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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-07-05
(45)【発行日】2024-07-16
(54)【発明の名称】３次元造形装置、およびパレット移載方法
(51)【国際特許分類】
B29C 64/30 20170101AFI20240708BHJP
B33Y 30/00 20150101ALI20240708BHJP
B33Y 10/00 20150101ALI20240708BHJP
【ＦＩ】
B29C64/30
B33Y30/00
B33Y10/00
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2022581045
(86)(22)【出願日】2021-02-09
(86)【国際出願番号】 JP2021004766
(87)【国際公開番号】W WO2022172322
(87)【国際公開日】2022-08-18
【審査請求日】2023-12-12
(73)【特許権者】
【識別番号】000237271
【氏名又は名称】株式会社ＦＵＪＩ
(74)【代理人】
【識別番号】110000992
【氏名又は名称】弁理士法人ネクスト
(74)【代理人】
【識別番号】100162237
【弁理士】
【氏名又は名称】深津 泰隆
(74)【代理人】
【識別番号】100191433
【弁理士】
【氏名又は名称】片岡 友希
(72)【発明者】
【氏名】川尻 明宏
(72)【発明者】
【氏名】森川 俊治
【審査官】岩▲崎▼ 則昌
(56)【参考文献】
【文献】特開２０２０－８２４１７（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０２０／００７０４２１（ＵＳ，Ａ１）
【文献】欧州特許出願公開第３４５６５１８（ＥＰ，Ａ１）
【文献】特開２０１４－３７０４２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－４６９２０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２９Ｃ ６４／３０
Ｂ３３Ｙ ３０／００
Ｂ３３Ｙ １０／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
パレットを載置するためのステージと、前記ステージに載置された前記パレットの上に３次元造形物を造形する造形ユニットと、
前記パレットの互いに対向する側縁を支持する１対のアームにより前記ステージから前記パレットを移載する移載装置と、
を備え、
前記側縁の一方が前記アームの一方に支持される高さと前記側縁の他方が前記アームの他方に支持される高さとが異なる３次元造形装置。
【請求項2】
前記アームの一方の支持部の高さと、前記アームの他方の支持部の高さとが異なる請求項１に記載の３次元造形装置。【請求項3】
前記側縁の一方の被支持部の高さと、前記側縁の他方の被支持部の高さとが異なる請求項１に記載の３次元造形装置。【請求項4】
前記パレットの前記側縁の一方に連続する切欠部が前記パレットの底面に形成されており、前記切欠部と前記パレットの底面との境界が、前記側縁の一方の延びる方向と異なる方向に延びる請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の３次元造形装置。
【請求項5】
パレットを載置するためのステージと、前記ステージに載置された前記パレットの上に３次元造形物を造形する造形ユニットとを備えた３次元造形装置におけるパレット移載方法であって、１対のアームにより前記パレットの互いに対向する側縁を支持して前記ステージから前記パレットを移載する際に、前記パレットの側縁の一方が前記１対のアームの一方に支持された後に、前記パレットの側縁の他方が前記１対のアームの他方に支持されるパレット移載方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、パレットを載置するためのステージと、ステージに載置されたパレットを移載する移載装置とを備える３次元造形装置、およびパレット移載方法に関する。
【背景技術】
【0002】
下記特許文献には、パレットの上に３次元造形物を造形する３次元造形装置の一例が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１６－０３７０４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ステージに載置されたパレットの下面とステージの上面との界面に非常に高い密着力が生じるため、例えば、パレットを挟持している保持装置を上昇させても、パレットを持ち上げることができずに、保持装置のみが上昇する虞があった。このため、本明細書では、ステージに載置されたパレットを適切に移載することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記課題を解決するために、本明細書は、パレットを載置するためのステージと、前記ステージに載置された前記パレットの上に３次元造形物を造形する造形ユニットと、前記パレットの互いに対向する側縁を支持する１対のアームにより前記ステージから前記パレットを移載する移載装置と、を備え、前記側縁の一方が前記アームの一方に支持される高さと前記側縁の他方が前記アームの他方に支持される高さとが異なる３次元造形装置を開示する。
【0006】
また、上記課題を解決するために、本明細書は、パレットを載置するためのステージと、前記ステージに載置された前記パレットの上に３次元造形物を造形する造形ユニットとを備えた３次元造形装置におけるパレット移載方法であって、１対のアームにより前記パレットの互いに対向する側縁を支持して前記ステージから前記パレットを移載する際に、前記パレットの側縁の一方が前記１対のアームの一方に支持された後に、前記パレットの側縁の他方が前記１対のアームの他方に支持されるパレット移載方法を開示する。
【発明の効果】
【0007】
本開示によれば、パレットの互いに対向する１対の側縁の一方をステージから持ち上げた後に、１対の側縁の他方をステージから持ち上げることができる。これにより、パレットをステージから適切に持ち上げて移載することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】回路形成装置を示す図である。
【図2】回路形成装置の制御装置を示すブロック図である。
【図3】樹脂積層体が形成された状態の回路を示す断面図である。
【図4】樹脂積層体の上に配線が形成された状態の回路を示す断面図である。
【図5】従来の保持装置によりパレットが保持される際の作動図である。
【図6】従来の保持装置によりパレットが保持される際の作動図である。
【図7】従来の保持装置によりパレットが保持される際の作動図である。
【図8】１対の鍔を１対の支持爪により支持することで保持装置によりパレットが保持される際の作動図である。
【図9】１対の鍔を１対の支持爪により支持することで保持装置によりパレットが保持される際の作動図である。
【図10】１対の鍔を１対の支持爪により支持することで保持装置によりパレットが保持される際の作動図である。
【図11】厚さ寸法の異なる１対の鍔を１対の支持爪により支持することで保持装置によりパレットが保持される際の作動図である。
【図12】厚さ寸法の異なる１対の鍔を１対の支持爪により支持することで保持装置によりパレットが保持される際の作動図である。
【図13】厚さ寸法の異なる１対の鍔を１対の支持爪により支持することで保持装置によりパレットが保持される際の作動図である。
【図14】１対の鍔を厚さ寸法の異なる１対の支持爪により支持することで保持装置によりパレットが保持される際の作動図である。
【図15】１対の鍔を厚さ寸法の異なる１対の支持爪により支持することで保持装置によりパレットが保持される際の作動図である。
【図16】１対の鍔を厚さ寸法の異なる１対の支持爪により支持することで保持装置によりパレットが保持される際の作動図である。
【図17】下面に１対の切欠部が形成されたパレットの平面図と側方図と正面図である。
【図18】厚さ寸法の異なる１対の鍔を１対の支持爪により支持することで保持装置によりパレットが保持される際の作動図である。
【図19】従来の保持装置に保持されたパレットがステージに載置される際の作動図である。
【図20】厚さ寸法の異なる１対の鍔を１対の支持爪により支持することで保持装置により保持されたパレットがステージに載置される際の作動図である。
【図21】厚さ寸法の異なる１対の鍔を１対の支持爪により支持することで保持装置により保持されたパレットがステージに載置される際の作動図である。
【図22】パレットの１対の側縁の下端を厚さ寸法の異なる１対の支持爪により支持することで保持装置によりパレットが保持される際の作動図である。
【図23】パレットの１対の側縁の下端を厚さ寸法の異なる１対の支持爪により支持することで保持装置によりパレットが保持される際の作動図である。
【図24】パレットの１対の側縁の下端を厚さ寸法の異なる１対の支持爪により支持することで保持装置によりパレットが保持される際の作動図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明を実施するための形態として、本発明の実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。
【0010】
図１に回路形成装置１０を示す。回路形成装置１０は、ステージ移動装置２０と、樹脂層造形ユニット２２と、配線造形ユニット２４と、搬入装置２６と、搬出装置２８と、移載装置３０と、制御装置（図２参照）３２とを備える。それらステージ移動装置２０と樹脂層造形ユニット２２と配線造形ユニット２４と搬入装置２６と搬出装置２８と移載装置３０とは、回路形成装置１０のベース３３の上に配置されている。ベース３３は、概して長方形状をなしており、以下の説明では、ベース３３の短手方向をＸ軸方向、ベース３３の長手方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の両方に直交する方向をＺ軸方向と称して説明する。
【0011】
ステージ移動装置２０は、スライドレール３４とステージ３６とを有している。スライドレール３４は、ベース３３の中央においてＹ軸方向に延びるように配設されており、ステージ３６がスライドレール３４によってＹ軸方向にスライド可能に保持されている。そして、ステージ３６は、電磁モータ（図２参照）３８の駆動により、Ｙ軸方向の任意の位置に移動する。ステージ３６は、パレット５０を載置するための載置台であり、ステージ３６の上に載置されたパレット５０の上に回路が形成される。このため、パレット５０の上面及び下面は鏡面状態とされており、パレット５０が載置されるステージ３６の上面も、非常に凹凸が少ない平坦面とされている。これにより、ステージ３６の上面に載置されたパレット５０の高さの寸法精度は非常に高くされており、パレット５０の上面に精度良く回路を形成することができる。
【0012】
樹脂層造形ユニット２２は、ステージ３６に載置されたパレット５０の上面に樹脂層を造形するユニットであり、樹脂吐出装置６０と、平坦化装置６２と、照射装置６４とを有している。樹脂吐出装置６０は、ガイドレール６６とインクジェットヘッド６８とにより構成されている。ガイドレール６６は、ベース３３のＹ軸方向での一方側の端部において、Ｘ軸方向に延びるようにベース３３の上方に配設されており、インクジェットヘッド６８がガイドレール６６によってＸ軸方向にスライド可能に保持されている。そして、インクジェットヘッド６８は、電磁モータ（図２参照）６９の駆動により、Ｘ軸方向の任意の位置に移動する。また、インクジェットヘッド６８は、ステージ３６に載置されたパレット５０の上に紫外線硬化樹脂を吐出する。なお、インクジェットヘッド６８は、例えば、圧電素子を用いたピエゾ方式でもよく、樹脂を加熱して気泡を発生させノズルから吐出するサーマル方式でもよい。
【0013】
平坦化装置６２は、樹脂吐出装置６０のＹ軸方向での隣において、スライドレール３４の上方に配設されている。平坦化装置６２は、インクジェットヘッド６８によってパレット５０の上に吐出された紫外線硬化樹脂の上面を平坦化するものであり、例えば、紫外線硬化樹脂の表面を均しながら余剰分の樹脂を、ローラもしくはブレードによって掻き取ることで、紫外線硬化樹脂の厚みを均一させる。また、照射装置６４は、平坦化装置６２を挟んで樹脂吐出装置６０の反対側において、スライドレール３４の上方に配設されている。照射装置６４は、光源として水銀ランプもしくはＬＥＤを備えており、パレット５０の上に吐出された紫外線硬化樹脂に紫外線を照射する。これにより、パレット５０の上に吐出された紫外線硬化樹脂が硬化し、樹脂層が造形される。
【0014】
配線造形ユニット２４は、ステージ３６に載置されたパレット５０の上面に配線を造形するユニットであり、インク吐出装置７０と、赤外線照射装置７２とを有している。インク吐出装置７０は、ガイドレール７４とインクジェットヘッド７６とにより構成されている。ガイドレール７４は、照射装置６４を挟んで平坦化装置６２の反対側において、Ｘ軸方向に延びるようにベース３３の上方に配設されており、インクジェットヘッド７６がガイドレール７４によってＸ軸方向にスライド可能に保持されている。そして、インクジェットヘッド７６は、電磁モータ（図２参照）７８の駆動により、Ｘ軸方向の任意の位置に移動する。また、インクジェットヘッド７６は、ステージ３６に載置されたパレット５０の上に、金属インクを線状に吐出する。金属インクは、金属の微粒子が溶剤中に分散されたものである。なお、インクジェットヘッド７６は、例えば、圧電素子を用いたピエゾ方式によって複数のノズルから導電性材料を吐出する。
【0015】
赤外線照射装置７２は、ベース３３のＹ軸方向での樹脂吐出装置６０が配設されている側と反対側の端部において、スライドレール３４の上方に配設されている。赤外線照射装置７２は、パレット５０の上に吐出された金属インクに赤外線を照射する装置であり、赤外線の照射により金属インクが乾燥する。この際、金属インクの乾燥により、溶剤が気化し、金属微粒子が互いに接触または凝集することで、金属製の配線が形成される。若しくは、赤外線の照射により金属インクが焼成し、金属製の配線が形成される。なお、金属インクの焼成とは、エネルギーを付与することによって、溶媒の気化や金属微粒子の保護膜、つまり、分散剤の分解等が行われ、金属微粒子が接触または融着をすることで、導電率が高くなる現象である。
【0016】
搬入装置２６は、回路形成装置１０の内部にパレット５０を搬入する装置であり、１対の搬送レーン８０を有している。１対の搬送レーン８０は、インク吐出装置７０と赤外線照射装置７２との間において、Ｘ軸方向に延びるようにベース３３の上面に配設されている。１対の搬送レーン８０は、ベース３３のＸ軸方向での一方の縁と、ステージ移動装置２０との間において、互いに平行に配設されている。そして、１対の搬送レーン８０の上にパレット５０が載置されることで、１対の搬送レーン８０は、電磁モータ（図２参照）８２の駆動により、パレット５０を回路形成装置１０の内部に搬入し、ステージ移動装置２０に向って搬送する。
【0017】
搬出装置２８は、回路形成装置１０の外部にパレット５０を搬出する装置であり、１対の搬送レーン８６を有している。１対の搬送レーン８６は、ステージ移動装置２０を挟んで搬入装置２６の１対の搬送レーン８０と対称的にベース３３の上面に配設されている。つまり、搬出装置２８の１対の搬送レーン８６は、ステージ移動装置２０を挟んで搬入装置２６の１対の搬送レーン８０の反対側において、Ｘ軸方向に延びるようにベース３３の上面に配設されている。１対の搬送レーン８６は、ベース３３のＸ軸方向での他方の縁と、ステージ移動装置２０との間において、互いに平行に配設されている。そして、１対の搬送レーン８６の上にパレット５０が載置されることで、１対の搬送レーン８６は、電磁モータ（図２参照）８８の駆動により、パレット５０をステージ移動装置２０から離れる方向に搬送し、回路形成装置１０の外部に搬出する。
【0018】
移載装置３０は、パレット５０を移載する装置であり、１対の搬送レーン８０，８６と赤外線照射装置７２との間に配設されている。移載装置３０は、ガイドレール１００と保持装置１０２と昇降装置（図２参照）１０４とを有している。ガイドレール１００は、１対の搬送レーン８０，８６と赤外線照射装置７２との間において、Ｘ軸方向に延びるようにベース３３の上方に配設されており、保持装置１０２がガイドレール１００によってＸ軸方向にスライド可能に保持されている。そして、保持装置１０２は、電磁モータ（図２参照）１０５の駆動により、Ｘ軸方向の任意の位置に移動する。また、保持装置１０２は、パレット５０を保持する装置であり、１対の搬送レーン８０，８６の上方に向って延び出している。保持装置１０２は、１対のアーム１０６と、１対のアーム１０６を接近・離間可能に保持する装置本体１０８と、１対のアーム１０６を接近・離間させるエアシリンダ（図２参照）１１０とにより構成されている。そして、保持装置１０２は、エアシリンダ１１０の駆動により、１対のアーム１０６を接近させることでパレット５０を保持し、１対のアーム１０６を離間させることで保持したパレット５０を離脱する。また、昇降装置１０４は保持装置１０２を昇降させる装置である。なお、昇降装置１０４の駆動源は、例えば、エアシリンダ若しくは電磁モータである。
【0019】
このような構造により、移載装置３０は、搬入装置２６の１対の搬送レーン８０により搬入されてきたパレット５０をステージ移動装置２０のステージ３６の上に移載する。また、移載装置３０は、ステージ３６の上に載置されているパレットを搬出装置２８の１対の搬送レーン８０の上に移載する。詳しくは、搬入装置２６の１対の搬送レーン８０によりパレット５０が回路形成装置１０の内部に搬入され、ステージ移動装置２０と対向する位置まで搬送される。この際、ステージ移動装置２０では、ステージ３６が搬入装置２６と搬出装置２８との間に位置している。そして、保持装置１０２が電磁モータ１０５の駆動により、搬入装置２６により搬送されてきたパレット５０の上方に移動する。次に、保持装置１０２が昇降装置１０４の駆動により下降し、搬入装置２６により回路形成装置１０の内部に搬入されてきたパレットを保持する。続いて、保持装置１０２が、昇降装置１０４の駆動により上昇し、電磁モータ１０５の駆動により、ステージ３６の上方に移動する。そして、保持装置１０２が昇降装置１０４の駆動により下降し、保持しているパレット５０を離脱する。これにより、回路形成装置１０の内部に搬入されてきたパレット５０がステージ３６の上に移載される。また、ステージ３６の上に載置されているパレットが搬出装置２８に移載される際には、保持装置１０２が電磁モータ１０５の駆動により、ステージ３６の上方に移動する。次に、保持装置１０２が昇降装置１０４の駆動により下降し、ステージ３６の上に載置されているパレット５０を保持する。続いて、保持装置１０２が、昇降装置１０４の駆動により上昇し、電磁モータ１０５の駆動により、搬出装置２８の１対の搬送レーン８６の上方に移動する。そして、保持装置１０２が昇降装置１０４の駆動により下降し、保持しているパレット５０を離脱する。これにより、ステージ３６の上のパレット５０が搬出装置２８の１対の搬送レーン８６の上に移載される。
【0020】
また、制御装置３２は、図２に示すように、コントローラ１２０と、複数の駆動回路１２２とを備えている。複数の駆動回路１２２は、上記電磁モータ３８，６９，７８，８２，８８，１０５，インクジェットヘッド６８、平坦化装置６２、照射装置６４、インクジェットヘッド７６、赤外線照射装置７２、昇降装置１０４、エアシリンダ１１０に接続されている。コントローラ１２０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備え、コンピュータを主体とするものであり、複数の駆動回路１２２に接続されている。これにより、ステージ移動装置２０、樹脂層造形ユニット２２、配線造形ユニット２４、搬入装置２６、搬出装置２８、移載装置３０の作動が、コントローラ１２０によって制御される。
【0021】
回路形成装置１０では、上述した構成によって、パレット５０の上に回路が形成される。具体的には、搬入装置２６の作動によりパレット５０が回路形成装置１０の内部に搬入されて、移載装置３０の作動により、搬入装置２６の１対の搬送レーン８０からステージ３６の上にパレットが移載される。そして、ステージ３６に載置されたパレット５０の上面に、樹脂層造形ユニット２２において、図３に示すように、樹脂積層体１３０が形成される。樹脂積層体１３０は、インクジェットヘッド６８からの紫外線硬化樹脂の吐出と、吐出された紫外線硬化樹脂への照射装置６４による紫外線の照射とが繰り返されることにより形成される。
【0022】
詳しくは、ステージ３６の上にパレット５０が載置されると、ステージ３６は、樹脂層造形ユニット２２の樹脂吐出装置６０の下方に移動する。そして、樹脂吐出装置６０において、インクジェットヘッド６８が、パレット５０の上面に紫外線硬化樹脂を薄膜状に吐出する。続いて、紫外線硬化樹脂が薄膜状に吐出されると、ステージ３６が平坦化装置６２の下方に移動して、紫外線硬化樹脂の膜厚が均一となるように、紫外線硬化樹脂が平坦化装置６２によって平坦化される。そして、ステージ３６が照射装置６４の下方に移動して、照射装置６４が、その薄膜状の紫外線硬化樹脂に紫外線を照射する。これにより、パレット５０の上に薄膜状の樹脂層１３２が形成される。
【0023】
次に、ステージ３６が樹脂吐出装置６０の下方に移動して、インクジェットヘッド６８が、その薄膜状の樹脂層１３２の上に紫外線硬化樹脂を薄膜状に吐出する。続いて、ステージ３６が平坦化装置６２の下方に移動して、平坦化装置６２によって薄膜状の紫外線硬化樹脂が平坦化される。そして、ステージ３６が照射装置６４の下方に移動して、照射装置６４が、その薄膜状に吐出された紫外線硬化樹脂に紫外線を照射することで、薄膜状の樹脂層１３２の上に薄膜状の樹脂層１３２が積層される。このように、薄膜状の樹脂層１３２の上への紫外線硬化樹脂の吐出と、紫外線の照射とが繰り返され、複数の樹脂層１３２が積層されることで、樹脂積層体１３０が形成される。
【0024】
上述した手順により樹脂積層体１３０が形成されると、ステージ３６が配線造形ユニット２４のインク吐出装置７０の下方に移動する。そして、インク吐出装置７０において、図４に示すように、インクジェットヘッド７６が、樹脂積層体１３０の上面に金属インク１３４を、回路パターンに応じて線状に吐出する。次に、ステージ３６が赤外線照射装置７２の下方に移動して、赤外線照射装置７２が、金属インク１３４に赤外線を照射する。これにより、金属インク１３４が乾燥し、樹脂積層体１３０の上に配線１３６が形成される。続いて、パレット５０の上面への樹脂積層体１３０及び配線１３６の形成により回路が造形されると、ステージ３６が搬入装置２６と搬出装置２８との間に移動する。そして、パレット５０が、移載装置３０によりステージ３６の上から搬出装置２８の１対の搬送レーン８６の上に移載されて、搬出装置２８の作動により回路形成装置１０の外部に搬出される。
【0025】
このように、回路形成装置１０では、搬入装置２６により搬入されたパレット５０が、移載装置３０によりステージ３６の上に移載されて、そのステージに載置されたパレットの上面に、樹脂積層体１３０及び配線１３６が形成されることで、回路が造形される。そして、回路の造形が完了すると、パレット５０が、移載装置３０によりステージ３６の上から搬出装置２８の１対の搬送レーン８６の上に移載されて、搬出装置２８により搬出される。
【0026】
ただし、従来の移載装置では、ステージ３６の上に載置されているパレット５０を適切に持ち上げることができない虞があった。詳しくは、従来の移載装置では、図５に示す保持装置１５０が採用されていた。保持装置１５０は、１対のアーム１５２と、それら１対のアーム１５２を保持する装置本体１５４とを有している。１対のアーム１５２の各々は、概してＬ字型をなし、主軸１５６と、主軸１５６の端から直角に屈曲する保持軸１５８とにより構成されている。そして、装置本体１５４の互いに対向する１対の側面から１対のアーム１５２の主軸１５６が互いに離れる方向に向って水平に延び出して、その延び出した主軸１５６の先端から保持軸１５８が下方に向って延び出す姿勢で、１対のアーム１５２が装置本体１５４により保持されている。なお、１対のアーム１５２の各々は、主軸１５６において水平方向にスライド可能に装置本体１５４により保持されている。そして、エアシリンダ（図示省略）の作動により、１対のアーム１５２が互いに接近・離間する方向にスライドする。これにより、１対のアーム１５２の保持軸１５８の間の距離が変更され、１対のアーム１５２の保持軸１５８によりパレット５０が挟持される。
【0027】
具体的には、ステージ３６に載置されているパレット５０が保持装置１５０により保持される際に、保持装置はパレット５０の上方に移動する。この際、１対のアーム１５２の保持軸１５８の間の距離が、パレット５０の互いに対向する１対の側縁の間の距離より長くなるように、エアシリンダ１１０の作動が制御される。そして、保持装置１５０が、図５に示すように、昇降装置１０４の作動により下降する。これにより、１対のアーム１５２の保持軸１５８と、パレット５０の互いに対向する１対の側縁とが対向する。続いて、１対のアーム１５２の保持軸１５８の間の距離が短くなるように、つまり、１対のアーム１５２が接近するように、エアシリンダ１１０の作動が制御されることで、図６に示すように、パレット５０が１対のアーム１５２の保持軸１５８によって挟持される。そして、保持装置１５０が昇降装置１０４の作動により上昇することで、ステージ３６に載置されているパレット５０がステージ３６から持ち上げられる。
【0028】
しかしながら、上述したように、パレット５０の上面及び下面は鏡面状態とされており、パレット５０が載置されるステージ３６の上面も、非常に凹凸が少ない平坦面とされている。このため、ステージ３６に載置されているパレット５０の下面と、ステージ３６の上面とが密着し、パレット５０の下面とステージ３６の上面との界面に非常に高い密着力が生じている。このように、パレット５０の下面とステージ３６の上面との界面に非常に高い密着力が生じている場合には、１対のアーム１５２によりパレット５０を挟持している保持装置１５０を上昇させても、図７に示すように、パレット５０を持ち上げることができずに、保持装置１５０のみが上昇する虞がある。
【0029】
このようなことに鑑みて、回路形成装置１０の移載装置３０では、図８に示す保持装置１０２が採用されている。保持装置１０２は、従来の保持装置１５０と略同じ構成とされている。つまり、保持装置１０２も、１対のアーム１０６と、それら１対のアーム１０６を保持する装置本体１０８とを有している。１対のアーム１０６の各々は、概してＬ字型をなし、主軸１７０と、主軸１７０の端から直角に屈曲する保持軸１７２とにより構成されている。そして、装置本体１０８の互いに対向する１対の側面から１対のアーム１０６の主軸１７０が互いに離れる方向に向って水平に延び出して、その延び出した主軸１７０の先端から保持軸１７２が下方に向って延び出す姿勢で、１対のアーム１０６が装置本体１０８により保持されている。また、１対のアーム１０６の各々は、主軸１７０において水平方向にスライド可能に装置本体１０８により保持されている。そして、エアシリンダ（図２参照）１１０の作動により、１対のアーム１０６が互いに接近・離間する方向にスライドする。また、保持装置１０２の１対のアーム１０６の保持軸１７２の下端には、従来の保持装置１５０と異なり、１対の支持爪１７６が固定されている。１対の支持爪１７６は同寸法とされており、互いに接近する水平方向に延び出している。なお、支持爪１７６の下面と保持軸１７２の下面とは面一とされている。一方、パレット５０には、１対のアームにより保持される互いに対向する１対の側縁の上端に、１対の鍔１７８が形成されている。１対の鍔１７８は同寸法とされており、互いに離間する水平方向に延び出している。なお、鍔１７８の上面とパレット５０の上面とは面一とされている。また、支持爪１７６の上下方向の寸法、つまり、厚さ寸法は、パレット５０の下面と鍔１７８の下面との鉛直方向における長さ寸法より小さくされている。つまり、支持爪１７６の厚さ寸法は、パレット５０の厚さ寸法から鍔１７８の厚さ寸法を減じた値より小さくされている。
【0030】
このような構造の保持装置１０２によって、ステージ３６に載置されているパレット５０が保持される際に、保持装置１０２は、図８に示すように、パレット５０の上方に移動する。この際、１対のアーム１０６の支持爪１７６の互いに対向する面（以下、「先端面」と記載する）の間の距離が、パレット５０の１対の鍔１７８の互いに反対側を向く面（以下、「先端面」と記載する）の間の距離より長くなるように、エアシリンダ１１０の作動が制御される。そして、保持装置１０２が、昇降装置１０４の作動により下降する。これにより、１対のアーム１０６の支持爪１７６の先端面と、パレット５０の１対の鍔１７８が形成された１対の側縁とが対向する。続いて、１対のアーム１０６の支持爪１７６の間の距離が短くなるように、つまり、１対のアーム１０６が接近するように、エアシリンダ１１０の作動が制御されることで、図９に示すように、１対のアーム１０６の支持爪１７６がパレット５０の１対の鍔１７８の下方に入り込む。この際、支持爪１７６の先端面とパレット５０の側縁とが接触せずに、鍔１７８の先端面とアーム１０６の保持軸１７２とが接触しないように、エアシリンダ１１０の作動が制御される。なお、支持爪１７６によってパレット５０の側面が挟み込まれなければ、支持爪１７６の先端面とパレット５０の側縁とが接触してもよい。そして、保持装置１０２が昇降装置１０４の作動により上昇することで、図１０に示すように、パレット５０の１対の鍔１７８が１対のアーム１０６の支持爪１７６により下方から支持された状態で持ち上げられる。つまり、パレット５０が、１対の鍔１７８において下方から１対のアーム１０６の支持爪１７６に支持された状態で保持装置１０２により保持されて、保持装置１０２を上昇させることで、パレット５０がステージ３６から持ち上げられる。この際、パレット５０は１対の鍔１７８において下方から１対の支持爪１７６に支持されているため、パレット５０の下面とステージ３６の上面との界面に非常に高い密着力が生じている場合であっても、昇降装置１０４に保持されたパレット５０を適切にステージ３６から持ち上げることができる。
【0031】
また、上述したように、パレット５０の１対の鍔１７８を１対のアーム１０６の支持爪１７６により支持することで、パレット５０を適切にステージ３６から持ち上げることができるが、その際に、鍔１７８及び支持爪１７６に大きな負荷が生じる虞がある。つまり、パレット５０の１対の鍔１７８を１対のアーム１０６の支持爪１７６により支持した状態でパレット５０をステージ３６から持ち上げる際に、パレット５０のステージ３６への密着面が一気にステージの上面から剥がされる。このため、パレット５０の下面とステージ３６の上面との界面に生じている密着力の全体が、鍔１７８及び支持爪１７６に大きな負荷としてかかる。そこで、１対の鍔の一方が１対のアームの支持爪の一方に支持される高さと、１対の鍔の他方が１対のアームの支持爪の他方に支持される高さとを異ならせることで、鍔及び支持爪への負荷を小さくすることができる。
【0032】
具体的には、上述した１対の鍔１７８は互いに同じ寸法であったが、図１１に示すように、異なる厚さ寸法の１対の鍔１８０をパレット５０の互いに対向する１対の側縁に固定する。なお、鍔１８０の上面とパレット５０の上面とは面一とされている。これにより、１対の鍔１８０の一方の下面の高さと他方の下面の高さとが異なる。なお、１対の鍔１８０のうちの一方の鍔１８０ａの厚さ寸法が、１対の鍔１８０のうちの他方の鍔１８０ｂの厚さ寸法より小さくされている。一方、それら１対の鍔１８０を支持する１対の支持爪１７６は互いに同じ寸法である。つまり、１対の鍔１８０を支持する１対の支持爪１７６の厚さ寸法は同じである。なお、鍔１８０ｂの厚さ寸法は、パレット５０の厚さ寸法から支持爪１７６の厚さ寸法を減じた値より小さくされている。このため、１対のアーム１０６によりパレット５０を保持するべく、１対のアーム１０６を接近させた場合に、図１１に示すように、１対のアーム１０６の支持爪１７６がパレット５０の１対の鍔１８０の下方に入り込む。
【0033】
そして、保持装置１０２を上昇させると、図１２に示すように、まず、１対の鍔１８０のうちの厚さ寸法の大きい鍔１８０ｂが、１対の支持爪１７６のうちの一方の支持爪１７６ｂにより支持される。つまり、１対の鍔１８０のうちの下面の高さの低い鍔１８０ｂが支持爪１７６ｂにより支持される。この際、１対の鍔１８０のうちの厚さ寸法の小さい鍔１８０ａは、１対の支持爪１７６のうちの他方の支持爪１７６ａにより支持されていない。このため、１対の鍔１８０が固定されているパレット５０の１対の側縁のうちの鍔１８０ｂが固定されている側縁のみが支持爪１７６ｂにより持ち上げられる。このように、１対の側縁のうちの鍔１８０ｂが固定されている側縁のみが持ち上げられる際に、そのパレット５０の側縁の下端とステージ３６とが接触している箇所、つまり、パレット５０の側縁の下端とステージ３６とが線接触している箇所がステージから剥がされる。このため、ステージからパレット５０が持ち上げられる際に、パレット５０の下面とステージ３６の上面との界面に生じている密着力の全体でなく、その密着力の一部のみ、例えば、パレット５０の側縁の下端とステージとの線接触している部分の密着力のみが、鍔１７８及び支持爪１７６にかかる。これにより、パレット５０がステージから持ち上げられる際の鍔及び支持爪への負荷を小さくすることができる。
【0034】
そして、鍔１８０ｂが支持爪１７６ｂにより支持されて持ち上げられた後に、保持装置１０２が更に上昇することで、１対の鍔１８０のうちの厚さ寸法の小さい鍔１８０ａが支持爪１７６ａにより支持される。つまり、１対の鍔１８０のうちの下面高さの低い鍔１８０ｂが支持爪１７６ｂにより支持された後に、下面の高さの高い鍔１８０ａが支持爪１７６ａにより支持される。そして、保持装置１０２が更に上昇することで、１対の鍔１８０が固定されているパレット５０の１対の側縁のうちの鍔１８０ａが固定されている側縁も持ち上げられる。これにより、パレット５０が、図１３に示すように、厚さ寸法の大きい鍔１８０ｂから厚さ寸法の小さい鍔１８０ａに向って下降するように傾斜した状態で、保持装置１０２により保持されて、ステージから持ち上げられる。このように、パレット５０を傾斜させた状態でステージから持ち上げることで、パレット５０がステージから持ち上げられる際の鍔及び支持爪への負荷を小さくすることができる。
【0035】
また、１対の支持爪の高さ寸法を異ならせることでも、１対の鍔の一方が１対のアームの支持爪の一方に支持される高さと、１対の鍔の他方が１対のアームの支持爪の他方に支持される高さとを異ならせることができる。具体的には、上述した１対の支持爪１７６は互いに同じ寸法であったが、図１４に示すように、異なる厚さ寸法の１対の支持爪１８６を１対のアーム１０６の保持軸１７２に固定する。なお、支持爪１８６の下面と保持軸１７２の下面とは面一とされている。これにより、１対の支持爪１８６の一方の上面の高さと他方の上面の高さとが異なる。なお、１対の支持爪１８６のうちの一方の支持爪１８６ａの厚さ寸法が、１対の支持爪１８６ａのうちの他方の支持爪１８６ｂの厚さ寸法より小さくされている。一方、それら１対の支持爪１８６により支持されるパレット５０の１対の鍔１７８は互いに同じ寸法である。つまり、１対の支持爪１８６により支持される１対の鍔１７８の厚さ寸法は同じである。なお、支持爪１８６ｂの厚さ寸法は、パレット５０の厚さ寸法から鍔１７８の厚さ寸法を減じた値より小さくされている。このため、１対のアーム１０６によりパレット５０を保持するべく、１対のアーム１０６を接近させた場合に、図１４に示すように、１対のアーム１０６の支持爪１８６がパレット５０の１対の鍔１７８の下方に入り込む。
【0036】
そして、保持装置１０２を上昇させると、図１５に示すように、まず、１対の支持爪１８６のうちの厚さ寸法の大きい支持爪１８６ｂによって、１対の鍔１７８のうちの一方の鍔１７８ｂが支持される。つまり、１対の支持爪１８６のうちの上面の高さの高い支持爪１８６ｂによって、鍔１７８ｂが支持される。この際、１対の支持爪１８６のうちの厚さ寸法の小さい支持爪１８６ａによって、１対の鍔１７８のうちの他方の鍔１７８ａは支持されない。このため、１対の鍔１７８が固定されているパレット５０の１対の側縁のうちの鍔１７８ｂが固定されている側縁のみが支持爪１８６ｂにより持ち上げられる。このように、１対の側縁のうちの鍔１７８ｂが固定されている側縁のみが持ち上げられることで、１対の鍔１８０の厚さ寸法が異なる場合と同様に、パレット５０がステージから持ち上げられる際の鍔及び支持爪への負荷を小さくすることができる。
【0037】
そして、鍔１７８ｂが支持爪１８６ｂにより支持されて持ち上げられた後に、保持装置１０２が更に上昇することで、１対の支持爪１８６のうちの厚さ寸法の小さい支持爪１８６ａによって鍔１７８ａが支持される。つまり、１対の支持爪１８６のうちの上面の高さの高い支持爪１８６ｂによって鍔１７８ｂが支持された後に、上面の高さの低い支持爪１８６ａによって鍔１７８ａが支持される。そして、保持装置１０２が更に上昇することで、１対の鍔１７８が固定されているパレット５０の１対の側縁のうちの鍔１７８ａが固定されている側縁も持ち上げられる。これにより、パレット５０が、図１６に示すように、厚さ寸法の大きい支持爪１８６ｂにより支持された鍔１７８ｂから厚さ寸法の小さい支持爪１８６ａにより支持された鍔１７８ａに向って下降するように傾斜した状態で、保持装置１０２により保持されて、ステージから持ち上げられる。このように、パレット５０を傾斜させた状態でステージから持ち上げることで、パレット５０がステージから持ち上げられる際の鍔及び支持爪への負荷を小さくすることができる。
【0038】
また、パレットの下面に切欠部を形成することで、パレットがステージから持ち上げられる際の鍔及び支持爪への負荷を更に小さくすることができる。具体的には、図１７に示すパレット１９０では、互いに対向する１対の側縁に、上述した厚さ寸法の異なる１対の鍔１８０が固定されている。そして、パレット１９０の下面には、パレット１９０の１対の側縁のうちの鍔１８０ｂが固定されている側の側縁（以下、「切欠連続側縁」と記載する）に連続するように、１対の切欠部１９２が形成されている。１対の切欠部１９２のうちの一方の切欠部１９２ａは、切欠部１９２ａとパレットの下面との境界線１９６ａが、切欠連続側縁の延びる方向の中央から切欠連続側縁の端に向うほど、その切欠連続側縁から離れるようにパレットの下面に形成されている。つまり、切欠部１９２ａは、その切欠部１９２ａとパレットの下面との境界線１９６aが切欠連続側縁の延びる方向と異なる方向に延びるようにパレットの下面に形成されている。これにより、切欠部１９２ａは、パレットの下面が切欠連続側縁を一辺とする三角形状に切り欠かれた形状とされている。また、１対の切欠部１９２のうちの他方の切欠部１９２ｂは、切欠連続側縁の延びる方向の中央を中心として、切欠部１９２ａと対称的な形状に切り欠かれている。このため、切欠部１９２ｂとパレットの下面との境界線１９６ｂと、切欠部１９２ａとパレットの下面との境界線１９６ａとは、切欠連続側縁の１点において交差している。
【0039】
このように切欠部１９２が形成されたパレット１９０を保持装置１０２によりステージ３６から持ち上げる際に、１対の鍔１８０が固定されたパレット５０（図１２参照）と同様に、パレット１９０は傾斜した状態で持ち上げられる。このため、保持装置１０２を上昇させると、図１８に示すように、まず、厚さ寸法の大きい鍔１８０ｂが支持爪１７６ｂにより支持されて、パレット１９０の１対の側縁のうちの鍔１８０ｂが固定されている側縁のみが持ち上げられる。このように、１対の側縁のうちの鍔１８０ｂが固定されている側縁のみが持ち上げられる際に、パレット１９０の下面は、１対の切欠部１９２が形成されている側の端から順次、ステージ３６の上面から離間する。また、切欠部１９２とパレット１９０の下面との境界線１９６は切欠連続側縁の延びる方向と異なる方向に延びており、切欠部１９２ｂとパレットの下面との境界線１９６ｂと、切欠部１９２ａとパレットの下面との境界線１９６ａとは、切欠連続側縁の１点において交差している。このため、パレット１９０の下面がステージ３６の上面から離間する際に、パレット１９０の切欠連続側縁の下端、つまり、パレット１９０の下面の境界線１９６ａと境界線１９６ｂとが交差する１点とステージ３６とが点接触している箇所がステージから剥がされる。このように、ステージからパレット１９０が持ち上げられる際に、パレットの下面とステージ３６の上面との界面に生じている密着力の一部のみ、例えば、パレットの下面の境界線１９６ａと境界線１９６ｂとが交差する１点とステージとの点接触している部分の密着力のみが、鍔及び支持爪にかかる。これにより、パレット１９０がステージから持ち上げられる際の鍔及び支持爪への負荷を、更に小さくすることができる。
【0040】
また、パレットを保持装置１０２により傾斜させた状態で保持することで、鍔及び支持爪への負荷を小さくしてパレットを適切に持ち上げることができるが、保持装置１０２により保持されたパレットを適切にステージ３６の上に載置することもできる。詳しくは、回路形成装置１０では、上述したように、搬入装置２６により回路形成装置１０の内部に搬入されたパレット５０が、保持装置により保持されて、ステージ３６の上に載置される。この際、従来の保持装置１５０では、図１９に示すように、１対のアーム１５２の保持軸１５８により挟持されたパレット５０では、そのパレット５０の下面は概して水平となり、保持装置１５０が下降することで、水平な状態のパレット５０の下面が、水平な状態のステージ３６の上面に載置される。このように、水平な状態のパレット５０の下面が、水平な状態のステージ３６の上面に載置される際に、パレット５０の下面とステージ３６の上面との界面に空気が入り込み、ステージの上に載置されたパレット５０の高さ寸法が予め設定されている高さ寸法からズレる場合がある。そして、そのようにパレット５０の高さ寸法が予め設定されている高さ寸法からズレる場合には、精度良く回路を形成できない虞がある。
【0041】
一方で、図２０に示すように、保持装置１０２では、厚さ寸法の異なる１対の鍔１８０が下方から１対の支持爪１７６により支持されることで、パレット５０が傾斜した状態で保持される。そして、保持装置１０２がステージ３６の上方において下降することで、図２１に示すように、パレット５０の互いに対向する１対の側縁のうちの鍔１８０ａが固定されている側縁の下端が、まず、ステージ３６の上面に接触する。この際、支持爪１７６ａによる鍔１８０ａの支持が解除される。そして、保持装置１０２が下降することで、ステージ３６の下面が、パレット５０の１対の側縁のうちの鍔１８０ａが固定されている側縁の下端から鍔１８０ｂが固定されている側縁の下端に向って、順次、ステージ３６の上面に接触する。この際、鍔１８０ａが固定されているパレットの側縁の下端から鍔１８０ｂが固定されている側縁の下端に向って、空気がパレット５０の下面とステージ３６の上面との間から好適に抜ける。このように、傾斜した状態で保持されたパレット５０をステージ３６の上に載置することで、ステージに載置されたパレット５０の下面とステージの上面との界面への空気の入り込みを防止することが可能となり、パレットを適切にステージ３６の上に載置することができる。
【0042】
なお、上記実施例において、回路形成装置１０は、３次元造形装置の一例である。樹脂層造形ユニット２２は、造形ユニットの一例である。配線造形ユニット２４は、造形ユニットの一例である。移載装置３０は、移載装置の一例である。ステージ３６は、ステージの一例である。パレット５０は、パレットの一例である。アーム１０６は、アームの一例である。鍔１８０は、被支持部の一例である。支持爪１８６は、支持部の一例である。切欠部１９２は、切欠部の一例である。
【0043】
また、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することが可能である。例えば、上記実施例では、パレット５０の１対の側縁に固定された１対の鍔１７８，１８０が、１対のアーム１０６の支持爪１７６，１８６により支持されることで、パレットが保持装置１０２に保持されている。つまり、パレット５０の１対の側縁に形成された１対の凸部が、１対のアーム１０６の凸部により支持されることで、パレットが保持装置１０２に保持されている。一方、パレット５０の１対の側縁に形成された１対の凹部に、１対のアーム１０６の凸部が挿入されて、パレットの１対の凹部が１対のアーム１０６の凸部により支持されることで、パレットが保持装置に保持されてもよい。また、パレット５０の１対の側縁に形成された１対の凸部が、１対のアーム１０６の凹部に挿入されて、パレットの１対の凸部が１対のアーム１０６の凹部により支持されることで、パレットが保持装置に保持されてもよい。
【0044】
また、上記実施例では、パレット５０が互いに対向する１対の側縁に固定された１対の鍔１７８，１８０が１対の支持爪１７６，１８６により支持されているが、パレット５０の互いに対向する１対の側縁の下端が１対の支持爪により支持されてもよい。具体的には、図２２に示すように、ステージ３６の上面に、１対の凹部２００が形成されている。１対の凹部２００は、ステージ３６に載置されるパレット５０の互いに対向する１対の側縁に対応する位置に形成されており、パレット５０がステージ３６の上に載置されることで、パレット５０の互いに対向する１対の側縁が１対の凹部２００の上方に延び出す姿勢となる。このため、ステージの上に載置されたパレット５０の互いに対向する１対の側縁の下端及び、その下端に連続するパレットの下面の一部が１対の凹部２００の上方で露出する。
【0045】
このようなステージ３６に載置されたパレット５０の上方に、保持装置１０２を移動させる。この際、１対のアーム１０６の支持爪１８６の互いに対向する先端面の間の距離が、パレット５０の互いに対応する１対の側縁の間の距離より長くなるように、エアシリンダ１１０の作動が制御される。そして、保持装置１０２が、昇降装置１０４の作動により下降することで、図２２に示すように、１対の支持爪１８６が１対の凹部２００の内部に入り込む。なお、凹部２００の深さ寸法は、支持爪１８６ｂの厚さ寸法より大きくされており、１対の支持爪１８６の全体が１対の凹部２００の内部に入り込む。続いて、１対のアーム１０６の支持爪１８６の間の距離が短くなるように、エアシリンダ１１０の作動が制御されることで、図２３に示すように、１対のアーム１０６の支持爪１８６がパレット５０の１対の側縁の下端の下方に入り込む。そして、保持装置１０２が昇降装置１０４の作動により上昇することで、図２４に示すように、パレット５０の１対の側縁の下方が１対のアーム１０６の支持爪１８６により下方から支持された状態で持ち上げられる。このように、パレット５０の１対の側縁の下方が１対のアーム１０６の支持爪１８６により下方から支持されることでも、パレットを傾斜した状態で保持することが可能となり、パレット５０を適切にステージ３６から持ち上げることができる。
【0046】
また、上記実施例では、厚さ寸法の異なる１対の支持爪１８６若しくは、厚さ寸法の異なる１対の鍔１８０を用いることで、側縁の一方がアームの一方に支持される高さと側縁の他方がアームの他方に支持される高さとを異ならせている。一方で、同じ厚さ寸法の１対の把持爪、若しくは、同じ厚さ寸法の１対の鍔を上下方向の異なる位置に配設することで、側縁の一方がアームの一方に支持される高さと側縁の他方がアームの他方に支持される高さとを異ならせてもよい。
【0047】
また、上記実施例では、３次元造形物として回路を形成する回路形成装置１０に本発明が適用されているが、フィギュアなどの種々の３次元造形物を形成する３次元造形装置に本発明が適用されてもよい。
【符号の説明】
【0048】
１０：回路形成装置（３次元造形装置） ２２：樹脂層造形ユニット（造形ユニット） ２４：配線造形ユニット（造形ユニット） ３０：移載装置 ３６：ステージ ５０：パレット １０６：アーム １８０：鍔（被支持部） １８６：支持爪（支持部） １９２：切欠部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】