CN1128720C - 打印机或层压器和供给装置之间传送信息的装置 - Google Patents
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Abstract
用于在基片上打印的打印机(120)包括打印期间固定基片的基片馈送装置(186)和在基片(180)上打印的打印装置(124)。收发器(140)通过非物理链接传输能量到打印机供给装置(144)上的射频(RF)电路(142)，以便对RF电路(142)供电。收发器(140)还以响应的方式通过非物理链接从RF电路(142)接收打印机供给装置数据。
Description
发明背景
本发明涉及电子打印机和用于打印或层压基片的层压器。具体地说，本发明涉及电子打印机或层压器与打印操作时所用供给装置之间的数据转换。
使用电子打印机在基片上打印。这种打印机的例子包括泡沫喷射、染料升华、冲击和激光打印机。一般来说，对于打印机的连续操作，所有打印机需要某种供给品。这种供给品的例子包括色带、油墨、调色盒、打印介质、重叠薄膜、清洗带、清洗滚轮等。
1998年5月26日颁发的题为“打印色带识别传感器”的美国专利US5,755,519描述了装有色带的盒子的识别系统。这允许打印机从如色带、特殊部分、打印的色带板的色带芯接收信息。这种信息磁性地或通过条形码进行编码。但是，装在色带上的信息是固定的，在使用中不能改变。
发明简述
本发明的目的是提供一种克服上述缺点的打印机或层压器和供给装置之间传送信息的装置。
为实现上述目的，打印机或层压器，包括：
供给装置支撑；
打印机或层压器包括：
旋转安装在供给装置支撑内的芯；
色带缠绕在芯上；
可变的ID标签电路安装到芯上并包括存储器和具有天线的射频电路，所述存储器存储涉及供给装置参数的信息，所述射频电路为改变存储内容接收射频信号；
打印头接受色带；
射频发射机/接收机位于ID标签电路附近；
控制器连接到射频发射机/接收机，并使用射频发射机/接收机将选择的参数写入存储器；
编码器临近芯并具有输出信号，该输出信号被用来确定芯的旋转位置。
附图简述
图1示出热敏打印头和具有色带索引代码和代码传感器的色带的示意图，并图示出可变换的芯。
图2示出打印机色带芯和在所示芯中使用射频电路的控制系统。
图3示出射频发射机/接收机和用于色带识别的ID标签。
图4是本发明另一实施例的局部透视图。
图5是使用光信号提供和接收信息的实施例的局部透视图。
图6是表示本发明打印机的简化方框图。
图7是表示本发明带射频识别标签的打印机供电的简化方框图。
图8是表示图6打印机的较详细方框图，并示出具有层压器的实施例。
图9是使用本发明的示例存储图。
实施例的详细描述
图1示出由供给轮或芯14提供的打印机色带12，芯14包括可变化的、嵌入的识别标签或电路(ID标签)15。为了说明的目的，色带12伸展到可选择的收带轮16，如果需要，色带的芯也将具有ID标签。在打印机控制器22的中央控制下，色带12通过由电机20驱动的印刷滚筒18。如果需要，收带轮16可由电机17驱动，并通过打印机控制器22与滚轮14的转动同步。准备打印的卡或基片24由驱动电机30在适当的滚轮26上前后驱动，所述电机30使卡片或基片与色带12上的按序或组重复的单个彩色板或框同步。
常规的热敏打印头34可以相对滚筒18支撑在打印框架36上。打印操作通过控制器22使用卡传感器32是同步的，使卡24可被适当打印。当由打印控制器22控制时，以常规的方式使用步进电机30驱动的滚轮26从卡供给和卡馈送器馈送卡24。控制器22也控制滚筒18的电机20。
图2显示了色带芯、ID标签、发射机/接收机(传感器)和控制的排列。图示了供给轮14，并显示了色带或卷筒纸分离供给轮的状态。
射频发射机/接收机电路头或天线(或读/写电路、头或天线)42放置在临近色带供给轮14的一端，图示的射频ID标识码15镶嵌在色带供给轮的芯14A内。天线42定位于紧靠色带供给轮14的芯14A的一端，并将射频ID标签15示意地表示成嵌入在色带供给轮的芯14A中。天线42定位于紧靠色带供给轮14的芯14A，所以，天线可以发射和从ID标签15接收低功率的射频信号。但是，根据功率信号强度或电子器件的灵敏度，间隔可以是任何适当的距离。
在色带供给轮14的另一端，标号50显示了对供给轮旋转信息编码的编码系统。可以使用滚轮位置的编码器与ID标识码合作，提供色带使用和返回到ID标识码的记录和信息，使得在色带供给轮从打印机卸下时，随后放置在另一个打印机中，可以提供诸如打印剩余量、打印数量的信息，以及确保安装时滚轮处于适当的位置。编码器50是众所周知的，它包括具有发射光的多个孔径57的编码器轮55。孔径57由不透明的或光阻挡的段分离。支撑轮55，以便与色带供给轮14一起旋转。如果需要，可以使用标号59所示的适当的轴承结构。轮55安装在具有驱动连接装置60的轴上，连接装置具有一个适当的插拴，该插拴插入芯14A内的端槽64。当驱动部分啮合时，轮55由色带供给轮14驱动。
标号51表示的光学传感器具有光源53和接收器54。所示的接收器54是光敏二极管，以至当开口57每一次在光源和接收器之间移动时，就出现一个指示色带供给轮14旋转位置的脉冲。电路65接收的脉冲数指示旋转的量，电路保存脉冲数的计数。这些计数的信号提供给形成打印机控制器部分22的微处理器70，当然，如果色带具有双向运动，可以使用较复杂的技术。
打印控制器22包括标号72所示的输入电路，该输入电路提供了打印头34的打印控制和从ID标签的信号输入的手动输入，或直接到微处理器的密钥输入。
本发明的一个特点是，打印机控制器22具有一个密钥输入电路74，在该电路中，除非插入正确的密钥和解释了正确的算法，用于解锁或使打印控制器22工作，否则，可插入编程的密钥卡或智能卡76，以确保打印机和打印机色带不工作。智能卡的使用阐述在1999年3月5日申请的美国专利中，申请号是09/263343，题目是“高度安全打印机的安全打印和解锁机构”，现将此专利合并在此，作为参考。在本领域中密钥输入是众所周知的，可以包括许多用在算法中的不同信号，以确保插入合适的密钥时，解锁打印机控制器或使其工作。密钥也包括可与通过射频发射机/接收机42从ID标签或控制器以及从密钥检查信号关联的信息，以确保在打印机解锁之前，在打印机中插入适当的色带。可以使用密钥锁住打印色带或层压，以便以适当的顺序在高度安全实施中使用适当的层压。也可以用于个人口令与色带的匹配。
此外，由条形码或类似标记58在色带上编码的色带信息和从红外传感器56读取得色带信息，都可以被直接馈送到打印机控制器的微处理器70，以便在打印机工作之前，微处理器70可以获得大范围的信息。一种这样的技术描述在1999年5月10申请的美国专利中，申请序号是09/309391，题目是“彩色热敏打印色带的ID编码”，在此合并该专利申请作为参考。因此，微处理器可以提供返回到射频发射机/接收机或读/写天线42的各种不同的信息。此外，微处理器可以校验打印机的不同设置的色带，防止操作误差。
图3显示了有代表性的RF嵌入电路ID标签15，它包括小线环天线90，和提供电路元件的芯片92。芯片92包括存储器93、很低功率能量的发射机/接收机电路94。存储器的作用像一个计数器，并在每一次打印后减一，所以，打印剩余是已知的，并可以存储专用与色带的二进制代码。图3显示了位于靠近ID标识码15的读/写电路天线42。天线42具有将RF信号发射到ID标签15电路上的天线90并从天线90接收RF信号的天线部分97。天线或读/写头42包括提供信号到微处理器70和从微处理器接收信号的电路98。发射机/接收机或读/写天线42可以提供在ID标签上的数字元件施加能量的信号，用以把计数器或存储器93的数据发回到天线42上的电路98，这些数据显示了芯14A上的色带的状态和某些识别参数，例如，序列号、批量代码、日期代码、口令或误差。所述信息可以指明滚轮上色带的类型，或包括具有唯一特殊打印机或打印机组或类似信息的允许操作的代码。
应当注意，如前所述，发射机/接收机42可以固定安装，当从供给装置收到时，发射机/接收机42将通过色带的包装盒发射，所以在使用RF发射时，将对ID标签编程，以便识别色带类型及包装类型，既不用打印机制造商页不用分销商打开包装口。当色带放入打印机时，可对色带类型进行编码，包括有关单个片中的染料的密度。这个信息可由发射机/接收机42读取，并提供给打印机控制器的微处理器70，以调整色带板的不同密度需要的加热级的打印头，以便改善图像质量。当色带信息通过微处理器70与编码器电路50的信息关联时，如果色带将从打印机卸下，有关剩余打印数量的信息可在打印周期结束处写入ID标签15，以便在下一次把色带放入打印机时，可以准确地知道剩下的打印数量。线轴或滚轮尺寸随色带变化，并改变色带滚轮驱动电机的扭矩和张力，以调整减小色带线轴尺寸和重量，以便改善图像质量。
此外，打印机34和控制器22可以提供在ID标签15中编码的日期代码信息，使用天线42可以知道色带寿命是否到期。ID标签15可由天线42用口令信息编程，在打印机开始工作之前，特殊的密钥76必须具有与用于色带的ID标签15上的口令匹配的口令。因此，在打印机与特殊色带一起工作之前，必须插入特定的密钥卡。如果存在为层压卡片所用的定制的全息图，这是特别有用的。它的优点是当用在敏感设施，如军事设施或打印驾驶执照中时，它提供了附加的安全级。ID标签还可以确定色带是否可以用在任何特定的打印机中。可以用卡76连接ID标签15，以便只有一组打印机的号码可由单个卡76发布，限制使用这组号码，而目前，打印机的信息可由许多卡使用。其它的特点包括来自在ID标签15中编程的打印机的信息，该信息表明最后所用打印机的类型。这个信息可以删除，并在重新使用该打印色带时，重新输入该信息。ID标签15最好是RF可编程的和可读取得。
当调整有关从红外传感器56接收的单个片的信息时，识别、位置、色带的操作可由打印机完全控制。
本发明的一种改型的形式显示在图5中，其中，芯14A具有一个光敏感电路ID标签80，它具有成直线的多个光敏感电路元件，以便接收来自光信号源电路或信号电路头82的光或辐射能量，为了提供信号，光源发射足够强度的光，以改变在标签80中记录信息的状态。发射的光可以在红外范围或可见光范围。如果标签80供电后而提供光，光信号源也可以接收来自ID标签80的信号。控制器84控制信号源或电路头82、被提供来自信号源86的相移输入、来自信号源88的频率控制、源90的脉冲编码，并可以控制强度。
图6是一个电子打印机120的简化方框图，表示本发明的较为一般的情况。打印机120包括根据从总线126接收的数据，控制打印头124的控制器或微处理器122，总线126连接到PC或其它遥控单元(未示出)。微处理器122通过输入装置128接收数据，并将数据存储在存储器130中。通过输出显示器132提供输出信息。打印机120也包括本发明用于连接到供给装置144上的射频识别(RFID)标签142的收发器140。收发器140通过非物理连接传输功率到RFID标签142中的射频电路。这使得RFID标签响应非物理连接上的发射数据到收发器140。收发器140包括具有线圈148的天线146和电容器152。天线146连接到从标签142接收供给数据的射频放大器152，并将供给数据提供到控制器122。
供给装置144可以是电子打印机120使用的任何类型的供给装置。例如，供给装置144可以包括色带、中间转换薄膜、全息材料、调色粉、清洗带或用在喷墨打印机或其它类型打印机的油墨。RFID标签142可以是比如商业上购买的任何RFID标签。一种RFID类型的标签可以从位于加州圣荷塞的ATMEL的分公司TEMIC半导体买到。例如，TEMIC型号No.TK5550是一种RFID标签。
图7连接到打印机供给装置144的REID标签142的简化框图。RFID标签142包括连接到电源162和收发器电路164的由电线圈形成的天线160。控制器166连接到存储器168和收发器电路164。调谐电容器170也与线圈172并联。工作时，收发器140的线圈148由RF放大器142供电，使得在线圈148与RF放大器142非常接近时，感应耦合发生在RFID标签142的线圈72中。但是，在另一实施例中，使用足够强的信号或足够敏感的电路，因此，标签142可以远离线圈172。在一个实施例中，使用12.5KHz信号驱动线圈148，然后，感应耦合到线圈172。
电源162产生稳定的功率输出，用以对通过感应耦合接收的RFID标签142内的所有电路供电。通过调制信号，可以在收发器140和RFID标签142之间转移数据。来自RFID标签收发器164的数据提供给控制器166。控制器166可以从存储器168记录信息和读取信息。这种结构允许RFID142与收发器149之间的双向通信。在另一实施例中，使用比如电池的内部电源对标签142供电。在又一实施例中，使用到打印机或层压器的物理连接对标签142供电。
打印机供给装置144可以是在打印过程中由打印机120使用的任何类型的供给装置。例如，如果打印机供给装置144是线轴上或在盒中的色带，可将各种不同的数据存在存储器168中。这种数据包括色带的构造和供给装置，以致可使打印头124的工作最佳化(即对于给定的色带上的染料，可以施加最佳的适当热打印机头电压)。此外，可将日期代码存在存储器中，以监视色带或其它材料的有效期。可将批量代码和材料代码存在存储器168中，用于最佳打印。可将有关色带板或喷墨打印机墨量的信息存在存储器168中，并在色带或油墨的使用期间更新，以便可由打印机120读取剩余色带或油墨的总量，并存处在供给标签中。此外，在卷筒纸在供给线轴和收带线轴之间运动或在喷墨打印机的情况下，调整色带的卷筒纸张力时，可以使用色带量的信息，根据油墨的重量调整电机控制。色带板尺寸信息可以存储在存储器168中，并诊断色带板尺寸时否与基片的尺寸匹配。存储在存储器168中的部分号码用于诊断和重新命令附加的供给。
如果供给装置144是一个中间转移薄膜，可以将供给装置、日期代码信息、批量代码、材料代码信息与薄膜板数量信息、薄膜板尺寸和部分号码一起存在存储器168中。可以使用存储在存储器168中的薄膜厚度信息调整打印头或层压器校正加热转移级，并用于控制卷筒纸张力。
如果供给装置144是全息或OVD(光学可变器件)供给装置，则可将日期代码、批量代码、材料信息、薄膜数量、薄膜板尺寸、材料厚度和/或部分号码信息存在上述的存储器168中。此外，一个数字加密的专用密钥可以存储在存储器168中，并作为安全密钥防止未授权的使用。例如，除非通过总线126从PC接收到正确的安全密钥，否则打印机120将不能够打印，使用存储在存储器168中的专用密钥解锁材料。
如果供给装置144是喷墨打印机油墨供给装置或墨粉供给装置，则可将供给装置、日期代码、批量代码和材料信息、油墨/墨粉供应量和部分号码信息存在存储器168中。供给装置144还可包括用于层压器的层压材料，存储器168可以存储诸如批量代码和材料信息、日期代码、供给装置、材料厚度、尺寸、数量、层压和加热要求的特征或其它信息。同样，如果供给装置144是清洗打印机或层压器中滚轮的卷筒纸，则可将类似的信息存储在存储器168中。此外，存储器168可以包含已经使用清洗供给装置的次数，可以提供这样的显示表明应当替换供给装置了。
如果供给装置144包括如识别卡的基片或打印介质，可以使用存储器168存储有关卡尺寸、厚度和基片材料的信息，以便对这些材料进行最佳打印或层压。此外，可以使用存储器168存储用于识别卡的编码的安全信息。例如，存储在存储器168中的安全代码可由如安全门的其它器件读取，并使用识别卡进入安全位置。也可以使用这个数据与识别卡上的职能芯片信息或打印在卡上的其它信息互锁。
图8是打印机120的更为详细的方框图。打印机120显示了通过临近色带182和打印头124的接受卡180。电机184驱动滚筒186，而色带182在电机192和194的控制下分别在供给卷轴188和收带卷轴190之间运动。微处理器122通过总线200接收RFID标签数据，并包括卷筒纸张力控制器202、打印头控制器204、比较器206和互锁208。微处理器122使用电机控制电路210、212、214分别控制电机194、184、92，而使用打印头控制电路216控制打印头122。在本发明的各种情况下，微处理器根据供给线轴188上的RFID标签142接收的数据，控制卷筒纸张力、打印头加热、卡片移动。如果RFID142上的日期信息表明色带由于使用期限已经退化，使用比较器206防止通过互锁的打印。此外，这个信息可以显示在显示器132，操作员可以决定是否使用该材料。
图8还显示了一个实施例，在该实施例中，在层压器中使用RFID标签142。在这个实施例中，元件124包括加热的滚轮或其它加热器件，并由层压器电路控制。也可以从层压器提供温度反馈。在这个实施例中，RFID标签142中的存储器168可以包括有关影响层压温度的参数信息。例如，这种信息包括层压薄膜类型、层杨薄膜供应商、厚度、宽度、通过日期代码或其它信息的有效期。
在本发明的另一方面，信息通过比如电线的物理连接从供给装置转移到打印机(或从打印机到供给装置)。在这个实施例中，当供给装置连接到打印机时，供给装置包括与打印机的电触点接触的电触点。在这个实施例中，标签的供电可以通过电连接提供。在另一个实施例中，提供了一对电连接用于在供给装置和打印机之间传送功率和数据。参考图6和图7，在这个实施例中，控制器166的输出可以选择性地通过收发器164和通过直接连接发送到打印机/层压器中的微处理器122。传输可以使用任何适当的格式，例如，二进制格式或者比如RF信号的调制信号。另一个非接触式的方法是使用磁场发送信息。这可由使用磁头而不是RF天线完成。在非物理连接的另一个实施例中，在供给装置和打印机或层压器之间提供光学连接。
图9是RFID标签142中的用于存储器168的示例存储图。在图9的例子中，存储器包括八个组(组0到组7)每一组具有32位(0-31个地址)。图9是色带的例子，包括如打印图像的数量、材料、供应商、板尺寸、色带厚度、批量代码号、到期月、到期年、滚轮的识别号、用于锁住供给装置和防止使用不正确的打印机或层压器的供给装置的互锁，可以使用第二个可定制的锁住特点，例如，为了安全，误差代码、客户名称、操作员ID、用户日期或口令信息。注意，这些仅仅是作为一个例子提供的，本发明可以实施任何适当的存储结构。
尽管本发明已经参考优选实施例进行了描述，本领域的技术人员将了解，在没有脱离本发明的精神和范围内可以对形式和细节进行修改。
Claims (21)
1.一种打印机或层压器，包括：
供给装置支撑；
打印机或层压器包括：
旋转安装在供给装置支撑内的芯；
色带缠绕在芯上；
可变的ID标签电路安装到芯上并包括存储器和具有天线的射频电路，所述存储器存储涉及供给装置参数的信息，所述射频电路为改变存储内容接收射频信号；
打印头接受色带；
射频发射机/接收机位于ID标签电路附近；
控制器连接到射频发射机/接收机，并使用射频发射机/接收机将选择的参数写入存储器；
编码器临近芯并具有输出信号，该输出信号被用来确定芯的旋转位置。
2.按权利要求1所述的打印机或层压器，其特征在于包括：
密钥卡输入装置，用于接受编码的密钥卡，以便只允许具有适当密钥卡和在存储器中的密码的控制器操作。
3.按权利要求1所述的打印机或层压器，其特征在于：
色带包括多个单独板；
ID标签电路包括涉及剩余在色带上的至少一个板的信息和剩余色带长度的信息。
4.按权利要求1所述的打印机或层压器，其特征在于色带是热染料色带，存储器包括作为参数之一的色带的燃料密度。
5.按权利要求1所述的打印机或层压器，其特征在于供给装置支撑对应收带滚轮或供给装置滚轮。
6.按权利要求1所述的打印机或层压器，其特征在于存储在存储器中的信息至少包括下述参数之一：色带染料密度、剩余色带长度、已用板数、已用色带长度。
7.按权利要求1所述的打印机或层压器，其特征在于：
芯包括第一电触点；
编码器包括至少与第一电触点间歇接触的第二电触点，用于测量芯的旋转运动，以及，输出信号涉及间歇接触。
8.按权利要求1所述的打印机或层压器，其特征在于编码器包括检测芯的旋转位置的传感器，并提供输出信号。
9.按权利要求8所述的打印机或层压器，其特征在于传感器从电触点传感器、光学传感器、磁传感器构成的组中选择。
10.按权利要求1所述的打印机或层压器，其特征在于包括密钥卡输入装置，用于接受编码的密钥卡，其中，控制器按照密钥卡密码和存储在存储器中的密码之间的比较控制打印机或层压器的操作。
11.按权利要求1所述的打印机或层压器，其特征在于天线向可变ID标签电路提供功率。
12.一种打印机或层压器，包括：
供给装置支撑；
打印机或层压器包括：
旋转安装在供给装置支撑内的芯；
色带缠绕在芯上；
可变的ID标签电路安装到芯上并包括存储器和光敏电路，所述存储器存储涉及供给装置参数的信息，所述光敏电路为改变存储内容接收光信号；
打印头接受色带；
光信号发射头位于光敏电路的附近；
控制器发射选择的参数，以便使用光信号发射头将选择的参数写入存储器。
13.按权利要求12所述的打印机或层压器，其特征在于光敏电路对红外光和可见光敏感。
14.按权利要求12所述的打印机或层压器，其特征在于光敏电路相应稳定状态的光，该稳定状态的光随光的相移或频移变化，以便接收或中继信息。
15.按权利要求12所述的打印机或层压器，其特征在于色带是热染料色带，存储器包括色带的染料密度信息。
16.按权利要求12所述的打印机或层压器，其特征在于包括：
密钥卡输入装置，用于接受编码的密钥卡，以便只允许具有适当密钥卡和在存储器中的密码的控制器操作。
17.按权利要求12所述的打印机或层压器，其特征在于编码器临近芯并具有输出信号，该输出信号被用来确定芯的旋转位置。
18.一种打印机或层压器供给装置，包括：
可旋转地安装到供给装置支撑的芯；
色带缠绕在芯上；
可变ID标签电路安装到芯上，并具有存储涉及供给装置参数信息的存储器。
19.按权利要求18所述的供给装置，其特征在于可变ID标签电路包括具有天线的射频通信电路，用于接收射频信号。
20.按权利要求18所述的供给装置，其特征在于可变ID标签电路包括光敏电路，用于接收光信号形式的信息。
21.按权利要求18所述的供给装置，其特征在于存储装置中的信息至少涉及下述参数之一：
色带的剩余量、色带已用量、色带张力、染料密度、已用板数、供给装置的供应商、供给装置的保存期、打印头电压、供给装置的尺寸、密码、用于供给装置的打印机设置、供给装置的层压器设置、基片参数、供给装置互锁参数。
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