(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークの上面に粉粒体でラインを描くための粉粒体供給システムであって、
前記粉粒体を収容した粉粒体収容容器内に容器内回転部材を回転可能に備え、前記容器内回転部材の回転速度に応じた量の粉粒体を前記粉粒体収容容器の下面に備えた粉粒体排出口から下方に排出可能な粉粒体供給装置と、
前記ワークの上方で、前記粉粒体供給装置を予め設定された移動ルートに沿って水平移動するためのロボットと、
前記ラインの単位長さ当たりの前記粉粒体の堆積量が、予め設定された単位長粉粒体量になるように、前記粉粒体供給装置の水平移動速度に対して、前記容器内回転部材の回転速度を制御するシステム制御部とを備え、
前記粉粒体排出口は、前記粉粒体収容容器の下面の中心に設けられ、
前記容器内回転部材は、前記粉粒体収容容器の底壁上面に重ねられて前記粉粒体収容容器の内周面との間に環状隙間を有し、前記粉粒体排出口とその周囲を上方から覆い、前記粉粒体排出口を中心にして回転駆動される容器内回転盤と、前記容器内回転盤の下面に設けられて、前記粉粒体収容容器の底壁上面における外縁部に堆積した粉粒体を掻き集めながら前記粉粒体収容容器の底壁上を摺動し、それら粉粒体を前記底壁上面における外縁部から前記粉粒体排出口へと案内する導入ガイド部と、前記容器内回転盤の下面に設けられて、前記粉粒体排出口から下方に排出し切れなかった粉粒体と共に前記粉粒体収容容器の底壁上を摺動し、それら粉粒体を前記容器内回転盤の中央部から外縁部、そして前記底壁上面における外縁部へと案内する導出ガイド部とを備えたことを特徴とする粉粒体供給システム。
【請求項２】
前記粉粒体供給装置から排出された粉粒体の量を計量する排出量計量手段を備え、
前記システム制御部は、前記単位長粉粒体量と前記粉粒体供給装置の水平移動速度との積として求められる粉粒体の目標排出量と、前記排出量計量手段による計量結果の単位時間当たりの変化量とが一致するように、前記容器内回転部材の回転速度を制御することを特徴とする請求項１に記載の粉粒体供給システム。
【請求項３】
前記排出量計量手段は、前記粉粒体供給装置から排出された粉粒体の質量を計量する質量計であり、
前記粉粒体の排出に伴う前記粉粒体供給装置の質量の減少量を、前記ワーク上に排出された粉粒体の質量として計量することを特徴とする請求項２に記載の粉粒体供給システム。
【請求項４】
前記システム制御部は、予め設定された前記単位長粉粒体量と前記粉粒体供給装置の水平移動速度との積として求められる粉粒体の目標排出量に対応した目標回転速度と、前記容器内回転部材の回転速度とが一致するように、前記容器内回転部材の回転速度を制御することを特徴とする請求項１に記載の記載の粉粒体供給システム。
【請求項５】
前記粉粒体収容容器の下面には、粉粒体を排出するためのノズルが着脱可能に設けられ、
前記ノズルは、その下端開口の開口幅を異ならせて複数種類備えられたことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の粉粒体供給システム。
【請求項６】
前記ワークは、回路基板であり、
前記粉粒体は、前記回路基板上の電路を構成するための導電性の粉粒体又は、前記回路基板上の非電路を構成するための非導電性の粉粒体であることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の粉粒体供給システム。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れかに記載の粉粒体供給システムによって、ワークの上面に粉粒体でラインを描く粉粒体供給工程と、前記ワークの上面に供給された粉粒体を固化する固化工程と、前記粉粒体供給工程と前記固化工程とを繰り返して、粉粒体で描かれたラインを積層することを特徴とする積層ライン製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークの上面に粉粒体でラインを描くための粉粒体供給システム及びそのラインを積層してなる積層ライン製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
粉粒体でラインを描くための粉粒体供給手段としては、従来より、地面に石灰粉末等で白線を引くための、所謂「ライン引き」が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−３０５０２７号公報（第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、近年、回路基板上の電路（回路パターン）を、導電性の粉粒体で描いたラインで構成する試みが行われている。その場合には、ラインの単位長さ当たりにおける粉粒体の堆積量を予め設定した堆積量にする必要があるが、このようなラインを描くことが可能な粉粒体供給手段は従来、無かった。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、ワークの上面に粉粒体で描かれたラインの単位長さ当たりにおける粉粒体の堆積量を、予め設定した堆積量にすることが可能な粉粒体供給システム及び積層ライン製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係る粉粒体供給システムは、ワークの上面に粉粒体でラインを描くための粉粒体供給システムであって、粉粒体を収容した粉粒体収容容器内に容器内回転部材を回転可能に備え、容器内回転部材の回転速度に応じた量の粉粒体を粉粒体収容容器の下面に備えた粉粒体排出口から下方に排出可能な粉粒体供給装置と、ワークの上方で、粉粒体供給装置を予め設定された移動ルートに沿って水平移動するためのロボットと、ラインの単位長さ当たりの粉粒体の堆積量が、予め設定された単位長粉粒体量になるように、粉粒体供給装置の水平移動速度に対して、容器内回転部材の回転速度を制御するシステム制御部とを備え、粉粒体排出口は、粉粒体収容容器の下面の中心に設けられ、容器内回転部材は、粉粒体収容容器の底壁上面に重ねられて粉粒体収容容器の内周面との間に環状隙間を有し、粉粒体排出口とその周囲を上方から覆い、粉粒体排出口を中心にして回転駆動される容器内回転盤と、容器内回転盤の下面に設けられて、粉粒体収容容器の底壁上面における外縁部に堆積した粉粒体を掻き集めながら粉粒体収容容器の底壁上を摺動し、それら粉粒体を底壁上面における外縁部から粉粒体排出口へと案内する導入ガイド部と、容器内回転盤の下面に設けられて、粉粒体排出口から下方に排出し切れなかった粉粒体と共に粉粒体収容容器の底壁上を摺動し、それら粉粒体を容器内回転盤の中央部から外縁部、そして底壁上面における外縁部へと案内する導出ガイド部とを備えたところに特徴を有する。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１に記載の粉粒体供給システムにおいて、粉粒体供給装置から排出された粉粒体の量を計量する排出量計量手段を備え、システム制御部は、単位長粉粒体量と粉粒体供給装置の水平移動速度との積として求められる粉粒体の目標排出量と、排出量計量手段による計量結果の単位時間当たりの変化量とが一致するように、容器内回転部材の回転速度を制御するところに特徴を有する。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項２に記載の粉粒体供給システムにおいて、排出量計量手段は、粉粒体供給装置から排出された粉粒体の質量を計量する質量計であり、粉粒体の排出に伴う粉粒体供給装置の質量の減少量を、ワーク上に排出された粉粒体の質量として計量するところに特徴を有する。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項１に記載の粉粒体供給システムにおいて、システム制御部は、予め設定された単位長粉粒体量と粉粒体供給装置の水平移動速度との積として求められる粉粒体の目標排出量に対応した目標回転速度と、容器内回転部材の回転速度とが一致するように、容器内回転部材の回転速度を制御するところに特徴を有する。
【０００９】
請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れかに記載の粉粒体供給システムにおいて、粉粒体収容容器の下面には粉粒体を排出するためのノズルが着脱可能に設けられ、ノズルは、その下端開口の開口幅を異ならせて複数種類備えられたところに特徴を有する。
【００１４】
請求項６の発明は、請求項１乃至５の何れかに記載の粉粒体供給システムにおいて、ワークは、回路基板であり、粉粒体は、回路基板上の電路を構成するための導電性の粉粒体又は、回路基板上の非電路を構成するための非導電性の粉粒体であるところに特徴を有する。
【００１５】
請求項７の発明に係る積層ライン製造方法は、請求項１乃至６の何れかに記載の粉粒体供給システムによって、ワークの上面に粉粒体でラインを描く粉粒体供給工程と、ワークの上面に供給された粉粒体を固化する固化工程と、粉粒体供給工程と固化工程とを繰り返して、粉粒体で描かれたラインを積層するところに特徴を有する。
【発明の効果】
【００１６】
［請求項１〜４の発明］
請求項１の発明によれば、粉粒体を収容した粉粒体収容容器内で容器内回転部材が回転すると、その回転速度に応じた量の粉粒体が粉粒体収容容器の下面に備えた粉粒体排出口からワークの上面に排出される。具体的には、容器内回転盤が回転すると、粉粒体収容容器の底壁上面における外縁部に堆積した粉粒体が、容器内回転盤の下面に設けられた導入ガイド部によって容器内回転盤の下方に取り込まれる。そして、容器内回転盤の回転に伴い、導入ガイド部が容器内回転盤の下方に取り込まれた粉粒体を押しながら粉粒体収容容器の底壁上を摺動して、その粉粒体を容器内回転盤の外縁部から中央部へと案内し、容器内回転盤の中央部から粉粒体排出口を通って下方へと粉粒体が排出される。この粉粒体供給装置を、予め設定された移動ルートに沿って水平移動させることで、ワークの上面に粉粒体でラインが描かれる。このとき、システム制御部が、粉粒体供給装置の水平移動速度に対して容器内回転部材の回転速度を制御して、ワークの上面に描かれたラインの単位長さ当たりの粉粒体の堆積量を予め設定された単位長粉粒体量にする。即ち、粉粒体の堆積量が一定なラインを描くことができる。また、導入ガイド部によって案内された粉粒体の量が、粉粒体排出口の開口広さ（排出可能量）に対して過剰であって、案内された粉粒体の一部が粉粒体排出口から排出し切れなかった場合には、容器内回転盤の下面に設けられた導出ガイド部が、排出し切れなかった粉粒体を押しながら粉粒体収容容器の底壁上を摺動して、その粉粒体を容器内回転盤の中央部から外縁部、そして底壁の外縁部へと案内する。即ち、粉粒体排出口から排出し切れなかった粉粒体は、導出ガイド部によって直ちに排除されるので、粉粒体排出口の詰まりを防止することができる。
【００１７】
ここで、システム制御部による容器内回転部材の回転速度の制御は、以下のように行えばよい。例えば、請求項２の発明のように、粉粒体供給装置から排出された粉粒体の量を計量する排出量計量手段を備え、システム制御部は、単位長粉粒体量と粉粒体供給装置の水平移動速度との積として求められる粉粒体の目標排出量と、排出量計量手段による計量結果の単位時間当たりの変化量とが一致するように、容器内回転部材の回転速度を制御すればよい。
【００１８】
或いは、請求項４の発明のように、システム制御部は、予め設定された単位長粉粒体量と粉粒体供給装置の水平移動速度との積として求められる粉粒体の目標排出量に対応した目標回転速度と、容器内回転部材の回転速度とが一致するように、容器内回転部材の回転速度を制御すればよい。目標回転速度は、以下のようにして決定すればよい。即ち、例えば、容器内回転部材の回転速度と各回転速度での粉粒体の排出量とを対応させて記憶したデータテーブルを設けておき、そのデータテーブルに基づき、目標排出量から、目標回転速度を決定すればよい。
【００１９】
また、請求項２の発明における排出量計量手段としては、粉粒体供給装置から排出された粉粒体の質量を計量する質量計が挙げられる。この質量計は、ワーク全体の質量を計量して、その増加量をワーク上に排出された粉粒体の質量として計量してもよいし、請求項３の発明のように、粉粒体の排出に伴う粉粒体供給装置全体の質量の減少量を、ワーク上に排出された粉粒体の質量として計量するようにしてもよい。
【００２０】
［請求項５の発明］
請求項５の発明によれば、線幅の異なる複数種類のラインを描くことが可能となる。
【００３２】
［請求項６の発明］
請求項６の発明によれば、回路基板上に導電性の粉粒体（例えば、銅粉、銀粉、カーボン）で描かれたラインによって、良好な電路（回路パターン）を形成することができる。また、回路基板上に非導電性の粉粒体（例えば、セラミックス、シリカ、ガラスパウダー樹脂）で描かれたラインによって、良好な非電路（絶縁層パターン、絶縁）を形成することができる。また、非導電性の粉粒体による導電線内への絶縁物充填を行うことも可能である。ここで、「導電性の粉粒体」には、半導電性の粉粒体（例えば、酸化亜鉛、酸化錫、酸化チタン）も含まれ、これによって良好な半導電路（半導電回路パターン）を形成することができる。本発明によれば、従来のプリント基板のようにマスキングやエッチングを行うことなく、回路基板上に電路と非電路とを形成することができる。
【００３３】
［請求項７の発明］
請求項７の発明によれば、ワークの上面に粉粒体でラインを描いてその粉粒体を固化するという工程を繰り返して、粉粒体で描かれたラインが積層した３次元構造物を製造することができる。ここで、粉粒体の固化は、熱（ヒーター、赤外線、レーザー、大気圧プラズマなど）による溶融、乾燥、変性による固化でもよいし、接着剤、その他化学反応による固化でもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
［第１実施形態］
以下、本発明に係る第１実施形態を、図１〜図１５に基づいて説明する。図１には、本発明の粉粒体供給システム１００の全体が示されている。同図に示すように、粉粒体供給システム１００は、粉粒体を収容した粉粒体供給装置９０と、その粉粒体供給装置９０を、質量計６０（具体的には、電子天秤）上に載置された平板状のワークＷの上方で、予め設定された移動ルートに沿って水平移動するための搬送ロボット１１０とを備えている。
【００３５】
搬送ロボット１１０は、粉粒体供給装置９０を、水平面内の互いに直交した２方向に移動させるために第１直動機構１１１及び第２直動機構１１２を備えている。第１直動機構１１１は、質量計６０が載置されたテーブル１１３の両側辺に１対のガイドレール１１１Ｒ，１１１Ｒを備え、それらガイドレール１１１Ｒ，１１１Ｒに、門形のスライダ１１１Ｓが直動可能に係合している。スライダ１１１Ｓのうち、質量計６０の上方に架け渡されたガイドレール１１２Ｒには、２つのスライダ１１２Ｓ，１１２Ｓが直動可能に係合しており、これらガイドレール１１２Ｒとスライダ１１２Ｓ，１１２Ｓによって、第２直動機構１１２が構成されている。
【００３６】
第２直動機構１１２のスライダ１１２Ｓ，１１２Ｓのうちの一方には、粉粒体供給装置９０が固定されており、他方には、例えば、接着剤塗布装置１３０が固定されている。そして、第１直動機構１１１と第２直動機構１１２にそれぞれ備えられたサーボモータ１１１Ｍ，１１２Ｍ（図９参照）によって、各スライダ１１１Ｓ，１１２Ｓが直動して、粉粒体供給装置９０及び接着剤塗布装置１３０が、ワークＷ上方の水平面内において前後左右に移動可能となっている。
【００３７】
ここで、第２直動機構１１２に備えた各スライダ１１２Ｓ，１１２Ｓには上下方向に直動する第３の直動機構が内蔵されており、その直動シャフト１１５Ｓの下端部に備えた図示しない装置保持部によって粉粒体供給装置９０及び接着剤塗布装置１３０が保持されている。これにより、粉粒体供給装置９０の下端部及び接着剤塗布装置１３０の下端部とワークＷの上面との間隔を任意に設定可能となっている。なお、粉粒体供給装置９０の下端部をワークＷから離し過ぎると、排出された粉粒体が拡散し易くなるので、粉粒体の性状に応じて、粉粒体供給装置９０の下端部とワークＷの上面との間隔を適宜設定することが望ましい。
【００３８】
また、粉粒体供給装置９０及び接着剤塗布装置１３０は、それぞれ装置保持部に対して着脱可能となっている。そして、搬送ロボット１１０は、装置保持部に保持された粉粒体供給装置９０及び接着剤塗布装置１３０を、テーブル１１３の両側部のホルダ１１３Ｈに保持された異なる粉粒体供給装置９０及び接着剤塗布装置１３０に自動交換することが可能となっている。
【００３９】
次に粉粒体供給装置９０について説明する。図２に示すように、粉粒体供給装置９０のうち粉粒体を収容した粉粒体収容容器１０は、大径筒部３００と小径筒部３０１とを備え、下方に向かうに従って縮径した構造になっている。大径筒部３００の側壁の下端部と、小径筒部３０１の側壁の上端部との間は平板状の中間段差壁３０２（本発明の「底壁」に相当する）によって接合されており、小径筒部３０１の下面開口が粉粒体排出口１２１となっている。
【００４０】
粉粒体収容容器１０（大径筒部３００）の上端は開放しており、その上端外周面に螺合された上端キャップ１３にて閉じられている。上端キャップ１３の上面には、粉粒体を粉粒体収容容器１０内に投入するための投入口１３Ａが形成されている。投入口１３Ａは上面中央からずれた位置に偏在して設けられている。
【００４１】
上端キャップ１３の上面中央には供給モータ１４が固定載置されている。供給モータ１４に連結された回転駆動シャフト１４１は、上端キャップ１３を貫通して大径筒部３００内でその中心軸に沿って延びている。そして、回転駆動シャフト１４１の下端部には容器内回転盤４０が取り付けられている。
【００４２】
容器内回転盤４０は、中間段差壁３０２上面に重ねて配置され、その中間段差壁３０２のうち、小径筒部３０１の上面開口とその周囲を覆うように、大径筒部３００内に遊嵌している。具体的には、容器内回転盤４０は大径筒部３００の内径よりも小径でかつ、小径筒部３０１（粉粒体排出口１２１）の内径よりも大径な平らな円板（図４（Ａ）参照）で構成されている。
【００４３】
上端キャップ１３の投入口１３Ａから粉粒体収容容器１０内に投入された粉粒体は、一旦、容器内回転盤４０上に堆積する。この堆積した粉粒体を、容器内回転盤４０の周縁部と大径筒部３００の側壁との間の環状隙間３５に掻き出すために、粉粒体収容容器１０の内側には上面待ち受けガイド３９が設けられている。図２に示すように上面待ち受けガイド３９は、容器内回転盤４０の上面に隣接配置された水平板３９１と、水平板３９１の基端部から垂直上方に延びてその上端部が上端キャップ１３に固定された垂直板３９２とから構成される。
【００４４】
そして、図３に示すように、水平板３９１の平面を供給モータ１４の回転駆動シャフト１４１の側面に当接させて取り付けることで、容器内回転盤４０の回転方向（図３の実線矢印の方向）に対して水平板３９１が傾斜し、容器内回転盤４０の回転時に、容器内回転盤４０上の粉粒体が水平板３９１に堰き止められて容器内回転盤４０の外縁部に向けて案内される。また、水平板３９１の基端部は、大径筒部３００の側壁に隣接する位置まで延びているので、水平板３９１に案内された粉粒体を中間段差壁３０２の外縁部、即ち、中間段差壁３０２のうち容器内回転盤４０の外縁部に沿って設けられた環状堆積部１０２へと流下させる。さらに、上面待ち受けガイド３９が粉粒体収容容器１０内の粉粒体を撹拌するので、粉粒体収容容器１０内で粉粒体が固まったり、詰まったりすることを防ぐことができる。これにより、容器内回転盤４０上の粉粒体を安定して環状堆積部１０２へと流下させることが可能となる。
【００４５】
容器内回転盤４０の下面には、中間段差壁３０２の環状堆積部１０２に堆積した粉粒体を容器内回転盤４０の下方に取り込んで、小径筒部３０１へと案内する為の導入ガイド壁４１１（本発明の「導入ガイド部」に相当する）が一体に設けられている（図５参照）。詳細には、図４（Ｂ）に示すように、容器内回転盤４０の下面には、容器内回転盤４０の外縁部から中央部から亘って延びた溝形構造の粉粒体導入路４１が形成されている。図５に示すように、粉粒体導入路４１は、全体として容器内回転盤４０の回転方向（図５における時計回り方向）と逆側に膨らむように緩やかに湾曲して延びており、その粉粒体導入路４１の両側壁のうち、容器内回転盤４０の回転方向における後方側の側壁が前記導入ガイド壁４１１となっている。
【００４６】
図５及び図６（Ａ）に示すように、導入ガイド壁４１１の始端部４１３には、容器内回転盤４０の外周面から側方に突出した粉粒体取込突起４６が備えられており、この粉粒体取込突起４６が、容器内回転盤４０の回転時に、環状堆積部１０２に堆積した粉粒体を掻き取って粉粒体導入路４１に取り込むようになっている。
【００４７】
粉粒体導入路４１に取り込まれた粉粒体は、容器内回転盤４０の回転に伴い中間段差壁３０２の上面を摺動する導入ガイド壁４１１の導入ガイド面４１２に押され、さらには、後から粉粒体導入路４１に流入してきた粉粒体に押されて、容器内回転盤４０の下面中央に向かって移動する（図５参照）。
【００４８】
容器内回転盤４０の下面中央には、中央凹部４３が形成されている。図７に示すように、中央凹部４３は、容器内回転盤４０の下面のうち、小径筒部３０１の上面開口との対向位置を陥没させた構造をなし、導入ガイド壁４１１（粉粒体導入路４１）の終端部４１４と連通している。中央凹部４３には、導入ガイド壁４１１の終端部４１４から離れるに従って徐々に下方に向かった降下ガイド面４３１が形成されている。この降下ガイド面４３１によって小径筒部３０１内へと粉粒体を案内することが可能となっている。
【００４９】
図８に示すように、降下ガイド面４３１からは鉛直下方（粉粒体排出口１２１）に向かって粉砕突壁４３２が張り出している。導入ガイド壁４１１の終端部４１４に到達した粉粒体が塊になっていた場合には、この粉砕突壁４３２によって細かく粉砕されてから小径筒部３０１内へと取り込まれるので、塊状の粉粒体による小径筒部３０１の詰まりを防止することができる。
【００５０】
容器内回転盤４０の下面には、導入ガイド壁４１１によって容器内回転盤４０の下面中央（中央凹部４３）へと案内された粉粒体のうち、小径筒部３０１内に入り切らなかった粉粒体を、環状堆積部１０２へと返送するための導出ガイド壁４２１（本発明の「導出ガイド部」に相当する）が設けられている。詳細には、図４（Ｂ）に示すように容器内回転盤４０の下面には、容器内回転盤４０の中央凹部４３から外縁部に亘って延びた溝形構造の粉粒体導出路４２が形成されている。図５に示すように、粉粒体導出路４２は、容器内回転盤４０の中央部から回転方向の前方に膨らむように緩やかに湾曲しつつ延び、途中で回転方向の後方側に屈折して容器内回転盤４０の外縁部まで直線状に延びている。その粉粒体導出路４２の両側壁のうち、容器内回転盤４０の回転方向の後側の側壁が導出ガイド壁４２１となっている。
【００５１】
そして、小径筒部３０１に入り切らずに、中央凹部４３から導出ガイド壁４２１（粉粒体導出路４２）の始端部４２３へと移動した粉粒体は、図５に示すように、容器内回転盤４０の回転に伴い中間段差壁３０２の上面を摺動する導出ガイド壁４２１の導出ガイド面４２２に押され、さらには、後から粉粒体導出路４２に流入してきた粉粒体に押されて導出ガイド壁４２１（粉粒体導出路４２）の終端部４２４、即ち、容器内回転盤４０の外縁部に向かって移動する。
【００５２】
ここで、図６（Ｂ）に示すように、粉粒体導出路４２のうち容器内回転盤４０の側面に開放した側面導出口４２５の上方には、容器内回転盤４０の外周面から側方に突出した庇壁４４と、庇壁４４に連続した傾斜壁４５とが設けられている。傾斜壁４５は、容器内回転盤４０の側面から側方に突出して設けられており、庇壁４４の上面のうち容器内回転盤４０の回転方向における前縁部から斜め下方に向かって延びた斜面４５１を有している。
【００５３】
容器内回転盤４０が回転すると、図６（Ｂ）の太線矢印で示したように、環状堆積部１０２に堆積した粉粒体が、傾斜壁４５の斜面４５１に乗り上げて庇壁４４の上面へと案内される。これにより、側面導出口４２５の側方に、粉粒体導出路４２を通過した粉粒体を受入可能な空間が形成され、粉粒体導出路４２を通過した粉粒体が側面導出口４２５（導出ガイド壁４２１の終端部）からその空間へと排出される。なお、庇壁４４及び傾斜壁４５は、大径筒部３００の側壁から僅かに離れており、容器内回転盤４０の回転時に側壁に摺接しないようになっている。
【００５４】
容器内回転盤４０の下面には、導入ガイド壁４１１の通過後に中間段差壁３０２上に残った粉粒体を掻き集めて環状堆積部１０２へと案内するための粉粒体排除ガイド部４７が設けられている。これら粉粒体排除ガイド部４７は、容器内回転盤４０のうち、その回転方向における導入ガイド壁４１１の後方でかつ導出ガイド壁４２１の前方である部分に、複数（本実施形態では３つ）配置されている。
【００５５】
粉粒体排除ガイド部４７は、容器内回転盤４０の下面における中央部から外縁部に亘って延びた溝４７１（図４（Ｂ）参照）のうち、回転方向の後方側の側壁にて構成されており、全体として、容器内回転盤４０の回転方向の前方に向かって膨らむように湾曲して延びている（図５参照）。
【００５６】
そして、容器内回転盤４０の回転により、粉粒体排除ガイド部４７が中間段差壁３０２上を摺動することで、中間段差壁３０２上に残った粉粒体が溝４７１内に取り込まれ、排除ガイド面４７２に押されて溝４７１内を移動し、容器内回転盤４０の外縁部、さらには、環状堆積部１０２へと移動する。これにより、導入ガイド壁４１１の通過後に中間段差壁３０２上に残った粉粒体がデッドストックになることを防ぐことができる。なお、上述した導入ガイド壁４１１と導出ガイド壁４２１及び、それらを一体に備えた容器内回転盤４０により、本発明の「容器内回転部材」が構成されている。以上が、粉粒体供給装置９０に関する説明である。
【００５７】
さて、図９には、上記搬送ロボット１１０及び粉粒体供給装置９０を備えた粉粒体供給システム１００の電気的な構成が示されている。同図に示すように、粉粒体供給システム１００は、制御装置２００（本発明の「システム制御部」に相当する）を備え、この制御装置２００が、搬送ロボット１１０に備えた各直動機構１１１，１１２のサーボモータ１１１Ｍ，１１２Ｍ及び粉粒体供給装置９０に備えた供給モータ１４を駆動制御している。
【００５８】
制御装置２００に備えたメモリ２０２には、後述する搬送供給プログラムＰＧ１と、図示しない入力端末から入力された各種データとが記憶されている。具体的には、ワークＷ上面に粉粒体で所定のラインＬＮを描くための粉粒体供給装置９０の移動ルート、ラインＬＮの単位長さ当たりにおける粉粒体の堆積量（具体的には、単位長さ当たりの質量）の設定値（以下、「単位長粉粒体量Ａ」という）、供給モータ１４の回転速度と単位時間当たりの排出量とを対応させて記憶したデータテーブルＤＴ１等である。このデータテーブルＤＴ１は、供給モータ１４の回転速度と、各回転速度で供給モータ１４を回転させたときの単位時間当たりの排出量とを、予め実測して求めたものであり、図９（Ｂ）には、その一例が示されている。
【００５９】
制御装置２００のＣＰＵ２０１は、粉粒体供給装置９０が移動ルートに沿って移動している間に、搬送ロボット１１０に備えた移動速度計測手段１１４から粉粒体供給装置９０の水平移動速度Ｄを取り込むと共に、質量計６０から計量値Ｅを取り込み、それらの計測結果と上記データテーブルＤＴ１及び単位長粉粒体量Ａとに基づいて供給モータ１４の目標回転速度Ｂを決定する。以下、本実施形態の粉粒体供給システム１００の動作について図１０のフローチャートを参照しつつ詳説する。
【００６０】
粉粒体供給システム１００によってワークＷの上面に粉粒体で所定のラインＬＮを描く場合には、予め、粉粒体供給システム１００の制御装置２００に、所定のラインＬＮを描くための粉粒体供給装置９０の移動ルートと、前記単位長粉粒体量Ａ［ｍｇ／ｍ］及び、その他必要なパラメータを入力して、制御装置２００に設定（メモリ２０２に記憶）しておく。そして、質量計６０にワークＷを載置して風袋引きを行ってから、図示しないスタートスイッチをオンする。
【００６１】
すると、ＣＰＵ２０１が搬送供給プログラムＰＧ１をメモリ２０２から読み出して実行する。図１０に示すように、搬送供給プログラムＰＧ１では、まず、粉粒体供給装置９０を移動ルートの原点位置にセットする（Ｓ１）。次いで、搬送ロボット１１０の各サーボモータ１１１Ｍ，１１２Ｍを駆動して、設定された移動ルートに沿って粉粒体供給装置９０の移動を開始させると共に、供給モータ１４を駆動して容器内回転盤４０を回転させ、ワークＷ上面への粉粒体の供給を開始する（Ｓ２）。
【００６２】
次いで、粉粒体供給装置９０の水平移動速度Ｄ［ｍ／ｓ］と、質量計６０の計量値Ｅ［ｍｇ］とを取り込み（Ｓ３）、計量値Ｅの単位時間当たりの変化量ΔＥ［ｍｇ／ｓ］を演算すると共に、水平移動速度Ｄとメモリ２０２に記憶された単位長粉粒体量Ａ［ｍｇ／ｍ］との積から、単位時間当たりの目標排出量Ｆ［ｍｇ／ｓ］を演算する（Ｓ４）。そして、計量値Ｅの単位時間当たりの変化量ΔＥが、目標排出量Ｆと一致（予め設定した許容範囲内で一致）するか否かを判定する（Ｓ５）。
【００６３】
計量値Ｅの単位時間当たりの変化量ΔＥが目標排出量Ｆと一致している場合（Ｓ５でＹｅｓ）には、供給モータ１４（容器内回転盤４０）の回転速度をそのままに維持する。
【００６４】
一方、計量値Ｅの単位時間当たりの変化量ΔＥが目標排出量Ｆと一致していない場合（Ｓ５でＮｏ）には、データテーブルＤＴ１に基づき、目標排出量Ｆから供給モータ１４の目標回転速度Ｂを求め（Ｓ６）、その目標回転速度Ｂとなるように供給モータ１４を駆動制御する（Ｓ７）。つまり、粉粒体のラインＬＮの単位長さ当たりの粉粒体の堆積量（質量）が、予め設定された単位長粉粒体量Ａになるように、粉粒体供給装置９０の水平移動速度Ｄに対して、容器内回転盤４０（供給モータ１４）の回転速度が制御される。
【００６５】
その後、粉粒体供給装置９０の現在位置が、移動ルートの終点位置か否かを判定し（Ｓ８）、終点位置でなければ（Ｓ８でＮｏ）、上述したステップＳ３〜Ｓ８の処理を繰り返す。一方、終点位置である場合（Ｓ８でＹｅｓ）には、搬送ロボット１１０（各サーボモータ１１１Ｍ，１１２Ｍ）と供給モータ１４とを停止して、この搬送供給プログラムＰＧ１を抜ける。
【００６６】
以上により、ワークＷの上面に、図１１〜図１３に示すような単層のラインＬＮが描かれるが、図１４に示すように粉粒体で描いたラインＬＮを複数積層する場合には、上述したステップＳ１〜Ｓ９の処理を、積層する回数分だけ繰り返し実行するように搬送供給プログラムを構成すればよい。
【００６７】
また、ワークＷを回路基板とし、粉粒体を導電性の粉粒体（例えば、銅粉、銀粉、カーボン）として、回路基板としてのワークＷ上に電路（回路パターン）を構成する場合には、上述のようにして導電性の粉粒体でラインＬＮを描いてから、その粉粒体を電気炉やレーザー光線等で固化してワークＷに固着させる。或いは、図１５に示すように、接着剤によってラインＬＮを描いた粉粒体とワークＷとを接着しておき、粉粒体を固化する。また、粉粒体でラインＬＮを描いてからその粉粒体を固化する、という工程を繰り返して粉粒体のラインＬＮが積層した３次元構造物を形成してもよい。この場合、各層間を接着剤で接着してもよい。なお、粉粒体の固化は、熱（ヒーター、赤外線、レーザー、大気圧プラズマなど）による溶融、乾燥、変性による固化でもよいし、接着剤、その他化学反応による固化でもよい。
【００６８】
ここで、回路基板に電路を形成する方法として、導電性の粉体を含有したペースト（導電性ペースト）を回路基板上に塗布する方法が従来より知られているが、一般的に、導電性ペーストには有機溶剤が含まれているため、回路基板の材質によっては、導電性ペーストの塗布部分に劣化が起きる虞がある。また、導電性ペーストを硬化させる前には、有機溶剤を十分に揮発させておく必要があるため、その分の時間が必要となる。
【００６９】
これに対し、本実施形態によれば、有機溶剤を含んだ導電性ペーストではなく、導電性の粉粒体で回路基板上にラインＬＮを描いて電路を形成することができるから、上述した従来の問題を解消することができる。
【００７０】
このように、本実施形態の粉粒体供給システム１００は、粉粒体供給装置９０から粉粒体を排出させつつ、その粉粒体供給装置９０を搬送ロボット１１０で移動させることで、ワークＷ上に粉粒体でラインＬＮを描く。このとき、粉粒体供給装置９０の水平移動速度Ｄに対して、容器内回転盤４０の回転速度を制御して、ワークＷに描かれたラインＬＮの単位長さ当たりの粉粒体の堆積量を、予め設定された単位長粉粒体量Ａにする。具体的には、データテーブルＤＴ１に基づき、ラインＬＮの単位長粉粒体量Ａと粉粒体供給装置９０の水平移動速度Ｄとの積として求められる粉粒体の目標排出量から、目標回転速度を求め、その目標回転速度と一致するように容器内回転盤４０（供給モータ１４）の回転速度を制御する。これにより、ワークＷの上面に粉粒体で描かれたラインＬＮの単位長さ当たりの粉粒体の堆積量を、予め設定した単位長粉粒体量Ａにすることができる。また、ワークＷとしての回路基板上に導電性の粉粒体で電路を形成する際の粉粒体供給手段として、この粉粒体供給システム１００を用いれば、回路基板上に良好な電路を形成することが可能である。
【００８３】
［他の実施形態］
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００８４】
（１）上記実施形態において、搬送ロボット１１０は、ガイドレールとスライダとからなる直動機構を複数組み合わせて構成されていたが、図１６に示すように、多軸（垂直多関節）ロボットでもよい。また、複数の多軸ロボットに、それぞれ粉粒体供給装置９０を取り付けて、各粉粒体供給装置９０から供給される粉粒体の種類を異ならせたり、粉粒体排出口１２１の口径を異ならせてもよい。
【００８５】
（２）上記実施形態では、質量計６０の上にワークＷを載置して、粉粒体の排出に伴うワークＷ全体の質量の増加量を、ワークＷ上に排出された粉粒体の質量として計量していたが、粉粒体の排出に伴う粉粒体供給装置９０全体の質量の減少量を、ワークＷ上に排出された粉粒体の質量として計量するようにしてもよい（所謂、ロス・イン・ウェイト方式）。具体的には、図１７に示すように、第２直動機構１１２のスライダ１１２Ｓに質量計６０を設けて、その質量計６０から下方に粉粒体供給装置９０を吊り下げた構成とすればよい。
【００８６】
（３）図１８（Ａ）から同図（Ｂ）への変化に示すように、比較的幅広な粉粒体のラインＬＮが互いに重ならないように粉粒体供給装置９０を移動させて、ワークＷの上面の所定範囲（例えば、ワークＷ上に設置した枠体の内側）に粉粒体を敷き詰めるようにしてもよい。
【００８７】
（４）粉粒体供給装置９０の水平移動速度Ｄに対して、供給モータ１４の回転速度を以下のようにして制御してもよい。即ち、水平移動速度Ｄと単位長粉粒体量Ａとの積から求められた単位時間当たりの目標排出量Ｆと、質量計６０による計量値の単位時間当たりの変化量ΔＥとを比較して、変化量ΔＥが目標排出量Ｆより小さい場合に、供給モータ１４の回転速度を増速して粉粒体の排出量を増加させる一方、変化量ΔＥが目標排出量Ｆより大きい場合には、供給モータ１４の回転速度を減速して粉粒体の排出量を減少させて、実際の変化量ΔＥが目標排出量Ｆと一致するように供給モータ１４の回転速度を制御してもよい。
【００８９】
（５）本発明の技術的範囲には含まれないが、上述した粉粒体供給システム１００を用いて平板状のワークＷの上面に直接粉粒体を供給し、粉粒体供給装置９０を上方へ移動させて、それら粉粒体が一塊になったペレット状（面状体）にすると共に、そのペレット状の粉粒体をワークＷの上面に規則的に配置してパターン（模様）を形成してもよい（図２０参照）。詳細には、ワークＷの上面に予め複数の堆積位置を設定しておき、粉粒体供給装置９０の粉粒体排出口１２１を、各堆積位置と対向した位置に順次位置決めして、粉粒体供給装置９０から各堆積位置へと予め定められた目標供給量の粉粒体を供給すればよい。これにより、ワークＷの上面にマスキングを行うことなく、粉粒体のパターンを形成することができる。また、ワークＷを質量計６０に載せておき、各堆積位置への粉粒体の供給量が目標供給量に達したか否かの判定を、質量計６０の計量結果の変化に基づいて行うようにしてもよい。また、図１９に示すように、小径筒部３０１をインナー筒部３０１Ａとアウター筒部３０１Ｂとから構成して、下面開口（粉粒体排出口１２１）の形状を異ならせた複数種類のアウター筒部３０１Ｂを用意しておき、何れかのアウター筒部３０１Ｂを選択的にインナー筒部３０１Ａに取り付け可能としてもよい。下面開口の形状は、図１９（Ｂ）に示す六角形以外の多角形や、円形、楕円形等でもよい。これにより、ワークＷに堆積したペレット状の粉粒体の平面形状を様々に変更することができる。さらに、上記したペレット状の粉粒体を積層して、３次元構造物を形成することも可能である。なお、アウター筒部３０１Ｂとインナー筒部３０１Ａとの間に、複数の粉粒体通過孔が貫通形成されたスクリーン壁３０を挟持させてもよい。
【００９０】
（６）ワークＷとしての回路基板に非導電性の粉粒体でラインを描いて、回路基板上に非電路を構成してもよい。又、半導電性の粉粒体によって、半導電性の電路を構成してもよい。
【００９１】
（７）単位時間当たりの目標排出量Ｆと、質量計６０による計量値の単位時間当たりの変化量ΔＥとを比較して、変化量ΔＥが目標排出量Ｆより小さい場合に、水平移動速度Ｄを減速する一方、変化量ΔＥが目標排出量Ｆより大きい場合には、水平移動速度Ｄを増速して、実際の変化量ΔＥが目標排出量Ｆと一致するように水平移動速度Ｄを制御してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る粉粒体供給システムの斜視図
【図２】粉粒体供給装置の側断面図
【図３】粉粒体収容容器の断面斜視図
【図４】（Ａ）容器内円板を上方から見た斜視図、（Ｂ）容器内円板を下方から見た斜視図
【図５】粉粒体収容容器の平断面図
【図６】（Ａ）容器内円板のうち導入ガイド壁の始端部を拡大した斜視図、（Ｂ）容器内円板のうち導出ガイド壁の終端部を拡大した斜視図、
【図７】容器内円板の側断面図
【図８】容器内円板の下面中央部を下方から見た斜視図
【図９】（Ａ）粉粒体供給システムのブロック図、（Ｂ）データテーブルの概念図
【図１０】搬送供給プログラムのフローチャート
【図１１】粉粒体でラインを描いている過程のワークの斜視図
【図１２】粉粒体でラインを描いている過程のワークの平面図
【図１３】粉粒体でラインが描かれたワークの側面図
【図１４】粉粒体で描かれたラインを積層した状態のワークの側面図
【図１５】粉粒体で描かれたラインを積層しかつ層間を接着剤で接着した状態のワークの側面図
【図１６】変形例に係る搬送ロボットの斜視図
【図１７】変形例に係る質量計の斜視図
【図１８】（Ａ）粉粒体でラインを描いている過程のワークの平面図、（Ｂ）粉粒体を敷き詰めた状態のワークの平面図
【図１９】（Ａ）小径筒部の拡大断面図、（Ｂ）小径筒部の底面図
【図２０】ワークに供給されたペレット状の粉粒体の斜視図
【符号の説明】
【００９３】
１０    粉粒体収容容器
１４    供給モータ
２０    中間旋回部材
３５    環状隙間
４０    容器内回転盤
６０    質量計（排出量計量手段）
９０    粉粒体供給装置
１００    粉粒体供給システム
１１０    搬送ロボット（ロボット）
１２１    粉粒体排出口
２００    制御装置（システム制御部）
３００    大径筒部
３０１    小径筒部
３０２    中間段差壁
４１１    導入ガイド壁（導入ガイド部）
４２１    導出ガイド壁（導出ガイド部）
ＬＮ    ライン
ＰＧ１    搬送供給プログラム
Ｗ    ワーク
【要約】
【課題】ワークの上面に粉粒体で描かれたラインの単位長さ当たりにおける粉粒体の堆積量を、予め設定した堆積量にすることが可能な粉粒体供給システムの提供を目的とする。
【解決手段】本発明の粉粒体供給システム１００は、粉粒体供給装置９０から粉粒体を排出させつつ、その粉粒体供給装置９０を搬送ロボット１１０で移動させることで、ワークＷ上に粉粒体でラインＬＮを描く。このとき、データテーブルＤＴ１に基づき、予め設定されたラインＬＮの単位長さ当たりの堆積量（単位長粉粒体量Ａ）と粉粒体供給装置９０の水平移動速度Ｄとの積として求められる粉粒体の目標排出量から、目標回転速度を求め、その目標回転速度と一致するように容器内回転盤４０（供給モータ１４）の回転速度を制御する。これにより、ワークＷの上面に粉粒体で描かれたラインＬＮの単位長さ当たりの粉粒体の堆積量を、予め設定した単位長粉粒体量Ａにすることができる。
【選択図】図１０【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
0004146883.tif 000014
【図２０】
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【図５】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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