JPWO2017135328A1 - 画像記録装置および画像記録方法 - Google Patents

画像記録装置および画像記録方法 Download PDF

Info

Publication number
JPWO2017135328A1
JPWO2017135328A1 JP2017565602A JP2017565602A JPWO2017135328A1 JP WO2017135328 A1 JPWO2017135328 A1 JP WO2017135328A1 JP 2017565602 A JP2017565602 A JP 2017565602A JP 2017565602 A JP2017565602 A JP 2017565602A JP WO2017135328 A1 JPWO2017135328 A1 JP WO2017135328A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image
recording
laser
laser light
light emitting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2017565602A
Other languages
English (en)
Inventor
一郎 澤村
一郎 澤村
堀田 吉彦
吉彦 堀田
和幸 植竹
和幸 植竹
石見 知三
知三 石見
横田 泰朗
泰朗 横田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Publication of JPWO2017135328A1 publication Critical patent/JPWO2017135328A1/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/435Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material
    • B41J2/447Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using arrays of radiation sources
    • B41J2/455Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using arrays of radiation sources using laser arrays, the laser array being smaller than the medium to be recorded
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/435Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material
    • B41J2/47Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using the combination of scanning and modulation of light
    • B41J2/471Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using the combination of scanning and modulation of light using dot sequential main scanning by means of a light deflector, e.g. a rotating polygonal mirror
    • B41J2/473Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using the combination of scanning and modulation of light using dot sequential main scanning by means of a light deflector, e.g. a rotating polygonal mirror using multiple light beams, wavelengths or colours
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/435Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material
    • B41J2/475Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material for heating selectively by radiation or ultrasonic waves
    • B41J2/4753Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material for heating selectively by radiation or ultrasonic waves using thermosensitive substrates, e.g. paper
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41MPRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/26Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used
    • B41M5/30Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used using chemical colour formers
    • B41M5/305Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used using chemical colour formers with reversible electron-donor electron-acceptor compositions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/435Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material
    • B41J2/447Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using arrays of radiation sources
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/435Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material
    • B41J2/447Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using arrays of radiation sources
    • B41J2/46Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using arrays of radiation sources characterised by using glass fibres
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/36Mechanical coupling means
    • G02B6/38Mechanical coupling means having fibre to fibre mating means
    • G02B6/3807Dismountable connectors, i.e. comprising plugs
    • G02B6/3833Details of mounting fibres in ferrules; Assembly methods; Manufacture
    • G02B6/3834Means for centering or aligning the light guide within the ferrule
    • G02B6/3838Means for centering or aligning the light guide within the ferrule using grooves for light guides
    • G02B6/3839Means for centering or aligning the light guide within the ferrule using grooves for light guides for a plurality of light guides
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/02Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/024Arrangements for thermal management
    • H01S5/02407Active cooling, e.g. the laser temperature is controlled by a thermo-electric cooler or water cooling
    • H01S5/02415Active cooling, e.g. the laser temperature is controlled by a thermo-electric cooler or water cooling by using a thermo-electric cooler [TEC], e.g. Peltier element
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/04Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
    • H01S5/042Electrical excitation ; Circuits therefor

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)
  • Heat Sensitive Colour Forming Recording (AREA)
  • Printers Characterized By Their Purpose (AREA)
  • Printers Or Recording Devices Using Electromagnetic And Radiation Means (AREA)

Abstract

記録対象物にベタ画像を記録するときは、記録対象物の相対移動方向と直交する方向において、一方側から数えて奇数番目のレーザー出射部から出射するレーザーの出射タイミングと、偶数番目のレーザー出射部から出射するレーザーの出射タイミングとを互いに異ならせる。また、レーザーの照射により記録対象物に記録された画像ドットが、隣接する画像ドットのすべてと重なり合うように、レーザーパワーや、レーザー照射タイミングを調整する。

Description

本発明は、画像記録装置および画像記録方法に関する。
従来から記録対象物にレーザー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。
しかしながら、特許文献1に記載の画像記録装置によれば、記録対象物にベタ画像を記録するとき、ベタ画像に白抜けが生じたり、ベタ画像に画像濃度が薄い部分が生じたり、記録対象物が焦げたりするという課題があった。また、記録対象物に記録する画像の解像度、画像記録装置と記録対象物との距離が変動すると画像濃度が低下する課題があった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ベタ画像の白抜けを抑制でき、かつ、画像濃度が低下する部分が生じたり、記録対象物の焦げを抑制することができ、記録対象物に記録する画像の解像度を向上させ、画像記録装置と記録対象物との距離変動による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。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、複数のレーザー発光素子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照射装置と、前記レーザー照射装置を制御し、前記所定の方向とは異なる方向に前記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を照射することで前記記録対象物を加熱して画像ドットを形成して画像を記録する画像記録手段と、を備え、前記画像記録手段は、前記レーザー照射装置を制御し、前記記録対象物の相対移動方向と直交する方向において、互いに異なる位置に並んで記録される複数の前記画像ドットのうちの少なくともひとつを、他の前記画像ドットに対して前記相対移動方向にずらして記録するとともに、前記画像ドットが、隣接する全ての画像ドットと部分的に重なり合うようにして、前記記録対象物にベタ画像を記録することを特徴とする。
本発明にかかる画像記録装置は、ベタ画像の白抜けを抑制でき、かつ、画像濃度が低下する部分が生じたり、記録対象物の焦げを抑制することができ、記録対象物に記録する画像の解像度を向上させ、画像記録装置と記録対象物との距離変動による画像濃度の低下を抑制することができる、という効果を奏する。
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6−1は、記録対象物へのベタ画像の記録について説明する図である。 図6−2は、記録対象物へのベタ画像の記録について説明する図である。 図6−3は、記録対象物へのベタ画像の記録について説明する図である。 図7−1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7−2は、変形例1の画像記録システムの一例を示す図である。 図8は、画像ドットがX軸方向に隣接する画像ドットと重ならないように形成したベタ画像を示す図である。
以下、本発明を適用した画像記録装置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、レーザー光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が、例えば、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、前記形状としては、例えば、平板状などが挙げられ、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く、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、感熱記録ラベルを貼り付けた輸送用のコンテナ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、感熱記録ラベルRL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、好ましくは、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。前記無機系材料としては、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〜1,200nm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、熱可逆記録層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で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、本実施形態においては、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できるので、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できて、レーザー光の出力バラツキを低減できて、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。レーザー光の出力の制御方法としては2種類あり、ピークパワーと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、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。
図3−1は、光ファイバー42の拡大概略図であり、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、100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。
ところで、従来においては、記録対象物上でのレーザー照射のピッチ間隔によって記録する画像の解像度が決定されている。一方、記録装置14では、光ファイバー42のファイバー径でピッチ間隔が決定される。このため、各光ファイバー42から照射されるレーザー光を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上で結像させると、光ファイバー42のピッチが画像の解像度になる。この場合、光ファイバー42のファイバー径を小さくすると高出力化が困難になるため、高解像度とレーザー出力に依存する高速記録の両立が課題となっている。
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、画像情報をメモリー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4−2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のメモリー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のメモリーに対する情報蓄積量を低減することができる。
また、先の図2に示すように、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、前記光学部43を設けるか否かは、目的に応じて適宜選択すればよい。
一般に用いられる方式としては、複数のアレイヘッド44の各光ファイバー42から出射された複数のレーザー光を、前記光学部43により、1:1で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上に像転写させる方式が使用される。但し、本方式では、複数のアレイヘッド44の各光ファイバー42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に集光・照射させる。そのため、感熱記録ラベルRLの集光角度はレーザー光の集光角度(NA)と同じ角度で集光される。従って、複数のアレイヘッド44の各光ファイバー42から出射されるレーザー光の集光角度(NA)が大きいと焦点深度が狭くなるので、記録対象物たる感熱記録ラベルRLの変化により、記録装置14と感熱記録ラベルRLとの距離が変動する場合には、画像濃度低下が課題であった。
そこで、図4−2、図4−3、図4−4に示すようなファイバーアレイ部14b(ファイバーレーザーアレイ光源)を用いることで解像度を2倍に上げることができるので、前記光学部43の転写を1:2で記録対象物たる感熱記録ラベルRL上に像転写させることができる。これにより、解像度を維持して記録対象物たる感熱記録ラベルRLに入射する広がり角を2倍にすることができるので、焦点深度が長くなり、記録装置14と記録対象物たる感熱記録ラベルRLとの距離の変動に対する画像濃度の低下を抑制することができる。
パーソナルコンピュータなどの画像情報出力部47は、画像データをコントローラ46に入力する。コントローラ46は、入力された画像データ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のように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の発光間隔を空ける必要があり、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)。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の温度を計測して、その計測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して、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。液冷の方が冷却効率を高く、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、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、不揮発性メモリーなどを備えており、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。
図5に示すように、システム制御装置18は、ROM等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、画像記録手段として機能する。画像記録手段として機能するシステム制御装置18は、記録装置14を制御し、所定の方向とは異なる方向に記録装置14に対して相対的に移動する記録対象物にレーザーを照射することで記録対象物を加熱して画像ドットを形成して画像を記録する。
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に前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、2m/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、前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。
図6−1〜図6−3は、記録対象物へのベタ画像の記録について説明する図である。図6−1は、各レーザー発光素子41からレーザー光が出射するタイミングを同一にして、ベタ画像を形成した一例を示す図である。図6−2、図6−3は、Z軸方向一方側から数えて、奇数番目の光ファイバー42に対応するレーザー発光素子41のレーザー出射タイミングと、偶数番目の光ファイバー42に対応するレーザー発光素子41のレーザー出射タイミングとを互いに異ならせて、ベタ画像を形成した一例を示す図である。図6−2は、偶数番目の光ファイバー42に対応するレーザー発光素子41のレーザー出射タイミングを、画像ドットGの副走査方向(X軸方向)ピッチD1の半分(D1/2)遅らせてベタ画像を形成した例である。図6−3は、偶数番目の光ファイバー42に対応するレーザー発光素子41のレーザー出射タイミングを、画像ドットGの副走査方向(X軸方向)ピッチD2の約1/3(0.3D2)遅らせてベタ画像を形成した例である。ここで、ベタ画像とは、Z軸方向、X軸方向いずれも2ドット以上画像ドットGが連続する画像のことを言う。
画像ドットGがX軸方向に隣接する画像ドットと重ならないように、ベタ画像を形成した場合、ベタ画像に白抜けが生じてしまう。従って、白抜けが生じないように、ベタ画像を形成する場合は、隣接する全ての画像ドットGと重なるように画像ドットGを記録対象物に記録する必要がある。図6−1と図6−2とを比較して分かるように、白抜けが生じないように、隣接する全ての画像ドットに重なるようにした場合、画像ドットGが重なり合う部分G2は、各レーザー発光素子41からレーザー光が出射するタイミングを同一にした場合の方が広いことが分かる。画像ドットGが互いに重なり合う部分G2は、レーザーの照射により過剰な熱エネルギーを受ける部分である。このような過剰な熱エネルギーを受けると、記録対象物の記録濃度が低下したり、記録対象物が焦げたりする場合がある。
図6−1においては、画像ドットGが互いに重なり合う部分G2が、図6−2や図6−3の場合よりも広い。そのため、各レーザー発光素子41からレーザー光が出射するタイミングを同一にして、ベタ画像を形成すると、図6−2に示すように、奇数番目と、偶数番目とのレーザー出射タイミングを互いに異ならせた場合に比べて、記録濃度の低下や、記録対象物の焦げが見られる。
図6−2や図6−3に示すように、奇数番目と、偶数番目とのレーザー発光素子41からのレーザー出射タイミングを互いに異ならせることで、隣接する画像ドットは、最大で6個と増えるが、画像ドットG同士が互いに重なり合う部分G2は、狭くなる。その結果、画像ドットGが重なり合う部分G2の記録濃度の低下や、焦げを抑えてベタ画像の白抜けを抑制することができる。
奇数番目のレーザー発光素子41からのレーザー出射タイミングと、偶数番目のレーザー発光素子41からのレーザー出射タイミングとのずれ量は、画像ドットGの大きさや、画像ドットGのZ軸方向のピッチPに基づいて、適宜決定すればよい。しかし、少なくとも、図6−2に示すように、奇数番目のレーザー発光素子41からのレーザー光により記録される画像ドットGと偶数番目のレーザー発光素子41からのレーザー光により記録される画像ドットGの副走査方向(X軸方向)のピッチを同じとし、偶数番目と奇数番目でおよそ副走査方向のピッチに対して1/2ピッチ分位相をずらすことで、画像ドットの重なり部分を最も少なくして、白抜けを抑制することができる。
次に、本出願人が行った検証実験について説明する。
[実施例1]
実施例1は、Z軸方向一方側から数えて、奇数番目の光ファイバー42に対応するレーザー発光素子41のレーザー出射タイミングに対して、偶数番目の光ファイバー42に対応するレーザー発光素子41のレーザー出射タイミングを、副走査方向に0.3ピッチずらして、図6−3に示すベタ画像を記録した。記録装置14におけるファイバーアレイ部14b(ファイバーレーザーアレイ光源)は、複数の光ファイバー42(ファイバーコア径105μm、ファイバー径125μm、出射されるレーザー光の広がり角(NA)0.11)を保持した32個のアレイヘッド44で構成されている。また、光学部43としては、複数のアレイヘッド44の各光ファイバー42から出射された複数のレーザー光を、1:1で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上に像転写するレンズ系を用いて実験を行った。
各光ファイバー42のレーザー出射部42aは、主走査(Z軸)方向のドットピッチ127μm、副走査(X軸)方向のドットピッチ140μmとなるように設定した。
また、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上に像転写される画像ドットGのサイズは、Z軸方向の長さR1が150μm、X軸方向の長さR2が185μmとなるようにした。具体的には、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に記録した画像ドットGのZ軸方向の長さR1、X軸方向長さR2をマイクロデジメータで測定し、その測定結果に基づいて、R1=150μm,R2=185μmとなるように、レーザー発光素子41のレーザーパワー、レーザー照射時間を調整した。なお、画像濃度の最大、最小の平均値を算出して、本平均値となる画像の輪郭部分を求めて画像ドットGとして測定した。
[実施例2]
実施例2は、Z軸方向一方側から数えて、奇数番目の光ファイバー42に対応するレーザー発光素子41のレーザー出射タイミングと、偶数番目の光ファイバー42に対応するレーザー発光素子41のレーザー出射タイミングとを副走査方向に0.5ピッチ(75μm)ずらした以外は実施例1と同様にして、図6−2に示したベタ画像の記録を行った。
[比較例1]
比較例1は、各レーザー発光素子41のレーザー出射タイミングを同一のタイミングとした以外は、実施例1と同様とし、先の図6−1に示したベタ画像の記録を行った。上述の実施例1〜2、比較例1により記録したベタ画像について、目視により確認した。白抜け確認されない場合は「○」、白抜けが目立たない場合は「△」、白抜けが目立つ場合は「×」とした。また、記録対象物に焦げが確認されなかった場合は「○」、焦げが目立たない場合は「△」、焦げが目立つ場合は、「×」とした。その結果を、表1に示す。
Figure 2017135328
比較例1においては、白抜けは確認できなかったが、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の局所的な焦げや、濃度が低下した部分が目立った。
一方、実施例1、2については、ベタ画像の白抜けは見られず、更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の焦げや濃度低下部分が目立たないか、目視で確認できなかった。
なお、実施例1に対して、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の位置を光学部43の方向に移動させて、画像濃度が目視で低下しない許容幅を測定したところ、1.0mmであった。
[実施例3]
次に、図4−5に示すファイバーアレイ部14b(ファイバーレーザーアレイ光源)を、0.0635μmピッチで作製して、光学部43としては、複数のアレイヘッド44の各光ファイバー42から出射された複数のレーザー光を、1:2で像転写するレンズ系を用いて実験を行った。
各光ファイバー42のレーザー出射部42aは、主走査(Z軸)方向のドットピッチ127μm、副走査(X軸)方向のドットピッチ140μmとなるように設定した。
また、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上に像転写される画像ドットGのサイズは、Z軸方向の長さR1が150μm、X軸方向の長さR2が185μmとなるようにした。具体的には、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に記録した画像ドットGのZ軸方向の長さR1、X軸方向長さR2をマイクロデジメータで測定し、その測定結果に基づいて、R1=150μm,R2=185μmとなるように、レーザー発光素子41のレーザーパワー、レーザー照射時間を調整した。
なお、実施例3に対して、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の位置を光学部43の方向に移動させて、画像濃度が目視で低下しない許容幅を測定したところ、2.3mmであった。
[変形例1]
図7−1および図7−2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7−1および図7−2に示すように、この変形例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、コンテナCの記録対象物である感熱記録ラベル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7−1に示す左側に位置する記録装置14が、図7−1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)にレーザーを照射して、画像を記録する。画像を記録した後、図7−2に示す右側に位置する記録装置14は、図7−2の矢印に示すように図中左側へと移動し、図7−1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に画像の記録する記録装置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、ベタ画像の白抜けを抑制し、かつ、記録対象物の焦げ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、半導体レーザーを画素ピッチの間隔でアレイ状に配置し、半導体レーザー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。
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)
半導体レーザーなどの複数のレーザー発光素子41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記録装置14などのレーザー照射装置と、前記レーザー照射装置を制御し、前記所定の方向と異なる方向に前記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を照射することで前記記録対象物を加熱して画像ドットを形成して画像を記録する画像記録手段と、を備え、前記画像記録手段は、前記レーザー照射装置を制御し、前記記録対象物の相対移動方向と直交する方向において、互いに異なる位置に並んで記録される複数の前記画像ドットのうちの少なくともひとつを、他の前記画像ドットに対して前記相対移動方向にずらして記録するとともに、前記画像ドットが、隣接する全ての画像ドットと部分的に重なり合うようにして、前記記録対象物にベタ画像を記録する。
レーザーを照射して記録対象物に記録される画像ドットは、略楕円形状である。画像ドットが互いに接するように記録対象物にベタ画像を形成すると、画像ドットが楕円形状であるため、ベタ画像に白抜け部分が生じてしまう(図8参照)。このため、ベタ画像を記録するときは、画像ドットが隣接するすべての画像ドットに重なるようにしている。こうすることで、先の図6−1を用いて説明したように、ベタ画像の白抜けは抑制することができる。しかしながら、ベタ画像の白抜けがなくなるように、画像ドットを重ね合わせた場合、画像ドットが重なる部分が多くなる。この画像ドットが重なる部分は、レーザーの過剰照射により記録濃度が低下したり、焦げたりする。そのため、レーザーが重複して照射される画像ドットが重なる部分の総面積が多いと、それだけ記録濃度低下や、焦げが顕著となる。
そこで、態様1では、記録対象物の相対移動方向と直交する方向において、互いに異なる位置に並べて記録される複数の画像ドットのうち、少なくともひとつの画像ドットを、他の画像ドットに対して前記相対移動方向にずらして記録するとともに、画像ドットが、隣接する全ての画像ドットと部分的に重なり合うようにしてベタ画像を記録するようにした。
このようにして、記録対象物に記録した先の図6−2に示すベタ画像は、図8に示す画像ドットが互いに接するように記録対象物にベタ画像を形成した場合に比べて、白抜きが抑制されたベタ画像を記録することができる。また、各レーザー出射部から出射するレーザーの出射タイミングを同一にして、記録対象物の相対移動方向と直交する方向において、互いに異なる位置に並んで記録されるすべての画像ドットを、前記相対移動方向において同一の位置に形成してベタ画像に白抜きが生じないようにした図6−1に示すベタ画像に比べて、画像ドットの重なり合う部分を少なくすることができる。これにより、ベタ画像の白抜けを抑制して、記録対象物のレーザー過剰照射による記録濃度低下、焦げを抑制することができる。さらに、記録対象物に記録する画像の解像度を向上させ、画像記録装置と記録対象物との距離変動による画像濃度の低下を抑制することができる。
(態様2)
(態様1)において、前記画像記録手段は、前記レーザー照射装置を制御し、前記所定方向において一方側から数えて、奇数番目の画像ドットに対応する前記レーザー発光素子のレーザー出射タイミングと、偶数番目の画像ドットに対応する前記レーザー発光素子のレーザー出射タイミングとを互いに異ならせて、ベタ画像を形成する。
これによれば、図6を用いて説明したように、ベタ画像の白抜けを抑制することができ、かつ、記録対象物のレーザー過剰照射による記録濃度低下、焦げを抑制することができる。
(態様3)
(態様2)において、前記画像記録手段は、前記レーザー照射装置を制御し、前記所定方向において一方側から数えて、前記奇数番目の画像ドットの前記相対移動方向のピッチと、前記偶数番目の画像ドットの前記相対移動方向のピッチとを同一とし、前記奇数番目の画像ドットに対し、前記偶数番目の画像ドットを、前記相対移動方向に1/2ピッチずらす。
これによれば、検証実験で説明したように、画像ドットを隣接する画像ドットとすべてに重ねることができ、白抜けを抑制でき、記録対象物のレーザー過剰照射による記録濃度低下、焦げをより抑制することができる。
(態様4)
(態様1)または(態様3)において、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を有し、各光ファイバーのレーザー出射部を、前記所定の方向にアレイ状に保持する。
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可視像の画素ピッチと同じピッチに配置すればよく、半導体レーザーなどのレーザー発光素子を、画素ピッチと同じピッチ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、良好な画像を記録対象物に記録することができる。
(態様5)
(態様1)から(態様4)のいずれかにおいて、前記画像記録手段は、前記レーザー発光素子の温度に応じてレーザー光の照射パワーを制御して光出力を補正する。これによれば、レーザー発光素子の温度により光出力が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6)
画像記録装置を用いて記録対象物に画像記録を行う画像記録方法において、前記画像記録装置として、(態様1)乃至(態様5)のいずれかに記載の画像記録装置を用いた。これによれば、ベタ画像の白抜けを抑制でき、かつ、画像濃度が低下する部分が生じたり、記録対象物の焦げを抑制することができる。
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
C コンテナ
G 画像ドット
P 光ファイバーのZ軸方向のピッチ(レーザー照射ピッチ)
R 画像ドットのZ軸方向長さ
RL 感熱記録ラベル
特開2010−52350号公報

Claims (6)

  1. 複数のレーザー発光素子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照射装置と、
    前記レーザー照射装置を制御し、前記所定の方向とは異なる方向に前記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を照射することで前記記録対象物を加熱して画像ドットを形成して画像を記録する画像記録手段と、
    を備え、
    前記画像記録手段は、前記レーザー照射装置を制御し、
    前記記録対象物の相対移動方向と直交する方向において、互いに異なる位置に並んで記録される複数の前記画像ドットのうちの少なくともひとつを、他の前記画像ドットに対して前記相対移動方向にずらして記録するとともに、
    前記画像ドットが、隣接する全ての画像ドットと部分的に重なり合うようにして、前記記録対象物にベタ画像を記録する、
    ことを特徴とする画像記録装置。
  2. 請求項1に記載の画像記録装置において、
    前記画像記録手段は、前記レーザー照射装置を制御し、
    前記所定方向において一方側から数えて、奇数番目の画像ドットに対応する前記レーザー発光素子のレーザー出射タイミングと、偶数番目の画像ドットに対応する前記レーザー発光素子のレーザー出射タイミングとを互いに異ならせて、ベタ画像を形成する、
    ことを特徴とする画像記録装置。
  3. 請求項2に記載の画像記録装置において、
    前記画像記録手段は、前記レーザー照射装置を制御し、
    前記所定方向において一方側から数えて、前記奇数番目の画像ドットの前記相対移動方向のピッチと、前記偶数番目の画像ドットの前記相対移動方向のピッチとを同一とし、
    前記奇数番目の画像ドットに対し、前記偶数番目の画像ドットを、前記相対移動方向に1/2ピッチずらす、
    ことを特徴とする画像記録装置。
  4. 請求項1乃至3のいずれか一項に記載の画像記録装置において、
    前記レーザー照射装置は、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を有し、各光ファイバーのレーザー出射部を、前記所定の方向にアレイ状に保持する、
    ことを特徴とする画像記録装置。
  5. 請求項1乃至4のいずれか一項に記載の画像記録装置において、
    前記画像記録手段は、前記レーザー発光素子の温度に応じて、前記レーザー光の照射パワーを制御する、
    ことを特徴とする画像記録装置。
  6. 画像記録装置を用いて記録対象物に画像記録を行う画像記録方法において、
    前記画像記録装置として、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の画像記録装置を用いた、
    ことを特徴とする画像記録方法。
JP2017565602A 2016-02-05 2017-02-01 画像記録装置および画像記録方法 Pending JPWO2017135328A1 (ja)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016021353 2016-02-05
JP2016021353 2016-02-05
JP2017016026 2017-01-31
JP2017016026 2017-01-31
PCT/JP2017/003671 WO2017135328A1 (ja) 2016-02-05 2017-02-01 画像記録装置および画像記録方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPWO2017135328A1 true JPWO2017135328A1 (ja) 2018-09-13

Family

ID=59500835

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017565602A Pending JPWO2017135328A1 (ja) 2016-02-05 2017-02-01 画像記録装置および画像記録方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10556446B2 (ja)
EP (1) EP3412466B1 (ja)
JP (1) JPWO2017135328A1 (ja)
CN (1) CN108602355B (ja)
WO (1) WO2017135328A1 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017135329A1 (ja) * 2016-02-05 2017-08-10 株式会社リコー 画像記録装置および画像記録方法
WO2019116654A1 (ja) * 2017-12-13 2019-06-20 ソニー株式会社 発光モジュールの製造方法、発光モジュール及び装置
CN112638653B (zh) * 2018-09-11 2023-02-17 索尼公司 绘制方法、热敏记录介质及绘制装置

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58148777A (ja) * 1982-02-27 1983-09-03 Kanzaki Paper Mfg Co Ltd レ−ザ−ダイオ−ドを用いた感熱プリンタ−
US5235437A (en) * 1989-12-18 1993-08-10 Sharp Kabushiki Kaisha Analog/digital image processor apparatus with liquid crystal light modulator
US5109460A (en) * 1991-08-23 1992-04-28 Eastman Kodak Company Optical fiber array for a thermal printer and method of making same
US5463720A (en) * 1992-09-28 1995-10-31 Granger; Edward M. Blue noise based technique for use in a halftone tile oriented screener for masking screener induced image artifacts
JPH06253090A (ja) 1993-02-23 1994-09-09 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 画像入出力方法およびその記録装置
JPH0768821A (ja) * 1993-09-07 1995-03-14 Casio Comput Co Ltd サーマルプリンタ
JPH08281994A (ja) 1995-04-18 1996-10-29 Seiko Instr Inc カラー記録装置及び方法
DE69830894T2 (de) * 1997-03-26 2006-04-06 Toray Industries, Inc. Bilderzeugungsvorrichtung,-verfahren und druckvorrichtung
US5966394A (en) * 1997-05-30 1999-10-12 Eastman Kodak Company Laser diode controller
JP2001215437A (ja) * 2000-02-03 2001-08-10 Ricoh Co Ltd 画像形成装置
US7035299B2 (en) * 2001-03-29 2006-04-25 Fuji Photo Film Co., Ltd. Image forming apparatus
JP3845593B2 (ja) * 2002-03-13 2006-11-15 株式会社リコー 分級装置、現像装置、画像形成装置、分級方法、現像方法及び画像形成方法
JP2004012568A (ja) * 2002-06-04 2004-01-15 Ricoh Co Ltd マルチビーム光走査装置
JP3838439B2 (ja) 2003-09-16 2006-10-25 富士写真フイルム株式会社 インクジェット記録装置及び記録方法
US7508407B2 (en) * 2005-05-31 2009-03-24 Seiko Epson Corporation Light scanning apparatus, image forming apparatus equipped with such light scanning apparatus, and control method or image forming method for such image forming apparatus
JP4282696B2 (ja) 2006-07-14 2009-06-24 株式会社リコー 画像形成装置
JP2010052350A (ja) 2008-08-29 2010-03-11 Toshiba Tec Corp 画像書換方法及び装置
JP5707830B2 (ja) 2009-10-19 2015-04-30 株式会社リコー 画像処理方法及び画像処理装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20180326744A1 (en) 2018-11-15
EP3412466B1 (en) 2020-04-22
US10556446B2 (en) 2020-02-11
EP3412466A4 (en) 2019-02-27
EP3412466A1 (en) 2018-12-12
CN108602355B (zh) 2020-06-09
WO2017135328A1 (ja) 2017-08-10
CN108602355A (zh) 2018-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10589543B2 (en) Image recording apparatus and image recording method
US9987856B2 (en) Image recording apparatus and image recording method
US10792932B2 (en) Image recording apparatus and image recording method
US10556446B2 (en) Image recording device and image recording method
JP6880780B2 (ja) 記録方法及び記録装置
CN108684201B (zh) 图像记录装置和图像记录方法
JP2017140829A (ja) 画像記録装置および画像記録方法
JP6558448B2 (ja) 画像記録装置および画像記録方法
EP3820710B1 (en) Laser recording method and laser recording device
CN108602356B (zh) 图像记录设备和图像记录方法
JP6844347B2 (ja) レーザ処理装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180524

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190409

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20190618