CN108602355A - 图像记录设备和图像记录方法 - Google Patents

Abstract

根据本发明，当在用于记录的对象中记录实心图像时，用于从激光发射单元——当从其一侧计数时其是奇数的——发射激光束的激光发射定时，和用于从偶数激光发射单元发射激光束的激光发射定时在与用于记录的对象的相对移动方向正交的方向中彼此不同。调整激光功率或激光照射定时，以便借助激光照射而记录在用于记录的对象中的图像点与所有相邻的图像点重叠。

Description

图像记录设备和图像记录方法

技术领域

本发明涉及图像记录装置和图像记录方法。

背景技术

存在常规已知的图像记录装置，其使用激光照射记录对象以加热记录对象，以便于在记录对象上记录可视图像。

作为上面描述的图像记录装置，例如，专利文献1公开了包括激光照射装置比如激光器阵列的图像记录装置，在该激光器阵列中，以阵列布置多个半导体激光器——其是激光发射元件——并且从各自的半导体激光器输出的激光以预定的方向被发射至不同的位置。

发明内容

技术问题

不幸地，专利文献1中公开的图像记录装置具有如下问题：当在记录对象上记录实心图像时，在实心图像上出现白点(void)，实心图像具有其图像浓度低的区域，或在记录对象上出现燃烧(burning)。另外，存在如下问题：当在记录对象上记录的图像的分辨率或图像记录装置和记录对象之间的距离存在变化时，图像浓度降低。

已经考虑上文完成本发明，并且其具有提供图像记录装置和图像记录方法的目标，该目标使得可能防止实心图像上的白点，防止出现其图像浓度低的区域或燃烧记录对象，提高在记录对象上记录的图像的分辨率，并且防止由于图像记录装置和记录对象之间的距离变化造成的图像浓度降低。

问题解决方案

为了解决常规问题和实现目标，本发明包括：激光照射装置，其以预定方向发射从多个激光发射元件输出的激光至不同的位置；和图像记录单元，其控制激光照射装置使用激光照射以与预定方向不同的方向相对于激光照射装置移动的记录对象，以便于加热记录对象、形成图像点和记录图像，其中图像记录单元控制激光照射装置，实施记录以便图像点——在与记录对象的相对移动方向垂直的方向上的不同位置处并行(alongside)记录的——中的至少一个以相对移动方向相对于其它图像点偏移、和在记录对象上记录实心图像以便图像点与所有相邻的图像点部分地重叠。

发明有益效果

根据本发明的图像记录装置具有优势，以便可能防止实心图像上的白点，防止出现其图像浓度低的区域或燃烧记录对象，提高在记录对象上记录的图像的分辨率，并且防止由于图像记录装置和记录对象之间的距离变化造成的图像浓度降低。

附图说明

图1是根据实施方式的图像记录系统的示意性透视图；

图2是图解记录装置的配置的示意性透视图；

图3-1是光纤的放大示意图；

图3-2是阵列头(array head)的周围的放大视图；

图4-1是图解阵列头的布置的实例的图；

图4-2是图解阵列头的布置的实例的图；

图4-3是图解阵列头的布置的实例的图；

图4-4是图解阵列头的布置的实例的图；

图4-5是图解阵列头的布置的实例的图；

图5是图解图像记录系统中电路的一部分的框图；

图6-1是图解在记录对象上记录实心图像的图；

图6-2是图解在记录对象上记录实心图像的图；

图6-3是图解在记录对象上记录实心图像的图；

图7-1是图解根据修改1的图像记录系统的实例的图；

图7-2是图解根据修改1的图像记录系统的实例的图；和

图8是图解形成实心图像以便图像点在X轴方向上不与相邻的图像点重叠的图。

具体实施方式

下面给出了应用本发明的图像记录装置的实施方式的说明。图像记录装置使用激光照射记录对象以实施图像记录。

对图像不存在具体限制，只要其是可视信息，并且其取决于目标是可适当选择的。图像包括，例如，文本、符号、线条、图形、实心图像或其组合，或二维码比如条形码或QR码(注册商标)。

另外，对记录对象图像不存在具体限制，只要其通过使用激光是可记录的，并且其取决于目标是可适当选择的。可以使用任何记录对象，只要其吸收光并且将光转化为热，以便于形成图像，并且其包括例如金属上雕刻的标志。而且，记录对象包括例如热记录介质或包括热记录部分的结构。

热记录介质包括基底、基底上的图像记录层和——如果需要的话——其它层。每层可以具有单层结构或层压结构，或者其就可以被提供在基底的另一侧上。

[图像记录层]

图像记录层包含无色染料、显色剂和——如果需要的话——其它组分。

对无色染料不存在具体限制，并且其取决于目标可适当选自热记录材料中通常使用的无色染料；例如，优选地使用三苯基甲烷系列、荧烷(fluoran)系列、吩噻嗪系列、金胺系列、螺吡喃系列、吲哚酮苯酞系列等的染料的无色化合物。

作为显色剂，在与无色染料接触之后产生颜色的多种受电子化合物、氧化剂等是适用的。

其它化合物包括粘合剂树脂、光热材料、热熔融物质、抗氧化剂、光稳定剂、表面活性剂、润滑剂、填充材料等。

[基底]

对基底关于其形状、结构、大小等不存在具体限制，并且其取决于目标是可适当选择的；形状包括例如平板状形状，结构可以是单层结构或层压结构，并且大小依据热记录介质的大小等是可适当选择的。

[其它层]

其它层包括光热层、保护层、下层、紫外吸收层、氧隔绝层、中间层、背层、粘合剂层、上胶层等。

热记录介质可以取决于其用途应用被加工为期望的形状。该形状包括例如卡片状形状、标牌状形状、标签状形状、片状形状或卷形状。

加工为卡片状形状的热记录介质包括例如预付卡、折扣卡或信用卡。加工为大小小于卡片的标牌状形状的热记录介质可以被用作价格标牌等。另外，加工为大小大于卡片的标牌状形状的热记录介质可用于过程管理、装运说明、票据等。由于类似标签加工的热记录介质是粘合剂，其被加工为多种大小，使得其可以被附着至重复使用的车厢、包装、盒、容器等，并且可用于过程管理、产品管理等。而且，类似大小大于卡片的片材加工的热记录介质可用作通用文件、过程管理说明等，这是由于存在较宽的用于记录图像的区域。

结构中包括的热记录部分包括例如标签状热记录介质被附着至结构的表面的部分或热记录材料被施加至结构的表面的部分。另外，对包括热记录部分的结构不存在具体限制，只要热记录部分被提供在结构的表面上，并且其取决于目标是可适当选择的。包括热记录部分的结构包括例如多种产品比如塑料袋、PET瓶或罐，运输箱比如纸板盒或容器，过程中的产品(product in process)，或工业产品。

例如，下面给出了在包括热记录部分——其是记录对象，例如，具有附着至其的热记录标签的运输容器——的结构上记录图像的图像记录装置的说明。

图1是图像记录系统100——其是根据实施方式的图像记录装置——的示意性透视图。在下列说明中，运输容器C的输送方向是X轴方向，垂直方向是Z轴方向，并且与输送方向和垂直方向垂直的方向是Y轴方向。

如下面详细描述的，图像记录系统100使用激光照射附着至运输容器C的作为记录对象的热记录标签RL以记录图像。

如图1中图解的，图像记录系统100包括作为记录目标输送器单元的输送器装置10、记录装置14、系统控制装置18、读取装置15、屏蔽罩11等。

记录装置14使用激光照射热记录标签RL以在记录对象上记录图像，其是可视图像。记录装置14位于输送器装置10的Y侧上，即，输送路径的Y侧上。

屏蔽罩11屏蔽由记录装置14发射的激光以减少激光的漫射，并且其表面涂覆有黑色明矾石。在屏蔽罩11与记录装置14相对的区域上形成用于经过激光的开口区段11a。另外，虽然输送器装置10是根据本实施方式的输送辊，但是它可以是输送带。

系统控制装置18被连接至输送器装置10、记录装置14、读取装置15等，并且其进行图像记录系统100的总体控制。另外，如稍后描述的，读取装置15读取在记录对象上记录的代码图像比如条形码或QR码。系统控制装置18基于读取装置15读取的信息检查图像是否被正确地记录。

在此，给出了附着至的容器C的热记录标签RL的说明。热记录标签RL是热记录介质，并且通过使用热改变色调来记录图像。根据本实施方式，虽然用于实施一次图像记录的热记录介质被用作热记录标签RL，但是使得能够记录多次的热可逆记录介质可以被用作热记录标签RL。

根据本实施方式的用于热记录标签RL的热记录介质包括吸收激光和将其转化为热的材料(光热材料)；和具有由于热造成的色相、反射比等改变的材料。

光热材料可以被宽泛地分为无机材料和有机材料。无机材料至少包括，例如，炭黑，金属硼化物，和金属氧化物比如Ge、Bi、In、Te、Se或Cr的任何颗粒。无机材料优选地是在近红外波长区域高度吸收光和在可见范围波长区域较少吸收光的材料，并且优选地是上面描述的金属硼化物和金属氧化物。无机材料优选地是选自如下的至少一种类型：例如，六硼化物、钨氧化物化合物、锑锡氧化物(ATO)、铟锡氧化物(ITO)和锑酸锌。

上面描述的六硼化物包括，例如，LaB₆、CeB₆、PrB₆、NdB₆、GdB₆、TbB₆、DyB₆、HoB₆、YB₆、SmB₆、EuB₆、ErB₆、TmB₆、YbB₆、LuB₆、SrB₆、CaB₆或(La,Ce)B₆。

上面描述的钨氧化物化合物包括例如国际公布小册号2005/037932，日本特开专利公布号2005-187323等中公开的由通式：WyOz(在此，W是钨，O是氧，并且2.2≤z/y≤2.999)表示的钨氧化物的细颗粒；由通式：MxWyOz(在此，M是一种或多种类型的元素，其选自H、He、碱金属、碱土金属、稀土元素、Mg、Zr、Cr、Mn、Fe、Ru、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Al、Ga、In、Tl、Si、Ge、Sn、Pb、Sb、B、F、P、S、Se、Br、Te、Ti、Nb、V、Mo、Ta、Re、Be、Hf、Os、Bi和I，W是钨，O是氧，并且0.001≤x/y≤1，2.2≤z/y≤3.0)表示的复合钨氧化物的细颗粒；等。

在它们之中，作为上面描述的钨氧化物化合物，在近红外区域高吸收和在不可见区域低吸收方面，含铯的钨氧化物是特别优选的。

另外，在上面描述的锑锡氧化物(ATO)、上面描述的铟锡氧化物(ITO)、和上面描述的锑酸锌之中，在近红外区域高吸收和在不可见区域低吸收方面，ITO是特别优选的，如同上面描述的钨氧化物化合物。它们通过真空气相沉积方法或通过附着颗粒材料与树脂等形成为层。

作为上面描述的有机材料，可以依据待吸收的光波长适当地使用多种染料，并且当半导体激光器被用作光源时，使用在600nm至1,200nm附近具有吸收峰的近红外吸收染料。具体地，上面描述的有机材料包括菁染料、基于醌的染料、吲哚萘酚的喹啉衍生物、基于苯二胺的镍络合物、基于酞菁的染料等。

作为上面描述的光热材料，可以单独使用一种类型，或可以组合使用两种或更多种类型。另外，光热材料可以被提供在图像记录层中或可以被提供在非图像记录层中。当光热材料被用于非图像记录层时，优选地邻近热可逆记录层提供光热层。

光热层包括至少上面描述的光热材料和粘合剂树脂。

作为具有由于热造成的色相、反射比等改变的材料，例如，可以使用已知的材料，比如用于常规的热感纸的供电子染料前体和受电子显色剂的组合。另外，具有由于热造成的色相、反射比等改变的材料包括如此材料，其具有改变比如热和光的复合反应，例如，依据由于加热基于联乙炔的化合物和照射紫外光造成的固相聚合的变色反应。

图2是图解记录装置14的配置的示意性透视图。根据本实施方式，作为记录装置14，使用纤维阵列记录装置，其通过使用纤维阵列记录图像，在该纤维阵列中，以与副扫描方向(X轴方向)——其是为记录对象的容器C的移动方向——垂直的主扫描方向(Z轴方向)以阵列布置光纤激光输出部分。纤维阵列记录装置经由纤维阵列使用从激光发射元件输出的激光照射记录对象，从而以绘图单元(unit of drawing)记录图像。具体地，记录装置14包括激光器阵列单元14a、纤维阵列单元14b和光学单元43。激光器阵列单元14a包括以阵列布置的多个激光发射元件41；冷却激光发射元件41的冷却单元50；对应于激光发射元件41提供并且驱动对应的激光发射元件41的致动驱动器45；和控制致动驱动器45的控制器46。控制器46被连接至给激光发射元件41供应电力的电源48；和图像信息输出单元47，比如个人电脑，其输出图像信息。

激光发射元件41取决于目标是可适当选择的，并且可以使用例如半导体激光器、固态激光器、染料激光器等。在它们之中，激光发射元件41优选地是半导体激光器，这是因为其具有宽波长选择性，其是小尺寸的，使得可能减小装置的大小，并且可以降低成本。

另外，对从激光发射元件41输出的激光的波长不存在具体限制，并且其取决于目标是可适当选择的；然而，其优选地是700nm至2000nm，并且更优选地780nm至1600nm。

利用作为输出单元的激光发射元件41，施加的所有能量不被全部转化为激光。通常，利用激光发射元件41，未被转化为激光的能量被转化为热，使得生成热。因此，冷却单元50，其是冷却激光发射元件41的冷却单元。另外，根据本实施方式，记录装置14使用纤维阵列单元14b，使得激光发射元件41中的每个可以彼此间隔定位。因而，可以降低来自相邻的激光发射元件41的热影响，并且激光发射元件41可以被高效地冷却，由此可以防止激光发射元件41的温度增加或波动，可以减小激光的输出波动，并且可以针对不均匀的浓度和白点做出改进。

在此，激光的输出是由功率计测量的平均输出。存在两种类型的用于控制激光输出的方法：用于控制峰值功率的方法和用于控制脉冲发射比(占空(duty)：激光发射时间/周期时间)的方法。

冷却单元50是用于循环冷却剂以冷却激光发射元件41的液体冷却系统，并且它包括热接收单元51，其中冷却剂从激光发射元件41中的每个接收热；和热释放单元52，其从冷却剂释放热。热接收单元51和热释放单元52与冷却管道53a、53b连接。热接收单元51被提供有冷却管，其由具有期望的热导率的材料制成以便使冷却剂在由具有期望的热导率的材料制成的底座(chassis)内流动。在热接收单元51上以阵列布置激光发射元件41。

热释放单元52包括散热器和用于循环冷却剂的泵。在冷却剂通过泵在热释放单元52中递送后，它穿过冷却管道53a并且流入热接收单元51。然后，它移动通过热接收单元51内的冷却管，同时从在热接收单元51上布置的激光发射元件41释放热以冷却激光发射元件41。在流出热接收单元51后，具有由于从激光发射元件41释放的热造成的增加的温度的冷却剂在冷却管道53b内移动并且流入热释放单元52中的散热器，使得它通过散热器冷却。通过散热器冷却的冷却剂通过泵被再次递送至热接收单元51。

纤维阵列单元14b包括阵列头44——其支撑对应于激光发射元件41提供的光纤42——和在垂直方向(Z轴方向)上的阵列中的光纤42的激光输出部分42a(参见图3-2)的周围。光纤42中的每个的激光入射部分被附着至对应的激光发射元件41的激光输出表面。

图3-1是光纤42的放大示意图，并且图3-2是阵列头44的周围的放大视图。

光纤42是用于从激光发射元件41输出的激光的光波导管。对光纤42的形状、大小(直径)、材料、结构等不存在具体限制，并且其取决于目标是可适当选择的。

优选地，光纤42的大小(直径d1)等于或大于15μm并且等于或小于1000μm。当光纤42的直径d1等于或大于15μm并且等于或小于1000μm时，在图像清晰度方面是有利的。根据本实施方式，直径为125μm的光纤被用作光纤42。

另外，对光纤42的材料不存在具体限制，并且其取决于目标是可适当选择的；包括例如玻璃、树脂、石英等。

光纤42的结构优选地是包括如下的结构：在激光通过的中心处的芯部分；和提供在芯部分的外圆周上的包覆层。

对芯部分的直径d2不存在具体限制，并且其取决于目标是可适当选择的；然而，优选地等于或大于10μm并且等于或小于500μm。根据本实施方式，使用具有直径d2为105μm的芯部分的光纤。另外，对芯部分的材料不存在具体限制，并且其取决于目标是可适当选择的；包括例如掺杂锗或磷的玻璃等。

对包覆层的平均厚度不存在具体限制，并且其取决于目标是可适当选择的；然而，优选地等于或大于10μm并且等于或小于250μm。对包覆层的材料不存在具体限制，并且其取决于目标是可适当选择的。包覆层的材料包括，例如，掺杂硼或氟的玻璃。

如图3-2中图解的，阵列头44支撑阵列中的光纤42的激光输出部分42a的周围，以便各自的光纤42中激光输出部分42a之间的节距是127μm。在记录装置14中，激光输出部分42a之间的节距是127μm，使得分辨率为200dpi的图像是可记录的。

当单个阵列头44持有所有光纤42时，阵列头44是细长的并且可能变形。结果，利用单个阵列头44，难以保持束阵列(beam array)的线性度和束节距的均匀性。出于此原因，阵列头44持有100至200个光纤42。此外，在记录装置14中，优选地，以Z轴方向——其是与容器C的输送方向垂直的方向——并行地布置每个持有100至200个光纤42的阵列头44。根据本实施方式，以Z轴方向布置100个阵列头44。

图4-1至图4-5是图解阵列头44的布置的实例的图。图4-1是记录装置14中在Z轴方向以阵列布置的纤维阵列单元14b的阵列头44的实例。图4-2是记录装置14中以之字形布置的纤维阵列单元14b的阵列头44的实例。在组装方面，如图4-2中图解的以之字形布置的阵列头44与如图4-1中图解的在Z轴方向线性布置的阵列头44相比是更优选的。

另外，常规地，依据记录对象上激光照射的节距距离确定记录的图像的分辨率。相反地，在记录装置14的情况下，依据光纤42的纤维直径确定节距距离。出于此原因，当由光纤42中的每个发射的激光被聚焦在附着至运输容器C的作为记录对象的热记录标签RL上时，光纤42的节距是图像的分辨率。在此情况下，光纤42的纤维直径较小，高输出是更困难的；因此，目标是实现高分辨率和高速记录二者，这取决于激光输出。

图4-3是记录装置14中的纤维阵列单元14b的阵列头44在X轴方向上倾斜布置的实例。通过如图4-3中图解的布置阵列头44，在Z轴方向上光纤42之间的节距P可以比图4-1或图4-2中图解的节距P更窄，由此可以实现分辨率的增加。

另外，图4-4是如下实例，其中以副扫描方向(X轴方向)提供两组阵列头——以之字形布置的记录装置14中的纤维阵列单元14b的阵列头44，并且阵列头组中的一组关于阵列头组中的另一组在主扫描方向(Z轴方向)中偏移阵列头44中的光纤42的阵列节距的一半。通过如图4-4中图解的布置阵列头44，光纤42在Z轴方向上的节距P可以比图4-1或图4-2中图解的布置中的节距P更窄，由此可以实现分辨率的增加。

另外，在系统控制装置18的控制下，根据本实施方式的记录装置14以与附着至运输容器C的作为记录对象的热记录标签RL的扫描方向垂直的方向传输和记录图像信息。因此，如果在以垂直方向扫描热记录标签RL和传输图像信息的定时(timing)中存在差异，则记录装置14在存储器中存储图像信息，并且因此存储的图像量增加。在此情况下，与图4-2中图解的阵列头44的布置的实例相比，使用图4-4中图解的阵列头44的布置的实例可以减少系统控制装置18的存储器中存储的信息量。

另外，图4-5是图4-4中图解的两组阵列头——其中以之字形布置阵列头44——被层压为单个阵列头组的实例。可以容易地制造层压为单个阵列头组的阵列头44代替两个阵列头组，并且可以实现分辨率的增加。此外，与图4-4中图解的阵列头44的布置的实例相比，使用图4-5中图解的阵列头44的布置的实例，可以减少系统控制装置18的存储器中存储的信息量。

另外，如上面描述的图2中图解的，光学单元43包括准直透镜43a，其将从光纤42中的每个输出的为发散光的激光转换为平行光；和聚光透镜43b，其将激光聚焦在热记录标签RL的表面上，该表面为激光照射表面。另外，取决于目的，可适当选择是否提供光学单元43。

根据常用方法，使用从阵列头44的光纤42中的每个输出的激光，通过光学单元43将图像以1:1转印至附着至运输容器C的作为记录对象的热记录标签RL上。另外，利用此方法，依据从阵列头44中的光纤42中的每个输出的激光的展开角度(NA)，激光被聚焦和发射至附着至运输容器C的作为记录对象的热记录标签RL。因此，热记录标签RL的会聚角度(condensing angle)与激光的会聚角度(NA)相同。因此，当从阵列头44中的光纤42中的每个输出的激光的会聚角度(NA)大时，焦点深度小；因此，当记录装置14和热记录标签RL之间的距离由于作为记录对象的热记录标签RL的改变而改变时，存在图像浓度降低的问题。

因此，通过使用图4-2、图4-3或图4-4中图解的纤维阵列单元14b(纤维激光器阵列光源)，分辨率可以加倍，使得图像可以通过光学单元43以1:2被转印至作为记录对象的热记录标签RL上。因而，入射在作为记录对象的热记录标签RL上的展开角度可以加倍，同时保持分辨率，并且因此焦点深度变得更大，并且可以防止由于记录装置14和作为记录对象的热记录标签RL之间的距离改变造成的图像浓度降低。

图像信息输出单元47，比如个人电脑，将图像数据输入至控制器46。控制器46基于输入的图像数据生成用于驱动致动驱动器45中的每个的驱动信号。控制器46将生成的驱动信号传输至致动驱动器45中的每个。具体地，控制器46包括时钟发生器。当通过时钟发生器生成的时钟数目变为预定的时钟数目时，控制器46将用于驱动致动驱动器45中的每个的驱动信号传输至致动驱动器45中的每个。

当接收驱动信号时，致动驱动器45中的每个驱动对应的激光发射元件41。激光发射元件41依据致动驱动器45的驱动发射激光。由激光发射元件41发射的激光进入对应的光纤42，以从光纤42的激光输出部分42a输出。在从光纤42的激光输出部分42a输出后，激光穿过光学单元43中的准直透镜43a和聚光透镜43b并且然后被发射至容器C上的作为记录对象的热记录标签RL的表面。使用激光照射热记录标签RL的表面并且进行加热，使得在热记录标签RL的表面上记录图像。

当使用检流计反射镜使激光偏转并且在记录对象上记录图像的一种装置被用作记录装置时，使用发射的激光记录图像比如字符，如同它依据检流计反射镜的旋转使用单次行程(single stroke)写入一样。因此，存在如下问题：当在记录对象上记录一定量的信息时，记录被延迟，除非停止记录对象输送。相反地，利用根据本实施方式的激光器阵列——其中如在记录装置14中，以阵列布置激光发射元件41，通过控制对应于每个像素的激光发射元件41接通/断开，图像在记录对象上是可记录的。因而，即使信息量大，图像可以被记录在记录对象上而无需停止容器C输送。因而，利用根据本实施方式的记录装置14，即使当许多信息被记录在记录对象上时，图像是可记录的而不降低生产率。

如稍后描述的，根据本实施方式的记录装置14发射激光以加热记录对象，以便在记录对象上记录图像；因此，使用的激光发射元件41需要具有一些程度的高输出。因此，由激光发射元件41生成大量的热。在不包括纤维阵列单元14b的常规激光器阵列记录装置中，需要以具有对应于分辨率的间隔的阵列布置激光发射元件41。因此，在常规激光器阵列记录装置中，以极小的节距布置激光发射元件41以获得200dpi的分辨率。结果，在常规激光器阵列记录装置的情况下，热不可能从激光发射元件41释放，并且激光发射元件41的温度增加。在常规激光器阵列记录装置的情况下，当激光发射元件41的温度高时，激光发射元件41的波长或光学输出波动；因而，难以将记录对象加热至规定温度，并且难以获得期望的图像。另外，在常规激光器阵列记录装置的情况下，为了防止上述激光发射元件41的温度增加，必须通过降低记录对象的输送速率来在激光发射元件41之间具有发射间隔，并且因此难以充分地提高生产率。

典型地，冷却单元通常使用冷却器系统，并且在此系统中，仅实施冷却而不加热。因此，虽然光源的温度不高于冷却器的设定温度，冷却单元50和激光发射元件41——其是接触的激光源——的温度由于环境温度而波动。另外，当半导体激光器被用作激光发射元件41时，出现如下现象：激光输出依据激光发射元件41的温度改变(当激光发射元件41的温度低时，激光输出增加)。为了控制激光输出，优选地测量温度激光发射元件41的温度或冷却单元50的温度，依据测量结果控制至致动驱动器45的输入信号以控制激光输出，以便激光输出是恒定的，并且形成适当的图像。

相反地，根据本实施方式的记录装置14是使用纤维阵列单元14b的纤维阵列记录装置。由于使用纤维阵列记录装置，纤维阵列单元14b的激光输出部分42a需要以对应于分辨率的节距进行布置，并且激光器阵列单元14a中的激光发射元件41之间的节距不需要是对应于图像分辨率的节距。因而，在根据本实施方式的记录装置14的情况下，激光发射元件41之间的节距可以是足够宽的以充分地释放激光发射元件41的热。因而，根据本实施方式的记录装置14使得可能防止激光发射元件41的高温并且防止激光发射元件41的波长或光学输出的波动。结果，根据本实施方式的记录装置14允许期望的图像被记录在记录对象上。另外，即使激光发射元件41的发射间隔短，仍可以防止激光发射元件41的温度增加，仍可以增加容器C的输送速度，并且仍可以提高生产率。

另外，在根据本实施方式的记录装置14中，提供冷却单元50以使用液体冷却激光发射元件41，由此可以进一步防止激光发射元件41的温度增加。结果，根据本实施方式的记录装置14进一步使得如下成为可能：短的激光发射元件41的发射间隔、容器的输送速度增加和生产率提高。虽然根据本实施方式的记录装置14使用液体冷却激光发射元件41，但是冷却扇等可用于使用空气冷却激光发射元件41。使用液体冷却的优势在于冷却效率高并且可以以期望的方式冷却激光发射元件41。相反地，使用空气冷却的优势在于可以以低成本冷却激光发射元件41，尽管冷却效率较低。

图5是图解图像记录系统100中的电路的一部分的框图。在附图中，系统控制装置18包括CPU、RAM、ROM、非易失性存储器等，并且它控制图像记录系统100中多种装置的驱动和执行多种类型的算法处理。系统控制装置18被连接至输送器装置10、记录装置14、读取装置15、操作面板181、图像信息输出单元47等。

操作面板181包括触摸面板显示器和多个按键，并且它依据操作者的按键操作在显示器上呈现图像和接收多种类型的信息输入。

如图5中图解的，CPU依据在ROM等中存储的程序操作，使得系统控制装置18起到图像记录单元的作用。起到图像记录单元的作用的系统控制装置18控制记录装置14和使用激光照射记录对象——其相对于记录装置14以与预定方向不同的方向移动——以加热记录对象，从而形成图像点来记录图像。

接着，参考图1说明图像记录系统100的操作的实例。首先，操作者将载荷的容器C放置在输送器装置10上。操作者将容器C放置在输送器装置10上，以便具有使附着至其的热记录标签RL的容器C的主体的侧表面位于Y侧上，即，侧表面与记录装置14相对。

在操作者操作操作面板181以开始系统控制装置18后，操作面板181将输送开始信号传输至系统控制装置18。在接收输送开始信号后，系统控制装置18开始驱动输送器装置10。然后，通过输送器装置10朝向记录装置14输送放置在输送器装置10上的容器C。容器C的输送速度是例如2m/sec。

在关于记录装置14的输送方向上，在容器C的上游侧上提供检测在输送器装置10上输送的容器C的传感器。在传感器检测到容器C后，传感器将检测信号传输至系统控制装置18。系统控制装置18包括计时器。当从传感器接收到检测信号后，系统控制装置18通过使用计时器开始计时。然后，基于从检测信号的接收定时经过的时间，系统控制装置18确定容器C到达记录装置14的时间。

当从检测信号的接收定时经过的时间是T1并且容器C到达记录装置14时，系统控制装置18将记录开始信号输出至记录装置14以在经过记录装置14的附着至容器C的热记录标签RL上记录图像。

在接收记录开始信号后，基于从图像信息输出单元47接收的图像信息，记录装置14使用激光以预定的功率照射相对于记录装置14移动的容器C上的热记录标签RL。因而，以非接触的方式在热记录标签RL上记录图像。

热记录标签RL上记录的图像(从图像信息输出单元47传输的图像信息)包括，例如，关于容器C中包含的事物的细节的信息或运送地址的文本图像或代码图像，比如条形码或二维码，其通过编码关于容器C中包含的事物的细节的信息或运送地址获得。

在图像在容器C经过记录装置14时被记录在容器C上后，它经过读取装置15。在此，读取装置15读取热记录标签RL上记录的代码图像比如条形码或二维码，从而获取信息比如容器C中包含的事物的细节或关于运送地址的信息。系统控制装置18将从代码图像获取的信息与从图像信息输出单元47传输的图像信息进行比较，以检查图像是否被适当地记录。当图像被适当地记录时，系统控制装置18使用输送器装置10将容器C输送至后续过程(例如，递送制备过程)。

相反地，当图像没有被适当地记录时，系统控制装置18暂时停止输送器装置10和引起操作面板181呈现图像没有被适当地记录的消息。另外，当图像没有被适当地记录时，系统控制装置18可以将容器C输送至规定的递送终点。

图6-1至图6-3是图解在记录对象上记录实心图像的图。图6-1是图解实心图像形成的实例的图，其中激光以相同的定时从激光发射元件41中的每个输出。图6-2和图6-3是图解实心图像形成的实例的图，其中对应于奇数光纤42——沿着Z轴方向从一侧计数——的激光发射元件41的激光输出定时不同于对应于偶数光纤42的激光发射元件41的激光输出定时。图6-2是实心图像形成的实例，其中对应于偶数光纤42的激光发射元件41的激光输出定时延迟图像点G的副扫描方向(X轴方向)节距D1的一半(D1/2)。图6-3是实心图像形成的实例，其中对应于偶数光纤42的激光发射元件41的激光输出定时延迟图像点G的副扫描方向(X轴方向)节距D2的大约三分之一(0.3D2)。在此，实心图像指的是图像点G——等于或多于两个点——在Z轴方向和X轴方向二者中连续的图像。

当形成实心图像，以便图像点G不与X轴方向上相邻的图像点重叠时，在实心图像中存在白点。因此，当形成实心图像以防止白点时，图像点G需要被记录在记录对象上，以便它与所有相邻的图像点G重叠。如由图6-1和图6-2之间的比较理解的，如果图像点G与所有相邻的图像点重叠以防止白点，则当激光以相同的定时从激光发射元件41中的每个输出时，图像点G重叠的区域G2较宽。图像点G彼此重叠的区域G2是由于激光的照射而接收过量热能的区域。接收这样的过量热能有时引起记录对象的记录浓度降低和记录对象的燃烧。

图6-1中图像点G彼此重叠的区域G2比图6-2和图6-3中的那些更宽。因此，当使用相同输出定时的来自激光发射元件41中的每个的激光形成实心图像时，与其中奇数和偶数激光输出定时与图6-2中图解的不同的情况相比，存在记录浓度降低或记录对象的燃烧。

如图6-2或图6-3中图解的，由于来自奇数和偶数激光发射元件41的激光的输出定时之间的差异，相邻的图像点的数目增加，最大为6；然而，图像点G彼此重叠的区域G2较窄。这导致防止在图像点G重叠的区域G2处记录浓度降低或燃烧并且阻抑实心图像中的白点。

可以基于图像点G的大小或图像点G在Z轴方向上的节距P适当地确定奇数激光发射元件41的激光输出定时和偶数激光发射元件41的激光输出定时之间的偏移量。然而，如图6-2中图解的，对于使用来自奇数激光发射元件41的激光记录图像点G和使用来自偶数激光发射元件41的激光记录的图像点G设定至少相同的副扫描方向(X轴方向)节距，并且对于副扫描方向节距，相位偏移大约1/2的偶数和奇数的节距，由此图像点重叠的区域可以最小，并且可以防止白点。

接着，说明由申请人实施的验证实验。

[实施例1]

根据实施例1，对应于偶数光纤42——沿着Z轴方向从一侧计数——的激光发射元件41的激光输出定时关于对应于奇数光纤42的激光发射元件41的激光输出定时在副扫描方向上偏移0.3个节距，使得如图6-3中图解的，记录实心图像。32个持有光纤42(纤维芯直径是105μm，纤维直径是125μm，并且输出激光的展开角度(NA)是0.11)的阵列头44构成记录装置14中的纤维阵列单元14b(纤维激光器阵列光源)。另外，通过使用作为光学单元43的透镜系统实施实验，该透镜系统使用从阵列头44中各自的光纤42输出的激光将图像以1:1转印在附着至运输容器C上的作为记录对象的热记录标签RL上。

设定各自的光纤42的激光输出部分42a以便在主扫描(Z轴)方向上的点节距是127μm并且在副扫描(X轴)方向上的点节距是140μm。

另外，设定转印至附着至运输容器C的作为记录对象的热记录标签RL上的图像点G的大小，以便在Z轴方向上的长度R1是150μm并且在X轴方向上的长度R2是185μm。具体地，通过微型数字仪表测量图像点G——其被记录在附着至运输容器C的作为记录对象的热记录标签RL上——在Z轴方向上的长度R1和在X轴方向上的长度R2，并且依据测量结果，调整激光发射元件41的激光功率和激光照射时间，以便R1＝150μm和R2＝185μm。在此，计算最大和最小图像浓度的平均值，并且具有平均值的图像的轮廓区域被测定和测量为图像点G。

[实施例2]

实施例2与实施例1相同，除如下以外：对应于奇数光纤42——沿着Z轴方向从一侧计数——的激光发射元件41的激光输出定时和对应于偶数光纤42的激光发射元件41的激光输出定时在副扫描方向上偏移0.5个节距(75μm)，并且如图6-2中图解的记录实心图像。

[比较实施例1]

比较实施例1与实施例1相同，除如下以外：激光发射元件41中的每个的激光输出定时是相同的定时，并且记录图6-1中图解的上述实心图像。视觉检查根据上述实施例1和2以及比较实施例1记录的实心图像。当没有鉴别到白点时，设定为“o”，当白点不显著时为“Δ”，并且当白点显著时为“×”。另外，当在记录对象上没有鉴别到燃烧时，设定为“o”，当燃烧不显著时为“Δ”，并且当燃烧显著时为“×”。表1中说明了这些结果。

表1

	白点	燃烧
			实施例1	O	Δ
实施例2	O	O
			比较实施例1	O	×

根据比较实施例1，虽然没有鉴别到白点，但是在附着至运输容器C的作为记录对象的热记录标签RL上存在具有局部燃烧或降低浓度的显著区域。

相反地，根据实施例1和2，在实心图像中没有鉴别到白点，并且在附着至运输容器C的为记录对象的热记录标签RL上具有燃烧或降低的浓度的区域不显著或不被视觉鉴别到。

另外，根据实施例1，当附着至运输容器C的作为记录对象的热记录标签RL的位置朝向光学单元43移动时，图像浓度在其内不视觉降低的测量的允许范围是1.0mm。

[实施例3]

接着，通过使用图4-5中图解的制造具有0.0635μm的节距的纤维阵列单元14b(纤维激光器阵列光源)并且作为光学单元43的透镜系统实施实验，该透镜系统使用从阵列头44中的各自的光纤42输出的激光以1:2转印图像。

设定各自的光纤42的激光输出部分42a，以便在主扫描(z轴)方向上的点节距是127μm并且在副扫描(X轴)方向上的点节距是140μm。

另外，设定转印在附着至运输容器C的作为记录对象的热记录标签RL上的图像点G的大小，以便使Z轴方向上的长度R1是150μm并且在X轴方向上的长度R2是185μm。具体地，通过微型数字仪表测量图像点G——其被记录在附着至运输容器C的为记录对象的热记录标签RL上——在Z轴方向上的长度R1和在X轴方向上的长度R2，并且依据测量结果，调整激光发射元件41的激光功率和激光照射时间，以便R1＝150μm和R2＝185μm。

另外，根据实施例3，当附着至运输容器C的为记录对象的热记录标签RL的位置朝向光学单元43移动时，图像浓度在其内不视觉降低的测量的允许范围是2.3mm。

[修改1]

图7-1和图7-2是图解根据修改1的图像记录系统100的实例的图。

根据修改1，当记录装置14被移动时，图像被记录在容器C的作为记录对象的热记录标签RL上。

如图7-1和图7-2中图解的，根据该修改的图像记录系统100包括在其上放置容器C的安置板150。记录装置14由轨道构件141支撑，以便它在附图中的水平方向中是可移动的。

根据修改1，首先，操作者将容器C放置在安置板150上，以便容器C的表面——在其上附着为记录对象的热记录标签RL——在顶表面上。在将容器C放置在安置板150上后，操作面板181被操作以开始图像记录处理。在图像记录处理开始后，如由图7-1的箭头指示的，图7-1中图解的位于左侧上的记录装置14移动至附图中的右侧。然后，记录装置14使用激光照射记录对象(容器C的热记录标签RL)以记录图像，同时移动至附图中的右侧。在记录图像后，如由图7-2的箭头指示的，图7-2中图解的位于右侧的记录装置14移动至附图中的左侧，以返回至图7-1中图解的位置。

另外，上面给出了如此实施例的说明：其中本发明被应用于在附着至容器C的热记录标签RL上记录图像的记录装置14；然而，本发明适用于，例如，在附着至容器C的可逆热记录标签上重写图像的图像重写系统。在此情况下，在关于记录装置14的输送方向中，在容器C的上游侧提供删除装置，以通过使用激光照射可逆热记录标签来删除在可逆热记录标签上记录的图像。在删除装置删除在可逆热记录标签上记录的图像后，记录装置14记录图像。此图像重写系统还能够阻抑实心图像中的白点和防止记录对象的燃烧。

另外，虽然给出了使用纤维阵列的记录装置14的说明，但是还可能的是：使用像素节距以阵列布置半导体激光器，并且使用来自半导体激光器而不穿过任何光纤的激光照射记录对象来记录图像。

上面说明了实施例，并且对于下面描述的各自的方面，它们具有特定的优势。

(方面1)

提供激光照射装置，比如记录装置14，而以预定方向将从激光发射元件41比如半导体激光输出的激光发射至不同的位置，提供图像记录单元，以控制激光照射装置使用激光照射以与预定方向不同的方向相对于激光照射装置移动的记录对象，以便于加热记录对象、形成图像点和记录图像，并且图像记录单元控制激光照射装置、实施记录以便图像点——在与记录对象的相对移动方向垂直的方向上的不同位置处并行记录的——中的至少一个以相对移动方向相对于其它图像点偏移，并且在记录对象上记录实心图像，以便图像点与所有相邻的图像点部分地重叠。

由于激光的照射而记录在记录对象上的图像点具有基本上卵形形状。当在记录对象上形成实心图像以便图像点彼此相邻时，白点区域由于图像点的卵形形状而在实心图像中出现(参见图8)。出于此原因，当记录实心图像时，图像点与所有相邻的图像点重叠。因而，如上面参考图6-1说明的，可以防止实心图像上的白点。然而，当图像点被重叠以防止实心图像上的白点时，图像点以大面积重叠。在图像点重叠的区域上，由于激光的过度照射，记录浓度降低或发生燃烧。因此，当图像点重叠和激光重复发射的区域的总大小大时，记录浓度降低并且因此燃烧是显著的。

因此，根据方面1，实施记录以便图像点——在与记录对象的相对移动方向垂直的方向上的不同位置处并行记录——中的至少一个以相对移动方向相对于其它图像点偏移，并且记录实心图像以便图像点与所有相邻的图像点部分地重叠。

因而，如上面在图6-2中图解的，在记录对象上记录的实心图像是与如下相比以减少的白点记录的实心图像：如图8中图解的在记录对象上形成以便图像点彼此相邻的实心图像。另外，图像点重叠的区域与图6-1中图解的实心图像相比可以更小，在图6-1中由每个激光输出部分输出的激光的输出定时是相同的，使得在相对移动方向上的相同位置处形成所有图像点——在与记录对象的相对移动方向垂直的方向上的不同位置处并行记录——以防止实心图像上的白点。因而，可以防止实心图像上的白点，并且可以防止由于激光对记录对象的过度照射而引起的记录浓度降低或燃烧。另外，可以提高在记录对象上记录的图像的分辨率，并且可以防止由于图像记录装置和记录对象之间的距离变化引起的图像浓度降低。

(方面2)

根据(方面1)，图像记录单元控制激光照射装置和形成实心图像，以便使对应于奇数图像点——沿着预定方向从一侧计数——的激光发射元件的激光输出定时不同于对应于偶数图像点的激光发射元件的激光输出定时。

因而，如参考图6说明的，可以防止实心图像上的白点，并且可以防止由于激光对记录对象的过度照射而引起的记录浓度降低和燃烧。

(方面3)

根据(方面2)，图像记录单元控制激光照射装置，设定在相对移动方向上奇数图像点——沿着预定方向从一侧计数——的节距与相对移动方向中的偶数图像点的节距相同，并且在相对移动方向上相对于奇数图像点偏移偶数图像点1/2的节距。

因而，如使用验证实验说明的，图像点可以与所有相邻的图像点重叠，使得可以防止白点，并且可以进一步防止由于激光对记录对象的过度照射而引起的记录浓度降低和燃烧。

(方面4)

根据(方面1)或(方面3)，对应于激光发射元件提供光纤并且它们将从激光发射元件输出的激光引导至记录对象，并且在预定方向上以阵列持有光纤的激光输出部分。

因此，如实施方式中说明的，各自的光纤的激光输出部分需要以与可视图像的像素节距相同的节距进行布置，并且激光发射元件比如半导体激光器不需要以与像素节距相同的节距进行布置。因而，可以布置激光发射元件以释放激光发射元件的热，由此可以防止激光发射元件的温度增加。因而，可以防止激光发射元件的波长或光学输出的波动，并且期望的图像可以被记录在记录对象上。

(方面5)

根据(方面1)至(方面4)中的任一项，图像记录单元依据激光发射元件的温度控制激光的照射功率，从而校正光学输出。因而，可以校正和降低由于激光发射元件的温度引起的光学输出的波动，并且可以将期望的图像记录在记录对象上。

(方面6)

在通过使用图像记录装置在记录对象上记录图像的图像记录方法中，根据(方面1)至(方面5)中的任一项的图像记录装置被用作图像记录装置。因而，可以防止实心图像上的白点，并且可以防止出现降低图像浓度的区域和记录对象的燃烧。

附图标记列表

10 输送器装置

11 屏蔽罩

14 记录装置

14a 激光器阵列单元

14b 纤维阵列单元

15 读取装置

18 系统控制装置

41 激光发射元件

42 光纤

42a 激光输出部分

43 光学单元

43a 准直透镜

43b 聚光透镜

44 阵列头

45 致动驱动器

46 控制器

47 图像信息输出单元

48 电源

50 冷却单元

51 热接收单元

52 热释放单元

53a 冷却管道

53b 冷却管道

100 图像记录系统

141 轨道构件

150 安置板

181 操作面板

C 容器

G 图像点

P 光纤在Z轴方向上的节距(激光照射节距)

R 图像点在Z轴方向上的长度

RL 热记录标签

引用列表

专利文献

专利文献1：日本特开专利公布号2010-52350

Claims (6)

1.图像记录装置，其包括：

激光照射装置，其以预定方向将从多个激光发射元件输出的激光发射至不同位置；和

图像记录单元，其控制所述激光照射装置使用激光照射以与所述预定方向不同的方向相对于所述激光照射装置移动的记录对象，以便于加热所述记录对象、形成图像点和记录图像，其中

所述图像记录单元

控制所述激光照射装置，

实施记录以便使图像点中的至少一个以相对移动方向相对于其它所述图像点偏移，所述图像点在与所述记录对象的所述相对移动方向垂直的方向上的不同位置处并行记录，并且

在所述记录对象上记录实心图像，以便所述图像点与所有相邻的图像点部分地重叠。

2.根据权利要求1所述的图像记录装置，其中

所述图像记录单元

控制所述激光照射装置，并且

形成实心图像，以便使对应于沿着所述预定方向从一侧计数的奇数图像点的所述激光发射元件的激光输出定时不同于对应于偶数图像点的所述激光发射元件的激光输出定时。

3.根据权利要求2所述的图像记录装置，其中

所述图像记录单元控制所述激光照射装置，

设定所述相对移动方向上沿着所述预定方向从一侧计数的所述奇数图像点的节距与所述相对移动方向上所述偶数图像点的节距相同，并且

在所述相对移动方向上相对于所述奇数图像点偏移所述偶数图像点1/2的所述节距。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的图像记录装置，其中所述激光照射装置包括对应于所述激光发射元件提供并且将从所述激光发射元件输出的激光引导至所述记录对象的光纤，并且在所述预定方向上以阵列持有所述光纤的激光输出部分。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的图像记录装置，其中所述图像记录单元依据所述激光发射元件的温度控制所述激光的照射功率。

6.图像记录方法，其通过使用图像记录装置在记录对象上记录图像，其中根据权利要求1-5中任一项所述的图像记录装置被用作所述图像记录装置。