JP6648767B2 - 画像記録装置および画像記録方法 - Google Patents

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Description

本発明は画像記録装置および画像記録方法に関するものである。
従来から記録対象物にレーザー光を照射して記録対象物を加熱することで、記録対象物に可視像を記録する画像記録装置が知られている。
上記画像記録装置として、例えば、特許文献1には、複数のレーザー発光素子たる半導体レーザーをアレイ状に配置し、各半導体レーザーから出射されたレーザー光を、所定の方向において互いに異なる位置に照射するレーザーアレイなどのレーザー照射装置を備えた画像記録装置が記載されている。そして、特許文献1に記載の画像記録装置は、上記所定の方向とは異なる方向にレーザー照射装置に対して相対的に移動する記録対象物にレーザー光を照射し、記録対象物に可視像を記録する。
しかしながら、上記特許文献1に記載の画像記録装置においては、レーザー照射装置の端に配設された半導体レーザーから照射されたレーザー光で記録される画像濃度が、他の画像濃度よりも低くなるという課題があった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、端部レーザー出射部から出射されたレーザー光で記録される画像の画像濃度の低下を抑制することができる画像記録装置および画像記録方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明は、レーザー光を記録対象物に照射して画像を記録する画像記録装置であって、所定の方向に並べて配置され、レーザー光を出射する複数のレーザー出射部と、前記複数のレーザー出射部によって出射された複数のレーザー光を、前記所定の方向と交差する方向に前記複数のレーザー出射部に対して相対的に移動する前記記録対象物に集光する光学系とを少なくとも備え前記光学系がアレイヘッドの両端部と中央部の前記レーザー出射部から照射されるレーザー光のビーム形状が、集光後の画像の記録位置でレンズの収差により、端部近傍と中央部でビーム径、光分布が変化することで異なる場合に、前記複数のレーザー出射部のうち、前記光学系の端部近傍を通過するレーザー光を出射する最端部レーザー出射部から出射するレーザー光のエネルギーを、ビーム径、光分布に応じて、前記光学系の前記端部近傍以外を通過するレーザー光を出射する中央部レーザー出射部から出射するレーザー光のエネルギーよりも大きくする制御を行う出力制御部と、を備える。
本発明によれば、端部レーザー出射部から出射されたレーザー光で記録される画像の画像濃度の低下を抑制することができる。
図1は、実施形態に係る画像記録システムの概略斜視図である。 図2は、記録装置の構成を示す概略斜視図である。 図3−1は、光ファイバーの拡大概略図である。 図3―2は、アレイヘッド付近の拡大図である。 図4−1は、アレイヘッドの配設の一例を示す図である。 図4−2は、アレイヘッドの配設の一例を示す図である。 図4−3は、アレイヘッドの配設の一例を示す図である。 図4−4は、アレイヘッドの配設の一例を示す図である。 図4−5は、アレイヘッドの配設の一例を示す図である。 図5は、画像記録システムにおける電気回路の一部を示すブロック図である。 図6は、レーザー出射部に対応するレーザー発光素子の出力について説明する図である。 図7は、第1温度センサの検知結果に基づいた、端部レーザー出射部に対応するレーザー発光素子の出力の変更の制御フローの一例を示す図である。 図8−1は、実施例1の各レーザー発光素子の出力と、隣接するアレイヘッドとのX軸方向の距離とについて説明する図である。 図8−2は、実施例2の各レーザー発光素子の出力と、隣接するアレイヘッドとのX軸方向の距離とについて説明する図である。 図8−3は、実施例3の各レーザー発光素子の出力と、隣接するアレイヘッドとのX軸方向の距離とについて説明する図である。 図8−4は、実施例4の各レーザー発光素子の出力と、隣接するアレイヘッドとのX軸方向の距離とについて説明する図である。 図8−5は、比較例の各レーザー発光素子の出力と、隣接するアレイヘッドとのX軸方向の距離とについて説明する図である。 図9−1は、変形例1の画像記録システムの一例を示す図である。 図9−2は、変形例1の画像記録システムの一例を示す図である。
以下、本発明を適用した画像記録装置および画像記録方法の実施形態について説明する。画像記録装置は、記録対象物にレーザー光を照射して、画像の記録を行うものである。
前記画像とは、視認可能な情報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る。前記画像としては、例えば、文字、記号、線、図形、ベタ画像、又はこれらの組み合わせ、バーコード、QRコード(登録商標)などの二次元コードなどが挙げられる。
また、前記記録対象物としては、レーザーで記録する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る。前記記録対象物としては、光を吸収して熱に変換し、画像を形成することができるものであれば何でも良く、例えば金属への刻印なども含まれる。また、前記記録対象物としては、感熱記録媒体、感熱記録部を有する構造体などが挙げられる。
前記感熱記録媒体としては、支持体と、該支持体上に、画像記録層を有し、更に必要に応じて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く、更に前記支持体の他方の面に有していてもよい。
−画像記録層−
前記画像記録層は、ロイコ染料、及び顕色剤を含有し、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
前記ロイコ染料としては、特に制限はなく、通常感熱記録材料に使用されているものの中から目的に応じて適宜選択することができる。例えば、ロイコ染料としては、トリフェニルメタン系、フルオラン系、フェノチアジン系、オーラミン系、スピロピラン系、インドリノフタリド系等の染料のロイコ化合物が好ましく用いられる。
前記顕色剤としては、前記ロイコ染料を接触時発色させる電子受容性の種々の化合物、又は酸化剤等が適用できる。
前記その他の成分としては、バインダー樹脂、光熱変換材料、熱可融性物質、酸化防止剤、光安定剤、界面活性剤、滑剤、填料などが挙げられる。
−支持体−
前記支持体としては、その形状、構造、大きさ等については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記形状としては、例えば、平板状などが挙げられる。前記構造としては、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよい。前記大きさとしては、前記感熱記録媒体の大きさ等に応じて適宜選択することができる。
−その他の層−
前記その他の層としては、光熱変換層、保護層、アンダー層、紫外線吸収層、酸素遮断層、中間層、バック層、接着剤層、粘着剤層などが挙げられる。
前記感熱記録媒体は、その用途に応じて所望の形状に加工することができる。前記形状としては、例えば、カード状、タグ状、ラベル状、シート状、ロール状などが挙げられる。前記カード状に加工されたものとしては、例えば、プリペイドカード、ポイントカード、クレジットカードなどが挙げられる。カードサイズよりも小さなタグ状のサイズに加工されたものは、値札等に利用できる。また、カードサイズよりも大きなタグ状のサイズに加工されたものは、工程管理、出荷指示書、チケット等に使用できる。ラベル状に加工されたものは貼り付けることができるために、様々な大きさに加工され、繰り返し使用する台車、容器、箱、コンテナ等に貼り付けて工程管理、物品管理等に使用することができる。また、カードサイズよりも大きなシートサイズに加工されたものは、画像を記録する範囲が広くなるため一般文書、工程管理用の指示書等に使用することができる。
前記構造体が有する前記感熱記録部は、例えば、構造体の表面にラベル状の前記感熱記録媒体を貼り付けた部位、構造体の表面に感熱記録材料を塗布した部位などが挙げられる。また、前記感熱記録部を有する構造体としては、前記構造体の表面に感熱記録部を有してい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る。前記感熱記録部を有する構造体としては、例えば、ビニール袋、PETボトル、缶詰等の各種商品、段ボール、コンテナ等の搬送容器、仕掛品、工業製品などが挙げられる。
以下、一例として、記録対象物として感熱記録部を有する構造体、具体的には、記録対象物として、感熱記録ラベルを貼り付けた輸送用のコンテナCに画像を記録する画像記録装置について説明する。
図1は、実施形態に係る画像記録装置たる画像記録システム100の概略斜視図である。以下の説明では、輸送用のコンテナCの搬送方向をX軸方向、上下方向をZ軸方向、搬送方向および上下方向いずれにも直交する方向をY軸方向として説明する。
画像記録システム100は、以下に詳述するように、記録対象物たる輸送用のコンテナCに貼り付けた感熱記録ラベルRLにレーザー光を照射して、画像の記録を行う。
画像記録システム100は、図1に示されるように、記録対象物搬送手段たるコンベア装置10、記録装置14、システム制御装置18、読取装置15、遮蔽カバー11などを備えている。
記録装置14は、記録対象物にレーザー光を照射して記録対象物に可視像たる画像を記録するものである。記録装置14は、コンベア装置10の−Y側、すなわち搬送路の−Y側に配置されている。
遮蔽カバー11は、記録装置14から照射されたレーザー光を遮蔽して、レーザー光の拡散を低減するものであり、表面に黒アルマイト塗装が施されている。遮蔽カバー11の記録装置14と対向する部分には、レーザー光を通過させるための開口部11aが設けられている。また、本実施形態においては、コンベア装置10は、ローラコンベアであるが、ベルトコンベアであってもよい。
システム制御装置18は、コンベア装置10、記録装置14、および読取装置15などが接続されており、画像記録システム100全体を制御するものである。また、読取装置15は、後述するように、記録対象物に記録されたバーコードやQRコードなどの二次元コードなどのコード画像を読み取るものである。システム制御装置18は、読取装置15により読み取った情報に基づいて、正しく画像が記録されているか否かの照合を行う。
ここで、コンテナCに貼付される感熱記録ラベルRLについて説明する。
感熱記録ラベルRLは、感熱記録媒体であり、画像の記録は、熱により色調が変化することで行われる。本実施形態では、感熱記録ラベルRLとして、1回の画像記録を行う感熱記録媒体を用いているが、感熱記録ラベルRLとして、複数回記録ができる熱可逆記録媒体を用いることもできる。
本実施形態に用いる感熱記録ラベルRLとして用いる感熱記録媒体は、レーザー光を吸収し熱に変換する材料(光熱変換材料)と熱により色相や反射率等の変化を生じる材料とを含んでなる感熱記録媒体を用いた。
光熱変換材料は、無機系材料と有機系材料とに大別できる。前記無機系材料としては、例えば、カーボンブラックや、金属ホウ化物及びGe、Bi、In、Te、Se、Cr等の金属酸化物の少なくともいずれかの粒子が挙げられる。前記無機系材料としては、近赤外波長領域の光の吸収が大きく、可視域波長領域の光の吸収が少ない材料が好ましく、前記金属ホウ化物及び金属酸化物が好ましい。前記無機系材料は、例えば6ホウ化物、酸化タングステン化合物、酸化アンチモンスズ(ATO)、酸化インジウムスズ(ITO)、及びアンチモン酸亜鉛から選択される少なくとも1種が好適である。
前記6ホウ化物としては、例えばLaB、CeB、PrB、NdB、GdB、TbB、DyB、HoB、YB、SmB、EuB、ErB、TmB、YbB、LuB、SrB、CaB、(La,Ce)B、などが挙げられる。
前記酸化タングステン化合物としては、例えば、国際公開第2005/037932号パンフレット、特開2005−187323号公報等に記載されているような、一般式:WyOz(ただし、Wはタングステン、Oは酸素、2.2≦z/y≦2.999)で表されるタングステン酸化物の微粒子、又は一般式:MxWyOz(ただし、Mは、H、He、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類元素、Mg、Zr、Cr、Mn、Fe、Ru、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Al、Ga、In、Tl、Si、Ge、Sn、Pb、Sb、B、F、P、S、Se、Br、Te、Ti、Nb、V、Mo、Ta、Re、Be、Hf、Os、Bi、及びIから選択される1種類以上の元素、Wはタングステン、Oは酸素、0.001≦x/y≦1、2.2≦z/y≦3.0である)で表される複合タングステン酸化物の微粒子、などが挙げられる。
これらの中でも、前記酸化タングステン化合物としては、近赤外領域の吸収が大きく、可視領域の吸収が小さい点から、セシウム含有酸化タングステンが特に好ましい。
また、前記酸化タングステン化合物としては、前記酸化アンチモンスズ(ATO)、前記酸化インジウムスズ(ITO)、及び前記アンチモン酸亜鉛の中でも、近赤外領域の吸収が大きく、可視領域の吸収が小さい点から、ITOが特に好ましい。これらは、真空蒸着法や粒子状の材料を樹脂等で接着して層状に形成される。
前記有機系材料としては、吸収すべき光波長に応じて各種の染料を適宜用いることができるが、光源として半導体レーザーを用いる場合には、600nm〜1200nm付近に吸収ピークを有する近赤外吸収色素が用いられる。具体的には、前記有機系材料としては、シアニン色素、キノン系色素、インドナフトールのキノリン誘導体、フェニレンジアミン系ニッケル錯体、フタロシアニン系色素などが挙げられる。
前記光熱変換材料は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。また、光熱変換材料は、画像記録層に設けても良く、画像記録層以外に設けても良い。光熱変換材料は、画像記録層以外に用いる場合は、熱可逆記録媒体に隣接して光熱変換層を設けることが好ましい。前記光熱変換層は、少なくとも前記光熱変換材料とバインダー樹脂を含有してなる。
熱により色相や反射率等の変化を生じる材料としては、例えば従来の感熱紙に用いられる電子供与性染料前駆体と電子受容性顕色剤との組み合わせ等公知の物が使用できる。また、熱により色相や反射率等の変化を生じる材料としては、熱と光の複合反応、例えばジアセチレン系化合物の加熱と紫外光照射による固相重合に伴う変色反応などの変化を生じる材料も含まれる。
図2は、記録装置14の構成を示す概略斜視図である。
本実施形態においては、記録装置14として、複数の光ファイバーのレーザー出射部を記録対象物たるコンテナCの移動方向である副走査方向(X軸方向)と直交する主走査方向(Z軸方向)にアレイ状に配置したファイバーアレイを用いて、画像の記録を行うファイバーアレイ記録装置を用いている。ファイバーアレイ記録装置は、レーザー発光素子から出射したレーザー光を、前記ファイバーアレイを介して記録対象物に照射し、描画単位からなる画像を記録する。具体的には、記録装置14は、レーザーアレイ部14aと、ファイバーアレイ部14bと光学部43とを備えている。
レーザーアレイ部14aは、アレイ状に配置された複数のレーザー発光素子41と、レーザー発光素子41を冷却する冷却ユニット50と、レーザー発光素子41に対応して設けられ、対応するレーザー発光素子41を駆動するための複数の駆動ドライバ45と、複数の駆動ドライバ45を制御するコントローラ46とを備えている。コントローラ46には、レーザー発光素子41に電力を供給するための電源48および画像情報を出力するパーソナルコンピュータなどの画像情報出力部47が接続されている。
レーザー発光素子41は、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、半導体レーザー、固体レーザー、色素レーザーなどを用いることができる。レーザー発光素子41は、これらの中でも、波長選択性が広い点、小さいことから装置の小型化が可能な点、及び低価格化が可能な点から、半導体レーザーが好ましい。
また、レーザー発光素子41が出射する前記レーザー光の波長としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、好ましくは700nm〜2000nmが好ましく、780nm〜1600nmがより好ましい。
出射手段であるレーザー発光素子41においては、印加するエネルギーの全てがレーザー光に変換されることはない。通常、レーザー発光素子41においては、レーザー光に変換されないエネルギーが熱に変換されることで発熱する。そのため、冷却手段である冷却ユニット50によりレーザー発光素子41を冷却する。また、本実施形態の記録装置14は、ファイバーアレイ部14bを用いることで、各レーザー発光素子41を離して配置することが可能となっている。これにより、隣接するレーザー発光素子41からの熱の影響を小さくすることが可能となり、レーザー発光素子41の冷却を効率的に行うことが出来るので、レーザー発光素子41の温度上昇、バラツキを回避することが出来、レーザー光の出力バラツキを低減出来、濃度ムラ、白抜けを改善できる。なお、レーザー光の出力とはパワーメータで計測される平均出力である。レーザー光の出力制御方法としては2種類あり、ピークパワーを制御する方法と、パルスの発光比率(デューティー:レーザー発光時間/周期時間)を制御する方法とがある。
冷却ユニット50は、冷却液を循環させてレーザー発光素子41を冷却する液冷方式であり、冷却液が各レーザー発光素子41から熱を受ける受熱部51と、冷却液の熱を放熱する放熱部52とを備えている。受熱部51と放熱部52とは、冷却パイプ53a、53bにより接続されている。受熱部51は、良熱伝導性部材で形成されたケース内部に良熱伝導性部材で形成された冷却液が流れるための冷却管が設けられている。複数のレーザー発光素子41は、受熱部51にアレイ状に配置されている。
放熱部52は、ラジエータと、冷却液を循環させるためのポンプとを備えている。放熱部52のポンプにより送り出された冷却液は、冷却パイプ53aを通って、受熱部51へ流入する。そして、冷却液は、受熱部51内の冷却管を移動しながら受熱部51に配列されたレーザー発光素子41の熱を奪ってレーザー発光素子41を冷やす。受熱部51から流出したレーザー発光素子41の熱を奪って温度上昇した冷却液は、冷却パイプ53b内を移動して放熱部52のラジエータへ流れ込み、ラジエータにより冷却される。ラジエータにより冷却された冷却液は、再びポンプにより受熱部51へ送り出される。
ファイバーアレイ部14bは、レーザー発光素子41に対応して設けられた複数の光ファイバー42と、これら光ファイバー42のレーザー出射部42a(図3−2参照)付近を、上下方向(Z軸方向)にアレイ状に保持するアレイヘッド44とを備えている。各光ファイバー42のレーザー入射部は、対応するレーザー発光素子41のレーザー出射面に取り付けられている。Z軸方向が所定の方向の一例である。
図3−1は、光ファイバー42の拡大概略図である。図3−2は、アレイヘッド44付近の拡大図である。
光ファイバー42は、レーザー発光素子41から出射されたレーザー光の光導波路である。光ファイバー42の形状、大きさ(直径)、材質、構造などについては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
光ファイバー42の大きさ(直径d1)としては、15μm以上1000μm以下が好ましい。光ファイバー42の直径d1が15μm以上1000μm以下であると、画像の精細性の点で有利である。本実施形態では、光ファイバー42は、直径125μmの光ファイバーを用いた。
また、光ファイバー42の材質としては、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、ガラス、樹脂、石英などが挙げられる。
光ファイバー42の構造としては、レーザー光を通過させる中心部のコア部と、コア部の外周に設けられたクラッド層とからなる構造が好ましい。
コア部の直径d2としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、10μm以上500μm以下が好ましい。本実施形態では、コア部の直径d2が105μmの光ファイバーを用いた。また、コア部の材質としては、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、ゲルマニウムやリンをドープしたガラスなどが挙げられる。
前記クラッド層の平均厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、10μm以上250μm以下が好ましい。クラッド層の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。クラッド層の材質としては、例えば、ホウ素やフッ素をドープしたガラスなどが挙げられる。
図3−2に示すように、各光ファイバー42のレーザー出射部42aのピッチが127μmとなるように、複数の光ファイバー42のレーザー出射部42a付近がアレイヘッド44によりアレイ状に保持されている。記録装置14は、解像度200dpiの画像が記録可能なように、レーザー出射部42aのピッチを127μmとしている。
ひとつのアレイヘッド44ですべての光ファイバー42を保持しようとした場合、アレイヘッド44が長尺となり、変形しやすくなる。その結果、ひとつのアレイヘッド44では、ビーム配列の直線性やビームピッチの均一性を保つのが難しい。このため、アレイヘッド44は、光ファイバー42を100個〜200個保持するものとする。そのうえで、記録装置14は、100個〜200個の光ファイバー42を保持した複数のアレイヘッド44を、コンテナCの搬送方向に対して直交する方向であるZ軸方向に並べて配設するのが好ましい。本実施形態においては、200個のアレイヘッド44をZ軸方向に並べて配設した。
図4−1〜図4−5は、アレイヘッド44の配設の一例を示す図である。
図4−1は、記録装置14におけるファイバーアレイ部14bの複数のアレイヘッド44をZ軸方向にアレイ状に配置した例である。図4−2は、記録装置14におけるファイバーアレイ部14bの複数のアレイヘッド44を千鳥状に配置した例である。
複数のアレイヘッド44の配置は、図4−1に示すようにZ軸方向に直線状に配置するよりも、図4−2に示すように千鳥状に配置する方が、組み付け性の観点から好ましい。
また、図4−3は、記録装置14におけるファイバーアレイ部14bの複数のアレイヘッド44をX軸方向に傾斜させて配置した例である。複数のアレイヘッド44は、図4−3に示すように配置することで、光ファイバー42のZ軸方向のピッチPを、図4−1や図4−2に示す配置よりも狭めることができ、高解像度化を図ることができる。
また、図4−4は、記録装置14におけるファイバーアレイ部14bの複数のアレイヘッド44を千鳥状に配置した2個のアレイヘッド群を、副走査方向(X軸方向)に配置し、一方のアレイヘッド群を、他方のアレイヘッド群に対して、主走査方向(Z軸方向)にアレイヘッド44の光ファイバー42の配列ピッチの半分ずらして配置した例である。複数のアレイヘッド44は、図4−4に示すように配置することでも、光ファイバー42のZ軸方向のピッチPを、図4−1や図4−2に示す配置よりも狭めることができ、高解像度化を図ることができる。
ところで、本実施形態の記録装置14は、システム制御装置18の制御に従い、記録対象物たる輸送用のコンテナCに貼り付けた感熱記録ラベルRLの走査方向に対して直交する方向の画像情報を送信して記録していく。そのため、記録装置14は、感熱記録ラベルRLの走査と、直交する方向の画像情報の送信タイミングとに差が出た場合、画像情報をメモリに蓄積しておくため、画像蓄積量が増えることになる。このような場合、図4−3に示す複数のアレイヘッド44の配置例より図4−4に示す複数のアレイヘッド44の配置例の方が、システム制御装置18のメモリに対する情報蓄積量を低減することができる。
更に、図4−5は、図4−4で示した複数のアレイヘッド44を千鳥状に配置した2個のアレイヘッド群を一のアレイヘッド群として積層した例である。このような2個のアレイヘッド群を一のアレイヘッド群として積層したアレイヘッド44は、製造上、容易に作製が可能で、高解像度化を図ることができる。加えて、図4−4に示す複数のアレイヘッド44の配置例より図4−5に示すアレイヘッド44の配置例の方が、システム制御装置18のメモリに対する情報蓄積量を低減することができる。
また、図2に示すように、光学系の一例である光学部43は、各光ファイバー42から出射した発散光束のレーザー光を平行光束に変換するコリメートレンズ43aと、レーザー照射面である感熱記録ラベルRLの表面にレーザー光を集光する集光レンズ43bとを有している。また、上記光学部43を設けるか否かは、目的に応じて適宜選択すればよい。
一般に用いられる記録方式としては、レーザー出射部42a(図3−2参照)から出射された複数のレーザー光を、上記光学部43により、1:1で記録対象物上に像転写させる方式がある。ただし、本方式では、レーザー出射部42aから出射されるレーザー光の広がり角(NA)に応じて、レーザー光を記録対象物に集光・照射させるため、その集光角度はレーザー光の広がり角(NA)と同じ角度で集光される。
アレイヘッド44のサイズはレーザー出射部42aの数により定まり、さらにレーザー出射部42aから出射されるレーザー光が照射される光学系(光学部43)のサイズもアレイヘッド44に合わせて定まる。つまり、本実施形態では、複数のレーザー出射部42aのうち、アレイヘッド44の両端部に位置する最端部のレーザー出射部42a(最端部レーザー出射部)から照射されるレーザー光は、光学部43の端部近傍を通過し、アレイヘッド44の中央部のレーザー出射部42a(中央部レーザー出射部)から照射されるレーザー光は、光学部43の中央部近傍を通過する。従って、1つの光学系で像転写・集光させようとすると、アレイヘッド44の両端部と中央部のレーザー出射部42aから照射されるレーザー光のビーム形状が、集光後の画像の記録位置でレンズの収差の影響を受けて異なることがある。アレイヘッド44の両端部と中央部のレーザー出射部42aから出射されるレーザー光のビーム形状が異なるとは、ビーム径、光分布が変化することを示している。このようにレーザー光のビーム形状が異なると、エネルギー密度が変化して、記録対象物に記録される画像の中央部と両端部で画像濃度が異なる。一般には、中央部の画像濃度に比べて両端部の画像濃度の方が低下する。
また、画像の記録位置でのビーム径も、中央部に比べて両端部の方が大きくなる現象が発生する。特に、光ファイバー42から出射されるレーザー光源を用いると、出射されるレーザー光の光分布はトップハット分布となる。しかしながら、画像の記録位置においては、像転写する中央部ではトップハット分布となるが、両端部ではトップハット分布から変化する現象が加えて発生して、中央部に対する両端部の画像濃度低下が顕著に現れる。この現象は、アレイヘッド44の光源数が多く長くなり、それに対して光学系の収差の影響が大きな構成となる場合に発生する。
パーソナルコンピュータなどの画像情報出力部47は、画像情報をコントローラ46に入力する。コントローラ46は、入力された画像情報に基づいて各駆動ドライバ45を駆動するための駆動信号を生成する。コントローラ46は、生成された駆動信号を各駆動ドライバ45へ送信する。具体的には、コントローラ46は、クロックジェネレータを備えている。コントローラ46は、クロックジェネレータが発振するクロック数が、規定のクロック数となったら、各駆動ドライバ45を駆動するための駆動信号を各駆動ドライバ45へ送信する。
各駆動ドライバ45は、駆動信号を受信すると、対応するレーザー発光素子41を駆動する。レーザー発光素子41は、駆動ドライバ45の駆動に従い、レーザー光を照射する。レーザー発光素子41から照射されたレーザー光は、対応する光ファイバー42に入射し、光ファイバー42のレーザー出射部42aから出射される。光ファイバー42のレーザー出射部42aから出射されたレーザー光は、光学部43のコリメートレンズ43a、集光レンズ43bを透過した後、記録対象物であるコンテナCの感熱記録ラベルRLの表面に照射される。感熱記録ラベルRLの表面に照射されたレーザー光により加熱されることにより、感熱記録ラベルRLの表面に画像が記録される。
記録装置として、ガルバノミラーを用いてレーザー光を偏向して記録対象物に画像を記録するものを用いた場合、文字等の画像は、ガルバノミラーの回転で一筆書きするように、レーザー光を照射して記録する。そのため、ある一定の情報量を記録対象物に記録する場合、記録対象物の搬送を停止させないと、記録が間に合わないという不具合がある。一方、本実施形態の記録装置14では、複数のレーザー発光素子41をアレイ状に配置したレーザーアレイを用いることで、各画素に対応するレーザー発光素子41のON/OFF制御で、記録対象物に画像を記録することができる。これにより、情報量が多くても、コンテナCの搬送を停止させずに、記録対象物に画像を記録することができる。よって、本実施形態の記録装置14によれば、多くの情報を記録対象物に記録する場合でも、生産性を落とさずに、画像を記録することができる。
後述するように、本実施形態の記録装置14は、レーザー光を照射して記録対象物を加熱することで、記録対象物に画像を記録するため、ある程度の高出力のレーザー発光素子41を用いる必要がある。そのため、レーザー発光素子41の発熱量が多い。ファイバーアレイ部14bを有さない従来のレーザーアレイ記録装置においては、解像度に応じた間隔でレーザー発光素子41をアレイ状に配置する必要がある。従って、従来のレーザーアレイ記録装置においては、200dpiの解像度にするためには、レーザー発光素子41を非常に狭いピッチで配置することになる。その結果、従来のレーザーアレイ記録装置においては、レーザー発光素子41の熱が逃げ難く、レーザー発光素子41が高温となる。従来のレーザーアレイ記録装置においては、レーザー発光素子41が高温となると、レーザー発光素子41の波長や光出力が変動してしまい、記録対象物を規定の温度にまで加熱することができず、良好な画像を得ることができなくなる。また、従来のレーザーアレイ記録装置においては、このようなレーザー発光素子41の温度上昇を抑えるために、記録対象物の搬送スピードを落としてレーザー発光素子41の発光間隔を開ける必要があり、生産性を十分高めることができない。
通常、冷却ユニット50はチラー方式を用いることが多く、本方式では加熱を行わず冷却のみを行う。そのため、光源の温度はチラーの設定温度より高くなることはないが、環境温度により冷却ユニット50及び接触させているレーザー光源であるレーザー発光素子41の温度は変動することになる。一方、レーザー発光素子41として半導体レーザーを用いた場合、レーザー発光素子41の温度に応じてレーザー出力が変化する現象が発生する(レーザー発光素子41の温度が低温になるとレーザー出力が高くなる)。従って、レーザー出力を制御するためには、レーザー発光素子41の温度又は冷却ユニット50の温度を計測し、その結果に応じてレーザー出力が一定になるようにレーザー出力を制御する駆動ドライバ45への入力信号を制御することで、正常な画像形成を行うことが好ましい。
これに対し、本実施形態の記録装置14は、ファイバーアレイ部14bを用いたファイバーアレイ記録装置である。ファイバーアレイ記録装置を用いることで、ファイバーアレイ部14bのレーザー出射部42aを、解像度に応じたピッチで配置すればよく、レーザーアレイ部14aのレーザー発光素子41間のピッチを画像解像度に応じたピッチにする必要がなくなる。これにより、本実施形態の記録装置14によれば、レーザー発光素子41の熱が十分放熱できるように、レーザー発光素子41間のピッチを十分広くすることができる。これにより、本実施形態の記録装置14によれば、レーザー発光素子41が高温となるのを抑制することができ、レーザー発光素子41の波長や光出力が変動するのを抑制することができる。その結果、本実施形態の記録装置14によれば、記録対象物に良好な画像を記録することができる。また、レーザー発光素子41の発光間隔を短くしても、レーザー発光素子41の温度上昇を抑制することができ、コンテナCの搬送速度をあげることができ、生産性を高めることができる。
また、本実施形態の記録装置14においては、冷却ユニット50を設けて、レーザー発光素子41を液冷することで、レーザー発光素子41の温度上昇をより一層抑制することができる。その結果、本実施形態の記録装置14によれば、さらに、レーザー発光素子41の発光間隔を短くすることができ、コンテナCの搬送速度をあげることができ、生産性を高めることができる。本実施形態の記録装置14では、レーザー発光素子41を液冷しているが、冷却ファンなどを用いてレーザー発光素子41を空冷するようにしてもよい。液冷の方が空冷より冷却効率が高く、レーザー発光素子41を良好に冷却できるというメリットがある。一方、空冷とすることで、液冷より冷却効率は落ちるが、安価にレーザー発光素子41を冷却することができるというメリットがある。
図5は、画像記録システム100における電気回路の一部を示すブロック図である。同図において、システム制御装置18は、CPU、RAM、ROM、不揮発性メモリなどを備えており、画像記録システム100における各種の機器の駆動を制御したり、各種の演算処理をしたりするものである。このシステム制御装置18には、コンベア装置10、記録装置14、読取装置15、操作パネル181、画像情報出力部47などが接続されている。
操作パネル181は、タッチパネル式ディスプレイや、各種のキーを具備しており、画像をディスプレイ表示したり、作業者のキー操作によって入力された各種情報を受け付けたりする。
また、記録対象物の表面温度を検知する記録対象物温度検知手段たる第1温度センサ182や、環境温度を検知する環境温度検知手段たる第2温度センサ183も接続されている。第1温度センサ182は、図1に示すように、遮蔽カバー11の感熱記録ラベルRLと対向する壁面に設けている。第2温度センサ183は、図1に示すように、システム制御装置18の壁面に設けられている。
図5に示すように、システム制御装置18は、ROMや不揮発メモリに記憶されたプログラムに従ってCPUが動作することにより、出力制御部として機能する。出力制御部は、各レーザー出射部42aに対応するレーザー発光素子41の出力をそれぞれ制御する。
具体的には、例えば、出力制御部は、複数のレーザー出射部42aのうち、光学部43の端部近傍を通過するレーザー光を出射する最端部レーザー出射部から出射するレーザー光のエネルギーを、光学部43の端部近傍以外を通過するレーザー光を出射する中央部レーザー出射部から出射するレーザー光のエネルギーよりも大きくする制御を行う。また、例えば、出力制御部は、最端部レーザー出射部以外のアレイヘッド44(レーザーヘッド部)の端部に位置する端部レーザー出射部から出射するレーザー光のエネルギーを、最端部レーザー出射部および端部レーザー出射部以外の他のレーザー出射部から出射するレーザー光のエネルギーよりも大きくする制御を行う。
また、例えば、出力制御部は、アレイヘッド44間のX軸方向の距離や、記録対象物であるコンテナCのレーザー出射部42aに対する搬送速度(相対的移動速度)に応じて、各レーザー出射部42aから出射するレーザー光の出力を制御する。また、例えば、出力制御部は、第1温度センサ182により検知された記録対象物の表面温度(検知結果)や、第2温度センサ183により検知された環境温度(検知結果)に応じて、各レーザー出射部42aから出射するレーザー光の出力を制御する。また、出力制御部は、隣接するレーザー出射部からレーザー光が出射されているか否かに基づいて、レーザー出射部42aから出射するレーザー光の出力を制御する。また、出力制御部は、レーザー発光素子41の温度に応じてレーザー出射部42aから出射されるレーザー光のエネルギーを制御する。また、出力制御部は、コンベア装置10(記録対象物搬送手段)により記録対象物を搬送しながら、当該記録対象物にレーザー出射部42aからレーザー光を出射させて画像を記録する。
次に、画像記録システム100の動作の一例について図1を参照して説明する。まず、荷物が収容されたコンテナCが、作業者によりコンベア装置10に載置される。作業者は、感熱記録ラベルRLが貼付されたコンテナCの本体の側面が、−Y側に位置するように、すなわち記録装置14に上記側面が対向するようにコンテナCをコンベア装置10に載置する。
作業者が操作パネル181を操作して、システム制御装置18をスタートさせると、操作パネル181からシステム制御装置18へ搬送開始信号が送信される。搬送開始信号を受信したシステム制御装置18は、コンベア装置10の駆動を開始する。すると、コンベア装置10に載置されたコンテナCは、コンベア装置10により記録装置14に向けて搬送される。コンテナCの搬送スピードの一例としては、2[m/sec]である。
記録装置14よりもコンテナCの搬送方向上流側には、コンベア装置10上を搬送されるコンテナCを検出するセンサが配置されている。このセンサが、コンテナCを検出すると、検出信号が、センサからシステム制御装置18へ送信される。システム制御装置18は、タイマを有している。システム制御装置18は、上記センサからの検出信号を受信したタイミングで、タイマを用いた時刻計測を開始する。そして、システム制御装置18は、検出信号の受信タイミングからの経過時間に基づいて、コンテナCが記録装置14に到達するタイミングを把握する。
検出信号の受信タイミングからの経過時間がT1となり、コンテナCが、記録装置14に到達するタイミングで、システム制御装置18は、記録装置14を通過するコンテナCに貼付された感熱記録ラベルRLに画像を記録すべく、記録装置14に記録開始信号を出力する。
記録開始信号を受信した記録装置14は、画像情報出力部47から受けた画像情報に基づいて、記録装置14に対して相対移動するコンテナCの感熱記録ラベルRLに向けて所定パワーのレーザー光を照射する。これにより、感熱記録ラベルRLに画像が非接触で記録される。
感熱記録ラベルRLに記録される画像(画像情報出力部47から送信される画像情報)としては、例えば、コンテナCに収容されている荷物の内容、輸送先の情報などの文字画像、および、コンテナCに収容されている荷物の内容、輸送先の情報などの情報がコード化されたバーコードや二次元コード(QRコード等)などのコード画像である。
記録装置14を通過する過程で画像が記録されたコンテナCは、読取装置15を通過する。このとき、読取装置15が、感熱記録ラベルRLに記録されたバーコードや二次元コードなどのコード画像を読み取り、コンテナCに収容されている荷物の内容、輸送先の情報、などの情報を取得する。システム制御装置18は、コード画像から取得した情報と、画像情報出力部47から送信された画像情報とを照合して、正しく画像が記録されているか否かをチェックする。正しく画像が記録されているときは、システム制御装置18は、コンテナCをコンベア装置10によって次の工程(例えば輸送準備工程)に送る。
一方、正しく画像が記録されていないときは、システム制御装置18は、コンベア装置10を一時停止して、操作パネル181に正しく画像が記録されていない旨を表示する。また、システム制御装置18は、正しく画像が記録されていないときは、そのコンテナCを、規定の搬送先に搬送するようにしてもよい。
ところで、図4−2に示すように、レーザーヘッド部の一例であるアレイヘッド44がZ軸方向(所定の方向)に配列されるとともに、隣接するアレイヘッド44に対して、Z軸方向と直交するX軸方向において互いに異なる位置に配置された場合について考える。このようにアレイヘッド44を配置した場合、アレイヘッド44の端部に位置する光ファイバー42のレーザー出射部42a(1)、42a(n)、42a(n+1)、42a(2n)、42a(2n+1)、42a(3n)(図6参照)に対応するドットの画像濃度が、規定の画像濃度よりも低くなるという不具合があった。そして、この不具合は、以下のような要因で発生することがわかった。すなわち、光ファイバー42のレーザー出射部42aから出射したレーザー光の影響は、その光ファイバー42に対応するドットのみならず、そのドットにZ軸方向に隣接する光ファイバー42に対応するドットにまで影響する。そして、ドットは、このドットに対応するレーザー出射部42aから出射したレーザー光と、両隣のレーザー出射部42aから出射したレーザー光との影響により、発色温度K4まで昇温し、規定の画像濃度で発色する。
図4−2に示すように、アレイヘッド44を千鳥状に配置した場合、アレイヘッド44の端部に位置するレーザー出射部(42a(1)、42a(n)、42a(n+1)・・・等(図6参照))には、片側しかレーザー出射部42aが隣接していない。このアレイヘッド44の端部に位置するレーザー出射部42aのうち、図6に示すZ軸方向の最端部に位置するレーザー出射部42a(1)(以下、最端部レーザー出射部という)に対応するドットに関しては、このレーザー出射部42a(1)に隣接するレーザー出射部42a(2)から出射されたレーザー光の影響しか受けない。従って、感熱記録ラベルRLの記録層が発色温度まで昇温せず、十分に発色せず、画像濃度が薄くなってしまう。なお、本実施形態では、最端部レーザー出射部から出射されたレーザー光は、光学部43の端部近傍を通過している(図2参照)。
図6に示すレーザー出射部42a(n)や42a(n+1)等の、最端部レーザー出射部以外のアレイヘッド44の端部に位置するレーザー出射部(以下、端部レーザー出射部という)に関しては、X軸方向にd[mm]離れた位置には、別のアレイヘッド44の端部レーザー出射部が、Z軸方向において、隣接するレーザー出射部と同ピッチで存在する。従って、端部レーザー出射部に対応するドットに関しては、隣接するレーザー出射部のレーザー光と、別のアレイヘッド44の端部レーザー出射部のレーザー光の影響を受ける。しかし、端部レーザー出射部と、別のアレイヘッド44の端部レーザー出射部とは、X軸方向にd[mm]離れている。よって、コンテナCの搬送方向上流側(−X軸方向側)のアレイヘッド44の端部レーザー出射部からレーザー光が照射されてから、コンテナCの搬送方向下流側(+X軸方向側)のアレイヘッド44の端部レーザー出射部からレーザー光が照射されるまで、所定時間を有する。この所定時間の間に対応するドットが冷えてしまい、別のアレイヘッド44の端部レーザー出射部から出射したレーザー光の影響でこのドットが加熱されたとしても、そのドットは、発色温度まで昇温せず、画像濃度が薄くなってしまう。
このため、図4−2に示す構成においては、隣接するアレイヘッド44とのX軸方向の距離dをなるべく近づけて各アレイヘッド44を配置する必要がある。しかし、アレイヘッド44のX軸方向長さ、光学部43を構成するコリメートレンズ43aや集光レンズ43bのX軸方向長さ、コリメートレンズ43aや集光レンズ43bを保持する光学系保持部材のX軸方向長さなどにより、物理的に隣接するアレイヘッド44とのX軸方向の距離を十分に近づけることができない。
また、図4−3に示すような配置でも、図4−2の千鳥配置と同様、記録対象物のアレイヘッド44の端部に位置するレーザー出射部から出射したレーザー光が照射される箇所の画像濃度が薄くなってしまう。
特許文献2には、ファイバーアレイの端部に配設される光ファイバーのコア径を大きくすることで、端部の画像濃度の低下を抑制するものが記載されている。しかしながら、コア径を大きくした場合、光ファイバーのレーザー出射部から出射されるレーザー光のビーム径は太くなり、そのレーザー光のエネルギー密度は低下する。従って、そのドットは、発色温度まで昇温させることができず、画像濃度の低下を改善することができない。
そこで、本実施形態においては、システム制御装置18の出力制御部が、アレイヘッド44の端部に位置するレーザー出射部(最端部レーザー出射部および端部レーザー出射部)から出射するレーザー光の光エネルギーを、他のレーザー出射部から出射するレーザー光の光エネルギーよりも大きくする制御を行う。以下に、具体的に説明する。なお、ここで言う最端部、端部とは、該当の一素子をさすものではなく、そこから内側に数素子(1個のアレイの全素子数の5%程度)を含む。
図6は、レーザー出射部42aに対応するレーザー発光素子41の出力について説明する図である。図6では、レーザー出射部42aが、Z軸方向(所定の方向)に並べて配置されている。図6に示すように、アレイヘッド44の端部に位置するレーザー出射部42aのうち、Z軸方向最端部に位置する最端部レーザー出射部(例えば、42a(1))に対応するレーザー発光素子41の出力はc[W]である。また、アレイヘッド44の端部に位置する上記以外の端部レーザー出射部(例えば、42a(n)や42a(n+1)に対応するレーザー発光素子41の出力は、b[W]である。両側にレーザー出射部が隣接する中心側のレーザー出射部(他のレーザー出射部)に対応するレーザー発光素子41の出力は、a[W]である。そして、各レーザー発光素子41の出力の関係は、a<b≦cである。このように、最端部レーザー出射部や端部レーザー出射部に対応するレーザー発光素子41の出力を、中心側のレーザー出射部に対応するレーザー発光素子41の出力よりも大きくすることで、最端部レーザー出射部や端部レーザー出射部から出射するレーザーの光エネルギーを、中心側のレーザー出射部から出射するレーザーの光エネルギーよりも高くすることができる。
本実施形態においては、出力制御部は、端部レーザー出射部から出射するレーザー光のエネルギーを、他のレーザー出射部から出射するレーザー光のエネルギーに対して103%以上150%以下にする制御を行う。すなわち、図6では、出力aは5.0[W]であり、出力b、出力cは出力aの103%〜150%に設定した。出力b、出力cを、出力aの103%以上に設定することで、画像濃度ムラを目立ちにくくすることができる。出力b、cを、出力aの150%以下とすることで、発色温度以上に記録対象物が加熱されてしまうのを抑制することができ、記録対象物に焦げなどが発生するのを抑制することができる。上記範囲は、使用される記録対象物の特性、レーザー発光素子41の特性などにより、適宜設定すればよい。
レーザー発光素子41に印加する電圧や、電流を調整することで、各レーザー発光素子41の出力を所望の出力にすることができる。
端部レーザー出射部に対応するレーザー発光素子41の出力b[W]は、アレイヘッド44間のX軸方向の距離d[mm]、コンテナCの搬送速度v[m/sec]などに基づいて設定するのが好ましい。すなわち、距離d[mm]が近いほど、搬送方向上流側(−X軸方向側)のアレイヘッド44に配置されたレーザー出射部42aからレーザー光が照射されてから、搬送方向下流側(+X軸方向側)のアレイヘッド44に配置されたレーザー出射部42aからレーザー光が照射されるまでの時間が短くなる。よって、搬送方向下流側(+X軸方向側)のアレイヘッド44の端部レーザー出射部からレーザー光が出射するとき、搬送方向上流側(−X軸方向側)のアレイヘッド44の端部レーザー出射部のレーザー光による昇温の影響が残っている。従って、光エネルギーをさほど大きくせずとも、対応するドットを、発色温度まで昇温させることができる。一方、アレイヘッド44間のX軸方向の距離d[mm]が長くなるほど、上記昇温の影響が少なくなり、レーザー発光素子41の出力を大きくして、記録対象物に照射するレーザー光の光エネルギーを大きくしないと、対応するドットを、発色温度まで昇温させることができない。
同様に、コンテナCの搬送速度v[m/sec]が速いほど、搬送方向上流側(−X軸方向側)のアレイヘッド44のレーザー出射部からレーザー光が出射してから、搬送方向下流側(+X軸方向側)のアレイヘッド44のレーザー出射部からレーザー光が出射するまでの時間が短くなる。よって、この場合は、端部レーザー出射部に対応するレーザー発光素子41の出力がさほど大きくなくとも、対応するドットを、発色温度まで昇温させることができる。一方、搬送速度が遅くなるほど、上記昇温の影響が少なくなり、端部レーザー出射部に対応するレーザー発光素子41の出力を大きくして、記録対象物に照射するレーザー光の光エネルギーを大きくしないと、対応するドットを、発色温度まで昇温させることができない。このように出力制御部は、最端部レーザー出射部以外の端部レーザー出射部から出射するレーザー光のエネルギーを、記録対象物の相対的移動速度に応じて制御する。
また、アレイヘッド44間のX軸方向の距離d[mm]、コンテナCの搬送速度v[m/sec]などに基づかず、端部レーザー出射部に対応するレーザー発光素子41の出力を、最端部レーザー出射部に対応するレーザー発光素子41の出力c[W]と同じ値としてもよい。このようにしても、端部レーザー出射部に対応するドットを、発色温度まで昇温させることができる。しかし、この場合、必要以上に高い光エネルギーのレーザー光を記録対象物に照射することになり、記録対象物の記録濃度の低下や焦げとなるおそれがある。
よって、コンテナCの搬送速度v[m/sec]とアレイヘッド44間のX軸方向の距離d[mm]とに基づいて、上記出力b[W]を設定することで、最適な光エネルギーのレーザー光を記録対象物に照射することができる。これにより、端部レーザー出射部に対応するドットを、発色温度まで昇温させることができ、かつ、記録対象物の記録濃度の低下や焦げを抑制することができる。
また、コンテナCの搬送速度v[m/sec]は、ユーザーが適宜設定できるようになっている。従って、システム制御装置18は、ユーザーが、操作パネル181を操作して、コンテナCの搬送速度v[m/sec]を変更したときは、上記出力b[W]を変更する。
また、記録対象物の温度や環境温度によって、搬送方向上流側(−X軸方向側)のアレイヘッド44のレーザー出射部42aからレーザー光が出射してから、搬送方向下流側(+X軸方向側)のアレイヘッド44のレーザー出射部42aからレーザー光が出射するまでの間の温度低下が異なる。すなわち、記録対象物の温度や環境温度が高い場合は、熱が逃げにくく、温度低下が抑えられる。従って、搬送方向下流側(+X軸方向側)のアレイヘッド44の端部レーザー出射部からレーザー光を出射するとき、搬送方向上流側(−X軸方向側)のアレイヘッド44の端部レーザー出射部のレーザー光による昇温の影響が残っている。よって、記録対象物の温度や環境温度が通常の温度よりも高い場合は、上記出力b[W]を通常の温度よりも落とし(出力a[W]に近づける)、レーザー光の光エネルギーを低下させる。一方、通常の温度よりも低温のときは、周囲に熱が逃げるため温度低下が大きい。従って、搬送方向下流側(+X軸方向側)のアレイヘッド44の端部レーザー出射部からレーザー光を出射するとき、搬送方向上流側(−X軸方向側)のアレイヘッド44の端部レーザー出射部のレーザー光による昇温の影響がほとんどなくなっている。よって、通常時よりも低温のときは、上記出力b[W]を通常時よりも上げて(出力c[W]に近づける)、レーザー光の光エネルギーを増加させる。このように、出力制御部は、記録対象物の温度や環境温度に応じて、端部レーザー出射部から出射するレーザー光のエネルギーを制御する。
図7は、記録対象物の表面温度を検知する第1温度センサ182の検知結果に基づいた、端部レーザー出射部に対応するレーザー発光素子41の出力b[W]の変更の制御フローの一例を示す図である。図7に示すように、出力制御部は、第1温度センサ182が、記録対象物の表面温度を検知したか否かを監視する(S1)。本実施形態においては、記録対象物の感熱記録部たる感熱記録ラベルRLの温度を、第1温度センサ182により検知している。
第1温度センサ182が、コンテナCとともに移動してきた記録対象物の表面温度を検知した場合、出力制御部は、第1温度センサ182が検知した記録対象物の表面温度が、規定温度範囲か否かチェックする(S2)。規定温度範囲は、例えば、常温(15〜25℃)である。記録対象物の表面温度が、規定温度範囲のとき(S2のYes)、出力制御部は、端部レーザー出射部に対応するレーザー発光素子41の出力をb[W]に設定する(S3)。
一方、記録対象物の表面温度が、規定温度範囲外のとき(S2のNo)、出力制御部は、記録対象物の表面温度が、規定温度範囲より低温か否かを判断する(S4)。記録対象物の表面温度が、規定温度範囲よりも低温のとき(S4のYes)、出力制御部は、端部レーザー出射部に対応するレーザー発光素子41の出力を上記b[W]よりも値の大きいb1[W]に設定する(S5)。これにより出力制御部は、レーザー光の光エネルギーを、規定温度範囲のときよりも大きくする。規定範囲よりも低温のときは、上述したように、搬送方向下流側(+X軸方向側)のアレイヘッド44の端部レーザー出射部からレーザー光を出射するとき、搬送方向上流側(−X軸方向側)のアレイヘッド44の端部レーザー出射部のレーザー光による昇温の影響がほとんどなくなっている。従って、規定温度範囲よりも低温のときは、出力制御部は、端部レーザー出射部に対応するレーザー発光素子41の出力を上記b[W]よりも値の大きいb1[W]に設定し、レーザー光の光エネルギーを増加させる。これにより、記録対象物が低温のときも、端部レーザー出射部に対応するレーザー発光素子41に対応するドットを、発色温度まで昇温させることができ、規定の画像濃度にすることができる。
一方、記録対象物の表面温度が、規定温度範囲よりも高温のとき(S4のNo)、出力制御部は、端部レーザー出射部に対応するレーザー発光素子41の出力を上記b[W]よりも値の小さいb2[W]に設定する(S6)。これにより出力制御部は、レーザー光の光エネルギーを、規定温度範囲のときよりも小さくする。規定温度範囲よりも高温のときは、上述したように、搬送方向下流側(+X軸方向側)のアレイヘッド44の端部レーザー出射部からレーザー光を出射するとき、搬送方向上流側(−X軸方向側)のアレイヘッド44の端部レーザー出射部のレーザー光による昇温の影響が残っている。従って、レーザー光の光エネルギーを小さくしても、端部レーザー出射部に対応するレーザー発光素子41に対応するドットを、発色温度まで昇温させることができる。よって、規定温度範囲よりも高温のときは、出力制御部は、レーザー発光素子41の出力b[W]よりも値の小さいb2[W]に設定し(S6)、レーザー光の光エネルギーを落とす。これにより、記録対象物の焦げや記録濃度低下を抑制して、端部レーザー出射部に対応するレーザー発光素子41に対応するドットを、発色温度まで昇温させることができる。その結果、規定の画像濃度にすることができる。
図7では、記録対象物の表面温度に基づいて、端部レーザー出射部に対応するレーザー発光素子41の出力b[W]を変更する例について説明したが、第2温度センサ183が検知した環境温度に基づいて、端部レーザー出射部に対応するレーザー発光素子41の出力b[W]を変更してもよい。また、第1温度センサ182の感熱記録ラベルRLの表面温度の検知結果と、第2温度センサ183の環境温度の検知結果とに基づいて、上記レーザー発光素子41の出力b[W]を変更してもよい。また、上記では、記録対象物の感熱記録部たる感熱記録ラベルRLの温度を第1温度センサ182により検知しているが、記録対象物の構造体たるコンテナCの温度を第1温度センサ182で検知し、コンテナCの温度に基づいて、出力b[W]を変更してもよい。
また、上述では、規定温度範囲、規定温度範囲よりも低温、規定温度範囲よりも高温の3段階に区分して、出力b[W]を変更しているが、もっと細かく温度範囲を区切って、レーザー発光素子41の出力b[W]を細かく変更してもよい。
また、記録対象物一個、一個について温度を検知し、記録対象物一個、一個について温度検知結果に基づいて、出力b[w]を変更してもよい。また、一般的に環境温度や記録対象物の温度が急減に変動することがないので、所定時間経過したときや、画像記録回数が規定を越えたときに、温度検知結果に基づいて、出力b[W]を変更する処理を行ってもよい。
また、記録対象物の温度や環境温度が高いときは、レーザー光の光エネルギーが低くても、発色温度まで昇温させることができ、一方、記録対象物の温度や環境温度が低いときは、レーザー光の光エネルギーを大きくしないと、発色温度まで昇温させることができない。従って、両側にレーザー出射部が隣接する中心側のレーザー出射部に対応するレーザー発光素子41の出力a[W]も、記録対象物の温度や環境温度に基づいて変更してもよい。同様に、最端部レーザー出射部に対応するレーザー発光素子41の出力c[W]も、記録対象物の温度や環境温度に基づいて変更してもよい。
また、出力制御部は、隣接するレーザー出射部42aからレーザー光が出射されているか否かに基づいて、レーザー出射部42aから出射するレーザー光のエネルギーを制御する。すなわち、隣接するレーザー出射部からレーザー光が出射されない場合、隣接するレーザー出射部から出射するレーザー光の影響を受けず、ドットが発色温度まで昇温しない。従って、レーザー発光素子41の出力を、隣接するレーザー発光素子41のON/OFFに基づいて変更するようにしてもよい。具体的には、隣接するレーザー発光素子41がOFFで、レーザー光を発光しない場合は、レーザー発光素子41の出力を上げて、光エネルギーを増加させる。これにより、隣接するレーザー出射部からレーザー光が出射されない場合でも、ドットを発色温度まで昇温させることができ、規定の画像濃度にすることができる。
また、図4−3に示すように、アレイヘッド44を配置した場合は、隣接する光ファイバー42においても、X軸方向に所定の距離が開く。従って、図4−2の千鳥配置の場合に比べて、各レーザー発光素子41の出力は高く設定する。
また、出力制御部は、レーザー発光素子41の温度に応じてレーザー出射部42aから出射されるレーザー光のエネルギーを制御してもよい。これにより、レーザー発光素子41の温度によるレーザー光の出力の変動を補正して抑制することができ、良好な画像を記録対象物に記録することができる。
また、出力制御部は、コンベア装置10(記録対象物搬送手段)により記録対象物を搬送しながら当該記録対象物に、レーザー出射部42aからレーザー光を出射させて画像を記録してもよい。これにより、記録対象物を一時停止し、記録装置14を移動させて、記録対象物に画像を記録する場合に比べて、生産性を高めることができる。
次に、本出願人が行った検証実験について説明する。図8−1は、実施例1の各レーザー発光素子41の出力と、隣接するアレイヘッドとのX軸方向の距離とについて説明する図である。図8−2は、実施例2の各レーザー発光素子41の出力と、隣接するアレイヘッドとのX軸方向の距離とについて説明する図である。また、図8−3は、実施例3の各レーザー発光素子41の出力と、隣接するアレイヘッドとのX軸方向の距離とについて説明する図である。図8−4は、実施例4の各レーザー発光素子41の出力と、隣接するアレイヘッドとのX軸方向の距離とについて説明する図である。図8−5は、比較例の各レーザー発光素子41の出力と、隣接するアレイヘッドとのX軸方向の距離とについて説明する図である。図8−1〜図8−5は、記録装置14におけるファイバーアレイ部14bの複数のアレイヘッドの配列を示している。
[実施例1]
図8−1に示すように、実施例1においては、隣接するアレイヘッド44とのX軸方向の距離dを、15[mm]とし、両側にレーザー出射部が隣接する中心側のレーザー出射部に対応するレーザー発光素子41の出力を5.0Wとした。また、Z軸方向最端部に位置する最端部レーザー出射部に対応するレーザー発光素子41の出力を6.0Wにして、上記中心側のレーザー出射部に対応するレーザー発光素子41の出力に対して、120%に設定した。また、最端部レーザー出射部以外のアレイヘッド44の端部に位置する端部レーザー出射部に対応するレーザー発光素子41の出力を5.5Wにして、上記中心側のレーザー出射部に対応するレーザー発光素子の出力に対して、110%に設定した。
[実施例2]
図8−2に示すように、実施例2においては、図中左端に配置されたアレイヘッド44の端部レーザー出射部に隣接するレーザー出射部から50個目のレーザー出射部までのレーザー出射部に対応するレーザー発光素子41をOFF(0W)とし、51個目のレーザー出射部に対応するレーザー発光素子41の出力を6.0Wに設定した。また、レーザー発光素子41のOFF(0W)群の右隣の端部レーザー出射部に対応するレーザー発光素子41の出力を6.0Wに設定した以外は、実施例1と同じとした。
[実施例3]
図8−3に示すように、実施例3においては、図中右端に配置されたアレイヘッド44の最端部レーザー出射部に対応するレーザー発光素子41の出力を5.8Wに設定し、その左隣のレーザー出射部に対応するレーザー発光素子41の出力を5.6Wに設定した以外は、実施例1と同じとした。
[実施例4]
図8−4に示すように、実施例4においては、隣接するアレイヘッド44とのX軸方向の距離を30[mm]とし、端部レーザー出射部に対応するレーザー発光素子41の出力を、6.0Wにした以外は、実施例1と同じとした。
[比較例1]
図8−5に示すように、比較例1においては、すべてのレーザー発光素子41の出力を5.0Wにした以外は、実施例1と同じとした。
実施例1〜4、比較例1の記録装置を用いて、画像を作成し、その画像について、目視と5倍ルーペによる目視で濃度ムラがあるか否かを評価した。アレイヘッド44の最端部付近に対応する部分付近、端部に対応する部分付近及び実施例2においては白部と黒部の境界に対応する付近を、観察した。その結果を、表1に示す。
Figure 0006648767
◎ 5倍ルーペで観察しても目立たない
○ 目視で目立たない
× 目立つ
表1からわかるように、実施例1〜4ともに、濃度ムラは、目視で確認できなかった。一方、比較例1においては、アレイヘッド44の端部に対応する箇所や、ベタ画像のZ軸方向端部に画像濃度の薄い部分が確認され、濃度ムラが確認された。
これは、比較例1においては、すべてのレーザー発光素子41の出力を5.0Wにしている。そのため、アレイヘッド44の端部に対応する箇所や、画像のZ軸方向端部が発色温度K4まで昇温せず、比較例1においては、アレイヘッド44の端部に対応する箇所や、ベタ画像のZ軸方向端部に画像濃度の薄い部分が確認され、濃度ムラになったと考えられる。
一方、実施例1においては、最端部レーザー出射部に対応するレーザー発光素子41の出力を6.0W、端部レーザー出射部に対応するレーザー発光素子41の出力を5.5Wにし、中心側のレーザー出射部に対応するレーザー発光素子41の出力(5.0W)よりも大きくして、記録対象物に照射するレーザーの光エネルギーを大きくしている。その結果、アレイヘッド44の端部に対応する箇所や、画像のZ軸方向端部を、発色温度まで昇温することができ、アレイヘッド44の端部に対応する箇所や、画像のZ軸方向端部を、規定の画像濃度にでき、濃度ムラが目立たなかったと考えられる。
また、実施例3においては、図中右端に配置されたアレイヘッド44について、最端部から内側に数個(1個のアレイヘッド44の全レーザー出射部の5%程度)のレーザー出射部を最端部レーザー出射部とした。そして、これら最端部レーザー出射部に対応するレーザー発光素子41の出力を5.6W、5.8Wとし、中心側のレーザー出射部に対応するレーザー発光素子41の出力(5.0W)よりも大きくして、記録対象物に照射するレーザーの光エネルギーを大きくしている。このように、最端部から内側に数個(1個のアレイヘッド44の全レーザー出射部の5%程度)のレーザー出射部を最端部レーザー出射部として、中心側のレーザー出射部から出射される光エネルギーよりも大きくすることで、+Z軸方向端部の画像濃度ムラを、目視で目立たないレベルにすることができた。その結果、最端部から内側に数個(1個のアレイヘッド44の全レーザー出射部の5%程度)のレーザー出射部を最端部レーザー出射部として、中心側のレーザー出射部から出射される光エネルギーよりも大きくしても、発色温度まで昇温することができ、画像のZ軸方向端部を、規定の画像濃度にできることが確認された。
実施例4においては、隣接するアレイヘッド44とのX軸方向の距離を30[mm]として、隣接するアレイヘッド44とのX軸方向の距離を離した。30[mm]離すと、搬送方向上流側のアレイヘッド44の端部レーザー出射部からのレーザーによる温度上昇の影響が、搬送方向下流側のアレイヘッド44の端部レーザー出射部からレーザーを出射するときには、ほとんどなくなっている。しかし、端部レーザー出射部に対応するレーザー発光素子41の出力を6.0Wとし、最端部レーザー出射部に対応するレーザー発光素子41の出力と同一にすることで、発色温度まで昇温でき、規定の画像濃度にでき、濃度ムラが目立たなかったと考えられる。
また、実施例2については、OFFのレーザー発光素子41に隣接するレーザー発光素子41の出力を上げている。隣接するレーザー出射部からレーザー光が出射されない場合、隣接するレーザー出射部から出射するレーザー光の影響を受けない。しかし、OFFのレーザー発光素子41に隣接するレーザー発光素子41の出力をそれぞれ上げて、光エネルギーを増加しているので、規定の濃度に発色でき、画像濃度ムラが目立たなかったと考えられる。
この検証実験からわかるように、少なくともアレイヘッド44の端部に配置される最端部レーザー出射部や、端部レーザー出射部に対応するレーザー発光素子41の出力を、両側に光ファイバー42が隣接する中心側のレーザー出射部に対応するレーザー発光素子41の出力よりも大きくすることで、濃度ムラを目立ち難くすることができることが確認された。また、実施例3から搬送方向上流側のアレイヘッド44と、下流側のアレイヘッド44との距離に応じて、端部レーザー出射部に対応するレーザー発光素子41の出力を変えることで、濃度ムラを目立ち難くすることができることが確認された。
[実施例5]
図4−1の192個のファイバーを有して、127μmピッチのレーザー出射部42aに対して、光学部43を変更してレーザー照射を実施した。記録対象物上でのビーム径は135μm、ピッチ幅は127μmで記録対象物の移動速度は2[m/sec]であった。レーザーパワーは、ピークパワーを3.5Wとして8kHzのパルスでレーザー光を照射してパルス幅を制御することで照射するレーザーパワーを制御した。ここで、ピークパワーを3.5Wとしたのは、濃度が飽和する適正ピークパワーは5.0Wであったが、濃度ムラを評価しやすくするために設定した。レーザー光の照射は、隣接するレーザー出射部42aの影響をなくすために12個毎に行い、レーザー出射部42aの両端のパルス幅を100%、それ以外のパルス幅を95%として17本の線を画像記録して、濃度、線幅を目視評価した。その結果、両端2本と中央部15本で線幅、濃度は同じであった。
[比較例2]
パルス幅を両端、中央ともに95%とした以外は実施例5と同じ条件で17本の線を画像記録して、濃度、線幅を目視評価した。その結果、両端2本は中央部15本に比べて線幅が細く、濃度は薄かった。上記の実施例5、比較例2の結果から、光学レンズの影響をレーザー光のパワー補正することで効果があることを確認できた。
[変形例1]
図9−1および図9−2は、変形例1の画像記録システム100の一例を示す図である。
この変形例1は、記録装置14が移動することで、記録対象物であるコンテナCの感熱記録ラベルRLに画像を記録するものである。
図9−1および図9−2に示すように、この変形例1の画像記録システム100は、コンテナCを載置する載置台150を有している。記録装置14は、レール部材141に図中左右方向に移動可能に支持されている。
この変形例1では、まず、作業者は、記録対象物であるコンテナCの感熱記録ラベルRLが貼付された面が上面となるように、コンテナCを載置台150にセットする。コンテナCを載置台150にセットしたら、操作パネル181を操作して、画像記録処理をスタートさせる。画像記録処理をスタートさせると、図9−1に示す左側に位置する記録装置14が、図9−1の矢印に示すように、図中右側へと移動する。そして、記録装置14は、図中右側へと移動しながら、記録対象物(コンテナCの感熱記録ラベルRL)にレーザー光を照射して、画像を記録する。画像を記録した後、図9−2に示す右側に位置する記録装置14は、図9−2の矢印に示すように図中左側へと移動し、図9−1に示す位置に戻る。
また、上述では、コンテナCに貼付した感熱記録ラベルRLに画像を記録する記録装置14について本発明を適用した例について説明したが、例えば、コンテナCに貼付した可逆性感熱記録ラベルに画像を書き換える画像書き換えシステムにも本発明を適用することができる。この場合は、記録装置14よりもコンテナCの搬送方向上流側に、可逆性感熱記録ラベルにレーザー光を照射して可逆性感熱記録ラベルに記録されている画像を消去する消去装置を設ける。この消去装置により、可逆性感熱記録ラベルに記録された画像を消去した後、記録装置14により画像を記録する。かかる画像書き換えシステムにおいても、画像濃度ムラを抑制することができる。
また、ファイバーアレイを用いた記録装置14について説明したが、レーザー発光素子をアレイ状に配置し、レーザー発光素子からのレーザー光を、光ファイバーを通さずに、記録対象物に照射して画像を記録するものでもよい。かかる画像書き換えシステムにおいても、100個〜200個のレーザー発光素子がアレイ状に配置されたレーザー発光素子アレイを、複数設けて、これらレーザー発光素子を先の図4−2に示した千鳥状に配置したり、図4−3に示したように傾斜させて配置したりする。これは、長尺のレーザー発光素子アレイの作製は、レーザー発光素子配列の直線性やレーザー発光素子の配設ピッチの均一性を保つには高い加工精度が要求され、高価なものとなってしまうためである。また、レーザー発光素子の数が多いと、それだけ高価となり、レーザー発光素子のひとつが故障したときの交換コストが高くなるというデメリットがある。従って、このように、100個〜200個のレーザー発光素子がアレイ状に配置されたレーザー発光素子アレイを、複数設けることで、装置のコストアップ、交換時のコストアップを抑制することができるという効果がある。
以上に説明したものは一例であり、以下の態様毎に特有の効果を奏する。
(態様1)
レーザー光を記録対象物に照射して画像を記録する画像記録装置であって、所定の方向(Z軸方向)に並べて配置され、レーザー光を出射する複数のレーザー出射部と、複数のレーザー出射部によって出射された複数のレーザー光を、所定の方向と交差する方向(X軸方向)に複数のレーザー出射部に対して相対的に移動する記録対象物に集光する光学系(光学部43)と、複数のレーザー出射部のうち、光学系の端部近傍を通過するレーザー光を出射する最端部レーザー出射部から出射するレーザー光のエネルギーを、光学系の端部近傍以外を通過するレーザー光を出射する中央部レーザー出射部から出射するレーザー光のエネルギーよりも大きくする制御を行う出力制御部と、を備える。
これにより、最端部レーザー出射部で記録される画像濃度を、中央部レーザー出射部で記録される画像濃度と同じにすることができる。
(態様2)
(態様1)において、複数のレーザー出射部を所定の方向に並べて配置したレーザーヘッド部(アレイヘッド44)を複数備え、複数のレーザーヘッド部は、所定の方向に配列されるとともに、隣接するレーザーヘッド部に対して、所定の方向と交差する方向において互いに異なる位置に配置され、出力制御部は、最端部レーザー出射部以外のレーザーヘッド部の端部に位置する端部レーザー出射部から出射するレーザー光のエネルギーを、最端部レーザー出射部および端部レーザー出射部以外の他のレーザー出射部から出射するレーザー光のエネルギーよりも大きくする制御を行う。
上述したように、一方のレーザー出射部が隣接しない端部レーザー出射部のレーザー光で記録される画像濃度が、他の画像濃度よりも低くなるという課題は、以下の理由により生じる。記録対象物に照射されるレーザー光は、そのレーザー光に対応するドットのみならず、そのドットに隣接するドットにまで影響を及ぼし、隣接するドットまで昇温させる。そして、ドットは、このドットに対応するレーザー光と、両隣のレーザー光との影響により、規定の温度に加熱され、そのドットが規定の画像濃度で発色する。
しかし、端部レーザー出射部から出射したレーザー光には、片側しかレーザーが隣接していない。よって、この端部レーザー出射部のレーザーに対応するドットは、片側に隣接するレーザー光の影響しか受けない。その結果、そのドットは、規定の温度に昇温できず、規定の画像濃度よりも低い画像濃度で発色するのである。
そこで、(態様2)では、端部レーザー出射部から出射するレーザー光のエネルギーを、最端部レーザー出射部および端部レーザー出射部以外の他のレーザー出射部から出射するレーザーの光エネルギーよりも大きくする制御を行う。このように、光エネルギーを大きくすることで、端部レーザー出射部から出射したレーザー光に対応するドットを、規定の温度に昇温することができ、このドットを規定の画像濃度で発色させることができる。これにより、端部レーザー出射部で記録される画像濃度を、他の画像濃度と同じにすることができる。
また、複数のレーザーヘッド部で構成することで、ひとつのレーザーヘッド部で構成する場合に比べて、レーザーヘッド部が長尺になるのを抑制することができ、レーザーヘッド部の変形を抑制することができる。また、隣接するレーザーヘッド部に対して、移動方向において互いに異なる位置に配置することにより、レーザーヘッド部の組み付け性などを向上させることができる。
(態様3)
(態様2)において、出力制御部は、端部レーザー出射部から出射するレーザー光のエネルギーを、記録対象物の相対的移動速度に応じて制御する。
これによれば、実施形態で説明したように、搬送速度が速いほど、移動方向上流側(−X軸方向側)のアレイヘッドなどのレーザーヘッド部のレーザー出射部からレーザー光が出射してから、移動方向下流側(+X軸方向側)のレーザーヘッド部のレーザー出射部からレーザー光が出射するまでの時間が短くなる。よって、搬送速度が速いほど、端部レーザー出射部から出射するレーザー光の光エネルギーが低くても対応するドットを、規定の温度に昇温することができ、このドットを規定の画像濃度で発色させることができる。これにより、記録対象物のレーザー光によるダメージを抑制して、画像濃度ムラを抑制することができる。
(態様4)
(態様3)において、記録対象物の温度を検知する第1温度センサ182などの記録対象物温度検知手段を備え、出力制御部は、記録対象物温度検知手段の検知結果に応じて、レーザー出射部から出射するレーザーの光エネルギーを制御する。
これによれば、実施形態で説明したように、記録対象物の温度が高いほど、少ない光エネルギーで記録対象物を、規定の温度に昇温することができ、規定の画像濃度で発色させることができる。これにより、記録対象物のレーザー光によるダメージを抑制することができ、規定の画像濃度を得ることができる。
(態様5)
(態様3)または(態様4)において、環境温度を検知する第2温度センサ183などの環境温度検知手段を備え、出力制御部は、環境温度検知手段の検知結果に基づいて、レーザー出射部から出射するレーザー光のエネルギーを制御する。
これによれば、実施形態で説明したように、環境温度が高いほど、レーザー光により加熱された熱が外気へ逃げ難くなり、少ない光エネルギーで記録対象物を、規定の温度に昇温することができ、規定の画像濃度で発色させることができる。これにより、記録対象物のレーザー光によるダメージを抑制することができ、規定の画像濃度を得ることができる。
(態様6)
(態様1)〜(態様5)いずれかにおいて、出力制御部は、レーザー出射部から出射するレーザー光のエネルギーを、当該レーザー出射部に隣接するレーザー出射部からレーザー光を出射されているか否かに基づいて制御する。
これによれば、実施形態で説明したように、隣接するレーザー出射部がレーザー光を出射しない場合は、隣接するレーザー出射部から出射するレーザーの影響を受けない。よって、記録対象物を、規定の温度に昇温することができないおそれがある。従って、レーザー出射部から出射するレーザーの光エネルギーを、該レーザー出射部に隣接するレーザー出射部がレーザーを出射するか否かに基づいて設定することで、上述のように、隣接するレーザー出射部がレーザー光を出射しない場合は、レーザーの光エネルギーを高めることが可能となる。これにより、規定の画像濃度を得ることができる。
(態様7)
(態様1)〜(態様6)のいずれにおいて、レーザー光を発光する複数のレーザー発光素子と、複数のレーザー発光素子に対応して設けられ、レーザー発光素子から出射されたレーザー光を記録対象物に導く複数の光ファイバーとを有し、レーザー出射部は、複数の光ファイバーそれぞれに備えられている。
これによれば、実施形態で説明したように、各光ファイバーのレーザー出射部を記録対象物に形成する画像ドットの主走査方向ピッチが所定のピッチとなるように配置すればよく、レーザー発光素子を画像ドットの主走査方向ピッチが所定のピッチとなるように、配置する必要がなくなる。これにより、レーザー発光素子を、レーザー発光素子の熱を逃がすことができるように配置することができ、レーザー発光素子の温度上昇を抑制することができる。これにより、レーザー発光素子の波長や光出力が変動するのを抑制することができる。
(態様8)
(態様7)において、レーザー発光素子の温度に応じてレーザー出射部から出射されるレーザー光のエネルギーを制御する。
これによれば、レーザー発光素子の温度によるレーザー光の出力の変動を補正して抑制することができ、良好な画像を記録対象物に記録することができる。
(態様9)
(態様3)において、端部に位置するレーザー出射部から出射されるレーザー光のエネルギーは、他のレーザー出射部から出射されるレーザー光のエネルギーに対して103%以上150%以下である。
これによれば、濃度ムラの発生を抑制でき、かつ、記録対象物のレーザー光の照射によるダメージを抑制することができる。
(態様10)
(態様1)〜(態様9)のいずれかにおいて、記録対象物を搬送するコンベア装置10などの記録対象物搬送手段を備え、出力制御部は、記録対象物搬送手段により記録対象物を搬送しながら、当該記録対象物にレーザー出射部からレーザー光を出射して可視像(画像)を記録する。
これによれば、記録対象物を一時停止し、記録装置14などのレーザー照射装置を移動させて、記録対象物に可視像を記録する場合に比べて、生産性を高めることができる。
(態様11)
レーザー光を記録対象物に照射して画像を記録する画像記録装置で実行される画像記録方法であって、画像記録装置は、所定の方向に並べて配置され、レーザー光を出射する複数のレーザー出射部と、複数のレーザー出射部によって出射された複数のレーザー光を、所定の方向と交差する方向に複数のレーザー出射部に対して相対的に移動する記録対象物に集光する光学系と、を備え、複数のレーザー出射部のうち、光学系の端部近傍を通過するレーザー光を出射する最端部レーザー出射部から出射するレーザー光のエネルギーを、光学系の中央部近傍を通過するレーザー光を出射する中央部レーザー出射部から出射するレーザー光のエネルギーよりも大きくする制御を行う出力制御ステップを含む。
これによれば、最端部レーザー出射部で記録される画像濃度を、中央部レーザー出射部で記録される画像濃度と同じにすることができる。
10 コンベア装置
11 遮蔽カバー
14 記録装置
14a レーザーアレイ部
14b ファイバーアレイ部
15 読取装置
18 システム制御装置
41 レーザー発光素子
42 光ファイバー
42a レーザー光出射部
43 光学部
43a コリメートレンズ
43b 集光レンズ
44 アレイヘッド
45 駆動ドライバ
46 コントローラ
47 画像情報出力部
48 電源
50 冷却ユニット
51 受熱部
52 放熱部
53a 冷却パイプ
53b 冷却パイプ
100 画像記録システム
141 レール部材
150 載置台
181 操作パネル
182 第1温度センサ
183 第2温度センサ
C コンテナ
RL 感熱記録ラベル
特開2010−52350号公報 特開2006−65214号公報

Claims (11)

  1. レーザー光を記録対象物に照射して画像を記録する画像記録装置であって、
    所定の方向に並べて配置され、レーザー光を出射する複数のレーザー出射部と、
    前記複数のレーザー出射部によって出射された複数のレーザー光を、前記所定の方向と交差する方向に前記複数のレーザー出射部に対して相対的に移動する前記記録対象物に集光する光学系とを少なくとも備え
    前記光学系がアレイヘッドの両端部と中央部の前記レーザー出射部から照射されるレーザー光のビーム形状が、集光後の画像の記録位置でレンズの収差により、端部近傍と中央部でビーム径、光分布が変化することで異なる場合に、
    前記複数のレーザー出射部のうち、前記光学系の端部近傍を通過するレーザー光を出射する最端部レーザー出射部から出射するレーザー光のエネルギーを、ビーム径、光分布に応じて、前記光学系の前記端部近傍以外を通過するレーザー光を出射する中央部レーザー出射部から出射するレーザー光のエネルギーよりも大きくする制御を行う出力制御部と、
    を備える、画像記録装置。
  2. 前記複数のレーザー出射部を前記所定の方向に並べて配置したレーザーヘッド部を複数備え、
    記レーザーヘッド部は、前記所定の方向に配列されるとともに、隣接するレーザーヘッド部に対して、前記所定の方向と交差する方向において互いに異なる位置に配置され、
    前記出力制御部は、前記最端部レーザー出射部以外の前記レーザーヘッド部の端部に位置する端部レーザー出射部から出射するレーザー光のエネルギーを、前記最端部レーザー出射部および前記端部レーザー出射部以外の他のレーザー出射部から出射するレーザー光のエネルギーよりも大きくする制御を行う、請求項1に記載の画像記録装置。
  3. 前記出力制御部は、前記端部レーザー出射部から出射するレーザー光のエネルギーを、前記記録対象物の相対的移動速度に応じて制御する、請求項2に記載の画像記録装置。
  4. 前記記録対象物の温度を検知する記録対象物温度検知手段をさらに備え、
    前記出力制御部は、前記記録対象物温度検知手段の検知結果に応じて、前記レーザー出射部から出射するレーザー光のエネルギーを制御する、請求項3に記載の画像記録装置。
  5. 環境温度を検知する環境温度検知手段をさらに備え、
    前記出力制御部は、前記環境温度検知手段の検知結果に応じて、前記レーザー出射部から出射するレーザー光のエネルギーを制御する、請求項3または4に記載の画像記録装置。
  6. 前記出力制御部は、前記レーザー出射部から出射するレーザー光のエネルギーを、当該レーザー出射部に隣接するレーザー出射部からレーザー光が出射されているか否かに基づいて制御する、請求項1〜5のいずれか一つに記載の画像記録装置。
  7. レーザー光を発光する複数のレーザー発光素子と、
    前記複数のレーザー発光素子に対応して設けられ、前記レーザー発光素子から出射されたレーザー光を前記記録対象物に導く複数の光ファイバーと、を有し、
    前記レーザー出射部は、前記複数の光ファイバーそれぞれに備えられている、請求項1〜6のいずれか一つに記載の画像記録装置。
  8. 前記出力制御部は、前記レーザー発光素子の温度に応じて前記レーザー出射部から出射されるレーザー光のエネルギーを制御する、請求項7に記載の画像記録装置。
  9. 前記出力制御部は、前記端部に位置するレーザー出射部から出射するレーザー光のエネルギーを、前記他のレーザー出射部から出射するレーザー光のエネルギーに対して103%以上150%以下にする制御を行う、請求項3に記載の画像記録装置。
  10. 前記記録対象物を搬送する記録対象物搬送手段をさらに備え、
    前記出力制御部は、前記記録対象物搬送手段により前記記録対象物を搬送しながら、当該記録対象物に前記レーザー出射部からレーザー光を出射させて画像を記録する、請求項1〜9のいずれか一つに記載の画像記録装置。
  11. レーザー光を記録対象物に照射して画像を記録する画像記録装置で実行される画像記録方法であって、
    前記画像記録装置は、
    所定の方向に並べて配置され、前記レーザー光を出射する複数のレーザー出射部と、
    前記複数のレーザー出射部によって出射された複数のレーザー光を、前記所定の方向と交差する方向に前記複数のレーザー出射部に対して相対的に移動する前記記録対象物に集光する光学系と、を少なくとも備え、
    前記光学系がアレイヘッドの両端部と中央部の前記レーザー出射部から照射されるレーザー光のビーム形状が、集光後の画像の記録位置でレンズの収差により、端部近傍と中央部でビーム径、光分布が変化することで異なる場合に、
    前記複数のレーザー出射部のうち、前記光学系の端部近傍を通過するレーザー光を出射する最端部レーザー出射部から出射するレーザー光のエネルギーを、ビーム径、光分布に応じて、前記光学系の前記端部近傍以外を通過するレーザー光を出射する中央部レーザー出射部から出射するレーザー光のエネルギーよりも大きくする制御を行う出力制御ステップを含む、画像記録方法。
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