JP7842863B2 - ハンドヘルド３次元描画装置 - Google Patents

Description

本開示は、押出装置、特に、３次元（３Ｄ）物体を構築するように材料を押し出すように構成されたハンドヘルド器具に関する。

ユーザが特定のデザインおよび図柄を食品製造物に組み込むことを可能にする様々な装置が開発されている。いくつかの装置は、ユーザがケーキおよびクッキーを氷で装飾することを可能にする。他の装置は、ユーザが糖を溶融し、溶融した材料を鋳型または他の基材に注ぐことを可能にする。これらの装置は、一般に、材料がどのように分配されるかに対する何らかの制御をユーザに与え、いくつかは、材料を分配先端部に向かって駆動するためのトリガを有する銃の形態である。

これらの装置は、用途が見出され、様々なユーザに訴求されている。しかしながら、これらの装置に関連する特定の制限および欠点のために、広範な採用が制限されてきた。

本開示は、ユーザが様々な異なる材料を使用して独自の設計およびワークピースを作成することを可能にすることができる描画装置および方法を説明する。さらに、本開示はまた、ユーザがそれを介してアートワークが作成されているツールではなくアートワークにより容易に焦点を合わせることを可能にするために、装置の迅速な再装填およびメンテナンスを可能にする描画装置および方法の態様を説明する。

本明細書で開示されるいくつかの実施形態によれば、プロジェクトがユーザの注意を必要とする他の外的要因とより複雑になるにつれて、描画装置は、ユーザがプロジェクト自体の重要な側面に集中することができるように、単純で、信頼性があり、カスタマイズ可能で、長期にわたる材料の分配または流れを提供する必要があるという認識である。例えば、食品業界では、パティシエは、製品を装飾するために描画装置の実施形態を使用することができるが、基材または繊細さのバランス、一貫性、または温度、ならびにプロジェクトの他の態様などの他の要因を認識しなければならず、これらはすべて時間に敏感であり、詳細に注意する必要がある。

本開示のいくつかの実施形態は、ユーザが２Ｄまたは３Ｄ構造を「描く」ことを可能にし、材料または供給原料を容易に補充または交換することを可能にするハンドヘルド描画装置を説明する。任意選択的に、いくつかの実施形態は、砂糖、グミ、または他の食用材料などの材料を、食品または飲料品を装飾するための芸術的な創作物に変換するために描画装置または方法を使用できるように構成することができる。これまで、本明細書に記載の方法での特定の材料の使用は、いくつかの要因に基づいて制限されてきた。

例えば、いくつかの実施形態の一態様によれば、変形様式での糖の使用は、そのような装置での糖の溶融および取り扱いの困難さ、溶融した糖を意味のある距離にわたって前進させること、および信頼性が高く有用な押出ツールを提供することを含む様々な課題のために困難であるという認識である。

さらに、いくつかの実施形態の一態様によれば、糖などの材料を溶融および押出成形することは、粘性、急速な硬化、ならびに材料の過熱または燃焼を含み得る、溶融糖およびその取り扱いの困難な特性のために、実質的な困難を呈する可能性があるという認識である。本明細書に提示される概念および開示を開発する際に、出願人は、糖を特定の距離にわたってうまく押し込むという課題、およびそのようなプロセスがどれほど困難であるかを発見した。

さらに、作成の連続性が中断されないように、材料を首尾よく迅速に交換および／または装置に再装填することができるなど、他の課題が発生した。さらに、出願人は、ペンのように操作することができる快適で持ちやすい装置を確保することによって、装置およびプロセスをアーティストにとってアクセス可能にするという課題も認識した。

これらおよび他の課題を念頭に置いて、本出願人は、現在開示されている装置および方法を開発し、プロおよび家庭規模で食品および飲料製品に組み込まれるマスターで詳細な技術を可能にする冷風産業の新しい市場にアクセスした。これらおよび他の進歩は、実質的な新製品セグメントを表しており、出願人は、そのために熱いフィードバックを受けており、その事業の驚くべき結果を期待している。

したがって、いくつかの実施形態は、ハウジングと、ノズルアセンブリと、装填機構と、を含むハンドヘルド描画装置を提供することができる。ハウジングは、内部容積、長手方向軸、およびハウジングの内部容積へのアクセスを可能にするポートを有することができる。

装填機構は、ノズルアセンブリから押し出すためにノズルアセンブリに向かって材料を配置または駆動することができる。装填機構は、材料をノズルアセンブリに向かって駆動するための前進機構を含むことができる。装填機構は、任意選択的に、材料を支持または担持し、ハウジングに解放可能に結合することができるカートリッジを含むことができる。

いくつかの実施形態では、カートリッジは、ハウジングのポートに取り外し可能に挿入可能であり、回転軸と、その周りに配置された複数のチャンバと、を有することができる。複数のチャンバの各々は、その中に材料のペレットを支持し、回転軸を中心に回転可能であり、複数のチャンバのうちの活性チャンバを活性位置において長手方向軸と整列して選択的に位置決めするように構成することができる。

適所になると、活性チャンバ内に配置された材料をノズルアセンブリに向かって前進させることができる。ノズルアセンブリは、装置に結合することができ、出口ノズルと、装置からの材料の溶融および押出を容易にすることができる加熱要素と、を含むことができる。

いくつかの実施形態では、装置は、ハウジング内に配置され、長手方向軸に沿って並進可能なプッシュロッドをさらに含むことができる。プッシュロッドは、ペレットを加熱要素に向かって活性チャンバから押し出してペレットを溶融させ、材料を押し出すために、延伸位置に向かって活性チャンバ内に移動可能であり得る。

プッシュロッドは、モータ、ある種のばね（コイルまたはリーフ）、ユーザが加えた力、または他の駆動機構によって駆動され、プッシュロッドを延伸位置におよび／または延伸位置から外方に移動させることができる。したがって、いくつかの実施形態は、動作のためにモータを使用しない。

例えば、装置は、ノズルアセンブリに向かって活性チャンバから材料を移動させる前進機構を含むことができる。前進機構は、構成要素の手動（例えば、ばね、圧縮された流体／空気などへの運動エネルギーの手動入力または位置エネルギーの蓄積によって完了する）または電動による移動を実行することができる。そのような手動移動は、プッシュロッドを押すことによってプッシュロッドを直接前進させること（直線駆動）、プッシュロッドに結合されたばねを予圧するためにプッシュロッドを引き戻し、次いで、ばねがプッシュロッドに直線力を加えることを可能にすること（直線駆動）、プッシュロッドを前進させるためのサムホイールの回転（装置の長手方向軸の周りの回転移動または装置の長手方向軸に対して横方向の回転移動）、またはそのような直線移動と回転移動の組み合わせによって実行することができる。したがって、いくつかの実施形態は、モータを使用せず、代わりに、ある種のばね（コイルまたはリーフ）、ユーザが加えた力、または他の駆動機構など、手動で入力された駆動力を使用する。

いくつかの実施形態では、装置の前進機構は、モータ、ある種のばね（コイルまたはリーフ）、ユーザが加えた力、または装置に結合された他の駆動機構を含むことができる。駆動機構は、プッシュロッドの動作を延伸位置に駆動するように構成することができる。さらに、装置は、任意選択的に、装置に結合された１つまたは複数のアクチュエータを含むことができる。アクチュエータは、駆動機構を作動させ、プッシュロッドの動きを制御するように構成することができる。これにより、ユーザは、出口ノズルからペレットを押し出すことができる。

さらに、いくつかの実施形態は、プッシュロッドを延伸位置から後退位置に向かって付勢することができる後退機構を含むことができる。プッシュロッドは、延伸位置から後退位置に向かって手動または自動で付勢することができる。

任意選択的に、装置は、装置への材料の装填を容易にする再装填機構を含むことができる。例えば、再装填機構は、スクリュー駆動機構、プッシュロッド機構、クリップ機構、ベルト機構、および／または波動駆動機構を含むことができる。再装填機構は、いくつかの実施形態に従って使用することができるホッパ、カートリッジ、クリップ、および／またはベルトなどの１つまたは複数の材料装填構成要素を利用して、ユーザへの中断を最小限に抑えながら、装置の安定したまたは連続した使用を達成する迅速かつ簡単な方法を提供することができる。

これらおよび他の特徴は、有利には、ユーザが、装置を適切に動作させるのではなく、装置を使用して実行されている実際の作業により集中することを可能にすることができる。

さらなる理解を提供するために含まれており、この明細書の一部に組み込まれ、この明細書の一部を構成する添付の図面は、開示される実施形態を示し、説明と共に、開示される実施形態の原理を説明するのに役立つ。以下に、図について説明する。

いくつかの実施形態によるカートリッジ式描画装置の斜視図である。 いくつかの実施形態による、カートリッジアセンブリが描画装置の本体から分離された、図１に示す描画装置の底面斜視図である。 いくつかの実施形態による、図１に示す描画装置のドッキングレセプタクルの態様を示す底面斜視図である。 いくつかの実施形態による、図１の描画装置と共に使用するためのカートリッジアセンブリの斜視図である。 図４のカートリッジアセンブリの斜視断面図である。 図４のカートリッジアセンブリの分解図である。 いくつかの実施形態による、内部構成要素を示すためにハウジングが取り外された描画装置の斜視図である。 いくつかの実施形態による、内部構成要素を示すためにハウジングが取り外された描画装置の斜視図である。 いくつかの実施形態による、プッシュロッドの延伸位置を示す描画装置の側面断面図である。 いくつかの実施形態による、プッシュロッドの後退位置を示す描画装置の側面断面図である。 いくつかの実施形態による、描画装置の側面図であり、ハウジングは、その内部構成要素を示すために取り外されており、プッシュロッドの延伸位置を示す。 いくつかの実施形態による、描画装置の側面図であり、ハウジングは、その内部構成要素を示すために取り外されており、プッシュロッドの後退位置を示す。 いくつかの実施形態による、カートリッジ式描画装置の側面断面図である。 いくつかの実施形態による、カートリッジ用のばね式排出駆動装置を利用するカートリッジ式描画装置の側面断面図である。 いくつかの実施形態による、カートリッジ用のベルト式排出駆動装置を利用するカートリッジ式描画装置の側面断面図である。 いくつかの実施形態による、スクリュー駆動式排出駆動装置を有する描画装置の側面断面図である。 いくつかの実施形態による、プッシャ式排出駆動装置を有する描画装置の側面断面図である。 いくつかの実施形態による、プッシャ式排出駆動装置を有する描画装置の側面断面図である。 いくつかの実施形態による、波動生成器式排出駆動装置を有する描画装置の側面断面図である。

以下に記載される発明を実施するための形態は、主題技術の様々な構成の説明として意図され、主題技術が実施され得る構成のみを表すことを意図するものではない。添付の図面は、本明細書に組み込まれ、詳細な説明の一部を構成する。詳細な説明は、主題技術の完全な理解を提供する目的のために特定の詳細を含む。しかしながら、これらの具体的な詳細なしで主題技術が実施され得ることが、当業者には明らかであろう。いくつかの例では、主題技術の概念が不明瞭になることを回避するために、周知の構造および構成要素がブロック図形式で示されている。同様の構成要素は、理解を容易にするために同一の符号でラベル付けされている。

本開示は、ハウジング、ノズルアセンブリ、および装填機構を有する３次元描画ペンを含むことができるハンドヘルド描画装置の様々な特徴を説明する。装填機構は、有利には、例えば押出および芸術的創作のためにノズルアセンブリに材料の実質的または半連続的な供給を提供することによって、３Ｄ描画ペンの使用を容易にすることができる。

装填機構は、材料をノズルアセンブリに向かって駆動するための前進機構を含むことができる。

装填機構は、任意選択的に、３Ｄペンによる使用のために材料を支持または担持するカートリッジを含むことができる。カートリッジは、３Ｄペンのハウジングに解放可能に結合することができる。

いくつかの実施形態では、装填機構はまた、任意選択的に、材料を活性位置に再配置し、材料をノズルアセンブリに向かって駆動するための再装填機構を含むことができる。

様々な前進および再装填機構と共に、カートリッジ型および非カートリッジ型装填機構を含む装填機構の様々な実施形態が本明細書で論じられ図示されている。これらおよび他の特徴は、本明細書に開示する描画ペンの１つまたは複数の実施形態に個別に修正または実装することができる。したがって、図に示す特徴は、本明細書で論じられ示されるように、所与の実施形態に交換可能に組み込まれてもよい。

ここで図面を参照すると、本開示の実施形態の様々な態様が図１～図１８に示されている。図１は、本開示のいくつかの実施形態によるハンドヘルド押出装置または描画装置１０の正面斜視図である。図示するように、描画装置１０は、ユーザの手に収まるようなサイズおよび構成にすることができ、ペンまたは鉛筆などの筆記具のような操作を可能にするように適切に成形することができる細長いハウジング１２を含むことができる。描画装置１０は、１つ、２つ、３つ、またはそれ以上のアクチュエータ１４を含むことができる。アクチュエータ１４は、ユーザがアクチュエータ１４を押圧または移動することを可能にする位置でハウジングに沿って配置することができ、それによって描画装置１０の１つまたは複数の機能を作動させることができる、１つまたは複数のボタン１６の形態とすることができる。アクチュエータ１４は一連のボタン１６として示されているが、アクチュエータ１４は、スイッチ、スライダ、または当技術分野で知られている他のそのような特徴などの他の機能構成要素を含むことができる。

描画装置１０はまた、ノズルアセンブリ２０および装填機構２１を含むことができる。ノズルアセンブリ２０は、描画装置１０の遠位端部分に配置することができる。ユーザは、中心部分２４および近位端部分２６に沿って遠位端部分２２の近位のハウジング１２を把持することによって、描画装置１０を操作することができる。

ここで図２を参照すると、描画装置１０に材料をどのように装填することができるかを示すために、描画装置１０が底面斜視図で示されている。描画装置１０は、取り外し可能なカートリッジアセンブリ３０を含むことができる装填機構を含むことができる。取り外し可能なカートリッジアセンブリ３０は、描画装置１０に挿入して装着することができる。有利には、カートリッジアセンブリ３０は、ノズルアセンブリ２０に隣接する、１つまたは複数のペレット３２の形態の材料を支持することができ、それにより、材料３２を短いまたは最小の距離に沿ってノズルアセンブリ２０に向かって前進させることができる。ペレット３２は、長方形または円形の形状、例えば材料のスティックの形状とすることができる。上述したように、材料の移動の長さは、使用時に詰まることも面倒になることもない信頼性が高く、ユーザフレンドリな描画装置を開発する際の重要な課題の１つとして特定されている。カートリッジアセンブリ３０ならびに描画装置１０上へのその配置および装填および図示の実施形態は、少なくとも描画装置１０の使用中に材料３２をカートリッジアセンブリ３０から迅速に装填および駆動することができるという理由で、堅牢で革新的なアプローチを有利に提供する。

図３に示すように、描画装置１０のプッシュロッド４０を使用して、カートリッジアセンブリ３０内に存在する材料をノズルアセンブリ２０に向かって前進または付勢することができる。材料がノズルアセンブリ２０に入ると、材料を溶融して出口ノズル５０から押し出すことができる。プッシュロッド４０がその全サイクルを完了した後に、カートリッジアセンブリ３０は、カートリッジアセンブリ３２の別のチャンバがプッシュロッド４０と位置合わせされることを可能にするように回転することができ、その結果、ユーザは、プッシュロッド４０を作動させて、描画装置１０を通って追加の材料を駆動し、それによって出口ノズル５０から押し出すことができる。

カートリッジアセンブリ３０およびその動作は、図２および図３に示すように、図４～図６により詳細に示されている。図示するように、カートリッジアセンブリ３０は、カートリッジ６０、回転シャフト６２、装着構成要素６４、およびバックルカバー６６を含むことができる。

図４は、組み立てられた状態のカートリッジアセンブリの実施形態を示す。図示するように、カートリッジ６０は、装着構成要素６４内に受け入れられ、バックルカバー６６に結合され得る。回転シャフト６２は、図５に示すように、回転開口部７２内に延在する第１の端部７０を画定することができる。回転開口部７２と回転シャフト６２の第１の端部７０との間の回転係合、ならびに回転シャフト６２とカートリッジ６０の中心孔７４との間の回転結合は、カートリッジ６０を装着された構成に配置することを可能にすることができる。装着された構成では、図５に示すように、カートリッジ６０は、カートリッジ軸線７８を中心に自由に回転することができる。さらに、装着構成要素６４は、装着構成要素６４の係合空洞９２内にカートリッジ６０の端部部分９０を少なくとも部分的に受け入れることができる。いくつかの実施形態では、係合空洞９２は、装着構成要素の中心軸に沿って長手方向に延在する円筒状凹部を含むことができる。係合空洞９２は、カートリッジ６０が装着構成要素６４の係合空洞９２内に少なくとも部分的に受け入れられることを可能にするために、カートリッジ軸線７８と同軸に整列するように構成することができる。

さらに、いくつかの実施形態によれば、装着構成要素６４は、任意選択的に、図３、図４、および図６に示すように、バックルカバー６６の１つまたは複数のそれぞれの係合部材１００と嵌合することができる１つまたは複数の係合部材１０２を含むことができる。いくつかの実施形態によれば、装着構成要素６４の係合部材１００は、１つまたは複数の突起を含むことができる。突起は、バックルカバー６６の係合部材１０２の対応する空洞または凹部機構と嵌合、相互作用、または係合することができる断面プロファイルを有することができる。

図３～図６に示す実施形態に示すように、装着構成要素６４の係合部材１００は、バックルカバー６６の係合部材１０２の凹部と係合するようにスライドすることができる。係合部材１００は、バックルカバー６６の外面１０４の形状に追従して一致するように構成されたＴ字形断面を含むことができる。図４に示すように、係合部材１００，１０２は、ユーザが描画装置１０のための望ましい人間工学的で把持しやすい輪郭または輪郭を有することを可能にするだけでなく、有利には、装着構成要素６４が描画装置１０内に配置されていることをユーザが迅速かつ容易に視覚的または触覚的に確認することを可能にする、描画装置１０の滑らかで連続した外面を集合的に形成または提供するのを助けることができる。そのような実施形態は、カートリッジ６０および装着構成要素６４の存在を検証するための方法を提供することができ、少なくともカートリッジ６０、および場合によっては描画装置１０で使用するための材料３２が存在しないか、または描画装置１０に装填されない可能性があることをユーザに少なくとも示唆またはリマインダを提供する。

カートリッジアセンブリ３０の図４～図６に示す実施形態はまた、図４および図５に示すように、バックルカバー６６が、カートリッジ６０を受け入れることができるカートリッジ空洞またはレセプタクル１１０を含むことができることを示している。カートリッジレセプタクルは、カートリッジレセプタクル１１０内でのカートリッジ６０の位置決めおよび回転を容易にするためにカートリッジ６０を接触させることができる支持体を提供する１つまたは複数のリブ部材１１２を含むことができる。さらに、バックルカバー６６は、レセプタクル装着壁またはブラケット１１４を含むことができ、それを通って回転開口部７２が延在することができ、それに対してカートリッジ６０を装填構成に配置することができる。さらに、装着ブラケットは、カートリッジ６０内に配置された材料がノズルアセンブリ２０に向かって排出開口部１２０を通過することを可能にするために、回転開口部７２およびカートリッジ軸線７８から軸方向に離間した排出開口部１２０を含むことができる。

任意選択的に、バックルカバー６６はまた、１つまたは複数の結合部材１３０を含むことができる。結合部材は、バックルカバー６６と描画装置１０のハウジング１２とに隣接して配置され、それらの間をインターフェースすることができる。結合部材は、ハウジング１２のそれぞれの結合部材１３２と機械的に、磁気的に、または他の方法で係合または嵌合することができる。再び図３を参照すると、描画装置１０は、ドッキングレセプタクル１４０を含むことができ、カートリッジアセンブリ３０を受け入れることができる。ハウジングの結合部材１３２は、ドッキングレセプタクル１４０に隣接してまたはその中に配置することができる。図２および図３に示すように、結合部材１３２は、ハウジングからドッキングレセプタクル１４０内に延在することができる。バックルカバー６６のそれぞれの結合部材１３０は、ドッキングレセプタクル１４０内に配置された結合部材１３２と係合することができる。したがって、カートリッジアセンブリ３０がドッキングレセプタクル１４０内に配置されると、結合部材１３０，１３２間の係合は、カートリッジアセンブリ３０が描画装置１０のハウジング１２と係合したままであり、誤って描画装置１０から外れたり分離されたりしないようにすることができる。

いくつかの実施形態では、結合部材１３０，１３２は、それぞれ互いに引き付け合う１つまたは複数の磁石を含むことができ、したがって、カートリッジアセンブリ３０を装填位置にしっかりと係合しながら、カートリッジアセンブリを描画装置１０に容易に結合することができる。さらに、ユーザによる十分な意図的な運動により、カートリッジアセンブリ３０を取り外すことができる。例えば、カートリッジアセンブリ３０は、ユーザの指を係合解除凹部１４２の中または下に配置し、カートリッジアセンブリ３０をドッキングレセプタクル１４０から分離することによって、ドッキングレセプタクル１４０から取り外すことができる。係合解除凹部１４２は、ドッキングレセプタクル１４０の周縁に沿って配置することができる。突出した結合部材１３２と共に、係合解除凹部１４２およびドッキングレセプタクル１４０の一実施形態が図３に示されている。

任意選択的に、結合部材１３０は、対応してバックルカバー６６内に陥凹することができ、それによって、磁気引力、ならびにカートリッジアセンブリ３０がドッキングレセプタクル１４０に受け入れられ結合されるときのドッキングレセプタクル１４０に対するバックルカバー６６の移動の１つまたは複数の自由度を制限するバックルカバー６６とドッキングレセプタクル１４０との間の機械的係合の両方を提供する。

いくつかの実施形態では、カートリッジアセンブリ３０は、材料３２の１つまたは複数のペレット３２をそれぞれ装填することができる複数のチャンバを有する回転可能な構成要素として構成することができる。例えば、図４～図６を参照する。カートリッジは、１つまたは複数のチャンバ１５０を含むことができる。これらの図に示す実施形態は５つのチャンバを有するが、２つ、３つ、４つ、６つ、またはそれ以上のチャンバを有する他の実施形態を開発することができる。いくつかの実施形態によれば、カートリッジ６０は、有利には、ユーザが一連のサイクルにわたって描画装置１０を操作することを可能にするために、および／またはユーザが描画装置１０から異なる種類の材料を装填および分配することを可能にするために、少なくとも２つのチャンバ１５０を含むことができる。

いくつかの実施形態によれば、カートリッジ６０のチャンバ１５０は、材料をそこに装填することを可能にする円筒形状を有することができる。さらに、チャンバ１５０は、カートリッジ軸線７８の周りに対称的におよび／または均等に離間することができる。そのような整列は、チャンバ１５０の各々がバックルカバー６６の排出開口部１２０と軸方向に整列するように回転可能であることを容易にすることができる。これに関して、排出開口部１２０は、材料３２が排出開口部１２０を通って駆動されることを可能にするために、チャンバ１５０の各々の断面プロファイルまたは寸法に少なくとも等しくなるようなサイズにすることができる。以下でさらに説明するように、描画装置１０の動作中に、チャンバ１５０の各々をカートリッジ軸線７８の周りに連続的に回転させることができ、チャンバ１５０内に配置された材料３２をチャンバ１５０から排出開口部１２０を通ってノズルアセンブリ２０内に押し出し、そこで材料３２を溶融させて出口ノズル５０から押し出すことができる。

カートリッジアセンブリ３０およびドッキングレセプタクル１４０のモジュール性は、砂糖、ガム、プラスチック、または他のそのような材料などの別個の材料を利用することを意図した装置にはこれまで利用できなかった多くの利点および利点を提供することができる。本明細書に示され説明される構成要素の分解および組み立ての両方を含むモジュール性および装填の容易さは、ユーザがカートリッジアセンブリ３０を迅速に取り外し、それに所望の材料アレイ（例えば、ペレット３２）を装填し、使用のためにカートリッジアセンブリ３０を描画装置１０に直ちに結合することを可能にする。いくつかの実施形態の分解設備はまた、ユーザが装置のメンテナンスのために必要に応じて構成要素を洗浄および／または交換することを可能にする。

描画装置１０のモジュール性はまた、描画装置１０の迅速な分解、洗浄、および組み立てを有利に可能にする。出願人は、複数のカートリッジアセンブリを提供することにより、カートリッジアセンブリを交換するための最小限の一時停止だけで、ユーザが描画装置１０を使用して実質的に中断のない専用の時間を有することも可能になることを見出した。

本開示の描画装置のこれらおよび他の利点は、他の従来の装置を使用しては不可能であった。実行可能な描画ペンを作成しようとする他の試みは、従来技術の装置の設計の悪さ、動作の遅さ、装填の遅さ、および他の問題のある態様のために失敗しており、本明細書に開示するいくつかの実施形態に従って提示される課題および開発を必ずしも企図していない。実際、これらの従来の装置とは対照的に、本開示は、迅速に有利に荷積みまたは荷降ろしすることができ、構成要素の単純で堅牢な組み立てを有し、押出プロセス中に必要な材料移動距離が最小限である描画装置を提供する。これらは、他の利点の中でも、これまで不可能であったように、信頼性が高く自由で中断のないワークフローおよび創造性を提供することによって、料理および他の芸術作品の作成を可能にする信頼性が高く、商業的に重要な製品を作り出す。

描画装置１０による材料の装填および組み立ての態様について説明したが、図７～図１２に関してさらに説明する。上述したように、色、形状、および特性を含む材料の種類は、ユーザの所望に応じて変えることができる。装置は、砂糖、ガム（例えば、ゼラチン）、イソマルト、チョコレート、生地（例えば、押出プロセス中／押出プロセスによって調理することができるパスタ生地、パン生地、クッキー生地など）、ワックス、動物性脂肪、タピオカ、チーズ、タフィー、ジャム、砂糖、コーンパフ、挽肉、肉、ジャガイモ、または他の食用材料または粘土、セラミック、または他の硬化性クラフト材料などの様々な種類の材料を使用することができることが想定される。そのような材料は、使用され、カートリッジ６０のチャンバ１５０のうちの１つまたは複数に装填されてもよい。

任意選択的に、ユーザは、異なる材料タイプが同じカートリッジ６０に装填される方法を実行することができ、それにより、ユーザが、第１の材料が基材上に押し出される連続プロセスを定義または実行することを可能にし、その後に、追加の材料（異なる色、特性、または他の特性を有してもよい）を第１の押し出された材料上に重ねることができ、それにより、ユーザの所望に応じて、層および材料特性の複雑な相互作用を提供する。例えば、チャンバ１５０には、それぞれ異なる色を有する糖のペレット３２を装填することができる。これにより、描画装置１０の動作は、ユーザのための多数の連続色を生成することができる。

ここで図７～図１２を参照して、描画装置１０の他の態様および動作についてより詳細に説明する。

いくつかの実施形態によれば、ハンドヘルド押出描画装置は、出口ノズルから押し出すために、描画装置を通ってノズルアセンブリに向かう材料の制御可能な流れをユーザに提供する。上述したように、従来の装置では、ユーザに描画装置の有意な度合いの中断のない低メンテナンス作業を提供することができない様々な努力がなされてきた。代わりに、そのような装置は、材料を再装填するか、または異なる種類の材料を装填するために、かなりのユーザ相互作用および操作を必要とする。さらに、そのような装置はまた、装置がリセットされるか、または追加の使用の準備が整う間に、ユーザがかなりの期間にわたって一時停止することを必要とする。そのような装置は、その中のいくつかの実施形態に従って開示されるように、実質的に連続的な動作において、異なる所望の特性を有する実質的な量の材料を提供する代わりに、装置の動作の段階中にユーザが待つ必要がある単一の少量の動作のみを提供する傾向がある。したがって、これらおよび他の利点は、本明細書に開示する描画装置の特徴を使用して可能である。

描画装置は、再装填機構を有利に組み込むことができる。描画装置はまた、後退機構を含むことができる。後退機構は、手動または自動で作動させることができる。いくつかの実施形態によれば、これらの機構は、必要に応じて、単一の描画装置に組み込むことも、描画装置から省略することもできる。

図７～図１２は、描画装置１０の一実施形態の様々な構成要素を示す。この実施形態は、後退機構が再装填機構と組み合わせて使用される描画装置を示しているが、これらの機構は互いに独立して組み込むことができ、手動または自動で作動させることができる。本明細書でさらに説明するように、後退機構および再装填機構は、描画装置１０において依存して動作または機能することができるが、これらの機構はまた、互いに独立して機能することができる。

図７および図８は、描画装置１０の構成要素の態様を示すために、ハウジング１２のない描画装置１０のそれぞれ底面および背面斜視図を示している。図９～図１２は、描画装置１０の側面図を示しており、図９および図１０は、図３の切断線９－９に沿った断面図を示している。さらに、図１１および図１２は、描画装置１０の側面図を示しており、描画装置１０の構成要素の詳細を示すためにハウジングは省略されている。図９および図１１は、前進機構が完全延伸位置２５０に配置された状態の描画装置１０を示している。図１０および図１２は、完全後退位置にある前進機構を示す。さらに、図９および図１１は、係合解除位置にある再装填機構も示している。図１０および図１２は、係合駆動位置にある再装填機構を示す。

図７および図８は、描画装置１０の様々な構成要素を示す。図７は、描画装置１０が固定または装着プレート２００を含むことができることを示している。固定プレート２００は、本明細書で説明するように、固定、摺動、または回転結合を含む、描画装置１０の様々な構成要素を装着または結合できるように構成することができる。固定プレート２００は、少なくとも部分的に描画装置１０の長さに沿って延在し、ハウジング１２の少なくとも一部内に配置することができる。図８は、描画装置１０の構成要素の特徴をより明確に示すために、固定プレート２００を省略して描画装置１０の構成要素を示している。

図７および図８に示すように、描画装置１０は、描画装置１０内の材料の運動を駆動するためにギヤアセンブリ２１２に動作可能に接続されたモータ２１０などの駆動機構を含むことができる。しかしながら、上述したように、いくつかの実施形態は、モータを使用せず、代わりに、ある種のばね（コイルまたはリーフ）、ユーザが加えた力、または他の駆動機構など、手動で入力された駆動力を使用する。図７および図８を参照すると、モータ２１０およびギヤアセンブリ２１２は、アクチュエータ１４を使用して、描画装置１０の電気部品２２０によって生成された信号に応答して作動させることができる。電気部品２２０は、１つまたは複数の回路、マザーボード、ＰＣＢ、ワイヤ、充電式バッテリなどのバッテリ、ライト、およびユーザが描画装置１０の１つまたは複数の機能を制御することを可能にすることができる他の電子機能を含むことができる。

後退機構は、モータ２１０およびギヤアセンブリ２１２と連動して、またはそれに応じて動作することができる。例えば、これらの図に示す実施形態では、ギヤアセンブリ２１２は、スキップギヤ２３０が所定量回転するまでモータ２１０がスキップギヤ２３０の運動を一方向に駆動することを可能にするスキップギヤ２３０を含むことができ、そこでモータ２１０は一時停止することができ、それによってスキップギヤ２３０が後退許容位置を維持することを可能にする。したがって、スキップギヤ２３０は、スキップギヤ２３０の歯が前進機構２１４のラック２３２と係合する駆動回転位置と、スキップギヤ２３０の歯がもはやラック２３２の歯と係合しない係合解除位置とを画定することができ、それによってラック２３２がスキップギヤ２３０に対して２つ移動することを可能にする。いくつかの実施形態では、スキップギヤ２３０の外周は、スキップギヤ２３０の歯の間に隙間がある歯付き部分および歯のない部分もしくは区間２３４を有することができる。ギャップは、ラック２３２がスキップギヤ２３０から外れることを可能にするのに十分に広くすることができる。

後退機構は、図９に示すように、モータ２１０がラック２３２を完全延伸位置２５０に前進させることを可能にすることができる。ラック２３２は、スキップギヤ２３０の回転により、完全延伸位置２５０まで駆動することができる。しかしながら、スキップギヤ２３０の歯が図９に示す位置を超えてそこに示す方向２５４に回転されるほぼ図９に示す瞬間に、スキップギヤ２３０は、その後に、スキップギヤ２３０の歯のない部分２３４がラック２３２の歯に隣接する位置まで回転されると、ラック２３２から係合解除することができる。

スキップギヤ２３０とラック２３２との間の係合解除が図１０に示されている。同図に示すように、ラック２３２の歯は、ラック２３２の歯と隣接するようにスキップギヤ２３０の歯のない部分２３４が回転するスキップギヤ２３０の回転位置により、スキップギヤ２３０の歯と接触していない。

いくつかの実施形態によれば、先行歯２６０から最終歯２６２までのスキップギヤのサイクルは、約５秒～約２５秒、約１０秒～約２０秒、または約１５秒の総駆動時間を有することができる。

したがって、アクチュエータ１４の作動時に、モータは、スキップギヤ２３０の円周または外周の約３／４が所与のサイクル時間で回転を完了する速度で、方向２５４にスキップギヤを前方に駆動することができる。

任意選択的に、前進機構２１４は、スキップギヤ２３０が回転運動することなく専用の期間にわたって係合解除位置２７０に留まることを可能にするように構成することができ、またはスキップギヤ２３０が一定の速度で回転し続けることができ、それによってラック２３２が完全延伸位置２５０から完全後退位置２５２に移動するのに十分な時間を提供する。

描画装置１０の電気部品２２０は、スキップギヤ２３０がラック２３２を完全延伸位置２５０に駆動し、次いでラック２３２が完全後退位置２５２に達するまで特定の期間にわたってラック２３２から係合解除する完全なサイクルが生じることを可能にするように描画装置１０が機能することを可能にするようにプログラムすることができる。

いくつかの実施形態では、スキップギヤ２３０が図１０に示す係合解除位置２７０から完全に回転すると、サイクルを実行することができる。したがって、ユーザは、アクチュエータ１４を作動させ、押し、またはトリガすることができ、それによって、スキップギヤ２３０の歯がラック２３２の歯に接触し始めるまでスキップギヤ２３０を係合解除位置２７０から回転を開始させ、ラックの動きを完全延伸位置２５０まで駆動し、その後に、図９に示す位置を越えるスキップギヤ２３０の継続的な動きによって、図１０に示すように、スキップギヤの歯のない部分２３４を係合解除位置２７０に到達させる。係合解除位置２７０に入ると、ラック２３２は、手動でまたは自動的に駆動され、または引っ張られ、あるいは完全後退位置２５２に戻ることができる。

モータまたは他の駆動機構を介して手動または自動で達成されるかどうかにかかわらず、ラック２３２を完全延伸位置２５０から離れるように付勢するように収縮または拡張することができるばねなどの機械的構成要素を使用して、ラック２３２の後退を容易にすることができる。

そのような機械部品の一実施形態が、ばね２８０として図９および図１０に示されている。図９および図１０に示すように、ラック２３２が完全延伸位置２５０に向かって駆動されると、ばね２８０は、ラック２３２が完全延伸位置２５０に到達したときに、ばね２８０が、ラック２３２を完全後退位置２５２に向かって引っ張るために、スキップギヤ２３０が係合解除位置２７０に到達した時点で使用することができる高度の位置エネルギーを有するように、休止位置から引き離され、伸長され得る。

あるいは、ラック２３２が完全延伸位置２５０に向かって駆動されるときにばね２８０を圧縮することができ、その後に、ばねは拡張してラック２３２を完全後退位置２５２に向かって押し戻すことができる。ラック２３２を完全延伸位置２５０に向かって駆動し、完全後退位置２５２に引き込むか押し戻すことを可能にする他の様々な構成を開発することができる。このようにして、後退機構は、ユーザが前進機構を選択的に作動させ、図９に示すように、プッシュロッド２３６が材料のすべてを活性チャンバ１５０から押し出すまでラック２３２を前方に駆動することを可能にすることができる。その後に、ラック２３２およびプッシュロッド２３６は、プッシュロッド２３６が活性チャンバ１５０から完全に出た完全後退位置２５２に移動することができる。

さらに図７および図８を参照すると、いくつかの実施形態によれば、描画装置１０は、再装填機構を含むこともできる。再装填機構は、手動または自動で作動させることができる。再装填機構は、材料が描画装置１０の出口ノズルに向かって駆動され得るように、ハウジング内で材料を移動または回転させるように構成された１つまたは複数の構成要素を含むことができる。

例えば、プッシュロッド４０が材料をノズルアセンブリ２０に向かって駆動して出口ノズル５０から押し出すように、材料をカートリッジアセンブリのチャンバ内に配置し、順次回転させることができる。再装填機構は、ユーザからの信号、描画装置１０内の他の構成要素または機構の動作中の描画装置１０内の機械的力に応答して、またはユーザによって加えられた機械的力に応答して、描画装置１０内の材料を再装填または再配置するように機能することができる。

図７および図８に示す実施形態では、再装填機構は、駆動リンク機構３００、インデックスロッド３０２、および逆リンク機構３０４を含むことができる。駆動リンク機構３００、インデックスロッド３０２および逆リンク機構３０４は、直線運動をカートリッジアセンブリ３０のカートリッジ６０に与えられる回転運動に変換するために機能的に協働することができる。

例えば、逆リンク機構３０４は、対向する端部がラック２３２およびインデックスロッド３０２の一部に接触することを可能にするように、固定プレート２００にピボット可能に結合された細長い部材を含むことができる。逆リンク機構３０４は、交互の位置の間で旋回し、その後に再装填機構を作動させ、それによってカートリッジ６０で直線運動を回転運動に変換するために駆動リンク機構３００に付与することができる力をインデックスロッド３０２に付与することができる。

ここで、図９および図１１に示す第１の位置、図１０および図１２に示す第２の位置を参照して、逆リンク機構３０４の作動を説明する。例えば、図９および図１１では、ラック２３２が延伸位置にある第１の位置に逆リンク機構３０４が示されており、したがって、ラック２３２は逆リンク機構３０４に接触していないか、または回転力を及ぼさない。したがって、逆リンク機構３０４はインデックスロッド３０２に接触していてもよいが、逆リンク機構３０４はインデックスロッド３０２に駆動力を及ぼさなくてもよい。したがって、上述のばねなどの付勢機構は、インデックスロッド３０２および駆動リンク機構３００を係合解除位置に保持または維持する。

しかしながら、図１０および図１２を参照すると、ラック２３２が後退位置２５２にリバウンドまたは移動すると、ラック２３２の一部、または当接部材３２０などのそれに結合された構成要素は、並進して逆リンク機構３０４のラック端部部分または要素３３０に接触することができ、それによって逆リンク機構３０４をそのピボット点３０６の周りにピボットさせ、それによって逆リンク機構３０４のインデックス端部部分または要素３３２を移動させてインデックスロッド３０２と接触させる。インデックス端部部分３３２がインデックスロッド３０２に接触すると、逆リンク機構３０４のインデックス端部部分３３２によってインデックスロッド３０２に軸方向の力を加えることができ、それによってインデックスロッド３０２の並進または他の移動を駆動し、駆動リンク機構３００を作動させる。

駆動リンク機構３００が非カートリッジ駆動位置（図９および図１１に示す）から作動すると、駆動リンク機構３００は、カートリッジ６０の突起または戻り止め機構などの係合部材３４０に接触して、カートリッジ６０の動きをカートリッジ駆動位置（図１０および図１２に示す）に駆動することができる。駆動リンク機構３００を介して係合部材３４０に接触することにより、カートリッジ軸線７８を中心としてカートリッジ６０に回転力を加えることができる。

例えば、図４を参照すると、カートリッジ６０の係合部材３４０は、カートリッジ６０の近位端部に沿ってカートリッジ６０のカートリッジ軸線７８または中心から半径方向に延在することができる。駆動リンク機構３００は、駆動リンク機構３００がインデックスロッド３０２の遠位端部分または接触界面３４６と接触すると、駆動ピボット点３４４（図７～図１２に示す）の周りを回転することができる駆動部材３４２を含むことができる。

図９および図１０に示すように、インデックスロッド３０２の接触界面３４６は、接触界面３４６部分が駆動リンク機構３００の一部（駆動部材３４２にピボット可能に結合された中間またはピボットリンケージ３４８など）に当接する異なる長手方向位置で駆動リンク機構３００と嵌合するように成形または構成することができる。

図９を参照すると、接触界面３４６は、装置１０の長手方向軸７８に対して第１の角度で配置された第１の面を含むことができ、第１の面は、図９および図１１に示すカートリッジ非駆動位置にあるときにピボットリンク３４８に接触することができる。例えば、接触界面３４６は、接触界面３４６がカートリッジ非駆動位置においてピボットリンク３４８の側面または面とほぼ一致または嵌合することを可能にする第１のピッチまたは角度でピボットリンクの側面または面に接触することができる。

さらに、接触界面３４６は、図１０および図１２に示すカートリッジ駆動位置にあるときにピボットリンク３４８に接触することができる、装置１０の長手方向軸７８に対して第２の角度で配置された第２の面を含むことができる。例えば、接触界面３４６は、ピボットリンク３４８がカートリッジ駆動位置に向かって移動するときに、接触界面３４６がピボットリンク３４８の側面または面にほぼ一致または嵌合することを可能にする第２のピッチまたは角度でピボットリンク３４８の側面または面に接触することができる。

さらに、インデックスロッド３０２がカートリッジ駆動位置に向かって遠位に駆動されると、カートリッジ６０は回転して、次のチャンバをプッシュロッド４０と軸方向に整列する。駆動リンク機構３００のカートリッジ駆動位置への移動は、先行するまたは第１の回転位置から第２の回転位置へのカートリッジ６０に対する接触およびカートリッジの回転をもたらす。特に、駆動リンク機構３００が係合され、インデックスロッド３０２および接触界面３４６の遠位方向の動きに応答して移動すると、ピボットリンク３４８はピボット点３４４を中心にピボットする。これが起こると、ピボットリンク３４８は、図１０に示すように、インデックスロッド３０２の接触界面３４６の第２の傾斜面と接触することができる。

上述したように、ラック２３２は、延伸位置２５０と後退位置２５２との間で移動することができる。いくつかの実施形態によれば、ラック２３２は、その近位端部または遠位端部に沿って１つまたは複数の付勢部材と係合することができる。付勢部材は、ハウジングの内部構造に直接的または間接的に結合、装着、または係合することができ、ラック２３２の一部に直接的または間接的に結合され、ラック２３２がモータ２１０の作用によって延伸位置に向かって移動または駆動されると、付勢部材が圧縮または伸張される。ラック２３２が完全延伸位置２５０に達すると、付勢部材はラックを係合解除位置に戻すことができる。

いくつかの実施形態では、ラック２３２が完全延伸位置２５０に到達すると、前進機構２１４は、上述したように、歯のない部分２３４を有するスキップギヤ２３０を使用することができる。これにより、スキップギヤ２３０との係合が解除されている状態では、ラック付勢部材の作用によってラック２３２を後退位置２５２に押し戻しまたは引き戻すことができる。

あるいは、ラック２３２が完全延伸位置２５０に達すると、モータ２１０は一時停止または「オフ」状態に入ることができ、その間、付勢部材は、モータ２１０の摩擦力またはアイドル状態に打ち勝つことによってラック２３２を後退位置２５２に駆動または戻し、それによってモータ２１０のシャフトを逆転段階で逆転させる。したがって、付勢部材は、非作動モータの摩擦に抗してラック２３２を係合解除位置または後退位置２５２に戻すことができる。そのような実施形態では、モータは、電源オフ状態または非駆動状態にあり、付勢部材によって単純に克服され得る。したがって、モータは、そのような実施形態ではラック２３２と噛み合ったまままたは回転係合したままであり、ユーザによって作動されたときにラック２３２に正の駆動力を加えるだけであり、完全延伸位置２５０までのみである。その後に、ラック付勢部材の作用によりモータ２１０を逆回転させることができる。

上述したように、装置の装填機構は、例えば押出および芸術的創作のためにノズルアセンブリに材料の実質的または半連続的な供給を提供することによって、３Ｄ描画ペンの使用を有利に容易にすることができるように構成することができる。例えば、前進機構、カートリッジ、ベルトシステム、ホッパ、レボルバカートリッジ、スクリュー駆動システム、波動生成器、および／または再装填機構を含む様々な種類の装填機構を、３Ｄ描画ペンの１つまたは複数の実施形態に組み込むことができる。図１３～図１８は、これらの特徴および他の特徴を示しており、これらの特徴は、本明細書に開示する描画ペンの１つまたは複数の実施形態に個別に修正または交換可能に組み込むことができる。

ここで図１３～図１８を参照すると、いくつかの実施形態による、任意選択的に描画装置に組み込むことができる前進および再装填機構およびその構成要素の実施形態の側面図が示されている。

図１３Ａおよび図１３Ｂは、レボルバカートリッジ４０４を含む装填機構４０２を有する描画装置４００の実施形態の側面断面図である。レボルバカートリッジ４０４は、描画装置４００の本体に結合され、軸４０６を中心に回転可能であり得る。軸４０６は、前進機構またはプランジャ４０８の長手方向軸に対して平行に延在することができる。カートリッジ４０４が軸４０６の周りを回転すると、個々のスロットまたはバレル４１０は、材料のペレット４１２をバレル４１０内に装填し、軸４０６の周りを回転させ、準備完了位置または活性位置４２０から駆動することを可能にするように配置することができる。

図１３Ａおよび図１３Ｂは、材料のペレット４１２を加熱要素に送り込み、出口ノズルを通って押し出すように、プランジャ４０８がバレル４１４内に完全に移動したことを示している。図１３Ａおよび図１３Ｂに示す実施形態の利点の１つは、レボルバカートリッジ４０４が、バレル４１０が露出し、装填に利用可能であるような位置にあることである。

図１３Ａに示すように、バレル４１０は、ペンの近位端部に向かう方向に装填することができる。しかしながら、いくつかの実施形態は、図１３Ｂに示すように、バレルがペンの遠位端部または先端部に向かう方向に材料の挿入を可能にするように構成することができる。

図１４は、クリップまたはクリップ機構４５４を使用する前進および再装填機構を含む装填機構４５２を有する描画装置４５０の実施形態を示す。クリップ４５４は、材料のいくつかのペレット４５６を運ぶことができる。そのような実施形態では、クリップ４５４は、その側面に沿ってなど、装置に結合することができ、それによって、クリップ内に収容された材料４５６を使用のために装置内に送達することを可能にする。

例えば、クリップ４５４は、材料４５６が装填される内部容積と、材料４５６を容積から装置内に押し出す駆動構成要素とを含むことができる。駆動構成要素は、材料４５６を装置の装填チャンバ４５８に向かって移動させるための駆動力を提供するばねまたは他の構造を含むことができる。

装填チャンバ４５８内に駆動位置に配置されると、装置のプッシュロッド４６０は、押出のために材料４５６をノズルアセンブリに向かって付勢することができる。ユーザは装置を作動させることができる（例えば、プッシュロッド４６０が作動状態にあり、ばね力によって軸方向に駆動されることを直接的または間接的に可能にすることができる、ボタンまたは他のアクチュエータなどの従来の作動機構を使用する）。

図１～図１８に示す実施形態のいずれかの場合と同様に、装置５００のいくつかの実施形態では、ユーザがプッシュロッド４６０をばね力に抗して引っ張り、プッシュロッド４６０を駆動位置に予圧する（プッシュロッド４６０を動かすために引っ張る）ことを可能にすることなどによって、プッシュロッド４６０を手動で作動させることができる。

図１～図１８に示す実施形態のいずれかの場合と同様に、装置５００のいくつかの実施形態では、プッシュロッド４６０は、モータ、ある種のばね（コイルまたはリーフ）、ユーザが加えた力、または例えば１つまたは複数のギヤを使用して回転力をプッシュロッド４６０の直線運動に変換する他の駆動機構によって作動させることができる。

作動時に、プッシュロッド４６０は、装填チャンバ４５８内の材料４５６に対して軸方向の力を加えることができ、それによって材料４５６をノズルアセンブリに向かって駆動し、プッシュロッド４６０を駆動位置に向かって移動させる。次いで、プッシュロッド４６０は、ばね力に抗して駆動位置に向かって引き戻されることができ、それによって、装填チャンバ４５８をクリアにし、クリップ機構が追加の材料４５６を装填チャンバ４５８に押し込むことを可能にし、それによって、装置は、ユーザが装置を作動させ、押出プロセスを継続することを可能にする準備状態に再びある。

図１５は、ベルト駆動機構５０４を使用する前進および再装填機構を含む装填機構５０２を有する描画装置５００の実施形態を示す。ベルト駆動機構５０４は、材料５０６を運ぶベルト５０４を使用することができ、追加の材料５０６を装置の装填チャンバ５０８に迅速に装填するために装置内および装置を通って供給することができる。材料５０６が装填チャンバ５０８内に配置されると、材料５０６は、プッシュロッド５１０によって押出成形のためにノズルアセンブリに向かって駆動され得る。

いくつかの実施形態では、ベルト５０４は、手動または自動にかかわらず、装置を通って引き込まれるかまたは機械的に引っ張られ得る。ベルト５０４は、材料５０６がベルト５０４によって担持され、装填チャンバ５０８（例えば、ノズルアセンブリと軸方向に位置合わせされる）内に配置されるたびに前進または前進することができる。これにより、前進は、ベルト５０４によって担持された追加の材料５０６を、プッシュロッド５１０によって駆動されるための準備完了位置に移動させることができる。したがって、ユーザは、材料５０６が装填チャンバ５０８を通ってノズルアセンブリに駆動される後続のサイクルを完了することができる。

ベルト５０４は、ベルト５０４が前進して使用されるときに、第１の側面開口部を通って第２の側面開口部から装置５００のハウジング内に供給され得る。第１および第２の側面開口部は、ノズルアセンブリの近くで、装置５００のハウジングの遠位端部分に隣接して配置することができる。

いくつかの実施形態では、ベルト５０４は再使用可能であり、ユーザがベルト５０４に追加の材料を再装填することを可能にする。さらに、ベルト５０４は、使い捨てまたは使い捨て部品とすることができる。

例えば、図１６は、スクリュー駆動機構５５４を使用する再装填機構を含む装填機構５５２を有する描画装置５５０の実施形態を示す。そのような実施形態は、装置（例えば、装填チャンバ５５８内にあり、装填チャンバに向かって材料５５６を駆動する）内で回転することができ、材料５５６が押出のためにノズルアセンブリに向かって装置内で駆動されることを可能にするアルキメデススクリュー５５４を含むことができる。材料５５６は、球状ビーズなどのペレットを含むことができる。

スクリュー５５４は、モータ、ある種のばね（コイルまたはリーフ）、ユーザが加えた力、または他の駆動機構に結合され、それらを介して駆動され得る。モータであろうと手動で作動させようと、スクリュー５５４は、ユーザによる作動時に回転して、材料５５６をノズルアセンブリに向かって選択的に供給することができる。

さらに、材料５５６は、装置の近位端部分またはサイドドアまたはポートで装置に結合することができるホッパを介して装填チャンバに供給することができる。

次に、図１７Ａおよび図１７Ｂは、プッシュ駆動機構およびホッパ６０４を使用する前進および再装填機構を含む装填機構６０２を有する描画装置６００の実施形態を示す。プッシュ駆動機構およびホッパ６０４は、手動または自動で作動させることができる。いくつかの実施形態では、再装填機構は、プッシュ駆動機構を作動させ、ホッパ６０４からノズルアセンブリへの材料６０６の排出および駆動を支援することができる駆動機構入力を含むことができる。

いくつかの実施形態は、装置６００（例えば、装填チャンバ６０８内）内で往復運動することができ、材料６０６または消耗品が押出のためにノズルアセンブリに向かって装置６００内で駆動されることを可能にするプッシュロッド６１０を含むことができる。

材料６０６は、不均一または可変の幾何学的形状などの任意の幾何学的形状のペレットを含むことができる。さらに、材料６０６は、ホッパ６０４を介して装填チャンバ６０８に供給することができる。

いくつかの実施形態では、ホッパ６０４は、装置６００の近位端部分またはサイドドアまたはポートで装置６００に取り外し可能に結合することができる。プッシュロッド機構６１０は、パワー入力（例えば、ＤＣまたは蓄積エネルギーまたは手動入力であり、図１７Ａに示すような開位置または装填位置から、図１７Ｂに示すような圧縮位置または駆動位置にプッシュロッド６１０を駆動する）によって材料６０６を圧縮して駆動することができる。

最後に、図１８は、前進および再装填機構を含む装填機構６５２を有する描画装置６５０のさらに別の実施形態を示す。図１８では、波動生成機構６５２を使用する再装填機構。そのような実施形態では、材料６５６は、装置の近位端部の後部入口開口部（図示せず）内に、および／またはホッパもしくは他の材料搬送カートリッジを介して装置６５０内に装填することができる。例えば、開口部は、開口部への材料の挿入を可能にするが、開口部からの材料６５６の偶発的な除去（例えば、重力によって）を制限するリストリクタを含むことができる。

装置６５０に入ると、材料６５６は、波動生成機構６５２を使用して押出のためにノズルアセンブリに向かって装置６５０内で駆動され得る。波動生成機構６５２は、超音波駆動またはうねり機構などによって、線形作動を生成し、材料またはペレット６５６に伝達するアクチュエータ部分６６０を含むことができる。任意選択的および／または代替的に、アクチュエータ部分６６０はまた、材料６５６を装置６５０を通してノズルアセンブリに向かって付勢する圧縮、転動作用または蠕動作用を生成することができる。

有利には、再装填機構のいくつかの実施形態に従って使用することができるホッパ、カートリッジ、クリップ、およびベルトは、ユーザへの中断を最小限に抑えながら、装置の安定したまたは連続的な使用を達成する迅速かつ簡単な方法を提供する。これらおよび他の特徴により、ユーザは、装置を適切に動作させるのではなく、装置を使用して実行されている実際の作業により集中することができる。

条項としての主題技術の例示
本開示の態様の様々な例は、便宜上、番号付きの条項（１、２、３など）として記載される。これらは例として提供されており、主題技術を限定するものではない。図面および符号の識別は、単に例として、例示のために以下で提供され、条項はこれらの識別によって限定されない。

条項１．ハンドヘルド描画装置であって、内部容積と、長手方向軸と、ハウジングの内部容積へのアクセスを可能にするポートと、を有するハウジングと、ハウジングに結合され、出口ノズルと、材料のペレットを溶融するための加熱要素と、を含むノズルアセンブリと、加熱要素がペレットを溶融させることを可能にするために、ペレットがハウジング内の活性位置に駆動されて支持されることを可能にするように構成された装填機構と、を含むハンドヘルド描画装置。

条項２．装填機構が、ペレットをハウジングのポートで支持するように構成される、条項１に記載の描画装置。

条項３．装填機構が、ハウジングのポートに取り外し可能に結合可能なカートリッジを含む、先行する条項のいずれかに記載の描画装置。

条項４．カートリッジが、回転軸と、回転軸の周りに配置された複数のチャンバと、を有し、複数のチャンバの各々が、内部に複数のペレットを支持するように構成され、複数のチャンバのうちの活性チャンバを、活性位置において長手方向軸と整列して選択的に位置決めするように、回転軸の周りで回転可能である、条項３に記載の描画装置。

条項５．装填機構が、カートリッジを回転させ、ペレットを活性チャンバから加熱要素に向かって駆動するための前進機構をさらに含む、条項４に記載の描画装置。

条項６．ハウジング内に配置され、長手方向軸に沿って並進可能なプッシュロッドをさらに含み、プッシュロッドが、ペレットを溶融させて材料を押し出すために活性チャンバから加熱要素に向かってペレットを駆動するための延伸位置に向かって活性チャンバ内に移動可能である、条項５に記載の描画装置。

条項７．前進機構が、プッシュロッドが延伸位置から離れる方向に移動することによって作動するリンクシステムを含み、リンクシステムに、追加の材料を活性位置に位置決めするためのカートリッジに対して駆動部材を接触させる、条項６に記載の描画装置。

条項８．リンクシステムが、ピボット逆リンク機構と、駆動ロッドと、ピボット前進リンク機構と、を含む、条項７に記載の描画装置。

条項９．プッシュロッドの延伸位置への運動を駆動するように構成されたモータをさらに含む、条項６に記載の描画装置。

条項１０．プッシュロッドが、モータのギヤと係合するラックに結合される、条項９に記載の描画装置。

条項１１．プッシュロッドの延伸位置への運動を駆動するように構成されたばね機構をさらに含む、条項６に記載の描画装置。

条項１２．プッシュロッドが、延伸位置から装填位置に自動的に戻る、条項６に記載の描画装置。

条項１３．モータを作動させてプッシュロッドの動きを制御し、それによって出口ノズルからペレットを押し出すように構成されたアクチュエータをさらに含む、条項６に記載の描画装置。

条項１４．装置の装填チャンバからプッシュロッドを押し出すように構成された反転機構をさらに含む、条項６に記載の描画装置。

条項１５．反転機構が、プッシュロッドを活性チャンバから離れるように付勢するように構成されたばねを含む、条項１４に記載の描画装置。

条項１６．プッシュロッドが、ギヤ駆動装置と噛合式に係合するラックを含む、条項１４に記載の描画装置。

条項１７．複数のチャンバの各々が円筒形である、条項４に記載の描画装置。

条項１８．カートリッジが、５つのチャンバを含む、条項３に記載の描画装置。

条項１９．カートリッジが少なくとも２つのチャンバを含む、条項３に記載の描画装置。

条項２０．カートリッジがハウジングの取り外し可能なカバー部分に結合され、カートリッジおよび取り外し可能なカバー部分が単一のユニットとして協働して、ハウジングからのカートリッジの挿入または取り外しを可能にする、条項３に記載の描画装置。

条項２１．取り外し可能なカバー部分が、ポートに隣接するハウジングの外面の輪郭または表面連続性と一致する外面を含む、条項２０に記載の描画装置。

条項２２．装填機構がクリップ機構を含む、先行する条項のいずれかに記載の描画装置。

条項２３．装填機構がレボルバカートリッジを含む、先行する条項のいずれかに記載の描画装置。

条項２４．装装填機構が、材料の複数のペレットが支持されるベルトを含む、先行する条項のいずれかに記載の描画装置。

条項２５．装填機構がスクリュー駆動機構を含む、先行する条項のいずれかに記載の描画装置。

条項２６．装填機構が手動プッシュロッド機構を含む、先行する条項のいずれかに記載の描画装置。

条項２７．装填機構が波動生成機構を含む、先行する条項のいずれかの描画装置。

条項２８．出口ノズルが、長手方向軸に沿って配置される、先行する条項のいずれかに記載の描画装置。

条項２９．加熱要素が、出口ノズルと装填機構との中間に配置される、先行する条項のいずれかに記載の描画装置。

条項３０．ハウジングが、ユーザの手に収まるように構成され、ハウジングに対して実質的に垂直なハンドルなしで構成される、先行する条項のいずれかの描画装置。

条項３１．描画装置が、３Ｄ空間での描画を可能にするように構成された３次元（３Ｄ）描画ペンである、先行する条項のいずれかに記載の描画装置。

条項３２．加熱要素が、出口ノズルに隣接して配置され、出口ノズルを通って押し出す前に材料のペレットを溶融するように構成される、先行する条項のいずれかに記載の描画装置。

条項３３．ハウジングが第１の端部と第２の端部との間の長さを含み、長さがハウジングの最大横断範囲よりも大きい、先行する条項のいずれかに記載の描画装置。

条項３４．装置が、出口ノズルからペレットを連続的な垂直形態で押し出すように構成される、先行する条項のいずれかに記載の描画装置。

条項３５．ハンドヘルド描画装置であって、内部容積と、長手方向軸と、ハウジングの内部容積へのアクセスを可能にするポートと、を有するハウジングと、ハウジングのポートに取り外し可能に結合可能な装填機構であって、内部で消耗材料を支持するように構成され、活性位置で長手方向軸と整列して材料を選択的に位置決めするように構成される、装填機構と、ハウジングに結合され、出口ノズルおよび加熱要素を含むノズルアセンブリと、を含む、ハンドヘルド描画装置。

条項３６．装填機構が、ハウジングのポート内に取り外し可能に挿入可能なカートリッジを含み、カートリッジが、回転軸と、回転軸の周りに配置された複数のチャンバと、を有し、複数のチャンバの各々が、内部に材料のペレットを支持するように構成され、複数のチャンバのうちの活性チャンバを、活性位置において長手方向軸と整列して選択的に位置決めするように、回転軸の周りで回転可能である、条項３５に記載の描画装置。

条項３７．ハウジング内に配置され、長手方向軸に沿って並進可能なプッシュロッドをさらに含み、プッシュロッドが、ペレットを溶融させて材料を押し出すために活性チャンバから加熱要素に向かってペレットを駆動するための延伸位置に向かって活性チャンバ内に移動可能である、条項３６に記載の描画装置。

条項３８．プッシュロッドの延伸位置への運動を駆動するように構成されたモータをさらに含む、条項３７に記載の描画装置。

条項３９．プッシュロッドが、モータのギヤと係合するラックに結合される、条項３８に記載の描画装置。

条項４０．プッシュロッドの延伸位置への運動を駆動するように構成されたばね機構をさらに含む、条項３７に記載の描画装置。

条項４１．モータを作動させてプッシュロッドの動きを制御し、それによってペレットを出口ノズルから押し出すように構成されたアクチュエータをさらに含む、条項３８に記載の描画装置。

条項４２．カートリッジを回転させるための前進機構をさらに含む、条項３７に記載の描画装置。

条項４３．前進機構が、プッシュロッドが延伸位置から離れる方向に移動することによって作動するリンクシステムを含む、条項４２に記載の描画装置。

条項４４．リンクシステムが、ピボット逆リンク機構と、駆動ロッドと、ピボット前進リンク機構と、を含む、条項４３に記載の描画装置。

条項４５．出口ノズルが、長手方向軸に沿って配置される、条項３５から４４のいずれかに記載の描画装置。

条項４６．カートリッジが５つのチャンバを含む、条項３６に記載の描画装置。

条項４７．カートリッジが少なくとも２つのチャンバを含む、条項３６に記載の描画装置。

条項４８．加熱要素は、出口ノズルと装填機構との中間に配置される、条項３６に記載の描画装置。

条項４９．複数のチャンバの各々が円筒形である、条項３６に記載の描画装置。

条項５０．プッシュロッドが、延伸位置から装填位置に自動的に戻る、条項３７に記載の描画装置。

条項５１．装置の装填チャンバからプッシュロッドを押し出すように構成された反転機構をさらに含む、条項３７に記載の描画装置。

条項５２．反転機構が、プッシュロッドを活性チャンバから離れるように付勢するように構成されたばねを含む、条項５１に記載の描画装置。

条項５３．プッシュロッドが、ギヤ駆動装置と噛合式に係合するラックを含む、条項５１に記載の描画装置。

条項５４．カートリッジがハウジングのカバー部分に結合され、カートリッジおよびカバー部分が単一のユニットとして協働して、ハウジングからのカートリッジの挿入または取り外しを可能にし、ポートに隣接するハウジングの外部に表面連続性を提供する、条項３６に記載の描画装置。

条項５５．ハウジングが、ペンとしてユーザの手に収まるように構成され、ハウジングに対して実質的に垂直なハンドルなしで構成される、条項３５から５４のいずれかに記載の描画装置。

条項５６．描画装置が、３Ｄ空間での描画を可能にするように構成された３次元（３Ｄ）描画ペンである、条項３５から５５のいずれかに記載の描画装置。

条項５７．ハウジングが、上部ハウジングおよび下部ハウジングを含み、上部ハウジングおよび下部ハウジングの少なくとも一方が、ノズルアセンブリに近接する冷却ポートを含む、条項３５から５６のいずれかに記載の描画装置。

条項５８．加熱要素が、出口ノズルに隣接して配置され、出口ノズルを通って押し出す前に材料を溶融するように構成される、条項３５から５７のいずれかに記載の描画装置。

条項５９．ハウジングが第１の端部と第２の端部との間の長さを含み、長さがハウジングの最大横断範囲よりも大きい、条項３５から５８のいずれかに記載の描画装置。

条項６０．装置が、出口ノズルから材料のペレットを連続的な垂直形態で押し出すように構成される、条項３５から５９のいずれかに記載の描画装置。

条項６１．ハンドヘルド描画装置で使用するためのモジュール式カートリッジアセンブリであって、係合空洞を有する装着構成要素と、複数のチャンバを有し、係合空洞内に少なくとも部分的に受け入れられるように構成されたカートリッジと、カートリッジをカバー部材に対して装着して、カートリッジが長手方向軸の周りを回転して、複数のチャンバのうちの活性チャンバをカバー部材に対して目標位置に整列させることを可能にするために、装着構成要素の係合部材を結合することができる係合部分を有するカバー部材と、を含む、モジュール式カートリッジアセンブリ。

条項６２．カバー部材から延在する装着ブラケットをさらに含み、装着ブラケットが、装着構成要素がカバー部材に結合される組み立てられた構成でカートリッジが受け入れられるカートリッジレセプタクルを画定する、条項６１に記載のカートリッジアセンブリ。

条項６３．装着ブラケットが、活性チャンバを回転可能に位置合わせすることができる排出開口部を含む、条項６２に記載のカートリッジアセンブリ。

条項６４．複数の磁気結合部材をさらに含む、条項６１に記載のカートリッジアセンブリ。

条項６５．条項６１から６４のいずれかに記載のカートリッジアセンブリを含む、描画装置。

条項６６．ハンドヘルド描画装置であって、内部容積と、長手方向軸と、ハウジングの内部容積へのアクセスを可能にするポートと、を有するハウジングと、ハウジングのポート内に取り外し可能に挿入可能なカートリッジであって、回転軸と、回転軸の周りに配置された複数のチャンバと、を有し、複数のチャンバの各々が、内部に材料のペレットを支持するように構成され、複数のチャンバのうちの活性チャンバを、活性位置において長手方向軸と整列して選択的に位置決めするように、回転軸の周りで回転可能である、カートリッジと、活性位置に配置されたときに活性チャンバから材料を押し出すように構成された前進機構であって、延伸位置および後退位置を有するプッシュロッドを含み、プッシュロッドが、材料を活性チャンバから押し出すために延伸位置に移動可能であり、後退位置に移動するように構成される、前進機構と、を含む、ハンドヘルド描画装置。

条項６７．前進機構が、モータと、プッシュロッドを延伸位置に駆動するためにモータに結合されたスキップギヤと、を含み、モータが、プッシュロッドが後退位置に移動することを可能にするためにプッシュロッドがスキップギヤと係合解除される位置までスキップギヤを回転させるように構成される、条項６６に記載の描画装置。

条項６８．プッシュロッドが、プッシュロッドがスキップギヤから係合解除されたときにプッシュロッドを自動的に後退させるためにプッシュロッドに後退力を加えるばねに結合されている、条項６７に記載の描画装置。

条項６９．プッシュロッドが、プッシュロッドを延伸位置から後退位置に向かって自動的に後退させるためにプッシュロッドに後退力を加えるばねに結合されている、条項６６から６８のいずれかに記載の描画装置。

条項７０．ハンドヘルド描画装置であって、内部容積と、長手方向軸と、ハウジングの内部容積へのアクセスを可能にするポートと、を有するハウジングと、装填機構が、ハウジングのポート内に取り外し可能に挿入可能なカートリッジであって、回転軸と、回転軸の周りに配置された複数のチャンバと、を有し、複数のチャンバの各々が、内部に材料のペレットを支持するように構成され、複数のチャンバのうちの活性チャンバを、活性位置において長手方向軸と整列して選択的に位置決めするように、回転軸の周りで回転可能である、カートリッジと、カートリッジを回転させて、複数のチャンバのうちの別のチャンバを活性位置に位置合わせするように構成された回転機構と、を含む、ハンドヘルド描画装置。

条項７１．回転機構が、長手方向運動を変換してカートリッジの回転運動を駆動するように構成された駆動リンク機構を含む、条項７０に記載の描画装置。

条項７２．描画装置から押し出すために活性チャンバから材料を駆動し、後退位置に戻ると、駆動リンク機構を作動させる長手方向の力を提供するように構成された前進機構をさらに含む、条項７１に記載の描画装置。

条項７３．装填機構と、材料を装置の活性チャンバからノズルアセンブリに向かって駆動する前進機構と、をさらに含む、先行する条項のいずれかに記載の描画装置。

条項７４．クリップ機構、スクリュー駆動機構、ベルト機構、手動プッシュロッド機構、および／または波動生成機構を含む装填機構をさらに含む、先行する条項のいずれかに記載の描画装置。

さらなる考察
いくつかの実施形態では、本明細書の条項のいずれかは、独立条項のいずれか１つまたは従属条項のいずれか１つに依存し得る。一態様では、条項（例えば、従属項または独立項）のいずれかは、任意の他の１つまたは複数の条項（例えば、従属項または独立項）と組み合わせることができる。一態様において、請求項は、節、文、句または段落に列挙された単語（例えば、ステップ、動作、手段または構成要素）の一部または全部を含み得る。一態様では、請求項は、１つまたは複数の節、文、語句または段落に列挙された単語の一部またはすべてを含むことができる。一態様では、各節、文、句、または段落の単語の一部が削除されてもよい。一態様では、追加の単語または要素が、節、文、句、または段落に追加されてもよい。一態様では、主題技術は、本明細書に記載された構成要素、要素、機能または動作のいくつかを利用することなく実装され得る。一態様では、主題技術は、追加の構成要素、要素、機能または動作を利用して実装され得る。

上記の説明は、当業者が本明細書に記載の様々な構成を実施することを可能にするために提供されたものである。本技術は、様々な図および構成を参照して特に説明されているが、これらは例示のみを目的としており、本技術の範囲を限定するものとして解釈されるべきではないことを理解されたい。

本技術を実施するための他の多くの方法が存在し得る。本明細書に記載された様々な機能および要素は、主題技術の範囲から逸脱することなく、示されたものとは異なるように分割され得る。これらの構成に対する様々な変更は、当業者には容易に明らかであり、本明細書で定義される一般的な原理は、他の構成に適用されてもよい。したがって、本技術の範囲から逸脱することなく、当業者によって本技術に対して多くの変更および修正を行うことができる。

開示されたプロセスにおけるステップの特定の順序または階層は、例示的な手法の例示であることが理解される。設計上の選好に基づいて、プロセスにおけるステップの固有の順序または階層が再配置され得ることが理解される。ステップのいくつかは、同時に実施されてもよい。添付の方法の請求項は、様々なステップの要素をサンプル順序で提示し、提示された固有の順序または階層に限定されることを意味しない。

本明細書で使用される場合、項目のいずれかを分離するために「および」または「または」という用語を用いた、一連の項目の前の語句「少なくとも１つ」は、リストの各メンバ（すなわち、各項目）ではなく、リスト全体を修飾する。「の少なくとも１つ」という語句は、列挙された各項目の少なくとも１つの事項を選択する必要はなく、むしろ、この語句は、事項の任意の１つの少なくとも１つ、および／または事項の任意の組み合わせの少なくとも１つ、および／または事項の各々の少なくとも１つを含む意味を許容する。例として、「Ａ、Ｂ、およびＣの少なくとも１つ」または「Ａ、Ｂ、またはＣの少なくとも１つ」という語句はそれぞれ、Ａのみ、Ｂのみ、またはＣのみ、Ａ、Ｂ、およびＣの任意の組み合わせ、および／またはＡ、ＢおよびＣの各々の少なくとも１つを指す。

本開示で使用される「上部」、「底部」、「前部」、「後部」などの用語は、通常の重力の基準フレームではなく、任意の基準フレームを指すものとして理解されるべきである。このようにして、上面、底面、前面、および後面は、重力の基準フレームで上方に、下方に、斜めに、または水平に延在し得る。

さらに、「含む」、「有する」などの用語が明細書または特許請求の範囲で使用される限り、そのような用語は、「備える」が特許請求の範囲で移行語として使用される場合に解釈されるので、「備える」という用語と同様に包括的であることを意図している。

本明細書で使用される場合、「約」という用語は、当業者には理解されるように、述べられた実際の値に対するものであり、関連する状況下での測定の近似、不正確さ、および限界を可能にする。１つまたは複数の態様では、「約」、「実質的に」、および「およそ」という用語は、記載された実際の値の１パーセント未満～１０パーセントの許容差、および他の適切な許容差など、それらの対応する用語および／または項目間の関連性について業界で受け入れられている許容差を提供することができる。

本明細書で使用される場合、「含む」という用語は、指定された整数の存在を示すが、不特定の他の整数の可能性を可能にする。この用語は、指定された整数の特定の割合を意味するものではない。「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という単語の変形、例えば「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」および「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」は、対応して同様の意味を有する。

「例示的」という用語は、本明細書では「例、事例、または例示としての役割を果たす」を意味するために使用される。本明細書で「例示的」として説明される実施形態は、必ずしも他の実施形態よりも好ましいまたは有利であると解釈されるべきではない。

単数形の要素への言及は、特に明記しない限り、「１つおよび１つだけの」を意味するものではなく、「１つまたは複数」を意味することを意図している。男性代名詞（例えば、彼の）は、女性および中性（例えば、彼女の、およびその）を含み、その逆も同様である。「いくつかの」という用語は、１つまたは複数を指す。下線および／または斜体の見出しおよび小見出しは、便宜上のみ使用され、主題技術を限定するものではなく、主題技術の説明の解釈に関連して言及されるものではない。当業者に知られている、または後に当業者に知られるようになる、本開示を通して説明される様々な構成の要素に対するすべての構造的および機能的等価物は、参照により本明細書に明示的に組み込まれ、主題技術に包含されることが意図される。さらに、本明細書に開示したものは、そのような開示が上記の説明に明示的に記載されているかどうかにかかわらず、公衆に専用であることを意図していない。

詳細な説明は多くの詳細を含むが、これらは主題技術の範囲を限定するものとして解釈されるべきではなく、単に主題技術の異なる例および態様を例示するものとして解釈されるべきである。主題技術の範囲は、上記で詳細に論じられていない他の実施形態を含むことを理解されたい。本開示の範囲から逸脱することなく、本明細書に開示する主題技術の方法および装置の構成、動作および詳細において、様々な他の修正、変更および変形を行うことができる。さらに、本開示の範囲内に包含されるために、本開示の異なる実施形態によって解決可能な（または達成可能なすべての利点を有する）すべての問題に装置または方法が対処する必要はない。本明細書における「できる」およびその派生語の使用は、肯定的な能力とは対照的に、「場合により」または「任意選択的に」の意味で理解されるものとする。

Claims (15)

1. ハンドヘルド描画装置であって、
   内部容積と、長手方向軸と、ポートとを有するハウジングであって、前記ポートは、前記ハウジングの側面領域に沿って設けられており、前記ハウジングの前記内部容積へ前記長手方向軸を横切る方向でのアクセスを可能にする、ハウジングと、
   前記ポートに隣接する前記ハウジングの遠位端部分に結合され、出口ノズルと、材料のペレットを溶融するための加熱要素と、を含むノズルアセンブリと、
   取り外し可能なカバー部と、該取り外し可能なカバー部によって支持されるカートリッジとを含むカートリッジアセンブリであって、該カートリッジアセンブリは、前記ハウジングの前記長手方向軸を横切る方向に前記ポートへ挿入可能であり、前記取り外し可能なカバー部は、前記ポートにおいて前記ハウジングに取り外し可能に装着可能であり、前記カートリッジは、前記ペレットを受け入れるように構成された１つ以上のチャンバを備え、前記１つ以上のチャンバは、前記取り外し可能なカバー部が前記ハウジングに結合されたときに前記ノズルアセンブリと位置合わせされ、前記ペレットが前記ハウジング内の活性位置に駆動されて支持され、前記加熱要素が前記ペレットを溶融させることを可能にするように構成された、カートリッジアセンブリと、
   を含むハンドヘルド描画装置。
2. 前記カートリッジが、前記取り外し可能なカバー部および前記ハウジングの前記ポートに対して回転可能となるように、前記カートリッジの少なくとも一部が、前記ハウジングの前記側面領域に沿って露出されている、請求項１に記載の描画装置。
3. 前記カートリッジが、回転軸と、前記回転軸の周りに配置された複数のチャンバと、を有し、前記複数のチャンバの各々が、内部に複数のペレットを支持するように構成され、前記複数のチャンバのうちの活性チャンバを、活性位置において前記長手方向軸と整列して選択的に位置決めするように、前記回転軸の周りで回転可能である、請求項２に記載の描画装置。
4. 前記カートリッジを回転させ、前記ペレットを前記活性チャンバから前記加熱要素に向かって駆動するための前進機構をさらに含む、請求項３に記載の描画装置。
5. 前記ハウジング内に配置され、前記長手方向軸に沿って並進可能なプッシュロッドをさらに含み、前記プッシュロッドが、前記ペレットを溶融させて前記材料を押し出すために前記活性チャンバから前記加熱要素に向かって前記ペレットを駆動するための延伸位置に向かって前記活性チャンバ内に移動可能である、請求項４に記載の描画装置。
6. 前記前進機構が、前記プッシュロッドが前記延伸位置から離れる方向に移動することによって作動するリンクシステムを含み、前記リンクシステムに、追加の材料を前記活性位置に位置決めするためのカートリッジに対して駆動部材を接触させる、請求項５に記載の描画装置。
7. 前記リンクシステムが、ピボット逆リンク機構と、駆動ロッドと、ピボット前進リンク機構と、を含む、請求項６に記載の描画装置。
8. 前記プッシュロッドの前記延伸位置への運動を駆動するように構成されたばね機構をさらに含む、請求項５に記載の描画装置。
9. モータを作動させて前記プッシュロッドの動きを制御し、それによって前記出口ノズルから前記ペレットを押し出すように構成されたアクチュエータをさらに含む、請求項５に記載の描画装置。
10. 前記描画装置の装填チャンバから前記プッシュロッドを引き込むように構成された後退機構をさらに含む、請求項５に記載の描画装置。
11. 前記カートリッジおよび前記取り外し可能なカバー部が単一のユニットとして協働して、前記ハウジングからの前記カートリッジの挿入または取り外しを可能にし、前記カートリッジが前記取り外し可能なカバー部に回転可能に支持されている、請求項２に記載の描画装置。
12. クリップ機構、材料の複数のペレットが支持されるベルト、スクリュー駆動機構、手動プッシュロッド機構、または波動生成機構をさらに備える、請求項１に記載の描画装置。
13. ハンドヘルド描画装置で使用するためのモジュール式カートリッジアセンブリであって、（ｉ）取り外し可能なカバー部と、（ｉｉ）係合空洞を有する装着構成要素と、（ｉｉｉ）前記取り外し可能なカバー部に支持されたカートリッジであって、複数のチャンバを有し、前記係合空洞内に少なくとも部分的に受け入れられるように構成されたカートリッジと、を備え、前記複数のチャンバのそれぞれは、ペレットを担持するように構成されており、前記カートリッジは、長手方向軸の周りを回転して、前記複数のチャンバのうちの活性チャンバを前記取り外し可能なカバー部に対して目標位置に整列させるように構成されており、前記取り外し可能なカバー部は、前記ハンドヘルド描画装置のハウジングの長手方向軸を横切る方向に、前記ハンドヘルド描画装置のポートに結合可能であり、前記目標位置にあるときに、前記複数のチャンバのそれぞれから前記ペレットを送り出すことを可能にする、モジュール式カートリッジアセンブリ。
14. 前記取り外し可能なカバー部から延在する装着ブラケットをさらに含み、前記装着ブラケットが、前記装着構成要素が前記取り外し可能なカバー部に結合される組み立てられた構成で前記カートリッジが受け入れられるカートリッジレセプタクルを画定する、請求項１３に記載のカートリッジアセンブリ。
15. 請求項１３に記載のカートリッジアセンブリを含む、描画装置。