JP6589999B2 - 画像記録装置および画像記録方法 - Google Patents

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Description

本発明は、画像記録装置および画像記録方法に関する。
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、上記所定の方向と直交す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を照射し、記録対象物に可視像を記録する。
しかしながら、特許文献1に記載の画像記録装置においては、記録対象物に形成した白抜き画像が潰れたり、記録対象物に記録した画像が画像データよりも大きく形成される所謂画像太りが生じたりして、高品位な画像を記録できない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、発色部の端を滑らかにすることができ、かつ、画像太りや白抜き画像の潰れ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、複数のレーザー発光素子を有し、前記複数の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照射するレーザー照射装置と、前記レーザー照射装置に対して相対的に移動する前記記録対象物に記録される画像ドットの一部が、隣接する画像ドットに重なるように、前記レーザー照射装置によりレーザー光を照射させるとともに、発色部の非発色部との境となる画像ドットを記録するときのレーザー照射条件を、他の画像ドットを記録するときのレーザー照射条件と異ならせる照射条件調整部と、前記照射条件調整部により調整されたレーザー照射条件に基づいて、前記レーザー照射装置によるレーザー光の照射を制御する出力制御部と、を備え、前記照射条件調整部は、前記発色部の前記記録対象物の相対的移動方向の上流側における、前記非発色部との境となる画像ドットを記録するときのレーザー照射開始タイミングを、他の画像ドットを記録するときの前記レーザー照射開始タイミングよりも遅らせ、前記発色部の前記記録対象物の前記相対的移動方向の下流側における、前記非発色部との境となる画像ドットを記録するときのレーザー照射終了タイミングを、他の画像ドットを記録するときの前記レーザー照射終了タイミングよりも速めることを特徴とする。
本発明によれば、発色部の端を滑らかにすることができ、かつ、画像太りや白抜き画像の潰れ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42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、画像ドットのZ軸方向の幅を、Z軸方向の画像ドットピッチと同一にして、白抜き画像を記録した一例を示す図である。 図7は、画像ドットGのZ軸方向の幅を、Z軸方向の画像ドットピッチよりも大きくして、白抜き画像を記録した一例を示す図である。 図8は、図7のA部拡大図である。 図9は、レーザー照射タイミングの調整の制御フロー図である。 図10−1は、従来のレーザー照射ON/OFFのタイミングチャートである。 図10−2は、本実施形態のレーザー照射ON/OFFのタイミングチャートである。 図11は、画像ドットの半径Rの測定について説明する図である。 図12は、Z軸方向の画像ドットピッチの測定について説明する図である。 図13は、画像ドットの非発色部へのZ軸方向のオーバーラップの抑制するための制御フロー図である。 図14は、本実施形態の装置により白抜き画像を記録した一例を示す図である。 図15−1は、検証実験で記録対象物に記録した画像の拡大図である。 図15−2は、検証実験で記録対象物に記録した画像の拡大図である。 図16−1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16−2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り、レーザー照射装置に相当する。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〜1,200nm付近に吸収ピークを有する近赤外吸収色素が用いられる。具体的には、前記有機系材料としては、シアニン色素、キノン系色素、インドナフトールのキノリン誘導体、フェニレンジアミン系ニッケル錯体、フタロシアニン系色素などが挙げられる。
前記光熱変換材料は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。また、光熱変換材料は、画像記録層に設けても良く、画像記録層以外に設けても良い。光熱変換材料は、画像記録層以外に用いる場合は、熱可逆記録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。
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。
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。
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、照射条件調整部1811と、出力制御部1812として機能する。
照射条件調整部1811は、記録装置14により画像ドットが記録される際における、記録装置14のレーザー発光素子41から出射されるレーザー光のレーザー照射条件を調整するものである。本実施形態の照射条件調整部1811は、例えば、記録装置14に対して相対的に移動する記録対象物に記録される画像ドットの一部が、隣接する画像ドットに重なるように、記録装置14によりレーザー光を照射させるとともに、発色部の非発色部との境となる画像ドットを記録するときのレーザー照射条件を、他の画像ドットを記録するときのレーザー照射条件と異ならせる。
また、照射条件調整部1811は、発色部の記録対象物のX軸方向(相対的移動方向)上流側における、非発色部との境となる画像ドットを記録するときのレーザー照射開始タイミングを、他の画像ドットを記録するときのレーザー照射開始タイミングよりも遅らせ、発色部の記録対象物のX軸方向下流側における、非発色部との境となる画像ドットを記録するときのレーザー照射終了のタイミングを、他の画像ドットを記録するときの前記レーザー照射終了タイミングよりも速める。また、照射条件調整部1811は、画像ドットのX軸方向のピッチおよび画像ドットの半径に基づいて、記録装置14によるレーザー照射タイミングを設定する。また、照射条件調整部1811は、記録装置14によるレーザー光のパワーが変更されたとき、レーザー照射タイミングを変更する。
また、照射条件調整部1811は、発色部の記録対象物のZ軸方向(相対的移動方向と交差(直交)する方向)における非発色部の境となる画像ドットを記録するときのレーザー光のパワーを、他の画像ドットを記録するときのレーザー光のパワーより低下させる。また、照射条件調整部1811は、発色部のZ軸方向における非発色部の境となる画像ドットにX軸方向から隣接する画像ドットが存在する場合、記録装置14によるレーザー光を連続点灯させて、複数の画像ドットを連続で記録させる。照射条件調整部1811は、レーザー発光素子41の温度に応じて記録装置14から照射されるレーザー光のパワーを設定する。
出力制御部1812は、記録装置14により記録対象物に画像を記録する際に、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。本実施形態の出力制御部1812は、照射条件調整部1811により調整されたレーザー照射条件に基づいて、記録装置14によるレーザー光の照射を制御する。
次に、画像記録システム100の動作の一例について図1を参照にして説明する。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、2m/secである。
記録装置14よりもコンテナCの搬送方向上流側には、コンベア装置10上を搬送されるコンテナCを検出するセンサが配置されている。このセンサが、コンテナCを検出すると、検出信号が、センサからシステム制御装置18へ送信される。システム制御装置18は、タイマを有している。システム制御装置18は、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。
本実施形態においては、記録対象物に記録する画像ドットGのX軸方向(副走査方向:記録対象物の相対的移動方向)のピッチP1、Z軸方向(主走査方向:記録対象物の相対的移動方向と交差(直交)する方向)のピッチP2を規定のピッチとして、記録対象物に所定の解像度の画像を記録している。X軸方向の画像ドットピッチP1は、レーザー光の照射タイミングを調整することで、規定のピッチとしている。Z軸方向の画像ドットピッチP2は、光ファイバー42のレーザー出射部の配設ピッチや、光学部43の構成など記録装置14の構造で、規定のピッチとしている。
図6は、画像ドットのZ軸方向の幅2Rを、Z軸方向の画像ドットピッチP2と同一にして、白抜き画像を記録した一例を示す図である。図6に示すように、画像ドットのZ軸方向の幅2Rを、Z軸方向の画像ドットピッチP2と同一にして、Z軸方向に隣合う画像ドットと互いに重なり合わないようにした場合、黒色の発色部と、白色の非発色部との境界のエッジがギザギザとなってしまい、見栄えの悪い画像となっていることがわかる。なお、図6では、白色の非発色部が白抜き画像である。
そこで、本実施形態においては、記録対象物に記録される画像の端を滑らかにするため、画像ドットの一部が隣接する画像ドットに重なるようにした。画像ドットの一部が隣接する画像ドットに重なるようにすることで、画像ドットの連なりによって形成される発色部の非発色部との境界エッジの凹凸が抑制される。これにより、発色部と非発色部との境界エッジを滑らかにすることができる。
X軸方向においては、レーザーの照射時間を調整してX軸方向の画像ドットのX軸方向長さF(図8参照)を、X軸方向の画像ドットピッチP1よりも長くすることで、画像ドットの一部を隣接する画像ドットに重なるようにしている。Z軸方向の画像ドットピッチP2は、記録装置14の構造により予め決められるため、Z軸方向の画像ドットピッチP2を狭めて、Z軸方向において、画像ドットの一部が隣接する画像ドットに重なるようにすることが困難である。そのため、本実施形態においては、レーザーパワーをあげてレーザー光を照射して記録対象物に記録される画像ドットのZ軸方向の幅2Rを、Z軸方向の画像ドットピッチP2よりも大きくし、Z軸方向において、画像ドットの一部が隣接する画像ドットに重なるようにしている。
図7は、画像ドットのZ軸方向の幅2Rを、Z軸方向の画像ドットピッチP2よりも大きくして、白抜き画像を記録した一例を示す図である。図8は、図7のA部拡大図である。図7、図8に示すように、レーザーパワーをあげて、画像ドットGのZ軸方向の幅2Rを、Z軸方向の画像ドットピッチP2よりも大きくすることで、Z軸方向において、隣接する画像ドットGが互いに重なり合う。これにより、Z軸方向において、先の図6に示す場合に比べて、発色部と、非発色部との境界のエッジを滑らかにすることができる。
また、X軸方向においても、レーザー照射時間を長くして、画像ドットGのX軸方向の長さFを、X軸方向の画像ドットピッチP1よりも大きくすることで、X軸方向においても、隣接する画像ドットGが互いに重なり合う。これにより、X軸方向において、先の図6に示す場合に比べて、発色部と、非発色部との境界のエッジを滑らかにすることができる。
次に、画像ドットGのX軸方向の長さを調整する具体的な方法の一例を提示するが、以下の方法に限定されるものではない。画像情報出力部47から受け取った画像情報は、図5のシステム制御装置18から記録装置14へビットマップ画像として転送される。ビットマップ画像には、画素情報として各画素の階調データが入っている。本来、階調データはグレースケール画像への記録に用いられるが、白黒反転を示す情報であるためグレースケール画像への記録は不要で、画像ドットGのX軸方向の長さ調整のパラメータとして活用できる。
本実施形態では、画像によるレーザー照射タイミングを画像の階調値により制御することで画像ドットGのX軸方向の長さの調整を実現している。また、本実施形態では、ビットマップ画像の階調データを変更することで画像ドットGのX軸方向の長さの調整を実現している。その他、エネルギー調整が必要な搬送速度、環境温度、記録対象物の違いへの対応はレーザー光のピークパワー制御で実現している。本実施形態では、システム制御装置18がビットマップ画像の階調を調整し、調整後のビットマップデータを記録装置14へ転送して画像記録を実施している。
画像情報出力部47(図5参照)からシステム制御装置18へのデータ送信は、ビットマップデータにヘッダ情報を付して送信することが可能である。システム制御装置18は、受信したビットマップデータに付随するヘッダ情報が示す情報、ここでは白黒反転により画像を記録する旨の白黒反転情報により処理すべき内容を判定できる。同様に、記録装置14で画像ドットGのX軸方向の長さを調整する場合は、システム制御装置18から記録装置14へのデータ送信時に、白黒反転情報を含むヘッダ情報を付して送信することが可能である。
画像ドットGのZ軸方向の幅2Rは、上記ピッチP2に対して、1.1〜1.5倍に設定するのが好ましい(1.1P2≦2R≦1.5P2)。画像ドットGのZ軸方向の幅2Rが、上記ピッチP2に対して1.1倍未満の場合は、画像端が滑らかになる効果が不十分となる。これに対し、レーザー光のレーザーパワーを上げるか、搬送速度などを遅くしてレーザー光の照射時間を長くすることで、画像ドットのZ軸方向の幅2Rを広げることができる。しかし、レーザー光のレーザーパワーを上げすぎると、記録対象物が必要以上に加熱されてしまい、画像濃度が下がったり、記録対象物が焦げたりするおそれがある。また、レーザー発光素子41の発熱量が多くなり冷却が間に合わなくなり、レーザー発光素子41が高温となるおそれもある。また、搬送速度などを遅くすると、生産性に影響が出てしまう。このため、照射条件調整部1811は、画像ドットGのZ軸方向の幅2Rが上記ピッチP2に対して1.5倍以下になるよう、レーザー照射タイミングを設定する。これにより、記録対象物のレーザー光によるダメージやレーザー発光素子41が高温となるのを抑制して、発色部と非発色部との境のエッジを滑らかにすることができる。また、生産性を落とさずに、発色部と非発色部との境のエッジを滑らかにすることができる。
しかしながら、画像ドットGのZ方向の幅2Rを、画像ドットピッチP2よりも大きくして画像ドットGの一部が隣接する画像ドットGに重なるようにすることで、図7に示すように画像ドットGの一部が、本来白色となるべき、非発色部にオーバーラップして、白抜き画像が潰れてしまうという不具合が発生する。
そこで、本実施形態においては、画像ドットGの一部が、非発色部にオーバーラップしないように、照射条件調整部1811によりレーザー照射条件を調整している。具体的には、照射条件調整部1811は、コンテナCの搬送方向(X軸方向)の画像ドットGの非発色部へのオーバーラップについて、レーザー照射タイミングを、通常の照射タイミングと異ならせることで、上記オーバーラップを抑制する。一方、照射条件調整部1811は、光ファイバー42の並び方向であるZ軸方向のオーバーラップに関しては、レーザーパワーを落とすことで、上記オーバーラップを抑制する。
まず、X軸方向(副走査方向)の画像ドットGの非発色部へのオーバーラップの抑制について、説明する。
図9は、レーザー照射タイミングの調整の制御フロー図であり、図10は、レーザー照射ON/OFFのタイミングチャートである。図10−1は、従来のレーザー照射のON/OFFタイミングを示しており、図10−2は、本実施形態のレーザー照射のON/OFFタイミングチャートを示している。
図9に示すように、照射条件調整部1811は、画像情報出力部47から画像データを受けたら、X軸方向に画像データ解析を行う(S1)。具体的には、照射条件調整部1811は、は、最初に記録を行う搬送方向最下流(+X軸方向)の画像データのドットDが、黒色ドット(2値化における「1」)か白色ドット(2値化における「0」)かを把握する。次に、照射条件調整部1811は、このドットDに搬送方向上流側から隣接する次に記録を行うドットが、このドットと同じ色か否かをチェックする(S2)。ドットの色が、黒色ドットから白色ドットに変わる場合(S2のYes、S3のYes)、照射条件調整部1811は、この黒色ドットについて、レーザー照射終了のタイミングを通常の終了タイミングに対して速める(S4)。
図10に示すように、本実施形態においては、記録対象物を搬送しながら、記録対象物に所定時間tレーザー光を照射して画像ドットGを形成するため、図中点線に示すよう画像ドットGは、搬送方向に長い略楕円形状となっている。
画像データのドットDが、黒色ドットから白色ドットに変わる(レーザー照射ONで、次のタイミングのレーザー照射がOFFの)場合に、レーザー照射終了のタイミングを速めなかった場合は、次のようになる。すなわち、図10−1に示すように、発色部の記録対象物移動方向上流側における、非発色部との境となる画像ドット(図中右から2番目の画像ドット)の一部が、相対的移動方向上流側から隣接する非発色部にオーバーラップし、非発色部を潰してしまう。
一方、本実施形態では、画像データのドットDが、黒色ドットから白色ドットに変わる場合に、レーザー照射終了のタイミングを通常のタイミングよりも速める。これにより、図10−2に示すように、図中右から2番目の画像ドットGが、相対的移動方向上流側から隣接する非発色部にオーバーラップするのを抑制することができる。これにより、非発色部の潰れを抑制することができる。
一方、図9に示すように、画像データのドットDが、白色ドットから黒色ドットに変わる場合(S2のYes、S3のNo)、照射条件調整部1811は、次の黒色ドットについて、記録を行うとき、レーザーの照射タイミングを通常のタイミングに対して遅らせる(S5)。
画像データのドットDが、白色ドットから黒色ドットに変わる(レーザー照射OFFで、次のタイミングのレーザー照射がONの)場合に、レーザー照射開始のタイミングを遅くしなかった場合は、次のようになる。すなわち、図10−1に示すように、発色部の記録対象物移動方向下流側における、非発色部との境となる画像ドット(図中右から4番目の画像ドット)の一部が、相対的移動方向下流側から隣接する非発色部にオーバーラップし、非発色部を潰してしまう。
一方、本実施形態の照射条件調整部1811は、画像データのドットDが、白色ドットから黒色ドットに変わる場合に、レーザー照射開始のタイミングを通常のタイミングよりも遅くする。これにより、図10−2に示すように、図中右から4番目の画像ドットGが、相対的移動方向下流側から隣接する非発色部にオーバーラップするのを抑制することができる。これにより、非発色部の潰れを抑制することができる。
そして、照射条件調整部1811は、先の図9に示すように、このような処理を、搬送方向最上流のドットについて行ったら(S6のNo)終了する。
図10−1に示すように、画像ドットGのオーバーラップの量Lは、次のように求めることができる。画像ドットGは、X軸方向(副走査方向)に長い略楕円形状である。より具体的に説明すると、長方形状部分のX軸方向両側に半円の円形状部分が接続された所謂小判形状である。円形状部分の半径はRであり、長方形状部分のX軸方向長さは、レーザー照射時間t、記録対象物の搬送速度をvとすると、tv[mm]となる。従って、X軸方向の画像ドットピッチは、P1であるので、オーバーラップ量Lは、
L=0.5tv+R−0.5P1
となる。
よって、上記式で算出されるオーバーラップ量L分、照射終了のタイミングを速めたり照射開始のタイミングを遅くしたりすることで、画像ドットGを、非発色部に、オーバーラップするのを防止することができる。すなわち、(L/v)時間、照射終了タイミングを速めたり、照射開始のタイミング遅くしたりするのである。このように、本実施形態では、照射条件調整部1811が、X軸方向(画像ドットの移動方向)のピッチおよび画像ドットの半径に基づいて、記録装置14によるレーザー光の照射タイミングを設定する。
なお、上記画像ドットGの円形状部分の半径Rおよび、画像ドットピッチP2は、予め実験で求めた値である。図11は、上記画像ドットGの円形状部分の半径Rの求め方について、説明する図である。まず、Z軸方向(主走査方向)の幅が1ドットのラインを記録対象物に記録する。次に、マイクロデンシトメータ(スリット幅5μm)で画像濃度を測定し、濃度の最大、最小値の平均の濃度となる部分の輪郭線を取り出し、500倍に拡大する。次に、ラインのZ軸方向(主走査方向)一端と他端と、ラインのX軸方向(副走査方向)一端の円弧の交点A、A´を求める。次に、線分A−A´の中点Bを求める。次に、線分A−A´に平行で円弧に接する線分C−C´を求め、円弧との接点Dを求める。そして、上記求めた中点Bから接点Dまでの長さを求め、画像ドットGの円形状部分の半径Rを求める。
図12は、Z軸方向(主走査方向)の画像ドットピッチP2の求め方について、説明する図である。まず、図12に示すように、記録対象物に主走査方向5ドットのラインを記録する。次に、マイクロデジメータ(スリット幅5μm)で画像濃度を測定し、濃度の最大、最小値の平均の濃度となる部分の輪郭線を取り出し、500倍に拡大する。次に、各ラインの頂点a〜eを求め、各ラインの頂点を通る直線を引く。次に、各ラインの頂点間距離(線分a−b、線分b−c、線分c−d、線分d−e)をそれぞれ求め、Z軸方向(主走査方向)の画像ドットピッチP2a,P2b、P2c、P2dを求める。そして、求めたP2a〜P2dから、平均値を求め、その平均値を、Z軸方向(主走査方向)の画像ドットピッチP2とする。
X軸方向(副走査方向)の画像ドットピッチP1は、レーザー照射周期(パルス周期)に搬送速度vを乗じて求めることができる。
また、後述するように、画像ドットGのX軸方向先端が、図10−2に示すTの範囲であればよい。この範囲Tに画像ドットGのX軸方向先端が入るためのレーザー照射タイミングずらし量Wは、0.5tv+0.5(R−0.5P1)≦W≦0.5tv+1.5(R−0.5P1)となる。従って、照射条件調整部1811は、レーザー照射タイミングずらし量Wの関係を満たすように、レーザー照射タイミングを設定する、
また、本実施形態では、ユーザーによって、レーザーパワーを変更できるようになっている。具体的には、ユーザーが記録対象物に記録された画像を見て、画像が薄いと感じた場合は、操作パネル181を操作して、レーザーパワーを上げる。また、画像が濃いと感じた場合は、操作パネル181を操作して、レーザーパワーを落とす。このようにレーザーパワーを変更することで、画像ドットGの大きさが変わり、画像ドットGの円形部分の半径Rが変わってしまう。よって、レーザーパワーが変更された場合は、オーバーラップ量L=0.5tv+R−0.5P1が変わる。本実施形態では、上記半径Rに基づいて算出したオーバーラップ量Lに基づき、レーザー照射タイミングをずらすため、レーザーパワー(レーザ光のパワー)が変更されたとき、照射条件調整部1811は、レーザー照射タイミングを変更する、すなわち照射タイミングのずらし量を算出しなおす必要がある。
具体的には、予め実験などにより、レーザーパワーと画像ドットの円形部分の半径Rとの関係を求めておき、その関係式やテーブルを、不揮発性メモリに記憶しておく。そして、ユーザーが操作パネル181を操作してレーザーパワーを変更したら、照射条件調整部1811は、変更したレーザーパワーと、上記メモリに記憶されている関係式やテーブルとに基づいて、このレーザーパワーに対応する半径Rを求める。そして、照射条件調整部1811は、求めた半径Rに基づいて、照射タイミングのずらし量を算出し、算出したずらし量を、不揮発性メモリに記憶する。これにより、レーザーパワーが変更された後も、画像ドットGの非発色部へのオーバーラップを抑制することができる。また、実際の非発色部と発色部との境界よりも画像ドットGが後退し、記録対象物に記録した白抜き画像が、画像データよりも大きくなったり、発色部が、画像データよりも小さくなったりするのも抑制することができる。
また、記録対象物(感熱記録部)によって、発色する温度などが異なるため、記録対象物が変更されると、レーザーパワーと画像ドットの円形部分半径Rとの関係が変わる場合がある。そのために、レーザーパワーと半径Rとの関係を示す関係式やテーブルなどのデータを記録対象物(感熱記録部)の種類毎に複数、メモリに記憶しておく。そして、画像を記録する記録対象物を変更する場合は、ユーザーが操作パネルを操作して、画像を記録する記録対象物の種類情報を入力する。照射条件調整部1811は、入力された記録対象物の入力情報に基づいて、入力された記録対象物に対応するレーザーパワーと半径Rとの関係を示す関係式やテーブルを特定する。そして、照射条件調整部1811は、は、特定したレーザーパワーと半径Rとの関係を示す関係式に基づいて、規定の半径となるように、レーザーパワーを上げる。これにより、記録対象物が変更されても、発色部と非発色部の境のエッジを滑らかにすることができる。
次に、Z軸方向(主走査方向)の画像ドットGの非発色部へのオーバーラップの抑制について、説明する。図13は、画像ドットGの非発色部へのZ軸方向のオーバーラップの抑制するための制御フロー図である。照射条件調整部1811は、画像情報出力部47から画像データを受けたら、Z軸方向にも画像データ解析を行う(S11)。具体的には、照射条件調整部1811は、まず、Z軸方向一端の画像データのドットについて、黒色ドット(2値化における「1」)か白色ドット(2値化における「0」)かを把握する(S12)。そのドットが、黒色ドットの場合、照射条件調整部1811は、Z軸方向に隣り合うドットデータを確認して、白色ドットがあるか否かをチェックする(S13)。Z軸方向に隣り合うドットに白色ドットがない場合(S13のNo)、照射条件調整部1811は、このドットに画像を記録するときのレーザーパワーを通常のレーザーパワーに設定する。
Z軸方向に隣り合うドットに白色ドットがある場合(S13のNo)、通常のレーザーパワーで画像記録を行うと、画像ドットの一部が、Z軸方向に隣接する非発色部にオーバーラップしてしまう。そのため、Z軸方向に隣り合うドットに白色ドットがある場合(S13のNo)は、照射条件調整部1811は、X軸方向に隣り合うドットデータを確認して、黒色ドットがあるか否かをチェックする(S14)。
X軸方向に隣り合うドットに黒色ドットがある場合(S14のYes)、照射条件調整部1811は、レーザーパワーを落とし、かつ、連続点灯で、隣接する黒色のドットと、このドットに対応する画像の記録を行うように設定する(S15)。レーザーパワーを落とすことで、レーザーの照射による記録対象物の温度上昇が抑えられ、画像ドットGが小さくなる。その結果、画像ドットGの非発色部へのオーバーラップを抑制することができる。しかし、レーザーパワーを落とすと、画像ドットGが小さくなるため、非発色部と、発色部とのZ軸方向における境のエッジがキザキザとなってしまう。しかし、上述したように、レーザーを連続照射して、隣接する黒色のドットと、このドットとに対応する画像の記録を行うようにすることで、非発色部と、発色部とのZ軸方向における境のエッジが直線状となり、Z軸方向における境のエッジを滑らかにすることができる。
一方、X軸方向に隣り合うドットに黒色ドットがない場合(S14のNo)、照射条件調整部1811は、このドットに画像を記録するときのレーザーパワーを通常のレーザーパワーよりも落としたレーザーパワーに設定する。すなわち、照射条件調整部1811は、黒色の発色部のZ軸方向における白色非発色部の境となる画像ドットを記録するときのレーザー光のパワーを、他の画像ドットを記録するときのレーザーパワーより低下させて(落として)いる。このように、レーザーパワーを落とすことで、画像ドットGが小さくなり、画像ドットGの非発色部へのオーバーラップを抑制することができる。
そして、このような処理を、Z軸方向他端のドットについて行ったら(S17のNo)終了する。
図14は、本実施形態の装置により白抜き画像を記録した一例を示す図である。図14に示すように、本実施形態では、X軸方向について、先の図9、図10に示したような照射タイミングの制御を行い、Z軸方向について先の図13に示すレーザーパワーの制御を行うことで、発色部と非発色部との境のエッジを滑らかにし、かつ、白抜き画像のつぶれを抑制することができる。
また、かかる制御を行うことで、文字画像などについても、実際に記録した画像が、画像データよりも太くなる画像太りを抑制することができ、文字のつぶれなどを抑制することができ、良好な画像を得ることができる。
次に、本出願人が行った検証実験について説明する。
[実施例1]
X軸方向(副走査方向)の画像ドットピッチP1を127μm、画像ドットの半径Rが73μmとなるように、レーザーパワー、レーザー照射タイミングを調整して、図15に示すような画像を、記録対象物に記録した。図15に示す画像は、X軸方向の幅が、X軸方向の画像ドットピッチP1のZ軸方向に延びる線上の白抜き画像である。
図15−1は、非発色部に対して搬送方向(X軸方向)に隣接する画像ドットGa,Gbを通常のタイミングで形成した場合を示している。実施例1においては、非発色部に対して搬送方向(X軸方向)に隣接する画像ドットGa,GbのX軸方向の幅が、図15−1に示す通常のタイミングで形成した場合に比べて、10μm(=R−0.5P1)短くなるように、レーザー照射タイミングを調整した。具体的には、非発色部に対して記録対象物搬送方向上流側に隣接する画像ドットGaについては、レーザーの照射を停止するタイミングを、通常のタイミングよりも速めて、画像ドットを10μm短くした。一方、非発色部に対して記録対象物搬送方向下流側に隣接する画像ドットGbについては、レーザーの照射を開始するタイミングを遅らせて、画像ドットを10μm短くした(図15−2参照、図中Wは、図15−1に示す非発色部に対して搬送方向(X軸方向)に隣接する画像ドットGa,Gbを通常のタイミングで形成した場合に対して画像ドットを短くした長さを示している。)。
[実施例2]
非発色部に対して搬送方向(X軸方向)に隣接する画像ドットGa,GbのX軸方向の幅が15μm(=1.5(R−0.5P1)短くなるように、レーザー照射タイミングを調整した以外は、実施例1と同じにした。
[実施例3]
非発色部に対して搬送方向(X軸方向)に隣接する画像ドットGa,GbのX軸方向の幅が5μm(=0.5(R−0.5P1)短くなるように、レーザー照射タイミングを調整した以外は、実施例1と同じにした。
[比較例1]
非発色部に対して搬送方向(X軸方向)に隣接する画像ドットGa,GbのX軸方向の幅が、20μm(=2(R−0.5P1)短くなるように、レーザー照射タイミングを調整した以外は、実施例1と同じにした。
[比較例2]
非発色部に対して搬送方向(X軸方向)に隣接する画像ドットGa,GbのX軸方向の幅が、2μm(=0.2(R−0.5P1)短くなるように、レーザー照射タイミングを調整した以外は、実施例1と同じにした。
実施例1〜比較例2の条件で、記録対象物に記録した画像を目視で確認し、白抜き画像に潰れが確認できるか否か、白抜き画像の広がりが確認できるか否かを調べた。その結果を、表1に示す。
Figure 0006589999
表1からわかるように、実施例1〜3に関しては、白抜き画像の潰れや広がりは、目視で確認できなかった。一方、比較例1については、白抜き画像の広がりが目視で確認された。これは、比較例1については、発色部と非発色部の境界の画像ドットの搬送方向端部が非発色部に対して後退しすぎたため、白抜き画像の広がりが目視で確認できたと考えられる。また、比較例2については、白抜き画像の潰れが目視で確認された。これは、比較例2については、画像ドットの非発色部に対するオーバーラップの低減が不十分であり、白抜き画像の潰れが目視で確認されたと考えられる。このことから、0.5(R−0.5P1)以上、1.5(R−0.5P1)以下、画像ドットのX軸方向の幅を短くすることで、白抜き画像の潰れや広がりを目立ちにくくすることができることがわかる。
[変形例1]
図16−1および図16−2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16−1および図16−2に示すように、この変形例の画像記録システム100は、コンテナCを載置する載置台150を有している。記録装置14は、レール部材141に図中左右方向に移動可能に支持されている。
この変形例1では、まず、作業者は、コンテナCの記録対象物である感熱記録ラベルRLが貼付された面が上面となるように、コンテナCを載置台150にセットする。コンテナCを載置台150にセットしたら、操作パネル181を操作して、画像記録処理をスタートさせる。画像記録処理をスタートさせると、図16−1の左側に位置する記録装置14が、図16−1の矢印に示すように、図中右側へと移動する。そして、記録装置14は、図中右側へと移動しながら、記録対象物(コンテナCの感熱記録ラベルRL)にレーザーを照射して、画像を記録する。画像を記録した後、図16−2に示す右側に位置する記録装置14は、図16−2の矢印に示すように図中左側へと移動し、図16−1に示す位置に戻る。
また、上述では、コンテナCに貼付した感熱記録ラベルRLに画像の記録する記録装置14について本発明を適用した例について説明したが、例えば、コンテナCに貼付した可逆性感熱記録ラベルに画像を書き換える画像書き換えシステムにも本発明を適用することができる。この場合は、記録装置14よりもコンテナCの搬送方向上流側に、可逆性感熱記録ラベルにレーザーを照射して可逆性感熱記録ラベルに記録されている画像を消去する消去装置を設ける。この消去装置により、可逆性感熱記録ラベルに記録された画像を消去した後、記録装置14により画像を記録する。かかる画像書き換えシステムにおいても、非発色部と発色部との境を滑らかにして、白抜き画像の潰れ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。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、複数のレーザー発光素子を有し、前記複数の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照射するレーザー照射装置と、前記レーザー照射装置に対して相対的に移動する前記記録対象物に記録される画像ドットの一部が、隣接する画像ドットに重なるように、前記レーザー照射装置によりレーザー光を照射させるとともに、発色部の非発色部との境となる画像ドットを記録するときのレーザー照射条件を、他の画像ドットを記録するときのレーザー照射条件と異ならせる照射条件調整部と、前記照射条件調整部により調整されたレーザー照射条件に基づいて、前記レーザー照射装置によるレーザー光の照射を制御する出力制御部と、を備えた。
主走査方向(Z軸方向)の画像ドットピッチP2は、レーザー照射装置の構造により予め決められている。また、記録対象物の相対移動方向である副走査方向(X軸方向)の画像ドットピッチも規定のピッチとなるように、レーザー照射タイミングを制御している。具体的には、前記記録対象物が、上記ピッチと同じ量相対移動するときの時間間隔で信号が発信され、画像ドットを記録する場合はレーザー発光素子をONとし、画像ドットを記録しない場合はOFFとする制御がなされるのである。これらピッチが、装置が記録可能な画像の解像度となり、200dpiの場合、これらのピッチは約127μmに設定される。
記録対象物に記録される画像ドットは、略楕円形状であり、上記制御で直径が上記ピッチと同一の画像ドットを記録対象物に記録した場合、画像ドットが隣接する画像ドットに接する。この場合、発色部の非発色部との境が次のような形状となる。すなわち、発色部の非発色部との境は、この境に記録された画像ドットの発色部の非発色部との境をなす輪郭部分の連なりによって形成されるが、画像ドットが隣接する画像ドットに互いに接する場合は、その境をなす画像ドットの輪郭部分が半円となる。よって、この場合は、発色部の非発色部との境が、半円が連なるような凹凸形状となり、発色部の非発色部との境の最も凹んだ部分は、画像ドットに互いに接する箇所となり、その凹凸の高低差は、画像ドットの半径となる。その結果、発色部の非発色部との境の凹凸が大きく、見栄えの悪い画像となる。
そこで、(態様1)では、画像ドットの一部が隣接する画像ドットに重なるようにした。画像ドットの一部が隣接する画像ドットに重なるようにすることで、画像ドットの連なりによって形成される発色部の非発色部との境が次のような形状となる。すなわち、発色部の非発色部との境の最も凹む箇所が、一方の画像ドットの輪郭部分と他方の画像ドットの輪郭部とが交わるところとなる。その結果、発色部の非発色部との境が半円よりも狭い範囲の円弧が連なる凹凸となり、その凹凸の高低差が小さくなる。その結果、画像の非発色部との境を滑らかにすることができる。
上述したように、主走査方向(Z軸方向)の画像ドットピッチはレーザー照射装置の構成により予め決められているため、主走査方向において、画像ドットの一部を隣接する画像ドットに重ね合わせるためには、画像ドットの直径を主走査方向(Z軸方向)の画像ドットピッチよりも大きくする必要がある。しかしながら、画像ドットの直径を上記ピッチよりも大きくすると、次の不具合が発生する。すなわち、画像ドットが上記画像ドットピッチよりも大きいと、画像ドットの一部が非発色部にオーバーラップしてしまうのである。その結果、白抜き画像が潰れたり、画像太りが生じたりして、高品位な画像を形成できないのである。
そこで、(態様1)では、発色部の非発色部との境となる画像ドットを記録するときのレーザー照射条件を、その他の画像ドットを記録するときのレーザー照射条件と異ならせた。
例えば、発色部の記録対象物相対的移動方向上流側における、非発色部との境となる画像ドットを記録するときにおいては、レーザー照射を開始する開始タイミングをその他の画像ドットを記録するときの通常のレーザー開始照射タイミングよりも遅らせる。通常のレーザー照射開始タイミングは、記録対象物の相対的移動方向上流側から隣接する画像ドットに、画像ドットの一部が重なるような開始タイミングである。従って、通常のレーザー照射開始タイミングで発色部の記録対象物相対的移動方向上流側における、非発色部との境となる画像ドットを記録すると、記録対象物の相対的移動方向上流側から隣接する非発色部に、画像ドットの一部がオーバーラップしてしまう。よって、通常のレーザー照射タイミングよりも遅らせることで、記録対象物の相対的移動方向上流側から隣接する非発色部への画像ドットのオーバーラップが抑制される。
一方、発色部の記録対象物相対的移動方向下流側における、非発色部との境に画像ドットを記録するときは、レーザー照射終了タイミングを通常のレーザー照射終了タイミングよりも速める。その他の画像ドットを記録するときの通常のレーザー照射終了タイミングは、画像ドットの一部が、記録対象物の相対的移動方向下流側から隣接する画像ドットに重なるような終了タイミングである。従って、発色部の記録対象物相対的移動方向下流側における、非発色部との境に画像ドットを記録するとき、通常の終了タイミングでレーザー照射を終了すると、記録対象物の相対的移動方向下流側から隣接する非発色部に画像ドットの一部がオーバーラップしてしまう。よって、発色部の記録対象物相対的移動方向下流側における、非発色部との境に画像ドットを記録するときは、通常のレーザー照射終了タイミングよりも速めることで記録対象物相対的移動方向下流側から隣接する非発色部への画像ドットのオーバーラップが抑制される。
また、発色部の記録対象物相対的移動方向直交する方向における、非発色部との境となる画像ドットを記録するときは、レーザーパワーを、その他の画像ドットを記録するときの通常のレーザーパワーよりも低くする。通常のレーザーパワーは、画像ドットの一部が、記録対象物の相対移動方向と直交する方向から隣接する画像ドットに重なるようなレーザーパワーである。そのため、発色部の記録対象物相対的移動方向直交する方向における、非発色部との境となる画像ドットを、通常のレーザーパワーで記録すると、記録対象物の相対移動方向と直交する方向から隣接する非発色部に画像ドットの一部がオーバーラップしてしまう。そのため、発色部の記録対象物相対的移動方向直交する方向における、非発色部との境となる画像ドットを記録するときのレーザーパワーを、通常のレーザーパワーよりも低くして画像ドットを小さくする。これにより、記録対象物の相対移動方向と直交する方向から隣接する非発色部に画像ドットの一部がオーバーラップするのを抑制することができる。
このように、発色部の非発色部との境となる画像ドットを記録するときのレーザー照射のタイミングや、レーザーパワーなどのレーザー照射条件を、通常のレーザー照射条件と異ならせて、画像ドットの非発色部へのオーバーラップを抑制する照射条件とすることで、画像太りや白抜き画像の潰れが抑制され、高品位な画像を記録することが可能となる。
(態様2)
(態様1)において、前記照射条件調整部は、前記発色部の前記記録対象物の相対的移動方向上流側における、前記非発色部との境となる画像ドットを記録するときのレーザー照射開始タイミングを、他の画像ドットを記録するときの前記レーザー照射開始タイミングよりも遅らせ、前記発色部の前記記録対象物の前記相対的移動方向下流側における、前記非発色部との境となる画像ドットを記録するときのレーザー照射終了のタイミングを、他の画像ドットを記録するときの前記レーザー照射終了タイミングよりも速めた。
これによれば、実施形態で説明したように、記録対象物の相対移動方向において、画像ドットGが、非発色部にオーバーラップするのを抑制することができる。これにより、白抜き画像の潰れを抑制でき、かつ、黒色画像の画像太りを抑制することができる。
(態様3)
(態様2)において、前記照射条件調整部は、画像ドットの前記相対的移動方向のピッチおよび画像ドットの半径に基づいて、前記レーザー照射装置によるレーザー照射タイミングを設定する。
これによれば、実施形態で説明したように、画像ドットの半径Rが大きければ、大きいほど、非発色部へのオーバーラップ量が多くなる。よって、画像ドットの前記相対移動方向のピッチP1および画像ドットの半径に基づいて、レーザー照射タイミングを設定することで、画像ドットの非発色部へのオーバーラップを抑制することができるレーザー照射タイミングを、適切に設定することができる。
(態様4)
(態様3)において、前記照射条件調整部は、画像ドットの前記相対的移動方向のピッチをP1、画像ドットの半径R、レーザー照射タイミングずらし量Wとしたとき、
0.5×(R−0.5P1)≦W≦1.5×(R−0.5P1)
の関係を満たすように、レーザー照射タイミングを設定する。
これによれば、検証実験で説明したように、0.5×(R−0.5P1)≦W≦1.5×(R−0.5P1)の範囲内で、レーザー照射タイミングをずらすことで、白抜き画像の潰れや、白抜き画像の広がりを、目視では判別できないレベルにすることができる。
(態様5)
(態様4)において、前記照射条件調整部は、前記レーザー照射装置によるレーザー光のパワーが変更されたとき、レーザー照射タイミングを変更する。
これによれば、実施形態で説明したように、レーザーのパワーが変更されると、画像ドットの半径Rが変更され、ずらし量Wが、0.5×(R−0.5P1)≦W≦1.5×(R−0.5P1)の関係を満たさなくなるおそれがある。従って、レーザーのパワーが変更されたとき、レーザー照射タイミングを変更することで、常に、0.5×(R−0.5P1)≦W≦1.5×(R−0.5P1)の関係を満たすことができ、白抜き画像の潰れや、白抜き画像の広がりを、目視では判別できないレベルにすることができる。
(態様6)
(態様2)乃至(態様5)いずれかにおいて、前記照射条件調整部は、画像ドットの前記相対的移動方向と交差(直交)する方向のピッチをP2、画像ドットの半径をRとしたとき、
1.1P2≦2R≦1.5P2
の関係を満たすように、レーザー照射タイミングを設定する。
これによれば、実施形態で説明したように、記録対象物のレーザーによるダメージやレーザー発光素子が高温となるのを抑制して、発色部と、非発色部との境を滑らかにすることができる。
(態様7)
(態様1)乃至(態様6)いずれかにおいて、前記照射条件調整部は、前記発色部の前記記録対象物の前記相対的移動方向と交差(直交)する方向における前記非発色部の境となる画像ドットを記録するときのレーザー光のパワーを、他の画像ドットを記録するときのレーザー光のパワーより低下させた。
これによれば、実施形態で説明したように、境界画像ドットに記録される画像ドットを小さくでき、記録対象物の相対移動方向と直交する方向において、画像ドットが記録対象物の相対移動方向と直交する方向に隣接する非発色部へのオーバーラップ量を低減することができる。これにより、記録対象物の相対移動方向と直交する方向において、画像の太りや、白抜き画像の潰れを抑制することができる。
(態様8)
(態様7)において、前記照射条件調整部は、前記発色部の前記相対的移動方向と交差(直交)する方向における前記非発色部の境となる画像ドットに前記相対的移動方向から隣接する画像ドットが存在する場合、前記レーザー照射装置によるレーザー光を連続点灯させて、複数の画像ドットを連続で記録させる。
これによれば、実施形態で説明したように、記録対象物の相対移動方向と直交する方向において、発色部と非発色部との境をなめらかにすることができる。
(態様9)
(態様1)乃至(態様8)いずれかにおいて、前記非発色部が、白抜き画像である。
これによれば、実施形態で説明したように、白抜き画像の潰れを抑制でき、かつ、白抜き画像の端を、滑らかな形状にすることができる。
(態様10)
(態様1)乃至(態様9)いずれかにおいて、前記レーザー照射装置は、前記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、前記複数の光ファイバーに対応して備えられ、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を、前記所定の方向にアレイ状に保持するレーザーアレイと、を有する。
これによれば、実施形態で説明したように、各光ファイバーのレーザー出射部を可視像の画素ピッチと同じピッチに配置すればよく、半導体レーザーなどのレーザー発光素子を、画素ピッチと同じピッチに配置する必要がなくなる。これにより、レーザー発光素を、レーザー発光素子の熱を逃がすことができるように配置することができ、レーザー発光素子の温度上昇を抑制することができる。これにより、レーザー発光素子の波長や光出力が変動するのを抑制することができ、良好な画像を記録対象物に記録することができる。
(態様11)
(態様1)から(態様10)において、前記照射条件調整部は、前記レーザー発光素子の温度に応じて前記レーザー照射装置から照射されるレーザー光のパワーを設定する。
これによれば、レーザー発光素子の温度により光出力が変動を補正して抑制することができ、良好な画像を記録対象物に記録することができる。
(態様12)
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、複数のレーザー発光素子を有し、前記複数の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照射するレーザー照射装置を備え、前記レーザー照射装置に対して相対的に移動する前記記録対象物に記録される画像ドットの一部が、隣接する画像ドットに重なるように、前記レーザー照射装置によりレーザー光を照射させるとともに、発色部の非発色部との境となる画像ドットを記録するときのレーザー照射条件を、他の画像ドットを記録するときのレーザー照射条件と異ならせる照射条件調整ステップと、前記照射条件調整ステップにより調整されたレーザー照射条件に基づいて、前記レーザー照射部によるレーザー光の照射を制御する出力制御ステップと、を含む。
これによれば、発色部と非発色部との境を滑らかにすることができ、かつ、白色画像の潰れや発色部の太りを抑制することができる。
10 コンベア装置
11 遮蔽カバー
14 記録装置
14a レーザーアレイ部
14b ファイバーアレイ部
15 読取装置
18 システム制御装置
1811 照射条件調整部
1812 出力制御部
41 レーザー発光素子
42 光ファイバー
42a レーザー出射部
43 光学部
43a コリメートレンズ
43b 集光レンズ
44 アレイヘッド
45 LD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
G 画像ドット
P1 X軸方向(副走査方向)の画像ドットピッチ
P2 Z軸方向(主走査方向)の画像ドットピッチ
R 画像ドットの半径
RL 感熱記録ラベル
特開2010−52350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、
    複数のレーザー発光素子を有し、前記複数の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照射するレーザー照射装置と、
    前記レーザー照射装置に対して相対的に移動する前記記録対象物に記録される画像ドットの一部が、隣接する画像ドットに重なるように、前記レーザー照射装置によりレーザー光を照射させるとともに、発色部の非発色部との境となる画像ドットを記録するときのレーザー照射条件を、他の画像ドットを記録するときのレーザー照射条件と異ならせる照射条件調整部と、
    前記照射条件調整部により調整されたレーザー照射条件に基づいて、前記レーザー照射装置によるレーザー光の照射を制御する出力制御部と、を備え、
    前記照射条件調整部は、前記発色部の前記記録対象物の相対的移動方向の上流側における、前記非発色部との境となる画像ドットを記録するときのレーザー照射開始タイミングを、他の画像ドットを記録するときの前記レーザー照射開始タイミングよりも遅らせ、前記発色部の前記記録対象物の前記相対的移動方向の下流側における、前記非発色部との境となる画像ドットを記録するときのレーザー照射終了タイミングを、他の画像ドットを記録するときの前記レーザー照射終了タイミングよりも速めること
    を特徴とする画像記録装置。
  2. 前記照射条件調整部は、画像ドットの前記相対的移動方向のピッチおよび画像ドットの半径に基づいて、前記レーザー照射装置によるレーザー照射タイミングを設定する、請求項1に記載の画像記録装置。
  3. 前記照射条件調整部は、画像ドットの前記相対的移動方向のピッチをP1、画像ドットの半径R、レーザー照射タイミングずらし量Wとしたとき、
    0.5×(R−0.5P1)≦W≦1.5×(R−0.5P1)
    の関係を満たすように、レーザー照射タイミングを設定する、請求項2に記載の画像記録装置。
  4. 前記照射条件調整部は、前記レーザー照射装置によるレーザー光のパワーが変更されたとき、レーザー照射タイミングを変更する、請求項3に記載の画像記録装置。
  5. 前記照射条件調整部は、画像ドットの前記相対的移動方向と交差する方向のピッチをP2、画像ドットの半径をRとしたとき、
    1.1P2≦2R≦1.5P2
    の関係を満たすように、レーザー光のパワー又は照射時間を設定する請求項1〜4のいずれか一つに記載の画像記録装置。
  6. 前記照射条件調整部は、前記発色部の前記記録対象物の前記相対的移動方向と交差する方向における前記非発色部の境となる画像ドットを記録するときのレーザー光のパワーを、他の画像ドットを記録するときのレーザー光のパワーより低下させる、請求項1〜5のいずれか一つに記載の画像記録装置。
  7. 前記照射条件調整部は、前記発色部の前記相対的移動方向と交差する方向における前記非発色部の境となる画像ドットに前記相対的移動方向から隣接する画像ドットが存在する場合、前記レーザー照射装置によるレーザー光を連続点灯させて、複数の画像ドットを連続で記録させる、請求項6に記載の画像記録装置。
  8. 前記非発色部が、白抜き画像である、請求項1〜7のいずれか一つに記載の画像記録装置。
  9. 前記レーザー照射装置は、前記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、前記複数の光ファイバーに対応して備えられ、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を、所定の方向にアレイ状に保持するレーザーアレイと、を有する、請求項1〜8のいずれか一つに記載の画像記録装置。
  10. 前記照射条件調整部は、前記レーザー発光素子の温度に応じて前記レーザー照射装置から照射されるレーザー光のパワーを設定する、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、
    複数のレーザー発光素子を有し、前記複数の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照射するレーザー照射装置を備え、
    前記レーザー照射装置に対して相対的に移動する前記記録対象物に記録される画像ドットの一部が、隣接する画像ドットに重なるように、前記レーザー照射装置によりレーザー光を照射させるとともに、発色部の非発色部との境となる画像ドットを記録するときのレーザー照射条件を、他の画像ドットを記録するときのレーザー照射条件と異ならせる照射条件調整ステップと、
    前記照射条件調整ステップにより調整されたレーザー照射条件に基づいて、前記レーザー照射装置によるレーザー光の照射を制御する出力制御ステップと、を含み、
    前記照射条件調整ステップは、前記発色部の前記記録対象物の相対的移動方向の上流側における、前記非発色部との境となる画像ドットを記録するときのレーザー照射開始タイミングを、他の画像ドットを記録するときの前記レーザー照射開始タイミングよりも遅らせ、前記発色部の前記記録対象物の前記相対的移動方向の下流側における、前記非発色部との境となる画像ドットを記録するときのレーザー照射終了タイミングを、他の画像ドットを記録するときの前記レーザー照射終了タイミングよりも速めること
    を特徴とする画像記録方法。
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