专利名称：卡打印机和编码器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种卡打印机，该卡打印机用于接纳具有一定尺寸和形状范围的识别卡并用于将该卡输送通过不同的台站，该打印机不仅用于以几种颜色在卡上打印信息，例如照片、姓名、地址等，而且还用于对卡上的磁条编码并且用于为建立“灵巧卡”初始状态将一程序写入一嵌入式芯片中。
目前个人身份识别卡携带的信息越来越多。尽管磁条已长期应用于识别卡，但所谓的“灵巧卡”需要对具体的信息进行编码，输入到卡的芯片内，从而可以读出，以便对有关持卡者的信息进行识别和提供。而且，灵巧卡信息可用于通过远程网络系统等进行事务处理授权。为实现高效，对卡必须迅速进行处理并且应费用低廉。而且编码处理必须准确。
本发明的目的在于提出一种配套的打印机，该打印机非常紧凑并包括位于打印头对面的递卡辊，打印头具有一个被驱动的压卡辊，打印时卡被压卡辊抵压住。为对信息进行编码可以具有一个或多个台站。例如可以备有一个或两个用于对灵巧卡上的芯片进行编码或用于在磁条上加入磁信息的台站。这些台站相互邻接在打印机的输出端。
在卡上的作业按顺序进行，因而首先卡被喂入递卡辊内，并且系统的中央控制单元检测出卡的存在，并驱动用于将卡驱动至各个位置的相应的步进电机。打印头的压卡辊、灵巧卡编码台站和磁条编码台站都是中央控制的。可选择应用，或者具有一个或者具有两个灵巧卡或磁编码台站。灵巧卡编码器具有一个传感器，当卡在用于编码的适当的或初始位置时，该传感器将进行检测。为对卡上的芯片进行编码，可以采用非触接式射频编码或采用触接式，以便将由控制单元的输入程序信息传递给芯片。编码器位于卡的正常移动的平面之上，并且一个凸轮用于使卡向上挠曲至初始位置。当对在初始位置的卡进行检测时，编码开始进行。
在选定的时间长度上进行编码并且接着移动使卡挠曲的凸轮，使卡重新处于水平位置并被驱动返回到台站，以便与磁编码头接合。采用与用于灵巧卡凸轮的同一驱动轴对簧片进行驱动，将磁编码头推移至对卡上的磁条编码的位置。采用来自中央控制单元的信息通过卡在磁头上的移动沿卡的长度实施磁编码过程。当卡在开始被喂入打印机内时，利用将卡驱动通过传感器来确定卡的长度。磁头接着被缩回，以及卡被置放在打印台站内并且使打印头降至工作位置。对卡以选定的颜色按照通常的方式进行多遍打印。打印后，从打印机出来的卡被输送至存储斗或区内。
打印头在弹簧负荷的作用下被推动，向其打印位置移动并且在进行除打印作业外的其它的，例如编码作业时，由凸轮将打印头保持在提升位置。
下面将对照附图对本发明做进一步的说明。
图1为本发明的打印机的侧视示意图；图2为用于安装在图1所示的打印机上的打印头的放大侧视图；图3为打印头压卡辊和导辊安装的局部放大截面图；图4为本发明的打印机的灵巧卡和磁条编码台站的放大侧截面图；图5为沿图1中5-5线的局部截面图；图6为沿图2中6-6线的打印头安装的上部的示意局部截面图；图7为沿图2中7-7线的上部示意局部截面图；图8为沿图4中的8-8线的局部示意截面图；图9为沿图1中9-9线的放大截面图。
本发明的打印机13A包括一打印头10，该打印头安装在枢转支承架12上。支承架12与两个悬臂11-11一体成型，支承架与相应的横向构件固定在一起，并可枢转地安装在打印机机箱或主机架13B的侧机架板13上。打印头支承架12采用相应的锁销12A被栓锁在主机架13B上并且可以将打印头支承架释放并逆时针枢转，从而可以接触到仅在图1中示意出的传统的打印带安装辊12B。图中用点线表示打印带。当打印头支承架12向上逆时针枢转时，还可以接触到其它的部件。
一固定的下机架15具有卡支承上壁16，该卡支承上壁用于接纳来自卡喂入和馈送口14的分别被预裁切的塑料卡19。卡沿卡支承壁16移动，进入包括一第一驱动递卡辊18的一对卡输送辊内，所述第一驱动递卡辊18被图中示意出的相应的电机20驱动，所述卡输送对辊还包括导辊22，该导辊22被簧片24端弹簧加载紧紧抵住递卡辊，所述簧片支承在辊轴25的每一端上(见图9)。轴25在导槽25A中被导向，由相应的从壁16向下弯曲的导向翼板26形成所述的导槽25A。
固定的横向下支架15在侧板13和固定导辊、卡支承壁16和其它部件间伸展。
如图5所示，卡支承壁16具有一对突起的轨或肋16A、16A，该轨或肋用于减少对卡19的摩擦力并且当卡沿轨16A移动时用于保持卡的稳定。肋或轨16A呈锥形，在纵向上形成其隆起的中心部分。即轨或肋在入口和出口端较低而在中间部分较高。卡的两侧被相应的侧轨17导向。
从图中可看出，当将弹簧压力加到递卡辊18上的导辊22在工作位置抵住递卡辊18时，其高于肋16A的标高之上。因而卡被提升并被递卡辊18驱动。
可枢转的打印头支承架12对根据已知参数制成的打印头组件28进行支承。一个横向构件27(图6)对打印头30固定，对准旋转安装的和被驱动的压卡辊32，压卡辊被相应固定支承在侧板13上并如示意图所示被步进电机20驱动。电机20通过一齿轮组对压卡辊32进行驱动。对步进电机20可以由一中央控制单元进行控制，所述中央控制单元包括一微处理机或计算机38。中央控制计算机38将根据用于打印、磁条编码和灵巧卡芯片编码的中央程序对所有功能实施控制。当然也可以采用其它相宜的可靠的驱动方式。
要指出的是，在压卡辊32上的轨或肋16A呈弧形并呈锥形，因而在压卡辊32两侧较低。
当卡首次被递卡辊18馈送入打印机内时，传感器37检测到卡的前端，并将检测信息反馈至中央控制单元38。在卡的后端通过传感器37之前，由对卡进行驱动的步进电机20的计数向控制单元38提供一长度信息，该信息将用于进一步的处理。开始时，安装在横向构件27上的打印头30通过安装在轴44上的凸轮42的操作对应于压卡辊32被提升或向上回缩，所述轴44被电机46驱动。电机46用于对横轴44进行驱动，所述横轴可枢转地安装在侧板13上。
横向构件27安装在垂直的打印头夹持导向件39上(见图6的一侧)，所述夹持导向件贴邻在支承架12每一侧的悬臂11处。在每个悬臂11上有一个滑槽39A，该滑槽用于对夹持件39垂直导向，从而可按需要实现对夹持件39、横向构件27和打印头30的向上提升和向下降低。打印头30被簧片39B固定，所述簧片被固定在一相应的横向构件39C上，所述横向构件在悬臂件11之间伸展，并固定在悬臂件上，从而垂直向下朝压卡辊32方向推动打印头和随之的夹持件39，由横向构件27形成所述夹持件39。
夹持件39的下端39B被分叉，形成如图1中的点线所示的滑槽，并且夹持件的下端39B在压卡辊32的轴34上被导向，从而在打印作业时可保持打印头在对应于压卡辊的相应位置上。每个夹持件39具有安装在其上的上导销39E，顶端部分39F和39G(见图6)突出于夹持件39的两侧。如图6和图1所示，一对悬臂40安装在相应的销轴40A上。这些悬臂40旋转地安装在打印头支架12的销轴40A上并与在单元后面的凸轮致动器横向构件41固定在一起。横向构件41被弯曲，在其右角上具有一个凸轮随动件41A，凸轮随动件41A与凸轮42对准(如图7所示凸轮42始终不会在悬臂11之间伸展)，从而实现对打印头的操作。固定弹簧42C支承在凸轮42上，以便保持其定位。
当凸轮42旋转，使在图2所示位置的随动件41A移动，悬臂40向上移动，使销头39E和39G向上充分进入导槽39A内，使打印头离开卡19的路径，所述卡在递卡辊18与构成卡输送机构的一部分的第二递卡辊之间通过，从而实现打印头组件的提升。悬臂40具有向外伸展的端部分40C，该向外伸展的端部分贴合在导向销头39G下面，从而当卡被移至编码位置，和被移回打印位置时，将产生克服簧片39B动作的提升动作。
被轴44驱动的用于提升打印头的凸轮42与第二凸轮同步，所述第二凸轮用于对递卡或驱动辊18和递卡或驱动辊58的导辊进行定位。同步皮带48或其它驱动件也用于对轴50进行驱动，该轴用于对递卡或驱动辊18和58的导辊22和60的定位进行控制，从而使导辊如图3所示可以回缩。
托架52被改进成“U”形，具有腿件52A和52B，所述腿件与簧片54和24连接。簧片54和24的相对端被固定在支承壁16上。在正常情况下，托架52被向上朝图2所示的工作位置推动。但要指出的是，出于说明的目的图1中的打印头30处于被降低的位置。打印头30随托架52一起被提升至图中实线所示的位置。图2对实际关系做了说明。
当导辊在上面时，打印头30回缩并且卡19被递卡辊18和导辊22馈送至递卡辊58和其用弹簧加载的导辊60之间。导辊60和导辊22的位置被安装在轴50上的凸轮控制，轴50被用于驱动控制打印头位置的凸轮42的同一电机所驱动。当打印头被提升时，托架52在图2所示的实线位置并且簧片24和54将推动导辊22和60至其工作位置，抵在其相应的驱动递卡辊上。递卡辊58通过相应的齿轮组或其它驱动件被电机20驱动。簧片24和54如图9所示开叉，并且弹簧部分或腿件抵压在相应导辊的轴的相对端。
对卡处理的第一步是将卡19喂入递卡辊58和导辊60之间并进入灵巧卡编码台站66(见图4)，该台站用于对作为灵巧卡使用的卡上芯片或电路进行编码。通常在卡上有一个嵌入式电路芯片，对该芯片将以已知的方式利用信息进行编码，备以后应用。如图4所示，该台站包括一个机壳68，该机壳具有一个位置传感器70，所述传感器是远离递卡辊58的机壳68端上的一组弹性触点。
当卡被喂入递卡辊18和导辊22之间时，通过对步进电机20的步进的计数来测量卡19的长度。就此而言，传感器37是卡长度传感器，以及存在传感器，并且该卡长度的信息被用于在打印机打印作业和编码作业时对卡的向后和向前移动。必要时，可以只有一个编码台站。
如图4所示，当递卡辊58对卡19A进行驱动到达此位置时，卡上面的触点在与传感器70成一条直线并与附加的弹性触点成一条直线的触点的下面。在被控制电路38测量的同时，卡的移动将导致控制电路驱动电机74，使凸轮72旋转，所述凸轮安装在被电机74驱动的轴73上。凸轮被旋转至图4中虚线所示的位置并使卡19A，即带有必要的信息的卡向上挠曲。被传递的信息存储在控制单元38内并且所述信息与有关其姓名、地址等都与打印在卡上的持卡人的信息相关。
在对芯片78编码后，凸轮72接着被旋转到实线所示位置或原来的位置。经过处理的卡被移回，磁条这时相应对准第二编码台站，第二编码台站包括一磁记录头82，通常卡的前端在磁记录头82的上面。这时轴73由其原来的位置逆时针旋转。一旦如此，安装在轴73上的簧片80将移动抵住固定悬臂81，如图4和8所示固定悬臂81在轴73上枢转。悬臂81对记录头82进行固定，磁记录头与递卡辊82对准。磁记录头82在导辊60的侧面移动。磁记录头82向上抵压在卡19A上，卡被导辊60保持抵压在递卡辊58上。卡上的磁条在图5中用所示的卡19上的粗线84表示，该磁条被驱动递卡辊58向前移动(向图4的左侧)通过记录头82。记录头82在弹簧80负载的作用下保持向上与磁条接合。
在对磁条编码后，轴73被顺时针驱动，以便通过解除弹簧80的压力使磁记录头80被降低。卡接着被反向移动，使卡的前端再次通过磁记录头82。卡被逆时针旋转的驱动轴73提升并且接着卡被向前驱动，以便对磁条上的数据进行校验。磁记录头82再次被降低并且卡19A被反向朝打印头30和压卡辊驱动。压卡辊32在图4中被示意示出。
因此，正好在编码后和打印前可以对经过编码的卡在编码台站进行校验，即可确认被编码的信息是所需的。在卡被移离台站前，即可在卡的芯片上实施验证。磁头82可以作为读出头，以便确认被设定在磁条上编码的信息已经被编码。此校验是一对“写入”编码过程的重复，但必须为读出那些在卡上需要校验的有效数据，对部件进行设定。
当卡19A返回移至压卡辊32上时，由凸轮42和通过弹簧39B的动作实现悬臂40和夹持件39与弹簧头一起的向下移动，打印头30被降低。打印头30在弹簧39B压力的作用下使打印带与卡19A接触，从而使卡被保持在压卡辊32和打印头之间。同时，凸轮42被移动，通过在凸轮轴50上的凸轮51的动作，导辊22和60被回缩或降低(见图3)，当轴44被驱动时，凸轮轴50也被驱动，从而使卡19A不再被递卡辊保持。当卡被压卡辊32的旋转驱动时，卡19A可以不受约束地移动。在中央计算机38的控制下压卡辊32被步进电机36驱动。被打印的卡将返回并向前移至打印头30下面，以便打印必要的颜色和图象。当结束一遍打印后，打印头30将被提起并且接着卡被移动，打印头30被再次降低，并开始实施一新的打印遍，直至打印完成。
当打印完成时，凸轮轴44被驱动，使凸轮42作用于随动件41A，对悬臂40进行提升。打印头30和导辊也被提升。卡接着被递卡辊58驱动向外朝编码台站馈送，到达出口斜台88。在打印头30回缩后，导辊与递卡辊接合。
当导辊22和60在弹簧压力的作用下向上移动抵压在相应的递卡辊上，将卡夹住时，递卡辊18和58可以对卡进行驱动或将其保持。当如图2实线所示凸轮72回缩时，卡将支承在编码台站66下面的支承壁16的肋16A上，并且接着在出口端88的支承板90上滑下。支承板90也可以具有与用16A表示的肋相同的肋，从而实现对卡的导向支承并确保卡始终处于平放状态。
所应用的托架是传统的托架并且递卡辊的固定和支承件等也是公知的并且可以将它们安装在主机架的侧板上。支承壁16具有用于导辊、磁头和支承臂和各种其它部件的开孔。
凸轮51和42的动作是同步的，从而当打印头30下降至工作位置时，将与打印带和卡接触并且接着导辊60和22也被回缩或下降。接着对卡19A来说在递卡辊及其相应的导辊之间不再有驱动连接。当打印头在下面时，仅通过压卡辊32的旋转对打印实施控制。在整个过程中常常是由驱动辊对卡19A实施强制保持。
每个打印卡的过程重复进行。卡的厚度并不是关键的问题，这是因为在运行时递卡辊与打印头对卡实现的是弹性接合之故。
如果采用射频或其它的非触接式编码，则卡19A被贴邻挠曲并与编码台站配合工作，并且不需要触点。被挠曲的卡并不与编码台站接触。
权利要求
1.一种卡处理装置，包括一个卡输送机构；至少一个第一编码台站，该台站偏离卡在输送机构中的移动平面；一导致卡移动的致动器和一与卡配合作业的第一编码台站；一个用于将编码信息加入到卡内和用于当编码过程结束时，导致卡输送机构将卡由第一编码台站移至打印台站的控制单元。
2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，打印台站用于在编码后对卡进行打印，所述打印台站包括一个被驱动的压卡辊和一可移动的打印头，和一个用于在对卡进行编码作业时将打印头回缩离开压卡辊的致动器。
3.按照权利要求2所述的装置，其特征在于，该装置包括一第二编码台站，该台站用于在第一次编码后在卡的不同位置上对第二种信息编码，第二编码台站被弹性地安装并被移动，并与由卡输送机构夹持的卡配合。
4.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，第一编码台站被安装在有待打印的卡的一侧，并与由卡输送部分夹持的卡平面保持一定间隔，并且致动器用于使与第一编码台站配合作业的卡挠曲。
5.按照权利要求3所述的装置，其特征在于，第二编码台站包括一磁头和一用于在弹力作用下将磁头与卡结合的致动器。
6.一种卡处理装置，包括一用于基本沿平面对卡移动的支承机构、一与卡的移动平面对准的第一编码台站和一将卡向第一编码台站挠曲以便使卡与第一编码台站配合作业实现编码的致动器、一用于将编码信息加入卡内的中央控制单元和一用于将卡由第一编码台站向后面的卡的处理台站移动的卡驱动机构。
7.按照权利要求6所述的卡处理装置，其特征在于，所述的进一步处理台站包括一打印台站，所述打印台站包括一打印头，所述打印头位于一位置上，在该位置打印头与在打印台站附近的路径移动的卡配合。
8.按照权利要求7所述的卡处理装置，其特征在于，所述致动器包括一个凸轮，所述凸轮可旋转地安装在卡的移动路径附近，并可移至一个位置，在此位置它与卡接合并推动卡向第一编码台站移动。
9.按照权利要求8所述的卡处理装置，其特征在于，所述卡驱动机构包括至少一对辊，当凸轮使卡向编码台站挠曲时，所述对辊用于在其两者之间对卡进行夹持。
10.按照权利要求8所述的卡处理装置，其特征在于，所述卡驱动机构包括一对在打印台站输入侧的输入驱动辊和一对在所述打印台站输出侧的输出驱动辊，打印台站包括一个移动打印头和一用于对打印头进行移动与卡触接并且大致在同时解除输入和输出驱动辊对卡的驱动的控制单元。
11.按照权利要求10所述的卡处理装置，其特征在于，所述打印台站包括一驱动压卡辊，当卡移动通过打印头时驱动压卡辊与打印头配合，当在所述的打印台站的输入侧和输出侧的卡驱动辊被释放时，所述驱动压卡辊被驱动。
12.按照权利要求6所述的卡处理装置，其特征在于，第二编码台站包括一磁头，当卡在其移动路径上移动时，所述磁头在弹性作用下被推动与卡接合。
13.按照权利要求12所述的卡处理装置，其特征在于，磁头位于来自第一处理台站的卡的对面。
14.一种卡处理装置，包括一用于将卡沿平面移动的支承结构；一对准卡移动平面的第一编码台站；一致动器，当卡被移动对准第一编码台站时，该致动器用于至少将卡的一部分向第一编码台站移动，用于将卡置于编码台站附近的编码位置；一用于将编码信息加入卡内的中央控制单元；一卡驱动机构，包含一对驱动辊，用于将卡由第一编码台站移至打印台站，从而实现对卡的打印；打印台站，包括一旋转的压卡辊和一可向压卡辊移动和移离压卡辊的打印头，一个驱动辊相对于另一驱动辊被弹性安装，对打印头和一驱动辊的控制应使当打印头被移至打印位置时一个驱动辊被移离被夹持在驱动辊间的卡。
15.按照权利要求14所述的卡处理装置，其特征在于，所述致动器包括一凸轮，所述凸轮可旋转地安装在卡移动路径附近，并可移至一个位置，在此位置凸轮与卡接合并将卡推移至在第一编码台站附近的位置。
16.按照权利要求14所述的卡处理装置，其特征在于，打印头和一驱动辊被相应的凸轮所移动，所述各个凸轮被单独一个驱动电机驱动。
17.按照权利要求14所述的卡处理装置，其特征在于，卡具有触点，卡被移动使卡上的触点与编码台站上的触点触接，从而实现对卡上的电路的编码。
全文摘要
一种卡打印和编码装置(13A),用于在卡(19)上对人员身份识别信息的打印,包括两个编码台站(66、82),其中一个编码台站(66)用于对嵌入卡(19)内的灵巧卡芯片编码,并且另一个编码台站(82)用于对卡(19)上的磁条编码。卡支承和驱动辊(18、20、58、60)用于对卡进行支承,并且卡被挠曲使其平面与灵巧卡编码台站(66)的触点(76)触接。一用于对磁条编码的磁头(82)在弹力作用下抵住来自灵巧卡编码台站的卡(19)的背侧。与卡驱动和支承辊(18、20、58、60)同步对打印头(30)抵压在旋转打印压卡辊(32)上的加载进行控制,从而使卡驱动和支承辊(18、20、58、60)释放并且在打印作业时卡(19)仅被旋转的打印头压卡辊(32)驱动。
文档编号B42D15/10GK1373880SQ99810879
公开日2002年10月9日 申请日期1999年9月10日 优先权日1998年9月14日
发明者布伦特·D·利恩, 达伦·W·哈斯, 马修·K·邓纳姆 申请人:法格电子公司