在卷带材料上连续打印图像和将图像连续转印到身份证件的制作方法

专利名称：在卷带材料上连续打印图像和将图像连续转印到身份证件的制作方法
在巻带材料上连续打印图像和将图像连续转印到身份证件对相关申请的交叉引用
本申请是以咨询卡有限公司的名义作为PCT国际申请提出的，并且要 求申请日为2006年2月28日，名称为"通过在巻带材料上连续打印图像并将图像 转印到身份证件来个人化身份证件(PERSONALIZING IDENTITY DOCUMENTS BY CONTINUOUSLY PRINTING IMAGES ON A WEB MATERIAL AND TRANSFERRING THE IMAGES TO THE IDENTITY DOCUMENTS)"的美国临时 专利申请序列号60/777,342的优先权。技术领域
本发明的技术内容涉及在生产身份证件时打印图像并且将图像转印到 身份证件上。所述身份证件可以包括例如塑料卡片，它可以包括金融(例如信用 和借记)卡，驾照，公民身份证，或其他相关的身份证件，如护照，通常携带有 持卡者所特有的个人数据和/或携带有其他卡片或证件信息。具体地讲，本发明的 技术内容涉及连续打印图像并且将图像转印到身份证件上。
背景技术：
用于生产个人证件和其他个人身份证件的证件个人化系统和方法业已 被颁发所述证件的机构所采用。通常由所述系统和方法个人化的身份证件可以包 括塑料和组合卡片，例如金融(例如信用和借记)卡，驾照，公民身份证，和其 他相关的卡片和证件，用预期证件持有者所特有的信息来个人化。
证件个人化系统和方法可被设计用于小规模、单独证件个人化和生产。 在所述小系统中，要个人化的单个证件被输入个人化机器，所述机器通常包括一 个或两个个人化/生产能力，如通过热转印打印和薄膜敷贴。
对于大批量身份证件的生产，机构通常使用采用多个处理工位或模块的 系统，同时处理多个证件，以便减少总体每个证件的处理时间。所述系统的例子 由DataCard公司(Minneapolis, Minnesota)披露在美国专利4，825，054， 5,266,781 及其后续申请和6,902,107中。每个上述类型的系统所共同的是输入，具有持有较 大数量的待个人化/生产的身份证件的能力，多个个人化/生产工位，每个身份证件通过所述工位被引导进行个人化/生产操作，和输出，它持有已个人化的身份证件。 通常采用控制器，以传输数据信息和指令，用于操作输入，个人化/生产工位，和 输出。对于小规模证件个人化机器，批量生产系统还包括，例如，热转印图像和 将图像热传递敷贴到身份证件的能力。
可以对现有的个人化/生产工位，即热转印和敷贴模块进行改进。具体 地讲，可以对所述模块进行改进，提高处理量和效率。下文所披露的技术内容可 以提供通过打印图像并将图像敷贴到身份证件以个人化身份证件的系统，其中， 可以改进模块定时和定位，而同时使图像和巻带材料浪费和证件废弃减到最小。发明内容
—般，本发明提供连续地打印和将图像敷贴到身份证件。本发明的技术 内容除其他应用外，涉及模块化处理个人化证件，其中希望高速证件处理和通过 量。本发明还涉及这样的应用，其中，证件处理和通过量希望在，例如，每小时 处理大约500个身份证件或更高的速率。
更具体地讲，本发明提供一种打印和将图像敷贴至身份证件的系统和方 法，其中，打印、定位和敷贴部件具有同步处理周期并在处理周期之间具有同步 间隔，从而可以进行连续打印和将图像敷贴到身份证件上。
本发明可以通过改进系统定时和机构定位，同时导致更少的报废证件， 来实现身份证件的有效生产。[OOIO]在一个实施例中，打印图像并将图像转印到身份证件的系统包括巻带材 料，具有可在其上打印的表面。打印部件在巻带材料上打印图像。定位部件将选 择的图像与身份证件对准。在选择的图像与相应的身份证件对准之后，敷贴部件 将选择的图像敷贴到身份证件。控制器保持巻带材料通过打印部件，定位部件和 敷贴部件的连续通过量。控制器使部件的周期同步，从而它们被设置成具有同步 处理周期和在处理周期之间具有同步间隔。[OOll]在另一个实施例中，打印部件在巻带材料上打印多个图像。定位部件将 选择的图像与多个身份证件对准。当选择的图像与相应的身份证件对准时，敷贴 部件将每个选择的图像敷贴到一个身份证件上。控制器保持巻带材料通过所述部 件的连续通过量，其中，控制器使部件的周期同步，从而它们具有同步处理周期 和在处理周期之间具有同步间隔。
在另一个实施例中， 一种在巻带材料上连续打印图像并将巻带材料上的 图像转印到身份证件的方法包括在巻带材料上打印多个图像。将来自巻带材料的 选择图像与身份证件对准。图像随后可以被敷贴到图像所对准的身份证件上。打 印图像，对准选择图像，和敷贴选择图像的步骤以连续方式重复多次，其中打印， 定位和敷贴步骤具有同步周期，从而所述步骤具有同步处理周期和在处理周期之 间具有同步间隔。
在另一个实施例中，用于打印和将图像敷贴到身份证件的系统包括用于 保持巻带材料张力的组件。所述组件包括支撑体，具有位移臂安装在支撑体上。 位移臂可接收以初始张力将巻带材料支撑在位移臂上。当从一侧施加增大的张力 时，位移臂可以沿第一方向移动，而当从另一侧施加减小的张力时，位移臂可以 沿第二方向移动。
检测部件安装在支撑体上，并且可操作地与位移臂连接。检测部件可以 通过位移臂的运动和通过位移臂上增大或减小的张力表示来检测变化。由检测部 件检测到的变化可读取用于在巻带材料上进行张力和速度调整，从而保持均匀张 力和稳定速度。
表征本发明构思的上述和其他各种优点和新颖性特征将在下文详细说 明中指出。为了更好地理解本发明的技术内容，它的优点和通过它的使用可以实 现的目的，还应当结合构成本发明一部分的附图，以及相关的说明性内容，其中， 具体示例示出和描述本发明构思的原理。


下面参见附图，其中，类似的附图标记在所有附图中表示相应的部件[oon]图i示出用于在巻带材料上打印图像并将图像转印到身份证件的系统的 一个实施例的示意图。
图2示出用于在巻带材料上打印图像并将图像转印到身份证件的系统的的另 一个实施例的俯视平面图。
图3示出图2所示系统的等轴视图。
图4示出图2所示系统的局部俯视平面图。
图5示出图2所示系统的侧视图。
图6示出图2所示系统的另一个侧视图，并且与图5的视图相对。
图7示出图2所示系统的打印部件的一个实施例的局部等轴视图。
图8示出打印部件作业时的局部示意图，并且示出打印部件在打印周期 停止处理时的状态。
图9示出打印部件作业时的局部示意图，并且示出打印部件在打印周期 被纠正时的状态。
图10示出打印部件作业时的局部示意图，并且示出打印部件在打印周 期己恢复时的状态。
图11示出图2所示系统的张紧机构的一个实施例的等轴视图。
图12示出图11所示张紧机构的侧视图。
图13示出图11所示张紧机构的另一个侧视图。
图14示出图11所示张紧机构的俯视图。
图15示出张紧机构作业时的示意图，并且示出张紧机构处于初始张紧 状态。
图16示出张紧机构作业时的示意图，并且示出张紧机构处于增大张力 时的状态。
图17示出张紧机构作业时的示意图，并且示出张紧机构处于减小张力 时的状态。
图18示出图2所示系统的局部等轴视图，并且示出定位部件和敷贴部 件的一个实施例。
图19示出图18所示定位部件的等轴视图。
图20示出图18所示定位部件的另一个等轴视图。
图21示出图18所示定位部件的侧视图。
图22示出图18所示定位部件的另一个侧视图。
图23示出图18所示定位部件的俯视图。具体实施方式

图1示出在生产个人化身份证件过程中用于连续打印图像并且将图像转 印到，例如，身份证件上的系统10的一个示例实施例。 一般，系统10包括打印 部件12，定位部件14，和敷贴部件16。打印、定位和敷贴部件通过具有同步处理 周期和在处理周期之间具有同步间隔，配合以连续打印图像并将图像转印到身份证件。
打印部件12在巻带材料19上打印图像。通常，巻带材料19具有用于 在其上打印的表面。巻带材料19从供给部件13被输送到打印部件12。可以理解， 供给部件13可以是本领域已知的进给辊和心轴组件或者任何其他用于将连续的巻 带材料19供给到打印部件12的合适结构。打印部件12在巻带材料上19打印图 像。 一旦图像被打印在巻带材料19上，巻带材料19和打印在其上的图像被输送 到定位部件14。
定位部件14将巻带材料上选择的图像与证件，如身份证件20对准。定 位部件14确保在用敷贴部件16将图像敷贴到它的身份证件20之前，每个选择的 图像与相应的身份证件正确对准。就是说，身份证件20和巻带材料19上选择的 图像是成对的和定位的，从而它们同时进入敷贴部件16，以便选择的图像被敷贴 到身份证件上。
敷贴部件16将来自巻带材料19的每个选择图像敷贴到其相应的身份证 件20。 一旦图像与其相应的证件对准，敷贴部件16将图像敷贴到身份证件上。随 着选择的图像被敷贴到身份证件，余下的巻带材料19 (没有图像)由巻取部件15 收集。可以理解，巻取部件15可以是本领域己知的巻取辊和心轴组件或任何其他 可以巻取敷贴后用过的巻带材料的合适结构。
输送部件17有利于巻带材料19通过系统和部件12， 14，和16的通过 量。可以理解，输送部件17可以是本领域已知的输送辊或任何其他有利于输送巻 带材料19通过系统10的合适结构。
如图1所示，示出了一个身份证件20通过系统IO处理。可以理解，可 以进行连续处理，使得多个图像可被连续打印在巻带材料19上，并且多个选择的 图像可被连续敷贴到多个相应的身份证件。作为另一个例子，本领域已知的输送 或传送装置(未示出)可以将多个证件(如多个身份证件20)连续输送到定位部 件14。
控制器11与打印部件12，定位部件14，和敷贴部件16可操作地连接， 用于传送数据信息和操作部件的指令。控制器11保持巻带材料19通过系统10的 连续通过量，以便连续打印图像并将从巻带材料选择的打印图像敷贴到身份证件 上。控制器11使部件12， 14，和16的操作周期同步，使得部件具有同步处理周 期并在处理周期之间具有同步间隔。作为一个例子，控制器11可以是CPU,它通过适当构造的固件设置控制打印、定位和敷贴部件，或在其他例子中，作为适当 的计算机程序永久包含在硬件装置中，如只读存储器。
作业时，控制器包括控制固件，它可以使系统10同时执行打印、定位 和敷贴的功能，以便提供连续的(不中断的)证件处理。例如，紧接在敷贴部件 16中证件之前的证件可以，例如通过证件输送器(未示出)被取回，并且由定位 部件14与来自巻带材料的选择图像定位，同时打印部件12在巻带材料19上打印 图像。可以理解，证件输送器可以是本领域已知的任何结构或机构，并且适于携 带和/或输送身份证件到定位部件。同样，证件可在紧接系统10的上游或下游的模 块中被同时处理。
在定位期间，定位部件14包括机构14b，它对准并将身份证件输送入敷 贴部件16。定位部件14还包括机构14a，它通过查看下一个选择图像的定位标记 来检査巻带材料19。在检测巻带定位标记时，相应的身份证件和图像被对准，以 便使它们成对并定位以同时被输送入敷贴部件16，在这里可以将图像敷贴到身份 证件。可以理解，某些图像可能不被定位部件选择，而例如"被忽略"，其中，所述 图像行进通过定位和敷贴部件到巻取装置，而没有被敷贴到身份证件上。
在另一个实施例中，系统包括张力调节机构18。张力调节机构18被设 置在系统10的部件内和部件之间保持巻带材料的稳定速度和均匀张力。下文将结 合图15-17进一步讨论张力调节机构的一个例子。
在另一个实施例中，系统IO包括如此的部件间距，如果出现错误，例 如，敷贴部件16中的当前身份证件不被弹出，并且巻带材料19上的现有图像可 以被保存。当系统中检测到错误时，如打印部件12的上游，打印部件12，定位部 件14，和敷贴部件的任意两者之间，或敷贴部件16的下游，下一个图像敷贴周期 不会开始。巻带材料19，和部件12， 14， 16停止。巻带材料19随后可以反向回 到恢复(重新开始)位置。系统10的部件保持不工作或处在处理周期之间的不运 行间隔，直到报告的错误状态被修复。当错误状态被修复时，打印，定位和敷贴 周期可以恢复到同时和连续处理。用于连续敷贴的系统和方法
图2-6示出用于在巻带材料上连续打印图像并将图像转印到证件，如个 人化身份证件的系统100的另一个实施例。页
可以理解，术语身份证件被广义解释，并且下述有关卡片的说明只是示 例性的，并被用于表示本发明的一个实施例。还应当理解，所述身份证件可以包 括，例如塑料卡片，它可以包括金融(例如信用和借记)卡，驾照，公民身份证， 或其他相关的由不同于卡片的各种介质构造的身份证件，如护照或其他身份证件， 通常具有持卡者所特有的个人数据和/或具有其他证件信息。
系统100与系统10类似，并且包括本文所披露的不同之处。系统100 包括打印部件120，定位部件140，和敷贴部件160。
系统100由框架结构112支撑。应当理解，可以采用任何合适的框架结 构，并且系统不局限于附图所示的特定结构，只要系统的部件具有适当的支撑以 执行它们的功能。
打印部件120在巻带材料190上打印图像。巻带材料190可以由进给辊 和心轴组件130被输送到打印部件120。采用导销120c来帮助支撑巻带材料l卯 并将它引送到打印部件。巻带材料190具有表面，使得图像192和设置在图像192 后缘的定位标记192a打印在巻带材料190上(最好参见图8-10)。图像192和定 位标记192a将在下文进一步说明。
应当理解，巻带材料190可以是连续的打印介质。在一个例子中，巻带 材料190是色素接收载体，图像和定位标记打印在它上面。在另一个例子中，打 印部件120的最终打印工位可被指定为还将热激活树脂层敷贴至巻带材料190，以 便随后敷贴到卡片上。所得到的图像可以是薄层，可从巻带材料190热转印到卡 片上。作为一个例子，薄层的厚度可以为大约0.5微米。应当理解，薄层根据需要 或者适合性可以不同。还应当理解，巻带材料190被构造使得图像192和树脂层 (如果存在)从巻带材料190释放，并被敷贴到卡片上，如当图像被敷贴器160热 激活时。就是说，"图像材料"可以由通过打印部件打印的每种颜色色素和热激活树 脂层(或粘合层)作为底层而构成。图像材料从巻带转印到身份证件上，例如通 过利用热和压力。
在一个仅为示例性的实施例中，巻带材料190可被设置使得已打印图像 之间的间隙194可以为大约0.2英寸。从一个图像192的后缘在其定位标记192a 处通过间隙194到另一个图像的后缘(或定位标记)的距离大约为3.8英寸。在所 述示例性结构中，打印部件120可以包括打印头，点行到点行的间隔为大约3.8英 寸，其中，要敷贴图像的卡片具有大约3.375英寸宽。因此， 一个图像可能被套印约2100列(每英寸大约600列)，总距离为大约3.5英寸。用于图像定位和识别 的定位标记192a可能约0.1英寸宽，以便留出大约0.200英寸的图像间间隙194。
对于打印头的间距，系统100可以包括如此的部件间距，如果出现错误， 敷贴部件160中的当前证件或卡片不被弹出，并且巻带材料190上的现有图像可 被保留。定位部件140，特别是下文讨论的巻带定位机构140a，和敷贴部件160 可以包括位于打印部件120下游的部件间距结构。
仅作为一个例子，图像到图像的间距，可以是上述的3.8英寸，可用作 重复长度，以确定下游巻带定位机构140a和敷贴部件160彼此相距多远以及距离 打印部件120多远。在一个例子中，巻带定位机构140a可被定位该重复长度的倍 数，如自打印部件120的最后一个打印头为重复长度的三倍。敷贴部件160还可 位于巻带定位机构下游距离巻带定位机构重复长度的倍数，如距离巻带定位部件 140a —个重复长度。
应当理解，重复长度可以根据需要而变化，以便提供系统的合适部件间 距。还应当理解，重复长度可以预定，并且可以根据总体系统100的尺寸要求和 待处理或个人化身份证件的类型而变化。同样，应当理解，部件间距不局限于任 何所采用重复长度的特定倍数。还应当理解，用于系统100中除打印、定位和敷 贴部件以外的部件可以按照确定的重复长度倍数定位。
转向打印部件120，至少一个热打印头组件120b可以设置在打印鼓120a 周围(参见图4)。作为一个例子，打印部件120包括多个热打印头120b，设置 在打印鼓120a周围，如用于多色打印(参见图2-3)。在一个实施例中，打印部 件120支持六个热打印头120b在打印鼓120a周围。打印部件120打印至少一个 图像192在巻带材料190上。正如已知的，打印鼓120a可以包括具有高摩擦抓取 面的外表面，如硅涂层的橡胶材料。应当理解，打印鼓120a可以具有任何合适的 涂层或粘合剂，用于提供高摩擦抓取面。
采用打印鼓和多个热打印头的多色打印是公知的，如在本申请人获得的 美国专利号6,262,755中所披露的，在此不再详述。 一旦图像192被打印，巻带材 料l卯被输送到定位部件MO。
定位部件140定位选择的图像192，以将其敷贴到卡片上。定位部件140 包括用于巻带材料190的巻带定位机构140a，和用于身份证件或卡片的证件定位 机构140b。定位部件140确保在图像192被敷贴到卡片上之前，选择的图像192与相应的卡片正确对准或配对并定位。就是说，巻带定位机构140a和证件定位机 构140b被设置成将巻带材料上的选择图像相对于相应的卡片定位，使得每个图像 和卡片同时进入敷贴部件160。
敷贴部件160将来自巻带材料190的选择图像192连续敷贴到相应的卡 片上。 一旦图像与其相应的卡片对准，敷贴部件160将图像敷贴到卡片上。如上 所述，具有图像的巻带材料和相应的卡片同时进入敷贴部件16。在一个实施例中， 敷贴部件160通过利用本领域已知的加热辊的热转印工艺将选择图像192敷贴到 卡片上。随着选择图像被敷贴到卡片上，余下的巻带材料190 (没有选择图像)由 巻取辊和心轴组件150收集。输送辊170有利于巻带材料190通过系统和部件120， 140，和160的通过量。
对于系统10，控制器(即控制器11)可操作地与打印部件120，定位 部件140，和敷贴部件160连接，用于传输数据信息和操作部件的指令。控制器可 以保持巻带材料1卯通过系统100的连续通过量。控制器通过使部件120， 140， 和160的操作周期同步，允许系统连续打印并且将图像敷贴到卡片上，其中所述 部件具有同步处理周期和在处理周期之间具有同步间隔。控制器可以是CPU，它通过合适构造的固件结构控制打印、定位和敷贴部件。
作业时，控制器包括固件，它能够使系统100同时执行打印，定位和敷 贴功能，以便提供连续的卡片处理。例如，紧接敷贴部件160中证件之前的证件 可以被取回，如通过证件输送器(未示出)，并且通过卡片定位机构140b与巻带 材料l卯的选择图像定位，同时打印部件120在巻带材料上打印图像l卯。应当理 解，证件输送器可以是本领域已知的任何结构或机构，并且它适于将身份证件携 带至定位部件。同样，证件可以在紧接系统10上游或下游的模块中同时处理。
在定位期间，卡片定位机构140b对准并且将卡片输送给敷贴部件160。 巻带定位机构140a通过査看下一个选择图像192的巻带定位标记192a来检查巻带 材料190。当检测到巻带定位标记192，卡片和图像192被对准并且一起被输送到 敷贴部件160中，以便可以将图像192敷贴到卡片上。
在检测到功能错误时，如在打印部件120，定位部件140，和/或敷贴部 件160中检测到错误，就不会启动下一个敷贴周期。巻带190和包括打印鼓120a 的打印部件120停止，同时热打印头120b縮回。在打印头120b縮回和打印鼓120a 停止之前，当前运行的打印周期和当前运行的敷贴周期可以完成。在敷贴部件160上，加热辊縮回到它的原位置。巻带材料190随后可以反向回到恢复(重新启动) 位置。参见下文图8-10的说明。系统100的部件保持不工作或处于处理周期之间 的不运行间隔，如在错误期间。当报告的错误状态被修复，打印、定位和敷贴周 期可被恢复到同时处理。
系统100使得卡片和图像连续被输送入敷贴部件，因为打印、定位和敷 贴部件的处理和不运行周期是同步的。所述系统可以减少对反向巻带材料的需要， 除非确实出现了错误。结果，可以提高卡片处理通过量，同时减少由于模块或系 统错误造成的废弃图像和卡片的数量。打印部件
图7和8-10示出打印部件120的一个实施例，如用于上述图2-6所示的 系统100。打印部件120包括打印鼓120a，具有至少一个热打印头120b设置在打 印鼓120a的外侧周围。
—般，打印鼓120a在卡片处理周期沿生产方向运动，其中打印部件120 将图像192打印在巻带材料190上(参见图7)。当发生错误时，如发生在打印部 件120或系统100的其他部件中，打印处理周期在图像嵌条销124的末端停止。 所述鼓随后可以反向到巻带材料190上图像之间的间隙194。当系统IOO恢复时， 热打印头120b可以接合打印鼓120a，在图像之间的一个间隙194开始，并且正常 生产可以继续。在所述结构中，处理中未完成的图像可被保留。
打印部件120可以包括清洁辊122 (例如，参见图3和7)。在一个实 施例中，清洁辊122可以设置在每个打印头120b之前，以便接触巻带材料190， 并且在每个打印头进行打印之前清除存在的任何碎片。
图8-10示出工作中的打印部件，如打印部件120的局部示意图，并且 示出在下述状态期间的打印部件打印周期已停止处理(图8)，打印周期被纠正 (图9)，和打印周期已恢复(图10)。如上所述，控制器可操作地与打印部件 连接(即控制器ll)。控制器保持巻带材料190通过系统的处理量，以便可以进 行连续打印和敷贴图像。控制器使打印、定位和敷贴部件的工作周期同步，以便 所述部件具有同步处理周期和在处理周期之间具有同步间隔，如当系统中有错误 时。在一个实施例中，控制器可以是CPU，它通过适当构造的固件结构控制部件， 打印部件的操作如下文所述。
打印鼓和巻带或再转印材料的开始和停止代表热打印的关键要素，因为 该技术克服了染料升华/热转印技术所遇到的热问题。打印部件120使打印能够停 止和重新开始，而不需在图像中有热制造物(如光密度偏移)。
作为多个热打印头打印部件的一个例子，打印头同时开始打印周期。对 于具有四个打印头的打印部件，底层打印头开始打印第一图像的底层帆布(primer canvas)，而黄色打印头开始打印第二图像的黄色帆布。洋红色打印头开始打印第 三图像的洋红帆布，而青色打印头开始打印第四图像的青色图像。应当理解，打 印头的数量只是示例性的。打印部件可以包括更多或更少的打印头，设置在打印 鼓周围。如图所示，打印部件120包括六个热打印头。
在开始打印周期之前，控制器确定打印部件的打印鼓是否需要由于检测 到的功能错误，例如打印部件错误，敷贴部件错误和/或卡片输送错误(包括定位 部件错误)而停止。在系统的任何区域检测到错误时，控制器取回并保存打印部 件的打印鼓的当前转动位置(Pa)，并且确定敷贴部件160是否目前处在运行敷贴 周期(参见图8)。如果敷贴部件160正在运行，打印部件等待，直到当前的敷贴 周期结束。 一旦敷贴部件不工作(在图像之间)，打印部件120将热打印头120b 从打印鼓縮回，停止它的打印带，并且停止打印鼓120a (包括再转印材料(RTM) 巻带巻取马达)。
在图9中， 一旦打印部件停止，它使打印鼓和巻带材料190反向通过保 存的打印鼓位置(Pa) —定距离。该距离由重新启动打印部件所需的马达节距数确 定。加速打印鼓马达所需的打印鼓马达节距数(DrumAccelSteps或Da)包含在该 确定中。另外，如果定位打印头所需的时间(HeadAccelSteps或Th)和加速打印 带所需的时间(RibbonAccelSteps或Tr)大于加速打印鼓马达到它需要的打印速度 所需要的时间，时间的差异被添加到加速打印鼓马达所需的打印鼓马达节距数 (Da)。图像之间的距离(ImageGapDrumSteps)也包含在节距总数中，以给出总 节距(Dr)来重新启动打印部件。如图所示，打印鼓反向通过所保存的打印鼓位 置(Pd) —距离，所述距离由节距总数(Dr)来确定，其中，打印鼓停止之前最后 打印的图像位于打印鼓停止的位置(Pd)之前。
在检测到打印部件120停止时，定位和敷贴部件140， 160并不试图启 动它们的下一个处理周期，直到错误被报告并且状态得到矫正。例如，在检测到 停止的打印鼓120a时，敷贴部件160将加热辊返回到它的原位置，并且等待打印部件120重新启动。
如图10所示，总和或总节距(Dr)用于重新启动打印部件。巻带材料 190向前运动，使得在重新启动打印鼓之后打印的第一图像192的前缘位于打印鼓 重新启动位置(Pr)。在该结构中，错误已被报告和修正，并且打印部件可以通过 启动打印鼓，启动打印带，和放下热打印头，重新启动打印周期。
图8-10示出打印鼓反向回动的距离由在停止之前打印最后图像的结束 和当打印鼓实际停止之间发生的向前行进量来确定。该距离可以由于敷贴部件在 打印部件停止时处于运行的敷贴状态而变化。对于可变的距离，可以确定可设置 的反向距离，该距离大于使所有马达达到回转并且打印启动所需要的时间。在重 新启动打印部件时，打印鼓会在恢复打印操作之前前进该可设置的距离。在该结 构中，打印操作可以在打印如果未被停止的地方继续。
在检测到打印鼓重新启动时，敷贴部件160可以降低它的加热辊，并且 开始下一个敷贴周期。应当理解，当敷贴部件160不工作时，可以保持其加热辊 的温度，以便使重新启动时间减到最小。
在连续打印和敷贴系统中，系统100的任意部件在任何特定时间都可能 出现错误。系统100能够以最小的材料浪费处理这些错误状态。除了打印错误和 敷贴错误之外，可能有卡片处理错误，所有这些可能是彼此不同时的。打印鼓120a 和巻带材料的启动和停止代表所述热打印方法的关键要素。所述的打印部件120 可以帮助克服由染料升华/热转印方法所遇到的热问题，通过停止和重新启动打印， 从而防止在图像中出现热制造物(如光学密度偏移)。
通过所述的打印部件，可以减少处理中图像的废弃，从而产生更少的废 弃卡片并且为卡片制造者和用户节省成本。巻带张力调节机构
图11-14示出张力调节机构180的不同实施例，如用于图2所示的系统 100。敷贴器温度，压力，卡片厚度和部件磨损可能影响卡片在处理时，如在敷贴 部件160中的线速度。线速度的变化可能导致巻带张力的变化。过量的巻带张力 可能导致图像变形，起皱和较差的图像几何形状。较小的巻带张力可能导致较差 的图像与卡片定位和巻带材料起皱。
所述的张力调节机构180用于保持系统IOO的部件内和部件之间的巻带材料的稳定速度和均匀张力。应当理解，张力调节机构可以用于在巻带材料上需 要均匀张力和/或张力调节的任何用途。
—般，张力调节机构180包括支撑体182。位移臂184安装在支撑体182 上，并且相对于支撑体182可转动。位移臂184可以通过槽185接收巻带材料， 如巻带材料190。在一个实施例中，巻带材料以初始张力可通过位移臂接收。在另 一个实施例中，可以采用导架188来进一步支撑巻带材料，并且帮助它行进通过 张力调节机构180 (还可参见图2)。当从一侧施加增大的张力时，位移臂184可 以沿第一方向转动；而当从另一侧施加减小的张力时，位移臂可以沿第二方向转 动。
检测部件186安装在支撑体182上，并且可操作地与位移臂184连接。 检测部件186可以通过位移臂184的转动运动，检测由位移臂184上增大或减小 的张力所表示的变化。由检测部件186检测到的变化可以通过控制器(即控制器 11)读取，用于对巻带材料190进行张力和速度调节。
检测部件186可以是合适的编码器结构，它记录由位移臂184表示的变 化。编码器被设置以便表示并量化位移臂184的方向和距离变化。位移臂184可 以是弹簧加载的张力位移臂，它与编码器可操作地连接。在一个示例性实施例中， 巻带材料l卯以这样的方式被引导通过位移臂184和导架188，当上游或下游发生 速度变化时，位移臂184转动。位移臂184的转动导致变化被记录在检测部件186 上。检测部件186随后可以由控制器线性化，并且上游或下游结构可被调节，以 保持巻带材料190的均匀张力和速度。
在一个实施例中，张力通过改变系统的巻取侧的速度，如巻取马达处的 速度来调节。通过利用编码器来确定张紧机构180的转动位置，可以调节巻取马 达的速度，以便将张紧机构保持在特定可接受运动的范围内。在一个例子中，张 紧机构可被设计(但不是必需的)，以便表现为线性，其中在线性系统中，根据 在两个固定时间采样之间得到的编码器位置的差异，巻取马达的速度会增加或减 少一固定量。不过，应当理解，可以执行非线性控制器算法，它根据固定时间采 样之间的张力变化量，按一可变值增加/减少巻取马达。
正如结合其他部件所披露的，控制器(即控制器ll)保持巻带材料190 通过系统100的通过量。控制器使部件120, 140,和160的操作周期同步，以便 部件具有同步处理周期和在处理周期之间具有同步间隔。控制器可以是CPU,它通过适当构造的固件结构控制部件。同样，控制器可以可操作地与张力调节机构 180和检测部件186连接，来执行上文所讨论的必要的张力调节功能。
工作时，张力调节机构180补偿张力差以及由于热和张力，如在敷贴周 期期间所出现的巻带拉伸。图像定位标记被读取的时间和卡片与巻带材料会合的 时间之间的巻带运动的变化，导致将图像敷贴到卡片时出现可见的错误。巻带偏 差可以由若干因素导致，包括，但不局限于，巻带巻取输带辊上的滑动，打印鼓 的速度变化，敷贴部件的加热敷贴辊，或巻带材料本身。所述巻带材料运动的变 化可能经常发生，例如当卡片和巻带被插入敷贴部件时，并且尤其是在敷贴器加 热辊之间的辊隙。
另外，加热巻带材料的动作结合拉伸巻带通过敷贴器加热辊的张力，可 能导致巻带拉伸。所述拉伸可以出现高达在4英寸的巻带长度上拉伸大约0.100英 寸。该拉伸导致在巻带定位中出现错误，除非对张力变化进行补偿。
参见图15-17，系统200的一个实施例示出工作时的张力调节机构280。 一旦由巻带定位机构240检测到图像的图像定位标记(即图像192的定位标记 192a)，巻带材料219上图像的前缘可被向前推进，以便在敷贴部件260的加热 辊的辊隙处与它要被敷贴的证件或卡片220会合。在一个实施例中，希望在同一 时间使卡片220和图像到达同一点(即加热辊的辊隙)，以避免出现可见的图像 定位错误。
巻带材料在定位部件的巻带定位机构240处的位置和敷贴部件260的加 热辊辊隙的位置之间运动，是可设置的偏移，以巻带巻取机构马达节距衡量。就 是说，巻带巻取机构马达节距或巻带定位偏移(m)表示巻带定位机构240和敷贴 部件260的加热辊辊隙之间的可设置距离。
在本示例性实施例的作业中，敷贴部件的加热辊和巻带材料之间的距离 是固定的，并且由机构的机械公差确定。该距离由可设置的参数表示，以描述一 旦图像定位(即利用对准条形码)在巻带材料上图像的前缘之间的距离。定位机 构和敷贴部件的加热辊辊隙之间的距离也是可设置的参数。这些值用于确定，例 如，打印部件何时发信号放置卡片在敷贴部件的加热辊辊隙中。巻取侧的速度可 用于该计算，以便确定向敷贴部件的加热辊辊隙移动设置距离所需要的时间量。应当理解，希望的巻带张紧编码器值的范围可以对每个动力周期确定。在该结构 中，张紧机构可以处在两个极端位置，并且相应的编码器值被读取和保存。"理想的"操作编码器范围然后可以由这些值确定。
参见图15-17，随着巻带材料219上的图像被定位，当巻带张力变化时 调节巻带定位偏移(m)。当在定位期间读取图像的巻带定位条时，控制固件记录 张力调节机构(即位移臂)的位置(d)，并且开始巻带定位偏移调整过程。在一 个实施例中，在定位过程中的每个巻带巻取马达节距之前，控制固件根据张力调 节机构280 (即位移臂)的相对运动，通过增加额外的马达节距数，或扣除马达节 距数，来调节巻带定位偏移(m)。
如果巻带张力增加，如图16所示，如张力调节机构280的转动位置为 (d-T),则巻带巻取速度会超过打印部件的打印鼓速度。根据由巻带张紧机构的 检测部件(即检测部件186)所表示的张力增加量，巻带定位偏移(m)减少。如 果巻带张力减少，如图17所示，其中位移臂184的位置是(d+T)，则巻带巻取 速度会降到打印鼓速度之下。在这种情况下，如由巻带张紧机构的检测部件所表 示的，巻带定位马达偏移(m)相应增加。该调节过程持续，直到巻带定位偏移节 距数用尽。在该设置中，用于确定巻带材料何时在加热辊前面位置的巻带定位偏 移节距数减少或调整到为零。 一旦用完，定位部件的卡片定位机构可以按与巻带 相同的速度，将卡片输送入敷贴部件260，位于加热辊的辊隙处，以便敷贴过程开 始。
张力调节机构280提供一组件，它是紧凑的，并且适用于巻带材料处理， 和测量较小的位移。这样，机构280有助于解决巻带张力和速度变化的问题。所 述的张力调节机构280可允许更大的公差变化，如可由打印鼓和敷贴器辊直径的 变化所引起。张力调节机构还可以补偿卡片料厚度，敷贴器压力和温度的变化。定位部件
图18-23示出定位部件140的一个实施例，如用于图2所示的系统100。 当多个图像和卡片要进行处理时，定位部件140可以提供高速精确的水平和垂直 卡片传送和定位装置。
—般，定位部件140包括巻带定位机构140a和卡片定位机构140b。作 为一个示例性实施例，巻带定位机构140a可以是激光机构142，它读取图像的图 像定位标记，以帮助启动图像对卡片的定位。如图2-6所示，巻带定位机构140a 位于张力调节机构180和敷贴部件160之间。
卡片定位机构140b可以是门架结构，它可以沿x-y方向操纵卡片。卡 片定位机构140b在进入敷贴部件160之前传送卡片并且将卡片与巻带材料190对 准。通过门架支撑，卡片定位机构140b可以是在侧面支撑上架起的任何合适的框 架结构，以便跨越或环绕卡片。所述门架卡片输送装置包括上和下卡片导轨，用 于沿x-y方向移动卡片。上和下卡片导轨144， 145分别由水平和垂直马达147, 149提供动力。下卡片导轨145偏压抵靠卡片，以提供摩擦和卡片对准。在一个实 施例中，下卡片导轨145是弹簧加载的。在所述结构中，下卡片导轨145可以帮 助保持卡片在门架中就位，同时沿x和/或y方向运动。门架可以在水平和垂直导 轨141， 143上运动，同时使卡片与巻带材料上的图像对准。
工作时，激光机构142检査巻带，査找下一个定位标记。在检测到巻带 定位标记时，门架将卡片与相应的图像对准，并且将卡片输送入敷贴部件160，位 于其加热辊的辊隙处，以启动敷贴处理。
正如所披露的，控制器(即控制器U)可操作地与定位部件140连接。 控制器保持巻带材料190通过系统100的通过量，以便连续打印和将图像敷贴到 证件上。控制器使部件的操作周期同步，以便它们具有同步处理周期和在处理周 期之间具有同步间隔。控制器可以是CPU，它通过合适构造的固件结构控制部件。 同样，控制器用于操作定位部件140。
对于系统100中的卡片定位机构140b,用于操作的控制固件包括标准的 x/y机器人控制。所述控制还可用于输送卡片通过系统100的上部，以便使卡片通 过系统100而不将图像敷贴到卡片上。通常，卡片定位机构140b接收来自输送机 构(未示出)的卡片，并且以一定速度和精度将卡片定位到指定的对准位置。不 过，如果特定卡片不希望图像敷贴，可以让卡片绕过定位和敷贴。应当理解，输 送机构是本领域已知的，在处理模块内输送证件或卡片，在此不再进一步说明。
—旦处于对准位置，可以扫描巻带材料，直到对于特定卡片的选择图像 已定位。 一旦定位，控制固件评估将卡片移动到敷贴部件的加热辊的辊隙所需要 的时间和距离，以及将巻带上图像的前缘移动到加热辊的辊隙所需要的时间和距 离。然后可以在合适的时间启动水平或"x"马达147，以确保卡片和图像的前缘同 时并以相同的速度在加热辊的辊隙会合。
另外， 一旦检测到巻带材料上的选择图像，垂直或"y"马达149可以调 节卡片，以匹配在巻带材料的图像上读取的定位标记的位置。这样，卡片定位机构140b可以调整，相对于由巻带定位机构140a读取的巻带定位标记沿y-轴升高 或降低巻带。
定位部件140，和即卡片定位机构140b，使得卡片除了通过驱动辊外能 够呈现至敷贴部件160。因为卡片定位机构140a不包括辊，它可以制作成重量轻 的组件，能够以高速度和高加速度运动，同时保持水平和垂直方向的准确度和精 确度。
对于上述说明，应当理解，可以在不偏离本发明构思的条件下对细节进 行改变，特别是对所采用的构造材料和部件的形状、大小和结构加以改变。说明 书和所示出的实施例应当被视为仅仅是示例性的，并且本发明的实际范围和构思 由所附权利要求书的广义含义表示。
权利要求
1.一种用于打印图像并且将图像转印到身份证件的系统，包括卷带材料，具有一表面，用于在它上面打印图像；打印部件，被设置成将图像打印在所述卷带材料上；定位部件，被设置成将打印在所述卷带材料上的选择图像与身份证件对准；敷贴部件，被设置成在所述图像与所述身份证件对准之后，将每个选择的图像敷贴至所述身份证件之一；和控制器，被设置成控制所述打印部件，定位部件，和敷贴部件，以便所述系统连续打印图像并且将图像连续敷贴到身份证件上，所述控制器被设置成使所述打印部件、定位部件、和敷贴部件的周期同步，从而所述部件具有同步处理周期和在处理周期之间具有同步间隔。
2. 根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器被设置成在出现错误时阻 止所述打印部件在所述巻带材料上打印，使所述巻带材料反向回到巻带材料上图 像之间的间隙，并且一旦纠正所述错误后继续在所述巻带材料上打印。
3. 根据权利要求2所述的系统，其中，当出现错误时，所述控制器被设置成 取回并保存打印部件的位置，并被设置以确定打印部件和巻带材料需要反向通过 所述位置的总距离，以便重新启动打印部件。
4. 根据权利要求3所述的系统，其中，所述总距离包括 由加速打印鼓马达所需的打印鼓马达节距数确定的距离，和 巻带材料上打印的图像之间的距离。
5. 根据权利要求3所述的系统，其中，所述总距离包括 由定位打印部件的打印头所需的马达节距数确定的距离；和 由加速打印部件的打印带所需的马达节距数确定的距离。
6. 根据权利要求1所述的系统，其中，所述定位部件包括巻带定位机构和证 件定位机构。
7. 根据权利要求6所述的系统，其中，所述巻带定位机构和证件定位机构被 设置使每个选择的图像相对于相应的身份证件定位，以便所述图像和身份证件被设置成同时进入所述敷贴部件。
8. 根据权利要求6所述的系统，其中，所述巻带定位机构包括激光机构，被 设置读取打印在所述巻带材料上的图像的图像定位标记，并且所述控制器被设置 成根据所述激光机构的读取结果确定是否选择并将所述图像与身份证件对准。
9. 根据权利要求6所述的系统，其中，所述证件定位机构包括上和下卡片导 轨，可分别沿x-y方向运动，并被设置成沿x-y方向移动身份证件，并且将相应的 身份证件与相应的选择图像对准。
10. 根据权利要求1所述的系统，还包括张力调节机构，所述张力调节机构被 设置成在所述系统的部件内和系统的部件之间保持巻带材料的稳定速度和均匀张 力。
11. 根据权利要求10所述的系统，其中，所述张力调节机构包括可转动安装 在支撑体上的位移臂，所述位移臂可以接收巻带材料并且支撑巻带材料在其上， 并且当所述位移臂上出现增大的张力时，所述位移臂可沿第一方向转动，而当在 所述位移臂上施加减小的张力时，所述位移臂可沿第二方向转动。
12. 根据权利要求10所述的系统，其中，所述张力调节机构包括检测部件， 所述检测部件被设置成当所述位移臂上出现张力增大或减小时检测所述位移臂的 变化，它通过所述位移臂的转体运动表示，由所述检测部件检测到的变化可通过 控制器读取，从而可以对巻带材料进行速度和张力调节。
13. 根据权利要求12所述的系统，其中，所述控制器被设置成根据由控制器 读取的变化，通过增加或减少马达节距以控制巻带材料的通过量，来调整巻带定 位偏移。
14. 根据权利要求1所述的系统，其中，打印在所述巻带材料上的图像包括 用于敷贴至身份证件的图像，和 由所述定位部件读取的定位标记。
15. 根据权利要求1所述的系统，还包括各打印部件、定位部件、和敷贴部件之间的部件间距，其中，在处理期间出现错误时，由所述敷贴部件处理的身份证 件不被弹出，并且打印在巻带材料上的图像被保留。
16. 根据权利要求15所述的系统，其中，所述部件间距包括重复长度或其倍 数，其中，所述打印部件、定位部件、和敷贴部件包括所述部件之间的部件间距， 并且对应所述重复长度或重复长度的倍数。
17. 根据权利要求16所述的系统，其中，所述重复长度对应巻带材料上图像 至图像的长度。
18. —种用于在巻带材料上连续打印图像并将所述巻带材料上的图像连续转 印到身份证件的方法，包括在所述巻带材料上打印图像； 将所述巻带材料上的选择图像与身份证件对准；在所述图像与相应的身份证件对准之后，将每个选择的图像敷贴到身份证件 之一；和对多个选择的图像和多个身份证件连续执行所述打印，对准和敷贴步骤，使 得所述打印，对准和敷贴步骤的周期同步，具有同步处理周期和在处理周期之间 具有同步间隔。
19. 根据权利要求18所述的方法，还包括检测错误，以便当检测到错误时，停止所述打印，对准和敷贴步骤的处理周 期，和在所述打印、对准和敷贴步骤的处理周期之间的间隔期间，纠正检测到的错误。
20. 根据权利要求18所述的方法，其中，所述对准步骤包括 读取巻带材料上的图像，以便确定选择的图像；沿x-y方向定位身份证件，使得每个选择的图像与一个身份证件对准。
全文摘要
一种系统和方法，用于在卷带材料上连续打印图像并且将图像连续转印到身份证件上。打印部件在卷带材料上打印图像。定位部件将选择的图像对准身份证件。敷贴部件将选择的图像敷贴到身份证件上。控制器保持卷带材料通过打印部件，定位部件，和敷贴部件的通过量。控制器允许系统在卷带材料上连续打印图像，并且将图像连续转印到身份证件上，因为它使部件的周期同步，从而部件具有同步处理周期和在处理周期之间具有同步间隔。
文档编号B41F17/13GK101405141SQ200780010172
公开日2009年4月8日 申请日期2007年2月27日 优先权日2006年2月28日
发明者D·L·安德森, J·M·乔丹 申请人:咨询卡有限公司