KR20230096075A - 온도 및 픽셀 밀도 보상 기능이 있는 플라스틱 카드 인쇄 시스템 - Google Patents

온도 및 픽셀 밀도 보상 기능이 있는 플라스틱 카드 인쇄 시스템 Download PDF

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Abstract

본원은 열적 프린트헤드의 온도 및 인쇄될 픽셀의 밀도에 기반하여 열적 프린트헤드의 개별적으로 활성화 가능한 가열 요소 각각의 활성화가 조정되는 플라스틱 카드 상의 열적 인쇄를 개시한다. 각 픽셀에 대해 상기 프린트헤드 온도 및 인쇄할 픽셀의 픽셀 밀도는 해당 픽셀을 인쇄하기 위해 가열 요소를 활성화시키는 스트로브 펄스 길이를 조정하는데 사용된다. 프린트헤드 온도 및 픽셀 밀도를 모두 보상함으로써 결과로 초래된 인쇄된 밀도의 더 엄격한 허용 오차가 달성된다.

Description

온도 및 픽셀 밀도 보상 기능이 있는 플라스틱 카드 인쇄 시스템
본원은 열적 프린트헤드(printhead)를 사용하고 인쇄되는 각 픽셀의 밀도와 프린트헤드 온도를 모두 보상하는 플라스틱 카드의 열적 인쇄(thermal printing)에 관한 것이다.
열적 프린트헤드를 사용하여 플라스틱 카드에 인쇄하는 것이 알려져 있다. 열적 프린트헤드는 각각의 가열 요소에 대해 결정된 스트로브 펄스(strobe pulse) 길이에 기초하여 개별적으로 활성화되는 복수의 개별적으로 활성화 가능한(energizable) 가열 요소를 포함한다. 스트로브 펄스 길이에 기초한 열적 프린트헤드에서 가열 요소를 구동하는 예가 미국 특허 제5,087,923호에 개시되어 있다.
본원에는 열적 프린트헤드의 온도 및 인쇄할 픽셀의 밀도에 기반하여 열적 프린트헤드의 개별적으로 활성화 가능한 가열 요소 각각의 활성화가 조정되는 플라스틱 카드의 열적 인쇄가 개시된다. 각 픽셀에 대해 상기 프린트헤드 온도 및 인쇄될 픽셀의 픽셀 밀도는 해당 픽셀을 인쇄하기 위해 가열 요소를 활성화시키는 스트로브 펄스 길이를 조정하는데 사용된다. 프린트헤드 온도 및 픽셀 밀도를 모두 보상함으로써 결과로 초래된 인쇄된 밀도의 더 엄격한 허용 오차가 달성된다.
본원에 설명된 열적 인쇄는 인쇄가 플라스틱 카드에 직접 발생하는 직접 카드로의 열적 인쇄(direct-to-card thermal printing)에 적용할 수 있고, 인쇄가 초기에 전사 가능한 기판에 일어나고 그런 다음 상기 인쇄를 갖는 전사 가능한 기판은 상기 플라스틱 카드에 라미네이팅되는(laminated) 재전사 인쇄(re-transfer printing)에 적용할 수 있다.
본원에 사용되는 플라스틱 카드는 금융(예를 들어, 신용 카드, 직불 카드 등) 카드, 접근 카드, 운전 면허증, 국가 ID 카드, 비즈니스 ID 카드, 기프트 카드 및 기타 플라스틱 카드를 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 일부 실시예에서, 본원에 설명된 기술은 여권의 전면 커버 또는 후면 커버, 또는 여권의 내부 페이지(예를 들어 플라스틱 페이지)와 같은 여권의 하나 이상의 페이지에 인쇄하는 데 사용될 수 있다.
프린트헤드 온도와 픽셀 밀도 모두를 보상하기 위한 데이터의 처리는 바람직하게는 열적 프린트헤드와 직간접적으로 통신하는 인쇄기 제어부에서 발생한다. 상기 인쇄기 제어부는 열적 프린트헤드와 연결되어 있는 것으로도 언급될 수 있다. 일 실시예에서, 인쇄기 제어부는 열적 프린트헤드를 포함하는 플라스틱 카드 인쇄기에 위치된다. 다른 실시예에서, 인쇄기 제어부는 플라스틱 카드 인쇄기로부터 멀리(remote)(즉, 물리적으로 분리되어) 위치될 수 있다.
인쇄기 제어부는 열적 프린트헤드의 원하는 인쇄 속도를 유지하기에 충분한 데이터 처리 속도를 갖는 하나 이상의 데이터 처리 장치를 포함한다. 일 실시예에서, 하나 이상의 데이터 처리 장치는 적어도 하나의 필드 프로그래밍 가능한 게이트 어레이(field programmable gate array)를 포함한다. 그러나 데이터 처리 장치는 단일 코어 또는 다중 코어 프로세서 또는 기타 데이터 처리 장치일 수 있다. 일 실시예에서, 열적 프린트헤드는 초당 약 0.38인치에서 초당 약 1.75인치까지의 인쇄 속도를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 인쇄 속도는 초당 약 1.55인치일 수 있다. 그러나, 본원에 설명된 바와 같이 프린트헤드 온도 및 픽셀 밀도 모두를 여전히 보상하면서 상이한 인쇄 속도가 가능하다.
일 실시예에서, 플라스틱 카드 인쇄 시스템은 인쇄 리본 공급부 및 인쇄 리본 권취부, 상기 인쇄 리본 공급부로부터 공급되고 상기 인쇄 리본 권취부에 감긴 다중 색상 인쇄 리본 및 복수의 개별적으로 활성화 가능한 가열 요소를 가진 열적 프린트헤드를 포함할 수 있으며, 여기서 다중 색상 인쇄 리본은 복수의 염료 색상 패널을 포함한다. 또한, 플라스틱 카드 인쇄 시스템은 상기 열적 프린트헤드와 통신하고 플라스틱 카드에 적용될 이미지를 인쇄하기 위해 개별적으로 활성화 가능한 가열 요소의 활성화를 제어하기 위한 데이터를 생성하는 인쇄기 제어부를 포함한다. 인쇄기 제어부는 열적 프린트헤드를 포함하는 플라스틱 카드 인쇄기의 일부이거나 그로부터 분리될 수 있다. 인쇄될 각각의 픽셀에 대해, 인쇄기 제어부는 열적 프린트헤드의 온도 및 픽셀의 밀도에 기초하여 개별적으로 활성화 가능한 가열 요소의 활성화를 제어하기 위한 데이터를 생성한다.
다른 실시예에서, 플라스틱 카드 인쇄 시스템은 인쇄 리본 공급부 및 인쇄 리본 권취부, 상기 인쇄 리본 공급부로부터 공급되고 상기 인쇄 리본 권취부에 감긴 다중 색상 인쇄 리본 및 복수의 개별적으로 활성화 가능한 가열 요소를 갖는 열적 프린트헤드를 포함할 수 있으며, 상기 다중 색상 인쇄 리본은 복수의 염료 색상 패널을 포함한다. 또한, 상기 플라스틱 카드 인쇄 시스템은 열적 프린트헤드와 통신하고 상기 플라스틱 카드에 적용될 이미지를 인쇄하기 위해 개별적으로 활성화 가능한 가열 요소의 활성화를 제어하기 위한 데이터를 생성하는 인쇄기 제어부를 포함한다. 상기 인쇄기 제어부는 적어도 약 96MHz의 데이터 처리 속도를 갖는 적어도 하나의 FPGA를 포함한다. 상기 인쇄기 제어부는 열적 프린트헤드를 포함하는 플라스틱 카드 인쇄기의 일부이거나 그로부터 분리될 수 있다.
다른 실시예에서, 플라스틱 카드에 인쇄하는 플라스틱 카드 인쇄 시스템은 인쇄 리본 공급부 및 인쇄 리본 권취부, 상기 인쇄 리본 공급부로부터 공급되고 상기 인쇄 리본 권취부에 감기는 다중 색상 인쇄 리본 및 복수의 개별적으로 활성화 가능한 가열 요소를 갖는 열적 프린트헤드를 포함할 수 있으며, 상기 다중 색상 인쇄 리본은 복수의 염료 색상 패널을 포함한다. 또한, 인쇄기 제어부는 열적 프린트헤드와 통신하고 플라스틱 카드에 적용될 이미지를 인쇄하기 위해 개별적으로 활성화 가능한 가열 요소의 활성화를 제어하기 위한 데이터를 생성한다. 상기 인쇄기 제어부는 모든 픽셀 밀도에서 8% 이하의 픽셀 밀도 오류를 초래하는 보정 체계를 구현한다. 상기 인쇄기 제어부는 열적 프린트헤드를 포함하는 플라스틱 카드 인쇄기의 일부이거나 그로부터 분리될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 플라스틱 카드 인쇄 시스템에서 플라스틱 카드 상에 직접 카드로의 열적 인쇄하는 방법이 설명된다. 플라스틱 카드 인쇄 시스템은 개별적으로 활성화 가능한 복수의 가열 요소가 있는 열적 프린트헤드와 복수의 염료 색상 패널을 포함하는 다중 색상 인쇄 리본을 포함한다. 이 방법은 열적 프린트헤드와 다중 색상 인쇄 리본을 사용하는 플라스틱 카드 인쇄 시스템에서 플라스틱 카드에 인쇄하기 위한 인쇄 요청(printing request)을 수신하는 단계를 포함하며, 상기 인쇄 요청은 인쇄 데이터를 포함한다. 인쇄 데이터가 처리되고, 인쇄될 각 픽셀에 대해 스트로브 펄스 길이 데이터가 생성되어 개별적으로 활성화 가능한 가열 요소를 활성화하는 데 사용되며, 여기서 각 픽셀에 대한 스트로브 펄스 길이 데이터는 열적 프린트헤드의 온도 및 픽셀의 밀도를 고려한다(factor in). 각 픽셀에 대해 생성된 스트로브 펄스 길이 데이터는 염료 색상 패널에서 염료를 전사하고 플라스틱 카드에 인쇄하기 위해 개별적으로 활성화 가능한 가열 요소를 활성화시키는 데 사용된다. 데이터의 처리 및 스트로브 펄스 길이 데이터의 생성은 열적 프린트헤드를 갖는 카드 인쇄기 내에 포함되거나 열적 프린트헤드와 통신하는 카드 인쇄기로부터 분리된 인쇄기 제어부에서 발생할 수 있다.
도 1은 본원에서 설명되는 보상을 구현하는 플라스틱 카드 인쇄 시스템의 예를 도시한다.
도 2는 본원에서 설명되는 보상을 구현하는 플라스틱 카드 인쇄 시스템의 또 다른 예를 도시한다.
도 3은 열적 프린트헤드의 가열 요소에 적용된 에너지 대 다양한 픽셀 밀도 수준에 대한 프린트헤드 온도의 플롯(plot)의 예를 도시한다.
도 4는 프린트헤드 온도와 픽셀 밀도 모두를 보상하는 본원에서 설명된 방법의 예를 도시한다.
도 1을 참조하면, 플라스틱 카드 인쇄 시스템(10)의 예가 도시되어 있다. 이 실시예에서, 시스템(10)은 플라스틱 카드(12)에서 직접 카드로의 열적 인쇄를 수행하도록 구성된다. 상기 시스템(10)은 인쇄 리본 공급부(14), 인쇄 리본 권취부(16), 다중 색상 인쇄 리본(18), 열적 프린트헤드(20), 상기 프린트헤드(20) 반대편에 위치한 플래튼(platen)(22), 및 인쇄기 제어부(24)를 포함한다. 상기 인쇄 리본 공급부(14), 상기 인쇄 리본 권취부(16), 상기 다중 색상 인쇄 리본(18), 상기 열적 프린트헤드(20), 및 상기 플래튼(22)은 플라스틱 카드 인쇄기의 일부로 고려될 수 있고 플라스틱 카드 인쇄기의 하우징(25) 내에 배치될 수 있다.
인쇄 리본(18)은 플라스틱 카드 인쇄 분야에서 알려진 임의의 다중 색상 인쇄 리본일 수 있다. 상기 인쇄 리본(18)은 인쇄 리본 공급부(14)로부터 공급되고 사용 후 인쇄 리본 권취부(16)에 감긴다. 인쇄 리본(18)은 반복 시퀀스로 배치된 복수의 색상 패널을 포함한다. 예를 들어, 인쇄 리본(18)은 당업계에 잘 알려진 바와 같이 옐로우(Y), 마젠타(M), 시안(C) 및 블랙(K) 패널의 다중 시퀀스를 갖는 YMCK 리본일 수 있다. 상기 YMC 패널은 일반적으로 염료 재료인 반면 상기 K 패널은 안료 재료이다. 일부 실시예에서 인쇄 리본(18)은 탑코트(topcoat) 재료(종종 YMCKT 리본으로 지정됨) 및/또는 오버레이(overlay) 재료(종종 YMCKO 리본으로 지정됨)를 포함하지만 이에 제한되지 않는 색상 패널의 각 시퀀스와 연관된 하나 이상의 추가 패널을 포함할 수 있다.
열적 프린트헤드(20)는 플라스틱 카드 인쇄 분야에서 알려진 임의의 열적 프린트헤드일 수 있다. 당업자에 의해 잘 이해되는 바와 같이, 열적 프린트헤드(20)는 개별적으로 활성화 가능한 복수의 가열 요소(미도시)를 포함하며, 각각은 인쇄 리본(18)의 패널 중 하나로부터 플라스틱 카드(12)로 색상 재료를 전달하기 위해 대응하는 가열 요소를 가열하는 전자 스트로브 펄스에 의해 선택적으로 활성화될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 열적 프린트헤드(20)는 인쇄 패스(pass)에서 인쇄하는 동안 제자리로 프린트헤드(20)를 가져오기 위해 플래튼(22)을 향해 이동될 수 있고, 다음 인쇄 패스를 위해 카드(12)를 재배치하기 위해 인쇄하지 않을 때 상기 플래튼(22)으로부터 멀리 이동될 수 있다.
한 쌍 이상의 이송 롤러(26)와 같은 기계적 카드 이송 메커니즘은 인쇄 시스템(10)에서 카드(12)를 이송한다. 상기 카드 이송 메커니즘은 바람직하게는 프린트헤드(20)를 통과하는 다수의 인쇄 패스의 구현을 허용하기 위해 카드(12)의 전방 및 후방 이송을 허용하도록 가역적(reversible)이다. 플라스틱 카드 인쇄 시스템에서 플라스틱 카드를 이송하기 위한 기계적 카드 이송 메커니즘(들)은 당업계에 잘 알려져 있다. 사용될 수 있는 카드 이송 메커니즘의 추가 예는 당업계에 공지되어 있고 (탭이 있는 및/또는 탭이 없는) 이송 벨트, 진공 이송 메커니즘, 이송 캐리지 등 및 이들의 조합을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 카드 이송 메커니즘은 미국 등록 특허 제6,902,107호, 제5,837,991호, 제6,131,817호 및 제4,995,501호, 그리고 미국 공개 출원 제2007/0187870호에 개시된 것을 포함하여 당업계에 잘 알려져 있으며, 이들 각각은 전체 내용이 참조로 본원에 포함된다. 당업자는 사용될 수 있는 카드 이송 메커니즘의 유형(들)뿐만 아니라 그러한 카드 이송 메커니즘의 구성 및 작동을 쉽게 이해할 것이다.
인쇄기 제어부(24)는 열적 프린트헤드(20)와 직간접적으로 통신한다. 상기 인쇄기 제어부(24)는 플라스틱 카드 인쇄기의 일부일 수 있고 도 1에 실선으로 표시된 바와 같이 하우징(25) 내에 위치할 수 있거나 인쇄기 제어부(24)는 플라스틱 카드 인쇄기로부터 멀리 떨어져 있고(즉, 플라스틱 카드 인쇄기와 물리적으로 분리되어 있고) 도 1에 파선으로 표시된 바와 같이 하우징(25) 외부에 위치될 수 있다. 인쇄기 제어부(24)는 인쇄 데이터를 처리하고 열적 프린트헤드(20)의 개별적으로 활성화 가능한 가열 요소의 활성화를 제어하기 위해 스트로브 펄스의 형태로 데이터를 생성하여 카드(12) 상에 인쇄를 생성한다. 인쇄기 제어부(24)는 또한 인쇄 중에 리본 공급부(14) 및/또는 인쇄 리본 권취부(16)의 구동, 인쇄 중에 열적 프린트헤드(20)의 움직임 및/또는 인쇄 중에 이송 롤러(26)의 작동을 제어할 수 있다. 대안적으로, 상기 리본 공급부(14) 및/또는 인쇄 리본 권취부(16)의 구동, 상기 열적 프린트헤드(20)의 이동 및/또는 이송 롤러(26)의 작동은 플라스틱 카드 인쇄기 내부에 있거나 플라스틱 카드 인쇄기에서 멀리 떨어져 있는 인쇄 시스템(10)의 별도의 제어 메커니즘에 의해 제어될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 인쇄기 제어부가 플라스틱 카드 인쇄기로부터 멀리 떨어져 있을 때, 인쇄 데이터를 처리하고 열적 프린트헤드(20)의 개별적으로 활성화 가능한 가열 요소의 활성화를 제어하기 위해 스트로브 펄스를 생성하는 인쇄기 제어부의 일부만이 플라스틱 카드 인쇄기로부터 멀리 떨어져 있거나 외부에 있을 수 있다. 카드 이송 메커니즘(들)의 제어, 인쇄 리본(18)의 이동 제어 및 열적 프린트헤드(20)의 이동 등과 같은 인쇄기 제어부(24)의 다른 기능은 플라스틱 카드 인쇄기에 있을 수 있다.
도 2는 플라스틱 카드 인쇄 시스템(100)의 다른 예를 도시한다. 이 예에서, 시스템(100)은 플라스틱 카드(12)에 재전사 인쇄를 수행하도록 구성된다. 재전사 카드 인쇄기의 일반적인 구성은 당업계에 잘 알려져 있다. 이 예에서, 도 1의 시스템(10)의 요소와 동일하거나 유사한 요소는 동일한 참조 번호를 사용하여 참조된다. 시스템(100)은 인쇄 리본 공급부(14), 인쇄 리본 권취부(16), 다중 색상 인쇄 리본(18), 열적 프린트헤드(20), 플래튼(22) 및 인쇄기 제어부(24)를 포함한다.
상기 시스템(100)에서는 플라스틱 카드(12)에 직접 인쇄하는 대신에 재전사 리본(30)이라는 전사 가능한 재료에 초기에 인쇄를 수행한다. 상기 재전사 리본(30)은 재전사 리본 공급부(32)로부터 공급되며, 사용된 재전사 리본은 재전사 리본 권취부(34)에 감긴다. 상기 재전사 리본(30)은 인쇄가 전사 가능한 재료에서 일어나는 프린트헤드(20)를 지나는 경로를 따른다. 그 위에 인쇄된 재전사 리본(30)은 인쇄된 전사 가능한 재료가 재전사 리본(30)으로부터 전사되고 가열된 전사 롤러(38)를 사용하여 카드(12) 상에 라미네이팅되는 이송 스테이션(36)으로 진행된다. 전사 가능한 재료를 인쇄로 전사한 후, 사용이 끝난 재전사 리본(30)은 상기 권취부(34)에 감긴다.
인쇄기 제어부(24)는 인쇄 데이터를 처리하고 데이터를 스트로브 펄스 형태로 생성하여 재전사 리본(30)에 인쇄를 생성하기 위해 열적 프린트헤드(20)의 개별적으로 활성화 가능한 가열 요소의 활성화를 제어한다. 인쇄기 제어부(24)는 또한 상기 리본 공급부(14) 및/또는 인쇄 리본 권취부(16)의 구동, 상기 열적 프린트헤드(20)의 이동, 상기 이송 롤러(26)의 작동, 상기 공급부(32) 및 권취부(34), 상기 전사 롤러(38)의 작동 등과 같은 인쇄 시스템(100)의 다른 작업을 제어할 수 있다. 대안적으로, 인쇄 시스템(100)의 다른 작동은 인쇄기 제어부(24)와 별개의 제어 메커니즘에 의해 제어될 수 있다.
각각의 인쇄 시스템(10, 100)에서, 인쇄기 제어부(24)는 프린트헤드 온도 및 인쇄될 픽셀의 밀도 모두를 보상하기 위해 데이터를 처리하도록 프로그래밍된다(programmed). 상기 인쇄기 제어부(24)는 프린트헤드 온도 및 현재 음영 값(shade value)에 기초하여 모든 픽셀의 모든 음영에 대해 열적 프린트헤드의 가열 요소를 활성화시키는 데 사용되는 스트로브 펄스 길이를 조정한다. 상기 프린트헤드 온도는 온도를 감지하고 인쇄기 제어부(24)에 온도 데이터를 제공하는 온도 센서로부터 알려져 있다. 각 픽셀에 대해 인쇄될 픽셀 음영은 인쇄기 제어부(24)에 제공된 인쇄 데이터로부터 알려져 있다. 저밀도 픽셀 음영(예를 들어, 25% 이하)은 프린트헤드 온도가 증가함에 따라 염료를 전사하기 위해 프린트헤드의 가열 요소에 가해지는 에너지가 덜 필요하다. 고밀도 픽셀 음영(예를 들어, 75% 이상)은 프린트헤드 온도가 증가함에 따라 염료를 전사하기 위해 가열 요소에 가해지는 에너지가 더 적지만 저밀도 픽셀 음영과 다른 비율이다.
프린트헤드 온도와 픽셀 밀도를 모두 보상함으로써 결과로 초래된 인쇄된 픽셀 밀도의 더 엄격한 허용 오차가 달성된다. 예를 들어, 일 실시예에서, 본원에 설명된 보상 체계는 모든 픽셀 밀도에 걸쳐 약 ±8.0%; 40% 이상의 픽셀 밀도에서 약 ±4.0% 이하; 또는 70% 이상의 픽셀 밀도에서 약 ± 2.0%의 픽셀 밀도 오류(즉, 목표 픽셀 밀도로부터 인쇄 후 실제 픽셀 밀도의 편차)를 초래할 수 있다. 이 실시예에서, 밀도 측정치는 약 17℃ 내지 약 70℃의 프린트헤드 온도에서 본원에 설명된 보상 방식을 사용하여 열적 프린트헤드를 갖는 플라스틱 카드 인쇄기에서 인쇄된 10개의 플라스틱 카드로부터 얻었고, 미시건주 그랜드 래피즈(Grand Rapids) 회사의 X-Rite로부터 입수 가능한 XRite i1Pro 분광광도계(Spectrophotometer)를 사용하여 측정된 0.01 밀도 단위까지 정확하다. 10개의 플라스틱 카드를 인쇄하는 데 사용된 플라스틱 카드 인쇄기는 미네소타 주 샤코피(Shakopee)의 인트러스트 코포레이션 (Entrust Corporation)의 Sigma DS3 데스크톱 카드 인쇄기였다. 대조적으로, 본원에 설명된 보상 체계가 없는 플라스틱 카드 인쇄 시스템에서는 더 낮은 픽셀 밀도에서 40%만큼 높은 밀도 오류와 더 높은 픽셀 밀도에서 20% 이상의 밀도 오류가 종종 발견되었다.
본원에 설명된 보상 방식은 상당한 데이터 처리를 필요로 한다. 기존 데이터 처리 메커니즘을 사용하는 기존 인쇄 시스템은 데이터 처리 요구 사항으로 인해 속도가 느려질 것이므로 카드 인쇄 속도와 카드 인쇄 시스템의 전체 카드 처리량을 크게 감소시킨다.
따라서 인쇄기 제어부(24)는 증가된 데이터 처리 요구 사항을 처리할 수 있는 하나 이상의 데이터 처리 장치와 함께 제공된다. 바람직하게는, 초당 약 0.38인치에서 초당 약 1.75인치까지의 인쇄 속도 또는 초당 약 1.55인치의 인쇄 속도를 유지하기 위해, 인쇄기 제어부(24)는 바람직하게는 적어도 약 96MHz 이상의 데이터 처리 속도를 갖는 하나 이상의 데이터 처리 장치와 함께 제공된다. 하나 이상의 데이터 처리 장치는 적어도 상기 데이터 처리 속도를 달성하기에 적합한 모든 유형의 장치(들)일 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 상기 하나 이상의 데이터 처리 장치는 FPGA를 포함할 수 있다. 그러나 상기 데이터 처리 장치는 단일 코어 또는 다중 코어 프로세서 또는 기타 데이터 처리 장치일 수 있다. 그러나 낮은 인쇄 속도가 허용되는 경우 데이터 처리 속도가 더 낮은 데이터 처리 장치를 사용하면서 프린트헤드 온도와 픽셀 밀도를 여전히 모두 보정할 수 있다.
사용되는 보상 방식은 프린트헤드의 온도를 포함하는 다수의 변수에 기초하여 변할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 프린트헤드의 온도가 15℃의 최소 작동 온도 미만인 경우, 다음 보상 방정식이 사용될 수 있다:
Figure pct00001
TComp = 프린트헤드에 적용된 에너지 변화/프린트헤드 온도 변화;
CAL = 클록(clock) 주파수 측면에서 최악의 경우 스트로브 펄스 길이(예를 들어, 약 96MHz의 클록 주파수에서 CAL의 분해능은 약 10.4 나노초임);
Clock Freq = FPGA와 같은 데이터 처리 장치의 클럭 주파수;
스트로브 펄스 길이 = 초 단위로 프린트헤드에 적용되는 에너지.
다른 실시예에서, 프린트헤드의 온도가 15℃의 최소 작동 온도보다 높고 방정식 (2*TComp-DComp*(ShadeIndex-ShadeIndexZero)> 0)이 참인 경우, 다음 보상 방정식이 사용될 수 있다:
Figure pct00002
TPHTemp = 현재 프린트헤드 온도의 측정값;
TCompTempZero = 인쇄기의 최소 작동 온도;
ShadeIndex = 인쇄 중인 픽셀의 현재 음영;
ShadeIndexZero = 밀도 보정 추가를 시작하기 위한 최소 음영;
TComp = 프린트헤드에 적용된 에너지 변화/프린트헤드 온도 변화;
DComp = 에너지 변화/목표 인쇄 밀도 변화;
CAL = 클록(clock) 주파수 측면에서 최악의 경우 스트로브 펄스 길이(예를 들어, 약 96MHz의 클록 주파수에서 CAL의 분해능은 약 10.4 나노초임);
Clock Freq = FPGA와 같은 데이터 처리 장치의 클럭 주파수; 및
스트로브 펄스 길이 = 초 단위로 프린트헤드에 적용되는 에너지.
반대로, 프린트헤드의 온도가 최소 작동 온도인 15℃보다 높고 방정식 (2*TComp-DComp*(ShadeIndex-ShadeIndexZero) > 0)이 거짓인 경우, 다음 보정 방정식이 사용될 수 있다:
Figure pct00003
CAL = 클록(clock) 주파수 측면에서 최악의 경우 스트로브 펄스 길이(예를 들어, 약 96MHz의 클록 주파수에서 CAL의 분해능은 약 10.4 나노초임);
Clock Freq = FPGA와 같은 데이터 처리 장치의 클럭 주파수; 및
스트로브 펄스 길이 = 초 단위로 프린트헤드에 적용되는 에너지.
도 3을 참조하면, 조정된 스트로브 펄스를 사용하여 각 가열 요소를 활성화시킬 때 프린트헤드 온도와 픽셀 밀도 모두를 보상하는 예가 도시된다. 도 3은 열적 프린트헤드의 가열 요소에 적용된 에너지(즉, 스트로브 펄스) 대 다양한 픽셀 밀도 수준에 대한 프린트헤드 온도의 플롯을 보여준다. 도시된 바와 같이, 상기 플롯은 일반적으로 서로 평행하다. 본원에서 설명된 보상 체계가 없는 종래의 플롯에서, 플롯은 서로를 향해 수렴하고 프린트헤드 온도가 증가함에 따라 궁극적으로 병합되는 경향이 있다.
도 4는 본원에 설명된 보상 방식을 사용하는 방법(50)을 도시한다. 방법(50)에서, 인쇄 요청은 인쇄기 제어부에 의해 수신된다(52). 일 실시예에서, 인쇄 요청(52)은 인쇄 시스템(10, 100)에 의해 수행될 인쇄를 위한 인쇄 데이터를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 인쇄 요청(52)은 인쇄기 제어부가 데이터 저장 위치로부터 인쇄 데이터를 검색하게 할 수 있다(retrieve). 단계(54)에서, 인쇄 데이터는 본원에 설명된 보상 방식을 사용하여 처리되고, 인쇄될 각각의 픽셀에 대해, 현재 프린트헤드 온도 및 인쇄될 픽셀의 밀도 모두에 대해 조정되는 스트로브 펄스 길이가 결정된다. 단계(56)에서, 스트로브 펄스는 인쇄를 수행하기 위해 열적 프린트헤드의 가열 요소를 구동하는데 사용된다. 일 실시예에서, 각각의 인쇄 작업에 대해, 데이터는 열적 프린트헤드를 구동하는 것과 동시에 처리될 수 있다(즉, 인쇄 작업에 다른 부분에 대한 새로운 스트로브 펄스 길이 데이터가 결정되는 동안, 열적 프린트헤드는 인쇄 작업의 일부에 대해 계산된 스트로브 펄스 길이의 세트로 구동될 수 있음). 다른 실시예에서, 전체 인쇄 작업에 대한 모든 스트로브 펄스 길이 데이터가 먼저 결정될 수 있고, 인쇄 작업을 수행하기 위해 열적 프린트헤드를 구동하기 위해 결정된 스트로브 펄스 길이 데이터를 사용하는 것이 뒤따를 수 있다.
본원에 설명된 인쇄 시스템(10, 100)은 저용량 데스크탑 카드 처리 시스템 또는 대용량 배치(batch) 생산 카드 처리 시스템(또는 중앙 발행 처리 시스템)에서 이용될 수 있다. 데스크톱 카드 처리 시스템은 일반적으로 상대적으로 작은 볼륨, 예를 들어 시간당 수십 또는 낮은 수백으로 측정되는 볼륨의 개별 카드 개인화를 위해 상대적으로 작은 규모로 설계된다. 이러한 메커니즘에서 개인화 할 단일 플라스틱 카드는 일반적으로 인쇄 및 라미네이팅과 같은 하나 또는 두 개의 처리 기능을 포함하는 카드 처리 시스템에 입력된다. 이러한 처리 기계는 처리 기계가 데스크탑에 있을 수 있도록 상대적으로 작은 공간을 차지하기 때문에 종종 데스크탑 처리 기계라고 한다. 미네소타 주 샤코피의 인트러스트 코포레이션로부터 입수 가능한 데스크탑 카드 인쇄기의 SD 또는 CD 계열과 같은 데스크탑 처리 기계의 많은 예가 알려져 있다. 데스크탑 처리 기계의 다른 예는 미국 특허 제7,434,728호 및 제7,398,972호에 개시되어 있으며, 이들 각각은 전체 내용이 참조로 본원에 포함된다.
개인화된 플라스틱 카드의 대량 배치 처리를 위해(예를 들어, 시간당 수백 또는 수천 단위로) 기관은 종종 여러 카드를 동시에 처리하기 위해 다중 처리 스테이션 또는 모듈을 사용하는 카드 처리 시스템을 활용하여 전체 카드 처리 시간을 줄인다. 이러한 기계의 예는 미네소타주 샤코피의 인트러스트 코포레이션에서 입수 가능한 중앙 발행 처리 기계의 MX 및 MPR 제품군을 포함한다. 중앙 발행 처리 기계의 다른 예는 미국 특허 제4,825,054호, 제5,266,781호, 제6,783,067호 및 제6,902,107호에 개시되어 있으며, 이들 모두는 그 전체가 참조로 본원에 포함된다.
본 출원에 개시된 예는 모든 면에서 예시적인 것으로 간주되어야 하며 국한되지 않는다. 본 발명의 범위는 전술한 설명보다는 첨부된 청구범위에 의해 표시된다. 그리고 청구범위의 의미와 등가 범위 내에서 발생하는 모든 변경은 본원에 포함되는 것으로 의도된다.

Claims (20)

  1. 플라스틱 카드에 인쇄하는 플라스틱 카드 인쇄 시스템으로서,
    인쇄 리본(ribbon) 공급부 및 인쇄 리본 권취부(take-up);
    상기 인쇄 리본 공급부로부터 공급되어 상기 인쇄 리본 권취부에 감기며, 복수의 염료 색상 패널을 포함하는 다중 색상 인쇄 리본;
    복수의 개별적으로 활성화 가능한(energizable) 가열 요소를 갖는 열적(thermal) 프린트헤드;
    상기 열적 프린트헤드와 통신하고, 상기 플라스틱 카드에 적용될 이미지를 인쇄하기 위해 상기 개별적으로 활성화 가능한 가열 요소의 활성화(energization)를 제어하기 위한 데이터를 생성하는 인쇄기 제어부를 포함하고,
    인쇄될 각각의 픽셀에 대해, 상기 인쇄기 제어부는 상기 열적 프린트헤드의 온도 및 픽셀의 밀도에 기초하여 상기 개별적으로 활성화 가능한 가열 요소의 활성화를 제어하기 위한 데이터를 생성하는, 플라스틱 카드 인쇄 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 염료 색상 패널은 시안(cyan), 마젠타(magenta) 및 옐로우(yellow) 색상 패널을 포함하는, 플라스틱 카드 인쇄 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 다중 색상 인쇄 리본은 복수의 흑색 안료 패널 및 복수의 탑코트(topcoat) 패널을 포함하는, 플라스틱 카드 인쇄 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 인쇄기 제어부는 필드 프로그래밍 가능한 게이트 어레이(field programmable gate array)를 포함하는, 플라스틱 카드 인쇄 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 열적 프린트헤드는 플라스틱 카드 인쇄기의 일부이고, 상기 인쇄기 제어부는 상기 플라스틱 카드 인쇄기의 일부인, 플라스틱 카드 인쇄 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 열적 프린트헤드는 플라스틱 카드 인쇄기의 일부이고, 상기 인쇄기 제어부는 상기 플라스틱 카드 인쇄기로부터 멀리 떨어져 있는, 플라스틱 카드 인쇄 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 플라스틱 카드 인쇄 시스템은 모든 픽셀 밀도에 걸쳐 8% 이하의 픽셀 밀도 오차를 갖는, 플라스틱 카드 인쇄 시스템.
  8. 플라스틱 카드 인쇄 시스템으로서,
    인쇄 리본 공급부 및 인쇄 리본 권취부;
    상기 인쇄 리본 공급부로부터 공급되어 상기 인쇄 리본 권취부에 감기며, 복수의 염료 색상 패널을 포함하는 다중 색상 인쇄 리본;
    복수의 개별적으로 활성화 가능한 가열 요소를 갖는 열적 프린트헤드;
    상기 열적 프린트헤드와 통신하고, 상기 플라스틱 카드에 적용될 이미지를 인쇄하기 위해 상기 개별적으로 활성화 가능한 가열 요소의 활성화를 제어하기 위한 데이터를 생성하는 인쇄기 제어부를 포함하고,
    상기 인쇄기 제어부는 적어도 약 96MHz의 데이터 처리 속도를 갖는 적어도 하나의 필드 프로그래밍 가능한 게이트 어레이를 포함하는, 플라스틱 카드 인쇄 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 열적 프린트헤드는 플라스틱 카드 인쇄기의 일부이고, 상기 인쇄기 제어부는 상기 플라스틱 카드 인쇄기의 일부인, 플라스틱 카드 인쇄 시스템.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 열적 프린트헤드는 플라스틱 카드 인쇄기의 일부이고, 상기 인쇄기 제어부는 상기 플라스틱 카드 인쇄기로부터 멀리 떨어져 있는, 플라스틱 카드 인쇄 시스템.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 염료 색상 패널은 시안, 마젠타 및 옐로우 색상 패널을 포함하는, 플라스틱 카드 인쇄 시스템.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 다중 색상 인쇄 리본은 복수의 흑색 안료 패널 및 복수의 탑코트 패널을 포함하는, 플라스틱 카드 인쇄 시스템.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 플라스틱 카드 인쇄 시스템은 모든 픽셀 밀도에 걸쳐 8% 이하의 픽셀 밀도 오차를 갖는, 플라스틱 카드 인쇄 시스템.
  14. 복수의 개별적으로 활성화 가능한 가열 요소가 있는 열적 프린트헤드와 복수의 염료 색상 패널을 포함하는 다중 색상 인쇄 리본을 갖는 플라스틱 카드 인쇄 시스템에서 플라스틱 카드 상에 직접 카드로의 열적 인쇄(direct-to-card thermal printing)를 하는 방법으로서,
    상기 열적 프린트헤드와 상기 다중 색상 인쇄 리본을 이용한 상기 플라스틱 카드 인쇄 시스템에서 상기 플라스틱 카드 상에 인쇄하기 위한 인쇄 요청을 수신하는 단계 - 상기 인쇄 요청은 인쇄 데이터를 포함함 -;
    인쇄될 각각의 픽셀에 대해 개별적으로 활성화 가능한 가열 요소를 활성화하는 데 사용되는 스트로브 펄스(strobe pulse) 길이 데이터를 생성하기 위해 인쇄 데이터를 처리하는 단계 - 각 픽셀에 대한 상기 스트로브 펄스 길이 데이터는 상기 열적 프린트헤드의 온도 및 상기 픽셀의 밀도를 고려함-; 및
    상기 염료 색상 패널에서 염료를 전달하고 플라스틱 카드 상에 인쇄하기 위하여 상기 개별적으로 활성화 가능한 가열 요소를 활성화시키도록 각 픽셀에 대해 생성된 상기 스트로브 펄스 길이 데이터를 사용하는 단계를 포함하는 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 염료 색상 패널은 시안, 마젠타 및 옐로우 색상 패널을 포함하는 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    다중 색상 인쇄 리본은 복수의 흑색 안료 패널 및 복수의 탑코트 패널을 포함하고,
    흑색 안료 패널 중 하나에서 상기 플라스틱 카드로 흑색 안료를 전달하거나 및/또는 탑코트 패널 중 하나에서 상기 플라스틱 카드로 탑코트 재료를 전달하기 위하여 상기 개별적으로 활성화 가능한 가열 요소를 활성화시키도록 상기 생성된 스트로브 펄스 길이 데이터의 일부를 사용하는 단계를 포함하는 방법.
  17. 제14항에 있어서,
    필드 프로그래밍 가능한 게이트 어레이(FPGA)를 사용하여 상기 인쇄 데이터를 처리하는 단계를 포함하는 방법.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 플라스틱 카드 인쇄 시스템은 모든 픽셀 밀도에 걸쳐 8% 이하의 픽셀 밀도 오차를 갖는 방법.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 열적 프린트헤드는 플라스틱 카드 인쇄기의 일부이고, 상기 데이터의 처리는 상기 플라스틱 카드 인쇄기에서 발생하는 방법.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 열적 프린트헤드는 플라스틱 카드 인쇄기의 일부이고, 상기 데이터의 처리는 상기 플라스틱 카드 인쇄기로부터 멀리 떨어져 발생하는 방법.
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