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(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】
(24)【登録日】2022-06-02
(45)【発行日】2022-06-30
(54)【発明の名称】三次元造形装置
(51)【国際特許分類】
B22F 12/45 20210101AFI20220603BHJP
B22F 10/28 20210101ALI20220603BHJP
B22F 12/49 20210101ALI20220603BHJP
B29C 64/153 20170101ALI20220603BHJP
B29C 64/268 20170101ALI20220603BHJP
B29C 64/393 20170101ALI20220603BHJP
B33Y 30/00 20150101ALI20220603BHJP
B33Y 50/02 20150101ALI20220603BHJP
【ＦＩ】
B22F12/45
B22F10/28
B22F12/49
B29C64/153
B29C64/268
B29C64/393
B33Y30/00
B33Y50/02
【請求項の数】
16
(21)【出願番号】P 2021117380
(22)【出願日】2021-07-15
【審査請求日】2021-07-21
【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】天谷 浩一
(72)【発明者】
【氏名】吉田 光慶
(72)【発明者】
【氏名】佐々木 翔太
【審査官】向井 佑
(56)【参考文献】
【文献】特許第６７９３８０６（ＪＰ，Ｂ２）
【文献】特開２０２１－０６６０５９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２１－０６６９２２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－００６５０９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－２２３７９０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２２Ｆ １０／００
Ｂ２２Ｆ １２／００
Ｂ２９Ｃ ６４／００
Ｂ３３Ｙ ３０／００
Ｂ３３Ｙ ５０／００
(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複数個のガルバノスキャナーを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し、かつ前記透過方向と同一方向である長手方向に即して平行であると共に、前記平行な方向の両側にて２個を単位として隣り合うガルバノスキャナーにおける前記長手方向を逆方向のみに設定しており、各ガルバノスキャナーにおいてテーブル表面の中心位置から前記の平行である方向に対し、水平方向に沿って直交する方向に延設された直線に関し、第２ミラーを、各第２ミラーの回動中心軸を前記平行方向に設定すると共に、各第２ミラーにおいて前記反射のために回動する面及び当該回動する面において回動中心軸と直交する方向の位置にある端部につき、前記平行方向に即して、前記直線を両側から挟む状態にて配列するか、又は前記のように第１ミラーを収容している先端側の領域及び前記のようにレーザビーム又は電子ビーム発振源を収容している後端側の領域と共に前記直線から離れ、かつ前記端部が前記直線に対し、第２ミラーの回動中心軸の長さよりも小さい距離にて近接した状態にて配列するか、又は前記のように第１ミラーを収容している先端側の全領域と共に、前記直線に対し、前記のようにレーザビーム又は電子ビーム発振源を収容している後端側の領域と反対側であって、かつ前記端部が前記直線に対し、第２ミラーの回動中心軸の長さよりも小さい距離にて近接した状態にて配列しているかの何れかである三次元造形装置。
【請求項2】
２個、又は４個、又は６個のガルバノスキャナーを前記中心位置を基準として点対称に配置するか、若しくは３個又は５個のガルバノスキャナーのうちの１個を前記中心位置上に配置し、残２個又は残４個のガルバノスキャナーを前記中心位置から前記平行方向にて延設された直線を基準としてそれぞれ線対称に配置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3】
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複数個のガルバノスキャナーを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し、かつ前記透過方向と同一方向である長手方向に即して平行であると共に、前記平行な方向の両側にて２個を単位として隣り合うガルバノスキャナーにおける前記長手方向を同一方向のみに設定しており、各ガルバノスキャナーにおいてテーブル表面の中心位置及び当該中心位置に対して、レーザビーム又は電子ビームの発振源の後端から第１ミラーの回動領域に至るまでの距離の１／２の距離だけ前記の平行である方向に即して偏差している位置との間の領域にて選択された特定の位置から前記平行方向に対し、水平方向に沿って直交する方向に延設された直線に関し、第２ミラーを、各第２ミラーの回動中心軸を前記平行方向に設定すると共に、各第２ミラーにおいて前記反射のために回動する面及び当該回動する面において回動中心軸と直交する方向の位置にある端部につき、前記平行方向に即して、前記直線を両側から挟む状態にて配列するか、又は前記のように第１ミラーを収容している先端側の領域及び前記のようにレーザビーム又は電子ビーム発振源を収容している後端側の領域と共に前記直線から離れ、かつ前記端部が前記直線に対し、第２ミラーの回動中心軸の長さよりも小さい距離にて近接した状態にて配列するか、又は前記のように第１ミラーを収容している先端側の全領域と共に、前記直線に対し、前記のようにレーザビーム又は電子ビーム発振源を収容している後端側の領域と反対側であって、かつ前記端部が前記直線に対し、第２ミラーの回動中心軸の長さよりも小さい距離にて近接した状態にて配列しているかの何れかである三次元造形装置。
【請求項4】
ガルバノスキャナーを２個、又は３個、又は４個、又は５個、又は６個配置していることを特徴とする請求項３記載の三次元造形装置。
【請求項5】
前記中心位置から前記平行方向にて延設された直線上に１個のガルバノスキャナーを配置していることを特徴としている請求項１、２の何れか一項に記載の三次元造形装置。
【請求項6】
同一の高さ位置にて隣り合っている各ガルバノスキャナーにおける各第２ミラーにおいて前記反射のために回動する面を、水平方向を基準として最小の傾斜角度を形成する場合に前記の平行である方向に設定された直線に対し、第２ミラーの回動中心軸の長さよりも小さい距離にて近接した状態にて配列してい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】
隣り合っている各ガルバノスキャナーにおける各第２ミラーを、平行方向に即して同一位置に配列し、かつ相互に反対方向の回動方向を設定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8】
回動中心軸と直交する方向の幅が５０ｍｍである各第２ミラーに対し、回動中心軸を中心位置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を反射する第２ミラーの前記最小の傾斜角度が３４°であり、かつ双方の第２ミラーの回動中心軸間の距離が４５ｍｍ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】
隣り合う各ガルバノスキャナーにおける各第２ミラーを、前記の平行である方向に対し、水平方向に沿って直交する方向に設定された前記直線を基準として、相互に反対方向に配列し、かつ相互に反対方向の回動方向を設定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10】
異なる高さ位置にて隣り合っている各ガルバノスキャナーにおける各第２ミラーにおける前記回動する面を、水平方向を基準として最小の傾斜角度を形成する場合に前記平行方向に設定された直線に対し、回動中心軸と前記回動する面における前記突設された方向側の端部とが反対側に位置してい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11】
隣り合っている各ガルバノスキャナーにおける各第２ミラーを、平行方向に即して同一位置に配列し、相互に反対方向の回動方向を設定していることを特徴とする請求項１０記載の三次元造形装置。
【請求項12】
回動中心軸と直交する方向の幅が５０ｍｍである各第２ミラーに対し、回動中心軸を中心位置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を反射する第２ミラーの前記最小の傾斜角度が３４°であり、かつ双方の第２ミラーにおける回動中心軸の距離が水平方向に即して３４ｍｍであることを特徴とする請求項１１記載の三次元造形装置。
【請求項13】
異なる高さ位置にて隣り合っている各ガルバノスキャナーにおける第２ミラーを、平行方向に即して異なる位置にて配列していることを特徴とする請求項１０記載の三次元造形装置。
【請求項14】
各ガルバノスキャナーの長手方向を、第１ミラーにおける回動中心軸の位置に至るまで上向きとする傾斜状態に配置し、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、４、５の何れか一項に記載の三次元造形装置。
【請求項15】
各ガルバノスキャナーの長手方向を、水平方向に沿って配置し、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置することによって、第１ミラーがレーザビーム又は電子ビームを前記傾斜方向に反射しており、かつ隣り合うガルバノスキャナーにおける各第２ミラーの回動方向を反対方向に設定してい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16】
ガルバノスキャナーの長手方向を、第１ミラーにおける回動中心軸の位置に至るまで上向きとする傾斜状態に配置し、第１ミラーの回動中心軸を鉛直方向に設定し、かつ第２ミラーの突設方向を上向きとするような傾斜角度に配置してい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。
【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】
テーブル表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、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説明が行われている。
【0005】
しかしながら、第２ミラーにおいて、回動中心軸と直交する方向の幅は必ずしも一定ではなく、如何なる設計幅の場合に１５０ｍｍ以下又は１００ｍｍ以下とすることが可能であるかは全く明らかにされていない。
【0006】
尤も、上記１５０ｍｍ以下又は１００ｍｍ以下の趣旨は、技術常識の範囲内にある設計幅の場合に成立するという趣旨かもしれないが、どうして１５０ｍｍ以下又は１００ｍｍ以下という最大値が採用可能であるかの根拠は、全く不明である。
【0007】
したがって、先願発明１においては、第２ミラーの回動中心軸と直交する方向の設計幅如何に拘らず、ガルバノスキャナーをコンパクトな配置とするような構成を客観的に提示している訳ではない。
【0008】
一般に、複数個の各第２ミラーがテーブル表面の中心位置、又は当該中心位置から延設された基準ラインに近いほど均一な照射を実現することができる。
【0009】
然るに、特許文献１の図５、６、１３を参照するも、第２ミラー（Ｘ軸ガルバノミラー３２ａ、４２ａ、５２ａ、６２ａ）は造形テーブル５の中心位置（筐体１４、１１４の中心位置）から離れており、前記中心位置を基準とするコンパクトな配置と均一な照射との両立を可能とするような工夫は行われていない。
【0010】
このように、先願発明１を含む公知技術においては、第２ミラーの回動中心軸と直交する方向の設計幅及びレーザビーム又は電子ビームの反射位置如何に拘らず、テーブル表面の中心位置を基準とするコンパクトな配置及び均一な照射との両立を実現するような構成は提唱している訳ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0011】
【文献】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、複数個のガルバノスキャナーをテーブル表面の中心位置を基準として可能な限りコンパクトな状態にて配置を実現すると共に、かつ均一な照射を実現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】
【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複数個のガルバノスキャナーを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し、かつ前記透過方向と同一方向である長手方向に即して平行であると共に、前記平行な方向の両側にて２個を単位として隣り合うガルバノスキャナーにおける前記長手方向を逆方向のみに設定しており、各ガルバノスキャナーにおいてテーブル表面の中心位置から前記の平行である方向に対し、水平方向に沿って直交する方向に延設された直線に関し、第２ミラーを、各第２ミラーの回動中心軸を前記平行方向に設定すると共に、各第２ミラーにおいて前記反射のために回動する面及び当該回動する面において回動中心軸と直交する方向の位置にある端部につき、前記平行方向に即して、前記直線を両側から挟む状態にて配列するか、又は前記のように第１ミラーを収容している先端側の領域及び前記のようにレーザビーム又は電子ビーム発振源を収容している後端側の領域と共に前記直線から離れ、かつ前記端部が前記直線に対し、第２ミラーの回動中心軸の長さよりも小さい距離にて近接した状態にて配列するか、又は前記のように第１ミラーを収容している先端側の全領域と共に、前記直線に対し、前記のようにレーザビーム又は電子ビーム発振源を収容している後端側の領域と反対側であって、かつ前記端部が前記直線に対し、第２ミラーの回動中心軸の長さよりも小さい距離にて近接した状態にて配列しているかの何れかである三次元造形装置、
（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複数個のガルバノスキャナーを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し、かつ前記透過方向と同一方向である長手方向に即して平行であると共に、前記平行な方向の両側にて２個を単位として隣り合うガルバノスキャナーにおける前記長手方向を同一方向のみに設定しており、各ガルバノスキャナーにおいてテーブル表面の中心位置及び当該中心位置に対して、レーザビーム又は電子ビームの発振源の後端から第１ミラーの回動領域に至るまでの距離の１／２の距離だけ前記の平行である方向に即して偏差している位置との間の領域にて選択された特定の位置から前記平行方向に対し、水平方向に沿って直交する方向に延設された直線に関し、第２ミラーを、各第２ミラーの回動中心軸を前記平行方向に設定すると共に、各第２ミラーにおいて前記反射のために回動する面及び当該回動する面において回動中心軸と直交する方向の位置にある端部につき、前記平行方向に即して、前記直線を両側から挟む状態にて配列するか、又は前記のように第１ミラーを収容している先端側の領域及び前記のようにレーザビーム又は電子ビーム発振源を収容している後端側の領域と共に前記直線から離れ、かつ前記端部が前記直線に対し、第２ミラーの回動中心軸の長さよりも小さい距離にて近接した状態にて配列するか、又は前記のように第１ミラーを収容している先端側の全領域と共に、前記直線に対し、前記のようにレーザビーム又は電子ビーム発振源を収容している後端側の領域と反対側であって、かつ前記端部が前記直線に対し、第２ミラーの回動中心軸の長さよりも小さい距離にて近接した状態にて配列しているかの何れかである三次元造形装置、
（３）前記中心位置から前記平行方向にて延設された直線上に１個のガルバノスキャナーを配置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）同一の高さ位置にて隣り合っている各ガルバノスキャナーにおける各第２ミラーにおいて前記反射のために回動する面を、水平方向を基準として最小の傾斜角度を形成する場合に前記の平行である方向に設定された直線に対し、第２ミラーの回動中心軸の長さよりも小さい距離にて近接した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、
（５）異なる高さ位置にて隣り合っている各ガルバノスキャナーにおける各第２ミラーにおける前記回動する面を、水平方向を基準として最小の傾斜角度を形成する場合に前記平行方向に設定された直線に対し、回動中心軸と前記回動する面における前記突設された方向側の端部とが反対側に位置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。
（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複数個のガルバノスキャナーを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し、かつ前記透過方向と同一方向である長手方向に即して平行であると共に、前記平行な方向の両側にて２個を単位として隣り合うガルバノスキャナーにおける前記長手方向を逆方向のみに設定しており、各ガルバノスキャナーにおいてテーブル表面の中心位置から前記の平行である方向に対し、水平方向に沿って直交する方向に延設された直線に関し、第２ミラーを、各第２ミラーの回動中心軸を前記平行方向に設定すると共に、各第２ミラーにおいて前記反射のために回動する面及び当該回動する面において回動中心軸と直交する方向の位置にある端部につき、前記平行方向に即して、前記直線を両側から挟む状態にて配列するか、又は前記のように第１ミラーを収容している先端側の領域及び前記のようにレーザビーム又は電子ビーム発振源を収容している後端側の領域と共に前記直線から離れ、かつ前記端部が前記直線に対し、第２ミラーの回動中心軸の長さよりも小さい距離にて近接した状態にて配列するか、又は前記のように第１ミラーを収容している先端側の全領域と共に、前記直線に対し、前記のようにレーザビーム又は電子ビーム発振源を収容している後端側の領域と反対側であって、かつ前記端部が前記直線に対し、第２ミラーの回動中心軸の長さよりも小さい距離にて近接した状態にて配列しているかの何れかである三次元造形装置、
（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複数個のガルバノスキャナーを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し、かつ前記透過方向と同一方向である長手方向に即して平行であると共に、前記平行な方向の両側にて２個を単位として隣り合うガルバノスキャナーにおける前記長手方向を同一方向のみに設定しており、各ガルバノスキャナーにおいてテーブル表面の中心位置及び当該中心位置に対して、レーザビーム又は電子ビームの発振源の後端から第１ミラーの回動領域に至るまでの距離の１／２の距離だけ前記の平行である方向に即して偏差している位置との間の領域にて選択された特定の位置から前記平行方向に対し、水平方向に沿って直交する方向に延設された直線に関し、第２ミラーを、各第２ミラーの回動中心軸を前記平行方向に設定すると共に、各第２ミラーにおいて前記反射のために回動する面及び当該回動する面において回動中心軸と直交する方向の位置にある端部につき、前記平行方向に即して、前記直線を両側から挟む状態にて配列するか、又は前記のように第１ミラーを収容している先端側の領域及び前記のようにレーザビーム又は電子ビーム発振源を収容している後端側の領域と共に前記直線から離れ、かつ前記端部が前記直線に対し、第２ミラーの回動中心軸の長さよりも小さい距離にて近接した状態にて配列するか、又は前記のように第１ミラーを収容している先端側の全領域と共に、前記直線に対し、前記のようにレーザビーム又は電子ビーム発振源を収容している後端側の領域と反対側であって、かつ前記端部が前記直線に対し、第２ミラーの回動中心軸の長さよりも小さい距離にて近接した状態にて配列しているかの何れかである三次元造形装置、
（３）前記中心位置から前記平行方向にて延設された直線上に１個のガルバノスキャナーを配置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）同一の高さ位置にて隣り合っている各ガルバノスキャナーにおける各第２ミラーにおいて前記反射のために回動する面を、水平方向を基準として最小の傾斜角度を形成する場合に前記の平行である方向に設定された直線に対し、第２ミラーの回動中心軸の長さよりも小さい距離にて近接した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、
（５）異なる高さ位置にて隣り合っている各ガルバノスキャナーにおける各第２ミラーにおける前記回動する面を、水平方向を基準として最小の傾斜角度を形成する場合に前記平行方向に設定された直線に対し、回動中心軸と前記回動する面における前記突設された方向側の端部とが反対側に位置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）においては、隣り合う各ガルバノスキャナーにつき、相互に平行であると共に、長手方向を逆方向のみに設定した上で、テーブル表面の中心位置から前記の平行である方向に対し、水平方向に沿って直交する方向に延設された直線を基準として第２ミラーの回動面及び前記端部につき、以下の３種類の配列状態を選択可能としている。
【0015】
ａ．前記直線を両側から挟む状態にて配列
ｂ．前記のように第１ミラーを収容している先端側の領域及び前記のようにレーザビーム又は電子ビーム発振源を収容している後端側の領域と共に前記直線から離れ、かつ前記端部が前記直線に対し、第２ミラーの回動中心軸の長さよりも小さい距離にて近接した状態にて配列
ｃ．前記のように第１ミラーを収容している先端側の全領域と共に、前記直線に対し、前記のようにレーザビーム又は電子ビーム発振源を収容している後端側の領域と反対側であって、かつ前記端部が前記直線に対し、第２ミラーの回動中心軸の長さよりも小さい距離にて近接した状態にて配列
ｂ．前記のように第１ミラーを収容している先端側の領域及び前記のようにレーザビーム又は電子ビーム発振源を収容している後端側の領域と共に前記直線から離れ、かつ前記端部が前記直線に対し、第２ミラーの回動中心軸の長さよりも小さい距離にて近接した状態にて配列
ｃ．前記のように第１ミラーを収容している先端側の全領域と共に、前記直線に対し、前記のようにレーザビーム又は電子ビーム発振源を収容している後端側の領域と反対側であって、かつ前記端部が前記直線に対し、第２ミラーの回動中心軸の長さよりも小さい距離にて近接した状態にて配列
【0016】
前記ａの配列の場合には、第２ミラーの回動面が、前記中心位置から設定された前記直線に対し回動中心軸領域の範囲内にあることから、平行方向に即して略均一な照射を実現する一方、各ガルバノスキャナーの長手方向の領域もまた、前記直線に対し所定の距離の範囲内にあり、前記平行方向に即してコンパクトな配列を実現することができる。
【0017】
前記ｂの配列の場合には、第２ミラーの回動面が前記のように第１ミラーを収容している先端側の領域及び前記のようにレーザビーム又は電子ビーム発振源を収容している後端側の領域と共に前記直線から離れていることから、前記ａの場合に比し、均一な照射及びコンパクトな構成においてやや劣るが、前記端部が前記直線に対し、第２ミラーの回動中心軸の長さよりも小さい距離にて近接していることから、前記ａの場合に準ずる程度の均一な照射及びコンパクトな配列を実現することができる。
【0018】
前記ｃの配列の場合においても、第２ミラーにおける回動面が前記のように第１ミラーを収容している先端側の全領域と共に、前記直線に対し、前記のようにレーザビーム又は電子ビーム発振源を収容している後端側の領域と反対側の位置にて離れていることから、均一な照射において、前記ａの場合に比し劣るが、前記端部が前記直線に対し、第２ミラーの回動中心軸の長さよりも小さい距離にて近接するように設定していることから、前記ａの場合に準ずるような均一な照射を実現することができる一方、各ガルバノスキャナーの長手方向の領域が前記直線と交差していることから、前記ａの場合よりも更にコンパクトな配列を実現することができる。
【0019】
このように、前記ａ、ｂ、ｃの何れの配列においても、第２ミラーによる均一な照射及び第２ミラーのコンパクトな配列を実現する一方、隣接し合うガルバノスキャナーを逆方向に平行状態に設定することによって、テーブル表面のスペースを有効に活用することができる。
【0020】
基本構成（２）においては、隣り合う各ガルバノスキャナーにつき、相互に平行であると共に、長手方向を同一方向に設定した上で、テーブル表面の中心位置及び当該中心位置に対しレーザビーム又は電子ビームの発振源の後端から第１ミラーの回動領域に至るまでの距離の１／２の距離だけ前記の平行である方向に即して偏差している位置との間の領域にて選択された特定の位置から前記平行方向に対し、水平方向に沿って直交する方向に延設された直線を基準として、各第２ミラーにおいて前記反射のために回動する面及び当該回動する面において回動中心軸と直交する方向の位置にある端部につき、以下の３種類の配列状態を選択可能としている。
【0021】
ａ．前記直線を両側から挟む状態にて配列
ｂ．前記のように第１ミラーを収容している先端側の領域及び前記のようにレーザビーム又は電子ビーム発振源を収容している後端側の領域と共に前記直線から離れ、かつ前記端部が前記直線に対し、第２ミラーの回動中心軸の長さよりも小さい距離にて近接した状態にて配列
ｃ．前記のように第１ミラーを収容している先端側の全領域と共に、前記直線に対し、前記のようにレーザビーム又は電子ビーム発振源を収容している後端側の領域と反対側であって、かつ前記端部が前記直線に対し、第２ミラーの回動中心軸の長さよりも小さい距離にて近接した状態にて配列
ｂ．前記のように第１ミラーを収容している先端側の領域及び前記のようにレーザビーム又は電子ビーム発振源を収容している後端側の領域と共に前記直線から離れ、かつ前記端部が前記直線に対し、第２ミラーの回動中心軸の長さよりも小さい距離にて近接した状態にて配列
ｃ．前記のように第１ミラーを収容している先端側の全領域と共に、前記直線に対し、前記のようにレーザビーム又は電子ビーム発振源を収容している後端側の領域と反対側であって、かつ前記端部が前記直線に対し、第２ミラーの回動中心軸の長さよりも小さい距離にて近接した状態にて配列
【0022】
基本構成（２）における前記直線を延設する位置は、テーブル表面の中心位置に限定される訳ではなく、当該中心位置からガルバノスキャナーの前記長手方向の距離の１／２の距離だけ前記の平行である方向に偏差している。
【0023】
このような延設位置をこのような偏差の領域としたのは、基本構成（２）の場合には、各ガルバノスキャナーが同一方向に平行であることから、テーブル表面のスペースを有効に活用する点において、基本構成（１）よりも劣ることから、第２ミラーによる均一な照射と、テーブル表面のスペースの有効な活用とを両立させることにある。
【0024】
このような両立に立脚している基本構成（２）は、テーブル表面のスペースの有効な活用及び第２ミラーによる均一な照射において、基本構成（１）に比し稍劣るが、偏差の距離がガルバノスキャナーにおける前記長手方向の距離の１／２の距離に限定されるために、均一な照射において大幅に相違する訳ではない。
【0025】
しかも、平行方向におけるコンパクトな配置の点については、基本構成（２）は、基本構成（１）よりも優れている。
【0026】
基本構成（２）における前記ａ、ｂ、ｃの各配列による均一な照射の程度及びコンパクトな配列の対比は、基本構成（１）の前記ａ、ｂ、ｃの場合と変わりはない。
【0027】
このように、前記ａ、ｂ、ｃの何れかの配列に立脚している基本構成（２）においても、第２ミラー３２の均一な照射及び第２ミラー３２同士のコンパクトな配列を実現する一方、テーブル４の表面のスペースを有効に活用し、しかも基本構成（１）よりもガルバノスキャナー３全体の配置についてはコンパクトな配置状態を実現することができる。
【0028】
テーブル表面の中心位置及びその近傍は、殆ど大抵の場合、三次元造形が順次継続している領域に該当している。
【0029】
したがって、基本構成（１）及び（２）において、基本構成（３）のように、前記中心位置から前記平行方向にて延設された直線上に１個のガルバノスキャナーを配置した場合には、当該ガルバノスキャナーは殆ど大抵の場合、順次継続する三次元造形に寄与しており、効率的な造形に寄与することができる。
【0030】
基本構成（１）及び（２）において、基本構成（４）のように、同一の高さ位置にて隣り合っている各ガルバノスキャナーにおける各第２ミラーにおいて前記反射のために回動する面を、水平方向を基準として最小の傾斜角度を形成する場合に前記の平行である方向に設定された直線に対し、第２ミラーの回動中心軸の長さよりも小さい距離にて近接した状態にて配列している場合には、各第２ミラーにおいて前記反射のために回動する面間につき、前記直線の方向に即した距離は僅少であって、前記直線の方向に即してコンパクトな構成を実現することができる。
【0031】
特に、上記僅少状態によって、各第２ミラー同士が相互に向き合う実施形態においても、上記近接状態によって、各第２ミラーにおいて前記反射のために回動する面は相互に接触せずに、安定した回動を実現することができる。
【0032】
基本構成（１）及び（２）において、基本構成（５）のように、異なる高さ位置にて隣り合っている各ガルバノスキャナーにおける第２ミラーを、平行方向に即して同一位置に配列している場合には、各第２ミラーにおいて前記反射のために回動する面の端部は、水平方向を基準として、最小の傾斜角度を形成する場合には、隣り合っているガルバノスキャナーが存在する領域まで回動面の端部に及んでいることから、前記直線方向において基本構成（４）の場合よりも、更にコンパクトな構成を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0033】
【図1】基本構成（１）に立脚している実施例１の平面図であって、（ａ）は２個の場合を示し、（ｂ）は３個の場合を示し、（ｃ）は４個の場合を示し、（ｄ）は５個の場合を示し、（ｅ）は６個の場合を示す。 尚、（ｂ）、（ｄ）は、基本構成（３）の特徴点を示す。 更には、上下方向の実線Ｌは、テーブル表面の中心位置から平行方向に対し、水平方向に沿って直交する方向に延設された直線を示し、直線Ｄは、テーブル表面の中心位置から平行方向に延設された直線を示す。
【図2】基本構成（２）に立脚している実施例２の平面図であって、（ａ）は２個の場合を示し、（ｂ）は３個の場合を示し、（ｃ）は４個の場合を示し、（ｄ）は５個の場合を示し、（ｅ）は６個の場合を示す。尚、（ｂ）、（ｄ）は、基本構成（３）の特徴点を示す。更には、上下方向の実線Ｌは、テーブル表面の中心位置及び当該中心位置に対しレーザビーム又は電子ビームの発振源から第１ミラーに至るまでの距離の１／２の距離だけ前記の平行である方向に即して偏差している位置との間の領域にて選択された特定の位置から平行方向に対し、水平方向に沿って直交する方向に延設された直線を示し、直線Ｄは、テーブル表面の中心位置から平行方向に延設された直線を示し、ｄは、中心位置と当該直線との平行方向に沿った距離を示す。
【図3(a)】２個毎の単位によって隣り合う各ガルバノスキャナーを設定している基本構成（１）の平面図であって、前記ａの配列を採用している場合を示す。 尚、上下方向の実線Ｌは、テーブル表面の中心位置から平行方向に対し、水平方向に沿って直交する方向に延設された直線を示し、直線Ｄは、テーブル表面の中心位置から平行方向に延設された直線を示す。
【図3(b)】２個毎の単位によって隣り合う各ガルバノスキャナーを設定している基本構成（１）の平面図であって、前記ｂの配置を採用している場合を示す。 尚、上下方向の実線Ｌは、テーブル表面の中心位置から平行方向に対し、水平方向に沿って直交する方向に延設された直線を示し、直線Ｄは、テーブル表面の中心位置から平行方向に延設された直線を示す。
【図3(c)】２個毎の単位によって隣り合う各ガルバノスキャナーを設定している基本構成（１）の平面図であって、前記ｃの配置を採用している場合を示す。 尚、上下方向の実線Ｌは、テーブル表面の中心位置から平行方向に対し、水平方向に沿って直交する方向に延設された直線を示し、直線Ｄは、テーブル表面の中心位置から平行方向に延設された直線を示す。
【図3(d)】２個毎の単位によって隣り合う各ガルバノスキャナーを設定している基本構成（１）の平面図であって、一方側のガルバノスキャナーにつき、前記ｂの配置を採用し、他方側のガルバノスキャナーにつき、前記ｃの配置を採用している場合を示す。 尚、上下方向の実線Ｌは、テーブル表面の中心位置から平行方向に対し、水平方向に沿って直交する方向に延設された直線を示し、直線Ｄは、テーブル表面の中心位置から平行方向に延設された直線を示す。
【図4(a)】隣り合う各ガルバノスキャナーを２個毎の単位に設定している基本構成（２）の平面図であって、前記ａの配置を採用している場合を示す。 尚、上下方向の実線Ｌは、テーブル表面の中心位置及び当該中心位置に対してレーザビーム又は電子ビームの発振源から第１ミラーに至るまでの距離の１／２の距離だけ前記の平行である方向に即して偏差している位置との間の領域にて選択された特定の位置から、前記平行方向に対し、水平方向に沿って直交する方向に延設された直線を示し、直線Ｄは、テーブル表面の中心位置から平行方向に延設された直線を示し、ｄは、前記中心位置と前記選択された位置との距離を示す。
【図4(b)】隣り合う各ガルバノスキャナーを２個毎の単位に設定している基本構成（２）の平面図であって、ｂの配置を採用している場合を示す。尚、上下方向の実線Ｌは、テーブル表面の中心位置及び当該中心位置に対してレーザビーム又は電子ビームの発振源から第１ミラーに至るまでの距離の１／２の距離だけ前記の平行である方向に即して偏差している位置との間の領域にて選択された特定の位置から、前記平行方向に対し、水平方向に沿って直交する方向に延設された直線を示し、直線Ｄは、テーブル表面の中心位置から平行方向に延設された直線を示し、ｄは、前記中心位置と前記選択された位置との距離を示す。
【図4(c)】隣り合う各ガルバノスキャナーを２個毎の単位に設定している基本構成（２）の平面図であって、ｃの配置を採用している場合を示す。尚、上下方向の実線Ｌは、テーブル表面の中心位置及び当該中心位置に対してレーザビーム又は電子ビームの発振源から第１ミラーに至るまでの距離の１／２の距離だけ前記の平行である方向に即して偏差している位置との間の領域にて選択された特定の位置から、前記平行方向に対し、水平方向に沿って直交する方向に延設された直線を示し、直線Ｄは、テーブル表面の中心位置から平行方向に延設された直線を示し、ｄは、前記中心位置と前記選択された位置との距離を示す。
【図4(d)】隣り合う各ガルバノスキャナーを２個毎の単位に設定している基本構成（２）の平面図であって、一方側のガルバノスキャナーにつき、前記ｂの配置を採用し、他方側のガルバノスキャナーにつき、前記ｃの配置を採用している場合を示す。尚、上下方向の実線Ｌは、テーブル表面の中心位置及び当該中心位置に対してレーザビーム又は電子ビームの発振源から第１ミラーに至るまでの距離の１／２の距離だけ前記の平行である方向に即して偏差している位置との間の領域にて選択された特定の位置から、前記平行方向に対し、水平方向に沿って直交する方向に延設された直線を示し、直線Ｄは、テーブル表面の中心位置から平行方向に延設された直線を示し、ｄは、前記中心位置と前記選択された位置との距離を示す。
【図5】基本構成（４）の特徴点を示す平面図であり、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ、図３（ａ）、図３（ｂ）、図４（ｃ）、図４（ｄ）に対応している。 尚、点線Ｅは、図３（ａ）、図３（ｂ）、図３（ｃ）、図３（ｄ）及び図４（ａ）、図４（ｂ）、図４（ｃ）、図４（ｄ）の直線Ｄに対し平行方向に延設された直線を示す。
【図6】基本構成（５）の特徴点を示す平面図であり、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ図３（ａ）、図３（ｄ）、図４（ｃ）に対応している。 尚、点線Ｅは、図３（ａ）、図３（ｂ）、図３（ｃ）、図３（ｄ）及び図４（ａ）、図４（ｂ）、図４（ｃ）、図４（ｄ）の直線Ｄに対し平行方向に延設された直線を示す。
【図7】異なる高さ位置にて隣り合っている各ガルバノスキャナーにおける第２ミラーを、平行方向に即して異なる位置にて配列している実施形態を示す平面図及び側面図であり、（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。 尚、（ａ）、（ｂ）の各平面図の直線Ｌ上における両側方向の矢印は、下側の側面図が直線Ｌにおける側面視であることを示す。
【図8】各ガルバノスキャナーの構成の一部が水平方向に対し傾斜している実施形態を示しており、（ａ）は、長手方向を、第１ミラーにおける回動中心軸の位置に至るまで上向きとする傾斜状態に配置している場合を示す長手方向の側面図であり、（ｂ）は、各ガルバノスキャナーの長手方向を、水平方向に沿って配置し、第２ミラーの突設方向を上向きとするような傾斜角度に配置し、かつ隣り合うガルバノスキャナーにおける各第２ミラーの回動方向を反対方向に設定している場合を示す長手方向と直交する方向の側面図であり、（ｃ）は、ガルバノスキャナーの長手方向を、第１ミラーにおける回動中心軸の位置に至るまで上向きとする傾斜状態に配置し、第１ミラーの回動中心軸を鉛直方向に設定し、かつ第２ミラーの突設方向を上向きとするような傾斜角度に配置した場合の側面図を示す。 尚、図８（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】
【0034】
基本構成（１）は、図３（ａ）、図３（ｂ）、図３（ｃ）、図３（ｄ）に示すように、粉末を走行を介してテーブル４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を走査する複数個のガルバノスキャナー３を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し、かつ前記透過方向と同一方向である長手方向に即して平行であると共に、前記平行な方向の両側にて２個を単位として隣り合うガルバノスキャナー３における前記長手方向を逆方向のみに設定しており、各ガルバノスキャナー３においてテーブル４の表面の中心位置Ｐから前記の平行である方向に対し、水平方向に沿って直交する方向に延設された直線Ｌに関し、第２ミラー３２を、各第２ミラー３２の回動中心軸３０を前記平行方向に設定すると共に、各第２ミラー３２に各第２ミラー３２において前記反射のために回動する面及び当該回動する面において回動中心軸３０と直交する方向の位置にある端部につき、前記平行方向に即して、前記直線Ｌを両側から挟む状態にて配列するか、又は前記のように第１ミラー３１を収容している先端側の領域及び前記のようにレーザビーム又は電子ビーム発振源１を収容している後端側の領域と共に前記直線Ｌから離れ、かつ前記端部が前記直線Ｌに対し、第２ミラー３２の回動中心軸３０の長さよりも小さい距離にて近接した状態にて配列するか、又は前記のように第１ミラー３１を収容している先端側の全領域と共に、前記直線Ｌに対し、前記のようにレーザビーム又は電子ビーム発振源１を収容している後端側の領域と反対側であって、かつ前記端部が前記直線Ｌに対し、第２ミラー３２の回動中心軸３０の長さよりも小さい距離にて近接した状態にて配列しているかの何れかである三次元造形装置である。
【0035】
図３（ａ）、図３（ｂ）、図３（ｃ）、図３（ｄ）に示すように、基本構成（１）においては、各ガルバノスキャナー３につき、前記ａ、ｂ、ｃによる３個の配置を選択することができるが、何れの配置の場合においても、第２ミラー３２による均一な照射を実現すると共に、第２ミラー３２同士の間隔をコンパクトの配置する一方、前記平行方向に即してテーブル４の表面のスペースを有効に活用していることについては、既に効果の項において説明した通りである。
【0036】
図３（ａ）、図３（ｂ）、図３（ｃ）、図３（ｄ）は、隣り合う各ガルバノスキャナー３を２個の単位とする構成に立脚しており、かつ隣り合うガルバノスキャナー３における前記長手方向を逆方向のみに設定した上で、第２ミラー３２の照射領域を適切に配分し得ることを根拠としている。
【0037】
但し、このように、隣り合う２個の単位から外れたガルバノスキャナー３を採用することによって、必要かつ十分な照射領域を確保する構成もまた当然採用可能であり、この点については、基本構成（３）に即して後述する通りである。
【0038】
基本構成（２）は、図４（ａ）、図４（ｂ）、図４（ｃ）、図４（ｄ）に示すように、粉末を走行を介してテーブル４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を走査する複数個のガルバノスキャナー３を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し、かつ前記透過方向と同一方向である長手方向に即して平行であると共に、前記平行な方向の両側にて２個を単位として隣り合うガルバノスキャナー３における前記長手方向を同一方向のみに設定しており、各ガルバノスキャナー３においてテーブル４の表面の中心位置Ｐ及び当該中心位置Ｐに対してレーザビーム又は電子ビーム７の発振源１の後端から第１ミラー３１の回動領域に至るまでの距離の１／２の距離だけ前記の平行である方向に即して偏差している位置との間の領域にて選択された特定の位置から前記平行方向に対し、水平方向に沿って直交する方向に延設された直線Ｌに関し、第２ミラー３２を、各第２ミラー３２の回動中心軸３０を前記平行方向に設定すると共に、各第２ミラー３２において前記反射のために回動する面及び当該回動する面において回動中心軸３０と直交する方向の位置にある端部につき、前記平行方向に即して、前記直線Ｌを両側から挟む状態にて配列するか、又は前記のように第１ミラー３１を収容している先端側の領域及び前記のようにレーザビーム又は電子ビーム発振源１を収容している後端側の領域と共に前記直線Ｌから離れ、かつ前記端部が前記直線Ｌに対し、第２ミラー３２の回動中心軸３０の長さよりも小さい距離にて近接した状態にて配列するか、又は前記のように第１ミラー３１を収容している先端側の全領域と共に、前記直線Ｌに対し、前記のようにレーザビーム又は電子ビーム発振源１を収容している後端側の領域と反対側であって、かつ前記端部が前記直線Ｌに対し、第２ミラー３２の回動中心軸３０の長さよりも小さい距離にて近接した状態にて配列しているかの何れかである三次元造形装置である。
【0039】
図４（ａ）、図４（ｂ）、図４（ｃ）、図４（ｄ）に示すように、基本構成（４）においても、各ガルバノスキャナー３につき、前記ａ、ｂ、ｃによる３個の配置を選択することができるが、何れの配置の場合においても、第２ミラー３２による均一な照射及び第２ミラー３２同士のコンパクトな配置を実現する一方、テーブル４の表面のスペースを有効に活用し得ること、更にはガルバノスキャナー３全体につき、基本構成（１）の場合よりも更にコンパクトな配置状態を実現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。
【0040】
図４（ａ）、図４（ｂ）、図４（ｃ）、図４（ｄ）に示すように、基本構成（２）においても、隣り合う各ガルバノスキャナー３を２個の単位とする構成に立脚しており、かつ隣り合うガルバノスキャナー３における前記長手方向を同一方向のみに設定しているが、このような２個の単位の構成の採用及び前記設定の根拠については、基本構成（１）の場合と同様である。
但し、このように、隣り合う２個の単位から外れたガルバノスキャナー３を採用することによって、必要かつ十分な照射領域を確保する構成もまた当然採用可能であり、この点については、基本構成（３）に即して後述する通りである。
但し、このように、隣り合う２個の単位から外れたガルバノスキャナー３を採用することによって、必要かつ十分な照射領域を確保する構成もまた当然採用可能であり、この点については、基本構成（３）に即して後述する通りである。
【0041】
基本構成（３）は、後述する実施例１の図１（ｂ）、（ｄ）、及び実施例２の図２（ｂ）、（ｄ）に示すように、前記中心位置Ｐから前記平行方向にて延設された直線Ｌ上に１個のガルバノスキャナー３を配置していることを特徴としている。
【0042】
このような特徴点による効率的な三次元造形の実現については、既に効果の項において指摘した通りである。
【0043】
図１（ｂ）、（ｄ）及び図２（ｂ）、（ｄ）において、テーブル４の表面の中心位置Ｐを通過する点線による直線Ｄ上のガルバノスキャナー３は、隣り合う各ガルバノスキャナー３の２個毎の単位から外れているが、単独のガルバノスキャナー３でありながら、基本構成（３）の特徴点を実現するガルバノスキャナー３は効率的な三次元造形に重要な機能を発揮している。
但し、２個の単位から外れたガルバノスキャナー３は、基本構成（３）のように、直線Ｄ上に配置される場合だけではなく、直線Ｄから離れ、かつ他のガルバノスキャナー３が配置された端部又は当該端部と直線Ｄとの間の中途部位と配置することができる。
但し、２個の単位から外れたガルバノスキャナー３は、基本構成（３）のように、直線Ｄ上に配置される場合だけではなく、直線Ｄから離れ、かつ他のガルバノスキャナー３が配置された端部又は当該端部と直線Ｄとの間の中途部位と配置することができる。
【0044】
基本構成（４）は、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示すように、基本構成（１）及び（２）において、同一の高さ位置にて隣り合っている各ガルバノスキャナー３における各第２ミラー３２において前記反射のために回動する面を、水平方向を基準として最小の傾斜角度を形成する場合に前記の平行である方向に設定された直線Ｅに対し、第２ミラー３２の回動中心軸３０の長さよりも小さい距離にて近接した状態にて配列していることを特徴としている。
【0045】
前記特徴点によって、基本構成（４）においては、前記直線Ｌの方向に即して隣り合う各ガルバノスキャナー３につきコンパクトな配置状態を実現することができ、この点については、既に効果の項において説明した通りである。
【0046】
基本構成（５）は、図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、基本構成（１）及び（２）において、異なる高さ位置にて隣り合っている各ガルバノスキャナー３における各第２ミラー３２における前記回動する面を、水平方向を基準として最小の傾斜角度の場合に前記平行方向に設定された直線Ｄに対し、回動中心軸３０と前記回動する面における前記突設された方向側の端部とが反対側に位置していることを特徴としている。
【0047】
このような特徴点によって、基本構成（５）においては、各第２ミラー３２の回動面が最小の傾斜角度の場合に隣り合うガルバノスキャナー３が存在する領域まで及ぶことによって、前記直線Ｄの方向において基本構成（４）よりも更にコンパクトな構成を実現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。
【0048】
基本構成（４）、（５）においては、図３（ａ）、図３（ｄ）、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、図５（ａ）、（ｃ）、図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、隣り合っている各ガルバノスキャナー３における各第２ミラー３２を、平行方向に即して同一位置に配列し、かつ相互に反対方向の回動方向を設定していることを特徴とする実施形態を選択し、かつ採用することが可能であると共に、図３（ｂ）、図３（ｃ）、図４（ｄ）、図５（ｂ）、図５（ｄ）、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、隣り合う各ガルバノスキャナー３における各第２ミラー３２を、前記の平行である方向に対し、水平方向に沿って直交する方向に設定された前記直線Ｌを基準として、相互に反対方向に配列し、かつ相互に反対方向の回動方向を設定していることを特徴とする実施形態を選択し、かつ採用することができる。
【0049】
前記各実施形態におけるレーザビーム又は電子ビーム７の粉末層５に対する照射によって、焼結面６の形成に際し、各第２ミラー３２の機能を同等に分担している点において共通する一方、各ガルバノスキャナー３のコンパクトな配置状態においても同等であり、相互に相違する訳ではない。
【0050】
通常、第２ミラー３２における回動中心角度は、水平方向に対する４５°であって、回動の振幅は、±１１°である。
【0051】
したがって、最小の傾斜角度は、４５°－１１°＝３４°である。
【0052】
前記最小の傾斜角度に即するならば、隣り合うガルバノスキャナー３における各第２ミラー３２を相互に向かい合う状態に配列している実施形態の場合に、第２ミラー３２の回動中心軸３０と直交する方向の幅が５０ｍｍの場合には、当該傾斜角度の回動方向の幅は、
５０ｍｍ×ｃｏｓ３４°≒５０ｍｍ×０．８２９≒４１．５ｍｍ
であることから、３．５ｍｍの余裕幅を考慮し、回動中心軸３０の距離については、４５ｍｍに設定することができる。
５０ｍｍ×ｃｏｓ３４°≒５０ｍｍ×０．８２９≒４１．５ｍｍ
であることから、３．５ｍｍの余裕幅を考慮し、回動中心軸３０の距離については、４５ｍｍに設定することができる。
【0053】
これに対し、図６に示す基本構成（５）の場合には、上記実施形態よりも更に前記直線Ｄの方向において、更にコンパクトな構成を実現することができる。
【0054】
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、かつ各回動中心軸３０の中央位置を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９に即して、以下の通り明らかにする。
【0055】
図９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、
が成立する。
【数1】
【数2】
【0056】
ここで、上側の第２ミラー３２が最大の傾斜角度γ１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９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。
【0057】
上側の第２ミラー３２が前記要件である最小の傾斜角度γ２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９によって、
であることから、
が成立する。
【数3】
【数4】
【0058】
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。
【0059】
前記ａが最大値であるためには、
β＝最大の傾斜角度γ１
の成立を必要とし、結局、
を得ることができる。
β＝最大の傾斜角度γ１
の成立を必要とし、結局、
【数5】
【0060】
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γ２であり、かつ前記のように、
β＝γ１
である場合には、
が成立する。
β＝γ１
である場合には、
【数6】
【0061】
一般に、通常γ１＝５６°、γ２＝３４°であることから、
という近似式が成立する。
【数7】
【0062】
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。
ｘ≒３１．７ｍｍ
を得ることができる。
【0063】
したがって、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。
【0064】
図９の左側の第２ミラー３２に即して説明したように、最小の傾斜角度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。
25mm×cos34°＝25mm×0.8290≒２０．７ｍｍ である。
【0065】
したがって、双方の第２ミラー３２が最小の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の一部領域が水平方向角度に至らずに、最小の傾斜角度を呈した場合であっても、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、
であることが判明する。
尚、上記のｘ≒１．２６６Ｌの近似式が成立する場合には、
【数8】
【0066】
通常、各ガルバノスキャナー３は、高さ方向において水平状態にて配置されている。
但し、基本構成（１）及び（２）は、このような水平状態に限定される訳ではない。
但し、基本構成（１）及び（２）は、このような水平状態に限定される訳ではない。
【0067】
即ち、図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、各ガルバノスキャナー３を、水平方向に対し、傾斜するような実施形態を採用することも可能である。
【0068】
具体的に説明するに、図８（ａ）に示すように、各ガルバノスキャナー３の長手方向を、第１ミラー３１における回動中心軸３０の位置に至るまで上向きとする傾斜状態に配置し、第１ミラー３１の回動中心軸３０を当該傾斜角度に即して傾斜し、かつ第１ミラー３１がレーザビーム又は電子ビーム７を水平方向に反射していることを特徴とする実施形態、及び図８（ｂ）に示すように、各ガルバノスキャナー３の長手方向を、水平方向に沿って配置し、第２ミラー３２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３１の回動中心軸３０を当該傾斜角度に即して傾斜する方向に設置することによって、第１ミラー３１がレーザビーム又は電子ビーム７を前記傾斜方向に反射しており、かつ隣り合うガルバノスキャナー３における各第２ミラー３２の回動方向を反対方向に設定していることを特徴とする実施形態も採用可能である。
【0069】
尚、図８（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８（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８（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。
【0070】
図８（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８（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。
【0071】
これに対し、図８（ｃ）に示すように、ガルバノスキャナー３の長手方向を、第１ミラー３１における回動中心軸３０の位置に至るまで上向きとする傾斜状態に配置し、第１ミラー３１の回動中心軸３０を鉛直方向に設定し、かつ第２ミラー３２の突設方向を上向きとするような傾斜角度に配置していることを特徴とする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動中心軸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８（ａ）、（ｂ）に示すように、第１ミラー３１の回動中心軸３０を傾斜方向に設定する必要はない。
【0072】
図８（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。
【0073】
図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す各実施形態の場合には、前記平行方向に即して、各ガルバノスキャナー３を更にコンパクトな配置を実現することができる。
【0074】
前記各実施形態の場合には、第２ミラー３２のテーブル４の表面に対する位置が高くなるが、その結果、粉末層に対する照射角度の変化状態が少ないことに帰する。
【0075】
一般に、三次元造形においては、第２ミラー３２による照射の程度を均一状態とするために、第１ミラー３１及び第２ミラー３２の回動速度のコントロールが行われており、前記照射角度が小さいほど第１ミラー３１及び第２ミラー３２の回動速度を小さく設定している。
但し、上記設定によるコントロールによって必ずしも均一な照射が保証される訳ではない。
但し、上記設定によるコントロールによって必ずしも均一な照射が保証される訳ではない。
【0076】
このような場合、前記各実施形態の場合には、傾斜角度の変化状態が少ないことから、前記コントロールの精度を改良することができる。
尚、図８（ａ）に示す実施形態は、図８（ｂ）に示す実施形態に比し、コンパクトな構成による効果及び前記コントロールの精度の改善の程度において優れているという評価を行うことができる。
尚、図８（ａ）に示す実施形態は、図８（ｂ）に示す実施形態に比し、コンパクトな構成による効果及び前記コントロールの精度の改善の程度において優れているという評価を行うことができる。
【0077】
基本構成（１）、（２）、（３）、（４）、（５）においては、焼結された三次元造形物の表面を切削する切削工具を必要不可欠としていないが、精緻な形状による三次元造形物を実現するために、切削工具を採用する場合が多い。
【0078】
以下、実施例に即して説明する。
【実施例1】
【0079】
実施例１は、図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）に示すように、基本構成（１）に立脚した上で、２個、又は４個、又は６個のガルバノスキャナー３を前記中心位置Ｐを基準として点対称に配置するか、若しくは３個又は５個のガルバノスキャナー３のうちの１個を前記中心位置Ｐ上に配置し、残２個又は残４個のガルバノスキャナー３を前記中心位置Ｐから前記平行方向にて延設された直線Ｌを基準としてそれぞれ線対称に配置していることを特徴としている。
【0080】
このような特徴点によって、実施例１は、基本構成（１）の効果を現実に発揮することができる。
【実施例2】
【0081】
実施例２は、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）に示すように、基本構成（２）に立脚した上で、ガルバノスキャナー３を２個、又は３個、又は４個、又は５個、又は６個配置していることを特徴としている。
【0082】
このような特徴点によって、実施例２は、基本構成（２）の効果を現実に発揮することができる。
【産業上の利用可能性】
【0083】
本願発明は、複数個のガルバノスキャナーをテーブル表面の中心位置を基準として、極めてコンパクトな構成を実現し、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】
【0084】
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
４ テーブル
７ レーザビーム又は電子ビーム
Ｐ テーブル表面の中心位置
Ｄ テーブル表面の中心位置からガルバノスキャナーの長手方向に即して平行方向に延設された点線による直線
Ｌ 前記平行方向に直交する方向にてテーブル表面の中心位置から延設された直線
Ｑ 回動中心軸３０の中央位置
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
４ テーブル
７ レーザビーム又は電子ビーム
Ｐ テーブル表面の中心位置
Ｄ テーブル表面の中心位置からガルバノスキャナーの長手方向に即して平行方向に延設された点線による直線
Ｌ 前記平行方向に直交する方向にてテーブル表面の中心位置から延設された直線
Ｑ 回動中心軸３０の中央位置
【要約】
【課題】複数個のガルバノスキャナーをテーブル面の中心位置を基準として可能な限りコンパクトな状態にて配置を実現すると共に、均一な照射を実現し得るような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、隣接し合う長手方向を逆方向として平行に設定し、テーブル４の面の中心位置Ｐから前記平行方向と直交する方向に延設された直線Ｌに対し、第２ミラー３２の回動面が所定の距離の範囲内となるように配列するか、又は複数個のガルバノスキャナー３を、隣接し合う長手方向が同一方向となるように設定し、前記中心位置Ｐと、当該位置Ｐからガルバノスキャナー３の長手方向の距離の１／２の距離の範囲内にある位置から前記平行方向と直交する直線Ｌに対し、第２ミラー３２の回動面が所定の距離の範囲内であるように配列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３（ａ）
【解決手段】
複数個のガルバノスキャナー３を、隣接し合う長手方向を逆方向として平行に設定し、テーブル４の面の中心位置Ｐから前記平行方向と直交する方向に延設された直線Ｌに対し、第２ミラー３２の回動面が所定の距離の範囲内となるように配列するか、又は複数個のガルバノスキャナー３を、隣接し合う長手方向が同一方向となるように設定し、前記中心位置Ｐと、当該位置Ｐからガルバノスキャナー３の長手方向の距離の１／２の距離の範囲内にある位置から前記平行方向と直交する直線Ｌに対し、第２ミラー３２の回動面が所定の距離の範囲内であるように配列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３（ａ）
【図1】
【図2】
【図3(a)】
【図3(b)】
【図3(c)】
【図3(d)】
【図4(a)】
【図4(b)】
【図4(c)】
【図4(d)】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】