JP2004086094A - レーザーマーキング方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】現像処理等を行ったときにも、適正な視認性を確保できるドットを形成する。
【解決手段】Ｘレイフィルム１２には、レーザービームの照射時間を短くして、短時間に適正なエネルギーが付与されることにより乳剤層１６が溶融する過程で多数の微細な気泡１６Ｂが生じて、凸状のドット１６Ａが形成されるが、照射時間が長くなることにより、内部に熱が伝わって、ベース層１４と乳剤層の間に、現像処理等によって乳剤層の剥離を引き起こしてドットの視認性を低下させてしまう空間１４Ａが生じる。ここから、マーキング装置では、高出力のレーザー発振器を用いて、レーザービームの照射時間を短くすることにより、この空間が生じることなく、高い視認性を維持するドットを形成する。
【選択図】 図２
【解決手段】Ｘレイフィルム１２には、レーザービームの照射時間を短くして、短時間に適正なエネルギーが付与されることにより乳剤層１６が溶融する過程で多数の微細な気泡１６Ｂが生じて、凸状のドット１６Ａが形成されるが、照射時間が長くなることにより、内部に熱が伝わって、ベース層１４と乳剤層の間に、現像処理等によって乳剤層の剥離を引き起こしてドットの視認性を低下させてしまう空間１４Ａが生じる。ここから、マーキング装置では、高出力のレーザー発振器を用いて、レーザービームの照射時間を短くすることにより、この空間が生じることなく、高い視認性を維持するドットを形成する。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘレイフィルムなどの写真感光材料や熱現像感光材料等の感光材料にレーザービームを照射して、所定のマーキングパターンを形成するレーザーマーキング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーザー光を利用して、材料の表面に文字や記号等をマーキングする技術としては、例えば、特開平１０−３０５３７７号公報が挙げられる。また、特許第３１９１２０１号（以下「先行技術」とする）では、Ｘレイフィルム等の感光材料へレーザービームを照射して、感光材料の表面に被りや変形を生じさせることによりドットを形成し、このドット配列によって文字や記号等を形成するマーキング技術を提案している。
【０００３】
Ｘレイフィルムなどの感光材料は、乳剤層にレーザービームが照射されると、乳剤層が溶融する過程で微細な気泡が発生すると共に、表面が凸状に突出する。これを用いて、Ｘレイフィルムにドットを形成し、このドットの配列によって文字や記号等のマーキングパターンを形成することができる。
【０００４】
ところで、Ｘレイフィルム等の感光材料では、レーザービームによって溶融した乳剤層が、レーザービームの照射位置の周囲に飛散することがある。この飛散した乳剤層は、感光材料の表面に付着すると、その部分に画像が形成されたときに白く抜ける所謂ホワイトスポット故障を生じさせてしまうことがある。
【０００５】
また、レーザービームを連続的に照射したときに、飛散した乳剤層がレーザービームによって燃焼して被りを生じさせてしまうことがあり、このような被り等は、感光材料の製品品質を低下させてしまう。
【０００６】
さらに、ＰＥＴ等の支持体をベース層として、このベース層に乳剤層を形成したＸレイフィルムなどでは、レーザービームを照射してドットを形成したときに、ベース層から乳剤層を分離し易くしてしまうことがある。このようなベース層から乳剤層が分離し易くなった場合、ドットを形成した直後では、ドットの視認性が高くなるが、現像処理したときに、乳剤層がベース層から剥がれ落ちてしまい、視認性が極めて低くなる。すなわち、レーザービームの照射によってベース層から乳剤層が剥離しやすくなると、現像前後でＸレイフィルムに形成した文字や記号等の視認性が変化してしまうことがある。
【０００７】
しかしながら、前記した先行技術では、１ドット当たりのレーザービームの照射条件を限定することにより視認性の確保を図るように提案しているが、感光材料にレーザービームを照射することに起因する品質故障や、現像処理の前後での視認性の変化を回避するための提案はなされていない。
【０００８】
また、先行技術では、感光材料に適正なドットを形成するためのエネルギーを与えるために、低出力で発振されたレーザービームを用いるようにしているが、低出力レーザーを用いた場合、ドットを形成するのに必要なエネルギーを付与するのに時間がかかってしまうことになる。すなわち、レーザービームの長時間照射が必要となることがあるが、レーザービームを長時間照射した場合、感光材料の内部に熱が伝達して、ベース層と乳剤層を分離させてしまうことがあり、これにより、現像処理前後で文字や記号等の視認性に変化を生じさせてしまうことがある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、感光材料に視認性が高く、また、現像処理前後で視認性に変化が生じることのないマーキングパターンを形成することができるレーザーマーキング方法を提案することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、支持体の少なくとも一方の面に乳剤層が設けられた感光材料に、レーザー発振手段から出力するレーザービームをスポット状に照射して、このレーザービームのエネルギーによって前記乳剤層の内部に多数の微細な気泡を発生させたドット配列によるマーキングパターンを形成するレーザーマーキング方法であって、所定のドットを形成し得るエネルギーを所定時間以内に前記感光材料へ付与可能な発振出力のレーザー発振手段を用いて、前記感光材料へ前記レーザービームを照射することにより前記マーキングパターンを形成することを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、レーザービームを感光材料にスポット状に照射することにより、感光材料の乳剤層が溶融する過程で発生する微細な気泡によってドットを形成し、このドット配列によってマーキングパターンを形成する。また、本発明では、視認性が高く、かつ感光材料の現像処理前後で、視認性の変化が少なく適正なドットを形成しうるエネルギーを、レーザービームによって感光材料に付与することにより、感光材料の処理による視認性の変化のないマーキングパターンを形成する。
【００１２】
一方、レーザービームによって感光材料に付与されるエネルギーは、レーザー発振手段の発振出力と、レーザービームの照射時間によって変化する。また、レーザービームの照射時間が長くなることにより、レーザービームの熱が感光材料の内部まで伝わって、感光材料を現像処理したときに、乳剤層の剥離を生じさせる空間が、支持体と乳剤層の間に生じる。
【００１３】
ここから、レーザービームの照射時間を、支持体と乳剤層の間に空間が生じない時間に設定し、この時間内で感光材料に所定のエネルギーを付与できる発信出力のレーザー発振手段を用いる。
【００１４】
すなわち、高出力のレーザー発振手段を用いて、レーザービームの照射時間を短くする。
【００１５】
これにより、感光材料に視認性が高く、かつ、感光材料の処理による視認性の変化の少ないドット及びドット配列によるマーキングパターンを形成することができる。
【００１６】
このような本発明におけるレーザービームの照射時間である前記所定時間は、前記感光材料及び前記レーザー発振手段によって発振する前記レーザービームの波長に基づいて設定されるものである。
【００１７】
すなわち、感光材料に適正なドットを形成し得るレーザービームのエネルギーは、レーザービームの発振波長によって異なるものであり、感光材料によっても異なるものである。
【００１８】
ここから、感光材料、レーザービームの発振波長に基づいて照射時間を設定し、実際の照射時間がこの時間よりも短くなるように、高出力のレーザー発振手段を用いる。
【００１９】
また、請求項３に係る発明は、走査手段によって前記レーザービームを走査しながら前記感光材料に照射して、前記マーキングパターンのドット配列を形成することを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、レーザー発振手段の発振出力を大きくして、一つのドットを形成するためのレーザービームの照射時間を短くすることにより、短時間に多数のドットの形成が可能となる。
【００２１】
ここから、走査手段によってレーザービームを走査して、一つのレーザー発振手段を用いて、多数のドットを形成する。
【００２２】
これにより、多数のレーザー発振手段を用いることなく、ドット配列によってマーキングパターンを形成することができ、マーキング装置の小型化が可能となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。図１には、本実施の形態に適用したマーキング装置１０の概略構成を示している。このマーキング装置１０には、ロール状に巻き取られた長尺のＸレイフィルム１２を被印字体として、このＸレイフィルム１２を搬送する過程で、その表面にレーザービームＬＢを照射して、文字や記号等のマーキングパターンを形成するマーキング加工を施す。
【００２４】
図２（Ａ）に示すように、本実施の形態に感光材料として適用したＸレイフィルム１２は、支持体であるベース層１４に、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）を用い、このベース層１４の少なくとも一方の面に乳剤が塗布されて乳剤層１６が形成されている。
【００２５】
図１に示すように、Ｘレイフィルム１２は、乳剤層１６が外向きとなって巻芯１８にロール状に巻かれており、マーキング装置１０は、このＸレイフィルム１２を最外層から引出す。
【００２６】
最外層から引出されたＸレイフィルム１２は、パスロール２０に巻き掛けられて、進行方向（図１の矢印Ａ方向）から上方（図１の紙面上方）へ略直角に方向転換されてパスロール２２に巻き掛けられる。また、Ｘレイフィルム１２は、パスロール２２に巻き掛けられて、進行方向へ略直角に方向転換され、プリントロール２４へと至るようになっている。
【００２７】
マーキング装置１０では、プリントロール２４に巻き掛けられる位置が、レーザービームＬＢの照射位置として設定されており、このプリントロール２４により進行方向から下方へ略直角に方向転換されたＸレイフィルム１２は、対で配置されたロール２６に挟持され、かつ進行方向へ略直角に方向転換され、小ロール２８、３０ヘ向けて送り出される。
【００２８】
小ロール２８、３０の間には、サクションドラム３２が配置されており、このサクションドラム３２によって、小ロール２８、３０の間に略Ｕ字状の搬送路が形成され、Ｘレイフィルム１２が、小ロール２８、３０の間で、サクションドラム３２に巻き付けられる。
【００２９】
サクションドラム３２は、外周面に複数の小孔（図示省略）が設けられ、周面に巻き付けられるＸレイフィルム１２を、エア吸引によって吸着保持し、かつ自重又は図示しない付勢手段の付勢力で、図１の紙面下方へ移動可能となっている。これにより、Ｘレイフィルム１２には、バックテンションが付与されるため、前記プリントロール２４を通過するときに、プリントロール２４と緊密に密着された状態が維持されるようになっている。
【００３０】
ロール２６から送り出されるＸレイフィルム１２は、一対の小ロール２８、３０の間を略Ｕ字状に搬送されて小ロール３０から送り出され、小ロール３０を通過したＸレイフィルム１２は、巻芯３４に巻き取られる。
【００３１】
一方、マーキング装置１０には、巻取り制御装置３６が設けられており、前記巻芯１８、３４及びサクションドラム３２は、巻取り制御装置３６からの駆動信号で所定の回転速度で回転するモータ等の駆動手段（図示省略）の駆動力によって回転駆動されてＸレイフィルム１２を搬送する。
【００３２】
マーキング装置１０では、基本的に、同一の線速度でＸレイフィルム１２を搬送するように巻芯１８、３４が回転駆動されると共に、サクションドラム３２がＸレイフィルム１２を吸着保持しながら回転するため、サクションドラム３２の回転速度がＸレイフィルム１２のプリントロール２４での搬送速度（ライン速度）と一致するようになっている。
【００３３】
前記サクションドラム３２には、ロータリエンコーダ３８が取り付けられており、このサクションドラム３２の回転角に応じたパルス信号を出力する。マーキング装置１０では、このロータリーエンコーダ３８から出力するパルス信号から、Ｘレイフィルム１２の搬送速度と共に搬送長の監視が可能となっている。
【００３４】
ところで、マーキング装置１０には、マーキング手段として、レーザービームＬＢを射出するマーキングヘッド４２及びレーザービームＬＢの射出を制御するレーザー制御装置４０が設けられている。前記したロータリーエンコーダ３８は、レーザー制御装置４０に接続しており、Ｘレイフィルム１２の搬送に応じたパルス信号がレーザー制御装置４０に入力されるようになっている。
【００３５】
図１及び図３に示すように、マーキングヘッド４２は、その先端部であるレーザービームＬＢの出射口が前記プリントロール２４に巻き掛けられるＸレイフィルム１２に対向するように配置されている。また、マーキングヘッド４２は、レーザー発振器４４と、図示しない集光レンズを含むビーム偏向器４６とを備えており、レーザー発振器４４から発せられるレーザービームＬＢを、プリントロール２４に巻き掛けられているＸレイフィルム１２へ向けて射出する。
【００３６】
本実施の形態に適用したレーザー発振器４４は、レーザー制御装置４０（図３では図示省略）からの駆動信号に基づいて、所定のタイミングで一定の発振波長のレーザービームＬＢを所定の時間幅（パルス幅）で出射する。
【００３７】
ビーム偏向器４６は、例えば、ＡＯＤ（音響光学装置）を備えており、レーザー制御装置４０からの偏向信号によりレーザービームＬＢをＸレイフィルム１２の搬送方向と直交する方向に走査する機能を有している。なお、走査された各レーザービームＬＢは集光レンズによってＸレイフィルム１２上で所定のスポット径の焦点を結ぶように結像される。
【００３８】
レーザー制御装置４０には、前記Ｘレイフィルム１２に記録すべきマーキングパターン（文字や記号）に対応したパターン信号が巻取り制御装置３６から入力される。また、レーザー制御装置４０は、ロータリーエンコーダ３８からＸレイフィル１２の搬送に応じて出力されるパルス信号に基づいてＸレイフィルム１２の搬送長を監視しながら、パターン信号に応じてレーザー発振器（ＣＯ２レーザー）４４に駆動信号を出力すると共に、ビーム偏向器４６に偏向信号を出力する。
【００３９】
これにより、マーキングヘッド４２は、マーキングパターンＭＰに応じてレーザービームＬＢがオン／オフされながらＸレイフィルム１２上に走査される。
【００４０】
このとき、図３に示すように、マーキングヘッド４２は、ビーム偏向器４６によるレーザービームＬＢの走査方向を主走査方向とし、Ｘレイフィルム１２の搬送方向（図３の矢印方向）を副走査方向として、Ｘレイフィルム１２にレーザービームＬＢを走査しながら照射することにより、Ｘレイフィルム１２にマーキングパターン（ここでは、アルファベット）ＭＰを形成する。
【００４１】
図３、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すように、マーキングパターンＭＰは、例えば１文字が５×５ドットなどの所定のドット配列で形成される文字や記号、キャラクター等を用いて形成することができる。また、マーキングパターンＭＰは、例えば図４（Ｂ）に示すように、ドット配列によって形成した複数の文字、数字や記号等を用いるなど、任意の構成で形成することができる。
【００４２】
なお、図３及び図４（Ａ）に示すように、Ｘレイフィルム１２が長手方向にカット（カットライン４８を鎖線で示す）されて小幅のロール状又はシート状に加工されるときには、このカットライン４８を挟んで両サイドに天地の向きが逆となったマーキングパターンＭＰを形成することも可能である。
【００４３】
また、図１及び図３に示すように、マーキングヘッド４２は、Ｘレイフィルム１２がプリントロール２４に巻き掛けられるときに、プリントロール２４の周面から僅かに浮いた位置で、Ｘレイフィルム１２に対向するようになっており、これにより、Ｘレイフィルム１２を透過したレーザービームＬＢが、プリントロール２４の周面に付着している塵や埃等を加熱して、Ｘレイフィルム１２に被りを生じさせてしまうのを防止している。
【００４４】
一方、前記したようにマーキング装置１０では、一例としてＣＯ２レーザーを用いており、マーキングヘッド４２のレーザー発振器４４には、所定波長のＣＯ２レーザーを、所定の出力で発振するレーザー発振管が用いられている。
【００４５】
マーキング装置１０では、マーキングヘッド４２から射出するレーザービームＬＢによって、図２（Ｂ）に示すように、Ｘレイフィルム１２に凸状のドット１６Ａを形成し、このドット１６Ａの配列によってマーキングパターンＭＰを構成する文字や記号等を形成する（図３、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）参照）。
【００４６】
Ｘレイフィルム１２は、乳剤層１６にレーザービームＬＢが照射されることにより、このレーザービームＬＢの熱エネルギーによって溶融する過程で、内部に微細な気泡１６Ｂが生じ、この微細な気泡１６Ｂによって表面が凸状となる。
【００４７】
本実施の形態では、この気泡１６Ｂの直径を約１〜５μｍとすると共に、この微細な気泡１６Ｂによるドット１６Ａの凸量を約１０μｍ程度、ドット１６Ａの直径を約２００μｍとするように、ドット１６Ａを形成するときのエネルギー量を設定している。
【００４８】
Ｘレイフィルム１２は、乳剤層１６に多数の気泡１６Ｂが生じることにより、この気泡１６Ｂ間の境界膜が多数形成され、光の乱反射が助長される。これにより、Ｘレイフィルム１２では、ドット１６Ａの内外で反射光量が大きく変化することになり、未現像か現像済みか、あるいは濃度の濃淡に無関係に、ドット１６Ａの視認性が向上される。
【００４９】
また、このようにＸレイフィルム１２に形成されたドット１６Ａは、白濁し、Ｘレイフィルム１２の上方側から見たときは勿論、Ｘレイフィルム１２を傾けて見たときにも、確実に視認可能となっている。すなわち、Ｘレイフィルム１２には、視認性の高いドット１６Ａが形成される。
【００５０】
一方、図２（Ｃ）に示すように、Ｘレイフィルム１２では、レーザービームＬＢの照射時間が長くなることにより、ベース層１６と乳剤層１６の間に、空間１４Ａが生じる。この空間１４Ａは、乳剤層１６に生じる気泡１６Ｂとは異なって大きく、Ｘレイフィルム１２にこの空間１４Ａが生じると、レーザービームＬＢの照射直後である未現像状態では、ドット１６Ａの視認性が高くなるが、現像処理を行うことにより、この空間１４Ａの上部の乳剤層１６が、飛散したり剥がれて開口し、ベース層１４が露出するなどして、ドット１６Ａの視認性が低下したり、消失してしまう。
【００５１】
ここから、マーキング装置１０では、短時間で所定のエネルギー量をＸレイフィルム１２に付与するように、出力の大きいレーザー発振器４４を用いている。すなわち、マーキング装置１０では、適正なドット１６Ａを形成しうるエネルギーを、レーザービームＬＢの短時間照射で付与し得るように、発振出力の大きいレーザー発振器４４を用いている。
【００５２】
例えば、発振波長が９．６μｍのレーザービームＬＢを用いたときに、０．７ｍＪのエネルギーでＸレイフィルム１２に適正なドット１６Ａを形成しうるときには、レーザー発振器４４の出力を５０Ｗ以上として、レーザービームＬＢの照射時間を１４μｓｅｃ以下となるようにしている。
【００５３】
また、一つのドット１６Ａを形成する時間を短くすることにより、一つのマーキングヘッド４２（レーザー発振器４４）を用いて、Ｘレイフィルム１２の搬送方向と直交する方向に沿って多数のドット１６Ａが形成可能となる。ここから、マーキング装置１０では、一つのマーキングヘッド４２から射出するレーザービームＬＢを、Ｘレイフィルム１２の搬送方向に沿って走査して、Ｘレイフィルム１２に複数のマーキングパターンＭＰを形成するようにしている。
【００５４】
なお、レーザービームＬＢの波長としては、例えば、９．６μｍなどの９μｍ帯や、１０．６μｍなどの１０μｍ帯の適用が可能であるが、同一の出力で同じエネルギー量をＸレイフィルム１２に付与しようとしたときに、発振波長が長くなると、照射時間もわずかに長くなる。また、９μｍ帯のレーザービームＬＢを用いて形成したときのドット１６Ａの凸量が、１０μｍ帯のレーザービームＬＢを用いて形成したドット１６Ａの凸量の約２倍となり、視認性が高くなる。
【００５５】
ここから、Ｘレイフィルム１２にマーキングパターンＭＰを形成するときのレーザービームＬＢのの発振波長は、９μｍ帯であることが好ましい。
【００５６】
このように構成されているマーキング装置１０では、巻取り制御装置３６から出力する駆動信号によって、巻芯１８に巻き取られているＸレイフィルム１２の引出しを開始すると共に、このＸレイフィルム１２の搬送及び巻芯３４への巻取りを開始する。
【００５７】
一方、サクションドラム３２は、巻取り制御装置３６に制御されて、回転しながらエア吸引を開始することにより、周面に巻き掛けられるＸレイフィルム１２を吸着保持する。これにより、Ｘレイフィルム１２は、所定のライン速度で、引き入れられながら送り出される。このときに、サクションドラム３２は、自重又は付勢手段の付勢力でＸレイフィルム１２に所定のテンションを付与している。
【００５８】
これにより、サクションドラム３２の回転速度（周速度）が、Ｘレイフィルム１２の搬送系の基準となるライン速度となり、プリントロール２４上でのＸレイフィルム１２のライン速度がサクションドラム３２の周速度と一致する。
【００５９】
レーザー制御装置４０は、このサクションドラム３２の回転状態をロータリーエンコーダ３８によって検出している。
【００６０】
一方、レーザー制御装置４０は、巻取り制御装置３６から前記Ｘレイフィルム１２に記録すべきマーキングパターンＭＰに応じたパターン信号が入力されると、前記ロータリーエンコーダ３８から出力されるパルス信号に基づいてＸレイフィルム１２の搬送長を監視し、例えばＸレイフィルム１２の搬送長が予め設定している長さに達すると、パターン信号に基づいてレーザー発振器（ＣＯ２レーザー）４４に駆動信号を出力すると共に、ビーム偏向器４６に偏向信号を出力する。
【００６１】
これにより、レーザー発振器４４から発せられるレーザービームＬＢが、プリントロール２４に巻き掛けられているＸレイフィルム１２に走査されながら照射されて、Ｘレイフィルム１２に、パターン信号に応じたドット状のマーキングパターンＭＰが形成される。
【００６２】
ところで、マーキング装置１０に設けているマーキングヘッド４２は、比較的高出力のレーザー発振器（レーザー発振管）４４を用いて、短いレーザービームＬＢの照射時間で、適正なドット１６Ａを形成するのに必要なエネルギーをＸレイフィルム１２に付与するようにしている。
【００６３】
Ｘレイフィルム１２は、レーザービームＬＢが照射されることにより、乳剤層１６が溶融する。この過程で多数の微細な気泡１６Ｂが生じると共に、表面が凸状に突出して、ドット１６Ａが形成される。このとき、Ｘレイフィルム１２に照射されるレーザービームＬＢのエネルギーが大きくなると、乳剤層１６に溶融、蒸着、飛散が生じるが、マーキング装置１０では、適正なドット１６Ａを形成するのに必要なエネルギー（例えば９．６μｍの波長のレーザービームＬＢを用いたときには、０．７ｍＪ）を付与するようにレーザー発振器４４の発振出力及び照射時間を設定している。
【００６４】
これにより、Ｘレイフィルム１２の乳剤層１６には、不必要な溶融、蒸着や飛散が生じることがない。
【００６５】
また、マーキング装置１０では、Ｘレイフィルム１２にドット１６Ａを形成するときに、乳剤層１６の飛散が生じるのを抑えているので、飛散した乳剤層が、次にＸレイフィルム１２に照射されるレーザービームＬＢによって燃焼して、Ｘレイフィルム１２に被りを生じさせたり、Ｘレイフィルム１２に照射するレーザービームを遮ってしまうのを防止することができる。
【００６６】
これにより、マーキング装置１０では、Ｘレイフィルム１２に被りによる製品品質の低下を生じさせることなく、視認性の高いマーキングパターンＭＰを形成することができる。
【００６７】
また、マーキング装置１０では、一つのドット１６を形成する時間を短縮することにより、レーザービームＬＢを、Ｘレイフィルム１２の幅方向に走査して、Ｘレイフィルム１２の幅方向に沿って複数のドット１６Ａを形成できるようにしている
これにより、マーキング装置１０では、多数のマーキングヘッド（レーザー発振器４４）を用いることなく、Ｘレイフィルム１２にドット配列によるマーキングパターンＭＰを形成することができるようになっている。
【００６８】
一方、マーキング装置１０では、出力の大きいレーザー発振器４４を用いることにより、適正なドット１６Ａを形成するときのレーザービームＬＢの照射時間がより短くなるようにしている。
【００６９】
すなわち、Ｘレイフィルム１２へのレーザービームＬＢの照射時間が長くなると、レーザービームＬＢが照射されることにより発生する熱が、Ｘレイフィルム１２の内部のベース層１４まで伝わって、ベース層１４と乳剤層１６の間に空間１４Ａを生じさせてしまう。
【００７０】
この空間１４Ａは、Ｘレイフィルム１２にドットを形成した直後は、ドット１６Ａの視認性を向上させるが、このＸレイフィルム１２を現像処理することにより、空間１４Ａの上部の乳剤層１６をベース層１４から剥離させ、ドット１６Ａとなっているべき位置でベース層１４を露出させてしまう。これにより、ドット１６Ａの視認性を大きく低下させたり、ドット１６Ａを実質的に消失させてしまう。
【００７１】
これに対して、マーキング装置１０では、出力の大きいレーザー発振器４４を用いることにより、レーザービームＬＢの照射時間を短くすることにより、ベース層１４と乳剤層１６の間に空間１４Ａが生じるのを防止し、現像処理後でも視認性の高いドット１６Ａを形成するようにし、このドット１６Ａによって形成しているマーキングパターンＭＰの高い認識性を確保できるようにしている。
【００７２】
すなわち、Ｘレイフィルム１２の製造段階と、ユーザーによるＸレイフィルム１２の使用段階の間での、マーキングパターンＭＰの視認性評価の差を軽減することができる。
【００７３】
【実験例】
ここで、出力の異なるレーザー発振器を用いて、レーザービームＬＢの照射時間を制御することにより、適正なドットを形成するのに必要なエネルギーを付与したときの、ドット１６Ａの形状評価の試験結果を示す。
【００７４】
図５には、ＣＯ２レーザーを発振するレーザー発振器４４を用いてマーキングを行う実験装置５０の概略構成を示している。
【００７５】
この試験では、レーザービームＬＢの走査が不要であるため、実験装置５０には、レーザー制御装置４０によって駆動されるレーザー発振器４４の射出端に集光レンズ５４を配置し、Ｘレイフィルム１２に代わりに用いた感光材料のサンプル５６へ向けて、レーザービームＬＢを照射するようにしている。なお、実験装置５０では、レーザー発振器４０から射出されるレーザービームＬＢのビーム径が約４ｍｍとなっており、集光レンズ５４は、距離Ｌが７５ｍｍだけ離れて配置したサンプル５６上に、スポット径が約０．２ｍｍでレーザービームＬＢがスポット状に照射するように集光している。
【００７６】
ここで、形状評価試験では、サンプル５６として、乳剤層１６をベース層１４の一方の面に形成した片面感材、乳剤層１６をベース層１４の両面に形成している両面感材及びベース層１４の一方の面に乳剤層１６が形成された片面感材でありかつこの乳剤層１６が加熱されることにより、露光によって形成された潜像が顕像化する熱現像感材を用て行っている。また、サンプル５６のそれぞれは、ベース層１４として厚さが約１７５μｍのＰＥＴに、乳剤を塗布して厚さが約２μｍ〜５μｍの乳剤層１６を形成したものを用いている。
【００７７】
このようなサンプル５６は、片面感材として片面乳剤塗布のＸレイフィルムである「Ｓ４Ｍ」（富士写真フイルム社製：品種）、両面感材として両面乳剤塗布のＸレイフィルムである「ＣＲ９」（富士写真フイルム社製：品種）、熱現像感材として片面乳剤塗布の熱現像フィルムである「ＡＬ５」（富士写真フイルム社製：品種）を用いている。
【００７８】
また、形状評価の実験に先立って、サンプル５６のそれぞれに適正なドット１６Ａを形成するのに必要な、波長ごとのレーザーエネルギーを求めており、表１には、各サンプル５６の波長ごとのレーザーエネルギーを示している。
【００７９】
【表１】
【００８０】
表１に示すように感光材料は、品種（主に乳剤層１６）によって適正なドット１６Ａを形成するのに必要なエネルギーが異なる。また、このエネルギーは、レーザービームＬＢの波長によって変化する。
【００８１】
一方、実験装置５０を用いたドット１６Ａの形状評価試験は、発振波長が、９．６μｍと１０．６μｍのそれぞれについて、発振出力が１Ｗ、１０Ｗ、２５Ｗ、５０Ｗ、７５Ｗ、１００Ｗのレーザー発振器４４を用いて、サンプル５６にドット１６Ａを形成する。なお、レーザー発振器４４は、固定波長のレーザービームＬＢを発生するので、波長を代えるときには、レーザー発振器４４を交換するようにしている。
【００８２】
このとき、それぞれのサンプル５６について、レーザービームＬＢの波長ごとに、レーザービームＬＢの照射時間であるレーザー発振器４４を駆動する駆動パルスのパルス幅を、適正なドット１６Ａを形成するのに必要なエネルギーと、レーザー発振器４４の出力に応じて設定している。すなわち、サンプル５６のそれぞれに適正なドット１６Ａを形成するエネルギーを付与するように、レーザー発振器４４の出力ごとにレーザービームＬＢの照射時間（駆動パルスのパルス幅）を設定している。
【００８３】
例えば、９．６μｍの波長のレーザービームＬＢを用いて片面感材に適正なドット１６Ａを形成するのに必要なエネルギーが０．７ｍＪであることから、発振出力が１Ｗ、１０Ｗ、２５Ｗ、５０Ｗ、７５Ｗ、１００Ｗとしたときに、それぞれの出力におけるレーザービームＬＢの照射時間であるパルス幅が０．７ｍｓｅｃ、７０μｓｅｃ、２８μｓｅｃ、１４μｓｅｃ、９．３μｓｅｃ、７μｓｅｃと、出力が大きくなるほど照射時間が短くなる。
【００８４】
表２〜表４には、サンプル５６ごとに、９．６μｍ、１０．６μｍの各波長のレーザービームＬＢを用いてドット１６Ａを形成したときの、レーザー発振器４４の出力に対するドット形状の評価結果を示している（表２は片面感材、表３は両面感材、表４は熱現像感材）。
【００８５】
なお、表２〜表４に示す評価は、
○・・・乳剤層のみが白濁発泡し、一瞥して存在のわかる視認性良好なドット。
【００８６】
△・・・ベース層（支持体）の一部が露出して暗くなっている部分があり、視認性が不十分なドット。
【００８７】
×・・・ベース層が完全に露出して、一瞥しただけでは存在がわからなく視認性が著しく劣るドット。
としている。また、この評価は、ドット１６Ａを形成したサンプル５６に現像処理を施すことにより行っている。
【００８８】
【表２】
【００８９】
【表３】
【００９０】
【表４】
【００９１】
例えば、表２で示されるように、片面感材では、波長が９．６μｍのレーザービームＬＢでは、照射時間が１４μｓｅｃ以下、波長が１０．６μｓｅｃ以下では、適正なドット１６Ａが形成されるが、この照射時間を越え、波長が９．６μｍで２８μｓｅｃ以上、波長が１０．６μｍで３６μｓｅｃ以上となると、ドット１６Ａの視認性が低下する。
【００９２】
また、表３及び表４に示すように、両面感材では、波長が９．６μｍで１４μｓｅｃ以下、波長が１０．６μｍで２４μｓｅｃ以下で、熱現像感材では、波長が９．６μｍで２０μｓｅｃ以下、波長が１０．６μｍで２４μｓｅｃ以下あれば視認性の高いドット１６Ａが形成できるが、両面感材では、波長が９．６μｍで２８μｓｅｃ以上、波長が１０．６μｍで３６μｓｅｃ以上、熱現像感材では、波長が９．６μｍで４０μｓｅｃ以上、波長が１０．６μｍで３３μｓｅｃ以上となると、ドット１６Ａの視認性が低下する。
【００９３】
すなわち、適正なドット１６Ａを形成し得るエネルギーをサンプル５６に付与した場合でも、レーザービームＬＢの照射時間が長くなることにより、乳剤層１４の溶融、蒸散等が生じてしまったり、レーザービームＬＢのエネルギーによる熱が、ベース層１４まで伝わってしまい、ベース層１４と乳剤層１６の間に空間１４Ａを生じさせてしまう。
【００９４】
これにより、ドット１６Ａの視認性が低下し、このドット１６Ａの配列によって文字や記号等を形成したマーキングパターンＭＰの視認性も低下してしまう。また、ベース層１４と乳剤層１６の間に空間１４Ａが生じてしまうと、マーキングパターンＭＰを形成した直後のドット１６ＡやマーキングパターンＭＰの視認性が比較的良好であるにもかかわらず、このサンプル５６を現像処理すると、ドット１６Ａの視認性は勿論、ドット配列によって形成されているマーキングパターンＭＰの視認性が著しく低下してしまう。
【００９５】
これに対して、Ｘレイフィルム１２を含むサンプル５６にレーザービームＬＢを照射して良好な視認性のドット１６Ａ及びドット１６Ａの配列によるマーキングパターンＭＰを形成するときには、適正なドット１６Ａを形成しうるエネルギーを付与するのに必要なレーザービームＬＢの照射時間が、９．６μｍの波長で２０μｍ以下、１０．６μの波長で２５μｓｅｃ以下となる発振出力のレーザー発振器４４を用いることにより、視認性が高く、かつ、現像処理後においても視認性の低下が生じることのないドット１６Ａやドット配列によるマーキングパターンＭＰを形成することができる。
【００９６】
すなわち、発振出力の高いレーザービームＬＢを用いて、レーザービームＬＢの照射時間を短くして、適正なドット１６Ａを形成し得るエネルギーを短時間でＸレイフィルム１２等の感光材料に付与する。
【００９７】
これにより、レーザービームＬＢを照射した直後は勿論、現像処理前後においても、視認性の高いドット１６Ａやドット１６Ａの配列によるマーキングパターンＭＰを形成することができる。
【００９８】
なお、以上説明した本実施の形態は、本発明の構成を限定するものでない。例えば、本実施の形態では、感光材料とし主にＸレイフィルムを例に説明したが、本発明は、これに限らず、任意の構成の感光材料へのマーキングパターンの形成に適用することができる。
【００９９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、高い発振出力のレーザー発振手段を用いて、短時間で適正なドットを形成するので、高い視認性のドットを形成することができると共に、感光材料の処理等によってドットの視認性が低下してしまうことによるマーキングパターンの認識性に変化が生じるのを防止して、高い視認性を確保することができるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に適用したマーキング装置の概略構成図である。
【図２】（Ａ）は本実施の形態に適用したＸレイフィルムの概略構成図、（Ｂ）は適正なドットが形成されたＸレイフィルムの概略構成図、（Ｃ）はベース層と乳剤層の間に空間が生じたＸレイフィルムの概略構成図である。
【図３】マーキング装置のプリントロール近傍の概略構成を示す要部斜視図である。
【図４】（Ａ）はマーキングパターンを形成したＸレイフィルムの一例を示す概略図、（Ｂ）はマーキングパターンを形成する文字列の一例を示す概略図である。
【図５】実験例に適用した実験装置の一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１０ マーキング装置
１２ Ｘ例フィルム（感光材料）
１４ ベース層（支持体）
１４Ａ 空間
１６ 乳剤層
１６Ａ ドット
１６Ｂ 気泡
２４ プリントロール
３２ サクションドラム
３６ 巻取り制御装置
３８ ロータリーエンコーダ
４０ レーザー制御装置
４２ マーキングヘッド
４４ レーザー発振器（レーザー発振手段）
４６ ビーム偏向器（走査手段）
５０ 実験装置
５６ サンプル（感光材料）
ＭＰ マーキングパターン
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘレイフィルムなどの写真感光材料や熱現像感光材料等の感光材料にレーザービームを照射して、所定のマーキングパターンを形成するレーザーマーキング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーザー光を利用して、材料の表面に文字や記号等をマーキングする技術としては、例えば、特開平１０−３０５３７７号公報が挙げられる。また、特許第３１９１２０１号（以下「先行技術」とする）では、Ｘレイフィルム等の感光材料へレーザービームを照射して、感光材料の表面に被りや変形を生じさせることによりドットを形成し、このドット配列によって文字や記号等を形成するマーキング技術を提案している。
【０００３】
Ｘレイフィルムなどの感光材料は、乳剤層にレーザービームが照射されると、乳剤層が溶融する過程で微細な気泡が発生すると共に、表面が凸状に突出する。これを用いて、Ｘレイフィルムにドットを形成し、このドットの配列によって文字や記号等のマーキングパターンを形成することができる。
【０００４】
ところで、Ｘレイフィルム等の感光材料では、レーザービームによって溶融した乳剤層が、レーザービームの照射位置の周囲に飛散することがある。この飛散した乳剤層は、感光材料の表面に付着すると、その部分に画像が形成されたときに白く抜ける所謂ホワイトスポット故障を生じさせてしまうことがある。
【０００５】
また、レーザービームを連続的に照射したときに、飛散した乳剤層がレーザービームによって燃焼して被りを生じさせてしまうことがあり、このような被り等は、感光材料の製品品質を低下させてしまう。
【０００６】
さらに、ＰＥＴ等の支持体をベース層として、このベース層に乳剤層を形成したＸレイフィルムなどでは、レーザービームを照射してドットを形成したときに、ベース層から乳剤層を分離し易くしてしまうことがある。このようなベース層から乳剤層が分離し易くなった場合、ドットを形成した直後では、ドットの視認性が高くなるが、現像処理したときに、乳剤層がベース層から剥がれ落ちてしまい、視認性が極めて低くなる。すなわち、レーザービームの照射によってベース層から乳剤層が剥離しやすくなると、現像前後でＸレイフィルムに形成した文字や記号等の視認性が変化してしまうことがある。
【０００７】
しかしながら、前記した先行技術では、１ドット当たりのレーザービームの照射条件を限定することにより視認性の確保を図るように提案しているが、感光材料にレーザービームを照射することに起因する品質故障や、現像処理の前後での視認性の変化を回避するための提案はなされていない。
【０００８】
また、先行技術では、感光材料に適正なドットを形成するためのエネルギーを与えるために、低出力で発振されたレーザービームを用いるようにしているが、低出力レーザーを用いた場合、ドットを形成するのに必要なエネルギーを付与するのに時間がかかってしまうことになる。すなわち、レーザービームの長時間照射が必要となることがあるが、レーザービームを長時間照射した場合、感光材料の内部に熱が伝達して、ベース層と乳剤層を分離させてしまうことがあり、これにより、現像処理前後で文字や記号等の視認性に変化を生じさせてしまうことがある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、感光材料に視認性が高く、また、現像処理前後で視認性に変化が生じることのないマーキングパターンを形成することができるレーザーマーキング方法を提案することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、支持体の少なくとも一方の面に乳剤層が設けられた感光材料に、レーザー発振手段から出力するレーザービームをスポット状に照射して、このレーザービームのエネルギーによって前記乳剤層の内部に多数の微細な気泡を発生させたドット配列によるマーキングパターンを形成するレーザーマーキング方法であって、所定のドットを形成し得るエネルギーを所定時間以内に前記感光材料へ付与可能な発振出力のレーザー発振手段を用いて、前記感光材料へ前記レーザービームを照射することにより前記マーキングパターンを形成することを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、レーザービームを感光材料にスポット状に照射することにより、感光材料の乳剤層が溶融する過程で発生する微細な気泡によってドットを形成し、このドット配列によってマーキングパターンを形成する。また、本発明では、視認性が高く、かつ感光材料の現像処理前後で、視認性の変化が少なく適正なドットを形成しうるエネルギーを、レーザービームによって感光材料に付与することにより、感光材料の処理による視認性の変化のないマーキングパターンを形成する。
【００１２】
一方、レーザービームによって感光材料に付与されるエネルギーは、レーザー発振手段の発振出力と、レーザービームの照射時間によって変化する。また、レーザービームの照射時間が長くなることにより、レーザービームの熱が感光材料の内部まで伝わって、感光材料を現像処理したときに、乳剤層の剥離を生じさせる空間が、支持体と乳剤層の間に生じる。
【００１３】
ここから、レーザービームの照射時間を、支持体と乳剤層の間に空間が生じない時間に設定し、この時間内で感光材料に所定のエネルギーを付与できる発信出力のレーザー発振手段を用いる。
【００１４】
すなわち、高出力のレーザー発振手段を用いて、レーザービームの照射時間を短くする。
【００１５】
これにより、感光材料に視認性が高く、かつ、感光材料の処理による視認性の変化の少ないドット及びドット配列によるマーキングパターンを形成することができる。
【００１６】
このような本発明におけるレーザービームの照射時間である前記所定時間は、前記感光材料及び前記レーザー発振手段によって発振する前記レーザービームの波長に基づいて設定されるものである。
【００１７】
すなわち、感光材料に適正なドットを形成し得るレーザービームのエネルギーは、レーザービームの発振波長によって異なるものであり、感光材料によっても異なるものである。
【００１８】
ここから、感光材料、レーザービームの発振波長に基づいて照射時間を設定し、実際の照射時間がこの時間よりも短くなるように、高出力のレーザー発振手段を用いる。
【００１９】
また、請求項３に係る発明は、走査手段によって前記レーザービームを走査しながら前記感光材料に照射して、前記マーキングパターンのドット配列を形成することを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、レーザー発振手段の発振出力を大きくして、一つのドットを形成するためのレーザービームの照射時間を短くすることにより、短時間に多数のドットの形成が可能となる。
【００２１】
ここから、走査手段によってレーザービームを走査して、一つのレーザー発振手段を用いて、多数のドットを形成する。
【００２２】
これにより、多数のレーザー発振手段を用いることなく、ドット配列によってマーキングパターンを形成することができ、マーキング装置の小型化が可能となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。図１には、本実施の形態に適用したマーキング装置１０の概略構成を示している。このマーキング装置１０には、ロール状に巻き取られた長尺のＸレイフィルム１２を被印字体として、このＸレイフィルム１２を搬送する過程で、その表面にレーザービームＬＢを照射して、文字や記号等のマーキングパターンを形成するマーキング加工を施す。
【００２４】
図２（Ａ）に示すように、本実施の形態に感光材料として適用したＸレイフィルム１２は、支持体であるベース層１４に、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）を用い、このベース層１４の少なくとも一方の面に乳剤が塗布されて乳剤層１６が形成されている。
【００２５】
図１に示すように、Ｘレイフィルム１２は、乳剤層１６が外向きとなって巻芯１８にロール状に巻かれており、マーキング装置１０は、このＸレイフィルム１２を最外層から引出す。
【００２６】
最外層から引出されたＸレイフィルム１２は、パスロール２０に巻き掛けられて、進行方向（図１の矢印Ａ方向）から上方（図１の紙面上方）へ略直角に方向転換されてパスロール２２に巻き掛けられる。また、Ｘレイフィルム１２は、パスロール２２に巻き掛けられて、進行方向へ略直角に方向転換され、プリントロール２４へと至るようになっている。
【００２７】
マーキング装置１０では、プリントロール２４に巻き掛けられる位置が、レーザービームＬＢの照射位置として設定されており、このプリントロール２４により進行方向から下方へ略直角に方向転換されたＸレイフィルム１２は、対で配置されたロール２６に挟持され、かつ進行方向へ略直角に方向転換され、小ロール２８、３０ヘ向けて送り出される。
【００２８】
小ロール２８、３０の間には、サクションドラム３２が配置されており、このサクションドラム３２によって、小ロール２８、３０の間に略Ｕ字状の搬送路が形成され、Ｘレイフィルム１２が、小ロール２８、３０の間で、サクションドラム３２に巻き付けられる。
【００２９】
サクションドラム３２は、外周面に複数の小孔（図示省略）が設けられ、周面に巻き付けられるＸレイフィルム１２を、エア吸引によって吸着保持し、かつ自重又は図示しない付勢手段の付勢力で、図１の紙面下方へ移動可能となっている。これにより、Ｘレイフィルム１２には、バックテンションが付与されるため、前記プリントロール２４を通過するときに、プリントロール２４と緊密に密着された状態が維持されるようになっている。
【００３０】
ロール２６から送り出されるＸレイフィルム１２は、一対の小ロール２８、３０の間を略Ｕ字状に搬送されて小ロール３０から送り出され、小ロール３０を通過したＸレイフィルム１２は、巻芯３４に巻き取られる。
【００３１】
一方、マーキング装置１０には、巻取り制御装置３６が設けられており、前記巻芯１８、３４及びサクションドラム３２は、巻取り制御装置３６からの駆動信号で所定の回転速度で回転するモータ等の駆動手段（図示省略）の駆動力によって回転駆動されてＸレイフィルム１２を搬送する。
【００３２】
マーキング装置１０では、基本的に、同一の線速度でＸレイフィルム１２を搬送するように巻芯１８、３４が回転駆動されると共に、サクションドラム３２がＸレイフィルム１２を吸着保持しながら回転するため、サクションドラム３２の回転速度がＸレイフィルム１２のプリントロール２４での搬送速度（ライン速度）と一致するようになっている。
【００３３】
前記サクションドラム３２には、ロータリエンコーダ３８が取り付けられており、このサクションドラム３２の回転角に応じたパルス信号を出力する。マーキング装置１０では、このロータリーエンコーダ３８から出力するパルス信号から、Ｘレイフィルム１２の搬送速度と共に搬送長の監視が可能となっている。
【００３４】
ところで、マーキング装置１０には、マーキング手段として、レーザービームＬＢを射出するマーキングヘッド４２及びレーザービームＬＢの射出を制御するレーザー制御装置４０が設けられている。前記したロータリーエンコーダ３８は、レーザー制御装置４０に接続しており、Ｘレイフィルム１２の搬送に応じたパルス信号がレーザー制御装置４０に入力されるようになっている。
【００３５】
図１及び図３に示すように、マーキングヘッド４２は、その先端部であるレーザービームＬＢの出射口が前記プリントロール２４に巻き掛けられるＸレイフィルム１２に対向するように配置されている。また、マーキングヘッド４２は、レーザー発振器４４と、図示しない集光レンズを含むビーム偏向器４６とを備えており、レーザー発振器４４から発せられるレーザービームＬＢを、プリントロール２４に巻き掛けられているＸレイフィルム１２へ向けて射出する。
【００３６】
本実施の形態に適用したレーザー発振器４４は、レーザー制御装置４０（図３では図示省略）からの駆動信号に基づいて、所定のタイミングで一定の発振波長のレーザービームＬＢを所定の時間幅（パルス幅）で出射する。
【００３７】
ビーム偏向器４６は、例えば、ＡＯＤ（音響光学装置）を備えており、レーザー制御装置４０からの偏向信号によりレーザービームＬＢをＸレイフィルム１２の搬送方向と直交する方向に走査する機能を有している。なお、走査された各レーザービームＬＢは集光レンズによってＸレイフィルム１２上で所定のスポット径の焦点を結ぶように結像される。
【００３８】
レーザー制御装置４０には、前記Ｘレイフィルム１２に記録すべきマーキングパターン（文字や記号）に対応したパターン信号が巻取り制御装置３６から入力される。また、レーザー制御装置４０は、ロータリーエンコーダ３８からＸレイフィル１２の搬送に応じて出力されるパルス信号に基づいてＸレイフィルム１２の搬送長を監視しながら、パターン信号に応じてレーザー発振器（ＣＯ２レーザー）４４に駆動信号を出力すると共に、ビーム偏向器４６に偏向信号を出力する。
【００３９】
これにより、マーキングヘッド４２は、マーキングパターンＭＰに応じてレーザービームＬＢがオン／オフされながらＸレイフィルム１２上に走査される。
【００４０】
このとき、図３に示すように、マーキングヘッド４２は、ビーム偏向器４６によるレーザービームＬＢの走査方向を主走査方向とし、Ｘレイフィルム１２の搬送方向（図３の矢印方向）を副走査方向として、Ｘレイフィルム１２にレーザービームＬＢを走査しながら照射することにより、Ｘレイフィルム１２にマーキングパターン（ここでは、アルファベット）ＭＰを形成する。
【００４１】
図３、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すように、マーキングパターンＭＰは、例えば１文字が５×５ドットなどの所定のドット配列で形成される文字や記号、キャラクター等を用いて形成することができる。また、マーキングパターンＭＰは、例えば図４（Ｂ）に示すように、ドット配列によって形成した複数の文字、数字や記号等を用いるなど、任意の構成で形成することができる。
【００４２】
なお、図３及び図４（Ａ）に示すように、Ｘレイフィルム１２が長手方向にカット（カットライン４８を鎖線で示す）されて小幅のロール状又はシート状に加工されるときには、このカットライン４８を挟んで両サイドに天地の向きが逆となったマーキングパターンＭＰを形成することも可能である。
【００４３】
また、図１及び図３に示すように、マーキングヘッド４２は、Ｘレイフィルム１２がプリントロール２４に巻き掛けられるときに、プリントロール２４の周面から僅かに浮いた位置で、Ｘレイフィルム１２に対向するようになっており、これにより、Ｘレイフィルム１２を透過したレーザービームＬＢが、プリントロール２４の周面に付着している塵や埃等を加熱して、Ｘレイフィルム１２に被りを生じさせてしまうのを防止している。
【００４４】
一方、前記したようにマーキング装置１０では、一例としてＣＯ２レーザーを用いており、マーキングヘッド４２のレーザー発振器４４には、所定波長のＣＯ２レーザーを、所定の出力で発振するレーザー発振管が用いられている。
【００４５】
マーキング装置１０では、マーキングヘッド４２から射出するレーザービームＬＢによって、図２（Ｂ）に示すように、Ｘレイフィルム１２に凸状のドット１６Ａを形成し、このドット１６Ａの配列によってマーキングパターンＭＰを構成する文字や記号等を形成する（図３、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）参照）。
【００４６】
Ｘレイフィルム１２は、乳剤層１６にレーザービームＬＢが照射されることにより、このレーザービームＬＢの熱エネルギーによって溶融する過程で、内部に微細な気泡１６Ｂが生じ、この微細な気泡１６Ｂによって表面が凸状となる。
【００４７】
本実施の形態では、この気泡１６Ｂの直径を約１〜５μｍとすると共に、この微細な気泡１６Ｂによるドット１６Ａの凸量を約１０μｍ程度、ドット１６Ａの直径を約２００μｍとするように、ドット１６Ａを形成するときのエネルギー量を設定している。
【００４８】
Ｘレイフィルム１２は、乳剤層１６に多数の気泡１６Ｂが生じることにより、この気泡１６Ｂ間の境界膜が多数形成され、光の乱反射が助長される。これにより、Ｘレイフィルム１２では、ドット１６Ａの内外で反射光量が大きく変化することになり、未現像か現像済みか、あるいは濃度の濃淡に無関係に、ドット１６Ａの視認性が向上される。
【００４９】
また、このようにＸレイフィルム１２に形成されたドット１６Ａは、白濁し、Ｘレイフィルム１２の上方側から見たときは勿論、Ｘレイフィルム１２を傾けて見たときにも、確実に視認可能となっている。すなわち、Ｘレイフィルム１２には、視認性の高いドット１６Ａが形成される。
【００５０】
一方、図２（Ｃ）に示すように、Ｘレイフィルム１２では、レーザービームＬＢの照射時間が長くなることにより、ベース層１６と乳剤層１６の間に、空間１４Ａが生じる。この空間１４Ａは、乳剤層１６に生じる気泡１６Ｂとは異なって大きく、Ｘレイフィルム１２にこの空間１４Ａが生じると、レーザービームＬＢの照射直後である未現像状態では、ドット１６Ａの視認性が高くなるが、現像処理を行うことにより、この空間１４Ａの上部の乳剤層１６が、飛散したり剥がれて開口し、ベース層１４が露出するなどして、ドット１６Ａの視認性が低下したり、消失してしまう。
【００５１】
ここから、マーキング装置１０では、短時間で所定のエネルギー量をＸレイフィルム１２に付与するように、出力の大きいレーザー発振器４４を用いている。すなわち、マーキング装置１０では、適正なドット１６Ａを形成しうるエネルギーを、レーザービームＬＢの短時間照射で付与し得るように、発振出力の大きいレーザー発振器４４を用いている。
【００５２】
例えば、発振波長が９．６μｍのレーザービームＬＢを用いたときに、０．７ｍＪのエネルギーでＸレイフィルム１２に適正なドット１６Ａを形成しうるときには、レーザー発振器４４の出力を５０Ｗ以上として、レーザービームＬＢの照射時間を１４μｓｅｃ以下となるようにしている。
【００５３】
また、一つのドット１６Ａを形成する時間を短くすることにより、一つのマーキングヘッド４２（レーザー発振器４４）を用いて、Ｘレイフィルム１２の搬送方向と直交する方向に沿って多数のドット１６Ａが形成可能となる。ここから、マーキング装置１０では、一つのマーキングヘッド４２から射出するレーザービームＬＢを、Ｘレイフィルム１２の搬送方向に沿って走査して、Ｘレイフィルム１２に複数のマーキングパターンＭＰを形成するようにしている。
【００５４】
なお、レーザービームＬＢの波長としては、例えば、９．６μｍなどの９μｍ帯や、１０．６μｍなどの１０μｍ帯の適用が可能であるが、同一の出力で同じエネルギー量をＸレイフィルム１２に付与しようとしたときに、発振波長が長くなると、照射時間もわずかに長くなる。また、９μｍ帯のレーザービームＬＢを用いて形成したときのドット１６Ａの凸量が、１０μｍ帯のレーザービームＬＢを用いて形成したドット１６Ａの凸量の約２倍となり、視認性が高くなる。
【００５５】
ここから、Ｘレイフィルム１２にマーキングパターンＭＰを形成するときのレーザービームＬＢのの発振波長は、９μｍ帯であることが好ましい。
【００５６】
このように構成されているマーキング装置１０では、巻取り制御装置３６から出力する駆動信号によって、巻芯１８に巻き取られているＸレイフィルム１２の引出しを開始すると共に、このＸレイフィルム１２の搬送及び巻芯３４への巻取りを開始する。
【００５７】
一方、サクションドラム３２は、巻取り制御装置３６に制御されて、回転しながらエア吸引を開始することにより、周面に巻き掛けられるＸレイフィルム１２を吸着保持する。これにより、Ｘレイフィルム１２は、所定のライン速度で、引き入れられながら送り出される。このときに、サクションドラム３２は、自重又は付勢手段の付勢力でＸレイフィルム１２に所定のテンションを付与している。
【００５８】
これにより、サクションドラム３２の回転速度（周速度）が、Ｘレイフィルム１２の搬送系の基準となるライン速度となり、プリントロール２４上でのＸレイフィルム１２のライン速度がサクションドラム３２の周速度と一致する。
【００５９】
レーザー制御装置４０は、このサクションドラム３２の回転状態をロータリーエンコーダ３８によって検出している。
【００６０】
一方、レーザー制御装置４０は、巻取り制御装置３６から前記Ｘレイフィルム１２に記録すべきマーキングパターンＭＰに応じたパターン信号が入力されると、前記ロータリーエンコーダ３８から出力されるパルス信号に基づいてＸレイフィルム１２の搬送長を監視し、例えばＸレイフィルム１２の搬送長が予め設定している長さに達すると、パターン信号に基づいてレーザー発振器（ＣＯ２レーザー）４４に駆動信号を出力すると共に、ビーム偏向器４６に偏向信号を出力する。
【００６１】
これにより、レーザー発振器４４から発せられるレーザービームＬＢが、プリントロール２４に巻き掛けられているＸレイフィルム１２に走査されながら照射されて、Ｘレイフィルム１２に、パターン信号に応じたドット状のマーキングパターンＭＰが形成される。
【００６２】
ところで、マーキング装置１０に設けているマーキングヘッド４２は、比較的高出力のレーザー発振器（レーザー発振管）４４を用いて、短いレーザービームＬＢの照射時間で、適正なドット１６Ａを形成するのに必要なエネルギーをＸレイフィルム１２に付与するようにしている。
【００６３】
Ｘレイフィルム１２は、レーザービームＬＢが照射されることにより、乳剤層１６が溶融する。この過程で多数の微細な気泡１６Ｂが生じると共に、表面が凸状に突出して、ドット１６Ａが形成される。このとき、Ｘレイフィルム１２に照射されるレーザービームＬＢのエネルギーが大きくなると、乳剤層１６に溶融、蒸着、飛散が生じるが、マーキング装置１０では、適正なドット１６Ａを形成するのに必要なエネルギー（例えば９．６μｍの波長のレーザービームＬＢを用いたときには、０．７ｍＪ）を付与するようにレーザー発振器４４の発振出力及び照射時間を設定している。
【００６４】
これにより、Ｘレイフィルム１２の乳剤層１６には、不必要な溶融、蒸着や飛散が生じることがない。
【００６５】
また、マーキング装置１０では、Ｘレイフィルム１２にドット１６Ａを形成するときに、乳剤層１６の飛散が生じるのを抑えているので、飛散した乳剤層が、次にＸレイフィルム１２に照射されるレーザービームＬＢによって燃焼して、Ｘレイフィルム１２に被りを生じさせたり、Ｘレイフィルム１２に照射するレーザービームを遮ってしまうのを防止することができる。
【００６６】
これにより、マーキング装置１０では、Ｘレイフィルム１２に被りによる製品品質の低下を生じさせることなく、視認性の高いマーキングパターンＭＰを形成することができる。
【００６７】
また、マーキング装置１０では、一つのドット１６を形成する時間を短縮することにより、レーザービームＬＢを、Ｘレイフィルム１２の幅方向に走査して、Ｘレイフィルム１２の幅方向に沿って複数のドット１６Ａを形成できるようにしている
これにより、マーキング装置１０では、多数のマーキングヘッド（レーザー発振器４４）を用いることなく、Ｘレイフィルム１２にドット配列によるマーキングパターンＭＰを形成することができるようになっている。
【００６８】
一方、マーキング装置１０では、出力の大きいレーザー発振器４４を用いることにより、適正なドット１６Ａを形成するときのレーザービームＬＢの照射時間がより短くなるようにしている。
【００６９】
すなわち、Ｘレイフィルム１２へのレーザービームＬＢの照射時間が長くなると、レーザービームＬＢが照射されることにより発生する熱が、Ｘレイフィルム１２の内部のベース層１４まで伝わって、ベース層１４と乳剤層１６の間に空間１４Ａを生じさせてしまう。
【００７０】
この空間１４Ａは、Ｘレイフィルム１２にドットを形成した直後は、ドット１６Ａの視認性を向上させるが、このＸレイフィルム１２を現像処理することにより、空間１４Ａの上部の乳剤層１６をベース層１４から剥離させ、ドット１６Ａとなっているべき位置でベース層１４を露出させてしまう。これにより、ドット１６Ａの視認性を大きく低下させたり、ドット１６Ａを実質的に消失させてしまう。
【００７１】
これに対して、マーキング装置１０では、出力の大きいレーザー発振器４４を用いることにより、レーザービームＬＢの照射時間を短くすることにより、ベース層１４と乳剤層１６の間に空間１４Ａが生じるのを防止し、現像処理後でも視認性の高いドット１６Ａを形成するようにし、このドット１６Ａによって形成しているマーキングパターンＭＰの高い認識性を確保できるようにしている。
【００７２】
すなわち、Ｘレイフィルム１２の製造段階と、ユーザーによるＸレイフィルム１２の使用段階の間での、マーキングパターンＭＰの視認性評価の差を軽減することができる。
【００７３】
【実験例】
ここで、出力の異なるレーザー発振器を用いて、レーザービームＬＢの照射時間を制御することにより、適正なドットを形成するのに必要なエネルギーを付与したときの、ドット１６Ａの形状評価の試験結果を示す。
【００７４】
図５には、ＣＯ２レーザーを発振するレーザー発振器４４を用いてマーキングを行う実験装置５０の概略構成を示している。
【００７５】
この試験では、レーザービームＬＢの走査が不要であるため、実験装置５０には、レーザー制御装置４０によって駆動されるレーザー発振器４４の射出端に集光レンズ５４を配置し、Ｘレイフィルム１２に代わりに用いた感光材料のサンプル５６へ向けて、レーザービームＬＢを照射するようにしている。なお、実験装置５０では、レーザー発振器４０から射出されるレーザービームＬＢのビーム径が約４ｍｍとなっており、集光レンズ５４は、距離Ｌが７５ｍｍだけ離れて配置したサンプル５６上に、スポット径が約０．２ｍｍでレーザービームＬＢがスポット状に照射するように集光している。
【００７６】
ここで、形状評価試験では、サンプル５６として、乳剤層１６をベース層１４の一方の面に形成した片面感材、乳剤層１６をベース層１４の両面に形成している両面感材及びベース層１４の一方の面に乳剤層１６が形成された片面感材でありかつこの乳剤層１６が加熱されることにより、露光によって形成された潜像が顕像化する熱現像感材を用て行っている。また、サンプル５６のそれぞれは、ベース層１４として厚さが約１７５μｍのＰＥＴに、乳剤を塗布して厚さが約２μｍ〜５μｍの乳剤層１６を形成したものを用いている。
【００７７】
このようなサンプル５６は、片面感材として片面乳剤塗布のＸレイフィルムである「Ｓ４Ｍ」（富士写真フイルム社製：品種）、両面感材として両面乳剤塗布のＸレイフィルムである「ＣＲ９」（富士写真フイルム社製：品種）、熱現像感材として片面乳剤塗布の熱現像フィルムである「ＡＬ５」（富士写真フイルム社製：品種）を用いている。
【００７８】
また、形状評価の実験に先立って、サンプル５６のそれぞれに適正なドット１６Ａを形成するのに必要な、波長ごとのレーザーエネルギーを求めており、表１には、各サンプル５６の波長ごとのレーザーエネルギーを示している。
【００７９】
【表１】
表１に示すように感光材料は、品種（主に乳剤層１６）によって適正なドット１６Ａを形成するのに必要なエネルギーが異なる。また、このエネルギーは、レーザービームＬＢの波長によって変化する。
【００８１】
一方、実験装置５０を用いたドット１６Ａの形状評価試験は、発振波長が、９．６μｍと１０．６μｍのそれぞれについて、発振出力が１Ｗ、１０Ｗ、２５Ｗ、５０Ｗ、７５Ｗ、１００Ｗのレーザー発振器４４を用いて、サンプル５６にドット１６Ａを形成する。なお、レーザー発振器４４は、固定波長のレーザービームＬＢを発生するので、波長を代えるときには、レーザー発振器４４を交換するようにしている。
【００８２】
このとき、それぞれのサンプル５６について、レーザービームＬＢの波長ごとに、レーザービームＬＢの照射時間であるレーザー発振器４４を駆動する駆動パルスのパルス幅を、適正なドット１６Ａを形成するのに必要なエネルギーと、レーザー発振器４４の出力に応じて設定している。すなわち、サンプル５６のそれぞれに適正なドット１６Ａを形成するエネルギーを付与するように、レーザー発振器４４の出力ごとにレーザービームＬＢの照射時間（駆動パルスのパルス幅）を設定している。
【００８３】
例えば、９．６μｍの波長のレーザービームＬＢを用いて片面感材に適正なドット１６Ａを形成するのに必要なエネルギーが０．７ｍＪであることから、発振出力が１Ｗ、１０Ｗ、２５Ｗ、５０Ｗ、７５Ｗ、１００Ｗとしたときに、それぞれの出力におけるレーザービームＬＢの照射時間であるパルス幅が０．７ｍｓｅｃ、７０μｓｅｃ、２８μｓｅｃ、１４μｓｅｃ、９．３μｓｅｃ、７μｓｅｃと、出力が大きくなるほど照射時間が短くなる。
【００８４】
表２〜表４には、サンプル５６ごとに、９．６μｍ、１０．６μｍの各波長のレーザービームＬＢを用いてドット１６Ａを形成したときの、レーザー発振器４４の出力に対するドット形状の評価結果を示している（表２は片面感材、表３は両面感材、表４は熱現像感材）。
【００８５】
なお、表２〜表４に示す評価は、
○・・・乳剤層のみが白濁発泡し、一瞥して存在のわかる視認性良好なドット。
【００８６】
△・・・ベース層（支持体）の一部が露出して暗くなっている部分があり、視認性が不十分なドット。
【００８７】
×・・・ベース層が完全に露出して、一瞥しただけでは存在がわからなく視認性が著しく劣るドット。
としている。また、この評価は、ドット１６Ａを形成したサンプル５６に現像処理を施すことにより行っている。
【００８８】
【表２】
【表３】
【表４】
例えば、表２で示されるように、片面感材では、波長が９．６μｍのレーザービームＬＢでは、照射時間が１４μｓｅｃ以下、波長が１０．６μｓｅｃ以下では、適正なドット１６Ａが形成されるが、この照射時間を越え、波長が９．６μｍで２８μｓｅｃ以上、波長が１０．６μｍで３６μｓｅｃ以上となると、ドット１６Ａの視認性が低下する。
【００９２】
また、表３及び表４に示すように、両面感材では、波長が９．６μｍで１４μｓｅｃ以下、波長が１０．６μｍで２４μｓｅｃ以下で、熱現像感材では、波長が９．６μｍで２０μｓｅｃ以下、波長が１０．６μｍで２４μｓｅｃ以下あれば視認性の高いドット１６Ａが形成できるが、両面感材では、波長が９．６μｍで２８μｓｅｃ以上、波長が１０．６μｍで３６μｓｅｃ以上、熱現像感材では、波長が９．６μｍで４０μｓｅｃ以上、波長が１０．６μｍで３３μｓｅｃ以上となると、ドット１６Ａの視認性が低下する。
【００９３】
すなわち、適正なドット１６Ａを形成し得るエネルギーをサンプル５６に付与した場合でも、レーザービームＬＢの照射時間が長くなることにより、乳剤層１４の溶融、蒸散等が生じてしまったり、レーザービームＬＢのエネルギーによる熱が、ベース層１４まで伝わってしまい、ベース層１４と乳剤層１６の間に空間１４Ａを生じさせてしまう。
【００９４】
これにより、ドット１６Ａの視認性が低下し、このドット１６Ａの配列によって文字や記号等を形成したマーキングパターンＭＰの視認性も低下してしまう。また、ベース層１４と乳剤層１６の間に空間１４Ａが生じてしまうと、マーキングパターンＭＰを形成した直後のドット１６ＡやマーキングパターンＭＰの視認性が比較的良好であるにもかかわらず、このサンプル５６を現像処理すると、ドット１６Ａの視認性は勿論、ドット配列によって形成されているマーキングパターンＭＰの視認性が著しく低下してしまう。
【００９５】
これに対して、Ｘレイフィルム１２を含むサンプル５６にレーザービームＬＢを照射して良好な視認性のドット１６Ａ及びドット１６Ａの配列によるマーキングパターンＭＰを形成するときには、適正なドット１６Ａを形成しうるエネルギーを付与するのに必要なレーザービームＬＢの照射時間が、９．６μｍの波長で２０μｍ以下、１０．６μの波長で２５μｓｅｃ以下となる発振出力のレーザー発振器４４を用いることにより、視認性が高く、かつ、現像処理後においても視認性の低下が生じることのないドット１６Ａやドット配列によるマーキングパターンＭＰを形成することができる。
【００９６】
すなわち、発振出力の高いレーザービームＬＢを用いて、レーザービームＬＢの照射時間を短くして、適正なドット１６Ａを形成し得るエネルギーを短時間でＸレイフィルム１２等の感光材料に付与する。
【００９７】
これにより、レーザービームＬＢを照射した直後は勿論、現像処理前後においても、視認性の高いドット１６Ａやドット１６Ａの配列によるマーキングパターンＭＰを形成することができる。
【００９８】
なお、以上説明した本実施の形態は、本発明の構成を限定するものでない。例えば、本実施の形態では、感光材料とし主にＸレイフィルムを例に説明したが、本発明は、これに限らず、任意の構成の感光材料へのマーキングパターンの形成に適用することができる。
【００９９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、高い発振出力のレーザー発振手段を用いて、短時間で適正なドットを形成するので、高い視認性のドットを形成することができると共に、感光材料の処理等によってドットの視認性が低下してしまうことによるマーキングパターンの認識性に変化が生じるのを防止して、高い視認性を確保することができるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に適用したマーキング装置の概略構成図である。
【図２】（Ａ）は本実施の形態に適用したＸレイフィルムの概略構成図、（Ｂ）は適正なドットが形成されたＸレイフィルムの概略構成図、（Ｃ）はベース層と乳剤層の間に空間が生じたＸレイフィルムの概略構成図である。
【図３】マーキング装置のプリントロール近傍の概略構成を示す要部斜視図である。
【図４】（Ａ）はマーキングパターンを形成したＸレイフィルムの一例を示す概略図、（Ｂ）はマーキングパターンを形成する文字列の一例を示す概略図である。
【図５】実験例に適用した実験装置の一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１０ マーキング装置
１２ Ｘ例フィルム（感光材料）
１４ ベース層（支持体）
１４Ａ 空間
１６ 乳剤層
１６Ａ ドット
１６Ｂ 気泡
２４ プリントロール
３２ サクションドラム
３６ 巻取り制御装置
３８ ロータリーエンコーダ
４０ レーザー制御装置
４２ マーキングヘッド
４４ レーザー発振器（レーザー発振手段）
４６ ビーム偏向器（走査手段）
５０ 実験装置
５６ サンプル（感光材料）
ＭＰ マーキングパターン
Claims (3)
- 支持体の少なくとも一方の面に乳剤層が設けられた感光材料に、レーザー発振手段から出力するレーザービームをスポット状に照射して、このレーザービームのエネルギーによって前記乳剤層の内部に多数の微細な気泡を発生させたドット配列によるマーキングパターンを形成するレーザーマーキング方法であって、
所定のドットを形成し得るエネルギーを所定時間以内に前記感光材料へ付与可能な発振出力のレーザー発振手段を用いて、前記感光材料へ前記レーザービームを照射することにより前記マーキングパターンを形成することを特徴とするレーザーマーキング方法。 - 前記所定時間が、前記感光材料及び前記レーザー発振手段によって発振する前記レーザービームの波長に基づいて設定されることを特徴とする請求項１に記載のレーザーマーキング方法。
- 走査手段によって前記レーザービームを走査しながら前記感光材料に照射して、前記マーキングパターンのドット配列を形成することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のレーザーマーキング方法。
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2002
- 2002-08-29 JP JP2002250202A patent/JP2004086094A/ja active Pending
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