CN110494295B - 张力和/或输送速度可变的再转印打印工艺 - Google Patents

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Abstract

描述了再转印打印方法和系统，其中，在将再转印膜(或者称为中间转印媒介)的全部或者一部分从基底的表面剥离时，利用了可变的剥离工艺。可变的剥离工艺包括：在对再转印膜施加不同的张力和/或再转印膜与基底处于不同的输送速度时，从基底表面的不同部分剥离再转印膜。

Description

张力和/或输送速度可变的再转印打印工艺
技术领域
本发明涉及再转印打印，其中，首先将图像打印到再转印膜的转印层上，然后通过将再转印膜的转印层贴附到基底的表面的方式将已打印的图像转印到基底的表面上，然后将再转印膜的一部分从该表面上剥离，将已打印的图像留在基底的表面上。
背景技术
再转印打印是一种用于在基底的表面上打印高质量图像的已知技术，该基底包括塑料卡片型基底。美国专利US6554044和US 8654164中描述了再转印打印的示例。
发明内容
本文中描述了再转印打印方法和系统。在将再转印膜(也被称为中间转印媒介)的全部或者一部分从基底的表面剥离时，利用了可变剥离工艺。可变剥离工艺包括：在对再转印膜施加不同的张力和/或再转印膜与基底处于不同的输送速度时，从基底表面的不同部分剥离再转印膜。
在再转印工艺中，当对再转印膜施加一种程度的张力时和/或以一种速度输送再转印膜和基底时，可以最好地执行再转印材料到基底的一部分的最佳转印(或者，最好地执行最佳地防止再转印材料到基底的一部分的转印)。而当对再转印膜施加不同的第二程度的张力时和/或当以不同的第二速度输送再转印膜和基底时，可以最好地执行再转印材料到基底的另一部分的最佳转印(或者，最好地执行最佳地防止再转印材料到基底的另一部分的转印)。由此，通过利用可变剥离工艺，其中，在剥离期间施加到再转印膜的张力和/或再转印膜和基底的输送速度在基底表面的不同区域和部分是变化的，可以实现改进的再转印打印。
本文中所述的基底可以是人们可能希望的将已打印的图像从再转印膜转印到基底的表面上的任何基底。在一个实施例中，基底可以是塑料卡或者护照页。塑料卡的示例可包括但不限于金融卡(例如，信用卡、借记卡等)、驾驶证、国民身份证、企业识别卡、礼品卡、具有属于持卡人的个性化信息和/或具有其他卡信息的其他塑料卡。
在第一实施例中，用于将已打印的图像从再转印膜转印到卡的表面的再转印打印方法包括：将包含已打印的图像的再转印膜贴附到卡的表面，然后将再转印膜的全部或者部分从卡的表面剥离，使得已打印的图像保留在表面上。剥离再转印膜包括：当对再转印膜施加第一张力和/或当以第一速度输送再转印膜和卡时，将再转印膜的全部或者部分从卡的表面的第一部分剥离；以及，当对再转印膜施加第二张力和/或当以第二速度输送再转印膜和卡时，将再转印膜的全部或者部分从卡的表面的第二部分剥离，其中，第一张力与第二张力不相同，第一速度与第二速度不相同。
在第二实施例中，用于将已打印的图像从再转印膜转印到卡的表面的再转印打印方法包括：将再转印膜和卡一起输送经过处于转印台的转印机构，以将包含已打印的图像的再转印膜贴附到卡的表面，然后在剥离台将再转印膜的全部或者部分从卡的表面剥离，使得已打印的图像保留在表面上。将再转印膜的全部或者部分从表面剥离包括：当对再转印膜施加第一张力和/或当以第一速度输送再转印膜和卡时，将再转印膜的全部或者部分从卡的表面的第一部分剥离；以及，当对再转印膜施加第二张力和/或当以第二速度输送再转印膜和卡时，将再转印膜的全部或者部分从卡的表面的第二部分剥离，其中，第一张力与第二张力不相同，第一速度与第二速度不相同。
在第一实施例和第二实施例中，表面可以是卡的后表面，表面的第一部分可以包括签名条，表面的第二部分可以包括凹陷，该凹陷位于集成电路芯片的背面的对面。
在第一实施例和第二实施例中，在将再转印膜的全部或者部分从卡的后表面剥离之后，可以将包含第二已打印的图像的再转印膜贴附到卡的前表面，然后可以将再转印膜的全部或者部分从卡的前表面剥离，使得第二已打印的图像保留在前表面上。
在第一实施例和第二实施例中，当对再转印膜施加第一张力和当以第一速度输送再转印膜和卡时，将再转印膜的全部或者部分从卡的表面的第一部分剥离；以及，当对再转印膜施加第二张力和当以第二速度输送再转印膜和卡时，将再转印膜的全部或者部分从卡的表面的第二部分剥离，其中，第一张力大于第二张力，并且第一速度大于第二速度。
在第一实施例和第二实施例中，在将再转印膜的全部或者部分从卡的表面剥离之前，可以对再转印膜施加第三张力和/或可以以第三速度输送再转印膜和卡，第三张力基本上等于第二张力，第三速度基本上等于第二速度。
在第一实施例和第二实施例中，可以将已打印的图像从再转印膜转印到签名条的一部分上。
在第一实施例和第二实施例中，第二速度可以是从第一速度的约70％到第一速度的约90％，或者第二速度可以是第一速度的约80％。
在第一实施例和第二实施例中，第二张力可以比第一张力的约20％小，或者，第二张力可以比第一张力的约10％小。
另外，第一实施例和第二实施例均可用于打印卡。
附图说明
图1示出了可以实施本文所述的再转印打印的再转印打印系统的一部分；
图2示出了塑料板基底的后表面；
图3是再转印膜的一部分的俯视图，再转印膜上具有已打印的图像；
图4A是再转印膜的一部分的纵向剖视图，示出了再转印膜的示例组成部分，并示出了再转印膜的一部分与再转印膜的其余部分的分离；
图4B是包含抑制材料的再转印膜的一部分的纵向剖视图，示出了在抑制材料所处的位置处，抑制材料如何阻止再转印膜的任何部分的转印；
图5A-5C示出了塑料卡基底和再转印膜经过在转印台的转印机构和经过剥离台的示例性进程。
具体实施方式
描述了再转印打印方法和系统，其中，在将再转印膜(或者称为中间转印媒介)的全部或者一部分从基底的表面剥离时，利用了可变的剥离工艺。可变的剥离工艺包括：在对再转印膜施加不同的张力和/或再转印膜与基底处于不同的输送速度时，从基底表面的不同部分剥离再转印膜。如在说明书和权利要求中所使用的，除非另有说明，剥离再转印膜包括并且涵盖剥离再转印膜的所有层(即，存在将在下文进一步讨论的抑制材料，该抑制材料阻止再转印膜的任何层到基底的转移)，还包括剥离再转印膜的一部分(即，在剥离后，再转印膜的至少一层保留在基底上，而再转印膜的其余部分没有转移到基底)。
本文中所描述的再转印打印方法和系统可以应用于在可以受益于本文中所描述的可变的剥离工艺的任何基底上的再转印打印。然而，为了方便起见，下文将基底描述为塑料卡，其包括但不限于金融卡(例如，信用卡、借记卡等)、驾驶证、国民身份证、企业识别卡、礼品卡、具有属于持卡人的个性化信息和/或具有其他卡信息的其他塑料卡。
再转印打印由再转印打印系统执行。在塑料板作为基底的情况下，再转印打印系统也可以被称为卡个性化机器或者卡个性化系统。卡个性化机器可以是台式卡个性化机器，其被设计为一次个性化一张卡，例如每小时个性化大约几十张或者几百张；或者，卡个性化机器可以是中央发行系统，其被设计成同时个性化多张卡，例如每小时个性化大约几千张。卡个性化机器旨在涵盖使卡片，以及护照和其他身份识别文件个性化的机器。
图1示出了配置为再转印打印的打印引擎10的示例。打印引擎10是卡个性化机器的一部分，也被称为再转印卡打印机。在2016年4月8号提交的第US2016/0300128号美国申请公开中描述了一种可以执行再转印打印的卡个性化机器的示例，该申请通过引用整体并入本文。再转印打印机的具体结构和操作在本领域是公知的，包括：打印色带、再转印膜、在再转印膜上打印图像，以及将已打印的图像转印到卡的表面上。
所示出的打印引擎10的再转印打印配置包括打印侧，打印侧包括打印色带供应部12和打印色带回收部(print ribbon take-up)16，从该打印色带供应部12提供单色或者多色打印色带14供应。打印色带回收部16回收使用过的打印色带14。打印色带被引导经过打印头18，打印头18在所示示例中可以是静止的，打印头18将染料或者颜料墨水从打印色带14转印到再转印膜20上。在打印后，使用过的打印色带14被最终卷绕到回收部16上。
再转印膜20由在再转印侧的转印膜供应部22供应，并且在再转印后，剩余的膜被最终卷绕到再转印膜回收部24上，再转印膜回收部24也在再转印侧。再转印膜20被引导经过与打印头18位置相对的压印滚筒(platen roller)26，并且在所示示例中，压印滚筒26可以朝向和远离打印头18地移动，以在往再转印膜20上打印的期间，按压在打印头18和压印滚筒26之间的再转印膜20和打印色带14。再转印膜的将被打印上图像的部分可以单次经过打印头18或者多次经过打印头18，以便于打印全部图像，在这种情况下，再转印膜20的行程可以是可逆的。
一旦将所需的图像打印到再转印膜20上，再转印膜20的其上具有已打印的图像的部分就前进到转印台28，在转印台28处，在再转印膜20上的已打印的图像被转印到卡32的表面30上。在该示例中，转印台28包括加热的转印机构(例如转印滚筒)34，该加热的转印机构可以朝向和远离位于卡的行进路径或者输送路径38的相对侧上的固定稿台(fixedplaten)36移动。加热的转印机构34将再转印膜20的包含已打印的图像的部分按压到由稿台36支撑的卡32的表面30上，然后再转印膜20和卡32一起被输送经过加热的转印机构34，以将再转印膜20的包含已打印的图像的层贴附或者层压到卡的表面30上。然后，再转印膜20和卡32被输送到包括剥离针42的剥离台40。在剥离台处，再转印膜20的一部分从卡的表面30剥离，将已打印的图像留在基底的表面上。然后，除去了已转印的图像的再转印膜20的剩余部分被卷绕到膜回收部24上。卡32通过卡输送机构(例如，多组滚筒42)沿着卡的行进路径38输送。
在一些实施例中，如下面进一步讨论的，可选的卡再定位机构44(或者卡翻转器(card flipper)44)可以放置在卡的行进路径38中的剥离台40的下游。卡再定位机构44可以在已打印的图像被施加到表面30后接收卡32，并且将卡32翻转过来(即，将卡翻转180度)，使得相对表面46现在面朝上。然后，卡32可以被输送回转印台28的上游，以便于将已打印的图像再转印到表面46上。在不需要在表面46上进行打印的实施例中，卡再定位机构44不是必需的并且可以被移除，或者，卡32可以被输送经过卡再定位机构44而无需翻转卡32。
参见图2，示出了卡32的表面30的示例。卡32通常是矩形结构并具有圆角。卡32包括：前边缘50和后边缘52(术语“前”和“后”是相对于卡32的在再转印膜20层压到表面30期间，通过转印台28的初始行进方向而言)，第一侧边缘54和第二侧边缘56。卡32的长度大于其宽度，使得卡32包括在前边缘50和后边缘52之间延伸的纵向轴线L。
表面30还包括卡32的最终用户用来在其上签上自己名字的签名条60，签名条60的纵向轴线大体平行于卡32的纵向轴线L地延伸。另外，表面30的一部分可以包括区域62，区域62与集成电路芯片(未图示)的背面直接相对设置，能够从卡32的表面46接近集成电路芯片。区域62在表面30上形成轻微的凹陷，该凹陷与集成电路芯片的背面直接相对设置。在卡32的该示例中，表面30通常被称为后表面或者背面，而表面46通常被称为前表面。
如本领域的普通技术人员将理解的，表面30和表面46可以包括附加特征，例如：可以通过再转印打印或者直接卡打印(或者它们的组合)而施加的打印文本和图案、压纹(embossing)、缩进打印(indent printing)、磁条、一个或多个全息图，和/或其他安全特征，等等。
图3示出了再转印膜20的一部分，其上具有已经在打印引擎10中打印了的图像70。图像70用来转印到表面30上，以便于形成用来显示在表面30上的一些或者所有的印刷。在图像70上提供有抑制材料的条带72，条带72在对应于签名条60的位置。抑制材料阻止下面的再转印材料转印到签名条60上。再转印材料施加到签名条60上可能阻止或者妨碍卡的用户在卡上签名。因此，如本领域中已知的，通常希望提供抑制材料的条带72，以阻止再转印材料施加到签名条60。
图4A是再转印膜20的一部分连同卡32在转印台28处的示意性纵向剖视图。如在图4A的左侧所示出的，膜20通常包括各种涂层74和基膜76。如图4A的中心部分所示，涂层74可以包括但是并不限于：图像接收层78，其易于接收来自于打印色带14的染料或者颜料墨水，并且已打印的图像70形成在图像接收层78中或者图像接收层78上；阻挡层(barrierlayer)80；剥离层(peeling layer)82，帮助图像接收层78和阻挡层80在剥离期间从剥离层82和基膜76分离。基膜76可以是适于携带涂层74的任何材料。例如，基膜76可以由聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate，简称PET)形成。膜20可以包括未明确示出的其他层，例如但不限于在图像接收层78上的底涂层(primer layer)，以便于将图像接收层78贴附到卡的表面，以及其他层。
参见图4A的右侧，在剥离期间，再转印膜20的一部分从卡32的表面剥离，留下再转印膜20的包含已打印的图像的部分。具体地，基膜76和剥离层82从阻挡层80和图像接收层78剥离并最终卷绕在膜回收部24上(图1中可见)。阻挡层80和图像接收层78(包含已打印的图像70)留在卡的表面上。图像接收层78本身或者和阻挡层80一起可以被称为转印层。在剥离期间，通过膜回收部24对基膜76和剥离层82施加张力。为了方便起见，说明书和/权利要求书可能涉及的在剥离期间“对再转印膜施加张力”旨在涵盖：对整个再转印膜20施加张力，以及，一旦阻挡层80和图像接收层78留在卡的表面上后，则仅对基膜76和剥离层82施加张力。
图4B是再转印膜20的在抑制材料的条带72的位置处的一部分连同卡32在转印台26处的示意性纵向剖视图。再转印膜20的结构与图4A中所示出的结构相似，不同之处是抑制材料的条带72结合在图像接收层78中或者在图像接收层78上。参见图4B的右侧，在剥离期间，抑制材料阻止图像接收层78(和在抑制材料位置处的任何其他层)转移到卡32上。相反，抑制材料和在抑制材料位置处的再转印膜20的所有层76、78、80、82被回收在膜回收部24上(图1中可见)。然而，如上面针对图4A的描述，再转印膜20的不包含抑制材料的其他部分将被转移到卡的表面上。
回到图2和图3，申请人已经发现，通过在卡32的纵向长度上改变膜20从表面剥离的剥离参数，可以实现图像70到表面30(或表面46)上的改进转印。在传统的图像转印操作中，在卡的整个纵向长度上将再转印膜的一部分从表面剥离的期间，卡片和再转印膜以相同的速度输送，并且单一张力施加到再转印膜。申请人已经发现，卡的表面32的区域(例如签名条60和在区域62中的凹陷)具有可影响图像转印工艺的不同剥离参数。例如，为了使抑制剂条带72充分地阻止再转印材料转移到签名条60上，在剥离期间，卡32和再转印膜20应该以一定的速度输送和/或应该对再转印膜20施加一定的张力，它们不同于在凹陷区域62发生剥离时的输送速度和/或施加到再转印膜20的张力。
相应地，在图2所示出的示例中，示出了两个剥离分区。分区1从卡的前边缘50开始或者在卡的前边缘50附近开始，并且在签名条60的端部处结束或者在签名条60的端部附近结束。分区2开始于分区1的结束处，并且延续到卡的后边缘。在分区1中，当对再转印膜20施加第一张力和/或当以第一速度输送再转印膜20和卡30时，在剥离台40处发生再转印膜20的一部分从卡30的表面32的剥离。在分区2中，当对再转印膜20施加第二张力和/或当以第二速度输送再转印膜20和卡32时，在剥离台40处发生再转印膜的一部分从卡30的表面32的剥离。在一个实施例中，当对再转印膜20施加第一张力且当以第一速度输送再转印膜20和卡30时，在分区1中发生再转印膜20的一部分从卡30的表面32的剥离；以及，当对再转印膜20施加第二张力且当以第二速度输送再转印膜20和卡30，在分区2中发生再转印膜20的一部分从卡30的表面32的剥离。
第一张力与第二张力不相同，第一速度与第二速度不相同。在一个实施例中，第一张力大于第二张力，第一速度大于第二速度。
在一个实施例中，第一速度的范围可以从约12mm/s到约35mm/s，第二速度的范围可以从约6mm/s到约14mm/s。在另一实施例中，第一速度可以是约15mm/s，第二速度可以是约12mm/s。本领域普通技术人员将会认识到，可以采用另外的速度范围，这取决于所需的整体机器/打印机卡处理能力。
在一个实施例中，第一张力的范围可以从约10盎司(ounce)到约25盎司，第二张力的范围可以从约0盎司到约2.5盎司。在一些实施例中，第二张力可以小于1盎司，而在其他实施例中，第二张力可以小于0.5盎司或者小于0.1盎司。
在一个实施例中，第二速度可以是第一速度的约70％到约90％。在其他实施例中，第二速度可以是从约小于第一张力的1％至第一张力的约20％。在另外的实施例中，第二速度可以是第一速度的约80％，同时第二张力可以比第一张力的10％小。
在可选的实施例中，在卡32的前边缘50到达剥离台40之前(即，在膜20的一部分从卡的表面开始剥离之前)，可以控制在膜20上的张力和/或卡32与膜20的输送速度。这在图2中被示出为分区3。在分区3，可以对再转印膜20施加第三张力和/或可以以第三速度输送再转印膜20和卡32。在分区3，第三张力应该是低的或者是零。在一个实施例中，在分区3中施加到膜20的张力应该恰好足够保持膜20中的松弛控制(slack control)。在一个实施例中，在分区3中施加到膜20的张力大体等于在分区2中施加到膜的张力，并且再转印膜20和卡32在分区3中的输送速度大体等于再转印膜20和卡32在分区2中的输送速度。
现在参见图5A-5C，示出了卡32和再转印膜20经过在转印台28处的转印机构34和经过剥离台40的示例性进程。图5A示出了在转印机构34处的卡的前边缘50，其是已打印的图像70从再转印膜20转印到卡32的表面上的开始。随着卡32和膜20继续向剥离台40输送，如果分区3被利用，则对膜20施加足够的张力以保持膜20中的松弛控制，和/或，以第三速度输送卡32和膜20。
在图5B中，卡32的前边缘50现在已到达剥离台40，分区1在该点处开始，当对再转印膜20施加第一张力(该第一张力大于在分区2中的张力)和/或当以第一速度(该第一速度大于在分区2中的速度)输送再转印膜20和卡30时，在分区1中发生再转印膜20的一部分从卡30的表面32的剥离。
在图5C中，卡32现在已到达相对于剥离台40的分区2开始所处的点，当对再转印膜20施加第二张力(该第二张力小于在分区1中的第一张力)和/或当以第二速度(该第二速度小于在分区1中的第一速度)输送再转印膜20和卡30时，在分区2中发生再转印膜20的一部分从卡30的表面32的剥离。分区2可以延续到卡32的后边缘52，或者如果在到达后边缘52之前需要不同的剥离参数，那么一旦到达分区2的端部，则可以利用不同的张力和/或输送速度。
表面30可以是仅有的在其上进行打印的卡32的表面。同样，表面46可以是仅有的在其上进行打印的卡32的表面。在表面30、表面46均进行打印的实施例中，可以首先在表面30(即，包含签名条60的后表面)上打印，然后在表面46(即，前表面)上打印。在传统的再转印打印中，首先在表面46(即，前表面)上打印，然后在表面30(即，后表面)上打印。
在一个实施例中，在转印已打印的图像之前，可以利用卡32或者卡的表面30、表面46的主动冷却。卡32的冷却有助于改善再转印打印工艺的质量。在一些实施例中，可以冷却卡，使得卡的第一侧的温度在剥离工艺期间与第二侧的温度大致相同。可以利用在转印图像之前导致卡表面的温度降低的任何形式的主动冷却。例如，可以设置风扇以将气流吹送到卡的表面上。一种可以利用的主动卡冷却的示例描述在申请序列号为US_(代理卷号No.02968.0548USP1)、名称为“Card Cooling in a Card Processing Machine(在卡片加工机器中的卡片冷却)”的与本申请共同未决的申请中，其全部内容通过引用并入本文。
再来参见图2，在一个实施例中，通过将打印带到签名条60的一部分上，已经实现了改善的图像转印。图2以实线示出了签名条60的边界。图2以虚线示出了相对于签名条60的相应的抑制材料的条带72的周界尺寸和形状。在该示例中，条带72的高度H可以略微小于签名条60的相应高度，使得层78的包含打印的一部分(见图4A)在转印期间将被转印到签名条60上。另外，条带72可以略微横向地偏离签名条60，使得条带72的前部分90将略微延伸超过签名条60的前边缘，并且条带72的后边缘92可以横向地偏离签名条60的后边缘，使得层78的包含打印的一部分(见图4A)在转印期间将被转印到签名条60的尾部区域94上。
本申请公开的实施例在所有方面都被认为是说明性的而非限制性的。本发明的范围由所附的权利要求表示，而不是由前面的描述表示，并且在权利要求的含义及其等同范围内的所有变化都包含在其中。

Claims (11)

1.一种再转印打印方法，用于将已打印的图像从再转印膜转印到卡的表面，包括：
将包含所述已打印的图像的所述再转印膜贴附到所述卡的所述表面，然后将所述再转印膜的全部或者部分从所述卡的所述表面剥离，使得所述已打印的图像保留在所述表面上；
其中，剥离所述再转印膜的全部或者部分包括：
当对所述再转印膜施加第一张力和当以第一速度输送所述再转印膜和所述卡时，将所述再转印膜的全部或者部分从所述卡的所述表面的第一部分剥离；以及
当对所述再转印膜施加第二张力和当以第二速度输送所述再转印膜和所述卡时，将所述再转印膜的全部或者部分从所述卡的所述表面的第二部分剥离；
其中，所述第一张力与所述第二张力不相同，所述第一速度与所述第二速度不相同。
2.如权利要求1所述的再转印打印方法，其特征在于，所述表面是所述卡的后表面，所述表面的第一部分包括签名条，所述表面的第二部分包括凹陷，该凹陷位于集成电路芯片的背面的对面。
3.如权利要求2所述的再转印打印方法，其特征在于，还包括：
在将所述再转印膜的全部或者部分从所述卡的所述后表面剥离之后，将包含第二已打印的图像的所述再转印膜贴附到所述卡的前表面，然后将所述再转印膜的全部或者部分从所述卡的所述前表面剥离，使得所述第二已打印的图像保留在所述前表面上。
4.如权利要求2所述的再转印打印方法，其特征在于，所述第一张力大于所述第二张力，所述第一速度大于所述第二速度。
5.如权利要求2所述的再转印打印方法，其特征在于，还包括：
在将所述再转印膜的全部或者部分从所述卡的所述表面剥离之前，对所述再转印膜施加第三张力和/或以第三速度输送所述再转印膜和所述卡，所述第三张力等于所述第二张力，所述第三速度等于第二速度。
6.如权利要求2所述的再转印打印方法，其特征在于，包括：将所述已打印的图像从所述再转印膜转印到所述签名条的一部分上。
7.如权利要求1所述的再转印打印方法，其特征在于，所述第二速度是从所述第一速度的70％到所述第一速度的90％。
8.如权利要求7所述的再转印打印方法，其特征在于，所述第二速度是所述第一速度的80％。
9.如权利要求1所述的再转印打印方法，其特征在于，所述第二张力比所述第一张力的20％小。
10.如权利要求9所述的再转印打印方法，其特征在于，所述第二张力比所述第一张力的10％小。
11.一种卡，使用权利要求1至10中任一项所述的再转印打印方法打印。
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