介质处理系统及相关联的主轴的制作方法

专利名称：介质处理系统及相关联的主轴的制作方法
技术领域：
本发明实施方式涉及介质处理系统，例如打印才几、RF(射频) 编码器和RF打印机-编码器，更具体地涉及用于验证或以其他方式 识别介质处理系统内的耗材的装置和方法。
背景技术：
RF打印机-编码器是能够编程和打印 一 系列智能介质单元或者 智能介质单元流的装置。智能介质单元为承载在带有嵌入或附接的 RFID (射频识别)标签或者应答器的衬或者其他织物支承上的标识、 票、卡或者其他介质形式。很多RF打印机-编码器包括用于对应答 器进行编码的收发器和耦合器以及用于将标记打印到介质单元上的 打印头。RF打印机-编码器能够接收介质单元的供应装置。例如， RF打印机-编码器可具有用于接收介质单元巻的主轴。RF打印才几-编码器还包括介质运送装置，用于将介质单元沿着进给路径从介质 单元供应装置朝正在编码的耦合器和打印头移动。
如同RF打印机-编码器的其他耗材，介质单元会被用尽和需要 更换。由于很多RF打印机-编码器能够处理各种类型和形式的介质 单元，新的介质单元可能与被更换的介质单元不同。为了尽可能完 善新的介质单元的处理，需要对打印机-编码器的打印、编码和其他 设置进行调整。
可以由操作员通过打印机-编码器的键盘或者另外的操作员输入 装置来进行调整。然而，如果打印机-编码器能够识别新的介质单元 并自动进行调整，则通常会更加方便快捷
发明内容
本发明实施方式涉及介质巻、用于该介质巻的支承结构以及用 于处理多个介质单元的系统。该介质巻可包括具有关于介质单元的
应答器通信的识别耦合器。除了具有识别耦合器的主轴外，介质处 理系统可包括用于对介质单元应答器编码的第二耦合器和用于将标 记打印到介质单元上的打印头。可从识别应答器获取的信息可用来 调整该处理系统的一个或多个编码或打印设置或者用于计数目的来 估计剩余或用过的介质单元。
根据一种实施方式，提供一种介质巻。该介质巻可包括芯、多
个介质单元、识别应答器以及RF场隔离件。该介质单元可绕芯缠绕 并包括一个或多个介质单元应答器。识别应答器可附接到芯并具有 与所述多个介质单元的一个或多个有关的可获取信息或数据。RF场 隔离件可至少部分定位在识别应答器和所述多个介质单元之间，从 而使识别应答器不易受到一个或多个介质单元应答器的影响。
识别应答器可至少部分嵌入芯中。或者芯可从第一端延伸到第 二端并包括外表面和内表面，识别应答器可附接到芯的内表面或者 外表面。或者在其他实施方式中，识别应答器可附接到芯边缘。
RF场隔离件可以是至少覆盖与芯的外表面相对的识别应答器的 铁氧体补片或者铁氧体补片可基本覆盖芯的整个外表面。介质巻还 可包括围绕芯和铁氧体补片延伸的导电薄片。
在一些实施方式中，介质单元应答器可操作在第一频率带内， 识别应答器可操作在不同于第 一频率带的第二频率带内。
在另一实施方式中，提供一种用于支承介质处理系统内的介质 巻的悬架或者主轴。悬架通常指相对于芯设置尺寸的芯支承以便与 芯低摩擦连接，而主轴通常指尺寸被设置成提供与芯的滑动配合的
是可相互替换的。这样，在说明书的其余部分，使用术语主轴来指 主轴或者悬架两者。主轴可包括支承构件、耦合器和耦合器外壳构件。支承构件可从第一端延伸到第二端并限定主轴和介质巻之间的 至少 一 部分接触区域。耦合器适于将介质处理系统的收发器与识另'J 应答器链接。耦合器还限定用于接收支承构件的一部分的开口。耦 合器外壳构件基本环绕耦合器。
支承构件的顶部表面区域可限定主轴和介质巻之间的接触区 域，并且，耦合器外壳构件的顶部区域可被构造为形状像由支承构 件限定的接触区域，使得耦合器外壳构件的顶部区域实际上变成接 触区域的延伸部。耦合器外壳构件还可包括锥形的装载边缘，以便
于将介质巻装载到主轴上。
耦合器可基于共振磁平板天线，其能够建立与识别应答器的边 缘磁耦合。例如，耦合器可包括具有一个或多个线圈迹线的一个或 多个印刷电路板，线圏迹线响应于由介质处理系统的收发器供应的
RF信号。耦合器还可包括一个或多个调谐和阻抗匹配组件以及一个 或多个法拉第(Faraday)屏蔽环，用于电场隔离。
在又一实施方式中，提供一种用于处理多个介质单元的系统。 该系统包括收发器和主轴。主轴能够支承介质单元巻，其中该巻包 括识别应答器。主轴可包括支承构件、耦合器和耦合器外壳构件。 支承构件可从第一端延伸到第二端并限定主轴和介质巻之间的至少 一部分接触区域。耦合器适于将收发器与识别应答器链接。耦合器 还限定用于接收支承构件的一部分的开口。且耦合器外壳构件基本 环绕耦合器。
该系统可包括用于将标记打印到介质单元上的打印头和适于至 少部分基于从识别应答器获取的信息调整系统的一个或多个打印设 置的控制器元件。
该系统可包括第二耦合器和第二收发器，其能够对与多个介质 单元相关联的一个或多个介质单元应答器编码,且控制器元件适于 至少部分基于从识别应答器获取的信息调整系统的一个或多个编码 设置。
根据另一种实施方式，系统包括主轴、适于与识别应答器链接的第一耦合器、适于与相关的介质单元链接的第二耦合器，其中第 二耦合器垂直于第一耦合器取向，第一收发器与第一耦合器和第二 耦合器的至少一个通信。第一耦合器和第二耦合器的每一个都可操
作在第一频率带，例如超高频(UHF)内。
系统可包括与第二耦合器通信的第二收发器，第一收发器与第 一耦合器通信。第一耦合器可包括微带带通滤波器，其适于使第一 收发器与一组多个相邻的介质单元应答器中的目标介质单元应答器 在应答器编码区域中耦合。例如，第二耦合器可包括能够配合在介 质巻的芯内的圆柱形导电带。系统还包括用于相对于主轴支承第二 耦合器的圆柱形支承构件。


已经概括地描述了本发明，现在将参照未必是按比例绘制的附 图，其中
图1是根据一种示例性实施方式的打印机-编码器的侧视图； 图2是根据一种示例性实施方式的介质巻的透视图； 图3是打印机-编码器的主轴的透视图4是根据一种示例性实施方式的主轴的侧视图，其中，锁定 构件和介质巻装载到主轴上；
图5a是根据一种示例性实施方式的介质巻的芯的透视图5b是图5a的芯的局部侧视图6是根据 一 种示例性实施方式的芯的局部剖视图7是沿介质巻的中点截取的图4的芯和耦合器的部分剖视图， 示出了根据一种示例性实施方式的识别耦合器和识别应答器；
图8是图4的透视图，为了示出根据一种示例性实施方式的各 个组件的相对取向，添加了识别耦合器、识别应答器和介质单元应 答器；
图9a是根据一种示例性实施方式的HF(高频)识别耦合器的主 视图；图9b是图9a的HF识别耦合器的后视图IO是示出了根据一种示例性实施方式的线圈迹线的HF识别 耦合器的PCB板(印刷电路板)的主视图11是根据一种示例性实施方式的主轴的透视图，HF识别耦 合器插入其中，且不具有耦合器外壳构件；
图12是具有耦合器外壳构件的图11的透视图；以及
图13是图4的透视图，为了示出根据一种示例性实施方式的各 个组件的相对取向，添加了 PCB基的HF平板天线和识别应答器；
图14a是根据一种示例性实施方式的处于相对于识别耦合器的 最小偏移位置的识别应答器的俯视图14b是根据一种示例性实施方式的处于相对于识别耦合器的 中间偏移位置的识别应答器的俯视图14c是根据一种示例性实施方式的处于相对于识别耦合器的 最大偏移位置的识别应答器的俯视图15示出了根据一种示例性实施方式的HF调谐识别耦合器的 Sll参数；
图16示出了图15的Sll参数在基本上最糟的情况中处于 13.56MHz附近；以及
图17示出了根据一种示例性实施方式VSWR(电压驻波比)等 于2处的耦合器带宽。
具体实施例方式
现在将参照附图在下文中更加全面地描述本发明的各个方面， 其中，附图仅示出了本发明的一些实施方式而非全部。实际上，本 发明可以很多不同形式来体现，因此不应当被解释为局限于这里阐 述的实施方式。相反，这些实施方式是为使本发明满足适用法律要 求而提供的。附图中相同的标号表示相同的元件。
出于说明的目的，这里描述的实施方式是以在这里也被称作"打 印机-编码器"的RFID功能的打印机系统的具体应用为背景进行描述的。共有美国专利No.648湧7、 No.6848616以及No.7137000中 公开了打印机-编码器的例子，这些专利通过引用合并在此。然而， 本文描述的发明构思并不局限于打印机-编码器，其可以适用于其中 可以从验证或者以其他方式识别耗材的能力获益的其他介质处理系 统(例如，打印机、编码器等)。
图1示出了根据本发明的一种实施方式的构造用于打印和编程 一系列介质单元或者介质单元流(例如，标识、票、卡和其他介质 形式)的RFID打印机-编码器20。如图2所示，至少一些介质单元 24包括应答器，在这里称为介质单元应答器26。如上面提到的，介 质单元可包括由基底衬或者织物22承载的标识、卡等，如图2中所 示。替代地，织物不是必要的。
再参照图1,打印机-编码器20包括若干组件，例如打印头28、 压纸滚筒29、进给路径30、剥离杆32、介质离开路径34、辊36、 载体离开路径38、收带轴40、供带辊41、至少一个第一收发器42、 控制器45、至少一个存储元件47以及至少一个第一耦合器50。织 物22在打印头28和压纸滚筒29之间沿着进给路径30被引导，用 于将标记打印到介质单元24上。供带辊41提供沿着路径延伸的热 色带(为清楚起见没有示出)，使得色带的一部分被定位在打印头 28和介质单元24之间。打印头28加热并将一部分色带压到介质单 元24上以打印标记。收带轴40能够接收并缠绕用过的色带。供带 辊41和收带轴40可通过打印才几-编码器的一个或多个主轴43、 44 支承。这种打印技术通常被称作热转移打印。但是，可以使用包括 但不限于直接热打印、喷墨打印、点阵打印和电子感光打印的一些 其他打印技术。
如图l所示，打印后，介质单元织物22进入介质离开路径34， 在这里介质单元通常从织物22个别去除。例如，在一种实施方式中， 预切割的介质单元24可如图所示利用剥离杆32从织物22简单地剥 离。在其他实施方式中，多个介质单元可以一组一起被剥离并传输 到下游的同轴切割器用于随后的分离(未示出)。如本领域普通技术人员将会理解的，可以使用各种其他已知的介质单元去除技术。
应用时，例如图1描述的实施方式中，介质单元24由织物22 支承，可通过辊36或者其他装置将织物22沿着载体离开路径38引 导出打印机-编码器20。用于沿着打印机-编码器的整个进给路径运 送或者引导介质单元的织物的技术和结构在本领域中是已知的，因 此不再详细描述这种4支术和运送系统。
在所描述的实施方式中，打印机-编码器还包括收发器，其用于 读取和/或对位于介质单元中的应答器编码。第一收发器42用于接 收、生成和传输由位于介质进给路径30近侧的第一耦合器50发送 的RF通信信号。也称为编码耦合器50的第一耦合器能够在第一收 发器42预定的收发器功率水平在第一收发器42和位于应答器编码 区域中的目标介质单元应答器之间建立互耦。更具体地，当介质织 物22沿着介质进给路径30前进经过应答器编码区域时，可以从织 物22承载的介质单元24上设置的应答器读取数据和向该应答器写 入数据。
编码耦合器50可被构造为空间选择性耦合器，其能够与来自一 组相邻应答器的目标应答器选择性地通信。通常，为了使除了目标 应答器之外的另外应答器的意外通信(例如，激活、读取或者写入) 最小化，空间选择性耦合器适合具有有限范围，如Tsirline等人的美 国专利申请公开文献No.2005/0045732和No.2005/0045724以及专利 申请No.ll/371785中进一步解释的，这些文献都通过引用结合在此， 作为空间选择性耦合器的例子并作为在询问多个相邻应答器时潜在 关注和技术的背景。在其他实施方式中，替代或者除了采用空间选 择性耦合器，打印机-编码器可包括其他防冲突管理技术，例如RF 屏蔽外壳或者消声室。
通常，第一收发器42是能够产生、处理和接收电通信信号的装 置。本领域技术人员将会理解，在本发明中可以使用例如发送器、 接收器或者收发器的类似装置。本申请和权利要求中使用的"收发 器"是指上面提到的装置以及能够产生、处理、发送或者接收电信
ii号和/或电磁信号的任何装置。
打印机-编码器20还包括用于支承介质单元巻60的主轴100。 巻60包括芯62,介质单元围绕芯62缠绕成多层。芯62能够如图1 和图4围绕主轴100配合。主轴100固定，芯62围绕主轴100 (即， 悬架)旋转。或者芯62可以固定到主轴100，主轴100和芯62—起 旋转。如图3所示，主轴100的第一端可装配到壁52或者打印机-编码器20内的其他结构。主轴100的第二端可以是允许芯62插入 或将芯62从主轴100去除的自由端。再参照图4,打印机-编码器20 还可包括锁定构件106,其能够接合主轴100的第二端以帮助将介质 单元巻60固定到主轴100 (锁定构件在图1和图3中未示出)。
芯62的结构可以变化。但是，如图5a和5b所示，芯62可沿着 纵向轴线从第一端68延伸到第二端69并且包括具有内表面71和外 表面72的圓柱形壁70。
介质巻60还可以包括至少一个识别应答器64。识别应答器64 可包含与巻60有关、更具体地是与巻60上的介质单元24有关的数 据或者信息。例如，下列信息中的任何或者全部可存储在识别应答 器64内介质单元的类型(例如，介质单元的尺寸和其他物理特性)、 嵌入的介质单元应答器的类型(例如，操作频率、天线类型、相对 于其余介质单元的位置)、用于读取和写入应答器的读/写功率水平、 介质单元数、介质单元和/或应答器的制造商、巻的系列号或者其他 独特标识符、通信协议类型、打印参数(例如热敏打印的最佳暗度 水平)、最佳介质传感器参数(例如，发射器亮度、探测器敏感度 和检测阈值)、剩余或使用过的介质单元数、普通数据或者客户表、 编码架构、兼容或者推荐编码耦合器的类型、编码构造设定、 一般 打印和编码格式以及验证功能的品质。
可以存储在识别应答器6 4内的信息的另 一 个例子是最佳重试水 平。 一般来说，在浪费的介质单元24的成本和时间或产出之间存在 着折衷。不是每一个介质单元应答器26都能在第一尝试期间成功编 码。在很多情况下，多次尝试增加了对第一尝试期间没有编码的一个或者全部介质单元应答器26进行编码的可能性。对尽可能多的介 质单元应答器26的最终成功编码减少了浪费的介质单元24数。然 而，多次尝试增加了编码过程所需的时间并降低了打印机-编码器20 的整体产出。还有，有些介质单元应答器26可能由于损坏或者故障 而根本不编码。在这些情形中，拖延的重试会造成产出降低，且不 会减少浪费的介质单元24数。最佳重试水平是打印机-编码器应当在 弹出介质单元24之前对没有编码的介质单元应答器26进行重试或 者尝试的次数。最佳重试水平可以根据例如应答器类型、功率水平 和应答器制造工艺变量等一些因素而改变。
根据一种示例性实施方式，格式编排或者打印以及编码设置指 令可以存储在识别应答器64中或者可以其他方式从识别应答器64 获取。这些指令可包括读写功率设置和最佳或者可接受的打印技术， 例如，直接热还是热转移打印。可从识别应答器64获取的指令可以 是完整的或者提供与已经存储在打印机-编码器20内的另外信息一 起使用的信息。例如，识别应答器64可包括用于介质单元应答器26 的完整打印格式和/或编码指令。又例如，识别应答器64可包括用于 打印机-编码器的控制器45的全部或一些指令，它们是为介质单元确 定推荐或者最佳打印设置和为介质单元应答器26确定的编码设置所 需的。再例如，打印机-编码器的存储元件47可存储用于各种类型的 介质单元的打印和编码设置。可以订制存储的设置，即操作员可以 通过打印机-编码器的输入装置输入设置，和/或存储的设置可以是出 厂设置或者经更新或者下载的固件/软件来提供。控制器45能够利用 从识别应答器64获取的信息识别介质单元24并从存储在存储元件 47内的信息确定或者调整打印或者编码设置。因此，可从识别应答 器64获取的信息可促进打印机-编码器的自动设置功能，其中，打印 机-编码器24能够基于插入或者装载到打印机-编码器20中的介质单 元24自动调整打印和编码设置，而不需要操作员另外输入。在其他 实施方式中，控制器45可基于从识别应答器64获取的信息产生输 入请求或者推荐，即给操作员的信息，用于操作员输入。例如，基于获取的信息，控制器可以在打印机-编码器的输出显示器上生成要 求操作员选择一 个或多个打印和编码设置的信息。
存储在识别应答器64或者可以其他方式从识别应答器64获取 的信息的属性和量可以根据识别应答器64的存储能力而变化。识别 应答器64可以是有源或者无源应答器。例如，识别应答器64可以 是256比特的无源标签或者甚至是具有扩展存储能力(包括但不限 于1吉比特)的无源标签。通常，识别应答器64可用作打印机-编码 器20的文档系统的一部分。识别应答器64贡献给文档系统的文档 的规格可根据识别应答器64的存储能力而变化。
除了可从识别应答器64获取和/或存储在打印机-编码器20内的 信息外，额外的信息可通过与打印机供带辊相关联的第二识别应答 器获取。更具体地，与介质巻60—样，打印机供带辊41也可具有 至少一个包含有关打印机供带辊41的数据或信息的识别应答器。打 印机供带辊的识别应答器包含的信息可通过打印机-编码器的耦合器 和收发器获取。控制器45能够处理从介质巻的识别应答器64和打 印机供带辊的识别应答器获取的信息，以确定最佳或者合适的打印 设置。
可从识别应答器6 4获取的信息还可以帮助降低或者防止特定的 介质类型与打印和/或编码应用的不适当结合或者非-RFID应用中 RFID功能的介质单元(即，具有嵌入应答器的介质单元)的意外使 用。例如，药品标签或者"保险商实验室(Underwriters Laboratory)" 标签要求特定的打印色带和标签面材组合。控制器能够在允许在这 种应用中使用介质单元之前确认适当的介质类型，即面材。又例如， 控制器能够在识别RFID功能的介质单元但格式编排指令没有提供 编码操作时产生错误信息。在这种情况下，可能需要更新格式编排 指令或者RFID功能的介质单元可能被意外装载用于非-RFID应用。 通常，如果控制器检测到特定格式的不适 当介质类型，则控制器可 以产生能被操作员忽略的错误信息，以允许打印和编码操作继续。 在特殊的应用中，例如打印或者对潜在控制的或者敏感的标签进行编码，控制器能够锁定打印机-编码器直至其接收到仅仅由特定的操 作员或管理者可用的优先密码或者其他优先控制。可获取的信息可 用于进一 步帮助设置操作，或者防止操作员做出未授权的打印机调
整。这些参数的例子包括但不限于重试的RFID数(昂贵的标签可 具有高的重试数，便宜的标签可具有低的重试数)、语言设置以及 打印速度。
可从识别应答器64获取的信息可以被特别编排用于打印机-编 码器20的格式编排设置。更具体地，打印机-编码器的存储的格式设 置(即打印和编码设置)可以采用例如XML (可扩展标记语言)的 特殊的标记语言形式，其包括在特定位置且以特定方式被打印到介 质标记上和/或编码到介质单元应答器的一个或多个字段。识别应答 器可包含根据一个或多个字段的信息，其对应于打印机-编码器的字 段以便于数据合并，也被称作邮件合并。例如，打印机-编码器的格 式设置能够将EPC (电子产品代码)编程到特定的字段中，例如介 质单元应答器上的字段号3。识别应答器可将EPC编码在其字段号3 中，从而控制器将字段号3的值从识别应答器直接下载到介质单元 应答器。
识别应答器64可在多个位置嵌入或者以其他方式附接到芯。例 如，如图6所示，芯62可包括围绕芯的端部68延伸的槽66。槽66 能够接收环形的识别应答器64。又例如，识别应答器64可沿着内表 面71、外表面72 (例如图5a和图5b描述的实施方式中的)延伸或 者嵌入到芯的壁70中。
为了从识别应答器64获取信息，打印机-编码器20可包括至少 第二耦合器，这里也被称作识别耦合器110。识别耦合器110能够在 预定的收发器功率水平在打印机-编码器20的收发器和识别应答器 64之间建立互耦。收发器可以是与编码耦合器50通信的第一收发器 42或者是打印机-编码器的单独的、第二收发器。识别耦合器110和 识别应答器64能够在与编码耦合器50和介质单元应答器26相同或 不同的频率带内操作。例如，识别耦合器110、识别应答器64、编码耦合器50和介质单元应答器26各自能够在UHF (超高频)内操 作。或者再例如，识别耦合器IIO和识别应答器64能够用于HF而 编码耦合器50和介质单元应答器26能够用于UHF。在另一些实施 方式中，识别耦合器110和识别应答器64能够操作在UHF或者HF 内的第一子频率带，且编码耦合器50和介质单元应答器26能够操 作在UHF或者HF内的第二子频率带。
根据一种示例性实施方式，打印机-编码器包括与第一收发器通 信的UHF识别耦合器。特别是，在该实施方式中，打印机-编码器 20具有与UHF空间选择性编码耦合器50和UHF识别耦合器210通 信的第一收发器42。为了使与巻60上的介质单元应答器26的意外 通信或者其他干涉最小化，UHF识别耦合器210和识别应答器64可 以如图7和图8中所示的与介质单元应答器26垂直取向。编码耦合 器50可以基于微带带通滤波器。编码耦合器50可靠近打印头28定 位并具有"地貌"取向(即，编码垂直于标记进给方向延伸)，用 于与目标介质单元应答器26最佳耦合。编码耦合器50还可以垂直 于UHF识别耦合器210，这使编码耦合器50意外或者以其他方式与 识别应答器64发生干涉的可能性最小。
UHF识别耦合器210可包括柔性的微带传输线。根据图7和图 8中所示的实施方式，UHF识别耦合器210包括在第一端214和第 二端216之间延伸的圓柱形导电带212。第一端214和第二端216 在两端214、 216之间限定开口 218。描述的打印机-编码器20还包 括能够帮助保持UHF识别应答器充分靠近识别耦合器的支承构件。 例如，支承构件可以是具有外表面222和内表面224的圆柱形支承 构件220。圆柱形支承构件的外表面222能够与芯的内表面71接合 且圆柱形支承构件的内表面224能够支撑UHF识别耦合器210。圆 柱形支承构件220的内表面224的与限定在导电带两端214、 216之 间的开口 218对应的部分可接合主轴IOO,用于相对于主轴100支承 圆柱形支承构件220和UHF识别耦合器210。圆柱形支承构件220 可由例如聚四氟乙烯(例如，Telfon )的合成聚合物或者其他低介
16电常数的材料构成。
尽管前面的实施方式包括与编码耦合器和识别耦合器都通信的 第一收发器，但在其他实施方式中，打印机-编码器可包括第二收发 器。在这种实施方式中，第一收发器与编码耦合器通信，第二收发 器与识别耦合器通信。例如，根据一种示例性实施方式，识别耦合
器与打印机-编码器的第二收发器通信，且识别耦合器可在HF带内 操作并由此被称为HF识别耦合器。
又例如且如图9a至图13所示，HF识别耦合器310可以基于共 振磁平板天线，其能够在预定的收发器功率水平建立与识别应答器 64的边缘磁耦合。HF识别耦合器310可包括一个或多个线圈，这些 线圏响应于由第二收发器供应的RF信号，将RF信号转换成合适的 磁场。线圈可以采用例如由与线圈支承结构耦合的一个或多个导体 形成的细长平面线圏。导体和线圈支承结构可包括例如在一个或多 个印刷电路板(PCB) 314的一层或多层上、内或之间的一个或多个 线圈迹线312。例如，耦合器可包括两个PCB，每个PCB具有接地 层、绝缘层和至少一个线圏迹线。两个PCB可以平行且4皮此相邻， 且线圈迹线面向;f皮此。每个线圈迹线312可^皮形成为不具有尖角， 以使阻抗不连续性最小。线圈中所用的匝数部分地通过与线圏磁耦 合的识别应答器64的预期范围和纵向尺寸来确定。HF识别耦合器 310可包括一个或多个阻抗匹配和调谐组件。例如，HF识别耦合器 可包括一个或多个电容器316,例如4个，用于50欧姆阻抗匹配。 HF识别耦合器310可调谐在13.56MHz。 HF识别耦合器310还可包 括线圈迹线312上方的法拉第屏蔽环318,用于电场隔离。
HF识别耦合器310能够4妾合主轴100。例如且如示出的，HF识 别耦合器310可限定用于接收主轴100的至少一部分的开口 320。在 HF识别耦合器310借助开口 320围绕主轴100的至少 一部分定位时， 主轴100至少部分地支承HF识别耦合器310。
主轴100可包括天线屏蔽器或者耦合器外壳构件112和支承构 件114。通常，支承构件114从主轴IOO的第一端102延伸到第二端104并限定主轴100和芯62之间的4妄触区域116,例如顶部表面区 域。支承构件114可以是一个整体元件或者包括相互连接以形成支 承构件114的一个或多个元件。耦合器外壳构件112能够帮助降低 对耦合器310的环境影响并能够帮助为介质巻的装载提供平滑表面。 如所示的，耦合器外壳构件112可大体为圆柱形并能够在主轴的第 一端102 (即，连接到打印机-编码器的壁52的一端)附近环绕耦合 器310。耦合器外壳构件112的顶部区域118可以被构造成形状像支 承构件的接触区域116，使得顶部区域118实际上变成由支撑构件限 定的接触区域116的延伸部。耦合器外壳构件112可包括斜面或者 锥形的装载边缘120，其朝着主轴的第二端104延伸以帮助装载介质 巻。锥形的装载边缘120的内表面还在耦合器外壳构件112内为耦 合器310提供装配表面。
如上面解释的，介质巻60的构造可以变化。例如，在图5a和 5b所示的实施方式中，介质巻60可包括芯62、识别标识74和RF 场隔离件80。芯62向巻起的介质单元24提供总体支承并包括外表 面72和能够与主轴IO(U矣合的内表面71。识别标识74包括基底76 (例如不粘胶标识)和嵌入或以其它方式附接到基底76的HF识别 应答器64。在该例子中，可以使用不粘胶标识(sticker label)来将 HF识别应答器64附接到芯的外表面70。 RF场隔离件80能够使HF 识别应答器64更不易受到缠绕在其上方的介质单元应答器(也被称 作绕线效应)的干扰。例如，RF场隔离件80可以是在HF识别应答 器64上方延伸的铁氧体补片、金属薄片或者两者。RF场隔离件80 可覆盖芯的整个外表面70或者外表面70的对应于HF识别应答器 64的有限区域。
HF识别耦合器310能够在芯定位范围上与应答器64耦合。特 别地，如图14a至14c所示，识别应答器在芯62上的布置由距耦合 器平面的距离限定，以使芯定位范围最大化。如图14a所示，当芯 偏移量位大约Omm时，应答器位置对应于处于最小水平之上的耦合 器310和识别应答器64之间的芯定位范围的开始和耦合范围的开始。如图14b所示，在芯定位范围的中间，应答器-耦合器对准涉及 耦合器310和应答器64之间的最大耦合。如图14c所示，最大芯定 位范围处的应答器-耦合器对准涉及处于最小耦合值之上的应答器-耦合器耦合范围的结束。应答器-耦合器对准可因为不同介质巻之间
巻可在距主轴第 一端不同距离处装载到主轴辊上。
如图15所示，为了实现最大芯偏移定位范围，HF识别耦合器 可以一皮调谐在13.56土0.25MHz且其阻抗可匹配为50欧姆。当空芯、 即没有介质单元应答器围绕芯缠绕，如图14a所示，识别应答器64 在距参考点大约Omm距离处定位在主轴上时，可执行最佳耦合调谐 及其阻抗匹配。在该实施方式中，在特定的芯偏移定位范围(例如， 9mm)和应答器布置公差(士1.5mm)内的任何角位置，耦合器可提 供与识别应答器的充分耦合(至少3dBRF功率裕度)，同时，对于 如图16中所示的较差情况中的Sll参数，保持阻抗失配和回波损耗 在13.56HMz处的不超过-10dB (所示为-14.458dB )。
在一些实施方式中，耦合器带宽(由VSWR-2限定)可以是 300KHz到lMHz。例如，在图17中，显示的带宽为423kHz。为了 促进耦合器应答器系统中稳健的通信链接，传输至应答器的RF功率 应当超过最小激励水平至少3dB的裕度。该实施方式的最小RF功 率水平可取决于角位置和芯偏移位置。可用于确定最小激励水平之 上的功率水平裕度的一种技术基于使用外部rf功率衰减器。该装置 被插入到识别耦合器和HF收发器之间。插入的RF功率衰减器的值 是变化的，以确定相对功率(dB)中的成功操作范围。该装置可连 接HF读取器和耦合器。抑制来自收发器的最大可用RF功率允许估 计识别开始和停止工作、即通信的以dB为单位的相对功率。
如上所讨论的，识别应答器可存储或者以其他方式提供关于预 期或者最佳打印和编码格式设置的数据或信息。除了或者替代从识 别应答器获取这种信息，打印机-编码器可经附接的或者以其他方式 由特定用户 携带的应答器辨认打印和编码格式设置或者其它用户偏好。例如，应答器可以嵌入用户携带或者穿着的衣服、珠宝或者其 它东西中或者嵌入用户身体的某些地方。根据该实施方式，打印机-编码器可包括能够辨认最靠近打印机-编码器的应答器的天线，且打
和通知打印机-编码器，以使打印机设置适应与应答器相关联的优先 级。
上述的实施方式包括打印机-编码器，其具有至少一个收发器和 用于在该至少一个收发器和与打印机-编码器的耗材相关联的一个或 多个应答器之间建立互耦的一个或多个耦合器。应答器例如与介质 巻相关联的第一识别应答器、与打印机供带辊相关联的第二识别应 答器和介质单元应答器。如上所讨论的，打印机-编码器的收发器可 与一个或多个耦合器通信或者收发器可与一个耦合器通信。例如， 打印机-编码器使收发器和耦合器的数量相等。
为了使不同耦合器和应答器之间的意外通信或者其它干涉最小 化，耦合器和应答器可定位成相互具有偏移或者不同取向，如上面 讨论的。而且，除了或者替代偏移或者不同取向，打印机-编码器可 具有可通过控制器元件操作的防冲突软件和/或能够降低不同耦合器
和应答器之间干涉的RF屏蔽组件。还有，如上面讨论的，收发器、 耦合器和应答器的一个或多个可操作在不同的频率带或者子带内。 又例如，收发器、耦合器和应答器的一个或多个可操作在例如ISO 15693、 IS014443的不同协议或者其它RF协议内。
受益于前述说明书和相关附图中的教导，本发明所属领域的普 通技术人员将会想到这里阐述的本发明的很多修改和其它实施方 式。因此，应当理解，本发明并不局限于所公开的具体实施方式
， 且修改和其它实施方式意于包含在权利要求的范围内。尽管本文采 用了具体术语，但它们仅是在通常和描述的意义上使用的，而并不 出于限制的目的。
权利要求
1.一种用于支承介质卷的主轴，所述介质卷具有介质处理系统内的识别应答器和多个介质单元，所述主轴包括支承构件，其从第一端延伸到第二端并限定所述主轴和所述介质卷之间的至少一部分接触区域；耦合器，其能够将所述介质处理系统的收发器与所述识别应答器进行耦合并限定用于接收所述支承构件的一部分的开口；耦合器外壳构件，其基本环绕所述耦合器。
2. 根据权利要求1所述的主轴，其中，所述支承构件的顶部表面区域限定所述主轴和所述介质巻之间的4妄触区域，并且，所述耦合器外壳构件的顶部区域被构造为形状上像由所述支承构件限定的所述接触区域，使得所述耦合器外壳构件的顶部区域变成所述接触区域的延伸部。
3. 根据权利要求2所述的主轴，其中，所述耦合器外壳构件包括锥形的装载边缘，以便于将所述介质巻装载到所述主轴上。
4. 根据权利要求1所述的主轴，其中，所述耦合器基于共振磁平板天线，其能够建立与所述识别应答器的边缘磁耦合。
5. 根据权利要求4所述的主轴，其中，所述耦合器包括一个或多个印刷电路^1，所述印刷电蹈^反具有一个或多个线圈迹线，所述线圏迹线响应于由所述介质处理系统的收发器供应的射频信号。
6. 根据权利要求5所述的主轴，其中，所述耦合器包括一个或多个阻抗匹配组件。
7. 根据权利要求6所述的主轴，其中，所述耦合器包括一个或多个法拉第屏蔽环，用于电场隔离。
8. —种用于处理多个介质单元的系统，包括收发器；和主轴，用于支承多个介质单元巻和带有关于所述多个介质单元的可获取信息的识别应答器，其中，所述主轴包括从第一端延伸到第二端并限定所述主轴和所述介质单元巻之间的至少 一 部分接触区域 的支承构件、能够将所述收发器与所述识别应答器进行耦合并限定 用于接收所述支承构件的 一 部分的开口的耦合器，以及基本环绕所 述耦合器的耦合器外壳构件。
9. 根据权利要求8所述的系统，其中，所述支承构件的顶部表 面区域限定所述主轴和所述介质单元巻之间的接触区域，并且，所 述耦合器外壳构件的顶部区域被构造为形状像由所述支承构件限定 的所述接触区域，使得所述耦合器外壳构件的顶部区域变成所述接 触区域的延伸部。
10. 根据权利要求9所述的系统，其中，所述耦合器适于建立与 所述识别应答器的边缘磁耦合，且包括一个或多个印刷电路板，所 述印刷电路板具有一个或多个线圏迹线，所述线圏迹线响应于由所 述收发器供应的射频信号。
11. 根据权利要求10所述的系统，其中，所述耦合器包括一个 或多个阻抗匹配组件和用于电场隔离的 一个多个法拉第屏蔽环。
12. 根据权利要求8所述的系统，还包括用于将标记打印到多个 介质单元上的打印头和能够至少部分基于所述识别应答器调整所述 系统的一个或多个打印设置的控制器元件。
13. 根据权利要求12所述的系统，还包括第二耦合器和第二收 发器，其能够对与所述多个介质单元相关联的一个或多个介质单元 应答器编码。
14. 根据权利要求13所述的系统，其中，所述控制器元件还能 够至少部分基于所述识别应答器调整所述系统的一个或多个编码设 置。
15. —种用于处理多个介质单元和相关联的介质单元应答器的 系统，所述系统包括用于支承介质单元巻的主轴，其中所述巻包括识别应答器； 能够与所述识别应答器耦合的第 一耦合器； 能够与所述相关联的介质单元耦合的第二耦合器，其中所述第二耦合器垂直于所述第一耦合器取向；以及与所述第一耦合器和第二耦合器中的至少一个通信的第一收发器。
16. 根据权利要求15所述的系统，其中，所述第一耦合器和第 二耦合器的每一个都能够在第一频率带内操作。
17. 根据权利要求15所述的系统，其中，所述第一频率带是超 高频。
18. 根据权利要求15所述的系统，还包括与所述第二耦合器通 信的第二收发器，且其中所述第一收发器与所述第一耦合器通信。
19. 根据权利要求15所述的系统，其中，所述第一耦合器基于 微带带通滤波器，其能够使所述第一收发器与一组多个相邻的介质 单元应答器中的目标介质单元应答器在应答器编码区域中耦合。
20. 根据权利要求19所述的系统，其中，所述第二耦合器包括 能够配合在所述介质巻的芯内的圆柱形导电带。
21. 根据权利要求20所述的系统，还包括用于相对于所述主轴 支承所述第二耦合器的圆柱形支承构件。
22. 根据权利要求15所述的系统，还包括用于将标记打印到所 述多个介质单元上的打印头。
全文摘要
本发明提供介质卷、用于该介质卷的支承结构以及介质处理系统。介质卷(60)可包括具有关于介质单元的可获取信息的识别应答器(64)和绕介质卷的芯(62)缠绕的相关联的介质单元应答器(26)。支承结构可包括用于支承介质卷的主轴(100)并包括用于与识别应答器通信的识别耦合器(110)。除了具有识别耦合器的主轴外，介质处理系统可包括用于对介质单元应答器编码的第二耦合器(42)和用于将标记打印到介质单元上的打印头(28)。可从识别应答器获取的信息可用来调整该处理系统的一个或多个编码和/或打印设置。
文档编号G06K7/00GK101681419SQ200880017751
公开日2010年3月24日 申请日期2008年5月27日 优先权日2007年5月30日
发明者A·布朗, B·Y·特希尔莱恩, C·艾罗, K·托尔查尔斯基, M·A·K·斯克万, R·加维尔克兹克, S·科万科, T·兹维尔, W·斯哈夫 申请人:Zih公司