专利名称：用于制备介质的方法和设备的制作方法
技术领域：
本公开内容一般涉及介质例如标志和标签的制备，特别涉及承载例如半导体芯片、电迹线(electrical trace)和/或射频识别(RFID，radiofrequency identification)电路的物体的介质的制备。
背景技术：
很多应用为了各种目的而采用各种类型的介质。例如，标签和标志允许识别、跟踪和/或盘点行李、包裹、箱子、货物、文件或文件夹、产品、和/或其它物品。标签和标志还允许识别和/或跟踪人，例如医疗机构内的病人或工作环境中的雇员。标签和标志还允许识别位置，例如博物馆中的展品、商店或文件室中的架子、和/或大厦或办公室中的房间。许可证或注册图章允许识别、跟踪和/或验证对相关物品如车辆、酒、和/或烟草产品等征收了税金和/或其它费用。
虽然介质可以采取多种形式，但是它通常包括面板或衬底，其可以承载光编码信息如可机读和/或可供人阅读的打印信息。介质可以包括由面板承载的粘附层，从而允许介质在物理上与要被识别或跟踪的物体、地点或人相关联。粘附层可以采用自粘附设计。在这种情况下，脱离衬垫(release liner)或衬背(backing)覆盖在粘附层上。脱离衬垫可由最终用户选择性地去除，从而暴露粘附层，以便将介质固定或贴到物体、地点、和/或人上。可选地，粘附层可以采用要求某种激活的设计，例如在将介质粘附到物体、地点、和/或人上之前施加热量和/或水分，或者采用无需脱离衬垫的特殊粘合剂、面板材料或面板涂层。这样的介质典型地省去脱离衬垫并且通常被称作无衬垫介质。
某些介质包括承载在介质上或嵌入在介质内的物体。例如，通常被称作射频识别(RFID)标签的一类介质包括射频(RF)转发器形式的电路。这些RFID电路典型地采用在衬底上形成天线的电迹线、以及由衬底承载并且电气耦接到天线的半导体芯片。RFID标签可以包括分立电源(即，有源RFID标签)，或者可以采用从由RFID阅读器产生的询问信号获得的电能(即，无源RFID标签)。RFID电路响应于RF询问信号而发射RF信号，所发射的RF信号典型地对存储在RFID标签中的信息进行编码。RFID标签可以使用编码、压缩、加密、和/或其它形式的数据管理和数据安全。
制造RFID标签典型地从连续的介质片或卷开始，其包括面板、粘附层和脱离衬垫。将脱离衬垫临时地从面板和粘附层分离，在其间自动地插入或者形成RFID电路，并且将脱离衬垫重新贴到粘附层上。RFID电路通常沿着连续介质片的纵向以预定的增量隔开。RFID电路也可以沿着连续介质片的横向隔开。
在放置或形成RFID电路之后，将介质转换成适于分发给最终用户的尺寸。转换通常采用对介质或介质的特定层进行切割、打孔、和/或刻痕，以形成单独的标签和标志。例如，可以对面板进行切割、打孔、和/或刻痕，以形成具有期望形状和尺寸的单独标志。同样地，可以对粘附层和/或脱离衬垫进行切割、打孔、和/或刻痕。例如，可以对脱离衬垫进行打孔或者刻痕，以允许最终用户容易地从介质卷撕掉单独的标签或标志。转换还可以采用纵向地切割连续介质片或卷，以创建多个具有适当宽度的介质片或卷。转换还可以采用横向地切割连续的介质片或卷，以分别创建具有适当长度或直径的介质片或卷。将转换后的介质片或卷分发给最终用户，其典型地在单独的标志上打印识别信息。
转换处理将相当大的压力和力量施加到介质上，这增加了破坏由介质承载的物体如半导体芯片和/或天线的可能性，并且因此减少了制造产量。虽然半导体芯片和天线从绝对方面较薄，但是半导体芯片和/或天线产生了标签或标志厚度上的不一致，其从相对于标签或标志的额定厚度的相对方面可能较大。这种厚度不一致可能对转换工具具有不利影响，增加了磨损并且缩短了转换工具的使用寿命。附加地或可选地，这种厚度不一致可能对打印工具例如热打印头和/或滚筒(platen)具有不利影响，增加了磨损并且缩短了用于在介质上打印的打印工具的寿命。此外，打印工具将相当大的压力和力量施加到介质上，从而增加了破坏RFID电路的可能性，并且因此减少了制造产量。因此，期望一种用于形成承载例如RFID电路的物体的介质、但是避免了前述缺点的方法和设备。
发明内容
一方面，根据本方面的一种用于制备介质的设备包括介质路径；阅读器，用于从位置指示器读取位置信息，位置信息表示由介质承载的电路沿着介质的位置；第一介质工具，沿着介质路径而布置，并且是选择性可致动的，以对沿着介质路径移动的介质的至少一部分执行操作；介质方位检测器，被布置成当介质沿着介质路径移动时，检测相对于第一介质工具的介质方位；至少第一致动器，被机械耦接成相对于介质路径选择性地缩回第一介质工具；以及控制器，被耦接成从介质方位检测器接收方位信息并且从阅读器接收位置信息，控制器被配置成比较方位信息和位置信息，并且提供信号给第一致动器，以便当由介质承载的电路的位置接近第一介质工具时，增大第一介质工具和介质路径之间的距离，并且当由介质承载的电路的位置远离第一介质工具时，减小第一介质工具和介质路径之间的距离。
另一方面，根据本发明的一种介质制备设备包括介质路径；阅读器，用于读取识别由介质承载的物体的至少一个位置的位置信息；介质方位检测器，沿着介质路径而布置，用于当介质沿着介质路径移动时检测介质方位；第一介质工具，沿着介质路径而布置，并且是选择性可致动的，以对沿着介质路径移动的介质的至少一部分执行操作，第一介质工具和介质路径之间的距离在至少以下距离之间是选择性可调节的，即在第一介质工具接近介质路径的情况下的第一距离和在第一介质工具相对于第一距离而远离介质路径的情况下的第二距离；以及控制器，被耦接成从介质方位检测器接收方位信息并且从阅读器接收位置信息，控制器被配置成至少部分基于方位信息和位置信息而控制第一介质工具相对于介质路径的距离。
另一方面，根据本发明的一种介质包括衬底；由衬底承载的多个射频识别电路；以及至少一个位置指示器，指示介质上的至少一个射频识别电路的方位。
另一方面，根据本发明的一种制备介质的方法包括从由介质承载的位置指示器读取位置信息，位置指示器识别沿着介质的电路的至少一个位置；当介质沿着介质路径移动时，确定相对于至少第一介质工具的沿着介质路径的介质方位；比较沿着介质路径的介质方位和位置信息；当由介质承载的电路的位置接近第一介质工具时，增大第一介质工具和介质路径之间的距离；以及当由介质承载的电路的位置远离第一介质工具时，减小第一介质工具和介质路径之间的距离。
另一方面，根据本发明的一种制备介质的方法包括读取识别由介质承载的物体的至少一个位置的位置信息；确定沿着介质路径的介质方位；至少部分基于位置信息和沿着介质路径的介质方位而确定何时调整第一介质工具和介质路径之间的距离；以及基于该确定而调整第一介质工具和介质路径之间的距离。
另一方面，根据本发明的一种用于制备介质的设备包括用于从位置指示器读取位置信息的装置，位置指示器识别由介质承载的电路沿着介质的至少一个位置；用于当介质沿着介质路径移动时确定相对于至少第一介质工具的沿着介质路径的介质方位的装置；用于比较沿着介质路径的介质方位和位置信息的装置；以及定位装置，用于当由介质承载的电路的位置接近第一介质工具时，增大第一介质工具和介质路径之间的距离，并且当由介质承载的电路的位置远离第一介质工具时，减小第一介质工具和介质路径之间的距离。
另一方面，根据本发明的一种介质制备设备包括介质路径；阅读器，用于读取识别由介质承载的物体的至少一个位置的位置信息；介质方位检测器，沿着介质路径而布置，用于当介质沿着介质路径移动时检测介质方位；介质方位检测器，沿着介质路径而布置，用于当介质沿着介质路径移动时检测介质方位；控制器，被耦接成从介质方位检测器接收方位信息并且从阅读器接收位置信息，控制器被配置成至少部分基于方位信息和位置信息而选择性地致动(actuate)第一介质工具，以对介质的一部分执行操作。
在附图中，相同的标号标识类似的单元或操作。图中单元的大小和相对位置不一定按比例绘制。例如，各种单元的形状和角度没有按比例绘制，并且这些单元中的某些单元被任意地放大和布置以提高附图的可读性。此外，所绘制的单元的特定形状不旨在传达关于特定单元的实际形状的任何信息，并且只是为了易于在附图中识别而选择的。
图1是示例性连续介质片或卷的立体图，其中为了更好地示出介质的结构，在一端分离介质的各个层；图2A是根据一个实施例的介质的一部分的顶视平面图，其包括由介质的面板形成的多个标签或标志，介质承载诸如RFID电路的物体，介质的面板承载单个可机读打印位置指示器；图2B是介质的一部分的顶视平面图，其包括由介质的面板形成的多个标签或标志，介质承载诸如RFID电路的物体，介质的面板承载多个可机读打印位置指示器；图2C是介质的一部分的顶视平面图，其包括由介质的面板形成的多个标签或标志，介质承载诸如RFID电路的物体，介质的面板承载多个可机读单标记位置指示器；图3A是介质的面板的一部分的底视平面图，其示出了多个RFID电路的布置，面板承载单个可机读磁性位置指示器条；图3B是介质的面板的一部分的底视平面图，其示出了多个RFID电路的布置，面板承载多个可机读磁性位置指示器条；图4A是承载单个可机读打印位置指示器的介质的脱离衬垫的一部分的底视平面图；图4B是承载多个可机读打印位置指示器的介质的脱离衬垫的一部分的底视平面图；
图4C是承载多个可机读单标记打印位置指示器的介质的脱离衬垫的一部分的底视平面图；图5A是介质的脱离衬垫的一部分的顶视平面图，其示出了诸如RFID电路的物体的布置，并且承载单个可机读磁性位置指示器条；图5B是介质的脱离衬垫的一部分的顶视平面图，其示出了诸如RFID电路的物体的布置，并且承载多个可机读磁性位置指示器条；图6是在诸如卷芯的介质载体上承载单个可机读打印位置指示器的介质卷的立体图；图7是介质卷芯的横截面立体图，卷芯承载其形式为存储位置指示器信息的RFID电路的可机读位置指示器；图8是介质制备设备的示意图，其用于将位置指示器施加到介质上，将诸如RFID电路的物体插入到介质上，并且/或者转换介质；图9是根据采用图8的设备的一个说明性实施例的制备介质的方法的流程图；图10A是用于在介质上打印信息的打印机的第一实施例的示意图，其采用可移动打印头以及用于读取由介质的面板承载的位置指示器的阅读器；图10B是用于在介质上打印信息的打印机的第二实施例的示意图，其采用可移动滚筒以及用于读取由介质的面板承载的位置指示器的阅读器；图10C是用于在介质上打印信息的打印机的第三实施例的示意图，其采用可移动打印头以及用于读取由介质的面板承载的位置指示器的阅读器；图10D是用于在介质上打印信息的打印机的第四实施例的示意图，其采用可移动滚筒以及用于读取由介质的面板承载的位置指示器的阅读器；图11是采用图10A-10D的设备在介质上打印的示例性方法的流程图。
具体实施例方式
在下面描述中，为了提供对本发明各个实施例的彻底理解，对某些具体细节进行了阐述。然而，本领域的技术人员应当理解，可以在没有这些细节的情况下实施本发明。另外，为了避免不必要地模糊各个实施例的描述，没有详细示出或描述与打印机、切割、打孔和/或刻痕设备、RFID电路、RFID询问器、高速插入设备、处理器、存储器和计算系统相关联的公知结构。
除非上下文另外要求，否则贯穿下面说明书和权利要求，词汇“comprise(包括)”及其变体如“comprises”和“comprising”应当以开放式包括的含义来解释，也就是，被解释为“包括，但不限于”。
贯穿本说明书对“one embodiment(一个实施例)”或“anembodiment(实施例)”的引用意味着结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。这样，在贯穿本说明书的各处出现短语“in one embodiment(在一个实施例中)”或者“in anembodiment(在实施例中)”不一定全都引用同一实施例。此外，可以在一个或多个实施例中以任何适合的方式组合特定特征、结构或特性。
这里提供的标题仅仅为了方便起见，并且不解释要求保护的本发明的范围或含义。
图1示出了在诸如芯12的介质载体上作为卷11形成的介质10。介质10可以采取多种形式，并且可以包括一层或多层。例如，如图1所示，介质10可以包括面板14、粘附层16和脱离衬垫18，其中为了更好地示出介质10的结构，对这些层进行了分离。
面板14典型地采用一个或多个成分或层，如纸、聚酯、MYLAR、TYVER、塑胶、聚酰胺、聚醚醚酮、FR4、和/和其它材料。面板14包括外表面20、以及与外表面20相对的内表面22。粘附层16典型地采取压敏或自粘附的形式。脱离衬垫18典型地采取已上蜡或已加工材料的形式，其中该材料可以选择性地从粘附层16脱离。这样，在通常使用时，用户可以通过去除脱离衬垫18而暴露粘附层16，从而允许用户将标签或标志粘附到任何期望的表面。在某些情况下，可以采用无衬垫介质。无衬垫介质典型地需要某种作用来激活粘附层16，例如增加热量和/或湿度。无衬垫介质典型地省去脱离衬垫18。
介质10可以承载各种物体，例如RFID电路24。RFID电路24典型地采用一个或多个半导体晶片或芯片26、以及一个或多个电迹线，以形成电气耦接到半导体芯片26的天线28。虽然图1示出了线圈天线28，但是RFID电路24可以采用其它天线配置，例如偶极天线。
RFID电路24可以驻留在介质10的任意层之上或之内。在大多数商业实施例中，RFID电路24将位于面板14之下，从而向RFID电路24提供一些环境保护。例如，可以在面板14和粘附层16之间、或者在粘附层16和脱离衬垫18之间承载RFID电路24。附加地或可选地，可以在附加独立层(未示出)上承载RFID电路24。例如，RFID电路24可以驻留在单独的衬底或标签上，从而允许将RFID电路24高速插入到介质10中，以创建更复杂的标签或标志。
RFID电路24典型地沿着介质10的纵向分配，并且沿着该方向可以是或不是均匀隔开的。虽然没有示出，但是附加地或可选地，RFID电路24可以沿着介质10的横向分配，从而允许从介质原料(mediastock)54(图8)的供应品产生介质10的多个介质片或卷11。
图2A示出了根据一个说明性实施例的介质10的一部分，其包括在其上形成的多个标签或标志30。这里所使用的术语标签和标志可以通用，以引用任何能够通过包括但不限于捆绑、悬挂、粘附、粘合、钉订、铆接和/或碾压的任何手段而在物理上与人、地点或物体相关联的介质。
例如，可以通过对面板14进行切割、打孔和/或刻痕而形成标签或标志30。在某些实施例中，还可以对脱离衬垫18进行打孔或刻痕。由虚线框32标识的标签或标志30的区域示出了由标签或标志30承载的物体例如RFID电路24的方位。这个区域32对力量和压力特别敏感，例如，在制造商制备介质10和/或最终用户制备标签或标志30的期间可能施加的力量和压力。标签或标志30可以包括打印标记，例如可供人阅读的标记34和/或可机读标记36。例如，打印的可机读标记36可以采取从条形码符号体系、区域代码或矩阵代码符号体系、和/或堆叠代码符号体系中选择的符号的形式。
在图2A的实施例中，单个位置指示器38识别相对于介质10上的某个参考点的区域32(例如，RFID电路24)的位置。例如，参考点可以是介质10的开始端40，或者可以是位置指示器38自身的位置或者介质10上的某个其它可识别位置或标记。可以在面板14的外表面20上打印位置指示器38，例如作为对参考点和区域32之间的距离或时间进行编码的可机读符号。可以从符号体系如条形码符号体系、区域代码或矩阵代码符号体系、和/或堆叠代码符号体系中选择可机读符号。
如下面详细讨论的那样，在与区域32对齐时，将打印头和/或滚筒与介质10相隔开，以防止破坏RFID电路24或由介质10承载的其它物体，并且/或者防止磨损或破坏工作工具(例如，打印头和/或滚筒)。因此，如图2A所示，打印标记34、36没有重叠或覆盖区域32。类似地，如下面将要详细讨论的那样，在与区域32对齐时，将其它工作工具(例如，切割头和/或滚筒)与介质10相隔开，以防止破坏RFID电路24或由介质10承载的其它物体，并且/或者防止磨损或破坏工作工具。这样，如图2A所示，切割、打孔和/或刻痕没有重叠或覆盖区域32。
图2B示出了介质10的另一说明性实施例。这个可选实施例、以及在此描述的那些可选实施例和其它可选方案基本上类似于前述实施例，并且用相同的标号标识共同操作和结构。下面仅仅讨论操作和结构上的显著区别。
在图2B的实施例中，多个位置指示器38沿着介质10的纵向隔开，每个位置指示器38指示相对于参考点，例如介质10的开始端或各自的位置指示器38自身的位置，各自区域32(例如，RFID电路24)的位置。例如，位置指示器38可以在诸如处理器、转换器和/或打印机的机器中指示在沿着介质路径的介质10的行进方向上，位置指示器38的位置和最靠近区域32之间的距离或时间。
图2C示出了介质10的另一说明性实施例。在这个实施例中，介质10包括多个位置指示器38，其形式为沿着介质10的纵向打印在面板14的外表面20上的可机读单标记。位置指示器38可以在诸如处理器、转换器和/或打印机的机器中指示在沿着介质路径的介质10的行进方向上，位置指示器38的位置和最靠近区域32之间的预定距离或时间。虽然从例图中省略，但是标签或标志30可以承载可供人阅读的标记34和/或其它可机读标记36，其可以对关于标签或标志30所要附贴的特定人员、地点和/或物体的信息进行编码。
图3A示出了介质10的另一说明性实施例。图3A示出了沿着介质10的面板14的内表面22的RFID电路24的示例性分布。在这个实施例中，面板14承载磁条形式的单个可机读位置指示器38。磁条在形成磁条的磁性粒子的磁性取向中对位置信息进行编码。位置信息识别每个RFID电路24相对于介质上的某个参考点的位置。例如，参考点可以是介质10的开始端40，或者可以是位置指示器38自身的位置。
图3B示出了介质10的另一说明性实施例。图3B示出了沿着介质10的面板14的内表面22的RFID电路24的示例性分布。在这个实施例中，面板14承载沿着介质10的纵向分布的、磁条形式的多个可机读位置指示器38。可选地或附加地，可以在面板14的外表面20上承载磁条，不过内表面22上的布置可以提供对磁条的环境保护，并且可以通过在视觉上使磁条模糊而提高安全性。每个磁条对识别各自的RFID电路24相对于介质上的参考点的位置的位置信息进行编码。例如，参考点可以是介质10的开始端40，或者可以是各自的位置指示器38自身的位置。
图4A示出了介质10的另一说明性实施例。在图4A的实施例中，介质10包括脱离衬垫18的底部表面或外表面40上的单个可机读位置指示器38。该单个可机读位置指示器38可以采取可机读符号的形式，其中可机读符号对区域32相对于介质10的某个参考点的位置进行编码。例如，参考点可以是介质10的开始端40，或者可以是位置指示器38自身的位置。可机读符号可以从诸如条形码符号体系、区域代码或矩阵代码符号体系、或堆叠代码符号体系的符号体系中选择。
图4B示出了介质10的另一说明性实施例。在图4B的实施例中，介质10包括沿着脱离衬垫18的纵向在外表面40上打印的多个可机读位置指示器38，每个位置指示器38指示各自的区域32(例如，RFID电路24)相对于介质10上的参考点的位置。例如，参考点可以是介质10的开始端40，或者可以是位置指示器38自身的位置。位置指示器38可以采取从诸如条形码符号体系、区域代码或矩阵代码符号体系或堆叠代码符号体系的符号体系中选择的可机读符号的形式。
图4C示出了介质10的另一说明性实施例。在图4C的实施例中，介质10包括沿着介质10的纵向在脱离衬垫18的底部表面40上打印的单标记形式的多个可机读位置指示器38。例如，位置指示器38可以在诸如处理器、转换器和/或打印机的机器中指示在沿着介质路径的介质10的行进方向上，介质10上的参考点和各自区域32之间的预定距离或时间。例如，参考点可以是各自的位置指示器38自身的位置。
图5A示出了根据另一说明性实施例的介质10的另一说明性实施例。图5A示出了沿着脱离衬垫18的纵向在顶部表面或内表面42上的多个RFID电路24的示例性布置。在这个实施例中，在顶部表面42上承载磁条形式的单个位置指示器38。磁条对识别每个RFID电路24相对于介质上的参考点的位置的位置信息进行编码。例如，参考点可以是介质10的开始端40，或者位置指示器38自身的位置。
图5B示出了介质10的另一说明性实施例。图5B示出了沿着脱离衬垫18的纵向在内表面42上的多个RFID电路24的示例性布置。在这个实施例中，在内表面42上承载磁条形式的多个位置指示器38，它们沿着脱离衬垫18的纵向隔开。每个位置指示器38在形成磁条的粒子的取向中对位置信息进行编码。位置信息表示各自的区域32(例如，RFID电路24)相对于介质10上的各自参考点的位置。例如，位置指示器38可以在诸如处理器、转换器和/或打印机的机器中指示在沿着介质路径的介质10的行进方向上，位置指示器38的位置和最靠近区域32之间的预定距离或时间。
图6示出了介质10的另一说明性实施例。在这个实施例中，在介质载体如介质10的卷11的芯12上承载打印的可机读符号形式的位置指示器38。位置指示器38可以包括位置信息，其表示由介质10承载的一个或多个物体如RFID电路24相对于介质10上的一个或多个参考点的的位置。可机读符号可以从诸如条形码符号体系、区域代码或矩阵代码符号体系或堆叠代码符号体系的符号体系中选择。
图7示出了诸如卷12的介质载体、以及由卷12承载的、RFID电路24形式的位置指示器38的截面图。RFID电路对位置信息进行编码，其中位置信息表示由介质10承载的一个或多个物体如RFID电路24相对于介质10上的一个或多个参考点的方位。芯12可以如图6所示伸出介质10的边缘，或者可以与这些边缘齐平。
图8示出了根据一个说明性实施例的用于制备介质10的设备，其形式为RFID标签或标志形成设备50。如下面详细讨论的那样，设备50将位置指示器38施加到介质10，将诸如RFID电路24的物体插入到介质10中，并且通过切割、打孔和/或刻痕来转换介质10。
设备50包括介质供应装置52，其典型地包括一些原料介质(stockmedia)54，可以从其形成更小单位的介质10(例如，介质卷11)。原料介质54典型地采取连续介质片或卷的形式。原料介质54可以围绕如箭头55所示的轴旋转，以向设备50连续供给介质10。介质10沿着介质路径56通过设备50，其由辊(未被标号)、导向装置(未示出)和/或设备50的其它元件定义。
装置58将一个或多个位置指示器38施加到介质10。在一个实施例中，装置58采取例如热打印头的打印头59和诸如滚筒辊的滚筒60的形式，其中滚筒60跨越介质路径56与打印头相对。在另一实施例中，如图7所示，装置58包括天线(未示出)和发射器(未示出)，其能够将位置信息编码到RFID电路24形式的位置指示器38中。
剥离或分离条62将脱离衬垫18与面板14和粘附层16临时分离，以便允许将诸如RFID电路24的物体放置在介质10的面板14和脱离衬垫18之间。(注意，为了清楚起见，从例图中省略了粘附层16)。分离条62典型地被配置成在脱离衬垫18的路径上提供急转弯(sharpturn)，以便从面板14剥离脱离衬垫18，并且暴露粘附层16。
设备64将诸如RFID电路24的物体插入到介质10上。用于将物体高速插入到连续的衬底上的插入设备在本技术领域内是公知的，从而为了简洁起见不作详细讨论。可以在有或没有覆盖层的情况下在分离、单独的衬底(未示出)上预先形成RFID电路24，以简化介质10上的自动插入。这样，设备64可以将预先形成的RFID标签插入到介质10中，以创建更复杂的标签或标志30(图2A-2C)。例如，设备64可以通过粘附层16将诸如RFID电路或者预先形成的包含RFID电路24的RFID标签的物体粘附到面板14的内表面上。
设备64可以通过无线或有线连接68在诸如计算系统66的控制器的控制下工作。计算系统66可以自动或手动地允许对齐物体在介质10上的放置和/或物体相对于一个或多个参考点或位置指示器38的布置。在确保正确对齐中，计算系统66可以依靠可选的阅读器70，其通过有线或无线链接72耦接到计算系统66，以提供从由介质10承载的位置指示器38读取的位置信息。计算系统66还可以依靠方位信息，其识别沿着设备50的介质路径56的介质10的方位。下面详细讨论阅读器和方位传感器。
阅读器74可以阅读位置指示器38，并且通过有线或无线链接76将位置信息提供给计算系统66。在位置指示器38是光指示器如条形码符号或单打印标记的情况下，阅读器74采取光阅读器的形式，例如具有或不具有解码电路和/或软件的光扫描仪或成像器。在位置指示器38是磁条的情况下，阅读器74采取具有或不具有解码电路和/或软件的磁条阅读器的形式。在位置指示器38是如图7所示的RFID电路的情况下，阅读器74采取RFID询问器的形式，其包括发射器和接收器、或者收发器，并且包括至少一个天线，并且可以包括或可以不包括解码电路和/或软件。
计算系统66可以使用通过阅读器74接收的位置信息，以控制工作工具如切割头78。切割头可以包括诸如冲压切割器(die cutter)的旋转切割器80，以便对介质10进行切割、打孔和/或刻痕。旋转切割器80以由箭头82指示的方向围绕轴旋转。旋转切割器80结合滚筒84一起工作，其中滚筒84跨越介质10与旋转切割器80相对。旋转切割器80可以由可选的电机86驱动，或者可选地，电机86可以被耦接成驱动滚筒84以便沿着介质路径56移动介质10。可选地，可以既不驱动旋转切割器80，也不驱动滚筒84，设备50依靠某种其它驱动机构，以便使介质10沿着介质路径58前进。计算系统66可以通过电机控制器88驱动电机86和/或其它电机。
当介质10沿着介质路径56移动时，方位传感器85检测介质10的方位。方位传感器85可以采取众多形式中的任何一种。例如，方位传感器85可以采取光旋转编码器或磁性簧片开关(Reed switch)等等的形式，其中光旋转编码器检测由旋转切割器80和/或滚筒84承载的光标记的经过。另外，例如，方位传感器85可以采取间隙传感器的形式，其检测介质10上的各个标签或标志30之间的间隙。方位传感器85可以包括处理器(未示出)，其被配置成确定沿着介质路径56的介质10的方位。可选地，方位传感器85可以简单地提供方位信息如脉冲，计算系统66可以从其确定介质10的方位。
切割头78可以包括致动器90，其是选择性可致动的，以在如双向箭头91所示的与介质路径56正交的方向上，调整介质10与旋转切割器80和滚筒84中的至少一个之间的距离。图8示出了处于接近介质路径56的第一方位的旋转切割器80(用虚线表示)，以及处于远离介质路径56的第二位置的旋转切割器80(用实线表示)。当承载物体(例如，RFID电路24)的介质10的一部分经过切割头78时，致动器90允许计算系统66将旋转切割器80和滚筒84中的任一个或两者与介质10安全隔开。致动器90可以采取多种形式中的任一种，其包括螺线管、液压活塞和缸、或者机械联动装置和电机等等。
附加地或可选地，计算系统66可以采用位置和方位信息，以便当承载物体(例如，RFID电路24)的介质10的一部分没有与切割头78对齐时，有效地驱动切割器80，并且当承载物体的介质10的一部分与切割头78对齐时停止驱动切割器80。即使在不需要将切割头78与介质路径56选择性地隔开的情况下，这个方案也可以防止对物体的破坏。
设备50可以可选地采用基质吸收装置(matrix take-up device)94。基质吸收装置94可以包括主轴96，其以由箭头98指示的方向旋转，以便从切割操作吸收基质(即，废料)。
附加地或可选地，设备50可以包括旋转分裂切割器(未示出)，其以相对于介质路径56的纵向被定向，以便将原料介质54切割成适当的宽度。这样，分裂切割器可以在纵向上将介质10分裂成两个或更多个连续介质片，每个介质片具有沿着其分布的多个物体，以形成介质10的独立卷11。
设备50可以可选地包括塔式卷绕器100或其它高速吸收设备。塔式卷绕器100包括旋转构件102，其具有多个用于承载芯12的位置104。旋转构件102在由箭头106指示的方向上运动，从而在高速操作期间连续地露出芯12，以便吸收介质10。在设备50包括分裂切割器的情况下，设备50可以包括多个塔式卷绕器100和/或多个旋转构件102，以便吸收各自的由分裂切割器形成的连续介质片。横向切割器(未示出)可以将介质10横向切割成适当的长度，以形成适于最终用户使用的卷11。
图9示出了根据一个说明性实施例的操作图8的设备50的方法200。
在步骤202中，原料介质供应装置52在由箭头57指示的方向上沿着介质路径56将原料介质54提供给设备50。在步骤204中，装置58将一个或多个位置指示器38施加到原料介质54上。在步骤206中，阅读器74阅读位置指示器38。在步骤208中，当原料介质54沿着介质路径56移动时，方位检测器85和/或计算系统66确定原料介质54的方位。
在步骤210中，计算系统66确定对象(例如，RFID电路24)何时将位于工作工具(例如，切割头78)之下。当对象位于工作工具之下时，设备50在步骤212中确保工作工具处于非工作位置(即，远离介质路径56)。例如，确保旋转切割器80和/或滚筒84在正交方向上与介质路径56隔开。在旋转切割器80和/或滚筒84处于工作位置(即，接近介质路径56)的情况下，这可能需要操作，或者在旋转切割器80和/或滚筒84已经处于非工作位置的情况下，这可能无需操作。计算系统66相应地激活致动器90。当物体不位于工作工具之下时，设备50在步骤214中确保工作工具处于工作位置，并且在步骤216中操作工作工具，例如，对原料介质54进行冲压切割。
在步骤218中，基质吸收装置94吸收基质(即，废料)，例如为了形成单独的标签或标志30而被切除的表面层14的多个部分。在步骤220中，设备50在纵向上将原料介质54切割成期望的宽度，从而形成两个或更多个连续条。在步骤222中，设备50在横向上将原料介质54切割成一定的长度，以形成具有适当长度或直径的单独卷11。在步骤224中，塔式卷绕器100吸收切割后的介质10，以形成适于由最终用户或其它客户使用的卷11。
图10A示出了根据一个说明性实施例的用于制备介质10的设备，其形式为用于在标签或标志30上打印的打印机300。打印机300包括用于在介质10上打印的打印头302和滚筒304。打印头302可以采取各种形式，其包括热、激光、喷墨、或点阵打印头，不过所公开的实施例特别适于对介质10施加力的打印机，例如热打印机。打印机300包括电机306，其被耦接成驱动滚筒304，以便沿着介质路径308移动介质10。可选的分离条307将标签或标志30与脱离衬垫18相分离。
打印机300还包括诸如微处理器的处理器310、以及诸如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)和/或其它处理器可读存储器的存储器312。处理器310执行来自存储器312的指令，以便控制打印操作，包括通过打印驱动器314发送打印信号到打印头302，并且/或者通过电机控制器316发送电机控制信号到电机305，以驱动滚筒304。
打印机300还包括阅读器318，其被布置成从介质10阅读位置指示器38。例如，阅读器318可以如图10A和图10B所示被布置成从介质10的面板14的外表面20(图2A-2C)或内表面22(图3A-3B)阅读位置指示器38。阅读器318可以基于位置指示器38的特定形式而采取各种形式。例如，阅读器318可以采取诸如光扫描仪或成像器的光阅读器、诸如磁条阅读器的磁阅读器、和/或诸如RFID询问器的RF阅读器的形式。阅读器318将从位置指示器38读取的位置信息提供给处理器310。
打印机300还包括方位传感器320，以当介质10沿着介质路径308移动时，确定介质10的方位。方位传感器320可以采取众多形式中的任一种，例如检测由电机305或滚筒304的轴承载的光标记的经过的光旋转编码器、或者磁性簧片开关。
打印机300包括致动器322，其在处理器310的控制之下，并且在物理上被耦接成在相对于介质路径308的正交方向上移动打印头302。图10A示出了处于工作位置(即，接近介质路径)的打印头302(以虚线示出)、以及处于非工作位置(即，远离介质路径)的打印头302(以实线示出)。如上所述，致动器322可以采取各种形式，其包括螺线管、液压缸和活塞、以及/或者电机和机械联动装置等等。处理器310采用位置信息和方位信息，以确定物体(例如，RFID电路24)何时将位于打印头302之下。当物体位于打印头302之下时，处理器310使致动器322将打印头302移到非工作位置，而当物体不位于打印头302之下时，使致动器322将打印头移到工作位置。
附加地或可选地，处理器310可以采用位置和方位信息，以便当物体(例如，RFID电路24)不位于打印头302之下时，有效地驱动打印头302，并且当物体位于打印头302之下时，停止驱动打印头302。即使在不需要将打印头与介质路径56选择性地隔开的情况下，这个方案也可以防止对物体的破坏。例如，这个方案可以防止由热打印头导致的热相关破坏。
图10B示出了在很多方面类似于图10A的打印机300的可选实施例。在图10B的实施例中，致动器322被耦接成在相对于介质路径308的正交方向上移动滚筒。如由各个实施例表明的那样，打印机300可以包括一个或多个致动器，以移动打印头302和滚筒304中的任一个或两者。
图10C示出了在很多方面类似于图10A的打印机300的可选实施例。在图10C的实施例中，阅读器318被布置成从介质10的脱离衬垫18的外表面(图4A-4C)或内表面42(图5A-5B)阅读位置指示器38。
图10D示出了在很多方面类似于图10B的打印机300的可选实施例。在图10D的实施例中，阅读器318被布置成从介质10的脱离衬垫18的外表面(图4A-4C)或内表面42(图5A-5B)阅读位置指示器38。
图11示出了根据一个说明性实施例的操作图10A-10D的打印机300的方法400。在步骤402中，处理器310通过电机控制器316将驱动信号提供给电机306，从而导致介质10沿着介质路径308移动。
在步骤304中，阅读器318从由介质10或介质载体12承载的位置指示器38读取位置信息。在步骤308中，处理器310和/或方位传感器320确定沿着介质路径308的介质10的方位。在步骤310中，处理器310确定区域32(例如，诸如RFID电路24的物体)何时将位于工作工具(例如，打印头302和/或滚筒304)之下。
在步骤410中，当区域32位于工作工具302、304之下时，处理器310向致动器322提供使致动器322将工作工具302、304定位在非工作位置(即，远离介质路径308)中的信号。在步骤412中，当区域32不位于工作工具302、304之下时，处理器310向致动器322提供使致动器322将工作工具302、304定位在工作位置(即，接近介质路径308)中的信号。在步骤414中，当工作工具处于工作位置时，处理器310通过打印驱动器314向打印头302提供信号，从而使打印头302在介质10上打印。
在步骤416中，处理器310确定打印是否完成。如果处理器310确定了打印未完成，则处理器310将控制返回到步骤402。如果处理器310确定了打印完成，则处理器310在步骤418中例如通过前移介质10，使打印机300发放(dispense)打印标签或标志30。
虽然这里为了说明的目的而描述了特定实施例和示例，但是相关领域的技术人员应当认识到，在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以进行各种等效修改。
例如，这里提供的教导可以应用于其它形式的介质，而不一定是上面一般描述的示例性RFID标签和标志条形码制备(即，转换和/或打印)设备。另外，例如，该设备和方法可以采用任何可机读指示器，而不只是上述打印可视、磁性和RFID可机读指示器，例如可购得的触摸式存储器装置和/或光存储器装置。
作为另一个示例，该设备可以采用各种其它公知的结构来确定沿着介质路径的介质的方位。在一些实施例中，一个或多个致动器可以被耦接成基于位置和方位信息而移动一个或多个辊，以便在工作工具的方位保持固定时，或者在工作工具的方位也被调整时，移动介质路径。
作为另一个示例，RFID电路24中的一个或多个可以将表示RFID电路自己的位置的位置信息存储在介质10上。这里所使用的术语RFID广泛地用来包括任何类型的电磁共振电路，而不管其具有或不具有分立的存储器、具有或不具有分立的控制器、以及具有或不具有分立的电源，并且不管用于通信的电磁频谱的特定部分。位置信息可以提供超出对象的实际物理位置的容限，以便例如考虑紧邻围绕物体的变化标志厚度，并且/或者考虑对准或对齐中的轻微误差。附加地或者可选地，该设备可以对从位置指示器读取的位置信息施加适当的容限。
可以组合上述各个实施例来提供另外的实施例。在本说明书中引用和/或在申请数据表格中列出的所有美国专利、美国专利申请出版物、美国专利申请、外国专利、外国专利申请和非专利出版物，包括但不限于提交日期为2001年8月28日、发明名称为“RF TAG APPLICATIONSYSTEM”的共同转让的美国专利申请序列号09/942,206；授予日期为2001年8月28日、发明名称为“RF TAG APPLICATION SYSTEM”的美国专利6,280,544；授予日期为2000年11月14日、发明名称为“WIRELESS MEMORY DEVICE AND METHOD OFMANUFACTURE”的美国专利6,147,604；授予日期为2000年9月5日、发明名称为“RF TAG HAVING STRAIN RELIEVED STIFFSUBSTRATE AND HYDROSTATIC PROTECTION FOR A CHIPMOUNTED THERETO”的美国专利6,114,962；授予日期为2001年8月21日、发明名称为“ANTENNA STRUCTURE FOR WIRELESSCOMMUNICATIONS DEVICE，SUCH AS RFID TAG”的美国专利6,278,413；以及授予日期为2001年9月11日、发明名称为“METHODAND APPARATUS TO AUTOMATICALLY SEARCH DATACARRIERS，SUCH AS RFID TAGS AND MACHINE-READABLESYMBOLS”的美国专利6,286,763，在此将其全文引作参考。必要时，可以修改本发明的各方面，以采用各个专利、申请和出版物的系统、电路和概念，从而提供本发明的另外实施例。
可以根据上面详细描述对本发明进行这些和其它改变。一般而言，在所附权利要求中，所使用的术语不应当被解释为将本发明局限于在说明书和权利要求中公开的特定实施例，而是应当被解释为包括根据权利要求而工作的所有介质、介质制备设备和/或打印机。从而，本发明不由本公开内容限制，而是其范围应当完全由所附权利要求确定。
权利要求
1.一种介质制备设备，包括介质路径；阅读器，用于读取识别由介质承载的物体的至少一个位置的位置信息；介质方位检测器，沿着介质路径而布置，用于当介质沿着介质路径移动时，检测介质的方位；第一介质工具，沿着介质路径而布置，并且是选择性可致动的，以对沿着介质路径移动的介质的至少一部分执行操作，第一介质工具和介质路径之间的距离在至少以下距离之间是选择性可调节的，即在第一介质工具接近介质路径的情况下的第一距离和在第一介质工具相对于第一距离而远离介质路径的情况下的第二距离；以及控制器，被耦接成从介质方位检测器接收方位信息并且从阅读器接收位置信息，控制器被配置成至少部分基于方位信息和位置信息而控制第一介质工具相对于介质路径的距离。
2.如权利要求1所述的介质制备设备，其中控制器被配置成当方位信息表示近似匹配由位置信息识别的位置时，增大第一介质工具和介质路径之间的距离。
3.如权利要求1所述的介质制备设备，其中控制器被配置成当方位信息表示近似匹配由位置信息识别的位置时，增大第一介质工具和介质路径之间的距离，而当方位信息不表示近似匹配由位置信息识别的位置时，减小第一介质工具和介质路径之间的距离。
4.如权利要求1所述的介质制备设备，其中阅读器包括光扫描仪、成像器、射频识别询问器和磁传感器中的至少之一。
5.如权利要求1所述的介质制备设备，其中介质方位检测器包括光传感器、旋转编码器和磁传感器中的至少之一。
6.如权利要求1所述的介质制备设备，其中第一介质工具包括打印头，并且操作是打印。
7.如权利要求1所述的介质制备设备，其中第一介质工具包括切割头，并且操作是切割、打孔和刻痕中的至少之一。
8.如权利要求1所述的介质制备设备，其中介质路径是固定的，并且第一介质工具是活动的。
9.如权利要求1所述的介质制备设备，其中介质路径是活动的，并且第一介质工具是固定的。
10.如权利要求1所述的介质制备设备，还包括滚筒，形成介质路径的一部分，其中滚筒是活动的，并且介质工具是固定的。
11.如权利要求1所述的介质制备设备，还包括第二介质工具，沿着介质路径而布置，并且是选择性可致动的，以对沿着介质路径移动的介质的至少一部分执行操作，其距离在至少以下距离之间，即在第二介质工具接近介质路径的情况下的第三距离和在第二介质工具相对于第一距离而远离介质路径的情况下的第四距离。
12.如权利要求1所述的介质制备设备，其中控制器包括编程微处理器。
13.如权利要求1所述的介质制备设备，还包括多个辊，其形成介质路径的至少一部分。
14.如权利要求1所述的介质制备设备，其中由介质承载的物体是射频识别电路，并且位置信息对应于沿着介质的射频识别电路的位置。
15.如权利要求1所述的介质制备设备，其中由介质承载的物体是射频识别电路，并且位置信息识别沿着介质的射频识别电路的位置，并且由射频识别电路存储。
16.如权利要求1所述的介质制备设备，还包括打印头，其接近介质路径，并且相对于沿着介质路径的介质移动方向位于第一介质工具之前，用于在介质上打印位置指示器。
17.如权利要求1所述的介质制备设备，还包括至少第一致动器，被机械耦接成相对于介质路径，选择性地缩回第一介质工具。
18.如权利要求1所述的介质制备设备，其中第一介质工具包括打印头、滚筒和切割头中的至少之一。
19.如权利要求1所述的介质制备设备，其中介质路径是固定的，并且第一介质工具是活动的。
20.如权利要求1所述的介质制备设备，其中介质路径是活动的，并且第一介质工具是固定的。
21.如权利要求1所述的介质制备设备，其中位置指示器由介质承载。
22.如权利要求1所述的介质制备设备，其中位置指示器由承载介质的介质载体承载。
23.如权利要求1所述的介质制备设备，其中位置指示器被打印在介质上。
24.如权利要求1所述的介质制备设备，其中位置指示器被编码在由介质和承载介质的介质载体中的至少之一承载的射频识别电路中。
25.如权利要求1所述的介质制备设备，还包括打印头，其接近介质路径，并且相对于沿着介质路径的介质移动方向位于第一介质工具之前，用于在介质上打印位置指示器。
26.一种制备介质的方法，包括读取识别由介质承载的物体的至少一个位置的位置信息；确定沿着介质路径的介质方位；至少部分基于位置信息和沿着介质路径的介质方位而确定何时调整第一介质工具和介质路径之间的距离；以及基于该确定而调整第一介质工具和介质路径之间的距离。
27.如权利要求26所述的方法，其中至少部分基于位置信息和沿着介质路径的介质方位而确定何时调整第一介质工具和介质路径之间的距离包括当方位信息表示近似匹配由位置信息识别的位置时，确定增大第一介质工具和介质路径之间的距离，而当方位信息不表示近似匹配由位置信息识别的位置时，确定减小第一介质工具和介质路径之间的距离。
28.如权利要求26所述的方法，其中读取识别由介质承载的物体的至少一个位置的位置信息包括从介质光阅读至少一个光标记。
29.如权利要求26所述的方法，其中读取识别由介质承载的物体的至少一个位置的位置信息包括从介质磁阅读至少一个磁标记。
30.如权利要求26所述的方法，其中读取识别由介质承载的物体的至少一个位置的位置信息包括询问由介质承载的射频识别电路。
31.如权利要求26所述的方法，其中读取识别由介质承载的物体的至少一个位置的位置信息包括询问由承载介质的介质载体承载的射频识别电路。
32.如权利要求26所述的方法，其中确定沿着介质路径的介质方位包括检测介质上的光标记和介质上的磁标记中的至少之一。
33.如权利要求26所述的方法，其中确定沿着介质路径的介质方位包括检测形成介质路径的一部分的辊的角度位置。
34.如权利要求26所述的方法，其中调整第一介质工具和介质路径之间的距离包括在与介质路径正交的方向上移动打印头和滚筒中的至少之一。
35.如权利要求26所述的方法，其中调整第一介质工具和介质路径之间的距离包括在与介质路径正交的方向上移动切割头和滚筒中的至少之一。
36.如权利要求26所述的方法，其中调整第一介质工具和介质路径之间的距离包括在第一介质工具是固定的情况下，在与第一介质工具正交的方向上移动介质路径。
37.如权利要求26所述的方法，还包括在从位置指示器读取位置信息之前，在介质上打印至少一个位置指示器。
38.如权利要求26所述的方法，还包括确定何时调整第一介质工具和介质路径之间的距离包括比较沿着介质路径的介质方位与位置信息；以及其中调整第一介质工具和介质路径之间的距离包括当由介质承载的电路的位置接近第一介质工具时，增大第一介质工具和介质路径之间的距离；或者当由介质承载的电路的位置远离第一介质工具时，减小第一介质工具和介质路径之间的距离。
39.如权利要求26所述的方法，其中确定沿着介质路径的介质方位包括检测介质上的光标记、检测介质上的磁标记、以及检测形成介质路径的一部分的辊的角度位置中的至少之一。
40.如权利要求38所述的方法，其中增大第一介质工具和介质路径之间的距离包括在与介质路径正交的方向上移动打印头、滚筒和切割头中的至少之一。
41.如权利要求26所述的方法，还包括在从位置指示器读取位置信息之前，在介质上打印至少一个位置指示器。
全文摘要
基于由介质承载的一个或多个物体的位置、以及介质相对于工作工具的方位，将诸如打印头、滚筒和/或切割头的工作工具在正交方向上相对于介质路径而隔开。附加地或可选地，基于由介质承载的一个或多个物体的位置、以及介质相对于工作工具的方位，选择性地操作工作工具。这些方案适于RFID标签和标志的制造和使用。
文档编号G06K19/077GK1833249SQ200480022702
公开日2006年9月13日 申请日期2004年6月23日 优先权日2003年6月25日
发明者斯蒂芬·J·温特, 迈克·威尔斯 申请人:英特麦克Ip公司