WO2017135460A1 - 画像記録装置および画像記録方法 - Google Patents

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WO2017135460A1
WO2017135460A1 PCT/JP2017/004127 JP2017004127W WO2017135460A1 WO 2017135460 A1 WO2017135460 A1 WO 2017135460A1 JP 2017004127 W JP2017004127 W JP 2017004127W WO 2017135460 A1 WO2017135460 A1 WO 2017135460A1
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一郎 澤村
堀田 吉彦
和幸 植竹
古川 隆弘
石見 知三
横田 泰朗
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株式会社リコー
一郎 澤村
堀田 吉彦
和幸 植竹
古川 隆弘
石見 知三
横田 泰朗
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Definitions

  • the present invention relates to an image recording apparatus and an image recording method.
  • Patent Document 1 semiconductor lasers that are a plurality of laser light emitting elements are arranged in an array, and laser beams emitted from the semiconductor lasers are irradiated to different positions in a predetermined direction.
  • An image recording apparatus including a laser irradiation device such as a laser array is described. Then, the image recording apparatus described in Patent Document 1 irradiates a recording object that moves relative to the laser irradiation apparatus in a direction different from the predetermined direction with a laser beam, and displays a visible image on the recording object. Record.
  • the present invention has been made in view of the above, and provides an image recording apparatus and an image recording method capable of suppressing a decrease in image density of an image recorded by laser light emitted from an end laser emitting unit.
  • the purpose is to provide.
  • the present invention is an image recording apparatus for recording an image by irradiating a recording object with laser light, which is arranged in a predetermined direction and emits a plurality of laser beams. And a plurality of laser beams emitted by the plurality of laser emitting units are condensed on the recording object that moves relative to the plurality of laser emitting units in a direction intersecting the predetermined direction.
  • energy of laser light emitted from the endmost laser emitting unit that emits laser light that passes through the vicinity of the end of the optical system is used as the end of the optical system.
  • An output control unit that performs control to increase the energy of the laser beam emitted from the central laser emitting unit that emits laser light that passes through other than the vicinity.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of an image recording system according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic perspective view showing the configuration of the recording apparatus.
  • FIG. 3A is an enlarged schematic diagram of an optical fiber.
  • FIG. 3B is an enlarged view of the vicinity of the array head.
  • FIG. 4A is a diagram illustrating an example of arrangement of array heads.
  • FIG. 4B is a diagram of an example of arrangement of the array head.
  • FIG. 4C is a diagram illustrating an example of the arrangement of the array head.
  • FIG. 4-4 is a diagram illustrating an example of the arrangement of the array head.
  • FIG. 4-5 is a diagram illustrating an example of the arrangement of the array head.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a part of an electric circuit in the image recording system.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a part of an electric circuit in the image recording system.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the output of the laser light emitting element corresponding to the laser emitting portion.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a control flow for changing the output of the laser light emitting element corresponding to the end laser emitting unit based on the detection result of the first temperature sensor.
  • FIG. 8-1 is a diagram for explaining the output of each laser light emitting element of Example 1 and the distance in the X-axis direction between adjacent array heads.
  • FIG. 8-2 is a diagram for explaining the output of each laser light emitting element of Example 2 and the distance in the X-axis direction between adjacent array heads.
  • FIG. 8C is a diagram for explaining the output of each laser light-emitting element of Example 3 and the distance in the X-axis direction between adjacent array heads.
  • FIG. 8-1 is a diagram for explaining the output of each laser light emitting element of Example 1 and the distance in the X-axis direction between adjacent array heads.
  • FIG. 8-2 is a diagram for explaining the output of
  • FIG. 8D is a diagram for explaining the output of each laser light emitting element of Example 4 and the distance in the X-axis direction between adjacent array heads.
  • FIG. 8-5 is a diagram for explaining the output of each laser light emitting element of the comparative example and the distance in the X-axis direction between the adjacent array heads.
  • FIG. 9A is a diagram illustrating an example of an image recording system according to the first modification.
  • FIG. 9B is a diagram illustrating an example of an image recording system according to the first modification.
  • the image recording apparatus records an image by irradiating a recording target with laser light.
  • the image is not particularly limited as long as it is visible information, and can be appropriately selected according to the purpose.
  • Examples of the image include characters, symbols, lines, figures, solid images, or combinations thereof, two-dimensional codes such as bar codes and QR codes (registered trademark).
  • the recording object is not particularly limited as long as it can be recorded with a laser, and can be appropriately selected according to the purpose.
  • the recording object may be anything as long as it can absorb light and convert it into heat to form an image, and includes, for example, marking on metal.
  • Examples of the recording object include a thermal recording medium and a structure having a thermal recording section.
  • the heat-sensitive recording medium has a support and an image recording layer on the support, and further has other layers as necessary. Each of these layers may have a single layer structure, a laminated structure, or may be provided on the other surface of the support.
  • the image recording layer contains a leuco dye and a developer, and further contains other components as necessary.
  • the leuco dye is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose from those usually used for heat-sensitive recording materials.
  • a leuco compound such as triphenylmethane, fluorane, phenothiazine, auramine, spiropyran, or indinophthalide is preferably used.
  • Examples of the other components include binder resins, photothermal conversion materials, heat fusible substances, antioxidants, light stabilizers, surfactants, lubricants, fillers, and the like.
  • the shape includes a flat plate shape.
  • the structure may be a single layer structure or a laminated structure.
  • the size can be appropriately selected according to the size of the thermal recording medium.
  • -Other layers examples include a photothermal conversion layer, a protective layer, an under layer, an ultraviolet absorption layer, an oxygen blocking layer, an intermediate layer, a back layer, an adhesive layer, and a pressure-sensitive adhesive layer.
  • the heat-sensitive recording medium can be processed into a desired shape according to its use.
  • the shape include a card shape, a tag shape, a label shape, a sheet shape, and a roll shape.
  • a prepaid card, a point card, a credit card etc. are mentioned, for example.
  • Those processed into a tag size smaller than the card size can be used for price tags and the like.
  • what is processed into a tag size larger than the card size can be used for process management, shipping instructions, tickets, and the like.
  • labels processed can be affixed, they can be processed into various sizes and affixed to carts, containers, boxes, containers, etc. that are used repeatedly for process management, article management, etc. it can.
  • a sheet processed to have a sheet size larger than the card size can be used for general documents, process management instructions, and the like because an image recording range is widened.
  • thermosensitive recording part of the structure examples include a part where the label-like thermosensitive recording medium is attached to the surface of the structure, and a part where a thermosensitive recording material is applied to the surface of the structure.
  • the structure having the thermosensitive recording part is not particularly limited as long as it has a thermosensitive recording part on the surface of the structure, and can be appropriately selected according to the purpose.
  • examples of the structure having the thermosensitive recording section include various products such as plastic bags, PET bottles and cans, transport containers such as cardboard and containers, work-in-process products, and industrial products.
  • thermal recording unit as a recording object
  • an image recording apparatus that records an image on a shipping container C attached with a thermal recording label as the recording object
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of an image recording system 100 as an image recording apparatus according to an embodiment.
  • the transport direction of the container C for transportation will be described as the X-axis direction, the vertical direction as the Z-axis direction, and the direction orthogonal to both the transport direction and the vertical direction as the Y-axis direction.
  • the image recording system 100 records an image by irradiating a thermal recording label RL affixed to a transport container C, which is a recording object, with a laser beam.
  • the image recording system 100 includes a conveyor device 10 serving as a recording object conveying means, a recording device 14, a system control device 18, a reading device 15, a shielding cover 11, and the like.
  • the recording device 14 records a visible image on the recording object by irradiating the recording object with laser light.
  • the recording device 14 is disposed on the ⁇ Y side of the conveyor device 10, that is, on the ⁇ Y side of the conveyance path.
  • the shielding cover 11 shields the laser light emitted from the recording device 14 and reduces the diffusion of the laser light, and has a black alumite coating on the surface.
  • An opening 11 a for allowing laser light to pass through is provided in a portion of the shielding cover 11 that faces the recording device 14.
  • the conveyor apparatus 10 is a roller conveyor, a belt conveyor may be sufficient.
  • the system control device 18 is connected to the conveyor device 10, the recording device 14, the reading device 15, and the like, and controls the entire image recording system 100. Further, as will be described later, the reading device 15 reads a code image such as a two-dimensional code such as a barcode or QR code recorded on a recording object. Based on the information read by the reading device 15, the system control device 18 collates whether or not an image is correctly recorded.
  • a code image such as a two-dimensional code such as a barcode or QR code recorded on a recording object.
  • thermal recording label RL affixed to the container C will be described.
  • the thermal recording label RL is a thermal recording medium, and image recording is performed by changing the color tone by heat.
  • a thermosensitive recording medium that performs one-time image recording is used as the thermosensitive recording label RL.
  • a thermoreversible recording medium that can perform multiple recordings can also be used as the thermosensitive recording label RL.
  • the thermal recording medium used as the thermal recording label RL used in the present embodiment includes a material that absorbs laser light and converts it into heat (photothermal conversion material), and a material that causes changes in hue, reflectance, and the like due to heat. A recording medium was used.
  • Photothermal conversion materials can be broadly classified into inorganic materials and organic materials.
  • the inorganic material include particles of carbon black, metal borides, and metal oxides such as Ge, Bi, In, Te, Se, and Cr.
  • the inorganic material a material that absorbs light in the near-infrared wavelength region and absorbs light in the visible wavelength region is preferable, and the metal boride and metal oxide are preferable.
  • the inorganic material is preferably at least one selected from, for example, hexaboride, tungsten oxide compound, antimony tin oxide (ATO), indium tin oxide (ITO), and zinc antimonate.
  • hexaboride for example LaB 6, CeB 6, PrB 6 , NdB 6, GdB 6, TbB 6, DyB 6, HoB 6, YB 6, SmB 6, EuB 6, ErB 6, TmB 6, YbB 6, LuB 6 , SrB 6 , CaB 6 , (La, Ce) B 6 , and the like.
  • Examples of the tungsten oxide compound include the general formula: WyOz (W is tungsten, O is oxygen, 2 is described in, for example, pamphlet of International Publication No. 2005/037932 and JP-A-2005-187323). .2 ⁇ z / y ⁇ 2.999) or fine particles of tungsten oxide represented by the general formula: MxWyOz (where M is H, He, alkali metal, alkaline earth metal, rare earth element, 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 One or more elements selected from F, P, S, Se, Br, Te, Ti, Nb, V, Mo, Ta, Re, Be, Hf, Os, Bi, and I, W is tungsten O is oxygen, fine particles of 0.001 ⁇ x / y
  • cesium-containing tungsten oxide is particularly preferable because it has a large absorption in the near infrared region and a small absorption in the visible region.
  • the tungsten oxide compounds among the antimony tin oxide (ATO), the indium tin oxide (ITO), and the zinc antimonate, the absorption in the near infrared region is large, and the absorption in the visible region is small. ITO is particularly preferred. These are formed in layers by bonding a vacuum deposition method or a particulate material with a resin or the like.
  • organic material various dyes can be appropriately used according to the light wavelength to be absorbed.
  • a semiconductor laser is used as the light source, a near infrared absorbing dye having an absorption peak in the vicinity of 600 nm to 1200 nm.
  • examples of the organic material include cyanine dyes, quinone dyes, quinoline derivatives of indonaphthol, phenylenediamine nickel complexes, and phthalocyanine dyes.
  • the photothermal conversion material may be used alone or in combination of two or more. Further, the photothermal conversion material may be provided in the image recording layer, or may be provided in other than the image recording layer. When the photothermal conversion material is used other than the image recording layer, it is preferable to provide a photothermal conversion layer adjacent to the thermoreversible recording medium.
  • the photothermal conversion layer contains at least the photothermal conversion material and a binder resin.
  • materials that cause changes in hue, reflectance, etc. due to heat known materials such as a combination of an electron-donating dye precursor and an electron-accepting developer used in conventional thermal paper can be used.
  • materials that cause changes in hue, reflectance, etc. due to heat there are also materials that cause changes in complex reactions of heat and light, for example, color change reaction accompanying solid-state polymerization due to heating of diacetylene compounds and ultraviolet light irradiation. included.
  • FIG. 2 is a schematic perspective view showing the configuration of the recording apparatus 14.
  • the laser emitting portions of a plurality of optical fibers are moved in the main scanning direction (Z-axis direction) orthogonal to the sub-scanning direction (X-axis direction) that is the moving direction of the container C that is a recording object.
  • a fiber array recording apparatus for recording an image using a fiber array arranged in an array is used.
  • the fiber array recording apparatus irradiates a recording object with laser light emitted from a laser light emitting element via the fiber array, and records an image composed of drawing units.
  • the recording device 14 includes a laser array unit 14a, a fiber array unit 14b, and an optical unit 43.
  • the laser array unit 14a is provided in correspondence with the plurality of laser light emitting elements 41 arranged in an array, the cooling unit 50 for cooling the laser light emitting elements 41, and the laser light emitting elements 41.
  • a plurality of drive drivers 45 for driving and a controller 46 for controlling the plurality of drive drivers 45 are provided.
  • the controller 46 is connected to a power source 48 for supplying power to the laser light emitting element 41 and an image information output unit 47 such as a personal computer for outputting image information.
  • the laser light emitting element 41 can be appropriately selected depending on the purpose, and for example, a semiconductor laser, a solid laser, a dye laser, or the like can be used. Among these, the laser light emitting element 41 is preferably a semiconductor laser because it has a wide wavelength selectivity, is small, can be downsized, and can be inexpensive.
  • the wavelength of the laser beam emitted from the laser light emitting element 41 is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. It is preferably 700 nm to 2000 nm, and more preferably 780 nm to 1600 nm.
  • the laser light emitting element 41 which is the emitting means, not all of the applied energy is converted into laser light.
  • the laser light emitting element 41 generates heat by converting energy that is not converted into laser light into heat. Therefore, the laser light emitting element 41 is cooled by the cooling unit 50 that is a cooling means.
  • the recording apparatus 14 of this embodiment can arrange
  • the output of a laser beam is an average output measured with a power meter.
  • the cooling unit 50 is a liquid cooling system that circulates a cooling liquid to cool the laser light emitting elements 41, a heat receiving part 51 that receives heat from each laser light emitting element 41, and a heat radiating part that dissipates the heat of the cooling liquid. 52.
  • the heat receiving part 51 and the heat radiating part 52 are connected by cooling pipes 53a and 53b.
  • the heat receiving portion 51 is provided with a cooling pipe through which a cooling liquid formed of a good heat conductive member flows inside a case formed of a good heat conductive member.
  • the plurality of laser light emitting elements 41 are arranged in an array on the heat receiving portion 51.
  • the heat dissipating unit 52 includes a radiator and a pump for circulating the coolant.
  • the coolant sent out by the pump of the heat radiating unit 52 flows into the heat receiving unit 51 through the cooling pipe 53a. Then, the coolant cools the laser light emitting element 41 by removing heat from the laser light emitting elements 41 arranged in the heat receiving part 51 while moving the cooling pipe in the heat receiving part 51.
  • the coolant whose temperature has risen due to the heat of the laser light emitting element 41 flowing out from the heat receiving portion 51 moves in the cooling pipe 53b, flows into the radiator of the heat radiating portion 52, and is cooled by the radiator.
  • the coolant cooled by the radiator is sent again to the heat receiving portion 51 by the pump.
  • the fiber array section 14b is arranged in the vertical direction (Z-axis direction) around a plurality of optical fibers 42 provided corresponding to the laser light emitting elements 41 and the laser emitting section 42a (see FIG. 3-2) of these optical fibers 42. And an array head 44 held in a shape.
  • the laser incident portion of each optical fiber 42 is attached to the laser emission surface of the corresponding laser light emitting element 41.
  • the Z-axis direction is an example of a predetermined direction.
  • FIG. 3A is an enlarged schematic view of the optical fiber 42.
  • FIG. 3-2 is an enlarged view of the vicinity of the array head 44.
  • the optical fiber 42 is an optical waveguide for laser light emitted from the laser light emitting element 41.
  • the shape, size (diameter), material, structure, and the like of the optical fiber 42 are not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose.
  • the size (diameter d1) of the optical fiber 42 is preferably 15 ⁇ m or more and 1000 ⁇ m or less.
  • the diameter d1 of the optical fiber 42 is 15 ⁇ m or more and 1000 ⁇ m or less, it is advantageous in terms of image definition.
  • the optical fiber 42 is an optical fiber having a diameter of 125 ⁇ m.
  • the material of the optical fiber 42 is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. Examples thereof include glass, resin, and quartz.
  • the structure of the optical fiber 42 is preferably a structure comprising a central core part through which laser light passes and a clad layer provided on the outer periphery of the core part.
  • the diameter d2 of the core part is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 10 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less. In the present embodiment, an optical fiber having a core portion with a diameter d2 of 105 ⁇ m is used.
  • the material of the core part is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. Examples thereof include glass doped with germanium or phosphorus.
  • the average thickness of the cladding layer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 10 ⁇ m or more and 250 ⁇ m or less. There is no restriction
  • the array head 44 holds the vicinity of the laser emitting portions 42a of the plurality of optical fibers 42 so that the pitch of the laser emitting portions 42a of each optical fiber 42 becomes 127 ⁇ m.
  • the pitch of the laser emitting portions 42a is set to 127 ⁇ m so that an image with a resolution of 200 dpi can be recorded.
  • the recording apparatus 14 preferably has a plurality of array heads 44 holding 100 to 200 optical fibers 42 arranged side by side in the Z-axis direction, which is a direction orthogonal to the conveyance direction of the container C. In the present embodiment, 200 array heads 44 are arranged in the Z-axis direction.
  • FIG. 4-1 to 4-5 are diagrams showing an example of the arrangement of the array head 44.
  • FIG. 4-1 to 4-5 are diagrams showing an example of the arrangement of the array head 44.
  • FIG. 4A is an example in which a plurality of array heads 44 of the fiber array unit 14b in the recording apparatus 14 are arranged in an array in the Z-axis direction.
  • FIG. 4B is an example in which a plurality of array heads 44 of the fiber array unit 14b in the recording apparatus 14 are arranged in a staggered manner.
  • the plurality of array heads 44 are arranged in a staggered manner as shown in FIG. 4-2 from the viewpoint of assembling, rather than being arranged linearly in the Z-axis direction as shown in FIG. 4-1. preferable.
  • FIG. 4C is an example in which a plurality of array heads 44 of the fiber array unit 14b in the recording apparatus 14 are arranged to be inclined in the X-axis direction.
  • the pitch P in the Z-axis direction of the optical fiber 42 can be narrower than the arrangement shown in FIGS. 4-1 and 4-2. High resolution can be achieved.
  • FIG. 4-4 shows two array head groups in which a plurality of array heads 44 of the fiber array unit 14b in the recording apparatus 14 are arranged in a staggered manner in the sub-scanning direction (X-axis direction).
  • This is an example in which the array head group is shifted from the other array head group by a half of the arrangement pitch of the optical fibers 42 of the array head 44 in the main scanning direction (Z-axis direction).
  • the pitch P in the Z-axis direction of the optical fiber 42 can be made narrower than the arrangement shown in FIGS. 4-1 and 4-2. High resolution can be achieved.
  • the recording apparatus 14 transmits image information in a direction orthogonal to the scanning direction of the thermal recording label RL attached to the transport container C, which is a recording object, under the control of the system control apparatus 18. And record. Therefore, when there is a difference between the scanning of the thermal recording label RL and the transmission timing of the image information in the orthogonal direction, the recording device 14 stores the image information in the memory, so that the image storage amount increases. Become. In such a case, the arrangement example of the plurality of array heads 44 shown in FIG. 4-4 reduces the amount of information stored in the memory of the system controller 18 than the arrangement example of the plurality of array heads 44 shown in FIG. 4-3. can do.
  • FIG. 4-5 is an example in which two array head groups in which a plurality of array heads 44 shown in FIG. 4-4 are arranged in a staggered manner are stacked as one array head group.
  • the array head 44 in which such two array head groups are stacked as one array head group can be easily manufactured in manufacturing, and high resolution can be achieved.
  • the arrangement example of the array head 44 shown in FIG. 4-5 can reduce the amount of information stored in the memory of the system controller 18 than the arrangement example of the plurality of array heads 44 shown in FIG. 4-4. .
  • an optical unit 43 which is an example of an optical system, includes a collimator lens 43a that converts a divergent light beam emitted from each optical fiber 42 into a parallel light beam, and a thermal recording label that is a laser irradiation surface.
  • a condensing lens 43b that condenses laser light on the surface of the RL. Whether or not the optical unit 43 is provided may be appropriately selected depending on the purpose.
  • the light collection angle is the spread angle of the laser light. Light is collected at the same angle as (NA).
  • the size of the array head 44 is determined by the number of laser emitting portions 42 a, and the size of the optical system (optical portion 43) irradiated with the laser light emitted from the laser emitting portion 42 a is also determined according to the array head 44.
  • the laser light emitted from the endmost laser emitting unit 42a (endmost laser emitting unit) located at both ends of the array head 44 is optical.
  • the laser light that passes through the vicinity of the end of the portion 43 and is irradiated from the laser emitting portion 42a (central laser emitting portion) at the center of the array head 44 passes near the center of the optical portion 43.
  • the beam shape of the laser light emitted from both end portions and the central laser emitting portion 42a of the array head 44 is determined by the recording position of the image after condensing. It may differ due to the influence of lens aberration.
  • the difference in the beam shape of the laser light emitted from both end portions of the array head 44 and the central laser emitting portion 42a indicates that the beam diameter and the light distribution are changed.
  • the beam shapes of the laser beams are different, the energy density is changed, and the image density is different between the central portion and both end portions of the image recorded on the recording object. In general, the image density at both ends is lower than the image density at the center.
  • a phenomenon occurs in which the beam diameter at the image recording position is larger at both ends than at the center.
  • the light distribution of the emitted laser light is a top hat distribution.
  • a top hat distribution is obtained at the central portion where the image is transferred, but a phenomenon that changes from the top hat distribution occurs at both ends, resulting in a remarkable decrease in image density at both ends with respect to the central portion. Appear in This phenomenon occurs when the number of light sources of the array head 44 is long and the influence of the aberration of the optical system is large.
  • An image information output unit 47 such as a personal computer inputs the image information to the controller 46.
  • the controller 46 generates a drive signal for driving each drive driver 45 based on the input image information.
  • the controller 46 transmits the generated drive signal to each drive driver 45.
  • the controller 46 includes a clock generator. When the number of clocks oscillated by the clock generator reaches the specified number of clocks, the controller 46 transmits a drive signal for driving each drive driver 45 to each drive driver 45.
  • Each drive driver 45 when receiving a drive signal, drives the corresponding laser light emitting element 41.
  • the laser light emitting element 41 emits laser light in accordance with the driving of the driving driver 45.
  • the laser light emitted from the laser light emitting element 41 enters the corresponding optical fiber 42 and is emitted from the laser emitting portion 42 a of the optical fiber 42.
  • the laser light emitted from the laser emitting portion 42a of the optical fiber 42 passes through the collimating lens 43a and the condensing lens 43b of the optical portion 43, and is then irradiated on the surface of the thermosensitive recording label RL of the container C that is a recording object. .
  • An image is recorded on the surface of the thermal recording label RL by being heated by the laser light applied to the surface of the thermal recording label RL.
  • the recording apparatus 14 by using a laser array in which a plurality of laser light emitting elements 41 are arranged in an array, the ON / OFF control of the laser light emitting elements 41 corresponding to each pixel can be performed on a recording object. Images can be recorded.
  • the recording device 14 of the present embodiment even when a large amount of information is recorded on the recording object, an image can be recorded without reducing productivity.
  • the recording apparatus 14 of the present embodiment uses a laser light emitting element 41 having a certain high output in order to record an image on the recording object by irradiating the laser beam and heating the recording object.
  • a laser light emitting element 41 having a certain high output in order to record an image on the recording object by irradiating the laser beam and heating the recording object.
  • the amount of heat generated by the laser light emitting element 41 is large.
  • the laser light emitting elements 41 are arranged at a very narrow pitch in order to achieve a resolution of 200 dpi.
  • the heat of the laser light emitting element 41 is difficult to escape and the laser light emitting element 41 becomes high temperature.
  • the wavelength and light output of the laser light emitting element 41 fluctuate, and the recording object cannot be heated to a specified temperature, which is good. Can not get a good image.
  • the cooling unit 50 often uses a chiller system, and in this system, only cooling is performed without heating. Therefore, the temperature of the light source does not become higher than the set temperature of the chiller, but the temperature of the cooling unit 50 and the laser light emitting element 41 that is the laser light source in contact with the ambient temperature varies.
  • a semiconductor laser is used as the laser light emitting element 41, a phenomenon occurs in which the laser output changes according to the temperature of the laser light emitting element 41 (the laser output increases as the temperature of the laser light emitting element 41 decreases).
  • the temperature of the laser light emitting element 41 or the temperature of the cooling unit 50 is measured, and the drive output to the drive driver 45 that controls the laser output so that the laser output becomes constant according to the result. It is preferable to perform normal image formation by controlling the input signal.
  • the recording device 14 of the present embodiment is a fiber array recording device using the fiber array unit 14b.
  • the laser emitting portions 42a of the fiber array portion 14b may be arranged at a pitch corresponding to the resolution, and the pitch between the laser light emitting elements 41 of the laser array portion 14a is set to a pitch corresponding to the image resolution. There is no need to make it.
  • the pitch between the laser light emitting elements 41 can be sufficiently widened so that the heat of the laser light emitting elements 41 can be sufficiently dissipated.
  • the recording apparatus 14 of this embodiment it can suppress that the laser light emitting element 41 becomes high temperature, and can suppress that the wavelength and optical output of the laser light emitting element 41 fluctuate.
  • a good image can be recorded on the recording object.
  • the temperature rise of the laser light emitting element 41 can be suppressed, the conveyance speed of the container C can be increased, and the productivity can be increased.
  • the temperature rise of the laser light emitting element 41 can be further suppressed.
  • the light emission interval of the laser light emitting element 41 can be further shortened, the conveyance speed of the container C can be increased, and productivity can be increased.
  • the laser light emitting element 41 is liquid-cooled, but the laser light emitting element 41 may be air-cooled using a cooling fan or the like.
  • Liquid cooling has a merit that cooling efficiency is higher than air cooling, and the laser light emitting element 41 can be cooled well.
  • the cooling efficiency is lower than that of liquid cooling, but there is an advantage that the laser light emitting element 41 can be cooled at a low cost.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a part of an electric circuit in the image recording system 100.
  • a system control device 18 includes a CPU, a RAM, a ROM, a nonvolatile memory, and the like, and controls driving of various devices in the image recording system 100 and performs various arithmetic processes. is there.
  • the system control device 18 is connected to the conveyor device 10, the recording device 14, the reading device 15, the operation panel 181, the image information output unit 47, and the like.
  • the operation panel 181 includes a touch panel display and various keys, displays an image on the display, and accepts various information input by an operator's key operation.
  • first temperature sensor 182 as a recording object temperature detecting means for detecting the surface temperature of the recording object
  • second temperature sensor 183 as an environmental temperature detecting means for detecting the environmental temperature.
  • the first temperature sensor 182 is provided on the wall surface of the shielding cover 11 that faces the thermal recording label RL.
  • the second temperature sensor 183 is provided on the wall surface of the system control device 18 as shown in FIG.
  • the system control device 18 functions as an output control unit when the CPU operates in accordance with a program stored in a ROM or a nonvolatile memory.
  • the output control unit controls the output of the laser light emitting element 41 corresponding to each laser emitting unit 42a.
  • the output control unit outputs energy of laser light emitted from the endmost laser emitting unit that emits laser light that passes through the vicinity of the end of the optical unit 43 among the plurality of laser emitting units 42a. Control is performed to make the energy larger than the energy of the laser light emitted from the central laser emitting part that emits laser light that passes through the vicinity of the end of the optical part 43. Further, for example, the output control unit outputs the energy of the laser beam emitted from the end laser emitting unit located at the end of the array head 44 (laser head unit) other than the endmost laser emitting unit, and outputs the energy of the laser beam from the end laser emitting unit. Control is performed to make the energy larger than the energy of the laser beam emitted from the laser emitting part other than the part and the end laser emitting part.
  • the output control unit may change each laser emitting unit according to the distance in the X-axis direction between the array heads 44 and the conveyance speed (relative movement speed) of the container C that is a recording target with respect to the laser emitting unit 42a.
  • the output of the laser beam emitted from 42a is controlled.
  • the output control unit may change the surface temperature (detection result) of the recording object detected by the first temperature sensor 182 or the environmental temperature (detection result) detected by the second temperature sensor 183 according to each The output of the laser beam emitted from the laser emitting unit 42a is controlled.
  • the output control unit controls the output of the laser light emitted from the laser emitting unit 42a based on whether or not the laser light is emitted from the adjacent laser emitting unit.
  • the output control unit controls the energy of the laser light emitted from the laser emitting unit 42 a according to the temperature of the laser light emitting element 41.
  • the output control unit records an image by emitting laser light from the laser emitting unit 42a to the recording target while transporting the recording target by the conveyor device 10 (recording target transporting unit).
  • the container C in which the luggage is accommodated is placed on the conveyor device 10 by the operator.
  • the operator places the container C on the conveyor device 10 so that the side surface of the main body of the container C to which the thermal recording label RL is attached is located on the ⁇ Y side, that is, the side surface faces the recording device 14. To do.
  • a conveyance start signal is transmitted from the operation panel 181 to the system control device 18.
  • the system control device 18 that has received the conveyance start signal starts driving the conveyor device 10.
  • the container C placed on the conveyor device 10 is conveyed toward the recording device 14 by the conveyor device 10.
  • An example of the conveyance speed of the container C is 2 [m / sec].
  • a sensor for detecting the container C transported on the conveyor device 10 is disposed upstream of the recording device 14 in the transport direction of the container C.
  • a detection signal is transmitted from the sensor to the system control device 18.
  • the system control device 18 has a timer.
  • the system control device 18 starts time measurement using a timer at the timing of receiving the detection signal from the sensor. Then, the system control device 18 grasps the timing at which the container C reaches the recording device 14 based on the elapsed time from the reception timing of the detection signal.
  • the elapsed time from the reception timing of the detection signal becomes T1, and the system control device 18 displays an image on the thermal recording label RL affixed to the container C passing through the recording device 14 when the container C reaches the recording device 14. Is recorded, a recording start signal is output to the recording device 14.
  • the recording device 14 that has received the recording start signal emits laser light of a predetermined power toward the thermal recording label RL of the container C that moves relative to the recording device 14 based on the image information received from the image information output unit 47. Irradiate. As a result, the image is recorded in a non-contact manner on the thermal recording label RL.
  • Examples of the image recorded on the thermal recording label RL include, for example, a character image such as the contents of a package accommodated in the container C, information on the transportation destination, and the container
  • a character image such as the contents of a package accommodated in the container C
  • information on the transportation destination and the container
  • This is a code image such as a barcode or a two-dimensional code (QR code or the like) in which information such as the contents of a package accommodated in C and information on a transportation destination is encoded.
  • the container C in which an image is recorded in the process of passing through the recording device 14 passes through the reading device 15.
  • the reading device 15 reads a code image such as a barcode or a two-dimensional code recorded on the thermal recording label RL, and obtains information such as the contents of the package accommodated in the container C and information on the transportation destination. To do.
  • the system control device 18 collates the information acquired from the code image with the image information transmitted from the image information output unit 47 and checks whether the image is correctly recorded. When the image is correctly recorded, the system control device 18 sends the container C to the next process (for example, the transport preparation process) by the conveyor device 10.
  • the system control device 18 when the image is not correctly recorded, temporarily stops the conveyor device 10 and displays on the operation panel 181 that the image is not correctly recorded. Further, the system control device 18 may transport the container C to a specified transport destination when an image is not correctly recorded.
  • an array head 44 as an example of a laser head unit is arranged in the Z-axis direction (predetermined direction) and is orthogonal to the Z-axis direction with respect to the adjacent array head 44.
  • the laser emitting portions 42a (1), 42a (n), 42a (n + 1), 42a (2n), 42a (2n + 1) of the optical fiber 42 located at the end of the array head 44 are used.
  • 42a (3n) see FIG. 6
  • the image density of the dots is lower than the prescribed image density. And it was found that this problem occurs due to the following factors.
  • the influence of the laser light emitted from the laser emitting portion 42a of the optical fiber 42 affects not only the dot corresponding to the optical fiber 42 but also the dot corresponding to the optical fiber 42 adjacent to the dot in the Z-axis direction.
  • the dots are heated to the color development temperature K4 due to the influence of the laser light emitted from the laser emitting part 42a corresponding to this dot and the laser light emitted from the adjacent laser emitting parts 42a, and at a prescribed image density. Color develops.
  • the laser emission parts (42a (1), 42a (n), 42a (n + 1)... Etc. (see FIG. 6)
  • the laser emission part 42a is adjacent to only one side.
  • the laser emitting portion 42a (1) (hereinafter referred to as the most end portion laser emitting portion) located at the most end portion in the Z-axis direction shown in FIG.
  • the corresponding dots are only affected by the laser light emitted from the laser emitting part 42a (2) adjacent to the laser emitting part 42a (1).
  • the recording layer of the heat-sensitive recording label RL does not rise to the color development temperature, does not sufficiently develop color, and the image density becomes thin.
  • the laser light emitted from the endmost laser emitting part passes near the end of the optical part 43 (see FIG. 2).
  • end laser emitting portions located at the end of the array head 44 other than the endmost laser emitting portion, such as the laser emitting portions 42a (n) and 42a (n + 1) shown in FIG.
  • the end laser emission part of another array head 44 exists at the same pitch as the adjacent laser emission part in the Z-axis direction at a position separated by d [mm] in the X-axis direction. Therefore, the dots corresponding to the end laser emitting portions are affected by the laser light of the adjacent laser emitting portions and the laser light of the end laser emitting portion of another array head 44.
  • the end laser emitting portion and the end laser emitting portion of another array head 44 are separated by d [mm] in the X-axis direction. Therefore, after the laser beam is irradiated from the end laser emitting portion of the array head 44 on the upstream side ( ⁇ X axis direction side) of the container C in the transport direction, the array on the downstream side (+ X axis direction side) of the container C in the transport direction There is a predetermined time until the laser beam is irradiated from the end laser emitting portion of the head 44. Even if the corresponding dot cools down during this predetermined time and this dot is heated by the influence of the laser beam emitted from the end laser emission part of another array head 44, the dot rises to the coloring temperature. The image density becomes thin without heating.
  • each array head 44 it is necessary to arrange each array head 44 with the distance d in the X-axis direction between the adjacent array heads 44 as close as possible.
  • the X-axis direction length of the array head 44 the X-axis direction lengths of the collimating lens 43a and the condensing lens 43b constituting the optical unit 43, and the X of the optical system holding member that holds the collimating lens 43a and the condensing lens 43b. Due to the axial length, the distance in the X-axis direction between the physically adjacent array heads 44 cannot be sufficiently reduced.
  • the laser beam emitted from the laser emitting portion located at the end of the array head 44 of the recording object is irradiated.
  • the image density becomes light.
  • Patent Document 2 describes a technique that suppresses a decrease in image density at the end by increasing the core diameter of the optical fiber disposed at the end of the fiber array.
  • the core diameter is increased, the beam diameter of the laser light emitted from the laser emitting portion of the optical fiber is increased, and the energy density of the laser light is reduced. Therefore, the dots cannot be heated up to the color development temperature, and the reduction in image density cannot be improved.
  • the output control unit of the system control device 18 transmits laser light emitted from the laser emitting unit (the endmost laser emitting unit and the end laser emitting unit) located at the end of the array head 44. Control is performed to make the light energy larger than the light energy of the laser light emitted from the other laser emitting portions. This will be specifically described below.
  • the term “endmost part” or “end part” as used herein does not mean a corresponding element, but includes several elements inside (about 5% of the total number of elements in one array).
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the output of the laser light emitting element 41 corresponding to the laser emitting portion 42a.
  • the laser emission parts 42a are arranged side by side in the Z-axis direction (predetermined direction).
  • the laser corresponding to the endmost laser emitting portion for example, 42a (1) located at the most end portion in the Z-axis direction.
  • the output of the light emitting element 41 is c [W].
  • the output of the laser light emitting element 41 corresponding to the end laser emitting portions other than the above (for example, 42a (n) and 42a (n + 1)) located at the end of the array head 44 is b [W].
  • the output of the laser light emitting element 41 corresponding to the central laser emitting part (another laser emitting part) adjacent to the laser emitting part is a [W].
  • a ⁇ b ⁇ c In this way, the output of the laser light emitting element 41 corresponding to the endmost laser emitting part or the end laser emitting part is equal to the output of the laser light emitting element 41 corresponding to the center side laser emitting part.
  • the optical energy of the laser emitted from the endmost laser emitting part and the end laser emitting part is equal to the optical energy of the laser emitted from the center side laser emitting part. It can also be high.
  • the output control unit controls the energy of the laser beam emitted from the end laser emitting unit to be 103% or more and 150% or less with respect to the energy of the laser beam emitted from another laser emitting unit.
  • the output a is 5.0 [W]
  • the outputs b and c are set to 103% to 150% of the output a.
  • the image density unevenness can be made inconspicuous.
  • the outputs b and c to 150% or less of the output a, it is possible to suppress the recording object from being heated above the color development temperature, and to prevent the recording object from being burned. be able to.
  • the above range may be appropriately set depending on the characteristics of the recording object used, the characteristics of the laser light emitting element 41, and the like.
  • each laser light emitting element 41 can be set to a desired output by adjusting the voltage or current applied to the laser light emitting element 41.
  • the output b [W] of the laser light emitting element 41 corresponding to the end laser emitting unit is based on the distance d [mm] in the X-axis direction between the array heads 44, the conveyance speed v [m / sec] of the container C, and the like. It is preferable to set. That is, as the distance d [mm] is shorter, the laser beam is irradiated from the laser emitting unit 42a disposed on the array head 44 on the upstream side in the transport direction ( ⁇ X axis direction side), and then on the downstream side in the transport direction (+ X axis). The time until the laser beam is irradiated from the laser emitting portion 42a arranged in the array head 44 on the direction side is shortened.
  • the laser beam is emitted from the laser emission portion of the array head 44 on the upstream side in the conveyance direction ( ⁇ X axis direction side), and then on the downstream side in the conveyance direction.
  • the time until the laser beam is emitted from the laser emission portion of the (+ X axis direction side) array head 44 is shortened. Therefore, in this case, even if the output of the laser light emitting element 41 corresponding to the end laser emitting portion is not so large, the corresponding dot can be raised to the coloring temperature.
  • the output control unit controls the energy of the laser light emitted from the end laser emitting unit other than the endmost laser emitting unit according to the relative moving speed of the recording object.
  • the output of the laser light emitting element 41 corresponding to the end laser emitting portion is not based on the distance d [mm] in the X-axis direction between the array heads 44, the transport speed v [m / sec] of the container C, etc.
  • the value may be the same as the output c [W] of the laser light emitting element 41 corresponding to the end laser emitting portion. Even in this case, it is possible to raise the temperature of the dot corresponding to the end laser emitting portion to the color development temperature. However, in this case, a laser beam having a light energy higher than necessary is irradiated onto the recording object, and there is a possibility that the recording density of the recording object is lowered or burnt.
  • the output b [W] based on the conveyance speed v [m / sec] of the container C and the distance d [mm] between the array heads 44 in the X-axis direction, the optimum light energy can be obtained.
  • a laser beam can be irradiated to a recording object. Thereby, it is possible to raise the temperature of the dots corresponding to the end laser emitting portions to the color development temperature, and it is possible to suppress the decrease in the recording density and the burning of the recording object.
  • the conveyance speed v [m / sec] of the container C can be set as appropriate by the user. Therefore, when the user operates the operation panel 181 to change the transport speed v [m / sec] of the container C, the system control device 18 changes the output b [W].
  • the downstream side in the transport direction (+ X axis direction side) ) Of the array head 44 is different in temperature drop until the laser beam is emitted from the laser emitting portion 42a. That is, when the temperature of the recording object and the environmental temperature are high, heat is difficult to escape and temperature drop can be suppressed.
  • the output control unit controls the energy of the laser beam emitted from the end laser emitting unit according to the temperature of the recording object and the environmental temperature.
  • FIG. 7 shows an example of a control flow for changing the output b [W] of the laser light emitting element 41 corresponding to the end laser emitting portion based on the detection result of the first temperature sensor 182 that detects the surface temperature of the recording object.
  • the output controller monitors whether the first temperature sensor 182 has detected the surface temperature of the recording object (S1).
  • the first temperature sensor 182 detects the temperature of the thermal recording label RL that is the thermal recording portion of the recording object.
  • the output control unit determines whether the surface temperature of the recording object detected by the first temperature sensor 182 is within a specified temperature range. Is checked (S2).
  • the specified temperature range is, for example, room temperature (15 to 25 ° C.).
  • the output control unit sets the output of the laser light emitting element 41 corresponding to the end laser emitting unit to b [W] (S3).
  • the output control unit determines whether the surface temperature of the recording object is lower than the specified temperature range (S4).
  • the output control unit sets the output of the laser light emitting element 41 corresponding to the end laser emitting unit to a value higher than b [W]. Is set to b1 [W] having a large value (S5). Thereby, the output control unit makes the light energy of the laser light larger than that in the specified temperature range.
  • the output control unit sets the output of the laser light emitting element 41 corresponding to the end laser emitting unit to b1 [W] having a value larger than the b [W], Increase the light energy of laser light.
  • the output control unit when the surface temperature of the recording object is higher than the specified temperature range (No in S4), the output control unit outputs the output of the laser light emitting element 41 corresponding to the end laser emitting unit from b [W]. Is set to b2 [W] having a smaller value (S6). As a result, the output control unit makes the light energy of the laser light smaller than that in the specified temperature range.
  • the temperature is higher than the specified temperature range, as described above, when the laser beam is emitted from the end laser emission part of the array head 44 on the downstream side in the conveyance direction (+ X axis direction side), the upstream side in the conveyance direction ( ⁇ X The influence of the temperature rise by the laser beam at the end laser emitting portion of the array head 44 on the axial direction side remains. Therefore, even if the light energy of the laser beam is reduced, the dot corresponding to the laser light emitting element 41 corresponding to the end laser emitting portion can be heated up to the coloring temperature.
  • the output control unit sets b2 [W], which is smaller than the output b [W] of the laser light emitting element 41 (S6), and reduces the light energy of the laser light. . Accordingly, it is possible to suppress the burning of the recording object and the decrease in the recording density, and to raise the temperature of the dots corresponding to the laser light emitting elements 41 corresponding to the end laser emitting portions to the color development temperature. As a result, a prescribed image density can be achieved.
  • the example in which the output b [W] of the laser light emitting element 41 corresponding to the end laser emitting unit is changed based on the surface temperature of the recording target has been described.
  • the environment detected by the second temperature sensor 183 is described. Based on the temperature, the output b [W] of the laser light emitting element 41 corresponding to the end laser emitting unit may be changed. Further, based on the detection result of the surface temperature of the thermal recording label RL of the first temperature sensor 182 and the detection result of the environmental temperature of the second temperature sensor 183, the output b [W] of the laser light emitting element 41 is changed. May be.
  • the temperature of the thermal recording label RL that is the thermal recording portion of the recording object is detected by the first temperature sensor 182, but the temperature of the container C that is the structure of the recording object is detected by the first temperature sensor 182. It may be detected and the output b [W] may be changed based on the temperature of the container C.
  • the output b [W] is changed in three stages of the specified temperature range, the lower temperature than the specified temperature range, and the higher temperature than the specified temperature range, but the temperature range is divided more finely,
  • the output b [W] of the laser light emitting element 41 may be finely changed.
  • the temperature may be detected for one or more recording objects, and the output b [w] may be changed based on the temperature detection result for one or more recording objects.
  • the output b is output based on the temperature detection result when a predetermined time elapses or the number of times of image recording exceeds a specified value.
  • a process of changing [W] may be performed.
  • the temperature of the recording object and the environmental temperature are high, even if the light energy of the laser beam is low, the temperature can be raised to the coloring temperature, while when the temperature of the recording object and the environmental temperature are low, If the light energy of the laser beam is not increased, the temperature cannot be raised to the coloring temperature. Therefore, the output a [W] of the laser light emitting element 41 corresponding to the laser emitting part on the central side adjacent to the laser emitting part on both sides may be changed based on the temperature of the recording object or the environmental temperature. Similarly, the output c [W] of the laser light emitting element 41 corresponding to the endmost laser emitting part may be changed based on the temperature of the recording object or the environmental temperature.
  • the output control unit controls the energy of the laser beam emitted from the laser emitting unit 42a based on whether or not the laser beam is emitted from the adjacent laser emitting unit 42a. That is, when the laser beam is not emitted from the adjacent laser emission part, the dot is not heated to the coloring temperature without being influenced by the laser light emitted from the adjacent laser emission part. Therefore, the output of the laser light emitting element 41 may be changed based on ON / OFF of the adjacent laser light emitting element 41. Specifically, when the adjacent laser light emitting element 41 is OFF and laser light is not emitted, the output of the laser light emitting element 41 is increased to increase the light energy. Thereby, even when the laser beam is not emitted from the adjacent laser emission part, the temperature of the dots can be raised to the color development temperature, and the prescribed image density can be obtained.
  • each laser light emitting element 41 is set higher than in the case of the staggered arrangement in FIG.
  • the output control unit may control the energy of the laser beam emitted from the laser emitting unit 42 a according to the temperature of the laser light emitting element 41.
  • variation of the output of the laser beam by the temperature of the laser light emitting element 41 can be correct
  • the output control unit may record an image by emitting laser light from the laser emitting unit 42a to the recording target while the recording target is transported by the conveyor device 10 (recording target transporting means).
  • productivity can be improved compared with the case where a recording target object is suspended and the recording apparatus 14 is moved and an image is recorded on a recording target object.
  • FIG. 8A is a diagram for explaining the output of each laser light emitting element 41 of Example 1 and the distance in the X-axis direction between adjacent array heads.
  • FIG. 8-2 is a diagram for explaining the output of each laser light emitting element 41 of Example 2 and the distance in the X-axis direction between adjacent array heads.
  • FIG. 8C is a diagram for explaining the output of each laser light emitting element 41 of Example 3 and the distance in the X-axis direction between adjacent array heads.
  • FIG. 8D is a diagram for explaining the output of each laser light emitting element 41 of Example 4 and the distance in the X-axis direction between adjacent array heads.
  • FIG. 8A is a diagram for explaining the output of each laser light emitting element 41 of Example 1 and the distance in the X-axis direction between adjacent array heads.
  • FIG. 8-2 is a diagram for explaining the output of each laser light emitting element 41 of Example 2 and the distance in the X-axis direction between adjacent array heads.
  • FIG. 8C is a diagram
  • FIGS. 8-5 is a diagram for explaining the output of each laser light emitting element 41 of the comparative example and the distance in the X-axis direction between adjacent array heads.
  • FIGS. 8-1 to 8-5 show an array of a plurality of array heads of the fiber array unit 14b in the recording apparatus 14.
  • FIGS. 8-1 to 8-5 show an array of a plurality of array heads of the fiber array unit 14b in the recording apparatus 14.
  • the distance d in the X-axis direction between adjacent array heads 44 is set to 15 [mm], and the laser output part on the center side where the laser output parts are adjacent on both sides
  • the output of the laser light emitting element 41 corresponding to is set to 5.0 W.
  • the output of the laser light emitting element 41 corresponding to the endmost laser emitting part located at the endmost part in the Z-axis direction is set to 6.0 W, so that the output of the laser light emitting element 41 corresponding to the center side laser emitting part is set. On the other hand, it was set to 120%.
  • the output of the laser light emitting element 41 corresponding to the end laser emitting portion located at the end of the array head 44 other than the endmost laser emitting portion is set to 5.5 W, so as to correspond to the center side laser emitting portion.
  • the output was set to 110% with respect to the output of the laser light emitting element.
  • Example 2 As shown in FIG. 8-2, in Example 2, the laser emission part from the laser emission part adjacent to the end laser emission part of the array head 44 arranged at the left end in the drawing to the 50th laser emission part. was set to OFF (0 W), and the output of the laser light emitting element 41 corresponding to the 51st laser emitting portion was set to 6.0 W. Moreover, it was the same as Example 1 except having set the output of the laser light emitting element 41 corresponding to the edge laser emission part on the right side of the OFF (0 W) group of the laser light emitting element 41 to 6.0 W.
  • Example 3 As shown in FIG. 8-3, in Example 3, the output of the laser light emitting element 41 corresponding to the outermost laser emitting portion of the array head 44 arranged at the right end in the drawing is set to 5.8 W, The same as Example 1 except that the output of the laser light emitting element 41 corresponding to the laser emitting part on the left is set to 5.6 W.
  • Example 4 As shown in FIG. 8-4, in Example 4, the distance from the adjacent array head 44 in the X-axis direction is 30 [mm], and the output of the laser light emitting element 41 corresponding to the end laser emitting portion is It was the same as Example 1 except having set it to 6.0W.
  • Comparative Example 1 As shown in FIG. 8-5, Comparative Example 1 was the same as Example 1 except that the output of all the laser light emitting elements 41 was 5.0 W.
  • Example 1 the output of the laser light emitting element 41 corresponding to the endmost laser emitting part is 6.0 W, the output of the laser light emitting element 41 corresponding to the end laser emitting part is 5.5 W, and the center side The output energy (5.0 W) of the laser light emitting element 41 corresponding to the laser emitting portion is increased to increase the light energy of the laser applied to the recording object.
  • the location corresponding to the end of the array head 44 and the end in the Z-axis direction of the image can be raised to the color development temperature, the location corresponding to the end of the array head 44 and the Z-axis of the image It is considered that the end of the direction has a prescribed image density, and the density unevenness is not conspicuous.
  • the array head 44 arranged at the right end in the figure has several laser emitting portions (about 5% of the total laser emitting portions of one array head 44) inside from the endmost portion.
  • the outermost laser emitting part was used.
  • the outputs of the laser light emitting elements 41 corresponding to these endmost laser emitting portions are 5.6 W and 5.8 W, which are higher than the output (5.0 W) of the laser light emitting elements 41 corresponding to the laser emitting portion on the center side.
  • several laser emission parts are emitted from the laser emission part on the center side, with the innermost laser emission part being the innermost laser emission part.
  • the image density unevenness at the end in the + Z-axis direction could be made inconspicuous.
  • a few laser emitting parts (about 5% of the total laser emitting part of one array head 44) are emitted from the laser emitting part on the center side with the innermost laser emitting part being the innermost laser emitting part. It was confirmed that the temperature could be raised to the color development temperature even when the light energy was larger than the light energy, and that the end of the image in the Z-axis direction could have a prescribed image density.
  • Example 4 the distance in the X-axis direction from the adjacent array head 44 was set to 30 [mm], and the distance in the X-axis direction from the adjacent array head 44 was separated.
  • 30 [mm] the influence of the temperature rise by the laser from the end laser emitting portion of the array head 44 on the upstream side in the transport direction causes the laser to be emitted from the end laser emitting portion of the array head 44 on the downstream side in the transport direction.
  • the temperature can be raised to the coloring temperature. It is considered that the prescribed image density was achieved and the density unevenness was not noticeable.
  • Example 2 the output of the laser light emitting element 41 adjacent to the OFF laser light emitting element 41 is increased.
  • the laser beam is not emitted from the adjacent laser emission part, it is not affected by the laser light emitted from the adjacent laser emission part.
  • the output of the laser light-emitting element 41 adjacent to the OFF laser light-emitting element 41 is increased to increase the light energy, it can be considered that color can be developed to a specified density and the image density unevenness is not conspicuous.
  • the optical fiber 42 is adjacent to the output of the laser emitting element 41 corresponding to the endmost laser emitting part arranged at least at the end of the array head 44 and the end laser emitting part. It was confirmed that density unevenness can be made inconspicuous by making the output larger than the output of the laser light emitting element 41 corresponding to the laser emitting portion on the center side. Further, the density unevenness is changed by changing the output of the laser light emitting element 41 corresponding to the end laser emitting portion according to the distance between the array head 44 on the upstream side in the transport direction and the array head 44 on the downstream side from the third embodiment. It was confirmed that it can be inconspicuous.
  • Example 5 Laser irradiation was performed by changing the optical unit 43 to the laser emitting unit 42a having the 192 fibers shown in FIG.
  • the beam diameter on the recording object was 135 ⁇ m
  • the pitch width was 127 ⁇ m
  • the moving speed of the recording object was 2 [m / sec].
  • the laser power was controlled by irradiating laser light with an 8 kHz pulse with a peak power of 3.5 W and controlling the pulse width.
  • the peak power was set to 3.5 W
  • the appropriate peak power for saturating the density was 5.0 W, it was set to facilitate evaluation of density unevenness.
  • Irradiation with laser light is performed every 12 pieces in order to eliminate the influence of the adjacent laser emitting part 42a, and 17 lines are obtained with the pulse width at both ends of the laser emitting part 42a being 100% and the other pulse width being 95%.
  • the image was recorded, and the density and line width were visually evaluated. As a result, the line width and density were the same at the two ends and 15 at the center.
  • FIGS. 9A and 9B are diagrams illustrating an example of the image recording system 100 according to the first modification.
  • the image is recorded on the thermal recording label RL of the container C, which is a recording object, as the recording device 14 moves.
  • the image recording system 100 includes a mounting table 150 on which the container C is mounted.
  • the recording device 14 is supported by the rail member 141 so as to be movable in the left-right direction in the drawing.
  • the operator sets the container C on the mounting table 150 so that the surface to which the thermal recording label RL of the container C that is a recording target is attached is the upper surface.
  • the operation panel 181 is operated to start the image recording process.
  • the recording device 14 located on the left side shown in FIG. 9-1 moves to the right side in the drawing as shown by the arrow in FIG.
  • the recording device 14 records an image by irradiating the recording target (the thermal recording label RL of the container C) with laser light while moving to the right side in the figure.
  • the recording device 14 located on the right side shown in FIG. 9-2 moves to the left side in the drawing as shown by the arrow in FIG. 9-2 and returns to the position shown in FIG.
  • the present invention is applied to the recording device 14 that records an image on the thermosensitive recording label RL attached to the container C.
  • the image is rewritten to a reversible thermosensitive recording label attached to the container C.
  • the present invention can also be applied to an image rewriting system.
  • an erasing device that erases an image recorded on the reversible thermosensitive recording label by irradiating the reversible thermosensitive recording label with laser light is provided upstream of the recording device 14 in the transport direction of the container C. After erasing the image recorded on the reversible thermosensitive recording label by the erasing device, the image is recorded by the recording device 14. Even in such an image rewriting system, image density unevenness can be suppressed.
  • the recording device 14 using a fiber array has been described, but laser light emitting elements are arranged in an array, and an image is recorded by irradiating a recording object with laser light from the laser light emitting elements without passing through an optical fiber. You may do it. Also in such an image rewriting system, a plurality of laser light emitting element arrays in which 100 to 200 laser light emitting elements are arranged in an array are provided, and these laser light emitting elements are arranged in a zigzag pattern as shown in FIG. They are arranged or inclined as shown in FIG. 4-3.
  • An image recording apparatus that records an image by irradiating a recording object with laser light, and is arranged in a predetermined direction (Z-axis direction), and a plurality of laser emitting units that emit laser light, and a plurality of laser emission
  • An optical system optical unit 43 that condenses a plurality of laser beams emitted by the unit on a recording object that moves relative to the plurality of laser emitting units in a direction intersecting a predetermined direction (X-axis direction).
  • the energy of the laser light emitted from the endmost laser emitting part that emits the laser light that passes near the end of the optical system among the plurality of laser emitting parts passes through other than the vicinity of the end of the optical system.
  • An output control unit that performs control to make the energy larger than the energy of the laser beam emitted from the central laser emitting unit that emits the laser beam.
  • (Aspect 2) In (Aspect 1), a plurality of laser head units (array heads 44) in which a plurality of laser emission units are arranged in a predetermined direction are provided, and the plurality of laser head units are arranged in a predetermined direction and are adjacent to each other. Arranged at positions different from each other in the direction intersecting the predetermined direction with respect to the head unit, the output control unit emits from the end laser emitting unit located at the end of the laser head unit other than the endmost laser emitting unit. Control is performed so that the energy of the laser beam to be emitted is larger than the energy of the laser beam emitted from the laser emitting unit other than the endmost laser emitting unit and the end laser emitting unit.
  • the problem that the image density recorded with the laser beam of the end laser emission part not adjacent to one laser emission part is lower than the other image density arises for the following reason.
  • the laser light applied to the recording object affects not only the dots corresponding to the laser light but also the dots adjacent to the dots, and raises the temperature to the adjacent dots.
  • the dots are heated to a prescribed temperature due to the influence of the laser light corresponding to the dots and the adjacent laser lights, and the dots are colored with a prescribed image density.
  • the laser beam emitted from the end laser emission part is adjacent to the laser only on one side. Therefore, the dot corresponding to the laser of this end laser emitting portion is only affected by the laser light adjacent to one side.
  • the energy of the laser beam emitted from the end laser emitting unit is set to be greater than the optical energy of the laser emitted from the laser emitting unit other than the outermost laser emitting unit and the end laser emitting unit. Control to increase. In this way, by increasing the light energy, the dots corresponding to the laser light emitted from the end laser emission part can be heated to a prescribed temperature, and the dots can be colored with a prescribed image density. Can do. Thereby, the image density recorded by the edge laser emitting part can be made the same as other image densities.
  • attachment property of a laser head part, etc. can be improved by arrange
  • the output control unit controls the energy of the laser beam emitted from the end laser emitting unit according to the relative moving speed of the recording object.
  • the faster the conveyance speed is the more the laser beam is emitted from the laser emission part of the laser head part such as the array head on the upstream side in the movement direction ( ⁇ X axis direction side).
  • the time until the laser beam is emitted from the laser emission part of the laser head part on the downstream side in the movement direction (+ X axis direction side) is shortened.
  • the faster the conveyance speed the higher the temperature of the corresponding dot can be raised to the specified temperature even if the light energy of the laser beam emitted from the end laser emitting part is low. Can be made. Thereby, the damage by the laser beam of a recording target object can be suppressed, and an image density nonuniformity can be suppressed.
  • a recording object temperature detection unit such as a first temperature sensor 182 that detects the temperature of the recording object
  • the output control unit emits laser according to the detection result of the recording object temperature detection unit.
  • the optical energy of the laser emitted from the unit is controlled.
  • an environmental temperature detection unit such as a second temperature sensor 183 that detects the environmental temperature
  • the output control unit is based on the detection result of the environmental temperature detection unit from the laser emitting unit. Controls the energy of the emitted laser light.
  • the higher the environmental temperature the more difficult the heat heated by the laser light escapes to the outside air, and the temperature of the recording object is raised to a specified temperature with a small amount of light energy.
  • the color can be developed with a specified image density. Thereby, the damage by the laser beam of a recording target object can be suppressed, and a regular image density can be obtained.
  • the output control unit uses the energy of the laser light emitted from the laser emitting unit to determine whether the laser light is emitted from the laser emitting unit adjacent to the laser emitting unit. Control based on. According to this, as described in the embodiment, when the adjacent laser emission part does not emit laser light, it is not affected by the laser emitted from the adjacent laser emission part. Therefore, there is a possibility that the temperature of the recording object cannot be raised to a specified temperature.
  • the optical energy of the laser emitted from the laser emitting part based on whether or not the laser emitting part adjacent to the laser emitting part emits a laser, as described above, the adjacent laser emitting part If the laser beam is not emitted, the optical energy of the laser can be increased. Thereby, a prescribed image density can be obtained.
  • (Aspect 7) In any one of (Aspect 1) to (Aspect 6), a plurality of laser light emitting elements that emit laser light, and laser light emitted from the laser light emitting elements are provided corresponding to the plurality of laser light emitting elements. And a plurality of optical fibers led to each of the plurality of optical fibers.
  • the laser emitting portions of the respective optical fibers may be arranged so that the main scanning direction pitch of the image dots formed on the recording object is a predetermined pitch, and the laser light emitting element is arranged. It is not necessary to arrange the image dots so that the pitch in the main scanning direction is a predetermined pitch.
  • a laser light emitting element can be arrange
  • the energy of the laser beam emitted from the laser emitting portion located at the end is 103% or more and 150% or less with respect to the energy of the laser beam emitted from the other laser emitting portion. According to this, it is possible to suppress the occurrence of density unevenness and to suppress damage due to laser light irradiation of the recording target.
  • a recording object conveying means such as a conveyor device 10 for conveying a recording object
  • the output control unit conveys the recording object by the recording object conveying means.
  • a visible image (image) is recorded by emitting laser light from the laser emitting unit to the recording object. According to this, productivity can be improved compared with the case where a recording target is temporarily stopped and a laser irradiation apparatus such as the recording device 14 is moved to record a visible image on the recording target.

Landscapes

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Abstract

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、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(42a)と、複数のレーザー出射部(42a)それぞれによって出射された複数のレーザー光を、Z軸方向と直交する方向に移動する記録対象物の表面に集光する光学部と、複数のレーザー出射部(42a)のうち、光学部の端部近傍を通過するレーザー光を出射する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、端部に位置する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出力制御部と、を備える。

Description

画像記録装置および画像記録方法
 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、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、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 JPOXMLDOC01-appb-T000001
 ◎ 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、
     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、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、
     前記複数の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、を備え、
     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、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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