專利名稱：親墨的卡片襯底的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及卡片襯底，尤其涉及用于制造卡片襯底的方法和設(shè)備，其中所述卡片襯底具有親墨(吸墨)的涂層。
背景技術(shù)：
噴墨打印機(jī)是已知的，并且噴墨打印機(jī)在打印過程中提供很多優(yōu)點。例如，噴墨打印機(jī)能夠以可接受的打印速度提供密度相對較高的顏色輸出。并且，這種打印機(jī)比較便宜。結(jié)果，希望在標(biāo)識卡(身份證)中使用這種打印機(jī)?？上У氖?，噴墨打印機(jī)的墨不會很好地附著到大多數(shù)標(biāo)識卡襯底的塑料表面上，而這些標(biāo)識卡襯底通常是由聚氯乙烯制成的。由此，需要在標(biāo)識卡襯底上形成親墨的表面，使得它能夠接收噴墨打印機(jī)所打印的圖像。
已經(jīng)使用一些方法以在各種類型的襯底上提供可噴墨打印或者可吸收噴墨的表面，諸如光盤和標(biāo)識卡等襯底。一般來說，這些方法包括用親墨材料涂敷表面。一旦用親墨材料進(jìn)行了涂敷之后，卡片襯底就能夠用在使用噴墨打印頭的標(biāo)識卡打印機(jī)中，諸如明尼蘇達(dá)州伊甸草原市Fargo電子有限公司制造的CardJet 410打印機(jī)和編碼器。這種親墨材料的編碼方法的例子在美國專利No.6,051,306和6,270,858中被公開，這兩個專利分別在2000年4月18日和2001年8月7日被授權(quán)，并且都轉(zhuǎn)讓給Fargo電子有限公司。
親墨薄膜已經(jīng)被應(yīng)用于卡片襯底，以在其上形成親墨的表面。如圖1所示，這種親墨薄膜10由透明的或不透明的墊層12(例如，PET、PVC等等)形成，在所述墊層上涂敷有親墨涂層14。結(jié)合劑層16通常被涂敷在剛性或半剛性卡片部件20的表面18與墊層12之間。卡片部件20是傳統(tǒng)的毛坯卡片襯底，它通常由PVC或其他適合的材料形成。防護(hù)蓋(未示出)覆蓋親墨涂層14，并且親墨薄膜10的墊層12通過施加熱和壓力而被疊合到卡片部件20上。然后親墨薄膜10的、懸于卡片部件20邊緣的部分根據(jù)需要被修整。為了平衡由于親墨薄膜10的墊層12疊合到卡片部件20的表面18而向卡片部件20所施加的應(yīng)力，通過結(jié)合劑層26，疊層22可以被疊合到卡片部件20的底表面24上。
可惜的是，上述使用親墨薄膜形成親墨的卡片襯底的方法存在問題。結(jié)合劑層、親墨薄膜層、卡片部件和疊層使得親墨的卡片襯底比較復(fù)雜并且昂貴。并且，親墨薄膜的墊層由于它的邊緣露出來，因此潛在地會從卡片部件上層離下來，從而限制親墨的卡片襯底的使用壽命。另外，更另一親墨薄膜更換被打印的親墨薄膜，被打印到親墨表面上的圖像會改變，其中所述表面是通過薄膜的親墨涂層形成的。結(jié)果，這些親墨的卡片襯底的制造復(fù)雜又昂貴，并且使用壽命有限，而且對抗變化的可靠性差。
被打印到根據(jù)上述方法形成的卡片襯底的親墨表面上的圖像容易因為磨損、暴露于水中以及其他環(huán)境條件而毀損。由此，必須在被打印的整個親墨表面上涂敷保護(hù)性覆蓋疊層材料，以保護(hù)被打印的圖像。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明總的來說涉及形成親墨的卡片襯底的方法。在所述方法中，親墨材料被提供。親墨材料包括墊層和在墊層表面上的親墨涂層。接著，提供卡片部件。最后，親墨材料被疊合到卡片部件的表面上，使親墨涂層面向卡片部件的表面。這使得親墨涂層結(jié)合到卡片部件的表面。本發(fā)明的附加實施例涉及被構(gòu)造用來實施上述方法的設(shè)備。


通過閱讀以下的詳細(xì)描述和參閱附圖，使本發(fā)明的實施例具有特征的其他特征和益處將變得清楚。
圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的方法被涂敷到卡片襯底上的親墨薄膜的簡化側(cè)剖視圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的形成親墨的卡片襯底的方法的流程圖。
圖3-5是根據(jù)本發(fā)明實施例的形成親墨的卡片襯底的方法的各個步驟的簡化側(cè)剖視圖。
圖6是包括已經(jīng)根據(jù)本發(fā)明的方法被涂敷的親墨涂層和內(nèi)嵌的芯片的卡片襯底的簡化剖視圖。
圖7是根據(jù)本發(fā)明實施例的、被構(gòu)造用來形成親墨的卡片襯底的設(shè)備的簡圖。
圖8和9是根據(jù)本發(fā)明實施例的分離器的簡化側(cè)視圖和頂部視圖。
圖10是根據(jù)本發(fā)明實施例的、被構(gòu)造用來形成親墨的卡片襯底的設(shè)備的簡化側(cè)視圖。
圖11是根據(jù)本發(fā)明實施例的分離器的簡化頂部視圖。
具體實施例方式
圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的、形成具有親墨的表面的卡片襯底的方法的流程圖。所述方法的各個步驟示出在圖3-5中。
在所述方法中，提供親墨材料30，如圖2中的步驟31所示以及如圖3所示。親墨材料30包括在墊層34(例如，PET)上的親墨涂層32。通過明尼蘇達(dá)州德盧斯市的Chromaline公司生產(chǎn)適當(dāng)?shù)挠H墨材料30，諸如AccuAartTM和AccuBlackTM，它們通常用于正片、負(fù)片、彩色樣張和全彩顯示透明顯示器的生產(chǎn)。
在所述方法的步驟36中，提供卡片部件38。如圖3的剖視圖中所示的卡片部件38優(yōu)選由剛性或半剛性材料形成，諸如PVC等，它具有一般來說不吸收墨的表面40?？ㄆ考?8能夠采用單個卡片襯底的形式(即，標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)識卡尺寸)?？蛇x的是，卡片部件38能夠采用卡片襯底材料片(例如，2英尺×2英尺)的形式，利用所述的卡片襯底材料片能夠切割單個卡片襯底，這樣便于批量卡片襯底的生產(chǎn)。
即使在親墨材料30與卡片部件38一致或比卡片部件38小時能夠?qū)嵤┍景l(fā)明的方法，但最后使親墨材料稍微大于卡片部件38的表面40，以將整個表面40轉(zhuǎn)變成親墨的表面。這樣，希望親墨材料30懸于卡片部件38的邊緣，如圖3所示。親墨材料30可以采用單片形式、連接在一起的單片網(wǎng)，或者由供給輥和卷取輥承載的親墨薄膜或網(wǎng)(web)的形式，如下將要詳細(xì)討論的那樣。
親墨材料30覆蓋在卡片部件38上，露出的親墨涂層32面向卡片部件38的表面40，如圖3所示。接著，親墨材料30在施以熱(大約300華氏度)和壓力的條件下被疊合到卡片部件38上，如所述方法的步驟42所示。這使得親墨涂層32直接結(jié)合到卡片部件38的表面40上。最后，在步驟44，親墨材料30的墊層34能夠從親墨涂層32上被去除，如圖4所示。在該步驟中，在疊合步驟42中被結(jié)合至卡片部件38的表面40的親墨涂層32保持與表面40結(jié)合，從而形成如圖5所示的親墨的卡片部件46。如果需要，能夠用結(jié)合材料涂敷卡片部件38的表面40，以促進(jìn)親墨涂層32粘接到表面40。親墨涂層32的沒有結(jié)合至卡片部件38的表面40的部分48保持連接至墊層34，如圖4所示。結(jié)果，本發(fā)明的方法避免了必須要修整墊層34。
親墨的卡片部件46準(zhǔn)備好將圖像接收到親墨的表面40上，以生產(chǎn)標(biāo)識卡。優(yōu)選的是，親墨的卡片部件46的尺寸被設(shè)定為能夠用在標(biāo)識卡打印機(jī)中，所述標(biāo)識卡打印機(jī)使用噴墨打印頭向表面40打印圖像。由此，當(dāng)卡片部件38是卡片襯底材料片時，在使用標(biāo)識卡打印機(jī)之前，必須將親墨的卡片部件46切割成單個卡片襯底。親墨的卡片部件46的這種切割能夠在去除步驟46之前執(zhí)行，也可以在去除步驟46之后執(zhí)行。為了在傳送和處理親墨的卡片部件46的過程中對親墨的表面40提供保護(hù)，去除步驟44應(yīng)該被延遲到就要使用親墨的卡片部件46之前。
本發(fā)明的所述方法還可以在智能卡片襯底或包括微模塊或芯片50的卡片部件38上形成親墨涂層，其中所述芯片具有接觸板52，如圖6所示。當(dāng)將親墨涂層涂敷到卡片部件38的表面54上時，其中通過表面54接觸板52被露出，希望避免覆蓋接觸表面54。實驗表明，親墨材料30的親墨涂層32粘附到卡片部件38的表面54上，而在墊層34被去除時會如所希望的那樣從芯片50的接觸板52上分離，如圖6所示。由此，本發(fā)明的方法在將親墨涂層32涂敷到這種智能卡片襯底上時是有效的。如果使用現(xiàn)有技術(shù)中的方法，墊層34的覆蓋接觸板52的部分必須被去除。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，在疊合步驟42之前，圖像被打印到材料30的親墨涂層32的表面60(圖3)，同時親墨涂層32保持粘附于墊層34。優(yōu)選的是，圖像被反面(reverse)打印，使得一旦大致透明的親墨涂層32被疊合到卡片部件38的表面40上，能夠通過所述大致透明的親墨涂層32正確地觀看字母數(shù)字符號。親墨涂層32用于保護(hù)被打印的圖像不受環(huán)境的損害。另外，本發(fā)明的該實施例還提供對抗變化的較大的安全性。疊合步驟42之后(去除步驟44不執(zhí)行)，墊層34能夠保持連接至親墨涂層32，以向它提供附加的保護(hù)。由此，可能需要修整墊層34的懸于卡片部件38邊緣的部分以及連接至它的親墨涂層，以完成標(biāo)識卡制作。另外，親墨材料30能夠包括在墊層34與親墨涂層32之間的助粘劑(例如，底漆或結(jié)合劑)，以確保墊層34保持連接至親墨涂層32。
被構(gòu)造用來實施本發(fā)明的方法的各種實施例的設(shè)備70大致如圖7所示?？刂破?、電連接器、傳感器以及其他傳統(tǒng)部件沒有被示出，以便簡化對本發(fā)明的討論。設(shè)備70一般包括親墨材料30的供給裝置72以及疊合部分74。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，供給裝置72包括親墨材料30的多個單獨片材76。片材進(jìn)給機(jī)構(gòu)78包括多個進(jìn)給和驅(qū)動輥80，所述多個輥80被構(gòu)造用來將單個片材76從供給裝置72傳送到疊合部分74。設(shè)備70還能夠包括卡片供給裝置82，所述卡片供給裝置82被構(gòu)造用來包括多個卡片部件38。包括在卡片供給裝置82中的單個卡片部件38能夠通過卡片進(jìn)給機(jī)構(gòu)84被進(jìn)給到疊合部分74，其中所述卡片進(jìn)給機(jī)構(gòu)84包括多個引導(dǎo)和進(jìn)給輥86。親墨材料30的片材76被進(jìn)給到疊合部分74，使得親墨涂層32面對卡片部件38的將被形成為親墨表面的表面40。由此，在圖7所示的實施例中，設(shè)備70進(jìn)給片材76，親墨涂層32面朝上，同時卡片部件38被進(jìn)給，表面40面朝下。然而，其他構(gòu)造也是可能的。
疊合部分74接受卡片38和片材76，優(yōu)選片材76覆蓋卡片部件38的整個表面40。疊合部分74包括熱輥88和備用輥90?？ㄆ考?8和鄰接的片材76在熱輥88與備用輥90之間被進(jìn)給。在卡片部件38和片材76被夾在熱輥88和備用輥90之間時，熱輥88向片材76施加熱，以將親墨的片材76疊合到卡片部件38的表面40上。從而，將親墨的片材76的親墨涂層32結(jié)合到卡片部件38的表面40上，如上所述。
在將親墨的片材76疊合到卡片部件38上之后，被疊合的卡片部件38能夠被排出，并且親墨的片材76的墊層34能夠在稍后被去除?？蛇x的是，設(shè)備70能夠包括分離器92，所述分離器92被構(gòu)造用來去除親墨的片材76的墊層34，如上所述，以便完成親墨的卡片襯底的制造，如上所述。在親墨的卡片襯底46通過卡片進(jìn)給機(jī)構(gòu)84被排放到卡片箱96的同時，帶有親墨涂層32的沒有結(jié)合至卡片部件38的部分的被去除墊層34能夠被收集到片材箱94中。
分離器92的一個實施例包括一個或多個楔形件98，如圖8中的簡化側(cè)視圖所示以及如圖9的簡化頂視圖所示。當(dāng)被疊合的卡片部件38沿箭頭100(圖9)的方向被進(jìn)給時，楔形件98使墊層34從親墨涂層32和卡片部件38偏轉(zhuǎn)，以從被疊合的卡片部件38完全去除墊層34，并完成親墨的卡片襯底46的制作。然后，被去除的墊層34能夠被收集在片材箱94中，親墨的卡片襯底46能夠被收集在卡片箱96中，如圖7中所示。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，親墨材料30的供給裝置72采用繞卷在供給輥104上的親墨薄膜102的形式。親墨涂層32被定位在墊層34之下。使用傳統(tǒng)的驅(qū)動和進(jìn)給輥105將親墨薄膜102和卡片部件38一起進(jìn)給到疊合部分74，在那里它們被容納在熱輥88與備用輥90之間。熱輥88以上述方式將熱和壓力施加到親墨薄膜102和卡片部件38上，以將親墨薄膜102疊合到卡片部件38，使得親墨涂層32結(jié)合到卡片部件38的表面40上。設(shè)備70還可包括冷卻站106，卡片部件38和被結(jié)合的親墨薄膜102被傳送通過所述冷卻站106。冷卻站106可包括散熱片108和風(fēng)扇(未示出)，以加速對被疊合卡片部件38的冷卻。
優(yōu)選的是，設(shè)備70還包括分離器92，所述分離器92被構(gòu)造用來從親墨涂層32上剝離親墨薄膜102的墊層34，其中所述親墨涂層被結(jié)合至卡片部件38的表面40，并且所述分離器將墊層34收集在卷取輥110上。分離器92可包括如上所述的楔形件98?？蛇x的是，分離器92可包括剝離輥112，所述剝離輥112使墊層34向著卷取輥110改變方向并且相對于卡片部件38的表面40呈銳角。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，剝離輥112的旋轉(zhuǎn)軸線114的方向為相對于卡片部件38的行程方向呈銳角116，其中卡片部件38的行程方向如箭頭118所示。這個構(gòu)造減少了通過初始在卡片部件38的拐角120處剝離墊層34而開始從卡片部件38去除墊層34所需的力。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，設(shè)備70包括打印頭122，所述打印頭被構(gòu)造用來接收親墨材料30，并且將圖像打印到親墨涂層32上，如圖7所示。打印頭122優(yōu)選是以傳統(tǒng)方法操作的噴墨打印頭。如上所述，優(yōu)選打印頭122將反面圖像打印到親墨材料30的親墨涂層32上，使得通過結(jié)合至卡片部件38表面40的親墨涂層32看時，字母數(shù)字符號能夠被適當(dāng)?shù)仫@示。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，打印頭122被定位，向結(jié)合至卡片襯底38的表面40的親墨涂層32上進(jìn)行打印。對于如圖7所示的設(shè)備70，需要打印頭122沿垂直方向被輕擊，使得它向上打印到親墨的卡片部件46的面朝下的表面40上。另外，優(yōu)選打印頭122被定位在分離器92的下游。
盡管已經(jīng)參考優(yōu)選實施例對本發(fā)明進(jìn)行了描述，然而，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識到，在不偏離本發(fā)明的原理和范圍的情況下，可以在形式和細(xì)節(jié)上進(jìn)行改動。
權(quán)利要求
1.一種形成親墨的卡片襯底的方法，所述方法包括步驟a)提供親墨材料，所述親墨材料具有墊層以及在墊層的表面上的親墨涂層；b)提供卡片部件；以及c)將親墨材料疊合到卡片部件的表面，其中，所述親墨涂層被結(jié)合至卡片部件的表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述親墨材料在疊合步驟c)中懸于卡片部件的邊緣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述親墨材料是單個親墨片材的形式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述親墨材料是親墨薄膜的形式。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述卡片部件是卡片襯底材料片的形式。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括e)從卡片襯底材料片切割單個卡片襯底。
7.一種形成標(biāo)識卡的方法，包括a)根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法形成卡片襯底；以及b)將圖像打印到親墨涂層上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括從親墨涂層上去除墊層。
9.一種形成標(biāo)識卡的方法，包括步驟a)提供親墨材料，所述親墨材料包括墊層以及在墊層表面上的親墨涂層；b)提供卡片部件；c)將圖像打印到親墨涂層的表面上；以及d)將親墨材料疊合到卡片部件的表面上，使得親墨涂層被結(jié)合至卡片部件的表面。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，包括從親墨涂層去除墊層。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述親墨材料在疊合步驟d)中懸于卡片部件的邊緣。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述親墨材料是單個親墨片材的形式。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述親墨材料是親墨薄膜的形式。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述卡片部件是卡片襯底材料片的形式。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，包括在疊合步驟d)之后，從卡片襯底材料片切割標(biāo)識卡襯底。
16.一種形成卡片襯底的設(shè)備，包括親墨材料供給裝置，所述親墨材料具有墊層以及在墊層表面上的親墨涂層；以及疊合部分，所述疊合部分被構(gòu)造用來將親墨材料疊合到卡片部件的表面，其中，所述親墨涂層被結(jié)合至卡片部件的表面。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中，所述疊合部分包括熱輥。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中，所述親墨材料供給裝置包括至少一個親墨的片材。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的設(shè)備，包括片材進(jìn)給機(jī)構(gòu)，所述片材進(jìn)給機(jī)構(gòu)被構(gòu)造用來將單個親墨的片材從親墨材料供給裝置傳送至疊合部分。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中，所述親墨材料供給裝置包括被裝載在供給輥上的親墨薄膜。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中，所述疊合部分包括熱輥，親墨薄膜在熱輥與卡片部件之間被進(jìn)給。
22.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，包括卡片供給裝置，所述卡片供給裝置包括卡片進(jìn)給機(jī)構(gòu)和多個卡片部件，所述卡片進(jìn)給機(jī)構(gòu)被構(gòu)造用來將單個卡片部件傳送至疊合部分。
23.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中，所述卡片部件是標(biāo)識卡襯底材料片。
24.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，包括打印頭，所述打印頭被構(gòu)造用來接收親墨材料，并且將圖像打印到親墨涂層上。
25.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，包括分離器，所述分離器被構(gòu)造用來從親墨涂層和卡片部件上去除親墨材料的墊層。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其中，所述分離器包括至少一個剝離楔形件。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其中，所述分離器包括剝離輥，所述剝離輥引導(dǎo)親墨材料使其相對于卡片部件呈銳角地離開結(jié)合至卡片部件的親墨涂層。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的設(shè)備，其中，剝離輥的旋轉(zhuǎn)軸線相對于卡片部件的行程方向呈銳角。
全文摘要
在形成親墨的卡片襯底(46)的方法中，提供親墨材料(30)。親墨材料(30)包括墊層(34)以及在墊層(34)的表面上的親墨涂層(32)。接著，提供卡片部件(38)。最后，親墨材料(30)被疊合到卡片部件(38)的表面(40)上，親墨涂層(32)面對卡片部件(38)的表面(40)。結(jié)果將親墨涂層(32)結(jié)合至卡片部件(38)的表面(40)。本發(fā)明的附加實施例涉及被構(gòu)造用來實施上述方法的設(shè)備。
文檔編號B42D15/10GK1741911SQ200480001820
公開日2006年3月1日 申請日期2004年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月13日
發(fā)明者加里·M·克蘭費爾特, 卡爾·A·卡斯特 申請人:法格電子公司