在塑料卡上进行按需滴定多遍印刷

技术领域

本技术公开涉及个性化或以其它方式处理塑料卡(诸如金融卡(包括信用卡和借记卡)、国民身份证、驾驶证、礼品卡以及其它塑料卡)的卡处理系统。

背景技术

诸如金融卡(包括信用卡和借记卡)、国民身份证、驾驶证、礼品卡以及其它塑料卡的塑料卡可以利用预期持卡人的个人信息来个性化。个性化的示例包括但不限于名字、地址、照片、帐号、员工编号等。可以以多种不同的方式将个人信息施加至卡，包括但不限于在证件的表面上进行印刷、将信息存储在设置于卡上的磁条上以及将信息存储在嵌入卡中的集成电路芯片或智能芯片上。

个性化塑料卡的卡处理系统由发行这种个性化塑料卡的机构利用。在一些情况下，可以将卡处理系统设计用于相对小容量中的相对小规模的个体卡个性化，例如以每小时数十或不到数百来计。在这些机构中，待个性化的单个证件输入到卡处理系统中，该卡处理系统通常包括一种或两种处理能力，诸如印刷和层压。这些处理机器通常被称为台式处理机器，因为它们具有相对小的占地面积，旨在允许该处理机器驻留在台面上。台式处理机器的许多示例是已知的，诸如可从明尼苏达州的沙科皮的Entrust Datacard公司(EntrustDatacard Corporation)获得的SD或CD系列台式卡印刷机。美国专利7,434,728和7,398,972公开了台式处理机器的其它示例，所述美国专利中的每一者的全部内容通过引用而并入于此。

为了大量成批生产个性化卡(例如，每小时高约数百或数千)，机构经常利用采用多个处理台或模块的卡处理系统来同时处理多个卡，以减少每个卡的总处理时间。这种机器的示例包括可从明尼苏达州的沙科皮的Entrust Datacard公司获得的MX和MPR系列中央发行处理机器。美国专利4,825,054、5,266,781、6,783,067以及6,902,107公开了中央发行处理机器的其它示例，这些专利都通过引用它们的全部内容而并入于此。

发明内容

描述了卡处理机构、系统以及方法，其中，在塑料卡的表面上执行多遍(multi-pass)按需滴定(drop-on-demand(DOD))印刷，其中，塑料卡被传送通过一个或更多个DOD印刷头多次(即，至少两次)，以在卡表面上进行DOD印刷，其中每遍都通过DOD印刷头。每遍印刷中的DOD印刷可以是将一种或更多种墨水施加至卡表面和/或将清漆施加至卡表面。

在本文所描述的多遍DOD印刷中，在第一遍印刷中，使用DOD卡印刷机构的至少一个DOD印刷头向塑料卡的表面施加至少一种材料。在发生于第一遍印刷之后的第二遍印刷中，使用DOD卡印刷机构的至少一个DOD印刷头向卡处理系统中的塑料卡的表面施加至少一种附加材料。

在一些实施方式中，所述至少一种附加材料可以被施加成使得其至少部分地位于所述至少一种材料上或者至少部分地覆盖所述至少一种材料。这允许在卡表面上形成多层特征，包括但不限于分层印刷、纹理特征、安全特征等。

在一些实施方式中，被施加至表面的材料可以经由向材料施加的辐射(例如，紫外线(UV)辐射)固化。在第一遍印刷之后，可以将塑料卡引导至UV固化台，以部分地或完全固化被施加至表面的材料。在第一遍印刷之后的固化(无论是部分的还是完全的)应当足以稳固所施加的可辐射固化材料的位置，以防止当卡被传送用于第二遍或后续遍印刷时材料发生流动或者移动位置，并且防止传送机构和其它设备被所施加的可辐射固化材料污染。在将可辐射固化材料最终施加至卡表面之后，可以进行可辐射固化材料的完全固化。

在本文所描述的一个实施方式中，描述了一种对卡处理系统中的塑料卡进行按需滴定印刷的方法，该卡处理系统包括按需滴定卡印刷机构，该按需滴定卡印刷机构被配置成执行按需滴定印刷。卡具有第一表面和第二表面。所述方法包括以下步骤：在第一遍印刷中，使用按需滴定卡印刷机构的至少一个按需滴定印刷头向卡处理系统中的塑料卡的第一表面施加至少一种材料；以及在发生于第一遍印刷之后的第二遍印刷中，使用按需滴定卡印刷机构的至少一个按需滴定印刷头向卡处理系统中的塑料卡的第一表面施加至少一种附加材料。所述至少一种附加材料可以至少部分地施加在所述至少一种材料上。在其它实施方式中，所述至少一种附加材料与所述至少一种材料不交叠。

在本文所描述的另一实施方式中，卡处理系统可以包括按需滴定卡印刷机构，该按需滴定卡印刷机构沿着卡处理路径设置。按需滴定卡印刷机构可以包括：多个按需滴定印刷头，所述多个按需滴定印刷头中的各个按需滴定印刷头印刷不同的可辐射固化材料；第一电磁辐射源，该第一电磁辐射源用于固化由按需滴定印刷头施加至塑料卡的可辐射固化材料；以及第二电磁辐射源，该第二电磁辐射源用于固化由按需滴定印刷头施加至塑料卡的可辐射固化材料，其中，第一电磁辐射源处于按需滴定印刷头的下游。提供了一种机械卡传送装置，该机械卡传送装置将塑料卡从按需滴定印刷头下游的位置传送至按需滴定印刷头上游的位置。

附图说明

图1例示了本文所描述的在塑料卡上进行DOD印刷的方法的示例。

图2例示了塑料卡的一个表面的示例。

图3是沿着图2的线3-3截取的截面视图，其示出了由本文所描述的方法产生的一个印刷特征的示例。

图4是可以实现本文所描述的方法的DOD卡印刷机构的示例。

图5是可以实现本文所描述的方法的DOD卡印刷机构的另一示例。

图6是可以实现本文所描述的方法的DOD卡印刷机构的另一示例。

图7示意性地例示了可以利用本文所描述的DOD卡印刷机构的卡处理系统的实施方式。

具体实施方式

以下是对在塑料卡的表面上执行的多遍DOD印刷的描述，其中，塑料卡被传送通过一个或更多个DOD印刷头多次(即，至少两次)，以在卡表面上进行DOD印刷，其中每遍都通过DOD印刷头。每遍印刷中的DOD印刷可以是将一种或更多种墨水施加至卡表面和/或将清漆施加至卡表面，和/或施加可以由DOD印刷头施加的任何其它材料。本文和权利要求中使用的术语“一遍印刷(printing pass)”等不需要将整个卡完全传送通过印刷头。相反，“一遍印刷”包括沿卡的第一移动方向仅将卡的正被印刷的部分传送通过一个或更多个印刷头。然而，一遍印刷可以包括将整个卡传送通过印刷头。

例如，参照图1，本文所描述的方法10包括：在第一步骤12，在DOD卡印刷机构中，在第一遍印刷中在塑料卡的表面上执行DOD印刷。第一遍印刷中的DOD印刷可以是施加可以使用一个或更多个DOD印刷头施加的任何材料。在一些实施方式中，材料是例如使用UV辐射可辐射固化的。假设在第一遍印刷中施加的材料是可辐射固化的，在步骤14，例如通过将塑料卡传送至辐射固化台来对所施加的材料进行部分或完全固化。如果所施加的材料不需要辐射固化，则不需要步骤14。此后，在步骤16，将塑料卡传送回DOD印刷头，以在第二遍印刷中向卡的同一表面施加材料。如果第二遍印刷中施加的材料是可辐射固化的，则可以在步骤18中，例如通过将塑料卡传送至辐射固化台来对在第二印刷步骤中施加的材料进行部分或完全固化，该辐射固化台可以是与第一遍印刷使用的辐射固化台相同的辐射固化台或在第一遍印刷之后使用的不同的辐射固化台。在一些实施方式中，也可以实现第三遍印刷、第四遍印刷等。

在一些实施方式中，在发生在步骤12与步骤16之间的步骤20，可以由DOD印刷头印刷一个或更多个附加塑料卡。附加卡可以在其第一遍印刷或第二遍印刷时通过DOD印刷头。

本文的塑料卡包括但不限于金融卡(包括信用卡和借记卡)、国民身份证、驾驶证、礼品卡以及其它塑料卡。塑料卡可以用预期持卡人的个人信息进行个性化。个性化的示例包括但不限于名字、地址、照片、帐号、员工编号等。可以以多种不同的方式将个人信息施加至卡，包括但不限于在证件的表面上进行印刷、将信息存储在设置于卡上的磁条上以及将信息存储在嵌入卡中的集成电路芯片或智能芯片上。

参照图2和图3，例示了塑料卡30的示例。卡30包括第一表面32(其可以是顶表面或底表面)和与第一表面32相反的第二表面34(其可以是顶表面或底表面)。在所示示例中，卡30包括第一表面32上的个性化，包括预期持卡人的印刷肖像照片36、指派给持卡人的账号38以及持卡人的名字40。可以印刷或压花(embossed)帐号38和/或名字40。卡30还可以包括在第二表面34上的非接触式或接触式集成电路芯片42和/或磁条44。

第一遍印刷和第二遍印刷可以用于在第一表面32和第二表面34上印刷任何印刷特征，包括照片36、帐号38和/或名字40。在一些实施方式中，在第二遍印刷中施加的材料与在第一遍印刷中施加的材料至少部分或完全交叠。在一些实施方式中，在第二遍印刷中施加的材料不与在第一遍印刷中施加的材料交叠。

在第一遍印刷和第二遍印刷中施加的材料的许多组合和层是可能的。材料或层的组合的示例包括但不限于：在第一遍印刷中施加墨水并且在第二遍印刷中施加清漆和/或耐久性层；在第一遍印刷中在黑色基材上印刷白色层，然后在第二遍印刷中在白色层上印刷有色墨水；在第一遍印刷中印刷第一墨水层并且在第一层上印刷第二墨水层，以实现在单遍中不可实现的颜色密度；印刷多个层以在卡表面上实现纹理化效果；在卡表面上印刷多个层以形成安全特征；以及许多其它组合。在一些实施方式中，卡上的账号或徽标可以通过多个层印刷获得，并凸起高出周围的卡表面。在一些实施方式中，“压花”字符可以利用本文所描述的多遍印刷代替或补充在塑料卡上形成的传统压花来形成。在这种多层字符中，字符将像传统压花字符那样相对于周围卡表面凸起，然而，多层字符不会像传统压花字符那样从卡的相反表面凹进(indented)。

为了帮助说明本文所描述的概念，印刷特征将被描述为照片36。参照图3，照片36包括由一个或更多个DOD印刷头在第一遍印刷中施加的墨水层46以及由一个或更多个DOD印刷头在第二遍印刷中施加的透明或半透明清漆层48。非常夸大地例示了层46、48的厚度，以更好地例示所述概念。墨水层46可以是单色的(例如，诸如黑色的单一颜色)或者多色的(例如，CMYK)，并且形成持卡人的面部图像。形成层46的墨水可以是可辐射固化的墨水。层48可以是至少部分地施加在层46上以保护墨水层46并延长其使用寿命的材料。形成层48的材料也可以是可辐射固化的。图3例示了在第二遍印刷中施加的层48完全覆盖层46(包括层46的顶部和侧面)。然而，层48可以仅覆盖层46的顶部。

图4例示了可以实现具有本文所描述的多遍印刷的DOD印刷的DOD卡印刷机构50的示例。机构50可以是独立机构，其单独工作以执行本文所描述的DOD塑料卡印刷。机构50也可以是较大系统的一部分并且与其它卡处理机构一起使用以处理塑料卡，如下面参照图7进一步描述的。机构50可以以高达约每小时6000个卡或更多的卡速度印刷卡。

在图4的示例中，机构50具有主卡行进路径52以及位于主卡行进路径52上的执行DOD印刷的至少一个印刷台54。印刷台54包括至少一个DOD印刷头，在该示例中，为六个DOD印刷头，所述六个DOD印刷头包括：用于青色墨水的DOD印刷头56a、用于品红色墨水的DOD印刷头56b、用于黄色墨水的DOD印刷头56c、用于黑色墨水的DOD印刷头56d、用于白色墨水的DOD印刷头56e以及用于施加清漆的可选的DOD印刷头56f。

机构50还可以包括用于将卡翻转180度的至少一个卡翻转器58，在卡30的两个表面32、34上进行印刷时，该至少一个卡翻转器是有用的。翻转器58可以位于机构50中的适于执行其翻转功能的任何地方。在所示示例中，翻转器58被示为位于印刷台54的下游。在其它实施方式中，翻转器58可以位于卡再循环路径上或者作为卡再循环路径的一部分而并入(下文进一步描述)，或者位于印刷台54的上游。

机构50还可以包括一个或更多个UV固化台。例如，可以具有紧邻DOD印刷头下游的UV固化台60a。在一个实施方式中，UV固化台60a可以被配置成部分地固化由DOD印刷头在第一遍印刷中施加至卡表面的材料。在存在DOD印刷头56f并且施加清漆的实施方式中，可以在DOD印刷头56f与施加有色墨水的最后一个DOD印刷头(在该示例中为印刷头56e)之间设置另一UV固化台60b。UV固化台60b可以被配置成在由DOD印刷头56f将清漆施加到墨水上之前部分地固化该墨水。在机构50的出口附近还可以具有UV固化台62。UV固化台62可以被配置成并用于执行施加至卡的可辐射固化材料的最终或完全固化。

为了实现第一遍印刷和第二(或更多)遍印刷，提供了一种机构来将卡传送通过印刷台54至少两次。合适的机械卡传送装置在第一遍印刷中传送卡通过印刷台54的DOD印刷头，然后第二次传送卡通过按需滴定印刷头以进行第二遍印刷。可以使用能够将卡传送通过DOD印刷头至少两次的任何机械卡传送装置。

例如，图4例示了使用返回卡行进路径70的卡再循环机构，该返回卡行进路径70将卡从DOD印刷头下游的位置再循环到主卡行进路径52上的处于DOD印刷头上游的位置。美国专利10,049,320公开了具有返回卡行进路径的卡再循环机构的更多细节，其全部内容通过引用并入本文。图4中的卡再循环机构允许机构50同时处理和同时加工多个卡。例如，图4例示了两个卡30a、30b同时处于印刷台54中(例如，在第一遍印刷中或在第二遍印刷时)，以及位于返回卡行进路径70上的不同位置处的四个卡30c、30d、30e、30f正返回印刷台54的上游以用于第二遍印刷或附加遍印刷。

可以在图4中使用的卡再循环机构的另一示例是在美国专利10,507,677中公开的被称为双卡传送装置的机构类型，该专利的全部内容通过引用而并入本文。在美国专利10,507,677所公开的双卡传送装置中，第一卡传送装置和第二卡传送装置可以在公共卡拾取位置与公共卡排出位置之间致动，并且在其间，卡传送装置中的一个卡传送装置可以将卡传送到诸如印刷机的卡处理机构并使该卡通过该卡处理机构，而当另一卡传送装置返回到卡拾取位置时，该另一卡传送装置可以绕过卡处理机构。双卡传送机构还允许机构50同时处理和同时加工多个卡(在这种情况下是两个卡)。

图5例示了可以实现具有本文所描述的多遍印刷的DOD印刷的DOD卡印刷机构50的另一示例。机构50可以是独立机构，其单独工作以执行本文所描述的DOD塑料卡印刷。机构50也可以是较大系统的一部分并且与其它卡处理机构一起使用以处理塑料卡，如下面参照图7进一步描述的。在图5的机构50中，与图4中的机构50中的部件在功能上相似或相同的部件用相同的附图标记来引用。

在图5的示例中，机构50具有主卡行进路径52以及位于主卡行进路径52上的执行DOD印刷的至少一个印刷台54。然而，与图4不同，图5中的印刷台54包括单个DOD印刷头56。DOD印刷头56可以印刷任何颜色(诸如青色、品红色、黄色、黑色、或白色)的墨水，或者诸如清漆的非墨水。机构50还包括卡翻转器58、UV固化台60，并且提供了一种机构来将卡传送通过印刷台54至少两次。在该示例中，由于仅示出了单个UV固化台60，因此，UV固化台60执行图4中的两个UV固化台60、62的功能。传送机构可以是卡再循环机构，诸如使用返回卡行进路径70的卡再循环机构，该返回卡行进路径70将卡从DOD印刷头下游的位置再循环到主卡行进路径52上的位于DOD印刷头上游的位置(如上面针对图4所描述的)，诸如在美国专利10,049,320中所公开的，该美国专利的全部内容通过引用并入本文。另选地，卡再循环机构可以是如上面针对图4所描述的双卡传送机构，如美国专利10,507,677中所公开的类型，该美国专利的全部内容通过引用并入本文。

图6例示了可以实现具有本文所描述的多遍印刷的DOD印刷的DOD卡印刷机构50的另一示例。机构50可以是独立机构，其单独工作以执行本文所描述的DOD塑料卡印刷。机构50也可以是较大系统的一部分并且与其它卡处理机构一起使用以处理塑料卡，如下面参照图7进一步描述的。在图6的机构50中，与图4和图5中的机构50中的部件在功能上相似或相同的部件用相同的附图标记来引用。

在图6的示例中，机构50具有主卡行进路径52以及位于主卡行进路径52上的执行DOD印刷的至少一个印刷台54。印刷台54包括至少一个DOD印刷头，在该示例中，为六个DOD印刷头，所述六个DOD印刷头包括：用于青色墨水的DOD印刷头56a、用于品红色墨水的DOD印刷头56b、用于黄色墨水的DOD印刷头56c、用于黑色墨水的DOD印刷头56d、用于白色墨水的DOD印刷头56e以及用于施加清漆的可选的DOD印刷头56f。

图6中的机构50还包括卡翻转器58、UV固化台60、UV固化台62，并且提供了一种机构来将卡传送通过印刷台54至少两次。在该示例中，传送机构可以是可倒进(reversible)卡传送机构，其中，卡30在第一遍印刷中被传送通过DOD印刷头56a至56f，然后卡可以沿一方向倒进以将该卡传送回印刷头56a至56f上游的位置。用于传送卡的可倒进卡传送机构的构造和操作在本领域中是公知的。当卡30被倒进传送(即，沿朝着印刷头56a至56f上游位置的方向)时，可以进行第二遍印刷，其中，在第一遍印刷和第二遍印刷期间，卡30在每遍印刷期间沿相反方向移动。另选地，卡30可以被部分地或全部地传送至DOD印刷头56a至56f的上游，然后在第二遍印刷期间沿下游方向传送，其中，在第一遍印刷和第二遍印刷期间，卡30在每遍印刷期间沿相同方向移动。由于通过可倒进卡传送机构使卡30倒进，因此，图6中的机构50通常在任何时刻仅处理单个卡。

如上所示，可以将图4至图6中的机构50用作独立机构，或者它们可以是较大系统的一部分并且与其它卡处理机构一起使用以处理塑料卡。图7示意性地描绘了图4至图6中的机构50中的任一机构在具有其它卡处理机构的较大系统100中的使用。系统100可以包括卡供给机构102、卡处理机构104、DOD卡印刷机构50、另一卡处理机构106以及卡输出部108，经处理的卡被输出到该卡输出部中。图7所示的卡处理系统100是大容量、批量生产或中央发行卡处理系统。然而，本文所描述的DOD卡印刷机构50可以用于其它卡处理系统，包括较低容量台式卡处理系统。

机构50、104、106可以在系统100中以任何顺序排列。另外，并不需要利用所有的机构50、104、106。例如，在一个实施方式中，DOD卡印刷机构50可以在没有其它机构104、106的情况下单独使用。另外，可以在具有机构50、104、106的情况下利用附加卡处理机构。

卡供给机构102将要由系统100处理的卡供给到卡处理路径110上。卡供给机构102可以包括一个或更多个送卡箱(card hopper)，该送卡箱包含等待被一个接一个地供给到卡处理路径110上的卡。

卡处理机构104在卡处理路径22上并沿着该卡处理路径设置在卡供给机构102下游。卡处理机构104被配置成对各个卡执行一个或更多个处理操作。卡处理机构104可以是智能卡编程机构，该智能卡编程机构被配置成例如对被嵌入各个卡中的芯片进行编程。智能卡编程机构可以被配置成一次编程一个卡。另选地，智能卡编程机构可以被配置成同时编程多个卡。美国专利6695205(公开了一种升降机型智能卡编程机构)和美国专利5943238(公开了一种桶型智能卡编程机构)描述了同时编程可以使用的多个卡的智能卡编程机构的示例，各个专利的全部内容通过引用并入本文。另选地，卡处理机构104可以被配置成对各个卡上的磁条进行编程，或者卡处理机构104可以执行智能卡编程和磁条编程。在另一实施方式中，单独的磁条编程机构(未例示)可以位于卡处理机构104与卡供给机构102之间或者卡处理机构104与DOD卡印刷机构50之间。另外，卡处理机构104可以位于系统100中的其它位置或不被使用，在该情况下，卡处理机构104未处于DOD卡印刷机构50与卡供给机构102之间。卡处理机构104例如在被配置为智能卡编程机构时也可以位于DOD卡印刷机构50的下游。

在图7所示实施方式中，DOD卡印刷机构50被示为位于卡处理机构104的下游。在另一实施方式中，DOD卡印刷机构50可以是卡供给机构102下游的第一处理机构。

图7所示的实施方式还示出了沿着卡处理路径22设置在DOD卡印刷机构50下游的卡处理机构106。然而，卡处理机构106在系统100中的其它位置是可能的。卡处理机构106被配置成对各个卡执行与由卡处理机构104执行的卡处理操作不同的处理操作。例如，卡处理机构106可以被配置成使用激光在各个卡上执行激光标记，和/或将全息覆盖图施加到各个卡上，和/或执行其它卡处理操作。

经处理的卡被收集在卡输出部108中，卡输出部108沿着卡处理路径22设置在DOD卡印刷机构50的下游。然后可以将经处理的卡分发给它们的预期接收者，例如通过将卡附至邮寄件(mailer form)并邮寄给预期接收者。

除了图7所示的处理机构之外或者代替图7所示的处理机构，可以使用许多其它卡处理机构。例如，可以在DOD卡印刷机构50的上游或下游提供在每个卡上执行压痕加工的压痕机构。检查经处理的卡的质量的质量保证机构可以位于卡输出部108与卡处理机构106之间。可以利用许多其它处理机构以及处理机构的组合。

通过一个或更多个适当的机械卡传送机构(未示出)，卡可以被传送通过DOD卡印刷机构50并经过整个系统100。用于在本文所述类型的卡处理系统中传送卡的机械卡传送机构在本领域中是公知的。可以使用的机械卡传送机构的示例在本领域中是公知的，并且包括但不限于传送辊、传送带(具有标记部(tab)和/或不具有标记部)、真空传送机构、传送车等及其组合。用于塑料卡的传送机构在本领域中是公知的。本领域普通技术人员将容易理解可以使用的卡传送机构的类型以及这种卡传送机构的构造和操作。

本申请中公开的示例在所有方面应理解为例示性而非限制性的。本发明的范围是通过所附权利要求而非前述描述来指示的；并且落入权利要求的等同物的含义和范围内的所有改变都被涵盖于此。