DE19955536C2 - Verfahren zum Bedrucken von Datenträgerkarten und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bedrucken von Datenträgerkarten mit min­ destens 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 Daten­ trägerkarte während des Bedruckens durch den Druckstempel gegen eine Widerla­ gerfläche gepresst wird sowie darüberhinaus eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Datenträgerkarten der oben beschriebenen Art sind als so genannte Chipkarten in vielen Bereichen des täglichen Lebens beispielsweise als Bankkarten, Zugangsbe­ rechtigungskarten, Geldkarten, Identifikationskarten und dergleichen bekannt. Der­ artige 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.

Die in den Kartenkörper eingebrachte Kavität hat aufgrund der Dicke der verwen­ deten 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 µm 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 Ober­ fläche an dieser Stelle zum Inneren der Kavität hin eingewölbt ist, was die Erstellung eines fehlerfreien Druckbildes ausschließt, da der Druckstempel im Bereich der Ein­ wölbung keinen Farbauftrag bewirkt.

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

In der DE 41 40 529 C2 und der DE 41 42 409 A1 sind aus diesem Grunde Verfah­ ren vorgestellt worden, bei dem während des Bedruckens in die Kavität des Daten­ trägerkartenkörpers ein Element eingeschoben wird, welches die Aussparung zu­ mindest teilweise ausfüllt und den Membranbereich der Aussparung in der Drucke­ bene hält und gegen den Andruck der Druckplatte stabilisiert, wobei in der letzge­ nannten Schrift das oder die einzuschiebenden Elemente in einer Gegendruckfläche unter Umständen beweglich angeordnet sind, so dass sie in diese eintauchen kön­ nen. In der DE 195 25 351 wird eine Vorrichtung beschrieben, bei der die Einstellla­ ge eines Druck- und eines Gegendruckzylinders zueinander einstellbar ist, so dass auf dem Gegendruckzylinder angeordnete Objekte in bestimmten Situationen keine störenden Berührungen eingehen.

Die Merkmale der beschriebenen Verfahren tragen prinzipiell dazu bei, die Bedruc­ kungsqualität von Datenträgerkarten zu verbessern. Die angegebenen Verfahren haben allerdings den Nachteil, dass für unterschiedliche Abmaße der Kavitäten, die sich aus den verwendeten verschiedenen elektronischen Bauelementen und Chip­ modulen 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 Platzierungsaufwand für die Wider­ lagerfläche 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 Durchfüh­ rung dieses Verfahrens so weiterzuentwickeln, dass der Bedruckungsvorgang ein­ facher und kostengünstiger vorgenommen werden kann, wobei insbesondere die Umrüstarbeiten für unterschiedliche Kavitätsabmaße sowie Schwierigkeiten bei der Platzierung von Widerlagerfläche und zu bedruckendem Datenträgermaterial zu beseitigen.

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

Der erfindungswesentliche Grundgedanke der Erfindung besteht dabei darin, wäh­ rend 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 Regel­ vorrichtung mit in Dauer und Intensität variierbarer Druckluft beaufschlagbare Aus­ trittsöffnung auf.

Die durch den Druckluftstrom hervorgerufenen Kräfte bewirken in Analogie wie die aus der oben angeführten Patentschrift bekannten in die Kavität des Datenträger­ körpers 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 Datenträger­ karten mit fein strukturierten Druckbildern auch dann, wenn sich diese feinen Struk­ turen 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 Druck­ vorrichtung für die Bedruckung von Datenträgerkarten mit unterschiedlichen Kavitä­ ten entfällt also vollständig. Der Druckluftstrom lässt sich hierbei durch die Regelvor­ richtung feinfühlig variieren, so daß sich auch der für die Bereitstellung der Druckluft notwendige Energieaufwand in geringen Grenzen halten lässt. Spezielle Ausgestal­ tungen 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 abge­ wandten 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. Nichtbeaufschla­ gung 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 Druck­ luftstrom aus der Austrittsöffnung bei nicht vorhandener Datenträgerkarte als Trenn­ medium zuverlässig ausgeschlossen wird. Ein derartiges Anblasen hätte eine un­ mittelbare Verunreinigung der Druckvorrichtung mit dem daraus resultierenden er­ höhten 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 zueinan­ der beabstandet mehrere mit Druckluft beaufschlagbare Austrittsöffnungen ange­ ordnet sind, wobei der Abstand der einzelnen Austrittsöffnungen dem Abstand zwei­ er aufeinander folgender Kavitäten einer oder zweier zu bedruckender Daten­ trägerkarten 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.

Es hat sich darüber hinaus als vorteilhaft erwiesen, radial um die Austrittsöffnung bzw. die Austrittsöffnungen Dichtungselemente anzuordnen, wobei das Dichtungs­ element 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 re­ duzieren.

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

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Vorrichtung zum Bedrucken von Datenträ­ gerkarten 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 auf­ weist und eine Widerlagerfläche 3 ebenfalls in Form einer Walze besitzt. Die Daten­ trägerkarte 1 weist zum Einbau eines Chipmoduls eine zweistufige Kavität 4 auf. Ei­ ne 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 Herstellungsmetho­ den 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 Quer­ schnitt 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 Versorgungs­ leitung 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 Druckluft­ strom aus der Austrittsöffnung 8 in die Kavität 4 geleitet. Dieser Druckluftstrom be­ wirkt, daß der Bodenbereich 5 der Kavität 4 dem durch den Druckstempel 2 hervor­ gerufenen Anpressdruck widerstehen kann und somit an der der Kavität 4 abge­ wandten Seite 11 der Datenträgerkarte 1 ein einwandfreies Druckbild entstehen kann. Sobald sich die Kavität 4 aus dem unmittelbaren Druckbereich infolge der Be­ wegung 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 zwei­ er zu bedruckender Datenträgerkarten 1 entspricht. Somit lassen sich durch konti­ nuierliche Drehbewegung von Gegendruckwalze 6 und Druckstempel bzw. Druck­ walze 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 de­ nen sie sich direkt unter der Kavität 4 einer einzelnen Datenträgerkarte befinden, erfolgt.

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

In der Fig. 2 ist analog der Fig. 1 ebenfalls eine Datenträgerkarte 1 mit einer zwei­ stufigen Kavität 4 zu sehen. Das Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von demje­ nigen 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 Dichtungsele­ ment 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.

Claims (10)

1. Verfahren zum Bedrucken von Datenträgerkarten (1) mit mindestens einer für den Einsatz eines elektronischen Bauelementes vorgesehenen sack­ lochartigen Kavität (4), bei dem durch einen Druckstempel (2) ein Druck­ bild auf der der Kavität (4) abgewandten Seite (11) der Datenträgerkarte (1) aufgebracht wird, wobei die Datenträgerkarte (1) während des Be­ druckens 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, da­ durch gekennzeichnet, dass der Druckluftstrom in seiner Intensität und Dauer durch eine Regelvorrichtung gesteuert wird.

3. Verfahren zum Bedrucken von Datenträgerkarten nach Anspruch 2, da­ durch gekennzeichnet, dass der Druckluftstrom dergestalt gesteuert wird, dass dieser nur während der Zeitspanne wirksam ist, in der auf der der Kavität (4) abgewandten Seite (11) der Datenträgerkarte (1) im Bereich des Ka­ vitätsbodens gedruckt wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Bedrucken von Daten­ trägerkarten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Widerlagerfläche (3) mindestens eine durch eine Regelvorrichtung mit in Intensität und Dauer variierbarer Druckluft beaufschlagbare Austrittsöff­ nung (8) angeordnet ist.

5. Vorrichtung zum Bedrucken von Datenträgerkarten nach Anspruch 4, da­ durch gekennzeichnet, dass die Widerlagerfläche (3) als Gegendruck­ walze (6) gestaltet ist, auf deren Umfang mindestens eine mit Druckluft beaufschlagbare Austrittsöffnung (8) angeordnet ist.

6. Vorrichtung zum Bedrucken von Datenträgerkarten nach Anspruch 5, da­ durch gekennzeichnet, dass auf dem Umfang der Gegendruckwalze (6) zwei mit Druckluft beaufschlagbare Austrittsöffnungen (8) angeordnet sind, wobei der Abstand der einzelnen Austrittsöffnungen (8) dem Ab­ stand zweier aufeinander folgender Kavitäten (4) einer oder zweier zu be­ druckender 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 An­ sprüche 5 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/Nichtbeauf­ schlagung der Austrittsöffnungen (8) mit Druckluft senden kann.

9. Vorrichtung zum Bedrucken von Datenträgerkarten nach einem der An­ sprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass radial um die Austritts­ öffnung/-öffnungen (8) mindestens ein Dichtungselement (12) angeordnet ist.

10. Vorrichtung zum Bedrucken von Datenträgerkarten nach Anspruch 9, da­ durch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement (12) als kreisförmi­ ges Gummidichtungselement gestaltet ist, dessen Durchmesser geringfü­ gig größer als das größere Maß von Länge und Breite der Kavität ist.