ホーム > 特許ランキング > フリーメルト エービー
知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-11-21
(54)【発明の名称】電子銃カソード技術
(51)【国際特許分類】
H01J 37/075 20060101AFI20221114BHJP
H01J 37/305 20060101ALI20221114BHJP
H01J 37/06 20060101ALI20221114BHJP
B22F 10/28 20210101ALI20221114BHJP
B22F 10/36 20210101ALI20221114BHJP
B22F 12/10 20210101ALI20221114BHJP
【ＦＩ】
H01J37/075
H01J37/305 Z
H01J37/06 B
B22F10/28
B22F10/36
B22F12/10
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021576773
(86)(22)【出願日】2020-09-23
(85)【翻訳文提出日】2022-03-18
(86)【国際出願番号】 EP2020076485
(87)【国際公開番号】W WO2021058513
(87)【国際公開日】2021-04-01
(31)【優先権主張番号】1951071-8
(32)【優先日】2019-09-23
(33)【優先権主張国・地域又は機関】SE
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】520420584
【氏名又は名称】フリーメルト エービー
(74)【代理人】
【識別番号】110000877
【氏名又は名称】弁理士法人ＲＹＵＫＡ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ユングブラード、ウルリック
(72)【発明者】
【氏名】ステファンセン、ロビン
【テーマコード（参考）】
4K018
5C101
【Ｆターム（参考）】
4K018CA44
4K018EA51
4K018EA60
5C101AA35
5C101BB05
5C101BB09
5C101DD08
5C101DD16
5C101DD18
(57)【要約】
金属３Ｄプリンタ１００、カソード保持システム１１２、電子放出部３１２のためのキャリア３００、および機械的インタフェースにおいて断熱部を有する電子源部分１１４が提供される。金属３Ｄプリンタ１００は、カソード構成体１０６の背部が加熱された電子放出部３１２によって生成された電子ビーム１０２を金属材料にアノード構成体１１０を介して方向付けるように適合された電子銃を有する。背部が加熱された電子放出部３１２は、背面３１６上で加熱されると、放出面３１４から熱電子放出を介して電子を放出することが可能であり、放出面３１４と背面３１６との間に、放出面３１４に対して実質的に垂直である側面３１５を備える。金属３Ｄプリンタ１００は、キャリア３００が、放出面３１４に隣接する電子放出部３１２の側面３１５を覆うようにキャリア３００に取り付られた電子放出部３１２を有する電子源部分１１４と、電子源部分１１４をアノード構成体１１０に対する位置関係を保つ位置に保持するように適合された１または複数のカソード保持システム部材１２０、１２６、１３０を有するカソード保持システム１１２と、カソード保持システム１１２の放出部保持部１２０を電子源部分１１４と接合するように適合された、第１の機械的インタフェース３１０における第１の断熱部とを備える。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
カソード構成体の電子ビームを金属材料上にアノード構成体を介して方向付けるように適合された電子銃を備える金属３Ｄプリンタであって、前記電子ビームが、背面上で加熱されると、放出面から熱電子放出を介して電子を放出することが可能であり、前記放出面と前記背面との間に、前記放出面に対して実質的に垂直である、側面を有する、背部が加熱された電子放出部によって生成され、前記金属３Ｄプリンタが、キャリアが、前記放出面に隣接する前記電子放出部の前記側面を覆うように、前記キャリアに取り付けられた前記電子放出部を有する電子源部分と、
前記電子源部分をアノード構成体に対する位置関係を保つ位置に保持するように適合された１または複数のカソード保持システム部材を有するカソード保持システムと、
前記カソード保持システムの放出部保持部を前記電子源部分と接合するように適合された、第１の機械的インタフェースにおける第１の断熱部と
を備える、金属３Ｄプリンタ。
【請求項2】
前記電子放出部が、前記電子放出部の前記放出面が前記放出面に隣接する前記キャリアの部品を実質的に越えて延在しないように、前記キャリアに取り付けられた、請求項１に記載の金属３Ｄプリンタ。
【請求項3】
前記カソード保持システム部材のうち２つの間に、少なくとも１つの更なる断熱部を更に備える請求項１または２に記載の金属３Ｄプリンタ。
【請求項4】
前記放出部保持部を前記カソード保持システムの中間保持部と接合するように適合された第２の機械的インタフェースにおいて第２の断熱部を更に備える請求項１～３のいずれか１項に記載の金属３Ｄプリンタ。
【請求項5】
前記中間保持部を、前記中間保持部の中心軸が外側保持部の中心軸と実質的に一致するような位置に前記中間保持部を形状嵌合でロックするように適合された前記カソード保持システムの外側保持部と接合するように適合された第３の機械的インタフェースを更に備える請求項４に記載の金属３Ｄプリンタ。
【請求項6】
前記外側保持部が前記外側保持部の前記中心軸と角度をつけた方向において、無段式で調整できるように、前記外側保持部を前記カソード保持システムのカソード組立体保持部と接合するように適合された第４の機械的インタフェースを更に備える金属３Ｄプリンタであって、前記カソード組立体保持部が、カソード保持システム部材の組立体を保持するように適合される、請求項５に記載の金属３Ｄプリンタ。
【請求項7】
前記カソード保持システムの１または複数のカソード保持システム部材のセレクションが、各カソード保持システム部材が、組み立てられると、他のカソード保持システム部材に対する位置関係を保つ予め定められた位置を獲得するようなひと続きで形状嵌合するように適合される、請求項１～６のいずれか１項に記載の金属３Ｄプリンタ。
【請求項8】
前記カソード保持システムの１または複数のカソード保持システム部材のセレクションが、電子源部分の電子放出部の前記背部に方向付けられたエネルギー線の方向と実質的に平行、および／または前記電子放出部から前記アノード構成体へ向けて放出される電子ビームと実質的に平行である軸に沿った位置において形状嵌合するように適合される、請求項１～７のいずれか１項に記載の金属３Ｄプリンタ。
【請求項9】
前記電子放出部の前記背部を加熱するためのエネルギー線を生成するように適合されたレーザであって、前記レーザが例えばＣＯ２レーザである、レーザを更に備える、請求項１～８のいずれか１項に記載の金属３Ｄプリンタ。
【請求項10】
前記電子放出部の前記背面が、電子放出を防止する材料で覆われる、請求項１～９のいずれか１項に記載の金属３Ｄプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は概して、金属３Ｄプリンタと、金属３Ｄプリンタ、および電子銃を使用する他の装置に適切な構成要素とに関する。より具体的には、本開示は、背部が加熱されたカソード放出部に基づく、電子銃における、金属３Ｄプリンタおよびカソード技術に関する。
【背景技術】
【0002】
金属３Ｄ印刷による付加製造は、特に、しばしば高品質が要求される、形状的に複雑な機械部品が少量生産で製造される産業分野で、ますます重要性が増している。研究および製造業界における金属３Ｄ印刷技術の開発によって、現在、精度、反復性、利用可能な材料の範囲は、金属３Ｄ印刷が、より幅広い適用可能性を求めるための産業製造技術となることを可能にする段階にある。
【0003】
金属３Ｄ印刷された製品の品質は、電子銃によって供給される電子のビームの品質に大きく依存する。電子ビームの品質は、ひいては、金属３Ｄプリンタの電子銃において、電子源が、どのように組み付けられ、熱絶縁され、位置に置かれるかに依存する。この文脈において、電子源は、電子放出部としても知られ、または簡潔に言えば、放出部としても知られる。金属３Ｄプリンタにおける高品質電子ビームのメンテナンスは、電子銃の消耗部品の製造、組立、置換、調整の観点から主な原価作用因である。電子銃の他の応用形態でも、高品質電子ビームを求める同様のニーズを共有または有する。
（関連技術）
（関連技術）
【0004】
欧州特許第１５８７１２９号明細書では、荷電粒子放出部構成体が説明され、放出部と放出部キャリアとの間の接触の領域を最小化することによって熱損失を低減することが提案されている。
【0005】
特開２００９－１５８３６５号公報では、ロックワイヤの形態の放出部キャリアを備えるイオン源が説明されている。そのようなロックワイヤを使用することによって、放出部とロックワイヤとの間の接触の領域、ならびにロックワイヤとカソード保持部との間の接触の領域を最小化するワイヤ形状に起因して、放出部からカソード保持部への熱伝達損失は最小化される。
（従来技術の課題）
（従来技術の課題）
【0006】
欧州特許第１５８７１２９号明細書および特開２００９－１５８３６５号公報の両方において、放出部と放出部キャリアとの間の接触の領域は最小化される。このことは、放出部の側面には覆いがないことを意味するので、電子がこの側面から「漏れる」可能性もあって、狭い「スポット」の中にビームの焦点を合わせることがより難しくなることを意味する。このことは、電子ビームの品質を下げる。
（実施形態の目的）
（実施形態の目的）
【0007】
本開示において説明する実施形態の概括的な目的は、金属３Ｄプリンタおよび他の応用形態のための高品質電子ビームを生成することが可能な、電子銃のためのコスト効率の良いカソード技術を提供することである。
【発明の概要】
【0008】
本開示において説明する実施形態は、カソード構成体の電子ビームを金属材料にアノード構成体を介して方向付けるように適合された電子銃を有する金属３Ｄプリンタを備える。電子ビームは、好ましくは、背面上で加熱されると、放出面から熱電子放出を介して電子を放出することが可能な、背部が加熱された電子放出部であって、放出面と背面との間に、放出面に対して実質的に垂直である側面を備える、背部が加熱された電子放出部によって生成される。金属３Ｄプリンタは、好ましくは、キャリアが、放出面に隣接する電子放出部の側面を覆うようにキャリアに取り付けられた電子放出部を有する電子源部分と、電子源部分をアノード構成体に対する位置関係を保つ位置に保持するように適合された１または複数のカソード保持システム部材を有するカソード保持システムと、カソード保持システムの放出部保持部を電子源部分と接合するように適合された、第１の機械的インタフェースにおける第１の断熱部とを備える。電子放出部の背面は、実施形態では、電子放出を防止する材料で覆われてもよい。
【0009】
放出部キャリアは、好ましくは、電子が電子放出部の側面からまったく漏れる可能性がないように成形される。電子放出部は、好ましくは、放出面が、放出部キャリアを実質的に越えて延在しないように、放出部キャリアに配置される。放出面がよりレンズ形状であるように曲がっている、またはドーム型であると、キャリアを越えて延在する放出面の中心に部品があってもよいが、電子放出部の側面は、好ましくは、常にキャリアによって覆われているべきである。
【0010】
カソード保持システムは、カソード保持システム部材がそれぞれ、組み立てられたときに、他のカソード保持システム部材に対する位置関係を保つ位置に予め定められた位置を獲得するようなひと続きで、カソード組立体の中に形状的に形状嵌合する１または複数のカソード保持システム部材のセットを備えてもよい。
【0011】
電子放出部は消耗品であり、時々新たな電子放出部と交換する必要がある。本明細書の実施形態のカソード保持システムによって、電子源部分が、明確に定められた位置に容易に達することが可能になる。金属３Ｄプリンタのカソード保持システムの実施形態は、カソード保持システムの異なる部品同士の間、またはカソード保持システムと電子源部分との間の１または複数の機械的インタフェースにおいて、１または複数の断熱部を備える。１または複数の断熱部の目的および効果は、放出部から周辺カソード保持システムへの熱エネルギーの伝達を低減させることである。１または複数の機械的インタフェースは、カソード保持システムの部品同士の間で、形状嵌合ならびに、電気的接触とも呼ばれる、ガルバニック接触を提供するために適合される。
【0012】
本明細書で開示する実施形態によって、電子銃のコスト効率的の良い、製造、組付、置換、およびメンテナンスが可能になり、ならびに高品質電子ビームが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
本明細書で開示する実施形態を、添付の図面を参照して、以下で更に説明する。
【0014】
【0015】
【図3A】本開示の実施形態による、電子源部分、放出部キャリア、およびそれらの部品の実施形態を概略的に示す図である。
【図3B】本開示の実施形態による、電子源部分、放出部キャリア、およびそれらの部品の実施形態を概略的に示す図である。
【図3C】本開示の実施形態による、電子源部分、放出部キャリア、およびそれらの部品の実施形態を概略的に示す図である。
【図3D】本開示の実施形態による、電子源部分、放出部キャリア、およびそれらの部品の実施形態を概略的に示す図である。
【図3E】本開示の実施形態による、電子源部分、放出部キャリア、およびそれらの部品の実施形態を概略的に示す図である。
【図3F】本開示の実施形態による、電子源部分、放出部キャリア、およびそれらの部品の実施形態を概略的に示す図である
【0016】
【図4】本開示の実施形態による、電子源部分の一実施形態を概略的に示す図である。
【0017】
【0018】
【図6】本開示の実施形態による、キャリア構成体の一実施形態を概略的に示す図である。
【0019】
本開示の実施形態およびその利点は、以下の詳細な説明を参照することによって、もっとも良く理解されるであろう。参照符号は、１または複数の図において示される同様の要素を識別するために使用されることを理解すべきである。
【発明を実施するための形態】
【0020】
本開示において説明する実施形態は、カソード構成体の電子ビームを金属材料にアノード構成体を介して方向付けるように適合された電子銃を有する金属３Ｄプリンタを備える。電子ビームは、好ましくは、背面上で加熱されると、放出面から熱電子放出を介して電子を放出することが可能な、背部が加熱された電子放出部であって、放出面と背面との間に、放出面に対して実質的に垂直である側面を備える、背部が加熱された電子放出部によって生成される。金属３Ｄプリンタは、好ましくは、キャリアが、放出面に隣接する電子放出部の側面を覆うようにキャリアに取り付けられた電子放出部を有する電子源部分と、電子源部分をアノード構成体に対する位置関係を保つ位置に保持するように適合された１または複数のカソード保持システム部材を有するカソード保持システムと、カソード保持システムの放出部保持部を電子源部分と接合するように適合された、第１の機械的インタフェースにおける第１の断熱部と、を備える。電子放出部は、好ましくは、放出面が、放出部キャリアを実質的に越えて延在しないように、放出部キャリアに配置され、少なくとも放出部キャリアの部品が、放出面に隣接する。放出面がよりレンズ形状であるように曲がっている、またはドーム型であると、キャリアを越えて延在する放出面の中心に部品があってもよいが、電子放出部の側面は、好ましくは、常にキャリアによって覆われているべきである。放出部の背面は、放出面と必ずしも平行ではない。放出部の背面は、実施形態では、電子放出を防止する材料で覆われてもよい。カソード保持システムおよび本開示の実施形態は、例えば、付加製造装置、電子ビーム溶接機、および電子顕微鏡において適用可能である。
【0021】
電子放出部は消耗品であり、時々新たな電子放出部と交換する必要がある。本明細書の実施形態のカソード保持システムによって、カソード保持システムに取り付けられた電子源部分が、明確に定められた位置に達することが可能になる。金属３Ｄプリンタのカソード保持システムの実施形態は、カソード保持システムの異なる部品同士の間、またはカソード保持システムと電子源部分との間の１または複数の機械的インタフェースにおいて、１または複数の断熱部を備える。１または複数の断熱部の目的および効果は、放出部から周辺カソード保持システムへの熱エネルギーの伝達を低減させることである。１または複数の機械的インタフェースは、カソード保持システムの部品同士の間で、形状嵌合ならびに、電気的接触とも呼ばれる、ガルバニック接触を提供するために適合される。
【0022】
電子放出部の背部加熱のためのエネルギー線生成部は、本明細書で示す実施形態の変更形態では、レーザビームでレーザ光エネルギーを伝えるエネルギー線を生成するＣＯ２レーザなどのレーザ、赤外線光ビームで赤外光の熱エネルギーを伝えるエネルギー線を生成する赤外光源、および／または運動エネルギーを伝える電子ビームの形態でエネルギー線を生成するように案出され適合された電子銃であってもよい。
【0023】
図１は、真空チャンバ１５４内のカソード保持システム１１２内の放出部キャリア３００を介して組み付けられた電子放出部３１２の背側面を加熱するために、エネルギー線１５２を生成するように適合されたエネルギー線生成部１５０を備える金属３Ｄプリンタ１００の実施形態を概略的に示す。電子放出部の背側面は、実施形態では、電子放出を防止する材料で覆われてもよい。エネルギー線１５２で放射されると、放出部３１２は、電子ビーム１０２をアノード構成体１１０の電子チャンネル１１１の中に放出する。電子ビーム加熱は真空環境でのみ機能するので、真空チャンバ１５４が高品質真空を維持することが重要である。実施形態では、金属３Ｄプリンタは、電子ビームが金属材料に放射される種類のものである。次に、金属３Ｄプリンタはまた、アノード構成体１１０と金属材料との間に、ビーム焦点合わせ機器およびビーム位置合わせ機器（不図示）を備える。図１で示す例示的な実施形態では、金属材料は、粉末床１０８堆積された金属粉末である。この種類の金属３Ｄプリンタは、レーザが使用されるとき、粉末床システム、指向性エネルギー堆積（ＤＥＤ）、またはレーザメタルデポジション（ＬＭＤ）を使用してもよい。他の実施形態では、金属３Ｄプリンタは、金属線、例えば、チタン線を溶解して融解するために電子ビームが使用される電子ビーム付加製造（ＥＢＡＭ）と呼ばれる、堆積技術を使用する種類のものである。実施形態では、レーザは例えばＣＯ２レーザである。動作中、例えば６０キロボルトの範囲の高電圧が、本来的に周知の方法で、カソードおよびアノードにわたって加えられる。
【0024】
分解図において、図１および図２は、カソード保持システム１１２の実施形態を更に示し、カソード保持システム１１２は、異なる実施形態では、
電子放出部３１２のための放出部キャリア３００、および放出部キャリア３００に取り付けられた電子放出部３１２を有する、電子源部分１１４を保持するように適合された放出部保持部１２０と、
放出部保持部１２０を保持するように適合された中間保持部１２６と、
放出部保持部１２６を保持するように適合された外側保持部１３０であって、外側保持部１３０が、外側保持部１３０を保持し、それによりカソード保持システム１１２全体を保持するように適合されたカソード組立体保持部１３４によって保持される、外側保持部１３０と
の１または複数のうちのセレクションにおけるカソード保持システム部材を備える。
電子放出部３１２のための放出部キャリア３００、および放出部キャリア３００に取り付けられた電子放出部３１２を有する、電子源部分１１４を保持するように適合された放出部保持部１２０と、
放出部保持部１２０を保持するように適合された中間保持部１２６と、
放出部保持部１２６を保持するように適合された外側保持部１３０であって、外側保持部１３０が、外側保持部１３０を保持し、それによりカソード保持システム１１２全体を保持するように適合されたカソード組立体保持部１３４によって保持される、外側保持部１３０と
の１または複数のうちのセレクションにおけるカソード保持システム部材を備える。
【0025】
それぞれの保持部の材料は、例示的な実施形態では、鋼もしくは真鍮、または異なる保持部における異なる材料の組み合わせである。
【0026】
本明細書の実施形態の電子銃は、好ましくは、カソードおよびアノードの形態で３つ以上の電極を有さない、グリッドレス電子銃と呼ばれる種類のものである。この種類の電子銃では、電子ストリームが放出部の温度、好ましくは放出部の背面側の温度によって制御される。このことによる、本明細書で開示する実施形態での利点は、電子ビームが全ての電子ストリームと実質的に同様または類似に見えることである。
（金属３Ｄプリンタおよびカソード保持システム）
（金属３Ｄプリンタおよびカソード保持システム）
【0027】
したがって、図１は、カソード構成体１０６の背部が加熱された電子放出部３１２によって生成された電子ビーム１０２を、粉末床１０８などの溶解させるための材料にアノード構成体１１０を介して方向付けるように適合された金属３Ｄプリンタ１００の一実施形態を概略的に示す。図１を示すような金属３Ｄプリンタ１００は、アノード構成体１１０に対する位置関係を保つ位置に放出部３１２を有する電子源部分１１４の形態のカソードを保持するように適合されたカソード保持システム部材のセットを有するカソード保持システム１１２を備える。第１の機械的インタフェース３１０における第１の断熱部は、カソード保持システム１１２の放出部保持部１２０を電子源部分１１４と接合するように適合される。
【0028】
実施形態の有利な変更形態では、金属３Ｄプリンタは、電子放出部の背部を加熱するためのエネルギー線を生成するように適合されたレーザであって、前記レーザが例えばＣＯ２レーザである、レーザを更に備える。電子放出部の背部は、実施形態では、電子放出を防止する材料で覆われてもよい。
（放出部保持部および第１の機械的インタフェースにおける第１の断熱部）
（放出部保持部および第１の機械的インタフェースにおける第１の断熱部）
【0029】
放出部保持部１２０は、好ましくは、管の形状、好ましくは、円筒状管を有し、第１の機械的インタフェース３１０の放出部保持部１２０の部品を、好ましくは、円筒状管の１つの端部の近くに有する。図１において破線で描かれた楕円内に概略的に示す、第１の機械的インタフェース３１０は、好ましくは、第１の機械的インタフェース３１０が電子源部分１１４の形状ロックを提供するように適合される。第１の機械的インタフェース３１０は、好ましくは、電子源部分１１４および放出部保持部１２０それぞれにおいて、接合部品を備える。
【0030】
実施形態では、第１の機械的インタフェース３１０の放出部保持部品は、円筒形状放出部保持部１２０の内側包絡部での円形溝である。そのような実施形態では、電子源部分１１４の１または複数の接触点で尖った形状または縁部がある形状が、第１の機械的インタフェース３１０において備えられ、上記放出部保持部１２０の溝と接合するために適合される。したがって、電子源部分１１４と放出部保持部１２０との間には最小限の接触面があり、第１の断熱部は、電気的接触を可能にしながら、最小の熱エネルギーが電子源部分１１４から放出部保持部１２０へ伝導によって移ることができるように形成される。第１の機械的インタフェース３１０は、好ましくは、電子源部分１１４を取り付けるときに電子源部分１１４が放出部保持部１２０にパチンと位置に嵌められ得、電子源部分１１４を取り外すときに放出部保持部１２０からパチンと外され得るように適合される。
【0031】
放出部保持部１２０の形状は、上記実施形態で説明したように、円筒状管の形態であってもよく、他の実施形態では、正方形、長方形、三角形、六角形、八角形、または任意の他の断面などの他の何らかの適切な断面を有する管の形態であってもよい。放出部保持部１２０は、好ましくは、チャンネル１２１における放出部キャリア３００に組み付けられた放出部３１２と電子源部分１１４とを収容することを可能にし、ならびにエネルギー線１５２の自由通路が放出部３１２の背側面へ方向付けられることを可能にする、断面積または直径を有する内側チャンネル１２１を備える。放出部３１２の背側面は、その方向からエネルギー線が放射される方向に面する。
【0032】
管状放出部保持部１２０の内側に取り付けられた放出部３１２を有することによって、放出部３１２は、一方では、放出部保持部１２０と放出部キャリア３００との間の第１の機械的インタフェース３１０の断熱部によって熱伝導から熱絶縁され、他方では、放出部３１２から熱放射によって伝達される熱を吸収する管状放出部保持部１２０によって熱伝導から熱絶縁される。動作中、真空チャンバ１５４には真空があり、熱対流による熱伝達はまったくなく、または無視できるほどに少ない。管状放出部保持部１２０の壁厚は、好ましくは、電子源部分１１４の接合部品との安定した機械的接続および電気的接続を可能にする第１の機械的インタフェース３１０の放出部保持部品、例えば上で例示した溝の提供を可能にするように選択される。管状放出部保持部１２０の長さは、好ましくは、一方で一定の量の熱エネルギーの吸収、他方で中間保持部１２６への安定取付を可能にするように選択される。
【0033】
放出部保持部１２０およびその放出部保持チャンネル１２１は、好ましくは、放出部保持部１２０の細長い拡張部と平行である共通の中心軸の周囲で対称である。簡易で精密な製造、ならびに簡易で精密な嵌合の目的のために好ましい実施形態では、放出部保持部１２０および放出部保持チャンネル１２１の断面は、回転対称である。
（中間保持部および第２の機械的インタフェースにおける第２の断熱部）
（中間保持部および第２の機械的インタフェースにおける第２の断熱部）
【0034】
図１および図２に示すように、カソード保持システム１１２の実施形態は、放出部保持部１２０をカソード保持システム１１２の中間保持部１２６と接合するように適合された第２の機械的インタフェース１２４において第２の断熱部１２２を更に備える。
【0035】
中間保持部１２６は、より小さな断面積を有する第２の端面と比べてより大きな断面積を有する第１の端面から滑らかにテーパする円錐台の形状のテーパ状の周面１４４を有する本体を備える。実施形態では、円錐台は、好ましくは、円形断面を有してもよく、他の実施形態では、円錐台は、多角形断面を有する角錐台の形態であってもよい。実施形態では、円錐台は、その端部が、円筒形状断面または多角形断面を有する真っ直ぐな周囲面１４８であってもよい。
【0036】
中間保持部１２６は、好ましくは、テーパ状の周面１４４の中心軸、および真っ直ぐな周囲面１４８と共通である、中心軸に沿って中間保持チャンネル１２７を更に備える。簡易で精密な製造、ならびに簡易で精密な嵌合の目的のために好ましい実施形態では、放出部保持部１２０および放出部保持チャンネル１２１の断面は、回転対称である。実施形態では、図１に示すように、中間保持部１２６は、中間保持チャンネル１２７を延長するカラー１２５を更に備える。
【0037】
第２の機械的インタフェース１２４の一実施形態を、図１において破線で描かれた楕円内に概略的に示す。実施形態では、第２の機械的インタフェース１２４の中間保持部品は、中間保持チャンネル１２７の内側包絡面上に連続的または断続的に分布する、１または複数の、縁部がある隆起を備える。他の実施形態では、中間保持チャンネル１２７の内側包絡部上に分布する１または複数の尖った先端部がある。また、中間保持チャンネル１２７の内側包絡面上に、縁部にある隆起と尖った先端部との組み合わせ、または同様の構成体があってもよい。
【0038】
そのような実施形態では、放出部保持部１２０は、縁部または先端部がある中間保持部品と放出部保持部１２０の外側包絡面１１９との間で、形状嵌合によって中間保持チャンネル１２７において中間保持部１２６と接合される。したがって、第２の機械的インタフェースにおいて備えられた、放出部保持部１２０の１または複数の接触点での尖った形状または縁部がある形状は、上記放出部保持部１２０の外側包絡面と接合するために適合される。したがって、放出部保持部１２０と中間保持部１２６との間には最小限の接触面があり、第２の断熱部１２２は、電気的接触を可能にしながら、最小の熱エネルギーが放出部保持部１２０から中間保持部１２６へ伝導によって移ることができるように形成される。
【0039】
第２の機械的インタフェース１２４の形状嵌合は、好ましくは、接合放出部保持部１２０と中間保持部１２６との間でしっかりとした嵌合を有するように適合され、放出部保持部１２０が中間保持部１２６に取り付けて、中間保持部１２６から取り外しすることができるように、スライドクリアランスを有するように適合されている。好ましくは、第２の機械的インタフェース１２４は、放出部保持チャンネル１２１の中心軸が、放出部保持部１２０が中間保持部１２６と接合されると、中間保持チャンネル１２７の中心軸と実質的に一致するように適合される。また、スライドクリアランスは、中間保持チャンネル１２７に沿った、選択される位置への放出部保持部１２０の調節を可能にする。図１に示す実施形態などの実施形態は、中間保持チャンネル１２７における選択される位置において放出部保持部１２０をロックすることを可能にするように適合された１または複数のロックねじ１４０のために、ここでは中間保持カラー１２５において１または複数のねじ付き穴１３８を更に備えてもよい。そのようなロックねじは、放出部保持部を、また断熱部を形成する小さな接触面と係合するために尖った先端部を有するだろう。そのような穴１３８およびロックねじ１４０は、第２の機械的インタフェース１２４の部品であってもよい。
（外側保持部および第３の機械的インタフェース）
（外側保持部および第３の機械的インタフェース）
【0040】
図１および図２に示すように、カソード保持システム１１２の実施形態は、中間保持部１２６を、中間保持部１２６の中心軸が外側保持部１３０の中心軸と実質的に一致するような位置に中間保持部１２６を形状嵌合でロックするように適合されたカソード保持システム１１２の外側保持部１３０と接合するように適合された第３の機械的インタフェース１２８を更に備える。
【0041】
外側保持部１３０は、より小さな断面積を有する第２の端面と比べてより大きな断面積を有する第１の端面から滑らかにテーパする円錐台の形状の内面１４２を含む環形１４２を有する実質的な環状体を備える。外側保持部１３０の環形は、中間保持部１２６と接合するために適合され、外側保持部１３０の環形は、中間保持部１２６の周面１４４に類似する断面または中間保持部１２６の周面１４４に嵌合する断面を有するように適合される。中間保持部とのように、実施形態では、円錐台は、好ましくは、円形断面を有してもよく、他の実施形態では、円錐台は、多角形断面を有する角錐台の形態であってもよい。実施形態では、外側保持部１３０の円錐台は、その端部が、円筒形状断面または多角形断面を有する真っ直ぐな環状面１４６であって、中間保持部１２６の、対応して成形された真っ直ぐな周囲面１４８と接合するように適合された真っ直ぐな環状面１４６であってもよい。
【0042】
環形１４２は、好ましくは外側保持部１３０の周辺の中心軸と共通である、中心軸を有する。簡易で精密な製造、ならびに簡易で精密な嵌合の目的のために好ましい実施形態では、環形１４２の断面、および外側保持部の周辺部もしくは周辺面の断面は、回転対称である。
【0043】
第３の機械的インタフェース１２８の一実施形態を、図１において破線で描かれた円内に概略的に示す。実施形態では、第３の機械的インタフェース１２８は、機械的安定性、位置の正確性、および電気接触を可能にする端部位置における表面と表面との接触で、接合して形状嵌合でロックするように適合された、中間保持部１２６のテーパ状の周面１４４、および外側保持部１３０の同様にテーパ状の環状面１４２を備える。第３の機械的インタフェースの実施形態は、外側保持部１３０上に、テーパする溝と、中間保持部上に、対応して成形された隆起とを備えてもよく、または不図示である逆の場合も同様に備えてもよい。
【0044】
図１では、中間保持部１２６および外側保持部１３０は、単なる例示目的で、第３の機械的インタフェース１２８において、中間保持部１２６および外側保持部１３０の間のクリアランスとともに描かれている。これらの部品が接合位置に組み付けられると、上述のように、表面と表面との接触がある。
【0045】
外側保持部のリング形状および環形は、本明細書では、円形、多角形状、またはギザギザの内側もしくは外側の輪郭もしくは断面を有すると理解される。
【0046】
外側保持部１３０は、実質的に平らな当接面１５６を、好ましくは、外側保持部１３０の中心軸に実質的に垂直な面において有する１または複数の周辺フランジ１４５を更に備える。実施形態では、周辺フランジ１４５は、テーパ状の周辺面１５８を更に備える。
（カソード組立体保持部および第４の機械的インタフェース）
（カソード組立体保持部および第４の機械的インタフェース）
【0047】
図１および図２に示すように、カソード保持システム１１２の実施形態は、外側保持部１３０が上記外側保持部１３０の上記中心軸と角度をつけた方向、好ましくは垂直方向において、無段式で調整できるように、外側保持部１３０をカソード保持システム１１２のカソード組立体保持部１３４と接合するように適合された第４の機械的インタフェース１３２を更に備える。カソード組立体保持部１３４は、１または複数のカソード保持システム部材１２０、１２６、１３０の組立体を保持するように適合される。
【0048】
カソード組立体保持部１３４は、図１に概略的に示すように、真空チャンバ１５４のシャシー１５３に固定されるように適合され、または真空チャンバシャシー１５３に組み付けられる別の機械部品に固定されるように適合される。したがって、例えば、カソード組立体保持部は、不図示である、カソードとアノードとの間の高電圧を提供するために、例えば、ベランダのように、真空チャンバに配置された高電圧貫通部上に組み付けられてもよい。
【0049】
カソード組立体保持部１３４は、好ましくは、外側保持部１３０を受け入れて収容するように適合された凹部と、外側保持部１３０の周辺フランジ１４５の当接面１５６を受け入れるように適合された１または複数の組立体保持フランジ１３５とを有する。外側保持部１３０がカソード組立体保持部１３４に配置されると、外側保持部１３０の当接面１５６は、１または複数の組立体保持フランジ１３５上に静止する。図１では、接合面は、例示目的でクリアランスとともに示されている。
【0050】
例えば、カソード組立体保持部１３４の凹部は、外側保持部１３０の周辺の断面に類似する断面を有する環形を有する環状であってもよい。上述のように、円形断面が好ましいが、多角形状またはギザギザの断面が、実施形態において考えられる。
【0051】
第４の機械的インタフェース１３２の一実施形態を、図１において破線で描かれた円内に概略的に示す。実施形態では、第４の機械的インタフェース１３２は、カソード組立体保持部１３４の１または複数の組立体保持フランジ１３５と、外側保持部１３０の１または複数の周辺フランジ１４５の当接面１５６とを備える。更なる実施形態は、図１に概略的に示すように、外側保持部１３０の周辺フランジ１４５上にテーパ状の周辺面１５８と、カソード組立体保持部１３４上に１または複数のねじ付き穴１３６とを更に備える。ねじ付き穴１３６は、１または複数の調整ねじおよびロックねじの先端部がテーパ状の周辺面１５８と係合するように、１または複数の調整ねじおよびロックねじ（不図示）を収容するように適合される。これにより、カソード組立体保持部１３４の組立体保持フランジ１３５に対して、外側保持部１３０の当接面１５６を圧迫しながら、カソード組立体保持部１３４内の外側保持部１３０の横方向の位置が無段式で設定されることが可能になる。したがって、機械的安定性、位置の正確性、および電気接触を可能にする表面と表面との接触が、外側保持部１３０とカソード組立体保持部１３４との間で獲得される。
（電子源部分）
（電子源部分）
【0052】
金属３Ｄプリンタの一実施形態では、図１および図２に概略的に示すように、カソード保持システム１１２は、キャリア３００に取り付られた放出部３１２であって、放出部３１２が、背面上で加熱されると、放出面から熱電子放出を介して電子を放出することが可能である、放出部３１２を有する電子源部分１１４を備える。放出部３１２の背面は、実施形態では、電子放出を防止する材料で覆われてもよい。図１および図２に概略的に示すキャリア３００は、キャリア３００が、電子がこの側面からまったく漏れる可能性がないように同時に放出部３１２の側面を覆いながら、放出部保持部１２０と機械的に接合するために案出された第１の機械的インタフェース３１０において第１の断熱部を生成するように成形される。第１の断熱部および第１の機械的インタフェース３１０は、上で説明した。
【0053】
キャリア３００、または電子源部分１１４のキャリア部品に備えられた１または複数の部品の材料は、好ましくは、１または複数の部品の材料が、電子放出に対して安定し、選択された放出部３１２から電子放出を受ける温度範囲で電子などの電子を放出しないように選択される。したがって、放出部キャリア３００および放出部キャリア部品の材料は、好ましくは、選択された放出部材料が選択された応用形態のために適切である電子放出特性を有する温度または温度範囲での電子放出特性がないか、または最小である材料の群から選択される。そのような材料および材料組合せの例を、以下で更に説明する。
【0054】
電子源部分１１４の放出部３１２は、消耗した後、時々置き換える必要がある消耗品である。放出部３１２は、いくつかの実施形態におけるように、ロックねじ１４０を解放した後、中間保持チャンネル１２７から放出部保持部１２０をスライドして外し、消耗した放出部３１２を有する電子源部分１１４を放出部保持部１２０から取り外し、新たな放出部３１２を有する別の電子源部分１１４を放出部保持部１２０に第１の機械的インタフェース３１０で取り付けることによって、置き換えられる。その後、新たな放出部３１２を有する放出部保持部１２０は、中間保持チャンネル１２７の中にスライドして戻され、第２の機械的インタフェース１２４と係合される。
（金属３Ｄプリンタにおけるカソード保持システムの組み立てられたカソード保持システム部材）
（金属３Ｄプリンタにおけるカソード保持システムの組み立てられたカソード保持システム部材）
【0055】
金属３Ｄプリンタのカソード保持システム１１２の実施形態は、図１および図２に示すように、各カソード保持システム部材が、組み立てられると、他のカソード保持システム部材に対する位置関係を保つ予め定められた位置を獲得するようなひと続きで形状嵌合するように適合される、カソード保持システム１１２の１または複数のカソード保持システム部材１２０、１２６、１３０のセレクションを更に備える。
【0056】
更なる実施形態では、金属３Ｄプリンタは、カソード保持システム１１２の１または複数のカソード保持システム部材１２０、１２６、１３０のセレクションが、電子源部分１１４の電子放出部３１２の背部に方向付けられたエネルギー線の方向と実質的に平行、および／または放出部３１２からアノード構成体１１０へ向けて放出される電子ビーム１０２と実質的に平行である軸に沿った位置において形状嵌合するように適合されるような金属３Ｄプリンタである。
【0057】
これにより、図１に示す実施形態に概略に示すように、組み立てられたカソード保持システム１１２の位置が、その中心軸がエネルギー線１５２の方向、および／または電子ビーム１０２の方向に対する位置関係を保つ所望の位置にあるように調節され固定されることが可能となる。
（放出部キャリア部分および電子放出部のためのキャリア）
（放出部キャリア部分および電子放出部のためのキャリア）
【0058】
図３Ａ～図３Ｆは、電子源部分１１４、および電子放出部３１２のためのキャリア３００の実施形態を概略的に示す。図３Ａ～図３Ｄは、断面側面図を示し、図３Ｅは、実施形態の断面上面図を示す。図３Ｆは、電子源部分１１４の例示的な部品を斜視図で示す。電子源部分１１４は、キャリア３００に取り付けられた電子放出部３１２によって形成される。
【0059】
図３Ａおよび図３Ｃは、電子放出部３１２のためのキャリア３００の実施形態を概略的に示し、キャリア３００は、背面３１６上で加熱されると、電子放出面３１４から熱電子放出を介して放出することが可能な放出部３１２を受け入れるために適合された中心凹部３０２と、放出面３１４と背面３１６との間の、放出面３１４に対して実質的に垂直である側面３１５と、キャリア３００を保持するように適合された放出部保持部１２０と機械的に接合するように適合された機械的インタフェース３１０における断熱部とを備える。背面３１６は、実施形態では、電子放出を防止する材料で覆われてもよい。図３Ｂおよび図３Ｄは、キャリア３００の凹部３０２において接合された電子放出部３１２を有するキャリア３００の実施形態を示す。
【0060】
図３Ａ～図３Ｆに概略的に示すキャリア３００は、キャリア３００が、電子がこの側面３１５からまったく漏れる可能性がないように同時に電子放出部３１２の側面３１５を覆いながら、キャリア３００を保持するように適合された放出部保持部１２０と機械的に接合するために案出された第１の機械的インタフェース３１０において第１の断熱部を生成するように成形される。換言すれば、キャリア３００は、好ましくは、キャリア３００が電子放出部３１２の側面３１５を覆い、電子がこの側面３１５からまったく漏れる可能性がないように少なくとも側面３１５が放出面３１４に隣接するように配置される。電子放出部３１２は、好ましくは、放出面３１４が、キャリア３００を実質的に越えて延在しないように、キャリア３００に配置される。放出面３１４がよりレンズ形状であるように曲がっている、またはドーム型であると、キャリア３００を越えて延在する放出面３１４の中心に部品があってもよいが、電子放出部３１２の側面３１５は、好ましくは、常にキャリア３００によって覆われているべきである。
（機械的インタフェース－キャリア部品）
（機械的インタフェース－キャリア部品）
【0061】
図３Ａ～図３Ｆに破線で描かれた円で示された、機械的インタフェース３１０のキャリア部品は、キャリアを安定位置に保つための十分な機械的支持を提供しながら、放出部保持部１２０に対する最小限の接触面を有するように適合された幾何学形状を有する。機械的インタフェース３１０のキャリア部品は、好ましくは、放出部保持部１２０の対応する機械的インタフェースとの形状嵌合のために適合される。
【0062】
実施形態では、機械的インタフェース３１０のキャリア部品は、放出部保持部１２０との接合のために適合された１または複数の接触点で、尖った形状または縁部がある形状を有する。図３Ａ～図３Ｆに示すように、キャリア３００の実施形態は、キャリアの機械的インタフェース３１０を形成するテーパ状の周囲フランジを有するリングの形状のキャリア部品３０６を備える。
（中間キャリア部品および外側キャリア部品）
（中間キャリア部品および外側キャリア部品）
【0063】
図３Ｃ～図３Ｆに示すような実施形態では、キャリア３００は、中心凹部３０２を有する中間キャリア部品３０４と、中間キャリア部品３０４に隣接し、その周辺縁部上に、キャリア３００の機械的インタフェース３１０を有する外側キャリア部品３０６とを備える。電子放出部３１２は、キャリア部品３０４が、放出面３１４に隣接する電子放出部３１２の側面３１５を覆うように、中間キャリア部品３０４に配置される。換言すれば、中間キャリア部品３０４は、好ましくは、キャリア３００が電子放出部３１２の側面３１５を覆い、電子がこの側面３１５からまったく漏れる可能性がないように少なくとも側面３１５が放出面３１４に隣接するように配置される。電子放出部３１２は、好ましくは、放出面３１４が、中間キャリア部品３０４を実質的に越えて延在しないように、中間キャリア部品３０４に配置される。放出面３１４がよりレンズ形状であるように曲がっている、またはドーム型であると、キャリア３００を越えて延在する放出面３１４の中心に部品があってもよいが、電子放出部３１２の側面３１５は、好ましくは、常にキャリア３００によって覆われているべきである。
【0064】
そのような実施形態では、中間キャリア部品３０４が、好ましくは、中心凹部３０２において受け入れられるように意図する電子放出部３１２の材料よりも低い硬度を有する、中心凹部３０２に面する材料を備える。これにより、放出部３１２がキャリア３００において組み付けられるときに、電子放出部３１２と中間キャリア部品３０４との間で容易な、プレス嵌めまたは変形嵌合が可能になる。同様に、中間キャリア部品３０４が、好ましくは、外側キャリア部品３０６の材料よりも低い硬度を有する、中間キャリア部品３０４の周辺に面する材料を備える。中間キャリア部品３０４の実施形態は、タンタルまたはタンタルの派生物、例えばタンタルの比率が高い合金を備える。
【0065】
また、外側キャリア部品３０６が、カソード保持部１２０の中に位置／圧迫されるとき、より硬い材料の中にあることは利点である。この場合、外側キャリア部品３０６は組立の間に変形がより少なくなり、形状／形がそのまま残るので、断熱部は、完全な状態のまま残る。
【0066】
実施形態では、放出部３１２の材料は、タンタルより硬い、六ホウ化ランタンＬａＢ６である。放出部の他の材料は、例えばＣＥ ＬａＢ６またはタングステンである。
【0067】
外側キャリア部品３０６が、好ましくは、中間キャリア部品３０４よりも高い硬度を有する、キャリアの機械的インタフェース３１０での材料を備える。また、これにより、ここで中間部品３０４と外側キャリア部品３０６との間で容易な、プレス嵌めまたは変形嵌合が可能になる。外側キャリア部品３０６が、好ましくは、キャリア３００を保持するように意図する保持部１２０よりも高い硬度を有する、キャリアの機械的インタフェース３１０での材料を更に備える。これにより、形状嵌合、プレス嵌め、または変形嵌合のうちの１つによって、電子源部分１１４を保持部１２０に取り付けるとき、機械的インタフェースでの滑らかな嵌合が可能になる。外側キャリア部品３０６の実施形態は、モリブデンまたはモリブデンの派生物、例えばモリブデンの比率が高い合金を備える。モリブデンは、タンタルより硬く、また放出部実施形態の六ホウ化ランタンより硬い。また、他の材料、例えば鋼、および材料の他の組み合わせは、更なる実施形態において考えられる。
【0068】
中間キャリア部品３０４が、より硬い近接部品、すなわち外側キャリア部品３０６および電子放出部３１２よりも軟らかい材料の中で選ばれると、電子源部分１１４の効率的な取付／組立を実現することが可能である。その理由は、中間キャリア部品３０４が位置にあるときに変形され得、この変形により、外側キャリア部品３０６および電子放出部３１２を位置に保持することに起因する。上述のように、これにより、キャリア部品と電子放出部３１２との間で容易な、プレス嵌めまたは変形嵌合が可能になる。また、これにより、製造公差についての要件をより低くすることが可能となり、キャリア部品および放出部の設計をより複雑でなくすことが可能になる。
【0069】
電子源部分１１４の実施形態は、より軟らかい隣接中間キャリア部品３０４と形状嵌合、プレス嵌め、または変形嵌合された電子放出部３１２を備え、中間キャリア部品３０４が、より硬い外側キャリア部品３０６と形状嵌合、プレス嵌め、または変形嵌合され、外側キャリア部品３０６が、その周辺縁部上に、キャリアの上記機械的インタフェース３１０を有する。
【0070】
キャリア３００の実施形態は、円筒形状電子放出部を受け入れ、円筒形状電子放出部と形状嵌合、プレス嵌め、または変形嵌合するように適合された中心凹部３０２を有するリング形状である中間キャリア部品３０４と、中間キャリア部品３０４を受け入れ、中間キャリア部品３０４と形状嵌合、プレス嵌め、または変形嵌合するように適合された中心凹部３０２を有するリング形状であり、その周辺縁部上に、キャリアの機械的インタフェース３１０を有する外側キャリア部品３０６とを備え、部品が、中間キャリア部品３０４および外側キャリア部品３０６がそれぞれ、キャリア３００と嵌合したとき、放出部３１２の放出面と同一平面上の面を有するように適合されている部品である。放出面３１４がよりレンズ形状であるように曲がっている、またはドーム型であると、キャリア３００を越えて延在する放出面の中心に部品があってもよいが、中間キャリア部品３０４に隣接する放出面の部品は、好ましくは、少なくとも中間キャリア部品３０４と同一平面上にあるべきである。
【0071】
電子放出部のためのキャリア３００の別の実施形態は、背面３１６上で加熱されると、電子を放出面３１４から熱電子放出を介して放出することが可能な放出部３１２を受け入れるように適合された中心凹部３０２と、中心凹部３０２を画定し、中心凹部３０２の中に放出部３１２を取り付けるように適合された、より軟らかい金属の中間キャリア部品３０４と、中間キャリア部品３０４に隣接し、保持部１２０と機械的に接合するように適合された外側キャリア部品の機械的インタフェース３１０において断熱部を有する、より硬い金属の外側キャリア部品３０６とを備える。
【0072】
キャリア３００は、好ましくは、キャリア３００が電子放出部３１２の側面３１５を覆うキャリア部品３０４、３０６であって、電子がこの側面３１５からまったく漏れる可能性がないように少なくとも側面３１５が放出面３１４に隣接するように配置される、キャリア部品３０４、３０６を常に備える。電子放出部３１２は、好ましくは、放出面３１４が、キャリア３００を実質的に越えて延在しないように、キャリア３００に配置され、少なくともキャリア３００の部品が、放出面３１４に隣接する。放出面３１４がよりレンズ形状であるように曲がっている、またはドーム型であると、キャリア３００を越えて延在する放出面３１４の中心に部品があってもよいが、電子放出部３１２の側面３１５は、好ましくは、常にキャリア３００によって覆われているべきである。背面３１６は、実施形態では、電子放出を防止する材料で覆われてもよい。キャリア３００がまた、別個の外側キャリア部品３０６を備える場合、この外側キャリア部品３０６は、同時に電子源部分１１４が放出部保持部１２０内で明確に定められた位置を有することを確実にしながら、キャリア３００と放出部保持部１２０との間に、第１の機械的インタフェース３１０において断熱部を生成する任意の形状を有してもよい。
【0073】
図４は、キャリア３００と電子放出部３１２とを備える電子源部分１１４の別の実施形態を概略的に示す。図４に概略的に示す実施形態では、第１の機械的インタフェース３１０における断熱部は、キャリア３００が、特定のポイントで、放出部保持部１２０と機械的にのみ接合するように成形された外側キャリア部品３０６によって生成される。電子放出部３１２は、好ましくは、放出面３１４が、中間キャリア部品３０４を実質的に越えて延在しないように、中間キャリア部品３０４に配置される。放出面３１４がよりレンズ形状であるように曲がっている、またはドーム型であると、中間キャリア部品３０４を越えて延在する放出面３１４の中心に部品があってもよいが、電子放出部３１２の側面３１５は、好ましくは、常に中間キャリア部品３０４によって覆われているべきである。異なる部品の材料は、例えば、図３Ａ～図３Ｆの実施形態について上で示したようであってもよい。
【0074】
上で説明したように、キャリア３００は、好ましくは、キャリア３００が電子放出部３１２の側面３１５を覆うキャリア部品であって、電子がこの側面３１５からまったく漏れる可能性がないように少なくとも側面３１５が放出面３１４に隣接するように配置される、キャリア部品を常に備える。しかしながら、第１の機械的インタフェース３１０における断熱部が別の手段で生成され得る場合、キャリア３００がいかなる更なる部品を備えることは必要ではない。
【0075】
図５Ａおよび図５Ｂは、第１の断熱部を生成するように成形されたカソード保持部１２０の一実施形態を概略的に示す。この実施形態では、カソード保持部１２０は、「かぎ爪」５００が端部から延在するように配置され、第１の機械的インタフェース３１０は、キャリア３００と接合するかぎ爪５００の端部によって生成される。
【0076】
図６は、異なる手段で断熱部を生成するキャリア構成体の一実施形態を概略的に示す。この実施形態では、第１の機械的インタフェース３１０は、コイル６００、例えばタングステンで作製され、カソード保持部１２０と電子源部分１１４との間に配置されたコイル６００によって生成され、キャリア３００と接合する。
【0077】
キャリア３００は、図５Ａ、図５Ｂ、および図６の実施形態では、放出部３１２のための凹部を有する１つの円筒形状キャリア部品のみを備えてもよく、その理由は、電子放出部３１２の側面３１５、少なくとも、放出面３１４に隣接する側面３１５が覆われ、その結果、電子がこの側面３１５からまったく漏れる可能性がないことを確実にするためにこれで十分であるからである。電子放出部３１２は、好ましくは、放出面３１４が、キャリア３００を実質的に越えて延在しないように、キャリア３００に配置される。放出面３１４がよりレンズ形状であるように曲がっている、またはドーム型であると、キャリア３００を越えて延在する放出面３１４の中心に部品があってもよいが、電子放出部３１２の側面３１５は、好ましくは、常にキャリア３００によって覆われているべきである。異なる部品の材料は、例えば、図３Ａ～図３Ｆの実施形態について上で示したようであってもよい。
【0078】
実施形態は、例示のために本明細書で開示してきており、更なる変更形態が、説明した実施形態の範囲内で考えられる。図示する電子放出部は全て円筒形であるが、電子放出部は技術的に道理にあう任意の形状を有してもよい。また、これは、放出部の背面が、放出面と必ずしも平行ではないことを意味する。
（項目１）
カソード構成体（１０６）の電子ビーム（１０２）を金属材料上にアノード構成体（１１０）を介して方向付けるように適合された電子銃を備える金属３Ｄプリンタ（１００）であって、上記電子ビーム（１０２）が、背面（３１６）上で加熱されると、放出面（３１４）から熱電子放出を介して電子を放出することが可能であり、上記放出面（３１４）と上記背面（３１６）との間に、上記放出面（３１４）に対して実質的に垂直である、側面（３１５）を有する、背部が加熱された電子放出部（３１２）によって生成され、上記金属３Ｄプリンタ（１００）が、
キャリア（３００）が、上記放出面（３１４）に隣接する上記電子放出部（３１２）の上記側面（３１５）を覆うように、上記キャリア（３００）に取り付けられた上記電子放出部（３１２）を有する電子源部分（１１４）と、
上記電子源部分（１１４）をアノード構成体（１１０）に対する位置関係を保つ位置に保持するように適合された１または複数のカソード保持システム部材（１２０、１２６、１３０）を有するカソード保持システム（１１２）と、
上記カソード保持システム（１１２）の放出部保持部（１２０）を上記電子源部分（１１４）と接合するように適合された、第１の機械的インタフェース（３１０）における第１の断熱部と
を備える、金属３Ｄプリンタ（１００）。
（項目２）
上記電子放出部（３１２）が、上記電子放出部（３１２）の上記放出面（３１４）が上記放出面（３１４）に隣接する上記キャリア（３００）の部品を実質的に越えて延在しないように、上記キャリア（３００）に取り付けられた、項目１に記載の金属３Ｄプリンタ。
（項目３）
上記カソード保持システム部材（１２０、１２６、１３０）のうち２つの間に、少なくとも１つの更なる断熱部（１２２）を更に備える項目１または２に記載の金属３Ｄプリンタ。
（項目４）
上記放出部保持部（１２０）を上記カソード保持システム（１１２）の中間保持部（１２６）と接合するように適合された第２の機械的インタフェース（１２４）において第２の断熱部（１２２）を更に備える項目１～３のいずれか１項に記載の金属３Ｄプリンタ。
（項目５）
上記中間保持部（１２６）を、上記中間保持部（１２６）の中心軸が外側保持部（１３０）の中心軸と実質的に一致するような位置に上記中間保持部（１２６）を形状嵌合でロックするように適合された上記カソード保持システム（１１２）の外側保持部（１３０）と接合するように適合された第３の機械的インタフェース（１２８）を更に備える項目４に記載の金属３Ｄプリンタ。
（項目６）
上記外側保持部が上記外側保持部の上記中心軸と角度をつけた方向において、無段式で調整できるように、上記外側保持部（１３０）を上記カソード保持システム（１１２）のカソード組立体保持部（１３４）と接合するように適合された第４の機械的インタフェース（１３２）を更に備える金属３Ｄプリンタであって、上記カソード組立体保持部（１３４）が、カソード保持システム部材（１２０、１２６、１３０）の組立体を保持するように適合される、項目５に記載の金属３Ｄプリンタ。
（項目７）
上記カソード保持システム（１１２）の１または複数のカソード保持システム部材（１２０、１２６、１３０）のセレクションが、各カソード保持システム部材（１２０、１２６、１３０）が、組み立てられると、他のカソード保持システム部材（１２０、１２６、１３０）に対する位置関係を保つ予め定められた位置を獲得するようなひと続きで形状嵌合するように適合される、項目１～６のいずれか１項に記載の金属３Ｄプリンタ。
（項目８）
上記カソード保持システム（１１２）の１または複数のカソード保持システム部材（１２０、１２６、１３０）のセレクションが、電子源部分（１１４）の電子放出部（３１２）の上記背部に方向付けられたエネルギー線の方向と実質的に平行、および／または上記電子放出部（３１２）から上記アノード構成体（１１０）へ向けて放出される電子ビーム（１０２）と実質的に平行である軸に沿った位置において形状嵌合するように適合される、項目１～７のいずれか１項に記載の金属３Ｄプリンタ。
（項目９）
上記電子放出部（３１２）の上記背部を加熱するためのエネルギー線を生成するように適合されたレーザであって、上記レーザが例えばＣＯ２レーザである、レーザを更に備える、項目１～８のいずれか１項に記載の金属３Ｄプリンタ。
（項目１０）
上記電子放出部（３１２）の上記背面（３１６）が、電子放出を防止する材料で覆われる、項目１～９のいずれか１項に記載の金属３Ｄプリンタ。
（項目１１）
カソード構成体（１０６）の電子ビーム（１０２）をアノード構成体（１１０）を介して方向付けるように適合された電子銃のためのカソード保持システム（１１２）であって、上記電子ビーム（１０２）が、背面（３１６）上で加熱されると、放出面（３１４）から熱電子放出を介して電子を放出することが可能であり、上記放出面（３１４）と上記背面（３１６）との間に、上記放出面（３１４）に対して実質的に垂直である、側面（３１５）を有する、背部が加熱された電子放出部（３１２）によって生成され、カソード保持システム（１１２）であって、
キャリア（３００）が、上記放出面（３１４）に隣接する上記電子放出部（３１２）の上記側面（３１５）を覆うように、上記キャリア（３００）に取り付けられた上記電子放出部（３１２）を有する電子源部分（１１４）を、アノード構成体（１１０）に対する位置関係を保つ位置に保持するように適合された１または複数のカソード保持システム部材（１２０、１２６、１３０）のセットと、
上記カソード保持システム（１１２）の放出部保持部（１２０）を上記電子源部分（１１４）と接合するように適合された、第１の機械的インタフェース（３１０）における第１の断熱部と
を備えるカソード保持システム（１１２）。
（項目１２）
上記電子放出部（３１２）が、上記電子放出部（３１２）の上記放出面（３１４）が、上記放出面（３１４）に隣接する上記キャリア（３００）の部品を実質的に越えて延在しないように、上記キャリア（３００）に取り付けられた、項目１１に記載のカソード保持システム（１１２）。
（項目１３）
上記カソード保持システム部材（１２０、１２６、１３０）のうち２つの間に、少なくとも１つの更なる断熱部を更に備える項目１１または１２に記載のカソード保持システム（１１２）。
（項目１４）
上記放出部保持部（１２０）を上記カソード保持システム（１１２）の中間保持部（１２６）と接合するように適合された第２の機械的インタフェース（１２４）において第２の断熱部（１２２）を更に備える項目１１～１３のいずれか１項に記載のカソード保持システム（１１２）。
（項目１５）
上記中間保持部（１２６）を、上記中間保持部（１２６）の中心軸が外側保持部（１３０）の中心軸と実質的に一致するような位置に上記中間保持部（１２６）を形状嵌合でロックするように適合された上記カソード保持システム（１１２）の外側保持部（１３０）と接合するように適合された第３の機械的インタフェース（１２８）を更に備える項目１４に記載のカソード保持システム（１１２）。
（項目１６）
上記外側保持部が上記外側保持部の上記中心軸と角度をつけた方向において、無段式で調整できるように、上記外側保持部（１３０）を上記カソード保持システム（１１２）のカソード組立体保持部（１３４）と接合するように適合された第４の機械的インタフェース（１３２）を更に備えるカソード保持システム（１１２）であって、上記カソード組立体保持部（１３４）が、カソード保持システム部材（１２０、１２６、１３０）の組立体を保持するように適合される、項目１５に記載のカソード保持システム（１１２）。
（項目１７）
上記カソード保持システム（１１２）の１または複数のカソード保持システム部材（１２０、１２６、１３０）のセレクションが、各カソード保持システム部材（１２０、１２６、１３０）が、組み立てられると、他のカソード保持システム部材（１２０、１２６、１３０）に対する位置関係を保つ予め定められた位置を獲得するようなひと続きで形状嵌合するように適合される、項目１１～１６のいずれか１項に記載のカソード保持システム（１１２）。
（項目１８）
上記電子放出部（３１２）の上記背面（３１６）が、電子放出を防止する材料で覆われる、項目１１～１７のいずれか１項に記載のカソード保持システム（１１２）。
（項目１９）
キャリア（３００）に取り付けられた電子放出部（３１２）を備える電子源部分（１１４）であって、上記電子放出部（３１２）が、背面（３１６）上で加熱されると、放出面（３１４）から熱電子放出を介して電子を放出することが可能であり、上記放出面（３１４）と上記背面（３１６）との間に、上記放出面（３１４）に対して実質的に垂直である、側面（３１５）を有し、上記キャリア（３００）が、放出部保持部（１２０）と機械的に接合するために適合された機械的インタフェース（３１０）において断熱部を有し、上記電子放出部（３１２）が、上記キャリア（３００）が、上記放出面（３１４）に隣接する上記電子放出部（３１２）の上記側面（３１５）を覆うように上記キャリア（３００）に取り付けられる、電子源部分（１１４）。
（項目２０）
上記電子放出部（３１２）が、上記電子放出部（３１２）の上記放出面（３１４）が、上記放出面（３１４）に隣接する上記キャリア（３００）の部品を実質的に越えて延在しないように、上記キャリア（３００）に取り付けられた、項目１９に記載の電子源部分（１１４）。
（項目２１）
上記キャリア（３００）の上記機械的インタフェース（３１０）が、１または複数の接合点で、上記キャリア（３００）と上記放出部保持部（１２０）との間の接触の表面積を最小化する形状を有する、項目１９または２０に記載の電子源部分（１１４）。
（項目２２）
より軟らかい隣接する中間キャリア部品（３０４）と形状嵌合、プレス嵌め、または変形嵌合された電子放出部（３１２）を備え、
上記中間キャリア部品（３０４）が、より硬い外側キャリア部品（３０６）と形状嵌合、プレス嵌め、または変形嵌合され、
上記外側キャリア部品（３０６）が、その周辺縁部上に、上記キャリア（３００）の上記機械的インタフェース（３１０）を有する、
項目１９～２１のいずれか１項に記載の電子源部分（１１４）。
（項目２３）
上記電子放出部（３１２）の材料が、六ホウ化ランタンである、項目１９～２２のいずれか１項に記載の電子源部分（１１４）。
（項目２４）
上記中間キャリア部品（３０４）が、タンタルまたはタンタルの派生物を備える、項目２２に記載の電子源部分（１１４）。
（項目２５）
上記外側キャリア部品（３０６）が、モリブデンまたはモリブデンの派生物を備える、項目２２に記載の電子源部分（１１４）。
（項目２６）
円筒形状電子放出部（３１２）と、
上記円筒形状電子放出部（３１２）と形状嵌合された中心凹部（３０２）を有するリング形状である中間キャリア部品（３０４）と、
上記中間キャリア部品（３０４）と形状嵌合、プレス嵌め、または変形嵌合するように適合された中心凹部（３０２）を有するリング形状であり、その周辺縁部上に、上記キャリアの上記機械的インタフェース（３１０）を有する外側キャリア部品（３０６）と
を備える電子源部分（１１４）であって、
上記中間キャリア部品（３０４）および上記外側キャリア部品（３０６）がそれぞれ、ともに嵌合されたとき、上記電子放出部（３１２）の上記放出面と同一平面上の面を有する、
項目１９～２５のいずれか１項に記載の電子源部分（１１４）。
（項目２７）
上記電子放出部（３１２）の上記背面（３１６）が、電子放出を防止する材料で覆われる、項目１９～２６のいずれか１項に記載の電子源部分（１１４）。
（項目２８）
背面（３１６）上で加熱されると、放出面（３１４）から熱電子放出を介して電子を放出することが可能であり、上記放出面（３１４）と上記背面（３１６）との間に、上記放出面（３１４）に対して実質的に垂直である、側面（３１５）を備える、電子放出部（３１２）のためのキャリア（３００）であって、上記キャリア（３００）が、
上記キャリア（３００）が、上記放出面（３１４）に隣接する上記電子放出部（３１２）の上記側面（３１５）を覆うように、上記電子放出部（３１２）を受け入れるように適合された中心凹部（３０２）と、
上記キャリア（３００）を保持するように適合された保持部（１２０）と機械的に接合するように適合された機械的インタフェース（３１０）において断熱部と
を備える、キャリア（３００）。
（項目２９）
上記中心凹部（３０２）が、上記電子放出部（３１２）の上記放出面（３１４）が、上記放出面（３１４）に隣接する上記キャリア（３００）の部品を実質的に越えて延在しないように、上記電子放出部（３１２）を受け入れるように適合された、項目２８に記載のキャリア（３００）。
（項目３０）
上記機械的インタフェース（３１０）が、上記キャリア（３００）を安定位置に保つための十分な機械的支持を提供しながら、上記保持部（１２０）に対する最小限の接触面を有するように適合された幾何学形状を有する、項目２８または２９に記載のキャリア（３００）。
（項目３１）
上記機械的インタフェース（３１０）が、上記保持部（１２０）の対応する機械的インタフェースと形状嵌合、プレス嵌め、または変形嵌合するために適合される、項目２８～３０のいずれか１項に記載のキャリア（３００）。
（項目３２）
上記機械的インタフェース（３１０）は、上記保持部（１２０）との接合のために適合された１または複数の接触点で、尖った形状または縁部がある形状を有する、項目２８～３１のいずれか１項に記載のキャリア（３００）。
（項目３３）
上記キャリア（３００）の上記機械的インタフェース（３１０）を形成するテーパ状の周囲フランジを有するリングを備える項目２８～３２のいずれか１項に記載のキャリア（３００）。
（項目３４）
上記中心凹部（３０２）を有する中間キャリア部品（３０４）と、
上記中間キャリア部品（３０４）に隣接し、その周辺縁部上に、上記キャリア（３００）の上記機械的インタフェース（３１０）を有する外側キャリア部品（３０６）と
を備える項目２８～３３のいずれか１項に記載のキャリア（３００）。
（項目３５）
上記中間キャリア部品（３０４）が、上記中心凹部（３０２）における受け入れを意図する上記電子放出部（３１２）の材料よりも低い硬度を有する、上記中心凹部（３０２）に面する材料を備える、項目３４に記載のキャリア（３００）。
（項目３６）
上記中間キャリア部品（３０４）が、上記外側キャリア部品（３０６）の材料よりも低い硬度を有する、上記中間キャリア部品（３０４）の周辺に面する材料を備える、項目３４または３５に記載のキャリア（３００）。
（項目３７）
上記中間キャリア部品（３０４）が、タンタルまたはタンタルの派生物を備える、項目３４～３６のいずれか１項に記載のキャリア（３００）。
（項目３８）
上記外側キャリア部品（３０６）が、上記中間キャリア部品（３０４）よりも高い硬度を有する、上記キャリア（３００）の上記機械的インタフェース（３１０）での材料を備える、項目３４～３７のいずれか１項に記載のキャリア（３００）。
（項目３９）
上記外側キャリア部品（３０６）が、上記キャリア（３００）を保持するように意図する上記保持部（１２０）よりも高い硬度を有する、上記キャリアの上記機械的インタフェース（３１０）での材料を備える、項目３４～３８のいずれか１項に記載のキャリア（３００）。
（項目４０）
上記外側キャリア部品（３０６）が、モリブデンまたはモリブデンの派生物を備える、項目３４～３９のいずれか１項に記載のキャリア（３００）。
（項目４１）
円筒形状電子放出部（３１２）を受け入れ、上記円筒形状電子放出部（３１２）と形状嵌合、プレス嵌め、または変形嵌合するように適合された中心凹部（３０２）を有するリング形状である中間キャリア部品（３０４）と、
上記中間キャリア部品（３０４）を受け入れ、上記中間キャリア部品（３０４）と形状嵌合、プレス嵌め、または変形嵌合するように適合された中心凹部（３０２）を有するリング形状であり、その周辺縁部上に、上記キャリアの上記機械的インタフェース（３１０）を有する上記外側キャリア部品（３０６）と
を備えるキャリア（３００）であって、
上記部品が、上記中間キャリア部品（３０４）および上記外側キャリア部品（３０６）がそれぞれ、上記キャリア（３００）と嵌合したとき、上記電子放出部（３１２）の上記放出面（３１４）と同一平面上の面を有するように適合されている部品である、
項目２９に従属する項目３４～４０のいずれか１項に記載のキャリア（３００）。
（項目４２）
背面（３１６）上で加熱されると、放出面（３１４）から熱電子放出を介して電子を放出することが可能であり、上記放出面（３１４）に対して実質的に垂直である、側面（３１５）を備える、電子放出部（３１２）のためのキャリア（３００）であって、上記キャリアが、
上記キャリア（３００）が、上記放出面（３１４）に隣接する上記電子放出部（３１２）の上記側面（３１５）を覆うように、上記電子放出部（３１２）を受け入れるように適合された中心凹部（３０２）と、
上記中心凹部（３０２）を画定し、上記中心凹部（３０２）の中に上記電子放出部（３１２）を取り付けるように適合された、より軟らかい金属の中間キャリア部品（３０４）と、
上記中間キャリア部品（３０４）に隣接し、保持部（１２０）と機械的に接合するように適合された外側キャリア部品の機械的インタフェース（３１０）において断熱部を有する、より硬い金属の外側キャリア部品（３０６）と
を備えるキャリア（３００）。
（項目４３）
上記中心凹部（３０２）が、上記電子放出部（３１２）の上記放出面（３１４）が、上記放出面（３１４）に隣接する上記キャリア（３００）の部品を実質的に越えて延在しないように、上記電子放出部（３１２）を受け入れるように適合された、項目４２に記載のキャリア（３００）。
（項目１）
カソード構成体（１０６）の電子ビーム（１０２）を金属材料上にアノード構成体（１１０）を介して方向付けるように適合された電子銃を備える金属３Ｄプリンタ（１００）であって、上記電子ビーム（１０２）が、背面（３１６）上で加熱されると、放出面（３１４）から熱電子放出を介して電子を放出することが可能であり、上記放出面（３１４）と上記背面（３１６）との間に、上記放出面（３１４）に対して実質的に垂直である、側面（３１５）を有する、背部が加熱された電子放出部（３１２）によって生成され、上記金属３Ｄプリンタ（１００）が、
キャリア（３００）が、上記放出面（３１４）に隣接する上記電子放出部（３１２）の上記側面（３１５）を覆うように、上記キャリア（３００）に取り付けられた上記電子放出部（３１２）を有する電子源部分（１１４）と、
上記電子源部分（１１４）をアノード構成体（１１０）に対する位置関係を保つ位置に保持するように適合された１または複数のカソード保持システム部材（１２０、１２６、１３０）を有するカソード保持システム（１１２）と、
上記カソード保持システム（１１２）の放出部保持部（１２０）を上記電子源部分（１１４）と接合するように適合された、第１の機械的インタフェース（３１０）における第１の断熱部と
を備える、金属３Ｄプリンタ（１００）。
（項目２）
上記電子放出部（３１２）が、上記電子放出部（３１２）の上記放出面（３１４）が上記放出面（３１４）に隣接する上記キャリア（３００）の部品を実質的に越えて延在しないように、上記キャリア（３００）に取り付けられた、項目１に記載の金属３Ｄプリンタ。
（項目３）
上記カソード保持システム部材（１２０、１２６、１３０）のうち２つの間に、少なくとも１つの更なる断熱部（１２２）を更に備える項目１または２に記載の金属３Ｄプリンタ。
（項目４）
上記放出部保持部（１２０）を上記カソード保持システム（１１２）の中間保持部（１２６）と接合するように適合された第２の機械的インタフェース（１２４）において第２の断熱部（１２２）を更に備える項目１～３のいずれか１項に記載の金属３Ｄプリンタ。
（項目５）
上記中間保持部（１２６）を、上記中間保持部（１２６）の中心軸が外側保持部（１３０）の中心軸と実質的に一致するような位置に上記中間保持部（１２６）を形状嵌合でロックするように適合された上記カソード保持システム（１１２）の外側保持部（１３０）と接合するように適合された第３の機械的インタフェース（１２８）を更に備える項目４に記載の金属３Ｄプリンタ。
（項目６）
上記外側保持部が上記外側保持部の上記中心軸と角度をつけた方向において、無段式で調整できるように、上記外側保持部（１３０）を上記カソード保持システム（１１２）のカソード組立体保持部（１３４）と接合するように適合された第４の機械的インタフェース（１３２）を更に備える金属３Ｄプリンタであって、上記カソード組立体保持部（１３４）が、カソード保持システム部材（１２０、１２６、１３０）の組立体を保持するように適合される、項目５に記載の金属３Ｄプリンタ。
（項目７）
上記カソード保持システム（１１２）の１または複数のカソード保持システム部材（１２０、１２６、１３０）のセレクションが、各カソード保持システム部材（１２０、１２６、１３０）が、組み立てられると、他のカソード保持システム部材（１２０、１２６、１３０）に対する位置関係を保つ予め定められた位置を獲得するようなひと続きで形状嵌合するように適合される、項目１～６のいずれか１項に記載の金属３Ｄプリンタ。
（項目８）
上記カソード保持システム（１１２）の１または複数のカソード保持システム部材（１２０、１２６、１３０）のセレクションが、電子源部分（１１４）の電子放出部（３１２）の上記背部に方向付けられたエネルギー線の方向と実質的に平行、および／または上記電子放出部（３１２）から上記アノード構成体（１１０）へ向けて放出される電子ビーム（１０２）と実質的に平行である軸に沿った位置において形状嵌合するように適合される、項目１～７のいずれか１項に記載の金属３Ｄプリンタ。
（項目９）
上記電子放出部（３１２）の上記背部を加熱するためのエネルギー線を生成するように適合されたレーザであって、上記レーザが例えばＣＯ２レーザである、レーザを更に備える、項目１～８のいずれか１項に記載の金属３Ｄプリンタ。
（項目１０）
上記電子放出部（３１２）の上記背面（３１６）が、電子放出を防止する材料で覆われる、項目１～９のいずれか１項に記載の金属３Ｄプリンタ。
（項目１１）
カソード構成体（１０６）の電子ビーム（１０２）をアノード構成体（１１０）を介して方向付けるように適合された電子銃のためのカソード保持システム（１１２）であって、上記電子ビーム（１０２）が、背面（３１６）上で加熱されると、放出面（３１４）から熱電子放出を介して電子を放出することが可能であり、上記放出面（３１４）と上記背面（３１６）との間に、上記放出面（３１４）に対して実質的に垂直である、側面（３１５）を有する、背部が加熱された電子放出部（３１２）によって生成され、カソード保持システム（１１２）であって、
キャリア（３００）が、上記放出面（３１４）に隣接する上記電子放出部（３１２）の上記側面（３１５）を覆うように、上記キャリア（３００）に取り付けられた上記電子放出部（３１２）を有する電子源部分（１１４）を、アノード構成体（１１０）に対する位置関係を保つ位置に保持するように適合された１または複数のカソード保持システム部材（１２０、１２６、１３０）のセットと、
上記カソード保持システム（１１２）の放出部保持部（１２０）を上記電子源部分（１１４）と接合するように適合された、第１の機械的インタフェース（３１０）における第１の断熱部と
を備えるカソード保持システム（１１２）。
（項目１２）
上記電子放出部（３１２）が、上記電子放出部（３１２）の上記放出面（３１４）が、上記放出面（３１４）に隣接する上記キャリア（３００）の部品を実質的に越えて延在しないように、上記キャリア（３００）に取り付けられた、項目１１に記載のカソード保持システム（１１２）。
（項目１３）
上記カソード保持システム部材（１２０、１２６、１３０）のうち２つの間に、少なくとも１つの更なる断熱部を更に備える項目１１または１２に記載のカソード保持システム（１１２）。
（項目１４）
上記放出部保持部（１２０）を上記カソード保持システム（１１２）の中間保持部（１２６）と接合するように適合された第２の機械的インタフェース（１２４）において第２の断熱部（１２２）を更に備える項目１１～１３のいずれか１項に記載のカソード保持システム（１１２）。
（項目１５）
上記中間保持部（１２６）を、上記中間保持部（１２６）の中心軸が外側保持部（１３０）の中心軸と実質的に一致するような位置に上記中間保持部（１２６）を形状嵌合でロックするように適合された上記カソード保持システム（１１２）の外側保持部（１３０）と接合するように適合された第３の機械的インタフェース（１２８）を更に備える項目１４に記載のカソード保持システム（１１２）。
（項目１６）
上記外側保持部が上記外側保持部の上記中心軸と角度をつけた方向において、無段式で調整できるように、上記外側保持部（１３０）を上記カソード保持システム（１１２）のカソード組立体保持部（１３４）と接合するように適合された第４の機械的インタフェース（１３２）を更に備えるカソード保持システム（１１２）であって、上記カソード組立体保持部（１３４）が、カソード保持システム部材（１２０、１２６、１３０）の組立体を保持するように適合される、項目１５に記載のカソード保持システム（１１２）。
（項目１７）
上記カソード保持システム（１１２）の１または複数のカソード保持システム部材（１２０、１２６、１３０）のセレクションが、各カソード保持システム部材（１２０、１２６、１３０）が、組み立てられると、他のカソード保持システム部材（１２０、１２６、１３０）に対する位置関係を保つ予め定められた位置を獲得するようなひと続きで形状嵌合するように適合される、項目１１～１６のいずれか１項に記載のカソード保持システム（１１２）。
（項目１８）
上記電子放出部（３１２）の上記背面（３１６）が、電子放出を防止する材料で覆われる、項目１１～１７のいずれか１項に記載のカソード保持システム（１１２）。
（項目１９）
キャリア（３００）に取り付けられた電子放出部（３１２）を備える電子源部分（１１４）であって、上記電子放出部（３１２）が、背面（３１６）上で加熱されると、放出面（３１４）から熱電子放出を介して電子を放出することが可能であり、上記放出面（３１４）と上記背面（３１６）との間に、上記放出面（３１４）に対して実質的に垂直である、側面（３１５）を有し、上記キャリア（３００）が、放出部保持部（１２０）と機械的に接合するために適合された機械的インタフェース（３１０）において断熱部を有し、上記電子放出部（３１２）が、上記キャリア（３００）が、上記放出面（３１４）に隣接する上記電子放出部（３１２）の上記側面（３１５）を覆うように上記キャリア（３００）に取り付けられる、電子源部分（１１４）。
（項目２０）
上記電子放出部（３１２）が、上記電子放出部（３１２）の上記放出面（３１４）が、上記放出面（３１４）に隣接する上記キャリア（３００）の部品を実質的に越えて延在しないように、上記キャリア（３００）に取り付けられた、項目１９に記載の電子源部分（１１４）。
（項目２１）
上記キャリア（３００）の上記機械的インタフェース（３１０）が、１または複数の接合点で、上記キャリア（３００）と上記放出部保持部（１２０）との間の接触の表面積を最小化する形状を有する、項目１９または２０に記載の電子源部分（１１４）。
（項目２２）
より軟らかい隣接する中間キャリア部品（３０４）と形状嵌合、プレス嵌め、または変形嵌合された電子放出部（３１２）を備え、
上記中間キャリア部品（３０４）が、より硬い外側キャリア部品（３０６）と形状嵌合、プレス嵌め、または変形嵌合され、
上記外側キャリア部品（３０６）が、その周辺縁部上に、上記キャリア（３００）の上記機械的インタフェース（３１０）を有する、
項目１９～２１のいずれか１項に記載の電子源部分（１１４）。
（項目２３）
上記電子放出部（３１２）の材料が、六ホウ化ランタンである、項目１９～２２のいずれか１項に記載の電子源部分（１１４）。
（項目２４）
上記中間キャリア部品（３０４）が、タンタルまたはタンタルの派生物を備える、項目２２に記載の電子源部分（１１４）。
（項目２５）
上記外側キャリア部品（３０６）が、モリブデンまたはモリブデンの派生物を備える、項目２２に記載の電子源部分（１１４）。
（項目２６）
円筒形状電子放出部（３１２）と、
上記円筒形状電子放出部（３１２）と形状嵌合された中心凹部（３０２）を有するリング形状である中間キャリア部品（３０４）と、
上記中間キャリア部品（３０４）と形状嵌合、プレス嵌め、または変形嵌合するように適合された中心凹部（３０２）を有するリング形状であり、その周辺縁部上に、上記キャリアの上記機械的インタフェース（３１０）を有する外側キャリア部品（３０６）と
を備える電子源部分（１１４）であって、
上記中間キャリア部品（３０４）および上記外側キャリア部品（３０６）がそれぞれ、ともに嵌合されたとき、上記電子放出部（３１２）の上記放出面と同一平面上の面を有する、
項目１９～２５のいずれか１項に記載の電子源部分（１１４）。
（項目２７）
上記電子放出部（３１２）の上記背面（３１６）が、電子放出を防止する材料で覆われる、項目１９～２６のいずれか１項に記載の電子源部分（１１４）。
（項目２８）
背面（３１６）上で加熱されると、放出面（３１４）から熱電子放出を介して電子を放出することが可能であり、上記放出面（３１４）と上記背面（３１６）との間に、上記放出面（３１４）に対して実質的に垂直である、側面（３１５）を備える、電子放出部（３１２）のためのキャリア（３００）であって、上記キャリア（３００）が、
上記キャリア（３００）が、上記放出面（３１４）に隣接する上記電子放出部（３１２）の上記側面（３１５）を覆うように、上記電子放出部（３１２）を受け入れるように適合された中心凹部（３０２）と、
上記キャリア（３００）を保持するように適合された保持部（１２０）と機械的に接合するように適合された機械的インタフェース（３１０）において断熱部と
を備える、キャリア（３００）。
（項目２９）
上記中心凹部（３０２）が、上記電子放出部（３１２）の上記放出面（３１４）が、上記放出面（３１４）に隣接する上記キャリア（３００）の部品を実質的に越えて延在しないように、上記電子放出部（３１２）を受け入れるように適合された、項目２８に記載のキャリア（３００）。
（項目３０）
上記機械的インタフェース（３１０）が、上記キャリア（３００）を安定位置に保つための十分な機械的支持を提供しながら、上記保持部（１２０）に対する最小限の接触面を有するように適合された幾何学形状を有する、項目２８または２９に記載のキャリア（３００）。
（項目３１）
上記機械的インタフェース（３１０）が、上記保持部（１２０）の対応する機械的インタフェースと形状嵌合、プレス嵌め、または変形嵌合するために適合される、項目２８～３０のいずれか１項に記載のキャリア（３００）。
（項目３２）
上記機械的インタフェース（３１０）は、上記保持部（１２０）との接合のために適合された１または複数の接触点で、尖った形状または縁部がある形状を有する、項目２８～３１のいずれか１項に記載のキャリア（３００）。
（項目３３）
上記キャリア（３００）の上記機械的インタフェース（３１０）を形成するテーパ状の周囲フランジを有するリングを備える項目２８～３２のいずれか１項に記載のキャリア（３００）。
（項目３４）
上記中心凹部（３０２）を有する中間キャリア部品（３０４）と、
上記中間キャリア部品（３０４）に隣接し、その周辺縁部上に、上記キャリア（３００）の上記機械的インタフェース（３１０）を有する外側キャリア部品（３０６）と
を備える項目２８～３３のいずれか１項に記載のキャリア（３００）。
（項目３５）
上記中間キャリア部品（３０４）が、上記中心凹部（３０２）における受け入れを意図する上記電子放出部（３１２）の材料よりも低い硬度を有する、上記中心凹部（３０２）に面する材料を備える、項目３４に記載のキャリア（３００）。
（項目３６）
上記中間キャリア部品（３０４）が、上記外側キャリア部品（３０６）の材料よりも低い硬度を有する、上記中間キャリア部品（３０４）の周辺に面する材料を備える、項目３４または３５に記載のキャリア（３００）。
（項目３７）
上記中間キャリア部品（３０４）が、タンタルまたはタンタルの派生物を備える、項目３４～３６のいずれか１項に記載のキャリア（３００）。
（項目３８）
上記外側キャリア部品（３０６）が、上記中間キャリア部品（３０４）よりも高い硬度を有する、上記キャリア（３００）の上記機械的インタフェース（３１０）での材料を備える、項目３４～３７のいずれか１項に記載のキャリア（３００）。
（項目３９）
上記外側キャリア部品（３０６）が、上記キャリア（３００）を保持するように意図する上記保持部（１２０）よりも高い硬度を有する、上記キャリアの上記機械的インタフェース（３１０）での材料を備える、項目３４～３８のいずれか１項に記載のキャリア（３００）。
（項目４０）
上記外側キャリア部品（３０６）が、モリブデンまたはモリブデンの派生物を備える、項目３４～３９のいずれか１項に記載のキャリア（３００）。
（項目４１）
円筒形状電子放出部（３１２）を受け入れ、上記円筒形状電子放出部（３１２）と形状嵌合、プレス嵌め、または変形嵌合するように適合された中心凹部（３０２）を有するリング形状である中間キャリア部品（３０４）と、
上記中間キャリア部品（３０４）を受け入れ、上記中間キャリア部品（３０４）と形状嵌合、プレス嵌め、または変形嵌合するように適合された中心凹部（３０２）を有するリング形状であり、その周辺縁部上に、上記キャリアの上記機械的インタフェース（３１０）を有する上記外側キャリア部品（３０６）と
を備えるキャリア（３００）であって、
上記部品が、上記中間キャリア部品（３０４）および上記外側キャリア部品（３０６）がそれぞれ、上記キャリア（３００）と嵌合したとき、上記電子放出部（３１２）の上記放出面（３１４）と同一平面上の面を有するように適合されている部品である、
項目２９に従属する項目３４～４０のいずれか１項に記載のキャリア（３００）。
（項目４２）
背面（３１６）上で加熱されると、放出面（３１４）から熱電子放出を介して電子を放出することが可能であり、上記放出面（３１４）に対して実質的に垂直である、側面（３１５）を備える、電子放出部（３１２）のためのキャリア（３００）であって、上記キャリアが、
上記キャリア（３００）が、上記放出面（３１４）に隣接する上記電子放出部（３１２）の上記側面（３１５）を覆うように、上記電子放出部（３１２）を受け入れるように適合された中心凹部（３０２）と、
上記中心凹部（３０２）を画定し、上記中心凹部（３０２）の中に上記電子放出部（３１２）を取り付けるように適合された、より軟らかい金属の中間キャリア部品（３０４）と、
上記中間キャリア部品（３０４）に隣接し、保持部（１２０）と機械的に接合するように適合された外側キャリア部品の機械的インタフェース（３１０）において断熱部を有する、より硬い金属の外側キャリア部品（３０６）と
を備えるキャリア（３００）。
（項目４３）
上記中心凹部（３０２）が、上記電子放出部（３１２）の上記放出面（３１４）が、上記放出面（３１４）に隣接する上記キャリア（３００）の部品を実質的に越えて延在しないように、上記電子放出部（３１２）を受け入れるように適合された、項目４２に記載のキャリア（３００）。
【符号の説明】
【0079】
１００ 金属３Ｄプリンタ
１０２ 電子ビーム
１０６ カソード構成体
１０８ 粉末床
１１０ アノード構成体
１１１ アノードの電子チャンネル
１１２ カソード保持システム部材のカソード保持システム
１１４ 電子源部分
１１９ 放出部保持包絡面
１２０ 放出部保持部
１２１ 放出部保持チャンネル
１２２ 第２の断熱部
１２４ 第２の機械的インタフェース
１２５ 中間保持カラー
１２６ 中間保持部
１２７ 中間保持チャンネル
１２８ 第３の機械的インタフェース
１３０ 外側保持部
１３２ 第４の機械的インタフェース
１３４ カソード組立体保持部
１３５ カソード組立体保持部の組立体保持フランジ
１３６ カソード組立体保持部のフランジ上のロックねじのための穴
１３８ 中間保持部のフランジ上のロックねじのための穴
１４０ 中間保持部の第２の機械的インタフェースのロックねじ
１４２ 外側保持部の環形
１４４ 中間保持部のテーパ状の周面
１４５ 周辺フランジ
１４６ 外側保持部の真っ直ぐな環状面
１４８ 中間保持部の真っ直ぐな周囲面
１５０ エネルギー線生成部
１５２ エネルギー線
１５３ 真空チャンバのシャシー
１５４ 真空チャンバ
１５６ 周辺フランジの当接面
１５８ 周辺フランジのテーパ状の周辺面
３００ 電子放出部のためのキャリア、放出部キャリア
３０２ キャリアの中心凹部
３０４ キャリアの中間部品、好ましくは軟質金属
３０６ キャリアの外側部分、好ましくは硬質金属
３１０ 第１の機械的インタフェース、キャリアの外側部分の機械的インタフェース
３１２ 電子放出部
３１４ 放出部の放出面
３１５ 放出部の側面
３１６ 放出部の背面
１０２ 電子ビーム
１０６ カソード構成体
１０８ 粉末床
１１０ アノード構成体
１１１ アノードの電子チャンネル
１１２ カソード保持システム部材のカソード保持システム
１１４ 電子源部分
１１９ 放出部保持包絡面
１２０ 放出部保持部
１２１ 放出部保持チャンネル
１２２ 第２の断熱部
１２４ 第２の機械的インタフェース
１２５ 中間保持カラー
１２６ 中間保持部
１２７ 中間保持チャンネル
１２８ 第３の機械的インタフェース
１３０ 外側保持部
１３２ 第４の機械的インタフェース
１３４ カソード組立体保持部
１３５ カソード組立体保持部の組立体保持フランジ
１３６ カソード組立体保持部のフランジ上のロックねじのための穴
１３８ 中間保持部のフランジ上のロックねじのための穴
１４０ 中間保持部の第２の機械的インタフェースのロックねじ
１４２ 外側保持部の環形
１４４ 中間保持部のテーパ状の周面
１４５ 周辺フランジ
１４６ 外側保持部の真っ直ぐな環状面
１４８ 中間保持部の真っ直ぐな周囲面
１５０ エネルギー線生成部
１５２ エネルギー線
１５３ 真空チャンバのシャシー
１５４ 真空チャンバ
１５６ 周辺フランジの当接面
１５８ 周辺フランジのテーパ状の周辺面
３００ 電子放出部のためのキャリア、放出部キャリア
３０２ キャリアの中心凹部
３０４ キャリアの中間部品、好ましくは軟質金属
３０６ キャリアの外側部分、好ましくは硬質金属
３１０ 第１の機械的インタフェース、キャリアの外側部分の機械的インタフェース
３１２ 電子放出部
３１４ 放出部の放出面
３１５ 放出部の側面
３１６ 放出部の背面
【図1】
【図2】
【図3A-3F】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6】
【国際調査報告】