(57)【要約】本発明は、レーザービームを制御して、様々な速度で動いている製品上にイメージ記号（例えば、コード／記号および文字の列）を印刷するための方法に関する。この方法は、グループ分類するステップ、ならびに、記号を一連のストライプに整理および／または移動するステップ、ならびに、前端のクリッピング補正と、後端のクリッピング補正と、製品の移動速度が変化した場合には、クリッピング補正をリアルタイムで更新するステップを含み得る。
2007519526.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動いている物体にイメージを印刷するためのレーザー光源と、
該動いている物体の速度および該動いている物体の位置を特定する情報を受信するための入力モジュールと、
プロセッサであって、
該動いている物体に印刷される該イメージを、印刷される該イメージを総合的に表す複数のストライプへと分割することと、
（ａ）該動いている物体の該速度、（ｂ）該動いている物体の該位置、および（ｃ）
印刷されるストライプのパラメータ、のうちの一つ以上に基づいて、該ストライプを印刷する時間および該ストライプを印刷するための該動いている物体上の位置の少なくとも１つを決定することと、
該時間および位置の値に従って、該動いている物体に該ストライプを印刷するために該レーザー光源を制御することと、
を含む操作を実行するプロセッサと、
を備える、システム。
【請求項２】
センサーを通過する物体を感知するように適合されたセンサーをさらに備えるシステムであって、該センサーは前記動いている物体の位置を特定する前記情報を提供する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記動いている物体の前記位置は、あらかじめ定められたシステムからの距離を備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
印刷する前記時間は印刷開始時間を備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
印刷する前記位置は印刷開始位置を備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
印刷される前記ストライプの前記パラメータは、印刷順、ストライプのサイズ、ストライプの位置、および画素数のうちの一つ以上を備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記プロセッサは、前記イメージを総合的に表す前記ストライプの各々に対して決定および印刷制御を繰り返す、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記プロセッサは、連続するストライプの印刷の間に印刷する時間および位置の少なくとも一つを変更する、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
イメージを複数のストライプに整理するための第一のモジュールと、
（ａ）動いている物体上に該ストライプを印刷する位置および（ｂ）該動いている物体に少なくとも一つのストライプを印刷する時間、の少なくとも一つを決定するために、該ストライプ、トリガー入力および速度入力を受信するための第二のモジュールと、
該動いている物体に該ストライプを印刷するためのレーザー光源と、
を備える、システム。
【請求項１０】
プロセッサおよび記憶媒体をさらに備えるシステムであって、前記第一のモジュールおよび第二のモジュールが該媒体に貯蔵され、該プロセッサによって実行可能である、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記イメージは一連の記号を備え、前記第一のモジュールは前記イメージの記号を複数のストライプに分割し、各ストライプは少なくとも一つの完全な記号を備える、請求項９に記載のシステム。
【請求項１２】
前記第一のモジュールは前記イメージの記号を複数のストライプに分割し、各ストライプは前記動いている物体の動く方向と直交する方向において実質的に同じ位置にある複数の完全な記号を備える、請求項９に記載のシステム。
【請求項１３】
前記動いている物体の位置を検出するためのセンサーをさらに備える、請求項９に記載のシステム。
【請求項１４】
前記動いている物体の速度を検出するためのセンサーをさらに備える、請求項９に記載のシステム。
【請求項１５】
前記トリガー入力は、前記動いている物体が前記システムからあらかじめ定められた距離にあるときの時間を示す、請求項９に記載のシステム。
【請求項１６】
前記第二のモジュールからの出力を受信して前記レーザー光源を制御するための第三のモジュールをさらに備える、請求項９に記載のシステム。
【請求項１７】
前記第二のモジュールは前記第三のモジュールに補正値を送信し、前記速度入力が変化するときには、前記第二のモジュールは更新された補正値を前記第三のモジュールに出力するように適合される、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記第二のモジュールは、第一のストライプを印刷するために前記物体上の開始オフセット距離を計算する、請求項９に記載のシステム。
【請求項１９】
前記第二のモジュールは、連続するストライプの印刷の間の前記物体上の距離を計算する、請求項９に記載のシステム。
【請求項２０】
前記第二のモジュールは、連続するストライプの印刷の間の時間遅延を計算する、請求項９に記載のシステム。
【請求項２１】
前記レーザー光源は３０ワット未満である、請求項９に記載のシステム。
【請求項２２】
印刷されるイメージを、該イメージを総合的に表す複数のストライプへと整理することと、
（ａ）動いている物体の速度、（ｂ）該動いている物体の位置、および（ｃ）印刷されるストライプのパラメータ、のうちの一つ以上に基づいて、該ストライプが印刷される時間および該ストライプが印刷される該動いている物体上の位置の少なくとも一つを決定することと、
該定められた印刷の時間および該位置に基づいて、レーザービームによって該動いている物体上に該ストライプを印刷することと、
を包含する、方法。
【請求項２３】
前記動いている物体の前記速度および前記動いている物体の前記位置の少なくとも一つに関する入力を受信することをさらに包含する、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記動いている物体の前記位置を示す入力を受信することをさらに包含する、請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
前記定められた位置は印刷開始位置を備える、請求項２２に記載の方法。
【請求項２６】
前記定められた時間は印刷開始時間を備える、請求項２２に記載の方法。
【請求項２７】
印刷される前記ストライプの前記パラメータは、印刷順、ストライプのサイズ、ストライプの位置、および画素数のうちの一つ以上を備える、請求項２２に記載の方法。
【請求項２８】
前記イメージを総合的に表す前記ストライプの各々に対して、前記決定することおよび前記印刷することを繰り返すことをさらに包含する、請求項２２に記載の方法。
【請求項２９】
印刷位置／時間は、連続するストライプの印刷の間において変更される、請求項２２に記載の方法。
【請求項３０】
印刷される前記イメージは、マークされる点の順番を含んだ該点のリストである、請求項２２に記載の方法。
【請求項３１】
前記動いている物体上への前記レーザーによる印刷を制御するために、クリッピング補正値を計算することと、該クリッピング補正値を使用することと、をさらに包含する、請求項２２に記載の方法。
【請求項３２】
ユーザーインターフェースから印刷コマンドを受信することとと、印刷ジョブをイメージとして設定することと、をさらに包含する、請求項２２に記載の方法。
【請求項３３】
前記物体の速度が変化したか否かを決定することと、該速度が変化している場合には（ａ）少なくともストライプを印刷するための前記動いている物体の位置、および（ｂ）前記動いている物体に少なくともストライプを印刷するための時間、の少なくとも一つをさらに修正することと、をさらに包含する、請求項２２に記載の方法。
【請求項３４】
前記イメージは一連の記号を備える、請求項２２に記載の方法。
【請求項３５】
前記イメージの記号を複数のストライプに分割することをさらに包含する方法であって、各ストライプは少なくとも一つの完全な記号を備える、請求項２２に記載の方法。
【請求項３６】
前記イメージの記号を複数のストライプに分割することをさらに包含する方法であって、各ストライプは前記動いている物体の動く方向と直交する方向において実質的に同じ位置にある複数の完全な記号を備える、請求項２２に記載の方法。
【請求項３７】
前記動いている物体の位置を検出することをさらに包含する、請求項２２に記載の方法。
【請求項３８】
前記動いている物体の速度を検出することをさらに包含する、請求項２２に記載の方法。
【請求項３９】
前記レーザーからのビームを操作することをさらに包含する、請求項２２に記載の方法。
【請求項４０】
補正値を生成することと、速度入力が変化したときに更新された補正値を生成することと、をさらに包含する、請求項２２に記載の方法。
【請求項４１】
第一のストライプを印刷するために、前記物体の開始オフセット距離を計算することをさらに包含する、請求項２２に記載の方法。
【請求項４２】
連続するストライプの印刷の間の時間遅延を計算することをさらに包含する、請求項２２に記載の方法。
【請求項４３】
前端補正値を計算することをさらに包含する、請求項２２に記載の方法。
【請求項４４】
後端補正値を計算することをさらに包含する、請求項２２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
最近の製造方法には、多くの場合、商品への識別コード印刷が伴う。これらのコードは、清涼飲料水の缶、化粧品、ペットフード容器などの一般的な商品において、容易に見ることができる。米国食品医薬品局（ＦＤＡ）など、商品を規制する政府機関の一部は、特定の商品にこのようなコードを付すことを義務化し得る。
【０００２】
このようなコードは、多くの場合、製品が製造された時間および場所を特定する情報を含む。例えば、多くのコードは、製品に関連するバッチ番号を表示する。さらに、多くのコードは、実際に製造された時間および日付も示す。一部のコードは一意的な製造上のパラメータ（例：時間および日付）に関連するため、一部のコードは製品のラベル上にあらかじめ印刷することができない。このため、コードは多くの場合、製品の製造後にラベル上に印刷される。現在のコード印刷技術には、ラベル上にインクを吹き付ける、インクジェットの使用が含まれる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本出願は、動いている製品へのイメージ（例：コード／記号および文字の列）の印刷のためにレーザーを使用する印刷システムに関する。具体的には、本出願は、一連の「ストライプ」にイメージを整理し、動いている製品の上にストライプを印刷する印刷システムにおけるソフトウェアまたはファームウェアに関する。ソフトウェアはストライプを使って、文字および記号の効率的な印刷順序を提供し、印刷を高速化できる。ソフトウェアは、レーザーの露出ウィンドウ（開口部）の使用を最適化し、マーキング操作の間のレーザー偏向の動きを最小限に抑えることができる。
【０００４】
製品の移動が速すぎるまたは遅すぎるためにイメージ全体を印刷できない場合にイメージクリッピングが行われ、開口部がレーザービームの経路を制限する。ソフトウェアは、一つ以上の記号を印刷するための製品上の所望の位置を、リアルタイムで選択することが可能である。ソフトウェアは高速で動いている製品にストライプを印刷するために、ストライプを使用してリアルタイムで「前端」イメージクリッピング補正を提供することが可能である。ソフトウェアは低速で動いている製品にストライプを印刷するために、または長いコードを印刷するために、ストライプを使用してリアルタイムで「後端」クリッピング補正を行うことが可能である。また、ソフトウェアは、リアルタイムでクリッピング補正の更新を行うことが可能である。したがって、ソフトウェアは、コード全体が製品に印刷されること、ならびに印刷されたコードが判読可能であることを保証することが可能である。
【０００５】
クリッピング補正は、印刷システムが、所望のイメージを低速で動いている製品、高速で動いている製品、および可変速度で動いている製品に、その製品の速度を制御せずに正常に印刷することを可能とする。
【０００６】
ストライピングおよびクリッピング補正は、印刷システムが、より複雑なイメージ（コード）および、開口部よりも長いイメージなどのより長いイメージを製品に印刷することを可能とする。クリッピング補正は、非常に長い記号の文字列の印刷を可能とし得る。
【０００７】
クリッピング補正は、印刷時にレーザーを開口部内のほぼ中央に配置することを可能とし得る。光パワー損失は開口部の中央部で最小となり得る。ほぼ中央への配置を維持しておくことで、より確実なレーザーマーキングを得ることが可能となる。
【０００８】
ソフトウェアは、ＣＩＪ（文字インクジェット）と互換性を持つことが可能である。
【０００９】
本出願の一局面は、レーザー光源、入力モジュール、およびプロセッサを備えるシステムに関する。レーザー光源は、動いている製品にイメージを印刷する。入力モジュールは、動いている物体の速度および動いている物体の位置を特定する情報を受信する。プロセッサは、動いている物体に印刷されるイメージを、印刷されるイメージを総合的に表す複数の平行な線へ分割することと、（ａ）動いている物体の速度、（ｂ）動いている物体の位置、および（ｃ）印刷されるストライプのパラメータ、のうちの一つ以上に基づいて、ストライプを印刷する時間およびストライプを印刷する動いている物体の上の位置の少なくとも一つを決定することと、時間および位置の値に従って動いている物体にストライプを印刷するためにレーザー光源を制御することと、を含む操作を実行する。
【００１０】
別の局面は、イメージを複数のストライプに整理するための第一のモジュールと、（ａ）ストライプを印刷するための動いている物体上の位置と（ｂ）動いている物体に少なくとも一つのストライプを印刷する時間との少なくとも一つを決定するために、ストライプとトリガー入力と速度入力とを受信するための第二のモジュールと、動いている物体にストライプを印刷するためのレーザー光源と、を備えるシステムに関する。
【００１１】
別の局面は、印刷されるイメージを、イメージを総合的に表す複数のストライプに整理することと、（ａ）動いている物体の速度、（ｂ）動いている物体の位置、（ｃ）印刷されるストライプのパラメータ、のうちの一つ以上に基づいて、ストライプが印刷される時間およびストライプが印刷される、動いている物体上の位置の少なくとも一つを決定することと、決められた印刷時間および位置に基づいて、動いている物体上にレーザービームでストライプを印刷することと、を包含する方法に関する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
一つ以上の実施例の詳細については、添付の図面および以下の記述で説明する。その他の特徴および利点は、記述、図面および／または特許請求の範囲から明白である。
【００１３】
本出願は、印刷システムに隣接した位置に置かれる製品にコードを印刷するための印刷システムに関する。特に、本出願は印刷システムにおけるローアングル光学（ｌｏｗ  ａｎｇｌｅ  ｏｐｔｉｃｓ）やリバース光学（ｒｅｖｅｒｓｅｄ  ｏｐｔｉｃｓ）などの光学アセンブリに関する。印刷システムは、印刷ビームを発生するためのレーザーを含む。光学アセンブリは、印刷ビームを製品上のある位置から別の位置へと操作する。印刷システムは、印刷ビームが各位置に滞留（ｄｗｅｌｌ）する時間を調整するための電子機器を含む。この「滞留時間」は、印刷ビームによってスポットが各位置に形成されるように調整される。
【００１４】
該位置は、スポットが製品上に画素を形成するように配置され得る。次に、画素は、コードの記号を形成するように配置され得る。コードの記号は、英数字記号および製品バッチ、日付などを特定するのに使用される任意のその他の記号などの、ワードプロセッシングプログラムで使用可能な記号であり得る。このコードは製品の名称または識別子などの読取り可能なテキストであり得る。このコードは英数字である必要はなく、また、通常のワードプロセッシングプログラムで生成されない記号を含むことができる。例えば、このコードはバーコードであり得る。
【００１５】
印刷システムを利用する製品は、小売店で販売される製品または市販製品のパッケージであり得る。さらに、製品は、他業者向けに販売される製品であり得る。製品の例としては、医薬品、医薬品パッケージ、食品パッケージ、化粧品、卵などの食品、日用品、アイスクリーム、コンピュータ部品、自動車部品、医療器具、洗剤、ソフトドリンクやワインなどの飲料がある。
【００１６】
このコードは、製品の複数の位置に形成されることができる。例えば、プラスチック製の医薬品ボトルは、プラスチックボトルに直接印字される一つのコードと、プラスチックボトルに貼付されるラベルに形成される別のコードを有することができる。
【００１７】
上述したように、コードは複数のスポットから構成される。印刷ビームが製品を照射する位置において材料の光学的特性を変えることによって、製品上にスポットが形成される。印刷ビームは、製品の様々な光学的特性を変えることができる。例えば、印刷ビームは材料の一つ以上の層を除去して、下の層が見えるようにすることができる。材料の上層は多くの場合紙の上のインク層を有するために、インク層を除去することにより、周りのインク層に対して紙が見える部分にスポットができる。材料の屈折特性も変えることができる。例えば、印刷ビームを使って、ソフトドリンクのボトルなどのプラスチックにコードを印刷することができる。印刷ビームは、プラスチックの屈折特性を変える。対照的な屈折特性を有する部分は目立つために、コードは容易に視認される。さらに、印刷ビームは特定の材料をエッチング処理できる。
【００１８】
印刷システムは製品上に印刷するためにレーザーを採用しているために、インクや溶剤などの消耗品が不要である。従って印刷システムは、製品へのコードの印刷に関連する費用および複雑さを削減することができる。
【００１９】
製品へのコード印刷にレーザーを採用する従来の印刷システムは、通常多くの場合において液体による冷却および大幅なスペースを必要とする高出力レーザーを利用している。しかしながら、以下で説明する印刷システムでは、レーザーの出力削減を補うためにレーザーが各位置に滞留する時間を長くすることができる。その結果として、印刷システムに低出力のレーザーを採用することができる。例えば、一実施形態においては、レーザーは空冷のＣＯ２レーザーである。一部の例ではレーザーは高々２５ワットのレーザーであり、別の例ではレーザーは高々２０ワットのレーザーであり、その他の例ではレーザーは高々１５ワットのレーザーであり、また別の例ではレーザーは高々１３ワットのレーザーである。
【００２０】
レーザーを低出力のレーザーとすることができるために、レーザー、光学アセンブリおよび関連する電子機器をインクジェットプリンターと同程度のサイズのハウジングに取り付けることが可能である。その結果として、滞留時間が調整できることは、本発明に従った印刷システムが、レーザーを採用する従来の印刷システムに関するサイズおよびスペース上の課題を解決することを意味する。したがって、以下で説明する印刷システムは、製品にコードを印刷するために使用されるインクジェットよりも向上した代替品となる。
【００２１】
印刷システムは、製品ライン上の製品など、動いている製品に印刷することに適合し得る。これらの製品はシステムに対して相対的に動いているために、各製品に印刷可能な時間は限られる。印刷システムは、製品にコードを印刷するための時間を変更する電子機器を含む。例えば、印刷システムは、コードを定義する画素の密度を変更するための電子機器を含む。低い画素密度を有するコードは、高い画素密度を有するコードよりも高速で印刷されることが可能である。さらに、印刷システムは、コードを定義する画素のサイズを変更するための電子機器を含む。画素が小さいほど必要な印刷時間は短くなる。さらに、印刷システムの滞留時間は、上述しているように変更可能である。コードの印刷に必要な時間を変更できることは、印刷システムがさらに幅広い製品ラインに使用されることを可能とする。
【００２２】
図１Ａおよび図１Ｂは、印刷システム１０に隣接した位置に置かれる製品２２に印刷するための印刷システム１０を示す。図１Ａは、印刷システム１０の側面図であり、図１Ｂは印刷システム１０の上面断面図である。印刷システム１０は、印刷ビーム１４を生成するためのレーザー１２を含む。任意のレーザー１２が印刷システムで使用可能である。レーザー出力の低さを補うために滞留時間を長くすることができるために、低出力のレーザーを印刷システムに使用することができる。例えば、レーザー１２は空冷ＣＯ２レーザーであり得る。一部の例において、レーザーは２５ワットのレーザー、２０ワットのレーザー、１５ワットのレーザーまたは１３ワットのレーザーであり得る。
【００２３】
レーザー／エネルギー源１２からの印刷ビーム１４は光学アセンブリ１８を通過して、製品パッケージで使用される材料などの、材料２０に入射する。以下に詳述するように、ビーム１４が材料２０に入射する時間は、ビーム１４が材料２０にスポットを形成できるよう、調整されることができる。
【００２４】
光学アセンブリ１８は、印刷ビーム１４の方向を変える構成要素を含む。これらの構成要素は、各位置においてスポットを生成するよう、ある位置から別の位置へ印刷ビーム１４を操作するように制御可能である。以下に詳述するように、スポットは、材料２０の上に一つ以上の画素８８を形成するように配置され得る。さらに、これらの画素８８は材料２０の上に、一つ以上の記号を形成するように配置され得る。これらの記号は、製品２２または製品２２のラベルに印刷される英数字のコードであり得る。
【００２５】
印刷システム１０はさらに、レーザー光源／エネルギー源１２および光学アセンブリ１８と通信する電子機器２６をも含む。電子機器２６は、印刷システム１０に機能性を提供するための一つ以上のプロセッサを含み得る。適切なプロセッサは、マイクロプロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、集積回路、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、論理ゲートアレイおよび切り替えアレイを含むが、これに限定されるものではない。電子機器２６はさらに、一つ以上のプロセッサによって実行される命令の貯蔵および／または印刷システム１０の動作中に開発されたデータの貯蔵に使用される、一つ以上のメモリをも含み得る。適切なメモリは、ＲＡＭおよび電子的な読み込み専用メモリ（例えば、ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、またはＥＥＰＲＯＭ）を含むが、これに限定されるものではない。
【００２６】
電子機器２６は、レーザー１２および光学アセンブリ１８の動作を制御する。例えば、電子機器２６は、印刷ビーム１４の方向、スポットが形成される材料２０上の位置を印刷ビーム１４が滞留する時間の長さ、ビームが滞留する各位置の間を印刷ビーム１４が移動する速度、視認可能な記号を作成するために使用される画素８８のサイズ、作成した記号の選択などを調整するために、光学アセンブリ１８を制御することができる。
【００２７】
電子機器２６は、ユーザーインターフェース３０と通信できるように任意で接続され得る。ユーザーインターフェース３０は、ハウジング１６と離れていてる、ハウジング１６に取り付けられている、および／またはハウジング１６から取り外し可能であることができる。ユーザーインターフェース３０は、ハンドヘルド機器であり得る。適切なユーザーインターフェース３０は、英数字のキーボードおよびディスプレイを含み得る。ユーザーインターフェース３０は、電子機器２６をプログラムするために、および／または印刷パラメータを設定するために使用できる。例えば、ユーザーインターフェース３０は、印刷ビーム１４が材料２０上の単一の位置に滞留する時間、視認可能な記号を形成するために使用される画素８８のサイズ、形成される記号の種類および文字列などを手動で制御するように使用可能である。さらに、ユーザーインターフェース３０は、印刷システム１０を手動で起動するためにも使用され得る。例えば、ユーザーインターフェース３０は、印刷システム１０に材料２０への印刷を行わせる印刷キーを含むことができる。
【００２８】
電子機器２６は、一つ以上のセンサー３１と通信することもできる。これらのセンサー３１は、印刷システム１０が印刷する製品についての情報を電子機器２６に提供できる。例えば、センサー３１は、印刷システム１０に対する製品２２の相対的位置、製品２２が動いている方向、動いている製品２２が停止した時間、および製品２２が正しい印刷位置にいる時間を示すことができる。適切なセンサー３１（以下で説明）は、製品２２が動いている速度および／または方向の検出のために使用される速度センサーと、センサー３１の前に製品２２が位置していることを示すための位置センサーとを含むことができるが、これに限定されるものではない。
【００２９】
印刷システム１０は、印刷ビーム１４がここからハウジング１６外に出る印刷ビーム出口部材３２を含む。印刷ビーム出口部材３２は、ハウジング１６の開口部またはハウジング１６に取り付けられている固定ウィンドウのように単純化され得る。別の実施形態においては、印刷ビーム出口部材３２は、Ａの矢印によって示されているように、ハウジング１６に対して移動可能とすることができる。この実施形態においては、印刷ビーム１４は、印刷ビーム出口部材３２を操作することによって手動で材料２０の上の特定の位置に向けることができる。
【００３０】
レーザーは低出力レーザーにすることができるため、ハウジング１６も小型化することができる。例えば、ハウジング１６は、１２００立方インチ未満の容積にすることができる。ある例では、ハウジング１６は、９００立方インチ未満の容積にすることができる。別の例では、ハウジング１６は、１２００立方インチ未満の容積にすることができる。一実施形態においては、ハウジング１６は２５インチ未満の長さＬ、１０インチ未満の幅Ｗ、および５インチ未満の高さＨを有する。別の実施形態においては、ハウジング１６は２３．５インチ未満の長さＬ、７．５インチ未満の幅Ｗ、および４インチ未満の高さＨを有する。これらの寸法において、ハウジング１６は印刷ビーム出口部材３２を含むことができる。
【００３１】
小型サイズは、軽量性にも関連している。例えば、一実施形態においては、ハウジング１６および内部の構成要素の重量は、３０ポンド未満である。一部の例ではハウジング１６および内部の構成要素の重量は２５ポンド未満であり、別の例では、ハウジング１６および内部の構成要素の重量は２２ポンド未満である。この重量には、ハウジング１６から分離されている構成要素の重量は含まれない。例えば、この重量には、ハウジング１６に統合されていないユーザーインターフェース３０は含まれない。さらに、この重量には、印刷システム１０が通信を行うがハウジング１６に統合されていないセンサーの重量は含まれない。
【００３２】
図２は、製品２２上のに印刷ゾーン３４を形成する、印刷システム１０の例を示す。印刷システム１０は、材料２０に印刷ゾーン３４を定義するための構成要素を含むことができる。例えば、印刷システム１０は、図２で示されているように、材料２０に矩形を投影できる。印刷システム１０は、印刷ゾーン３４の内部にコードの記号を形成する。
【００３３】
印刷システム１０の動作時において、印刷ゾーン３４は、自動的に印刷されるか、またはオペレータによって制御されることができる。印刷ゾーン３４が材料２０の所望の位置に形成されるように、オペレータは印刷ビーム出口部材３２を調整することができる。次いで、ユーザーインターフェース３０が、印刷ゾーン３４内で印刷を起動するために使用される。その結果として、印刷システム１０のオペレータは、印刷ゾーン３４が所望の印刷位置に表示されることを確かめることによって、印刷システム１０が材料２０の上にコードを印刷する位置を選択することができる。適切な印刷ゾーンマークは、印刷ゾーン３４の四隅のマーク、印刷ゾーン３４の中央に位置するマーク、および印刷ゾーン３４の周囲の点線を含むことができるが、これに限定されるものではない。
【００３４】
印刷システム１０の一実施形態においては、電子機器２６は、印刷ゾーン３４のサイズおよび形状を制御する。その結果として、電子機器２６は、材料２０に印刷される記号のサイズおよび形を適合させることができる。例えば、通常よりも大きなコードが材料２０に印刷される場合、電子機器２６は印刷ゾーン３４を拡大することができるため、コードは印刷ゾーン３４内に完全に収まって形成される。その結果として、コードのサイズが大きくなることが、材料２０のコードの位置に不備を生じさせることはない。
【００３５】
図３Ａは、印刷システム１０の前で製品２２を一時的に停止させる製品ライン３６と共に動作する印刷システム１０の側面図を示す。印刷システム１０は、静止した製品２２または印刷システム１０に対して製品２２を搬送する製品ライン３６上に置かれる製品パッケージに印刷を行うことができる。図３Ａの印刷システム１０は、印刷トリガー３８の前に製品２２の一つが位置しているときに検知する印刷トリガー３８と通信している。適切な印刷トリガー３８は、光のビームを生成する機器を含む。この機器は、製品２２が製品ライン３６を移動するときに製品２２がビームを妨げるよう、製品ライン３６の隣に設定されることができる。印刷システム１０はこの機器をモニターし、製品２２がビームを妨げているときを判断することができる。印刷トリガー３８は、それがトリガーされたときに、製品２２が製品２２の上に印刷するための正しい位置に置かれるように、配置され得る。代替案として、印刷トリガー３８は、それがトリガーされたときに、製品２２が製品２２の上に印刷するための正しい位置に置かれる前に、時間遅延が経過するように配置され得る。
【００３６】
印刷システム１０は、さらに、印刷システム１０の前で各製品２２を停止する停止メカニズム４０とも通信を行う。製品ライン３６の動作中は、製品２２が製品ライン３６上を移動することができるように停止メカニズム４０は引き込まれる。この移動は、一つ以上の機械的な力または一つ以上の重力などの自然力によるものとすることができる。製品２２が停止メカニズム４０を通過した後、停止メカニズム４０は、次の製品２２をブロックするために、元の位置に戻される。
【００３７】
図３Ａで示される印刷システム１０の動作時において、製品２２は、製品ライン３６の印刷システム１０の前を通過する。印刷システム１０は印刷トリガー３８をモニターし、製品２２が印刷トリガー３８の前を移動する時間を判断する。印刷システム１０は、停止メカニズム４０に製品２２が押し付けられるように、あらかじめ設定された遅延の間待機し、次にパッケージに記号を印刷する。その結果として、製品２２は、印刷システム１０がパッケージにコードを印刷している間、静止状態に留まる。
【００３８】
コードが印刷されると、印刷システム１０は停止メカニズム４０を起動し、製品２２は再び動くことができる。印刷メカニズムは、製品２２の間のギャップを発見するために、印刷トリガー３８をモニターする。ギャップが発見されると、印刷システム１０は停止メカニズム４０を起動して次の製品２２を停止し、印刷トリガー３８を再びモニターして次の製品２２が印刷トリガー３８の前でいつ移動したかをを検知する。
【００３９】
図３Ｂおよび図３Ｃは、印刷システム１０に製品２２を継続的に搬送する製品ライン３６と共に使用される印刷システム１０を示す。製品２２は、ラインに沿って均等に配置されるか、または散発的に配置され得る。印刷システム１０は、印刷トリガー３８および速度センサー４２と通信する。電子機器２６（図１Ｂ）は、製品ライン３６の製品２２の速度および方向を決定するために、速度センサー４２からの信号を利用することができる。適切な速度センサーはエンコーダーおよびリゾルバを含むが、これに限定されるものではない。
【００４０】
印刷システム１０の設定中に、管理上の理由により、印刷システム１０と印刷トリガー３８との間の距離が電子機器２６に入力される。代替案の実施形態においては、印刷トリガー３８はハウジング１６に取り付けられ、印刷トリガー３８と印刷ビーム１４との間の固定された公知の距離を実現する。この実施形態においては、電子機器２６が距離を探知できるため、管理上の理由で距離を入力する必要はない。
【００４１】
動作中に、印刷システム１０は、製品２２が印刷トリガー３８の前をいつ移動したかを判断するために、印刷トリガー３８をモニターする。印刷トリガー３８により、製品２２が印刷トリガー３８の前を移動したと判断されるときには、印刷システム１０は、ライン３６上の製品２２の速度を判断し、この速度を使用してコード位置時間遅延を決定する。コード位置時間遅延は、コードが製品２２の所望の位置に印刷されるように、決定される。このコード位置時間遅延を決定するための適切な方法が以下に説明される。決められたコード位置時間遅延が経過すると、製品２２が印刷システム１０を通過するときに記号が印刷される。
【００４２】
コードが印刷された後には、印刷トリガー３８は、製品２２がいつ印刷トリガー３８を通過したかを判断することができる。一実施形態においては、印刷トリガー３８は、新しい製品２２が印刷トリガー３８の前を通過した時間を特定するために常時モニターしている。図３Ｂに示されているように、印刷トリガー３８は、印刷システム１０がある製品２２に印刷を行っている間に、別の製品２２によってトリガーされることが可能である。つまり、印刷システム１０は、ある製品２２を印刷しながら、別の製品２２の時間遅延を追跡することができる。こうした状況は、標準のマルチタスクプログラミングで処理可能である。
【００４３】
印刷システム１０は、他の製品ライン３６と共に使用可能である。例えば、一部の製品ライン３６は、製品２２にラベルを貼付するためのラベルステーションを含む。ラベルステーションは、通常、各製品２２にいつラベルが貼付されたかを判断するための電子機器を含む。印刷システム１０はラベルステーションと通信することができ、製品２２に貼付後に各ラベルにコードを印刷することができる。コードの印刷は、ラベルステーション内の電子機器によってトリガーされることが可能である。例えば、ラベルステーションの電子機器がラベルが貼付されたことを検知すると、これらの電子機器はコードを印刷すべきであることを示す信号を印刷システム１０に送ることができる。
【００４４】
図４Ａは、印刷システム１０の光学アセンブリ１８の上面図を示す。光学アセンブリ１８は、印刷ビーム１４を生成するレーザー光源１２を含む。印刷ビーム１４は、印刷ビーム１４を拡大する、第一の負レンズ（ｎｅｇａｔｉｖｅ  ｌｅｎｓ）５０を透過する。光学アセンブリ１８は、さらに、印刷ゾーンビーム５３を拡大する第二の負レンズ５４を透過する印刷ゾーンビーム５３を生成するための印刷ゾーン光源５２も含む。印刷ビーム１４および印刷ゾーンビーム５３は同時に生成されるものとして示されているが、電子機器２６（図１Ｂ）は、これらをそれぞれ別々に生成することができる。さらに、印刷ゾーンビーム５３はオプションであり、光学アセンブリ１８に含まれる必要はない。
【００４５】
印刷ビーム１４および印刷ゾーンビーム５３は、ビーム合成装置５６において合成される。合成されたビームは正レンズ（ｐｏｓｉｔｉｖｅ  ｌｅｎｓ）５８を透過し、これにより、リフレクター６０で反射される前にビームがコリメートされる。合成されたビームは、次に複数の鏡６２に向かい、それは合成されたビームを第二の正レンズ６３に向けて反射し、それは合成されたビームをフォーカスする。この合成されたビームは次に保護ウィンドウ６４を通過し、製品２２に向かう。
【００４６】
図４Ａは光学アセンブリ１８の上面図であり、鏡６２同士は重ねて配置されているため、鏡６２の配置は図４Ａからは明らかでない。図４Ｂは、鏡の配置を明らかにするための、保護ウィンドウ６４を通して見た、光学アセンブリ１８の側面図を示す。合成されたビーム１４、５３は、Ａの矢印で示されるように、左から鏡６２に到達する。ビーム１４、５３は、第１の鏡６６から下の第２の鏡６８に反射される。合成されたビーム１４、５３は、第２の鏡６８から紙面の外に反射される。
【００４７】
図４Ｃで示されているように、鏡６２を動かすために、一つ以上のアクチュエータ７０に、鏡６２の片方または両方を結合することができる。適切なアクチュエータ７０は、マイクロモーターを含むが、これに限定されるものではない。アクチュエータ７０は、パッケージに記号および印刷ゾーン３４を形成するためのビーム１４、５３を操作するために、電子機器２６（図１Ｂ）によって制御される。例えば、印刷ゾーン３４が矩形を有している場合には、印刷ゾーンビーム５３は、約１００サイクル／秒の、矩形が人間の目で完全な矩形として見える速度で、印刷ゾーン３４の周囲の矩形をトレースできる。
【００４８】
図４Ａの第２の正レンズ６３は非線形のレンズとすることができる。図４Ｄは、第１の位置および第２の位置における第２の鏡６８を示す。第１の位置において、印刷ビーム１４とレンズ軸との間の角度はαであり、第２の位置において、この角度は２倍の２αである。レンズ６３の非線形の特性により、印刷ビーム１４は、第２の鏡６８が第１の位置にある場合にはレンズからの距離Ｃにおいて製品２２に入射する。しかし、第２の鏡６８が第２の位置にある場合には、印刷ビーム１４は、角度は２αに増加しているにも関わらず、レンズ軸から２Ｃの距離において製品２２に入射しない。鏡６８の動きと印刷ビーム１４の動きとの間に比例関係がないことは、レンズ６３の非線形の特性の結果である。
【００４９】
電子機器２６（図１Ｂ）は、第２の正レンズ６３の非線形の影響を修正するロジックを含むことができる。従って、このロジックによって、印刷ビーム１４を２Ｃ分移動するために、第２の鏡６８は角度を２αよりも大きく増すことになる。この修正のロジックは、第２の正レンズ６３に対するαとＣとの間の関係を提供する、理論的な光方程式から展開され得る。代替案としては、この修正のロジックは、αとＣとの間の関係を決定するために実行される実験から展開され得る。この修正のロジックにより、非線形性の修正のために通常使用される高価で大型のＦ−θレンズが不要になる。したがって、この修正により、印刷システム１０のサイズを縮小し、コストを削減することが可能である。
【００５０】
球面収差の影響は、可変滞留時間によって修正することができる。例えば、製品２２上で収差の影響が明らかなときには、滞留時間を長くすることができる。
【００５１】
印刷ゾーン光源５２を含む光学アセンブリ１８の動作中に、印刷ゾーン光源５２が有効化され、レーザー１２は無効化される。鏡６２が動かされ、製品２２上に印刷ゾーン３４が形成される。パッケージに記号を形成する場合、印刷ゾーン光源５２は係合されず（ｄｉｓｅｎｇａｇｅｄ）、記号が形成されるまで、レーザー／エネルギー源１２が係合され（ｅｎｇａｇｅｄ）る。記号が形成されると、レーザー／エネルギー源１２は係合を解かれ得、印刷ゾーン３４の形成を継続するために印刷ゾーン光源５２が係合され得る。
【００５２】
図１Ｂを参照して説明したとおり、印刷システム１０は、装置ハウジング１６に対して移動可能な印刷ビーム出口部材３２を含むことができる。図４Ｃおよび図４Ｅは、印刷ビーム出口部材３２のこの動きを可能にする機械的な構造を示す。図４Ｃのフレーム７６は、ハウジング１６内の印刷ビーム出口部材３２を支持する。フレーム７６と印刷ビーム出口部材３２との間に配置された軸受７８により、印刷ビーム出口部材３２はフレーム７６に対して移動可能である。図４Ｅは、印刷ビーム１４に沿って見た場合の、軸受７８の側面断面図を示す。印刷ビーム１４は、軸受７８（図４Ｅ）によって可能となる回転８０の軸に沿って軸受７８（図４Ｃおよび図４Ｅ）を通過し、鏡６２（図４Ｃ）によって反射され、出口部材３２（図４Ｃおよび図４Ｅ）の端を通過する。このため、フレーム７６に対する印刷ビーム出口部材３２の動きによって、軸受７８に対する印刷ビーム１４の位置が変わることはない。
【００５３】
図４Ｃおよび図４Ｅに示されているように、鏡６２およびアクチュエータ７０は、印刷ビーム出口部材３２と結合される。このため、印刷ビーム出口部材３２がハウジング１６に対して移動すると、鏡６２およびアクチュエータ７０は印刷ビーム出口部材３２と共に移動する。さらに、第１の鏡６６（図４Ｂ）の一部は、回転８０（図４Ｅ）の軸受軸方向に配置される。このため、印刷ビーム出口部材３２の動きにより、印刷ビーム１４および第１の鏡６６の間の入射角が変わることはない。したがって、印刷ビーム出口部材３２がハウジング１６に対して移動するときにも、第１の鏡６６は印刷ビーム１４を第２の鏡６８の同じ位置に向け、印刷ビーム１４は保護ウィンドウ６４の同じ位置を通ってハウジング１６から出る。ハウジング１６に対して印刷ビーム出口部材３２が回転可能となっているために、印刷ビーム出口部材３２によって伝達される印刷ビーム１４は製品２２の様々な位置に向けられることができる。
【００５４】
上述したように、印刷ビーム１４は、その位置の光学的特性が変わるまでその位置に留まることによって、製品２２上の様々な位置に複数のスポットを形成する。例示の目的のために、図５Ａ〜図５Ｄは、製品２２からのインク層除去による製品２２へのスポットの形成を示す。図５Ａおよび図５Ｂは、材料２０にスポット８３（図５Ｃ）が形成される前の、特定の位置で材料２０上に入射した印刷ビーム１４を示す。材料２０は、紙などの下地（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）８２を含む。下地８２の上にはインク層８４が形成されている。インク層８４は、多くの市販されている製品２２のラベルから明らかなように、様々な色および様々なインクの種類を含むことができる。図５Ａに示される材料２０は、追加の層８６を含む。追加の層８６は、製品パッケージにおいてインク層８４の上に多くの場合存在する、一つ以上の層を示す。例えば、ドッグフードの袋などの多くの材料２０は、下地８２およびインク層８４の上のワックス層を含む。
【００５５】
図５Ｃ〜図５Ｄは、材料２０の特定の位置にスポット８３が形成された後の材料２０を示す。印刷ビーム１４が特定の位置に滞留する時間は、下地８２を焼損することなく印刷ビーム１４がインク層８４および追加の層８６を材料２０から除去するように調整される。その結果として、材料２０の特定の位置において下地８２が視認される。インク層８４を除去するための時間は、通常１００〜５００μｓである。
【００５６】
スポット８３を形成する時間は、多くの場合、層の材料２０の関数である。例えば、追加の層８６は、パッケージを保護しパッケージの見た目を美しくするワックス層とすることができる。こうした層を通してスポット８３を形成することは、多くの場合、インク層８４のみによってかかる時間よりも長くかかる。
【００５７】
本出願は、ある位置にスポットを形成するように、ある位置に印刷ビーム１４が滞留する時間を調整することを含む。一部の例では、滞留時間は、１００μｓ、２００μｓ、５０〜５０，０００μｓ、１００〜５００μｓ、または２００〜５００μｓなど、５０μｓよりも大きくなる。一部の例では、スポットの直径は、４００μｍ未満、２５０μｍ未満、または１７０μｍ未満である。
【００５８】
図６Ａは、材料２０上に画素８８を定義できるように、材料２０（図５Ａ）上に配置された複数のスポット８３を示す。Ａの矢印で示されているように、ある位置から別の位置へ印刷ビーム１４を移動することが画素８８を形成する。各位置にスポット８３が形成される。印刷ビーム１４は、好適にも画素８８の形成中のあいだ材料２０を照射する。印刷ビーム１４は、好適にもスポット８３の間において材料２０上のいかなる層をも除去しないような速度で、スポット点８３が形成される位置間を移動する。これは、レーザー１２の出力が比較的低いことによって可能となる。その結果として、スポット８３の間においては材料２０にマークは形成されない。代替案としては、スポット８３の間において除去を行うのに十分低い速度で、印刷ビーム１４をある位置から別の位置に移動することができる。さらなる除去は、スポット８３の間における連続した外観の生成に役立つ。
【００５９】
図６Ｂ〜図６Ｄに示されているように、印刷システム１０によって形成される画素８８のサイズは選択可能である。画素８８を生成するために使用するスポット８３の数を増やすと、画素８８のサイズを拡大することができる。所与のエネルギー源パワーおよびスポットのサイズに対しては、画素８８の生成に必要な時間と画素サイズの間にトレードオフが存在する。このため、より長い印刷時間が必要な場合には画素のサイズを小さくすることができる。さらに、上で説明された画素８８は六角形をしているが、スポット８３は六角形以外の形の画素８８の中において配置することができる。例えば、画素８８は正方形、三角形、円形などであり得る。一実施形態においては、印刷システム１０のオペレータは、画素８８のサイズおよび形を選択するためにユーザーインターフェース３０（図１Ａ）を使用することができる。
【００６０】
図７Ａは、５つの縦列と５つの横列内に配置される、考えられる画素８８のアレイを示す。記号の画素８８となると考えられる画素８８のいくつかを選択し、その他の画素８８を選択しないことによって、アレイに記号を形成することができる。例えば、図７Ａで濃色に表示されている、考えられる画素８８を選択することによって、「Ｔ」が形成される。アレイの考えられる画素８８から選択したパターンに製品２２の上に画素８８を生成するように、印刷ビーム１４を向けることによって、印刷システム１０（図１Ａ）は製品２２の上に記号を生成する。従って、図７Ｂに示されているように、製品２２に記号が表示される。限られた数の考えられる画素８８からの記号の生成は、計算機または従来のスコアボードのＬＣＤディスプレイにおける文字の生成によって示されるように、公知である。
【００６１】
図７Ａのアレイは円形の画素８８を有するものとして示されているが、アレイは、正方形などの異なる形の画素８８を含むこともできる。画素８８間の距離は、コードのサイズを大きくしたり小さくしたりするために調整され得る。一部の例では、画素８８の間の距離を、ある画素８８の境界線が別の画素８８の境界線に接するまで短くしている。画素８８の境界線が別の画素の境界線と接しており、画素８８が正方形の形状であるときには、コードの記号は塗りつぶした連続的な外観を有することができる。
【００６２】
図示されたアレイは５列×５列のものであるが、別のアレイ構成も可能である。例えば、５列×５列、７列×５列、および１６列×１０列が好適なアレイ構成である。さらに、アレイは、縦列および横列に配置される必要はない。さらに、アレイにおける考えられる画素８８は重なってもよい。また、一部の画素８８は、他の画素８８と異なるサイズを有することができる。さらに、アレイサイズは、印刷時間の要件に適合するよう変更することができる。例えば、印刷するコードが大きすぎるため、コードが印刷可能な位置に製品２２が存在している時間内に、印刷システム１０（図１Ａ）が動いている製品２２にコードを印刷できない場合、システム１０によって印刷される画素数を減らすために、アレイのサイズを縮小することができる。システム１０が印刷する必要のある画素数がより少なくなるために、コードの印刷に必要な時間が短縮される。従って、本出願の実施形態は、動いている製品に印刷される英数字のコードにおける画素密度を変更するための電子機器を含む。
【００６３】
図１Ｂの電子機器２６は、各記号を特定の画素パターンと関連付けるデータベースを含むことができる。その結果として、オペレータは記号または記号の列をユーザーインターフェース３０に入力することができ、印刷システム１０は各記号に関連する画素パターンを決定するためにデータベースを参考に利用する。電子機器２６は、コードの中の各画素８８の位置を示す第１のデータセットを形成するために、各記号の画素パターンを使用することができる。例えば、各画素８８は、画素８８が互いに印刷される相対的位置を示すデカルト座標と関連付けられることができる。記号の中の画素８８の相対的な配置を制御するために、その他の座標系および方法も使用できる。
【００６４】
使用されるレーザー１２は低出力レーザーであることが好ましいため、画素８８の間において材料２０にマークをつけることなく、画素８８の間でレーザー１２を移動することが可能である。このため、レーザー１２はまた、記号の間において材料２０の一部にマークをつけることなく、記号の間を移動することができる。結果として、画素８８および／または記号の間で印刷ビーム１４を移動させている間に、印刷ビーム１４を中断する必要がない。印刷ビーム１４を中断する典型的な方法は、レーザー１２をオフに切り替える、または不透明な物体を印刷ビーム１４中に置くことを含む。この中断する方法には、印刷ビームの中断と、印刷ビーム１４の動きおよび製品２２の動きの両方を同期化する必要が生じ得る。本発明の印刷システム１０は、これらの課題を解決することが可能である。
【００６５】
図８Ａは、レーザー１２が有効に印刷できる領域である、開口（ａｐｅｒｔｕｒｅ）９０を示す。開口９０は物理的なウィンドウであり得るが、この開口９０は一般的には、光学アセンブリ１８（図４Ａ）の制約の結果によるものである。例えば、開口９０は一般的には、その内部においては、光学アセンブリ１８により、印刷品質の好ましくない損失を受けることなく印刷システム１０が印刷できる領域を定義する。製品２２が印刷システム１０を通過する際に、印刷システム１０はこの開口９０を通してコードを印刷する。動いている製品２２上に印刷する際の印刷効率を高めるために、印刷システム１０は画素優先順位設定法を採用することができる。画素優先順位設定法は、この開口９０の有効なサイズを大きくする。このために、画素優先順位設定法は、製品２２が画素優先順位設定法を使用せずに達成できる速度よりも速く、印刷システム１０を通過することを可能とする。
【００６６】
画素優先順位設定は、製品２２上で画素８８が形成される順序を決定する。より高い優先順位を有する画素８８が、より低い優先順位を有する画素８８よりも前に印刷される。印刷される文字列／順番によって、製品の動く方向との反対の方向に画素８８が印刷されるように、画素８８の優先順位が設定される。例えば、図８Ｂは、５つの縦列と５つの横列を有する画素８８のアレイで形成されるＵ字型の記号を示す。縦列が印刷される順序は、製品が動く方向の反対の方向に優先される。Ｕ字型の記号は、Ａの矢印の方向に動く製品２２上に印刷される。画素形成の順序は、Ｂの矢印で示されている方向に優先される。具体的には、１で示される縦列の画素８８が最初に印刷され、５で示される縦列の画素８８が最後に印刷される。
【００６７】
図８Ａは、印刷中である図８ＢのＵ字型記号の一部を示す。画素８８は動く方向と反対の方向に印刷されるため、記号の残りの部分が印刷される製品２２の部分は、まだ図８Ａの開口９０に進入していない。その結果として、まだ、記号の残りの画素８８を印刷する時間が残されている。しかしながら、画素８８が反対方向に優先される場合には、製品２２の一部、最後に印刷される画素８８は、印刷システム１０がこれを印刷する前に開口９０を通過してしまう可能性がある。このため、製品２２は、記号を印刷することができるよう、より低速で動く必要が生じる。結果として、製品の動く方向と反対の方向に画素８８の形成の優先順位を設定することは、製品２２がより速い速度で印刷システム１０を通過することを可能とする。
【００６８】
図８Ｂは、縦列内の画素８８に特定の印刷優先順位が割り当てられておらず、縦列ごとに優先順位が設定されている画素８８を示す。しかしながら、図８Ｃに示されているように、画素８８の順番に個々に優先順位を設定することができる。一部の例では、一つ以上の縦列の画素８８は、製品２２に既に存在していた場合に開口９０に最初に入る画素８８が最も高い優先順位を設定されるよう優先付けされる。例えば、図８ＣのＵ字型の記号がＡと付けられた矢印で示される方向に移動する製品上にある場合、１と付けられた画素８８が開口９０に入る最初の画素８８となる。従って、この画素８８は、縦列１において最も高い印刷優先順位が与えられる。
【００６９】
上記の説明は主に画素８８の優先順位設定に関するものであるが、優先順位設定を、画素８８を形成するスポット８３のレベルに設定することができる。例えば、スポット８３に優先順位を設定することができるため、スポットは製品の動く方向と反対の方向に印刷される。さらに、スポット８３が製品２２に既に印刷されている場合には、スポット８３が開口に入る順番に基づいて、スポット８３に優先順位を付けることが可能である。
【００７０】
図９Ａ〜図９Ｄは、補正されたデータセット、つまり補正されたコードの形成および使用を示す。動いている製品２２に印刷を行うために、印刷システム１０は、第１のデータセット（図９Ａ）を補正されたデータセット（図９Ｂ）に変換する。次に印刷システム１０は補正されたデータセットを印刷し、製品２２を、あたかもそれが印刷システム１０に対して静止しているものとして処理する。補正されたデータセットは、コード／データセットの画素が動いている製品２２に印刷されるべき位置を示す、元のデータセットのイメージである。補正されたデータセットは、速度センサー４２（図３Ｂ〜図３Ｃ）によって提供される製品の速度および方向と画素８８を形成するために必要な平均時間とを使用して生成される。補正されたデータセットは、また、画素印刷順を使用して生成される。画素８８の印刷順は、上記で説明されている画素優先順位方式に従って、または任意の他の画素印刷順方式に従って生成されることができる。補正されたデータセットにおける各画素８８の位置、Ｐｎは、図９Ｂで示されるベクトルによって示されているように、画素８８が形成されるまで元の記号の画素８８が製品２２の速度で移動すると仮定することにより、決定される。
【００７１】
補正されたデータセットにおける各画素８８の位置、Ｐｎは、デカルト座標を含む多くの座標系で表現することができる。Ｐｎは、方程式１によって決定することができる。
【００７２】
Ｐｎ＝Ｐｎ，ｏ＋（ｎ−ｌ）（ｔ）ｖ      （１）
ここでｎは画素８８に割り当てられる優先順位であり、Ｐｎ，ｏは画素８８ｎの元の位置であり、ｔは画素８８を形成するのに必要な概算の時間であり、ｖは製品が動く速度および向きで構成される速度ベクトルである。
【００７３】
補正されたデータセットの実施形態を、図９Ｃに示す。これは、図９Ｂに示された補正された画素８８のみを含む。印刷システム１０は、印刷システム１０に対して製品２２が静止しているとみなして、補正されたデータセットで指定される画素位置を使用してコードを印刷する。このため、印刷ビーム１４（図１Ａ）は、画素８８の各スポット８３が形成される際、印刷システム１０に対して固定された状態を保持する。しかしながら、製品２２の動きによって、コードセットは、図９Ｄで示される元のコードとして視覚的に表示される。上記の記号補正の記述は、単一の記号の形成に限定され、コードの中の各記号は印刷前に補正される。
【００７４】
補正されたデータセットに関する上記の記述は画素レベルに限定されるが、一部の例では、この補正はスポットのレベルで行われる。より具体的には、記号の画素８８を構成する各スポット８３に対して補正された位置が決定され、製品２２が印刷システム１０に対して静止しているものとみなして、記号がスポット８３の補正された位置に従って印刷される。
【００７５】
図１０Ａ〜図１０Ｃは、補正されたデータセットをスポットのレベルで作成および使用する方法を示す。図１０Ａ〜図１０Ｃは、図示プロセスを簡略化するために単一の画素８８を含むコードについてのものであり、その方法は、複数の画素８８を有するイメージを含むように容易に拡張可能である。補正された画素／データセットは、動いている製品２２の上に画素のスポットが印刷されるべき位置を示す画素のイメージである。補正されたデータセットは、速度センサー４２を使用して生成される製品２２の速度と、画素８８のスポット８３を形成するために必要な平均時間とを用いて生成される。補正されたデータセットは、また、スポットの印刷順を用いて生成される。スポットの印刷順は、画素８８の優先順位選定方式に関して説明したスポットの優先順位選定方式に従って生成することが可能である。しかしながら、スポット８３の印刷順は、他の方式を使用して作成することも可能である。補正されたデータセットにおけるスポット８３の位置、Ｓｍは、図１０Ａで示されるベクトルによって示されているように、スポット８３が形成されるまで画素８８のスポット８３が製品２２の速度および方向に移動するとの仮定によって、決定される。
【００７６】
補正されたデータセットにおける各スポット８３の位置、Ｓｍは、デカルト座標を含む多くの座標系で表現することが可能である。Ｓｍは、方程式２によって決定することができる。
【００７７】
Ｓｍ＝Ｓｍ，ｏ＋（ｍ−ｌ）（ｔ）ｖ      （２）
ここでｍはスポット８３に割り当てられる印刷順であり、Ｓｍ，ｏはスポット８３ｍの元の位置であり、ｔ’はスポット８３を形成するのに必要な概算の時間であり、ｖは製品が動く速度および向きから構成される速度ベクトルである。
【００７８】
補正されたデータセットを、図１０Ｂに示す。これは、図１０Ａに示された補正されたスポット８３のみを含む。製品２２が印刷システム１０に対して静止していると仮定して、印刷システム１０は補正されたデータセットを印刷する。このため、印刷ビーム１４（図１Ａ）は、画素８８の各スポット８３が形成される際に、印刷システム１０に対して固定された状態を保持する。その結果として、図１０Ｄに示されているように静止した製品２２上に示されるスポット８３は、図１０Ｅに示されているように製品２２の動きによって実際には「塗抹され（ｓｍｅａｒｅｄ）」る。画素８８を形成するスポット８３が製品２２で生成される速度により、この塗抹は、一般的にはイメージの外観に影響しない。そのため、製品２２の動きによって、修正されたデータセットは、製品２２上に図１０Ｃで示される画素８８として表示される。
【００７９】
印刷システム１０（図１Ａ）が上述の補正されたデータセットに従って印刷するためには、システム１０は、スポット８３の二次元のトレースを印刷できる必要がある。以前の製品印刷用レーザーベースのシステムは、一次元のスポットのトレースまたは画素のトレースの印刷に限定されていた。印刷システム１０は、二次元のスポットのトレースまたは二次元の画素のトレースを形成することができる。
【００８０】
印刷システム１０が製品２２の特定の位置にコードを印刷するために、印刷システム１０はコード位置の遅延を決定することができる。図１１Ａおよび図１１Ｂは、製品２２、印刷トリガー３８、および印刷システム１０の間の関係を示す。上述するように、印刷システム１０の設定時に、印刷トリガー３８および印刷システム１０の間の距離が入力される。この距離は、図１１Ａにおいて距離ｄ１として示される。この距離は、ハウジング１６の上にマークなどの、一部の固定の測定点９２に対して測定される。測定点９２はハウジング１６のマークとして示されるが、測定点９２は、印刷システム１０の物理的な特徴とすることができる。例えば、測定点９２は、ハウジング１６の１側面にすることができる。
【００８１】
印刷システム１０は、測定点９２と印刷トリガー３８に最も近い開口の端との間の距離を把握する。この距離は、図１１Ａにおいて距離ｄ２として示されている。製品２２が印刷トリガー３８を始動させる場合、開口の端と製品２２の前端との間の距離はｄ１＋ｄ２になる。
【００８２】
印刷システム１０のオペレータは、管理上の理由から、ユーザーインターフェース３０を使用して、製品２２の前面端から製品２２に表示するための、コードの中心の場所までの距離を印刷システム１０に入力する。この距離は、ｄ３として示されている。印刷システム１０は、第一のデータセットで指定される画素位置からコードの長さを決定し、この長さを半分に分割する。この距離は、図１１Ａにおいて距離ｄ４として示されている。印刷システム１０は、方程式３によって、開口の端と印刷領域ｄ５の前端との間の距離を決定する。
【００８３】
ｄ５＝ｄ１＋ｄ２＋ｄ３−ｄ４      （３）
印刷システム１０の動作中に、印刷システム１０は、ｄ５を製品２２の速度で除算して、コード位置時間遅延を決定する。製品２２の前端が印刷トリガー３８に達することが印刷トリガー３８によって示されるときに、印刷システム１０は、コードの印刷を開始する前に、コード位置時間遅延が経過するまでの間待機する。
【００８４】
（ストライピング）
印刷システム１０（図１Ａ）のソフトウェア（またはファームウェア）は、ストライピングと、前端のクリッピング補正と、後端のクリッピング補正と、クリッピング補正のリアルタイム更新とを提供することができる。ソフトウェアは、図１Ａ〜図１Ｂの印刷システム１０の電子機器２６および／またはユーザーインターフェース３０の中に実装され得る。以下の説明では、ソフトウェアは、プロセッサ、メモリ、およびその他の構成要素を含むことのできる電子機器２６に実装される。
【００８５】
図１２は、図１Ｂの電子機器２６の複数のソフトウェアモジュールを示す。ソフトウェアモジュールは、ユーザーインターフェース３０からのコマンドを受信し、レーザー１２を制御する。ソフトウェアモジュールは、ユーザーインターフェース印刷ジョブ設定モジュール１２００（以下、「印刷ジョブ設定モジュール１２００」）、画像処理モジュール１２０２、クリッピング補正モジュール１２０４、およびリアルタイム印刷ルーティン／ドライバー１２０６を含む。
【００８６】
図１７は、図１２のソフトウェアモジュールを使用するための方法を示す。一般的に、印刷ジョブ設定モジュール１２００はユーザーインターフェース３０から印刷コマンドを受信し、ブロック１７００でイメージとしての印刷ジョブ（例：マークされる点の順序を有する点のリスト）を設定し、印刷されるイメージを画像処理モジュール１２０２に送信する。イメージは、一次元または二次元のバーコードなどの、コードまたは一連の記号、会社ロゴおよび製品表示、またはローマ文字ベースの英数字、アジア系文字およびアラビア系文字などの文字であり得る。
【００８７】
画像処理モジュール１２０２は、イメージを、ブロック１７０２でストライプ（以下に説明）に整理し、このストライプ１２０８をクリッピング補正モジュール１２０４に送信する。代替案としては、画像処理モジュール１２０２は、ストライプ１２０８を、クリッピング補正モジュール１２０４がアクセスする先入れ先出しのキューに送信する。ブロック１７０４でクリッピング補正１２０４はストライプ１２０８、トリガー入力１２１０、および速度入力１２１２を受信し、クリッピング補正値（以下に説明）をリアルタイム印刷ルーティン／ドライバー１２０６に出力する。ブロック１７０６でリアルタイム印刷ルーティン／ドライバー１２０６は、その値を使用して動いている製品上へのレーザー１２による印刷を制御する。
【００８８】
ブロック１７０８で、クリッピング補正モジュール１２０４または印刷ルーティン／ドライバー１２０６は、製品の速度が変更したかどうかを判断する。速度が変更した場合、クリッピング補正モジュール１２０４は、ブロック１７１０で新しいクリッピング補正値を決定する。
【００８９】
別の実施形態においては、イメージはレーザー電子機器２６に保存されることができる。ユーザーインターフェース３０は、ユーザーが選択、確認、または編集を行えるように、イメージを取り込み表示することができる。
【００９０】
図１３Ａ〜図１３Ｃは、図１２の画像処理モジュール１２０２によって生成されたストライプの例を示す。「ストライピング」は、図１３Ａ〜図１３Ｃに示されているように、「Ａ  Ｂ  Ｃ」などの文字または記号のイメージ（例：マークされる点の順序を有する点のリスト）を、複数のストライプまたはデータセットのセグメントに整理することを指す。画像処理モジュール１２０２は、製品２２（図１１Ａ）の動きと直交する向きでイメージをストライプに整理する。上記の説明では、製品２２は、印刷システム１０（図３Ａ〜図３Ｃ）に対して水平に移動する。このように、画像処理モジュール１２０２はイメージを垂直方向のストライプに整理する。図１３Ａおよび図１３Ｂは、印刷システム１０に対して水平方向に移動する製品２２に対して作成される垂直方向のストライプを示す。図１３Ａは、「Ａ  Ｂ  Ｃ」の文字の上のラインと「１  ２  ３」の文字の下のラインを示し、それは３つの垂直方向のストライプ、１３０６、１３０４、１３０２に整理される。図１３Ｂは、６個の垂直方向のストライプ、１３１２〜１３２２に整理される、「１  ２  ３  ４」の文字の上のラインと、「Ａ  Ｂ」の文字の中央のラインと、「５  ６  ７  ８」の文字の下のラインを示す。
【００９１】
図１３Ｃは、印刷システム１０に対して垂直方向に移動する製品に対する、２個の水平方向のストライプ１３３２、１３３４に整理される「Ａ  Ｂ  Ｃ」の文字の上のラインおよび「１  ２  ３」の文字の下のラインを示す。
【００９２】
画像処理モジュール１２０２は１個のストライプに各記号または文字を配置し、記号を複数のストライプに分割しない。例えば、図１３Ｂの記号「３」は１個のストライプ１３１４に適切に配置され、ストライプ１３１２および１３１４などの複数のストライプに分割されるべきではない。図１３Ｂの記号「３」が複数のストライプ１３１２および１３１４に分割される場合には、クリッピング補正モジュール１２０４（以下に説明）は記号「３」を不適切に分割してしまい、図１４Ｃの補正されたイメージを取得することができない。
【００９３】
さらに、画像処理モジュール１２０２は、（記号の水平方向の線に沿った）２個以上の記号を１個の垂直方向のストライプの中に配置しないようにする。例えば、図１３Ｂの「３」および「４」を１個のストライプに配置し、「１」および「２」を別のストライプに配置する場合、クリッピング補正「拡張（ｓｐｒｅａｄｉｎｇ）」（以下に説明）は、次のイメージになる。
【００９４】
「１  ２          ３  ４」
図１３Ａおよび図１３Ｂに示されるように、記号（例：図１３Ｂの「１  ２  ３  ４」）の水平方向のラインの各記号がそれ自体の垂直方向のストライプに適切に配置される場合には、以下に説明するクリッピング補正拡張は、図１４Ｃのイメージのような適切に補正されたイメージを生成する。
【００９５】
各ストライプには、サイズ／幅、位置、画素数、およびストライプ印刷の時間に基づいて、印刷順および「重み」などのパラメータを割り当てることができる。重みは、ストライプを印刷するのにかかる時間を表すことができる。ある構成においては、ストライプの重みは、時間の単位で以下のように表される。
【００９６】
重み＝（ストライプの画素数）（画素ごとの滞留時間）
このため、図１２の画像処理モジュール１２０２は、（ａ）印刷される特定のイメージに対する複数のストライプ１２０８、（ｂ）ストライプ１２０８の印刷順、および（ｃ）各ストライプの重み、をクリッピング補正モジュール１２０４に対して出力することができる。
【００９７】
ある構成においては、図１２の画像処理モジュール１２０２は、印刷ジョブが実際に開始する前（すなわち、「オフライン」時間、リアルタイムではない）の任意の時点において、特定の印刷ジョブに対するストライプ１２０８をクリッピング補正モジュール１２０４に送信することができる。別の構成においては、画像処理モジュール１２０２は、クリッピング補正モジュール１２０４に特定の印刷ジョブに対するストライプ１２０８をリアルタイムで送信することができる。
【００９８】
（前端クリッピング補正）
図１４Ａは、印刷される所望のイメージの例を示す。図１４Ｂは「前端」クリッピングによって影響を受ける印刷イメージの例を示す。「前端」クリッピングは、（ａ）製品２２がレーザー印刷ウィンドウまたは開口１５０２（図１５Ａ）をあまりに高速で通過しており、レーザー１２が印刷を完了できない場合、および／または（ｂ）印刷システム１０が、製品の材料に各画素を印刷するために高いレーザー滞留時間（上で説明）を必要とし、レーザー１２が印刷を完了できない場合に生じ得る。イメージの左端が、レーザーの開口１５０２の前端１５０６（図１５Ａ）によって「クリッピングされる」（図１４Ｂ）ことにより、印刷ビーム１４（図１Ａ）は動いている製品２２の所望の位置への到達が制限される。言い換えれは、印刷システム１０は、高速で動いている製品２２に印刷を試みる場合または高い滞留時間が必要な場合には、開口から「外れる」。
【００９９】
図１５Ａは、前端クリッピングの例を示す。図１５Ａでは、製品における所望の印刷ゾーン１５０４の位置は、時間と共に（垂直軸）、印刷開口１５０２を左から右へと通過する。図１５Ａの時間軸（垂直軸）は、秒、ミリ秒、またはその他の所望の単位であり得る。距離は水平軸上で、ミクロン、ＤＡＣ（デジタルアナログ変換）ステップまたはその他の所望の単位で計測される。図１５Ｂは、図１５Ａの距離スケールに従って、所望の印刷ゾーン１５０４に印刷される所望のコード「１  ２  ３  ４」を示す。図１５Ａの印刷ゾーン１５０４Ａ〜１５０４Ｅは、ある瞬間ごとのスナップショットであると見ることができる。
【０１００】
図１５Ａの時間２．５の時点で、印刷ゾーン１５０４Ａの一部は開口１５０２に入り、印刷システム１０は第４のストライプ「４」（プロセスブロック１５０８）の印刷を開始する。ブロック１５０８は、第４のストライプ「４」をリアルタイムで印刷するのに必要な全時間（垂直方向）および全直線距離（水平方向）を表す。時間４．５の時点で、全印刷ゾーン１５０４Ｂは開口１５０２の内部にあり、印刷システム１０は第３のストライプ「３」（プロセスブロック１５１０）の印刷を開始する。時間６．５の時点で、全印刷ゾーン１５０４Ｃはまだ開口１５０２の内部にあり、印刷システム１０は第２のストライプ「２」（プロセスブロック１５１２）の印刷を開始する。しかし印刷システム１０が第２のストライプ「２」の印刷を完了できる前に、印刷ゾーン１５０４Ｄは開口１５０２の前端１５０６を通過している。このために、第２のストライプ「２」がクリッピングされる。これは、「前端クリッピング」として知られる。印刷ゾーン１５０４Ｅが開口１５０６を通過しているために、印刷システム１０は所望の印刷ゾーン１５０４Ｅの中に、第１のストライプ「１」を印刷できない。
【０１０１】
図１２のクリッピング補正モジュール１２０４は、「前端」クリッピングを防止し、イメージ全体（図１４Ｃ）が確実に印刷されるようにする。トリガー入力１２１０は、製品２２の前端を感知する印刷トリガー（センサー）３８（図３Ａ〜図３Ｃおよび図１１Ａを参照して上記で説明されている）から送られる。クリッピング補正モジュール１２０４が新しいジョブを印刷するためのトリガー入力１２１０を受信すると、このジョブは、クリッピング補正処理キュー１２０５に置かれる。クリッピング補正モジュール１２０４はキュー１２０５を絶えずポーリングし、クリッピング補正を印刷準備のできた次のジョブで実行する。一実施形態においては、クリッピング補正モジュール１２０４はストライプ１２０８および速度１２１２を使用するのみであり、時間の計算はしない。キュー１２０５により、クリッピング補正モジュール１２０４が以前にトリガーされた印刷ジョブのクリッピング補正を実行している間に、トリガーを受信することが可能である。クリッピング補正モジュール１２０４は、リアルタイムで印刷されるコード（一連の記号）に対するクリッピング補正値（以下で説明）を計算する。クリッピング補正モジュール１２０４は最後のトリガーからの印刷ジョブを終了すると、それはキュー１２０５の中の次の印刷ジョブに対するクリッピング補正の実行を開始する。
【０１０２】
印刷ルーティン／ドライバー１２０６およびレーザー１２は、図１１Ａの「エンコーダー」４１を使用して製品の距離を追跡することによって、印刷開始時期を把握する。エンコーダー４１はシリンダー（機械的および電気的部品を有する）と、図１１Ａの動いている製品ライン３６に取り付けられるまたは接する車輪を含み得る。エンコーダー４１は、ケーブルを経由してレーザー１２および／または電子機器２６と結合され、レーザー１２および／または電子機器２６に信号を送信することができる。エンコーダー４１は、トリガーの眼／センサー３８と図１１Ａの開口１４の中心との間の距離ｄ１＋ｄ２を含む、速度および距離を追跡することができる。ユーザーは、製品２２の上の印刷ゾーン３４の所望の位置を考慮して、トリガーの距離を設定する。図１１Ａのレーザー装置１０の左側、製品２２の所望の印刷ゾーン３４の例を考えると、トリガーの距離および印刷ゾーンまでの距離の和は、ｄ１＋ｄ２＋ｄ３で表され得る。製品の位置がトリガー位置から、「トリガー距離」（ユーザーによって設定される）からクリッピング補正モジュール１２０４によって設定される「開始オフセット」を引いた距離だけ移動すると、レーザー１２は印刷を開始する。ユーザーは「トリガー距離」（例：印刷トリガー３８と印刷システム１０の図１５Ａの開口１５０２の中心との間、図１１Ａのｄ１＋ｄ２）を電子機器２６（図１Ｂおよび図１２）に入力することができる。
【０１０３】
ユーザーまたは技術者は電子機器２６に製品２２の長さを入力することができ、代替案としては、印刷システム１０は製品２２の長さを感知して電子機器２６に長さを保存することができる。別の構成では、ユーザーまたは電子機器のどちらも製品の長さを入力しない。電子機器２６は製品２２の長さを把握しておらず、クリッピング補正モジュール１２０４は、クリッピング補正値が製品の長さを超えてストライプを押し／拡張しているかどうかを把握しない。この場合には、ストライプの一部が製品から外れてしまうにすぎない。
【０１０４】
クリッピング補正モジュール１２０４は、さらに、図３Ｂ〜図３Ｃにおける速度センサー４２（例：エンコーダー４１）から速度入力１２１２を受信する。上述するように、速度センサー４２は製品ライン３６上の製品２２の速度を感知する。図１２のクリッピング補正モジュール１２０４は、製品２２が開口１５０２の前に来る時間を計算するために、トリガー入力１２１０が受信された時点の、製品２２の公知の距離（図１１Ａのｄ１＋ｄ２）と以下の方程式の速度入力１２１２とを使用する。
【０１０５】
製品の速度＝製品の距離の変化／時間の変化
ストライプｎに対して、
ストライプ印刷時間ｎ＝（電子機器２６のアドレス空間における点の数）＊（ストライプにおける点ごとの滞留時間）
「ストライプ移動距離」を求めるために「ストライプ印刷時間」を使用できる。
【０１０６】
ストライプ移動距離ｎ＝ストライプ印刷時間＊速度
ストライプの「後端クリッピング位置」および「前端クリッピング位置」を求めるために、「ストライプ移動距離」を使用することができる。
【０１０７】
ＴＥＣｎ（ストライプｎの後端クリッピング位置）＝ストライプの静的ＴＥＣ位置＋Σ（ｉ＝０からｉ＝（ｎ−１）まで）［ストライプ移動距離ｉ］
「ストライプの静的ＴＥＣ位置」は、コード全体を開口において速度ゼロで印刷した場合のストライプの後端である。これは、各ストライプで「ストライプ移動距離」がゼロであることを意味する。例えば、図１５Ａの印刷ゾーン１５０４Ａを開口１５０２の中心に配置した場合、各ストライプの左側は「静的ＴＥＣ」となり、各ストライプの右側は「静的ＬＥＣ」となる。
【０１０８】
ｎ＝２、ｎ＝３の場合のΣ（ｉ＝０からｉ＝（ｎ−１））［ストライプ移動距離ｉ］の例について説明する。ＴＥＣ２（図１５Ｂにおけるストライプ２（ｎ＝２）のＴＥＣ値）に対しては、クリッピング補正モジュール１２０４はストライプ２の「静的ＴＥＣ」を取り、ストライプ１のストライプ移動距離である、全ての以前のストライプの移動距離を加算する。ＴＥＣ３（図１５Ｂにおけるストライプ３（ｎ＝３）のＴＥＣ値）に対しては、クリッピング補正モジュール１２０４はストライプ３の「静的ＴＥＣ」を取り、ストライプ１およびストライプ２のストライプ移動距離である、全ての以前のストライプの移動距離を加算する。
【０１０９】
ＬＥＣｎ（ストライプｎの前端クリッピング位置）＝ＴＥＣｎ−ストライプ幅ｎ−ストライプ移動距離ｎ
「ＬＥＣ」を使用して「開始オフセット」（以下に説明）を求めることができる。
【０１１０】
開始オフセット（開口内の印刷全体の開始位置）＝最大ＬＥＣ−開口サイズ
「クリッピング補正値」（以下に説明）を、以下のようにして計算することができる。
【０１１１】
クリッピング補正値＝
Σ（ｋ＝０からｋ＝（全ストライプ数−２）まで）［
Σ（ｊ＝（全ストライプ数−１）からｊ＝ｋまで）［
（ＬＥＣｊ−ＴＥＣｋ−開口サイズ）／（ｊ−ｋ）］］
ここで、Σは式の整数変数としてのｊおよびｋに関する総和を表す。この式は、ｋ＝０およびｊ＝（全ストライプ数−１）である（ＬＥＣｊ−ＴＥＣｋ−開口サイズ）／（ｊ−ｋ）の結果に、ｋ＝０およびｊ＝（（全ストライプ数−１）−１）である場合の（ＬＥＣｊ−ＴＥＣｋ−開口サイズ）／（ｊ−ｋ）の結果を加算し、同様の結果をｊ＝ｋ＝０になるまで加算し続ける。この式はその値を取り、ｋ＝１であるときの同プロセスの結果にこれを加算する。この式はこれを、ｋが（全ストライプ数−２）になるまで繰り返す。
【０１１２】
クリッピング補正モジュール１２０４は、（ａ）ストライプの重さ（時間）および（ｂ）速度センサー４２（例：エンコーダー４１）からの速度入力１２１２（Ｖ＝距離／時間）を使用して、製品の所望の印刷ゾーンに各ストライプを適合させるために、連続する／隣接するストライプの印刷の間の「拡張」の最小値を計算する。時間×（距離／時間）の結果は距離である。「拡張」は、製品が開口１５０２（図１５Ａ）を通過する際に、各ストライプが製品２２（図１４Ｃ）の上に印刷されることを可能とする。拡張は隣接するストライプの間に等しい視覚的空間Ｓ１（図１４Ｃ）を追加し、その結果として、隣接するストライプが全印刷イメージを通じて等距離となる。拡張に対する根拠は、印刷中に全てのストライプ印刷ゾーンを等しい量で開口に押し戻すことである。これにより、ストライプが開口部壁に入り込むこと、およびクリッピング（図１４Ｂ）することを防止する。ストライプ印刷ゾーンを開口部に押し戻すことにより、製品上に見られるストライプの間に視認できるスペースが生じる。図１４Ｃ〜図１４Ｅに示される追加されるスペースＳ１、Ｓ２、Ｓ３は、クリッピング補正拡張をわかりやすく示すために、実際に追加されるペースに比べて誇張され得る。
【０１１３】
図１５Ｃは、前端クリッピング補正および拡張の例を示す。クリッピング補正モジュール１２０４は全てのストライプ印刷ゾーン（クリッピング補正による）の最終位置を取り、開口１５０２の中央にこれを配置し、「開始オフセット」を決定する。「開始オフセット」は、開口における前端ストライプの元の開始位置（画像処理モジュール１２０２によって生成された）と、クリッピング補正後の前端ストライプの最終位置との間の距離である。前端ストライプは、最初のストライプが動いている製品のターゲットであると仮定して、開口１５０２に入る最初のストライプ（図１５Ｃの「４」）である。
【０１１４】
全てのストライプは、距離または長さの単位においてクリッピング補正値（上述した）と等しい量だけ、開口１５０２に押し戻される。例えば、印刷システム１０は、第３のストライプ「３」をクリッピング補正値だけ左方向に印刷する位置に、製品２２の上の所望の位置を移動させる。その結果として、クリッピング補正モジュール１２０４は、ストライプ「２」および「１」が印刷される位置を開口１５０２の中に押し戻す。開口１５０２の長さはアクセス可能なものであり、またはクリッピング補正モジュール１２０４の中にプログラムされる。
【０１１５】
図１５Ｃの時間２．５の時点で、印刷ゾーン１５２０Ａの充分な部分が開口１５０２に入ることにより、印刷システム１０は第４のストライプ「４」の印刷（プロセスブロック１５２２）を開始する。ブロック１５２２は、第４のストライプ「４」をリアルタイムで印刷するための全時間（垂直方向）および全直線距離（水平方向）を表す。時間４．５の時点で、印刷ゾーン１５２０Ｂの大部分が開口１５０２の内部にあり、印刷システム１０は第３のストライプ「３」の印刷（プロセスブロック１５２４）を開始する。時間６．５の時点で、全体印刷ゾーン１５２０Ｃが開口１５０２の内部にあり、印刷システム１０は第２のストライプ「２」の印刷（プロセスブロック１５２６）を開始する。時間８．５の時点で、全体印刷ゾーン１５２０Ｄがまだ開口１５０２の内部にあり、印刷システム１０は第１のストライプ「１」の印刷（プロセスブロック１５２８）を開始する。時間９．５の時点で、４個のストライプ「１  ２  ３  ４」全てが印刷ゾーン１５２０Ｅの中に印刷されており、それは一部分が開口１５０２の外側に移動している。
【０１１６】
図１５Ｄは、図１５Ｃの距離スケールに従って、所望の印刷ゾーン１５２０Ｅに印刷された補正された（拡張）コード「１  ２  ３  ４」を示す。図１５Ｄの補正された（拡張）コード「１  ２  ３  ４」は、追加されたスペースのために図１５Ｂの、当初の所望のコードよりも長くなるが、各ストライプはクリッピングを伴わない図１５Ｄにおいて判読可能である。
【０１１７】
各ストライプの重みが異なる場合でも、各記号の間のスペースＳ１（図１４Ｃおよび図１５Ｄ）は同じにすることができる。
【０１１８】
クリッピング補正モジュール１２０４は、全てのストライプを所望の印刷ゾーン１５２０に適合させるために必要な最小スペースＳ１を計算し、製品上でできるだけ小さいスペースを使用することが可能である。スペースＳ１を最小化することによって、一連の記号の読みやすさが向上し、歪みが低減される。
【０１１９】
クリッピング補正モジュール１２０４は、印刷ルーティン／ドライバー１２０６に対して開始オフセット値を出力する。印刷ルーティン／ドライバー１２０６は、印刷開始時期を把握するために、エンコーダー４１（図１１Ａ）を追跡している。開始オフセット値は、印刷ルーティン／ドライバー１２０６をして「開始オフセット」と等しい量だけ「トリガー距離」（ユーザーが設定した）よりも早く印刷を開始させる。クリッピング補正モジュール１２０４は、リアルタイム印刷ルーティン／ドライバー１２０６に別の値、すなわち、印刷中にクリッピングを調整するために、中間のストライプ（図１４Ｃ、図１５Ｃ、および図１５Ｄ）のオフセットを示すクリッピング補正値、をも出力する。図１４Ｃの印刷イメージは水平方向に拡張され得るが、しかし判読可能である。
【０１２０】
図１５Ｅは、４個のストライプ「１  ２  ３  ４」の印刷中にレーザーを開口１５０２内のほぼ中央に配置できるように構成されたクリッピング補正（プロセスブロック１５４０〜ら１５４６）を示す。
【０１２１】
（後端クリッピング補正）
「後端クリッピング」は、印刷システム１０が（ａ）あまりに低速で動いている製品２２へのイメージの印刷、および／または（ｂ）製品２２への水平方向に長いイメージ（例えば、イメージ全体の長さが開口部１５０２よりも長い）の印刷、をしようとする場合に起こり得る。イメージの記号を印刷するための製品２２の所望の印刷位置は、予想される時間通りに開口１５０２（図１６Ａ）に入らず、開口１５０２の「後端」１６００によって、印刷ビーム１４が製品２２の所望の位置に達することが制限される。その結果として、一つ以上のイメージの記号が製品２２の間違った位置に印刷されるか、または図１６Ａで示されるように、記号が互いに重なり合って（重複記号）印刷される。
【０１２２】
図１６Ａは、後端クリッピングの例を示す。図１６Ａでは、製品の所望の印刷ゾーン１６０２の位置は、時間と共に（垂直軸）、印刷開口１５０２を左から右へと通過する。図１６Ａの時間軸（垂直軸）は、秒、ミリ秒、または任意のその他の所望の単位であり得る。距離は水平軸上で、ミクロン、ＤＡＣ（デジタルアナログ変換）ステップまたはその他の所望の単位で計測される。図１６Ｂは、図１６Ａの距離スケールに従って、所望の印刷ゾーンに印刷される所望のコード「１  ２  ３  ４」を示す。
【０１２３】
図１６Ａの時間２．５の時点で、印刷ゾーン１６０２Ａの充分な部分が開口１５０２に入り、印刷システム１０は第４のストライプ「４」の印刷（プロセスブロック１６０４）を開始する。ブロック１６０４は、第４のストライプ「４」をリアルタイムで印刷するのに必要な全時間（垂直方向）および全直線距離（水平方向）を表す。時間４．５の時点で、印刷ゾーン１６０２Ｂは、時間２．５の時点の印刷ゾーン１６０２Ａと比較して開口１５０２の内部に若干移動したにすぎない。第３のストライプ「３」を印刷するための所望の位置は、開口１５０２に完全に入っていない。印刷システム１０は、第３のストライプ「３」の印刷（プロセスブロック１６０６）を開始する。第３の印刷されたストライプ「３」は、第４の印刷されストライプ「４」と重複することがある。これは、「後端クリッピング」として公知である。時間６．５の時点で、印刷ゾーン１６０２Ｃは、時間４．５の時点の印刷ゾーン１６０２Ｂと比較して開口１５０２の内部に若干移動したにすぎない。印刷システム１０は、第２のストライプ「２」の印刷（プロセスブロック１６０８）を開始する。第２の印刷されたストライプ「２」は、第３の印刷されたストライプ「３」と重複することがある。時間８．５の時点で、印刷ゾーン１６０２Ｄは、時間６．５の時点の印刷ゾーン１６０２Ｃと比較して開口１５０２の内部に若干移動したにすぎない。印刷システム１０は、第１のストライプ「１」の印刷（プロセスブロック１６１０）を開始する。第１の印刷されたストライプ「１」は、第２の印刷されたストライプ「２」と重複することがある。
【０１２４】
図１６Ｃは、ストライプ印刷の間に時間遅延を追加する、後端クリッピング補正の例を示す。クリッピング補正モジュール１２０４は、低速で動いている製品２２にストライプを印刷するために、または開口１５０２よりも長いコードのストライプを印刷するために使用される、リアルタイムの後端クリッピング修正を提供する。後端クリッピング補正は、レーザー１２をオフに切り替え、製品２２上の適切な位置（ストライプの印刷ゾーン）が開口１５０２に入るまで、印刷を遅延する。クリッピング補正モジュール１２０４は、所望の印刷ゾーンが開口１５０２に入るときの時間遅延を求めるために、以下の方程式を使用する。
【０１２５】
時間遅延＝（開口部の外の距離）／製品の速度
ある構成においては、クリッピング補正モジュール１２０４は、所望のストライプ位置が実質的に開口１５０２の中央に位置するときに、ストライプの印刷を開始するために、時間遅延を追加する。
【０１２６】
図１６Ｃの時間２．５の時点で、印刷ゾーン１６２０Ａの充分な部分が開口１５０２に入り、印刷システム１０が第４のストライプ「４」の印刷（プロセスブロック１６２２）を開始する。ブロック１６２２は、第４のストライプ「４」をリアルタイムで印刷するための全時間（垂直方向）および全直線距離（水平方向）を表す。時間４．５の時点で、印刷ゾーン１６２０Ｂの充分な部分が開口１５０２の内部にあり、印刷システム１０が第３のストライプ「３」の印刷（プロセスブロック１６２４）を開始する。時間６．５の時点で、印刷ゾーン１６２０Ｃの充分な部分が開口１５０２の内部にあり、印刷システム１０が第２のストライプ「２」の印刷（プロセスブロック１６２６）を開始する。時間８．５の時点で、印刷ゾーン１６２０Ｄの充分な部分が開口１５０２の内部にあり、印刷システム１０が第１のストライプ「１」の印刷（プロセスブロック１６２８）を開始する。時間９．５の時点で、全ての４個のストライプ「１  ２  ３  ４」が印刷ゾーン１６２０Ｅの中に印刷され、これは一部分が開口１５０２の外に移動している。
【０１２７】
図１６Ｃの後端クリッピング補正の結果は、図１６Ｂの印刷される所望のイメージと同じである。追加のスペースは存在しない。
【０１２８】
ストライプの印刷中に製品２２が移動する距離は、クリッピング補正を行うストライプの幅と等しい。
【０１２９】
（クリッピング補正の更新）
製品２２の前端がトリガー３８（図１１Ａ）を通過した後、クリッピング補正モジュール１２０４またはリアルタイム印刷ルーティン／ドライバー１２０６は、印刷された各ストライプの間の速度入力１２１２を再評価することができる。製品の速度が変化した場合には、クリッピング補正モジュール１２０４は、クリッピング補正値をリアルタイムで更新する。例えば、クリッピング補正モジュール１２０４が、レーザー１２が図１４Ｃの「４」を印刷中または印刷後に製品２２の速度が上がったことを感知する場合には、クリッピング補正モジュール１２０４は、拡張を増加するためにクリッピング補正値を更新、すなわち、増加することができる。図１４Ｄは、クリッピング補正が更新されたことによる拡張の増加を示す。図１４Ｄの印刷された各記号は、スペースＳ１よりも大きい、等しいスペースＳ２によって区切られる。製品の速度およびイメージの距離が図１４Ｄで変更されているために、図１４Ｃのイメージを印刷するための時間は、図１４Ｄのイメージを印刷するための時間と同じである。
【０１３０】
例えば、クリッピング補正モジュール１２０４が、レーザー１２が図１４Ｄの「３」を印刷中または印刷後に製品２２の速度が再び上がったことを感知する場合には、クリッピング補正モジュール１２０４は、拡張を増加するためにクリッピング補正値をさらに更新、すなわち、さらに増加することができる。図１４Ｅは、クリッピング補正が更新されたことによる拡張の増加を示す。「２」と「３」との間のスペースＳ３は、「３」の印刷中または印刷後に感知される速度増加に対応して、「４」と「３」との間のスペースＳ２よりも大きくなっている。このため、クリッピング補正モジュール１２０４は隣接するストライプの間に、等しいスペース（図１４ＣのＳ１または図１４ＤのＳ２）を挿入するように、または増加されたスペース（図１４ＥのＳ２およびＳ３）を挿入するように試みる。
【０１３１】
ある構成においては、クリッピング補正モジュール１２０４は、製品２２の感知された速度が低下する場合にも、拡張を縮小しない。例えば、クリッピング補正モジュール１２０４が、レーザー１２が図１４Ｄの「３」を印刷している間またはその後に製品２２の速度が下がったことを感知する場合に、クリッピング補正モジュール１２０４は、印刷ルーティン／ドライバー１２０６に送信されるクリッピング補正値を減少しない。印刷システム１０は、文字間に等しいスペースＳ２を持たせて、図１４Ｄのイメージを印刷する。このため、印刷システム１０のこの構成においては、文字間のスペースが増加することはあっても減少することはなく、最高のクオリティのイメージを保持する。
【０１３２】
製品の速度が低下すると、クリッピング補正モジュール１２０４は、次の記号を印刷する前に所望の印刷ゾーンが開口１５０２に入るようにするために、待機する時間遅延を追加する。
【０１３３】
図１８Ａ〜図１８Ｃは、図１２のソフトウェアモジュールおよび電子機器によって表示可能な、サイン１８００、バーコード１８０２、会社ロゴ１８０４の例を、それぞれ示す。図１２のソフトウェアモジュールおよび電子機器は、上述のストライピング方法を使用して、その他のサイン、バーコード、ロゴ、およびイメージを印刷できる。
【０１３４】
本出願は詳細に説明されてきたが、添付された特許請求の範囲に記載されている本出願の精神および範囲から逸脱することなく、様々な変更、組合せ、置換、および変形を本出願に加えることが可能であることが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【０１３５】
【図１Ａ】印刷システムの側面図である。
【図１Ｂ】印刷システムの上から見た、図１Ａの印刷システムの断面図である。
【図２】製品上に印刷ゾーンを形成した、図１Ａの印刷システムを示す。
【図３Ａ】印刷システムの前で製品を一時的に停止させる製品ラインと共に使用される、印刷システムの側面図である。
【図３Ｂ】印刷システムの前で製品を継続的に搬送する製品ラインと共に使用される、印刷システムの側面図である。
【図３Ｃ】印刷システムの前で製品を継続的に搬送する製品ラインと共に使用される、図３Ｂの印刷システムの上面図である。
【図４Ａ】図１Ａの印刷システムで使用される光学アセンブリを示す。
【図４Ｂ】コードを形成する製品において、印刷システムが発生する印刷ビームをある位置から別の位置へ操作するよう設定された、図４Ａで示される複数の鏡の側面図である。
【図４Ｃ】図４Ａの印刷システムの光学アセンブリとハウジングとの間の関係を示す。
【図４Ｄ】図４Ａの光学アセンブリで使用されるレンズの非線形の特性を示す。
【図４Ｅ】印刷システムの印刷ビーム出口部材が印刷システムのハウジングに対して回転するようにした、図４Ｂの軸受を示す。
【図５Ａ】材料上にスポットが形成される位置において材料に入射する印刷ビームの側面図である。
【図５Ｂ】材料上にスポットが形成される位置において材料に入射する印刷ビームの斜視図である。
【図５Ｃ】印刷ビームが材料にスポットを形成した後の、材料の側面図である。
【図５Ｄ】印刷ビームが材料にスポットを形成した後の、材料の斜視図である。
【図６】大きさの異なる画素の生成を示す。
【図７Ａ】画素アレイ内で記号を形成するために選択される、考えられる画素のアレイを示す。
【図７Ｂ】製品に印刷した図７Ａの記号を示す。
【図８Ａ】印刷システムが印刷可能な領域を限定する開口を示す。
【図８Ｂ】印刷システムの前で継続的に動いている製品に印刷される記号を示す。
【図８Ｃ】印刷システムの前で継続的に動いている製品に印刷される記号を示す。
【図９】図９Ａは、補正されたコードへのコードの変換を示す。図９Ｂは、補正されたコードに整理されたコードを示す。図９Ｃは、図９Ｃの補正されたコードを示す。図９Ｄは、印刷システムを製品が継続的に通過する間に、図９Ｃの補正されたコードが製品に印刷された後で、製品に形成されるコードを示す。
【図１０Ａ】補正された画素への画素の変換を示す。
【図１０Ｂ】図１０Ａの補正された画素を示す。
【図１０Ｃ】印刷システムを製品が継続的に通過する間に、図１０Ｂの補正された画素が製品に印刷された後で、製品に形成される画素を示す。
【図１０Ｄ】静止した製品に形成されたスポットを示す。
【図１０Ｅ】製品が動いている間に製品に形成される図１０Ｄのスポットを示す。
【図１１Ａ】製品と、印刷トリガーと、図１Ａの印刷システムと、印刷領域との間の関係を示す。
【図１１Ｂ】印刷領域の前端を示す。
【図１２】図１Ｂの電子機器の複数のソフトウェアモジュールを示す。
【図１３】図１３Ａ〜図１３Ｃは、図１２の画像処理モジュールによって生成されたストライプの例を示す。
【図１４Ａ】印刷される所望のイメージの例を示す。
【図１４Ｂ】「前端」クリッピングによって影響を受けるクリッピングされた印刷イメージの例を示す。
【図１４Ｃ】クリッピング補正の例を示す。
【図１４Ｄ】クリッピング補正の例を示す。
【図１４Ｅ】クリッピング補正の例を示す。
【図１５Ａ】前端クリッピングの例を示す。
【図１５Ｂ】図１５Ａの距離スケールに従って、所望の印刷ゾーン内に印刷される所望のコード「１  ２  ３  ４」を示す。
【図１５Ｃ】前端クリッピング補正の例を示す。
【図１５Ｄ】図１５Ｃの距離スケールに従って、所望の印刷ゾーン内に印刷された補正されたコード「１  ２  ３  ４」を示す。
【図１５Ｅ】４個のストライプ「１  ２  ３  ４」を印刷する間に開口内でレーザーをほぼ中央に配置できるように構成されたクリッピング補正を示す。
【図１６Ａ】後端クリッピングの例を示す。
【図１６Ｂ】図１６Ａの距離スケールに従って、所望の印刷ゾーン内に印刷される所望のコード「１  ２  ３  ４」を示す。
【図１６Ｃ】後端クリッピング補正および追加遅延の例を示す。
【図１７】図１２のソフトウェアモジュールの使用の方法を示す。
【図１８】図１８Ａ〜図１８Ｃは、図１２のソフトウェアモジュールおよび電子機器によって表示可能な、サイン、バーコード、会社ロゴの例をそれぞれ示す。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１０Ｅ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１４Ｄ】
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【図１４Ｅ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１５Ｄ】
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【図１５Ｅ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１７】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１８Ｃ】
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【国際調査報告】
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