CN1329546A - 用于彩色热敏打印色带的标识码 - Google Patents

Abstract

用于热敏打印机(10)的色带(12)具有一系列顺序排列的不同颜色(38、40、42、44),它们与卡(24)的位置有关。色带(12)具有各帧(38、40、42、44)的索引标志(58)和对各重复帧序列(38、40、42、44)的指示符。索引标志排列在通过色带(12)的线内并且该标志还可以被编码以单独表示与索引标志的线(58)有关的帧的颜色或其它特征。控制器(22)接收此信息以控制打印机(10)的各种功能。

Description

用于彩色热敏打印色带的标识码

                      背景技术

本发明涉及打印色带和其它色带或卷纸筒的标识编码，这些色带具有不同于其它段的单独段或平板，并必须在打印机或其它设备要求的操作中绝对地被识别。尤其是编码使用在彩色打印色带上的彩色组之间以及在不同彩色的各帧之间，这样就可以对各种功能进行单独的控制。

当前在热敏打印机中使用的热敏打印色带被划分为载有帧、平面、块或图块的不同的彩色染料。热敏打印机需要传感系统，传感系统可以识别所使用的卷筒纸或色带的独立彩色平面或帧的位置，以及各组或各序列彩色染料平面或帧的起始。

色带装在可旋转的压纸卷轴上，并且在打印期间当热敏打印头接触色带并将彩色染料传递到位于色带与压纸卷轴之间并且还随着压纸卷轴运动的卡片或基片上时，色带随着压纸卷轴运动。中央控制器接收表示存在在其上打印信息的卡或其它基片的信号以及接收表示色带的什么色帧位于打印头的下方并用于调节或登记卡和色带的信号，打印序列在中央控制器的控制下执行。

在过去，使用沿色带的侧边的索引标志来表示不同色帧序列是何时开始和何时被重复的，并且还用于表示可传递染料的相邻不同色帧之间的边界。在运行过程中，卷筒纸正转直到检测到索引标志表示可传递彩色的物质处于正确打印位置为止。

对于一组或一序列可重复帧，色带或卷筒纸在打印机控制器的控制下正转和反转以利用色带或卷筒纸上的染料在卡上获得要求的图像。此操作过程进行预定次数，这样就可以使用相同的帧序列打印多个彩色图像。在所有的帧序列被用于打印彩色图像后，卷筒纸正转直到检测到下一个帧序列的索引标志，这样就将帧序列的起点带入正确打印位置。

                     发明概述

本发明在一个方面涉及利用沿色带的长度排列的、位于色带的各帧或各图块之间的、横向延伸的代码标志，对卷筒纸或色带进行标识码的过程。代码最好是可读打印点、打印划线或打印条，它们在单独帧或图块之间并在各重复帧组或帧序列之间经过卷筒纸或色带起始位置的色带的带条横向延伸。代码的位置和分布允许能够感测到宽范围的标识标志，用于确定在色带的起始处的色带段和燃料组标识并表示色带的后续帧或平面的颜色。在本发明的其它方面，这些标志可以用于设置打印头控制器以对色带密度、彩色层的类型以及类似的已知变化调节打印头。同样，代码还提供确保正确安装色带和卷筒纸的信息。还可以利用离散代码识别色带以将卷筒纸或色带记录到特定卡打印机。通过利用确定色带带速或色带拉力的传感器，可以对色带张量进行控制补偿，还允许补偿或改变色带拉力用于适应平面到平面的变化。代码位置允许确定已知的前导边缘、重复帧组、帧系列或帧序列何时被检测。

选择的代码允许各种打印技术应用此代码并允许采用广泛种类的传感器进行解码。在一个实施例中使用已知光源产生的光信号，已知传感器阵列将数字信号送到控制器，产生关于后续帧的信息。利用该传感器，在检测图像的特定位置存在标志和不存在标志提供了应用代码的数字表示，分辨率足以提供比彩色打印机需要的信息多的信息。

在本发明的另一方面，利用白墨水标志可以形成横向延伸的代码带，因此可以使用反射光信号。检测和接收传感器可以位于色带的同一侧。因为横向延伸带或标志对这种编码的信息提供基本空间，所以操作员可以对许多不同的条件提供代码。色带起始处的编码信息可以显示色带或卷筒纸是否与其所安装的打印机兼容，因此对于不同客户的专用色带可以创建不同的色带兼容性。

具有对各独立彩色平面或帧的标志的进一步方面是使用彩色信号，这样就可以指出具有与其它颜色不同密度的颜色，以对打印头功率控制器提供反馈，用于将打印头功率调节到适于被打印的颜色。

本发明的另一个方面是提供一种具有上述标记的卷筒纸，在确定具有索引标志的部分的实际长度的方法中使用打印色带卷筒纸上的标记。

本发明的又一个方面是提供一种通过利用标志识别色带的彩色图块确定打印需要的功率并调节此功率以保证高打印质量的方法。

附图的简要说明

图1示出根据本发明实施例制造的与索引代码一起使用的热敏打印头和色带以及代码传感器的原理图；

图2示出在传送色带上示出信息代码的热敏染料的典型帧图块的平面图；

图3示出具有用原理图示出的一种形式的代码传感器的色带的侧视图；

图4示出第二种形式的代码传感器的图解说明；

图5示出色带或卷筒纸驱动装置和控制装置、用于检测被打印的卡的位置和所使用的色带的位置的传感器原理图解说明；

图6示出其输入端供用于控制各种电机和打印机的各种功能的控制器使用的传感器的原理方框图；

图7示出根据索引标志之间的实际长度提供色带状态的一种方法的方框图；以及

图8示出根据色带染料状态控制热敏打印头的方框图。

优选实施例的详细说明

图1示出采用色带12的带或卷筒纸的打印机10的原理图，色带从送带轴14开始提供、延伸到收带轮16并可旋转的通过驱动打印压纸卷轴18。在打印机控制器22的集中控制下电机20旋转驱动压纸卷轴。

电机17驱动色带收带轮16，电机17还可以同时驱动送带轴并受控于打印机控制器22。

24表示将在其上打印彩色图像的任意要求种类的卡或基片。以传统方式从卡馈送装置23开始提供卡。位于压纸卷轴18的输入端和输出端的驱动导辊26和28支撑卡24并在卡的通路上适当驱动卡24。在打印机控制器22的控制下，通过适当电机30可以同步驱动驱动导辊26和28。弹簧负荷夹送辊与驱动导辊26和28一起使用并以传统的方式控制卡24的运动。

在将信息打印到卡上的操作顺序中，当卡24接近压纸卷轴18时，卡传感器32检测卡的前导边以将位置信息送回打印机控制器22，用于对色带和打印头进行控制和适当定时。

此外，已经示出打印机卷筒纸或色带供给速度传感器，因此离开打印机卷筒纸或色带的送带轴14的卷筒纸或色带的速度已知。速度传感器25包括在送带轴旋转时被送带轴驱动的旋转盘25A以及提供表示卷筒纸或色带送带轴14的速度脉冲的编码器或传感器25B。通过对离开送带轴的帧或平面进行计数可以使旋转信息与色带的剩余量相关，这样传感器25B就可以将色带的速度作为信号输出。

传统热敏打印头34安装在适当支架36上并以常规方式与压纸卷轴18对准。打印色带或卷筒纸12从打印头下方压纸卷轴18的上方通过。当打印头与压纸卷轴之间的卡随压纸卷轴运动时，色带或卷筒纸与卡24对准，在卡24上进行打印。色带还随卡24和压纸卷轴18运动。压纸卷轴18与打印卷筒纸或色带分别位于卡24的相对两侧。

已知打印色带12属于热敏染料升华色带或树脂色带，沿其长度，它可以被划分成独立的、不同彩色帧、平面或图块。这些帧或平面在序列或组内重复。例如，如图2所示，38处的黄色帧或平面被表示为Y。平面38之后是被表示为M的深红色帧或平面。蓝绿色帧或平面40被表示为C。清洁的或透明的帧或平面44被表示为0。然后，在下一个帧序列重复这些颜色。此外，如果需要，可以在彩色帧序列中提供黑色树脂帧或平面。

在本发明中，已知打印色带的宽度，如图2中被表示为W，在各独立帧或平面的末尾以及下一个不同颜色的独立帧或平面的起始部分，存在带46，带46表示其上的索引或代码线58被打印，或相反被记录，这样就可以提供索引标识或索引代码。在此使用的术语标志或标记是指一个或多个或一系列与传感器阵列兼容的方式间隔开的打印点、打印划线或线，这样在索引线或编码线的特定区域内的标志的存在与否可以提供与色带上的后续的一个帧或多个帧(或平面)有关的重要信息。当确定了标志的位置和序列时，根据用户选择的编码方案，标志可以识别后续帧或帧序列或平面序列。

在色带末端的前导位置，存在代码带或线51(参考图2)，代码带或线51用于提供与卷筒纸或色带特性有关的编码信息，这样色带的“量”被表示在色带上或卷筒纸上，此外还提供用于制备卷筒纸的染料组，这样就可以确定彩色帧或平面的特性。如下所述，利用适当的传感器检测代码带51内的信息，该传感器提供反馈到控制器22的信号，作为带51的编码的信息的一个函数，这样沿37处的供电连接指示其提供的功率可以对打印头34提供供电。如果染料组是字体，则需要较多的供电或更多的热量足以进行传递，在需要时，可以对送到打印头的供电进行调节以对打印头内的加热器提供附加供电。

代码带51还可以用于提供数据以保证色带或卷筒纸与它所安装的打印机兼容，这样将色带安装到打印机时就不会产生差错。

用作带上的代码的标志可以是传统的条形编码排列或其它代码，并且所使用的划线或线可以取与色带的纵向平行方向或取与带的横向中心线平行的方向。索引标志线或索引代码标志线在沿卷筒纸或色带横向延伸的带内。

例如，就提供信息的编码序列来说，信息标志序列可以是第5,755,519号美国专利中披露的编码排列，这里一并引用此专利的内容供参考。在色带标志线的一端提供“开始”图块或指示符的编码排列，然后，提供后续平面帧的标识符的线上的代码部分或索引部分线性横向通过色带，而不是第5,755,519号专利所披露的环形配置。与现有技术的识别相比，本发明允许在色带上对更多的信息进行编码。

采用传感器组件50读取红外油墨编码信息，红外油墨编码信息可以表示多个不同类型的信息，包括用于标识代码等的开始的开始位置。传感器组件50包括管状屏蔽罩52，管状屏蔽罩52以合适的方式例如利用托架55安装在打印机机架上。屏蔽罩52在侧壁的适当位置安装红外LED54。

LED 54通过屏蔽罩的壁延伸并被聚焦(如果需要可以使用透镜)，这样红外辐照或红外光的光点56投射到在色带12的各单独帧或平面之间的代码带上或线58上形成的横向代码标志带。在带58上进行红外油墨编码，这样红外LED54就会照亮色带上的辐照点或光点。

将传统设计的红外传感器阵列60安装在被卷筒纸或色带12隔开的适当位置，这样就可以从带58上照亮红外油墨编码接收反射光信号。传感器阵列检测传感器单元上的光信号，例如采用Texas Instrument公司推出的Part No.TSL 401传感器的传感器阵列通常还可以检测是否存在128个像素、分辨率为400dpi的光。对传感器单元或被检测图块内是否存在光进行处理以确定代码长度的区域序列是被喷涂红外油墨还是保持单色。将此信息进行数字化解码，这样就可以确定色带上下一个帧的颜色。将此信息送到打印机中央控制器22。

参考图4，可以看出，还可以改变色带的编码过程以兼容不同类型的传感器。在图4中，所示的色带70上具有白色油墨或反射金属标志或反射金属线72，白色油墨或反射金属标志或反射金属线72可以位于一个横向代码带上。发送与接收传感器组件74提供直接射向色带的光信号76，并且当检测到沿色带横向延伸的白色油墨或反射金属编码带，例如72所示的白色油墨或反射金属编码带时，传感器74将接收反射光束78用于提供在反射的、白色油墨带上被编码的信息。发送/接收光传感器为本技术领域所公知。

白色油墨之前或之后的平面的颜色与反射光的白色带不同。因此，白色油墨带可以与背景区别开，并将提供反射光信号。在利用不同反射图块的横向带内对信息进行编码以表示后续其它信息的平面的颜色。

因此，通过对红外油墨或白色油墨或标记58的代码线进行编码，或者通过利用诸如图2中用原理图示出的黄色LED64的单个传感器读取与色带有关的信息，可以提供可重复帧序列起始的信息。黄色LED表示黄色帧或平面38何时接近压纸卷轴18。

在任何情况下，打印机控制器利用卡前导边传感器32检测的信息和代码带或线58中的信息来保证送入压纸卷轴18的卡24定位，这样卡24就可以位于打印头下方相对于打印色带上的前导彩色帧的正确位置。利用传感器阵列68检测的信息，一旦卡和色带被正确索引，根据要求的程序就继续进行打印操作。

不使用反射型的传感器阵列而使用色带上方的红外LED 54，而是诸如图3所示的光源66的光源可以与所示的光源分别位于色带或卷筒纸的对侧。图3中的色带12A具有在彩色平面或帧之间的带内的条形码序列，并使用穿过图形中的开口空间发射的光作为由传感器阵列68检测的适当的已知条形码。

当制造色带或卷筒纸并在横向带内印刷构成代码的标志时，卷筒纸通常在一个宽轴上，并被纵切为诸如条12的各条时，设置到各条的代码标志或标记线58以适当间隔重复通过宽色带轴，因此，在各条上就有了代码线58。当将纵切的条从宽送带轴上取下或分离时，代码标志会出现在各纵切的条上。因为存在制造容余，即使代码线未准确位于各由宽送带轴纵切的条12上的相同纵向位置，标识代码各线标志的编码序列的开始的标识仍可以确保传感器阵列准确记录信息。即使是在附图中将带或线58示为通过整个色带或卷筒纸延伸，用于进行编码的线的长度仍短于色带的宽度。

代替使用送带轴和取带轴16，还可以使用色带盒，并且用点线62标出此色带盒。在一个可以方便插入打印机的壳体内仅安装色带、取带轴和送带轴。

利用色带或卷筒纸速度传感器，例如在25以及图5中的25和5所示的色带或卷筒纸速度传感器，可以确定图5中所示的色带80的速度，并且利用所使用的传感器阵列82或52，可以将传感器82从两个编码索引带检测的信息以序列的形式用于确定色带的各平面的长度。通过检测速度并测量第一标志带通过传感器82(或者如本发明的其它形式中所示的其它阵列)与表示下一个平面的开始的下一个标志带通过传感器82所经过的时间，控制器可以计算在色带上识别一个或多个彩色平面的带之间的实际长度，该控制器可以是微处理器。所测量的长度是对平面的名义上的或无拉力长度的参考，参考长度将是输入到控制器的参考值，既，色带的张量，因为在图5和图6所示的送带轴电机M1与图5和图6的取带轴电机M3之间产生张量。通过调节电机M1和M2的力矩调整卷筒纸张量的量，以对色带张量进行补偿。所测量的张量可以用于对打印期间的色带进行控制以确保使用此颜色的整个平面。已知色带或卷筒纸的速度以及在检测的各纵向索引标志之间的通过时间，在制造时就可以对打印机色带的长度变化进行补偿，因为可以实时确定各平面的长度。如果彩色平面的长度比正常长度长或者短，则可以驱动打印头的压纸卷轴，这样整个平面就在打印头下方运动。如果彩色平面更长或更短，可以利用控制器对驱动的压纸卷轴进行调节。

图5中的传感器82与(S2)与用于定位索引标志带、在图5中被表示为84(S3)以及在图1的传感器阵列60中被表示为32的卡边缘传感器之间的配位排列可以用于利用色带80上彩色平面或彩色帧帧或彩色平面系列的前导边缘准确对准图5所示的卡86的位置。

如上所述，还可以对各单独颜色进行不同的编码，这样可以识别各平面颜色，并且对于存在的不同密度的颜色，利用图6所示的控制器22，对沿电源控制线送到打印头加热器(P和34)的供电进行调节。例如，橙黄色比黄色浓，因此需要更多的能量。控制器将提供此能量。

控制器22还可以对色带张量进行补偿，并可以根据色带强度在运行期间根据需要调节色带拉力。根据张量的大小并根据通过一个平面(或通过全部平面系列)花费的时间确定色带强度，利用速度传感器25可以检测色带的速度。速度传感器25还可以对剩余在送带辊上的色带直径的差值进行补偿。

如图7所示，图7示出根据所测量的可用于本发明的索引标志的平面长度调节驱动器的过程。

正如在方框200内所述的那样，第一步是确定色带速度，然后色带上两个索引标志之间的色带的通过时间，如方框202所示。利用控制器22内的内部块测量此通过时间，控制器22可以是微处理器，此通过时间即对色带上的一个索引标志的开始信号与另一个索引标志的停止信号的响应。应该注意，这些索引标志不必一定仅是一个帧或平面长度，对于各种不同的情况，如果需要也可以是几个帧。一旦开始进行测量，微处理器就利用基于时间、距离和速度的直接运算方法计算所检测的索引标志之间的色带长度。此步骤示于方框204。

在方框206内示出，对索引标志之间的计算长度与基准长度(例如由制造商提供的正常长度)或与被作为基准长度提供的某些其它输入进行比较的过程。

在方框206内进行的比较过程可以用于通过控制器22调节电机M1和M2对色带拉力进行调节，它们的相对速度显示在方框208。

此外，如方框210所示，通过利用某些其它信息(例如：色带厚度以及色带的材质)计算色带张量可以确定色带强度，或如方框212所示，可以对压纸卷轴的驱动速度或驱动片的长度进行调节，这样根据打印头下方色带彩色平面或帧的实际长度知识，即使此平面被延伸或略小于正常长度，通过调节压纸卷轴的运动仍可以确保将全部彩色平面用于打印。这可以由各彩色平面独立进行。此外，可以检测色带拉力并用于调节过程。

此外，如图8所示，图8示出调节打印头热功率或加热器功率的过程，该调节过程包括根据索引标志确定色带染料量(如块220所示)，然后，调节热功率送到打印头(如块222所示)。此调节过程还可以根据根据索引标志确定平面彩色密度的过程进行(如块224所示)，此确定过程然后被用于调节打印头的热功率。

因此，该方法可以用于根据在特定时间打印的颜色实时调节打印头的功率。

上述说明简单说明了标志的横向延伸代码线如何允许提供大量信息的，但是也可以使用其它排列。可以用于提供代码线58的油墨可以是与其它油墨不同频率的发荧光的油墨。因此代码线可以由几种不同的对频率敏感的油墨构成，使用选择频率光的传感器将响应特定油墨，因此，通过检测油墨发荧光的频率可以识别帧。因此，不同的频率响应可以表示不同的位置。

利用代码标志的横向延伸带或线可以允许大量指示符组合使用。这些线可以是只具有分开传感器的帧指示符，用于每一序列的开始；这些线可以被编码用于表示帧和重复帧序列的起始，并且这些帧具有这种帧序列的起始信号的单独指示符代码；可以使用单独传感器对仅用于表示重复序列起始的各帧和横向代码线进行检测；或者，对于其使用横向代码标志线的各颜色，可以使用单独传感器表示可以对重复序列和各帧的起始进行编码。

控制器22可以对代码信息进行处理，因此可以将正确颜色打印到卡上或基片，例如纸张上。编码信息的其它用途包括识别对当前打印业务安装了正确色带或者识别对特定打印机安装了正确色带。此外，标志的前导带可以提供表示色带被正确插入打印机，即不反向、不颠倒或不逆向的信息。

所披露的编码过程允许纵切宽色带而不产生浪费，因为色带的所有侧边部分均不需要用于进行编码或索引标志。此外，利用本发明还可以提高精度，因为各帧在被用于打印前被检测系统检测。

尽管参考优选实施例对本发明进行了说明，但是本技术领域的熟练技术人员明白，在不脱离本发明的精神和范围内，可以在形式和细节对发明进行变化。

Claims (20)

1.一种打印机，包括：打印头、打印压纸卷轴、打印色带，打印色带具有：在其上的多个顺序帧，在色带上形成、至少标识一个选择的帧的代码，该代码包括在色带的横向方向延伸的可标识标记序列；以及传感器阵列，用于检测标记序列并提供用于控制打印压纸卷轴和打印头的信号。

2.根据权利要求1所述的打印机设备，其特征在于标记包括色带上的打印代码标志。

3.根据权利要求1或2所述的打印机，其特征在于色带具有：对红外敏感的油墨，形成包括代码的印刷标记；红外光源，指向红外油墨；以及传感器阵列，用于确定在已知位置存在红外油墨以提供表示与编码标记的线有关的帧的信号。

4.根据权利要求1所述的打印机，其特征在于标记包括在经过部分色带的线内的一系列打印标志，传感器包括对准标志线并位于色带的第一侧的光敏接收机和位于色带另一侧用于照亮标志线的光源，标志防止光的传输通过色带。

5.根据上述权利要求之任一所述的打印机，其特征在于送卡器，用于将卡送到压纸卷轴；传感器，用于检测卡的前导边缘并向打印机控制器提供信号以使色带和卡同步。

6.根据权利要求1所述的热敏打印机，其特征在于标记包括：对频率敏感的油墨，用于响应选择频率的光；第二标记线，响应不同的光频率以将一个帧与另一个帧识别开。

7.一种卷筒纸，包括：卷筒纸具有纵向长度和横向宽度并沿纵向长度被划分为多个图块，并且至少用于标志某些图块的标识码包括沿卷筒纸上的横向线方向延伸的位于卷筒纸上的一系列选择标志。

8.根据权利要求7所述的卷筒纸，其特征在于标志包括印刷在卷筒纸上的标志。

9.根据权利要求7或8所述的卷筒纸，其特征在于标识标记被印刷在卷筒纸上各图块相对于在使用期间卷筒纸的运动方向的前导端。

10.根据权利要求9所述的卷筒纸，其特征在于图块包括可重复已知序列内的不同彩色热敏染料的各帧，起始代码，用于表明每一重复序列的起始。

11.一种用于在基片上打印图像的打印机，包括：可旋转的压纸卷轴，用于接受并移动基片；打印头，与压纸卷轴相邻并可以选择性地在基片上打印图像；可装卸卷筒纸，具有一系列以重复序列排列的可转移印刷材料的不同颜色的帧，所述卷筒纸在其上具有表示相邻帧之间边界的索引标志，索引标志沿通过卷筒纸的横向延伸的线排列；传感器，当卷筒纸在压纸卷轴的引导下移动时，用于检测和识别索引标志。

12.根据权利要求11所述的打印机，其特征在于控制器，所述控制器接收代表卷筒纸通过打印机的速度的信号；传感器，检测选择的一个表示与卷筒纸的速度相关的各边界的索引标志的通过时间，以确定色带上选择的各边界之间的长度。

13.根据权利要求12所述的打印机，其特征在于利用控制器对确定的长度与相同的各选择边界之间的名义上的长度进行比较以确定卷筒纸的张量以及平面的长度变化。

14.根据权利要求11所述的打印机，其特征在于打印机为热敏打印机，它具有加热打印头，所述卷筒纸具有多个被索引标志分离的不同彩色平面，其中，卷筒纸包括表示卷筒纸上彩色平面染料组的索引标志线，控制器包括对打印头的热控制，所述控制器调节对打印头的热控制作为表示色带上的染料组接收的信号的函数。

15.根据权利要求14所述的打印机，其特征在于打印机或者使用树脂彩色色带或染料升华打印色带，并且加热的打印头与选择的色带兼容。

16.一种确定打印机色带的实际长度的方法，打印机色带具有沿色带长度间隔的索引标志并在纵向方向被驱动，包括：当色带在纵向方向移动时确定色带的速度；当色带在纵向方向移动时确定各选择的索引标志之间的色带长度的通过时间；使此速度信号与所述各选择索引标志之间的通过时间相关，以在色带在纵向方向移动时确定各索引标志之间的色带的长度；将确定的长度与各索引标志之间的基准名义长度进行比较。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于包括使根据确定的长度的变化确定色带的强度时的长度与基准长度相关。

18.根据权利要求16或17所述的方法，其特征在于通过调节安装在色带的送带轴和取带轴的电机可以调节色带的拉力。

19.一种热敏打印方法，使用具有功率调节的功率消耗热敏打印头，用于从色带传递彩色染料，该方法包括：色带上的识别标记与色带上的染料标记相关；调节对打印头的热控制以提供与色带上的标记显示的染料有关的功率。

20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于包括：在各彩色平面的起始处设置标识符；检测标识符以识别色带上的各彩色平面的颜色；以及根据输入被索引标志识别的进入打印头的特定平面颜色调节对打印头的热输入。

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