JP2004322580A - レーザーマーキング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】レーザー光を用いて感光材料にマーキングを施すときの生産性の向上等を可能とする。
【解決手段】波長が９．３μｍ、９．６μｍのレーザービームを用いる時には、線分Ａ_１、Ａ_２の間の領域Ａを満たすようにレーザービームの照射時間となるパルス幅ｔ（μｓｅｃ）及びＸレイフィルム上でのレーザービームのエネルギー密度Ｅ（ｋｗ／ｃｍ^２）を設定する。また、波長が１０．６μｍなどの１０μｍ帯のレーザービームを用いる時には、線分Ｂ_１、Ｂ_２の間の領域Ｂを満たすようにパルス幅及びエネルギー密度を設定する。これにより、パルス幅ｔが３μｓｅｃ≦ｔ＜３０μｓｅｃとなるので、Ｘレイフィルムの生産性を向上させながら視認性が高く高品質のマーキングパターンを形成することができる。
【選択図】 図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、写真感光材料や熱現像感光材料など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】
Ｘレイフィルムなどの感光材料に文字や記号等をマーキングする時に、レーザービームを用いることがある。Ｘレイフィルムは、レーザービームが照射されることによりレーザービームのエネルギーを吸収して、ドット状の被りや変形が生じる。レーザービームを用いたマーキングでは、レーザービームを走査しながらＸレイフィルムに照射することにりドット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。
【０００３】
Ｘレイフィルムに形成したマーキングパターンの視認性を高めるためには、ここのドットを適正な大きさで形成する必要がある。
【０００４】
ところで、レーザービームの走査によってＸレイフィルムに適正な大きさ及び形状のドットを形成するためには、レーザービームのエネルギー量を適正に制御する必要がある。
【０００５】
ここから、レーザービームをＸレイフィルムなどん感光材料に照射して、ほぼ円形のドットを所定間隔で形成してマーキングを行うときに、マーキング条件としてレーザービームのエネルギー密度と張るステップ幅の組み合わせを規定する提案がなされている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
この提案では、パルス幅が３０μｓｅｃ〜２００μｓｅｃの範囲で、レーザービームを照射するときに、Ｘレイフィルムに視認性の高いドットを形成するためのエネルギー密度を規定している。
【０００７】
【特許文献１】
特許第３１９１２０１号
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、パルス幅が３０μｓｅｃ〜２００μｓｅｃの範囲では、Ｘレイフィルムの生産性向上を図るために高速搬送しようとしたときに、レーザービームの照射時間が長すぎることになり、ドット位置のズレや文字や記号等を形成するために必要な全てのドットを形成できなかったりするという問題が生じる。
【０００９】
例えば、５×５ドットの文字を１本のレーザービームを用いて印字するときには、レーザービームの照射時間であるパルス幅ｔ（μｓｅｃ）に対する凡そのライン速度Ｖ（ｍ／ｍｉｎ）は、Ｖ＝３０００／ｔとなる。このために、パルス幅ｔが３０μｓｅｃでは、１００ｍ／ｍｉｎ以上の速度でＸレイフィルムを搬送することができない。
【００１０】
また、Ｘレイフィルムを低速で搬送しながら、より高い感度のＸレイフィルムにマーキングする時には、レーザービームのエネルギー密度を小さくすることにより被り等の品質故障を防止するために好ましいが、特にパルス幅が３０μｓｅｃ以上の時においては、レーザービームの照射時間が長くなる分だけ、Ｘレイフィルムに照射されるエネルギーの総量が増加し、Ｘレイフィルムの表面のみならず、Ｘレイフィルムの内部まで溶融を進行させてしまい、ドットの視認性の低下や被り等の品質故障を生じさせてしまうという問題がある。
【００１１】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、写真感光材料などの写真性品質と共に、印字品質を損ねることなく生産性の向上を図ることができるレーザーマーキング方法及び、印字品質の安定化を実現す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。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための請求項１の本発明は、レーザー発振手段によって発振したレーザー光を感光材料へ照射して形成したドットの配列によって、感光材料に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、前記レーザー光の波長λ（μｍ）を、９μｍ≦λ＜１０μｍ、ひとつのドットを形成するときのレーザー発振手段を駆動するパルス幅ｔ（μｓｅｃ）を、３μｓｅｃ≦ｔ＜３０μｓｅｃとしたときに、前記感光材料上のレーザー光のエネルギー密度Ｅ（ｋｗ／ｃｍ^２）とパルス幅ｔとが、
Ｅ＝α_１ｔ＋β_１
Ｅ＝α_２ｔ＋β_２
ただし、α_１＝−１０、β_１＝３３０、α_２＝−１５、β_２＝１０００
で囲まれる領域内となるようにして、ドットを形成することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項２の発明は、レーザー発振手段によって発振したレーザー光を感光材料へ照射して形成したドットの配列によって、感光材料に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、前記レーザー光の波長λ（μｍ）を、１０μｍ≦λ＜１１μｍ、ひとつのドットを形成するときのレーザー発振手段を駆動するパルス幅ｔ（μｓｅｃ）を、３μｓｅｃ≦ｔ＜３０μｓｅｃとしたときに、前記感光材料上のレーザー光のエネルギー密度Ｅ（ｋｗ／ｃｍ^２）とパルス幅ｔとが、
Ｅ＝α_３ｔ＋β_３
Ｅ＝α_４ｔ＋β_４
ただし、α_３＝−１５、β_３＝１０００、α_４＝−２５、β_４＝１４５０
で囲まれる領域内となるようにして、ドットを形成することを特徴とする。
【００１４】
請求項１の発明によれば、レーザー光の照射時間となるパルス幅ｔを３μｓｅｃ≦ｔ＜３０μｓｅｃとしたときに、波長が９μｍ≦λ＜１０μｍの範囲（９μｍ帯）のレーザー光を用いて、適正なドットを形成することができる。
【００１５】
また、請求項２の発明では、上記パルス幅ｔの範囲において、波長が１０μｍ≦λ＜１１μｍの範囲（１０μｍ帯）のレーザー光を用いて、適正なドットを形成することができる。
【００１６】
すなわち、レーザー光の照射時間を短くして、適正な視認性が得られるドットを形成することができる。
【００１７】
このような本発明では、前記感光材料を搬送しながら前記レーザー光を照射してマーキングを行うことができる。このとき、レーザー光の照射時間が短くてすむので、高い搬送速度での感光材料の搬送が可能となるので、生産性の向上を図ることができる。特に、波長が９μｍ帯のレーザー光を用いたときには、３０μｓｅｃ未満のパルス幅ｔとすることにより、５×５ドットのマーキングを行うときに、１００ｍ／ｍｉｎを越える搬送速度を確保することができ、大幅な生産性の向上を図ることができる。
【００１８】
また、請求項４の発明は、レーザー発振手段によって発振したレーザー光を感光材料へ照射して形成したドットの配列によって、感光材料に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、前記レーザー光の波長λ（μｍ）を、９μｍ≦λ＜１０μｍ、ひとつのドットを形成するときのレーザー発振手段を駆動するパルス幅ｔ（μｓｅｃ）を、３０μｓｅｃ≦ｔ＜２００μｓｅｃとしたときに、感光材料上のレーザー光のエネルギー密度Ｅ（ｋｗ／ｃｍ^２）とパルス幅ｔとが、
Ｅ＝α_５ｔ＋β_５
Ｅ＝α_６ｔ＋β_６
ただし、α_５＝−０．０３、β_５＝１０、α_６＝−０．３５、β_６＝１１０
で囲まれる領域内となるようにして、ドットを形成することを特徴とする。
【００１９】
請求項４の発明によれば、レーザー光の照射時間となるパルス幅ｔを３０μｓｅｃ≦ｔ＜２００μｓｅｃとしたときに、波長が９μｍ≦λ＜１０μｍの範囲（９μｍ帯）のレーザー光を用いる。
【００２０】
これにより、レーザー光の照射時間を長くしたときにも、適正なドットを形成して、視認性の高いマーキングパターンを感光材料に形成することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に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。
【００２２】
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が形成された一般的構成となっている。
【００２３】
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には、このＸレイフィルム１２が送出しロール５０として装填され、最外層から引き出される。
【００２４】
送出しロール５０から引き出されたＸレイフィルム１２は、パスロール２０に巻き掛けられ、進行方向（図１の矢印方向）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に巻き掛けられることにより進行方向へ略直角に方向転換され、プリントロール２４へ至るようになっている。
【００２５】
マーキング装置１０では、Ｘレイフィルム１２をプリントロール２４に巻き掛ける位置が、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へ向けて送り出される。
【００２６】
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のによって、小ロール２８、３０の間に略Ｕ字状の半走路が形成され、Ｘレイフィルム１２は、小ロール２８、３０の間でサクションドラム３２に巻きつけられる。
【００２７】
サクションドラム３２は、外周面に多数の小孔（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。
【００２８】
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、巻芯３４に巻き取られる。これにより、巻取りロール５２が形成される。
【００２９】
一方、マーキング装置１０には、巻取り制御装置３６が設けられている。巻取り制御装置３６は、巻芯１８、３４及びサクションドラム３２を駆動する駆動手段を制御することにより、送出しロール５０からのＸレイフィルム１２の引出し、引出したＸレイフィルム１２の搬送及び巻芯３４へのＸレイフィルム１２の巻取りを行う。
【００３０】
マーキング装置１０では、基本的に、同一の線速度（ライン速度）でＸレイフィルム１２を搬送するように、巻芯１８、３４を回転駆動すると共に、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。
【００３１】
サクションドラム３２には、ロータリーエンコーダ３８が取り付けられており、ロータリーエンコーダ３８がサクションドラム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。
【００３２】
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４０及びマーキングヘッド４０からのレーザービームＬＢの射出を制御するレーザー制御装置４２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４２に接続しており、レーザー制御装置４２には、Ｘレイフィルムの搬送に応じたパルス信号が入力されるようになっている。
【００３３】
図１及び図３に示すように、マーキングヘッド４０は、その先端部であるレーザービームＬＢの射出口が、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４０は、レーザー発振器４４と、図示しない集光レンズ等の光学系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。
【００３４】
本実施の形態に適用したレーザー制御装置４２（図３では図示省略）は、所定のタイミングで駆動信号としてパルス信号を出力する。レーザー発振器４４は、駆動信号としてパルス信号が入力されることにより、一定波長のレーザービームＬＢを、パルス信号の時間幅（パルス幅）で射出する。
【００３５】
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４２は、所定のタイミングで偏向信号を出力する。ビーム偏向器４６は、この偏向信号に基づいてレーザービームＬＢを、Ｘレイフィルム１２の搬送方向と直交する方向である幅方向に沿って走査する。なお、ビーム偏向器４６によって走査されたレーザービーム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。
【００３６】
レーザー制御装置４２には、Ｘレイフィルム１２に記録すべき文字や記号等のマーキングパターンＭＰ（図３参照）に対応したパターン信号が、例えば巻取り制御装置３６から入力される。
【００３７】
レーザー制御装置４２は、前記ロータリーエンコーダ３８から入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４４へ駆動信号を出力すると共に、ビーム偏向器４６へ偏向信号を出力する。
【００３８】
これにより、Ｘレイフィルム１２には、マーキングヘッド４０から、マーキングパターンに応じてレーザービームＬＢがオン／オフされながら走査されて照射される。このとき、図３に示すように、レーザー制御装置４２はマーキングヘッド４０のビーム偏向器４６によるレーザービームＬＢの走査方向（偏向方向）主走査方向とし、Ｘレイフィルム１２の搬送方向を副走査方向として、レーザービームＬＢをＸレイフィルム１２に照射して、Ｘレイフィルム１２にマーキングパターンＭＰを形成する。なお、図３では、マーキングパターンＭＰとしてアルファベットを用いた例を示している。
【００３９】
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５×５ドットなど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、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。
【００４０】
なお、図３及び図４（Ａ）に示すように、Ｘレイフィルム１２が、幅方向の所定位置（カットライン４８を鎖線で示す）で長手方向に沿ってカット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をはさんで両サイドに、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。
【００４１】
また、図１及び図３に示すように、マーキング装置１０では、Ｘレイフィルム１２がプリントロール２４に巻き掛けられたときに、プリントロール２４からわずかに浮いた位置でマーキングヘッド４０が対向するようにしており、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、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。
【００４２】
一方、マーキング装置１０では、レーザービームＬＢの一例としてＣＯ_２レーザーを用いており、マーキングヘッド４０のレーザー発振器４４には、所定波長のＣＯ_２レーザーを出力するレーザー発振管が用いられている。
【００４３】
図２（Ｂ）に示すように、マーキング装置１０では、マーキングヘッド４０から射出するレーザービームＬＢによって、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。
【００４４】
ここで、本実施の形態では、レーザー発振器４４で発振するレーザービームＬＢの波長（発振波長）λ（μｍ）、ひとつのドット１６Ａを形成するときのレーザービームＬＢの照射時間であるレーザー発振器４４を駆動するときのパルス幅ｔ（μｓｅｃ）及び、Ｘレイフィルム１２に照射するレーザービームＬＢのエネルギー密度Ｅ（ｋｗ／ｃｍ^２）を、予め設定している所定の関係を満たすように設定する。これにより、所定のライン速度に応じてＸレイフィルム１２を搬送しながら、このＸレイフィルム１２に視認性の高いドット１６Ａ及びドット配列のマーキングパターンＭＰを形成するようにしている。
【００４５】
すなわち、レーザー発振器４４によって発振したレーザービームＬＢをＸレイフィルム１２に照射して、ドット１６Ａを形成するときに、Ｘレイフィルム１２は、レーザービームＬＢのエネルギーを吸収して溶融する。このとき、吸収したエネルギー量に応じて溶融の進行が異なる。
【００４６】
また、Ｘレイフィルム１２が吸収するエネルギー量は、レーザービームＬＢの波長λ、レーザービームＬＢのエネルギー密度Ｅ及び、レーザービームＬＢの照射時間であるパルス幅ｔによって変化する。
【００４７】
一方、Ｘレイフィルム１２のライン速度を高くするときには、パルス幅ｔを短くする必要がある。また、ＣＯ_２レーザー等のレーザービームＬＢは、例えば、波長λから、波長λが９．３μｍ（９．３×１０^−６ｍ）、９．６μｍなどの９μｍ帯と、１０．６μｍなどの１０μｍ帯に大別することができる。
【００４８】
ここから、図５に示す波長λ、パルス幅ｔ、エネルギー密度Ｅに基づいて、Ｘレイフィルム１２に視認性の高いドット１６Ａを形成可能となる、領域Ａ、Ｂ、Ｃを設定し、この領域Ａ、領域Ｂ又は領域Ｃを満たす条件でマーキングを行うようにしている。なお、領域Ａ及び領域Ｃは、波長λが９μｍ帯のレーザービームＬＢに対して適用し、領域Ｂは波長λが１０μｍ帯のレーザービームＬＢに対して適用する。
【００４９】
このように形成されているマーキング装置１０では、巻取り制御装置３６によって制御されて送出しロール５０からのＸレイフィルム１２の引出しを開始する。これにより、Ｘレイフィルム１２は、プリントロール２４、サクションドラム３２等に巻き掛けながら搬送されて巻芯３４に巻き取られて巻取りロール５２が形成される。
【００５０】
このとき、サクションドラム３２は、巻取り制御装置３６によって制御されて、回転しながらエアー吸引を開始することにより、外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、一定のライン速度で搬送される。また、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。
【００５１】
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のライン速度となり、このライン速度でプリントロール２４に巻き掛けられながら搬送される。
【００５２】
一方、レーザー制御装置４２は、サクションドラム３２の回転速度をロータリーエンコーダ３８によって検出して、Ｘレイフィルム１２の搬送長を監視しており、Ｘレイフィルム１２の搬送長が予め設定されている長さに達すると、巻取り制御装置３６から入力されるパターン信号に応じたレーザー発振器４４の駆動信号及び、ビーム偏向器４６の偏向信号を出力する。
【００５３】
レーザー発振器４４は駆動信号が入力されることにより、この駆動信号に応じてレーザービームＬＢを発振する。ビーム偏向器４６は、このレーザービームＬＢを偏向信号に応じて偏向する。
【００５４】
これにより、Ｘレイフィルム１２には、パターン信号に応じてレーザービームＬＢが走査されながら照射され、パターン信号に応じたドット配列のマーキングパターンＭＰが形成される。
【００５５】
ところで、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のエネルギーを吸収して溶融する。Ｘレイフィルム１２の乳剤層１６には、この溶融過程で、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。
【００５６】
この微細な気泡１６Ｂの直径を約１μｍ〜５μｍとすると共に、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（２００×１０^−６ｍｍ）程度とすることにより、高い視認性が得られる。
【００５７】
すなわち、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て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。
【００５８】
また、Ｘレイフィルム１２に形成された上記ドット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、確実な視認が可能となっている。
【００５９】
これに対して、レーザービームＬＢの照射時間が短く、乳剤層１６に吸収されるエネルギー量が少なくなると、ドット径が小さくなったり、溶融が生じなくなり、ドット１６Ａとしての視認が困難となる視認性低下が生じる。
【００６０】
また、レーザービームＬＢの照射時間が長くなるなどして、乳剤層１６が吸収するエネルギー量が多くなると、乳剤層１６の溶融が進行し、ベース層１４と乳剤層１６の間に空間が生じたり、ベース層１４が露出したりする。
【００６１】
ベース層１４と乳剤層１６の間に生じる空間は、乳剤層１６に生じる気泡１６Ｂとは異なり、気泡１６Ｂに比べて大きく、この空間が生じると、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、この空間の上部の乳剤層１６が飛散したり剥がれたりしてベース層１４を露出させてしまう。これにより、ドット１６Ａの視認性が低下したり、ドット１６Ａが消失したりする。
【００６２】
ここから、マーキング装置１０では、視認性が高い適正なドット１６Ａを形成しうるエネルギーを付与し得るように、マーキングヘッド４０の出力（レーザー発振器４４の出力）及びレーザービームＬＢの照射時間が設定される。
【００６３】
なお、図２（Ｂ）は、理想的なドット１６Ａの一例を示すものであり、Ｘレイフィルム１２に形成するドット１６Ａの形状を限定するものではなく、所定の視認性が得られるドット１６Ａとしては、少なくともベース層１４が露出しておらず、かつ、乳剤層１６Ａの表面から突出したものであれば良い。
【００６４】
ここで、発振波長（波長λ）、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の波長λ（μｍ）を切り替えると共に、レーザービームＬＢの照射時間であるパルス幅ｔ（μｓｅｃ）、エネルギー密度Ｅ（ｋｗ／ｃｍ_２）を変化させて、レーザービームＬＢを照射したときのドット１６Ａの視認性評価、被り評価及び製品品質を含めた仕上がりの総合評価を行い、この評価結果に基づいて、Ｘレイフィルム１２に視認性が高く製品品質を低下させることのないマーキング条件を設定している。
【００６５】
図６には、本評価試験に適用した試験装置６０の概略構成を示しており、試験装置６０では、マーキングヘッド６２内にレーザー発振器４４として、レーザー発振管４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃが交換して配設される。評価試験では、９μｍ帯として波長λが９．３μｍと９．６μｍのレーザービームＬＢを適用し、１０μｍ帯として波長λが１０．６μｍのレーザービームＬＢを適用し、レーザー発振管４４Ａは発振波長（波長λ）が９．３μｍ、レーザー発振管４４Ｂは発振波長が９．６μｍ、レーザー発振管４４Ｃは発振波長が１０．６μｍとなっている。
【００６６】
これらのレーザー発振管４４Ａ〜４４Ｃは、ビーム径が約４ｍｍとなるレーザービームＬＢを射出する。
【００６７】
レーザー制御装置６４は、所定のパルス幅ｔ（μｓｅｃ）のパルス信号を出力してレーザー発振管４４Ａ〜４４Ｃを駆動する。このとき、レーザー制御装置６４は、パルス幅ｔを任意に調整可能となっている。
【００６８】
ビーム偏向器４６に換えてポラライザー６６を用い、Ｘレイフィルム１２へ射出するレーザービームＬＢのエネルギーが調整可能なるようにすると共に、レーザービームＬＢの射出側に集光レンズ６８を配置し、距離Ｆが５０ｍｍの位置で、スポット径が約２ｍｍとなるようにレーザービームＬＢを集光する。マーキングヘッド６２から射出するレーザービームＬＢのエネルギーは、レーザー発振管４４Ａ〜４４Ｃの出力を変化させることにより調整可能であるが、評価試験では、ポラライザー６６を用いて行うようにしている。
【００６９】
また、試験装置６０では、評価サンプル７０を水平方向に移動可能なＸ−Ｙ移動テーブル７２上に載置して使用する。
【００７０】
この評価サンプル７０は、厚さが約１７５μｍのＰＥＴを支持体（ベース層１４）と、この支持体の一方の面に乳剤を塗布して、厚さが約２μｍ〜５μｍとなる乳剤層１６を形成しており、Ｘ−Ｙ移動テーブル７２によってレーザービームＬＢの照射位置への評価サンプル７０の挿入、引出しを行うようにしている。このとき、Ｘ−Ｙ移動テーブル７２上に評価サンプル６６を吸着保持し、レーザービームＬＢの走査に換えて、Ｘ−Ｙ移動テーブル７２によって評価サンプル７０を水平移動しながら、この評価サンプル７０上に、評価試験用の文字、記号（マーキングパターンＭＰ）を形成するようにしている。
【００７１】
また、視認性評価及び被り評価は、目視で行い、このときの視認性評価では、
○：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及びドットパターン
△：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又はドットパターン
×：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か、又は実質的に乳剤層に変形が見られずに視認が困難なドット又はドットパターン
とし、被り評価は、
○：被りの発生がない
×：被りが見受けられ、被りによる品質低下の可能性がある。
としており、さらに、総合評価は、
○：製品品質を損ねることなく、視認性の高いドットパターンを形成できる
×：ドットの視認性が低いか、製品品質の低下が生じる可能性がある
としている。
【００７２】
表１から表４には、パルス幅ｔ（μｓｅｃ）を一定にして、レーザービームＬＢの波長λ（μｍ）と、評価サンプル７０上でのレーザービームＬＢのエネルギー密度Ｅ（ｋｗ／ｃｍ^２）を変化させたときの試験結果を示している。なお、表１はパルス幅ｔを３μｓｅｃ、表２はパルス幅ｔを１０μｓｅｃ、表３はパルス幅ｔを２０μｓｅｃ、表４はパルス幅ｔを３０μｓｅｃとしている。
【００７３】
【表１】

【００７４】
【表２】

【００７５】
【表３】

【００７６】
【表４】

【００７７】
また、表５〜表１２には、レーザービームＬＢのエネルギー密度Ｅ（ｋｗ／ｃｍ^２）を一定にして、レーザービームＬＢの波長λ（μｍ）とパルス幅ｔ（μｓｅｃ）を変化させたときの試験結果を示している。なお、表５はエネルギー密度Ｅを２００ｋｗ／ｃｍ^２、表６はエネルギー密度Ｅを５００ｋｗ／ｃｍ^２、表７はエネルギー密度Ｅを６００ｋｗ／ｃｍ^２、表８はエネルギー密度Ｅを７５０ｋｗ／ｃｍ^２、表９はエネルギー密度Ｅを１０００ｋｗ／ｃｍ^２とし、また、表１０はエネルギー密度Ｅを５ｋｗ／ｃｍ^２、表１１はエネルギー密度Ｅを８０ｋｗ／ｃｍ^２、表１２はエネルギー密度Ｅを５０ｋｗ／ｃｍ^２としている。
【００７８】
【表５】

【００７９】
【表６】

【００８０】
【表７】

【００８１】
【表８】

【００８２】
【表９】

【００８３】
【表１０】

【００８４】
【表１１】

【００８５】
【表１２】

【００８６】
ここで、表１から表１２に示す試験結果を整理する。
【００８７】
図５に示すように、横軸をパルス幅ｔ（μｓｅｃ）、縦軸をエネルギー密度Ｅ（ｋｗ／ｃｍ^２）とした座標系において、パルス幅ｔが３μｓｅｃ≦ｔ＜３０μｓｅｃにおいて、波長λが９．３μｍや９．６μｍの９μｍ帯のレーザービームＬＢを用いて、Ｘレイフィルム１２（評価サンプル７０）に仕上がり品質を損ねることなく、適正なドット１６Ａこの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領域Ａは、線分Ａ_１と線分Ａ_２の間となり、線分Ａ_１よりもエネルギー密度Ｅが低い領域では、Ｘレイフィルム１２に十分なエネルギーを付与することが困難であり、線分Ａ_２よりもエネルギー密度Ｅが高くなると、逆にエネルギー過多となり、ベース層１４の露出、被り等を生じさせてしまう。
【００８８】
一方、評価サンプル７０（Ｘレイフィルム１２）上でのレーザービームＬＢのエネルギー密度Ｅは、レーザービームＬＢの照射時間であるパルス幅ｔを変数とする一次関数で近似することができる。
【００８９】
Ｅ＝αｔ＋β
（ただし、α、βは定数）
ここから、線分Ａ_１、Ａ_２は、
Ａ_１：Ｅ＝α_１ｔ＋β_１
Ａ_２：Ｅ＝α_２ｔ＋β_２
となり、上記試験結果から、α_１＝−１０、β_１＝３３０、α_２＝−１５、β_２＝１０００が得られる。
【００９０】
したがって、９μｍ帯のレーザービームＬＢを用いたときには、パルス幅ｔが３μｓｅｃ≦ｔ＜３０μｓｅｃの範囲において、
Ｅ＝α_１ｔ＋β_１
Ｅ＝α_２ｔ＋β_２
ただし、α_１＝−１０、β_１＝３３０、α_２＝−１５、β_２＝１０００
の範囲内で、パルス幅ｔ及びエネルギー密度Ｅを設定することにより、Ｘレイフィルム１２に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ンＭＰを形成することができる。
【００９１】
また、パルス幅ｔ（μｓｅｃ）が３μｓｅｃ≦ｔ＜３０μｓｅｃにおいて、波長λ（μｍ）が１０．６μｍなどの１０μｍ帯のレーザービームＬＢを用いる時には、線分Ｂ_１、Ｂ_２によって囲われる領域Ｂを設定する。
【００９２】
このとき、線分Ｂ_１、Ｂ_２を、
Ｂ_１：Ｅ＝α_３ｔ＋β_３
Ｂ_２：Ｅ＝α_４ｔ＋β_４
とすると、上記試験結果から、α_３＝−１５、β_３＝１０００、α_４＝−２５、β_４＝１４５０となる。
【００９３】
したがって、１０μｍ帯のレーザービームＬＢを用いたときには、パルス幅ｔが３μｓｅｃ≦ｔ＜３０μｓｅｃの範囲において、
Ｅ＝α_３ｔ＋β_３
Ｅ＝α_４ｔ＋β_４
ただし、α_３＝−１５、β_３＝１０００、α_４＝−２５、β_４＝１４５０
の範囲内で、パルス幅ｔ及びエネルギー密度Ｅを設定することにより、Ｘレイフィルム１２に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ンＭＰを形成することができる。
【００９４】
このような領域Ａ、Ｂでは、パルス幅ｔが３μｓｅｃ≦ｔ＜３０μｓｅｃと極めて短いので、Ｘレイフィルム１２のライン速度を高くしたときにも、ドット１６Ａのズレや抜けなどが生じることなく、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、Ｘレイフィルム１２にマーキングパターンＭＰを形成するときの生産性の向上を図ることが可能となる。
【００９５】
このとき、領域Ａの境界となる線分Ａ_１と領域Ｂの境界となる線分Ｂ_１が一致することから、領域Ａと領域Ｂを含めた領域ＡＢ（図示省略）を設定すると、パルス幅ｔが３μｓｅｃ≦ｔ＜３０μｓｅｃの範囲においては、レーザービームＬＢの波長λ、パルス幅ｔ及びエネルギー密度Ｅが、線分Ａ_１、Ｂ_２によって囲われた領域ＡＢ内となるように設定することにより、Ｘレイフィルム１２にマーキングを施すときの生産性の向上を図ることができる。
【００９６】
一方、パルス幅ｔ（μｓｅｃ）が３０μｓｅｃ≦ｔ＜２０μｓｅｃにおいては、波長λ（μｍ）が９．３μｍや９．６μｍの９μｍ帯のレーザービームＬＢを用いることにより、Ｘレイフィルム１２に適正なマーキングパターンＭＰを形成することができる。
【００９７】
このときの領域Ｃを線分Ｃ_１と線分Ｃ_２との間とすると、線分Ｃ_１、Ｃ_２は、
Ｃ_１：Ｅ＝α_５ｔ＋β_５
Ｃ_２：Ｅ＝α_６ｔ＋β_６
となり、上記試験結果から、α_５＝−０．０３、β_５＝１０、α_６＝−０．３５、β_６＝１１０となる。
【００９８】
したがって、９μｍ帯のレーザービームＬＢを用いてエネルギー密度Ｅを抑えることにより、パルス幅ｔを比較的長くしたとき（３０μｓｅｃ≦ｔ＜２００μｓｅｃ）にも、パルス幅ｔとエネルギー密度Ｅが、
Ｅ＝α_１ｔ＋β_１
Ｅ＝α_２ｔ＋β_２
ただし、α_５＝−０．０３、β_５＝１０、α_６＝−０．３５、β_６＝１１０
によって囲われる領域Ｃ内の条件を満たすようにすように設定することにより、Ｘレイフィルム１２に被り等の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。
【００９９】
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はない。例えば、本実施の形態では、マーキング装置１０を例に説明したが、本発明は、これに限らず、Ｘレイフィルム１２を搬送しながら、レーザー発振手段をオン／オフさせてレーザービームＬＢを照射することにより、ドット配列のマーキングパターンを形成する任意の構成のマーキング装置に適用することができる。
【０１００】
また、本実施の形態では、感光材料としてＸレイフィルム１２を例に説明したが、本発明は、これに限らず、支持体の少なくとも一方の面に乳剤層を設けた各種構成の感光材料へのマーキングに適用することができる。
【０１０１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、個々のドットを形成するためのレーザー光の照射時間となるパルス幅ｔ（μｓｅｃ）を、３μｓｅｃ≦ｔ＜３０μｓｅｃとして視認性の高いドットを形成することができるので、レーザー光を用いて感光材料にマーキングを施すときの生産性を向上させることができると言う優れた効果が得られる。
【０１０２】
また、本発明では、パルス幅ｔ（μｓｅｃ）が３０μｓｅｃ≦ｔ＜２００μｓｅｃの範囲においても、感光材料に視認性の高いマーキングパターンを形成することができる。
【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Ｘレイフィルムの概略図であり、（Ｂ）はＸレイフィルムに形成する視認性の高いドットの一例を示す概略図である。
【図３】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として形成する文字列の一例を示す概略図である。
【図５】パルス幅とエネルギー密度に基づいて視認性の高いドットを形成可能とする領域を示す線図である。
【図６】ドットの評価試験に適用した試験装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１０ マーキング装置
１２ Ｘレイフィルム（感光材料）
１４ ベース層
１６ 乳剤層
１６Ａ ドット
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、６２ マーキングヘッド（レーザー発振手段）
４２、６４ レーザー制御装置
４４ レーザー発振器（レーザー発振手段）
４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃ レーザー発振管（レーザー発振手段）
４６ ビーム偏向器
６０ 試験装置
７０ 評価サンプル（感光材料）
７２ Ｘ−Ｙ移動テーブル
ＬＢ レーザービーム
ＭＰ マーキングパターン

Claims (4)

1. レーザー発振手段によって発振したレーザー光を感光材料へ照射して形成したドットの配列によって、感光材料に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、
   前記レーザー光の波長λ（μｍ）を、９μｍ≦λ＜１０μｍ、ひとつのドットを形成するときのレーザー発振手段を駆動するパルス幅ｔ（μｓｅｃ）を、３μｓｅｃ≦ｔ＜３０μｓｅｃとしたときに、前記感光材料上のレーザー光のエネルギー密度Ｅ（ｋｗ／ｃｍ^２）とパルス幅ｔとが、
   Ｅ＝α_１ｔ＋β_１
   Ｅ＝α_２ｔ＋β_２
   ただし、α_１＝−１０、β_１＝３３０、α_２＝−１５、β_２＝１０００
   で囲まれる領域内となるようにして、ドットを形成することを特徴とするレーザーマーキング方法。
2. レーザー発振手段によって発振したレーザー光を感光材料へ照射して形成したドットの配列によって、感光材料に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、
   前記レーザー光の波長λ（μｍ）を、１０μｍ≦λ＜１１μｍ、ひとつのドットを形成するときのレーザー発振手段を駆動するパルス幅ｔ（μｓｅｃ）を、３μｓｅｃ≦ｔ＜３０μｓｅｃとしたときに、前記感光材料上のレーザー光のエネルギー密度Ｅ（ｋｗ／ｃｍ^２）とパルス幅ｔとが、
   Ｅ＝α_３ｔ＋β_３
   Ｅ＝α_４ｔ＋β_４
   ただし、α_３＝−１５、β_３＝１０００、α_４＝−２５、β_４＝１４５０
   で囲まれる領域内となるようにして、ドットを形成することを特徴とするレーザーマーキング方法。
3. 前記感光材料を搬送しながら前記レーザー光を照射してマーキングを行う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。
4. レーザー発振手段によって発振したレーザー光を感光材料へ照射して形成したドットの配列によって、感光材料に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、
   前記レーザー光の波長λ（μｍ）を、９μｍ≦λ＜１０μｍ、ひとつのドットを形成するときのレーザー発振手段を駆動するパルス幅ｔ（μｓｅｃ）を、３０μｓｅｃ≦ｔ＜２００μｓｅｃとしたときに、感光材料上のレーザー光のエネルギー密度Ｅ（ｋｗ／ｃｍ^２）とパルス幅ｔとが、
   Ｅ＝α_５ｔ＋β_５
   Ｅ＝α_６ｔ＋β_６
   ただし、α_５＝−０．０３、β_５＝１０、α_６＝−０．３５、β_６＝１１０
   で囲まれる領域内となるようにして、ドットを形成することを特徴とするレーザーマーキング方法。

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