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Dokumentenidentifikation DE19955536A1 21.06.2001
Titel Verfahren zum Bedrucken von Datenträgerkarten und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
Anmelder ORGA Kartensysteme GmbH, 33104 Paderborn, DE
Erfinder Weinhold, Ulrich, 25337 Elmshorn, DE
DE-Anmeldedatum 18.11.1999
DE-Aktenzeichen 19955536
Offenlegungstag 21.06.2001
Veröffentlichungstag im Patentblatt 21.06.2001
IPC-Hauptklasse B41M 1/40
IPC-Nebenklasse B41M 3/14   B41F 17/00   
Zusammenfassung Es wird ein Verfahren zum Bedrucken von Datenträgerkarten (1) mit mindestens einer für den Einsatz eines elektronischen Bauelementes vorgesehenen sacklochartigen Kavität (4), bei dem durch einen Druckstempel (2) ein Druckbild auf der der Kavität (4) abgewandten Seite (11) der Datenträgerkarte (1) aufgebracht wird, wobei die Datenträgerkarte (1) während des Bedruckens durch den Druckstempel (2) gegen eine Widerlagerfläche (3) gepresst wird, vorgestellt, bei dem während des Bedruckens die Kavität (4) mit einem Druckluftstrom, der den Bodenbereich der Kavität gegen den Druckstempel presst, beaufschlagt wird.
Durch dieses erfindungsgemäße Verfahren ist es möglich, Datenträgerkarten mit unterschiedlichen Kavitätsgrößen ohne Umrüstung der für das Verfahren verwendeten Druckvorrichtung zu nutzen. Die erfindungsgemäße Druckvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß in der Widerlagerfläche (3) mindestens eine durch eine Regelvorrichtung mit in Intensität und Dauer variierbarer Druckluft beaufschlagte Austrittsöffnung (8) angeordnet ist, durch die während des Bedruckens Druckluft in die Kavität (4) gepresst wird.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bedrucken von Datenträgerkarten mit mindestens einer für den Einbau eines elektronischen Bauelementes vorgesehenen sacklochartigen Kavität, bei dem durch einen Druckstempel ein Druckbild auf der der Kavität abgewandten Seite der Datenträgerkarte aufgebracht wird, wobei die Datenträgerkarte während des Bedruckens durch den Druckstempel gegen eine Widerlagerfläche gepresst wird sowie darüberhinaus eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Datenträgerkarten der oben beschriebenen Art sind als sogenannte Chipkarten in vielen Bereichen des täglichen Lebens beispielsweise als Bankkarten, Zugangsberechtigungskarten, Geldkarten, Identifikationskarten und dergleichen bekannt. Derartige Karten bestehen aus einem Kunststoffkartenkörper, der zur Aufnahme eines Chipmoduls und eventuell zusätzlicher elektronischer Bauelemente eine sacklochartige Kavität aufweist, die oftmals zweistufig gestaltet ist. Die Kavität kann beim Herstellungsprozess des Kartenrohlings im Rahmen des Spritzgussverfahrens gleichzeitig mit in den Rohling eingeformt werden oder sie kann in einem separaten Verfahrensschritt, beispielsweise durch Ausfräsen in den Datenträgerkartenkörper eingebracht werden.

Die in den Kartenkörper eingebrachte Kavität hat aufgrund der Dicke der verwendeten Chipmodule eine bestimmte maximale Tiefe, die so bemessen ist, daß sich zwischen Bodenebene der Kavität und Außenfläche des Datenträgerkartenkörpers nur noch eine verbleibende Schichtdicke im Bereich von etwa 100 mm ergibt. Eine derartige Schichtdicke erschwert die Erstellung von Druckbildern auf der der Kavität abgewandten Seite der Datenträgerkarte, da der Bodenbereich der Kavität aufgrund seiner geringen Dicke beim Bedrucken dem Anpressdruck der Druckvorrichtung nachgeben kann. Darüber hinaus besteht bei einer partiellen Schichtdicke von 100 µm des Datenträgerkörpers die Gefahr, daß nach Ausformung der Kavität die Oberfläche an dieser Stelle zum Inneren der Kavität hin eingewölbt ist, was die Erstellung eines fehlerfreien Druckbildes ausschließt, da der Druckstempel im Bereich der Einwölbung keinen Farbauftrag bewirkt.

Außerdem ist eine Beschädigung des Datenträgerkartenkörpers im Bereich des Kavitätsbodens während des Druckvorganges nicht auszuschließen.

In der DE 41 40 529 ist aus diesem Grunde ein Verfahren vorgestellt worden, bei dem während des Bedruckens in die Kavität des Datenträgerkartenkörpers ein Element eingeschoben wird, welches die Aussparung zumindest teilweise ausfüllt und den Membranbereich der Aussparung in der Druckebene hält und gegen den Andruck der Druckplatte stabilisiert.

Die Merkmale des dort beschriebenen Verfahrens tragen prinzipiell dazu bei, die Bedruckungsqualität von Datenträgerkarten zu verbessern. Das angegebene Verfahren hat allerdings den Nachteil, daß für unterschiedliche Abmaße der Kavitäten, die sich aus den verwendeten verschiedenen elektronischen Bauelementen und Chipmodulen ergeben, jeweils maßlich angepasste Elemente gefertigt werden müssen, die an der richtigen Stelle der Widerlagerfläche angeordnet werden müssen, um ein korrektes Eingreifen in die Kavität der Datenträgerkarte zu gewährleisten. Darüber hinaus ergibt sich bei den nach dem oben beschriebenen Verfahren arbeitenden Vorrichtungen die Schwierigkeit, daß der Plazierungsaufwand für die Widerlagerfläche relativ hoch ist, um ein korrektes Eingreifen der erhabenen Elemente in die Kavitäten der zu bedruckenden Datenträgerkarte zu gewährleisten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Bedrucken von Datenträgerkarten der gattungsgemäßen Art sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens so weiterzuentwickeln, daß der Bedruckungsvorgang einfacher und kostengünstiger vorgenommen werden kann, wobei insbesondere die Umrüstarbeiten für unterschiedliche Kavitätsabmaße sowie Schwierigkeiten bei der Plazierung von Widerlagerfläche und zu bedruckendem Datenträgermaterial zu beseitigen.

Diese Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens durch die technische Lehre des Anspruches 1 sowie bezüglich der Vorrichtung durch die im Anspruch 4 angegebenen Merkmale gelöst.

Der erfindungswesentliche Grundgedanke der Erfindung besteht dabei darin, während des Bedruckens die Kavität mit einem Druckluftstrom, der den Bodenbereich der Kavität gegen den Druckstempel presst, zu beaufschlagen. Die Vorrichtung weist zu diesem Zweck in der Widerlagerfläche mindestens eine durch eine Regelvorrichtung mit in Dauer und Intensität variierbarer Druckluft beaufschlagbare Austrittsöffnung auf.

Die durch den Druckluftstrom hervorgerufenen Kräfte bewirken in Analogie wie die aus der oben angeführten Patentschrift bekannten in die Kavität des Datenträgerkörpers beim Druckvorgang hineinragenden körperlichen Elemente, eine Beseitigung von Unebenheiten in der Ausweiskarte, so daß sich für die zu bedruckende Seite der Karte eine optimale Druckfläche ergibt. Dies erlaubt das Bedrucken der Datenträgerkarten mit fein strukturierten Druckbildern auch dann, wenn sich diese feinen Strukturen über den Bereich des Kavitätsbodens erstrecken. Besonderer Vorteil ist bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung, daß durch die Verwendung des Mediums Druckluft eine spezielle Anpassung an unterschiedliche Kavitätsgrößen entfallen kann, weil der verwendete Druckluftstrom automatisch den gesamten Kavitätsraum auffüllt, egal welche speziellen Abmaße dieser aufweist. Eine Anpassung der Druckvorrichtung für die Bedruckung von Datenträgerkarten mit unterschiedlichen Kavitäten entfällt also vollständig. Der Druckluftstrom lässt sich hierbei durch die Regelvorrichtung feinfühlig variieren, so daß sich auch der für die Bereitstellung der Druckluft notwendige Energieaufwand in geringen Grenzen halten lässt. Spezielle Ausgestaltungen des Verfahrens sowie der Vorrichtung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche.

Es hat sich insbesondere als vorteilhaft erwiesen, den Druckluftstrom dergestalt zu steuern, daß dieser nur während der Zeitspanne in der auf der der Kavität abgewandten Seite der Datenträgerkarte im Bereich des Kavitätsbodens gedruckt wird, der Druckluftstrom wirksam ist. Die Steuerung des Druckluftstromes lässt sich hierbei durch mindestens ein Sensorelement zur Abtastung der Lage der Datenträgerkarte in Bezug auf die Widerlagerfläche verwirklichen, wobei das Sensorelement Steuerimpulse an die Regelvorrichtung zur Beaufschlagung bzw. Nichtbeaufschlagung der Austrittsöffnung mit Druckluft sendet. Durch diese Gestaltung lässt sich insbesondere auch verhindern, daß bei einem Transportstop von Datenträgerkarten innerhalb der Druckvorrichtung ein Anblasen des Druckstempels durch den Druckluftstrom aus der Austrittsöffnung bei nicht vorhandener Datenträgerkarte als Trennmedium zuverlässig ausgeschlossen wird. Ein derartiges Anblasen hätte eine unmittelbare Verunreinigung der Druckvorrichtung mit dem daraus resultierenden erhöhten Wartungsaufwand zur Wiederherstellung ihres Betriebszustandes zur Folge.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, daß die Widerlagerfläche als Gegendruckwalze gestaltet ist, auf deren Umfang zueinander beabstandet mehrere mit Druckluft beaufschlagbare Austrittsöffnungen angeordnet sind, wobei der Abstand der einzelnen Austrittsöffnungen dem Abstand zweier aufeinander folgender Kavitäten einer oder zweier zu bedruckender Datenträgerkarten entspricht. Die einzelnen Austrittsöffnungen können bei einer derartigen konstruktiven Gestaltung mittels einzelner Versorgungsleitungen an eine zentrale in die Achse der Gegendruckwalze mündende oder integrierte Druckluftquelle anschließbar sein. Eine derartige Gestaltung minimiert die Umrüstung herkömmlicher im Stand der Technik verwendeter Druckvorrichtungen auf ein Minimum, so daß das erfindungsgemäße Verfahren unter geringem zeitlichen und finanziellen Aufwand auch bei herkömmlichen Druckvorrichtungen eingesetzt werden kann.

Es hat sich darüber hinaus als vorteilhaft erwiesen, radial um die Austrittsöffnung bzw. die Austrittsöffnungen Dichtungselemente anzuordnen, wobei das Dichtungselement konstruktiv als kreisförmiges Gummidichtungselement gestaltet werden kann, dessen Durchmesser im wesentlichen dem größeren Maß von Länge und Breite der Kavität entspricht. Die Dichtungselemente verhindern eine Streuung des Druckluftstromes und konzentrieren diesen wesentlich auf die Kavitätsfläche, in der der notwendig Anpressdruck beim Bedrucken bereitzustellen ist. Durch diese Maßnahme lässt sich der notwendige Energieaufwand für den Druckluftstrom weiter reduzieren.

Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand von Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Zuhilfenahme der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Vorrichtung zum Bedrucken von Datenträgerkarten und

Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ähnlich der Fig. 1.

Aus Fig. 1 ist eine Vorrichtung zum Bedrucken einer Datenträgerkarte 1 ersichtlich, die als wesentliche Elemente einen Druckstempel 2, der die Form einer Walze aufweist und eine Widerlagerfläche 3 ebenfalls in Form einer Walze besitzt. Die Datenträgerkarte 1 weist zum Einbau eines Chipmoduls eine zweistufige Kavität 4 auf. Eine derartige Datenträgerkarte kann beispielsweise in Spritzgusstechnik gefertigt werden, wobei die Kavität 4 in einem Arbeitsgang mit dem übrigen Kartenkörper hergestellt wird. Es sind aus dem Stand der Technik jedoch aus Herstellungsmethoden bekannt, bei denen die Kavität 4 nach dem Herstellprozess des eigentlichen Kartenkörpers in diesen eingefräst wird. Aus der Fig. 1 ist ersichtlich, daß das Maß der Tiefe der Kavität 4 innerhalb der Datenträgerkarte fast deren gesamten Querschnitt umfasst, so daß nur ein dünner Bodenbereich 5 mit einer Dicke von ca. 100 µm verbleibt.

Erfindungsgemäß besitzt die Widerlagerfläche in Form der Gegendruckwalze 6 an ihrer Mantelfläche 7 mindestens eine Austrittsöffnung 8, die über eine Versorgungsleitung 9 mit einer schematisch dargestellten Druckluftquelle 10 verbunden ist, durch die die Austrittsöffnung 8 mit einem Druckluftstrom beaufschlagt wird. Durch eine geeignete Regelvorrichtung wird während des Druckvorganges in dem Moment, in dem sich die Kavität 4 unmittelbar unter dem Druckstempel 2 befindet, ein Druckluftstrom aus der Austrittsöffnung 8 in die Kavität 4 geleitet. Dieser Druckluftstrom bewirkt, daß der Bodenbereich 5 der Kavität 4 dem durch den Druckstempel 2 hervorgerufenen Anpressdruck widerstehen kann und somit an der der Kavität 4 abgewandten Seite 11 der Datenträgerkarte 1 ein einwandfreies Druckbild entstehen kann. Sobald sich die Kavität 4 aus dem unmittelbaren Druckbereich infolge der Bewegung der Karte in Richtung des Pfeiles P entfernt hat, wird die Versorgungsleitung 9 gesperrt, um auf diese Weise Energie zu sparen und zu verhindern, daß der Druckluftstrom die Druckwalze anbläst, was Verunreinigungen der Druckvorrichtung zur Folge hätte. Auf dem Umfang der Gegendruckwalze 6 befinden sich, hier nicht näher dargestellt, beabstandet zueinander eine Reihe von Austrittsöffnungen 8, deren Abstand dem Abstand zweier aufeinander folgender Kavitäten 4 einer oder zweier zu bedruckender Datenträgerkarten 1 entspricht. Somit lassen sich durch kontinuierliche Drehbewegung von Gegendruckwalze 6 und Druckstempel bzw. Druckwalze 2 eine kontinuierliche Transportbewegung der Datenträgerkarte 1 beim Druckprozess realisieren, wobei automatisch durch eine entsprechende Sensorabtastung eine Ansteuerung der einzelnen Austrittsöffnungen 8 in dem Moment, in denen sie sich direkt unter der Kavität 4 einer einzelnen Datenträgerkarte befinden, erfolgt.

Eine geeignete Regelvorrichtung sorgt hierbei für eine optimale Druckluftzufuhr bezüglich Dauer und Intensität.

In der Fig. 2 ist analog der Fig. 1 ebenfalls eine Datenträgerkarte 1 mit einer zweistufigen Kavität 4 zu sehen. Das Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von demjenigen der Fig. 1 im wesentlichen dadurch, daß hier zwei Versorgungsleitungen 9a und 9b in zwei Austrittsöffnungen 8a und 8b münden, welche die Kavität mit Druckluft füllen. Auf diese Weise lassen sich im Bedarfsfall größere Druckluftmengen in die Kavität 4 einpressen.

Darüber hinaus ist aus der Fig. 2 ersichtlich, daß radial um die Austrittsöffnungen 8a und 8b umlaufend ein Dichtungselement 12 in Form eines Dichtungsringes aus Gummi oder einem anderen elastischen Material angeordnet ist. Das Dichtungselement 12 verhindert ein Entweichen des Druckluftstromes aus dem Spalt zwischen Datenträgerkarte 1 und Gegendruckwalze 6, so daß eine optimale Nutzung des Druckluftstromes als Gegendruck zum Druckstempel 2 gewährleistet ist.

Der Durchmesser des Dichtungselementes 12 ist hierbei so bemessen, daß er im wesentlichen dem größeren Maß von Länge und Breite der Kavität 4 entspricht. Bezugszeichenliste 1 Datenträgerkarte

2 Druckstempel

3 Widerlagerfläche

4 Kavität

5 Bodenbereich

6 Gegendruckwalze

7 Mantelfläche

8 Austrittsöffnung

9 Versorgungsleitung

10 Druckluftquelle

11 abgewandte Seite

12 Dichtungselement


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zum Bedrucken von Datenträgerkarten (1) mit mindestens einer für den Einsatz eines elektronischen Bauelementes vorgesehenen sacklochartigen Kavität (4), bei dem durch einen Druckstempel (2) ein Druckbild auf der der Kavität (4) abgewandten Seite (11) der Datenträgerkarte (1) aufgebracht wird, wobei die Datenträgerkarte (1) während des Bedruckens durch den Druckstempel (2) gegen eine Widerlagerfläche (3) gepresst wird, dadurch gekennzeichnet, daß während des Bedruckens die Kavität (4) mit einem Druckluftstrom, der den Bodenbereich (5) der Kavität (4) gegen den Druckstempel (2) presst, beaufschlagt wird.
  2. 2. Verfahren zum Bedrucken von Datenträgerkarten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckluftstrom in seiner Intensität und Dauer durch eine Regelvorrichtung steuerbar ist.
  3. 3. Verfahren zum Bedrucken von Datenträgerkarten nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckluftstrom dergestalt gesteuert wird, daß dieser nur während der Zeitspanne, in der auf der der Kavität (4) abgewandten Seite (11) der Datenträgerkarte (1) im Bereich des Kavitätsbodens gedruckt wird, wirksam ist.
  4. 4. Vorrichtung zum Bedrucken von Datenträgerkarten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Widerlagerfläche (3) mindestens eine durch eine Regelvorrichtung mit in Intensität und Dauer variierbarer Druckluft beaufschlagbare Austrittsöffnung (8) angeordnet ist.
  5. 5. Vorrichtung zum Bedrucken von Datenträgerkarten nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerlagerfläche (3) als Gegendruckwalze (6) gestaltet ist, auf deren Umfang mindestens eine mit Druckluft beaufschlagbare Austrittsöffnung (8) angeordnet ist.
  6. 6. Vorrichtung zum Bedrucken von Datenträgerkarten nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Umfang der Gegendruckwalze (6) zwei mit Druckluft beaufschlagbare Austrittsöffnungen (8) angeordnet sind, wobei der Abstand der einzelnen Austrittsöffnungen (8) dem Abstand zweier aufeinanderfolgender Kavitäten (4) einer oder zweier zu bedruckender Datenträgerkarten (1) entspricht.
  7. 7. Vorrichtung zum Bedrucken von Datenträgerkarten nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Austrittsöffnungen (8) mittels einzelner Versorgungsleitungen (9) an eine zentrale in die Achse der Gegendruckwalze mündende Druckluftquelle (10) anschließbar sind.
  8. 8. Vorrichtung zum Bedrucken von Datenträgerkarten nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß diese mindestens ein Sensorelement zur Abtastung der Lage der Datenträgerkarte (1) in bezug auf die Gegendruckwalze (6) aufweist, wobei das Sensorelement Steuerimpulse an die Regelvorrichtung zur Beaufschlagung/Nichtbeaufschlagung der Austrittsöffnungen (8) mit Druckluft sendet.
  9. 9. Vorrichtung zum Bedrucken von Datenträgerkarten nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß radial um die Austrittsöffnung/-öffnungen (8) mindestens ein Dichtungselement (12) angeordnet ist.
  10. 10. Vorrichtung zum Bedrucken von Datenträgerkarten nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungselement (12) als kreisförmiges Gummidichtungselement gestaltet ist, dessen Durchmesser im wesentlichen dem größeren Maß von Länge und Breite der Kavität entspricht.






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