特開 2023-13326 三次元造形装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023013326

(43)【公開日】2023-01-26

(54)【発明の名称】三次元造形装置

(51)【国際特許分類】

   B29C 64/268 20170101AFI20230119BHJP

   B29C 64/153 20170101ALI20230119BHJP

   B33Y 30/00 20150101ALI20230119BHJP

   B29C 64/393 20170101ALI20230119BHJP

   B33Y 50/02 20150101ALI20230119BHJP

   B23K 26/34 20140101ALI20230119BHJP

   B23K 26/21 20140101ALI20230119BHJP

   B23K 26/082 20140101ALI20230119BHJP

   B22F 3/105 20060101ALI20230119BHJP

   B22F 3/16 20060101ALI20230119BHJP

   B22F 10/28 20210101ALI20230119BHJP

   B22F 12/49 20210101ALI20230119BHJP

【ＦＩ】

B29C64/268

B29C64/153

B33Y30/00

B29C64/393

B33Y50/02

B23K26/34

B23K26/21 Z

B23K26/082

B22F3/105

B22F3/16

B22F10/28

B22F12/49

【審査請求】有

【請求項の数】19

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021117415

(22)【出願日】2021-07-15

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2022-02-04

(71)【出願人】

【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

【テーマコード（参考）】

4E168

4F213

4K018

【Ｆターム（参考）】

4E168BA35

4E168BA81

4E168CB04

4E168EA15

4F213WA25

4F213WB01

4F213WL03

4F213WL13

4F213WL43

4F213WL45

4F213WL78

4F213WL85

4K018CA44

4K018EA51

4K018EA60

(57)【要約】

【課題】テーブル面のスペースを有効に活用し、レーザビーム又は電子ビームの均一な照射を可能とするガルバノスキャナーの配置を実現している三次元造形装置の提供。
【解決手段】 ２個～６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を後端側とし、第１ミラー３１の収容領域を先端側とする長手方向を、テーブル４の中心位置Ｐを内側として、Ｐを囲む方向に設定し、一方側のガルバノスキャナー３の第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の長手方向の前記内側又は後端側領域のうち、前記内側の一部領域に当接した状態にて配置し、長手方向の領域を、２個の場合には、交差状態とし、３個～６個の場合には、多角形の辺を形成する状態とし、かつ第２ミラー３２を長手方向と交差する方向にて前記内側に突設することによって、前記課題を達成する三次元造形装置。
【選択図】図６

【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内側側部の位置又は当該位置の近傍に配置し、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後端側領域のうち、内側の一部領域の位置又は当該位置の近傍に配置し、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】

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の何れか一項に記載の三次元造形装置。

【請求項6】

各第２ミラーの反射の中心位置が、回動中心軸及びその近傍であり、かつ各第２ミラーの反射の領域が、回動段階における上端近傍及び下端近傍の範囲であることを特徴とする請求項１、２、３、４、５の何れか一項に記載の三次元造形装置。

【請求項7】

各ガルバノスキャナーの長手方向を、第１ミラーを収容している先端側を上側とするような傾斜状態に配置し、第１ミラーの回動中心軸を当該傾斜角度に即して傾斜し、かつ第１ミラーがレーザビーム又は電子ビームを水平方向に反射していることを特徴とする請求項１、２、３の何れか一項に記載の三次元造形装置。

【請求項8】

各ガルバノスキャナーにおける第２ミラーの突設方向を、上向きとするような傾斜状態に配置すると共に、第１ミラーの回動中心軸を当該傾斜角度に即して傾斜する方向に設定することによって、第１ミラーがレーザビーム又は電子ビームを上記傾斜する方向に反射していることを特徴とする請求項１、２、３の何れか一項に記載の三次元造形装置。

【請求項9】

請求項７記載の傾斜状態及び請求項８記載の傾斜状態の双方を採用し、かつ第１ミラーの回動中心軸を鉛直方向に設定していることを特徴とする請求項１、２、３の何れか一項に記載の三次元造形装置。

【請求項10】

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、かつ一方側のガルバノスキャナーにおける先端側領域及び第２ミラーの収容領域の双方を、他方側のガルバノスキャナーの長手方向内側側部の位置に配列していることを特徴とする請求項１記載の三次元造形装置。

【請求項11】

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、かつ一方側のガルバノスキャナーの第２ミラーの収容領域を、他方側のガルバノスキャナーの後端側領域のうち、内側の一部領域の位置に配列していることを特徴とする請求項２記載の三次元造形装置。

【請求項12】

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、かつ一方側のガルバノスキャナーの第２ミラーの収容領域を、他方側のガルバノスキャナーの長手方向内側側部の位置に配列していることを特徴とする請求項１記載の三次元造形装置。

【請求項13】

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、かつ一方側のガルバノスキャナーの第２ミラーの収容領域を、他方側のガルバノスキャナーの後端側領域のうちの内側の一部領域の位置に配列していることを特徴とする請求項２記載の三次元造形装置。

【請求項14】

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、かつ一方側のガルバノスキャナーにおける先端側領域及び第２ミラーの収容領域を、他方側のガルバノスキャナーの長手方向内側の位置に配列していることを特徴とする請求項１記載の三次元造形装置。

【請求項15】

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、かつ一方側のガルバノスキャナーにおける第２ミラーの収容領域を、他方側のガルバノスキャナーの後端側領域のうち、内側の一部領域の位置に配列していることを特徴とする請求項２記載の三次元造形装置。

【請求項16】

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、かつ一方側のガルバノスキャナーの先端側領域を、他方側のガルバノスキャナーの長手方向内側領域の位置に配列していることを特徴とする請求項１記載の三次元造形装置。

【請求項17】

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、かつ一方側のガルバノスキャナーの第２ミラーの収容領域を、他方側のガルバノスキャナーの後端側領域のうち、内側の一部領域の位置に配列していることを特徴とする請求項２記載の三次元造形装置。

【請求項18】

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、かつ一方側のガルバノスキャナーの先端側領域を、他方側のガルバノスキャナーの長手方向内側領域の位置に配列していることを特徴とする請求項１記載の三次元造形装置。

【請求項19】

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、かつ一方側のガルバノスキャナーの第２ミラーの収容領域を、他方側のガルバノスキャナーの後端側領域のうち、内側の一部領域の位置に配列していることを特徴とする請求項２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、２個又は４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。）として開示されている。

【0004】

しかも、先願発明１においては、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。

【0005】

しかしながら、第２ミラーの相互間の反射位置の距離は第２ミラーの規格、具体的には、回動中心軸と直交する方向の幅によって左右される以上、全ての第２ミラーについて妥当する訳ではない。

【0006】

尤も、上記数値要件は、技術常識として採用する全ての第２ミラーの場合に妥当するという趣旨かもしれないが、どうして技術常識として採用する全ての第２ミラーにつき、上記数値要件が成立するかの根拠につき、先願発明１は全く明らかにしていない。

【0007】

このように、根拠及び技術的趣旨が不明である前記数値要件は、本来無意味である。

【0008】

しかも、先願発明１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。

【0009】

現に、先願発明１の図５、６、１３を参照するも、２個のガルバノスキャナー２２、４２の長手方向、及び４個のガルバノスキャナー３２、４２、５２、６２は長手方向が何れも平行状態であって、二次元のテーブル面を有効に活用していない。

【0010】

即ち、通常テーブル面は、正方形又は円形であるが、先願発明１においては、このようなテーブル面を有効に活用するような工夫は行われていない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【特許文献1】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】

【0012】

本発明は、テーブル面のスペースを有効に活用する一方、相互の協働によって、レーザビーム又は電子ビームの均一な照射を可能とするような複数個のガルバノスキャナーの配置を実現している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】

【0013】

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内側側部の位置又は当該位置の近傍に配置し、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後端側領域のうち、内側の一部領域の位置又は当該位置の近傍に配置し、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）の三次元造形装置、
からなる。

【発明の効果】

【0014】

基本構成（１）、（２）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状態とすることによって設定しているが、前記中心位置と長手方向の領域との距離が調整自在であることから、このような設定によって、テーブル面の全領域を有効に活用することができる。

【0015】

しかも、基本構成（１）、（２）においては、複数個のガルバノスキャナーを前記中心位置の周囲に配置することによって、各ガルバノスキャナーの分担による区分された領域の照射、又は重複状態による共通領域の照射によって均一な照射を実現することができる。

【0016】

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。

【0017】

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１～５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。

【0018】

基本構成（３）、（４）においては、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、基本構成（１）及び（２）における均一な照射を助長することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】基本構成（１）、（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。 Ｑは、第２ミラーの回動中心軸の中央位置を示しており、この点は、図２～図８においても同様である。

【図2】基本構成（１）、（２）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の周囲にて正三角形状に配置した実施例２の平面図であって、（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3】基本構成（１）、（２）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の周囲にて正方形状に配置した実施例３の平面図であって、（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4】基本構成（１）、（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、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４の平面図であって、（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5】基本構成（１）、（２）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５の平面図であって、（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6】基本構成（１）のアウトラインを示す平面図であって、（ａ）は、一方側のガルバノスキャナーの先端側領域を他方側のガルバノスキャナーの長手方向内側側部の位置に配置した場合を示し、（ｂ）は、一方側のガルバノスキャナーの第２ミラー収容領域を他方側のガルバノスキャナーの長手方向内側側部の位置に配置した場合を示し、（ｃ）は、各ガルバノスキャナーの構成要素の配列状態を示す。

【図7】基本構成（２）のアウトラインを示す平面図であって、（ａ）は、一方側のガルバノスキャナーの先端側領域を他方側のガルバノスキャナーの後端側領域のうち、内側の一部領域の位置に配置した場合を示し、（ｂ）は、一方側のガルバノスキャナーの第２ミラー収容領域を他方側のガルバノスキャナーの後端側領域のうち、内側の一部領域の位置に配置した場合を示し、（ｃ）は、各ガルバノスキャナーの構成要素の配列状態を示す。

【図8】基本構成（４）の特徴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】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、第２ミラーの反射領域が回動段階における上端近傍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示す側面図である。

【図10】各ガルバノスキャナーを水平方向に対して傾斜するように配置した実施形態を示す側面図であって、（ａ）は、ガルバノスキャナーの長手方向を、レーザビーム又は電子ビームの発振源から第１ミラーに至る方向に即して順次上向きとなるような傾斜状態にて配置した実施形態を示し、（ｂ）は、第２ミラーの突設方向を上向きとするような傾斜状態に設定した実施形態を示し、（ｃ）は、（ａ）及び（ｂ）の双方の傾斜状態を採用した実施形態を示す。 尚、図１０（ａ）における両側方向の矢印は、第１ミラーが上向きの傾斜方向に進行するレーザビーム又は電子ビームを水平方向に反射している状態を示す。

【発明を実施するための形態】

【0020】

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内側側部の位置又は当該位置の近傍に配置し、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いる三次元造形装置である。
尚、配置の位置として内側側部の位置のみならず、当該位置の近傍をも包摂しているが、その根拠は、このような近傍の位置における配置であっても、基本構成（１）の作用効果を発揮し得ることにある。

【0021】

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。

【0022】

基本構成（１）において、一方側のガルバノスキャナー３において、他方側のガルバノスキャナー３の長手方向の内側側部の位置又は当該位置の近傍に配置する領域としては、図６（ａ）に示すように、先端側領域のみである場合と、図６（ｂ）に示すように、第２ミラー３２の収容領域の場合には、当然選択可能であるが、図１（ａ）に示す実施例１の場合及び図３（ａ）に示す実施例３の場合には、先端側領域及び第２ミラー３２の収容領域の双方を選択する場合も当然発生する。

【0023】

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の長手方向領域の後端側領域のうち、内側の一部領域の位置又は当該位置の近傍に配置し、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いる三次元造形装置である。
尚、配置の位置として内側の一部領域の位置だけでなく、当該位置の近傍をも包摂しているが、その根拠は、このような近傍の位置であっても、基本構成（２）の作用効果を発揮し得ることにある。

【0024】

図７（ａ）、（ｂ）に示すように、基本構成（２）においては、基本構成（１）の場合と同様の根拠によって、テーブル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。

【0025】

基本構成（２）において、他方側のガルバノスキャナー３の後端側領域のうち、内側の一部領域の位置又は当該位置の近傍に配置する領域として、図７（ａ）に示すように、先端側領域の場合及び図７（ｂ）に示すように、第２ミラー３２の収容領域をも選択することが可能である一方、先端側領域及び第2ミラー３２の収容領域の双方をも配置の対象としていないのは、配置の対象の位置を他方側のガルバノスキャナー３の後端側領域の内側の一部領域に限定していることに由来している。

【0026】

即ち、先端側領域及び第２ミラー３２の収容領域の双方を配置の対象とした場合には、後端側の内側の一部領域ではなく、全領域を配置の位置とせざるを得ないが、その場合には、一方側のガルバノスキャナー３の第２ミラー３２が照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の後端側領域によって遮蔽される可能性があり、このような可能性を避ける必要があることに由来している。

【0027】

基本構成（３）は、図６（ｃ）、図７（ｃ）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が、このような特徴点の技術的意義については、既に効果の項において説明した通りである。

【0028】

基本構成（４）は、図８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が、このような特徴点の技術的意義については、既に効果の項において説明した通りである。

【0029】

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、テーブル面の面積とによって選択される。
但し、後述する各実施例１～５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。

【0030】

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。

【0031】

基本構成（１）及び（２）においては、通常、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。

【0032】

しかしながら、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って、かつこの点については、図１０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す実施形態において後述する通りである。

【0033】

基本構成（１）及び（２）においては、図９に示すように、各第２ミラー３２の反射の中心位置が、回動中心軸３０及びその近傍であり、かつ各第２ミラー３２の反射の領域が、回動段階における上端近傍及び下端近傍の範囲で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。

【0034】

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。

【0035】

然るに、図９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。

【0036】

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。

【0037】

その結果、第２ミラー３２につき、局所的にコンパクトな設計を実現することができる。

【0038】

基本構成（１）及び（２）においては、通常、ガルバノスキャナー３を水平方向に沿って長手方向の高さ位置を変化せずに配置している。

【0039】

しかしながら、基本構成（１）及び（２）においては、各ガルバノスキャナー３を水平方向に設定することが要件とされる訳ではなく、各ガルバノスキャナー３を水平方向に対し傾斜した状態とすることができる。

【0040】

具体的に説明するに、図１０（ａ）に示すように、レーザビーム又は電子ビーム７の照射方向を前記中心位置Ｐに近づくにつれて上側とし、かつ長手方向につき、第１ミラー３１が収容されている先端側を上側とするような傾斜状態に配置するような実施形態、及び図１０（ｂ）に示すように、各ガルバノスキャナー３における第２ミラー３２の突設方向を、上側に傾斜する方向に設定していることを特徴とする実施形態、更には図１０（ｃ）に示すように、図１０（ａ）、図１０（ｂ）の双方の特徴に立脚している実施形態を採用することができる。

【0041】

尚、図１０（ａ）に示す実施形態の場合には、上向きに傾斜したレーザビーム又は電子ビーム７と第１ミラー３１とが水平方向に反射することを必要とすることから、当該図１０（ａ）に示すように、第１ミラー３１の回動中心軸３０については、上側に傾斜する方向に進行しているレーザビーム又は電子ビーム７を水平方向に反射するために、鉛直方向ではなく、図１０（ａ）に示すように当該方向に対し、当該傾斜角度に即して傾斜する方向に設定することを必要不可欠とする。

【0042】

図１０（ｂ）に示す実施形態においては、水平方向に直進し、かつレーザビーム又は電子ビーム７を第２ミラー３２が突設された方向に即して上側に傾斜する方向に反射するためには、第１ミラー３１の回動中心軸３０については、鉛直方向ではなく、当該方向に対し図１０（ｂ）に示すように、当該傾斜角度に即して傾斜する方向に設定することを必要不可欠とする。

【0043】

これに対し、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）の各特徴点の双方を発揮し得るような実施形態を採用した場合には、上側に傾斜する方向にて進行するレーザビーム又は電子ビーム７は鉛直方向に設定された回転中心軸３０を有する第１ミラー３１によって、第２ミラー３２が突設されている方向の上向き方向に反射することが可能であることから、図１０（ｃ）に示すように、図１０（ａ）、（ｂ）に示すような傾斜方向に設定する必要はない。

【0044】

図１０（ｃ）に示す実施形態は、第１ミラー３１の回動中心軸３０の設定方法において最もシンプルである。

【0045】

以下、実施例に即して説明する。

【実施例0046】

実施例１は、基本構成（１）に立脚した上で、図１（ａ）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、かつ一方側のガルバノスキャナー３における先端側領域及び第２ミラー３２の収容領域の双方を、他方側のガルバノスキャナー３の長手方向内側側部の位置に配列していることを特徴とする構成、及び基本構成（２）に立脚した上で、図１（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、かつ一方側のガルバノスキャナー３の第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の後端側領域のうち、内側の一部領域の位置に配列していることを特徴とする構成を採用している。

【0047】

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る。

【0048】

しかも、２個のガルバノスキャナー３の分担による区分領域の照射、又は協働による共通領域の照射によって均一な照射を実現することができる。

【実施例0049】

実施例２は、基本構成（１）に立脚した上で、図２（ａ）に示すように、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、かつ一方側のガルバノスキャナー３の第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の長手方向内側側部の位置に配列していることを特徴とする構成、及び基本構成（２）に立脚した上で、図２（ｂ）に示すように、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、かつ一方側のガルバノスキャナー３の第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の後端側領域のうちの内側の一部領域の位置に配列していることを特徴とする構成を採用している。

【0050】

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の全面を有効に活用することができる。

【0051】

しかも、３個のガルバノスキャナー３の分担による区分領域の照射、又は協働による共通領域の照射によって均一な照射を実現することができる。