(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
間にローラニップを形成する第１及び第２のアプリケータローラ（１６ａ，１６ｂ）と、
カード（１４）を前記第１及び第２のアプリケータローラの前記ローラニップへ駆動する回転可能な１対の駆動ローラ（２０ａ，２０ｂ）と、
回転可能なレセプタウェブ巻き取りロール（１８）と、
前記レセプタウェブ巻き取りロールに接続され、前記アプリケータロールの間へ延びるレセプタウェブ（１２）であって、その上には間隔を置いて設けられた複数の画像（２４ａ，ｂ，．．．ｎ）を有するレセプタウェブとを有するプリンタの画像転写部（１０）であって、
前記第１のアプリケータローラ（１６ａ）が、
前記第２のアプリケータローラ（１６ｂ）に隣接し、前記ローラニップを形成する第１の位置と、前記第２のアプリケータローラから離れた第２の位置との間で、前記第２のアプリケータローラへ向かう方向及び前記第２のアプリケータローラから離れる方向へ移動可能であり、
前記画像転写部の動作を制御する制御システムであって、前記制御システムが前記第１のアプリケータローラの前記第２の位置から前記第１の位置への移動を制御するとともに、前記カードと前記画像の１つが前記第１のアプリケータローラが前記第１の位置に到達するのと実質的に同時に前記ローラニップへ駆動されるように前記駆動ローラ及び前記ウェブ巻き取りロールを制御する適応可能な水平位置合わせ制御手段（３０）を有する制御システムを有することを特徴とする画像転写部。
【請求項２】
前記制御システムが、
前記１対の駆動ローラ及び前記ウェブ巻き取りロールの回転速度を前記第１及び第２のアプリケータローラの回転速度と実質的に等しくなるように制御する適応可能な速度調整制御手段（６０）をさらに有することを特徴とする請求項１記載の画像転写部。
【請求項３】
前記適応可能な水平位置合わせ制御手段が、
前記第１のアプリケータローラを前記第２の位置から前記第１の位置へ移動するのに必要な第１の時間を計算する手段（３２）と、
前記カードを前記ローラニップへ駆動するのに必要な第２の時間を計算する手段及び、
前記画像の１つを前記ローラニップへ移動するのに必要な第３の時間を計算する手段とを有することを特徴とする請求項１記載の画像転写部。
【請求項４】
前記適応可能な水平位置合わせ制御手段が、
前記第１、第２及び第３の時間の最大値を決定し、前記第１のアプリケータローラの移動、前記駆動ローラの回転及び前記ウェブ巻き取りロールの回転を前記最大値に基づいて制御する手段（３６，３８，４０）をさらに有することを特徴とする請求項３記載の画像転写部。
【請求項５】
前記適応可能な速度調整制御手段が、
前記アプリケータローラの回転速度を計算する手段（６２）と、
前記アプリケータローラの計算された回転速度に基づいて、前記ウェブ巻き取りロール及び前記駆動ローラの回転速度を計算する手段（６４，６６）を有することを特徴とする請求項２記載の画像転写部。
【請求項６】
前記適応可能な水平位置合わせ制御手段が、
前記画像の１つに隣接して前記レセプタウェブ上に設けられたインデックスマーク（７０ａ，ｂ，．．．ｎ）と、
前記アプリケータローラの上流に配置された、前記インデックスマークを検出するためのセンサ（２６）を有することを特徴とする請求項１記載の画像転写部。
【請求項７】
前記制御システムが、
前記カード及び前記画像の１つを垂直位置合わせする手段（７０ａ，ｂ，．．．ｎ）をさらに有することを特徴とする請求項６記載の画像転写部。
【請求項８】
前記垂直位置合わせする手段が、前記レセプタウェブ上に設けられた前記インデックスマーク（７０ａ，ｂ，．．．ｎ）を有することを特徴とする請求項７記載の画像転写部。
【請求項９】
前記水平位置合わせ制御手段が、前記カードを前記レセプタウェブ上の前記画像の１つに関連付けする手段（７４）を有することを特徴とする請求項１記載の画像転写部。
【請求項１０】
前記関連付けする手段が、前記レセプタウェブ上の前記画像の１つに隣接して設けられたバーコード（７４）を有することを特徴とする請求項９記載の画像転写部。
【請求項１１】
間にローラニップを形成する第１及び第２のアプリケータローラ（１６ａ，１６ｂ）と、
カード（１４）を前記第１及び第２のアプリケータローラの前記ローラニップへ駆動する回転可能な１対の駆動ローラ（２０ａ，２０ｂ）と、
前記アプリケータロールの間へ延びるレセプタウェブ（１２）が接続された回転可能なレセプタウェブ巻き取りロール（１８）と、
前記レセプタウェブ上に間隔を置いて設けられた複数の画像（２４ａ，ｂ，．．．ｎ）と、を有するプリンタの画像転写部（１０）の制御方法であって、
前記第１のアプリケータローラ（１６ａ）が、
前記第２のアプリケータローラ（１６ｂ）に隣接し、前記ローラニップを形成する第１の位置と、前記第２のアプリケータローラから離れた第２の位置との間で、前記第２のアプリケータローラへ向かう方向及び前記第２のアプリケータローラから離れる方向へ移動可能であり、
前記第１のアプリケータローラの前記第２の位置から前記第１の位置への移動を制御するとともに、前記カードと前記画像の１つが前記第１のアプリケータローラが前記第１の位置に到達するのと実質的に同時に前記ローラニップへ駆動されるように前記駆動ローラ及び前記ウェブ巻き取りロールを制御する制御ステップ（３０）を有することを特徴とする制御方法。
【請求項１２】
前記１対の駆動ローラ及び前記ウェブ巻き取りロールの回転速度を前記第１及び第２のアプリケータローラの回転速度と実質的に等しくなるように制御するステップ（６０）をさらに有することを特徴とする請求項１１記載の制御方法。
【請求項１３】
前記第１のアプリケータローラ、前記駆動ローラ及び前記ウェブ巻き取りロールを制御するステップが、
前記第１のアプリケータローラを前記第２の位置から前記第１の位置へ移動するのに必要な第１の時間を計算するステップ（３２）と、
前記カードを前記ローラニップへ駆動するのに必要な第２の時間を計算するステップ及び、
前記画像の１つを前記ローラニップへ移動するのに必要な第３の時間を計算するステップとを有することを特徴とする請求項１１記載の制御方法。
【請求項１４】
前記第１、第２及び第３の時間の最大値を決定し、前記第１のアプリケータローラの移動、前記駆動ローラの回転及び前記ウェブ巻き取りロールの回転を前記最大値に基づいて制御するステップ（３６，３８，４０）をさらに有することを特徴とする請求項１３記載の制御方法。
【請求項１５】
前記１対の駆動ローラ及び前記ウェブ巻き取りロールの回転速度を制御するステップが、
前記アプリケータローラの回転速度を計算するステップ（６２）と、
前記アプリケータローラの計算された回転速度に基づいて、前記ウェブ巻き取りロール及び前記駆動ローラの回転速度を計算するステップ（６４，６６）とを有することを特徴とする請求項１２記載の制御方法。
【請求項１６】
前記カード及び前記レセプタウェブの垂直位置合わせを行うステップをさらに有することを特徴とする請求項１１記載の制御方法。
【請求項１７】
前記垂直位置合わせを行うステップが、
前記レセプタウェブ上にインデックスマーク（７０ａ，ｂ，．．．ｎ）を形成するステップと、
前記アプリケータローラの上流に配置されたセンサ（２６）を提供するステップと、
前記インデックスマークの検知に前記センサを用いるステップとを有することを特徴とする請求項１６記載の制御方法。
【請求項１８】
前記カードを前記画像の１つに関連付けするステップをさらに有することを特徴とする請求項１１記載の制御方法。
【請求項１９】
前記関連付けするステップが、前記画像の１つに隣接して前記レセプタウェブ上にバーコード（７４）を形成するステップと、
前記バーコードを検知するステップとをさらに有することを特徴とする請求項１８記載の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は印刷された画像をレセプタウェブからクレジットカード、ＩＤカード等のプラスチックカードへ画像転写部を有するタイプのプリンタに関し、特にこのようなプリンタの画像転写部の動作制御システムおよび制御方法に関する。
【０００２】
（背景技術の説明）
自動化されたシステムにおける基本的な要求の１つは、複数の独立した機械的なシステムのアクティビティをリアルタイムに調整することである。しばしば、独立した機械的なシステムは、個々のシステムは異なる方法、速度及び／又はギア比によって駆動されているにもかかわらず、そのいくつかの動作が同時に最高に達する必要があるように統合(orchestrated)されねばならない。これは、１つかそれ以上の駆動要素システムが可変速度で動作するようなシステムにおいては達成するのが困難である。
【０００３】
プリンタの画像転写部は画像を精度よくカード上へ転送することを保証するために精密な方法で制御しなくてはならない複数の機械的システムの一例である。一般に画像転写部はローラニップを形成するアプリケータローラのペアを有し、アプリケータローラの１つは熱せられる。プラスチックカードとレセプタウェブは、レセプタウェブの一部をカード上へラミネートするためにニップを通過する。カード上へラミネートされるレセプタウェブの部分はその上に印刷された画像を有し、したがってその印刷画像はレセプタウェブからプラスチックカード上へ転写される。アプリケータローラは駆動モータへの適切な接続を通じて逆方向へ個々に駆動される。アプリケータローラの一方は他方のアプリケータローラの方向及び離れる方向へ移動可能であり、それによってアプリケータローラのギャップを変化させることができる。プラスチックカードは駆動モータによって逆方向へ駆動される駆動ローラペアによってアプリケータローラのニップへ駆動される。また、レセプタウェブは別の駆動モータで駆動されるウェブ巻き取り(take-up)ロールによってアプリケータローラのニップを通って引っ張られる。このシステムにおいて、画像は最初に印刷部でレセプタウェブ上に印刷され、それからアプリケータローラによってカード上に転写される。
【０００４】
画像転写部の基本的な問題の１つは、カードに画像が正しく転写されることを保証するために、カード、アプリケータローラ及びレセプタウェブをそれぞれ横方向（Ｘ軸方向）及び垂直方向（Ｙ軸方向）の両方について位置合わせする必要があることである。水平方向の位置合わせは３つの独立したシステムをカード及びレセプタウェブ上の所望の印刷画像が、可動アプリケータローラがその適用位置(application position)に到達するのと同時に アプリケータローラのニップに到達するような制御に関与し、それによって印刷画像がカード上で正しく水平方向に位置するであろうことを保証する。垂直方向の位置合わせはカードのカード及びレセプタウェブの相対的な垂直位置を、印刷画像がカード上で正しく垂直方向に位置するように制御するのに関与する。
【０００５】
プリンタにおけるカード搬送装置は一般にステッパーモータによって駆動されるため、水平方向の位置合わせ(horizontal registration)は、開ループシステムによって達成される。この開ループシステムにおいては、カードが所定数ステップ搬送（又は進行）され、所定数のステップが完了するとカードがアプリケータローラ及びレセプタウェブに対して正しく位置決めされるものと仮定される。レセプタウェブはまた、独立したステッパーモータによって駆動され、所定数のステップが完了するとカード及びレセプタウェブに対して正しく位置決めされるものと仮定される。上述した可動のアプリケータローラもまた、カード上への画像転写開始前にそれ自身の位置決めを行う必要がある。可動のアプリケータローラは、それを駆動する独立したステッパーモータを用いて、もう一方のアプリケータローラへ向かって所定数ステップ移動することによって位置決めされる。この所定数ステップの移動が完了すると、可動ローラはカード及びレセプタウェブとともにragisteredであると仮定される。一般に、カード及びウェブは最初に位置まで駆動されて停止し、アプリケータローラが画像転写機能が開始できる位置まで駆動されるのを待つ。
【０００６】
しかし、この方法にはカード駆動ローラを駆動するステッパーモータの停止、再起動に起因するカード滑り(card slippage)等のいくつかの問題がある。レセプタウェブについてもまた、画像転写機能開始前に完了されるべき位置合わせがあることによって、切断、滑り又は溶融を起こしやすい。加えて、このような画像転写部はいずれかのシステムにおける部品を交換する必要がある際に問題を経験するであろう。
【０００７】
また、レセプタウェブは垂直方向にずれるので、垂直方向の位置合わせはウェブ走行(web tracking)のばらつきによって困難である。したがって、カード又はレセプタウェブの一方を、カードに対する画像の垂直位置に合致するように調整しなくてはならない。加えて、プラスチックカード及びレセプタウェブ上に印刷された画像は互いに独立して生成されるため、２つの媒体間には何の相関もない。顧客データ等のユニークなデータによって個人所有物化(personalized)されるであろうプラスチックカードは、レセプタウェブ上に印刷された正しい画像に対して合致しなくてはならない。正しく印刷された画像に適切に合致しなければ、良くてもカード製造エラー、悪ければ顧客が誤ったカード及び／又は誤った個人用情報を受け取ることになる。
【０００８】
画像転写部に直面するもう一つの問題は、アプリケータローラの速度で動くカードの速度と、レセプターウェブの速度とを一致させることが必要であることである。画像転写機能が実行される間、独立に駆動されるシステムは、制御している重大な要素（この場合アプリケータローラ）をオーバドライブ(overdrive)してはならない、さもなければ、しわ、ボイド(void)、「びびり(chatter)」、その他が転写された画像の中に現れることになる。あるいは、より悪いレセプターウェブ破損、カード詰まりなどさえ起こりうる。したがって、カードとレセプターウェブは、アプリケータローラと同じ速度で動かされなければならない。一般的に、カードドライブローラとウェブ受け取りロールを掴んで(clutched)おくことにより、カードとレセプターウェブの動きがカードとウェブをはさんで締めつけているアプリケータローラで制御される間、前述した問題を避けながら、システムをオーバドライブすることができる。しかし、一般にアプリケータローラはＤＣモーターによって駆動されるので、ローラが互いにプレスする際の負荷（圧力）によって、回転速度が変化する。ＤＣモーターは、また、それに接続されるマイクロプロセッサーの制御下で、モーターに許される電流総量によっても回転速度が変化する。
【０００９】
したがって、水平方向及び垂直方向の位置合わせを確実にし、ウェブ巻き取りロール及びカード駆動ローラのスピードをアプリケータローラの回転速度に合致するように調整し、さらに正確な画像がカード上へ転写されることを確実にする画像転写部の制御システム及び方法が必要である。
【００１０】
（発明の概要）
本発明は、画像転写部の操作を制御するための制御システム及び方法だけでなく、それ自身の動作も制御する制御システムを有するプリンターの画像転写部を提供する。特に、本発明の制御システム及び方法は画像転写部を形成している独立したシステムの動きが同時に完了されることを確実にする。そして、カード、ウェブ及びアプリケータローラの間でそれによって水平方向位置合わせを保証する。独立したシステムを異なる速度及びギア伝動に適応するために、本発明の制御は適応性を有する。本発明の制御システム及び方法はさらに、ウェブ巻き取りロール及びカード駆動ローラの速度をアプリケータローラの速度に合致するように自動調整する。それによって、いろいろなシステムにおける滑りクラッチ(slip clutches)が必要なくなる上、独立したシステム間の速度の合致を保証する。さらに、レセプターウェブが複数の、水平方向に間隔をあけられた印刷画像を有し、垂直に時々動くことになるので、本発明の制御システムは転写された画像が正しくカード上に配置されるように、正しい画像がカード上に転写されることを確実にすると共に、カード及びレセプタウェブ間の垂直位置合わせを確実にするように設計される。
【００１１】
本発明の原理に従う画像転写部の好ましい実施形態は、ローラ間でローラニップを構成する第１及び第２のアプリケータローラであって、第１のアプリケータローラが第２のアプリケータローラへ向かう方向及び第２のアプリケータローラから離れる方向へ、第２のアプリケータローラに隣接し、ローラニップを形成する第１の位置と第２のアプリケータローラから離れた第２の位置の間で移動可能である第１及び第２のアプリケータローラを有する。一対の回転可能なドライブローラは第１の及び第２のアプリケータローラのローラニップにプラスチックカードを駆動するためにアプリケータローラの上流に配置されている。そして、アプリケータローラ下流に配置された回転可能なレセプタウェブ巻き取りロールは、アプリケータローラ間でレセプターウェブを引っ張る。制御システムは、アプリケータローラ、駆動ローラ及びウェブ巻き取りロールを制御するために提供される。
【００１２】
制御システムは第１のアプリケーションローラの第１の位置及び第２の位置の間の動きを制御し、駆動ローラ及びウェブ巻き取りロールを、第１のアプリケータローラが第１の位置に到達するのと実質的に同時にカード及び印刷画像がローラニップに駆動されるように、制御する適応可能な水平位置合わせ制御手段を有し、それによってカード上の画像の適切な水平位置合わせを確実にする。水平位置合わせ制御手段は適応可能なので、アプリケータローラ、駆動ローラ及びウェブ巻き取りロールに関連する異なる速度及びギアトレインを自動的に調整する。制御システムはまた、レセプタウェブ上の正しい画像にカードを関連づけするとともに、画像及びカードの適切な垂直位置合わせを保証する。
【００１３】
制御システムはまた、駆動ローラペア及びウェブ巻き取りロールの回転速度を第１及び第２のアプリケータローラと実質的に等しくなるように制御する適応可能な速度調整制御手段を有する。適応可能な速度調整制御手段は、滑りクラッチを不要とするとともに、アプリケータローラ、駆動ローラ及びウェブ巻き取りロールの回転速度を保証する。
【００１４】
本発明を特徴付ける、これらの及び他の利点及び新規な機能は本明細書に添付され、本明細書の一部を形成する請求範囲に特に示されている。しかし、本発明を用いることによって達成されるその利点と目的のよりよい理解のために、本明細書の更なる一部を形成する図面及び付随する説明に関して、本発明の好ましい実施形態が説明される。
【００１５】
（好ましい実施形態の詳細な説明）
プリンタの画像転写部１０が示される図１及び１Ａを参照する。図において、画像転写部１０は、印刷画像を有するレセプタウェブの層をカード上に積層し、カードとレセプタウェブを合致させ、画像をカードへ（熱転写等によって）転写することによって、レセプタウェブ１２から１つの画像を、クレジットカードやＩＤカード等のプラスチックカード１４上へ転写する。レセプターウェブ材料及び、プラスチックカードの上へウェブの層を積層する方法は、本技術分野において公知であり、したがって、その詳細についてはここで説明しない。レセプターウェブ１２は、画像転写部の上流に位置する、カラープリンタ部等の印刷部を用いて印刷された複数の水平に間隔をあけられた画像２４ａ、ｂ、．．．ｎを有する（図４参照）。さらに、カードはプリンタ内部を既知の方法によって画像転写部１０へと搬送される。この際、レセプタウェブと組み合わされたときにカードの所望の面上に画像が転写されるよう、画像転写部１０に到達した時点で正しく方向が合わされている。
【００１６】
画像転写部１０は、その中心軸について回転できる一対のアプリケータローラ１６ａ、ｌ６ｂを有する。ローラ１６ａ、ｂは、ＤＣ駆動モーター（図示せず）への適当な接続を通して、等速度で反対方向へ回転可能に駆動される。好ましくは、ローラ１６ａは熱され、ローラｌ６ｂは熱されず、そして、ローラ１６ａは、ローラ１６ｂに隣接した第１の位置（図１において点線で示す）と、ローラ１６ｂから離れた第２の位置（図１において実線で示す）との間で、ローラ１６ｂへ向かう方向及びローラ１６ｂから離れる方向へ移動可能に支持される。好ましくは、ローラ１６ａは、ステッパーモータ（図示せず）によって、第１の位置に動かされる。ローラ１６ａの第１の位置において、ローラ１６ａ、ｂの間にローラニップが形成され、レセプタウェブ１２及びカード１４が通過する際に、加熱されたローラ１６ａがレセプタウェブ１２をカード１４の一方の面に接するように押圧し、ローラ１６ｂがカードのもう一方の面を押圧する。
【００１７】
レセプタウェブ１２は、ローラ１６ａ、ｂの下流に配置され、ローラ１６ａを駆動するステッパーモータと独立したステッパーモータ（図示せず）への適当な接続を通して、所望の方向で回転可能な巻き取りロール１８上に巻き取られる。そして、この巻き取りロールによって、ローラ１６ａ、ｂ間のニップを通してレセプタウェブ１２を引っ張る。さらに、カードは、ローラ１６ａ、ｂの上流に配置された、一対の駆動ローラ２０ａ,２０ｂの間に渡って、ローラ２０ａがカード一面を、ローラ２０ｂが反対の面を受け持つように位置する。回転時にカード１４をローラ１６ａ、ｂのニップへ搬送するように、ローラ２０ａ,ｂは、ローラ１６ａ及びウェブ巻き取りロール１８のステッパーモータと独立したステッパーモータ（図示しない）への適当な接続を通して、等速度で反対方向で回転可能である。位置合わせ光電セル２２はカード１４の存在を検出するために駆動ローラ２０ａ,ｂの上流に取り付けられ、後述される制御システムに入力を提供する。駆動ローラ２０ａ,ｂは、本説明において後述されるように、レセプタウェブについてのカードの垂直位置合わせ処理中、カード１４を垂直方向に下げるためのエレベータ機構（図８に関連して後述される）の一部を形成する。
【００１８】
上述したように、カード１４及びレセプタウェブ１２はカード及びウェブ上の所望画像が、ローラ１６ａが第２のローラ１６ｂに隣接する第１の位置に到達するのと同時にアプリケータローラ１６ａ、ｂ間のニップに到達するように搬送されることが好ましい。したがって、これらのイベントが同時に起こるよう、アプリケータローラ１６ａの動き及び、駆動ローラ２０ａ,ｂ及びウェブ巻き取りロール１８の回転を制御するために、適切な制御システムが必要である。
【００１９】
さらに、図１から明らかなように、駆動ローラ２０ａ、ｂ及びアプリケータローラ１６ｂはカード１４の駆動機構(driving engagement)であり、レセプタウェブ１２は画像転写処理の間、アプリケータローラ１６ａの回転及び移動するカード１２と接すると同時に、巻き取りロール１８によって引っ張られる。したがって、たとえ各システムが別々のモーターで独立に動かされるとしても、アプリケータローラ１６ａ,ｂ、巻き取りロール１８及び駆動ローラ２０ａ,ｂの回転の速度が等しくされることは、重要である。
【００２０】
本発明に従って、アプリケータローラ１６ａ、ｂ、ウェブ巻き取りロール１８及び駆動ローラ２０ａ,ｂの操作を制御することに対して制御システムが用意されている。制御システムはアプリケータローラ１６ａが第１の位置に到達するのと同時に、カード及びウェブの画像がアプリケータローラのニップに到達することを確実にするための適応可能な水平位置合わせ制御アルゴリズム３０を有する。そして、それによってカード上の画像の水平位置合わせを確実にする。以前に説明したように、駆動ローラ２０ａ、ｂ、ウェブ巻き取りロール１８及びアプリケータローラ１６ａの動きは独立したステッパーモータ及び対応するギアトレインによってそれぞれ駆動される。ステッパーモータは、各ステッパーモータのステッピング速度を規定する、独立した加速度テーブルまたはプロファイルを用いて、順番に制御される。各駆動システムが独立したギアトレインを用いるので、ステップごとの距離は異なる。各機能を実行するために、適応可能な位置合わせ制御アルゴリズム３０は、カード及びウェブ位置決め並びにアプリケータローラ位置決めに必要な動作を時間に関して正規化する。
【００２１】
図２を参照すると、制御アルゴリズム３０が第２の位置から第１の位置までアプリケータローラ１６ａを動かすのに必要な時間ｔａｐｐ、カードがアプリケータローラのニップに位置するのに必要な時間ｔｃａｒｄ及び、レセプタウェブ上の画像がニップに位置するのに必要な時間ｔｗｅｂを計算するステップ３２を有することがわかる。時間は個々のステッパーモータの加速及び減速ランプ時間(ramp time)で消費される総時間を及び旋回ステップを乗じられた特定の旋回時間を合計しすることによって計算される。特に、ｔａｐｐ、ｔｃａｒｄ及びｔｗｅｂは、以下の式によって決定される。
【００２２】
【数１】
0004246387.tif 000002
【００２３】
ここで、ｔａｐｐ  ａｃｃｅｌ、ｔａｐｐ  ｄｅｃｅｌ、ｔｃａｒｄ  ａｃｃｅｌ及びｔｗｅｂ  ａｃｃｅｌは、個々のステッパーモータの加速及び減速ランプ時間、
ｔａｐｐ  ｓｌｅｗ、ｔｃａｒｄ  ｓｌｅｗ及びｔｗｅｂ  ｓｌｅｗは、それぞれのステッパーモータが所望の、（又は旋回）速度で駆動される時間、
Ｓａｐｐ、Ｓｃａｒｄ及びＳｗｅｂは、所望の位置を達成するために個々のステッパーモータが必要なモータステップ数（加速及び減速モーターステップは含まず）、及び
ｔｋは、調整因子である。
【００２４】
各機能の実行に必要なモーターステップの数、Ｓａｐｐ、Ｓｃａｒｄ及びＳｗｅｂは、以下の式によって決定される：
４）Ｓａｐｐ＝（ローラオフセット距離／アプリケータモータの１ステップ距離）−（加速モータステップ数（＃）＋減速モータステップ数（＃））
５）Ｓｃａｒｄ＝（カードオフセット距離／駆動ローラモータの１ステップ距離）−加速モータステップ数（＃）
６）Ｓｗｅｂ＝（ウェブオフセット距離／ウェブ巻き取りロールモーターの１ステップ距離）−加速モータステップ数（＃）
【００２５】
ローラオフセット距離は、第２の位置から第１の位置へ移動するとき、ローラ１６ａが移動する距離である。カードオフセット距離はカードがカードのあらかじめ決められた開始位置から、ニップに到達するために移動する距離であり、ウェブオフセット距離は画像がニップに到達するようにウェブが移動する距離である。各オフセット距離は、好ましくは１／１０００インチ（２．５４×１０-3ｃｍ）単位でインクリメントする。カードオフセット距離は、図１Aにおいてカードの後縁及び光電セル２２の間の距離ｃ０として示され、カードの後縁が最初に光電セルを出始める際のカード前縁とニップ間の距離に等しい。図１Aで示すように、ウェブオフセットは、レセプターウェブ画像センサ２６からアプリケータローラ１６ａ,ｂ.のニップへの距離Ｗ０として定義される。各オフセット距離は機械的な公差(tolerance)に基づき、システム毎に異なる。オフセット値は、また、カードサイズ（すなわちカード厚さ）及び、用いられるアプリケータローラサイズに基づいて変化する。カード及びウェブはニップ到達時には止まらないので、駆動ローラステッパーモータ及びウェブ巻き取りロールステッパーモータの減速ランプ時間はカード及びウェブのための時間計算又はカード及びウェブのためのステップカウントには含まれないことに留意すべきである。
【００２６】
カードの厚さのため、カードがアプリケータローラのニップに到達する前に、アプリケータローラが実際にカード１４を動かし始めるという事実のために、調整因子ｔｋはカード厚さ及びアプリケータローラ１６ａ,ｂの半径の要因となる。調整因子は、要するに、位置にカードを輸送のに必要な時間を削減する。調整因子は、以下によって決定される：
７) ｔｋ＝（基準カード厚さ／駆動ローラモータの１ステップ距離）＊ｔｃａｒｄ  ｓｌｅｗ
【００２７】
ここで、基準カード厚さは使用されるカードの種類によって変化する。たとえば、本発明において特に用いられるカードの１種は、０．０３０インチ（０．０７６２ｃｍ）の基準厚さを持つ。
【００２８】
各機能を実行するのに必要な時間（ｔａｐｐ、ｔｃａｒｄ及びｔｗｅｂ）が決定されると、アルゴリズム３０はどの機能を直ちに開始しなければならないか、及び、他の機能の開始遅延をどの程度にすべきかを決定する。ステップ３４で、時間ｔａｐｐ、ｔｃａｒｄ及びｔｗｅｂの最大時間（ｔｍａｘ）が決定される。全ての機能が同時に完了するように、完了により少ない時間を必要とする機能の前に、完了に最大量の時間を必要とする機能を開始しなければならない。したがって、一旦ｔｍａｘが決定されたならば、いろいろな機能を制御するために、アルゴリズム３０はアプリケータローラ開始サブルーチン３６、カード開始サブルーチン３８及びウェブ開始サブルーチン４０の３つのサブルーチンを実行する。サブルーチン３６、３８、４０は互いに似ているため、１つのサブルーチンについてだけその詳細を説明するが、他のサブルーチンもそれに関連する個々の時間を用いて動作することを理解すべきである。
【００２９】
アプリケータローラ開始サブルーチン３６は、まず最初にステップ４２において、ｔｍａｘ−ｔａｐｐが０より大きいかどうかを判定する。判定が真であれば（すなわち、アプリケータを第１の位置へ移動する時間が最大量の時間を必要としないならば）、サブルーチンはステップ４４へ移行し、そこで移動可能なアプリケータローラを（ｔｍａｘ−ｔａｐｐ）に相当する時間遅延して駆動する。ステップ４４における遅延が終わった後、アプリケータローラの動作を開始するために、サブルーチン３６はステップ４６へ移行し、そこで移動可能なアプリケータローラのモーターが起動される。ステップ４２の結果が偽である（すなわちアプリケータローラを第１の位置のへ動かす時間が最大量の時間を必要とし、ｔｍａｘがｔａｐｐに等しい）場合には、アプリケータローラの動作を直ちに開始しなければならないため、サブルーチンは直接ステップ４６まで進む。サブルーチン３８,４０は、もしあれば、駆動ローラモータ及び／又はウェブ巻き取りロールモータに適用する必要な遅延を決定し、カード及びウェブの動きを遅らせる。
【００３０】
アルゴリズム３０はしたがって、移動可能なアプリケータローラ１６ａが第１の位置に到達するのと同時に、カード及びウェブの画像がニップに到達することを確実にする。そして、それによってカード上の画像の適切な水平位置合わせを確実にする。
【００３１】
上述したように、レセプターウェブ画像イメージセンサ２６は、画像２４ａ、ｂ．．．ｎの存在を検出するために設けられ、それによって検出された画像をアプリケータローラのニップへ距離Ｗ０移動する時間ｔｗｅｂを計算することが可能になる。画像を検出するために、また、カードをレセプターウェブ１２上に正しく印刷された画像２４ａ,ｂ ... ｎに関連付けるために、画像がウェブ上に印刷される際に、センサ２６で読み取り可能で、ユニークなインデクシングマークがプリンターによってレセプターウェブ上へ印刷される。
【００３２】
図４〜７を参照すると、各画像２４ａ,ｂ ... ｎのためのユニークなインデックシングマーク７０ａ,ｂ ... ｎが、各画像の前縁の近傍に隣接してレセプターウェブ１２上へ印刷されているのが分かる。インデクシングマーク７０ａ,ｂ ... ｎは、ｔｗｅｂの計算をいつ開始するかの表示を与えるためにセンサ２６によって検出可能であり、またカード及び画像の垂直位置合わせの及びカードに適用されようとしている適切な画像の検証を可能にする。各インデクシングマークは、バーコードシーケンス番号部分７４と同様に位置合わせバー７２を有する。インデクシングマーク好ましくはは３００ｄｐｉの密度でレセプターウェブの上へ印刷され、インデクシングマークを読むためのウェブセンサー２６は、２００ｄｐｉの密度を提供する６４エレメントのＣＣＤダイオードアレイ及びインデクシングマークを読むためのレーザ光源を用いることが好ましい。
【００３３】
ウェブ１２がウェブセンサーを通過するとき、センサー２６インデクシングマークを認識しようとしているウェブを連続的にスキャンする。ウェブがセンサー２６を通過して流れる間、垂直方向に移動するであろうことから、インデクシングマークの認識にはファジー論理アルゴリズムが好適に用いられる。ウェブの垂直方向スキャン（すなわち読み取り）が完了する毎に、ダイオードセンサステータスはシフトされ、以前の（すなわち、経時的(historic)な）ダイオードスキャンを有する循環バッファの最新エントリとして保存される。ダイオードセンサの循環履歴のメンテナンスは、レセプタウェブ１２の水平方向における内容の画像を提供する。各スキャンが完了すると、最新のダイオードスキャンはウェブインデクシングマークが現在センサダイオードの正面にある可能性を判定するために評価される。可能性が十分に高いならば、画像がウェブ位置合わせインデックスマークであるかを判定するため、経時的な（すなわち水平方向の）ダイオードスキャンが評価される。画像がインデックスマークでありそうだと決定された場合、センサー２６バーコード配列７４の内容を読んで及びデコードしようとする。バーコードの読み込み及びデコードの成功は、ウェブインデクシングマークの存在判定を成功させる。評価の何らかの失敗またはバーコードのデコード失敗は、インデックスマークが現在ダイオードセンサーの正面にはないという仮定に終わる。インデクシングマークの認識及びデコードの連続的な失敗は、画像転写部１０の制御システムによってウェブ認識エラーと判断される。
【００３４】
図５で示されるように、位置合わせバー７２及びバーコードシーケンス番号部７４は以下の表で説明されるパラメータａ―ｊの組によって定義される。
【００３５】
【表】
0004246387.tif 000003
【００３６】
上記の表で、垂直位置合わせでの変動は、ウェブ上で変化する画像位置調整又は移動時に垂直面におけるいくらかの変動を有するウェブを調整する能力を提供する。±０．０５インチ（±０．１２７ｃｍ）の垂直変動が許容される。
【００３７】
一旦インデクシングマークがセンサー２６で識別されたら、、位置合わせバー７２の後縁（事実上画像の前縁）がカードの前縁と同時にニップに到達することを保証するため、上述したようにｔｗｅｂの時間計算を開始することができる。そして、画像及びカードの水平位置合わせ（Ｘ軸）が得られる。好ましくは、カードの前縁のできるだけ近くから画像転写を開始するために、カード及びウェブ画像はアプリケータローラのニップに位置合わせされる。このプロセスは、カード及び画像の間の水平位置合わせにおいて、できるだけ小さい変動で繰り返し可能でなければならない。しかし、画像転写がカードの任意の水平位置から開始するような場合のために、カードのいかなる場所においても画像の水平位置合わせができるよう、制御システムはいろいろな要素を制御することが可能であろう。
【００３８】
インデクシングマークもまた、画像及びカードの間でなされるの垂直位置合わせを可能にする。垂直（またはＹ軸）位置合わせは、センサー２６のダイオードアレイでのどのダイオードがバーコードシーケンス番号部７４（図５でのパラメータｄ）の開始を検出するかによって決定される。基準からの変動は、カードの垂直場所に適用するための垂直オフセットを決定する。垂直オフセットは、カードが、カードを下げるために用いられるエレベータ機構７６（図８参照）によって、レセプタウェブ１２と相対的にエレベータ機構の初期位置から下げられた距離によって定義される。センサー２６の分解能が２００ｄｐｉなので、カードは各ダイオードについてインデクシングマークが検出された基準位置から１／２００インチ（０．００５インチ／０．０１２７ｃｍ）単位で調節される。
【００３９】
図８に示すように、エレベーター機構７６は、カード１４を下げ、レセプタウェブ１２に対して垂直に位置することができるように構成される。本発明の用途に適切なエレベーター機構は本技術分野において一般に知られているため、エレベーター機構７６の詳細はここでこれ以上説明しない。上述したように、レセプタウェブ１２はアプリケータローラ１６ａ、ｂに対する基準垂直位置を有するが、レセプタウェブ１２は状況に応じてアプリケータローラに対して垂直方向にシフトしても良い。したがって、レセプタウェブがセンサ２６で検出されるように基準位置にある場合、エレベータ機構はカードを基準オフセットレベル７８に下げることが好ましく、それによってカードがレセプタウェブ上の画像に対して垂直方向に位置合わせされることが確実になる。しかし、ウェブ及び画像が垂直にシフトすることが可能であるため、カード及び画像を垂直位置合わせするために、エレベーター機構７６はカード１４を基準レベル７８の上方又は下方、例えば補正オフセットレベル８０へ下げることができるように制御可能であることが好ましい。好ましくは、カード及びレセプターウェブの間の垂直位置合わせは、水平位置合わせ手順の前に達成される。
【００４０】
垂直位置合わせの例として、バーコード列数部の端が通常ダイオード＃２０（図６参照）で検出され、カードがウェブ１２に対して下げられる距離がエレベータ機構７６の初期位置及び基準オフセットレベル７８の間の設定オフセット(configured offset)によって決定されるものとする。シーケンス番号部の端が現在ダイオード＃３０で検出された（従って、ウェブ１２がセンサー２６に対して垂直に下げられたことを示す）とすると、設定オフセットはカードをさらに１０のダイオード分もしくは０．０５０インチ（０．１２７ｃｍ）下げるように修正され、それによってカード及びレセプタウェブの間の位置合わせを確実なものにしている。端が代わりにダイオード＃１０で検出された（従って、ウェブが垂直に変位したことを示す）場合、カードの距離は、基準設定オフセット値から０．０５０インチ減じることによって調整され、カードがウェブと整列するように下げられる。したがって、０．１０インチの垂直方向総調整範囲が提供される。
【００４１】
図６は、印刷ドット値及びインデクシングマークを読むダイオード値の基準値の詳細を示す。図６に示す配置は、センサ２６のダイオードアレイがウェブの上部に整列されているものと仮定する。実際問題として、ダイオードアレイはレセプターウェブのどんな一部にでも合わせることができ、その場合には、印刷ドット値は第１の読み取りダイオード（ダイオード＃０）の位置と関連するようになる。
【００４２】
インデクシングマークのバーコードシーケンス番号部７４は、それぞれの画像２４ａ,ｂ ... ｎを印刷する前に印刷部によって割り当てられる０〜７からの値であり、上述したようにカードを適切な画像と関連づけするために用いられる。画像転写部１０にカード１４を受信し、ウェブから画像をカード上へ転写するように命令を発行する際、これから適用されようとする適切な画像のシーケンス番号値が制御システムに指定される。画像転写部１０は、適切な画像が適切なカードに適用されることを確実にするために、（シーケンス番号部を解読するセンサー２６での決定に従って、）指定されたシーケンス番号部が、レセプターウェブ１２の次の画像であることを確かめる。センサー２６で検出されたシーケンス番号と要求されたシーケンス番号が不一致の場合、カードにいかなる画像も転写されないというエラーに終わる。正しいシーケンス番号部がセンサー２６で識別された場合、画像転写部１０の制御システムはカードをレセプタウェブの画像とともに位置合わせし、画像をカードに転写するため、上述のように動作する。
【００４３】
図７に示すように、複数のバーコードシーケンス番号部７４ａ−ｈのそれぞれは簡単で、人間が判読可能な３ビットのバーコード符号化体系であり、０〜７のうちの１つの値が割り当てられている。バーコードは、ビット０がウェブ上部を向くように常に印刷され、ビット１がそれに続き、ビット２で終わる。バーコード全体の前後だけでなく、ビット間にも少なくとも２つのダイオード（３００ｄｐｉで３印刷ドット）分のクワイエットゾーン（印刷のない領域）が必要である。従って、この符号化システムでは、最大８画像が適切なカード上への転写の順番を待つことができる。しかし、必要なら、より多い、又はより少ないシーケンス番号部の数を用いた別の符号化体系を用いることができる。
【００４４】
画像転写部１０の制御システムはアプリケータローラ１６ａ、ｂ、巻き取りロール１８及び駆動ローラ２０ａ、ｂの回転速度を等しくするための適応可能な速度調整アルゴリズム６０をさらに有する。位置合わせアルゴリズム３０がカード、ウェブ及びアプリケータローラを位置合わせしたあと、適応可能な速度調整アルゴリズム６０が開始する。
【００４５】
図３に示すように、アルゴリズム６０はまずステップ６２でアプリケータローラ１６ａ,ｂの回転速度を計算する。回転速度は多くの方法によって測定することが可能である。たとえば、ローラ１６ａを駆動する軸に”チョッパーホイール(chopper wheel)”センサを取り付けることができる。同様に、アプリケータローラ１６ａ、ｂの回転速度を測定する他の手段を用いることができる。毎秒１度、チョッパーホイールの変化量が合計され、平均され、そして以下の式を用いて回転速度に変換される。
８）  回転速度＝チョッパー総数＊（５．０８π／４０）線センチ(linear centimeters)／秒
【００４６】
一旦ローラ１６ａの回転速度が計算されると、ウェブ巻き取りロール１８及び駆動ローラ２０ａ、ｂの適切な回転速度がステップ６４及び６６で以下の式を用いてそれぞれ計算される。
９）  ウェブ巻き取りロール速度＝（式８）で求めた）回転速度／ウェブ巻き取りロールステッパーモータの１ステップ距離
１０）  駆動ローラ速度＝（式８）で求めた）回転速度／駆動ローラステッパーモータの１ステップ距離
【００４７】
これらステッパーモータの１ステップ距離は上述の式５及び６で用いたものと同一の値であり、用いている特定のステッパーモータ及びギアトレインに基づく定数である。たとえば、画像転写部のある構成において、１ステップ距離が０．００４７４のウェブ巻き取りロールステッパーモータ及び、１ステップ距離が０．００４０４の駆動ローラステッパーモータが好適に使用できた。ウェブ巻き取り速度及び駆動ローラ速度が決定されたら、アルゴリズムはステップ６８において、計算された速度と等しくするために、ウェブ巻き取りロール及び駆動ローラモーターを調節する。このようにして、ウェブ巻き取りロール及び駆動ローラのの速度がアプリケータローラの速度に合致させられる。これによって滑りクラッチが不要になり、様々な要素の速度が一致しないことによるしわ、ボイド、びびり等を除去する。
【００４８】
適応可能な水平位置合わせ制御アルゴリズム及び適応可能な速度調整アルゴリズムはまた、画像転写部以外の、独立した機構の動作を制御しなくてはならない他のプリンタシステムにも用いることができる。例えば、上述したアルゴリズムと類似の適応可能なアルゴリズムは、プラスチックカードに直接印刷するプリンタのプリントヘッド、印字リボン及びプラスチックカードの動作制御に用いることができる。
【００４９】
本発明の特定の実施形態を図示並びに説明してきたが、本発明は図示及び説明された特定の部品配置や形式に限定されないことを理解すべきである。むしろ、本発明は以下に添付する請求範囲に存する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による制御システムによって制御されるプリンタの画像転写部を示す図である。
【図１Ａ】  アプリケータローラのニップにおけるカード位置を示す、図１に類似した図である。
【図２】  画像転写部の制御システムの一部を形成する、適応可能な水平位置合わせ制御アルゴリズムの手順を示すフローチャートである。
【図３】  画像転写部の制御システムの一部を形成する、適応可能な速度調整制御アルゴリズムの手順を示すフローチャートである。
【図４】  図４は、その上に印刷される複数の画像と位置合わせによるウェブがマークする、そして、配列することバーがコード化するレセプターの一部の側面の図である隣接の印刷された画像の最先端。
【図５】  典型的なインデクシングマークの詳細を示す図である。
【図６】  インデクシングマークに関連する印刷ドットとセンサダイオードの配置を示す、図５に類似した図である。
【図７】  本発明で用いるバーコード配列を示す。
【図８】  カード及びレセプタウェブがどのように垂直位置合わせされるのかを説明する、画像転写部の側面図である。
【図１】
0004246387.tif 000004
【図１Ａ】
0004246387.tif 000005
【図２】
0004246387.tif 000006
【図３】
0004246387.tif 000007
【図４】
0004246387.tif 000008
【図５】
0004246387.tif 000009
【図６】
0004246387.tif 000010
【図７】
0004246387.tif 000011
【図８】
0004246387.tif 000012