JP2004358824A

JP2004358824A - レーザーマーキング方法及びレーザーマーキング装置

Info

Publication number: JP2004358824A
Application number: JP2003160366A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Endo; 恵介遠藤; Hiroyuki Nishida; 弘幸西田
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2003-06-05
Filing date: 2003-06-05
Publication date: 2004-12-24

Abstract

【課題】レーザー光を用いて感光材料などの被印字体にマーキングパターンを形成するときに、温度による性能故障の発生を防止する。
【解決手段】搬送しながらプリントロール２４に巻き掛けたＸレイフィルム１２にレーザービームＬＢを照射してマーキングパターンを形成するときに、プリントロールの外周部を、熱伝導率が１５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の金属材料を用いて形成する。また、Ｘレイフィルムとプリントロールの接触伝熱係数が、４７５Ｗ／（ｍ^２・Ｋ）以上、好ましくは４８０Ｗ／（ｍ^２・Ｋ）以上となるように、Ｘレイフィルムの搬送速度及びウエブテンションとなるように設定する。これにより、レーザービームが照射されることによりＸレイフィルムに発熱が生じても、Ｘレイフィルムの温度上昇を抑え、増減感などの性能故障を生じさせることなく、高品質のマーキングパターンＭＰを形成することができる。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、感光材料などのウエブ状の被印字体にレーザー光を照射して、文字や記号など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及びレーザーマーキング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーザービームを用いた加工方法には、レーザービームを被加工部材の表面に照射することにより、このレーザービームの熱によって被加工部材の表面に溶融などを生じさせることにより、被加工部材の表面を加工する方法がある。
【０００３】
また、レーザービームの利用方法としては、レーザービームを照射することにより被印字体の表面にドット状の加工跡を形成し、この加工跡によるドット配列で文字や記号等を形成するマーキング方法がある。
【０００４】
例えば、Ｘレイフィルムなどの感光材料においては、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。ここから、Ｘレイフィルムなどの感光材料に、レーザービームを走査しなが照射して、ドット配列による文字や記号などのマーキングパターンを形成することができる。
【０００５】
また、ウエブ状の感光材料などを被印字体として、被印字体の表面にレーザービームを照射してマーキングパターンを形成する時には、このウエブ状の感光材料を搬送し、レーザービームを走査しながら照射する。
【０００６】
このとき、感光材料の表面に対してレーザービームの焦点が一定位置となるように、感光材料をバックアップローラの周面に巻き掛け、バックアップローラに巻き掛けられた感光材料の表面へレーザービームを照射するようにしている（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。
【０００７】
また、感光材料に視認性の高いドットを形成するために、レーザービームのエネルギー密度と照射時間を適正に設定する提案がなされている（例えば、特許文献３参照。）。
【０００８】
ところで、レーザーマーキングを行うときに、Ｘレイフィルムにレーザービームを照射すると、レーザービームの照射部分に発熱が生じる。このときの熱が、バックアップローラに伝達されずに感光材料に残ると、感光材料に増減感などの性能異常や熱被り等の品質故障が生じる。
【０００９】
ここから、フレキシブル配線板を被対象物として、このフレキシブル配線板にレーザービームを照射するときに、フレキシブル配線板を受板に吸着保持して撓みによる焦点位置のズレを防止するときに、この受板を、伝熱係数が８Ｗ／ｍＫ以上の金属製とすることにより、放熱性を確保するようにした提案がなされている（例えば、特許文献４参照。）。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００１−２３９３７８号公報
【特許文献２】
特開２００１−２３９７００号公報
【特許文献３】
特許第３１９１２０１号公報
【特許文献４】
特許第３２０２９７７号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この程度の伝熱係数の材質でバックアップロールの外周部を形成しただけでは、感光材料に対する十分な放熱効果が得られず、感光材料に熱被り等の品質故障が生じてしまう可能性がある。
【００１２】
また、感光材料などのウエブ状の被印字体をバックアップロールに巻き掛ける時には、同伴エアによって被印字体とバックアップロールの間に空気層が形成されてしまい、この空気層によって伝熱効率が低下してしまうという問題が生じる。
【００１３】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、感光材料などのウエブ状の被印字体を搬送しながらレーザー光を照射してマーキングパターンを形成するときに、被印字体自体に発生する熱によって仕上がり品質が損なわれるのを防止したレーザーマーキング方法及びレーザーマーキング装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明のレーザーマーキング方法は、ウエブ状の被印字体を搬送しながらレーザー光を照射して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、熱伝導率が１５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の部材によって外周部を形成したバックアップロールに前記被印字体を巻き掛けて搬送し、前記バックアップローラに巻きかけられている前記被印字体に前記レーザー光を照射してマーキングすることを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、被印字体にレーザー光を照射するときに、被印字体を巻きかけるバックアップロールの外周部を、熱伝導率が１５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の部材によって形成する。
【００１６】
これにより、レーザー光が照射されることにより発熱した被印字体からの熱が伝達されても、この熱を確実に拡散させることができ、被印字体から受けた熱によって被印字体を加熱してしまうのを確実に防止することができる。
【００１７】
また、請求項２に係るレーザーマーキング方法では、前記バックアップロールとバックアップロールに巻き掛けられながら搬送される前記被印字体との間の接触伝熱係数が、４７５Ｗ／（ｍ^２・Ｋ）以上、好ましくは４８０Ｗ／（ｍ^２・Ｋ）以上となるように設定した前記被印字体の搬送速度及び被印字体の張力で被印字体を搬送することを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、被印字体とバックアップロールの間の接触伝熱係数を４７５Ｗ／（ｍ^２・Ｋ）以上、好ましくは４８０Ｗ／（ｍ^２・Ｋ）以上としている。
【００１９】
ウエブ状の被印字体をバックアップロールに巻き掛けながら搬送するときには、バックアップロールの周面近傍や、バックアップロールに巻き掛けられる被印字体の表面近傍の空気が、同伴エアとして被印字体とバックアップローラの間に巻き込まれて空気層を形成してしまうことがあり、この同伴エア量が増加することにより、被印字体とバックアップロールの間の接触伝熱係数を低下させてしまう。
【００２０】
接触伝熱係数が低下すると、レーザー光が照射されることにより被印字体に発生する熱が放熱されず、被印字体に温度上昇を生じさせてしまう。
【００２１】
このときに、本発明では、接触伝熱係数を４７５Ｗ／（ｍ^２・Ｋ）以上、好ましくは４８０Ｗ／（ｍ^２・Ｋ）以上とすることにより、被印字体からの確実な放熱が可能となるようにしている。
【００２２】
これにより、レーザー光が照射されることにより被印字体に発生した熱を、バックアップロールに確実に伝達して放熱することができ、被印字体に温度上昇が生じてしまうのを確実に抑えることができる。
【００２３】
このようにして被印字体の温度上昇を確実に抑えることにより、マーキングパターンを形成するために、被印字体に製品品質の低下が生じるのを確実に防止することができる。
【００２４】
このような本発明のレーザーマーキング方法では、前記被印字体としてウエブ状の感光材料を適用することができ、これにより、感光材料にマーキングパターンを形成することにより、感光材料に増減感等の性能故障を生じさせてしまうのを確実に防止することができる。
【００２５】
このような本発明が適用されるレーザーマーキング装置は、被印字体としてウエブ状の感光材料を搬送しながらレーザー光を照射してマーキングパターンを形成するレーザーマーキング装置であって、前記感光材料を所定の搬送速度及び張力で搬送する搬送手段と、前記搬送手段によって搬送される前記感光材料に、レーザー発振手段によって発振したレーザー光を照射し、被印字体にマーキングパターンを形成するマーキング手段と、外周部の熱伝導率が１５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の部材によって形成されて前記レーザー発振手段に対向して配置され、前記感光材料を巻きかけて前記搬送手段に応じた回転速度で回転するバックアップロールと、を含むものであればよい。
【００２６】
また、本発明のレーザーマーキング装置は、前記バックアップロールとバックアップロールに巻き掛けられる前記感光材料の間の接触伝熱係数が４７５Ｗ／（ｍ^２・Ｋ）以上、好ましくは４８０Ｗ／（ｍ^２・Ｋ）以上となる前記搬送速度ないし前記張力で、前記感光材料を搬送するものであることが好ましい。
【００２７】
被印字体とバックアップロールの間の同伴エア量は、被印字体の搬送速度が高くなったり、張力が低下することにより増加し、この同伴エア量の増加に応じて、接触伝熱係数が低下する。
【００２８】
ここから、接触伝熱係数が４７５Ｗ／（ｍ^２・Ｋ）以上、好ましくは４８０Ｗ／（ｍ^２・Ｋ）以上となるように搬送速度及び張力を設定することにより、被印字体の温度上昇を確実に抑えることができる。
【００２９】
このようなレーザーマーキング装置としては、前記感光材料の前記搬送速度を２３５ｍ／ｍｉｎ以下、好ましくは２３０ｍ／ｍｉｎ以下とするか、前記バックアップロールに巻き掛けられる前記感光材料の張力を、４．５ｋｇ／ｍ以上、好ましくは５ｋｇ／ｍ以上とすることができる。
【００３０】
【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。
【００３１】
Ｘレイフィルム１２は、感光材料の一例として適用しており、図２に示すように、本実施の形態に適用した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。
【００３２】
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。
【００３３】
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、本実施の形態でバックアップロールとして設けているプリントロール２４へ至るようになっている。
【００３４】
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。
【００３５】
小ロール２８、３０の間には、搬送手段を形成するサクションドラム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は、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。
【００３６】
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、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、所定のウエブテンション（張力）が付与され、このウエブテンションによって、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の周面に密着される。なお、Ｘレイフィルム１２に所定のウエブテンションを付与する付勢手段としては、従来公知の任意の構成を適用でき、本実施の形態では詳細な説明を省略する。
【００３７】
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、送出しロール５０から引き出したＸレイフィルム１２によって巻取りロール５２が形成される。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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のライン速度と共に搬送長の監視が可能となっている。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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（例えばパルス信号）をレーザー発振器４４へ出力する。
【００４４】
本実施の形態では、一例としてＣＯ_２レーザーを用いており、レーザー発振器４４は、ＣＯ_２レーザーを発振するレーザー発振管を備えており駆動信号が入力されることによりレーザー発振管によって定まる波長のレーザービームＬＢを射出する。
【００４５】
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。
【００４６】
このとき、マーキングヘッド４０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に対向するように配置されることにより、Ｘレイフィルム１２上には、一定のスポット径でレーザービームＬＢが照射される。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。
【００４７】
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、このレーザービームＬＢの熱エネルギーを吸収して乳剤層１６に溶融、蒸着が生じる。Ｘレイフィルム１２の乳剤層１６は、溶融、蒸着する過程で膨張した内部に多数の気泡が生じることにより、表面が凸状となってドット１６Ａが形成される。
【００４８】
Ｘレイフィルム１２は、乳剤層１６に多数の微細な気泡が形成されることにより、この気泡間の境界膜が多数形成されることになり、光の乱反射が助長される。これにより、Ｘレイフィルム１２は、ドット１６Ａの内外で反射光量が大きく変化することで、未現像か現像済みか、あるいは濃度の濃淡にかかわらず、ドット１６Ａの視認が可能となる。
【００４９】
マーキング装置１０では、このドット１６Ａの配列により文字や記号、キャラクター等のマーキングパターンＭＰを形成する。
【００５０】
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。
【００５１】
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のライン速度及び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。
【００５２】
これにより、マーキングヘッド４０は、マーキングパターンに応じてレーザービームＬＢをオン／オフさせて走査しながら、このレーザービームＬＢをＸレイフィルム１２に照射する。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）を主走査方向とし、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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
一方、Ｘレイフィルム１２に視認性の高いドット１６Ａを形成するためのレーザービームＬＢの照射時間は、レーザー発振器４４の発振波長（レーザービームＬＢの波長）が、例えば９．３μｍ、９．６μｍなどの９μｍ帯で１μｓｅｃ〜１５μｓｅｃの範囲となる。なお、レーザー発振器４４の発振波長が例えば１０．６μｍなどの１０μｍ帯のときには、レーザービームＬＢの照射時間を５μｓｅｃ〜１８μｓｅｃの範囲とすることにより上記したドット１６Ａを形成することが可能であるが、本実施の形態では、作業効率（マーキング効率）の向上を図るために、９μｍ帯の波長のレーザービームＬＢを発振するレーザー発振器４４を用いている。
【００５６】
また、レーザービームＬＢの照射時間をさらに制御して、Ｘレイフィルム１２のベース層１４と乳剤層１６との間の境界面に空間ができないようにすることが好ましい。この空間は、ドット１６Ａを形成するときに乳剤層１６に生じる気泡とは異なるものであり、ベース層１４と乳剤層１６の間にこの空間が生じていると、レーザービームＬＢを照射してドット１６Ａを形成した時点ではドット１６Ａの視認性が高くなるが、Ｘレイフィルム１２に対して現像処理を施すことで、この空間の上部側の乳剤層１６が飛散して開口してしまうことになり、前記した照射時間（９μｍ帯で１５μｓｅｃ、１０μｍ帯で１８μｓｅｃ）を越えてドット１６Ａを形成したときと同等の状態となってしまう。
【００５７】
Ｘレイフィルム１２のベース層１４と乳剤層１６の間に、このような空間が生じないようにするためには、レーザービームＬＢの照射時間を、発振波長が９μｍ帯で１μｓｅｃ〜１０μｓｅｃ、１０μｍ帯で５μｓｅｃ〜１８μｓｅｃと狭い範囲で制御することが好ましく、これにより、マーキングパターンＭＰに対するＸレイフィルム１２の製造段階での視認性の評価と、ユーザーによる視認性の評価との差を軽減することが可能となる。
【００５８】
なお、このときのレーザービームＬＢの照射時間は、レーザービームＬＢの波長が９μｍ帯と１０μｍ帯との間で殆ど差がないが、波長が１０μｍ帯のレーザービームＬＢによって形成したドット１６Ａの突量は、波長が９μｍ帯のレーザービームＬＢによって形成したドット１６Ａの突量の約２倍となり、ドット１６Ａの視認性の観点から９μｍ帯の波長のレーザービームＬＢを使用することが好ましく、本実施の形態では、９μｍ帯の波長のレーザービームＬＢを発振するレーザー発振器４８を用いている。
【００５９】
一方、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発熱して温度上昇が生じる。このときに、Ｘレイフィルム１２は、温度が上昇した状態が続くことにより、増減感などの性能異常が生じる。
【００６０】
また、このＸレイフィルム１２の熱は、Ｘレイフィルム１２が巻き掛けられるプリントロール２４の外周部に伝達される。この熱がプリントロール２４に蓄積されると、プリントロール２４がＸレイフィルム１２を加熱して、Ｘレイフィルム１２に増減感などの性能異常を生じさせてしまう。
【００６１】
ここから、本実施の形態に適用したマーキング装置１０では、レーザービームＬＢが照射されるときにＸレイフィルム１２が接触するプリントロール２４の外周部を、熱伝導率が１５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の金属を用いて形成し、プリントロール２４の外周部の放熱性を向上させることにより、プリントロール２４の外周部が、Ｘレイフィルム１２から伝達される熱を蓄積するのを抑えるようにしている。また、プリントロール２４の外周部の放熱性を向上させることにより、Ｘレイフィルム１２の熱も、プリントロール２４によって放出可能となるようにしている。
【００６２】
図３に示すように、本実施の形態では、プリントロール２４を内部が中空な円筒状に形成して、外周部にＸレイフィルム１２を巻きかけるようにしている。このとき、本実施の形態では、一例として熱伝導率αが１５Ｗ／（ｍ・Ｋ）のＳＵＳ（ステンレス）を用いて、プリントロール２４の外周部を形成している。なお、本実施の形態では、このプリントロール２４の外周部表面にハードクロームメッキ（熱伝導率：９０．３Ｗ／（ｍ・Ｋ））を施して表面粗さが４Ｓ以下となるようにし、Ｘレイフィルム１２を巻き掛けたときに、Ｘレイフィルム１２に擦り傷などの損傷が生じるのを防止するようにしている。
【００６３】
一方、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をプリントロール２４に巻き掛けるようにした場合、Ｘレイフィルム１２の表面近傍の空気やプリントロール２４の外周面近傍の空気が、所謂同伴エアとして、Ｘレイフィルム１２とプリントロール２４の外周面との間に巻き込まれ、プリントロール２４とこのプリントロール２４に巻き付けられたＸレイフィルム１２との間に空気層を形成してしまうことがある。
【００６４】
この空気層は、Ｘレイフィルム１２とプリントロール２４との間に断熱効果を持たせ、Ｘレイフィルム１２からの放熱性を低下させてしまう。
【００６５】
すなわち、Ｘレイフィルム１２とプリントロール２４の間では、同伴エアによって空気層が形成されることにより、接触伝熱係数Ｈが低くなり、Ｘレイフィルム１２の放熱効果が低下する。
【００６６】
この同伴エア量は、Ｘレイフィルム１２のライン速度が低下することにより減少し、また、プリントロール２４に巻き掛けられるＸレイフィルム１２のウエブテンションが高くなることにより減少し、この同伴エア量を減少させることにより、接触伝熱係数Ｈの低下を抑えることができる。
【００６７】
ここから、マーキング装置１０では、Ｘレイフィルム１２の接触伝熱係数Ｈが４７５Ｗ／（ｍ^２・Ｋ）以上、好ましくは４８０Ｗ／（ｍ^２・Ｋ）以上となるように、レーザービームＬＢが照射されるときのＸレイフィルム１２のライン速度ＶないしウエブテンションＴを設定して、レーザービームＬＢを照射したときのＸレイフィルム１２の温度上昇を抑えるようにしている。
【００６８】
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。
【００６９】
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、図示しない付勢手段の付勢力で、Ｘレイフィルム１２に所定のウエブテンションを付与している。
【００７０】
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、Ｘレイフィルム１２は、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。
【００７１】
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のライン速度と共に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て、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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
ところで、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に溶融が生じてドット１６Ａが形成される。このとき、Ｘレイフィルム１２では、レーザービームＬＢが照射される位置で発熱する。
【００７５】
この熱にによってＸレイフィルム１２に温度上昇が生じると、増減感などの感光材料として性能故障が生じてしまう。
【００７６】
また、このＸレイフィルム１２で発生した熱が、プリントロール２４に伝達されて、プリントロール２４に蓄積されることにより、プリントロール２４の外周部に温度上昇が生じると、Ｘレイフィルム１２がこのプリントロール２４に加熱されてしまい、増減感などの性能故障が生じる。
【００７７】
ここから、マーキング装置１０では、プリントロール２４の外周部を、伝熱効率αの高い金属を用いることにより、プリントロール２４で熱を蓄積してしまうのを防止しながら、プリントロール２４を用いてＸレイフィルム１２の放熱を行うことにより、レーザービームＬＢによって発熱するＸレイフィルム１２に増減感などの性能故障が生じるのを防止するようにしている。
【００７８】
ここで、レーザービームＬＢを照射してＸレイフィルム１２に所定のマーキングパターンＭＰを形成するときに、プリントロール２４の外周部の熱伝導率α、プリントロール２４の表面温度及び、Ｘレイフィルム１２の仕上がり評価の試験結果を表１に示している。
【００７９】
なお、以下に示す印字品質（仕上り品質）の評価は
○：Ｘレイフィルムに性能異常は見られず、高品質のマーキングパターンが形成された
×：Ｘレイフィルム１２に増減感による性能異常が生じた
としている。
【００８０】
【表１】

【００８１】
このように、プリントロール２４の外周部を、熱伝導率αが１５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である、ステンレス（ＳＵＳ）、鉄、アルミニウム、銅などの金属性材料を用いて形成することにより、レーザービームＬＢが照射されることにより発生した熱をＸレイフィルム１２から放熱し、かつ、この熱を蓄積してしまうことがないので、Ｘレイフィルム１２に増減感などの性能故障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。
【００８２】
なお、プリントロール２４の外周部を形成するのに好ましい材質は、表１に示す金属材に限らず、熱伝導率αが１５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の材質であれば、任意の材質を適用することができる。
【００８３】
一方、Ｘレイフィルム１２からプリントロール２４への放熱は、Ｘレイフィルム１２とプリントロール２４の間の接触伝熱係数Ｈに影響し、接触伝熱係数Ｈが低いと、レーザービームＬＢが照射されたときに、Ｘレイフィルム１２に温度上昇を生じさせてしまう。
【００８４】
表２には、Ｘレイフィルム１２とプリントロール２４の間の接触伝熱係数Ｈを変化させたときに、Ｘレイフィルム１２にレーザービームＬＢを照射してマーキングパターンＭＰを形成したときのマーキング部分の温度の測定結果を示している。
【００８５】
【表２】

【００８６】
表２に示すように、接触伝熱係数Ｈが低下することにより、Ｘレイフィルム１２のマーキング部分の温度は上昇する。
【００８７】
また、Ｘレイフィルム１２を搬送しながらプリントロール２４に巻き掛けるようにしたときには、Ｘレイフィルム１２とプリントロール２４の間に、同伴エアが入りこんで、Ｘレイフィルム１２とプリントロール２４の外周部との間に空気層を形成してしまうことがあり、この空気層によってＸレイフィルム１２とプリントロール２４の間の接触熱伝達係数Ｈが低下してしまう。
【００８８】
表３には、ライン速度とウエブテンションのそれぞれを変化させ、Ｘレイフィルム１２にレーザービームＬＢを照射してマーキングパターンＭＰを形成したときのマーキング部分の温度の測定結果を示している。
【００８９】
【表３】

【００９０】
表３から明らかなように、ライン速度Ｖが低くなるか、ウエブテンションＴが高くなることにより、同伴エア量が減少して、Ｘレイフィルム１２とプリントロール２４の間の接触伝熱係数が高くなる。これにより、Ｘレイフィルム１２のマーキング部分の温度は低くなる。
【００９１】
すなわち、接触伝熱係数Ｈ（Ｗ／（ｍ^２・Ｋ））は、プリントロール２４の外径をＤ（ｍｍ）、Ｘレイフィルム１２のライン速度をＶ（ｍ／ｍｉｎ）、ウエブテンションをＴ（ｋｇ／ｍ）としたとき、
Ｈ＝［ａ／［ｂ・（Ｄ／２５．４）・｛（Ｖ／０．３０４８）／（０．０５６・Ｔ）｝^２／３＋ｃ］］・１．１６２７９
ただし、ａ、ｂ、ｃは定数であり、ａ＝４．０〜５．０、ｂ＝０．０００００４、ｃ＝０．００２〜０．００３
で表され、ウエブテンションＴ、ライン速度Ｖ及びプリントロール２４の外径Ｄに応じて変化する。
【００９２】
ここから、マーキング装置１０では、Ｘレイフィルム１２とプリントロール２４の間の接触熱伝達係数Ｈを、Ｘレイフィルム１２が、増減感などの性能故障の生じる温度に達しないように設定し、この接触熱伝達係数Ｈとなるように、Ｘレイフィルム１２のライン速度Ｖ及びウエブテンションＴを設定している。
【００９３】
表４には、Ｘレイフィルム１２のライン速度Ｖを一定にして、ウエブテンションＴを変化させたときの接触熱伝達係数Ｈと、Ｘレイフィルム１２の仕上がり品質の評価を示している。
【００９４】
また、表５には、Ｘレイフィルム１２のウエブテンションＴを一定として、ライン速度Ｖを変化させたときの接触伝熱係数Ｈと仕上がり品質の評価結果を示している。
【００９５】
【表４】

【００９６】
【表５】

【００９７】
表４に示すように、接触伝熱係数Ｈは、Ｘレイフィルム１２のウエブテンションＴを高くすることにより高くなる。また、表５に示すように、接触伝熱係数Ｈは、Ｘレイフィルム１２のライン速度Ｖを高くすることにより低くなる。
【００９８】
さらに、Ｘレイフィルム１２は、接触伝熱係数Ｈが、４８０Ｗ／（ｍ^２・Ｋ）以上となることにより、高品質に仕上げられるが、接触伝熱係数Ｈが４７０．７Ｗ／（ｍ^２・Ｋ）以下となると、増減感が生じてしまう。このときのライン速度Ｖは、それぞれ２３０ｍ／ｍｉｎ、２４０ｍ／ｍｉｎとなっている。
【００９９】
また、表６には、プリントロール２４の外径を変化させたときの接触伝熱係数ＨとＸレイフィルム１２の仕上がり品質の評価結果を示している。なお、表６では、ライン速度Ｖ及びＸレイフィルム１２のウエブテンションＴを一定としている。
【０１００】
【表６】

【０１０１】
表６に示すように、接触伝熱係数Ｈが高ければ、プリントロール２４の外径ＤがＸレイフィルム１２の仕上がり品質に影響を及ぼしてしまうことがない。
【０１０２】
ここから、接触伝熱係数Ｈを４７５Ｗ／（ｍ^２・Ｋ）以上、好ましくは４８０Ｗ／（ｍ^２・Ｋ）以上とすることにより、Ｘレイフィルム１２に性能故障を生じさせることなく、高品質のマーキングを行うことができる。
【０１０３】
一方、ライン速度Ｖに対しては、２３５ｍ／ｍｉｎ以下、好ましくは２３０ｍ／ｍｉｎ以下とすることにより、Ｘレイフィルム１２に性能故障を生じさせることなく、高品質のマーキングを行うことができる。
【０１０４】
また、ウエブテンションＴに対しては、４．５ｋｇ／ｍ以上、好ましくは５ｋｇ／ｍ以上とすることにより、Ｘレイフィルム１２に性能故障を生じさせることなく、高品質のマーキングが可能となる。
【０１０５】
なお、ウエブテンションＴの上限は、Ｘレイフィルム１２に損傷を生じない範囲に抑えたものであれば良い。また、ライン速度Ｖを低下させることは、Ｘレイフィルム１２にマーキングを施す時の生産性を低下させることになるため、ライン速度Ｖは、上記範囲から、生産性、レーザービームＬＢに適正なドット１６Ａを形成するのに要する時間等に基づいて、所望の接触伝熱係数Ｈが得られるように設定すれば良い。
【０１０６】
これにより、Ｘレイフィルム１２にレーザービームＬＢを照射して、Ｘレイフィルム１２の乳剤層１６に溶融を生じさせることによりドット１６Ａを形成するようにしたときに、Ｘレイフィルム１２に増減感などの感光材料としての性能故障を生じさせてしまうことなく、高品質のマーキングパターンＭＰを形成できる。
【０１０７】
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、レーザービームＬＢとして、ＣＯ_２レーザーを用いたが、これに限らず、任意のレーザー光を適用することができる。また、本実施の形態では、感光材料の一例としてＸレイフィルム１２を用いたが、これに限らずレーザービームＬＢを用いた任意の感光材料へのマーキングに適用することができる。
【０１０８】
また、本実施の形態では、ウエブ状の被印字体としてＸレイフィルム１２を例に説明したが、本発明は、Ｘレイフィルム１２に限らず、レーザービームＬＢを用いて表面を加熱することにより加工して、マーキングパターンＭＰを形成するときに、表面温度の上昇が仕上がり品質に影響する任意の材質によって形成されたものであれば、任意のウエブ状被印字体に適用することができる。
【０１０９】
このとき、被印字体に応じて、バックアップロールとなるプリントロール２４の熱伝導率α及び接触伝熱係数Ｈを設定すればよく、これにより、被印字体の仕上がり品質を損ねることなく視認性の高い高品質のマーキングが可能となる。
【０１１０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、感光材料などの温度が製品の仕上り品質に影響を及ぼすウエブ状の被印字体を搬送しながら、レーザー光を照射して加熱することによりマーキングパターンを形成するときに、レーザー光を照射するときに被印字体を巻きかけるバックアップローラとして、熱伝達率が１５Ｗ／ｍ・Ｋ以上の部材を用いることにより、放熱効果を高めて、被印字体の温度上昇を抑える。
【０１１１】
これにより、被印字体の製品品質を損ねることなく、高品質のマーキングが可能となるという優れた効果が得られえる。
【０１１２】
また、被印字体とバックアップローラの間の接触伝熱係数Ｈを、４７５（Ｗ／ｍ^２・Ｋ）以上、好ましくは４８０（Ｗ／ｍ^２・Ｋ）以上とすることにより、被印字体の確実な放熱が可能となる。
【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】本実施の形態に被印字体として適用したＸレイフィルムの概略図である。
【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レイフィルムに概略図、（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。
【符号の説明】
１０マーキング装置
１２Ｘレイフィルム（感光材料、被印字体）
１６乳剤層
１６Ａドット
２４プリントロール（バックアップロール）
３２サクションドラム（搬送手段）
３６巻取り制御装置（搬送手段）
３８ロータリーエンコーダ
４０マーキングヘッド（レーザー発振手段）
４２レーザー制御装置
４４レーザー発振器（レーザー発振手段）
ＬＢレーザービーム
ＭＰマーキングパターン

Claims

ウエブ状の被印字体を搬送しながらレーザー光を照射して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、
熱伝導率が１５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の部材によって外周部を形成したバックアップロールに前記被印字体を巻き掛けて搬送し、前記バックアップローラに巻きかけられている前記被印字体に前記レーザー光を照射してマーキングすることを特徴とするレーザーマーキング方法。
前記バックアップロールとバックアップロールに巻き掛けられながら搬送される前記被印字体との間の接触伝熱係数が、４７５Ｗ／（ｍ^２・Ｋ）以上、好ましくは４８０Ｗ／（ｍ^２・Ｋ）以上となるように設定した前記被印字体の搬送速度及び被印字体の張力で被印字体を搬送す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。
前記被印字体がウエブ状の感光材料であ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。
被印字体としてウエブ状の感光材料を搬送しながらレーザー光を照射してマーキングパターンを形成するレーザーマーキング装置であって、
前記感光材料を所定の搬送速度及び張力で搬送する搬送手段と、
前記搬送手段によって搬送される前記感光材料に、レーザー発振手段によって発振したレーザー光を照射し、被印字体にマーキングパターンを形成するマーキング手段と、
外周部の熱伝導率が１５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の部材によって形成されて前記レーザー発振手段に対向して配置され、前記感光材料を巻きかけて前記搬送手段に応じた回転速度で回転するバックアップロールと、
を含むことを特徴とするレーザーマーキング装置。
前記バックアップロールとバックアップロールに巻き掛けられる前記感光材料の間の接触伝熱係数が４７５Ｗ／（ｍ^２・Ｋ）以上、好ましくは４８０Ｗ／（ｍ^２・Ｋ）以上となる前記搬送速度ないし前記張力で、前記感光材料を搬送することを特徴とする請求項４に記載のレーザーマーキング装置。
前記感光材料の前記搬送速度を２３５ｍ／ｍｉｎ以下、好ましくは、２３０ｍ／ｍｉｎ以下とすることを特徴とする請求項５に記載のレーザーマーキング装置。
前記バックアップロールに巻き掛けられる前記感光材料の張力を、４．５ｋｇ／ｍ以上、好ましくは５ｋｇ／ｍ以上としていることを特徴とする請求項５に記載のレーザーマーキング装置。