向から突設された第２ミラーを相向かうような状態にて隣接し合っている２個の一方側の第２ミラーを、２個の他方側の第２ミラーの上側に配置している実施例７を示す。

【図4-1】基本構成（１）において、５個のガルバノスキャナーの長手方向の領域を、テーブル面の中心位置の周囲にて正五角形の辺を形成するように設定している実施例８の平面図であって、左側の図面は、長手方向に沿って順次高さ方向が変化するように配置している場合を示し、右側の図面は、ガルバノスキャナーの全領域を３段に配置している場合を示す。

【図4-2】基本構成（２）において、５個のガルバノスキャナーの長手方向の領域を、７２°の等角度による交差角度による放射形状を形成する状態に設定し、かつ各第２ミラーが正五角形の辺を形成するように配置している実施例９の平面図であって、左側の図面は、長手方向に沿って順次高さ方向が変化するように配置した場合を示し、右側の図面は、ガルバノスキャナーの全領域を３段に配置した場合を示す。

【図5-1】基本構成（１）において、６個のガルバノスキャナーを、テーブル面の中心位置の周囲にて正六角形の辺を形成するように設定している実施例１０の平面図であって、左側の図面は、長手方向に沿って順次高さ方向が変化するように配置している場合を示しており、右側の図面は、ガルバノスキャナーの全領域を３段に配置している場合を示す。

【図5-2】基本構成（２）において、６個のガルバノスキャナーの長手方向の領域を、６０°毎の等角度の交差角度による放射形状を形成する状態に設定し、かつ各第２ミラーが正六角形の辺を形成するように配置している実施例１１の平面図であって、左側の図面は、長手方向に沿って順次高さ方向が変化するように配置した場合を示し、右側の図面は、ガルバノスキャナーの全領域を３段に配置した場合を示す。

【図6】基本構成（１）のアウトライン、及び隣接する一方側のガルバノスキャナーの第２ミラーから反射されたレーザビーム又は電子ビームが、隣接する他方側のガルバノスキャナーを通過しないか、又は当該ガルバノスキャナーの下側を通過する状態を示す平面図であって、（ａ）は、通過しない場合を示し、（ｂ）は、下側を通過する場合を示し、（ｃ）は、各ガルバノスキャナーにおける各構成要素の配列状況を示す。尚、（ａ）、（ｂ）において、各ガルバノスキャナーから内側方向への２本の点線は、各第２ミラーの水平方向における反射角度範囲を示す。

【図7】基本構成（２）のアウトライン、及び隣接し合う各ガルバノスキャナーの配置状況を示す平面図であって、（ａ）は、隣接領域において、一方側のガルバノスキャナーの第２ミラーの収容領域が他方側のガルバノスキャナーの先端領域の上側に配列された状況を示し、（ｂ）は、隣接領域において一方側のガルバノスキャナーにおける第２ミラーの収容領域が他方側のガルバノスキャナーの第２ミラーの上側に配列された状況を示し、（ｃ）は、各ガルバノスキャナーにおける各構成要素の配列状況を示す。

【図8】基本構成（４）の特徴点を示す平面図であって、（ａ）は、基本構成（１）において３個のガルバノスキャナーを採用した場合を示し、（ｂ）は、基本構成（２）において４個のガルバノスキャナーを採用した場合を示す。

【図9(a)】基本構成（１）において、コンパクトな実施形態を採用した場合の側面図を示す。

【図9(b)】基本構成（２）において、コンパクトな実施形態を採用した場合の側面図を示す。

【図10】図９に示す実施形態に立脚した上で、２個の第２ミラー同士の回動中心軸の中央位置の距離を算定するための模式側面図であり、（ａ）は、基本構成（１）の場合を示し、（ｂ）は、基本構成（２）の場合を示す。

【図11】第２ミラーの反射領域が回動中心軸の位置及びその近傍であると共に、回動段階における上端及び下端の範囲内にあることを特徴とする実施形態を示す側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

基本構成（１）は、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、粉末を走行を介してテーブル４の上に積層するスキージ、当該粉末層５に対しレーザビーム又は電子ビーム７を走査するガルバノスキャナー３を複数個備えた三次元造形装置であって、各ガルバノスキャナー３は、ダイナミックフォーカスレンズ２を透過したレーザビーム又は電子ビーム７に対し、当該透過方向と直交する方向の回動中心軸３０を介して回動する第１ミラー３１及び第１ミラー３１の回動と独立した状態にて前記第１ミラー３１における回動中心軸３０の方向と直交状態にあり、かつ水平方向の回動中心軸３０を介して回動する第２ミラー３２からの反射によって、レーザビーム又は電子ビーム７の直交座標を基準とする二次元方向の走査を実現しており、かつ複数個のガルバノスキャナー３を、レーザビーム又は電子ビーム７の発振源１を収容している領域を後端側とし、第１ミラー３１を収容している領域を先端側とする長手方向が、水平方向に即してテーブル４の面の中心位置Ｐを内側として当該中心位置Ｐの周囲の全部又は一部を囲む状態を形成しており、隣接し合う一方側のガルバノスキャナー３の前記先端側の領域及び／又は第２ミラー３２を収容している当該先端側領域の近傍領域を、他方側のガルバノスキャナー３の長手方向領域の先端側以外の領域の上側又は下側に配置し、かつ前記先端側から第２ミラー３２を、前記長手方向と交差する方向であって、かつ前記内側への方向にて突設しており、前記一方側のガルバノスキャナー３及び前記他方側のガルバノスキャナー３における各第２ミラー３２の回動中心の位置を、当該各第２ミラー３２から反射したレーザビーム又は電子ビーム７がそれぞれ他方側のガルバノスキャナー３及び一方側のガルバノスキャナー３の領域を通過しないか、又は当該ガルバノスキャナー３の下側を通過するように設定しており、各ダイナミックフォーカスレンズ２における焦点距離の調整によって、レーザビーム又は電子ビーム７の焦点位置又はその近傍にて焼結面６を照射している三次元造形装置である。

【0028】

図６（ａ）、（ｂ）に示すように、基本構成（１）においては、ガルバノスキャナー３の長手方向がテーブル４の面の中心位置Ｐの周囲の全部又は一部を囲む方向に設定しているが、前記周囲の位置については、前記中心位置Ｐとの距離を任意に選択することが可能であることから、このような設定によって、テーブル４のスペースを有効に活用することができることについては、既に効果の項において説明した通りである。

【0029】

前記設定に際し、基本構成（１）においては、ガルバノスキャナー３の長手方向のうち、各第１ミラー３１側を収容している先端領域及び／又は第２ミラー３２を収容している当該先端側領域の近傍領域を、隣接するガルバノスキャナー３における前記先端側領域以外の長手方向領域の上側又は下側に配置することによって、隣接領域を水平方向に即して重複状態とすることによって、コンパクトな隣接状態を実現することができる。

【0030】

基本構成（２）は、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、粉末を走行を介してテーブル４の上に積層するスキージ、当該粉末層５に対しレーザビーム又は電子ビーム７を走査するガルバノスキャナー３を複数個備えた三次元造形装置であって、各ガルバノスキャナー３は、ダイナミックフォーカスレンズ２を透過したレーザビーム又は電子ビーム７に対し、当該透過方向と直交する方向の回動中心軸３０を介して回動する第１ミラー３１及び第１ミラー３１の回動と独立した状態にて前記第１ミラー３１における回動中心軸３０の方向と直交状態にあり、かつ水平方向の回動中心軸３０を介して回動する第２ミラー３２からの反射によって、レーザビーム又は電子ビーム７の直交座標を基準とする二次元方向の走査を実現しており、かつ複数個のガルバノスキャナー３を、レーザビーム又は電子ビーム７の発振源１を収容している領域を後端側とし、第１ミラー３１を収容している領域を先端側とする長手方向が、水平方向に即してテーブル４の面の中心位置Ｐの周囲にて、前記先端側領域が所定角度による交差に基づく放射形状を形成しており、隣接し合う一方側のガルバノスキャナー３の前記先端側領域及び／又は第２ミラー３２を収容している当該先端側領域の近傍領域を、他方側のガルバノスキャナー３の先端側領域及び／又は第２ミラー３２を収容している当該先端側領域の近傍領域の上側又は下側に配置し、かつ第２ミラー３２を、前記長手方向と交差する方向に突設しており、前記一方側のガルバノスキャナー３及び前記他方側のガルバノスキャナー３における各第２ミラー３２の回動中心の位置を、当該各第２ミラー３２から反射したレーザビーム又は電子ビーム７がそれぞれ他方側のガルバノスキャナー３及び一方側のガルバノスキャナー３の各第２ミラー３２の下側を通過するように設定しており、各ダイナミックフォーカスレンズ２における焦点距離の調整によって、レーザビーム又は電子ビーム７の焦点位置又はその近傍にて焼結面６を照射している三次元造形装置である。

【0031】

図７（ａ）、（ｂ）に示すように、基本構成（２）においては、ガルバノスキャナー３の長手方向がテーブル４の面の中心位置Ｐの周囲にて所定の交差角度による放射状を形成する状態を設定しているが、交差角度及び長手方向の長さを任意に選択することが可能であることから、このような設定によって、テーブル４のスペースを有効に活用することができることについては、既に効果の項において説明した通りである。

【0032】

前記設定に際し、基本構成（２）においては、隣接している一方側のガルバノスキャナー３の前記長手方向の先端側領域及び／又は第２ミラー３２を収容している当該先端側領域の近傍領域を、他方側のガルバノスキャナー３を、前記先端側領域及び／又は第２ミラー３２を収容している当該先端側領域の近傍領域の上側又は下側に配置することによって、水平方向に即して重複する状態に配置されていることから、水平方向の空間をコンパクトに設計することができる。

【0033】

基本構成（３）は、図６（ａ）、（ｂ）及び図７（ａ）、（ｂ）、更には後述する実施例１〜１１に即した図１−１〜図５−２に示すように、各ガルバノスキャナー３において、第２ミラー３２の突設方向が長手方向と直交しており、かつ複数個の第２ミラー３２を、前記中心位置Ｐを両側にて挟んだ状態にて配列していることを特徴としている。

【0034】

このような特徴による効果については、既に発明の効果の項において説明した通りである。

【0035】

基本構成（４）は、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、各第２ミラー３２の回動中心軸３０の中央位置Ｑを、前記中心位置Ｐを基準として水平方向に即して等距離にて配列していることを特徴としている。

【0036】

このような特徴による効果についてもまた、既に発明の効果の項において説明した通りである。

【0037】

基本構成（１）及び（２）において、一方側のガルバノスキャナー３の先端領域及び／又は第２ミラー３２を収容しかつ当該先端側領域の近傍領域を、他方側のガルバノスキャナー３の上側又は下側に配置する構成としては、
Ａ 一方側のガルバノスキャナー３の先端側領域及び／又は第２ミラー３２を収容している当該先端領域の近傍領域を、前記長手方向が前記先端側の上側又は下側となるような傾斜状態を設定した上で、他方側のガルバノスキャナー３において、一方側のガルバノスキャナー３の傾斜状態と同一方向に傾斜している前記長手方向領域の上側又は下側にそれぞれ配置することを特徴とする構成、
Ｂ 一方側のガルバノスキャナー３の全領域を、他方側のガルバノスキャナー３の全領域の上側又は下側に配置していることを特徴とする構成
の何れかを採用することができる。

【0038】

前記Ａの構成においては、双方のガルバノスキャナー３の長手方向の傾斜方向は同一であって、一方側のガルバノスキャナー３が先端側領域に向かって上側又は下側に傾斜している場合には、他方側のガルバノスキャナー３の長手方向に対し、それぞれ上側及び下側の配置が実現しているが、このような配置による上下方向の位置は、一方側のガルバノスキャナー３と、他方側のガルバノスキャナー３との間にて局所的に相違しているに過ぎない。

【0039】

これに対し、前記構成Ｂにおいては、一方側のガルバノスキャナー３は他方側のガルバノスキャナー３に対し全領域において上下方向の位置が相違している。
尚、前記Ａ、Ｂの各構成については、２個乃至６個のガルバノスキャナー３に立脚している実施例１〜１１において後述する通りである。

【0040】

基本構成（１）においては、図９（ａ）に示すように、基本構成（１）に基づく２個のガルバノスキャナー３を採用した上で、一方側サイドに配置されているガルバノスキャナーａにおける第２ミラー３２の回転中心軸３０と、他方側サイドに配置されているガルバノスキャナーｂにおける第２ミラー３２の回転中心軸３０とが同一の高さ位置にて直交する状態にあり、かつガルバノスキャナーａの第２ミラー３２のテーブル４の面に向かう傾斜角度が最も小さい場合におけるレーザビーム又は電子ビーム７が、ガルバノスキャナーｂの第２ミラー３２の下端がテーブル４の面に向かう傾斜角度が最も大きい場合に、当該第２ミラー３２の下端の近傍を通過することを特徴とする実施形態を採用することができる。

【0041】

このような実施形態においては、基本構成（１）及び（３）、（４）のコンパクトな状態を更に徹底することができる。

【0042】

具体的に説明するに、基本構成（１）において、回動段階の上端から下端に至るまでの幅を５０ｍｍとし、回動中心軸３０方向の幅を７０ｍｍとする第２ミラー３２を有する２個のガルバノスキャナー３を採用し、かつ水平方向に入射したレーザビーム又は電子ビーム７を反射した場合に、双方の第２ミラー３２間における回動中心軸３０の中央位置Ｑの距離の最小値につき、水平方向に即してコンパクトな状態を得るために前記Ａの構成を採用した場合に、以下の通り、具体的に明らかに説明する。

【0043】

図１０（ａ）に示すように、左側の第２ミラー３２に対し、水平方向のレーザビーム又は電子ビーム７が入射し、かつ当該第２ミラー３２の水平方向に対する傾斜角度をαとし、右側の第２ミラー３２の水平方向に対する傾斜角度をβとし、かつ左側の第２ミラー３２の下端が当該ミラーを反射したレーザビーム又は電子ビーム７に当接する場合の左側の第２ミラー３２の回動中心軸３０と右側の第２ミラー３２の回動中心軸３０の中央位置Ｑとの水平方向の距離をｘとし、垂直方向の距離をｙとし、各第２ミラー３２の上側端と下側端との距離を２Ｌとし、しかも回動中心軸３０方向の幅を２Wとし、かつ反射したレーザビーム又は電子ビーム７が左側の第２ミラー３２の下端と当接するに至るまでの透過距離をａとした場合には、

【数1】

【数2】

が成立する。

【0044】

ここで、左側の第２ミラー３２が最小の傾斜角度γ_２に至り、かつ右側の第２ミラー３２が最大の傾斜角度γ_１に至った場合においても、図１０（ａ）に示すようなレーザビーム又は電子ビーム７が右側の第２ミラー３２の下端に当接している場合には、左側の第２ミラー３２の下端が右側の第２ミラー３２の回動面に衝突することはあり得ない。

【0045】

何故ならば、上記各場合には、左側の第２ミラー３２の回動中心軸３０から右側の第２ミラー３２の回動中心軸３０の中央位置Ｑに対し最大距離を形成しているにも拘らず、上記当接状態が実現していることは、双方の第２ミラー３２が衝突していないことを裏付けるからである。

【0046】

具体的には、前記の各場合に双方の第２ミラー３２が衝突しない場合には、左側の第２ミラー３２が最小の傾斜角度より大きい場合、更には、右側の第２ミラー３２が最大の傾斜角度より小さい場合には、双方の衝突はあり得ないからである。

【0047】

ここで、左側の第２ミラー３２に対し、右側の第２ミラー３２の上下方向の距離をＤとした場合には、上記当接が成立する場合には、

【数3】

が成立する。

【0048】

従って、

【数4】

が成立し、Ｄ＝０の場合に、ａは最小値を呈することに帰する。

【0049】

水平方向に即してコンパクトな配置を実現する前記構成Ａの構成の場合は、一方側のガルバノスキャナー３における第１ミラー３１及び第２ミラー３２は、他方側のガルバノスキャナー３の先端領域以外の長手方向の側に配置されることを要件としているが、当該要件の場合には、双方の一方側及び他方側の第２ミラー３２を、同一の高さと設定し、上記式においてＤ＝０と設定することができる（これに対し、コンパクトな配置を実現する構成Ｂの場合には、Ｄ＝０と設定することができない。）。

【0050】

通常、第２ミラー３２の回動における中心角度は４５°であって、当該４５°を中心として±１１°の回動を行っていることから、γ_２＝３４°及びγ_１＝５６°である。

【0051】

従って、

【数5】

を得ることができる。

【0052】

このような場合、

【数6】

を得ることができる。

【0053】

従って、１．２ｍｍの余裕幅を考慮した場合には、左側の第２ミラー３２の回動中心軸３０と右側の第２ミラー３２の回動中心軸３０の中央位置Ｑの距離として、４８ｍｍを設定することができる。

【0054】

図１０（ａ）の場合には、左側の第２ミラー３２と右側の第２ミラー３２の反射方向は相互に直交しているが、このような直交状態であっても、双方の照射領域を重畳又は区分することによって、均一な照射を実現することができる。

【0055】

しかも、左側の第２ミラー３２の回動軸３０の片側幅が２５ｍｍであることから、最小傾斜角度３４°の場合の片側幅の水平方向の距離は、
25mm×cos34°＝25mm×0.8290≒２０．７ｍｍ である。

【0056】

他方、右側の第２ミラー３２の回動中心軸３０の中央位置Ｑの片側の幅が３５ｍｍであることを考慮するならば、双方による水平方向の距離幅は、５５．７ｍｍである。

【0057】

従って、上記４８ｍｍという最小値の距離は、左側の第２ミラー３２が水平方向に至らずに、最小傾斜角度を形成している場合においても、双方の第２ミラー３２の一部領域が水平方向に即して重複していることを裏付けている。
尚、後述するように基本構成（２）において、水平方向に即してコンパクトな配置を実現するために前記Ｂの構成を採用した場合の回動中心軸３０の中央位置Ｑの最小距離につき、左側の第２ミラー３２が最小の傾斜角度を形成した場合に即した計算を行っているが、基本構成（１）において、同様に前記構成Ｂに立脚した上で、後述の場合と同様の算定を行った場合には、双方の第２ミラー３２における回動中心軸３０の中央位置Ｑの最小距離については、

【数7】

であって、２．３ｍｍの余裕幅を考慮した場合には、５４ｍｍの最小距離を設定することができる。

【0058】

上記５４ｍｍの場合においても、左側の第２ミラー３２が最小傾斜角度を呈した場合の水平方向の距離幅である５５．７ｍｍよりも小さい値であって、左側の第２ミラー３２の一部領域と右側の第２ミラー３２の一部領域とが９０°にて直交しながら水平方向に重複していることを示している。

【0059】

基本構成（２）においては、図９（ｂ）に示すように、基本構成（２）に基づく２個のガルバノスキャナー３を採用した上で、全領域が上側に配置されているガルバノスキャナーａにおける第２ミラー３２の回転中心軸３０と、下側に配置されているガルバノスキャナーｂにおける第２ミラー３２の回転中心軸３０とが、平行状態にて前記中心位置Ｐの両側に配置された状態にあり、かつガルバノスキャナーａにおいて回動している第２ミラー３２のテーブル４の面に向かう傾斜角度が最も小さい場合におけるレーザビーム又は電子ビーム７が、ガルバノスキャナーｂにおいて回動している第２ミラー３２の下端が当該レーザビーム又は電子ビーム７に最も近い状態の傾斜角度を形成した場合に、当該下端の近傍を通過することを特徴とする実施形態を採用することができる。

【0060】

このような特徴点によって、基本構成（２）においては、コンパクトな構成を更に徹底することができる。

【0061】

具体的に説明するに、回動段階において上端から下端に至るまでの幅を５０ｍｍとする第２ミラー３２を有する２個のガルバノスキャナー３を採用し、かつ各回転中心軸を中央位置Ｑとして水平方向に入射したレーザビーム又は電子ビーム７を反射した場合に、双方の第２ミラー３２間における回動中心軸３０の中央位置Ｑの距離の最小値の距離において採用し得る最小値につき、図１０（ｂ）に即して、以下の通り具体的に明らかに説明する。

【0062】

図１０（ｂ）に示すように、上側の第２ミラー３２に対し、水平方向のレーザビーム又は電子ビーム７が入射し、かつ当該第２ミラー３２の水平方向に対する傾斜角度をαとし、下側の第２ミラー３２の水平方向に対する傾斜角度をβとし、かつ上側の第２ミラー３２の下端が当該ミラーを反射したレーザビーム又は電子ビーム７に当接する場合の上側の第２ミラー３２の回転中心軸３０における中央位置Ｑと下側の第２ミラー３２の前記下端の位置との水平方向の距離をｘとし、垂直方向の距離をｙとし、各第２ミラー３２の上側端と下側端との距離を２Ｌとし、かつ反射したレーザビーム又は電子ビーム７が下側の第２ミラー３２の下端と当接するに至るまでの透過距離をａとした場合には、

【数8】

【数9】

が成立する。

【0063】

ここで、上側の第２ミラー３２が最大の傾斜角度γ_１に至った場合においても、上側の第２ミラー３２の下端と下側の第２ミラー３２の回動中心軸３０における中央位置Ｑの高さ位置が同一であり、しかも図１０（ｂ）に示すような当接状態の場合には、上側の第２ミラー３２の下端が下側の第２ミラー３２の回動面に衝突することはあり得ない。

【0064】

上側の第２ミラー３２が前記要件である最小の傾斜角度γ_２であり、かつ下側の第２ミラー３２の傾斜角度がβを維持している場合に、前記高さ位置が同一である場合には、図１０（ｂ）によって、

【数10】

であることから、

【数11】

が成立する。

【0065】

レーザビーム又は電子ビーム７が上側の第２ミラー３２から反射して、下側の第２ミラー３２の下端に当接するに至る距離ａが最大値を呈する場合には、下側の第２ミラー３２が上側の第２ミラー３２から反射したレーザビーム又は電子ビーム７を最も遮断し難い状態に至る寸前の事態に該当する。

【0066】

前記ａが最大値であるためには、
β＝最大の傾斜角度γ_１
の成立を必要とし、結局、

【数12】

を得ることができる。

【0067】

基本構成（２）のように、上側の第１ミラー３１の傾斜角度が最小値γ_２であり、かつ前記のように、
β＝γ_１
である場合には、

【数13】

が成立する。

【0068】

一般に、通常γ_１＝５６°、γ_２＝３４°であることから、

【数14】

という近似式が成立する。

【0069】

回動段階における上端と下端の幅が２Ｌ＝５０ｍｍの場合、
ｘ≒３１．７ｍｍ
を得ることができる。

【0070】

従って、２．３ｍｍの余裕幅を考慮した場合、上側の第２ミラー３２の回動中心軸３０における中央位置Ｑと下側の第２ミラー３２の回動中心軸３０における中央位置Ｑとの最小距離として、３４ｍｍを設定することができる。

【0071】

図１０（ａ）の左側の第２ミラー３２に即して説明したように、最小傾斜角度３４°の場合の第２ミラー３２の水平方向の片側幅は、
25mm×cos34°＝25mm×0.8290≒２０．７ｍｍ である。

【0072】

従って、双方の第２ミラー３２が最小傾斜角度を呈した場合の数値が４１．４ｍｍであることを考慮するならば、上記３４ｍｍの最小距離は、双方の第２ミラー３２の一部領域が最小傾斜角度を呈した場合には、水平方向に即して重複し合っていることを明瞭に裏付けている。
尚、上記のｘ≒１．２６６Ｌの近似式が成立する場合には、

【数15】

であることが判明する。

【0073】

図９（ｂ）に示す実施形態においては、下側のガルバノスキャナー３において回動している第２ミラー３２において下端から当該レーザビーム又は電子ビーム７に最も近い状態の傾斜角度を形成した場合に、当該下端の近傍を通過することを要件としているが、最小の傾斜角度が３４°である場合には、図１０（ｂ）に即した前記計算からも明らかなように、上記下端の近傍を通過するような下側のガルバノスキャナー３の傾斜角度としては最大傾斜角度である５６°が選択されることに帰する。

【0074】

基本構成（１）においては、隣接し合う一方側及び他方側のガルバノスキャナー３の第２ミラー３２の回動中心軸３０の位置を、当該第２ミラー３２から反射したレーザビーム又は電子ビーム７がそれぞれ他方側及び一方側のガルバノスキャナー３の領域を通過しないか、又は当該ガルバノスキャナー３の下側を通過するように設定することを要件としている。

【0075】

このような要件は、一方側及び他方側のガルバノスキャナー３の第２ミラー３２から反射したレーザビーム又は電子ビーム７が、それぞれ他方側及び一方側のガルバノスキャナー３によって遮蔽されないという当然必要な技術的要請に立脚している。

【0076】

基本構成（２）においては、隣接し合う一方側及び他方側のガルバノスキャナー３の第２ミラー３２の回動中心軸３０の位置を、当該第２ミラー３２から反射したレーザビーム又は電子ビーム７が、それぞれ他方側及び一方側のガルバノスキャナー３の各第２ミラー３２の下側を通過するように設定することを要件としている。

【0077】

このような要件は、一方側及び他方側のガルバノスキャナー３の第２ミラー３２から反射したレーザビーム又は電子ビーム７が、それぞれ他方側及び一方側のガルバノスキャナー３の各第２ミラー３２によって遮蔽されないという当然必要な技術的要請に立脚している。

【0078】

図９（ａ）、（ｂ）に示すように、第１ミラー３１及び第２ミラー３２は、それぞれ回動駆動装置３１０及び３２０を備えている。

【0079】

基本構成（１）及び（２）におけるガルバノスキャナー３の複数個の最大数については、ガルバノスキャナー３の長手方向の寸法と、テーブル４の面の面積とによって選択される。
但し、後述する各実施例に示すように、実際には２個〜６個のガルバノスキャナー３を採用する場合が多い。

【0080】

基本構成（１）及び（２）においては、スキージ、ガルバノスキャナー３以外に、レーザビーム又は電子ビーム７の走査によって形成された焼結面６に対する切削を行う切削工具を備えることによって、様々な形状の三次元造形物を製造する場合が多い。

【0081】

基本構成（１）及び（２）においては、通常、図９（ａ）に示すように、各ガルバノスキャナー３の長手方向においては、レーザビーム又は電子ビーム７を水平方向に照射し、かつ第１ミラー３１が鉛直方向の回動中心軸３０を介して回動する設計が採用されている。

【0082】

しかしながら、図９（ｂ）に示すように、レーザビーム又は電子ビーム７を長手方向の後端側から先端側に向かって上側に傾斜するような照射状態も可能である。

【0083】

基本構成（１）及び（２）においては、図１１に示すように、第２ミラー３２の反射領域が回動中心軸３０の位置及びその近傍であると共に、回動段階における上端及び下端近傍の範囲内にあることを特徴とする実施形態を採用することができる。

【0084】

通常、第２ミラー３２の回動中心軸３０の位置は固定されていることから、第２ミラー３２における反射領域は回動中心軸３０の下側又は上側に限定される場合がある。

【0085】

然るに、図１１に示す実施形態の場合には、第２ミラー３２における反射位置が回動中心の位置又はその近傍であり、回動中心軸３０の位置に対する上端及び下端の双方の近傍の位置を反射領域に設定している。

【0086】

しかも、回動段階における上端及び下端の近傍の位置の範囲を反射領域としていることから、第２ミラー３２の回動中心軸３０と直交する方向の幅をレーザビーム又は電子ビーム７のスポット径より稍大きいという程度の極端に小さい状態と設定することができる。

【0087】

その結果、図９（ａ）、（ｂ）に示す実施形態の場合とは別に、コンパクトな配置状態を実現することができる。

【0088】

以下、実施例に即して説明する。
尚、以下の実施例のうち、各右側の図面に示す実施例は上記実施形態に立脚している。

【実施例1】

【0089】

実施例１は、図１−１に示すように、基本構成（１）及び前記構成Ａに基づき、２個のガルバノスキャナー３の前記長手方向の領域を、前記中心位置Ｐに対し、周囲にて水平方向に即して等距離であって、かつ各長手方向を９０°の交差状態に設定した上で、各第２ミラー３２を、回動中心軸３０の中央位置Ｑが前記中心位置Ｐを基準として点対称となるように配列した上で、一方側のガルバノスキャナー３における第１ミラー３１の収容領域及び第２ミラー３２の収容領域を、他方側のガルバノスキャナー３における先端側領域以外の領域の上側に配置していることを特徴とする構成、及び図１−２に示すように、基本構成（２）及び前記構成Ｂに基づき、２個のガルバノスキャナー３の前記長手方向の領域を、前記中心位置Ｐを基準として反対方向の位置に平行状態に設定した上で、各第２ミラー３２の回動中心軸３０の中央位置Ｑを、前記中心位置Ｐを基準として点対称となるように配列し、１個のガルバノスキャナー３を、残１個のガルバノスキャナー３の上側に配置していることを特徴とする構成を採用している。

【0090】

実施例１は、２個のガルバノスキャナー３を採用するというシンプルな構成によって、基本構成（１）及び（２）の作用効果を発揮することができ、図１−１に示す実施例は、図１０（ａ）の模式図を示す実施形態に適用することができ、図１−２に示す実施例は、図１０（ｂ）の模式図を示す実施形態に適用することができる。

【実施例2】

【0091】

実施例２は、基本構成（１）に立脚した上で、図２−１の左側に示すように、前記構成Ａに基づき３個のガルバノスキャナー３の前記長手方向の領域を、水平方向に即して前記中心位置Ｐから等距離であって、かつ順次６０°毎の等角度交差による正三角形の辺を形成するように設定した上で、各ガルバノスキャナー３において、前記先端側領域及び第２ミラー３２の突設領域を上側に配置すると共に、前記後端側領域を下側に配置し、かつ一方側のガルバノスキャナー３の前記先端側領域又は第２ミラー３２の突設領域を、他方側のガルバノスキャナー３の長手方向領域のうち、前記先端側領域以外の領域上に配置していることを特徴とする構成、及び図２−１の右側に示すように、前記構成Ｂに基づき３個のガルバノスキャナー３の前記長手方向の領域を、水平方向に即して前記中心位置Ｐから等距離であって、かつ順次６０°毎の等角度交差による正三角形の辺を形成するように設定した上で、３個のガルバノスキャナー３を、上下方向に即して３段に配置し、各ガルバノスキャナー３をそれぞれ下段、中段、上段に配置していることを特徴とする構成を採用している。

【0092】

実施例２においては、３個のガルバノスキャナー３を前記中心位置Ｐの周囲にて正三角形の各辺を形成するように配置することによってテーブル４の全面を有効に活用することができる一方、交差状態にあるガルバノスキャナー３の一部領域を、水平方向に即して重複状態とすることによって、コンパクトな配置を実現することができる。

【実施例3】

【0093】

実施例３は、基本構成（２）に立脚した上で、図２−２の左側に示すように、前記構成Ａに基づき３個のガルバノスキャナー３の前記長手方向の領域を、水平方向に即して１２０°の交差角度による放射形状を形成する状態に設定した上で、各ガルバノスキャナー３の前記先端側領域及び第２ミラー３２の突設領域を上側に配置すると共に、前記後端側領域を下側に配置し、かつ一方側のガルバノスキャナー３の第２ミラー３２の突設領域を、他方側のガルバノスキャナー３の前記先端側領域の上側に配置していることを特徴とする構成、及び図２−２の右側に示すように、前記構成Ｂに基づき３個のガルバノスキャナー３の前記長手方向の領域を、水平方向に即して１２０°の交差角度による放射形状を形成する状態に設定した上で、３個のガルバノスキャナー３を、３段に配置し、各ガルバノスキャナー３をそれぞれ上下方向に即して下段、中段、上段に配置していることを特徴とする構成を採用している。

【0094】

実施例３においても、３個のガルバノスキャナー３を中心位置Ｐから放射状に配置することによってテーブル４の全面を有効に活用することができる一方、ガルバノスキャナー３の一部領域を、交差する位置において、水平方向に即して重複した状態とすることによって、コンパクトな配置を実現することができる。

【実施例4】

【0095】

実施例４は、基本構成（２）に立脚した上で、図２−３の左側に示すように、前記構成Ａに基づき２個のガルバノスキャナー３における２個の第２ミラー３２を、前記中心位置Ｐに対し同一側であって、かつ突設方向が平行であるように配列し、かつ残１個のガルバノスキャナー３における残１個の第２ミラー３２を、前記中心位置Ｐに対し前記２個の第２ミラー３２と反対方向の位置であって、かつ前記２個の第２ミラー３２の突設方向と平行な突設方向となるように配列した上で、２個のガルバノスキャナー３を下側に配置し、残１個のガルバノスキャナー３を上側に配置し、３個の各ガルバノスキャナー３において、前記中心位置Ｐを基準として、近い位置に配置されている各第２ミラー３２の回動中心軸３０の中央位置Ｑを水平方向に即して１２０°毎の等角度方向に配置していることを特徴とする構成、及び図２−３の右側に示すように、前記構成Ｂに基づき２個のガルバノスキャナー３における２個の第２ミラー３２を、前記中心位置Ｐに対し同一側であって、かつ突設方向が平行であるように配列し、かつ残１個のガルバノスキャナー３における残１個の第２ミラー３２を、前記中心位置Ｐに対し前記２個の第２ミラー３２と反対方向の位置であって、かつ前記２個の第２ミラー３２の突設方向と平行な突設方向となるように配列した上で、隣接し合う一方側の２個のガルバノスキャナー３を上下方向に即して中段及び下段に配置し、残１個のガルバノスキャナー３を上段に配置し、３個の各ガルバノスキャナー３において、前記中心位置Ｐを基準として、近い位置に配置されている各第１ミラー３１及び第２ミラー３２の回動中心軸３０の中央位置Ｑを水平方向に即して１２０°毎の等角度方向に配置していることを特徴とする構成を採用している。

【0096】

実施例４においても、実施例２及び３と同様の効果を発揮し得る一方、図２−３からも明らかなように、３個のガルバノスキャナー３を平行状態に配置することによって、細長いテーブル４の配置に適合することが可能である一方、各ガルバノスキャナー３の第２ミラー３２が存在する領域の近傍を水平方向に即して重複することによって、コンパクトな配置を実現することができる。

【実施例5】

【0097】

実施例５は、基本構成（１）に立脚した上で、図３−１の左側に示すように、前記構成Ａに基づき４個のガルバノスキャナー３の前記長手方向の領域を、水平方向に即して前記中心位置Ｐと等距離であって、かつ当該長手方向領域が順次９０°の等角度交差による正方形の辺を形成するように設定した上で、平行状態を形成している２個のガルバノスキャナー３を、前記平行状態に直交する方向にて平行状態を形成している残２個のガルバノスキャナー３の上側に配置していることを特徴とする構成、及び図３−１の右側に示すように、前記構成Ｂに基づき４個のガルバノスキャナー３の前記長手方向の領域を、水平方向に即して前記中心位置Ｐと等距離であって、かつ当該長手方向の中途部位が、順次９０°の等角度にて交差することによって隣接領域から各辺が一方側に突出することによる変形した正方形の辺を形成するように設定した上で、平行状態を形成している２個のガルバノスキャナー３を、前記平行状態に直交する方向にて平行状態を形成している残２個のガルバノスキャナー３の上側に配置していることを特徴とする構成を採用している。

【0098】

実施例５においては、４個のガルバノスキャナー３をテーブル４の面の中心位置Ｐの周囲にて各辺が一方側に突出するという変形した矩形状の各辺を形成するように配置することによって、テーブル４の全面を有効に活用することを可能としている。

【0099】

しかも、平行状態にある２個のガルバノスキャナー３と平行状態にある残２個のガルバノスキャナー３とが上下２段にて交差していることから、交差位置において水平方向に即して重複状態とすることによって、コンパクトな配置を実現することができる。

【実施例6】

【0100】

実施例６は、基本構成（２）に立脚した上で、図３−２の左側に示すように、前記構成Ａに基づき４個のガルバノスキャナー３の前記長手方向の領域を、９０°の交差角度を形成する状態に設定した上で、第２ミラー３２の突設方向を、前記中心位置Ｐに近付く方向とし、かつ平行状態である２個のガルバノスキャナー３を、前記平行状態に対し直交する方向にて平行状態である残２個のガルバノスキャナー３の上側に配置していることを特徴とする構成、及び図３−２の右側に示すように、前記構成Ｂに基づき４個のガルバノスキャナー３の前記長手方向の領域を、鋭角及び鈍角による交差角度を形成する状態に設定した上で、第２ミラー３２の突設方向を、前記中心位置Ｐに近付く方向とし、かつ平行状態である２個のガルバノスキャナー３を、前記平行状態に対し斜交する方向にて平行状態にある残２個のガルバノスキャナー３の上側に配置していることを特徴とする構成を採用している。

【0101】

実施例６においても、４個のガルバノスキャナー３を中心位置Ｐに対し放射状に配置することによってテーブル４の全面を有効に活用することができる一方、ガルバノスキャナー３の一部領域が交差する位置において、水平方向に即して重複した状態とすることによって、コンパクトな配置を実現することができる。

【実施例7】

【0102】

実施例７は、基本構成（２）に立脚した上で、図３−３及び前記構成Ｂに示すように、 ２個のガルバノスキャナー３の前記長手方向の領域を、前記中心位置Ｐの一方側サイドにて平行状態に設定し、かつ残２個のガルバノスキャナー３の長手方向の領域を、前記中心位置Ｐの前記一方側サイドの反対側サイドにて前記２個のガルバノスキャナー３と平行状態に設定した上で、２個のガルバノスキャナー３の第２ミラー３２を相互に向かい合うように前記長手方向から突設し、残２個のガルバノスキャナー３における第２ミラー３２もまた相互に向かい合うように突設し、しかも隣接し合い、かつ相互に向かい合う一方側の２個の第２ミラー３２を、他方側の２個の第２ミラー３２の上側に配置し、４個の各第２ミラー３２の回動中心軸３０の中央位置Ｑを、水平方向に即して９０°毎の等角度方向に配置していることを特徴とする構成を採用している。

【0103】

実施例７においても、実施例５及び６と同様の作用効果を発揮することができる。

【0104】

しかも、４個のガルバノスキャナー３を採用している点において先願発明３と共通しているが、２段の高さ方向の調整によって、水平方向に即して、第２ミラー３２の領域を重複することが可能であることから、先願発明３の場合よりもコンパクトな配置を実現することができる。

【実施例8】

【0105】

実施例８は、基本構成（１）に立脚した上で、図４−１の左側に示すように、前記構成Ａに基づき５個のガルバノスキャナー３の前記長手方向を、水平方向に即して前記中心位置Ｐと等距離であって、かつ当該長手方向領域が順次７２°の等角度交差による正五角形の辺を形成する状態に設定した上で、各ガルバノスキャナー３において、前記先端側領域及び第２ミラー３２の突設領域を上側に配置すると共に、前記後端側領域を下側に配置し、かつ一方側のガルバノスキャナー３の前記先端側領域又は第２ミラー３２の突設領域を、他方側のガルバノスキャナー３の長手方向のうち、前記先端側領域以外の領域上に配置していることを特徴とする構成、及び図４−１の右側に示すように、前記構成Ｂに基づき５個のガルバノスキャナー３の前記長手方向を、水平方向に即して前記中心位置Ｐと等距離であって、かつ当該長手方向領域が順次７２°の等角度交差による正五角形の辺を形成する状態に設定した上で、前記中心位置Ｐに対し、２個のガルバノスキャナー３を、前記長手方向が時計回りに即して０°、１４４°を形成した状態にて上下方向に即して下段に配置し、他の２個のガルバノスキャナー３を、前記長手方向が時計回りに即して７２°、２１６°を形成した状態にて中段に配置し、残１個のガルバノスキャナー３を、前記長手方向が時計回りに即して２８８°を形成した状態にて上段に配置していることを特徴とする構成を採用している。

【0106】

実施例８においては、５個のガルバノスキャナー３をテーブル４の面の中心位置Ｐの周囲にて正五角形の各辺を形成するように配置することによって、テーブル４の全面を有効に活用することを可能としている。

【0107】

しかも、相互に交差状態にある５個のガルバノスキャナー３の一部領域が上下方向にて交差していることから、交差位置において水平方向に即して重複状態とすることによって、コンパクトな配置を実現することができる。

【実施例9】

【0108】

実施例９は、基本構成（２）に立脚した上で、図４−２の左側に示すように、前記構成Ａに基づき５個のガルバノスキャナー３の前記長手方向の領域を、７２°毎の等角度による交差角度による放射形状を形成する状態に設定した上で、各ガルバノスキャナー３において、前記先端側領域及び第２ミラー３２の突設領域を上側に配置すると共に、前記後端側領域を下側に配置し、各第２ミラー３２の突設領域を正五角形の辺を形成する状態にて配置し、かつ一方側の第２ミラー３２の突設領域を、他方側の前記先端側の領域の上側に配置していることを特徴とする構成、及び図４−２の右側に示すように、前記構成Ｂに基づき５個のガルバノスキャナー３の前記長手方向の領域を、７２°毎の等角度による交差角度による放射形状を形成する状態に設定した上で、第２ミラー３２の突設領域を正五角形の辺を形成する状態にて配置し、かつ２個のガルバノスキャナー３を、前記長手方向が時計回りに即して０°、１４４°を形成した状態にて上下方向に即して下段に配置し、他の２個のガルバノスキャナー３を、前記長手方向が時計回りに即して７２°、２１６°を形成した状態にて中段に配置し、残１個のガルバノスキャナー３を、前記長手方向が時計回りに即して２８８°を形成した状態にて上段に配置していることを特徴とする構成を採用している。

【0109】

実施例９においても、５個のガルバノスキャナー３を中心位置Ｐに対し放射状に配置することによってテーブル４の全面を有効に活用することができる一方、ガルバノスキャナー３の一部領域が上下方向にて交差することから、水平方向に即して重複する状態とすることによって、コンパクトな配置を実現することができる。

【実施例10】

【0110】

実施例１０は、基本構成（１）に立脚した上で、図５−１の左側に示すように、前記構成Ａに基づき６個のガルバノスキャナー３の前記長手方向を、水平方向に即して前記中心位置Ｐと等距離とし、当該長手方向の領域を、順次６０°の等角度交差による正六角形の辺を形成する状態に設定した上で、各ガルバノスキャナー３において、前記先端側領域又は第２ミラー３２の突設領域を上側に配置すると共に、前記後端側領域を下側に配置し、かつ一方側のガルバノスキャナー３の前記先端側領域及び第２ミラー３２の突設領域を、他方側のガルバノスキャナー３の長手方向のうち、前記先端側領域以外の領域上に配置していることを特徴とする構成、及び図５−１の右側に示すように、前記構成Ｂに基づき６個のガルバノスキャナー３の前記長手方向を、水平方向に即して前記中心位置Ｐと等距離とし、当該長手方向の領域が順次６０°の等角度交差による正六角形の辺を形成する状態に設定した上で、前記中心位置Ｐに対し、２個のガルバノスキャナー３を、前記長手方向が時計回りに即して０°、１８０°を形成した状態にて上下方向に即して下段に配置し、他の２個のガルバノスキャナー３を、前記長手方向が時計回りに即して６０°、２４０°を形成した状態にて中段に配置し、残２個のガルバノスキャナー３を、前記長手方向が時計回りに即して１２０°、３００°を形成した状態にて上段に配置していることを特徴とする構成を採用している。

【0111】

実施例１０においては、６個のガルバノスキャナー３をテーブル４の面の中心位置Ｐの周囲にて正六角形の辺を形成する状態に配置することによって、テーブル４の全面を有効に活用することを可能としている。

【0112】

しかも、相互に交差状態にある６個のガルバノスキャナー３の一部領域が上下方向にて交差していることから、交差位置において水平方向に即して重複状態とすることによって、コンパクトな配置を実現することができる。

【実施例11】

【0113】

実施例１１は、基本構成（２）に立脚した上で、図５−２の左側に示すように、前記構成Ａに基づき６個のガルバノスキャナー３の長手方向の領域を、６０°毎の等角度による交差角度による放射形状を形成する状態に設定した上で、各ガルバノスキャナー３において、前記先端側領域及び第２ミラー３２の突設領域を上側に配置すると共に、前記後端側領域を下側に配置し、各第２ミラー３２の突設領域を正六角形の辺を形成する状態にて配置し、かつ一方側の第２ミラー３２の突設領域を、他方側の前記先端側の領域の上側に配置していることを特徴とする構成、及び図５−２の右側に示すように、前記構成Ｂに基づき６個のガルバノスキャナー３の長手方向の領域を、６０°毎の等角度による交差角度による放射形状を形成する状態に設定した上で、第２ミラー３２の突設領域を正六角形の辺を形成する状態にて配置し、かつ２個のガルバノスキャナー３を、前記長手方向が時計回りに即して０°、１８０°を形成する状態にて上下方向に即して下段に配置し、他の２個のガルバノスキャナー３を、前記長手方向が時計回りに即して６０°、２４０°を形成する状態にて中段に配置し、残２個のガルバノスキャナー３を、前記長手方向が時計回りに即して１２０°、３００°を形成した状態にて上段に配置していることを特徴とする構成を採用している。

【0114】

実施例１１においては、６個のガルバノスキャナー３をテーブル４の面の中心位置Ｐに対し、放射状に配置することによって、テーブル４の全面を有効に活用することができる一方、ガルバノスキャナー３の一部領域が上下方向にて交差することから、水平方向に即して重複する状態とすることによって、コンパクトな配置を実現することができる。

【産業上の利用可能性】

【0115】

本願発明は、複数個のガルバノスキャナーを上下方向に交差状態とすることによって、水平方向に即してコンパクトな配置を実現する一方、テーブル面のスペースを有効に活用することによって、効率的な焼結面の形成に寄与することを可能とする点において画期的であり、その利用範囲は広範である。

【符号の説明】

【0116】

１ レーザビーム又は電子ビームの発振源
２ ダイナミックフォーカスレンズ
３ ガルバノスキャナー
３０ 回動中心軸
３１ 第１ミラー
３２ 第２ミラー
３１０ 第１ミラーに対する回動駆動装置
３２０ 第２ミラーに対する回動駆動装置
４ テーブル
５ 粉末層
６ 焼結面
７ レーザビーム又は電子ビーム
８ 支持部
Ｐ テーブル面の中心位置
Ｑ 回動中心軸３０における中央位置

【要約】

【課題】複数個のガルバノスキャナーを、水平方向に即してコンパクトな状態にて配置し得ると共に、テーブル面のスペースを有効に活用し得る三次元造形装置の構成の提供。
【解決手段】複数個のガルバノスキャナー３を、レーザビーム又は電子ビーム７の発振源１から第１ミラー３１に至るまでの長手方向がテーブル４の中心位置Ｐの周囲の全部又は一部を囲む方向に設定するか、又は前記長手方向が前記中心位置Ｐの周囲にて放射状に設定した上で、各第２ミラー３２の回動中心軸３０の中央位置Qが前記中心位置Ｐから等距離となるように配置し、隣接する一方側の第２ミラー３２から反射したレーザビーム又は電子ビーム７が、他方側のガルバノスキャナー３によって遮蔽されないように、各第２ミラー３２の回動中心の位置を調整し、かつ各ダイナミックフォーカスレンズ２の焦点距離を調整することによって前記課題を達成する三次元造形装置。
【選択図】図９（ｂ）

【図1-1】

【図1-2】

【図2-1】

【図2-2】

【図2-3】

【図3-1】

【図3-2】

【図3-3】

【図4-1】

【図4-2】

【図5-1】

【図5-2】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9(a)】

【図9(b)】

【図10】

【図11】