JP2014133405A - 画像記録システム及び画像記録方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】読み取りエラーが発生しても、システムを短時間に復帰させる画像記録システムを提供する。
【解決手段】画像記録システム150は、所定の搬送路上を所定の搬送方向(+X方向)に搬送されるコンテナCが有するRL(Rewritable Label)に画像を記録する画像記録システムであり、搬送路の−Y側に配置され、対向する位置に搬送されたコンテナCのRLを加熱して画像を記録する記録装置14を備え、画像は、コンテナCが対向する位置の搬送方向下流側(+X側)に搬送されたときにバーコード検査装置70による読み取り(読取動作)が行われる読取画像を含み、記録装置14は、画像の記録時間の前半にRLに読取画像を記録する。
【選択図】図1

Description

本発明は、画像記録システム及び画像記録方法に係り、更に詳しくは、搬送物が有する熱可逆記録媒体に画像を記録する画像記録システム及び画像記録方法に関する。
従来、熱可逆記録媒体を有する搬送物を搬送路上の所定位置に搬送し、該熱可逆記録媒体を加熱して読取画像(例えばバーコード)を含む画像を記録するシステムが知られている(例えば特許文献1参照)。
このシステムでは、熱可逆記録媒体に画像を記録後、搬送物を搬送路上の上記所定位置の下流側に搬送し、読取装置を用いて読取画像の読み取り(例えばスキャン)を行う。
この場合、読み取りエラーが発生すると、システムの復帰(再稼働)に手間取るおそれがあった。
本発明は、所定の搬送路上を所定の搬送方向に搬送される搬送物が有する熱可逆記録媒体に画像を記録する画像記録システムにおいて、前記搬送路の前記搬送方向に直交する方向の少なくとも一側に配置され、対向する位置に搬送された前記搬送物の前記熱可逆記録媒体を加熱して前記画像を記録する記録装置を備え、前記画像は、前記搬送物が前記対向する位置の前記搬送方向下流側に搬送されたときに読取装置による読み取りが行われる読取画像を含み、前記記録装置は、前記画像の記録時間の前半に前記熱可逆記録媒体に前記読取画像を記録することを特徴とする画像記録システムである。
本発明によれば、読み取りエラーが発生しても、システムの復帰に手間取らない。
本発明の一実施形態に係る画像書き換えシステムの概略構成を示す図である。 画像書き換えシステムが備えるコンベア装置及び制止装置を説明するための図である。 画像書き換えシステムが備える消去装置を説明するための図である。 画像書き換えシステムが備える記録装置を説明するための図である。 画像書き換えシステムの制御の構成を示すブロック図である。 図6(A)は、熱可逆記録媒体の発色−消色特性を示すグラフであり、図6(B)は、熱可逆記録媒体の発色−消色変化のメカニズムを表す図である。 図7(A)〜図7(C)は、それぞれ画像書き換えシステムの動作を説明するための図(その1〜その3)である。 図8(A)〜図8(C)は、それぞれ画像書き換えシステムの動作を説明するための図(その4〜その6)である。 熱可逆記録媒体に記録された画像の濃度の時間変化を示す図である。 図10(A)は、RLに記録されたバーコードを含む画像を示す図であり、図10(B)〜図10(D)は、該画像の記録順序を説明するための図(その1〜その3)である。 11(A)〜図11(C)は、図10(A)に示される画像の記録順序を説明するための図(その4〜その6)である。 図12(A)は、RLに記録された2次元コードを含む画像を示す図であり、図12(B)及び図12(C)は、該画像の記録順序を説明するための図(その1及びその2)である。
《画像処理》
本発明の画像記録方法は、画像記録工程を少なくとも含み、更に必要に応じてその他の工程を含んでなる。
《画像記録工程》
前記画像記録工程は、媒体を加熱することにより画像を記録する工程であり、例えば前記媒体をサーマルヘッドを用いて加熱することで画像を記録する方法や、前記媒体までの距離に基いて照射エネルギーを調整したレーザ光を前記媒体に照射して加熱することにより画像を記録する方法があり、レーザによる画像記録は非接触で記録できるため、前記媒体に傾斜や湾曲がある場合にも良好な画像記録ができるため好ましい。
《画像消去工程》
画像記録を熱可逆記録媒体に対して行う場合、画像が形成された熱可逆記録媒体を加熱することにより該熱可逆記録媒体に記録された画像を消去する画像消去工程を設けても良い。
前記熱可逆記録媒体を加熱する方法としては、従来既知の加熱方法(レーザ光照射、熱風、温水、赤外線ヒータなどの非接触加熱方法、サーマルヘッド、ホットスタンプ、ヒートブロック、ヒートローラーなどの接触加熱方法)が挙げられるが、物流ラインを想定した場合、例えば熱可逆記録媒体等の感熱記録媒体にレーザ光を照射して加熱する方法が非接触の状態で画像の消去を行うことができるため特に好ましい。
レーザ光源としては、YAGレーザ、ファイバレーザ、及び半導体レーザのいずれかであることが好ましい。
《読取装置》
本発明で用いられる読取装置は、前記媒体に記録された画像に光を照射して反射光の強弱から画像情報を電気的に読み込む機能を有するものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、バーコードリーダ、2次元コードリーダ、OCRリーダなどが挙げられる。バーコードリーダ、2次元コードリーダ、OCRリーダは、それぞれバーコードシンボル、2次元コードシンボル、OCR文字を読み取る装置であり、光学的情報を電気的情報に変換するスキャナと、電気的情報を文字コードに変換する復号器とを含む。
バーコードシンボルは、細長い長方形のバーとスペースの配列で情報を表示し、バー及びスペースに対して垂直方向に走査することによって機械読み取り可能な情報担体であり、2次元シンボルは、情報担体に対し水平及び垂直の両方向を走査することによって機械読み取り可能な情報担体である。バーコードシンボルには、例えばJAN、Code39、ITFなどがあり、2次元コードシンボルには、例えばQRCode、DataMatrix、PDF417などがある。
バーコードリーダ、2次元コードリーダには、例えばLEDからの光を画像に照射し、乱反射光をCCDイメージセンサによって受光することで読み取るCCD式バーコードリーダ、CCD式2次元コードリーダがあり、小型で安価である点が好ましく、またレーザ光を画像上にスキャンさせ、乱反射光を受光素子で受光することで読み取るレーザ式バーコードリーダ、レーザ式2次元コードリーダがあり、読取範囲が広く、移動体読み取りが可能な点が好ましい。
以下、本発明の一実施形態を図1〜図12(C)に基づいて説明する。図1には、一実施形態に係る画像書き換えシステム1000の概略構成が示されている。本実施形態では、一例として、図1に示されるようなZ軸方向を鉛直方向とするXYZ3次元直交座標系が設定されている。
画像書き換えシステム1000は、以下に詳述するように、輸送用のコンテナCが有するリライタブルラベル(Rewritable Label)にレーザ光を照射して、画像の書き換えを行う。以下では、リライタブルラベルを、「RL」とも称する。
ここで、「画像」とは、例えばコンテナCに収容される荷物の内容、輸送先の情報、RLの使用回数等を示す例えば文字、記号、線、図形、バーコード、二次元バーコード等の視認可能な情報を意味する。「文字」には、OCR(Optical Character Recognition)、すなわち光学文字認識で読み取られるOCR文字が含まれる。
また、特に、バーコード、二次元コード、OCR文字等は、専用の読取装置で読み取られる視認可能な情報であり、以下では「読取画像」とも称する。また、以下では「画像」のうち読取画像以外の情報を「文字等」とも称する。「読取装置」とは、バーコードシンボル、二次元シンボル、文字等の光学的情報を電気的情報に変換する装置であり、バーコードシンボル、二次元シンボル、文字等の電気的情報を文字コードに変換する復号器を含む装置としても良い。
RLは、加熱、冷却のプロセスの違いにより発色又は消色する熱可逆記録媒体であり、レーザ光を吸収し発熱する光熱変換材を含んでいる。
コンテナCは、一例として、RLに加えて、該RLが側面に貼付された直方体形状の箱形部材から成るコンテナ本体を有する。ここでは、搬送対象の物体である搬送物として、コンテナ本体を採用したが、これに限定されるものではない。以下では、便宜上、コンテナC及び内容物(荷物)を併せてコンテナCとも称する。
ここでは、コンテナ本体は、一例として、反復使用可能な耐久性に富む箱型の容器である。コンテナ本体の材質としては、例えば金属、樹脂、段ボールなどが挙げられるが、中でも耐久性に優れかつ軽量で搬送が容易な樹脂が好適である。特に、ポリプロピレン樹脂、ABS樹脂(アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合合成樹脂)、ポリエチレン樹脂は、他の樹脂に比べて安価に製作できるためより好ましい。ここに列挙したコンテナ本体の材質は一例であり、これらの材質に限定されるものではない。また、コンテナ本体として、内部に物が入れられていない場合に折りたたむことができる構造の折りたたみ式のものを採用しても良い。折りたたみ式のものは、同じ大きさの折りたたみ式でないものに比べて容積を数分の1程度に減少させることが可能であり、搬送性に優れる。
画像書き換えシステム1000は、図1に示されるように、コンベア装置10、消去装置12、記録装置14、制止装置16、システム制御装置18、バーコード検査装置70などを備えている。なお、以下では、画像書き換えシステム1000におけるコンベア装置10、記録装置14、及びシステム制御装置18の一部を含んで構成されるシステムを画像記録システム150と称する。
コンベア装置10は、一例として、X軸方向に所定間隔で配置されたN個(≧6)の搬送ユニットとしてのベルトコンベアユニット(Belt Conveyor Unit)、及び該N個のベルトコンベアユニットを支持する支持架台10aを含む。なお、図1では、図示の制約上、コンベア装置10のX軸方向中間部のみが図示されている。以下では、N個のベルトコンベアユニットを、−X側から+X側への並び順に、BCU(1)〜BCU(N)とも称する。また、N個のベルトコンベアユニットを、区別しない場合には、BCUと総称する。
各BCUは、一例として、図2に示されるように、X軸方向に離間して配置された、Y軸方向を軸線方向とする例えば2つのローラ9と、該2つのローラ9に巻き掛けられた無端ベルト13と、を有している。2つのローラ9は、それぞれY軸周りに回転可能な状態で支持架台10aに支持されている。ここでは、2つのローラ9のうち、一方が駆動ローラであり、他方が従動ローラである。各BCUの駆動ローラは、例えばモータ等を含む駆動装置(不図示)を介してシステム制御装置18によって個別に駆動制御される(図5参照)。
ここでは、各BCUのX軸方向の寸法は、コンテナCのX軸方向の寸法の例えば1〜2倍程度に設定されている。また、ここでは、各BCUの上面は、XY平面に平行な同一平面上に位置している。
以上のように構成されるコンベア装置10は、システム制御装置18の指示の下、隣接する2つのBCU間でコンテナCの受け渡しを行って、該コンテナCを+X方向(所定の搬送方向)に搬送する。すなわち、コンベア装置10は、N個のBCU上に形成される搬送路に沿って複数のコンテナCを+X方向に順次搬送する。また、システム制御装置18は、コンテナCを搬送中に該コンテナCが載っているBCUの駆動を適宜停止させることで、該BCU上で該コンテナCを停止させる。
そこで、上記駆動装置として、駆動ローラの回転速度を調整可能なものを用いることが好ましい。この場合、コンテナCの搬送開始時及び停止時の挙動を安定化でき、かつコンテナCの搬送時間を短縮できる。また、各BCUの無端ベルト13として、摩擦係数が高いものを用いることが好ましい。この場合、コンテナCの搬送開始時及び停止時における無端ベルト13に対する滑りを抑制できる。この結果、コンテナCの動き出しのレスポンス及び停止位置の精度を向上させることができる。
ここで、搬送効率を向上させる観点からは、コンテナCの搬送速度は、1m/min以上に設定することが好ましく、5m/min以上に設定することがより好ましく、さらに10m/min以上に設定することがより好ましい。また、画像書き換えシステム1000の大型化を抑制する観点からは、コンテナCの搬送速度は、200m/min以下に設定することが好ましく、100m/min以下に設定することがより好ましく、さらに50m/min以下に設定することがより好ましい。但し、コンテナCの搬送速度は必要に応じて適宜設定しても良く、上述した範囲に限定されるものではない。
消去装置12は、一例として、コンベア装置10の−Y側、すなわち上記搬送路の−Y側に配置されている。
詳述すると、消去装置12は、BCU(n)に対向(対応)する位置に配置されている。なお、ここでは、2≦n≦N−4である。
消去装置は、図3に示されるように、1次元配列された複数のレーザダイオード(半導体レーザ)を含む1次元レーザアレイLAと、光学系SO1、端子台17、操作盤19、コントローラ21、筐体12a(図1参照)などを含む。なお、図示は省略されているが、1次元レーザアレイLA、光学系SO1、端子台17、コントローラ21は、筐体12a内に収容されており、操作盤19は、筐体12aの例えば側面(又は上面)に設けられている。
1次元レーザアレイLAは、一例として、Z軸方向に並べて配置(1次元配列)された図示しない複数(例えば17個)のレーザダイオード(半導体レーザ)を有する。ここでは、最も+Z側のレーザダイオードと最も−Z側のレーザダイオードとのZ軸方向に関する距離は、例えば10mmに設定されている。1次元レーザアレイLAは、一例として、断面がZ軸方向に延びるライン状のレーザ光を+X方向に射出する。
光学系SO1は、一例として、第1のシリンドリカルレンズ20、第1の球面レンズ22、マイクロレンズアレイ24、第2の球面レンズ26、第2のシリンドリカルレンズ28、ガルバノミラー装置30を有する。以下、便宜上、第1のシリンドリカルレンズ20、第1の球面レンズ22、マイクロレンズアレイ24、第2の球面レンズ26及び第2のシリンドリカルレンズ28を合わせて、レンズ群と称する。
第1のシリンドリカルレンズ20は、1次元レーザアレイLAから射出されたライン状のレーザ光の光路上に配置されており、該レーザ光を幅方向(複数のレーザダイオードの配列方向に直交する方向に平行な方向)に僅かに集光する。ここでは、第1のシリンドリカルレンズ20として小型のものが、1次元レーザアレイLAの射出面に近接して配置されている。
第1の球面レンズ22は、第1のシリンドリカルレンズ20を介したライン状のレーザ光の光路上に配置されており、該レーザ光を、マイクロレンズアレイ24に集光する。
マイクロレンズアレイ24は、第1の球面レンズ22を介したライン状のレーザ光の光路上に配置されており、該レーザ光を長さ方向(複数のレーザダイオードの配列方向に平行な方向)に拡散して、長さ方向の光分布を均一化する。
第2の球面レンズ26は、マイクロレンズアレイ24を介したライン状のレーザ光の光路上に配置されており、該レーザ光を、長さ方向及び幅方向に均一に拡大する。
第2のシリンドリカルレンズ28は、第2の球面レンズ26を介したライン状のレーザ光の光路上に配置されており、該レーザ光を幅方向に僅かに集光する。
ガルバノミラー装置30は、ガルバノメータに、レーザ光を反射する往復揺動可能な揺動ミラー30aが装着されたものである。ここでは、揺動ミラー30aは、一例として、Z軸周りに揺動可能となっている。ガルバノミラー装置30は、その揺動ミラー30aの回転角度を検出する角度センサ(不図示)を有している。
ガルバノミラー装置30は、揺動ミラー30aが第2のシリンドリカルレンズ28を介したライン状のレーザ光の光路上に位置するように配置されており、該レーザ光を、Z軸周りに揺動しながら反射することで、概ね+Y側に偏向する。
そこで、レンズ群を介したライン状のレーザ光は、ガルバノミラー装置30により偏向され、筐体12aの+Y側の側壁に設けられた消去用レーザ光射出口(不図示)を介して概ね+Y側に、すなわちコンベア装置10の例えば数cm〜数十cm上空を横切るように射出される。
以上より、1次元レーザアレイLAから射出されたライン状のレーザ光は、レンズ群によりエネルギー密度が均質化され、かつ長さ方向(Z軸方向)に拡大され、ガルバノミラー装置30により概ね+Y側に偏向され、コンベア装置10上における上記消去用レーザ光射出口に対向する位置に位置する搬送物に照射される。この結果、該搬送物上で断面がZ軸方向に延びるライン状のレーザ光がX軸方向に走査される。
端子台17は、システム制御装置18から出力される消去開始信号、インターロック信号、環境温度信号、エンコーダ信号などを入力するための信号入力端子と、消去準備完了信号、消去中信号、異常発生信号などをシステム制御装置18に出力するための信号出力端子とを有している。
ここで、消去開始信号は、消去装置が消去処理を開始するための信号である。インターロック信号は、消去処理を緊急停止させるための信号である。環境温度信号は、環境温度でレーザパワー(出力)を補正するための信号である。エンコーダ信号は、リライタブルラベル(ワーク)の移動速度を検出するための信号である。消去準備完了信号は、消去開始信号を受付可能になったことを示す信号である。消去中信号は、消去を実行していることを示す信号である。異常発生信号は、例えば1次元レーザアレイLAの異常、ガルバノミラー装置30の異常などをコントローラ21が検出したことを示す信号である。
操作盤19は、簡易な表示器及び操作スイッチを含むユーザインターフェースであり、メニュー選択と数値入力が可能となっている。ここでは、操作盤19では、一例として、レーザ光の走査長、レーザ光の走査速度、レーザ光の走査方向、レーザパワー、消去開始ディレイ時間、ワーク速度などの消去条件などを指定可能となっている。
コントローラ21は、消去条件設定部32、消去処理制御部34、レーザ制御部36、ガルバノ制御部38などを有する。
消去条件設定部32は、操作盤19にてユーザが指定したレーザ光の走査長、レーザ光の走査速度、レーザ光の走査方向、レーザパワー、消去開始ディレイ時間、ワーク速度などの消去条件を設定する。
消去処理制御部34は、端子台17からの入力信号を処理し、レーザ制御部36及びガルバノ制御部38へ指示を出すとともに、端子台17への出力信号を生成する。
レーザ制御部36は、消去処理制御部34が指示したレーザの出力値をアナログ電圧に変換してレーザドライバ40へ出力するとともに、レーザを点灯又は消灯させるためのタイミング信号を生成する。
レーザドライバ40は、1次元レーザアレイLAの駆動電流を生成する回路であり、レーザ制御部36からの指示値に従ってレーザパワーを制御する。
ガルバノ制御部38は、消去処理制御部34が指示した走査開始位置から走査終了位置まで指定速度でガルバノミラー装置30の揺動ミラー30aを揺動させるためのアナログ信号を生成してガルバノドライバ42に出力する。
ガルバノドライバ42は、ガルバノ制御部38からの指示値に従ってガルバノミラー装置30の揺動ミラー30aの揺動角度を制御する回路であり、ガルバノミラー装置30が有する角度センサからの信号とガルバノ制御部38からの指示値を比較し、その誤差が最小になるようにガルバノミラー装置30へ駆動信号を出力する。
図1に戻り、記録装置14は、一例として、コンベア装置10の−Y側、すなわち上記搬送路の−Y側であって、消去装置12の+X側に配置されている。
詳述すると、記録装置14は、一例として、消去装置12に対向(対応)するBCU(n)の+X側に隣接するBCU(n+1)に対向(対応)する位置に配置されている。
記録装置14は、図4に示されるように、一例として、少なくとも1つ(例えば3つ)のレーザダイオード(半導体レーザ)を含むレーザ光源LS、光学系SO2、コントローラ46、ホストコンピュータ47、これらを収容する筐体14a(図1参照)などを含む。
レーザ光源LSは、一例として、レーザ光を−X方向に射出する。
光学系SO2は、一例として、X軸ガルバノミラー装置48、Z軸ガルバノミラー装置50及びfθレンズ53を有している。
X軸ガルバノミラー装置48は、その揺動ミラー48aがY軸周りに揺動する点を除いて、前述したガルバノミラー装置30と同様の構成を有している。
X軸ガルバノミラー装置48は、一例として、揺動ミラー48aがレーザ光源LSから射出されたレーザ光の光路上に位置するように配置されており、該レーザ光を概ね−Z側に偏向する。
Z軸ガルバノミラー装置50は、その揺動ミラー50aがX軸周りに揺動する点を除いて、前述したガルバノミラー装置30と同様の構成を有している。
Z軸ガルバノミラー装置50は、一例として、揺動ミラー50aがX軸ガルバノミラー装置48により偏向されたレーザ光の光路上に位置するように配置されており、該レーザ光を概ね+Y側に偏向する。
fθレンズ53は、一例として、Z軸ガルバノミラー装置50により偏向されたレーザ光の光路上に配置されており、該レーザ光をその+Y側に位置する搬送物上に集光するとともに、X軸及びZ軸ガルバノミラー装置48、50の揺動ミラーの揺動位置と搬送物上に形成される光スポットの変位が比例するような補正を行う。
fθレンズ53を介したレーザ光は、筐体14aの+Y側の側壁に設けられた記録用レーザ光射出口(不図示)を介して概ね+Y側に、すなわちコンベア装置10の例えば数cm〜数十cm上空を横切るように射出される。
以上より、レーザ光源LSから射出された光は、X軸及びZ軸ガルバノミラー装置48、50により順次偏向され、fθレンズ53を介してコンベア装置10上における記録用レーザ光射出口に対向する位置に位置する搬送物に照射される。この結果、搬送物上で光スポットがX軸及びZ軸の2次元方向に走査される。
コントローラ46は、ホストコンピュータ47から出力された画像情報に基づいて、線分で形成される描画データを生成し、X軸及びZ軸ガルバノミラー装置48、50における揺動ミラーの揺動位置、レーザダイオードの発光タイミング、発光パワーを制御し、記録対象物に画像を記録(形成)する。ここでは、一例として、約0.25mmの記録線幅で、文字、記号、線、図形、バーコードなどが記録される。
コントローラ46は、X軸サーボドライバ52を介してX軸ガルバノミラー装置48を制御するとともに、Z軸サーボドライバ54を介してZ軸ガルバノミラー装置50を制御する。
X軸サーボドライバ52は、コントローラ46からの指示値に従ってX軸ガルバノミラー装置48の揺動ミラー48aの揺動位置を制御する回路であり、X軸ガルバノミラー装置48の角度センサの信号とコントローラ46からの指示値とを比較し、その誤差が最小になるようにX軸ガルバノミラー装置48に駆動信号を出力する。
同様に、Z軸サーボドライバ54は、コントローラ46からの指示値に従ってZ軸ガルバノミラー装置50の揺動ミラー50aの揺動位置を制御する回路であり、Z軸ガルバノミラー装置50の角度センサの信号とコントローラ46からの指示値とを比較し、その誤差が最小になるようにZ軸ガルバノミラー装置50に駆動信号を出力する。
図1に戻り、バーコード検査装置70は、一例として、コンベア装置10の−Y側であって、記録装置14の+X側に配置(設置)されている。詳述すると、バーコード検査装置70は、一例として、BCU(n+3)に対応する位置に配置されている。
バーコード検査装置70は、例えば後にバーコードスキャナを用いてコンテナCの仕分けを行う際に読み取られる、RLに記録されたバーコードの画質を事前に検査するための装置である。
ここでは、バーコード検査装置70は、一例として、レーザスキャナに基づいた設計がなされており、バーコードをスキャンすることで該バーコードを非接触で検査し、検査結果(RLに記録されたバーコードの異常の有無)を、システム制御装置18に出力する。また、バーコード検査装置70は、一例として、検査結果を表示するディスプレイ、及びバーコードに異常がある場合に点灯する警告ランプを有している。なお、バーコードの異常とは、例えばバーコードの少なくとも一部が記録されていないこと、バーコードが不鮮明であることなどを意味する。
なお、バーコード検査装置に代えて、例えば、読取装置及び検証用のソフトウエアが一体化されて構成されたバーコード検証装置を用いても良く、この場合は、上記読取装置で読み取られたバーコードを上記ソフトウエアで検証することができる。
制止装置16は、一例として、図2に示されるように、複数(例えば4つ)のストッパ60a〜60dと、複数(例えば4つ)のZアクチュエータ(不図示)とを含む。
各ストッパは、一例として、YZ平面に平行な平板部材から成る。ストッパ60aは、隣接する2つのBCU(n)及びBCU(n+1)間に支持架台10aに対して上下動可能に設けられている。ストッパ60bは、隣接する2つのBCU(n+1)及びBCU(n+2)間に支持架台10aに対して上下動可能に設けられている。ストッパ60cは、隣接する2つのBCU(n+2)及びBCU(n+3)間に支持架台10aに対して上下動可能に設けられている。ストッパ60dは、隣接する2つのBCU(n+3)及びBCU(n+4)間に配置されている。
上記4つのZアクチュエータは、一例として、4つのストッパ60a〜60dに対応して支持架台10aに設けられ、対応する4つのストッパ60a〜60dを個別にZ軸方向に移動させることができる。
詳述すると、各Zアクチュエータは、対応するストッパを、該ストッパがコンベア装置10の上面(各BCUの上面)よりも−Z側に位置する待機位置と各BCUの上面よりも+Z側に突出する突出位置との間で移動可能である。
各Zアクチュエータとしては、例えばエアシリンダ、オイルシリンダ、ソレノイドなど、要は、対応するストッパを上下動させることができるものであれば良い。4つのZアクチュエータは、システム制御装置18によって個別に駆動制御される。
以下に、リライタブルラベル(RL)における画像の記録及び消去のメカニズムを説明する。
この画像の記録及び消去のメカニズムは、熱により色調が可逆的に変化する態様である。この態様は、ロイコ染料及び可逆性顕色剤(以下、「顕色剤」とも称する)からなり、色調が透明状態と発色状態とに熱により可逆的に変化する。
図6(A)には、樹脂中にロイコ染料及び顕色剤を含んでなる熱可逆記録層を有する熱可逆記録媒体について、その温度−発色濃度変化曲線の一例が示され、図6(B)には、消色状態と発色状態とが熱により可逆的に変化する熱可逆記録媒体の発消色メカニズムが示されている。
まず、初め消色状態(A)にある熱可逆記録層を昇温していくと、溶融温度K2にて、ロイコ染料と顕色剤とが溶融混合し、発色が生じ溶融発色状態(B)となる。溶融発色状態(B)から急冷すると、発色状態のまま室温に下げることができ、発色状態が安定化されて固定された発色状態(C)となる。
この発色状態が得られたかどうかは、溶融発色状態(B)からの降温速度に依存しており、徐冷では降温の過程で消色が生じ、初期と同じ消色状態(A)、あるいは急冷による発色状態(C)よりも相対的に濃度の低い状態となる。
一方、発色状態(C)から再び昇温していくと、溶融温度K2よりも低い温度K1にて消色が生じ(DからE)、この状態から降温すると、初期と同じ消色状態(A)に戻る。
溶融状態から急冷して得た発色状態(C)は、前記ロイコ染料と前記顕色剤とが分子同士で接触反応し得る状態で混合された状態であり、これは固体状態を形成していることが多い。この状態では、前記ロイコ染料と前記顕色剤との溶融混合物(前記発色混合物)が結晶化して発色を保持した状態であり、この構造の形成により発色が安定化していると考えられる。
一方、消色状態は、前記ロイコ染料と前記顕色剤とが相分離した状態である。この状態は、少なくとも一方の化合物の分子が集合してドメインを形成したり、結晶化した状態であり、凝集あるいは結晶化することにより前記ロイコ染料と前記顕色剤とが分離して安定化した状態であると考えられる。多くの場合、このように、前記ロイコ染料と前記顕色剤とが相分離して前記顕色剤が結晶化することにより、より完全な消色が生じる。
なお、図6(A)に示される、溶融発色状態(B)から徐冷による消色、及び発色状態からの昇温による消色はいずれも温度K1で凝集構造が変化し、相分離や前記顕色剤の結晶化が生じている。
更に、図6(A)において、前記記録層を溶融温度K2以上の温度K3に繰返し昇温すると消去温度に加熱しても消去できない消去不良が発生したりする場合がある。これは、前記顕色剤が熱分解を起こし、凝集あるいは結晶化しにくくなってロイコ染料と分離しにくくなるためと思われる。繰返しによる前記熱可逆記録媒体の劣化を抑えるためには、前記熱可逆記録媒体を加熱する際に、図6(A)の前記溶融温度K2と前記温度K3の差を小さくすることにより、繰返しによる前記熱可逆記録媒体の劣化を抑えられる。
次に、画像書き換えシステム1000の動作の一例を、図7(A)〜図8(C)を参照して説明する。なお、以下に説明する動作は、システム制御装置18により統括的に制御される。記録装置14のホストコンピュータ47に内蔵された図示しないメモリには、RLに記録される画像の情報、すなわち例えばコンテナCに収容されている荷物の内容、輸送先の情報、RLの使用回数などを示す、例えば文字等及びバーコードの画像情報が格納されているものとする。
そして、コンベア装置10のBCU(1)〜BCU(n−1)上には、予め画像が記録されたRLを有する、荷物が収容されたn−1個のコンテナCが、作業者により個別に載置されている。
ここで、各コンテナCは、RLが貼付されたコンテナ本体の側面が、−Y側に位置するように、すなわち消去装置12及び記録装置14それぞれのレーザ光射出口に対向し得るようにBCU上に載置されている。なお、図7(A)〜図8(C)では、図示の制約上、コンベア装置10のX軸方向中間部のみが図示されている。以下では、コンベア装置10上に載置されたn−1個のコンテナCを、+X側から−X側への並び順に、コンテナC1〜コンテナCn−1とも称する。
また、当初、4つのストッパ60a〜60dは、それぞれ待機位置に位置している。
そこで、先ず、作業者は、システム制御装置18の操作パネル(不図示)を操作して、システム制御装置18に搬送開始信号を送信する。
搬送開始信号を受信したシステム制御装置18は、ストッパ60aを待機位置から突出位置に移動させるとともに、BCU(1)〜BCU(n)の駆動を開始する(図7(A)参照)。この結果、各コンテナCは、隣接する2つのBCU間で受け渡されながら+X方向に搬送される。ここでは、隣接する2つのBCU間でのコンテナCの受け渡しに要する時間は、例えば0.6秒に設定されている。
ここで、コンベア装置10上を搬送されるコンテナCを検出する例えば光電センサ(不図示)が、例えばBCU(n−1)に対応する位置に配置されている。この光電センサからの検出信号は、システム制御装置18に送信される。システム制御装置18は、タイマ(不図示)を有しており、上記光電センサからの検出信号を受信したタイミング及び該タイミングからの経過時間に基づいて、各コンテナCの位置、すなわち該コンテナCがいずれのBCU上に位置しているかを常時把握する。
そこで、システム制御装置18は、コンテナC1がBCU(n−1)からBCU(n)に受け渡されときに、BCU(1)〜BCU(n)の駆動を停止する。この結果、コンテナC1が減速されつつストッパ60aに突き当たって停止する(図7(B)参照)。
ここで、ストッパ60aは、該ストッパ60aにコンテナCが突き当たっているときに該コンテナCのRLが消去装置12に正対するように該消去装置12に対してX軸方向の位置が調整されている。すなわち、ストッパ60bは、コンテナCを記録装置14に正対する位置に位置決めする機能を有する。なお、「コンテナCが消去装置12に正対する」とは、該コンテナCのRLが該消去装置12のレーザ光射出口に対向することを意味する。
次いで、システム制御装置18から消去装置12に消去開始信号が出力される。
消去開始信号を受信した消去装置12は、断面がZ軸方向に延びるライン状(例えば長さ60mm、幅0.5mm)のレーザ光でコンテナC1のRLをX軸方向に所定速度で所定時間走査し、該RLに記録された画像を消去する。すなわち、消去装置12は、RLに所定パワーのレーザ光を照射することで、該RLに記録されている画像を非接触で消去する。ここでは、消去装置12による消去処理には、時間X(例えば1.5秒)を要する。
消去装置12は、コンテナC1に対する消去処理が終了したときに、システム制御装置18に消去終了信号を出力する。
消去装置12からの消去終了信号を受信したシステム制御装置18は、ストッパ60aを突出位置から待機位置に移動させ、かつストッパ60bを待機位置から突出位置に移動させるとともに、BCU(1)〜BCU(n+1)の駆動を開始する。
そして、システム制御装置18は、コンテナC1がBCU(n)からBCU(n+1)に受け渡され、かつコンテナC2がBCU(n−1)からBCU(n)に受け渡されたときに、BCU(1)〜BCU(n+1)の駆動を停止する。この結果、コンテナC1、C2がそれぞれ減速されつつストッパ60b、62aに突き当たって停止する(図7(C)参照)。
ここで、ストッパ60bは、該ストッパ60bにコンテナCが突き当たっているときに該コンテナCのRLが記録装置14に正対するように該記録装置14に対してX軸方向の位置が調整されている。すなわち、ストッパ60bは、コンテナCを記録装置14に正対する位置に位置決めする機能を有する。なお、「コンテナCが記録装置14に正対する」とは、該コンテナCのRLが該記録装置14のレーザ光射出口に対向することを意味する。
そこで、システム制御装置18は、記録装置14に記録開始信号を出力するとともに、消去装置12に消去開始信号を出力する。
ここで、図9に示されるように、RLに記録されたバーコードの濃度は、一例として、該バーコードの記録終了時(時刻0秒とする)から徐々に上昇し、該記録終了時から所定時間T(例えば1.2秒)後に、バーコード検査装置70で読み取り可能な基準値(例えば0.8)に達し、さらに例えば時刻100秒には例えば1.6に達し、最終的に例えば1.65程度で横ばい状態となる。なお、RLに記録された文字等の濃度も図9に示されるように変化する。一方、例えば非可逆の感熱記録媒体では、記録されたバーコードの濃度は、記録終了後、常時一定である。上記所定時間Tは、RLの特性にもよるが、概ね2秒以下である。
このように、熱可逆記録媒体としてのRLに記録されたバーコードの濃度は、記録終了時から上記基準値まで上昇するのに時間がかかることが分かる。
このため、RLに画像を記録するときには、バーコードの記録を極力早く終了させることが望まれる。
そこで、記録装置14は、一例として、記録開始信号を受信した時刻t0(0秒とする)から時刻t1(例えば0.3秒)までにコンテナC1のRLにバーコードを記録し(図10(B)参照)、時刻t1から時刻t2(例えば0.9秒)までにコンテナC1のRLに文字等を記録する(図10(B)参照)。すなわち、記録装置14は、記録時間(例えば0.9秒)の前半にバーコードを記録する。このように、記録装置14による記録処理には、時間Y(例えば0.9秒)を要する。この場合、消去装置12による消去処理に要する時間X>記録装置14による記録処理に要する時間Yの関係が満足される。なお、「記録時間」とは、画像の記録を開始してから終了するまでの時間である。
記録装置14によるコンテナC1のRLへの画像の記録は、該RLをスポット状のレーザ光でX軸及びZ軸の2次元方向に一筆書きの要領で走査することによって行われる。すなわち、記録装置14は、RLに所定パワーのレーザ光を照射することで、該RLに画像を非接触で記録する。
一方、消去装置12は、コンテナC2に対する消去処理をコンテナC1に対する消去処理と同様に行う。
記録装置14は、コンテナC1に対する記録処理が終了したときに、システム制御装置18に記録終了信号を送信する。
システム制御装置18は、記録装置14からの記録終了信号を受信してから時間Z後にストッパ60bを突出位置から待機位置に移動させるとともに、BCU(n+1)〜BCU(N)の駆動を開始する(図8(A)参照)。
ここで、上記時間X(例えば1.5秒)、上記時間Y(例えば0.9秒)及び上記時間Zについて、0<Z≦X−Y(例えば0.6秒)の関係が満足されている。ここでは、時間Zは、例えば0.4秒に設定されている。
消去装置12は、コンテナC2に対する消去処理が終了したときに、システム制御装置18に消去終了信号を送信する。
消去装置12からの消去終了信号を受信したシステム制御装置18は、ストッパ60aを突出位置から待機位置に移動させるとともに、BCU(1)〜BCU(n)の駆動を開始する。
コンテナC1がBCU(n+2)からBCU(n+3)に受け渡されたとき、コンテナC1のRLがバーコード検査装置70に対向し、該RLに記録されたバーコードがスキャンされ、検査される(図8(B)参照)。すなわち、バーコードの異常の有無が調べられる。この検査は、コンテナC1を搬送しながら行っても良いし、コンテナC1をバーコード検査装置70に対向する位置で停止させて行っても良い。なお、コンテナC1を搬送しながら検査を行う場合、コンテナC1の搬送速度を通常の搬送速度よりも遅くしても良い。
コンテナC1がバーコード検査装置70に対向するとき、コンテナC1のRLに記録されたバーコードの濃度は、バーコード検査装置70で読み取り可能な濃度(値)に達している。
そして、システム制御装置18は、バーコード検査装置70からバーコードに異常がない旨の検査結果を受信したときには、BCU(n+3)〜BCU(N)によってコンテナC1を例えば輸送地域毎、内容物(荷物)の種類毎に仕分けするための複数の分岐点を有するコンベアラインに送る(図8(C)参照)。この仕分けは、該コンベアラインに据え付けられた又は作業者によって携帯されたバーコードスキャナ(バーコードリーダ)でコンテナC1のRLに記録されたバーコードが読み取られて行われる。
一方、システム制御装置18は、バーコード検査装置70からコンテナC1のRLに記録されたバーコードに異常がある旨の検査結果を受信したときには、BCU(n+3)の駆動を停止するとともに、ストッパ60dを待機位置から突出位置に移動させる。この結果、コンテナC1は、減速されつつストッパ60dに突き当たって停止する。また、バーコード検査装置70は、バーコードに異常がある旨をディスプレイに表示するとともに警告ランプを点灯させて、作業者に通知し、BCU(n+3)上からのコンテナC1の撤去を促す。これに伴い、作業者は、コンテナC1をBCU(n+3)上から撤去し、必要に応じてシステムを調整する。この場合、コンテナC1を、例えばBCU(1)〜BCU(n−1)のうち、コンテナCが載っていないBCU上に載置することで、再度、消去処理、記録処理、バーコード検査装置70による検査及びその後処理を行うようにしても良い。
以後、コンテナC2に対するバーコード検査装置70による検査及びその後の処理、コンテナC3〜Cn−1に対する消去処理、記録処理、バーコード検査装置70による検査及びその後の処理が同様に行われる。
以上のように、画像書き換えシステム1000では、コンベア装置10上(所定の搬送路上)をX軸方向に搬送されるコンテナCは、消去装置12に正対する位置で停止されて消去処理が施された後、記録装置14に正対する位置で停止されて記録処理が施されることで、画像の書き換えが行われる。画像の書き換えが行われたコンテナCは、バーコード検査装置70に対向する位置に搬送され、該バーコード検査装置70によって、RLに記録されたバーコードが検査され、検査結果に応じて例えば撤去されるか又は仕分け用のコンベアラインに搬送される。
以上説明した本実施形態の画像書き換えシステム1000が備える画像記録システム150は、所定の搬送路上を所定の搬送方向(+X方向)に搬送されるコンテナCが有するRLに画像を記録する画像記録システムであり、前記搬送路の−Y側に配置され、対向する位置に搬送されたコンテナCのRLを加熱して前記画像を記録する記録装置14を備え、前記画像は、コンテナCが前記対向する位置の前記搬送方向下流側(+X側)に搬送されたときにバーコード検査装置70による読み取り(読取動作)が行われる読取画像を含み、記録装置14は、前記画像の記録時間(該画像の記録を開始してから終了するまでの時間)の前半にRLに読取画像を記録する。
この場合、RLに対するバーコードの記録が終了してから画像の記録が完了するまでの時間にバーコードの濃度が上昇するため、画像の記録が完了してからバーコードの読み取り(読取性検査)を早期に開始できる。そして、検査結果に応じたその後の処理(例えばコンテナCの撤去又は仕分け)を早期に開始させることができる。
この結果、記録装置14とバーコード検査装置70との距離を短くしても、処理効率を下げることなく読取性検査を確実に行うことができる。
この場合、バーコード検査装置70で一のコンテナCに対する読み取りエラー発生しても、該一のコンテナCと同様に読取不能なバーコードが記録される後続のコンテナCの数が少ないため、システムの稼働を停止させ、読取エラーに該当する少数のコンテナCを撤去するとともに必要に応じてシステムの調整を行うことでシステムを再稼働させることができる。
結果として、画像記録システム150では、読み取りエラーが発生しても、システムの復帰に手間取らない。
ところで、熱可逆記録媒体(RL)は、通常の感熱紙と比べ、加熱直後は濃度が低く、かつ濃度が上昇するのに時間がかかるため、読取画像(例えばバーコード)の記録終了から読取画像の読取性検査の開始まで一定時間をおく必要がある。
そこで、バーコード検査装置70を記録装置14からある程度離れた位置に設置すれば、画像の記録が完了したコンテナCを即座に下流側に搬送しても、該コンテナCがバーコード検査装置70に対向するまでにバーコードの濃度が上昇するため、該コンテナCがバーコード検査装置70に対向したときにバーコードに対する読取性検査を即時に行うことができる。
しかしながら、この場合、バーコード検査装置70で一のコンテナCに対する読み取りエラーが発生すると、該一のコンテナCと同様に読取不能なバーコードが記録される後続のコンテナCの数が多くなり、読み取りエラーに該当する多数のコンテナCを撤去する必要がある。すなわち、読み取りエラーが発生すると、システムの復帰に手間取るおそれがある。
また、記録装置14は、RLに前記画像を記録するとき、バーコードを記録した後、文字等の全部を記録する。
この場合、バーコードの記録が終了してから画像の記録が完了するまでの時間を最大にできるため、画像の記録が完了する時点でバーコードの濃度を最大にでき、ひいては処理効率をより向上させることができる。
また、RLに記録されたバーコードの濃度がバーコード検査装置70によって読み取り可能な濃度(値)になった後に、バーコード検査装置70よってバーコードが読み取られる。この場合、バーコードが検査不能(読取不能)となることを確実に防止できる。
また、RLに記録されたバーコードの濃度は、RLへのバーコードの記録が終了してから所定時間(例えば1.2秒)後にバーコード検査装置70によって読み取り可能な濃度(値)になり、RLへの画像の記録時間(例えば0.9秒)の前半が経過するときからバーコード検査装置70によるバーコードの読み取りが開始されるまでの時間は、前記所定時間以下(例えば1.1秒)である。この場合、RLへの画像の記録が完了してからバーコード検査装置70によるバーコードの読み取りが開始されるまでの時間は、前記所定時間以下(例えば0.65秒)である。
この場合、画像の記録が完了してから最短時間でバーコードの読み取りを開始することができ、ひいては処理効率をより向上させることができる。
また、バーコード検査装置70は、記録装置14の前記搬送方向下流側(+X側)に配置され、対向する位置に位置したコンテナCのRLに記録されたバーコードを読み取るため、コンテナCを搬送しつつ又は停止させて該コンテナCのRLに記録されたバーコードを自動的に読み取ることができる。
また、RLに記録されたバーコードは、バーコード検査装置70によって検査され、検査結果に応じた処理がなされることで、例えば、後の仕分け工程において、バーコードリーダによる読み取りエラーの発生が防止される。
また、画像書き換えシステム1000は、画像記録システム150と、記録装置14の−X側(コンテナCの搬送方向上流側)に配置された消去装置12と、を備えているため、システム全体の処理効率を向上させることができる。
また、コンテナCのRLに記録された画像を消去装置12によって消去するのに要する時間X(例えば1.5秒)、記録装置14によって該RLに画像を記録するのに要する時間Y(例えば0.9秒)、及び記録装置14による該RLへの画像の記録が完了してから該コンテナCの搬送が開始されるまでの時間Z(例えば0.4秒)について、X>Yかつ0<Z≦X−Y(例えば0.6秒)の関係が満足されている。
この場合、消去装置12及び記録装置14の稼働率を低下させることなく、画像の記録が完了したコンテナCをバーコード検査装置70に対向する位置に搬送するまでの時間を長くすることができる。この結果、画像書き換えの処理効率の低下を招くことなく、コンテナCがバーコード検査装置70に対向する位置に搬送されたときのバーコードの濃度を確実に上記基準値以上にすることができる。結果として、処理効率の更なる向上を図ることができる。
ところで、熱可逆記録媒体は、通常の感熱紙と比べ、加熱直後は濃度が低く、濃度が上昇するのに時間がかかる傾向がある。これは、通常の感熱紙では顕色材が低分子材料のためロイコ染料との反応が速やかに進行するのに対し、熱可逆記録媒体では顕色材に用いられている長鎖アルキルの立体的嵩高さによりロイコ染料との反応に時間がかかるものと考えられる。
画像記録システム150が特に効果的なのは、RLに記録された画像が加熱直後から一定濃度に達するまで一定時間を要する場合であり、例えば、画像濃度1.0に達するのに必要な時間が0.1s以上が好ましく、0.2s以上がより好ましく、0.3s以上がさらに好ましく、0.5s以上がさらに好ましく、1.0s以上がさらに好ましい。
加熱直後の画像濃度は以下の方法で測定できるが、以下の方法に何ら限定されるものではない。
(1):画像を撮影することができる装置(例えば、デジタルビデオカメラ、連写機能を有するデジタルカメラなど)を用いて加熱直後のRLに記録された画像を撮影。
(2):濃度が既知の異なる複数の画像(例えば、グレースケールなど)を(1)と同じ装置を用いて撮影。
(3):上記(2)から濃度と画像の相関を取得し、(1)で撮影した画像を濃度に変換する。
以下に、リライタブルラベル(RL)を構成する熱可逆記録媒体について詳細に説明する。
《熱可逆記録媒体》
前記熱可逆記録媒体は、支持体と、該支持体上に、光熱変換材料を含有する熱可逆記録層を有することが好ましく、更に必要に応じて適宜選択した、第1の酸素バリア層、第2の酸素バリア層、紫外線吸収層、バック層、保護層、中間層、アンダーコート層、接着層、粘着層、着色層、空気層、光反射層等のその他の層を有してなる。これら各層は、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよい。ただし、前記光熱変換層の上に設ける層においては、照射する特定波長のレーザ光のエネルギーロスを少なくするために該特定波長において吸収の少ない材料を用いて層を構成させることが好ましい。
−熱可逆記録層−
前記熱可逆記録層は、いずれも電子供与性呈色性化合物であるロイコ染料、電子受容性化合物である顕色剤を含み、熱により色調が可逆的に変化する熱可逆記録層であり、バインダー樹脂、更に必要に応じてその他の成分を含んでなる。
前記熱により色調が可逆的に変化する電子供与性呈色性化合物であるロイコ染料、電子受容性化合物である可逆性顕色剤は、温度変化により目に見える変化を可逆的に生じる現象を発現可能な材料であり、加熱温度及び加熱後の冷却速度の違いにより、相対的に発色した状態と消色した状態とに変化可能である。
−ロイコ染料−
前記ロイコ染料は、それ自体無色又は淡色の染料前駆体である。該ロイコ染料としては、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、トリフェニルメタンフタリド系、トリアリルメタン系、フルオラン系、アザフタリド系、クロメノピラゾール系等のロイコ化合物、などが挙げられる。これらの中でも、発消色特性、色彩、保存性等に優れる点で、フルオラン系又はフタリド系のロイコ染料が特に好ましい。
−可逆性顕色剤−
前記可逆性顕色剤としては、熱を因子として発消色を可逆的に行うことができるものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、(1)前記ロイコ染料を発色させる顕色能を有する構造(例えば、フェノール性水酸基、カルボン酸基、リン酸基等)、及び、(2)分子間の凝集力を制御する構造(例えば、長鎖炭化水素基が連結した構造)、から選択される構造を分子内に1つ以上有する化合物が好適に挙げられる。なお、連結部分にはヘテロ原子を含む2価以上の連結基を介していてもよく、また、長鎖炭化水素基中にも、同様の連結基及び芳香族基の少なくともいずれかが含まれていてもよい。
前記(1)ロイコ染料を発色させる顕色能を有する構造としては、フェノールが特に好ましい。
前記(2)分子間の凝集力を制御する構造としては、炭素数8以上の長鎖炭化水素基が好ましく、該炭素数は11以上がより好ましく、また炭素数の上限としては、40以下が好ましく、30以下がより好ましい。
なお、本発明は、上記実施形態に限定されず、種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、RLに記録される画像のうち、バーコード(読取画像)が記録された後、文字等(読取画像以外の画像)の全部が記録されているが、これに限られない。要は、バーコードを記録時間の前半に記録すれば良く、例えばバーコードを記録する前に文字等の一部を記録しても良い(図10(C)〜図11(A)参照)。
また、上記実施形態では、RLに記録される画像のうち、読み取り機能を有する装置によって読み取られる情報は、1つのバーコードであるが、これに限られない。要は、RLに記録される画像は、少なくとも1つのバーコード及び少なくとも1つの二次元コード(例えばQRコード(登録商標))の少なくとも一方を含んでいれば良い。なお、RLに記録される画像がバーコード及び2次元コードを含む場合には、バーコード検査装置70に代えてバーコード及び2次元コードの双方を検査可能な検査装置を記録装置14の+X側に配置するか、2次元コードを検査可能な2次元コード検査装置をバーコード検査装置70の+X側又は−X側に配置することが好ましい。そして、バーコード及び2次元コードを含む画像を記録するときには、文字等の少なくとも一部が最後に記録されることが好ましい。
また、上記実施形態では、バーコードの濃度がバーコード検査装置70によって読み取り可能な濃度(値)になるのは、バーコードの記録が終了してから所定時間(例えば1.2秒)後、すなわち画像の記録が完了した後であり、記録時間の前半が経過するときからバーコード検査装置70によるバーコードの読み取りが開始されるまでの時間は、上記所定時間未満(例えば1.1秒)であるが、これに限られない。例えば、バーコードの濃度がバーコード検査装置によって読み取り可能な濃度になるのは、バーコードの記録が終了してから所定時間T´(例えば0.6秒以下の時間)後、すなわち画像の記録が完了する以前であっても良く、この場合も、記録時間の前半が経過するときからバーコード検査装置70によるバーコードの読み取りが開始されるまでの時間を、前記所定時間T´未満とすることが好ましい。すなわち、画像の記録が完了してからバーコード検査装置70によるバーコードの読み取りが開始されるまでの時間を、前記所定時間T´未満とすることが好ましい。
また、上記実施形態では、記録装置14の+X側(コンテナCの搬送方向下流側)にバーコード検査装置70が配置(設置)されているが、これに限らず、要は、RLに記録されたバーコードを読み取る機能を有する装置であれば、他の装置を配置しても良い。具体的には、バーコードスキャナ(バーコードリーダ)を配置しても良いし、前述したバーコード検証装置を配置しても良い。バーコードリーダを配置する場合には、事前の検査又は検証を行わずに、仕分け等を行っても良い。また、例えば、バーコードを読み取る機能を有する装置を作業者が手に持って、搬送される又は停止されたコンテナCのRLのバーコードをスキャンするようにしても良い。
また、上記実施形態では、RLに記録された画像を消去装置12によって消去するのに要する時間X>記録装置14によって該RLに画像を記録するのに要する時間Yの関係が満足されているが、時間X≦時間Yの関係が満足されても良い。この場合、記録装置14によるRLの画像の記録が完了してからコンテナCの搬送が開始されるまでの時間Zは、0であることが好ましい。この結果、時間X≦時間Yの条件下で、消去装置12及び記録装置14の稼働率を極力向上させ、ひいては画像書き換えの処理効率を向上させることができる。
また、上記実施形態では、複数のストッパを含む制止装置16が設けられているが、設けられていなくても良い。この場合、システム制御装置18によるコンベア装置10の駆動制御のみによってコンテナCを消去装置12及び記録装置14に正対する位置で停止させることになる。
また、上記実施形態では、制止装置16は、4つのストッパ60a〜60dを有しているが、これに限られない。例えば、制止装置は、BCU(n+2)及びBCU(n+3)間に配置されたストッパ60cを有していなくても良い。また、例えば、4つのストッパ60a〜60dそれぞれが配置されている隣接する2つのBCU間以外の少なくとも1つの隣接する2つのBCU間にもストッパを配置しても良い。
また、上記実施形態では、ストッパとして、平板部材が用いられているが、これに限らず、コンテナCを消去装置又は記録装置に正対する位置で制止できるものであれば、他の部材であっても良い。なお、ストッパとして用いられる部材としては、コンテナCとの衝突時のエネルギーをある程度吸収でき(反発係数があまり高くなく)、コンテナCの位置決め精度に優れる部材が好ましい。
また、上記実施形態では、コンベア装置10が有する複数の搬送ユニットとして、BCU(ベルトコンベアユニット)が採用されているが、これに限らず、例えば、X軸方向に並び、Y軸方向を軸線方向とする複数のローラを含むローラコンベアユニットが採用されても良い。このローラコンベアユニットは、ベルトコンベアユニットから無端ベルトが取り外されたような構成を有している。ローラコンベアユニットの複数のローラとしては、外周面の摩擦係数が高いものが好ましい。
また、上記実施形態では、搬送装置として、コンベア装置10が採用されているが、これに限らず、適宜変更可能である。例えば、搬送装置として、ベルトコンベアユニットとローラコンベアユニットを組み合わせた装置を採用しても良い。具体的には、搬送路におけるコンテナCの位置決め精度が要求される、RLが記録装置14に対向する位置を含む領域では、コンテナCの位置を正確に制御可能なベルトコンベアユニットを用い、搬送路におけるコンテナCの位置決め精度がさほど要求されない領域では、簡易な構成で耐久性に優れるローラコンベアユニットを用いても良い。また、搬送物の搬送速度が比較的遅い場合は、搬送装置をローラコンベアユニットのみで構成しても良い。
また、上記実施形態では、コンベア装置10における複数のBCUは、X軸方向に並べて配置、すなわちX軸方向に延びる直線上に配置されているが、これに限らず、例えば、少なくとも一部がXY平面に平行な曲線上に配置されていても良い。
また、上記実施形態及び変形例では、記録装置14は、コンベア装置10の一側(例えば−Y側)に設けられているが、コンベア装置10の他側(例えば+Y側)に設けても良く、両側(例えば+Y側及び−Y側)に設けても良い。記録装置14を一側又は他側に設ける場合は、コンテナCの少なくとも記録装置14に対向する位置にRLが取り付けられていれば良い。記録装置14を両側に設ける場合は、コンテナCの少なくとも1つの記録装置14に対向する位置にRLが取り付けられていれば良い。記録装置14を両側に設け、コンテナCの片側のみにRLを取り付ける場合はコンテナCをコンベア装置10に載置するときにRLが取り付けられている側と記録装置14が設けられている側を一致させる必要がないため、記録装置14の側とRLの側が一致せずにRLに記録がなされない不具合を防止することができる。
また、上記実施形態では、消去装置12及び記録装置14のレーザとして、半導体レーザが用いられているが、これに限らず、他のレーザを用いても良い。レーザ光源としては、YAGレーザ光、ファイバレーザ光、半導体レーザ光、ファイバ結合レーザなどが挙げられる。視認性の良いレーザ記録の実現には、レーザ照射する媒体の記録領域を均一に加熱する必要があるが、通常のレーザ光は中央部の強度が強いガウス分布になっており、このレーザ光で記録すると中央部に比べて周辺部でコントラストが低下して視認性が悪くなり、画像品質が低下する。この回避手段として、光分布変更光学素子(非球面レンズ、DOE素子など)を光路中に入れ込む方式があるが、装置コストが高くなり、収差による光分布歪み回避のため光学設計が難しくなるなどの課題があった。そこで、ファイバ結合レーザを活用することで、光分布変更光学素子がなくてもファイバ端から出射されるレーザ光はトップハット状のレーザ光を容易に得ることができ、視認性の高い画像記録が可能となるため、ファイバ結合レーザを用いることが特に好ましい。
また、ガウス分布を有する他のレーザでは、焦点距離から離れるとガウス分布のままビーム径が大きくなり、焦点距離から離れると線幅が太くなり視認性が低下する。一方、ファイバ結合レーザを使用した場合、焦点位置でトップハット状の光分布で、焦点距離から離れるとビーム径は大きくなるが光分布の中央部の高い強度部分の径は大きくならないので、焦点距離から離れても画像線幅が太くならない点でファイバ結合レーザを用いることが特に好ましい。
通常、レーザ光は焦点位置及び焦点位置から離れた位置でもガウス分布を有し、ビーム径だけが大きくなるので、エネルギー密度を同じにした場合、印字線幅もビーム径に比例して広くなる。
前記ファイバ結合レーザは、レーザ光をファイバ結合することで、ファイバ内でレーザ光が均一化され、焦点位置ではトップハット型の光分布を得ることができ、焦点位置から離れると、ビーム径は大きくなるが、ガウス分布状の光分布に近づく。印字線はあるエネルギーより高くなったときに発生するので、エネルギー密度を同じにした場合でも、焦点位置から離れてビーム径は大きくなっても、ガウス分布の中央部の部分で印字させることで線幅が広がらず、焦点位置とほぼ同じ線幅を得ることができる。
また、上記実施形態の画像書き換えシステム1000では、消去装置及び記録装置が1つずつ設けられているが、消去装置及び記録装置の少なくとも一方をX軸方向に並べて複数設けても良い。この場合、記録装置よりも処理時間が長い消去装置の数を多くすることが好ましい。
また、上記実施形態では、消去装置として、レーザ光をRLに照射して画像を消去するものが採用されているが、例えば、加熱されたローラ、プレートなどをRLに接触させて画像を消去するものを採用しても良い。
また、上記実施形態では、記録装置として、レーザ光をRLに照射して画像を記録するものが採用されているが、例えば、サーマルヘッドなどをRLに接触させて画像を記録するものを採用しても良い。
また、上記実施形態では、画像記録システム150がレーザ書き込みシステム100の一部として用いられているが、これに限られない。例えば、画像記録システム150のみを用いて、画像が記録されていないRLを有するコンテナCを搬送し、該コンテナCに対して記録処理、バーコードの検査及びその後の処理を行っても良い。
また、上記実施形態では、搬送物として、コンテナが採用されているが、これに限らず、例えばコンテナ以外の容器、包装物等であっても良い。
また、上記実施形態で用いられている数値は、一例であって、これに限定されるものではない。
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、以下の実施例に何ら限定されるものではない。
各実施例では、リコー社製熱可逆記録媒体リライタブルレーザメディアRLM−100Lの記録直後の画像濃度を、次の(1)〜(3)の手順で測定した(図9参照)。
(1)リコー社製デジタルカメラCX−5で連写しながら熱可逆記録媒体に8mm×8mm(=64mm)のベタ画像を記録。
(2)コダック社製kodak gray scaleをリコー社製デジタルカメラCX−5にて撮影。
(3)上記(2)からコダック社製kodak gray scaleの各領域写真の濃度ヒストグラム(0〜255)と濃度値を対応させ、濃度値を濃度ヒストグラムの三次関数で近似し、(1)で撮影した画像から濃度値を算出。
以下に本発明の実施例を、図10(A)〜図12(C)を参照して説明する。なお、図10(B)〜図10(D)、図11(A)〜図11(C)、図12(B)及び図12(C)に示される画像における複数の矩形枠で囲まれた複数の領域の情報は、該複数の領域に付された番号順に記録される。
《実施例1》
コンテナを搬送速度30m/minのコンベア装置により搬送し、搬送路に直交する方向の一側(例えば−Y側)に配置されたレーザマーカ(記録装置)に対向する位置で停止させ、コンテナが有するRLに画像を記録した。レーザマーカにより図10(A)に示される画像が記録されてからコンテナの搬送が開始されるまでの時間を0.1sとした。ここでは、レーザマーカとしてリコー社製レーザマーカリライタブルレーザマーカLDM200―110を用い、コンテナとして三甲社製コンテナオリコン32Bを用い、RLとしてリコー社製熱可逆記録媒体リライタブルレーザメディアRLM−100Lを用いた。
また、記録後の上記コンテナ(コンテナ1)が搬送開始される時刻と同時刻に搬送路上流側からレーザマーカに対向する位置に向けて搬送開始される後続のコンテナ(コンテナ2)が搬送開始されてからレーザマーカに対向する位置に到達するまでの時間を0.65sとし、コンテナ2がレーザマーカに対向する位置に到達してからレーザマーカによる記録が開始されるまでの時間を0.20sとした。レーザマーカは、レーザ出力が18.2W、走査速度が3,000mm/sとなるように調整され、図10(A)に示されるバーコードを含む画像を、図10(B)に示される書き順で記録することで、バーコードを0.00sから0.21sの間、すなわち記録時間(0.83s)の前半に記録した。
バーコードスキャナをレーザマーカの搬送方向下流側350mmの位置に設置し、コンテナ1のバーコードの読み取り(スキャン)を行ったところ、画像が正常に記録されているときは読み取れた(スキャン100回中26回読み取れた)。ここでは、バーコードスキャナとしてキーエンス社製バーコードスキャナBL―1301HAを用いた。
印字エラーが起き、画像が正常に記録されなかったとき、制御装置によりレーザマーカによる画像記録を止め、コンテナ2に画像が記録されるのを防いだ。結果としてコンテナ1を回収する手間と1つの記録情報を再び記録する手間だけで済んだ(表1参照)。
A:バーコードの記録開始時間と記録終了時間(s)
B:バーコードスキャナの設置位置とレーザマーカの設置位置との搬送方向に関する距離(mm)
C:正常に記録されたときのバーコードの読取性(スキャン100回中読み取れた回数)
D:印字エラーが発生したときに回収する、現に印字エラーが発生しているコンテナ(コンテナ1)以外のコンテナの数
《実施例2》
図10(A)に示されるバーコードを含む画像を、図10(C)に示される書き順で記録することで、バーコードを0.07sから0.28sの間、すなわち記録時間(0.83s)の前半に記録する以外は上記実施例1と同様の条件で、バーコードの読み取り(スキャン)を行ったところ、画像が正常に記録されているときは読み取れた(スキャン100回中22回読み取れた)。印字エラーが起き、画像が正常に記録されなかったとき、制御装置によりレーザマーカによる画像記録を止め、コンテナ2に画像が記録されるのを防いだ。結果としてコンテナ1を回収する手間と1つの記録情報を再び記録する手間だけで済んだ(表1参照)。
《実施例3》
図10(A)に示されるバーコードを含む画像を、図10(D)の書き順で記録することで、バーコードを0.09sから0.31sの間、すなわち記録時間(0.83s)の前半に記録する以外は上記実施例1と同様の条件で、バーコードの読み取り(スキャン)を行ったところ、画像が正常に記録されているときは読み取れた(スキャン100回中20回読み取れた)。印字エラーが起き、画像が正常に記録されなかったときは、制御装置によりレーザマーカによる画像記録を止め、コンテナ2に画像が記録されるのを防いだ。結果としてコンテナ1を回収する手間と1つの記録情報を再び記録する手間だけで済んだ(表1参照)。
《実施例4》
図10(A)に示されるバーコードを含む画像を、図11(A)の書き順で記録することで、バーコードを0.16sから0.37sの間、すなわち記録時間(0.83s)の前半に記録する以外は上記実施例1と同様の条件で、バーコードの読み取り(スキャン)を行ったところ、画像が正常に記録されているときは読み取れた(スキャン100回中16回読み取れた)。印字エラーが起き、画像が正常に記録されなかったときは、制御装置によりレーザマーカによる画像記録を止め、コンテナ2に画像が記録されるのを防いだ。結果としてコンテナ1を回収する手間と1つの記録情報を再び記録する手間だけで済んだ(表1参照)。
《比較例1》
図10(A)に示されるバーコードを含む画像を、図11(B)の書き順で記録することで、バーコードを0.46sから0.67sの間、すなわち記録時間(0.83s)の後半に記録する以外は上記実施例1と同様の条件で、バーコードの読み取り(スキャン)を行ったところ、画像が正常に記録されているときも読み取れなかった(表1参照)。
《比較例2》
図10(A)に示されるバーコードを含む画像を、図11(C)の書き順で記録することで、バーコードを0.62sから0.83sの間、すなわち記録時間(0.83s)の後半に記録する以外は上記実施例1と同様の条件で、バーコードの読み取りを行ったところ、画像が正常に記録されているときも読み取れなかった(表1参照)。
《比較例3》
バーコードスキャナをレーザマーカの搬送方向下流側500mmの位置に設置する以外は上記比較例1と同様の条件で、バーコードの読み取りを行ったところ、画像が正常に記録されているときは読み取れた(スキャン100回中16回読み取れた)。印字エラーが起き、画像が正常に記録されなかったときは、制御装置によりレーザマーカによる画像記録を止めたが、コンテナ2にも画像が記録されてしまい、結果としてコンテナ1とコンテナ2を回収する手間と2つの記録情報を再び記録する手間が生じた(表1参照)。
《比較例4》
バーコードスキャナをレーザマーカの搬送方向下流側570mmの位置に設置する以外は上記比較例2と同様の条件で、バーコードの読み取りを行ったところ、画像が正常に記録されているときは読み取れた(スキャン100回中16回読み取れた)。印字エラーが起き、画像が正常に記録されなかったときは、制御装置によりレーザマーカによる画像記録を止めたが、コンテナ2にも画像が記録されてしまい、結果としてコンテナ1とコンテナ2を回収する手間と2つの記録情報を再び記録する手間が生じた(表1参照)。
《実施例5》
コンテナを搬送速度30m/minのコンベア装置により搬送し、搬送路に直交する方向の一側(例えば−Y側)に配置されたレーザマーカ(記録装置)に対向する位置で停止させ、コンテナが有するRLに画像を記録した。レーザマーカにより図12(A)に示される2次元コードを含む画像が記録されてからコンテナの搬送が開始されるまでの時間を0.1sとした。ここでは、レーザマーカとしてリコー社製レーザマーカリライタブルレーザマーカLDM200―110を用い、コンテナとして三甲社製コンテナオリコン32Bを用い、RLとしてリコー社製熱可逆記録媒体リライタブルレーザメディアRLM−100Lを用いた。
また、記録後の上記コンテナ(コンテナ1)が搬送開始される時刻と同時刻に搬送路上流側からレーザマーカに対向する位置に向けて搬送開始される後続のコンテナ(コンテナ2)が搬送開始されてからレーザマーカに対向する位置に到達するまでの時間を0.65sとし、コンテナ2がレーザマーカに対向する位置に到達してからレーザマーカによる記録が開始されるまでの時間を0.20sとした。レーザマーカは、レーザ出力が18.2W、走査速度が3,000mm/sとなるように調整され、図12(A)に示される2次元コードを含む画像を、図12(B)に示される書き順で記録することで、2次元コード(例えばQRコード(登録商標))を0.00sから0.51sの間、すなわち記録時間(1.14s)の前半に記録した。
2次元コードスキャナをレーザマーカの搬送方向下流側350mmの位置に設置し、コンテナ1の2次元コードの読み取り(スキャン)を行ったところ、画像が正常に記録されているときは読み取れた。ここでは、2次元コードスキャナとしてキーエンス社製2次元コードスキャナSR―610を用いた。
印字エラーが起き、画像が正常に記録されなかったとき、制御装置によりレーザマーカによる画像記録を止め、コンテナ2に画像が記録されるのを防いだ。結果としてコンテナ1を回収する手間と1つの記録情報を再び記録する手間だけで済んだ(表2参照)。
《比較例5》
図12(A)に示される2次元コードを含む画像を、図12(C)の書き順で記録する記録することで、2次元コードを0.63sから1.14sの間、すなわち記録時間の後半(1.14s)に記録する以外は実施例5と同様の条件で、2次元コードの読取性を、キーエンス社製2次元コードスキャナSR−610を用いて検証したところ、画像が正常に記録されているときも読み取れなかった(表2参照)。
《比較例6》
2次元コードスキャナをレーザマーカの搬送方向下流側600mmの位置に設置する以外は上記比較例5と同様の条件で、2次元コードの読み取り(スキャン)を行ったところ、画像が正常に記録されているときは読み取れた。印字エラーが起き、画像が正常に記録されなかったときは、制御装置によりレーザマーカによる画像記録を止めたが、コンテナ2にも画像が記録されてしまい、結果としてコンテナ1とコンテナ2を回収する手間と2つの記録情報を再び記録する手間が生じた(表2参照)。
結果として、各実施例は各比較例と比較すると、バーコードスキャナ(又は2次元コードスキャナ)をより搬送路上流側に設置でき、コンベアラインが短くて済むことから、コンベアを小型化することができ、設置スペースも小さくて済む。また、印字エラーが発生したときに現に印字エラーが発生しているコンテナ(コンテナ1)のみを回収すれば良く、手間がかからず効率的である。
10…コンベア装置(搬送装置)、12…消去装置、14…記録装置、70…バーコード検査装置(読取装置)、150…画像記録システム、1000…画像書き換えシステム。
特開2000−136022号公報

Claims (14)

  1. 所定の搬送路上を所定の搬送方向に搬送される搬送物が有する熱可逆記録媒体に画像を記録する画像記録システムにおいて、
    前記搬送路の前記搬送方向に直交する方向の少なくとも一側に配置され、対向する位置に搬送された前記搬送物の前記熱可逆記録媒体を加熱して前記画像を記録する記録装置を備え、
    前記画像は、前記搬送物が前記対向する位置の前記搬送方向下流側に搬送されたときに読取装置による読み取りが行われる読取画像を含み、
    前記記録装置は、前記画像の記録時間の前半に前記熱可逆記録媒体に前記読取画像を記録することを特徴とする画像記録システム。
  2. 前記熱可逆記録媒体に記録された前記読取画像の濃度が前記読取装置によって読み取り可能な濃度になった後に、前記読取装置による前記読取画像の読み取りが行われることを特徴とする請求項1に記載の画像記録システム。
  3. 前記読取画像の濃度は、前記熱可逆記録媒体への前記読取画像の記録が終了してから所定時間後に前記読取装置によって読み取り可能な濃度になり、
    前記画像の記録が完了してから前記読取画像の読み取りが開始されるまでの時間は、前記所定時間未満であることを特徴とする請求項2に記載の画像記録システム。
  4. 前記所定時間は、2秒以下であることを特徴とする請求項3に記載の画像記録システム。
  5. 前記読取画像は、バーコードを含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の画像記録システム。
  6. 前記読取画像は、二次元コードを含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の画像記録システム。
  7. 前記記録装置は、前記熱可逆記録媒体にレーザ光を照射して前記画像を記録することを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の画像記録システム。
  8. 前記熱可逆記録媒体は、支持体と、該支持体上に設けられ、特定の波長の光を吸収して熱に変換する光熱変換材料、ロイコ染料及び可逆性顕色剤を含み、温度に依存して色調が可逆的に変化する熱可逆記録層と、を有することを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の画像記録システム。
  9. 前記光熱変換材料は、近赤外領域に吸収ピークを有することを特徴とする請求項8に記載の画像記録システム。
  10. 前記光熱変換材料は、金属ホウ化物又は金属酸化物であることを特徴とする請求項8又は9に記載の画像記録システム。
  11. 前記光熱変換材料は、フタロシアニン系化合物であることを特徴とする請求項8又は9に記載の画像記録システム。
  12. 所定の搬送路に沿って搬送される搬送物が有する熱可逆記録媒体に画像を記録する画像記録方法であって、
    前記画像は、読取装置による読み取りが行われる読取画像を含み、
    前記搬送路上の所定位置に搬送された前記搬送物の前記熱可逆記録媒体を加熱して前記画像を記録する工程と、
    前記記録する工程の後、前記搬送物を前記搬送路上の前記所定位置の下流側に搬送し、前記読取画像の読取性を検査する工程と、を含み、
    前記記録する工程では、前記画像の記録時間の前半に前記熱可逆記録媒体に前記読取画像を記録することを特徴とする画像記録方法。
  13. 前記読取性を検査する工程は、前記熱可逆記録媒体に記録された前記読取画像の濃度が前記読取装置によって読み取り可能な濃度になった後に行われることを特徴とする請求項12に記載の画像記録方法。
  14. 前記読取画像の濃度は、前記熱可逆記録媒体への前記読取画像の記録が終了してから所定時間後に前記読取装置によって読み取り可能な濃度になり、
    前記画像の記録が完了してから前記読取画像の読み取りが開始されるまでの時間は、前記所定時間未満であることを特徴とする請求項13に記載の画像記録方法。
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