CN1650323A - 卡片彩色印刷的方法和机器 - Google Patents

Abstract

一种对塑料卡片进行色带热敏印刷和/或磁性编码的方法，特别是对预付卡、智能卡、芯片卡等的操作，运行中检测色带颜色、控制热敏印刷的热能馈给，并驱动印刷、编码和检测，其中，磁性编码的实现位置在热敏印刷位置的上游，颜色检测的实现位置处于磁性编码和/或热敏印刷之间，并在颜色检测的同时进行热敏印刷。

Description

卡片彩色印刷的方法和机器

技术领域

本发明涉及塑料卡片、特别是预付卡、智能卡等的彩色印刷和磁性编码方法。

本发明还包含实现所述方法的一种紧凑、可靠、高效、低价的印刷机器。

背景技术

众所周知，在所谓智能卡的各应用领域内，有着巨大、快速的发展和商业应用。

因此，同样地众所周知，近20年左右实践着不同的技术用于塑料卡识别，使它的制作、系统和机器有着并驾齐驱的发展。

所述方法、系统、机器等的领域现在是一天一个样地可称为是专利集聚的领域。

在这一现代的和不断改进的技术领域内，最重要的方面需着重指出下面几点：

1)磁性编码；2)热敏印刷；3)色带颜色检测；4)热敏印刷热能馈给控制。

关于1)有着大量专利，比如WO/0016235、美国专利U.S.Patent5,914,522等，它们大多涉及包括磁性编码器在内的有关塑料卡片印刷机设计上的机械复杂性。然而，磁性编码通常是在印刷之后(制卡行程中的下方、下游工序)进行的，因此存在这样的缺点，印刷良好的卡片由于遭受差的编码被否定地筛选淘汰掉，这造成了不可忽视的浪费。

至于2)项，这里限制于述及U.S.Patent No.5,486,057。

欧洲专利申请出版物No.0 299 653 A2涉及热敏印刷的方法和装置以及相关的印刷头热能馈给。

对色带颜色检测已提出和实现了几种系统和方法，说明这些方面的诸如有Wo 00/34050、EP出版物No.0 189 574 A2和No.0 624 480以及法国专利出版物No.2 783 460 A1。

英国专利申请No.2 258 550A、国际专利出版物WO 96/06739和EP出版物0 573 336 A1涉及通过对印刷头的热能馈给控制来实现热敏印刷控制。

而且，到现在，利用基于CPU(中央处理单元)的电子系统已可操纵整个的印刷、编码、颜色检测和印刷头热能控制，并且在每项控制方面均可实施SW(软件)驱动程序，可以在同一时间执行各种功能，使全部控制组合到一起实时运行。

执行多种任务时所有这些驱动程序计算很复杂，要求使用性能愈强和资源愈多的CPU，这通常是费钱和难管理的。

因此，已出版的专利文献中所说明的那些方法和装置在表明它们具有若干优点的同时，也有着许多决定性的和视实用情况的不方便地方。除了上面说到的主要缺点，常规印刷机器的纵向长度至少必须是卡片主体尺寸的4倍。

本发明的第一目的是提供一种通行的方法，它可解决先有技术特别是按照上述各专利之先有技术方面的缺点和欠完善地方。

本发明的另外目的是提供一种能实现所述方法的紧凑、可靠、高效和低价的印刷机器。

发明内容

本发明涉及一种方法，通过检测色带颜色、控制热敏印刷头热能馈给以及驱动所述的印刷、编码和检测，用以实现卡片彩色热敏印刷和/或对卡片特别是预付卡、智能卡、芯片卡等的磁性编码。

按照本发明的第一特征：a)所述编码的实现其空间位置处于所述热敏印刷工序的上游端；以及，b)颜色检测在空间上发生于所述编码与印刷之间，并与所述印刷同步运行。

典型地，上述步骤a)的实现借助于编码与印刷的严格对位，尤其是编码与印刷之间的距离做到了可小于卡片的主体尺寸。步骤b)的特征在于，颜色检测位置的平面在垂直方向上高于水平面对齐的编码平面和印刷平面，从而可使编码与印刷之间的间隔长度以及颜色检测超出印刷的高度这两者都最小。

有利地，编码、印刷和检测可以由可再编程的硬件(HW)(例如是FPGA)控制，而热敏印刷则借助于空间-时间卷积算法通过控制印刷头热能馈给进行控制。

本发明包括一种紧凑、可靠、高效和低价的印刷机器，其特征在于：从卡片输送器到卡片下线器之间沿着卡片行程路径，编码器在空间上处于热敏印刷头的上游，相隔距离不大于卡片的主体尺度；颜色传感器位于所述编码器与印刷器之间，但它的平面位置高于卡片路径线内包含的所述编码器和印刷头的平面位置；以及，当传感器与印刷头之间的空间距离使印刷机器的长度和高度两者都最小时，该空间距离等于色带的色盘主尺寸。

本发明的另外特征在本说明书末后的权利要求书中叙述，但在此需结合进来予以考虑。

附图说明

本发明的各种特点和优点从下面对于附图所代表的实施例的说明中，将体现得较清楚。附图中：

图1是按照本发明的总体系统方框图，其中，在所述编码步骤与印刷步骤两者间的严格配合下，待加工的卡片(C)经受磁性编码(1)和热敏印刷(3)，与此同时，在颜色检测与热敏印刷的严格配合下，色带(R)经受颜色检测(2)和热敏印刷(3)。本发明的总体系统包含图1内下部的整体操作系统(OS)部分和上部的整体处理块(OP)部分。操作系统OS中，卡片(C)的处理是首先经受磁性编码(1)，其次经受热敏印刷(3)，而色带(R)输送到颜色检测(2)和热敏印刷(3)。

图2是操作系统OS的流程图；

图3是按照本发明的装置的部分前视图；

图3A是具有最大尺寸的卡片C的顶视图；

图3B是带有3个色盘的色带R的透视图，最大尺寸为B；

图3C是示明传感器2中心点X2与印刷头中心点X3之间的距离B，在中心点X2上理想地发生色带颜色检测，中心点X3对应于印刷头的瞄准线，B是色盘的最大尺寸；

图4是对卡片热敏印刷头和磁性编码器那样的系统进行控制的传统式电子电路板结构；

图5是本发明中实施的创新结构，这里的I/O(输入/输出)外围基本上由可再编程HW进行控制；

图6是按照本发明优选实施例的颜色传感器示意图；

图7是图6中颜色检测器的控制用HW的方框图；

图8是接收器接口内实现的图7中所示HW单元的方框图，用以使接收器单元输出的信号较完善；

图9是表明图6中所示颜色检测器工作的流程图；

图9a是图9流程图中所示传输顺序的展开；

图9b是颜色检测器驱动程序用的判决表，用以表明传输顺序期间得到的信息；

图10是热敏印刷头(TPH)方框图；

图11是印刷头的控制信号；

图12是HW驱动器的方框图，引导印刷头的热能馈给控制；以及

图13是算术逻辑单元，对传输到印刷头上实现4个印刷阶段的数据流进行计算。

具体实施方式

本发明的第一特征在于，编码(1)和印刷(3)在空间上水平面对齐，编码(1)在印刷(3)的上游；而颜色检测(2)在空间上处于所述编码与印刷之间，其平面位置在垂直方向上高于包含印刷头和编码器的平面位置。

由于磁性编码和热敏印刷共用印刷机器纵向尺寸上一个共同部分，两者都参照同一个位置定准的光电元件(图中未表明)，所以，在此基础上有可能使磁性编码(1)和热敏印刷(3)的运行严格对应。

对照起来，常规的定位中，印刷机器纵向总尺寸至少是卡片长度的4倍。事实上，一个卡片长度保留给卡片输送器(CF)，两个卡片长度保留给热敏印刷，再一个卡片长度保留给磁性编码。

因此，对于本发明中这三个工作元素的总体空间新布置来说，机器的总长度不超过卡片长度的3倍，这表明空间长度可减少25％。

与此同时，如图3中所示，颜色检测器(2)位于编码器(1)与热敏印刷头(3)之间。颜色检测器(2)与热敏印刷头(3)之间的距离必须严格等于色带色盘最大尺寸(长度)B(图3C)，以使得色带在热敏印刷头(TPH)下有(意想不到地)精确的同步。借助于例如步进式编码器那样的位置传感器，不再需要将色带从传感器的校准位置处移动到印刷位置上。

颜色检测器(2)相对于热敏印刷头(3)的定位示明于图3和图3C。图中，X2指传感器中心点，X3指印刷头中心点，X2至X3的距离标记为B，也即是色带R上色盘P的主尺寸(图3)。图3和3B中，R01和R01指色带筒的轴辊。

如图1的顶视图中所示，本发明的系统中包含整体处理块OP，它包括中央处理单元CPU，用以控制：与磁性编码器关联的驱动器D1；与颜色传感器(2)关联的驱动器D2；以及，与热敏印刷头(3)关联的驱动器D3。所述处理块(OP)控制下部的操作系统OS。

按照本发明的优良特点能立即考虑到，所有驱动器可以由可再编程HW(硬件)实现，将程序装载入周知的现场可编程门阵列(FPGA)装置内，尤其是，FPGA装置能基于SRAM(静态随机存取存储器)技术。

回到本发明中总体系统内的操作系统OS上(图1)，可以理解到，进入印刷机器操作系统OS的卡片C的路径分三个支路，即：

a)路径1：从卡片输送器(CF)出来的卡片经过线路CF_1进入磁性编码(1)，再经过线路C1_3进入热敏印刷头(3)，最后经过线路C3_D到达终端的卡片下线器(CU)。

b)路径2：从卡片输送器(CF)出来的卡片不经过磁性编码(1)，先经过线路CF_3进入热敏印刷头(3)，再经过线路C3_D到达所述卡片下线器(CU)。

c)路径3：从卡片输送器(CF)出来的卡片经过线路CF_1进入磁性编码(1)，再经过线路C1_D到达所述卡片下线器(CU)，它不经过热敏印刷头(3)。

来自色带输送器(RF)的色带(R)经过线路RF_2到达颜色检测器(2)，并经过线路R2_3到达热敏印刷头(3)，再去往色带回收器(RR)。

图2示明上述两种处理(卡片流程和色带流程)的流程图。

在流程处理开始后，来自卡片输送器CF的卡片C根据它是否已受到磁性编码(1)而分成不同的两条路径。

路径CF_1

经过路径CF_1，卡片进入磁性数据编码阶段(1A)(数据写入至由用户选择的磁迹上)，此后立即进入磁性数据译码阶段(1B)(读出和检验写入的数据)；随后在判断阶段(1C)中判断读出数据是否正确，如果正确则准备经受热敏印刷(3)。在写入数据的译码检验阶段(1B)卡片不被通过的场合，再一次尝试编码(1A)和译码(1B)，直至尝试到预定的最大次数，总不被通过时便判定卡片有缺陷，便将它剔出。

路径CF_3

不要求磁性编码时，卡片可直接快速地前进到热敏印刷阶段，这样，不经过不必要的编码阶段，提高了效率。

磁性编码之后卡片又分成两条路径。

路径C1_3

经过路径C1_3后卡片去往热敏印刷(3)，其运行与色带(R)的运行一起进行。在每个色盘印刷的开始点上，卡片处理与色带处理同步进行。卡片到达印刷位置起始处时，在颜色检测器(2)的控制下色带随着到达印刷下一个色盘的开始处。

色带的所有色盘都印刷之后，卡片经过路径C3_U到达卡片下线器(CU)。

路径C1_U

磁性编码(1)后不需要热敏印刷(3)时，卡片经过路径C1_U直接输送到卡片下线器(CU)上。

对于图2上的流程图又可以理解到，系统具有方便的灵活性：不但可避免印刷不需进行印刷的卡片，也可避免印刷编码不良的卡片，显然，可节约色带、时间和热能。对于不需编码的卡片则可以直接去印刷。

实现驱动器处理的可再编程HW

在实施塑料卡片热敏打印和/或磁性编码时用于控制的电子系统中，先有技术具有的独特灵活元素在于，可以由中央处理单元执行有关的SW(软件)代码。但在那些电子系统中，HW(硬件)资源一旦确定，功能改进只能从执行软件代码的运行中得到。

图4表示传统的非可再编程HW的一般结构，其中，I/O(输入/输出)外围(去传动机构和传感器的接口)由标准的非可再配置部件(对它们基本上是周知的)的合适配置确定。通常，它包含典型的中央处理单元CPU、系统总线(37)、数据存储器(35)、代码存储器(34)、I/O外围(30)、使传动机构驱动器(39)启动，以及从传感器接口(40)上接收传感器(32)来的信号。

对这种常规结构人们熟知它不适合于给出可再编程的HW；的确，它们在功能升级或程序调整上绝对地缺乏灵活性。

此类结构不能够随时间进程增加、改进、更正HW功能。

这方面之所以有很大限制，尤其是由于下列原因：

1)电子系统有更高的发展速度；

2)在工程实施阶段没有考虑到的HW缺陷方面的问题在制成的板卡上不能够解决；

3)制成之后不再能实现另外的性能变化或是改进实际HW的解决办法。

本发明的一个方面在于，操作系统(OS)和整体处理(OP)的结构能够基于采用称为现场可编程门阵列(FPGA)装置来实现HW技术，其HW配置能够在所谓的“在线系统编程(ISP)”中予以规定。

HW的此种ISP配置在中央处理单元的控制下能够对FPGA装置作出配置，可通过SW下载比特流，该比特流可以是先前存储于系统中非易失性存储器(图5中的41′)内的。

图5表示按照本发明的可再配置HW的一般结构，其中，I/O外围(30′)(通过合适驱动器(39′)与传动机构(31′)间的接口以及通过传感器接口(40′)与传感器(32′)间的接口)现在由这样的装置构成，其配置可以通过HW配置接口(42′)经中央处理单元(CPU)下载，从专用存储器(硬件配置存储器(41′))中读出配置文件。

归纳起来，本发明的可再编程HW的获得可简单地以在线系统可编程的和可再配置的装置(基于FPGA的SRAM)取代标准的I/O外围，并在先有技术的方框图中引入HW配置存储器(41′)以及处于FPGA与CPU之间的合适接口。

更新HW的程序由下面的步骤组成：

1)用印刷头BIOS(操作系统初始化引导)给予的合适功能可给出更新HW配置存储器(41′)的可能性，其文件将对应HW功能的新版本；

2)在初始化周期内，CPU通过合适接口(42′)将存在于HW配置存储器(41′)内的更新版本对可再编程HW(30′)作出配置。

HW可再配置的基本优点如下：

a)新产品能较短时间内上市；

b)具有更新、改进和调整HW功能之能力的电子板卡已经出现在市场上；

c)在HW层级而不是Sw层级上实现新功能的能力，容许CPU解脱掉对一定数量任务的运行，这有可能做到系统性能的总体改进以及复杂装置的实时处理控制。

因此，本发明的再一个优点在于，整体处理块(OP)能基于先前说明的技术，使每个关键的运行由可再配置FPGA内的SW执行，通过HW驱动器进行控制。

需要强调的真正重要方面在于，通过应用机器本身标准连接端口上的软件下载工作，在用户侧现在也能够更新驱动器的HW配置。

下面的节段内将说明各个驱动器的运行，着重于单色印刷时的颜色传感器控制和热能馈给。

颜色检测

可取地，颜色检测器(2)的结构有利地可如图6中所示来实施。

色带(R)在实现热敏印刷(3)之前先通过发射器单元(Tx)与接收器单元(Rx)之间的空间，再进入颜色检测器(2)。色带的确认由接收器(Rx)根据辐射光线成分中给出的解释性信息实现，辐射光线能透过其面前的色带R上具有的滤光层。

优选的和有利的颜色检测器(2)示明于图7。

如先前所述，颜色检测器(2)由发射器单元(Tx)和接收器单元(Rx)构成，一个HW接口(TxI)针对发射器单元(Tx)，一个HW接口(RxI)针对接收器单元(Rx)，驱动器(D2)的内部分成至少两个子单元，一个子单元(TxD)控制发射器的功能，另一个子单元(RxD)控制接收器的功能。

发射器单元(Tx)由三个LED(发光二极管)组成，分别发出红(Tx#1)、绿(Tx#2)和蓝(Tx#3)光。

根据发射器驱动器(TxD)给出的控制信号，由存在于发射器接口(TxI)内的电源开关激励各个LED。

每个LED辐射的光强度通过系列的调光片(图中未示出)进行控制，它们的调整是使用特定的校准设备按校准程序进行的，由于这方面可认为众所周知，不需更细的说明，所以在本文件内不加叙述。

发射器驱动器(TxD)由一个有限状态装置(FSM)组成，它被周期性地触发，顺序地驱动红绿蓝Tx#1、Tx#2、Tx#3 LED，每个激励脉冲的持续期TLED为20微秒。此种激励时间TLED的确定是根据光电检测器的响应时间特性。

接收器单元(Rx)由三个对等地大的条状光电检测器Rx#1、RxE2、RxE3组成，其每一个对应一个发射器，机械位置上它们面对各自相关的发射器。

接收器接口(RxI)的工作如图8的电路方框图中所示，它起信号处理HW的作用。

接收器单元(Rx)输出的信号标记为S_IN，首先进入RX_F1的增益放大器(G)方块，产生信号S1，其动态范围较接近电源电压范围。

然后，信号S1进入AC去耦器方块RX_F2，它滤波得到频率10kHz以上的信号S2，信号S2进入峰值检波器方块RX_F3，得到信号S3，它是信号S2所能达到的最大值信号。

然后，信号S3进入取样-保持方块RX_F4，它在对应于发射器激励的时间内对信号S3取样，得到信号S4。此后，在门限比较器方块RX_F5内将信号S4与处于电源电压范围内中间值上的门限电压进行比较，在发射器激励脉冲终结时将比较结果存储入寄存器方块RX_F6内。

对RX_F4(取样与保持)和RX_F6(检测结果寄存器)两个方块馈入LED赋能信号。

本发明的再一方面是使发射器单元和接收器单元实现它们具有严格的控制和对应的运行，借以始终保持向中央处理单元通知关于色带移动时其颜色状态的信息。

全部颜色检测器(2)的控制和对位动作都安排给HW可再编程驱动器(D2)，它可取地按有限状态装置(FSM)(众所周知)进行工作。

此种颜色检测器-FSM的工作情况可借助例如VHDL那样的硬件描述语言(甚高速集成电路硬件描述语言)予以说明，简单地解释该行为的流程图示明于图9。

图9表明颜色检测器驱动器(D2)对图7中所示颜色检测器(2)实施控制的工作情况。

具体地，如图9A中所示的流程图详细表明，由触发发射器激励顺序(Tx_SEQ)的触发发生器(TG)周期性地激励颜色检测器。

发射器激励顺序(Tx_SEQ)之后是译码阶段(COL_DEC)，在这里，对前一个顺序期间存储的信息进行译码，以确定当前在传感器下面的色带颜色。

图9A中，较详细地表明传输顺序。

图9B中，示明驱动器D2使用的颜色译码表，对传输顺序Tx_SEQ期间得到的信息进行译码。

由可再编程HW得到推算出的色带颜色信息，该HW反复地工作。被周期性激励的该驱动器D2按顺序驱动三个LED Tx#1、Tx#2和Tx#3，并组合这三者相应的响应，应用图9B上的颜色译码表以得到译码的信息。

总之，本节给出了HW可再编程装置方面颜色控制器(2)之驱动器(D2)优选实施例的实现。

该驱动器(D2)控制功能的工作状态十分适合于由HW实施，因为这是反复的控制循环，借助有限状态装置(FSM)能容易地作出描述。

应用硬件描述语言可以方便地将此种FSM工作情况转化成依靠可再编程HW来具体实现。

在HW层级上实践颜色检测器驱动器(D2)的结果，可以解脱CPU执行此硬任务，与此同时，能得到色带颜色的实时信息。

热敏印刷头的能量馈给控制

可以预想到，卡片热敏印刷的核心问题是印刷元素的加热控制。

在说明本发明引入的创新方法对热敏印刷(3)实施控制之前，稍为介绍一些该方面的技术。

塑料卡片的热敏印刷方面，所应用的物理原理是将有色颜料从色带(R)转移到塑料卡片(C)上。

这种油墨转移需要有热能流向印刷元素(DOT)，通常，由陶瓷电阻实现，使油墨分子升温到独立的温度上。

到达转移温度后，还需要另外的热能转移给DOT，以使调节颜料从色带上移动到卡片上时应有的数量。

能实现热转移控制的装置是印刷头(图3中的TPH)，在这里，借助陶瓷微电阻来形成印刷元素(DOT)，理想上，该印刷元素位于接触直线上，以色带为媒介居于印刷头与卡片之间。

图10中，示明TPH作用的方框图。

所述TPH由移位寄存器(SR)组成，确定DOT激励以启动下次印刷所用热能的数据流串行地输入移位寄存器(SR)。这一数据流输入是在上次输入的DOT行正运行加热循环时进行的。

当上次加热循环完成时，在闩锁脉冲的控制下移位寄存器(SR)上当前的数据装载入锁存寄存器(LR)，锁存寄存器(LR)的输出启动向DOT馈电的电源开关。

当作为控制信号的选通脉冲(STR)激发时，由来自锁存寄存器(LR)的数据信号使待赋能的DOT得到馈电，馈电时间长度为选通脉冲(STR)的激发持续时间(T_strobe)，产生的电能为

E_d＝{[(24V)²/R_head]×T_strobe}

理想情况下，各印刷元素没有热能存储，也没有热能干扰；换言之，印刷元素之间是热隔离的。所以，为得到所需热能状态，对必需电能的供电计算十分简单。

然而，当希望获得质量优良的印刷又或在高速工作条件下时，此种理想化是不可行的，这是因为，在印刷这一行与印刷下一行之间有一个很小的延时。

因此，对于DOT热性能完整的数学模型，应考虑到从印刷历程中得到的效果情况以及来自所有相邻的加热印刷元素的热能贡献。

一种简化而有效的数字模型中，考虑到第一相邻区域加热元素的热量贡献以及DOT从印刷头温度上向下降温的历程，并顾及在本行之前的上一行内每个加热元素的活动性。

本发明中实施的加热控制系统考虑到印刷头的非理想性，也即考虑到DOT的热能存储和热能贡献，因而相邻的加热元素会影响一个DOT的印刷区域。

为简化起见，这里对系统的描述限制于单色印刷，其系统称为“DOT热能馈给计算用的空间和时间卷积”。

对应于一个图像水平线，用于每一印刷行的热能馈给可分解成4种基本形式，它们是：

1.局部预热：这样一个加热阶段，它适用于这样的所有DOT，即在当前印刷行上DOT被赋能(对应黑像素)而在上一印刷行上DOT不被赋能(对应白像素)。该预热需要使最凉的DOT升温到印刷头温度。

2.全局预热：这样一个加热阶段，它适用于这样的所有DOT，即须使它们都升温到热转移温度上。

3.印刷加热：这样一个加热阶段，它适用于必须维持热转移温度的所有DOT，这里假定相邻DOT也都赋能，对热转移有贡献，必需的维持时间要做到在全部印刷区域(对于300DPI分辨率来说，区域尺寸为84μm×84μm)内能转移色带油墨。

4.卷积加热：这样一个加热阶段，它适用于那样的赋能DOT，即至少一个相邻元素是不赋能的。该加热适合另外的能量贡献，等效于使能赋DOT的热能转移至有关区域内的相邻DOT上。

图11示明此种控制系统下对热敏印刷头(TPH)的控制信号。

图中，显然地示明DATA0输入信号、串行化时钟、闩锁信号和选通信号。

DATA0串行地输入移位寄存器(SR)，然后，SR的输出存储入锁存寄存器(LR)，最后，选通信号激发，当DATA0为低电平时DOT进入赋能阶段。

所示的4个加热阶段为：

阶段2(P2)对应于全局预热，阶段1(P1)对应于局部预热，阶段4(P4)为卷积加热，阶段3(P3)为印刷加热。

该复杂系统已装载入热敏印刷(3)的HW驱动器(D3)内。

图12示明HW驱动器(D3)的方框图，它引导印刷头的热能馈给控制。

在对应于图像行或图形化RAM内比特图行的每一印刷行上，存储进当前行寄存器集(60)中的前一行数据，于阶段PA期间移存入前一行寄存器集(61)，CPU(图1等)在阶段PB期间将对应于当前图像行的数据馈入当前行寄存器集(61)，以便印刷。

算术逻辑单元(ALU)根据上述4种加热作用计算4种数据序列馈入热敏印刷头。

每个数据序列通过一个串行化单元(SU)馈入TPH，由它控制TPH的控制信号，也即数据、时钟和闩锁三种控制信号。

ALU单元执行图13中所示的计算，将输出馈给驱动器(D3)的移位寄存器。

图13中示明用于得到4种数据流以馈给热敏印刷头的数学程序。具体地，

步骤1对应全局预热阶段，这里，所有DOT都赋能。此种场合下，对热敏印刷头馈给由所有DOT组成的恒常行RC。

步骤2对应局部预热阶段，这里，需要对当前行(RB＝行i)中赋能的DOT以及前一行(RA＝行(i-1))中未赋能的DOT都实施激励。此种场合下，对热敏印刷头馈给由下式得到的行RD：

RD＝RB和(非RA)

步骤3对应印刷加热阶段，这里，将当前行(RB＝行i)传送至热敏印刷头(TPH)进行印刷。

步骤4对应卷积加热阶段，这里，需要对当前行(RB＝行i)中赋能的、而至少一个相邻DOT不赋能的那种DOT实施激励。

此种场合下，对热敏印刷头馈给由下式得到的行RD：

RD＝(RB[k]xorRB[k]＜＜1)或(RB[k]xorRB[k]＞＞1)

每一步骤后，由驱动器通过中断服务程序通知CPU，印刷头准备印刷，然后，CPU指引选通信号对选定的DOT赋能，其时间根据实现每项功能的需要来确定。

总之，本节中提出一种热敏印刷头热能馈给的高效系统。该系统考虑到印刷元素的非理想性，也即每个DOT存在热能存储，以及在相邻DOT之间存在热能干扰。

高效地实现该系统时要求一个相关的印刷头控制部分应用于HW驱动器中。

借助于现场可编程门阵列(FPGA)，已经作出此种HW的一个实施例，所提出的实施例中说明了其结构和基本工作。

再者，该时宜的系统共同设计，HW和SW，允许在性能和印刷质量之间获得优化权衡，保持了足够的另活性，该系统对未来的改进也是开放性的。

为了说明清晰，具体参照附图中示明的实施例对本发明作出解说。显然，在本技术领域内能够做到对所述实施例进行改动、变更和替代等，所有这些都被认为是在下面的权利要求书中规定的范围和精神实质内的。

Claims (16)

1.一种塑料卡片彩色热敏印刷方法和/或塑料卡片特别是预付卡、芯片卡等的磁性编码方法，运行中检测色带颜色、控制热敏印刷的热能馈给，并驱动所述印刷、编码和检测，其特征在于：

a.所述磁性编码的实现在空间上处于所述热敏印刷的上游；

b.所述颜色检测的实现在空间上处于所述磁性编码和/或热敏印刷之间，与所述印刷同步运行。

2.权利要求1的方法，其特征在于，步骤a)发生于编码与印刷之间的第一严格对位下，步骤b)发生于颜色检测与热敏印刷之间的第二严格对位下。

3.权利要求2的方法，其中，编码的实现距离印刷的空间长度不大于卡片主体尺寸，所述编码距离卡片输送点的空间长度等于所述卡片主体尺寸。

4.权利要求2的方法，其中，一方面，编码和印刷处于包含卡片路径线的同一平面(X_Y_Z0)内，另一方面，检测位置的平面(X_Y_Z′，这里Z′＞Z0)处于所述水平面对齐的编码和印刷平面的上方。

5.权利要求4的方法，其中，所述检测位置使得编码与印刷之间的(X_Y)长度及检测高出所述印刷的高度两者都最小。

6.权利要求5的方法，其中，检测高出印刷的空间距离等于色带色盘最大尺寸。

7.权利要求1的方法，其中，控制、印刷和检测每一个步骤由HW再编程进行控制。

8.权利要求7的方法，其中，对热敏印刷的控制是借助于空间-时间卷积算法对热能馈给进行控制。

9.权利要求8的方法，其中，热能馈给分解成局部预加热、全局预加热、印刷加热和卷积加热。

10.权利要求7的方法，其中，可再编程HW的实现借助于使用能工作于在线系统再编程(ISP，在线系统编程技术)内的现场可编程门阵列(FPGA)。

11.一种对卡片进行印刷和编码用的紧凑、可靠、高效和低价的印刷机器，包含：磁性编码器，热敏印刷头，色带颜色传感器检测器，卡片输送器，引导编码器，印刷头和传感器的驱动器，以及控制所述驱动器的中央处理单元CPU；其特征在于，从卡片输送器到卡片下线器的卡片路径上有：

-磁性编码器，空间上位于热敏印刷头的上游，空间距离不大于卡片主体尺寸；

-颜色传感器，位于所述编码器与印刷头之间，其位置平面高于卡片路径线上包含的所述编码器和印刷头的平面；以及

-传感器与印刷头之间的空间距离等于色带色盘主尺寸，该空间距离能使印刷机器的长度和高度两者尺寸最小。

12.权利要求11的印刷机器，其中，热敏印刷的实现借助于由陶瓷电阻性单元(所谓的色点DOT)形成的热敏头，它依靠空间-时间卷积算法的控制得到热能馈给，借此，对每个色点DOT的热转移分解成4种基本形式：i)对所有这样的DOT进行局部预加热，它们在当前行内被赋能而在前一行内不被赋能，借此，所以DOT具有相同的平均温度；ii)使所有DOT进入热均衡状态的全局预加热，用以使油墨从色带转移到塑料卡片上；iii)印刷加热；iv)卷积加热。

13.权利要求11的印刷机器，其中，所述编码器、印刷头和传感器的驱动器依靠可再编程HW技术实现。

14.权利要求13的印刷机器，其中，应用了在线系统可编程(ISP)的现场可编程门阵列(FPGA)。

15.权利要求14的机器，其中，所述FPGA单元的内容可通过EPROM以及与通信总线接口的微处理器进行更新。

16.事实上按照上面所述和所示实现的方法和机器。

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