具体实施方式
图1示出了应用本发明实施例的打标装置10的示意结构。打标装置10执行打标处理,通过打标处理,在传送长的X射线胶片12期间,激光束LB照射到已经缠绕成卷形状态的作为被打印材料的长的X射线胶片12的表面上,形成字符,标记等的打标图案。
如图2A中所示,作为感光材料的应用到该实施例的X射线胶片12具有通常的结构,其中聚乙烯对苯二甲酸酯(PET)用于作为支撑的底层14,并且感光乳剂涂敷在底层14的至少一侧,以形成感光乳剂层16。
如图1所示,X射线胶片12围绕芯体18绕成卷形且感光乳剂层16位于外面,并且X射线胶片12安装在作为传送滚筒50的打标装置10内并且从最外层拉出。
从传送滚筒50拉出的X射线胶片12绕到传递辊20,并且X射线胶片12的传送方向从处理方向(图1中所示的箭头的方向)改变到大约与处理方向成直角的向上方向(朝向图1的顶部的方向)。然后,X射线胶片12绕到传递辊22上。此外,在X射线胶片12绕到传递辊22上之后,X射线胶片12的传送方向从向上的方向改变到处理方向,并且胶片到达打印滚筒24。
在打标装置10内,X射线胶片12卷绕到打印滚筒24上的位置配置为用于激光束LB照射的位置,并且传送方向已经通过打印滚筒24从处理方向改变到与处理方向大约成直角的向下方向的X射线胶片12由一对辊26支撑。然后,X射线胶片12的传送方向在辊26处改变到与向下方向成直角的处理方向,并且X射线胶片12被传送到小辊28、30。
吸鼓32布置在小辊28、30之间,并且大体U形的传送路径由吸鼓32形成在小辊28、30之间。然后,X射线胶片12绕在辊28、30之间的吸鼓32的周围。
大量的小孔(图中未示出)设置在吸鼓32的外周表面上,通过吸鼓卷绕在外周表面上的X射线胶片12被空气吸附,以便保持。同时,吸鼓32通过其自身的鼓重或未示出的加载装置的推动力能够如图1所示向下移动。结果,反张力(幅张力)施加到X射线胶片12上。因此,X射线胶片12配置为当X射线胶片12经过上述打印滚筒24时与打印滚筒24保持紧密接触。
从辊26传送来的X射线胶片12通过几乎是U形的传送路径在一对小辊28、30之间传送,并且从小辊30被传送下去。然后,X射线胶片12围绕芯体34卷绕。结果,形成卷盘52。
此外,卷绕控制装置36设置在打标装置10内。卷绕控制装置36控制驱动芯体18、34以及吸鼓32的驱动单元以执行从传送滚筒50拉出X射线胶片12,传送拉出的X射线胶片12,并且绕芯体34卷绕X射线胶片12。
在打标装置10内,芯体18、34被驱动以转动,从而X射线胶片12基本以相同的线速度被传送,并且吸鼓32在吸附X射线胶片12以便保持的状态下转动。
吸鼓32设有旋转编码器38,旋转编码器38输出与吸鼓32转角对应的脉冲信号。在打标装置10中,利用从旋转编码器38输出的脉冲信号能够监视X射线胶片12的传送速度和传送长度。
此外,打标装置10设有作为打标单元的发射激光束LB的打标头40,以及控制从打标头40发射的激光束LB的激光控制装置42。上述旋转编码器38连接到激光控制装置42,与X射线胶片的传送速度相对应的脉冲信号输入激光控制装置42内。
如图1和3所示,打标头40如此布置,即在用于激光束LB的末端部分的发射口和卷绕到打印滚筒24上的X射线胶片12彼此相对。此外,打标头40包括激光振荡单元44以及包括诸如图中未示出的聚光透镜的光学***的光束偏转单元46,并且来自激光振荡器44的激光束LB发射到卷绕在滚筒24上的X射线胶片。
应用到该实施例的激光控制装置42(图3中未示出)以预定的定时输出作为驱动信号的脉冲信号。激光振荡单元44根据作为驱动信号的输入脉冲信号以脉冲信号的持续时间(脉冲宽度)发射具有恒定波长的激光束LB。
光束偏转单元46设有,例如,声光装置(AOD),以及以预定的定时输出偏转信号的激光控制装置42。单元46基于偏转信号沿垂直于X射线胶片12的传送方向的宽度方向扫描激光束LB。这里,单元46扫描的激光束LB由于聚光透镜在X射线胶片12上以预定的点径聚焦,由此形成图像。
与将被记录在X射线胶片12(见图3)上的字符,标记等的打标图案MP对应的图案信号从例如卷绕控制装置36输出到激光控制装置42。
激光控制装置42根据图案信号将驱动信号输出到激光振荡单元44,并且将偏转信号输出到光束偏转单元46,同时基于从上述旋转编码器38输入的脉冲信号监视X射线胶片12的传送长度。
结果,激光束LB从打标头40扫描和照射到X射线胶片12上,同时根据打标图案被开启和关闭。此时,如图3所示,激光控制装置42输出信号,由打标头40内的光束偏转单元46控制的激光束LB的方向(偏转方向)定义为主扫描方向,并且X射线胶片12的传送方向定义为副扫描方向,从而激光束LB照射在X射线胶片12上,以在X射线胶片12上形成打标图案MP。这里,图3中示出了字母表的字母用作打标图案MP的例子。
如图3、4A、4B所示,利用包括诸如5×5点阵的点阵的字符,标记,图形符号等能够形成打标图案MP。此外,图MP可以具有任意的结构,该结构利用多个字符,数字符号,标记等,包括如图4B中所示的点阵。
在这种情况下,如图3和图4A中所示,当X射线胶片12沿纵向方向在宽度方向的预定位置(切割线48由虚线示出)切割,并且处理成具有较窄幅宽的卷或片时,打标图案可以形成在切割线48的两侧,从而打标图案的顶部和底部方向彼此相对。
而且,如图1和3所示,打标头40和X射线胶片12配置在打标装置10中,并且在X射线胶片12卷绕到打印滚筒24上时与打印滚筒24距离最短的位置彼此相对。结果,可以防止图像模糊,图像模糊由附在打印滚筒24外周表面上的灰尘等通过穿过X射线胶片12的激光束LB的加热在X射线胶片12内产生。
此外,CO2激光束用作打标装置10内的激光束LB的一个例子,并且在打标头40的激光振荡单元44内使用用于输出具有预定波长的CO2激光束的激光振荡管。
如图2B所示,在打标装置10内,凸点16A由打标头40发出的激光束LB在X射线胶片12上形成,并且形成打标图案MP的字符,标记等通过点16A的阵列形成。
这里,在激光振荡单元44内振荡的激光束LB的波长(振荡波长)λ(μm),作为用于形成一个点16A的激光束LB照射时间的驱动激光振荡单元44的脉冲宽度t(μsec),以及照射到X射线胶片12上的激光束LB的能量密度E(kW/cm2)在该实施例中如此设定,即满足已经预先设定的预定关系。结果,在X射线胶片12根据预定的线速度传送的同时,包括具有优良可见度的点16A以及点阵的打标图案MP形成在X射线胶片12上。
即,当通过将在激光振荡单元44内振荡的激光束LB照射到X射线胶片12上形成点16A时,X射线胶片12吸收激光束LB的能量并且熔化。此时,熔化速度取决于吸收的能量的量。
此外,X射线胶片12吸收的能量的量随激光束LB的波长λ,激光束LB的能量密度E以及激光束LB的照射时间的脉冲宽度t而变化。
另一方面,X射线胶片12的更高线速度需要脉冲宽度t更短。此外,诸如CO2激光束的激光束LB的波长λ大致分成例如诸如9.3μm(9.3×10-6m)和9.6μm的9微米波长段,以及诸如10.6μm的10微米波长段。
这里,能够形成具有优良可见度的点16A的区域A、B、C基于波长λ,脉冲宽度t以及能量密度E设定,如图5所示。然后,打标根据区域A,B或C执行。这里,区域A和C应用于9微米波长段内的激光束LB,而区域B应用于10微米波长段内的激光束LB。
在具有上述配置的打标装置10内,卷绕控制装置36控制X射线胶片12从传送滚筒50的拉出的开始。结果,X射线胶片在卷绕到打印滚筒24和吸鼓32等上面的同时被传送,并且绕芯体34卷绕,形成卷盘52。
此时,卷绕控制装置36控制吸鼓32开始空气抽吸同时转动,卷绕到外周表面上的X射线胶片12被吸附并被保持。结果,X射线胶片12以恒定的速度传送。此外,吸鼓32通过其自重或推动力将预定的张力施加在X射线胶片12上。
结果,吸鼓32的转速(圆周速度)变成X射线胶片12的线速度,胶片12以该线速度被传送同时被卷绕到打印滚筒24上。
另一方面,激光控制装置42通过旋转编码器38检测吸鼓32的转速,以监视X射线胶片12的传送长度。当传送的X射线胶片12的长度达到预定长度时,用于激光振荡单元44的驱动信号以及用于激光偏转单元46的偏转信号被输出,从而两个信号与从卷绕控制装置36输入的图案信号对应。
在驱动信号输入后激光振荡单元44根据该驱动信号使激光束LB振荡。光束偏转单元46根据偏转信号偏转激光束LB。
结果,X射线胶片12被激光束LB根据图案信号扫描并且照射,具有根据图案信号的点阵的打标图案MP形成在X射线胶片12上。
顺便提一句,X射线胶片12由于激光束LB被照射到感光乳剂层16上吸收激光束LB的能量,由此引起熔化以及在感光乳剂层16上的沉积。在熔化和沉积过程中在X射线胶片12的感光乳剂层16内产生微小气泡16B,并且表面由于微小气泡16B变得凸起。
通过使微小气泡16B的直径为约1μm至5μm,通过使由于气泡16B引起的点16A的凸出的数量为约10μm,以及通过使点16A的直径为大约200μm(200×10-6m)可以获得具有优良可见度的点。
即,在X射线胶片12中,大量的气泡161在感光乳剂层16内产生,由此在气泡16B之间形成大量的边界薄膜,并且促使光的不规则反射。结果,由于在X射线胶片12内的点16A的内侧和外侧之间的反射光的数量极大不同,无论是否已经进行了显影并且无论密度的亮度或暗度如何点16A的可见度都被提高。
此外,不仅当从X射线胶片12的上侧观看,而且当在X射线胶片12倾斜的状态下观看时,上述形成在X射线胶片12上的点16A变得不透明,并且能够可靠地实现点16A的视觉识别。
另一方面,当激光束LB的照射时间较短,并且降低感光乳剂层16吸收的能量的量时,点的直径变小,并且不引起熔化。因此,降低了点16A的可见度。
此外,当激光束LB的照射时间较长,并且增加感光乳剂层16吸收的能量的量时,感光乳剂层16的熔化进行到在底层14和感光乳剂层16之间产生间隙,或进行到暴露底层14。
在底层14和感光乳剂层16之间产生的空间不同于在感光乳剂层16内产生的气泡16B,即与气泡16B的尺寸相比,所述间隙较大。当产生间隙时,尽管紧接激光束LB的照射之后和显影之前提高了点16A的可见度,但是在该间隙上部的感光乳剂层16由于显影处理而分散或脱落,暴露了底层14。结果,降低了点16A的可见度,或者点16A消失。
因此,在打标装置10内,为了给予用于形成可见度优良的适当的点16A的能量,设定打标头40的输出(激光振荡单元44的输出)以及激光束LB的照射时间。
图2B示出了理想状态的点16A的一个例子,但是形成在X射线胶片12上的点16A的形状不限于图2B中所示的这一种。作为能够获得预定可见度的点16A,仅仅需要底层14不暴露并且点16A从底层14的表面突出。
这里,对于激光束LB的波长λ(μm),利用具有不同振荡波长(波长λ)的激光振荡单元并且切换不同的输出,激光束LB的照射时间的脉冲宽度t(μsec)和能量密度E(kW/cm2)被改变,以进行照射激光束LB的点16A的评价,图像不清评价,以及包括产品质量的完成质量的总体评价。基于上述评价结果,设定用于在X射线胶片12上以优良的可见度并且不降低产品质量对点16A进行标记的条件。
图6示出了应用于上述评价的测试装置60的示意配置。对于测试装置60,激光振荡管44A、44B、44C作为激光振荡单元44交替地设置在打标头62内。在评价中,具有9.3μm和9.6μm波长λ的激光束LB作为9微米波段的波长被使用,并且具有10.6μm波长λ的激光束LB作为10微米波段的波长被应用。激光振荡管44A的振荡波长(波长λ)为9.3μm,激光振荡管44B的振荡波长为9.6μm,并且激光振荡管44C的振荡波长为10.6μm。
这些激光振荡管44A至44C发射光束直径为大约4mm的激光束LB。
激光控制装置64输出具有预定脉冲宽度t(μsec)的脉冲信号,以便驱动激光振荡管44A至44C。此时,激光控制装置64能够任意调节脉冲宽度t。
代替光束偏转单元46,起偏器66用于调节发射到X射线胶片12的激光束LB的能量,并且同时聚光透镜68布置在激光束LB的发射侧,并且用于对激光束LB进行聚光,以便点直径在50mm距离F的位置变成大约2mm。从打标头62发射的激光束LB的能量可以通过改变激光振荡管44A至44C的输出而调节,但是起偏器66配置用于评价。
此外,在测试装置60内,评价样本70安装用于X-Y可移动工作台72上,通过可移动工作台72评价样本70能够沿水平方向移动。
评价样本70包括具有大约175μm厚的PET支撑部分(底层14),以及通过在所述支撑部分的一侧涂敷感光乳剂获得的具有大约2μm至5μm厚的感光乳剂层16。评价样本***用于通过X-Y可移动工作台72进行激光束LB照射的空间或从该空间取出。此时,评价样本66吸附并且保持在X-Y可移动工作台72上,并且用于评价的字符和标记(打标图案MP)不通过激光束LB的扫描而是通过利用X-Y可移动工作台72水平移动评价样本70在评价样本70形成。
此外,用于可见度和模糊的评价通过目视检查进行,并且结果如下表示:
对于可见度评价,
○:具有较好可见度的点和点图案,该点和点图案在气泡仅在感光乳剂层内产生并且感光乳剂层在白色中变得浑浊之后获得,并且能够一看就识别,
△:具有不足可见度的点和点图案,其中底层(支撑部分)的部分被暴露并且具有已经变暗的部分,以及
×:具有显著低的可见度的点和点图案,其中底层完全被暴露并且点和点图案的存在不能够一看就识别;或者由于感光乳剂层内没有实质的变形因此目视判别困难的点和点图案;
对于模糊(或起雾fogging)的评价,
○:没有产生模糊,以及
×:出现模糊,由于该模糊可能质量降级;以及
对于总体评价,
○:形成具有优良可见度的点图案,并且产品质量没有恶化,以及
×:形成具有劣质可见度的点图案,并且产品质量恶化。
表1至4示出了在如下条件下获得的测试结果,即,在脉冲宽度t(μsec)恒定的同时,改变激光束LB的波长λ(μm),以及在评价样本70上的激光束LB的能量密度E(kW/cm2)。这里,表1至4中的脉冲宽度t分别为3μsec,10μsec,20μsec,以及30μsec。
表1
脉冲宽度(t)3×10-6sec 照射波长(μm)
表2
脉冲宽度(t)10×10-6sec 照射波长(μm)
表3
脉冲宽度(t)20×10-6sec 照射波长(μm)
表4
脉冲宽度(t)30×10-6sec 照射波长(μm)
此外,表5至12示出了在如下条件下获得的测试结果,即,在激光束LB的能量密度E(kW/cm2)恒定的同时,改变激光束LB的波长λ(μm),以及激光束LB的脉冲宽度t(μsec)。这里,表5至9中的能量密度E(kW/cm2)分别是200kW/cm2、500kW/cm2、600kW/cm2、750kW/cm2、1000kW/cm2。此外,表10至12中的能量密度E(kW/cm2)分别是5kW/cm2、80kW/cm2、50kW/cm2。
表5
能量密度200kw/cm2 照射波长(μm)
表6
能量密度500kw/cm2 照射波长(μm)
表7
能量密度600kw/cm2 照射波长(μm)
表8
能量密度750kw/cm2 照射波长(μm)
表9
能量密度1000kw/cm2 照射波长(μm)
表10
能量密度5kw/cm2 照射波长(μm)
表11
能量密度80kw/cm2 照射波长(μm)
表12
能量密度50kw/cm2 照射波长(μm)
这里,表1至12中所示的测试结果被分类。
利用用于脉冲宽度t在等于或大于4μsec并且小于30μsec的范围内的9微米波段中波长为9.3μm或9.6μm的激光束LB,能够在区域A形成包括合理的点16A的点阵的打标图案MP,并且在X射线胶片12(评价样本70)内没有降低完成质量。如图5所示,在坐标系中,脉冲宽度t(μsec)和能量密度E(kw/cm2)分别以横坐标和纵坐标绘制,区域A位于线段A1和线段A2之间;在能量密度E低于线段A1的区域给予X射线胶片12足够的能量较困难;并且当能量密度E高于线段A2时,能量变得太大,由此引起底层14中大的暴露,模糊(起雾)等。
另一方面,评价样本70(X射线胶片12)上激光束LB的能量密度E能够通过基于下面的脉冲宽度t随激光束LB照射时间变化的线性函数近似表示。
E=αt+β
(其中α和β是常数)
因此,得出线段A1、A2的如下等式:
A1:E=α1t+β1,以及
A2:E=α2t+β2
由此,从上述测试结果得到下面的数值:α1=-10;β1=330;α2=-15;以及β2=1000。
因此,当使用9微米波段的激光束LB时,通过这样设定脉冲宽度t以及能量密度E,对于在等于或大于3μsec以及小于30μsec范围内的脉冲宽度t,可以形成具有优良可见度的打标图案MP,而不会降低X射线胶片12的产品质量,
E=α1t+β1
E=α2t+β2
其中:α1=-10;β1=330;α2=-15;β2=1000。
此外,当使用具有例如10.6μm波长λ(μm)的10微米波段的激光束时,由线段B1、B2限定的区域B设定用于在等于或大于3μsec并且小于30μsec范围内的脉冲宽度t(μsec)。
此时,线段B1、B2表示如下:
B1:E=α3t+β3,以及
B2:E=α4t+β4
由此,从上述测试结果得到下面的数值:α3=-15;β3=1000;α4=-25;以及β4=1450。
因此,当使用10微米波段的激光束LB时,通过这样设定脉冲宽度t以及能量密度E,对于在等于或大于3μsec以及小于30μsec范围内的脉冲宽度t,可以形成具有优良可见度的打标图案MP,而不会降低X射线胶片12的产品质量,
E=α3t+β3
E=α4t+β4
其中:α3=-15;β3=1000;α4=-25;β4=1450。
在上述区域A、B内,当增加X射线胶片12的线性速度时,可以形成具有优良可见度的打标图案MN,而不会引起点16A的偏差或缺少,并且由于脉冲宽度t在等于或大于3μsec并且小于30μsec的极短范围内,因此能够改进用于在X射线胶片12上形成打标图案MP的生产率。
此时,作为用于区域A边界的线段A1以及作为用于区域B边界的线段B1彼此重合。由此,在如下条件下可以提高在X射线胶片12上标记的生产率:当包括区域A和B的区域AB(图中未示出)被设定时,激光束LB的波长λ,脉冲宽度t,以及能量密度E设定在由用于在等于或大于3μsec并且小于30μsec范围内的脉冲宽度t的线段A1、B2限定的区域AB内。
另一方面,当脉冲宽度t(μsec)在等于或大于3μsec并且小于30μsec的范围内时,通过使用具有例如9.3μm或9.6μm的波长λ(μm)的9微米波段的激光束LB可以在X射线胶片12上形成打标图案MP。
当区域C定义为在线段C1、C2之间时,线段C1、C2表示如下:
C1:E=α5t+β5,以及
C2:E=α6t+β6
由此,从上述测试结果得到下面的数值:α5=-0.03;β5=10;α6=-0.35;以及β6=110。
由此,当通过抑制能量密度E并且利用9微米波段的激光束LB而脉冲宽度t相对较长(在等于或大于30μsec并且小于200μsec)时,通过设定脉冲宽度t和能量密度E,以便脉冲宽度t和能量密度E满足基于由下面等式定义的区域C的要求,也能够形成具有优良可见度的打标图案MP,而不会引起X射线胶片12的产品质量降级:
E=α1t+β1以及
E=α2t+β2
其中:α5=-0.03;β5=10;α6=-0.35;以及β6=110。
这里,上述实施例并不限制本发明的配置。尽管例如在实施例中说明了打标装置10的例子,但是本发明不限于上述例子并且能够应用于具有任意配置的打标装置,只要该打标装置中包括点阵的打标图案通过激光振荡单元的开启-关闭操作通过将激光束LB照射到正传送的X射线胶片12上形成。
此外,在实施例中说明了X射线胶片12用作感光材料的例子,但是本发明不限于上述实施例,并且能够应用于在感光乳剂层设置在支撑部分的至少一侧的具有各种结构的感光材料上进行标记。
如上所述,本发明的优良的优点在于由于作为形成单个点的激光照射时间的脉冲宽度t(μsec)在等于或大于3μsec并且小于30μsec范围内的条件下能够形成具有优良可见度的点,因此通过利用用于在感光材料上标记地激光能够提高生产率。此外,根据本发明即使对于在等于或大于30μsec并且小于200μsec的范围内的脉冲宽度t(μsec)也能够在感光材料上形成具有优良可见度的打标图案。
顺便提一句,用于在X射线胶片12上形成具有优良可见度的点16A的激光束LB的照射时间在用于作为激光振荡单元44的振荡波长(激光束波长)的9微米波段,例如,用于9.3μm,或9.6μm的1μsec至15μsec的范围内。这里,当激光振荡单元44的振荡波长是在诸如10.6μm的10微米的波段内时,通过将激光束LB的照射时间设定在5μsec至18μsec的范围内能够形成上述点16A,但是,在实施例中,为了提高操作效率(打标效率)使用用于使9微米波段的波长的激光束LB振荡的激光振荡单元44。
此外,优选方式是,通过进一步控制激光束LB的照射时间在X射线胶片12的底层14和感光乳剂层16之间没有间隙。该间隙不同于形成点16A时在感光乳剂层16内产生的气泡。当在底层14和感光乳剂层16之间产生间隙时,在通过照射激光束LB形成点16A的点增加激光束LB的可见度。然而,在该间隙上侧的感光乳剂层16通过X射线胶片12的显影处理散开以在感光乳剂层16内提供开口并且由此对感光乳剂层16引起相当的状态,在感光乳剂层16中点16A通过用于比上述照射时间(用于9微米波段的15μsec,或用于10微米波段的18μsec)更长的照射形成。
优选方式是,为了防止在X射线胶片12的底层14和感光乳剂层16之间产生这种间隙,激光束LB的照射时间控制在用于作为振荡波长的9微米波段的1μsec至10μsec的范围内,以及用于10微米波段的5μsec至18μsec的范围内。结果,在X射线胶片12的制造步骤的打标图案MP的可见度评价与用户的评价的差值降低。
尽管此时在作为激光束LB波长的9微米波段和10微米波段之间的激光束LB的照射时间具有很少差别,但是通过具有10微米波段中的波长的激光束LB形成的点16A的突出量大约是通过具有9微米波段中的波长的激光束LB形成的点16A的突出量的两倍。因此,优选方式是从点16A的可见度考虑利用具有9微米波段中的波长的激光束LB,并且在实施例中使用用于使具有9微米波段中的波长的激光束LB振荡的激光振荡单元44。
另一方面,由于X射线胶片12被激光束LB的照射加热,因此引起X射线胶片12中温度增加。此时,由于保持温度增加的状态,因此在X射线胶片12上引起诸如感光度增强和感光度减少的缺陷性能。
而且,X射线胶片12的热量传递到卷绕X射线胶片12的打印滚筒24的外周部分。当热量在打印滚筒24内集聚时,X射线胶片12被打印滚筒24加热,以在X射线胶片12上引起诸如感光度增强和感光度减少的缺陷性能。
这里,根据该实施例的打标装置10的配置是当照射激光束LB时X射线胶片12接触的打印滚筒24的外周部分由导热系数为15w/(m·k)或更高的金属形成,并且通过改进打印滚筒24的外周部分的散热性能抑制在打印滚筒24的外部中从X射线胶片传递的热量的聚集量。此外,通过改进打印滚筒24的外周部分的散热性能X射线胶片12内的热量也能够由打印滚筒24排出。
如图3所示,该实施例的配置是打印滚筒24形成为圆筒状,该圆筒具有中空的内部以及卷绕X射线胶片12的外周部分。此时,在该实施例中,作为一个例子,打印滚筒24的外周部分由导热系数α为15w/(m·k)的SUS(不锈钢)形成。这里,在该实施例中,打印滚筒24的外周部分表面的配置是该表面镀有硬铬镀层(导热系数:90.3w/(m·k)),以提供该表面4S或更小的表面粗糙度,并且当X射线胶片12卷绕到该表面上时,防止在X射线胶片12上产生诸如摩擦痕迹的损坏。
当传送X射线胶片12的同时将X射线胶片12卷绕到打印滚筒24上时,围绕X射线胶片12的表面或围绕打印滚筒24的外周表面的空气被夹带为在X射线胶片12和打印滚筒24的外周表面之间的所谓的夹带空气,以形成打印滚筒24和卷绕到打印滚筒24上的X射线胶片12之间空气层。
空气层具有在X射线胶片12和打印滚筒24之间的绝热效果,以引起从X射线胶片12散热的降低。
即,由夹带的空气在X射线胶片12和打印滚筒24之间形成空气层,降低了X射线胶片12的接触传热系数H以及散热系数。
通过降低X射线胶片12的线速度,并且通过增加卷绕到打印滚筒24上的X射线胶片12的幅张力降低夹带空气量。因此,通过降低上述夹带空气的量能够抑制接触传热系数H的降低。
结果,在打标装置10中,在照射激光束LB时的X射线胶片12的线速度V或幅张力T如此设置,以便X射线胶片12的接触传热系数H是475W/(m2·K)或更大,并且优选480W/(m2·K)或更大。
顺便提一句,感光乳剂层16通过照射激光束LB熔化,以在X射线胶片12内形成点16A。此时,激光束LB照射的位置在X射线胶片12上被加热。
当通过该热量X射线胶片12的温度增加时,引起诸如感光度增加或感光度减少的作为感光材料的缺陷特性。
此外,当在X射线胶片12内产生的热量传递到打印滚筒24并且在此处集聚以引起打印滚筒24的外周部分内温度增加时,X射线胶片12被打印滚筒24加热,以引起诸如感光度增加或感光度减少的缺陷特性
结果,打标装置10的配置是通过将传热系数α高的金属用于打印滚筒24的外周部分防止打印滚筒24内聚集热量的同时,通过利用打印滚筒24对X射线胶片12进行散热防止用激光束LB加热的X射线胶片12上产生诸如感光度增加和感光度减少的缺陷性能。
表1示出了当通过照射激光束LB在X射线胶片12上形成预定打标图案MP时,关于打印滚筒24的外周部分的传热系数α,滚筒24的表面温度,以及X射线胶片12的完成质量评价的测试结果。
这里,进行了打印质量(完成质量)评价,并且结果如下表示:
○:在X射线胶片中没有引起缺陷性能并且形成高质量的打标图案;以及
×:引起诸如感光度增加和感光度减少的缺陷性能。
表13
打印滚筒外周部分的材料 |
传热系数α(W/(m·k)) |
打印滚筒的表面温度(℃) |
打印质量 |
SUS |
15 |
35-45 |
○ |
铁 |
80 |
35-40 |
○ |
铝 |
237 |
25-30 |
○ |
铜 |
398 |
23-28 |
○ |
玻璃增强树脂 |
0.5 |
70-80 |
× |
氯丁二烯橡胶 |
0.25 |
80-90 |
× |
丙烯酸酯橡胶, |
0.27 |
80-90 |
× |
如上所述,由于打印滚筒24的外周部分由诸如SUS(不锈钢),铁,铝,以及铜的传热系数α为15W/(m·k)或更高的金属材料形成,并且由激光束LB照射产生的热量从X射线胶片12散开,由此热量不会集聚,从而能够形成具有优良可见度的打标图案MP,而不会在X射线胶片12内引起诸如感光度增加和感光度减少的缺陷性能。
这里,优选用于形成打印滚筒24外周部分的材料不限于表13中所示的金属材料,并且可以应用传热系数α为15W/(m·k)或更高的任何材料。
另一方面,从X射线胶片12到打印滚筒24的散热影响X射线胶片和打印滚筒24之间的接触传热系数H,并且当接触传热系数H较小时,当照射激光束LB时X射线胶片12的温度。
表15示出了当X射线胶片12和打印滚筒24之间的接触传热系数H时,对于通过将激光束LB照射到X射线胶片12上形成打标图案MP的打标部分测出的温度的结果。
表14
如表15中所示,接触传热系数H的降低引起X射线胶片12上的打标部分的温度增加。
而且,当传送X射线胶片12的同时将X射线胶片12卷绕到打印滚筒24上时,在X射线胶片12和打印滚筒24之间进入夹带空气,以在X射线胶片12和打印滚筒24的外周表面之间形成空气层。该空气层引起X射线胶片12和打印滚筒24之间的接触传热系数H的降低。
表15示出了当线速度和幅张力变化时,对于通过将激光束LB照射到X射线胶片12上形成打标图案MP的打标部分测出的温度的结果。
表15
对流加热系数H(W/(m<sup>2</sup>·k)) |
打标部分的温度(℃) |
465 |
48 |
407 |
55 |
349 |
58 |
290 |
58 |
232 |
60 |
174 |
65 |
如表14和15清楚所示,线速度V的降低,或幅张力T的增加引起夹带空气量降低,以使X射线胶片12和打印滚筒24之间的接触传热系数H更大。结果,降低了X射线胶片12上的打标部分的温度。
即,接触传热系数H(W/(m2·K))由下面的关系表示,假定D(mm)是打印滚筒24的外径,V(m/min)是X射线胶片12的线速度,T(kg/m)是幅张力。
H=[a/[b·(D/25.4)·{(V/0.3048)/(0.056×T)}2/3+C]]·1.16279其中:a、b、c是常数,a=4.0至5.0,b=0.000004,并且C=0.002至0.003。
接触传热系数H随幅张力T,线速度V,以及打印滚筒24的外径D而变化。
结果,在打标装置10中,在X射线胶片12和打印滚筒24之间的接触传热系数H如此设定,即X射线胶片12的温度不达到引起诸如感光度增加和感光度减少的缺陷性能的温度,并且X射线胶片12的线速度V和幅张力T如此设定,即获得上述接触传热系数H。
表16示出了当X射线胶片12的线性速度V是常数的同时变化幅张力T时的接触热传递系数H以及X射线胶片12的完成质量的评价。
此外,表17示出了当X射线胶片12的幅张力T是常数的同时变化线性速度V时的接触热传递系数H以及完成质量的评价。
表16
幅张力T(kg/m) |
接触热传递系数h |
打印质量(完成质量) |
4 |
431.2 |
× |
5 |
480.0 |
○ |
7 |
556.3 |
○ |
8 |
588.4 |
○ |
12 |
689.8 |
○ |
16 |
763.8 |
○ |
20 |
821.4 |
○ |
表17
线速度V(m/min) |
接触热传递系数H(W/(m<sup>2</sup>·K)) |
打印质量(完成质量) |
240 |
470.7 |
× |
230 |
480.0 |
○ |
200 |
511.5 |
○ |
180 |
535.9 |
○ |
150 |
579.2 |
○ |
如表16所示,当X射线胶片12的幅张力T增加时,接触热传递系数H增加。此外,如表17所示,当X射线胶片12的线速度V增加时,接触热传递系数H降低。
再者,对于X射线胶片12用480W/(m2·K)或更高的接触热传递系数H获得高质量最后加工,并且对于X射线胶片12用470.7W/(m2·K)或更低的接触热传递系数H引起感光度增加和感光度减少。用于上述例子的线速度V分别是230m/min和240m/min。
此外,表18示出了当打印滚筒24的外径变化时的接触热传递系数H以及X射线胶片12的完成质量的评价。这里,当X射线胶片12的线速度V和幅张力保持常数时获得表6中的结果。
表18
打印滚筒的外径D(mm) |
接触热传递系数H(W/(m<sup>2</sup>·K)) |
打印质量(完成质量) |
200 |
623.6 |
○ |
150 |
733.1 |
○ |
100 |
889.4 |
○ |
80 |
972.3 |
○ |
50 |
1130.3 |
○ |
如表18所示,当接触传热系数H较大时,X射线胶片12的完成质量不取决于打印滚筒24的外径D。
结果,当接触热传递系数H是475W/(m2·K)或更高,优选480W/(m2·K)或更高时,能够实现高质量打标,而不会在X射线胶片12内引起缺陷性能。
另一方面,当线速度V是235m/min或更低,优选230m/min或更低时,能够实现高质量打标,而不会在X射线胶片12内引起缺陷性能。
再者,当幅张力T是4.5kg/m或更高,优选5kg/m或更高时,能够实现高质量打标,而不会在X射线胶片12内引起缺陷性能。
这里,幅张力T的上限可以被控制,以便在X射线胶片12内不引起损坏的范围内。此外,由于线速度V的减小降低了在X射线胶片12上标记的生产率,因此线速度V可以基于生产率,用激光束LB形成适当的点16A所需要的时间等从上述范围设定,以获得期望的接触热传递系数H.
结果,当点16A配置为通过将激光束LB照射到X射线胶片12上以熔化X射线胶片12的感光乳剂层16而形成时,可以实现高质量的打标,而不会在X射线胶片12内引起诸如感光度增加和感光度减少的作为感光材料的缺陷质量。
这里,上述实施例不限制本发明的实施例。例如,尽管在实施例中CO2激光束用作激光束LB,但是本发明不限于该实施例,而是可以应用任意的激光。此外,尽管X射线胶片12在实施例中用作感光材料的一个例子,但是本发明不限于该实施例,而是能够应用于用激光束LB在任意感光材料上打标。
再者,尽管在实施例中X射线胶片12用于说明被打印的卷筒纸状材料,但是本发明不限于X射线胶片12,而是可以应用于任意被打印的卷筒纸状材料,只要该材料由任意材料形成,其中当通过用激光束LB加热表面形成打标图案MP时完成质量取决于表面温度的增加。
此时,作为备用辊的打印滚筒24的传热系数α以及接触传热系数H可以根据被打印材料设定。结果,可实现具有优良可见度的高质量打标,而不会降低被打印材料的完成质量。
如上所述,根据本发明,通过使用传热系数为15W/m×K或更高的元件材料增加被打印材料卷绕的备用辊的散热系数,以抑制当作为产品的完成质量取决于例如感光材料的温度的被打印的卷筒纸状材料被传送的同时通过照射用于加热的激光形成打标图案时被打印材料的温度的增加。
结果,获得优良的优点,即能够实现高质量打标而不会降低被打印材料的完成质量。
此外,通过使被打印材料和备用辊之间的接触热传递系数H为475(W/(m2×K))或更高,优选480W/(m2×K)或更高时,能够实现用于被打印材料的可靠散热。