JP2022001434A - ワークピースの位置合わせと印刷 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークピースを印刷する方法、印刷機を制御するためのコンピュータプログラム、印刷機、およびワークピースを位置合わせする方法を提供する。【解決手段】複数の離散的かつ水平方向に間隔を置いた支持面を有するツーリングを備えた上昇テーブルを有する印刷機を使用してワークピースを印刷する方法であって、ワークピースの搬送は、各ワークピースが、印刷機内の第１および第２の位置に停止するように制御され、第１および第２の位置は、水平輸送経路に沿って間隔を置いて配置され、それぞれが上昇テーブルの真上に配置され、第１および第２の位置の少なくとも１つは、ツーリングの支持面の真上に配置される。また、２つの異なるタワーでワークピースを支持することによってワークピースを位置合わせする方法が開示される。【選択図】図３

Description

本発明は、ワークピースを印刷する方法、印刷機を制御するためのコンピュータプログラム、印刷機、およびワークピースを位置合わせする方法に関する。

工業用スクリーン印刷機は、通常、角度の付いたブレードまたはスキージを使用して、印刷スクリーン（マスク、フォイル、またはステンシルと呼ばれることもある）の開口部のパターンを通して導電性印刷媒体を適用することにより、はんだペースト、銀ペースト、または導電性インクなどの導電性印刷媒体を回路基板などの平面ワークピースに適用する。同じ機械を使用して、接着剤などの特定の非導電性媒体をワークピースに印刷することもでる。

高品質の印刷を保証するために、印刷される表面が印刷スクリーンと平行に、つまり略水平になるようにワークピースをワークピース支持体によって支持する必要があり、ワークピース支持体は、ワークピースの正しい位置合わせを維持しながら、特にスキージによって加えられる下向きの圧力による印刷動作中に加えられる圧力に耐えることができるものである。

パターンの面積がスクリーンの面積に対して比較的小さい場合、スクリーン内に複数のパターンを含めることが可能であり、したがって、同じスクリーンを同時に使用してボードの複数の領域、または複数のボードを印刷することができる。あるいは、同じ印刷機内で複数の比較的小さなスクリーンを使用して、ボードの複数の領域、または複数のボードをそれぞれのスクリーンを使用して同時に印刷できるようにすることもできる。

多数の比較的小さなワークピース（一般に「単体化された（singulated）」ワークピースと呼ばれる）を支持し、個別に位置合わせすることができるワークピース支持センブリは、特許文献１に記載されている。図１は、このようなアセンブリ１の例を概略的に示しており、ここでは、個々の支持「タワー」２の２×４アレイを含んでいる。各タワー２は、印刷動作中にワークピース（図示せず）を支持することができる支持面３で覆われている。さらに、各タワー２は、通常は水平面である直交方向ＸおよびＹに移動するように、また、いわゆるシータ補正を提供する通常は垂直方向に延びる直交Ｚ軸を中心に回転するように個別に駆動され得る。特許文献１で説明されているように、このような動きは、各タワー内の平行運動学的作動システムの使用を通じて有利に提供され得る。より大きなまたはより小さな次元の他の配列ももちろん可能である。

通常、単体ワークピースを印刷する場合、複数のワークピースがキャリア内に配置され、ワークピースは、印刷機を通って、実際には、キャリア内で組立ラインに沿って異なるマシン間を移動する。図２Ａ〜Ｄは、上から、実行され得る以下の基本的なステップを概略的に示している。図２Ａ〜Ｄでは、簡単にするために、１ｘ４タワーアレイを有するワークピース支持アセンブリが示されている。
ｉ） 図２Ａに示されるように、多数のワークピースＷをその中に保持するキャリア４は、コンベヤ（図示せず）を使用して水平Ｘ方向で印刷機（図示せず）に運ばれ、ワークピースＷが上昇テーブル５上のワークピース支持アセンブリのそれぞれのタワー２の真上に配置されるように、物理的な停止要素６に突き当たることによって印刷機内で整列される。
ｉｉ） タワー２およびそれぞれの上にあるワークピースＷは、例えば、ワークピース支持アセンブリを支持する上昇テーブル５を持ち上げることによって接触させられ、その結果、ワークピースＷは、キャリア４から持ち上げられる。
ｉｉｉ） 図２Ｂに示すように、各ワークピースＷは、Ｘ、Ｙ、およびシータ方向のそれぞれの下にあるタワー２の適切な作動によって、必要に応じて位置合わせされる。
ｉｖ） ワークピースＷは、上昇テーブル５をさらに持ち上げることによって、パターン化された印刷スクリーン７（図２Ｃに明確にするために透明に示されている）と接触させられ、印刷スクリーン７は、フレーム８内で張力がかけられる。
ｖ） 図２Ｃに示すように、スキージ８を使用して印刷ストロークが実行され、印刷スクリーン７の開口部を通してワークピースＷ上に印刷媒体を堆積させる。
ｖｉ） ワークピースＷは、上昇テーブル５を下げることによって、印刷スクリーン７との接触から外され、キャリア４に戻される。
ｖｉｉ） 図２Ｄに示すように、物理的停止要素６は、キャリア４との係合から外れて移動され、キャリア４は、そのワークピースＷと共に、水平Ｘ方向に沿って印刷機から運ばれる。

当業者は、意図したように機能するために、図１に示されるようなアレイの個々のタワーが、アレイ内の隣接するタワーと衝突するリスクなしに、各タワーが自由に移動および／または回転できるように、それらの間に特定の最小間隔（つまり、アレイの「ピッチ」）を持たなければならないことを認識するだろう。

英国特許出願第１９０００５８．７号 国際公開第２０１４／１６６９５６号パンフレット

単体基板を搭載したキャリアを使用する場合、このようなシステムは一般にうまく機能するが、このような装置を使用する場合に直面するいくつかの問題と制限がある。例えば：
ｉ） 印刷機の一部のユーザーは、キャリア上の隣接するワークピースのピッチがアレイの対応するピッチよりも小さい、キャリア内に配置された単体ワークピースを印刷したい場合がある。
ｉｉ） 単一キャリア上のワークピースのみしか単一印刷ストロークで印刷できないため、動作の柔軟性とスループットが制限される。
ｉｉ） 特定の用途では、キャリアなしで単体ワークピースを印刷することが好ましい場合がある。

本発明は、費用効果が高く堅牢な方法でこれらの制限を克服しようとするものである。

本発明によれば、この目的は、より柔軟な停止装置を提供し、それによって印刷機内のキャリアの位置を選択的に制御することによって達成される。

以下、使用中のワークピースを支持するための各支持面である、少なくとも２つの別個の支持面のアレイを含むワークピース支持システムは、「マルチ支持システム」と呼ばれる。マルチ支持システムの一例は、特許文献１に記載されているように、各支持面がそれぞれのタワーに配置されている「マルチタワー支持システム」である。他のタイプのマルチタワー支持システムが存在する。たとえば、平行運動学の作動が使用されないシステムや、実際には、個々のタワーがＸ、Ｙ、シータ（θ）方向のいずれかまたはすべて内で移動できないマルチタワー支持システムがあり、そのようなシステムの例は、例えば、特許文献２に記載されている。ただし、タワーを含まない他のタイプのマルチ支持システムも可能であり、たとえば、上部支持面を有する単純なテーブル、各領域が支持面を構成するようにそれぞれのワークピースを支持するための専用の領域のアレイを含む上部支持面などを含む。また、各支持面は平坦である必要はないが、例えば、非平面のワークピースを支持するような外形であるか、または配置された電子部品、穴、またはビアなど、支持面に直接接触できない機構が下側に配置されているワークピースの下側を支持するために延びる複数のピンを有することができることも理解されたい。

本発明の第１の態様によれば、印刷機を使用してワークピースを印刷するための方法が提供され、印刷機は、
下部の後退位置と上部の伸長位置の間で垂直に移動可能な上昇テーブルと、
上昇テーブルによって支持され上昇テーブルに取り付けられたツーリングであって、複数の別個の水平に離間した支持面を含むツーリングと、
を備え、
使用中のワークピースは、上昇テーブルが後退位置にある場合にツーリングの垂直上にある水平搬送経路に沿って印刷機内および印刷機を通って運ばれ、係合したワークピースを印刷するための印刷動作を実行できるように、上昇テーブルを伸長位置に向かって持ち上げることによって支持面がワークピースと係合することができるような構成であり、
方法は、印刷される複数のワークピースを水平搬送経路に沿って印刷機に搬送するステップを備え、
輸送は、複数のワークピースの各ワークピースが印刷機内のそれぞれの第１および第２の位置で停止され、第１および第２の位置が水平搬送経路に沿って離間され、それぞれが後退位置にある上昇テーブルの真上に配置され、第１および第２の位置のうちの少なくとも１つがツーリングの支持面の真上に配置されるように制御される。

本発明の第２の態様によれば、第１の態様の方法を実行するように印刷機を制御するためのコンピュータプログラムが提供される。

本発明の第３の態様によれば、ワークピースを印刷するための印刷機が提供され、印刷機は、
下部の後退位置と上部の伸長位置の間で垂直に移動可能な上昇テーブルと、
上昇テーブルによって支持され、上昇テーブルに取り付けられたツーリングであって、複数の別個の水平に離間した支持面を含むツーリングと、
上昇テーブルが後退位置にある場合にツーリングの垂直上にある水平搬送経路に沿って印刷機内および印刷機を通してワークピースを搬送するように動作可能なコンベヤと、
印刷機内の第１または第２の位置のいずれかでコンベヤ上のワークピースを選択的に停止するように動作可能な移送制御システムであって、第１および第２の位置は、水平搬送経路に沿って離間しており、上昇テーブルが後退位置にある場合にそれぞれが上昇テーブルの真上に配置され、第１および第２の位置の少なくとも１つがツーリングの支持面の真上に位置する、移送制御システムと、
を備える。

本発明の第４の態様によれば、印刷機内で印刷するためにワークピースを位置合わせする方法が提供され、印刷機は、
下部の後退位置と上部の伸長位置の間で垂直に移動可能な上昇テーブルと、
上昇テーブルによって支持され、上昇テーブルに取り付けられたツーリングであって、複数の別個の水平に離間した支持面を含むツーリングと、
を備え、
方法は、
ｉ） 水平搬送経路に沿って、ワークピースを印刷機内および印刷機を通して搬送するステップと、
ｉｉ）ワークピースが複数の支持面の第１および第２の支持面にちょうど重なる位置でワークピースを停止するステップと、
ｉｉｉ） ワークピースを第１および第２の支持面の両方に係合させるステップと、
ｉｖ） ワークピースと係合させながら第１および第２の支持面を動かすことによってワークピースを位置合わせするステップと、
を備える。

本発明の他の特定の態様および特徴は、添付の特許請求の範囲に記載されている。

次に、本発明は、添付の図面（原寸に比例していない）を参照して説明される。

既知のマルチタワー支持システムを概略的に示す。 Ａ〜Ｄは、既知のタワー支持システムの印刷動作を概略的に示す。 ＡおよびＢは、本発明による方法の第１のステップをそれぞれ上からおよび断面側面図で概略的に示す。ＣおよびＤは、本発明による方法の第２のステップをそれぞれ上からおよび断面側面図で概略的に示す。 ＡおよびＢは、本発明による別の方法をそれぞれ上からおよび断面側面図で概略的に示す。 ＡおよびＢは、本発明によるさらなる方法をそれぞれ上からおよび断面側面図で概略的に示す。 ＡおよびＢは、本発明によるさらに別の方法をそれぞれ上からおよび断面側面図で概略的に示す。 ワークピースおよび支持面を上から概略的に示し、そのための移動スキームを示している。

本発明の一実施形態は、図３Ａ〜図３Ｄを参照して概略的に示されている。これらは、印刷機の内部を上から（図３Ａおよび図３Ｃ）、断面Ａ−Ａに沿った断面側面図（図３Ｂおよび図３Ｄ）で示しており、タワー１２などの固定構成要素が４つの図全体で同じＸ位置とスケールで示されるように配置されている。

図３Ａは、印刷機内の印刷領域を上から概略的に示している。レール１０は、機械間の水平搬送経路を規定する機械内に設けられている。レール１０は、物品、この場合はキャリア１４を、当技術分野では一般にＸ方向で示される大きな矢印によって示される方向に、搬送経路に沿って運ぶために、それぞれのコンベヤ（図示せず）を都合よく備えてもよい。したがって、水平面は図のようにＸＹ平面と同等であり、「Ｚ」は垂直方向を表すと理解されたい。当業者によって認識されるように、レール１０は、通常、Ｙ方向に比較的移動可能であるため、異なる幅の物品をそれらの間で運ぶことができる。わかりやすくするために、キャリア１４は透明に示されており、キャリア１４の下の構成要素の位置を見ることができる。この実施形態に示されるキャリア１４は、４×２のマトリックス内に８つのワークピースレセプタクル１１を含む。以降、同じＸ位置にある２つの隣接するワークピースレセプタクル１１の各ラインを「カラム」と呼ぶ。ここでは４つのカラムが示され、便宜上、例えば左端のカラムを「第１のカラム」と呼び、右端のカラムを「第４のカラム」と呼ぶ。各ワークピースレセプタクル１１は、１つの単体ワークピースを運ぶように設計されている（明確にするために示されていない）。パターン１９をワークピースに印刷するためには、ワークピースレセプタクル、したがってその受け入れられたワークピースを、水平搬送経路の下に配置されたツーリングのタワー１２（マルチタワー支持システム）の支持面１３（図３Ｂを参照）の上に位置合わせする必要がある。パターン１９は、水平搬送経路の上に配置されたステンシルまたはスクリーン（図示せず）に形成されている。図３Ａに示すようにこの実施形態では、４つのタワー１２が、２×２のマトリックスで設けられている。

図３Ｂに最も明確に見られるように、各タワー１２には、使用中のそれぞれのワークピースと係合するためにその上端に支持面１３が設けられ、支持面１３は、個別に水平方向に離間されている。明確にするために、支持面１３は平坦であるように示されているが、実際は、これらは、使用中に平坦でないワークピースを支持するような形状またはプロファイルとすることができる。タワー１２は、上昇テーブル１５に取り付けられたツーリングユニット１６上に設けられている。上昇テーブル１５は、下部の後退位置（図３Ｂに示されている）と上部の伸長位置（図示せず）との間で垂直方向に移動可能であり、垂直方向の移動距離は、図３Ｂに「Ｈ」として示されている。図３Ｂでは、支持面１３が持ち上げられ、それらの上にあるワークピースと係合して、ワークピースをキャリア１４から持ち上げる。この伸長位置において、係合されたワークピースを印刷するために印刷動作を実行することができる。支持面１３は、それぞれのタワー１２よりも水平方向の寸法が小さく、上昇テーブル１５を伸長位置に持ち上げる際に、それぞれのタワー１２の真上に位置するワークピースレセプタクル内に突出できるほど十分に小さい。

好ましい実施形態では、各タワー１２の支持面１３は、ツーリングユニット１６を介して受信された適切な制御信号を受信すると、水平面またはＸＹ平面内で移動可能である。さらにより好ましくは、各支持面１３は、図１および図２に示すワークピース支持アセンブリ１と同様に、水平経路に平行、および水平経路に直交する方向の両方に、水平面またはＸＹ平面内で移動可能であり、かつそれぞれの垂直軸またはＺ軸を中心に回転可能である。

図３Ａに最も明確に見られるように、個々のワークピースレセプタクル１１は、Ｘ方向に長さＬの比較的小さいピッチを有し、タワー１２は、Ｘ方向に比較的大きいピッチを有し、したがって、すべてのワークピースをそれぞれの支持面１３の上に一度に配置することは不可能である。本発明によれば、この問題は、キャリア１４、したがってそれによって運ばれるワークピースをＸ方向に沿った複数の場所で停止させることを可能にすることによって解決される。示されている実施形態では、第１の物理的停止部１７がレールの近くに設けられて、水平経路に沿った第１の位置でキャリア１４を停止させ、図３Ａおよび３Ｂに示されるように、マトリックスの第２および第４のワークピースレセプタクルカラムで運ばれるワークピースがそれぞれの支持面１３にちょうど重なる。マトリックスの第１および第３のワークピースレセプタクルカラムで運ばれるワークピースは、どの支持面１３とも位置合わせされていないが、上昇テーブル１５の上に重なっている。この位置では、支持面１３がキャリア１４の第２および第４のカラムのワークピースと係合するように、上昇テーブル１５を持ち上げることができる。キャリア１４に係合して持ち上げられると、ワークピースは、ＸＹ平面内の支持面１３の適切な動きによって位置合わせされ、次いで、それぞれの印刷パターン１９で印刷され得る。上昇テーブル１５は、次に、印刷されたワークピースがキャリア１４内のそれぞれのワークピースレセプタクル１１に戻されるように、後退位置に下げられる。

キャリア１４は、Ｘ方向の長さＬ、すなわち、ワークピースレセプタクル１１のピッチに対応する第２の位置に搬送される。キャリア１４は、第２の物理的停止部１８によってこの第２の位置で停止され、その結果、キャリア１４は、図３Ｃおよび図３Ｄに示される位置で停止される。明確には示されていないが、第１および第２の物理的停止部１７、１８は両方とも格納式であり、水平経路に出入りして、キャリア１４を第１または第２の位置のいずれかで選択的に停止することができる。制御可能な物理的停止部はそれ自体が当技術分野で知られているので、ここでさらに説明する必要はないが、通常、プロセッサ、コンピュータ、またはその他の制御手段によって制御されるアクチュエータによって水平経路に選択的に旋回または移動できるアーム、ロッド、または他の障壁を含む。

図３Ｃおよび図３Ｄに示すように、水平経路に沿ったこの第２の位置で、マトリックスの第１および第３のワークピースレセプタクルカラムで運ばれるワークピースは、それぞれの支持面１３とちょうど重なる。マトリックスの第２および第４のワークピースレセプタクルカラムで運ばれる、以前に印刷されたワークピースは、どの支持面１３とも位置合わせされていないが、上昇テーブル１５と重なっている。この位置では、支持面１３がキャリア１４の第１および第３のカラムのワークピースと係合するように、上昇テーブル１５を持ち上げることができる。係合してキャリア１４から持ち上げられると、ワークピースは、ＸＹ平面内の支持面１３の適切な動きによって位置合わせされ、次いで、それぞれの印刷パターン１９で印刷され得る。上昇テーブル１５は、次に、最近印刷されたワークピースがキャリア１４内のそれぞれのワークピースレセプタクル１１に戻されるように、後退位置に下げられる。次に、完全に印刷されたワークピースを備えたキャリア１４は、Ｘ方向の水平搬送経路に沿って印刷機から搬送され得る。

この概念を拡張して、ワークピースレセプタクルをさらに小さいピッチで有するキャリアの効率的な印刷を可能にすることができる。例えば、６×２アレイのワークピースレセプタクルを備えたキャリアを使用し、ワークピースレセプタクル間のピッチが支持面間のピッチの３分の１である場合、キャリアのすべてのワークピースを３回の印刷動作で印刷することができる。この場合、好ましくは、最初にカラム３および６のカラムを印刷し、次にキャリアを１ピッチ前方に移動し、カラム２および５を印刷し、次にキャリアをさらに１ピッチ前方に移動し、カラム１および４を印刷する。

本発明の別の実施形態は、図４Ａおよび図４Ｂを参照して概略的に示されている。ここで説明する方法は、キャリア内に保持されていない複数のワークピースＷを１回の印刷動作で印刷することを可能にする。図４Ａは、上から見た印刷機の内部を示し、図４Ｂは、これを線Ｂ−Ｂに沿った断面側面図で示している。示されている多くの構成要素は、前に説明したものと類似しているため、ここで詳細に説明する必要はないだろう。レール２０は、キャリアレスワークピースＷのためのそれらの間の水平搬送経路を規定し、４つのワークピースＷが示されている。このような構成では、ワークピースＷは、レール２０によって直接支持され、レール２０に沿って運ばれる。これは当然、ワークピースＷが一度に１つずつ印刷機に入るのを制限するので、この実施形態では、４×１のマトリックスの複数のタワー２２を支持ずるツーリングユニット２６が設けられ、各タワー２２は、その上端に支持面２３があり、支持面は、その上にワークピースＷを適切に支持するために必要な寸法および形状となっている。ツーリングユニット２６は、上昇テーブル２５に取り付けられている。

印刷効率を改善するために、本発明によれば、１回の印刷動作で、印刷パターン２９を４つの別個の単体ワークピースＷに印刷することが可能である。この利点は、水平搬送経路に沿って４つの別個の物理的停止要素２１を設けることによって可能になり、それぞれの支持面２３の真上でそれぞれのワークピースＷを停止するようそれぞれが選択的に動作可能である。物理的停止要素２１は、コンピュータ、プロセッサなどのような制御システム（図示せず）の制御下で操作される。

ツーリング（すなわち、ツーリングユニット２６、タワー２２および支持面２３）および上昇テーブル２５は、前述の実施形態と同じ方法で動作する。上昇テーブル２５がその伸長位置まで上昇すると、各支持面２３は、それぞれの上にあるワークピースＷと係合し、それをレール２０から持ち上げて離す。例えばＸＹ平面内で支持面２３を移動することによるワークピースＷの任意の位置合わせに続いて、ワークピースは１回の印刷動作で印刷され、次に上昇テーブル２５を後退位置に下げることによってレール２０に戻すことができる。

物理的停止要素２１は選択的に動作可能であるため、ワークピースＷが例えば、損傷したまたは機能しないタワー２２の支持面２３の上で停止するのを防ぐことがで、代わりに、隣接する完全に機能する支持面２３の上で停止することができる。

本発明の別の実施形態は、図５Ａおよび図５Ｂを参照して概略的に示されている。これは、図４Ａおよび図４Ｂに示したものと非常によく似ているが、ここでは、ワークピースＷがレールによって直接支持されるのではなく、それらはキャリアに配置され、複数のキャリアのすべてのワークピースが１回の印刷動作で印刷可能である。

図５Ａは、上から見た印刷機の内部を示している。図５Ｂは、これを線Ｃ−Ｃに沿った断面側面図で示している。示されている多くの構成要素は前に説明したものと類似しているため、ここで詳細に説明する必要はないだろう。レール３０は、キャリア３４のためにそれらの間に水平搬送経路を画定し、２つのキャリア３４が示されている。各キャリア３４内に、２つの単体ワークピースＷを運ぶことができ、ここでは、１×２のアレイで示されている。他の構成も可能であり、例えば、各キャリア３４は、２×２などの非線形アレイで複数のワークピースを運ぶように適合させることができる。図示のように、４×１のマトリックスの複数のタワー３２を支持ずるツーリングユニット３６が設けられ、各タワー３２は、その上端に支持面３３を有し、支持面は、ワークピースＷをその上に適切に支持するために必要な寸法および形状である。例えば、各キャリア３４がワークピースＷを非線形アレイで運ぶ場合、他の構成のツーリングが可能である。ツーリングユニット３６は、上昇テーブル３５に取り付けられている。このような構成では、キャリア３４はレール３０によって直接支持され、レール３０に沿って運ばれ、キャリア３４は一度に１つずつ印刷機に入ることができる。

印刷効率を改善するために、本発明によれば、２つのキャリア３４によって運ばれる４つの別個の単体ワークピースＷに、１回の印刷動作で印刷パターン３９を印刷することが可能である。この利点は、水平搬送経路に沿って２つの別個の物理的停止要素３１を設け、それぞれがそれぞれのキャリア３４を停止するように選択的に動作可能であり、その結果、そのワークピースＷのそれぞれがそれぞれの支持面３３の真上で停止することによって可能になる。物理的停止要素３１は、コンピュータ、プロセッサなどのような制御システム（図示せず）の制御下で操作される。

この実施形態はまた、図３Ａ〜図３Ｄに示される実施形態と組み合わせることができ、複数のキャリア３４を上昇テーブル３５の上の印刷領域に導入することができ、各キャリア３４は、支持面３３間のピッチよりも小さいピッチでワークピースＷを運ぶ。この場合、各キャリア３４が１つのワークピースピッチに等しい、水平搬送経路に沿った前方の距離で停止できるように、追加の停止要素が必要となるであろう。すべてのキャリア３４の交互のカラムは、１回の印刷動作で印刷され、残りのカラムは、２回目の印刷動作で印刷される。

本発明の別の実施形態は、図６Ａおよび図６Ｂを参照して概略的に示されている。ここでの配置は、図４Ａおよび図４Ｂに示す配置とほぼ同じであり、キャリアレスワークピースＷがレール４０によって直接支持および搬送されている。ただし、この場合、ワークピースＷは、比較的大きいので、それぞれが、マルチタワー支持システムのツーリングの第１および第２の隣接する支持面４３Ａ、４３Ｂにちょうど重なる可能性がある。示されている印刷パターン４９はそれに応じて大きい。

印刷効率を改善するために、本発明によれば、１回の印刷動作で２つの別個の単体ワークピースＷに印刷パターン４９を印刷することが可能である。この利点は、水平搬送経路に沿って２つの別個の物理的停止要素４１を設けることによって可能になり、第１および第２の支持面４３Ａ、４３Ｂの真上でそれぞれのワークピースＷを停止するようにそれぞれが選択的に動作可能である。物理的停止要素４１は、コンピュータ、プロセッサなどのような制御システム（図示せず）の制御下で操作される。

ツーリング（すなわち、ツーリングユニット４６、タワー４２、およびそれぞれのタワー４２の上端に配置された支持面４３Ａ、４３Ｂ）および上昇テーブル４５は、前述の実施形態と同じように動作する。上昇テーブル４５がその伸長位置まで上昇すると、各支持面４３は、それぞれの上にあるワークピースＷと係合し、それをレール４０から持ち上げて離す。この実施形態では、次に、上にあるワークピースＷと係合しながら第１および第２の支持面４３Ａ、４３Ｂを動かすことにより、ワークピースＷの位置合わせが行われる。特に、位置合わせは、水平面またはＸＹ平面内での支持面４３Ａ、４３Ｂの協同移動によって実行される。これは、水平面内で水平経路に平行および水平経路に直交する方向の両方に移動可能であり、それぞれの垂直軸またはＺ軸を中心に回転可能な支持面４３Ａ、４３Ｂを使用する場合に特に有益である。次に、ワークピースＷは、１回の印刷動作で印刷され、必要に応じて位置合わせが解除され（すなわち、上昇テーブル４５の上に到着した位置に戻され）、次に上昇テーブル４５を後退位置に下げることによってレール４０に戻され得る。

物理的停止要素４１は選択的に動作可能であるため、ワークピースＷは、例えば、損傷したまたは機能しないタワー４２の支持面４３Ａ、４３Ｂの上で停止するのを防ぐことができるが、代わりに、代替の完全に機能する支持面４３Ａ、４３Ｂの上で停止する。

図７は、第１および第２の支持面４３Ａ、４３Ｂを使用して、上にあるワークピースＷを協同的に位置合わせする方法を概略的に示している。図７の上側は、それぞれの支持面４３Ａおよび４３Ｂによってその両端で支持された、第１の向きのワークピースＷ（明確にするために透明にされた）を上から示す。ワークピースＷの幾何学的中心は５０として示され、支持面４３Ａおよび４３Ｂの幾何学的中心はそれぞれ４７および４８と示されている。図７の下側は、示されるように、ワークピースＷがその中心５０を通る垂直軸またはＺ軸を中心に角度θだけ反時計回りに回転させられる場合のワークピースＷおよび支持面４３Ａ、４３Ｂの位置決めを上から示す。各支持面４３Ａ、４３Ｂは、上にあるワークピースＷに対して移動できないことが重要である。そうすると、ワークピースＷまたはその下側に存在する任意の機構に損傷を与える可能性があるからである。破線は、ワークピースＷと支持面４３Ａ、４３Ｂの相対位置がこの回転によってどのように変化するかを示している。以下の条件が満たされる場合、支持面４３Ａ、４３Ｂを使用してこの回転を行うことができることが分かる。
ｉ） 第１および第２の支持面４３Ａ、４３Ｂの両方もまた、反時計回り方向にθだけ回転しなければならない。
ｉｉ） 同時に、支持面４３Ａは、Ｘ方向に距離Δｘ、負のＹ方向に距離Δｙを移動しなければならない。
ｉｉｉ） 同時に、支持面４３Ｂは、負のＸ方向に距離Δｘ、Ｙ方向に距離Δｙを移動しなければならない。

支持面４３Ａおよび４３Ｂの必要な移動は、特許文献１に記載されているような「マルチタワー支持システム」を使用して可能である。図７は、ワークピースＷの回転のみを示しており、もちろん、第１および第２の支持面４３Ａおよび４３Ｂを必要な方向に同じ距離だけ移動させる（すなわち、タンデムに移動する）ことによって、ＸＹ平面内でワークピースＷの移動を引き起こすことも可能である。また、このような動きを重ね合わせることで、ワークＷの回転と並進の組み合わせが可能である。

図７に記載された実施形態は、水平搬送経路に沿って、Ｘ方向に離間している隣接する４３Ａ及び４３Ｂの表面を使用して協同する位置合わせを可能にするが、代わりに隣接する支持面がＹ方向、つまり水平搬送経路に直交する方向に離間している場合でも同様の位置合わせが可能である。このような配置は、ワークピースがＹ方向に比較的長く、２つの隣接する支持面にまたがる場合に役立つ。

代替の実施形態では、印刷されるワークピースは、キャリア内で運ばれる可能性がある。

図６Ａ、図６Ｂおよび図７を参照して一般的に説明されるように、ワークピースを空間的に分離された２つの支持面上に配置することによってワークピースを整列させるという概念は、ワークピースを印刷機内のそれぞれの第１および第２の位置で停止させる必要はないことに留意されたい。たとえば、単一の２タワーツーリングを使用して、比較的大きな単一のワークピースを位置合わせすることができる。

上記の実施形態は例示に過ぎず、本発明の範囲内の他の可能性および代替案は、当業者には明らかであろう。例えば、上記の実施形態は物理的停止要素を使用するが、コンベヤの動作を制御してワークピースを上昇テーブル上の選択された位置で停止させるように動作可能なコンベヤ制御を含む搬送制御システムを使用することも同様に可能である。このような場合、搬送制御システムは、例えば、第１および第２の場所のそれぞれに関連付けられたセンサーを備えて、それぞれの場所の上流のコンベヤ上のワークピースの存在を感知し、そのような存在を示す信号をコンベア制御に送ることができる。このようにして、ワークピースとその停止位置の完全かつ柔軟な制御が可能になる。

本明細書に記載の方法は、ワークピースおよび支持面の様々なサイズのアレイで使用することができる。例えば、支持面およびそれぞれのタワーは、広範囲のｎｘｍアレイに配置され得る。「ｎ」は、水平搬送経路またはＸ方向に沿って離間する支持面を指し、「ｍ」は、水平搬送経路に直交して、すなわちＹ方向に沿って離間する支持面を指す。図３〜図６を参照して説明した実施形態に関しては、ｎ＞＝２およびｍ＞＝１の任意のサイズの配列が可能である。図７を参照して説明した実施形態に関しては、ｎまたはｍの一方は＞＝１であり、ｍおよびｎの他方は＞＝２である任意のサイズの配列が可能である。

１ ワークピース支持アセンブリ
２，１２，２２，３２，４２ タワー
３，１３，２３，３３，４３Ａ，４３Ｂ 支持面
４，１４，３４ キャリア
５，１５，２５，３５，４５ 上昇テーブル
６ 物理的停止要素
７ 印刷スクリーン
８ フレーム
９ スキージ
１０，２０，３０，４０ レール
１１ ワークピースレセプタクル
１６，２６，３６，４６ ツーリングユニット
１７ 第１の物理的停止部
１８ 第２の物理的停止部
１９，２９，３９，４９ 印刷パターン
２１，３１，４１ 物理的停止要素
４７ 支持面４３Ａの中心
４８ 支持面４３Ｂの中心
５０ ワークピースＷの中心
Ｈ 高さ
Ｌ 長さ
Ｗ ワークピース

Claims (17)

1. 印刷機を用いてワークピースを印刷する方法であって、前記印刷機は、
   下部の後退位置および上部の伸長位置の間で垂直に移動可能な上昇テーブルと、
   上昇テーブルによって支持され、前記上昇テーブルに取り付けられたツーリングであって、複数の別個の水平に離間した支持面を備えるツーリングと、
   を備え、
   使用時に、前記上昇テーブルが前記後退位置にある場合に、前記ツーリングの垂直上方にある水平搬送経路に沿ってワークピースが前記印刷機内および前記印刷機を通り搬送され、係合されたワークピースを印刷するための印刷動作を実行できるように前記上昇テーブルを前記伸長位置に上昇させることによって支持面がワークピースと係合することができるような構成であり、
   前記方法は、
   印刷される複数のワークピースを前記水平搬送経路に沿って前記印刷機に搬送するステップを備え、
   搬送は、前記複数のワークピースの各ワークピースが前記印刷機内のそれぞれの第１および第２の位置に停止することができ、前記第１および第２の位置は、前記水平搬送経路に沿って離間しており、各第１および第２の位置は、前記上昇テーブルが後退位置にある場合に前記上昇テーブルの真上にあり、前記第１および第２の位置の少なくとも一方は、前記ツーリングの支持面の真上に配置されるように、制御される、方法。
2. 印刷される前記ワークピースが第１のアレイに少なくとも１つのワークピースと、第２のアレイに少なくとも１つのワークピースとを含み、前記第１および第２のアレイの前記ワークピースは前記水平経路に沿って交互に配置され、前記方法は、
   ｉ）前記複数のワークピースを移動して、前記第１のアレイのワークピースを支持面にちょうど重なる第１のそれぞれの位置に停止し、前記第２のアレイのワークピースを前記上昇テーブルにちょうど重なるが支持面には重ならない第１のそれぞれの位置に停止するよう搬送を制御するステップと、
   ｉｉ）前記第１のアレイの前記ワークピースが下にある支持面と係合するように前記上昇テーブルを上昇させるステップと、
   ｉｉｉ）前記第１のアレイの係合されたワークピースを印刷するために第１の印刷動作を行うステップと、
   ｉｖ）前記第１のアレイの印刷されたワークピースを前記支持面との係合から外すために前記上昇テーブルを下げるステップと、
   ｖ）前記複数のワークピースを移動し、支持面にちょうど重なる第２のそれぞれの位置で前記第２のアレイの前記ワークピースを停止し、前記上昇テーブルにちょうど重なるが支持面には重ならない第２のそれぞれの位置で前記第１のアレイの前記ワークピースを停止するよう搬送を制御するステップと、
   ｖｉ）前記第２のアレイの前記ワークピースが下にある支持面と係合するように前記上昇テーブルを上昇させるステップと、
   ｖｉｉ）前記第２のアレイの係合されたワークピースを印刷するために第２の印刷動作を行うステップと、
   ｖｉｉｉ）前記第２のアレイの印刷されたワークピースを前記支持面との係合から外すために前記上昇テーブルを下げるステップと、
   を備える、請求項１に記載の方法。
3. 前記第１のアレイのワークピースおよび前記第２のアレイのワークピースが共通のキャリアで前記印刷機に移送され、ステップｉ）において、前記キャリアは、前記水平搬送経路に沿った第１のキャリア位置に搬送され、ステップｖ）において、前記キャリアは、前記水平搬送経路に沿った第２のキャリア位置に搬送される、請求項２に記載の方法。
4. 複数の停止位置が前記水平搬送経路に沿って設けられ、各ワークピースが選択されたそれぞれの停止位置に停止するように、搬送が制御される、請求項１に記載の方法。
5. ワークピースは、各停止位置に停止し、停止位置に停止したすべてのワークピースを印刷するために１回の印刷動作が実行される、請求項４に記載の方法。
6. 前記ツーリングが複数のタワーを備え、各支持面は、それぞれのタワーの上端に配置され、かつ各支持面は、水平面内で移動可能である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
7. 各支持面は、前記水平経路に平行、および前記水平経路に直交の両方に前記水平面内で移動可能であり、かつそれぞれの垂直軸回りに回転可能である、請求項６に記載の方法。
8. 前記伸長位置への前記上昇テーブルの上昇により、第１および第２の支持面の両方が前記ワークピースと係合するように、前記第１および第２の支持面にちょうど重なる第１の位置でワークピースを停止するステップを備える、請求項６または７に記載の方法。
9. 前記ワークピースと係合した場合に前記第１および第２の支持面を移動することにより前記ワークピースの位置および／または回転を調整するステップを備える、請求項８に記載の方法。
10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法を実行するために印刷機を制御するためのコンピュータプログラム。
11. ワークピースを印刷するための印刷機であって、
    下部の後退位置および上部の伸長位置の間で垂直に移動可能な上昇テーブルと、
    上昇テーブルによって支持され、前記上昇テーブルに取り付けられたツーリングであって、複数の別個の水平に離間した支持面を備えるツーリングと、
    前記上昇テーブルが前記後退位置にある場合に、前記ツーリングの垂直上方にある水平搬送経路に沿ってワークピースを前記印刷機内へおよび前記印刷機を通り搬送するよう作動可能であるコンベヤと、
    前記コンベヤ上のワークピースを前記印刷機内の第１または第２の位置のいずれかに選択的に停止するよう作動可能である移送制御システムであって、前記第１および第２の位置は、前記水平搬送経路に沿って離間し、前記上昇テーブルが後退位置にある場合に、各第１および第２の位置は、前記上昇テーブルの真上に位置し、前記第１および第２の位置の少なくとも一方は、前記ツーリングの支持面の真上に位置する、移送制御システムと、
    を備える印刷機。
12. 前記移送制御システムは、
    ワークピースを前記第１の位置に停止するよう作動可能である第１の物理的停止要素と、
    ワークピースを前記第２の位置に停止するよう作動可能である第２の物理的停止要素と、
    を備える、請求項１１に記載の印刷機。
13. 前記移送制御システムは、
    ワークピースを前記第１および第２の位置の選択された１つに停止させるように、前記コンベヤの運転を制御するよう作動可能であるコンベヤ制御部を備える、請求項１１に記載の印刷機。
14. 前記移送制御システムは、各前記第１および第２の位置に関連したセンサーを備え、前記センサーは、それぞれの位置の上流で前記コンベヤ上のワークピースの存在を検出し、このような存在を示す信号を前記コンベヤ制御部に送る、請求項１３に記載の印刷機。
15. 印刷機内で印刷するためにワークピースの位置合わせをする方法であって、前記印刷機は、
    下部の後退位置および上部の伸長位置の間で垂直に移動可能な上昇テーブルと、
    上昇テーブルによって支持され、前記上昇テーブルに取り付けられたツーリングであって、複数の別個の水平に離間した支持面を備えるツーリングと、
    を備え、
    前記方法は、
    ｉ）水平搬送経路に沿って前記印刷機に、および前記印刷機を通りワークピースを搬送するステップと、
    ｉｉ）前記ワークピースが前記複数の支持面の第１および第２の支持面にちょうど重なる位置に前記ワークピースを停止するステップと、
    ｉｉｉ）前記ワークピースを前記第１および第２の支持面の両方に係合させるステップと、
    ｉｖ）前記ワークピースと係合しながら前記第１および第２の支持面を移動させることによって前記ワークピースを位置合わせするステップと、
    を備える方法。
16. 前記ツーリングが複数のタワーを備え、前記複数の支持面の各支持面がそれぞれのタワーの上端に配置され、各支持面は、水平面内で移動可能である、請求項１５に記載の方法。
17. 各支持面は、前記水平経路に平行、および前記水平経路に直交の両方に前記水平面内で移動可能であり、かつそれぞれの垂直軸回りに回転可能である、請求項１６に記載の方法。

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