【手続補正書】
【提出日】平成21年6月1日(2009.6.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィラメントストランドを受容し、前記フィラメントの所望の方向への運動を制御するための積層造形システムにおいて用いるための送出装置であって、
固定ブロックと、
前記固定ブロックに回転可能に接続される回転ブロックと、
駆動軸を回転するモータと、
前記駆動軸に接続される駆動ローラと、
前記回転ブロックによる回転方向に対して実質的に垂直、且つ、前記駆動軸と平行な方向に、前記回転ブロックから延出する遊動車軸と、
自由に回転し、且つ、外縁部が、前記駆動ローラの外縁部に対向するように、前記遊動車軸に対して取り付けられる遊動ローラと、
を備える送出装置。
【請求項２】
前記モータが前記駆動軸を回転可能にするように、一連のギアが前記モータを前記駆動軸に接続する
請求項１に記載の送出装置。
【請求項３】
前記駆動軸は、前記固定ブロックの孔を通って延出する
請求項１に記載の送出装置。
【請求項４】
軸受が、前記駆動軸と、前記固定ブロックの孔と、の間を相互に接続する
請求項３に記載の送出装置。
【請求項５】
前記モータは、歯が被動ギアと互いにかみ合う駆動ギアを回転し、前記駆動軸は前記被動ギアから延出する
請求項１に記載の送出装置。
【請求項６】
前記被動ギアは、前記駆動ギアより大きい
請求項５に記載の送出装置。
【請求項７】
前記モータは、精密なサーボモータである
請求項１に記載の送出装置。
【請求項８】
前記モータは、エンコーダをさらに備える
請求項１に記載の送出装置。
【請求項９】
前記回転ブロックを前記固定ブロックに回転可能に接続するために、前記回転ブロックの回転車軸を受容するための前記駆動軸と実質的に平行な孔を、前記固定ブロックにさらに備える
請求項１に記載の送出装置。
【請求項１０】
前記孔は、前記回転ブロックに対向する側壁から、前記固定ブロックの底に沿って延出する部材に形成される
請求項９に記載の送出装置。
【請求項１１】
前記回転ブロックは、前記駆動軸に対して実質的に垂直に延びる貫通孔を備え、前記貫通孔は、肩部を設けるために、第２直径よりも大きい第１直径を有する
請求項１０に記載の送出装置。
【請求項１２】
前記回転ブロックに対向する前記固定ブロックの側壁は、ねじ穴を備える
請求項１１に記載の送出装置。
【請求項１３】
前記回転ブロックの貫通孔を通り、前記固定ブロックのねじ穴に固定される締結部材を備え、前記締結部材は、前記貫通孔の肩部と、前記締結部材の頭部との間でばねを保持する
請求項１２に記載の送出装置。
【請求項１４】
前記駆動ローラと前記遊動ローラとの間に前記フィラメントストランドを導くガイドをさらに備える
請求項１に記載の送出装置。
【請求項１５】
フィラメントを分配して規定されたモデルを形成する積層造形システムの一部として、前記フィラメントストランドを進めるための送出装置において用いられる駆動ローラであって、
内表面を規定する開口を備えるローラと、
前記内表面よりも大きい直径を有する前記ローラの外周面と、
前記内表面と前記外表面との間の一対の側壁と、
前記一対の側壁の間の外表面に沿った溝と、
を備え、
前記溝は、前記溝の底に沿って一連の歯を備え、前記連続する歯が略５５度と８５度との間の角度を形成する
駆動ローラ。
【請求項１６】
前記外表面は、略６．２２ｍｍ（０．２４５インチ）と６．４８ｍｍ（０．２５５インチ）との間の幅を有する
請求項１５に記載の駆動ローラ。
【請求項１７】
前記溝は、略２．１３ｍｍ（０．０８４インチ）と２．９ｍｍ（０．１１４インチ）の幅を有する
請求項１５に記載の駆動ローラ。
【請求項１８】
前記ローラは、略１３．９７ｍｍ（０．５５０インチ）の直径を有する
請求項１５に記載の駆動ローラ。
【請求項１９】
連続する歯の間に放射状に配置される線は、略８度と１５度との間の角度を形成する
請求項１５に記載の駆動ローラ。
【請求項２０】
フィラメントを分配してモデルを形成する積層造形システムの一部として、フィラメントストランドを進めるための送出装置において用いられる駆動ローラであって、
内表面を規定する開口を有するローラと、
前記内表面よりも大きい直径を有する前記ローラの外表面と、
前記内表面と前記外表面との間の一対の側壁と、
前記一対の側壁の間の外表面に沿った溝と、
を備え、
前記溝は、前記フィラメントと対向する側に、前記フィラメントストランドに接触する一連の歯を備え、前記フィラメントと対向する側の接触点間の最小距離は、前記フィラメントストランドの直径の１／１０より大きい
駆動ローラ。
【請求項２１】
モデルを形成するために用いられるフィラメントストランドを進めるための送出装置を利用する積層造形システムであって、
前記送出装置は、
駆動軸に取り付けられ、一連の歯を有する溝を備える駆動ローラと、
前記駆動ローラに近接する遊動車軸に回転可能に取り付けられる遊動ローラと、
前記駆動ローラ上の溝の底と、前記遊動ローラの外表面と、の間で前記フィラメントストランドを受容する挟持部と、
を備え、
前記挟持部の幅は、１．５〜２．７７ｍｍ（０．０５９〜０．１０９インチ）の間で変化する
積層造形システム。
【請求項２２】
前記遊動車軸は、前記挟持部を形成する隙間の大きさを変化させるために、前記駆動軸から離れるように回転する
請求項２１に記載の積層造形システム。
【請求項２３】
前記遊動車軸は、前記駆動軸に向かって付勢される
請求項２２に記載の積層造形システム。
【請求項２４】
ばねが、前記遊動車軸を前記駆動軸に向かって付勢する
請求項２３に記載の積層造形システム。
【請求項２５】
前記溝に対向する前記遊動ローラの外表面は、谷部を備える
請求項２１に記載の積層造形システム。
【請求項２６】
モデルを形成するために用いられるフィラメントストランドを進めるための送出装置を利用する積層造形システムであって、
前記送出装置は、
駆動軸に取り付けられ、一連の歯を有する溝を備える駆動ローラと、
前記駆動ローラに近接する遊動車軸に回転可能に取り付けられる遊動ローラと、
前記駆動ローラが、最大１０６．７６Ｎ（２４ポンド）の押圧力にて所望の方向に前記フィラメントストランドを進めるように、前記フィラメントストランドを受容するための前記駆動ローラと前記遊動ローラとの間の隙間と、
を備える積層造形システム。
【請求項２７】
モデルを形成するために、積層造形システムにておいて、フィラメントストランドを進めるための送出装置であって、
歯を有する周状溝を備える駆動ローラと、
歯の無い周状の谷部を備える遊動ローラと、
前記溝に整列して、且つ、対向する谷部との間の挟持部を規定するために、前記遊動ローラを前記駆動ローラに向けて付勢する付勢部と、
前記挟持部を通して供給されるフィラメントが、前記遊動の谷部により、前記溝の歯に対してより強く係合され、前記挟持部を介して前記駆動ローラにより駆動されるように、前記駆動ローラを回転するための駆動系と、
を備える送出装置。
【請求項２８】
前記遊動ローラは、回転ブロック上に回転可能に取り付けられ、ばねが前記回転ブロックを付勢する
請求項２７に記載の送出装置。
【請求項２９】
前記回転ブロックは、前記遊動ローラの回転軸と実質的に平行な軸回りに回転する
請求項２８に記載の送出装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上述した参照特許において開示されたように、フィラメントの供給が導入された現在の技術のＳｔｒａｔａｓｙｓＦＤＭ（登録商標）３次元造形装置において、スプールをスピンドルに取り付けることにより、スプール上に造形フィラメントが巻かれたコイルが、装置内に搭載される。フィラメントは、熱可塑性材料またはワックス材料により製造される。フィラメントストランドが、押し出しヘッドにて、一対のモータ駆動式の供給ローラに到達するまで、ユーザは、手動でスプールからフィラメントを解いて、低摩擦材料にて形成されたガイドチューブを通して、フィラメントストランドを供給するようにしてもよい。逆に、一連の供給ローラが利用されることが可能であり、一連の供給ローラは、造形装置内で、フィラメントストランドを進めるために、フィラメントのスプールまたはフィラメント源に配置されることから始まり、供給経路に沿って配置され、最後に押し出しヘッドに配置される。フィラメントストランドを進めるか、送出するか、または、供給するために必要とされる力は、時には十分に大きくなり、約８８．９７Ｎ（２０ポンド）の押圧力(push force)と同等の力となる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
フィラメントの滑りを抑制するための試みにおいて、供給ローラは、ウレタンを材料として製造されると共に、フィラメントストランドを圧迫し、さらにフィラメントストランドを、進めるか、または、送出するために、固定された軸に取り付けられていた。しかしながら、使用期間及び供給ローラにより送出されるフィラメントストランドの直径の変化により、ウレタンの供給ローラに摩耗が生じる。供給ローラの摩耗により、最終的に、様々な状況下で、フィラメントストランドを一定に進めるように、フィラメントストランドを十分に圧迫することが不可能となる。具体的には、フィラメントを進めるために必要とされる押圧力が、８８．９７Ｎ（２０ポンド）の圧力に近づいたとき、ウレタン製の供給ローラがフィラメントに適用可能な力の大きさを超えることがしばしば起こり、その結果、フィラメントに滑りが生じ、フィラメントを所望の流量で全く送出できなくなる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
回転車軸１８が、駆動車軸２８及び遊動車軸３２と実質的に平行な方向に配置されているので、駆動ローラ２６と遊動ローラ３０との間の距離は、回転ブロック１６が、固定ブロック１４から離れるように回転するにつれて増加する。この結果、回転車軸１８回りの回転ブロック１６の回転方向は、駆動車軸２８及び遊動車軸３２に対して実質的に垂直となる。固定ブロック１４に固定された締結部材２４は、固定ブロック１４からの回転ブロック１６の回転量を制限する。固定ブロック１４からの回転ブロック１６の回転範囲は、およそ０〜１５度の範囲である。そして、それゆえに、スプールに巻かれるフィラメント３８の直径厚さは、およそ１．０２〜２．５４ｍｍ（０．０４０〜０．１００インチ）の範囲が許容される。フィラメントストランド３０の直径の範囲は、回転車軸１８に対する遊動車軸３２の回転量を大きくすることを許容することにより増加されうる。これは、より長い締結部材２４を用いること、または、遊動車軸３２を回転車軸１８からさらに離れるように移動すること、または、当業者に周知の他の技術により達成しうる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
図５は、送出装置１０を、図２Ａの断面５−５に沿って切断した正面図である。図５は、一連の歯５２により構成される溝５０の底と、谷部５４の底との間の挟持部を形成する隙間Ａに注目している。本発明の１つの実施形態においては、隙間Ａにより表される挟持部の幅は、回転ブロック１６が固定ブロック１４から離れるように回転するにつれて、約１．５〜２．７７ｍｍ（０．０５９〜０．１０９インチ）の間で変化しうる。しかしながら、異なる直径のフィラメントストランド３８に対応するために、回転ブロック１６のための回転範囲が調整されたとき、隙間Ａにより表される挟持部が調整されうることを、当業者は理解するであろう。フィラメントストランド３８は、駆動ローラ２６及び遊動ローラ３０により進められたとき、隙間Ａまたは挟持部を通り抜ける。より具体的には、フィラメントストランド３８が、漏斗４０にて方向付けられたとき、フィラメントストランド３８は、駆動ローラ２６の溝５０内の一連の歯５２と、遊動ローラ３０の谷部５４との間で保持または挟持される。遊動ローラ３０は、自由に回転する一方、遊動車軸３２回りに回転することに伴い、フィラメントストランド３８において、一連の歯５２とは反対の側に圧力をかける。遊動ローラ３０は、一連の歯５２内にフィラメントストランド３８を押し付け、駆動ローラ２６が、フィラメントストランド３８を所望の方向に進めることを可能にする。フィラメントストランド３８に対して遊動ローラ３０から圧力がかけられた結果、一連の歯５２は、フィラメント３８の遊動ローラ３０とは反対の側を把持するか、または、反対の側にかみ合うことが可能なり、フィラメントストランド３８の進行を制御しうる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
一連の歯５２はフィラメントストランド３８に接触し、さらに、部分的にフィラメントストランド３８に埋め込まれる。これは、フィラメントストランド３８の外表面に沿ったチック(tics)６４にて示されている。１つの実施形態においては、チック６４を形成するために、一連の歯５２が、（ストラタシス・インコーポレイテッドにより製造された標準のＡＢＳ造形材料またはビルド材料に対しては）およそ０．２３ｍｍ（０．００９インチ）、フィラメントストランド３８にかみ合うか、または、埋め込まれる。この実施形態において、この結果、一般的なフィラメントの直径がおよそ１．０２〜２．５４ｍｍ（０．０４０〜０．１００インチ）であるために、一連の歯５２がフィラメント３８と接触する部分と、谷部５４との間の距離は、およそ０．７９〜２．３１ｍｍ（０．０３１〜０．０９１インチ）となる。しかしながら、一連の歯５２がフィラメントストランド３８にかみ合うか、または、埋め込まれる距離は、フィラメントの種類、フィラメントの硬さ、フィラメントの直径、歯５２の鋭さ及び高さにより変化されうることを、当業者は理解するであろう。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
チック６４は、フィラメントストランド３８への一連の歯５２による摩擦点を示している。一連の歯５２は、従来得られていたよりも、より多くの数の摩擦点をフィラメントストランド３８に与える。フィラメントストランド３８と、一連の歯５２との間の摩擦の増加は、駆動ローラ２６が、より大きな力でフィラメントストランド３８を進めることを可能とし、フィラメントストランド３８の一部が、削り取られたり、または、欠け落ちる部分を実質的に抑制することを可能とする。これにより、本発明のフィラメント送出装置１０は、フィラメントストランド３８を破損したり、削ることなく、フィラメントストランド３８に最大１０６．７６Ｎ（２４ポンド）の押圧力を連続的に供給することが可能となる。その結果、送出装置１０は、フィラメントストランド３８のより優れた送出制御をすることができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
図８は、駆動ローラ２６の側面図である。外周３４に沿って、実質的に中心に配置された溝５０を示している。一連の歯５２は溝５０に沿って形成され、結果として、実質的には、溝５０は、Ｖ字型にされている。耐久性を向上するために、ローラは、金属を材料として形成されることが好ましく、具体的には、４１６ｃｄステンレス鋼にて形成されることが好ましい。本発明の実施形態において、駆動ローラ２６は、外面３４に沿って、およそ６．２２ｍｍと６．４８ｍｍ（０．２４５と０．２５５インチ）との間、好ましくは、およそ６．３５ｍｍ（０．２５０インチ）の幅を有している。また、駆動ローラ２６は、およそ２．１３ｍｍと２．９ｍｍ（０．０８４と０．１１４インチ）との間の溝幅、好ましくは、２．２６ｍｍ（０．０８９インチ）の溝幅を有しており、１３．９７ｍｍ（０．５５０インチ）の直径を有している。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
図９は、図８の断面９−９に沿った駆動ローラ２６の断面図である。図９に示すように、溝５０は、駆動ローラ２６の円周に沿って延びている。一連の歯５２もまた、円周に沿って、具体的には、溝５０の底に沿って明確に示されている。駆動ローラ２６が回転される速度と溝５０の深さとの両方により、フィラメントストランド３８が進められ、液化機に供給される速度が特定されうる。溝５０の深さは、直接的または間接的に測定されうる。溝５０にて一定の深さが形成されることを確かめるために用いられる技術は、１．５８８±０．００３ｍｍ（０．０６２５±０．０００１インチ）の直径を有し、溝５０内に配置されるクロム鋼球６６を用いることによるものである。球６６は、駆動ローラ２６と球６６との直径を横切る距離Ｃを測定するために、図９に示すように、連続する歯５２により形成されたポケットに置かれる。駆動ローラ２６の回転速度を、予測可能、且つ、一定に保持するために、距離Ｃは、それぞれのポケットに対して、一連の連続するそれぞれの歯５２の間で、実質的に一定にされるべきである。駆動ローラ２６の一定の回転速度は、フィラメントストランド３８の供給速度を制御するために重要である。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
図１０は、図９に示される断面図の部分拡大図を示す。図１０に示すように、一連の歯５２がより顕著に示されている。一連の歯５２及び溝４０は、当業者に周知の様々な技術により形成されうる。この周知の技術とは、例えば、およそ０．５１ｍｍ（０．０２０インチ）のパイロットドリルの先端を有する３／０×６０°センタードリルを用いることによるものである。一連の歯５２は、およそ８度と１５度との間の角度Ｅをなす、連続して放射状に配置される線に沿って堀削することにより形成される。一連の歯５２は、連続する歯の間に、およそ６０度の角度Ａを形成することにより、生成される。しかしながら、この角度は、およそ５５〜８５度の範囲の間で変更されることが可能であり、この角度としても、依然として、およそ８８．９７Ｎ（２０ポンド）の所望の押圧力を得ることができる。溝５０内にフィラメントストランド３８が配置される溝５０の幅及び深さは、溝５０の底面よりもむしろ側面に沿って、一連の歯５２が、フィラメントストランド３８に接触するように、特定される。連続する歯５２の間の交差する端部はまた、一連の歯５２の鋭さを保持するために一般的に面取りされない。一連の歯５２は、それゆえに、フィラメントストランド３８にかみ合い、または、フィラメントストランド３８を把持することが可能となる。また、一連の歯５２は、フィラメントストランド３８の滑り、削り、または、破損を生じることなく、十分な値の力にてフィラメント３８を所望の方向に進めるための、良好な摩擦を得ることができる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
一連の歯１０２は、溝１０４の頂点の近くで溝１０４の頂点に沿ってフィラメントストランド１０８にかみ合う傾向がある。これにより、一連の歯１０２は、フィラメントストランド１０８が、一対の供給ローラ１００を通過したときに、フィラメントを削ぎ落とすか、欠け落ちさせるか、または、削る傾向がある。フィラメントストランド１０８の送出を継続するために、８０．０７Ｎ（１８ポンド）近傍の押圧力が必要とされたとき、フィラメントの滑りが、２つの歯付供給ローラ１００にて発生する傾向がある。フィラメントの滑りはまた、一般的に、フィラメントストランド１０８が削ぎ落とされること、または、削り取られることをもたらしていた。フィラメントの破片または切削片は、一連の歯１０２に沿って、または、押し出しヘッドの近傍、または、造形装置の他の部品に、好ましくないフィラメントが形成されることを引き起こす傾向がある。このようなフィラメントの形成は、造形装置の劣化、または、破損の要因となる可能性があり、または、造形装置の性能に悪影響を及ぼす。