JP2004322580A - レーザーマーキング方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】波長が9.3μm、9.6μmのレーザービームを用いる時には、線分A1、A2の間の領域Aを満たすようにレーザービームの照射時間となるパルス幅t(μsec)及びXレイフィルム上でのレーザービームのエネルギー密度E(kw/cm2)を設定する。また、波長が10.6μmなどの10μm帯のレーザービームを用いる時には、線分B1、B2の間の領域Bを満たすようにパルス幅及びエネルギー密度を設定する。これにより、パルス幅tが3μsec≦t<30μsecとなるので、Xレイフィルムの生産性を向上させながら視認性が高く高品質のマーキングパターンを形成することができる。
【選択図】 図5
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、写真感光材料や熱現像感光材料などの感光材料にレーザービームを照射して、所定のマーキングパターンを形成するレーザーマーキング方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
Xレイフィルムなどの感光材料に文字や記号等をマーキングする時に、レーザービームを用いることがある。Xレイフィルムは、レーザービームが照射されることによりレーザービームのエネルギーを吸収して、ドット状の被りや変形が生じる。レーザービームを用いたマーキングでは、レーザービームを走査しながらXレイフィルムに照射することにりドット配列によって文字や記号等のマーキングパターンを形成する。
【0003】
Xレイフィルムに形成したマーキングパターンの視認性を高めるためには、ここのドットを適正な大きさで形成する必要がある。
【0004】
ところで、レーザービームの走査によってXレイフィルムに適正な大きさ及び形状のドットを形成するためには、レーザービームのエネルギー量を適正に制御する必要がある。
【0005】
ここから、レーザービームをXレイフィルムなどん感光材料に照射して、ほぼ円形のドットを所定間隔で形成してマーキングを行うときに、マーキング条件としてレーザービームのエネルギー密度と張るステップ幅の組み合わせを規定する提案がなされている(例えば、特許文献1参照。)。
【0006】
この提案では、パルス幅が30μsec〜200μsecの範囲で、レーザービームを照射するときに、Xレイフィルムに視認性の高いドットを形成するためのエネルギー密度を規定している。
【0007】
【特許文献1】
特許第3191201号
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、パルス幅が30μsec〜200μsecの範囲では、Xレイフィルムの生産性向上を図るために高速搬送しようとしたときに、レーザービームの照射時間が長すぎることになり、ドット位置のズレや文字や記号等を形成するために必要な全てのドットを形成できなかったりするという問題が生じる。
【0009】
例えば、5×5ドットの文字を1本のレーザービームを用いて印字するときには、レーザービームの照射時間であるパルス幅t(μsec)に対する凡そのライン速度V(m/min)は、V=3000/tとなる。このために、パルス幅tが30μsecでは、100m/min以上の速度でXレイフィルムを搬送することができない。
【0010】
また、Xレイフィルムを低速で搬送しながら、より高い感度のXレイフィルムにマーキングする時には、レーザービームのエネルギー密度を小さくすることにより被り等の品質故障を防止するために好ましいが、特にパルス幅が30μsec以上の時においては、レーザービームの照射時間が長くなる分だけ、Xレイフィルムに照射されるエネルギーの総量が増加し、Xレイフィルムの表面のみならず、Xレイフィルムの内部まで溶融を進行させてしまい、ドットの視認性の低下や被り等の品質故障を生じさせてしまうという問題がある。
【0011】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、写真感光材料などの写真性品質と共に、印字品質を損ねることなく生産性の向上を図ることができるレーザーマーキング方法及び、印字品質の安定化を実現するレーザーマーキング方法を提案することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための請求項1の本発明は、レーザー発振手段によって発振したレーザー光を感光材料へ照射して形成したドットの配列によって、感光材料にマーキングパターンを形成するレーザーマーキング方法であって、前記レーザー光の波長λ(μm)を、9μm≦λ<10μm、ひとつのドットを形成するときのレーザー発振手段を駆動するパルス幅t(μsec)を、3μsec≦t<30μsecとしたときに、前記感光材料上のレーザー光のエネルギー密度E(kw/cm2)とパルス幅tとが、
E=α1t+β1
E=α2t+β2
ただし、α1=−10、β1=330、α2=−15、β2=1000
で囲まれる領域内となるようにして、ドットを形成することを特徴とする。
【0013】
また、請求項2の発明は、レーザー発振手段によって発振したレーザー光を感光材料へ照射して形成したドットの配列によって、感光材料にマーキングパターンを形成するレーザーマーキング方法であって、前記レーザー光の波長λ(μm)を、10μm≦λ<11μm、ひとつのドットを形成するときのレーザー発振手段を駆動するパルス幅t(μsec)を、3μsec≦t<30μsecとしたときに、前記感光材料上のレーザー光のエネルギー密度E(kw/cm2)とパルス幅tとが、
E=α3t+β3
E=α4t+β4
ただし、α3=−15、β3=1000、α4=−25、β4=1450
で囲まれる領域内となるようにして、ドットを形成することを特徴とする。
【0014】
請求項1の発明によれば、レーザー光の照射時間となるパルス幅tを3μsec≦t<30μsecとしたときに、波長が9μm≦λ<10μmの範囲(9μm帯)のレーザー光を用いて、適正なドットを形成することができる。
【0015】
また、請求項2の発明では、上記パルス幅tの範囲において、波長が10μm≦λ<11μmの範囲(10μm帯)のレーザー光を用いて、適正なドットを形成することができる。
【0016】
すなわち、レーザー光の照射時間を短くして、適正な視認性が得られるドットを形成することができる。
【0017】
このような本発明では、前記感光材料を搬送しながら前記レーザー光を照射してマーキングを行うことができる。このとき、レーザー光の照射時間が短くてすむので、高い搬送速度での感光材料の搬送が可能となるので、生産性の向上を図ることができる。特に、波長が9μm帯のレーザー光を用いたときには、30μsec未満のパルス幅tとすることにより、5×5ドットのマーキングを行うときに、100m/minを越える搬送速度を確保することができ、大幅な生産性の向上を図ることができる。
【0018】
また、請求項4の発明は、レーザー発振手段によって発振したレーザー光を感光材料へ照射して形成したドットの配列によって、感光材料にマーキングパターンを形成するレーザーマーキング方法であって、前記レーザー光の波長λ(μm)を、9μm≦λ<10μm、ひとつのドットを形成するときのレーザー発振手段を駆動するパルス幅t(μsec)を、30μsec≦t<200μsecとしたときに、感光材料上のレーザー光のエネルギー密度E(kw/cm2)とパルス幅tとが、
E=α5t+β5
E=α6t+β6
ただし、α5=−0.03、β5=10、α6=−0.35、β6=110
で囲まれる領域内となるようにして、ドットを形成することを特徴とする。
【0019】
請求項4の発明によれば、レーザー光の照射時間となるパルス幅tを30μsec≦t<200μsecとしたときに、波長が9μm≦λ<10μmの範囲(9μm帯)のレーザー光を用いる。
【0020】
これにより、レーザー光の照射時間を長くしたときにも、適正なドットを形成して、視認性の高いマーキングパターンを感光材料に形成することができる。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を説明する。図1には、本実施の形態に適用したマーキング装置10の概略構成を示している。このマーキング装置10は、ロール状に巻き取られた長尺のXレイフィルム12を被印字体として、このXレイフィルム12を搬送する過程で、その表面にレーザービームLBを照射して、文字や記号等のマーキングパターンを形成するマーキング加工を施す。
【0022】
図2(A)に示すように、本実施の形態に感光材料として適用したXレイフィルム12は、支持体であるベース層14にPET(ポリエチレンテレフタレート)を用い、このベース層14の少なくとも一方の面に乳剤が塗布されて乳剤層16が形成された一般的構成となっている。
【0023】
図1に示すように、Xレイフィルム12は、乳剤層16が外向きとなって巻芯18にロール状に巻かれており、マーキング装置10には、このXレイフィルム12が送出しロール50として装填され、最外層から引き出される。
【0024】
送出しロール50から引き出されたXレイフィルム12は、パスロール20に巻き掛けられ、進行方向(図1の矢印方向)から上方(図1の紙面上方)へ略直角に方向転換されてパスロール22に巻き掛けられる。また、Xレイフィルム12は、パスロール22に巻き掛けられることにより進行方向へ略直角に方向転換され、プリントロール24へ至るようになっている。
【0025】
マーキング装置10では、Xレイフィルム12をプリントロール24に巻き掛ける位置が、レーザービームLBの照射位置として設定されており、このプリントロール24により進行方向から下方へ略直角に方向転換されたXレイフィルム12は、対で配置されたロール26に挟持され、かつ、進行方向へ略直角に方向転換され、小ロール28、30へ向けて送り出される。
【0026】
小ロール28、30の間には、サクションドラム32が配置されており、このサクションドラム32のによって、小ロール28、30の間に略U字状の半走路が形成され、Xレイフィルム12は、小ロール28、30の間でサクションドラム32に巻きつけられる。
【0027】
サクションドラム32は、外周面に多数の小孔(図示省略)が設けられ、周面に巻き付けられるXレイフィルム12をエア吸引によって吸着保持し、かつ、自重又は図示しない付勢手段の付勢力で、図1の紙面下方へ移動可能となっている。これにより、Xレイフィルム12は、バックテンションが付与されるため、前記プリントロール24を通過するときに、プリントロール24と緊密に密着された状態が維持されるようになっている。
【0028】
ロール26から送り出されるXレイフィルム12は、一対の小ロール28、30の間を略U字状に搬送されて小ロール30から送り出され、巻芯34に巻き取られる。これにより、巻取りロール52が形成される。
【0029】
一方、マーキング装置10には、巻取り制御装置36が設けられている。巻取り制御装置36は、巻芯18、34及びサクションドラム32を駆動する駆動手段を制御することにより、送出しロール50からのXレイフィルム12の引出し、引出したXレイフィルム12の搬送及び巻芯34へのXレイフィルム12の巻取りを行う。
【0030】
マーキング装置10では、基本的に、同一の線速度(ライン速度)でXレイフィルム12を搬送するように、巻芯18、34を回転駆動すると共に、サクションドラム32がXレイフィルム12を吸着保持しながら回転する。
【0031】
サクションドラム32には、ロータリーエンコーダ38が取り付けられており、ロータリーエンコーダ38がサクションドラム32の回転角に応じたパルス信号を出力する。マーキング装置10では、このロータリーエンコーダ38から出力するパルス信号からXレイフィルム12の搬送速度と共に搬送長の監視が可能となっている。
【0032】
ところで、マーキング装置10には、マーキング手段としてレーザービームLBを射出するマーキングヘッド40及びマーキングヘッド40からのレーザービームLBの射出を制御するレーザー制御装置42が設けられている。前記したロータリーエンコーダ38は、レーザー制御装置42に接続しており、レーザー制御装置42には、Xレイフィルムの搬送に応じたパルス信号が入力されるようになっている。
【0033】
図1及び図3に示すように、マーキングヘッド40は、その先端部であるレーザービームLBの射出口が、プリントロール24に巻き掛けられるXレイフィルム12に対向するように配置されている。また、マーキングヘッド40は、レーザー発振器44と、図示しない集光レンズ等の光学系を含むビーム偏向器46と、を備えており、レーザー発振器44から発せられるレーザービームLBを、プリントロール24に巻き掛けられているXレイフィルム12へ向けて射出する。
【0034】
本実施の形態に適用したレーザー制御装置42(図3では図示省略)は、所定のタイミングで駆動信号としてパルス信号を出力する。レーザー発振器44は、駆動信号としてパルス信号が入力されることにより、一定波長のレーザービームLBを、パルス信号の時間幅(パルス幅)で射出する。
【0035】
ビーム偏向器46は、例えばAOD(音響光学装置)を備えており、レーザー制御装置42は、所定のタイミングで偏向信号を出力する。ビーム偏向器46は、この偏向信号に基づいてレーザービームLBを、Xレイフィルム12の搬送方向と直交する方向である幅方向に沿って走査する。なお、ビーム偏向器46によって走査されたレーザービームLBは、集光レンズによって、Xレイフィルム12上で所定のスポット径の焦点を結ぶように結像される。
【0036】
レーザー制御装置42には、Xレイフィルム12に記録すべき文字や記号等のマーキングパターンMP(図3参照)に対応したパターン信号が、例えば巻取り制御装置36から入力される。
【0037】
レーザー制御装置42は、前記ロータリーエンコーダ38から入力されるパルス信号に基づいてXレイフィルム12の搬送長を監視しながら、パターン信号に応じてレーザー発振器44へ駆動信号を出力すると共に、ビーム偏向器46へ偏向信号を出力する。
【0038】
これにより、Xレイフィルム12には、マーキングヘッド40から、マーキングパターンに応じてレーザービームLBがオン/オフされながら走査されて照射される。このとき、図3に示すように、レーザー制御装置42はマーキングヘッド40のビーム偏向器46によるレーザービームLBの走査方向(偏向方向)主走査方向とし、Xレイフィルム12の搬送方向を副走査方向として、レーザービームLBをXレイフィルム12に照射して、Xレイフィルム12にマーキングパターンMPを形成する。なお、図3では、マーキングパターンMPとしてアルファベットを用いた例を示している。
【0039】
図3、図4(A)及び図4(B)に示すように、マーキングパターンMPは、例えば5×5ドットなどのドット配列で形成される文字や記号、キャラクター等を用いて形成することができる。また、マーキングパターンMPは、図4(B)に示すように、ドット配列によって形成した複数の文字、数字や記号等を用いるなど、任意の構成で形成することができる。
【0040】
なお、図3及び図4(A)に示すように、Xレイフィルム12が、幅方向の所定位置(カットライン48を鎖線で示す)で長手方向に沿ってカットされて小幅のロール状又はシート状に加工されるときには、このカットライン48をはさんで両サイドに、天地の向きが逆となったマーキングパターンMPを形成することも可能である。
【0041】
また、図1及び図3に示すように、マーキング装置10では、Xレイフィルム12がプリントロール24に巻き掛けられたときに、プリントロール24からわずかに浮いた位置でマーキングヘッド40が対向するようにしており、これにより、Xレイフィルム12を透過したレーザービームLBが、プリントロール24の周面に付着している塵や埃等を加熱し、Xレイフィルム12に被りを生じさせてしまうのを防止している。
【0042】
一方、マーキング装置10では、レーザービームLBの一例としてCO2レーザーを用いており、マーキングヘッド40のレーザー発振器44には、所定波長のCO2レーザーを出力するレーザー発振管が用いられている。
【0043】
図2(B)に示すように、マーキング装置10では、マーキングヘッド40から射出するレーザービームLBによって、Xレイフィルム12に凸状のドット16Aを形成し、このドット16Aの配列によってマーキングパターンMPを構成する文字や記号等を形成する。
【0044】
ここで、本実施の形態では、レーザー発振器44で発振するレーザービームLBの波長(発振波長)λ(μm)、ひとつのドット16Aを形成するときのレーザービームLBの照射時間であるレーザー発振器44を駆動するときのパルス幅t(μsec)及び、Xレイフィルム12に照射するレーザービームLBのエネルギー密度E(kw/cm2)を、予め設定している所定の関係を満たすように設定する。これにより、所定のライン速度に応じてXレイフィルム12を搬送しながら、このXレイフィルム12に視認性の高いドット16A及びドット配列のマーキングパターンMPを形成するようにしている。
【0045】
すなわち、レーザー発振器44によって発振したレーザービームLBをXレイフィルム12に照射して、ドット16Aを形成するときに、Xレイフィルム12は、レーザービームLBのエネルギーを吸収して溶融する。このとき、吸収したエネルギー量に応じて溶融の進行が異なる。
【0046】
また、Xレイフィルム12が吸収するエネルギー量は、レーザービームLBの波長λ、レーザービームLBのエネルギー密度E及び、レーザービームLBの照射時間であるパルス幅tによって変化する。
【0047】
一方、Xレイフィルム12のライン速度を高くするときには、パルス幅tを短くする必要がある。また、CO2レーザー等のレーザービームLBは、例えば、波長λから、波長λが9.3μm(9.3×10−6m)、9.6μmなどの9μm帯と、10.6μmなどの10μm帯に大別することができる。
【0048】
ここから、図5に示す波長λ、パルス幅t、エネルギー密度Eに基づいて、Xレイフィルム12に視認性の高いドット16Aを形成可能となる、領域A、B、Cを設定し、この領域A、領域B又は領域Cを満たす条件でマーキングを行うようにしている。なお、領域A及び領域Cは、波長λが9μm帯のレーザービームLBに対して適用し、領域Bは波長λが10μm帯のレーザービームLBに対して適用する。
【0049】
このように形成されているマーキング装置10では、巻取り制御装置36によって制御されて送出しロール50からのXレイフィルム12の引出しを開始する。これにより、Xレイフィルム12は、プリントロール24、サクションドラム32等に巻き掛けながら搬送されて巻芯34に巻き取られて巻取りロール52が形成される。
【0050】
このとき、サクションドラム32は、巻取り制御装置36によって制御されて、回転しながらエアー吸引を開始することにより、外周面に巻き掛けられるXレイフィルム12を吸着保持する。これにより、Xレイフィルム12は、一定のライン速度で搬送される。また、サクションドラム32は、自重又は付勢手段の付勢力で、Xレイフィルム12に所定のテンションを付与している。
【0051】
これにより、サクションドラム32の回転速度(周速度)がXレイフィルム12のライン速度となり、このライン速度でプリントロール24に巻き掛けられながら搬送される。
【0052】
一方、レーザー制御装置42は、サクションドラム32の回転速度をロータリーエンコーダ38によって検出して、Xレイフィルム12の搬送長を監視しており、Xレイフィルム12の搬送長が予め設定されている長さに達すると、巻取り制御装置36から入力されるパターン信号に応じたレーザー発振器44の駆動信号及び、ビーム偏向器46の偏向信号を出力する。
【0053】
レーザー発振器44は駆動信号が入力されることにより、この駆動信号に応じてレーザービームLBを発振する。ビーム偏向器46は、このレーザービームLBを偏向信号に応じて偏向する。
【0054】
これにより、Xレイフィルム12には、パターン信号に応じてレーザービームLBが走査されながら照射され、パターン信号に応じたドット配列のマーキングパターンMPが形成される。
【0055】
ところで、Xレイフィルム12は、乳剤層16にレーザービームLBが照射されることにより、このレーザービームLBのエネルギーを吸収して溶融する。Xレイフィルム12の乳剤層16には、この溶融過程で、内部に微細な気泡16Bが生じ、この微細な気泡16Bによって表面が凸状となる。
【0056】
この微細な気泡16Bの直径を約1μm〜5μmとすると共に、気泡16Bによるドット16Aの凸量を約10μm程度、ドット16Aの直径を約200μm(200×10−6mm)程度とすることにより、高い視認性が得られる。
【0057】
すなわち、Xレイフィルム12は、乳剤層16に多数の気泡16Bが生じることにより、この気泡16B間の境界膜が多数形成されて光の乱反射が助長される。これにより、Xレイフィルム12では、ドット16Aの内外で反射光量が大きく変化することになり、未現像か現像済みか、あるいは濃度の濃淡に無関係に、ドット16Aの視認性が向上される。
【0058】
また、Xレイフィルム12に形成された上記ドット16Aは、白濁し、Xレイフィルム12の上方側から見たときは勿論、Xレイフィルム12を傾けて見たときにも、確実な視認が可能となっている。
【0059】
これに対して、レーザービームLBの照射時間が短く、乳剤層16に吸収されるエネルギー量が少なくなると、ドット径が小さくなったり、溶融が生じなくなり、ドット16Aとしての視認が困難となる視認性低下が生じる。
【0060】
また、レーザービームLBの照射時間が長くなるなどして、乳剤層16が吸収するエネルギー量が多くなると、乳剤層16の溶融が進行し、ベース層14と乳剤層16の間に空間が生じたり、ベース層14が露出したりする。
【0061】
ベース層14と乳剤層16の間に生じる空間は、乳剤層16に生じる気泡16Bとは異なり、気泡16Bに比べて大きく、この空間が生じると、レーザービームLBの照射直後である未現像状態では、ドット16Aの視認性が高くなるが、現像処理を行うことにより、この空間の上部の乳剤層16が飛散したり剥がれたりしてベース層14を露出させてしまう。これにより、ドット16Aの視認性が低下したり、ドット16Aが消失したりする。
【0062】
ここから、マーキング装置10では、視認性が高い適正なドット16Aを形成しうるエネルギーを付与し得るように、マーキングヘッド40の出力(レーザー発振器44の出力)及びレーザービームLBの照射時間が設定される。
【0063】
なお、図2(B)は、理想的なドット16Aの一例を示すものであり、Xレイフィルム12に形成するドット16Aの形状を限定するものではなく、所定の視認性が得られるドット16Aとしては、少なくともベース層14が露出しておらず、かつ、乳剤層16Aの表面から突出したものであれば良い。
【0064】
ここで、発振波長(波長λ)、出力の異なるレーザー発振器を用いてレーザービームLBの波長λ(μm)を切り替えると共に、レーザービームLBの照射時間であるパルス幅t(μsec)、エネルギー密度E(kw/cm2)を変化させて、レーザービームLBを照射したときのドット16Aの視認性評価、被り評価及び製品品質を含めた仕上がりの総合評価を行い、この評価結果に基づいて、Xレイフィルム12に視認性が高く製品品質を低下させることのないマーキング条件を設定している。
【0065】
図6には、本評価試験に適用した試験装置60の概略構成を示しており、試験装置60では、マーキングヘッド62内にレーザー発振器44として、レーザー発振管44A、44B、44Cが交換して配設される。評価試験では、9μm帯として波長λが9.3μmと9.6μmのレーザービームLBを適用し、10μm帯として波長λが10.6μmのレーザービームLBを適用し、レーザー発振管44Aは発振波長(波長λ)が9.3μm、レーザー発振管44Bは発振波長が9.6μm、レーザー発振管44Cは発振波長が10.6μmとなっている。
【0066】
これらのレーザー発振管44A〜44Cは、ビーム径が約4mmとなるレーザービームLBを射出する。
【0067】
レーザー制御装置64は、所定のパルス幅t(μsec)のパルス信号を出力してレーザー発振管44A〜44Cを駆動する。このとき、レーザー制御装置64は、パルス幅tを任意に調整可能となっている。
【0068】
ビーム偏向器46に換えてポラライザー66を用い、Xレイフィルム12へ射出するレーザービームLBのエネルギーが調整可能なるようにすると共に、レーザービームLBの射出側に集光レンズ68を配置し、距離Fが50mmの位置で、スポット径が約2mmとなるようにレーザービームLBを集光する。マーキングヘッド62から射出するレーザービームLBのエネルギーは、レーザー発振管44A〜44Cの出力を変化させることにより調整可能であるが、評価試験では、ポラライザー66を用いて行うようにしている。
【0069】
また、試験装置60では、評価サンプル70を水平方向に移動可能なX−Y移動テーブル72上に載置して使用する。
【0070】
この評価サンプル70は、厚さが約175μmのPETを支持体(ベース層14)と、この支持体の一方の面に乳剤を塗布して、厚さが約2μm〜5μmとなる乳剤層16を形成しており、X−Y移動テーブル72によってレーザービームLBの照射位置への評価サンプル70の挿入、引出しを行うようにしている。このとき、X−Y移動テーブル72上に評価サンプル66を吸着保持し、レーザービームLBの走査に換えて、X−Y移動テーブル72によって評価サンプル70を水平移動しながら、この評価サンプル70上に、評価試験用の文字、記号(マーキングパターンMP)を形成するようにしている。
【0071】
また、視認性評価及び被り評価は、目視で行い、このときの視認性評価では、
○:乳剤層のみが白濁発泡し、一瞥して存在のわかる視認性良好なドット及びドットパターン
△:ベース層(支持体)の一部が露出して暗くなっている部分があり、視認性が不十分なドット又はドットパターン
×:ベース層が完全に露出して一瞥しただけでは存在がわからなく視認性が著しく劣るか、又は実質的に乳剤層に変形が見られずに視認が困難なドット又はドットパターン
とし、被り評価は、
○:被りの発生がない
×:被りが見受けられ、被りによる品質低下の可能性がある。
としており、さらに、総合評価は、
○:製品品質を損ねることなく、視認性の高いドットパターンを形成できる
×:ドットの視認性が低いか、製品品質の低下が生じる可能性がある
としている。
【0072】
表1から表4には、パルス幅t(μsec)を一定にして、レーザービームLBの波長λ(μm)と、評価サンプル70上でのレーザービームLBのエネルギー密度E(kw/cm2)を変化させたときの試験結果を示している。なお、表1はパルス幅tを3μsec、表2はパルス幅tを10μsec、表3はパルス幅tを20μsec、表4はパルス幅tを30μsecとしている。
【0073】
【表1】
【0074】
【表2】
【0075】
【表3】
【0076】
【表4】
【0077】
また、表5〜表12には、レーザービームLBのエネルギー密度E(kw/cm2)を一定にして、レーザービームLBの波長λ(μm)とパルス幅t(μsec)を変化させたときの試験結果を示している。なお、表5はエネルギー密度Eを200kw/cm2、表6はエネルギー密度Eを500kw/cm2、表7はエネルギー密度Eを600kw/cm2、表8はエネルギー密度Eを750kw/cm2、表9はエネルギー密度Eを1000kw/cm2とし、また、表10はエネルギー密度Eを5kw/cm2、表11はエネルギー密度Eを80kw/cm2、表12はエネルギー密度Eを50kw/cm2としている。
【0078】
【表5】
【0079】
【表6】
【0080】
【表7】
【0081】
【表8】
【0082】
【表9】
【0083】
【表10】
【0084】
【表11】
【0085】
【表12】
【0086】
ここで、表1から表12に示す試験結果を整理する。
【0087】
図5に示すように、横軸をパルス幅t(μsec)、縦軸をエネルギー密度E(kw/cm2)とした座標系において、パルス幅tが3μsec≦t<30μsecにおいて、波長λが9.3μmや9.6μmの9μm帯のレーザービームLBを用いて、Xレイフィルム12(評価サンプル70)に仕上がり品質を損ねることなく、適正なドット16Aこのドット配列によるマーキングパターンMPを形成することができる領域Aは、線分A1と線分A2の間となり、線分A1よりもエネルギー密度Eが低い領域では、Xレイフィルム12に十分なエネルギーを付与することが困難であり、線分A2よりもエネルギー密度Eが高くなると、逆にエネルギー過多となり、ベース層14の露出、被り等を生じさせてしまう。
【0088】
一方、評価サンプル70(Xレイフィルム12)上でのレーザービームLBのエネルギー密度Eは、レーザービームLBの照射時間であるパルス幅tを変数とする一次関数で近似することができる。
【0089】
E=αt+β
(ただし、α、βは定数)
ここから、線分A1、A2は、
A1:E=α1t+β1
A2:E=α2t+β2
となり、上記試験結果から、α1=−10、β1=330、α2=−15、β2=1000が得られる。
【0090】
したがって、9μm帯のレーザービームLBを用いたときには、パルス幅tが3μsec≦t<30μsecの範囲において、
E=α1t+β1
E=α2t+β2
ただし、α1=−10、β1=330、α2=−15、β2=1000
の範囲内で、パルス幅t及びエネルギー密度Eを設定することにより、Xレイフィルム12に製品品質の低下を生じさせることなく視認性の高いマーキングパタンMPを形成することができる。
【0091】
また、パルス幅t(μsec)が3μsec≦t<30μsecにおいて、波長λ(μm)が10.6μmなどの10μm帯のレーザービームLBを用いる時には、線分B1、B2によって囲われる領域Bを設定する。
【0092】
このとき、線分B1、B2を、
B1:E=α3t+β3
B2:E=α4t+β4
とすると、上記試験結果から、α3=−15、β3=1000、α4=−25、β4=1450となる。
【0093】
したがって、10μm帯のレーザービームLBを用いたときには、パルス幅tが3μsec≦t<30μsecの範囲において、
E=α3t+β3
E=α4t+β4
ただし、α3=−15、β3=1000、α4=−25、β4=1450
の範囲内で、パルス幅t及びエネルギー密度Eを設定することにより、Xレイフィルム12に製品品質の低下を生じさせることなく視認性の高いマーキングパタンMPを形成することができる。
【0094】
このような領域A、Bでは、パルス幅tが3μsec≦t<30μsecと極めて短いので、Xレイフィルム12のライン速度を高くしたときにも、ドット16Aのズレや抜けなどが生じることなく、視認性の高いマーキングパターンMPを形成することができ、Xレイフィルム12にマーキングパターンMPを形成するときの生産性の向上を図ることが可能となる。
【0095】
このとき、領域Aの境界となる線分A1と領域Bの境界となる線分B1が一致することから、領域Aと領域Bを含めた領域AB(図示省略)を設定すると、パルス幅tが3μsec≦t<30μsecの範囲においては、レーザービームLBの波長λ、パルス幅t及びエネルギー密度Eが、線分A1、B2によって囲われた領域AB内となるように設定することにより、Xレイフィルム12にマーキングを施すときの生産性の向上を図ることができる。
【0096】
一方、パルス幅t(μsec)が30μsec≦t<20μsecにおいては、波長λ(μm)が9.3μmや9.6μmの9μm帯のレーザービームLBを用いることにより、Xレイフィルム12に適正なマーキングパターンMPを形成することができる。
【0097】
このときの領域Cを線分C1と線分C2との間とすると、線分C1、C2は、
C1:E=α5t+β5
C2:E=α6t+β6
となり、上記試験結果から、α5=−0.03、β5=10、α6=−0.35、β6=110となる。
【0098】
したがって、9μm帯のレーザービームLBを用いてエネルギー密度Eを抑えることにより、パルス幅tを比較的長くしたとき(30μsec≦t<200μsec)にも、パルス幅tとエネルギー密度Eが、
E=α1t+β1
E=α2t+β2
ただし、α5=−0.03、β5=10、α6=−0.35、β6=110
によって囲われる領域C内の条件を満たすようにすように設定することにより、Xレイフィルム12に被り等の製品品質の低下を生じさせることなく、視認性の高いマーキングパターンMPを形成することができる。
【0099】
なお、以上説明した本実施の形態は、本発明の構成を限定するものではない。例えば、本実施の形態では、マーキング装置10を例に説明したが、本発明は、これに限らず、Xレイフィルム12を搬送しながら、レーザー発振手段をオン/オフさせてレーザービームLBを照射することにより、ドット配列のマーキングパターンを形成する任意の構成のマーキング装置に適用することができる。
【0100】
また、本実施の形態では、感光材料としてXレイフィルム12を例に説明したが、本発明は、これに限らず、支持体の少なくとも一方の面に乳剤層を設けた各種構成の感光材料へのマーキングに適用することができる。
【0101】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、個々のドットを形成するためのレーザー光の照射時間となるパルス幅t(μsec)を、3μsec≦t<30μsecとして視認性の高いドットを形成することができるので、レーザー光を用いて感光材料にマーキングを施すときの生産性を向上させることができると言う優れた効果が得られる。
【0102】
また、本発明では、パルス幅t(μsec)が30μsec≦t<200μsecの範囲においても、感光材料に視認性の高いマーキングパターンを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施の形態に適用したマーキング装置の概略構成図である。
【図2】(A)はXレイフィルムの概略図であり、(B)はXレイフィルムに形成する視認性の高いドットの一例を示す概略図である。
【図3】プリントロール近傍の概略構成を示す要部斜視図である。
【図4】(A)はマーキングパターンを形成したXレイフィルムの一例を示す概略図、(B)はマーキングパターンとして形成する文字列の一例を示す概略図である。
【図5】パルス幅とエネルギー密度に基づいて視認性の高いドットを形成可能とする領域を示す線図である。
【図6】ドットの評価試験に適用した試験装置の概略構成図である。
【符号の説明】
10 マーキング装置
12 Xレイフィルム(感光材料)
14 ベース層
16 乳剤層
16A ドット
24 プリントロール
32 サクションドラム
36 巻取り制御装置
38 ロータリーエンコーダ
40、62 マーキングヘッド(レーザー発振手段)
42、64 レーザー制御装置
44 レーザー発振器(レーザー発振手段)
44A、44B、44C レーザー発振管(レーザー発振手段)
46 ビーム偏向器
60 試験装置
70 評価サンプル(感光材料)
72 X−Y移動テーブル
LB レーザービーム
MP マーキングパターン
Claims (4)
- レーザー発振手段によって発振したレーザー光を感光材料へ照射して形成したドットの配列によって、感光材料にマーキングパターンを形成するレーザーマーキング方法であって、
前記レーザー光の波長λ(μm)を、9μm≦λ<10μm、ひとつのドットを形成するときのレーザー発振手段を駆動するパルス幅t(μsec)を、3μsec≦t<30μsecとしたときに、前記感光材料上のレーザー光のエネルギー密度E(kw/cm2)とパルス幅tとが、
E=α1t+β1
E=α2t+β2
ただし、α1=−10、β1=330、α2=−15、β2=1000
で囲まれる領域内となるようにして、ドットを形成することを特徴とするレーザーマーキング方法。 - レーザー発振手段によって発振したレーザー光を感光材料へ照射して形成したドットの配列によって、感光材料にマーキングパターンを形成するレーザーマーキング方法であって、
前記レーザー光の波長λ(μm)を、10μm≦λ<11μm、ひとつのドットを形成するときのレーザー発振手段を駆動するパルス幅t(μsec)を、3μsec≦t<30μsecとしたときに、前記感光材料上のレーザー光のエネルギー密度E(kw/cm2)とパルス幅tとが、
E=α3t+β3
E=α4t+β4
ただし、α3=−15、β3=1000、α4=−25、β4=1450
で囲まれる領域内となるようにして、ドットを形成することを特徴とするレーザーマーキング方法。 - 前記感光材料を搬送しながら前記レーザー光を照射してマーキングを行うことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のレーザーマーキング方法。
- レーザー発振手段によって発振したレーザー光を感光材料へ照射して形成したドットの配列によって、感光材料にマーキングパターンを形成するレーザーマーキング方法であって、
前記レーザー光の波長λ(μm)を、9μm≦λ<10μm、ひとつのドットを形成するときのレーザー発振手段を駆動するパルス幅t(μsec)を、30μsec≦t<200μsecとしたときに、感光材料上のレーザー光のエネルギー密度E(kw/cm2)とパルス幅tとが、
E=α5t+β5
E=α6t+β6
ただし、α5=−0.03、β5=10、α6=−0.35、β6=110
で囲まれる領域内となるようにして、ドットを形成することを特徴とするレーザーマーキング方法。
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