JP6433309B2 - 三次元造形装置 - Google Patents

Description

本発明は、三次元造形装置に関し、さらに詳細には、熱溶解積層法により三次元造形物を作製する三次元造形装置に関する。

従来より、作成する三次元造形物の形状を表す三次元データに基づいて、線状に加工した熱可塑性樹脂（以下、「線状に加工した熱可塑性樹脂」を、「フィラメント樹脂」と適宜に称することとする。）が供給されるヘッドから、当該フィラメント樹脂を溶解して吐出し、吐出した樹脂を積層して三次元造形物を作製する技術が知られている。

即ち、こうした三次元造形装置は、供給されたフィラメント樹脂を溶解して吐出するヘッドと、ヘッドから溶解された樹脂を積層して三次元造形物が作成されるテーブルとが、ＸＹＺ直交座標系におけるＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の三軸方向に相対的に移動自在に配設され、このヘッドから断面画像データに基づいて、ヘッドから溶解した樹脂をテーブル上に吐出する。こうした樹脂は、吐出されると冷却されて硬化（固化）して硬化層を形成し、こうした断面画像データに基づく硬化層を積み重ねて三次元造形物を作製する。

ところで、こうした三次元造形装置のヘッドでは、フィラメント樹脂が供給され、供給されたフィラメント樹脂を溶解し、溶解した樹脂をノズルから吐出することとなる。

ここで、図１には、従来の技術による三次元造形装置におけるヘッドの概略構成説明図が示されており、この図１に示すヘッド１００は、スプールから巻き解かれたフィラメント樹脂２００を、後述するヒーターノズル１０４に送り出す搬送ギア１０２ａ、１０２ｂと、搬送ギア１０２ａ、１０２ｂにより押し出されたフィラメント樹脂を、溶解して吐出するヒーターノズル１０４とを有して構成されている。

こうした構成において、ヘッド１００から樹脂を吐出するには、ヘッド１００の外部より挿入されたフィラメント樹脂２００を搬送ギア１０２ａ、１０２ｂに挟持するようにセットし、搬送ギア１０２ａ、１０２ｂをフィラメント樹脂２００に向かって（矢印方向）回転することでフィラメント樹脂２００を下方側に搬送する。

こうして搬送ギア１０２ａ、１０２ｂにより下方側に搬送されたフィラメント樹脂２００は、ヒーターノズル１０４の上端部１０４ａに設けられた開口部（図示せず。）よりヒーターノズル１０４内に導入され、導入されたフィラメント樹脂２００は、ヒーターノズル１０４において溶解されて、ヒーターノズル１０４の下端部１０４ｂより吐出されることとなる。

なお、フィラメント樹脂２００は、三次元造形装置において、スプールに巻き付けられた状態でセットされ、スプールから巻き解かれたフィラメント樹脂２００は、三次元造形装置内部に引き込まれて、三次元造形装置内に配設されたヘッド１００に挿入される。

そして、フィラメント樹脂２００は、所定の搬送機構により三次元造形装置内に搬送されるとともに、ヘッド１００内部に設けられた搬送ギア１０２ａ、１０２ｂによりヒーターノズル１０４に搬送されることとなる。

また、三次元造形装置において、所定の搬送機構および搬送ギア１０２ａ、１０２ｂによりフィラメント樹脂２００が搬送不可能な状態となると、取り付けられたスプールのフィラメント樹脂２００を全て使用したものと判断し、新たに、フィラメント樹脂２００’が巻き付けられたスプールに交換し、新たなフィラメント樹脂２００’の補充を行う。

その後、交換したスプールに巻き付けられたフィラメント樹脂２００を所定の搬送機構および搬送ギア１０２ａ、１０２ｂにより搬送可能な状態にセットし、新たなフィラメント樹脂２００を使用することとなる。

ここで、ヘッド１００においては、所定のスプールから巻き解かれたフィラメント樹脂２００が搬送不可能な状態となると、搬送ギア１０２ａ、１０２ｂとヒーターノズル１０４との間に、フィラメント樹脂２００が残ってしまう（図２（ａ）を参照する。）。

このため、三次元造形装置において、交換されたスプールに巻き回されたフィラメント樹脂２００’を補充する際には、フィラメント樹脂２００’をヘッド１００の搬送ギア１０２ａ、１０２ｂに搬送可能な状態にセットする前に、ヘッド１００の内部に残っているフィラメント樹脂２００を取り除かなければならず、こうした処理が作業者にとって面倒な作業となっていた。

なお、こうした作業を省くために、交換されたスプールに巻き回された新たなフィラメント樹脂２００’により、ヘッド１００内部に残っているフィラメント樹脂２００を押圧して、フィラメント樹脂２００をヒーターノズル１０４に導入することが考えられる。

具体的には、フィラメント樹脂２００’を搬送ギア１０２ａ、１０２ｂに搬送可能な状態にセットし、フィラメント樹脂２００’の先端部２００’ａにより、フィラメント樹脂２００の後端部２００ａを下方側に向かって押圧し、残ったフィラメント樹脂２００をヒーターノズル１０４に搬送するようにする（図２（ｂ）を参照する。）。

しかしながら、こうした手法では、搬送ギア１０２ａ、１０２ｂによりフィラメント樹脂２００’を下方側に搬送する際（つまり、フィラメント樹脂２００’によりフィラメント樹脂２００を押圧する際である。）に、フィラメント樹脂２００’とフィラメント樹脂２００とが湾曲してしまい（図２（ｃ）を参照する。）、フィラメント樹脂２００’およびフィラメント樹脂２００をヒーターノズル１０４に導入することができなくなることがあった。

このため、新たなフィラメント樹脂２００’を補充する際に、ヘッド１００に残ったフィラメント樹脂２００を取り除くことなく、フィラメント樹脂２００およびフィラメント樹脂２００’をヒーターノズル１０４に導入することができるようにした三次元造形装置の提案が望まれていた。

なお、本願出願人が特許出願のときに知っている先行技術は、文献公知発明に係る発明ではないため、本願明細書に記載すべき先行技術文献情報はない。

本発明は、従来の技術の有する上記したような要望に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、新たなフィラメント樹脂を補充する際に、ヘッドに残ったフィラメント樹脂を取り除くことなく、各フィラメント樹脂をヒーターノズルに導入することができるようにした三次元造形装置を提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、本発明は、溶解したフィラメント樹脂を吐出して三次元造形物を作製する三次元造形装置において、導入されたフィラメント樹脂を溶解して吐出する吐出手段と、大径の第１の領域と小径の第２の領域とが交互に形成された略円筒形状に成形された回転部材を備え、上記回転部材を回転してフィラメント樹脂を搬送する搬送手段と、所定の領域に凹凸構造が形成され、該凹凸構造に上記搬送手段の上記第１の領域および上記第２の領域が接触することなく嵌合するように配設され、上記搬送手段により搬送されたフィラメント樹脂を上記吐出手段まで直線的に誘導する第１の誘導手段とを有するようにしたものである。

また、本発明は、溶解したフィラメント樹脂を吐出して三次元造形物を作製する三次元造形装置において、導入されたフィラメント樹脂を溶解して吐出する吐出手段と、凸部に形成された第１の領域と、凹部に形成された第２の領域とが交互に形成されたベルトが無端状に配設された回転部材を備え、上記回転部材を回転してフィラメント樹脂を搬送する搬送手段と、 所定の領域に凹凸構造が形成され、該凹凸構造に上記搬送手段の上記第１の領域および上記第２の領域が接触することなく嵌合するように配設され、上記搬送手段により搬送されたフィラメント樹脂を上記吐出手段まで直線的に誘導する第１の誘導手段とを有するようにしたものである。

また、本発明は、上記した発明において、さらに、上記搬送手段にフィラメント樹脂を誘導する第２の誘導手段とを有するようにしたものである。

本発明は、以上説明したように構成されているので、新たなフィラメント樹脂を補充する際に、ヘッドに残ったフィラメント樹脂を取り除くことなく、各フィラメント樹脂をヒーターノズルに導入することができるという優れた効果を奏するものである。

図１は、従来の技術による三次元造形装置におけるヘッドの概略構成説明図である。 図２（ａ）は、図１に示すヘッドにおいて、フィラメント樹脂が残った状態を示す説明図であり、また、図２（ｂ）は、ヘッド内部にフィラメント樹脂が残った状態で新たなフィラメント樹脂をセットした状態を示す説明図であり、また、図２（ｃ）は、図２（ｂ）に示す状態から、新たなフィラメント樹脂の搬送を行った状態を示す説明図である。 図３は、本発明による三次元造形装置の概略構成斜視説明図である。 図４は、搬送ギアの概略構成説明図である。 図５（ａ）は、ガイド部材の概略構成斜視説明図であり、また、図５（ｂ）は、ガイド部材における側方部材の概略構成説明図である。 図６は、図３におけるヘッドの要部を模式的に示すＩ矢視図である。 図７（ａ）は、ヘッドにおいて、フィラメント樹脂が残った状態を示す説明図であり、また、図７（ｂ）は、ヘッド内部にフィラメント樹脂が残った状態で新たなフィラメント樹脂をセットした状態を示す説明図であり、また、図７（ｃ）は、図７（ｂ）に示す状態から、新たなフィラメント樹脂の搬送を行った状態を示す説明図である。 図８は、フィラメント樹脂が搬送ギアに挟持された状態を示す説明図である。 図９（ａ）は、本発明による三次元造形装置のヘッドにおける変形例を示す説明図であり、また、図９（ｂ）は、変形例として追加されたガイド部材の概略構成斜視説明図である。 図１０（ａ）は、本発明による三次元造形装置のヘッドにおける変形例を示す説明図であり、また、図１０（ｂ）は、搬送ベルトの一部拡大図であり、また、図１０（ｃ）は、搬送ベルトの変形例を示す説明図である。

以下、添付の図面を参照しながら、本発明による三次元造形装置の実施の形態の一例を詳細に説明することとする。

なお、図１および図２を参照しながら説明した従来の技術による三次元造形装置と同一または相当する構成については、上記において用いた符号と同一の符号を用いて示すことにより、その詳細な構成ならびに作用効果の説明は適宜に省略することする。

図３には、本発明による三次元造形装置の概略構成説明図が示されており、この図３に示す三次元造形装置１０は、筐体１２内の底部に配置されたガイドレール１４上にＸＹＺ直交座標系におけるＹ軸方向に移動自在に配設されて三次元造形物が積層されるテーブル１６と、テーブル１６の上方側において、Ｘ軸方向に平行に延長し、筐体１２の側面１２ａ、１２ｂにその両端部を係止される一対のガイドレール１８と、一対のガイドレール１８に支持されてＸ軸方向に沿って移動可能に配設された移動部材２２と、移動部材２２の前面に配設され、筐体１２内に引き込まれたフィラメント樹脂２００を溶解し、溶解した樹脂を吐出するヘッド２０とを有して構成されている。

なお、この三次元造形装置１０の全体の動作は、マイクロコンピューター（図示せず。）により制御される。

より詳細には、ヘッド２０は、筐体１２内部において、一対のガイドレール１８に移動自在に配設された移動部材２２の前面に、Ｚ軸方向に移動自在に配設されている。

即ち、ヘッド２０は、移動部材２２の前面において、例えば、Ｚ軸方向に延長されたガイドレール（図示せず。）に移動自在に配設され、マイクロコンピューター（図示せず。）の制御により、ヘッド２０に設けられたモーター（図示せず。）を駆動して、ヘッド２０を当該ガイドレールに沿ってＺ軸方向において上方側および下方側に移動することとなる。

なお、移動部材２２は、Ｘ軸方向に延設された一対のガイドレール１８に移動自在に配設されており、マイクロコンピューター（図示せず。）の制御により、移動部材２２に設けられたモーター（図示せず。）を起動して、Ｘ軸方向において左方側および右方側に移動する。

従って、移動部材２２に配設されたヘッド２０は、Ｚ軸方向へ移動可能であるとともに、移動部材２２を介してＸ軸方向にも移動可能な構成となっている。

ここで、テーブル１６は、筐体１２の底面にＹ軸方向に延長して設けられたガイドレール１４上に、移動自在に配設されている。そして、このテーブル１６には、モーター（図示せず。）が配設されており、マイクロコンピューター（図示せず。）の制御によりこのモーターを起動することによって、テーブル１６をガイドレール１４に沿ってＹ軸方向において前方側および後方側に移動する。

これにより、三次元造形装置１０においては、ヘッド２０とテーブル１６との相対的な位置関係が三次元で変化するような構成となっている。

また、ヘッド２０は、下面板２０ａに配設されたヒーターノズル１０４と、ヒーターノズル１０４の上方側において、フィラメント樹脂２００を挟持してフィラメント樹脂２００に向かって回転することにより、フィラメント樹脂２００を下方側に送り出す搬送ギア２４、２６と、ヒーターノズル１０４と搬送ギア２４、２６との間に配設され、搬送ギア２４、２６から搬出されたフィラメント樹脂２００をヒーターノズル１０４へ誘導するガイド部材２８とを備えている。

搬送ギア２４および搬送ギア２６は、フィラメント樹脂２００を挟むことが可能な間隔を設けて配設される。

この搬送ギア２４は、大径で形成され、外周面に凹凸構造が形成された略円板形状のギア部２４−１と、小径で形成され、外周面に凹凸構造が形成されていない円柱部２４−２とが交互に形成された形状となっている（図４を参照する。）。

このとき、ギア部２４−１と円柱部２４−２とは、一体的に成形して搬送ギア２４を形成するようにしてもよいし、それぞれ別体に成形したものを組み合わせて搬送ギア２４を形成するようにしてもよい。

また、このとき、ギア部２４−１と円柱部２４−２とは、その中心軸が同一直線上に位置するように形成される。

こうした搬送ギア２４は、モーター３０により生じた熱がフィラメント樹脂２００へ伝導することを防止するために、熱伝導率の低い材料、例えば、エポキシ樹脂により形成される。

また、搬送ギア２４は、その中心に設けられた孔２４ａに、モーター３０から延設された回転軸３０ａが挿通される。そして、この回転軸３０ａの前方側端部には、搬送ギア２４を貫装した後に留め具３４が装着されることとなる（図６を参照する。）。これにより、搬送ギア２４は、回転軸３０ａから脱落することがないように係止される。

そして、搬送ギア２４は、モーター３０の駆動により、回転軸３０ａを介してフィラメント樹脂２００が位置する方向（つまり、図３においては矢印Ａ方向である。）に回転するようになされている。

搬送ギア２６は、大径で形成され、外周面に凹凸構造が形成された略円板形状のギア部２６−１と、小径で形成され、外周面に凹凸構造が形成されていない円柱部２６−２とが交互に形成された構成となっている（図４を参照する。）。

このとき、ギア部２６−１と円柱部２６−２とは、一体的に形成して搬送ギア２６を形成するようにしてもよいし、それぞれ別体に形成したものを組み合わせて搬送ギア２６を形成するようにしてもよい。

また、このとき、ギア部２６−１と円柱部２６−２とは、その中心軸が同一直線上に位置するように形成される。

こうした搬送ギア２６は、モーター３２により生じた熱がフィラメント樹脂２００へ伝導することを防止するために、熱伝導率の低い材料、例えば、エポキシ樹脂により形成される。

また、搬送ギア２６は、その中心に設けられた孔２６ａに、モーター３２から延設された回転軸３２ａが挿入される。そして、この回転軸３２ａの前方側端部には、搬送ギア２６を貫装した後に留め具３６が装着されることとなる（図６を参照する。）。これにより、搬送ギア２６は、回転軸３２ａから脱落することがないように係止される。

そして、搬送ギア２６は、モーター３２の駆動により、回転軸３２ａを介してフィラメント樹脂２００が位置する方向（つまり、図３においては矢印Ｂ方向である。）に回転するようになされている。

ガイド部材２８は、搬送ギア２４、２６とヒーターノズル１０４との間に配設され、側方部材２８−１、２８−２の前面に板状部材２８−３が配設されるとともに、後面に板状部材２８−４が配設された構成となっている。

そして、側方部材２８−１、２８−２および板状部材２８−３、２８−４により貫通孔Ｈが形成されている（図５（ａ）を参照する。）。なお、こうした貫通孔Ｈは、三次元造形装置１０において使用するフィラメント樹脂２００を挿通することが可能な大きさに設計されている。

また、ガイド部材２８は、ヒーターノズル１０４に設けられたフィラメント樹脂２００の導入口（図示せず。）の真上に、貫通孔Ｈが位置するように配設される。

側方部材２８−１の上面２８−１ａには、凹部２８−１ａａと凸部２８−１ａｂとが交互に形成されており、側方部材２８−１の上面２８−１ａに形成された凹部２８−１ａａおよび凸部２８−１ａｂに、搬送ギア２４に形成されたギア部２４−１および円柱部２４−２が嵌合することが可能なように形成されている。

従って、凹部２８−１ａａの幅Ｗ１は、ギア部２４−１の幅ｗ１よりやや大きく形成するとともに、凸部２８−１ａｂの幅Ｗ２は、円柱部２４−２の幅ｗ２よりやや小さく形成する。また、凸部２８−１ａｂの高さｈ１は、ギア部２４−１と円柱部２４−２との径の差分ｌ１と一致する、あるいは、ほぼ一致するように形成することが好ましい。

また、凹部２８−１ａａの幅Ｗ１と凸部２８−１ａｂの幅Ｗ２とは、一致するようにしてもよいし、一方が他方より大きくなるようにしてもよいが、その値は、フィラメント樹脂２００の径よりも十分に小さい値とする。

また、側方部材２８−２は、側方部材２８−２の上面２８−２ａには、凹部２８−２ａａと凸部２８−１ａｂとが交互に形成されており、側方部材２８−２の上面２８−２ａに形成された凹部２８−２ａａおよび凸部２８−２ａｂに、搬送ギア２６に形成されたギア部２６−１および円柱部２６−２が嵌合することが可能なように形成されている。

従って、凹部２８−２ａａの幅Ｗ３は、ギア部２６−１の幅ｗ３よりやや大きく形成するとともに、凸部２８−２ａｂの幅Ｗ４は、円柱部２６−２の幅ｗ４よりやや小さく形成する。また、凸部２８−２ａｂの高さｈ２は、ギア部２６−１と円柱部２６−２との径の差分ｌ２と一致する、あるいは、ほぼ一致するように形成することが好ましい。また、凹部２８−２ａａの幅Ｗ３と凸部２８−２ａｂの幅Ｗ４とは、一致するようにしてもよいし、一方が他方より大きくなるようにしてもよいが、その値は、フィラメント樹脂２００の径よりも十分に小さい値とする。

こうしたガイド部材２８は、側方部材２８−１の上面２８−１ａに形成された凹部２８−１ａａおよび凸部２８−１ａｂと、搬送ギア２４に形成されたギア部２４−１および円柱部２４−２とが嵌合するとともに、側方部材２８−２の上面２８−２ａに形成された凹部２８−２ａａおよび凸部２８−２ａｂと、搬送ギア２６に形成されたギア部２６−１および円柱部２６−２とが嵌合するように配設される（図６を参照する。）。

なお、このとき、凹部２８−１ａａおよび凸部２８−１ａｂとギア部２４−１および円柱部２４−２とは互いに接触せず、凹部２８−２ａａおよび凸部２８−２ａｂとギア部２６−１および円柱部２６−２とは互いに接触しないように配設される。

また、このとき、ガイド部材２８は、下方側において、ヒーターノズル１０４の上端部１０４ａとわずかな空間を空けるようにしてもよいし、上端部１０４ａと密着するようにしてもよい。

以上の構成において、本発明による三次元造形装置１０で、新たなフィラメント樹脂２００’の補充を行うには、まず、フィラメント樹脂２００が残った状態のヘッド２０に対して、新たなフィラメント樹脂２００’をセットする。

フィラメント樹脂２００がヘッド２０内に残った状態においては、図７（ａ）に示すように、フィラメント樹脂２００は、ガイド部材２８の貫通孔Ｈ内に位置するとともに、後端部２００ａが搬送ヘッド２４、２６よりの下方側に位置することとなる。

ここで、筐体１２の側面１２ａの外部には、フィラメント樹脂２００が巻き付けられていたスプール２０２が配設されており、このスプール２０２を取り外し、新たにフィラメント樹脂２００’が巻き付けられているスプール２０２’を取り付ける。

その後、スプール２０２’から巻き解かれたフィラメント樹脂２００’を、側面１２ａに穿設された孔１２ａａから三次元造形装置１０の内部に引き込み、フィラメント樹脂２００’を搬送ギア２４、２６に挟持した状態とする。

このとき、フィラメント樹脂２００’は、搬送ギア２４、２６のギア部２４−１、２６−１と接した状態となる（図８を参照する。）。

こうした状態で、搬送ギア２４、２６を駆動すると、フィラメント樹脂２００’の先端部２００’ａがフィラメント樹脂２００の後端部２００ａと当接し（図７（ｂ）を参照する。）、さらに搬送ギア２４、２６を起動すると、下方側に送り出されるフィラメント樹脂２００’によって、フィラメント樹脂２００が下方側に押圧される。

これにより、フィラメント樹脂２００が下方側に搬送されることとなり、フィラメント樹脂２００がヒーターノズル１０４に導入される（図７（ｃ）を参照する。）。

このとき、フィラメント樹脂２００’とフィラメント樹脂２００とは、ガイド部材２８の貫通孔Ｈ内に位置しているため、フィラメント樹脂２００’およびフィラメント樹脂２００はともに、ガイド部材２８に形成された貫通孔Ｈに沿って真っ直ぐに誘導されてヒーターノズル１０４に送り出されることとなる。

以上において説明したように、本発明による三次元造形装置１０は、ヘッド２０において、搬送ギア２４、２６とヒーターノズル１０４との間に、フィラメント樹脂２００を挿通することが可能な貫通孔Ｈが形成されたガイド部材２８を設けるようにした。

これにより、本発明による三次元造形装置１０においては、新たなフィラメント樹脂２００’を補充する際には、ヘッド２０内に残ったフィラメント樹脂２００を取り除かずに、新たなフィラメント樹脂２００’を搬送ギア２４、２６により下方側に搬送することにより、フィラメント樹脂２００’がフィラメント樹脂２００を押圧しながら、フィラメント樹脂２００’およびフィラメント樹脂２００を貫通孔Ｈに沿って真っ直ぐにヒーターノズル１０４に導入することができるようになる。

このため、本発明による三次元造形装置１０によれば、ヘッド２０の内部に残ったフィラメント樹脂２００を取り除く必要がなくなり、容易に、新たなフィラメント樹脂２００’の補充作業を行うことができるようになる。

また、本発明による三次元造形装置１０は、搬送ギア２４、２６をそれぞれ、ギア部２４−１、２６−１と円柱部２４−２、２６−２とを交互に形成するようにし、ガイド部材２８は、搬送ギア２４と接続される側方部材２８−１の上面２８−１ａに、凹部２８−１ａａと凸部２８−１ａｂとを交互に形成するようにするとともに、搬送ギア２６と接続される側方部材２８−２の上面２８−２ａに、凹部２８−２ａａと凸部２８−２ａｂとを交互に形成するようにしたものである。

これにより、本発明による三次元造形装置１０においては、貫通孔Ｈの内周面では、搬送ギア２４と側方部材２８−１の上面２８−１ａとが、櫛の目が噛み合ったような状態で対向することとなり、搬送ギア２４、２６により搬送されるフィラメント樹脂２００（２００’）が搬送ギア２４あるいは搬送ギア２６に巻き込まれることがなくなる。

なお、上記した実施の形態は、以下の（１）乃至（７）に示すように変形するようにしてもよい。

（１）上記した実施の形態においては、ヘッド２０がＸ軸方向およびＺ軸方向に移動するようにし、テーブル１６がＹ軸方向に移動するようにして、ヘッド２０とテーブル１６との位置関係が三次元で変化するようにしたが、これに限られるものではないことは勿論である。

即ち、テーブル１６が固定され、ヘッド２０がＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向に移動するような構成としてもよいし、ヘッド２０が固定され、テーブル１６がＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向に移動するような構成としてもよく、要は、ヘッド２０とテーブル１６との位置関係が三次元で変化するような構成であれば、どのような構成としてもよい。

（２）上記した実施の形態においては、特に記載しなかったが、図９（ａ）に示すように、搬送ギア２４、２６の上方側に、搬送ギア２４、２６にフィラメント樹脂２００を誘導するためのガイド部材４０を配設するようにしてもよい。

具体的には、ガイド部材４０は、貫通孔Ｈ’が設けられた四角筒形状に形成される（図９（ｂ）を参照する。）。

なお、こうしたガイド部材４０における下面においては、搬送ギア２４、２６と対向する領域に、側方部材２８−１の上面２８−１ａや側方部材２８−２の上面２８−２ａに形成したような凹凸形状を形成するようにしてもよいし、当該凹凸形状を形成しないようにしてもよい。

（３）上記した実施の形態においては、フィラメント樹脂２００を下方側に搬送するための手段として、搬送ギア２４、２６を設けるようにしたがこれに限られるものではないことは勿論である。

即ち、図１０（ａ）に示すように、搬送ギア２４、２６に換えて、搬送機構４４、４６を設けるようにしてもよい。

具体的には、搬送機構４４は、モーター３０の回転軸３０ａに固定されたプーリー５０と、プーリー５０の上方側に所定の間隔を空けて配設されたプーリー５２との間に、無端状に搬送ベルト５４が張設される。

また、搬送機構４６は、モーター３２の回転軸３２ａに固定されたプーリー６０と、プーリー６０の上方側に所定の間隔を空けて配設されたプーリー６２との間に、無端状に搬送ベルト６４が張設される。

そして、搬送ベルト５４、６４は、例えば、ゴムなどの高い弾性を示す材料により形成され、モーター３０、３２の駆動によりフィラメント樹脂２００に向かって回転する。具体的には、搬送ベルト５４は矢印Ｃ方向に回転するとともに、搬送ベルト６４は矢印Ｄ方向に回転する。

こうした搬送ベルト５４の外周面には、その幅方向（Ｙ軸方向）において、凸部５４−１と凹部５４−２とを形成するようにし、搬送ベルト５４と側方部材２８−１の上面２８−１ａとが対向する部分において、櫛の目が?みあった状態とする。なお、凸部５４−１には、搬送ベルト５４の幅方向（Ｙ軸方向）に延設された凸部が所定の間隔で形成されている（図１０（ｂ）を参照する。）。

同様に、搬送ベルト６４の外周面には、その幅方向（Ｙ軸方向）において、凸部６４−１と凹部６４−２とを形成するようにし、搬送ベルト６４と側方部材２８−２の上面２８−２ａとが対向する部分において、櫛の目が?みあった状態とする。なお、凸部６４−１には、搬送ベルト６４の幅方向（Ｙ軸方向）に延設された凸部が所定の間隔で形成されている（図１０（ｂ）を参照する。）。

従って、凸部５４−１および凹部５４−２は、側方部材２８−１の上面２８−１ａに形成された凹部２８−１ａａおよび凸部２８−１ａｂに嵌合するように、凸部５４−１の幅ｗ５は、凹部２８−１ａａの幅Ｗ１よりやや小さく形成されるとともに、凹部５４−２の幅ｗ６は、凸部２８−１ａｂの幅Ｗ２よりやや大きく形成される。

また、凸部６４−１および凹部６４−２は、側方部材２８−２の上面２８−２ａに形成された凹部２８−２ａａおよび凸部２８−２ａｂに嵌合するように、凸部６４−１の幅ｗ７は、凹部２８−２ａａの幅Ｗ３よりやや小さく形成されるとともに、凹部６４−２の幅ｗ８は、凸部２８−２ａｂの幅Ｗ４よりやや大きく形成される。

なお、搬送機構４４、４６を設けた場合には、ガイド部材２８の側方部材２８−１の上面２８−１ａ、２８−２ａに凹部２８−１ａａ、２８−２ａａおよび凸部２８−１ａｂ、２８−２ａｂを設けず、搬送ベルト５４、６４の外周面に、その幅方向に凹凸形状を形成しないようにしてもよい（図１０（ｃ）を参照する。）。

（４）上記した実施の形態においては、ガイド部材２８を四角筒形状に形成するとともに、貫通孔Ｈを四角孔となるようにしたが、これに限られるものではないことは勿論である。

即ち、ガイド部材２８は、貫通孔Ｈが設けられるとともに、搬送ギア２４、２６と対向する領域にギア部２４−１、２６−２および円柱部２４−２、２６−２が嵌合することが可能な凹凸構造を形成していれば、例えば、円筒形状や多角筒形状など、どのような形状であってもよい。

また、貫通孔Ｈの形状は、フィラメント樹脂２００が挿通可能であれば、例えば、丸孔や多角孔など、どのような形状であってもよい。

（５）上記した実施の形態においては、ガイド部材２８を、側方部材２８−１、２８−２の前面に板状部材２８−３を配設するとともに、後面に板状部材２８−４を配設するようにしたが、側方部材２８−１、２８−２および板状部材２８−３、２８−４は、一体的に成形してガイド部材２８を形成するようにしてもよいし、それぞれ別体で成形したものと組み合わせてガイド部材２８を形成するようにしてもよい。

（６）上記した実施の形態においては、２つの搬送ギアおよび２つのモーターを用いるようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、搬送ギアの１つをプーリーとしてもよいものであり、また、モーターを１つにして一方の搬送ギアにのみ動力を与えるようにしてもよいものである。

この場合、例えば、１つの搬送ギアのみをモーターにより直接駆動するようにし、もう一方の搬送ギア等を図示しないプーリーや他の回転ギアを介するなどして動力を伝達させて駆動するようにしてもよいし、１つの搬送ギアのみをモーターにより直接駆動し、もう一方の搬送ギア等には動力を伝達させずに、フィラメント樹脂の動きに沿って回転させるようにしてもよい。

即ち、こうした２つの搬送ギアは、それぞれが内側方向に向かって回転することにより、搬送ギア間でフィラメント樹脂を搬送することが可能であれば、従来の駆動方法を適宜に用いて駆動させればよいものである。

（７）上記した実施の形態ならびに上記した（１）および（６）に示す変形例は、適宜に組み合わせるようにしてもよい。

本発明は、溶解したフィラメント樹脂を積層して三次元造形物を作製する三次元造形装置として用いて好適である。

１０ 三次元造形装置、１２ 筐体、１４ ガイドレール、１６ テーブル、１８ 一対のガイドレール、２０、１００ ヘッド、２２ 移動部材、２４、２６、１０２ａ、１０２ｂ 搬送ギア、２８、４０ ガイド部材、３０、３２ モーター、４４、４６ 搬送機構、５４、６４ 搬送ベルト、２００、２００’ フィラメント樹脂、２０２ スプール

Claims (3)

1. 溶解したフィラメント樹脂を吐出して三次元造形物を作製する三次元造形装置において、
   導入されたフィラメント樹脂を溶解して吐出する吐出手段と、
   大径の第１の領域と小径の第２の領域とが交互に形成された略円筒形状に成形された回転部材を備え、前記回転部材を回転してフィラメント樹脂を搬送する搬送手段と、
   所定の領域に凹凸構造が形成され、該凹凸構造に前記搬送手段の前記第１の領域および前記第２の領域が接触することなく嵌合するように配設され、前記搬送手段により搬送されたフィラメント樹脂を前記吐出手段まで直線的に誘導する第１の誘導手段と
   を有することを特徴とする三次元造形装置。
2. 溶解したフィラメント樹脂を吐出して三次元造形物を作製する三次元造形装置において、
   導入されたフィラメント樹脂を溶解して吐出する吐出手段と、
   凸部に形成された第１の領域と、凹部に形成された第２の領域とが交互に形成されたベルトが無端状に配設された回転部材を備え、前記回転部材を回転してフィラメント樹脂を搬送する搬送手段と、
   所定の領域に凹凸構造が形成され、該凹凸構造に前記搬送手段の前記第１の領域および前記第２の領域が接触することなく嵌合するように配設され、前記搬送手段により搬送されたフィラメント樹脂を前記吐出手段まで直線的に誘導する第１の誘導手段と
   を有することを特徴とする三次元造形装置。
3. 請求項１または２のいずれか１項に記載の三次元造形装置において、さらに、
   前記搬送手段にフィラメント樹脂を誘導する第２の誘導手段と
   を有することを特徴とする三次元造形装置。