| 1. | P A T E N T A N S P R U E C H E Einrichtung zum thermischen Löschen oder Verändern maschinenlesbarer optischer Markierungen,^ die in einen 5 Aufzeichnungsträger aus thermoplastischem Material einge¬ prägt sind und eine vorbestimmte Modifikation einfallen¬ den Lichtes durch Beugung oder Brechung hervorrufen, mit einem thermischen Löschkopf, einer aus einer Lichtquelle und mindestens zwei Lichtfühlern bestehenden Leseeinrich 10 tung zur Ueberprüfung der erfolgten Löschung oder Verände¬ rung einer Markierung, mit einer Vorschubeinrichtung zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen dem Aufzeichnungs träger einerseits und dem Löschkopf sowie der Leseeinrich¬ tung andererseits, und mit einer Steuereinrichtung zur 15 Steuerung des Löschkopfes und der Vorschubeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (18) und die Lichtfühler (20; 21) der Leseeinrichtung auf der einen und der Löschkopf (16; 43; 48) auf der anderen Seite des AufZeichnungsträgers (1) angeordnet sind, dass die .Licht 20 fühler (20; 21) an einen Komparator (39) angeschlossen und so angeordnet sind, dass ihre Ausgangssignale beim Löschen oder Verändern einer Markierung (71) gegenläufig ändern, dass die Leseeinrichtung (18, 20, 21, 39) während des Löschvorgangs im Betrieb ist und dass die Steuerein 25 richtung (4) den Löschvorgang abbricht, sobald das Aus¬ gangssignal des Komparators (39) einen vorbestimmten Pegel über bzw. |
| 2. | unterschreitet. |
| 3. | Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, 30 dass der Löschkopf (16) ein Heizelement (25) enthält, das beim Löschen auf dem Aufzeichnungsträger (1) aufliegt und zur Unterbrechung des Löschvorgangs von diesem abheb¬ bar ist. |
| 4. | "35. |
| 5. | Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Löschkopf (43) ein Heizelement (44) mit geringer Wärmekapazität enthält, dessen" Stromzufuhr zur Unterbre¬ chung des Löschvorgangs abschaltbar ist. |
| 6. | Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Löschkopf (43) aus einem stumpfpyramidenförmigen Substrat (45) und einer auf diesem angeordneten, mit elek¬ trischen Kontakten (46) versehenen Widerstandsschicht. |
| 7. | (44) besteht. |
| 8. | 5 Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Löschkopf (48) einen im Abstand vom Aufzeichnungs träger (1) angeordneten Wärmestrahler (49) enthält und 10 dass der Löschvorgang durch Einschalten der Vorschubein¬ richtung (11, 13, 41) unterbrechbar ist. |
| 9. | Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmestrahler (49) eine Projektionslampe oder 15 eine elektronische Blitzlampe ist. |
| 10. | Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorschubeinrichtung aus einer drehbar gelagerten Schraube (11) besteht, die mit einem 20 Antriebsmotor (41) gekoppelt ist und eine Kartenhalterung (13) linear nachführt. |
| 11. | Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (41) ein Schrittmotor ist und dass 25 die Steuereinrichtung (40) eine Wahleinrichtung aufweist, mit dem die Anzahl Schritte des Schrittmotors entsprechend dem Abstand der Markierungen (7) vorwählbar ist. |
| 12. | Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch 30 gekennzeichnet, dass die Leseeinrichtung (18 bis 24, 36 bis 39) mindestens einen weiteren Lichtfühler (22 bis 24) zum Abtasten von Taktmarkierungen (3 bis 5) aufweist und dass die Steuereinrichtung (40) einen Zähler zur Zäh¬ lung der abgetasteten Taktmarkierungen (3 bis 5), ein "35 Eingabeglied zur Eingabe eines Codes und ein Vergleichs¬ glied enthält, wobei das Vergleichsglied den Zählerstand des Zählers mit dem im Eingabeglied enthaltenen Code ver¬ gleicht und jeweils bei Uebereinstimmung die Löschung einer Markierung (71) einleitet. |
Es ist eine Einrichtung der ' im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art bekannt (CH-PS 574 144), bei der ein karten- oder bandförmiges Zahlungsmittel eine Vielzahl von Wertein-, heiten in Form maschinenlesbarer optischer Markierungen enthält, die z.B. Hologramme oder Beugungsgitter sein können. Zur bargeldlosen Bezahlung von Waren oder Dienst- leistungen wird das Zahlungsmittel entsprechend dem zu bezahlenden Betrag schrittweise entwertet, indem Markierun- ' gen mittels eines transparenten Heizelementes thermisch gelöscht werden. Dabei wird ein Leselichtstrahl durch das transparente Heizelement hindurch auf eine Markierung gelenkt, mittels Lichtfühlern die Markierung auf Echtheit geprüft, die Markierung gelöscht und danach anhand der von den Lichtfühlern abgegebenen Signale geprüft, ob die Markierung tatsächlich gelöscht wurde.
Ferner ist ein Verfahren zur Herstellung eines Dokumentes bekannt (CH-PS 594 935), nach welchem eine Vielzahl opti¬ scher Markierungen, die z.B. Hologramme oder Beugungsgit¬ ter sein können, auf einen Aufzeichnungsträger aufgezeich¬ net und danach zur Eingabe eines Codes ausgewählte Markie- rungen wieder gelöscht werden. Die Löschung der Markierun¬ gen erfolgt mit Heizelementen, die aus einer auf ein Sub¬ strat aufgetragenen Widerstandsschicht bestehen.
Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Qualität der Löschung durch einfache Mass- nah en zu verbessern und sicherzustellen, dass die Markie¬ rungen zwar ausreichend, zur Erzielung einer raschen Ar¬ beitsgeschwindigkeit und/oder zur optimalen Ausnutzung der zum ' Lös ' chen zur Verfügung stehenden Energie jedoch nicht unnötig stark ausgelöscht werden.
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Nachfolgend werden einige Ausführungsbeispiele der Erfin¬ dung anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 einen kartenförmigen Aufzeichnungs- träger,
Fig. 2 den Aufzeichnungsträger nach der
Fig. 1 in vergrösserter Schnittdar¬ stellung, Fig. 3 ein Codiergerät für Aufzeichnungs- träger gemäss der Fig. 1,
Fig. 4 Teile eines Codiergerätes, Fig. 5 ein Blockschaltbild des Codiergerätes, Fig. 6 ein Heizelement in vergrösserter Seitenansicht, Fig. 7 das Heizelement nach der Fig. 7 im
Schnitt und Fig. 8 Teile eines Löschkopfes mit einer Projektionslampe.
In der Fig. 1 bedeutet 1 einen kartenförmigen Aufzeich¬ nungsträger aus thermoplastischem Material, der eine Iden¬ titätskarte, eine Zutrittskarte, eine Kreditkarte, ein Wertpapier, ein Check, eine Fahrkarte, eine Geldersatz¬ karte usw. sein kann. Dieser Aufzeichnungsträger 1 besitzt eine Taktspur 2 mit vorteilhaft drei verschiedenen Arten - von optischen Taktmarkierungen 3, 4 und 5, die in zykli¬ scher Reihenfolge angeordnet sind. Ferner besitzt der Aufzeichnungsträger 1 eine zur Taktspur 2 parallele Daten¬ spur 6 mit optischen Markierungen 7, die vorerst lückenlos ineinander übergehen. Die tatsächlich nicht sichtbare Grenzlinie zwischen angrenzenden Markierungen 7 ergibt sich aus der geometrischen Anordnung der Taktmarkierungen 3, 4 und 5. Diese Taktmarkierungen und die Markierung 7 sind in den Aufzeichnungsträger 1 eingeprägt und unter- scheiden sich von der markierungsfreien Fläche des Auf¬ zeichnungsträgers 1 durch eine ' maschinell detektierbare charakteristische Modifikation einfallenden Lichtes durch
Beugung oder Brechung. Sie können demnach z.B. Beugungsgit¬ ter, Hologramme, Kinoforms, Fresnellinsen usw. sein.
Mit dem in der Fig. 3 dargestellten Codiergerät wird eine codierte Information in die Datenspur 6 eingegeben, indem ausgewählte Markierungen 7 1 thermisch gelöscht, d.h. unter Anwendung von Wärme so verändert werden, dass diese nicht mehr die gleiche charakteristische Modifikation einfallen¬ den Lichtes hervorrufen wie die unveränderten Markierun¬ gen 7.
Im dargestellten Beispiel besteht der Aufzeichnungsträger 1 gemäss der Fig. 2 aus einer thermoplastischen Träger¬ schicht 8 mit den eingeprägten Markierungen 7 in Form eines Phasenbeugungsgitters , aus einer dünnen Reflexions¬ schicht 9 und einer Deckschicht 10. Die Deckschicht 10 ist lichtundurchlässig und der Träger 8 für z.B. infra¬ rote Leselichtstrahlen durchlässig, für sichtbares Licht dagegen ebenfalls undurchlässig.
Das in der Fig. 3 dargestellte Codiergerät weist zum Vor¬ schub des AufZeichnungsträgers 1 eine Schraube 11 auf, die in einem Gerätegehäuse 12 drehbar gelagert und mit einem nicht dargestellten Antriebsmotor gekoppelt ist. Bei angetriebener Schraube 11 führt diese eine Kartenhal- terung 13 linear nach und bewegt dabei den in einen Auf¬ nahmeschlitz 14 eingeführten Aufzeichnungsträger 1 zwi¬ schen einem Lesekopf 15 und einem Löschkopf 16 hindurch. Die Kartenhaiterung 13 besitzt im Wirkungsbereich des Lesekopfes 15 und des Löschkopfes 16 Oeffnungen 17. Der Lesekopf 15 weist Lichtquellen 18, 19 und Lichtfühler 20 bis 24 auf, wobei die Lichtquelle 18 sowie die Lichtfühler 20, 21 der Datenspur 6 und die Lichtquelle 19 sowie die Lichtfühler. 22 bis 24 der Taktspür 2 zugeordnet sind. Jeder der Lichtfühler 22 bis 24 spricht auf eine der Takt¬ markierungen 3 bis 5 an. Eine ungelöschte Markierung 7
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erregt überwiegend den Lichtfühler 20 und eine gelöschte Markierung 7" überwiegend den Lichtfühler 21.
Die Fig. 4 zeigt ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel des Löschkopfes 16. Dieser enthält ein Heizelement 25 in Form eines Metallbügels, der P-förmig gebogen ist und dessen eines Ende durch ein Isolierstück 26 von seinem Mittelteil distanziert und mittels Nieten 27 aus Isolier¬ stoff an diesem befestigt ist. Die Löschpartie 28 des Heizelementes. 25 ist auf eine Breite abgesetzt, die etwa jener der Markierungen 7 entspricht. Das Heizelement 25 ist auf einer feststehenden Platte 29 drehbar gelagert und mittels einer Feder 30 vorgespannt, welche in der Arbeitsstellung des Heizelementes 25 während des Löschens einer Markierung 7 1 dafür sorgt, dass die Löschpartie ' 28 mit einem geringen vorbestimmten Druck auf der Deck¬ schicht 10 des Au Zeichnungsträgers 1 aufliegt. In der Ruhestellung des Heizelementes 25 wirkt die Kraft einer Feder 31 jener der Feder 30 entgegen und hebt über einen Solenoidanker 32 und eine Zugstange 33 das Heizelement 25 vom Aufzeichnungsträger 1 ab. Wird eine Solenoidspule 34 erregt, so gibt die Zugstange 33 das Heizelement 25 frei, das dann durch die Kraft der Feder 30 in die Arbeits¬ stellung schwenkt. Das Heizelement 25 ist an die Sekundär- Wicklung eines Transformators 35 angeschlossen, der einen Strom liefert, welcher das Heizelement 25 unmittelbar durchfliesst.
In der Fig. 4 ist auch die Anordnung der Lichtquellen 18, 19 und der Lichtfühler 20 bis 24 angedeutet, die sich auf der dem Löschkopf 16 abgewandten Seite des Aufzeich- nungsträgers 1,. d.h. auf der Seite der Trägerschicht 8 befinden.
Wie aus der Fig. 5 ersichtlich ist, sind jeweils zwei der
Lichtfühler 22 bis 24 an die beiden Eingänge eines Kompara- tors 36 bis 38 angeschlossen. Wandert beispielsweise eine
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Taktmarkierung 3 am Lesekopf 15 vorbei und folgt ihr eine Taktmarkierung 4, so wird beim Uebergang von der Taktmar¬ kierung 3 zur Taktmarkierung 4 das Signal des Lichtfühlers 22 kontinuierlich kleiner und jenes des Lichtfühlers 23 ' kontinuierlich grösser, das Ausgangssignal des Kompara- tors 36 dagegen ändert sprungartig.
Die Lichtfühler 20 und 21 sind mit einem Komparator 39 ver¬ bunden. Wird eine Markierung 7', die sich zwischen dem Lesekopf 15 und dem Löschkopf 16 befindet, gelöscht, so wird das Signal des Lichtfühlers 20 kleiner und jenes des Lichtfühlers 21 grösser. Das Ausgangssignal des Kompa- rators 39 ändert, sprungartig, sobald die thermische Einwir¬ kung eine als ausreichend zu betrachtende Löschung der Markierung 7' bewirkt hat.
Die Komparatoren 36 bis 39 sind an eine Steuereinrichtung 40 angeschlossen, welche die Signale dieser Komparatoren auswertet und den Löschkopf 16 sowie den in der Fig. 5 mit 41 bezeichneten Antriebsmotor steuert.
Die Steuereinrichtung 40 enthält ein nicht dargestelltes Eingabeglied. In dieses wird der Code eingegeben, der durch Löschen der Markierungen 7' auf den Aufzeichnungs- träger 1 aufgezeichnet werden soll. An den Transformator 35 wird eine Spannung gelegt, so dass das Heizelement 25 auf eine bestimmte Temperatur aufgeheizt wird. Die Steuereinrichtung 40 setzt den Antriebsmotor 41 in Betrieb und der in die Kartenhalterung 13 eingeführte Aufzeich- nungsträger 1 wird zwischen d em Lesekopf 15 und dem Lösch¬ kopf 16 hindurchgeführt. Ein Zähler in der Steuereinrich¬ tung 40 zählt anhand der Signale der Komparatoren 36 bis 38 die am Lesekopf 15 vorbeiwandernden Taktmarkierungen 3 bis 5..Ein Vergleichsglied der Steuereinrichtung 40 ver- gleicht den Zählerstand dieses Zählers mit dem in das Eingabeglied eingegebenen Code. Bei Uebereinstimmung,
d.h. wenn sich im Wirkungsbereich des Lesekopfes 15 und des Löschkopfes 16 eine Markierung 7 1 befindet, die ge¬ löscht werden soll, wird der Antriebsmotor 41 gestoppt und die Solenoidspule 34 erregt. Das Heizelement 25 geht in Arbeitsstellung, der Aufzeichnungsträger 1 wird in dem unter der Löschpartie 28 liegenden Bereich erwärmt und die Markierung 7 ' wird gelöscht, d.h. im beschriebenen Beispiel bildet sich die Reliefstruktur des eingeprägten Phasenbeugungsgitters zurück. Während des Löschvorgangs, der eine gewisse, von der Temperatur des Heizelementes 25, der Umgebungstemperatur und der Beschaffenheit des Auf¬ zeichnungsträgers 1 abhängige Zeit dauert, ist die aus der Lichtquelle 18, den Lichtfühlern 20, 21 und dem-Kompa- rator 39 bestehende Leseeinrichtung in Betrieb. Sobald die Ausgangsspannung des Komparators 39 einen vorbestimm¬ ten Pegel unterschreitet, die das Heizelement 25 berühren¬ de Markierung 7' also genügend gelöscht ist, unterbricht die Steuereinrichtung 40 die Stromzufuhr zur Solenoidspule 34, wodurch das Heizelement 25 vom Aufzeichnungsträger 1 abgehoben wird, und setzt den Antriebsmotor 41 wieder in Betrieb.
Die Vorteile der Erfindung sind nun leicht erkennbar. Der Löschvorgang wird nicht nach einer vorbestimmten Zeit- dauer, sondern sofort dann abgebrochen, wenn eine ausrei¬ chende Löschung der Markierung 7 1 erzielt worden ist. Dadurch wird eine ausreichende Löschung auch unter unter¬ schiedlichen Arbeitsbedingungen gewährleistet, eine über- mässige Löschung der zu löschenden Markierung 7 ' sowie eine unerwünschte Löschung angrenzender Markierungen 7 vermieden und je nach Anwendungsfall eine rasche Arbeits¬ geschwindigkeit und/oder eine optimale Ausnützung der zur Verfügung stehenden Energie erzielt. Die Anordnung des Löschkopfes 16 auf der einen und des Lesekopfes 15 auf der anderen Seite des Aufzeichnungsträgers 1 ermög¬ licht die gleichzeitige Löschung und Ueberwachung der Löschung mit einfachen Mitteln.
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Die beschriebene Abtastung und Zählung der Taktmarkierun¬ gen 3 bis 5_beim Aufsuchen der auszulöschenden Positionen auf der Datenspur 6 gestattet eine von den Längentoleran¬ zen des AufZeichnungsträgers 1 unabhängige, sehr genaue Positionierung des Löschkopfes 16 an der auszulöschenden Stelle. Weist .der Aufzeichnungsträger 1 keine Taktmarkie¬ rungen auf, so "kann z.B. die Vorderkante des AufZeichnungs- trägers oder die Vorderkante der Datenspur 6 als Orts¬ referenz zum Aufsuchen der auszulöschenden Positionen dienen. In diesem Fall dient zum Antrieb der Schraube 11 vorteilhaft ein Schrittmotor, der bei jedem Schritt die Kartenhaiterung 13 um einen konstanten Betrag fortbe¬ wegt, wobei eine bestimmte Anzahl Schritte einen Vorschub der Kartenhalterung 13 um eine dem Abstand der Markierun- gen 7 entsprechende Teilung ergibt. Dies gestattet, ohne Eingriffe in die Mechanik an einer der Steuereinrichtung 40 zugeordneten Wahleinrichtung die Anzahl der Schritte des Schrittmotors entsprechend dem Abstand der Markierun¬ gen 7 vorzuwählen und damit die Teilung jederzeit zu ändern, so dass mit dem gleichen Codiergerät Aufzeichnungs- träger verschiedener Teilung codiert werden können.
Um auch die Höhenpositionierung des Löschkopfes 16 und des Lesekopfes 15 bezüglich der Längskante des Aufzeich- nungsträgers 1 den jeweiligen Gegebenheiten anpassen zu können, ist die Tiefe des Aufnahmeschlitzes 14 (Fig. 4) vorteilhaft mittels einer auswechselbaren Einlage 42 änder¬ bar.
Der beschriebene Löschkopf 16, dessen Heizelement 25 beim Löschen auf den Aufzeichnungsträger 1 gedrückt und zur Unterbrechung des Löschvorganges von diesem abgehoben wird, gestattet eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit, erfor¬ dert jedoc-h verhältnismässig viel Energie.
Steht zum Auslöschen der Markierungen 7 1 nur eine geringe Energiemenge zur Verfügung, was z.B. bei Fernsprechappara-
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ten zutrifft, welche die Energie zum Löschen der Markierun¬ gen 7 1 aus der Teilnehmerschlaufe beziehen, so wird vor¬ teilhaft ein Löschkopf 43 gemäss den Fig. 6 und 7 verwen¬ det. Dieser enthält ein Heizelement 44 mit geringer Wärme- kapazität, dessen Stromzufuhr zur Unterbrechung des Lösch¬ vorgangs abschaltbar ist. Im dargestellten Beispiel be¬ steht das Heizelement 44 aus einer im Siebdruckverfahren hergestellten oder aufgedampften Widerstandsschicht, die auf einem Substrat 45 angeordnet und mit elektrischen Kontakten 46 versehen ist. Um den Energiekonsum klein zu halten, besteht das Substrat 45 aus einem schlecht wärmeleitenden Material, beispielsweise aus Glas oder einem keramischen Werkstoff. Ferner ist das Substrat 45 stumpfpyramidenförmig ausgebildet, damit sein thermischer Widerstand mit zunehmender Entfernung vom Heizelement 44 abnimmt und die in das Substrat fliessende Energie nach Beendigung des Löschvorgangs rasch abgeführt wird. Eine Aussparung 47 sorgt für eine einheitliche Wandstärke des Substrates 45 zur Vermeidung von Materialspannungen.
Je nach der Beschaffenheit der Deckschicht 10 (Fig. 2) des Aufzeichnungsträgers 1 werden mit einem auf dem Auf¬ zeichnungsträger aufliegenden Löschkopf oder mit einem berührungslosen, als Wärmestrahler wirkenden Löschkopf bessere Löschresultate erzielt. Die Fig. 8 zeigt einen berührungslosen Löschkopf 48 mit einer Projektionslampe 49, die als Wärmestrahler dient und im Abstand vom Auf¬ zeichnungsträger 1 angeordnet ist. Eine Blende 50 schirmt den Aufzeichnungsträger 1 mit Ausnahme des zu löschenden Bereiches von der Wärmestrahlung ab.
Vor dem Codieren des Aufzeichnungsträgers 1 wird die Pro¬ jektionslampe 49 auf Betriebstemperatur aufgeheizt, wobei die Wärmestrahlung auf die Kartenhalterung 13 fällt und wirkungslos bleibt. Danach wird der Antriebsmotor 41 ge¬ startet und der Aufzeichnungsträger 1 mit so hoher Ge¬ schwindigkeit vorgeschoben, dass die Wärmestrahlung in
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der Datenspur 6 keine merkbare Veränderung hervorruft. Sobald eine auszulöschende Position erreicht ist, wird der Antriebsmotor 41 gestoppt und die Wärmestrahlung be¬ wirkt die Löschung einer Markierung 7'. Nach genügender Löschung wird der Löschvorgang durch erneutes Einschalten des Antriebsmotors 41 abgebrochen.
Bei Aufzeichnungsträgern mit verhältnismässig tiefem Er¬ weichungspunkt kann es vorteilhaft sein, die Projektions- lampe 49 während des Vorschiebens des Aufzeichnungsträgers 1 mit reduzierter Spannung zu betreiben und die Spannung erst nach Erreichen einer Löschposition auf den Nennwert zu erhöhen.
Mit einem in der Fig. 8 nicht dargestellten optischen
Abbildungssystem kann der Wirkungsgrad der Löschung ver¬ bessert werden. Es ist auch möglich, anstelle der Projek- tionslampe 49 eine elektronische Blitzlampe als Wärmestrah¬ ler einzusetzen.
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