[0001] 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.
[0002] Datenträgerkarten der oben beschriebenen Art sind als sogenannte Chipkarten in vielen
Bereichen des täglichen Lebens beispielsweise als Bankkarten, Zugangsbe-rechtigungskarten,
Geldkarten, Identifikationskarten und dergleichen bekannt. Derartige Karten bestehen
aus einem Kunststoffkartenkörper, der zur Aufnahme eines Chipmoduls und eventuell
zusätzlicher elektronischer Bauelemente eine sackloch-artige 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.
[0003] 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.
[0004] Außerdem ist eine Beschädigung des Datenträgerkartenkörpers im Bereich des Kavitätsbodens
während des Druckvorganges nicht auszuschließen.
[0005] 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.
[0006] 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.
[0007] 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.
[0008] 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.
[0009] 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.
[0010] 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.
[0011] 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 Trenn-medium zuverlässig
ausgeschlossen wird. Ein derartiges Anblasen hätte eine unmittelbare Verunreinigung
der Druckvorrichtung mit dem daraus resultierenden erhöhten Wartungsaufwand zur Wiederherstellung
ihres Betriebszustandes zur Folge.
[0012] 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 an-schließbar 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.
[0013] 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 Maß-nahme lässt sich der notwendige Energieaufwand
für den Druckluftstrom weiter reduzieren.
[0014] Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand von Ausführungsbeispielen
der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Zuhilfenahme der beigefügten Zeichnungen näher
beschrieben. Es zeigt:
- Figur 1
- einen Querschnitt durch eine Vorrichtung zum Bedrucken von Datenträgerkarten und
- Figur 2
- ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ähnlich der Figur
1.
[0015] Aus Figur 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 Figur 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.
[0016] 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 Sensorab-tastung eine Ansteuerung der einzelnen Austrittsöffnungen
8 in dem Moment, in denen sie sich direkt unter der Kavität 4 einer einzelnen Datenträgerkarte
befinden, erfolgt.
[0017] Eine geeignete Regelvorrichtung sorgt hierbei für eine optimale Druckluftzufuhr bezüglich
Dauer und Intensität.
[0018] In der Figur 2 ist analog der Figur 1 ebenfalls eine Datenträgerkarte 1 mit einer
zweistufigen Kavität 4 zu sehen. Das Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von demjenigen
der Figur 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.
[0019] Darüber hinaus ist aus der Figur 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.
[0020] Der Durchmesser des Dichtungselementes 12 ist hierbei so bemessen, daß er im wesentlichen
dem größeren Maß von Länge und Breite der Kavität 4 entspricht.
[0021] 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
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. Verfahren zum Bedrucken von Datenträgerkarten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckluftstrom in seiner Intensität und Dauer durch eine Regelvorrichtung
steuerbar ist.
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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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.