CN108684201B - 图像记录装置和图像记录方法 - Google Patents
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Abstract
图像记录装置，其被配置以用激光照射记录目标以记录图像，包括：多个激光发射部分(42a)，其在Z‑轴方向肩并肩设置并且被配置以发射激光；光学单元，其被配置以将激光发射部分(42a)发射的多个激光光束收集到在与Z‑轴方向正交的方向上移动的记录目标的表面上；和输出控制单元，其被配置以执行控制，使得从激光发射部分(42a)中的位于末端的激光发射部分——发射激光以传输通过光学单元的末端部分附近——发射的激光的能量，大于从除了位于末端的激光发射部分之外的激光发射部分发射的激光的能量。
Description
领域
本发明涉及图像记录装置和图像记录方法。
背景
已知图像记录装置，其通过用激光照射记录目标以加热记录目标而在记录目标上记录可视图像。
图像记录装置的实例在专利文献1中描述，专利文献1提供图像记录装置，其包括激光照射装置如激光阵列，其中充当激光发射元件的多个半导体激光器以阵列排列，用于用从半导体激光器发射的激光以预设的方向照射彼此不同的位置。专利文献1中描述的图像记录装置用激光照射以与预设的方向不同的方向相对于激光照射装置移动的记录目标以在记录目标上记录可视图像。
概要
技术问题
不幸地，在专利文献1中描述的图像记录装置中，用从设置在激光照射装置末端处的半导体激光器发射的激光记录的图像的浓度低于其他图像的浓度。
鉴于上述内容作出本发明，并且本发明旨在提供图像记录装置和图像记录方法——其能够抑制用从末端激光发射部分发射的激光记录的图像的图像浓度的减小。
问题的解决方案
为了解决该问题，本发明提供图像记录装置，其被配置以用激光照射记录目标以记录图像，图像记录装置包括：多个激光发射部分，其以预设的方向被肩并肩设置并且被配置以发射激光；光学系统，其被配置以将激光发射部分发射的多个激光光束收集到在与预设的方向交叉的方向上相对于激光发射部分移动的记录目标上；和输出控制单元，其被配置以进行控制，使得从激光发射部分的最外端激光发射部分发射的激光的能量大于从中心激光发射部分发射的激光的能量，最外端激光发射部分发射激光以传输通过光学系统的端部附近，中心激光发射部分发射激光以传输通过光学系统的除端部附近之外的部分。发明的有益效果
本发明可抑制用从末端激光发射部分发射的激光记录的图像的图像浓度的减小。
附图简述
图1是根据实施方式的图像记录系统的示意透视图。
图2是记录装置的构造的示意透视图。
图3-1是光学纤维的放大示意图。
图3-2是阵列头附近的放大图。
图4-1是图示阵列头设置的实例的图。
图4-2是图示阵列头设置的实例的图。
图4-3是图示阵列头设置的实例的图。
图4-4是图示阵列头设置的实例的图。
图4-5是图示阵列头设置的实例的图。
图5是图示图像记录系统中电路的部分的框图。
图6是图示对应激光发射部分的激光发射元件的输出的图。
图7是图示基于第一温度传感器的检测结果改变对应末端激光发射部分的激光发射元件的输出的控制流程的图。
图8-1是图示实施例1中每个激光发射元件的输出和邻近阵列头之间X轴方向上的距离的图。
图8-2是图示实施例2中每个激光发射元件的输出和邻近阵列头之间X轴方向上的距离的图。
图8-3是图示实施例3中每个激光发射元件的输出和邻近阵列头之间X轴方向上的距离的图。
图8-4是图示实施例4中每个激光发射元件的输出和邻近阵列头之间X轴方向上的距离的图。
图8-5是图示比较实施例中每个激光发射元件的输出和邻近阵列头之间X轴方向上的距离的图。
图9-1是图示第一修改中的图像记录系统的实例的图。
图9-2是图示第一修改中的图像记录系统的实例的图。
实施方式的描述
利用本发明的图像记录装置和图像记录方法的实施方式将在下面描述。图像记录装置用激光照射记录目标以记录图像。
图像是可被视觉上识别和可根据目的被适当选择的任何信息。图像的实例包括文字、符号、线、图形、实心图像和其组合、和二维码如条形码和QR码(注册商标)。
记录目标可以是用激光可记录的和可根据目的被适当选择的任何事物。记录目标可以是可吸收光并将光转化成热以形成图像(例如，包括金属雕刻)的任何事物。记录目标的实例包括热记录介质和包括热记录部分的结构。
热记录介质具有支撑物和支撑物上的图像记录层和需要时进一步具有其他层。这些层中的每一个可以是单层结构或多层结构或可以在支撑物的其他表面上形成。
-图像记录层-
图像记录层含有无色染料和显影剂并且需要时进一步含有其他组分。
无色染料不限于具体的染料并且可根据目的从通常用于热记录材料的那些被适当选择。例如，无色化合物，如三苯甲烷-基、荧烷(fluoran)-基、吩噻嗪-基、金胺-基、螺吡喃-基、和二氢吲哚苯酞(indolinophthalide)-基染料优选用作无色染料。
例如，当与无色染料接触时给其着色的许多种电子接受化合物或氧化剂可作为显影剂施加。
其他组分的实例包括粘合剂树脂、光热转化材料、热熔性物质(thermallyfusible substance)、抗氧化剂、光稳定剂、界面活化剂、增滑剂(slip additive)、和填料。
-支撑物-
支撑物不限于具体的形状、结构、尺寸等并可根据目的被适当选择。形状的实例是平板形状。结构可以是单层结构或多层结构。尺寸可根据，例如，热记录介质的尺寸被适当选择。
-其他层-
其他层的实例包括光热转化层、保护层、底层、紫外线吸收层、阻氧层(oxygenblocking layer)、中间层、背层、粘合剂层、和粘性层。
热记录介质可根据应用被加工成期望的形状。形状的实例包括卡片、标签、标记、纸张、和卷形状。加工成卡片形状的介质的实例包括预付卡、打折卡、和信用卡。加工成小于卡片尺寸的标签尺寸的介质可用于，例如，价格标签。加工成大于卡片尺寸的标签尺寸的介质可用于，例如，过程管理、装运说明、和票。加工成可附着的标记形状的介质被加工成许多种尺寸和附着到重复用于过程管理、产品管理、和其它目的的车厢、箱子、盒子、容器等。加工成大于卡片尺寸的纸张尺寸的介质具有大的面积用于记录图像和因此可用于一般文件、过程管理说明、和其它目的。
结构的热记录部分的实例是这样的部分，其中标记形状的热记录介质被附着到结构的表面，和这样的部分，其中热记录材料被施加在结构的表面上。具有热记录部分的结构可以是任何结构——其在结构的表面上具有热记录部分，并且可根据目的被适当选择。具有热记录部分的结构的实例包括许多种商业产品，如塑料袋、PET瓶、和罐；携带箱如纸板箱和容器；工件；和工业产品。
图像记录装置将在下面通过例证的方式被描述，该图像记录装置在结构上记录图像，该结构具有热记录部分作为记录目标，具体地，作为记录目标的热记录标记被附着的用于运输的容器C。
图1是根据实施方式充当图像记录装置的图像记录系统100的示意透视图。在以下描述中，用于运输的容器C的传送方向称为X轴方向，垂直的方向称为Z轴方向，与传送方向和垂直的方向正交的方向称为Y轴方向。
图像记录系统100用激光照射附着到用于运输的作为记录目标的容器C的热记录标记RL以记录图像，如后面将详述的。
如图1所示例，图像记录系统100包括充当记录目标传送单元的传送机装置10、记录装置14、系统控制装置18、读取装置15、和遮蔽罩11。
记录装置14用激光照射记录目标以记录图像作为记录目标上的可视图像。记录装置14排列在传送机装置10的–Y侧，即，传路径的-Y侧上。
遮蔽罩11对从记录装置14发射的激光提供遮蔽，以减小激光扩散，并且具有带有黑色、阳极氧化物膜的表面。与记录装置14相对的遮蔽罩11的部分具有开口11a用于允许激光通过。虽然在本实施方式中传送机装置10是辊子传送机，但是它可以是带式传送机。
系统控制装置18与传送机装置10、记录装置14、和读取装置15连接用于控制整个图像记录系统100。如将在后面描述的，读取装置15扫描代码图像如二维码如记录在记录目标上的条形码和QR码。基于读取装置15扫描的信息，系统控制装置18检查图像是否被正确地记录。
现在将描述附着到容器C的热记录标记RL。
热记录标记RL是这样的热记录介质，其上图像通过热改变色调而被记录。在本实施方式中，经历一次(one-time)图像记录的热记录介质用作热记录标记RL。然而，可记录多次的热可逆记录介质可以用作热记录标记RL。
在本实施方式中用作热记录标记RL的热记录介质包括吸收激光和将激光转化成热的材料(光热转化材料)和通过热而产生色相、反射率等变化的材料。
光热转化材料可主要分成无机材料和有机材料。无机材料的实例包括炭黑；Ge、Bi、In、Te、Se、Cr等的金属硼化物和金属氧化物中的至少一种的颗粒。无机材料优选是对近红外波长区域中的光具有高吸收并对可见光波长区域中的光具有低吸收的材料。金属硼化物和金属氧化物是优选的。无机材料优选是，例如，选自六硼化物(hexaborides)、钨氧化物(tungaten oxide)化合物、锑锡氧化物(ATO)、铟锡氧化物(ITO)、和锑酸锌的至少一个。
六硼化物的实例包括LaB6、CeB6、PrB6、NdB6、GdB6、TbB6、DyB6、HoB6、YB6、SmB6、EuB6、ErB6、TmB6、YbB6、LuB6、SrB6、CaB6、和(La、Ce)B6。
钨氧化物化合物的实例包括以下通式的钨氧化物的细颗粒：WyOz(其中W是钨，O是氧，2.2≤z/y≤2.999)，如WO2005/037932和日本专利申请特许公开号2005-187323中所描述的，和以下通式的复合钨氧化物的细颗粒：MxWyOz(其中M是选自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的一种或多种元素，W是钨，O是氧，0.001≤x/y≤1，2.2≤z/y≤3.0)。
这些之中，含有铯的钨氧化物作为钨氧化物化合物就近红外区中的高吸收和可见光区中的低吸收而言是特别优选的。
锑锡氧化物(ATO)、铟锡氧化物(ITO)、和锑酸锌中，ITO作为钨氧化物化合物就近红外区中高吸收和可见光区中低吸收而言是特别优选的。这些通过真空蒸镀或结合颗粒材料与树脂而以层的形式形成。
许多种染料可与有机材料一样适当使用，取决于将被吸收的光波长。当半导体激光器用作光源时，使用具有在600nm至1200nm附近的吸收峰的近红外吸收颜料。具体地，有机材料的实例包括菁蓝颜料、醌-基颜料、吲哚萘酚(indonaphthol)的喹啉衍生物、苯二胺-基镍络合物、和酞菁-基颜料。
光热转化材料可以单独使用或两种或多种组合使用。光热转化材料可以在图像记录层中提供或可以在图像记录层外面提供。当光热转化材料在图像记录层外面提供时，光热转化层优选邻近热可逆记录介质提供。光热转化层至少含有光热转化材料和粘合剂树脂。
通过热产生色相、反射率等变化的材料可以是，例如，已知的材料，其包括用于常规热敏纸的给电子染料前体和电子接受显影剂的组合。通过热产生色相、反射率等变化的材料包括这样的材料，其通过加热二乙炔-基化合物和紫外光照射而产生变化，如热和光的复杂反应，例如，涉及固相聚合的颜色改变反应。
图2是记录装置14的构造的示意透视图。
在本实施方式中，纤维阵列记录装置用作记录装置14。纤维阵列记录装置利用纤维阵列来记录图像，该纤维阵列中多个光学纤维的激光发射部分在正交于副扫描方向(X轴方向)——其是充当记录目标的容器C的移动方向——的主扫描方向(Z轴方向)上以阵列排列。纤维阵列记录装置用从激光发射元件发射的激光通过纤维阵列照射记录目标以记录图像——包括绘图单元。具体地，记录装置14包括激光阵列单元14a、纤维阵列单元14b、和光学单元43。
激光阵列单元14a包括以阵列排列的多个激光发射元件41、用于冷却激光发射元件41的冷却单元50、对应激光发射元件41提供的用于驱动相应的激光发射元件41的多个驱动器45、和用于控制多个驱动器45的控制器46。控制器46与用于供应电给激光发射元件41的电源48和用于输出图像信息的图像信息输出单元47如个人计算机连接。
激光发射元件41可根据目的被适当选择，并且，例如，可使用半导体激光器、固态激光器、颜料激光器等。那些之中，半导体激光器在宽波长选择性、允许装置的尺寸减小的紧密性、和低成本方面优选用作激光发射元件41。
由激光发射元件41发射的激光的波长没有限制和可根据目的被适当选择。激光的波长优选是700nm至2000nm，更优选780nm至1600nm。
在充当发射单元的激光发射元件41中，施加的能量没有完全转化成激光。一般而言，激光发射元件41产生热，因为未转化成激光的能量转化成热。因此，激光发射元件41由充当冷却器的冷却单元50冷却。本实施方式的记录装置14使用纤维阵列单元14b以允许激光发射元件41彼此间隔开。该配置可减小来自邻近激光发射元件41的热的作用以使激光发射元件41能够有效冷却，从而避免激光发射元件41的温度增加和变化，减小激光的输出变化，和减轻浓淡不均和白色斑点。激光的输出是功率计测量的平均输出。有两种控制激光输出的方法：控制峰值功率和控制脉冲的光发射比(空占比(duty)：激光发射时间/循环时间)。
冷却单元50是液体冷却系统——其通过循环冷却剂来冷却激光发射元件41，并且包括用于允许冷却剂接收来自每个激光发射元件41的热的热接收器51和用于消散冷却剂的热的散热器52。热接收器51和散热器52通过冷却管道53a和53b彼此连接。热接收器51设有由高传导性材料形成的冷却管用于在由高传导性材料形成的情况下允许冷却剂流动。多个激光发射元件41以阵列排列在热接收器51上。
散热器52包括辐射器和用于循环冷却剂的泵。由散热器52中的泵喷射的冷却剂通过冷却管道53a以流进热接收器51中。冷却剂然后去除热接收器51上排列的激光发射元件41的热，同时在热接收器51中冷却管中移动以冷却激光发射元件41。温度由从激光发射元件41去除的热增加的冷却剂流出热接收器51，移动通过冷却管道53b，并流进散热器52中的辐射器以由辐射器冷却。由辐射器冷却的冷却剂再次由泵喷射到热接收器51。
纤维阵列单元14b包括对应激光发射元件41提供的多个光学纤维42和在垂直的方向(Z轴方向)以阵列形式容纳光学纤维42的激光发射部分42a(参见图3-2)附近的阵列头44。每个光学纤维42的激光进入部分附接到相应的激光发射元件41的激光发射面。Z轴方向是预设的方向的实例。
图3-1是光学纤维42的放大示意图。图3-2是阵列头44附近的放大图。
光学纤维42是从激光发射元件41发射的激光的光学波导管。光学纤维42不限于具体的形状、尺寸(直径)、材料、结构等并可根据目的被适当选择。
光学纤维42的尺寸(直径d1)优选不小于15μm至不超过1000μm。在图像细度的方面，光学纤维42的直径d1有利地不小于15μm至不超过1000μm。用于本实施方式的光学纤维42具有125μm的直径。
光学纤维42的材料没有限制并可根据目的被适当选择。该材料的实例包括玻璃、树脂、和石英。
光学纤维42的优选结构包括允许激光通过的在中心的芯和提供在芯的外部周围的包层。
芯的直径d2没有限制并可根据目的被适当选择。直径d2优选不小于10μm至不大于500μm。在本实施方式中，使用具有105μm的芯直径d2的光学纤维。芯的材料没有限制和可根据目的被适当选择，并且实例包括用锗或磷掺杂的玻璃。
包层的平均厚度没有限制并可根据目的被适当选择。平均厚度优选不小于10μm至不大于250μm。包层的材料没有限制和可根据目的被适当选择。包层的材料的实例包括用硼或氟掺杂的玻璃。
如图3-2所示例的，多个光学纤维42的激光发射部分42a的附近由阵列头44容纳在阵列中，使得每个光学纤维42的激光发射部分42a的间距(节距，pitch)是127μm。在记录装置14中，激光发射部分42a的间距是127μm，使得可记录具有200dpi分辨率的图像。
假设所有的光学纤维42由单个阵列头44容纳，则阵列头44被延长并且容易变形。因此，难以用单个阵列头44保持线性光束配置和光束间距的均匀度。因为该原因，阵列头44被配置以容纳100至200个光学纤维42。基于此，在记录装置14中，优选每个容纳100至200个光学纤维42的多个阵列头44在与容器C的传送方向垂直的Z轴方向肩并肩设置。在本实施方式中，200个阵列头44在Z轴方向肩并肩设置。
图4-1至图4-5是图示阵列头44的设置的实例的图。
图4-1是一个实例，其中记录装置14中纤维阵列单元14b的多个阵列头44在Z轴方向以阵列排列。图4-2是一个实例，其中记录装置14中纤维阵列单元14b的多个阵列头44以交错模式排列。
在组装的容易方面，多个阵列头44的配置优选以如图4-2所图示的交错模式，而不是如图4-1所图示的在Z轴方向的线性配置。
图4-3是一个实例，其中记录装置14中纤维阵列单元14b的多个阵列头44在X轴方向以一个角度配置。与图4-1和图4-2中图示的配置相比，如图4-3所图示的配置多个阵列头44可减小在Z轴方向上光学纤维42的间距P，从而获得更高的分辨率。
图4-4图示配置的一个实例，其中两个阵列头组——每个具有记录装置14中纤维阵列单元14b的交错模式的多个阵列头44——在副扫描方向(X轴方向)上配置，并且阵列头组中的一个从另一个阵列头组移位主扫描方向(Z轴方向)上阵列头44中光学纤维42的阵列间距的一半。与图4-1和图4-2中图示的配置相比，如图4-4所图示的配置多个阵列头44也可减小在Z轴方向上光学纤维42的间距P，从而获得更高的分辨率。
在系统控制装置18的控制下，本实施方式的记录装置14在与附着到作为记录目标的用于运输的容器C的热记录标记RL的扫描方向正交的方向透射和记录图像信息。因此，如果在热记录标记RL的扫描和在正交方向的图像信息的透射定时之间存在差异，则记录装置14将图像信息储存到存储器中，导致储存的图像的数量的增加。在这种情况下，与图4-3中图示的多个阵列头44的配置实例相比，图4-4中图示的多个阵列头44的配置实例可减小系统控制装置18的存储器中储存的信息的数量。
进一步，图4-5图示一个实例，其中两个阵列头组——每个具有交错模式的图4-4中图示的多个阵列头44——被堆放到单个阵列头组中。堆放到单个阵列头组中的两个阵列头组中这样的阵列头44可在制造中被容易地制造并且可获得更高的分辨率。另外，与图4-4中图示的多个阵列头44的配置实例相比，图4-5中图示的阵列头44的配置实例可减小系统控制装置18的存储器中储存的信息的数量。
如图2所图示的，作为光学系统的实例的光学单元43包括用于将从每个光学纤维42离开的激光的发散光束转化成平行光束的准直透镜43a和用于将激光收集到充当激光照射表面的热记录标记RL表面上的聚焦透镜43b。是否提供光学单元43可取决于目的被适当确定。
通常使用的记录方法之一是从激光发射部分42a(参见图3-2)发射的多个激光光束通过光学单元43以1:1图像转印到记录目标上。然而，在该方法中，由于根据从激光发射部分42a发射的激光的分散角(NA)，激光被收集和施加到记录目标，所以光收集角与激光的分散角(NA)相同。
阵列头44的尺寸由激光发射部分42a的数目决定，此外，用从激光发射部分42a发射的激光照射的光学系统(光学单元43)的尺寸也由阵列头44决定。换言之，在本实施方式中，从多个激光发射部分42a的在定位在阵列头44的两端的最外端处的激光发射部分42a(最外端激光发射部分)发射的激光通过光学单元43的端部附近，而从在阵列头44的中心的激光发射部分42a(中心激光发射部分)发射的激光通过光学单元43的中心部分附近。因此，当图像转印和光收集由一个光学系统进行时，由于收集光之后图像记录位置处的透镜象差的作用，从在阵列头44的两端和中心处的激光发射部分42a发射的激光的光束形状可以彼此不同。从在阵列头44的两端和中心处的激光发射部分42a发射的激光的光束形状彼此不同指示光束直径和光分布在其间变化。如果激光的光束形状以该方式而不同，则能量密度改变，并且记录目标上记录的图像的中心和两端之间的图像浓度不同。在两端的图像浓度通常低于在中心的图像浓度。
还发生一个现象，其中在图像记录位置的光束直径两端处大于中心处。特别地，当使用从光学纤维42发射的激光源时，发射的激光的光分布是礼帽形分布(top hatdistribution)。然而，在图像记录位置，又发生一个现象，其中图像转印的中心具有礼帽形分布，但是礼帽形分布在两端处改变，以便相对于中心，图像浓度在两端显著减小。该现象在这样的构造中发生，其中阵列头44具有许多光源并且长度增加并且光学系统的象差的作用相应地大。
图像信息输出单元47如个人计算机将图像信息输出到控制器46。控制器46基于输入的图像信息产生驱动信号用于驱动每个驱动器45。控制器46将产生的驱动信号传输到每个驱动器45。具体地，控制器46包括时钟发生器。当时钟发生器产生的时钟的数目达到规定的时钟数目时，控制器46将用于驱动每个驱动器45的驱动信号传输到驱动器45。
接收驱动信号的每个驱动器45驱动相应的激光发射元件41。激光发射元件41根据驱动器45的驱动而发射激光。从激光发射元件41发射的激光进入相应的光学纤维42和离开光学纤维42的激光发射部分42a。从光学纤维42的激光发射部分42a发射的激光被传输通过光学单元43中的准直透镜43a和聚焦透镜43b和然后照射作为记录目标的容器C上的热记录标记RL的表面。加热用激光照射的热记录标记RL的表面，借此在热记录标记RL的表面上记录图像。
当使用用电流镜(galvano-mirror)偏转的激光在记录目标上记录图像的记录装置时，图像如文字通过发射激光来记录以随着电流镜的旋转一下子绘制图像。在一定量的信息记录在记录目标上的情况下，如果记录目标的传送没有停止，则记录落后。同时，在本实施方式的记录装置14中，具有以阵列排列的多个激光发射元件41的激光阵列用于通过对应每个像素的激光发射元件41的开/关控制而在记录目标上记录图像。该构造能够记录目标上图像的记录而没有停止容器C的传送，甚至当信息量大时。因此，本实施方式的记录装置14可记录图像而没有减小生产力，甚至当大量信息将被记录在记录目标上时。
如将在后面描述的，由于本实施方式的记录装置14通过用激光照射和加热记录目标而在记录目标上记录图像，所以必需使用具有非常高程度的功率的激光发射元件41。因为该原因，激光发射元件41中产生的热的量大。在没有纤维阵列单元14b的常规的激光阵列记录装置中，激光发射元件41需要以阵列排列，其中间距对应分辨率。由此得出结论，在常规的激光阵列记录装置中，激光发射元件41以非常窄的间距排列以获得200dpi的分辨率。因此，在常规的激光阵列记录装置中，激光发射元件41的热几乎不逸出，导致激光发射元件41的温度增加。在常规的激光阵列记录装置中，如果激光发射元件41变热，则激光发射元件41的波长和光输出改变以防止记录目标被加热到限定的温度，导致不能产生满意的图像。在常规的激光阵列记录装置中，为了抑制激光发射元件41的这种温度增加，必需减小记录目标的传送速度以增加激光发射元件41的光发射间隔，防止充分高的生产力。
冷却单元50通常利用制冷器系统。在该系统中，不进行加热，仅进行冷却。因此，虽然光源的温度没有变得高于制冷器的设定温度，但是冷却单元50和与其接触的充当激光源的激光发射元件41的温度根据环境温度而变化。当半导体激光器用作激光发射元件41时，发生一种现象，其中激光输出随着激光发射元件41的温度而变化(当激光发射元件41的温度低时激光输出高)。因此，为了控制激光输出，优选通过测量激光发射元件41的温度或冷却单元50的温度和控制到驱动器45——控制激光输出使得根据测量结果，激光输出是恒定的——的输入信号而进行正常的图像形成。
在这方面，本实施方式的记录装置14是包括纤维阵列单元14b的纤维阵列记录装置。随着纤维阵列记录装置的使用，仅需要用对应分辨率的间距配置纤维阵列单元14b的激光发射部分42a，而无需将激光阵列单元14a的激光发射元件41之间的间距设定到对应图像分辨率的间距。具有该构造，在本实施方式的记录装置14中，激光发射元件41之间的间距可足够宽以使激光发射元件41的热充分消散。因此，本实施方式的记录装置14可防止激光发射元件41变热和抑制激光发射元件41的波长和光输出的变化。因此，本实施方式的记录装置14可在记录目标上记录令人满意的图像。进一步，甚至当激光发射元件41的光发射间隔短时，激光发射元件41的温度增加可被防止，并且容器C的传送速度可被增加，从而增加生产力。
在本实施方式的记录装置14中，冷却单元50被提供以液体冷却激光发射元件41，从而进一步防止激光发射元件41的温度增加。所以，在本实施方式的记录装置14中，激光发射元件41的光发射间隔可被进一步减小，并且容器C的传送速度可被增加，从而增加生产力。在本实施方式的记录装置14中，激光发射元件41是液体冷却的。然而，激光发射元件41可以是空气冷却的，例如，使用冷却风扇。液体冷却具有比空气冷却更高的冷却效率和具有充分冷却激光发射元件41的优点。相比之下，空气冷却在冷却效率方面劣于液体冷却但是具有廉价地冷却激光发射元件41的优点。
图5是图示图像记录系统100中电路的部分的框图。在该图中，系统控制装置18包括CPU、RAM、ROM、和非易失性存储器并且控制图像记录系统100中装置的驱动和执行许多种算术操作。该系统控制装置18与传送机装置10、记录装置14、读取装置15、操作板181、和图像信息输出单元47连接。
操作板181包括触摸板显示器和许多种键以显示图像和通过操作员的键操作而接受许多种信息输入。
还连接充当记录目标温度检测单元用于检测记录目标的表面温度的第一温度传感器182和充当环境温度检测单元用于检测环境温度的第二温度传感器183。如图1所图示的，第一温度传感器182提供在与热记录标记RL相对的遮蔽罩11的壁表面上。如图1所图示的，第二温度传感器183提供在系统控制装置18的壁表面上。
如图5所图示的，CPU在储存在ROM或非易失性存储器中的程序的指令下运转以允许系统控制装置18充当输出控制单元。输出控制单元控制对应每个激光发射部分42a的激光发射元件41的输出。
具体地，例如，输出控制单元执行控制，使得从多个激光发射部分42a的最外端激光发射部分(其发射激光以传输通过光学单元43的端部附近)离开的激光的能量大于从中心激光发射部分(其发射激光以传输通过光学单元43的除端部之外的部分)离开的激光的能量。例如，输出控制单元执行控制，使得从位于阵列头44(激光头单元)末端的末端激光发射部分——排除最外端激光发射部分——离开的激光的能量大于从除外最外端激光发射部分和末端激光发射部分的激光发射部分离开的激光的能量。
例如，根据阵列头44之间的在X轴方向的距离和/或充当记录目标的容器C相对于激光发射部分42a的传送速度(相对移动速度)，输出控制单元控制从每个激光发射部分42a离开的激光的输出。例如，根据第一温度传感器182检测的记录目标的表面温度(检测结果)和/或第二温度传感器183检测的环境温度(检测结果)，输出控制单元控制从每个激光发射部分42a离开的激光的输出。基于激光是否从邻近激光发射部分发射，输出控制单元也控制从激光发射部分42a离开的激光的输出。根据激光发射元件41的温度，输出控制单元也控制从激光发射部分42a发射的激光的输出。输出控制单元允许激光激光发射部分42a发射激光以在记录介质上记录图像，而传送机装置10(记录目标传送单元)传送记录目标。
现在将参考图1描述图像记录系统100的操作的实例。首先，操作员将含有包裹的容器C放置在传送机装置10上。操作员将容器C放置在传送机装置10上，使得具有热记录标记RL的容器C的主体的侧面位于–Y侧上，即，使得侧面与记录装置14相对。
操作员操作操作板181以启动系统控制装置18，以便传送启动信号从操作板181传输到系统控制装置18。接收传送启动信号的系统控制装置18开始驱动传送机装置10。放置在传送机装置10上的容器C然后由传送机装置10向记录装置14传送。容器C的传送速度是，例如，2[m/sec]。
在容器C的传送方向上自记录装置14的上游，配置传感器用于检测传送机装置10上传送的容器C。当该传感器检测容器C时，检测信号从传感器被传输到系统控制装置18。系统控制装置18具有计时器。在当系统控制装置18接收来自传感器的检测信号时的时机，它开始利用计时器计算时间。基于自接收检测信号的计时以来的经过时间，系统控制装置18然后抓住当容器C到达记录装置14时的计时。
在当自接收检测信号的计时以来的经过时间是T1并且容器C到达记录装置14时的时机，系统控制装置18输出记录启动信号到记录装置14以在附着到通过记录装置14的容器C的热记录标记RL上记录图像。
基于从图像信息输出单元47接收的图像信息，接收记录启动信号的记录装置14用具有预设功率的激光照射相对于记录装置14移动的容器C上的热记录标记RL。图像因此以无接触的方式被记录在热记录标记RL上。
在热记录标记RL上记录的图像(从图像信息输出单元47传输的图像信息)是，例如，文字图像如容器C中含有的包裹的内容和目的地信息、和代码图像如条形码和二维码(例如，QR码)，其是编码信息如容器C中含有的包裹的内容和目的地信息。
具有在通过记录装置14的过程期间记录的图像的容器C通过读取装置15。在该时间点，读取装置15读取记录在热记录标记RL上的代码图像如条形码和二维码并且获得信息如容器C中含有的包裹的内容和目的地信息。系统控制装置18比较从代码图像获得的信息与从图像信息输出单元47传输的图像信息并且检查图像是否被正确记录。当图像被正确记录时，系统控制装置18通过传送机装置10将容器C送到下一步骤(例如，运输制备步骤)。
当图像没有被正确记录时，系统控制装置18暂时停止传送机装置10并且在操作板181上提供显示以指示该图像没有被正确记录。当图像没有被正确记录时，系统控制装置18可以将容器C传送到规定的目的地。
下面讨论这样的情况，其中作为激光头单元的实例的阵列头44在Z轴方向(预设的方向)排列和在不同于在与Z轴方向正交的X轴方向的邻近阵列头44的位置配置，如图4-2所图示的。在阵列头44以该方式配置的情况中，对应位于阵列头44末端的光学纤维42的激光发射部分42a(1)、42a(n)、42a(n+1)、42a(2n)、和42a(2n+1)、42a(3n)(参见图6)的点的图像浓度低于规定的图像浓度。已发现该缺陷因为下面的原因而发生。即，从光学纤维42的激光发射部分42a离开的激光不仅影响对应光学纤维42的点，还影响邻近在Z轴方向的点的对应光学纤维42的点。由于从对应点的激光发射部分42a离开的激光和从邻近激光发射部分42a离开的激光的作用，点的温度然后上升到显色温度(着色温度，coloring temperature)K4，以规定的图像浓度显色。
当阵列头44以如图4-2所图示的交错模式配置时，位于阵列头44末端的激光发射部分(42a(1)、42a(n)、42a(n+1)……(参见图6))只在一侧上邻近激光发射部分42a。对应位于阵列头44的末端的激光发射部分42a的位于在图6中图示的Z轴方向的最外端的激光发射部分42a(1)(以下称为最外端激光发射部分)的点仅受邻近激光发射部分42a(1)的激光发射部分42a(2)发射的激光的影响。因此，热记录标记RL的记录层的温度没有上升到显色温度，并且没有充分地显色，导致较低的图像浓度。在本实施方式中，从最外端激光发射部分发射的激光通过光学单元43的端部附近(参见图2)。
关于位于阵列头44的末端——排除最外端激光发射部分——的激光发射部分(以下称作末端激光发射部分)，诸如图6中图示的激光发射部分42a(n)和42a(n+1)，另一个阵列头44的末端激光发射部分以与在Z轴方向的邻近激光发射部分相同的间距在X轴方向的距离d[mm]处存在。因此，对应末端激光发射部分的点受来自邻近激光发射部分的激光和来自另一个阵列头44的末端激光发射部分的激光的影响。然而，末端激光发射部分与另一个阵列头44的末端激光发射部分在X轴方向间隔d[mm]。因此，在激光从在容器C的传送方向上游(-X轴方向侧)的阵列头44的末端激光发射部分发射后，激光花费预设的时间来从在容器C的传送方向下游(+X轴方向侧)的阵列头44的末端激光发射部分发射。相应的点在该预设的时间期间冷却，和甚至当该点由从另一个阵列头44的末端激光发射部分发射的激光加热时，点的温度没有达到显色温度，导致低的图像浓度。
因为该原因，在图4-2图示的构造中，阵列头44需要被配置使得邻近阵列头44之间在X轴方向的距离d被最小化。然而，由于阵列头44在X轴方向的长度、光学单元43中包括的准直透镜43a和聚焦透镜43b在X轴方向的长度、和光学系统容纳部件——其容纳准直透镜43a和聚焦透镜43b——在X轴方向的长度，距物理上邻近的阵列头44的在X轴方向的距离不能被足够地减小。
在图4-3中图示的配置中，以与图4-2中交错配置中相同的方式，图像浓度在用从位于阵列头44末端的激光发射部分离开的激光照射的记录目标的部分也低。
在专利文献2中，在末端图像浓度的减小通过增加纤维阵列末端处设置的光学纤维的芯直径而被抑制。然而，当芯直径增加时，从光学纤维的激光发射部分发射的激光的光束直径增加，并且激光的能量密度减少。因此，点的温度不能增加到显色温度，并且图像浓度的减小不能被减轻。
在本实施方式中，系统控制装置18的输出控制单元然后执行控制，使得从位于阵列头44末端的激光发射部分(最外端激光发射部分和末端激光发射部分)离开的激光的光能高于从其他激光发射部分离开的激光的光能。细节将在下面描述。如本文所用，最外端或末端不适用于单个元件但是包括来自那里的内部的一些元件(一个阵列中所有元件的约5％)。
图6是图示对应激光发射部分42a的激光发射元件41的输出的图。在图6中，激光发射部分42a在Z轴方向(预设的方向)肩并肩配置。如图6所图示的，对应位于阵列头44末端的激光发射部分42a的位于在Z轴方向最外端的最外端激光发射部分(例如，42a(1))的激光发射元件41的输出是c[W]。对应位于阵列头44末端的排除上面描述的那个的末端激光发射部分(例如，42a(n)和42a(n+1))的激光发射元件41的输出是b[W]。对应邻近两侧上的激光发射部分的在中心的激光发射部分(其他激光发射部分)的激光发射元件41的输出是a[W]。激光发射元件41的输出的关系是a<b≤c。以该方式，对应最外端激光发射部分或末端激光发射部分的激光发射元件41的输出高于对应在中心的激光发射部分的激光发射元件41的输出，以便从最外端激光发射部分或末端激光发射部分离开的激光的光能高于从在中心的激光发射部分离开的激光的光能。
在本实施方式中，输出控制单元执行控制，使得从末端激光发射部分离开的激光的能量不小于103％至不大于150％的从其他激光发射部分离开的激光的能量。即，在图6中，输出a是5.0[W]，和输出b和输出c被设定为103％至150％的输出a。设定输出b和输出c为103％或更多的输出a可使图像浓淡不均更不显著。设定输出b和c为150％或更少的输出a防止记录目标被加热到显色温度或更高并且阻止记录目标燃烧。上述范围可被适当设定，例如，根据将使用的记录目标的特性和激光发射元件41的特性。
通过调节将施加到激光发射元件41的电压和电流，每个激光发射元件41的输出可被设定为期望的输出。
优选对应末端激光发射部分的激光发射元件41的输出b[W]基于以下被设定，例如，阵列头44之间在X轴方向的距离d[mm]和容器C的传送速度v[m/sec]。即，当距离d[mm]减少时，在激光从在传送方向上游(-X轴方向侧)的阵列头44中配置的激光发射部分42a发射后，激光从在传送方向下游(+X轴方向侧)的阵列头44中配置的激光发射部分42a发射所花费的时间减少。因此，当激光从在传送方向下游(+X轴方向侧)的阵列头44的末端激光发射部分离开时，来自在传送方向上游(-X轴方向侧)的阵列头44的末端激光发射部分的激光引起的温度增加的作用仍然保持。因此，相应的点的温度可增加到显色温度而没有增加光能这么多。相比之下，当阵列头44之间在X轴方向的距离d[mm]增加时，温度增加的作用减少，并且相应的点温度不能增加到显色温度，除非激光发射元件41的输出增加和照射记录目标的激光的光能增加。
类似地，当容器C的传送速度v[m/sec]增加时，在激光从在传送方向上游(-X轴方向侧)的阵列头44的激光发射部分发射后，激光从在传送方向下游(+X轴方向侧)的阵列头44的激光发射部分发射所花费的时间减少。因此，在这种情况中，相应的点的温度可增加到显色温度，甚至当对应末端激光发射部分的激光发射元件41的输出不是那么大时。相比之下，当传送速度减少时，温度增加的作用减少，并且相应的点的温度不能增加到显色温度，除非对应末端激光发射部分的激光发射元件41的输出增加和照射记录目标的激光的光能增加。以该方式，根据记录目标的相对移动速度，输出控制单元控制从末端激光发射部分——排除最外端激光发射部分——离开的激光的能量。
可选地，对应末端激光发射部分的激光发射元件41的输出可以被设定为等于对应最外端激光发射部分的激光发射元件41的输出c[W]的值，而不是基于阵列头44之间在X轴方向的距离d[mm]和容器C的传送速度v[m/sec]。该构造也使对应末端激光发射部分的点的温度能够增加到显色温度。然而，在该情况中，记录目标用具有高于必需的光能的激光照射，这可以引起记录浓度的减小或记录目标的燃烧。
因此，记录目标可用具有通过基于容器C的传送速度v[m/sec]和阵列头44之间在X轴方向的距离d[mm]而设定输出b[W]引起的最适光能的激光照射。该构造使对应末端激光发射部分的点的温度能够增加到显色温度并且抑制记录浓度的减小和记录目标的燃烧。
进一步，用户可适当设定容器C的传送速度v[m/sec]。因此，当用户操作操作板181以改变容器C的传送速度v[m/sec]时，系统控制装置18改变输出b[W]。
进一步，根据记录目标的温度和/或环境温度，在从当激光从在传送方向上游(-X轴方向侧)的阵列头44中的激光发射部分42a发射到当激光从在传送方向下游(+X轴方向侧)的阵列头44中的激光发射部分42a发射的时期温度下降变化。更具体地，当记录目标的温度和环境温度高时，热不太可能逸出，并且温度下降被抑制。因此，当激光从在传送方向下游(+X轴方向侧)的阵列头44的末端激光发射部分离开时，由来自在传送方向上游(-X轴方向侧)的阵列头44的末端激光发射部分的激光引起的温度增加的作用仍然保持。因此，当记录目标的温度和/或环境温度高于正常温度时，激光的光能通过与在正常温度相比减小输出b[W](使得更接近输出a[W])而减小。相比之下，当温度低于正常温度时，热逸出到周围和因此温度下降大。因此，当激光从在传送方向下游(+X轴方向侧)的阵列头44的末端激光发射部分离开时，由来自在传送方向上游(-X轴方向侧)的阵列头44的末端激光发射部分的激光引起的温度增加的作用几乎消失。因此，当温度低于正常温度时，激光的光能通过与正常温度相比增加输出b[W](使得更接近输出c[W])而增加。以该方式，根据记录目标的温度和/或环境温度，输出控制单元控制从末端激光发射部分离开的激光的能量。
图7是图示基于检测记录目标表面温度的第一温度传感器182的检测结果，改变对应末端激光发射部分的激光发射元件41的输出b[W]的控制流程的实例的图。如图7所图示的，输出控制单元监测第一温度传感器182是否已检测记录目标的表面温度(S1)。在本实施方式中，充当记录目标的热记录部分的热记录标记RL的温度由第一温度传感器182检测。
如果第一温度传感器182检测与容器C一起移动的记录目标的表面温度，则输出控制单元检查由第一温度传感器182检测的记录目标的表面温度是否落入规定的温度范围(S2)。规定的温度范围是，例如，正常温度(15至25℃)。当记录目标的表面温度落入规定的温度范围(是在S2)时，输出控制单元将对应末端激光发射部分的激光发射元件41的输出设定为b[W](S3)。
当记录目标的表面温度落在规定的温度范围之外(不在S2)时，输出控制单元确定记录目标的表面温度是否低于规定的温度范围(S4)。当记录目标的表面温度低于规定的温度范围(是在S4)时，输出控制单元将对应末端激光发射部分的激光发射元件41的输出设定为大于b[W]的值b1[W](S5)。与表面温度在规定的温度范围中的情况相比，输出控制单元因此增加激光的光能。在低于规定的范围的温度，如上所述，当激光从在传送方向下游(+X轴方向侧)的阵列头44的末端激光发射部分离开时，由来自在传送方向上游(-X轴方向侧)的阵列头44的末端激光发射部分的激光引起的温度增加的作用几乎消失。因此，在低于规定的温度范围的温度，输出控制单元将对应末端激光发射部分的激光发射元件41的输出设定为大于b[W]的值b1[W]以增加激光的光能。因此，甚至当记录目标具有低的温度时，对应激光发射元件41——对应末端激光发射部分——的点的温度可增加到显色温度以获得规定的图像浓度。
当记录目标的表面温度高于规定的温度范围(不在S4)时，输出控制单元将对应末端激光发射部分的激光发射元件41的输出设定为小于b[W]的值b2[W](S6)。与表面温度在规定的温度范围中的情况相比，输出控制单元因此减小激光的光能。在高于规定的温度范围的温度，如上所述，当激光从在传送方向下游(+X轴方向侧)的阵列头44的末端激光发射部分离开时，由来自在传送方向上游(-X轴方向侧)的阵列头44的末端激光发射部分的激光引起的温度增加的作用仍然保持。因此，甚至当激光的光能减少时，对应激光发射元件41——对应末端激光发射部分——的点的温度可增加到显色温度。因此，在高于规定的温度范围的温度，输出控制单元设定小于激光发射元件41的输出b[W]的值b2[W](S6)以减小激光的光能。该构造可抑制记录目标的燃烧和记录浓度减小并且可将对应激光发射元件41——对应末端激光发射部分——的点的温度增加到显色温度。因此，可实现规定的图像浓度。
在图7中，已描述了一个实例，其中，对应末端激光发射部分的激光发射元件41的输出b[W]基于记录目标的表面温度被改变。然而，对应末端激光发射部分的激光发射元件41的输出b[W]可以基于第二温度传感器183检测的环境温度而被改变。可选地，激光发射元件41的输出b[W]可以基于通过第一温度传感器182的热记录标记RL的表面温度的检测结果和通过第二温度传感器183的环境温度的检测结果而被改变。在前述中，充当记录目标的热记录部分的热记录标记RL的温度由第一温度传感器182检测。然而，充当记录目标的结构的容器C的温度可以由第一温度传感器182检测，并且输出b[W]可以基于容器C的温度而被改变。
在前述中，输出b[W]基于三个水平而被改变，即，规定的温度范围、低于规定的温度范围的温度、和高于规定的温度范围的温度。然而，温度范围可以被更精细地划分，以便激光发射元件41的输出b[W]被精细地改变。
可选地，每个单独的记录目标的温度可以被检测，并且输出b[w]可以基于每个单独的记录目标的温度检测结果而被改变。由于环境温度或记录目标的温度通常不突然变化，所以当预设的时间逝去时或当图像记录的次数超过规定的数目时，输出b[W]可以基于温度检测结果而被改变。
当记录目标的温度和/或环境温度高时，温度可增加到显色温度，甚至在激光的光能低的情况下，而当记录目标的温度和/或环境温度低时，温度不能增加到显色温度，除非激光的光能增加。因此，对应邻近两侧上激光发射部分的在中心的激光发射部分的激光发射元件41的输出a[W]也可以基于记录目标的温度和/或环境温度而被改变。类似地，对应最外端激光发射部分的激光发射元件41的输出c[W]也可以基于记录目标的温度和/或环境温度而被改变。
基于激光是否从邻近激光发射部分42a发射，输出控制单元控制从激光发射部分42a发射的激光的能量。即，当激光不是从邻近激光发射部分发射时，没有从邻近激光发射部分发射的激光的作用，并且点的温度没有增加到显色温度。因此，激光发射元件41的输出可以基于邻近激光发射元件41的开/关而被改变。具体地，当邻近激光发射元件41是关的且不发射激光时，光能通过增加激光发射元件41的输出而增加。因此，甚至当激光没有从邻近激光发射部分发射时，点的温度也可增加到显色温度，从而获得规定的图像浓度。
当阵列头44如图4-3所图示地配置时，邻近光学纤维42在X轴方向彼此间隔开预设的距离。因此，将每个激光发射元件41的输出设定得高于图4-2中的交错配置中的那些。
输出控制单元可以根据激光发射元件41的温度控制从激光发射部分42a发射的激光的能量。该配置可纠正和抑制归因于激光发射元件41的温度的激光输出的变化并且能够在记录目标上记录令人满意的图像。
输出控制单元可以通过允许激光发射部分42a发射激光同时允许传送机装置10(记录目标传送单元)运送记录目标而在记录目标上记录图像。与当将记录目标暂时停止和移动记录装置14以在记录目标上记录图像时相比，该配置可增加生产力。
现在将描述申请人进行的验证实验。图8-1是图示实施例1中每个激光发射元件41的输出和邻近阵列头之间在X轴的距离的图。图8-2是图示实施例2中每个激光发射元件41的输出和邻近阵列头之间在X轴方向的距离的图。图8-3是图示实施例3中每个激光发射元件41的输出和邻近阵列头之间在X轴方向的距离的图。图8-4是图示实施例4中每个激光发射元件41的输出和邻近阵列头之间在X轴方向的距离的图。图8-5是图示比较实施例中每个激光发射元件41的输出和邻近阵列头之间在X轴方向的距离的图。图8-1至图8-5图示记录装置14中纤维阵列单元14b的多个阵列头的阵列。
[实施例1]
如图8-1所图示的，在实施例1中，邻近阵列头44之间在X轴方向的距离d是15[mm]，和对应邻近两侧上的激光发射部分的在中心的激光发射部分的激光发射元件41的输出是5.0W。对应位于在Z轴方向的最外端上的最外端激光发射部分的激光发射元件41的输出被设置为6.0W，其是对应在中心的激光发射部分的激光发射元件41的输出的120％。将对应位于阵列头44末端的末端的激光发射部分——排除最外端激光发射部分——的激光发射元件41的输出设定为5.5W，其是对应在中心的激光发射部分的激光发射元件的输出的110％。
[实施例2]
如图8-2所图示的，在实施例2中，激光发射元件41——对应来自邻近配置在图中左侧末端处的阵列头44的末端激光发射部分的激光发射部分的50个激光发射部分——是关的(0W)，并且将对应第51个激光发射部分的激光发射元件41的输出设定为6.0W。设置与实施例1中相同，除了将对应设定关的(0W)激光发射元件41的组的最接近右侧的末端激光发射部分的激光发射元件41的输出设定为6.0W。
[实施例3]
如图8-3所图示的，在实施例3中，设置与实施例1中相同，除了将对应配置在图中右侧末端上的阵列头44的最外端激光发射部分的激光发射元件41的输出设定为5.8W并将对应最接近左侧的激光发射部分的激光发射元件41的输出设定为5.6W。
[实施例4]
如图8-4所图示的，在实施例4中，设置与实施例1相同，除了邻近阵列头44之间在X轴方向的距离是30[mm]并且将对应末端激光发射部分的激光发射元件41的输出设定为6.0W。
[比较实施例1]
如图8-5所图示的，在比较实施例1中，设置与实施例1相同，除了所有激光发射元件41的输出是5.0W。
利用实施例1至4和比较实施例1的记录装置产生图像，和通过视觉检查和用x5放大镜的视觉检查来评价图像是否存在浓淡不均。观察对应阵列头44最外端的附近的部分的附近、对应末端的部分的附近、和对应实施例2中白色部分和黑色部分之间的边界的附近。结果显示在表1中。
表1
| 浓淡不均 | |
| 实施例1 | ◎ |
| 实施例2 | ◎ |
| 实施例3 | ○ |
| 实施例4 | ○ |
| 比较实施例1 | × |
◎在用x5放大镜的观察中不太引人注目
○通过视觉检查不太引人注目
×引人注目的(noticeablef)
从表1中清楚的是，实施例1至4中视觉检查没有识别浓淡不均。相比之下，在比较实施例1中，具有低图像浓度的部分在对应阵列头44的末端和在实心图像的Z轴方向的末端部分的地方中被识别，并且浓淡不均被识别。
这个的原因是比较实施例1中，所有激光发射元件41的输出被设定为5.0W。因此，对应阵列头44端部或在图像的Z轴方向的端部的地方的温度没有增加到显色温度K4，和在比较实施例1中，具有低图像浓度的部分在对应阵列头44的末端和在实心图像的Z轴方向的端部的地方被识别，并且浓淡不均出现。
在实施例1中，将对应最外端激光发射部分的激光发射元件41的输出设定为6.0W，并且将对应末端激光发射部分的激光发射元件41的输出设定为5.5W，其大于对应在中心的激光发射部分的激光发射元件41的输出(5.0W)，从而增加照射记录目标的激光的光能。因此，对应阵列头44的末端和在图像的Z轴方向的端部的地方的温度可增加到显色温度，使得对应阵列头44的末端和在图像的Z轴方向的端部的地方获得规定的图像浓度，并且浓淡不均不太引人注目。
在实施例3中，在配置在图中右侧末端上的阵列头44中，将最外端内部的几个激光发射部分(一个阵列头44中所有激光发射部分的约5％)设定为最外端激光发射部分。将对应这些最外端激光发射部分的激光发射元件41的输出设定为5.6W和5.8W，其大于对应在中心的激光发射部分的激光发射元件41的输出(5.0W)，从而增加照射记录目标的激光的光能。以该方式，将几个激光发射部分(一个阵列头44中所有激光发射部分的约5％)设定为最外端激光发射部分以与从在中心的激光发射部分发射的相比增加光能，从而使在+Z轴方向的端部处的图像浓淡不均通过视觉检查不太引人注目。因此，当将最外端内部的几个激光发射部分(一个阵列头44中所有激光发射部分的约5％)设定为最外端激光发射部分以与从在中心的激光发射部分发射的相比增加光能时，温度也增加到显色温度，并且在图像的Z轴方向的端部可获得规定的图像浓度。
在实施例4中，增加邻近阵列头44之间在X轴方向的距离，使得邻近阵列头44之间在X轴方向的距离是30[mm]。在30[mm]的距离下，当在传送方向下游的阵列头44的末端激光发射部分发射激光时，由来自在传送方向上游的阵列头44的末端激光发射部分的激光引起的温度增加的作用几乎消失。然而，将对应末端激光发射部分的激光发射元件41的输出设定为6.0W，其等于对应最外端激光发射部分的激光发射元件41的输出。该设置被认为将温度增加到显色温度以获得规定的图像浓度并且使浓淡不均不太引人注目。
在实施例2中，邻近设定关的激光发射元件41的激光发射元件41的输出增加。当激光没有从邻近激光发射部分发射时，没有从邻近激光发射部分离开的激光的作用。然而，将邻近设定关的激光发射元件41的激光发射元件41的输出增加以增加光能。该设置被认为已经赋予以规定的浓度的着色和使图像浓淡不均不太引人注目。
该验证实验已证明浓淡不均可通过与对应邻近两侧上光学纤维42的在中心的激光发射部分的激光发射元件41的输出相比增加对应至少配置在阵列头44末端处的最外端激光发射部分和/或末端激光发射部分的激光发射元件41的输出而变得不太引人注目。另外，实施例3已证明，浓淡不均可通过根据在传送方向上游的阵列头44和下游的阵列头44之间的距离改变对应末端激光发射部分激光发射元件41的输出而变得不太引人注目。
[实施例5]
激光发射用针对图4-1中具有192个纤维的具有127-μm间距的激光发射部分42a改变的光学单元43进行。记录目标的光束直径是135μm，间距宽度是127μm，记录目标的移动速度是2[m/sec]。发射的激光功率通过控制脉冲宽度——通过发射具有3.5W的峰值功率的8kHz的脉冲的激光——来控制。这里，将峰值功率设定为3.5W以促进浓淡不均的评价，虽然用于使浓度饱和的足够的峰值功率是5.0W。每12个激光发射部分发射激光以消除邻近激光发射部分42a的作用。记录17条线的图像，其中将在两端的激光发射部分42a的脉冲宽度设定为100％和其他部分的脉冲宽度是95％。然后，通过视觉检查来评价浓度和线宽度。在两端的2条线和在中心的15条线中的线宽度和浓度相等。
[比较实施例2]
17条线的图像在与实施例5中相同的条件下记录，除了针对两端和中心将脉冲宽度设定为95％。通过视觉检查来评价浓度和线宽度。在两端的两条线具有比在中心的15条线更薄的宽度和具有低的浓度。上面描述的实施例5和比较实施例2中的结果已证明光学透镜的作用被激光的功率有效地纠正。
[第一修改]
图9-1和图9-2是图示第一修改的图像记录系统100的实例的图。
在该第一修改中，记录装置14移动以在充当记录目标的容器C上的热记录标记RL上记录图像。
如图9-1和图9-2所图示的，该第一修改的图像记录系统100具有容器C放置其上的平台150。记录装置14支承在轨道部件141上以在图中右-左方向可移动。
在该第一修改中，首先，操作员将容器C设置在平台150上，使得具有附着到充当记录目标的容器C上的热记录标记RL的表面面向上。在将容器C设置在平台150上之后，操作员操作操作板181以开始图像记录过程。一开始图像记录过程，位于图9-1中左侧的记录装置14就移动到图中的右侧，如图9-1中箭头所指示的。记录装置14然后用激光照射记录目标(容器C上的热记录标记RL)以记录图像同时移动到图中的右侧。在记录图像之后，位于图9-2中右侧的记录装置14移动到左侧，如图9-2中箭头所指示的，和返回到图9-1中指示的位置。
在上面描述的实例中，本发明适用于在附着到容器C的热记录标记RL上记录图像的记录装置14。然而，本发明也适用于，例如，在附着到容器C的可逆的热记录标记上重写图像的图像重写系统。在该情况中，擦除装置设在从在容器C的传送方向的记录装置14的上游用于用激光照射可逆的热记录标记以擦除可逆的热记录标记上记录的图像。在擦除装置擦除可逆的热记录标记上记录的图像之后，记录装置14记录图像。在这样的图像重写系统中，图像浓淡不均也可被抑制。
虽然包括纤维阵列的记录装置14已在上面描述，但是激光发射元件可以以阵列配置，和来自激光发射元件的激光可以照射记录目标以记录图像而没有通过光学纤维。也在这样的图像重写系统中，提供多个激光发射元件阵列——每个包括100至200个以阵列配置的激光发射元件，并且激光发射元件如图4-2中先前图示的以交错模式配置或如图4-3所图示的成一个角度配置。这是因为细长的激光发射元件阵列的制造需要高加工精度和花费很多以保持激光发射元件阵列的线性和设置的激光发射元件的间距的一致。进一步，大量的激光发射元件花费很多并且，不利地，当激光发射元件中的一个发生故障时置换费高。因此，提供多个激光发射元件阵列——每个具有100至200个以阵列配置的激光发射元件——可抑制装置的成本增加和置换的成本增加。
上面的实施方式已仅通过实例来说明和获得对下面方式中每个特异的效果。
(第一方式)
配置以用激光照射记录目标以记录图像的图像记录装置包括：多个激光发射部分，其在预设的方向(Z轴方向)肩并肩设置用于发射激光；光学系统(光学单元43)，其被配置以将由激光发射部分发射的多个激光光束收集到在与预设的方向交叉的方向(X轴方向)相对于激光发射部分移动的记录目标上；和输出控制单元，其被配置以执行控制，使得从激光发射部分的最外端激光发射部分——其发射激光以传输通过光学系统的端部附近——发射的激光的能量大于从中心激光发射部分——其发射激光以传输通过除光学系统的端部附近之外的部分——发射的激光的能量。
该构造可使得由最外端激光发射部分记录的图像的浓度等于由中心激光发射部分记录的图像的浓度。
(第二方式)
在第一方式中，图像记录装置包括多个激光头单元(阵列头44)，每个包括在预设的方向肩并肩设置的激光发射部分。激光头单元在预设的方向排列并且设置在不同于在与预设的方向交叉的方向的邻近激光头单元的位置。输出控制单元执行控制，使得从位于激光头单元的末端的末端激光发射部分——排除最外端激光发射部分——发射的激光的能量，大于从除最外端激光发射部分和末端激光发射部分之外的激光发射部分发射的激光的能量。
如上所述，由来自不邻近一侧上的激光发射部分的末端激光发射部分的激光记录的图像的浓度低于其他图像的浓度。该问题因为下面的原因而产生。照射记录目标的激光不但影响对应该激光的点还影响邻近该点的点和增加甚至邻近点的温度。由于对应点的激光和邻近激光的作用，点然后被加热到规定的温度，并且点以规定的图像浓度显色。
然而，从末端激光发射部分发射的激光仅邻近一侧上的激光。因此，对应来自末端激光发射部分的激光的点仅受一侧上邻近的激光的影响。因此，点的温度没有增加到规定的温度，并且点以低于规定的图像浓度的图像浓度显色。
然后，在第二方式中，执行控制，使得从末端激光发射部分发射的激光的能量大于从除最外端激光发射部分和末端激光发射部分之外的激光发射部分发射的激光的光能。以该方式增加光能可将对应从末端激光发射部分发射的激光的点的温度增加到规定的温度和使该点能够以规定的图像浓度显色。该配置可使得由末端激光发射部分记录的图像的浓度等于其他图像的浓度。
与包括一个激光头单元的配置相比，包括多个激光头单元的配置抑制激光头单元的延长，并且可抑制激光头单元的变形。在移动方向在彼此不同的位置配置邻近激光头单元可提高激光头单元组装的容易度。
(第三方式)
在第二方式中，根据记录目标的相对移动速度，输出控制单元控制从末端激光发射部分发射的激光的能量。
在该配置中，如在实施方式中所描述的，在激光从激光头单元的激光发射部分如在移动方向上游(-X轴方向)的阵列头发射之后，当传送速度增加时，将从在移动方向下游(+X轴方向侧)的激光头单元的激光发射部分发射的激光花费的时间减少。因此，当传送速度更高时，相应的点的温度可增加到规定的温度，甚至当从末端激光发射部分发射的激光的光能较低时，并且点可以规定的图像浓度显色。该配置可抑制由于激光引起的对记录目标的损害和可抑制图像浓淡不均。
(第四方式)
在第三方式中，图像记录装置包括记录目标温度检测单元，如第一温度传感器182，其被配置以检测记录目标的温度。根据记录目标温度检测单元的检测结果，输出控制单元控制从激光发射部分发射的激光的光能。
在该配置中，如实施方式中所描述的，当记录目标的温度更高时，记录目标的温度可用更少的光能增加到规定的温度，从而以规定的图像浓度显色。该配置可抑制由于激光引起的对记录目标的损害和获得规定的图像浓度。
(第五方式)
在第三方式或第四方式中，图像记录装置包括环境温度检测单元，如第二温度传感器183，其被配置以检测环境温度。基于环境温度检测单元的检测结果，输出控制单元控制从激光发射部分发射的激光的能量。
在该配置中，如实施方式中所描述的，当环境温度更高时，由激光引起的热不太可能逸出到外面，记录目标的温度可用较小的光能增加到规定的温度，从而以规定的图像浓度显色。该配置可抑制由于激光引起的对记录目标的损害和获得规定的图像浓度。
(第六方式)
在第一方式至第五方式中的任何一个中，基于激光是否从邻近激光发射部分的另一个激光发射部分发射，输出控制单元控制从激光发射部分发射的激光的能量。
在该配置中，如在实施方式中所描述的，当邻近激光发射部分没有发射激光时，没有从邻近激光发射部分发射的激光的作用。因此，记录目标的温度可以未能增加到规定的温度。通过设置从激光发射部分发射的激光的光能，基于邻近该激光发射部分的激光发射部分是否发射激光，当邻近激光发射部分没有发射激光时，激光的光能可增加，如上所述。因此可获得规定的图像浓度。
(第七方式)
在第一方式至第六方式中的任何一个中，图像记录装置包括：多个激光发射元件，其被配置发射激光；和多个光学纤维，其对应激光发射元件设置用于将从激光发射元件发射的激光引导到记录目标。为每个光学纤维提供激光发射部分。
在该配置中，如实施方式中所描述的，仅需要配置光学纤维的激光发射部分使得在记录目标上形成的图像点的主扫描方向的间距是规定的间距，并且不需要配置激光发射元件使得在图像点的主扫描方向的间距是规定的间距。该配置能够使激光发射元件配置使得激光发射元件的热可逸出，并且抑制激光发射元件的温度增加。该配置可抑制激光发射元件的波长和光学输出的变化。
(第八方式)
在第七方式中，根据激光发射元件的温度控制从激光发射部分发射的激光的能量。
该配置可纠正和抑制归因于激光发射元件温度的激光输出的变化并且能够在记录目标上记录令人满意的图像。
(第九方式)
在第三方式中，从位于末端的激光发射部分发射的激光的能量不小于103％至不大于150％的从其他激光发射部分发射的激光的能量。
该配置可抑制浓淡不均并且抑制由于激光发射而对记录目标的损害。
(第十方式)
在第一方式至第九方式中的任何一个中，图像记录装置包括记录目标传送单元，如传送机装置10，其被配置以传送记录目标。输出控制单元允许激光发射部分发射激光以在记录目标上记录可视图像(图像)同时允许记录目标传送单元传送记录目标。
与当记录目标被暂时停止和激光照射装置如记录装置14移动以在记录目标上记录可视图像时相比，该配置可增加生产力。
(第十一方式)
图像记录方法在配置以用激光照射记录目标以记录图像的图像记录装置中执行。图像记录装置包括：多个激光发射部分，其在预设的方向肩并肩设置用于发射激光；和光学系统，其被配置以将由激光发射部分发射的多个激光束收集到在与预设的方向交叉的方向相对于激光发射部分移动的记录目标上。该方法包括输出控制步骤，其执行控制，使得从激光发射部分的最外端激光发射部分——其发射激光以传输通过光学系统的端部附近——发射的激光的能量大于从中心激光发射部分——其发射激光以传输通过光学系统的中心部分附近——发射的激光的能量。
该配置可使得由最外端激光发射部分记录的图像的浓度等于由中心激光发射部分记录的图像的浓度。
参考标记列表
10 传送机装置
11 遮蔽罩
14 记录装置
14a 激光阵列单元
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 光学纤维
42a 激光发射部分
43 光学单元
43a 准直透镜
43b 聚焦透镜
44 阵列头
45 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 热接收器
52 散热器
53a 冷却管
53b 冷却管
100 图像记录系统
141 轨道部件
150 平台
181 操作板
182 第一温度传感器
183 第二温度传感器
C 容器
RL 热记录标记
引用列表
专利文献
专利文献1：日本专利申请特许公开号2010-52350
专利文献2：日本专利申请特许公开号2006-65214
Claims (12)
1.图像记录装置，其被配置以用激光照射记录目标以记录图像，图像记录装置包括：
多个激光发射部分，其在预设的方向肩并肩设置并且被配置以发射激光，所述多个激光发射部分中的各激光发射部分的一端以阵列形式被容纳在阵列头中；
光学系统，其被配置以将所述激光发射部分发射的多个激光光束收集到在与所述预设的方向交叉的方向相对于所述激光发射部分移动的所述记录目标上；和
输出控制单元，其被配置以根据光束直径和光分布执行控制，使得当由于在光学系统中收集光之后图像记录位置处的透镜象差而导致阵列头的两端和中心处自激光发射部分发射的激光的光束形状彼此不同，不同之处在于端部附近处与中心处之间光束直径和光分布不同时，从所述激光发射部分的最外端激光发射部分发射的激光的能量大于从中心激光发射部分发射的激光的能量，所述最外端激光发射部分发射激光以传输通过所述光学系统的端部附近，所述中心激光发射部分发射激光以传输通过除所述光学系统的所述端部附近之外的部分。
2.根据权利要求1所述的图像记录装置，进一步包括多个阵列头，各阵列头包括在所述预设的方向肩并肩设置的所述激光发射部分，其中
所述阵列头在所述预设的方向排列和在与所述预设的方向交叉的方向设置在不同于邻近阵列头的位置，和
所述输出控制单元执行控制，使得从位于所述阵列头的末端的、排除所述最外端激光发射部分的末端激光发射部分发射的激光的能量大于从除所述最外端激光发射部分和所述末端激光发射部分之外的激光发射部分发射的激光的能量。
3.根据权利要求2所述的图像记录装置，其中根据所述记录目标的相对移动速度，所述输出控制单元控制从所述末端激光发射部分发射的激光的能量。
4.根据权利要求3所述的图像记录装置，进一步包括被配置以检测所述记录目标的温度的记录目标温度检测单元，其中
根据所述记录目标温度检测单元的检测结果，所述输出控制单元控制从所述激光发射部分发射的激光的能量。
5.根据权利要求3或4所述的图像记录装置，进一步包括被配置以检测环境温度的环境温度检测单元，其中
根据所述环境温度检测单元的检测结果，所述输出控制单元控制从所述激光发射部分发射的激光的能量。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的图像记录装置，其中基于激光是否从邻近所述激光发射部分的另一个激光发射部分发射，所述输出控制单元控制从所述激光发射部分发射的激光的能量。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的图像记录装置，包括：
多个激光发射元件，其被配置以发射激光；和
多个光学纤维，其对应所述激光发射元件被设置用于将从所述激光发射元件发射的激光引导到所述记录目标，其中
为所述光学纤维的每个提供所述激光发射部分。
8.根据权利要求7所述的图像记录装置，其中根据所述激光发射元件的温度，所述输出控制单元控制从所述激光发射部分发射的激光的能量。
9.根据权利要求3所述的图像记录装置，其中所述输出控制单元执行控制，使得从位于末端的所述激光发射部分发射的激光的能量不小于103％至不大于150％的从其他激光发射部分发射的激光的能量。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的图像记录装置，进一步包括被配置以传送记录目标的记录目标传送单元，其中
所述输出控制单元允许所述激光发射部分发射激光以在所述记录目标上记录图像同时允许所述记录目标传送单元传送所述记录目标。
11.根据权利要求1所述的图像记录装置，其中
所述输出控制单元通过控制所述最外端激光发射部分和所述中心激光发射部分的激光功率来控制从所述最外端激光发射部分和所述中心激光发射部分发射的激光的能量。
12.图像记录方法，其在被配置以用激光照射记录目标以记录图像的图像记录装置中进行，
所述图像记录装置包括：
多个激光发射部分，其在预设的方向肩并肩设置并且被配置以发射激光，所述多个激光发射部分中的各激光发射部分的一端以阵列形式被容纳在阵列头中；和
光学系统，其配置以将所述激光发射部分发射的多个激光光束收集到在与所述预设的方向交叉的方向相对于所述激光发射部分移动的记录目标上，
所述方法包括输出控制步骤，其根据光束直径和光分布执行控制，使得当由于在光学系统中收集光之后图像记录位置处的透镜象差而导致阵列头的两端和中心处自激光发射部分发射的激光的光束形状彼此不同，不同之处在于端部附近处与中心处之间光束直径和光分布不同时，从所述激光发射部分的最外端激光发射部分发射的激光的能量大于从中心激光发射部分发射的激光的能量，所述最外端激光发射部分发射激光以传输通过所述光学系统的端部附近，所述中心激光发射部分发射激光以传输通过除所述光学系统的所述端部附近之外的部分。
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