JP2018518395A - ３ｄプリントシステムおよび当該システムのカートリッジを充填する方法 - Google Patents

Abstract

生地のようなプラスチック物質をプリントするための３Ｄプリンタシステムのカートリッジアセンブリ（３）は、詰替可能なカートリッジ（３１）と、外周切刃（２６）を有し、カートリッジおよびパンチフィルアダプタとの間に手動で解放可能な相互接続を形成するためのパンチフィルコネクタ（２４）が設けられたパンチフィルアダプタ（３２）とを備える。前記相互接続が有効である場合に、前記カートリッジアセンブリは、前記外周切刃によって、前記プラスチック物質の供給スライスから打ち抜かれたスライスを打ち抜き、それによって前記打ち抜かれたスライスをカートリッジの内部空間に自動的に挿入するための手動ツールとして有効である。このパンチフィルコネクタにより、カートリッジの手動（再）充填が、より容易かつより確実に実行され得る。

Description

本発明は、生地などのプラスチック物質をプリントするための３Ｄプリンタシステムに関し、３Ｄプリンタシステムは、
- 支持構造と、
- 詰替可能なカートリッジを備えるカートリッジアセンブリであって、カートリッジは、前記プラスチック物質を中に保持するためにカートリッジの筒状内部空間を画定する筒状内面を有する周壁を備え、前記周壁には、カートリッジの２つの対向する長手方向端部に第１カートリッジコネクタおよび第２カートリッジコネクタがそれぞれ設けられた、カートリッジアセンブリと、
- プランジャおよびプランジャアセンブリコネクタを備えるプランジャアセンブリであって、第１カートリッジコネクタおよびプランジャアセンブリコネクタが、カートリッジおよびプランジャアセンブリの間に手動で解放可能な第１相互接続を協同で形成するように構成されている、プランジャアセンブリと、
- プリントヘッドアセンブリコネクタを備えるプリントヘッドアセンブリであって、第２カートリッジコネクタおよびプリントヘッドアセンブリコネクタは、カートリッジおよびプリントヘッドアセンブリの間に手動で解放可能な第２相互接続を協同で形成するように構成されている、プリントヘッドアセンブリと、
- プランジャ作動機構と、
- ３Ｄ移動機構と、
を備え、
３Ｄプリンタシステムは、
- カートリッジの前記筒状内部空間が前記プラスチック物質を含み、
- 前記第１相互接続および前記第２相互接続が有効であり、
- プランジャ作動機構が有効であり、プランジャを作動させて前記筒状内部空間内で移動させ、それによってプラスチック物質をカートリッジからプリントヘッドアセンブリを介してプリントヘッドアセンブリの外へ連続的に押し出し、
- ３Ｄ移動機構が有効であり、所定の３Ｄ移動軌道にしたがって、一方は前記支持構造、および他方は少なくともプランジャアセンブリ、カートリッジ、およびプリンタヘッドアセンブリの間の相対移動を提供する、
という動作状態を有する。

本発明はまた、上記のような３Ｄプリンタシステムのカートリッジアセンブリのカートリッジを充填する方法に関する。

本明細書では、「プラスチック物質」という用語は、例えば、（排他的ではないが）パスタ生地または別の食用生地のような生地を指すことができることに留意されたい。しかし、本明細書で使用される場合、前記用語は、容易に成形／成型／混練されという意味ではプラスチックである、３Ｄプリンタによってプリント可能である、様々な他の食用または非食用物質を指してもよい。例えば粘土は、ここで使用されている前記様々な他のプラスチック物質の１つであってもよい。本発明の説明に関連して魅力的な例を提供するために、以後のほとんどのプラスチック物質はパスタ生地とされ、「パスタ生地」または単に「生地」と呼ばれる。

上記に最初に特定されたタイプの３Ｄプリンタシステムは、実際に知られている。経験上、手作業で、または簡単なハンドツールによって、前記既知の３Ｄプリンタシステムのカートリッジを（再）充填することは煩雑であり、信頼性が低いものであることが分かっている。例えば、経験上、カートリッジが完全に充填されるまで、パスタ生地の一部をカートリッジ内に連続的に押し込むためのへらの形の簡単なハンドツールを使用することが知られている。これは労働集約的な活動であり、カートリッジに挿入された生地内に空気の包含が生じる危険性が高い。もちろん、そのような空気の包含の発生は、３Ｄプリント中にプリントヘッドアセンブリからの生地の分配において予測不能な中断をもたらすため、非常に望ましくないものである。

本発明の目的は、このようなカートリッジの手動の（再）充填をより容易かつより確実に行うことができる解決策を提供することである。

この目的のために、本発明は、添付の独立請求項１による３Ｄプリンタシステム、および添付の独立請求項３によるカートリッジを充填するための方法を提供する。本発明の好ましい実施形態は、添付の従属請求項２および４によって提供される。

したがって、本発明は、先に特定したタイプの３Ｄプリンタシステムを提供し、当該３Ｄプリンタシステムは、カートリッジアセンブリが、外周切刃を有し、パンチフィルコネクタが設けられているパンチフィルアダプタをさらに備えることを特徴とし、
- 第１カートリッジコネクタおよびパンチフィルコネクタは、前記第１相互接続が手動で解放された場合に、カートリッジおよびパンチフィルアダプタの間に手動で解放可能な第３相互接続を協同で形成するように構成され、および／または
‐ 第２カートリッジコネクタおよびパンチフィルコネクタは、前記第相互接続が手動で解放された場合に、カートリッジおよびパンチフィルアダプタの間に手動で解放可能な第４相互接続を協同で形成するように構成され、
カートリッジアセンブリは、
‐ 前記第３相互接続または前記第４相互接続が有効であり、
‐ カートリッジの長手方向に見て、前記外周切刃は、カートリッジの周壁の筒状内面の断面外周形状と１列に配置され、かつ
‐ カートリッジアセンブリが、前記外周切刃によって前記プラスチック物質の供給スライスから打ち抜きスライスを打ち抜き、それによって前記打ち抜きスライスをカートリッジの内部空間へ自動的に挿入するための手動ツールとして有効である、
というパンチフィル状態を有する。

このように、パンチフィルアダプタをその外周切刃がカートリッジと１列になるようにカートリッジに取り付けることができるため、カートリッジアセンブリは、プラスチック物質のスライスの打ち抜きおよびカートリッジの内部空間への挿入を同時に行うために非常に容易に使用することができ、スライスがカートリッジの内部空間内に完全にフィットすることができ、これによりカートリッジに挿入されたプラスチック物質内への空気の混入を防止することができる。

本発明の好ましい実施形態においては、カートリッジアセンブリは、ハンドグリップ領域を有し、ハンドグリップコネクタが設けられたハンドグリップアダプタをさらに備え、
‐ 第１カートリッジコネクタおよびハンドグリップコネクタは、前記第１相互接続が手動で解放された場合に、カートリッジおよびハンドグリップアダプタの間に手動で解放可能な第５相互接続を協同で形成するように構成され、および／または
‐ 第２カートリッジコネクタおよびハンドグリップコネクタは、前記第２相互接続が手動で解放された場合に、カートリッジおよびハンドグリップアダプタの間に手動で解放可能な第６相互接続を協同で形成するように構成され、
カートリッジアセンブリは、
‐ 前記第５相互接続または前記第６相互接続が有効であり、かつ
‐ 前記打ち抜き中に、前記ハンドグリップ領域を手動で保持することができる、
というハンドグリップ状態を有する。

ハンドグリップ領域を備えたこのハンドグリップアダプタは、前記打ち抜き中の手の快適性および保護を提供する。

本発明の上述の態様および他の態様は、非限定的な例として以下に記載される実施形態を参照し、および添付の図面の概略図を参照することにより明らかになるであろう。

カートリッジおよびプランジャアセンブリの間の第１相互接続と、カートリッジおよびプリントヘッドアセンブリの間の第２相互接続が有効である、本発明による３Ｄプリンタシステムの一実施形態の斜視図を示す。 図１の状況を再び示しているが、ユーザがカートリッジおよびプランジャアセンブリの間の第１相互接続を外した後に、ユーザが手動で相互接続されたカートリッジおよびプリントヘッドアセンブリをプリンタシステムから外している間の状態を示している。 ユーザがカートリッジおよびプリントヘッドアセンブリの間の第２相互接続をさらに外した後の、前の図のカートリッジおよびプリントヘッドアセンブリを別個に側面図で示している。 前の図のカートリッジを再び斜視図で示しているが、今回は上述のパンチフィルアダプタおよび上述のハンドグリップアダプタと共に、これらの２つのアダプタがまだカートリッジに接続されていない状態である。 図４のパンチフィルアダプタおよびハンドグリップアダプタと共にカートリッジを再び斜視図で示しているが、今度はこれらの２つのアダプタがカートリッジに接続されている状態である。 再び図５のカートリッジアセンブリの斜視図を示しているが、今度はパンチフィルアダプタの切刃によってパスタ生地の供給スライスからスライスが打ち抜かれる間に、カートリッジアセンブリが、ハンドグリップアダプタのハンドグリップ領域によって手動で操作される状態を示す。

上述の図１〜図３に用いた符号は、本発明の上述の部品および態様ならびに関連する部品および態様を参照する。

まず、図１の３Ｄプリンタシステム１を参照する。このシステム１は、食品をプリントするためのものであり、より詳細には、生パスタ生地を様々な所定の３Ｄ形状にプリントするためのものである。

実際には、プリントヘッドアセンブリ５の下の支持構造２の上にフードプレートを置く。次に、システム１の作動状態において、プランジャ作動機構６は、プランジャアセンブリ４のプランジャを作動させてカートリッジ３１の筒状内部空間内で移動させ、パスタ生地をカートリッジ３１からプリントヘッドアセンブリ５を通ってプリントヘッドアセンブリ５からフードプレート上に連続的に押し出し、同時に、３Ｄ移動機構７は、所定の３Ｄ移動軌道に従って、一方は支持構造２、他方はプランジャアセンブリ４、カートリッジ３１およびプリントヘッドアセンブリ５との間の相対移動を提供する。

図１に関して、簡略化のために、３Ｄ移動機構７は、非常に概略的な方法でのみ描かれていることに留意されたい。さらに、簡略化のために、プランジャアセンブリ４のプランジャは図１では見えないことにも留意されたい。このプランジャは、プランジャアセンブリ４の内部に配置され、カートリッジ３１に対して垂直方向に移動する。そこでは、カートリッジ３１の内部空間内のプランジャの下方移動は、明らかに、上述の方法でパスタ生地をカートリッジ３１から押し出すことに相当する。さらに、図１に関して、参照符号５２は、プリントヘッドアセンブリ５の熱風入口を示していることに留意されたい。この熱風入口５２は、パスタ生地がプリントヘッドアセンブリ５によって処理され分配される最終段階の間に、パスタ生地を迅速に乾燥させるための熱風供給のために使用することができる。

パスタ生地が所定の３Ｄ形状、例えばきれいな花などの３Ｄ形状でフードプレート上にプリントされると、プリントされた形状を短時間（例えば１、２分）お湯でゆでて食べる準備を整えることができる。

カートリッジ３１を新しいパスタ生地で再充填しなければならない場合、カートリッジ３１は図１の３Ｄプリンタシステム１から取り外されなければならない。カートリッジ３１のこの取り外しは、図２および図３に示されている。図２は、ユーザがカートリッジ３１の第１カートリッジコネクタ２１およびプランジャアセンブリ４のプランジャアセンブリコネクタ４１の間の第１相互接続を外した後に、ユーザが相互接続されたカートリッジ３１およびプリントヘッドアセンブリ５をプリンタシステム１から取り出すことを示している。図３は、ユーザがカートリッジ３１の第２カートリッジコネクタ２２およびプリントヘッドアセンブリ５のプリントヘッドアセンブリコネクタ５１の間の第２相互接続をさらに外した後の、カートリッジ３１およびプリントヘッドアセンブリ５を再び示している。第２相互接続に関連する切断動作は、矢印６１によって概略的に示されている。図示された例では、第１相互接続および第２相互接続は、それぞれバヨネット相互接続であることに留意されたい。

図４および図５は、カートリッジ３１の第２カートリッジコネクタ２２およびパンチフィルアダプタ３２のパンチフィルコネクタ２４の間の手動で解放可能な第４相互接続、およびカートリッジ３１の第１カートリッジコネクタ２１およびハンドグリップアダプタ３３のハンドグリップコネクタ２７の間の手動で解放可能な第５相互接続を示している。これらの第４および第５相互接続は、第１および第２相互接続と同様に、それぞれがバヨネット相互接続であることが分かる。前記第５相互接続に関連する接続動作は、図４の矢印６４によって概略的に示されている。前記第４相互接続に関連する接続動作は、図４の矢印６２および６３によって概略的に示されている。図示の例では、パンチフィルアダプタ３２は、２つの別個の部品、すなわちパンチフィルコネクタ２４と切断リング２５とからなることが分かる。図４の矢印６２は、パンチフィルコネクタ２４への切断リング２５の挿入を示し、一方、図４の矢印６３は、挿入された切断リング２５と共にパンチフィルコネクタ２４の第２カートリッジコネクタ２２への接続動作を示す。パンチフィルアダプタは、必ずしも図のように２つの部品で構成されている必要はない。また、１つの部品でも、２つ以上の部品でも構成することができる。

図６は、カートリッジアセンブリがハンドグリップアダプタ３３のハンドグリップ領域２８によって手動で操作される間に、パンチフィルアダプタによってパスタ生地１０の供給スライスからスライスを打ち抜くことができる方法を示している。図６の双方向矢印６５の下向き部分は、下方への打ち抜き移動を示す。図６の双方向矢印６５の上向き部分は、打ち抜かれたスライスがカートリッジ３１内に取り込まれた後の上方への動きを示している。図示の例では、２つの打ち抜かれたスライスが既にカートリッジ３１に取り込まれており、第３のスライス打ち抜きが進行中である。しばらくして、生地１０の供給スライスに打ち抜かれた部分が多くなりすぎた場合は、必要に応じて生地を追加して、生地の圧延ピンを使用して再び平らにする。

本明細書において、「筒状内面」および「筒状内部空間」という用語に使用される「筒状」という用語は、例えば円筒形、すなわち円形のベース形状を有する筒形を指すことができる 。しかし、本明細書で使用されるように、「筒状」という用語は、より一般的には、筒形のより広い数学的定義を指し、より広範な定義では、筒形が任意のベース形状、例えば楕円ベース形状、多角形（例えば四角）ベース形状等を有することができる。

本発明は、前述の説明および図で説明され示されたが、このような記載および図は、代表的および／または例示的なものであり、限定的ではないと考えられるべきである。本発明は開示された実施形態に限定されない。

例えば、図示の例では、一方はカートリッジのそれぞれのコネクタと、他方はプランジャアセンブリ、プリントヘッドアセンブリ、パンチフィルアダプタ、またはハンドグリップアダプタの対応するコネクタとの間の可能な相互接続は、バヨネット接続である。しかし、バヨネット接続以外も適用することができる。

開示された実施形態に対する他の変更は、図面、開示、および添付の特許請求の範囲の研究から、クレームされた発明を実施する当業者によって理解され、達成され得るだろう。特許請求の範囲において、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という単語は、他の要素またはステップを除外せず、不定冠詞「ａ」または「ａｎ」は複数を排除しない。１つの他のユニットが、請求項に記載されたいくつかの項目の機能を果たすことができる。明瞭化および簡潔な説明のために、特徴は、同じまたは別個の実施形態の一部として本明細書に開示されているが、本発明の範囲は、開示された特徴のすべてまたは一部の組み合わせを有する実施形態を含み得るものである。特許請求の範囲における参照符号は、範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。

１ ３Ｄプリンタシステム
２ 支持構造
３ カートリッジアセンブリ
４ プランジャアセンブリ
５ プリントヘッドアセンブリ
６ プランジャ作動機構
７ ３Ｄ移動機構
１０ プラスチック物質（パスタ生地）
２１ 第１カートリッジコネクタ
２２ 第２カートリッジコネクタ
２３ 周壁
２４ パンチフィルコネクタ
２５ 切断リング
２６ 外周切刃
２７ ハンドグリップコネクタ
２８ ハンドグリップ領域
３１ カートリッジ
３２ パンチフィルアダプタ
３３ ハンドグリップアダプタ
４１ プランジャアセンブリコネクタ
５１ プリントヘッドアセンブリコネクタ
５２ 熱風入口

Claims (4)

1. 生地などのプラスチック物質（１０）をプリントするための３Ｄプリンタシステムであって、前記３Ｄプリンタシステム（１）は、
   − 支持構造（２）と、
   − 詰替可能なカートリッジ（３１）を備えるカートリッジアセンブリ（３）であって、前記カートリッジは、前記プラスチック物質を中に保持するための前記カートリッジの筒状内部空間を画定する筒状内面を有する周壁（２３）を備え、前記周壁には、前記カートリッジの２つの対向する長手方向端部に第１カートリッジコネクタ（２１）および第２カートリッジコネクタ（２２）がそれぞれ設けられた、カートリッジアセンブリ（３）と、
   − プランジャおよびプランジャアセンブリコネクタ（４１）を備えるプランジャアセンブリ（４）であって、前記第１カートリッジコネクタおよび前記プランジャアセンブリコネクタは、前記カートリッジおよび前記プランジャアセンブリの間に手動で解放可能な第１相互接続を協同で形成するように構成されている、プランジャアセンブリ（４）と、
   − プリントヘッドアセンブリコネクタ（５１）を備えるプリントヘッドアセンブリ（５）であって、前記第２カートリッジコネクタおよび前記プリントヘッドアセンブリコネクタは、前記カートリッジおよび前記プリントヘッドアセンブリの間に手動で解放可能な第２相互接続を協同で形成するよう構成されている、プリントヘッドアセンブリ（５）と、
   − プランジャ作動機構（６）と、
   − ３Ｄ移動機構（７）と、
   を備え、
   前記３Ｄプリンタシステムは、
   − 前記カートリッジの前記筒状内部空間が前記プラスチック物質を含み、
   − 前記第１相互接続および前記第２相互接続が有効であり、
   − 前記プランジャ作動機構が有効であり、前記プランジャを作動させて前記筒状内部空間内で移動させ、それにより前記プラスチック物質を前記カートリッジから前記プリントヘッドアセンブリを通り、前記プリントヘッドアセンブリの外へ連続的に押し出し、かつ
   − 前記３Ｄ移動機構が有効であり、所定の３Ｄ移動軌跡にしたがって、一方は前記支持構造、および他方は少なくとも前記プランジャアセンブリ、前記カートリッジ、および前記プリントヘッドアセンブリの間の相対移動を提供する、
   という動作状態を有する、３Ｄプリンタシステムにおいて、
   前記カートリッジアセンブリが外周切刃（２６）を有するとともに、パンチフィルコネクタ（２４）が設けられたパンチフィルアダプタ（３２）をさらに備え、
   − 前記第１相互接続が手動で解放された場合に、前記第１カートリッジコネクタおよび前記パンチフィルコネクタが、前記カートリッジおよび前記パンチフィルアダプタの間に手動で解放可能な第３相互接続を協同で形成するよう構成され、および／または
   − 前記第２相互接続が手動で解放された場合に、前記第２カートリッジコネクタおよび前記パンチフィルコネクタが、前記カートリッジおよび前記パンチフィルアダプタの間に手動で解放可能な第４相互接続を協同で形成するよう構成され、
   前記カートリッジアセンブリが
   − 前記第３相互接続または前記第４相互接続が有効であり、
   − 前記カートリッジの長手方向に見て、前記外周切刃は、前記カートリッジの前記周壁の前記筒状内面の断面外周形状と一列に配置され、かつ
   − 前記カートリッジアセンブリが、前記外周切刃によって前記プラスチック物質の供給スライスから打ち抜きスライスを打ち抜き、それにより打ち抜きスライスを前記カートリッジの前記内部空間へ自動的に挿入するための手動ツールとして有効である、
   というパンチフィル状態を有する、ことを特徴とする、３Ｄプリンタシステム。
2. 前記カートリッジアセンブリ（３）が、ハンドグリップ領域２８を有するとともに、ハンドグリップコネクタ（２７）が設けられたハンドグリップアダプタ（３３）をさらに備え、
   − 前記第１相互接続が手動で解放された場合に、前記第１カートリッジコネクタ（２１）および前記ハンドグリップコネクタが、前記カートリッジ（３１）および前記ハンドグリップアダプタの間に手動で解放可能な第５相互接続を協同で形成するよう構成され、および／または
   − 前記第２相互接続が手動で解放された場合に、前記第２カートリッジコネクタ（２２）および前記ハンドグリップコネクタが前記カートリッジおよび前記ハンドグリップアダプタの間に手動で解放可能な第６相互接続を協同で形成するよう構成され、
   前記カートリッジアセンブリが、
   − 前記第５相互接続または前記第６相互接続が有効であり、かつ
   − 打ち抜き中に、前記ハンドグリップ領域を手動で保持することができる、
   というハンドグリップ状態を有する、請求項１に記載の３Ｄプリンタシステム。
3. 請求項１に記載の３Ｄプリンタシステム（１）の前記カートリッジアセンブリ（３）の前記カートリッジ（３１）を生地などのプラスチック物質（１０）によって充填する方法であって、前記方法が、前記カートリッジアセンブリの前記パンチフィルアダプタ（３２）の前記外周切刃（２６）によって、前記プラスチック物質の供給スライスから打ち抜きスライスを打ち抜き、それにより前記打ち抜きスライスを前記カートリッジの前記内部空間に自動的に挿入するために、パンチフィル状態の前記カートリッジアセンブリを手動ツールとして使用することを含む、方法。
4. 前記カートリッジ（３１）が請求項２に記載の３Ｄプリンタシステム（１）のカートリッジであり、パンチフィル状態の前記カートリッジアセンブリ（３）を使用中に、打ち抜く間に前記カートリッジアセンブリの前記ハンドグリップ領域（２８）が手動で保持される、請求項３に記載の方法。

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