專利名稱：用于卡片印刷機的圖象轉印部分的控制的制作方法
技術領域：
本發明涉及具有圖象轉印部分的印刷機，所述圖象轉印部分可將印刷后的圖象從一受體條帶轉印到諸如信用卡之類的塑料卡片上，更具體地說，本發明涉及用于對這樣一種印刷機的圖象轉印部分的工作加以控制的控制系統和方法。
背景技術：
自動控制系統的一個基本的要求是，必須實時地調整多個獨立機械系統的作業。各獨立的機械系統經常是必須以這樣這樣一種方式相互協調配合，即，當某些系統是通過不同的方法、速度和/或變速比來驅動時，它們也必須同時完成。當一個系統中的一個或多個驅動子系統以不同的速度工作時，很難實現上述要求。
印刷機的圖象轉印部分就是多個機械系統必須以精確的方式來控制的一個例子，以確保將圖象精確地轉印到卡片上。通常，圖象轉印部分包括一對帶有輥隙的涂敷輥，其中一個涂敷輥被加熱。一塑料卡片和一受體條帶(receptor web)穿過輥隙，藉以將受體條帶的一部分層壓到卡片上。被層壓到卡片上的受體條帶上印有圖象，這樣就可以將圖象從受體條帶轉印到塑料卡片上。兩個涂敷輥由一電動機通過合適的傳動裝置彼此反向地驅動旋轉，其中一個涂敷輥可移向和離開另一個涂敷輥，藉以改變兩者之間的輥隙。塑料卡片在一對由一電動機帶動而反向旋轉的驅動輥的驅動下進入所述輥隙，受體條帶由被另一個驅動電機驅動的收繞輥拉過涂敷輥的輥隙。在該系統中，先在一印刷工位上將圖象印到受體條帶上，隨后由涂敷輥將圖象轉印到卡片上。
與圖象轉印部分相關的一個主要問題是需要使卡片對準，即，使卡片、涂敷輥和受體條帶沿水平方向(X軸方向)對準，并使卡片和條帶沿垂直方向(Y軸方向)對準，從而確保將圖象正確地轉印到卡片上。水平方向的對準涉及對三個獨立系統的控制，藉以在可動涂敷輥到達其涂敷位置的同時，使卡片和受體條帶上的需轉印圖象到達涂敷輥的輥隙，從而確保被轉印的圖象沿水平方向正確地定位到卡片上。垂直方向的對準涉及對卡片和受體條帶的相對垂直位置的控制，藉以使被轉印的圖象沿垂直方向正確地定位到卡片上。
由于印刷機中的卡片傳送裝置通常是由步進電動機驅動，因而水平對準通常是在一開環系統中完成的，其中卡片被傳送(或步進)預定的步數，當步進完成時，假設卡片相對于涂敷輥和受體條帶正確地定位。受體條帶也是由一獨立的步進電動機驅動的，在完成預定步數的步進之后，假設受體條帶相對于卡片和涂敷輥正確地定位。在開始將圖象轉印到卡片上之前，如上所述的可動涂敷輥本身還需要定位。可動涂敷輥需借助一使其向另一個涂敷輥移動預定步數的獨立步進電動機來定位，在完成預定的步數之后，假設可動涂敷輥對準卡片和受體條帶。通常，卡片和條帶先被驅動到位，隨后再停止，等待涂敷輥被驅動到位而開始圖象轉印。
然而，這種方法有一些問題，例如由于必須使驅動卡片驅動輥的步進電動機停轉和重新啟動，可能造成卡片滑移。由于需在圖象轉印開始之前等待完成對準工作，因而受體條帶也容易發生斷裂、滑動或熔化。另外，當需要更換任何一個系統中的某個構件時，這種圖象轉印部分也會遇到問題。
另外，由于受體條帶在垂直方向上可能偏移而使條帶的軌跡發生變化，因而難以沿垂直方向對準。因此，必須調節卡片或受體條帶，以使圖象的垂直位置與卡片相匹配。另外，由于塑料卡片和印在受體條帶上的圖象是彼此獨立制造的，因而在這兩種介質之間沒有關聯。需用特別的數據(如顧客數據)實現個人化的塑料卡片必須與印在受體條帶上的正確的圖象相匹配。若不能使卡片與正確印制的圖象相匹配，最好的情況是造成卡片制造方面的誤差，最差的是讓顧客收到錯誤的卡和/或錯誤的個人數據。
這種圖象轉印部分所面臨的另一個問題是，需要使卡片的移動速度與涂敷輥的速度以及受體條帶的速度相匹配。在涂敷輥進行圖象轉印時，各獨立驅動的系統不能超速地驅動關鍵的控制元件，在本例中，就是涂敷輥。否則，可能在轉印的圖象中發生褶皺、空隙、“震顫”等情況，更差的甚至造成受體條帶斷裂、卡片堵塞等情況。因此，卡片和受體條帶必須以與涂敷輥相同的速度來驅動。通常，在卡片和受體條帶的運動受到緊夾著卡片和條帶的涂敷輥的控制的同時，卡片驅動輥和收繞輥相互咬合，從而允許系統超速運轉，又能避免發生上述問題。然而，由于涂敷輥通常是由一直流(DC)電動機驅動的，其轉速可能會因為施加于涂敷輥的載荷(壓力)而變化。DC電動機的轉速還可能因在與其相連的微處理器的控制下所允許的電流大小而變化。
因此，需要一種用于圖象轉印部分的控制系統和方法，該系統和方法能確保水平和垂直的對準，可以調節收繞輥和卡片驅動輥的速度而使之與涂敷輥的轉速相匹配，并確保將正確的圖象轉印到卡片上。
發明概要本發明提供了一種具有一可控制其工作的控制系統的、印刷機的圖象轉印部分，以及用于控制該圖象轉印部分工作的控制系統和方法。具體地說，借助本發明的控制系統和方法，可以確保構成所述圖象轉印部分的各獨立系統的運動是同步進行的，因而確保卡片、條帶和涂敷輥的水平對準。控制是自適應的，因而可以對各獨立系統自動地調節到不同轉速和傳動比。本發明的控制系統和方法還可以自動地調節收繞輥和卡片驅動輥的速度，使之與涂敷輥的速度相匹配，因而在各系統中都不需要滑動離合器，并且可以確保各獨立系統的速度相匹配。另外，由于受體條帶上印有多個水平間隔的圖象并且有時會垂直移動，故將本發明的控制系統設計成能確保將正確的圖象轉印到卡片上，并確保卡片與受體條帶的垂直對準，以便使轉印的圖象正確地定位在卡片上。
根據本發明一較佳實施例的圖象轉印部分包括其間形成有一輥隙的第一和第二可轉動的涂敷輥，所述第一涂敷輥可移向和離開第二涂敷輥，即在靠近第二涂敷輥的第一位置和遠離第二涂敷輥的第二位置之間移動，以在第一位置上形成輥隙。在涂敷輥的上游設置了一對可轉動的驅動輥，以驅動卡片進入第一和第二涂敷輥的輥隙，在涂敷輥的下游設置了一可轉動的受體條帶收繞輥，以將一受體條帶拉過兩個涂敷輥之間。設置了一控制系統來控制涂敷輥、驅動輥和收繞輥。該控制系統包括一自適應水平對準控制裝置，該裝置可控制第一涂敷輥從第二位置移向第一位置，并控制驅動輥和收繞輥，以便在第一涂敷輥到達第一位置的同時，將卡片與所述各圖象之一送入所述輥隙，從而確保卡片上的圖象能正確的水平對準。由于水平對準控制裝置是自適應的，它可以自動地調節與涂敷輥、驅動輥和收繞輥相關的不同速度和傳動機構。該控制系統還能確保圖象和卡片的垂直對準，并使卡片對準受體條帶上的正確圖象。
該控制裝置還包括自適應調速控制裝置，該裝置可控制所述一對驅動輥和所述收繞輥的轉速，以使之與第一和第二涂敷輥的轉速基本相同。借助該自適應調速控制裝置，在圖象轉印部分中就不再需要有滑動離合器，并且可以確保涂敷輥、驅動輥和收繞輥的轉速相互匹配。
本發明的這些和其它各種優點和特征特別是在所附權利要求書中有所描述，權利要求書構成了本發明的一部分。然而，為了更好地理解本發明、其優點和利用其所能實現的目的，應該結合也構成本發明一部分的附圖及其說明來闡述，其中描述了本發明的一個較佳實施例。
附圖簡要說明
圖1示出了一印刷機的圖象轉印部分，該部分是利用本發明的控制系統來控制的；圖1A是類似于圖1的視圖，但是示出了位于涂敷輥間隙中的卡片；圖2是自適應水平對準控制算法的各步驟的框圖，該算法構成了用于圖象轉印部分的控制系統的一部分；圖3是自適應調速控制算法的各步驟的框圖，該算法構成了用于圖象轉印部分的控制系統的一部分；圖4是受體條帶一部分的側視圖，在該條帶上印有多個圖象、對準標記、以及相鄰于印刷圖象前邊緣的序號條形碼；圖5是一個示范性的指示標記的詳示圖；圖6是類似于圖5的視圖，但是示出了相對于所述指示標記的各印刷點和傳感器二極管的排列；圖7示出了用于本發明的序號條形碼；圖8是圖象轉印部分的一部分的側視圖，示出了卡片和受體條帶是怎樣垂直對準的。
對較佳實施例的詳細描述現請參見圖1和1A，其中示出了一印刷機的圖象轉印部分10，該轉印部分可以將一個圖象從受體條帶12轉印到一塑料卡片14(如信用卡、身份證卡等)上，即，使卡片與受體條帶相配合，并進行熱轉印或將含有印刷圖象的受體條帶的一層層壓到卡片上。用于將受體條帶層層壓到塑料卡片上的條帶材料和工藝是本領域眾所周知的，因而不再贅述。受體條帶12包括多個沿水平方向間隔地印制于其上的圖象24a，b，…n(參見圖4)，這是通過位于圖象轉印部分上游的印刷工位(如彩色印刷工位)而實現的。另外，卡片14是以眾所周知的方式在印刷機中傳送至圖象轉印部分的，當到達圖象轉印部分10時，卡片必須正確地取向，以便在與受體條帶相匹配時，將圖象轉印到卡片的所需側面上。
圖象轉印部分10包括一對涂敷輥16a、16b，它們圍繞各自的輥軸轉動。輥子16a、16b通過合適的傳動裝置由一DC驅動電機(未圖示)驅動旋轉。較佳的是，輥子16a被加熱而輥子16b未被加熱，輥子16a是安裝成可以在一第一位置和一第二位置之間移動而移向或離開輥子16b，在第一位置上，輥子16a靠近輥子16b(如圖1中的虛線所示)，在第二位置上，輥子16a遠離輥子16b(如圖1中的實線所示)。輥子16a最好是由一步進電動機(未圖示)驅動至第一位置。在輥子16a的第一位置上，在輥子16a和16b之間形成一個輥隙，受體條帶12和卡片14可通過該輥隙，受熱的輥子16a將受體條帶12壓觸于卡片14的一側，而輥子16b則壓抵在卡片的另一側。
受體條帶12被收繞到設置在輥子16a、16b下游的收繞輥18上，輥子18可以由一獨立于驅動輥子16a的電動機的步進電動機(未圖示)通過一合適的傳動裝置驅動而沿所需的方向旋轉，借以將受體條帶12拉過輥子16a、16b之間的輥隙。另外，在輥子16a、16b的上游設置了一對驅動輥20a、20b，卡片在驅動輥20a、20b之間通過，輥子20a與卡片的一側相接觸，而輥子20b則與卡片的另一側相接觸。輥子20a、20b可以由獨立于輥子16a和收繞輥18的步進電動機(未圖示)通過合適的傳動裝置驅動而以大小相等、方向相反轉速旋轉，因此，當輥子20a和20b轉動時，它們可以將卡片送入輥子16a、16b的輥隙。在驅動輥20a、20b的上游安裝有一個對準光電元件22，用以檢測卡片14的出現，藉以向下面將要描述的控制系統提供一輸入信號。驅動輥20a、20b形成了用于在令卡片和受體條帶相互對準的過程中使卡片垂直降低的升降機構(在下文中將結合圖8詳細描述)。
如前所述，希望以這樣一種方式來驅動卡片14和條帶12，即，在輥子16a到達靠近第二輥子16b的第一位置的同時，使卡片和條帶上所需的圖象到達涂敷輥16a、16b之間的輥隙。因此，必須設置一個合適的控制系統來控制涂敷輥16a的移動，并控制驅動輥20a、20b以及收繞輥18的旋轉，以便使這些事件同時發生。
另外，由圖1清楚可見，在圖象轉印的過程中，驅動輥20a、20b和涂敷輥16b與卡片14成驅動關系，受體條帶12由收繞輥18拉動，同時與旋轉的涂敷輥16a和移動的卡片12相接觸。因此，重要的是，涂敷輥16a，16b、收繞輥18和驅動輥20a，20b的轉速必須相等，即使每個系統由單獨的電動機驅動時也應如此。
根據本發明，提供了一種用于控制涂敷輥16a，16b、收繞輥18和驅動輥20a，20b工作的驅動系統。該控制系統包括一自適應對準控制算法30，用于確保在涂敷輥16a到達第一位置的同時，使卡片和條帶上的圖象到達涂敷輥的輥隙，從而確保卡片上的圖象水平對準。如前所述，驅動輥20a，20b、收繞輥18以及涂敷輥16a的運動分別是由單獨的電動機和相應的傳動機構來驅動的。隨后借助控制每個步進電動機步進速度的獨立的加速表或圖形來控制各步進電動機。由于每個驅動系統均采用獨立的傳動系，所以每次步進不同的距離。自適應對準控制算法30可使卡片和條帶定位的要求以及涂敷輥定位的要求對時間標準化，以便執行每一個功能。
參見圖2，可以看到，控制算法包括用于計算涂敷輥16a從第二位置移動至第一位置所需的時間tapp、用于計算將卡片定位到涂敷輥輥隙內所需的時間tcard、以及用于計算將受體條帶上的圖象定位到輥隙內所需的時間tweb的步驟32。將每個步進電動機的加速和減速斜坡所需的時間求和，再加上回轉步數與標稱回轉時間的乘積，就可以計算出時間。具體地說，tapp、tcard和tweb是用下列等式確定的1)tapp＝∑tapp accel+∑tapp decel+(tapp slew·Sapp)2)tcard＝(∑tcard accel+(tcard slew·Scard)-tk3)tweb＝∑tweb accel+(tweb slew·Sweb)這里的tapp accel、tapp decel和tweb accel分別表示各步進電動機的加速和減速斜坡的時間。
這里的tapp slew、tcard slew和tweb slew分別表示各步進電動機以期望(或回轉)的速度旋轉的時間；Sapp、Scard和Sweb表示各步進電動機所采取的、到達所需位置的電動機步數(不包括加速和減速時的電動機步數)；以及tk是一個調節系數。
執行每一種功能所需的電動機步數Sapp、Scard和Sweb是由下列等式確定的4)Sapp＝(輥子偏移距離·涂敷輥電動機每次步進的距離)-(電動機加速步數+電動機減速步數)5)Scard＝(卡片偏移距離·驅動輥電動機每次步進的距離)-電動機加速步數6)Sweb＝(條帶偏移距離·收繞輥電動機每次步進的距離)-電動機加速步數輥子偏移距離是輥子16a從第二位置移向第一位置的距離。卡片偏移距離是卡片從一預定的起始位置移動至輥隙的距離，條帶偏移距離是條帶移動得使圖象到達輥隙的距離。每個偏移距離最好是有1/1000″的增量。圖1A示出了卡片偏移距離c0，即當卡片開始從光電元件22移動時，卡片后邊緣與光電元件22之間的距離，這個距離等于卡片的前邊緣與輥隙之間的距離。如圖1A所示，條帶偏移距離w0是從一受體條帶圖象傳感器26至涂敷輥16a、16b輥隙的距離。各系統的偏移距離可以根據機械誤差的總和而各不相同。偏移值還可以按照所采用的卡片尺寸(即卡片厚度)和涂敷輥尺寸而變化。應注意的是，在卡片和條帶的時間計算或卡片和條帶的步數計數中，并沒有包括驅動輥步進電動機和收繞輥步進電動機的減速斜坡時間，這是因為卡片和條帶在到達輥隙時沒有停止。
由于卡片具有一定的厚度，涂敷輥實際上是在卡片14到達涂敷輥輥隙之前開始驅動卡片的，調節系數tk考慮到卡片厚度和涂敷輥16a、16b的半徑。調節系數實際上可減少將卡片傳送到位所需的時間。調節系數是用下列等式來確定的7)tk＝(標稱的卡片厚度/驅動輥電動機的每次步進的距離)·tcard slew這里的標稱卡片厚度可以按照所用卡片的類型而變化。例如，可特別用于本發明的一種卡片的標稱厚度是0.030英寸。
一旦確定了需進行每種功能所需的時間tapp、tcard和tweb，算法30就可以確定應該馬上啟動哪一種功能，以及其它功能的啟動需延遲多長時間。在步驟34，可以確定時間tapp、tcard和tweb中的最大值tmax。需耗費最大時間來完成的功能必須在只要耗費較少的時間就能完成的功能之前進行，這樣就能使所有各功能同時完成。因此，一旦確定了tmax，算法30就執行三個子例程，開始涂敷輥子例程36、開始卡片子例程38以及開始條帶子例程40，以控制各項功能。子例程36、38和40相互類似，因而只詳細描述其中的一個子例程，應該理解，其它的子例程均借助各自相關的時間來執行。
在涂敷輥子例程36中，先在步驟42確定tmax減去tapp是否大于零。如果是(即，如果涂敷輥移動至第一位置所需的時間不是時間中的最大值)，子例程進行至步驟44，在那里，使驅動可動涂敷輥的電動機延遲tmax-tapp的時間啟動。在步驟44處的延遲結束之后，子例程進行至步驟46，在那里，啟動可動涂敷輥的電動機，使涂敷輥開始移動。如果步驟42的結果是否(即，使涂敷輥移動至第一位置所需的時間是時間中的最大值，tmax等于tapp)，則子例程直接進行至步驟46，因為涂敷輥必須立即開始移動。子例程38和40可以確定需施加于驅動輥電動機和/或收繞輥電動機的延遲，藉以延遲卡片和條帶的移動。
因此，算法30可以確保卡片和條帶上的圖象在可動涂敷輥16a到達第一位置的同時到達輥隙，從而確保卡片上的圖象正確地水平對準。
如前所述，設置了圖象傳感器26來檢測圖象24a，b…n的出現，藉以算出被檢測到的圖象移動距離w0而到達涂敷輥所需的時間tweb。為了檢測一圖象并使卡片與受體條帶12上正確印制的圖象24a，b…n相關聯，在將圖象印刷到條帶上時，由印刷機在受體條帶上印制獨特的指示標記，該指示標記可由傳感器26讀取。
現請參見圖4-7，可以看到，在條帶12上靠近各圖象前邊緣的位置上，為每個圖象24a，b…n印制了一獨特的指示標記70a，b…n。指示標記70a，b…n可由傳感器26檢測到，以提供一個何時開始計算時間tweb的標識，并讓卡片與圖象垂直地對準，且對待涂敷于卡片的正確圖象加以驗證。各指示標記包括一對準條72以及一條形碼序號部分74。各指示標記最好是以300點/每英寸(dpi)的密度印制在受體條帶上，用于閱讀指示標記的條帶傳感器26最好是采用一個64單元的CCD二極管陣列和一激光源來閱讀指示標記，二極管陣列的密度是200dpi。
當條帶12通過條帶傳感器時，傳感器將連續地掃描條帶，以識別一指示標記。由于條帶可以在經過傳感器26的同時垂直地移動，最好是采用一模糊邏輯算法來提供指示標記的識別。每當完成(即閱讀)條帶的垂直掃描時，二極管傳感器的狀態將發生轉變，并作為最近一次輸入數據儲存在含有前次(即歷史的)二極管掃描數據的循環緩沖器中。二極管傳感器的循環歷史數據的保持可提供沿水平方向的受體條帶12上的圖象的內容。在每次掃描完成時，可以對最近一次二極管掃描值加以估算而確定一條帶指示標記目前正在傳感器二極管前方的可能性。如果可能性很高，可以對歷史的(即水平的)二極管掃描值加以估算，以確定圖象是否是一條帶對準指示標記。如果確定圖象很可能是一指示標記，傳感器26將試圖對順序條形碼的內容進行閱讀和解碼。任何估算的失敗或者對條形碼解碼的失敗都將導致指示標記目前不在二極管傳感器前方的假定。對一指示標記連續的識別和解碼失敗將導致圖象轉印部分10的控制系統宣布條帶對準錯誤。
如圖5所示，對準條72和條形碼序號部分74是由下表所述的一組參數a-j來確定的。
在上表中，借助垂直對準的變化量，可以調節條帶上的一個可變的圖象位置，或調節已經在行進時于垂直平面上發生某些變化的條帶。垂直變化量為±.05是允許的。
一旦傳感器26鑒別出一指示標記，就可以如上所述的那樣開始計算時間tweb，以確保對準條72(實際上是圖象的前邊緣)與卡片的前邊緣同時到達輥隙，這樣就可以完成圖象和卡片的水平對準。較佳的是，卡片和條帶圖象對準涂敷輥的輥隙，以便盡量靠近卡片前邊緣開始圖象轉印。該過程必須是可重復的，并且卡片和圖象之間的水平對準的誤差應該盡可能地小。然而，控制系統應該可以控制各元件以使圖象可以水平地對準卡片的任何位置，從而使圖象轉印可以在卡片的任何水平位置上開始。
指示標記還允許在圖象和卡片之間實現垂直的對準。垂直方向(或Y軸)的對準可以由傳感器26的二極管陣列中的二極管檢測條形碼序號部分74的起始部分(圖5中的參數d)來實現。借助正常值的變化量，可確定卡片垂直位置的垂直偏移量。所謂垂直偏移量就是卡片14借助于用來降低卡片的升降機構76(參見圖8)，相對于受體條帶12，從升降機構的初始位置降低的距離。由于傳感器26的分辨率是200dpi，所以對每個二極管而言，可使卡片從檢測到的指示標記的標稱值作1/200″(.005″)的調節。
如圖8所示，升降機構76是構造成能將卡片14降低，藉以使卡片相對于受體條帶12垂直地定位。適用于本發明的升降機構在本領域是眾所周知的，因而不再對升降機構作詳細的描述。如前所述，受體條帶12具有一相對于涂敷輥16a、16b而言的標稱位置，但受體條帶12偶爾可以相對于涂敷輥有垂直的偏移。因此，當傳感器26檢測到受體條帶處于其標稱位置時，升降機構最好是將卡片降低到一個標稱的偏移高度78上，藉以確保卡片相對于受體條帶上的圖象垂直地對準。然而，由于條帶進而是圖象可能發生垂直的偏移，所以升降機構76最好是可控的，以便將卡片14降低到標稱高度78之上或之下，例如至調節后的偏移高度80，從而使卡片和受體條帶垂直地對準。卡片和受體條帶之間的垂直對準最好是在水平對準步驟之前完成。
作為垂直對準的一個例子，如果正常地在二極管#20處(參見圖6)檢測到條形碼序號部分，則通過升降機構76的初始位置與標稱偏移高度78之間的配置偏移距離，就可以確定卡片相對于條帶12的降低距離。如果在二極管#30處檢測到序號部分的邊緣(表示條帶12已經相對于傳感器26垂直地降低)，則需要對配置偏移加以改良，以將卡片另外降低10個二極管或0.05″，藉以確保卡片與受體條帶對準。如果在二極管#10處檢測到所述邊緣(表示條帶垂直地偏移)，則需要調整將卡片降低以對準條帶的距離，即，從標稱的配置偏移值中減去0.05″。因此，可以提供一個總的為0.10″的垂直調節范圍。
圖6詳細示出了印刷點的標稱值以及將閱讀指示標記二極管的標稱值。圖6的配置是假定傳感器26的二極管陣列對準條帶的頂部。實際上，該二極管陣列可以對準受體條帶的任何部分，這時，印刷點的數值就變成是相對于第一閱讀二極管(二極管#0)定位的。
指示標記的條形碼序號部分74是一個從0-7的數值，如前所述，這個數值是由印刷工位在印刷相應的圖象24a，b…n之前賦予的，用于使卡片與正確的圖象相關聯。當向圖象轉印部分10發出命令以接收卡片14并將條帶上的一個圖象轉印到卡片上時，控制系統將指定需涂敷的正確圖象的序號值。圖象轉印部分10將鑒別出該指定序號部分是受體條帶12上的下一個圖象(通過傳感器26對該序號部分解碼而確定)，從而確保將正確的圖象涂敷到正確的卡片上。由傳感器26檢測到的序號和所要求序號之間的不匹配將導致沒有圖象被轉印到卡片上。如果傳感器26鑒別出正確的序號部分，則轉印部分10的控制系統將如上所述的那樣工作，以使卡片對準受體條帶上的圖象，并將圖象轉印到卡片上。
如圖7所示，其中示出了多個條形碼序號部分74a-h，其中每個條形碼序號部分都是一個簡單的、可由人閱讀的、三位條形碼解碼的圖案，其賦值是0-7。這些條形碼總是被印刷成使位0朝著條帶的頂部，接著是位1，最后是位2。在各個位之間以及在整個條形碼之前和之后需要一個由至少兩個二極管(200 dpi密度的3個印刷點)組成的靜態區域(非印刷區域)。因此，該解碼系統可允許大至8個圖象等待著被轉印到適當的卡片上。然而，如果需要，也可以采用具有更多或更少的序號數字部分的其它解碼圖案。
用于圖象轉印部分10的控制系統還包括一自適應調速算法60，用于均衡涂敷輥16a，16b、收繞輥18和驅動輥20a，20b的轉速。該自適應調速算法60是在對準算法30使卡片、條帶和涂敷輥對準之后才開始的。
如圖3所示，在步驟62，算法60開始計算涂敷輥16a，16b的轉速。轉速可以以任何方式來確定。例如，可以將一個“光調制盤(chopper wheel)”傳感器安裝于輥子16a的轉軸。還可以采用能確定涂敷輥16a，16b轉速的其它裝置。每秒一次地將光調制盤變化數字求和、平均，并利用下列公式轉換成轉速8)轉速＝光調制盤計數·(2π/40)直線英寸/秒一旦計算出輥子16a的轉速，就可以利用以下等式分別計算收繞輥18和驅動輥20a，20b的轉速。
9)收繞輥速度＝轉速/收繞輥步進電動機的每次步進的距離；10)驅動輥速度＝轉速/驅動輥步進電動機的每次步進的距離。
步進電動機每次步進的距離與前述等式5和6中的相同。例如，在圖象轉印部分的一種配置中，比較成功的是，收繞輥步進電動機的每次步進距離是0.00474，而驅動輥每次步進的距離是0.00404。一旦確定了收繞輥的速度和驅動輥的速度，算法就可以在步驟68處對收繞輥和驅動輥電動機加以調節，藉以使計算出來的速度相等。在該方式下，收繞輥和驅動輥的速度匹配于涂敷輥的速度，因而無需滑動離合器，并且可以消除因各構件的速度不匹配而造成的褶皺、空隙、震顫等情況。
自適應水平對準控制算法和自適應調速算法還可以用于除圖象轉印部分以外的其它印刷機系統，即必須對獨立機構的工作加以控制的系統。例如，可以用類似于上述的自適應算法來控制一直接對塑料卡片進行印刷的印刷頭、印帶和塑料卡片的操作。
應注意的是，雖然以上描述了本發明的特定實施例，但本發明并不限于所述的和圖示的這些特定形式。本發明的保護范圍應由所附權利要求書限定。
權利要求
1.一種印刷機的圖象轉印部分，包括其間形成有一輥隙的第一和第二可轉動的涂敷輥，所述第一涂敷輥可移向和離開第二涂敷輥，即在靠近第二涂敷輥的第一位置和遠離第二涂敷輥的第二位置之間移動，以在第一位置上形成輥隙；一對可轉動的驅動輥，用以驅動卡片進入第一和第二涂敷輥的輥隙；一可轉動的受體條帶收繞輥，以及一連接于該受體條帶收繞輥并且兩涂敷輥之間延伸的受體條帶，該受體條帶上有多個間隔的圖象；一用于控制所述圖象轉印部分工作的控制系統，所述控制系統包括自適應水平對準控制裝置，該裝置可控制第一涂敷輥從第二位置移向第一位置，并控制驅動輥和收繞輥，以便在第一涂敷輥到達第一位置的同時，將卡片與所述各圖象之一送入所述輥隙。
2.如權利要求1所述的圖象轉印部分，其特征在于，所述控制系統還包括自適應調速控制裝置，用于控制所述一對驅動輥和所述收繞輥的轉速，以使之與第一和第二涂敷輥的轉速基本相同。
3.如權利要求1所述的圖象轉印部分，其特征在于，所述自適應水平對準控制裝置包括用于計算使第一涂敷輥從第二位置移動至第一位置所需之第一時間的裝置、用于計算將卡片送入輥隙所需之第二時間的裝置、以及用于計算將一個圖象送入輥隙所需之第三時間的裝置。
4.如權利要求3所述的圖象轉印部分，其特征在于，所述自適應水平對準控制裝置還包括用于確定所述第一、第二和第三時間中的最大值的裝置，該裝置還可以根據這個最大值來控制第一涂敷輥的移動、驅動輥的轉動以及收繞輥的轉動。
5.如權利要求2所述的圖象轉印部分，其特征在于，所述自適應調速控制裝置包括用于計算涂敷輥轉速的裝置、以及根據算出來的涂敷輥轉速來計算收繞輥和驅動輥轉速的裝置。
6.如權利要求1所述的圖象轉印部分，其特征在于，所述自適應水平對準控制裝置包括一在受體條帶上的、靠近一個圖象的指示標記，以及一設置在所述涂敷輥上游、用來檢測該指示標記的傳感器。
7.如權利要求6所述的圖象轉印部分，其特征在于，所述控制系統還包括用于使卡片和一個圖象垂直對準的裝置。
8.如權利要求7所述的圖象轉印部分，其特征在于，所述用于垂直對準的裝置包括位于受體條帶上的指示標記。
9.如權利要求1所述的圖象轉印部分，其特征在于，所述水平對準控制裝置包括用于使卡片與受體條帶上的一個圖象相關的裝置。
10.如權利要求9所述的圖象轉印部分，其特征在于，所述用于相關的裝置包括在受體條帶上靠近一個圖象的條形碼。
11.一種用于控制一圖象轉印部分的控制系統，所述圖象轉印部分包括其間形成有一輥隙的第一和第二可轉動的涂敷輥，所述第一涂敷輥可移向和離開第二涂敷輥，即在靠近第二涂敷輥的第一位置和遠離第二涂敷輥的第二位置之間移動，以在第一位置上形成輥隙；一對可轉動的驅動輥，用以驅動卡片進入第一和第二涂敷輥的輥隙；一可轉動的受體條帶收繞輥，以及一連接于該受體條帶收繞輥并且兩涂敷輥之間延伸的受體條帶，該受體條帶上有多個間隔的圖象，所述控制系統包括自適應水平對準控制裝置，該裝置可控制第一涂敷輥從第二位置移向第一位置，并控制驅動輥和收繞輥，以便在第一涂敷輥到達第一位置的同時，將卡片與所述各圖象之一送入所述輥隙；自適應調速控制裝置，用于控制所述一對驅動輥和所述收繞輥的轉速，以使之與第一和第二涂敷輥的轉速基本相同。
12.如權利要求11所述的控制系統，其特征在于，所述自適應水平對準控制裝置包括用于計算使第一涂敷輥從第二位置移動至第一位置所需之第一時間的裝置、用于計算將卡片送入輥隙所需之第二時間的裝置、以及用于計算將一個圖象送入輥隙所需之第三時間的裝置。
13.如權利要求12所述的控制系統，其特征在于，所述自適應水平對準控制裝置還包括用于確定所述第一、第二和第三時間中的最大值的裝置，該裝置還可以根據這個最大值來控制第一涂敷輥的移動、驅動輥的轉動以及收繞輥的轉動。
14.如權利要求11所述的控制系統，其特征在于，所述自適應調速控制裝置包括用于計算涂敷輥轉速的裝置、以及根據算出來的涂敷輥轉速來計算收繞輥和驅動輥轉速的裝置。
15.如權利要求11所述的控制系統，其特征在于，所述自適應水平對準控制裝置包括一在受體條帶上的、靠近一個圖象的指示標記，以及一設置在所述涂敷輥上游、用來檢測該指示標記的傳感器。
16.如權利要求15所述的控制系統，其特征在于，所述控制系統還包括用于使卡片和一個圖象垂直對準的裝置。
17.如權利要求16所述的控制系統，其特征在于，所述用于垂直對準的裝置包括位于受體條帶上的指示標記。
18.如權利要求11所述的控制系統，其特征在于，所述水平對準控制裝置包括用于使卡片與受體條帶上的一個圖象相關的裝置。
19.如權利要求18所述的控制系統，其特征在于，所述用于相關的裝置包括在受體條帶上靠近一個圖象的條形碼。
20.一種用于控制印刷機的圖象轉印部分的方法，所述圖象轉印部分包括其間形成有一輥隙的第一和第二可轉動的涂敷輥，所述第一涂敷輥可移向和離開第二涂敷輥，即在靠近第二涂敷輥的第一位置和遠離第二涂敷輥的第二位置之間移動，以在第一位置上形成輥隙；一對可轉動的驅動輥，用以驅動卡片進入第一和第二涂敷輥的輥隙；一可轉動的受體條帶收繞輥，以及一連接于該受體條帶收繞輥并且兩涂敷輥之間延伸的受體條帶，該受體條帶上有多個間隔的圖象，所述方法包括如下步驟控制第一涂敷輥從第二位置移向第一位置的移動，并控制驅動輥和收繞輥，以便基本上在第一涂敷輥到達第一位置的同時，將卡片與所述各圖象之一送入所述輥隙。
21.如權利要求20所述的方法，其特征在于，所述方法還包括控制所述一對驅動輥和所述收繞輥的轉速，以使之與第一和第二涂敷輥的轉速基本相同。
22.如權利要求20所述的方法，其特征在于，對第一涂敷輥、驅動輥和收繞輥進行控制的步驟包括計算出使第一涂敷輥從第二位置移動至第一位置所需的第一時間、用于計算將卡片送入輥隙所需的第二時間、以及用于計算將一個圖象送入輥隙所需的第三時間。
23.如權利要求22所述的控制系統，其特征在于，該方法還包括確定所述第一、第二和第三時間中的最大值，根據這個最大值來控制第一涂敷輥的移動、驅動輥的轉動以及收繞輥的轉動。
24.如權利要求21所述的方法，其特征在于，所述控制所述一對驅動輥和所述收繞輥之轉動的步驟包括計算出涂敷輥轉速、以及將驅動輥和收繞輥調節為等于計算出來的涂敷輥轉速。
25.如權利要求20所述的方法，其特征在于，該方法還包括使卡片和受體條帶垂直對準的步驟。
26.如權利要求25所述的方法，其特征在于，所述垂直對準的步驟包括在受體條帶上形成一個指示標記，在涂敷輥的上游設置一個傳感器，并利用該傳感器來檢測指示標記。
27.如權利要求20所述的方法，其特征在于，該方法還包括使卡片與受體條帶上的一個圖象相關的步驟。
28.如權利要求27所述的方法，其特征在于，所述相關步驟包括在受體條帶上靠近所述一個圖象的位置上形成一條形碼，并對所述條形碼加以檢測。
全文摘要
本發明提供了一種具有可控制其工作的控制系統的、印刷機的圖象轉印部分(10),以及用于控制該圖象轉印部分工作的控制系統和方法。具體地說,借助本發明的控制系統和方法,可以確保形成所述圖象轉印部分的各獨立系統同時完成其工作,因而確保卡片(14)和條帶(12)的水平和垂直的對準。控制是自適應的,因而可以自動地調節各獨立系統的不同轉速和傳動裝置。本發明的控制系統還可以自動地調節收繞輥(18)和卡片驅動輥(20a,20b)的速度,使之與涂敷輥(16a,16b)的速度相匹配,因而在各系統中都不需要滑動離合器,并且可以確保各獨立系統的速度相匹配。另外,由于受體條帶(12)上印有多個水平間隔的圖象(24a,b…n),故將本發明的控制系統設計成能確保將正確的圖象轉印到卡片(14)上。
文檔編號B42D15/10GK1351540SQ98812394
公開日2002年5月29日 申請日期1998年10月29日 優先權日1997年12月23日
發明者J·M·喬丹 申請人:咨詢卡有限公司