用于卡片印刷机的图象转印部分的控制的制作方法

文档序号:2645001
专利名称:用于卡片印刷机的图象转印部分的控制的制作方法
技术领域
本发明涉及具有图象转印部分的印刷机,所述图象转印部分可将印刷后的图象从一受体条带转印到诸如信用卡之类的塑料卡片上,更具体地说,本发明涉及用于对这样一种印刷机的图象转印部分的工作加以控制的控制系统和方法。
背景技术
自动控制系统的一个基本的要求是,必须实时地调整多个独立机械系统的作业。各独立的机械系统经常是必须以这样这样一种方式相互协调配合,即,当某些系统是通过不同的方法、速度和/或变速比来驱动时,它们也必须同时完成。当一个系统中的一个或多个驱动子系统以不同的速度工作时,很难实现上述要求。
印刷机的图象转印部分就是多个机械系统必须以精确的方式来控制的一个例子,以确保将图象精确地转印到卡片上。通常,图象转印部分包括一对带有辊隙的涂敷辊,其中一个涂敷辊被加热。一塑料卡片和一受体条带(receptor web)穿过辊隙,藉以将受体条带的一部分层压到卡片上。被层压到卡片上的受体条带上印有图象,这样就可以将图象从受体条带转印到塑料卡片上。两个涂敷辊由一电动机通过合适的传动装置彼此反向地驱动旋转,其中一个涂敷辊可移向和离开另一个涂敷辊,藉以改变两者之间的辊隙。塑料卡片在一对由一电动机带动而反向旋转的驱动辊的驱动下进入所述辊隙,受体条带由被另一个驱动电机驱动的收绕辊拉过涂敷辊的辊隙。在该系统中,先在一印刷工位上将图象印到受体条带上,随后由涂敷辊将图象转印到卡片上。
与图象转印部分相关的一个主要问题是需要使卡片对准,即,使卡片、涂敷辊和受体条带沿水平方向(X轴方向)对准,并使卡片和条带沿垂直方向(Y轴方向)对准,从而确保将图象正确地转印到卡片上。水平方向的对准涉及对三个独立系统的控制,藉以在可动涂敷辊到达其涂敷位置的同时,使卡片和受体条带上的需转印图象到达涂敷辊的辊隙,从而确保被转印的图象沿水平方向正确地定位到卡片上。垂直方向的对准涉及对卡片和受体条带的相对垂直位置的控制,藉以使被转印的图象沿垂直方向正确地定位到卡片上。
由于印刷机中的卡片传送装置通常是由步进电动机驱动,因而水平对准通常是在一开环系统中完成的,其中卡片被传送(或步进)预定的步数,当步进完成时,假设卡片相对于涂敷辊和受体条带正确地定位。受体条带也是由一独立的步进电动机驱动的,在完成预定步数的步进之后,假设受体条带相对于卡片和涂敷辊正确地定位。在开始将图象转印到卡片上之前,如上所述的可动涂敷辊本身还需要定位。可动涂敷辊需借助一使其向另一个涂敷辊移动预定步数的独立步进电动机来定位,在完成预定的步数之后,假设可动涂敷辊对准卡片和受体条带。通常,卡片和条带先被驱动到位,随后再停止,等待涂敷辊被驱动到位而开始图象转印。
然而,这种方法有一些问题,例如由于必须使驱动卡片驱动辊的步进电动机停转和重新启动,可能造成卡片滑移。由于需在图象转印开始之前等待完成对准工作,因而受体条带也容易发生断裂、滑动或熔化。另外,当需要更换任何一个系统中的某个构件时,这种图象转印部分也会遇到问题。
另外,由于受体条带在垂直方向上可能偏移而使条带的轨迹发生变化,因而难以沿垂直方向对准。因此,必须调节卡片或受体条带,以使图象的垂直位置与卡片相匹配。另外,由于塑料卡片和印在受体条带上的图象是彼此独立制造的,因而在这两种介质之间没有关联。需用特别的数据(如顾客数据)实现个人化的塑料卡片必须与印在受体条带上的正确的图象相匹配。若不能使卡片与正确印制的图象相匹配,最好的情况是造成卡片制造方面的误差,最差的是让顾客收到错误的卡和/或错误的个人数据。
这种图象转印部分所面临的另一个问题是,需要使卡片的移动速度与涂敷辊的速度以及受体条带的速度相匹配。在涂敷辊进行图象转印时,各独立驱动的系统不能超速地驱动关键的控制元件,在本例中,就是涂敷辊。否则,可能在转印的图象中发生褶皱、空隙、“震颤”等情况,更差的甚至造成受体条带断裂、卡片堵塞等情况。因此,卡片和受体条带必须以与涂敷辊相同的速度来驱动。通常,在卡片和受体条带的运动受到紧夹着卡片和条带的涂敷辊的控制的同时,卡片驱动辊和收绕辊相互咬合,从而允许系统超速运转,又能避免发生上述问题。然而,由于涂敷辊通常是由一直流(DC)电动机驱动的,其转速可能会因为施加于涂敷辊的载荷(压力)而变化。DC电动机的转速还可能因在与其相连的微处理器的控制下所允许的电流大小而变化。
因此,需要一种用于图象转印部分的控制系统和方法,该系统和方法能确保水平和垂直的对准,可以调节收绕辊和卡片驱动辊的速度而使之与涂敷辊的转速相匹配,并确保将正确的图象转印到卡片上。
发明概要本发明提供了一种具有一可控制其工作的控制系统的、印刷机的图象转印部分,以及用于控制该图象转印部分工作的控制系统和方法。具体地说,借助本发明的控制系统和方法,可以确保构成所述图象转印部分的各独立系统的运动是同步进行的,因而确保卡片、条带和涂敷辊的水平对准。控制是自适应的,因而可以对各独立系统自动地调节到不同转速和传动比。本发明的控制系统和方法还可以自动地调节收绕辊和卡片驱动辊的速度,使之与涂敷辊的速度相匹配,因而在各系统中都不需要滑动离合器,并且可以确保各独立系统的速度相匹配。另外,由于受体条带上印有多个水平间隔的图象并且有时会垂直移动,故将本发明的控制系统设计成能确保将正确的图象转印到卡片上,并确保卡片与受体条带的垂直对准,以便使转印的图象正确地定位在卡片上。
根据本发明一较佳实施例的图象转印部分包括其间形成有一辊隙的第一和第二可转动的涂敷辊,所述第一涂敷辊可移向和离开第二涂敷辊,即在靠近第二涂敷辊的第一位置和远离第二涂敷辊的第二位置之间移动,以在第一位置上形成辊隙。在涂敷辊的上游设置了一对可转动的驱动辊,以驱动卡片进入第一和第二涂敷辊的辊隙,在涂敷辊的下游设置了一可转动的受体条带收绕辊,以将一受体条带拉过两个涂敷辊之间。设置了一控制系统来控制涂敷辊、驱动辊和收绕辊。该控制系统包括一自适应水平对准控制装置,该装置可控制第一涂敷辊从第二位置移向第一位置,并控制驱动辊和收绕辊,以便在第一涂敷辊到达第一位置的同时,将卡片与所述各图象之一送入所述辊隙,从而确保卡片上的图象能正确的水平对准。由于水平对准控制装置是自适应的,它可以自动地调节与涂敷辊、驱动辊和收绕辊相关的不同速度和传动机构。该控制系统还能确保图象和卡片的垂直对准,并使卡片对准受体条带上的正确图象。
该控制装置还包括自适应调速控制装置,该装置可控制所述一对驱动辊和所述收绕辊的转速,以使之与第一和第二涂敷辊的转速基本相同。借助该自适应调速控制装置,在图象转印部分中就不再需要有滑动离合器,并且可以确保涂敷辊、驱动辊和收绕辊的转速相互匹配。
本发明的这些和其它各种优点和特征特别是在所附权利要求书中有所描述,权利要求书构成了本发明的一部分。然而,为了更好地理解本发明、其优点和利用其所能实现的目的,应该结合也构成本发明一部分的附图及其说明来阐述,其中描述了本发明的一个较佳实施例。
附图简要说明

图1示出了一印刷机的图象转印部分,该部分是利用本发明的控制系统来控制的;图1A是类似于图1的视图,但是示出了位于涂敷辊间隙中的卡片;图2是自适应水平对准控制算法的各步骤的框图,该算法构成了用于图象转印部分的控制系统的一部分;图3是自适应调速控制算法的各步骤的框图,该算法构成了用于图象转印部分的控制系统的一部分;图4是受体条带一部分的侧视图,在该条带上印有多个图象、对准标记、以及相邻于印刷图象前边缘的序号条形码;图5是一个示范性的指示标记的详示图;图6是类似于图5的视图,但是示出了相对于所述指示标记的各印刷点和传感器二极管的排列;图7示出了用于本发明的序号条形码;图8是图象转印部分的一部分的侧视图,示出了卡片和受体条带是怎样垂直对准的。
对较佳实施例的详细描述现请参见图1和1A,其中示出了一印刷机的图象转印部分10,该转印部分可以将一个图象从受体条带12转印到一塑料卡片14(如信用卡、身份证卡等)上,即,使卡片与受体条带相配合,并进行热转印或将含有印刷图象的受体条带的一层层压到卡片上。用于将受体条带层层压到塑料卡片上的条带材料和工艺是本领域众所周知的,因而不再赘述。受体条带12包括多个沿水平方向间隔地印制于其上的图象24a,b,…n(参见图4),这是通过位于图象转印部分上游的印刷工位(如彩色印刷工位)而实现的。另外,卡片14是以众所周知的方式在印刷机中传送至图象转印部分的,当到达图象转印部分10时,卡片必须正确地取向,以便在与受体条带相匹配时,将图象转印到卡片的所需侧面上。
图象转印部分10包括一对涂敷辊16a、16b,它们围绕各自的辊轴转动。辊子16a、16b通过合适的传动装置由一DC驱动电机(未图示)驱动旋转。较佳的是,辊子16a被加热而辊子16b未被加热,辊子16a是安装成可以在一第一位置和一第二位置之间移动而移向或离开辊子16b,在第一位置上,辊子16a靠近辊子16b(如图1中的虚线所示),在第二位置上,辊子16a远离辊子16b(如图1中的实线所示)。辊子16a最好是由一步进电动机(未图示)驱动至第一位置。在辊子16a的第一位置上,在辊子16a和16b之间形成一个辊隙,受体条带12和卡片14可通过该辊隙,受热的辊子16a将受体条带12压触于卡片14的一侧,而辊子16b则压抵在卡片的另一侧。
受体条带12被收绕到设置在辊子16a、16b下游的收绕辊18上,辊子18可以由一独立于驱动辊子16a的电动机的步进电动机(未图示)通过一合适的传动装置驱动而沿所需的方向旋转,借以将受体条带12拉过辊子16a、16b之间的辊隙。另外,在辊子16a、16b的上游设置了一对驱动辊20a、20b,卡片在驱动辊20a、20b之间通过,辊子20a与卡片的一侧相接触,而辊子20b则与卡片的另一侧相接触。辊子20a、20b可以由独立于辊子16a和收绕辊18的步进电动机(未图示)通过合适的传动装置驱动而以大小相等、方向相反转速旋转,因此,当辊子20a和20b转动时,它们可以将卡片送入辊子16a、16b的辊隙。在驱动辊20a、20b的上游安装有一个对准光电元件22,用以检测卡片14的出现,藉以向下面将要描述的控制系统提供一输入信号。驱动辊20a、20b形成了用于在令卡片和受体条带相互对准的过程中使卡片垂直降低的升降机构(在下文中将结合图8详细描述)。
如前所述,希望以这样一种方式来驱动卡片14和条带12,即,在辊子16a到达靠近第二辊子16b的第一位置的同时,使卡片和条带上所需的图象到达涂敷辊16a、16b之间的辊隙。因此,必须设置一个合适的控制系统来控制涂敷辊16a的移动,并控制驱动辊20a、20b以及收绕辊18的旋转,以便使这些事件同时发生。
另外,由图1清楚可见,在图象转印的过程中,驱动辊20a、20b和涂敷辊16b与卡片14成驱动关系,受体条带12由收绕辊18拉动,同时与旋转的涂敷辊16a和移动的卡片12相接触。因此,重要的是,涂敷辊16a,16b、收绕辊18和驱动辊20a,20b的转速必须相等,即使每个系统由单独的电动机驱动时也应如此。
根据本发明,提供了一种用于控制涂敷辊16a,16b、收绕辊18和驱动辊20a,20b工作的驱动系统。该控制系统包括一自适应对准控制算法30,用于确保在涂敷辊16a到达第一位置的同时,使卡片和条带上的图象到达涂敷辊的辊隙,从而确保卡片上的图象水平对准。如前所述,驱动辊20a,20b、收绕辊18以及涂敷辊16a的运动分别是由单独的电动机和相应的传动机构来驱动的。随后借助控制每个步进电动机步进速度的独立的加速表或图形来控制各步进电动机。由于每个驱动系统均采用独立的传动系,所以每次步进不同的距离。自适应对准控制算法30可使卡片和条带定位的要求以及涂敷辊定位的要求对时间标准化,以便执行每一个功能。
参见图2,可以看到,控制算法包括用于计算涂敷辊16a从第二位置移动至第一位置所需的时间tapp、用于计算将卡片定位到涂敷辊辊隙内所需的时间tcard、以及用于计算将受体条带上的图象定位到辊隙内所需的时间tweb的步骤32。将每个步进电动机的加速和减速斜坡所需的时间求和,再加上回转步数与标称回转时间的乘积,就可以计算出时间。具体地说,tapp、tcard和tweb是用下列等式确定的1)tapp=∑tapp accel+∑tapp decel+(tapp slew·Sapp)2)tcard=(∑tcard accel+(tcard slew·Scard)-tk3)tweb=∑tweb accel+(tweb slew·Sweb)这里的tapp accel、tapp decel和tweb accel分别表示各步进电动机的加速和减速斜坡的时间。
这里的tapp slew、tcard slew和tweb slew分别表示各步进电动机以期望(或回转)的速度旋转的时间;Sapp、Scard和Sweb表示各步进电动机所采取的、到达所需位置的电动机步数(不包括加速和减速时的电动机步数);以及tk是一个调节系数。
执行每一种功能所需的电动机步数Sapp、Scard和Sweb是由下列等式确定的4)Sapp=(辊子偏移距离·涂敷辊电动机每次步进的距离)-(电动机加速步数+电动机减速步数)5)Scard=(卡片偏移距离·驱动辊电动机每次步进的距离)-电动机加速步数6)Sweb=(条带偏移距离·收绕辊电动机每次步进的距离)-电动机加速步数辊子偏移距离是辊子16a从第二位置移向第一位置的距离。卡片偏移距离是卡片从一预定的起始位置移动至辊隙的距离,条带偏移距离是条带移动得使图象到达辊隙的距离。每个偏移距离最好是有1/1000″的增量。图1A示出了卡片偏移距离c0,即当卡片开始从光电元件22移动时,卡片后边缘与光电元件22之间的距离,这个距离等于卡片的前边缘与辊隙之间的距离。如图1A所示,条带偏移距离w0是从一受体条带图象传感器26至涂敷辊16a、16b辊隙的距离。各系统的偏移距离可以根据机械误差的总和而各不相同。偏移值还可以按照所采用的卡片尺寸(即卡片厚度)和涂敷辊尺寸而变化。应注意的是,在卡片和条带的时间计算或卡片和条带的步数计数中,并没有包括驱动辊步进电动机和收绕辊步进电动机的减速斜坡时间,这是因为卡片和条带在到达辊隙时没有停止。
由于卡片具有一定的厚度,涂敷辊实际上是在卡片14到达涂敷辊辊隙之前开始驱动卡片的,调节系数tk考虑到卡片厚度和涂敷辊16a、16b的半径。调节系数实际上可减少将卡片传送到位所需的时间。调节系数是用下列等式来确定的7)tk=(标称的卡片厚度/驱动辊电动机的每次步进的距离)·tcard slew这里的标称卡片厚度可以按照所用卡片的类型而变化。例如,可特别用于本发明的一种卡片的标称厚度是0.030英寸。
一旦确定了需进行每种功能所需的时间tapp、tcard和tweb,算法30就可以确定应该马上启动哪一种功能,以及其它功能的启动需延迟多长时间。在步骤34,可以确定时间tapp、tcard和tweb中的最大值tmax。需耗费最大时间来完成的功能必须在只要耗费较少的时间就能完成的功能之前进行,这样就能使所有各功能同时完成。因此,一旦确定了tmax,算法30就执行三个子例程,开始涂敷辊子例程36、开始卡片子例程38以及开始条带子例程40,以控制各项功能。子例程36、38和40相互类似,因而只详细描述其中的一个子例程,应该理解,其它的子例程均借助各自相关的时间来执行。
在涂敷辊子例程36中,先在步骤42确定tmax减去tapp是否大于零。如果是(即,如果涂敷辊移动至第一位置所需的时间不是时间中的最大值),子例程进行至步骤44,在那里,使驱动可动涂敷辊的电动机延迟tmax-tapp的时间启动。在步骤44处的延迟结束之后,子例程进行至步骤46,在那里,启动可动涂敷辊的电动机,使涂敷辊开始移动。如果步骤42的结果是否(即,使涂敷辊移动至第一位置所需的时间是时间中的最大值,tmax等于tapp),则子例程直接进行至步骤46,因为涂敷辊必须立即开始移动。子例程38和40可以确定需施加于驱动辊电动机和/或收绕辊电动机的延迟,藉以延迟卡片和条带的移动。
因此,算法30可以确保卡片和条带上的图象在可动涂敷辊16a到达第一位置的同时到达辊隙,从而确保卡片上的图象正确地水平对准。
如前所述,设置了图象传感器26来检测图象24a,b…n的出现,藉以算出被检测到的图象移动距离w0而到达涂敷辊所需的时间tweb。为了检测一图象并使卡片与受体条带12上正确印制的图象24a,b…n相关联,在将图象印刷到条带上时,由印刷机在受体条带上印制独特的指示标记,该指示标记可由传感器26读取。
现请参见图4-7,可以看到,在条带12上靠近各图象前边缘的位置上,为每个图象24a,b…n印制了一独特的指示标记70a,b…n。指示标记70a,b…n可由传感器26检测到,以提供一个何时开始计算时间tweb的标识,并让卡片与图象垂直地对准,且对待涂敷于卡片的正确图象加以验证。各指示标记包括一对准条72以及一条形码序号部分74。各指示标记最好是以300点/每英寸(dpi)的密度印制在受体条带上,用于阅读指示标记的条带传感器26最好是采用一个64单元的CCD二极管阵列和一激光源来阅读指示标记,二极管阵列的密度是200dpi。
当条带12通过条带传感器时,传感器将连续地扫描条带,以识别一指示标记。由于条带可以在经过传感器26的同时垂直地移动,最好是采用一模糊逻辑算法来提供指示标记的识别。每当完成(即阅读)条带的垂直扫描时,二极管传感器的状态将发生转变,并作为最近一次输入数据储存在含有前次(即历史的)二极管扫描数据的循环缓冲器中。二极管传感器的循环历史数据的保持可提供沿水平方向的受体条带12上的图象的内容。在每次扫描完成时,可以对最近一次二极管扫描值加以估算而确定一条带指示标记目前正在传感器二极管前方的可能性。如果可能性很高,可以对历史的(即水平的)二极管扫描值加以估算,以确定图象是否是一条带对准指示标记。如果确定图象很可能是一指示标记,传感器26将试图对顺序条形码的内容进行阅读和解码。任何估算的失败或者对条形码解码的失败都将导致指示标记目前不在二极管传感器前方的假定。对一指示标记连续的识别和解码失败将导致图象转印部分10的控制系统宣布条带对准错误。
如图5所示,对准条72和条形码序号部分74是由下表所述的一组参数a-j来确定的。
在上表中,借助垂直对准的变化量,可以调节条带上的一个可变的图象位置,或调节已经在行进时于垂直平面上发生某些变化的条带。垂直变化量为±.05是允许的。
一旦传感器26鉴别出一指示标记,就可以如上所述的那样开始计算时间tweb,以确保对准条72(实际上是图象的前边缘)与卡片的前边缘同时到达辊隙,这样就可以完成图象和卡片的水平对准。较佳的是,卡片和条带图象对准涂敷辊的辊隙,以便尽量靠近卡片前边缘开始图象转印。该过程必须是可重复的,并且卡片和图象之间的水平对准的误差应该尽可能地小。然而,控制系统应该可以控制各元件以使图象可以水平地对准卡片的任何位置,从而使图象转印可以在卡片的任何水平位置上开始。
指示标记还允许在图象和卡片之间实现垂直的对准。垂直方向(或Y轴)的对准可以由传感器26的二极管阵列中的二极管检测条形码序号部分74的起始部分(图5中的参数d)来实现。借助正常值的变化量,可确定卡片垂直位置的垂直偏移量。所谓垂直偏移量就是卡片14借助于用来降低卡片的升降机构76(参见图8),相对于受体条带12,从升降机构的初始位置降低的距离。由于传感器26的分辨率是200dpi,所以对每个二极管而言,可使卡片从检测到的指示标记的标称值作1/200″(.005″)的调节。
如图8所示,升降机构76是构造成能将卡片14降低,藉以使卡片相对于受体条带12垂直地定位。适用于本发明的升降机构在本领域是众所周知的,因而不再对升降机构作详细的描述。如前所述,受体条带12具有一相对于涂敷辊16a、16b而言的标称位置,但受体条带12偶尔可以相对于涂敷辊有垂直的偏移。因此,当传感器26检测到受体条带处于其标称位置时,升降机构最好是将卡片降低到一个标称的偏移高度78上,藉以确保卡片相对于受体条带上的图象垂直地对准。然而,由于条带进而是图象可能发生垂直的偏移,所以升降机构76最好是可控的,以便将卡片14降低到标称高度78之上或之下,例如至调节后的偏移高度80,从而使卡片和受体条带垂直地对准。卡片和受体条带之间的垂直对准最好是在水平对准步骤之前完成。
作为垂直对准的一个例子,如果正常地在二极管#20处(参见图6)检测到条形码序号部分,则通过升降机构76的初始位置与标称偏移高度78之间的配置偏移距离,就可以确定卡片相对于条带12的降低距离。如果在二极管#30处检测到序号部分的边缘(表示条带12已经相对于传感器26垂直地降低),则需要对配置偏移加以改良,以将卡片另外降低10个二极管或0.05″,藉以确保卡片与受体条带对准。如果在二极管#10处检测到所述边缘(表示条带垂直地偏移),则需要调整将卡片降低以对准条带的距离,即,从标称的配置偏移值中减去0.05″。因此,可以提供一个总的为0.10″的垂直调节范围。
图6详细示出了印刷点的标称值以及将阅读指示标记二极管的标称值。图6的配置是假定传感器26的二极管阵列对准条带的顶部。实际上,该二极管阵列可以对准受体条带的任何部分,这时,印刷点的数值就变成是相对于第一阅读二极管(二极管#0)定位的。
指示标记的条形码序号部分74是一个从0-7的数值,如前所述,这个数值是由印刷工位在印刷相应的图象24a,b…n之前赋予的,用于使卡片与正确的图象相关联。当向图象转印部分10发出命令以接收卡片14并将条带上的一个图象转印到卡片上时,控制系统将指定需涂敷的正确图象的序号值。图象转印部分10将鉴别出该指定序号部分是受体条带12上的下一个图象(通过传感器26对该序号部分解码而确定),从而确保将正确的图象涂敷到正确的卡片上。由传感器26检测到的序号和所要求序号之间的不匹配将导致没有图象被转印到卡片上。如果传感器26鉴别出正确的序号部分,则转印部分10的控制系统将如上所述的那样工作,以使卡片对准受体条带上的图象,并将图象转印到卡片上。
如图7所示,其中示出了多个条形码序号部分74a-h,其中每个条形码序号部分都是一个简单的、可由人阅读的、三位条形码解码的图案,其赋值是0-7。这些条形码总是被印刷成使位0朝着条带的顶部,接着是位1,最后是位2。在各个位之间以及在整个条形码之前和之后需要一个由至少两个二极管(200 dpi密度的3个印刷点)组成的静态区域(非印刷区域)。因此,该解码系统可允许大至8个图象等待着被转印到适当的卡片上。然而,如果需要,也可以采用具有更多或更少的序号数字部分的其它解码图案。
用于图象转印部分10的控制系统还包括一自适应调速算法60,用于均衡涂敷辊16a,16b、收绕辊18和驱动辊20a,20b的转速。该自适应调速算法60是在对准算法30使卡片、条带和涂敷辊对准之后才开始的。
如图3所示,在步骤62,算法60开始计算涂敷辊16a,16b的转速。转速可以以任何方式来确定。例如,可以将一个“光调制盘(chopper wheel)”传感器安装于辊子16a的转轴。还可以采用能确定涂敷辊16a,16b转速的其它装置。每秒一次地将光调制盘变化数字求和、平均,并利用下列公式转换成转速8)转速=光调制盘计数·(2π/40)直线英寸/秒一旦计算出辊子16a的转速,就可以利用以下等式分别计算收绕辊18和驱动辊20a,20b的转速。
9)收绕辊速度=转速/收绕辊步进电动机的每次步进的距离;10)驱动辊速度=转速/驱动辊步进电动机的每次步进的距离。
步进电动机每次步进的距离与前述等式5和6中的相同。例如,在图象转印部分的一种配置中,比较成功的是,收绕辊步进电动机的每次步进距离是0.00474,而驱动辊每次步进的距离是0.00404。一旦确定了收绕辊的速度和驱动辊的速度,算法就可以在步骤68处对收绕辊和驱动辊电动机加以调节,藉以使计算出来的速度相等。在该方式下,收绕辊和驱动辊的速度匹配于涂敷辊的速度,因而无需滑动离合器,并且可以消除因各构件的速度不匹配而造成的褶皱、空隙、震颤等情况。
自适应水平对准控制算法和自适应调速算法还可以用于除图象转印部分以外的其它印刷机系统,即必须对独立机构的工作加以控制的系统。例如,可以用类似于上述的自适应算法来控制一直接对塑料卡片进行印刷的印刷头、印带和塑料卡片的操作。
应注意的是,虽然以上描述了本发明的特定实施例,但本发明并不限于所述的和图示的这些特定形式。本发明的保护范围应由所附权利要求书限定。
权利要求
1.一种印刷机的图象转印部分,包括其间形成有一辊隙的第一和第二可转动的涂敷辊,所述第一涂敷辊可移向和离开第二涂敷辊,即在靠近第二涂敷辊的第一位置和远离第二涂敷辊的第二位置之间移动,以在第一位置上形成辊隙;一对可转动的驱动辊,用以驱动卡片进入第一和第二涂敷辊的辊隙;一可转动的受体条带收绕辊,以及一连接于该受体条带收绕辊并且两涂敷辊之间延伸的受体条带,该受体条带上有多个间隔的图象;一用于控制所述图象转印部分工作的控制系统,所述控制系统包括自适应水平对准控制装置,该装置可控制第一涂敷辊从第二位置移向第一位置,并控制驱动辊和收绕辊,以便在第一涂敷辊到达第一位置的同时,将卡片与所述各图象之一送入所述辊隙。
2.如权利要求1所述的图象转印部分,其特征在于,所述控制系统还包括自适应调速控制装置,用于控制所述一对驱动辊和所述收绕辊的转速,以使之与第一和第二涂敷辊的转速基本相同。
3.如权利要求1所述的图象转印部分,其特征在于,所述自适应水平对准控制装置包括用于计算使第一涂敷辊从第二位置移动至第一位置所需之第一时间的装置、用于计算将卡片送入辊隙所需之第二时间的装置、以及用于计算将一个图象送入辊隙所需之第三时间的装置。
4.如权利要求3所述的图象转印部分,其特征在于,所述自适应水平对准控制装置还包括用于确定所述第一、第二和第三时间中的最大值的装置,该装置还可以根据这个最大值来控制第一涂敷辊的移动、驱动辊的转动以及收绕辊的转动。
5.如权利要求2所述的图象转印部分,其特征在于,所述自适应调速控制装置包括用于计算涂敷辊转速的装置、以及根据算出来的涂敷辊转速来计算收绕辊和驱动辊转速的装置。
6.如权利要求1所述的图象转印部分,其特征在于,所述自适应水平对准控制装置包括一在受体条带上的、靠近一个图象的指示标记,以及一设置在所述涂敷辊上游、用来检测该指示标记的传感器。
7.如权利要求6所述的图象转印部分,其特征在于,所述控制系统还包括用于使卡片和一个图象垂直对准的装置。
8.如权利要求7所述的图象转印部分,其特征在于,所述用于垂直对准的装置包括位于受体条带上的指示标记。
9.如权利要求1所述的图象转印部分,其特征在于,所述水平对准控制装置包括用于使卡片与受体条带上的一个图象相关的装置。
10.如权利要求9所述的图象转印部分,其特征在于,所述用于相关的装置包括在受体条带上靠近一个图象的条形码。
11.一种用于控制一图象转印部分的控制系统,所述图象转印部分包括其间形成有一辊隙的第一和第二可转动的涂敷辊,所述第一涂敷辊可移向和离开第二涂敷辊,即在靠近第二涂敷辊的第一位置和远离第二涂敷辊的第二位置之间移动,以在第一位置上形成辊隙;一对可转动的驱动辊,用以驱动卡片进入第一和第二涂敷辊的辊隙;一可转动的受体条带收绕辊,以及一连接于该受体条带收绕辊并且两涂敷辊之间延伸的受体条带,该受体条带上有多个间隔的图象,所述控制系统包括自适应水平对准控制装置,该装置可控制第一涂敷辊从第二位置移向第一位置,并控制驱动辊和收绕辊,以便在第一涂敷辊到达第一位置的同时,将卡片与所述各图象之一送入所述辊隙;自适应调速控制装置,用于控制所述一对驱动辊和所述收绕辊的转速,以使之与第一和第二涂敷辊的转速基本相同。
12.如权利要求11所述的控制系统,其特征在于,所述自适应水平对准控制装置包括用于计算使第一涂敷辊从第二位置移动至第一位置所需之第一时间的装置、用于计算将卡片送入辊隙所需之第二时间的装置、以及用于计算将一个图象送入辊隙所需之第三时间的装置。
13.如权利要求12所述的控制系统,其特征在于,所述自适应水平对准控制装置还包括用于确定所述第一、第二和第三时间中的最大值的装置,该装置还可以根据这个最大值来控制第一涂敷辊的移动、驱动辊的转动以及收绕辊的转动。
14.如权利要求11所述的控制系统,其特征在于,所述自适应调速控制装置包括用于计算涂敷辊转速的装置、以及根据算出来的涂敷辊转速来计算收绕辊和驱动辊转速的装置。
15.如权利要求11所述的控制系统,其特征在于,所述自适应水平对准控制装置包括一在受体条带上的、靠近一个图象的指示标记,以及一设置在所述涂敷辊上游、用来检测该指示标记的传感器。
16.如权利要求15所述的控制系统,其特征在于,所述控制系统还包括用于使卡片和一个图象垂直对准的装置。
17.如权利要求16所述的控制系统,其特征在于,所述用于垂直对准的装置包括位于受体条带上的指示标记。
18.如权利要求11所述的控制系统,其特征在于,所述水平对准控制装置包括用于使卡片与受体条带上的一个图象相关的装置。
19.如权利要求18所述的控制系统,其特征在于,所述用于相关的装置包括在受体条带上靠近一个图象的条形码。
20.一种用于控制印刷机的图象转印部分的方法,所述图象转印部分包括其间形成有一辊隙的第一和第二可转动的涂敷辊,所述第一涂敷辊可移向和离开第二涂敷辊,即在靠近第二涂敷辊的第一位置和远离第二涂敷辊的第二位置之间移动,以在第一位置上形成辊隙;一对可转动的驱动辊,用以驱动卡片进入第一和第二涂敷辊的辊隙;一可转动的受体条带收绕辊,以及一连接于该受体条带收绕辊并且两涂敷辊之间延伸的受体条带,该受体条带上有多个间隔的图象,所述方法包括如下步骤控制第一涂敷辊从第二位置移向第一位置的移动,并控制驱动辊和收绕辊,以便基本上在第一涂敷辊到达第一位置的同时,将卡片与所述各图象之一送入所述辊隙。
21.如权利要求20所述的方法,其特征在于,所述方法还包括控制所述一对驱动辊和所述收绕辊的转速,以使之与第一和第二涂敷辊的转速基本相同。
22.如权利要求20所述的方法,其特征在于,对第一涂敷辊、驱动辊和收绕辊进行控制的步骤包括计算出使第一涂敷辊从第二位置移动至第一位置所需的第一时间、用于计算将卡片送入辊隙所需的第二时间、以及用于计算将一个图象送入辊隙所需的第三时间。
23.如权利要求22所述的控制系统,其特征在于,该方法还包括确定所述第一、第二和第三时间中的最大值,根据这个最大值来控制第一涂敷辊的移动、驱动辊的转动以及收绕辊的转动。
24.如权利要求21所述的方法,其特征在于,所述控制所述一对驱动辊和所述收绕辊之转动的步骤包括计算出涂敷辊转速、以及将驱动辊和收绕辊调节为等于计算出来的涂敷辊转速。
25.如权利要求20所述的方法,其特征在于,该方法还包括使卡片和受体条带垂直对准的步骤。
26.如权利要求25所述的方法,其特征在于,所述垂直对准的步骤包括在受体条带上形成一个指示标记,在涂敷辊的上游设置一个传感器,并利用该传感器来检测指示标记。
27.如权利要求20所述的方法,其特征在于,该方法还包括使卡片与受体条带上的一个图象相关的步骤。
28.如权利要求27所述的方法,其特征在于,所述相关步骤包括在受体条带上靠近所述一个图象的位置上形成一条形码,并对所述条形码加以检测。
全文摘要
本发明提供了一种具有可控制其工作的控制系统的、印刷机的图象转印部分(10),以及用于控制该图象转印部分工作的控制系统和方法。具体地说,借助本发明的控制系统和方法,可以确保形成所述图象转印部分的各独立系统同时完成其工作,因而确保卡片(14)和条带(12)的水平和垂直的对准。控制是自适应的,因而可以自动地调节各独立系统的不同转速和传动装置。本发明的控制系统还可以自动地调节收绕辊(18)和卡片驱动辊(20a,20b)的速度,使之与涂敷辊(16a,16b)的速度相匹配,因而在各系统中都不需要滑动离合器,并且可以确保各独立系统的速度相匹配。另外,由于受体条带(12)上印有多个水平间隔的图象(24a,b…n),故将本发明的控制系统设计成能确保将正确的图象转印到卡片(14)上。
文档编号B42D15/10GK1351540SQ98812394
公开日2002年5月29日 申请日期1998年10月29日 优先权日1997年12月23日
发明者J·M·乔丹 申请人:咨询卡有限公司
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