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BEREICH DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Kartendrucker, welche verwendet werden,
um Bilder auf eine Oberfläche
von festen oder halbfesten planaren Substraten zu drucken. Insbesondere
betrifft die vorliegende Erfindung einen Tintenstrahl-Kartendrucker, der
die Möglichkeit
des vollständigen
Rand-zu-Rand Druckens auf einer Fläche des Substrats vorsieht.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Kartendrucker
werden verwendet, um ein Bild auf eine Fläche von halbfesten planaren
Substraten zu drucken. Die Substrate umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein,
Plastikkarten, Wertkarten und andere Typen fester oder halbfester
planarer Substrate. Nachfolgend werden die Bezeichnungen „Karte" und „Substrat" verwendet, um diese
und andere feste und halbfeste Substrate mit unterschiedlichen Formen
und Größen zu beschreiben.
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In
der Vergangenheit wurden graphische Informationen und Textinformationen
auf solchen Karten unter Durchführung
eines arbeitsintensiven Verfahrens platziert, wobei beispielsweise
eine Ausweiskarte durch manuelles Stempeln oder Drucken der individuellen
Daten auf die Karte gebildet wurde. Zusätzlich wurde in einigen Fällen eine
Sofortaufnahme der Person gefertigt und auf die Karte geklebt oder
laminiert.
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Heutige
Methoden zum Drucken von Bildern auf Karten beinhalten die Verwendung
eines Kartendruckers und eines Computers. Das Bild, das auf die Karte
gedruckt werden soll, wird typischerweise durch eine Anwendersoftware
formatiert, welche auf dem Computer läuft. Daten, die das formatierte
Bild betreffen, werden dann dem Drucker in Form eines Druckauftrags
zugeführt.
Der Drucker verarbeitet den Druckauftrag durch Drucken des Bildes
auf eine Fläche
der Karte. Das Bild wird im Allgemeinen durch Kombinieren der Text-
und Graphikanteile gebildet, welche aus Datenbankanwendungen stammen,
die auf dem Computer laufen, oder welche von anderen Eingabegeräten stammen,
wie beispielsweise Tastaturen, Scanner und Digitalkameras. Bei vielen
Anwendungen ist es wünschenswert,
dass der Drucker über
die Fähigkeit
des vollständigen
Rand-zu-Rand Druckens verfügt,
um zu ermöglichen,
dass ein Bild auf der gesamten Kartenfläche abgebildet wird.
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Die
meisten Kartendrucker sind Thermodrucker, welche ein Band mit Primärfarben-Farbbändern und
einen Thermodruckkopf umfassen. Ein Typ eines solchen Thermodruckers
ist ein Farbsublimationsdrucker, bei welchem der Thermodruckkopf
das Band erwärmt
und bewirkt, dass Farbe aus den Farbbändern freigesetzt wird und
in eine Fläche
der Karte sublimiert. Leider sind diese Drucker nur mit Karten kompatibel,
welche eine spezielle Oberfläche
aufweisen, in die die Farbe sublimieren kann. Ferner sind diese
Drucker im Allgemeinen nicht in der Lage, ein vollständiges Rand-zu-Rand
Drucken zu ermöglichen,
da das Band an den Rändern
der Karte anhaften kann. Ein weiterer Typ des Thermodruckers druckt
das Bild auf eine Folie, welche nachfolgend auf die Karte laminiert
wird. Dieser Typ des Thermodruckers verfügt über die Fähigkeit des vollständigen Rand-zu-Rand
Druckens, welches erreicht wird, indem ein Bild auf die Folie gedruckt
wird, welches größer ist
als die Fläche
der Karte, auf welche es laminiert werden soll. Leider sind diese
Drucker komplex und häufig
zu teuer für
kleinere Anwendungen.
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Ein
weiterer Typ Kartendrucker ist ein Kartendrucker auf Tintenstrahlbasis.
Diese Drucker sind in der Regel günstiger als Thermodrucker und
sind auch weniger kompliziert. Tintenstrahl-Kartendrucker umfassen
im Allgemeinen einen Tintenstrahl-Druckkopf und einen Transportmechanismus.
Der Tintenstrahl-Druckkopf ist dazu gebildet, das gewünschte Bild
auf einer Oberfläche
eines Karte zu bilden, indem farbige Tinte auf Teile der Oberfläche gesprüht wird,
welche sich dem Tintenstrahl- Druckkopf
durch den Transportmechanismus in einer Druckstellung präsentieren.
Typische Transportmechanismen umfassen einen Tiegel, welcher direkt
unter dem Druckkopf positioniert ist, und Rollen, welche neben dem Druckkopf
positioniert sind und welche die Karte gegen den Tiegel drücken, wenn
sie durch die Druckstellung transportiert wird. Typische Tintenstrahldrucker
sind im Allgemeinen mit halbfesten Substraten inkompatibel. Stattdessen
müssen
dünne und
hochflexible Substrate verwendet werden, die sich um den Tiegel
und andere Rollen des Transportmechanismus biegen können, wenn
sie transportiert werden. Ferner berühren die Rollen typischerweise
Seitenabschnitte der Oberfläche
der Karte, wenn sie sich in der Druckstellung befindet, wodurch
die Oberfläche der
Karte blockiert wird und der Tintenstrahl-Druckkopf daran gehindert
wird, an diesen Stellen auf die Oberfläche zu drucken. Folglich besitzen
diese Typen von Tintenstrahldruckern nicht die Fähigkeit des Rand-zu-Rand Druckens
auf der Karte. Auch wenn die Rollen des Transportmechanismus so
positioniert wären,
dass der Tintenstrahl-Druckkopf in der Lage wäre, beispielsweise von einem
Seitenrand der Karte zu einem gegenüber liegenden Seitenrand zu
drucken, könnte
dieser Druckertyp dennoch aufgrund der Kontaminierung des Tiegels
und anderer Komponenten des Transportmechanismus, welche aus dem Sprühen von
Tinte über
die Ränder
der Karte hinaus resultiert, wie es für das Rand-zu-Rand Drucken
auf der Karte notwendig wäre,
nicht von Rand-zu-Rand drucken.
Zusätzlich
zu einer möglichen
Blockierung des Transportmechanismus und einem Versagen des Druckers
würden
die resultierenden kontaminierten Komponenten des Transportmechanismus
die Kontaminierungstinte auf die bearbeiteten Karten übertragen.
Folglich sind die meisten Tintenstrahl-Kartendrucker nicht für das vollständige Rand-zu-Rand
Drucken geeignet und begrenzen das Drucken stattdessen auf einen
kleineren Bereich des Substrats, der durch Ränder begrenzt ist, welche entlang
der Ränder
des Substrats gebildet sind.
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Manche
Tintenstrahldrucker umfassen jedoch modifizierte Transportmechanismen,
die einige der oben beschriebenen Probleme vermeiden. Diese Drucker
ermöglichen
das Drucken auf Oberflächen halbfester
Karten durch Anpassen des Transportmechanismus, indem die Karten
auf einem Blech durch den Drucker transportiert werden. Die Bleche
umfassen im Allgemeinen einen vertieften Bereich, der sich der Form
der Karte anpasst, und eine obere planare Fläche der Karte, auf welche ein
Bild gedruckt werden soll, exponiert. Leider sind diese Drucker
immer noch nicht in der Lage, vollständiges Rand-zu-Rand Drucken
vorzusehen, ohne das Blech und andere Komponenten des Transportmechanismus
zu kontaminieren. Ferner ist bei diesen Druckern die Anzahl der
Karten, welche ohne Intervention des Anwenders gedruckt werden können, deutlich
eingeschränkt.
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Daher
besteht eine Notwendigkeit für
einen verbesserten Tintenstrahl-Kartendrucker, welcher mit halbfesten
Karten kompatibel ist und dabei das vollständige Rand-zu-Rand Drucken ermöglicht.
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WO-A-99/04368 beschreibt
eine Kamera mit einem internen Drucksystem zum Ausdrucken einer verarbeiteten
Bildszene auf einem Druckmedium unter Verwendung von Druckertinte,
die in einem einzelnen lösbaren
Modul im Inneren der Kamera aufbewahrt wird.
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Das
US-Patent Nr. 5,291,227 beschreibt
einen Tintenstrahldrucker, umfassend Papierzuführrollen zum Zuführen von
Papier und Papierausstoßrollen
zum Ausstoßen
des von den Papierzuführrollen zugeführten Papiers,
wobei das Papier in einer Papiertransportrichtung auf einer ungefähr geraden
Papierzuführbahn
zwischen der Papierzufuhr und den Ausstoßrollen transportiert wird.
Ein Führungsteil zum
Führen
des Papiers zwischen der Papierzufuhr und den Ausstoßrollen
ist integriert und ein Spalt ist zwischen dem Führungsteil und dem Papier gebildet, welches
wenigstens im Druckbereich gleichzeitig von der Papierzufuhr und
den Ausstoßrollen
transportiert wird. Der Spalt verjüngt sich in der Papiertransportrichtung
zu den Papierausstoßrollen
hin.
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JP 07,178,988 beschreibt
einen Tintenstrahldrucker, umfassend einen Druckbereich, in dem
ein bedruckbares Blatt im Wesentlichen in einer horizontalen Richtung
zu einer Stellung gegenüber
einer Ausstoßöffnung zum
Ausstoßen
von Tinte befördert wird.
Ein Blattausstoßbereich
umfasst einen ersten Blattbeförderer
zum Einführen
des Blattes aus dem Druckbereich in den Blattausstoßbereich
und einen zweiten Blattbeförderer
zum Halten und Ausstoßen des
Blattes im Wesentlichen in horizontaler Richtung oder über der
im Wesentlichen horizontalen Richtung.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung sieht einen Tintentstrahl-Ausweiskartendrucker
für das Rand-zu-Rand
Drucken auf einer Oberfläche
einer Karte nach Anspruch 1 vor sowie ein Verfahren für die Verwendung
mit einem Tintenstrahl-Kartendrucker zum Vorsehen von vollständigem Rand-zu-Rand
Drucken auf einer Oberfläche
einer Karte nach Anspruch 11.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Tintenstrahl-Kartendrucker,
welcher einen Tintenstrahl-Druckkopf und einen Transportmechanismus umfasst.
Der Tintenstrahl-Druckkopf
wird dafür
angepasst, auf Teilen einer Oberfläche der Karte zu drucken, welche
in einer Druckstellung entlang einer Druckbahn präsentiert
wird. Der Transportmechanismus umfasst wenigstens einen Cantilever-Mechanismus,
welcher an einer Seite der Druckstellung entlang der Druckbahn positioniert
ist. Der Cantilever-Mechanismus ist dafür ausgelegt, dem Druckkopf
die Oberfläche
der Karte ungehindert in der Druckstellung zu präsentieren.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine vereinfachte Seitenansicht eines Tintenstrahl-Kartendruckers
gemäß verschiedener
Ausführungsformen
der Erfindung.
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2 ist
eine vereinfachte perspektivische Ansicht, welche eine Druckstellung
eines Tintenstrahl-Druckkopfes zeigt.
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Die 3A–C sind
vereinfachte Seitenansichten, welche eine erste, zweite beziehungsweise dritte
Stellung zeigen, in welchen eine Karte durch einen Transportmechanismus
gehalten wird während sie
sich durch eine Druckstellung gemäß verschiedener Ausführungsformen
der Erfindung bewegt.
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4 ist
eine vereinfachte perspektivische Ansicht eines Teils eines Transportmechanismus
gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung.
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5 ist
eine vereinfachte perspektivische Ansicht einer Führungsrolle
gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung.
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Die 6A und 6B sind
eine Draufsicht beziehungsweise eine Vorderansicht eines Cantilever-Mechanismus
gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung.
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Die 7A und 7B sind
eine vereinfachte Seitenansicht beziehungsweise Vorderansicht eines
Cantilever-Mechanismus gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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8 ist
eine vereinfachte Seitenansicht eines Cantilever-Mechanismus gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung.
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Die 9A und 9B sind
seitliche Querschnittsansichten von Tintenübersprüh-Kollektoren gemäß verschiedenen Ausführungsformen
der Erfindung.
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10 ist
ein vereinfachte Seitenansicht optionaler Komponenten eines Ausgabeteils
eines Kartendruckers gemäß verschiedenen
Ausführungsformen
der Erfindung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 ist
ein vereinfachtes Blockdiagramm eines Tintenstrahl-Kartendruckers 20 gemäß verschiedenen
Ausführungsformen
der Erfindung. Der Drucker 20 umfasst im Allgemeinen einen
Tintenstrahl-Druckkopf 22, einen Transportmechanismus 24,
einen Eingangsteil 26, einen Ausgangsteil 28 und eine
Steuerung 30. Ein Arbeitsplatzrechner (PC) 34 kann
mit der Steuerung 30 über
einen Eingang/Ausgang (I/0) oder einen Datenbus 36 kommunizieren. Der
Datenbus 36 kann jede geeignete Verbindung, wie beispielsweise
ein paralleles Kabel, ein serielles Kabel oder ein serielles Bussystem(USB)-Kabel
sein, durch welche Daten zu der Steuerung 30 gelangen, die
sich in dem Drucker 20 befindet. Ein Anwender bedient den
PC 34, um einen Druckauftrag mittels einer Anwendersoftware
zu konfigurieren und zu formatieren. Daten, die den Druckauftrag
betreffen, gelangen dann über
den Datenbus 36 zu der Steuerung 30, und die Steuerung 30 verwendet
die Daten, um den Druckauftrag zu verarbeiten, indem die verschiedenen
Komponenten des Tintenstrahl-Ausweiskartendruckers 20 gesteuert
werden.
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Der
Tintenstrahl-Druckkopf 22 umfasst eine Tintenpatrone 38,
welche einen Tintenvorrat enthält. Der
Druckkopf 22 ist im Allgemeinen dafür ausgelegt, sich durch Gleiten
entlang der Stange 40 entlang einer Achse zu bewegen, die
in das Papier gerichtet ist, wie in 1 zu sehen
ist. Die Bewegung des Druckkopfes 22 wird durch die Steuerung 30 gesteuert
und wird mittels herkömmlicher
Methoden aktiviert. Der Druckkopf 22 ist im Allgemeinen
dafür ausgelegt,
auf Teilen einer Oberfläche 42 der
Karte 21 zu drucken, die dem Druckkopf 22 in einer
Druckstellung 44 entlang einer Druckbahn 39 präsentiert
werden, wie in 2 gezeigt ist.
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Die
Druckstellung 44 ist im Allgemeinen durch einen Raum definiert,
in welchem die Oberfläche 42 der
Karte 21 dem Tintenstrahl-Druckkopf 22 präsentiert
werden muss, um ein akkurates Drucken des Bilds auf die Oberfläche 42 sicher
zu stellen. Die Druckbahn 39 (1) verläuft durch
die Mitte der Druckstellung 44 und zeigt eine bevorzugte
Stellung der Oberfläche 42 der
Karte 21 an. Die Druckbahn 39 weist typischerweise
eine Entfernung von 0,025–0,050
Zoll von dem Druckkopf 22 auf. Das Volumen der Druckstellung 44 umfasst
eine Länge
L, eine Breite W und eine Tiefe D. Die Länge L ist im Allgemeinen auf
den Bewegungsbereich des Druckkopfes 22 beschränkt, wie
durch die Pfeile 45 entlang der Stange 40 angezeigt.
Die Breite W ist als die Entfernung definiert, über die der Druckkopf 22 Tinte
in einer einzigen Bewegung über
das Substrat drucken kann. Typische Tintenstrahl-Druckköpfe 22 weisen Druckbreiten
W von ungefähr
0,4 Zoll auf. Die Tiefe D der Druckstellung 44 definierte
eine Entfernung von dem Druckbahnbereich, innerhalb welcher Tinte
in geeigneter Weise von dem Druckkopf 22 zu der Fläche 42 übertragen
werden kann. Die Tiefe D beträgt typischerweise
ungefähr
0,01 Zoll. So ist die Oberfläche 42 der
Karte 21 vorzugsweise plus oder minus 0,005 Zoll von der
Druckbahn 39 entfernt positioniert. Die Genauigkeit des
Druckens wird ferner durch Veränderungen
der Entfernung zwischen der Oberfläche 42 und dem Druckkopf 22 beeinflusst,
welche zu Farbvariationen im gedruckten Bild führen können, sowie durch ungenaue
Steuerung der Bewegung der Karte 21 durch die Druckstellung,
was zu Streifenbildung führen
kann. Folglich kann der Druckkopf 22 nur auf jene Teile
der Oberfläche 42 der
Karte 21 akkurat Tinte aufbringen, welche dem Druckkopf 22 in der
Druckstellung 44 und in einer im Wesentlichen konstanten
Entfernung zu dem Druckkopf 22 präsentiert werden, wenn die Karte 21 durch
den Transportmechanismus 24 präzise entlang der Druckbahn 39 bewegt
wird.
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Ein
Merkmal der vorliegenden Erfindung betrifft einen Transportmechanismus 24,
welcher es dem Drucker 20 ermöglicht, ein vollständiges Rand-zu-Rand
Drucken durchzuführen,
während gleichzeitig
Probleme des Kontaminierens des Transportmechanismus 24 mit übergesprühter Tinte vermieden
werden. Zu diesem Zweck ist der Transportmechanismus 24 dazu
ausgelegt, wenigstens eine Karte 21 von dem Eingangsteil 26 zu
erhalten und die gesamte Oberfläche 42 der
Karte 21 dem Druckkopf 22 in der Druckstellung 44 entlang
der Druckbahn 39 zu präsentieren.
Die Oberfläche 42 ist im
Allgemeinen durch einen voran laufenden Rand 48, einen
nach laufenden Rand 50 und Seitenränder 52 und 54 begrenzt,
wie in 2 gezeigt. Folglich ist der Drucker 20 in
der Lage, ein Bild über
die gesamte Oberfläche 42 der
Karte 21 zu drucken, indem Tinte über die Oberfläche 42 der
Karte 21 hinaus gesprüht wird.
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Der
Transportmechanismus 24 umfasst einen ersten und einen
zweiten Cantilever-Mechanismus 62 beziehungsweise 64,
wie in 1 gezeigt. Der erste und der zweite Cantilever-Mechanismus 62 beziehungsweise 64 sind
an Eingangs- und Ausgangsseiten 66 beziehungsweise 68 der
Druckstellung 44 positioniert, um eine Kontaminierung durch mittels
Sprühkopf 22 über die
Ränder
der Karte 21 gesprühte
Tinte zu vermeiden. Ein zusätzlicher Schutz
vor Kontaminierung durch die übergesprühte Tinte
ist durch einen Tintenübersprüh-Kollektor 120 (1)
vorgesehen, welcher nachfolgend genauer diskutiert wird.
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Die 3A–C zeigen
drei erläuternde
Stellungen, in denen die Karte 21 durch den ersten und zweiten
Cantilever-Mechanismus 62 und 64 gehalten wird,
wenn die Oberfläche 42 der
Karte 21 durch die Druckstellung 44 bewegt wird. 3A zeigt
den ersten Cantilever-Mechanismus 62, welcher die Karte 21 in
einer ersten erläuternden
Stellung hält,
in welcher ein voran laufender Teil 56 der Oberfläche 42 dem
Druckkopf 22 in der Druckstellung präsentiert wird, wenn die Karte 21 entlang der
Druckbahn 39 in der durch den Pfeil 46 angezeigten
Richtung bewegt wird. Der voran laufende Teil 56 ist im
Allgemeinen als ein Teil einer oberen Fläche 42 der Karte 21 zwischen
den Seitenrändern 52 und 54 definiert
und umfasst einen Flächenbereich 42,
welcher den voran laufenden Rand 48 umfasst und sich zu
dem nach laufenden Rand 50 erstreckt. Der Druckkopf 22 erlangt
dadurch unbeschränkten
Zugang zu dem voran laufenden Teil 56 der Karte 42,
wenn der voran laufende Teil 56 durch die Druckstellung 44 cantilevert wird.
Folglich kann der Druckkopf 22 Tinte zu dem gesamten voran
laufenden Teil 56 der Fläche 42 einschließlich des
voran laufenden Rands 48 und der Seitenränder 52 und 54 transportieren.
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3B zeigt
die Karte 21 in der zweiten erläuternden Stellung, in welcher
ein mittlerer Abschnitt 58 der Fläche 42 dem Druckkopf 22 in
der Druckstellung 44 präsentiert
wird, wenn der Transportmechanismus 24 die Karte 21 entlang
der Druckbahn 39 in der durch den Pfeil 46 angezeigten
Richtung bewegt. Der mittlere Abschnitt 58 ist im Allgemeinen
als der Bereich der Fläche 42 definiert,
der zwischen den Seitenrändern 52 und 54 angeordnet
ist und sich von dem voran laufenden Teil 56 zu dem nach
laufenden Rand 50 erstreckt. In dieser Stellung ist die
Karte 21 sowohl durch den ersten als auch durch den zweiten Cantilever-Mechanismus 62 und 64 gehalten,
und der Druckkopf 22 hat uneingeschränkten Zugang zu dem mittleren
Teil 58, wenn er durch die Druckposition 44 bewegt
wird. Folglich kann der Druckkopf 22 Tinte zu dem gesamten
mittleren Teil 58 der Fläche 42 einschließlich der
Seitenränder 52 und 54 transportieren,
wenn die Karte 21 in der zweiten Stellung gehalten ist.
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3C zeigt
die Karte 21 in einer dritten erläuternden Stellung, in welcher
die Karte 21 durch den zweiten Cantilever-Mechanismus 64 gehalten
ist und ein voran laufender Teil 60 der Fläche 42 dem Druckkopf 22 in
der Druckstellung 44 präsentiert wird,
wenn die Karte 21 entlang der Druckbahn 39 in der
durch den Pfeil 46 angezeigten Richtung bewegt wird. Der
nach laufende Teil 60 ist im Allgemeinen als der Bereich
der Fläche 42 zwischen
den Seitenrändern 52 und 54 definiert,
der sich von dem nach laufenden Rand 50 zu dem mittleren
Teil 58 erstreckt. Hier hat der Druckkopf 22 uneingeschränkten Zugang
zu dem nach laufenden Abschnitt 60, wenn er durch die Druckstellung 44 bewegt
wird. Folglich kann der Druckkopf 22 Tinte zu dem gesamten
nachlaufenden Abschnitt 60 der Fläche 42 einschließlich der
Seitenränder 52 und 54 und
des nach laufenden Rands 50 der Karte 21 transferieren.
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Folglich
verschaffen die drei Stellungen, in denen der Transportmechanismus 24 in
der Lage ist, die Karte 21 zu halten, wenn sie sich entlang
der Druckbahn 39 bewegt, dem Druckkopf 22 einen
uneingeschränkten
Zugang zu der gesamten Fläche 42 der
Karte 21. Folglich kann der Druckkopf 22 Tinte auf
die gesamte Fläche 42 der
Karte 21 aufbringen.
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Jeder
der Cantilever-Mechanismen 62 und 64 schließt Führungselemente 70 ein,
welche verwendet werden, um die gewünschte Cantilever-Haltefunktion
auszuführen.
Die Hauptfunktion des Führungselements 70 ist
es, die Karte 21 in einer im Wesentlichen gleichmäßigen Ebene
zu halten, die parallel zu der Fläche 42 der Karte 21 und
der Druckbahn 39 ist, wenn sich die Karte 21 durch
die Druckstellung 44 bewegt. Das Führungselement 70 kann
viele verschiedene Formen aufweisen und doch das gewünschte Cantilever-Stützfunktionsmerkmal
der vorliegenden Erfindung vosehen. Mehrere Beispiele geeigneter
Führungselemente 70 und
des von ihnen gebildeten Cantilever-Mechanismus werden nachfolgend
genauer beschrieben.
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Bei
einer Ausführungsform
umfassen die Cantilever-Mechanismen 62 und 64 Führungselemente 70 in
Form eines Paars oberer Führungsrollen 72 und
einer unteren Führungsrolle 74,
wie in den 3A–C gezeigt. Die oberen Führungsrollen 72 sind
entlang der Druckbahn 39 beabstandet und die untere Führungsrolle 74 ist
dazu positioniert, die Karte 21 gegen die oberen Führungsrollen 72 zu
drücken und
die Karte 21 in der durch den Pfeil 46 angezeigten
Richtung entlang der Druckbahn 39 zu transportieren. Jeder
Cantilever-Mechanismus 62 und 64 ist in der Lage,
die Karte 21 durch die Druckstellung 44 zu cantilevern,
indem die Karte 21 in einer Ebene parallel zu der Fläche 42 der
Karte 21 und der Druckbahn 39 stabilisiert wird.
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Eine
Karte 21, die durch den ersten Cantilever-Mechanismus 62 von
dem Eingangsteil 26 aufgenommen wird, wird zwischen den
oberen Führungsrollen 72A und 72B und
der unteren Führungsrolle 74 eingeklemmt
und in die erste Stellung bewegt, wie in 3A dargestellt.
Wenn der voran laufende Rand 48 an der Ausgangsseite die
obere Führungsrolle 72C und
die untere Führungsrolle 74 des
zweiten Cantilever-Mechanismus 64 eingreift, wird die Karte 21 dazwischen
eingeklemmt und entlang der Druckbahn 39 unter der oberen
Führungsrolle 72D unter der
Ausgangsseite nach vorne bewegt, wodurch die Karte 21 in
der zweiten Stellung platziert wird, wo sie durch den ersten und
den zweiten Cantilever-Mechanismus 62 und 64 gehalten
wird, wie in 3B dargestellt ist. Sobald der
voran laufende Rand 50 der Karte 21 von dem ersten
Cantilever-Mechanismus 62 freigegeben wird, befindet sich
die Karte in der dritten Stellung und der nachlaufende Rand 60 wird
durch den zweiten Cantilever-Mechanismus 64 in Druckstellung
gehalten, wie in 3C gezeigt.
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Die
untere Führungsrolle 74 des
ersten und des zweiten Cantilever-Mechanismus 62 und 64 ist vorzugsweise
motorisiert, um die Karte 21 entlang der Druckbahn 39 unter
Verwendung eines Motors (nicht gezeigt) gemäß herkömmlichen Methoden anzutreiben.
Die Fläche 76 des
unteren Führungselements 74 ist
vorzugsweise aus einem komprimierbaren Material, wie beispielsweise
Gummi, gebildet, um das Greifen und Drücken der Karte 21 gegen
die oberen Führungsrollen 72 zu
unterstützen.
Ein geeignetes Greifen der Karte 21 ist notwendig, um eine
genaue Steuerung der Bewegung der Karte 21 durch die Druckstellung 44 vorzusehen.
Die auf die Karte 21 beim Einklemmen ausgeübte Kraft
kann bestimmt werden, indem eine geeignete Gummibeschichtung gewählt wird
und indem die Entfernung eingestellt wird, die die untere Führungsrolle 74 von
der oberen Führungsrolle 72 trennt.
Alternativ kann die Stellung der Rolle 74 zu der oberen
Führungsrolle 72 mit
Federn gemäß herkömmlichen
Methoden vorgespannt werden.
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Wie
oben erwähnt,
erlaubt die Entfernung D der Druckstellung 44 (2)
nur eine geringe Stellungsabweichung von der Druckbahn 39,
wenn die Karte 21 durch die Druckstellung 44 transportiert wird.
Folglich ist es wichtig, dass die Cantilever-Mechanismen des Transportmechanismus 24 sehr
enge Toleranzen aufweisen. Bei einer Ausführungsform werden Führungen 75 verwendet,
um die oberen Führungsrollen 72 und
die untere Führungsrolle 74 zu
stützen,
wie in 4 gezeigt. Jede Führung 75 kann an einer
geeigneten Seitenwand (nicht gezeigt) des Transportmechanismus 24 angebracht
werden. Die Führung 75 sieht
aufgrund der unitären
Konstruktion enge Toleranzen für
die räumliche
Beziehung zwischen den oberen Führungsrollen 72 und
der unteren Führungsrolle 74 vor.
Die Führungen 75 können den
Winkel einstellen, mit dem die Karte 21 entlang der Druckbahn 39 geführt wird,
indem der Winkel eingestellt wird, mit dem die Führungen 75 an den Seitenwänden des
Transportmechanismus angebracht sind. Fachleute werden erkennen,
dass viele verschiedene Methoden verwendet werden können, um
Führungselemente 70 des
Transportmechanismus 24 anzubringen, um sicherzustellen,
dass die Fläche 42 der
Karte 21 in geeigneter Weise in der Druckstellung 44 positioniert
ist, wenn die Karte 21 entlang der Druckbahn 39 bewegt
wird.
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Die
oberen Führungsrollen 72 sind
vorzugsweise aus Stahl gebildet und sind zylindrisch, wie in 4 gezeigt
ist. Die Fläche 78,
welche die obere Fläche 42 der
Karte 21 berührt,
kann mit einem nicht anhaftenden Material, wie beispielsweise TeflonTM beschichtet sein, um eine Kontaminierung
der Fläche 42 zu
vermeiden. 5 ist eine vereinfachte perspektivische
Ansicht einer weiteren Ausführungsform der
oberen Führungsrolle 72,
welche durch die Achse 82 verbundene Seitenräder 80 umfasst.
Jedes Seitenrad 80 umfasst eine innere Führungsfläche 84. Die
Entfernung der inneren Führungsflächen 84 zueinander
entspricht im Wesentlichen der Breite der Karte 21, gemessen
zwischen den Seitenrändern 52 und 54 (2).
Diese Ausführungsform
der oberen Führungsrolle 72 begrenzt
die Fähigkeit
der Karte 21, zur Seite zu rutschen, wenn sie sich entlang
der Druckbahn 39 bewegt, was zu einer präziseren
Positionierung der Oberfläche 42 der
Karte 21 in der Druckstellung 44 führt.
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Alternative
Konfigurationen des ersten und zweiten Cantilever-Mechanismus 62 und 64 unter Verwendung
von Führungsrollen 72 und 74 umfassen
das Umkehren der Stellungen der oberen und unteren Führungsrollen 72 und 74 sowie
das Verwenden mehrerer Führungsrollen 72,
wie beispielsweise eines zweiten Paars Führungsrollen 72 zum
Ersetzen der unteren Führungsrolle 74.
Es kann von besonderem Nutzen sein, die Stellung der oberen Führungsrolle 72 und
der unteren Führungsrolle 74 des zweiten
Cantilever-Mechanismus 64 umzukehren, um ein frühes Stützen der
Karte 21 durch die obere Führungsrolle 72C (3A)
vorzusehen, wenn diese in die zweite Stellung bewegt wird.
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Die 6A und 6B zeigen
eine Draufsicht beziehungsweise eine Vorderansicht einer weiteren
Ausführungsform
der Führungselemente 70, welche
verwendet werden, um den ersten oder zweiten Cantilever-Mechanismus 62 und 64 zu
bilden. Hier sind die Führungselemente 70 Führungsräder 86 mit
Nuten, von denen jedes eine Nut 88 umfasst, welche im Wesentlichen
den Rändern 52 und 54 der Karte 21 entspricht,
wie in 5B gezeigt. Die Außenränder 90 können von
der Karte 21 weg abgeschrägt sein, um eine Karte 21 leichter
aufzunehmen. Ferner können
Führungsräder 86 mit
Nuten aus einem komprimierbaren Material gebildet sein, um ihre Fähigkeit,
eine Karte 21 zu greifen und eine präzise Steuerung der Bewegung
der Karte 21 durch die Druckstellung 44 zu bieten,
zu verbessern. Führungsräder mit
Nuten 86 werden ferner in ihrer Fähigkeit, eine Karte 21 zu
greifen durch die typischen abgerundeten Ecken 87 (4)
von Karten 21 in Standardgröße unterstützt. Führungsräder 86 mit Nuten werden
positioniert, um die Karte 21 einzuklemmen und sind dafür ausgelegt,
die gewünschte
Cantilever-Funktion durch Halten der Karte 21 an den Rändern 52 und 54 in
der Nut 88 vorzusehen. Wenigstens eines der Führungsräder 86 mit
Nuten ist motorisiert, um die Karte 21 in der gewünschten
Richtung durch Drehen um die Achse 94 anzutreiben.
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In
der dargestellten Ausführungsform
weisen die Führungsräder 86 mit
Nuten einen ausreichenden Durchmesser auf, und die Nut 88 hat
eine Gestalt, die erlaubt, dass ein einzelnes Paar Führungsräder 86 mit
Nuten die Karte 21 in der ersten Stellung (3A)
stützt,
wenn dieses als ein erster Cantilever-Mechanismus 62 verwendet
wird, und in der dritten Stellung (3B), wenn
dieses als ein zweiter Cantilever-Mechanismus 64 verwendet wird.
Alternativ können
mehrere Führungsräder 86 mit
Nuten verwendet werden, um ein geeignetes Halten der Karte 21 sicherzustellen.
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Die 7A und 7B zeigen
eine Seitenansicht beziehungsweise eine Vorderansicht eines Cantilever-Mechanismus 62 oder 64,
welcher ein weiteres Beispiel eines Führungselements 70 verwendet,
das in der Lage ist, die gewünschte
Cantilever-Funktion zum Positionieren der Karte 21 in der oben
beschriebenen ersten, zweiten oder dritten Stellung vorzusehen.
Hier umfasst ein oberes Führungselement 70 eine
Mehrzahl von flexiblen, fingerartigen Überständen 96, welche die
Karte 21 zwischen einer nicht haftenden Bodenfläche 98 der Überstände 96 und
einer unteren Rolle 74 einklemmen. Diese Ausführungsform
des Führungselements 70 umfasst
im Allgemeinen vordere und hintere Überstände 96, welche ähnlich wie
die oberen Führungsrollen 72 in
den 3A–3C funktionieren.
Die Finger 96 können
in der Breite fortlaufend sein (z. B. in das Papier in 7A)
und erstrecken sich im Wesentlichen über die Karte 21 zwischen
den Seitenrändern 52 und 54,
oder sie können
aus einer Mehrzahl von vorderen und hinteren Überständen 96 gebildet sein,
welche zwischen den Seitenrändern 52 und 54 der
Karte 21, wie in 7B zueinander
beabstandet sind.
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8 zeigt
eine weitere Ausführungsform
eines Führungselements 70 für die Verwendung
mit den Cantilever-Mechanismen 62 und 64 der vorliegenden
Erfindung. Hier wird ein Förderband 100 als unteres
Führungselement 70 verwendet,
welches eine ähnliche
Funktion hat wie die untere Führungsrolle 74 (3A–3C).
Das Förderband 100 umfasst
das Band 102, auf welchem die Karte 21 gehalten
ist. Das Band 102 ist durch Rollen 104 angetrieben,
von welchen wenigstens eine motorisiert ist, um das Band 102 unter
Verwendung herkömmlicher
Mittel in der gewünschten
Richtung anzutreiben. Ein oberes Führungselement 70,
welches hier als obere Führungsrollen 72 gezeigt
ist, klemmt die Karte 21 gegen das Band 102 und
eine Rolle 104, um die notwendige Stütze vorzusehen, um die Karte 21 wie oben
beschrieben in der ersten oder dritten Stellung zu cantilevern.
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Wiederum
mit Bezug zu 1 ist das Eingangsteil 26 neben
dem Transportmechanismus 24 positioniert und ist dafür ausgelegt,
dem Transportmechanismus 24 wenigstens jeweils eine Karte
zuzuführen.
Das Eingangsteil 26 umfasst einen Vorrat an Karten 21,
welche in einem Behälter 106 aufbewahrt
werden können.
Der Behälter 106 kann
in Form einer Kartenkassette vorliegen, die in einen geeigneten
Schlitz des Eingangsteils 26 gesteckt werden kann, um ein
einfaches Laden des Kartenvorrats zu ermöglichen. Bei einer Ausführungsform
umfasst der Behälter 106 einen
unteren Schlitz 108, der größenmäßig bemessen ist, um zu ermöglichen,
dass eine einzelne Karte 21 hindurch gelangt, und um dadurch eine
ungewünschte,
fehlerhafte Zufuhr zu vermeiden. Der Behälter 106 kann auch
geneigt sein, um darin enthaltene Karten 21 auszubreiten
und zu bewirken, dass der voran laufende Rand 48 der unteren Karte 21 durch
den Schlitz 108 gelangt, wie in 1 gezeigt.
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Ein
Zuführmechanismus 110 ist
dafür ausgelegt,
eine Karte 21 von dem Behälter 106 an dem Schlitz 108 zu
entnehmen und die Karte 21 zu dem Transportmechanismus 24 zu übermitteln,
wo sie durch den ersten Cantilever-Mechanismus 62 aufgenommen
wird. Alternativ ist es möglich,
den Eingangsteil 26 so zu konfigurieren, dass die Karte 21 von
dem Schlitz 108 direkt dem Transportmechanismus 24 zugeführt wird,
wodurch die Notwendigkeit des Zuführmechanismus 110 entfällt. Der
Zuführmechanismus 110 kann
Klemmrollenpaare 112 und 114 umfassen, welche
von einem Motor (nicht gezeigt) unter Verwendung herkömmlicher
Methoden angetrieben werden. Die Klemmrollen 112 sind dafür ausgelegt,
eine Karte 21 aus dem in dem Behälter 106 aufbewahrten
Kartenvorrat durch den Schlitz 108 zu entnehmen. Die entnommene
Karte 21 wird dann Klemmrollen 114 zugeführt, welche
die entnommene Karte 21 dem Transportmechanismus 24 zuführen.
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Sobald
eine Karte dem Transportmechanismus 24 zugeführt worden
ist, wird die Karte 21 durch die oben beschriebene erste,
zweite und dritte Stellung transportiert, während der Druckkopf 22 gemäß dem Druckauftrag
ein Bild auf die Oberfläche 42 druckt.
Um ein vollständiges
Rand-zu-Rand Drucken des Bildes auf der Oberfläche 42 der Karte 21 zu
gewährleisten,
ist das Bild des Druckauftrags im Allgemeinen größer gebildet, als der Bereich
der Fläche 42 der
Karte 21. Folglich sprüht
der Druckkopf 22 Tinte über
den voran laufenden Rand 48, den nach laufenden Rand 50 und
die Seitenränder 53 und 54 hinaus.
Wie oben erwähnt,
sind der erste und der zweite Cantilever-Mechanismus 62 und 64 vorzugsweise
zu der Druckstellung 44 mit einer geeigneten Entfernung
(z. B. 0,3–0,6
Zoll) beabstandet, um eine Kontaminierung durch die übergesprühte Tinte
zu vermeiden. Um jedoch noch besser sicherzustellen, dass übergesprühte Tinte
die Komponenten des Transportmechanismus 24 und andere
Komponenten des Druckers 20 nicht kontaminiert, umfasst
der Drucker 20 einen Tintenübersprüh-Kollektor 120, der so
nahe wie möglich
an der Druckstellung 44 positioniert ist, ohne den Transport
der Karte 21 und des gegenüber liegenden Druckkopfs 22 zu
behindern, wie in 1 gezeigt ist.
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Die 9A und 9B zeigen
Querschnittsansichten verschiedener Ausführungsformen des Tintenübersprüh-Kollektors 120 gemäß der vorliegenden
Erfindung. Der Tintenübersprüh-Kollektor 120 umfasst
im Allgemeinen eine Wanne 122, welche vorzugsweise breiter
ist als die Breite W der Druckstellung 44 und länger als
der Abstand zwischen den Seitenrändern 52 und 54 der
Karte 21 (2). Die Wanne 122 kann
Tinte-absorbierendes Material 124 umfassen, um die Tinte,
die mit ihr in Berührung
kommt aufzusaugen. Bei der in 9A gezeigten
Ausführungsform
können
mehrere Schichten 124A–124E des
Tinte-absorbierenden Materials 124 in der Wanne 122 positioniert
sein. Hier kann eine obere Schicht 124A des Tinte absorbierenden
Materials entfernt und weggeworfen werden, sobald sie mit Tinte
gesättigt
ist, um die nächste
Schicht 124B des Tinte-absorbierenden Materials freizulegen.
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Die
in 9B dargestellte Ausführungsform des Tintenübersprüh-Kollektors 120 umfasst Überstände 126,
welche funktionieren, um übergesprühte Tinte
einzudämmen
und aufzufangen, um die Gefahr einer Kontaminierung der unteren
Seite 128 (1) der Karte 21 zu
verringern und die Verbreitung übergesprühter Tinte
auf andere Komponenten des Druckers 20 zu verringern. Die
Größe, Ausrichtung
und Anzahl der Überstände 126 kann
für die
jeweils beste Leistung eingestellt werden. Ferner kann das Material,
welches verwendet wird, um die Überstände 126 und
die Basis 130, von welcher sie sich erstrecken, zu bilden,
Tinte-absorbierende
Materialien für
eine weitere Absorption übergesprühter Tinte
umfassen.
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Der
Tintenübersprüh-Kollektor 120 kann auch
so konfiguriert sein, dass er eine elektrische Ladung aufweist,
welche entgegen gesetzt zu der Ladung der Tinte ist, die nicht an
der Oberfläche 42 der Karte 21 haftet,
um zirkulierende Partikel anzuziehen und die Fähigkeit des Tintenübersprüh-Kollektors 120, übergesprühte Tinte
aufzusammeln, zu verbessern.
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Der
Ausgangsteil 28 (1) erhält eine
gedruckte Karte 21 von dem Transportmechanismus 24 und
kann verschiedene Komponenten umfassen, die dafür angepasst sind, eine Verarbeitung
der gedruckten Karte 21 zu leisten. 10 ist
eine vereinfachte Seitenansicht des Ausgangsteils 28, welche
mehrere optionale Komponenten zeigt, welche den Ausgangsteil 28 bilden
könnten.
Diese Komponenten umfassen eine Trocknungsvorrichtung 132,
einen Kodierer 134, einen Kartenwender 136, eine
Laminiervorrichtung 138, eine Prägevorrichtung 140 und einen
Ausgangsschacht 142 zum Aufnehmen und Stapeln der gedruckten
Karten 21. Der Ausgangsteil 28 kann je nach Notwendigkeit
eine oder mehrere dieser Komponenten umfassen.
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Die
Trocknungsvorrichtung 132 ist dafür ausgelegt, Tinte zu trocknen,
die auf die Karte 21 gedruckt ist. Die Trocknungsvorrichtung 152 kann
beliebig entlang der Druckbahn 39 in dem Ausgangsteil 28 positioniert
sein. Die Trocknungsvorrichtung 132 kann ein Gebläse, ein
Heizelement, eine ultraviolette Lichtquelle oder ein anderer Typ
Trocknungsvorrichtung sein. Die Trocknungsvorrichtung 132 kann
auch eine geheizte Rolle sein, wie zum Beispiel diejenige, die in
der mitanhängigen
US-Patentanmeldung
mit der Seriennummer 09/702,116 mit dem Titel „Tintenstrahl-Ausweiskartendruckersystem" beschrieben ist,
welche der Anmelderin der vorliegenden Anmeldung zugeteilt ist und
hier als Referenz genannt wird.
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Die
Kodierer 134A und 134B sind dafür ausgelegt,
unter Verwendung herkömmlicher
Methoden Daten auf die Karte 21 zu kodieren. Der Kodierer 134A kann
ein Magentkartenkodierer sein, der dafür ausgelegt ist, Daten auf
einen Magnetstreifen (nicht gezeigt) der Karte 21 zu kodieren.
Der Kodierer 134B kann dazu konfiguriert sein, einen auf
der Karte 21 enthaltenen Schaltkreis zu kodieren, wie beispielsweise
jener, der in der Industrie als „Chipkartenschaltkreis", „Kartenspeicher" oder „Speicherwertschaltkreis" bekannt ist. Im
Allgemeinen kann der elektronische Schaltkreis verwendet werden,
um zusätzliche
Informationen auf der Ausweiskarte 21 zu speichern, die über das
hinausgehen, was auf dem Magnetstreifen gespeichert ist. Das Kodieren
von Daten auf der Karte 21 unter Verwendung von Kodierern 134A und 134B kann
unter Verwendung herkömmlicher
Methoden erfolgen.
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Der
Kartenwender 136 ermöglicht
dem Drucker 20 beispielsweise, die Karte 21 selektiv
nach oben in den Kodierer 134A oder nach unten in den Kodierer 134B zu
bewegen. Der Kartenwender 136 kann die Karte 21 auch
so wenden, dass die untere Fläche 128 (1)
nach oben zeigt, um zu ermöglichen,
dass darauf durch den Druckkopf 22 ein Bild gedruckt wird.
Um das Drucken auf der unteren Fläche 128 der Karte 21 zu
ermöglichen,
wird die Karte 21 unter Verwendung eines geeigneten Zuführmechanismus,
wie beispielsweise Rollen 144, welche auch dazu ausgelegt
sind, die Karte 21 von dem Transportmechanismus 24 zu
entnehmen und durch den Ausgangsteil 128 zu transportieren,
zurück
zu dem Transportmechanismus 24 geführt. Der Kartenwender 136 vermeidet
es vorzugsweise, die bedruckte Oberfläche 42 der Karte 21 zu
berühren,
beispielsweise unter Verwendung von Führungsradpaaren 86 mit
Nuten, wie in den 6A und 6B gezeigt.
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Die
Laminierungsstation 138 ist dazu konfiguriert, auf die
Karte 21 eine Schutzschicht aufzubringen, um die bedruckte
Oberfläche 42 vor
Wasser, Licht, Chemikalien, Abrieb und/oder anderen Elementen oder
Aktionen zu schützen,
welche den Aufdruck auf der Karte 21 beschädigen könnten. Bei
einer Ausführungsform
kann die Laminierungsstation 138 eine Schutzschicht in
der Form einer Aufsprühversiegelung
anbringen. Bei der dargestellten Ausführungsform liegt die Schutzschicht
in der Form eines laminierten Materials 150 vor, welches
zwischen einer Zuführrolle 152 zu
einer Aufnahmerolle 154, Nachführrollen 156 und einem
Heizelement 158 bewegt wird. Das Laminierungsmaterial 150 umfasst vorzugsweise
eine Thermotransfer-Überlaminierungsfolie,
welche durch Ausüben
von Druck durch den Tiegel 160 gegen die Oberfläche 42 der
Karte 21 gedrückt
wird. Alternativ kann das Laminierungsmaterial 150 eine
Mehrzahl auf einem Netz getragener einzelner Laminate umfassen.
Die einzelnen Laminate können
größenmäßig derart
bemessen sein, dass sie von Rand zu Rand über die Karte 21 passen,
um es daher unnötig
zu machen, das Laminatmaterial nach dem Laminieren der Karte 21 zuzuschneiden.
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Die
Prägevorrichtung 140 kann
dazu verwendet werden, eine Sicherheitsmarkierung auf der Oberfläche 42 der
Karte 21 anzubringen. Die Prägevorrichtung 140 umfasst
eine Prägerolle 162,
welche die gewünschte
Markierung auf der Oberfläche 42 der
Karte 21 unter Anwendung herkömmlicher Methoden anbringt.
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Obgleich
die vorliegende Erfindung mit Bezug zu den bevorzugten Ausführungsformen
beschrieben worden ist, werden Fachleute erkennen, dass Veränderungen
von Form und Einzelheiten erfolgen können, ohne vom Prinzip und
vom Rahmen der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise können die
verschiedenen Komponenten der vorliegenden Erfindung, wie beispielsweise
der Transportmechanismus 24 und der Eingangsteil 26 so
verändert
werden, dass mehrere Karten 21 gleichzeitig bearbeitet werden
können.
Hier können
dem Transportmechanismus 24 durch den Eingangsteil 26 mehrere
Karten 21 gleichzeitig in einer Reihe zugeführt werden,
wobei die voran laufenden Ränder 48 der
Karten und die nach laufenden Ränder 50 der
Karten ausgerichtet sind. Die primäre Begrenzung der Anzahl von
Karten, die in der Reihe zugeführt
werden können,
ist die Länge
L (2) der Druckstellung 44. Ferner können Führungselemente 70 viele
verschiedene Formen aufweisen und dennoch die gewünschte Funktion des
Haltens der Karte 21 in der ersten, zweiten und dritten
Stellung vorsehen. Zusätzlich
zu den oben beschriebenen Beispielen können die Führungselemente 70 eine
Unterdruck-Ansaugvorrichtung
umfassen, welche die Verwendung von oberen und unteren Führungselementen
für den
Transport einer Karte 21 durch die Druckstellung in der
beschriebenen Weise nicht erfordert. Auch sind die beschriebenen
Ausführungsformen
des Tintenübersprüh-Kollektors 120 nur Beispiele
für Konfigurationen,
welche das gewünschte
Auffangen von Tinte vorsehen können,
und es sind viele andere geeignete Formen des Auffangens von übergesprühter Tinte
möglich.