(57)【要約】【課題】装置を大型化することなく、記録媒体に対して所望の印字情報を迅速且つ高精度に記録することのできるレーザ印字装置を提供する。【解決手段】印字データメモリ５０から供給される印字データに従ってゲート信号をオンオフ制御するとともに、パルス幅データメモリ５２から供給されるパルス幅データに従って前記ゲート信号のパルス幅を制御し、このゲート信号を用いてＡＯＤドライバ４０に供給される周波数変調用電圧信号を制御してＡＯＤ３４を駆動することにより、照射位置に依存することのない一定のエネルギからなるレーザビームＬをウエブ１４に照射して製品情報を記録する。【選択図】図４
2006251643.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体の所定部位にレーザビームを偏向照射して印字情報を記録するレーザ印字方法において、
前記記録媒体に照射される前記レーザビームの各偏向位置におけるエネルギが一定となるよう、前記レーザビームの前記偏向位置毎の照射時間を制御することを特徴とするレーザ印字方法。
【請求項２】
記録媒体の所定部位にレーザビームを偏向照射して印字情報を記録するレーザ印字装置において、
前記印字情報に応じて供給される駆動信号に基づき、前記レーザビームを偏向する光学的偏向素子と、
前記記録媒体に照射される前記レーザビームの各偏向位置におけるエネルギが一定となるよう、前記レーザビームの前記偏向位置毎の照射時間を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とするレーザ印字装置。
【請求項３】
請求項２記載の装置において、
前記光学的偏向素子は、音響光学偏向器であることを特徴とするレーザ印字装置。
【請求項４】
請求項２記載の装置において、
前記光学的偏向素子は、電気光学偏向器であることを特徴とするレーザ印字装置。
【請求項５】
請求項２記載の装置において、
前記制御手段は、前記各偏向位置毎に前記駆動信号のパルス幅を制御することを特徴とするレーザ印字装置。
【請求項６】
請求項２記載の装置において、
前記光学的偏向素子は、前記記録媒体の搬送方向と直交する方向に前記レーザビームを偏向することで前記印字情報を印字することを特徴とするレーザ印字装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体の所定部位にレーザビームを偏向照射して印字情報を記録するレーザ印字方法及び印字装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、製造される製品の管理を行うため、製品に係る製品名、品種、製造装置番号等の製品情報をレーザビームを用いて当該製品に印字するようにしたレーザ印字装置が開発されている（特許文献１参照）。
【０００３】
このレーザ印字装置では、音響光学偏向器（ＡＯＤ）を用い、製品情報に応じてレーザビームを記録媒体の搬送方向と直交する方向に偏向させることにより、製品情報を記録媒体に二次元的に記録している。
【０００４】
ところで、ＡＯＤは、ＰｂＭｏＯ4等の結晶素子からなる媒質を圧電素子を用いて振動させ、振動により生成された回折格子によってレーザビームを所望の方向に回折させる光学的偏向素子である。この場合、例えば、媒質の密度が不均一であると、回折方向によってＡＯＤを透過したレーザビームの強度にむらが発生し、このむらに起因して、記録媒体に記録される製品情報の印字状態にむらが生じてしまう。
【０００５】
特に、記録媒体が感光材料、あるいは、フイルム状の包装材料のように、レーザビームの熱エネルギを利用して記録媒体の一部を発泡させることで製品情報を記録するものにおいては、均一のエネルギを記録媒体に付与できないと、レーザビームの照射位置によって発泡状態が異なり、製品情報が正確に記録できなくなってしまう。
【０００６】
従来のレーザ印字装置では、ＡＯＤによって偏向されたレーザビームが記録媒体の各偏向位置に照射される時間が偏向角度によらず一定に設定されている。従って、レーザビームの出力を増加させると、偏向位置によっては過度の発泡状態となり、場合によっては、記録媒体が燃焼し、あるいは、溶融してしまう事態を惹起するおそれがある。特に、記録媒体が感光材料からなる場合、製品情報の印字部分以外の部分も感光する、いわゆる、かぶりが生じてしまう。また、記録媒体が製品の包装材料である場合には、包装材料によって包装されている製品がレーザビームによって焼損してしまうおそれがある。
【０００７】
一方、他の構成からなるレーザ印字装置として、複数のレーザ光源を独立にオンオフ制御することで、記録媒体に製品情報を記録するように構成した装置がある（特許文献２参照）。
【０００８】
このレーザ印字装置では、各レーザ光源から出力されるレーザビームのエネルギ密度及びパルス幅を制御することで、所望の形状からなるドットを記録媒体に記録するようにしているため、記録媒体に製品情報を高精度に記録することが可能である。
【０００９】
しかしながら、多数のレーザ光源を使用しているため、装置が大型化する不具合が生じる。また、各レーザ光源を小型化すると、出力されるレーザビームのエネルギも低下するため、製品情報の記録に長時間を要してしまう不具合が発生する。
【００１０】
【特許文献１】英国特許出願公開第２１３３３５２号明細書
【特許文献２】特許第３１９１２０１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記の不具合に鑑みてなされたものであり、装置を大型化することなく、記録媒体に対して所望の印字情報を迅速且つ高精度に記録することのできるレーザ印字方法及び印字装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のレーザ印字方法は、記録媒体の所定部位にレーザビームを偏向照射して印字情報を記録するレーザ印字方法において、
前記記録媒体に照射される前記レーザビームの各偏向位置におけるエネルギが一定となるよう、前記レーザビームの前記偏向位置毎の照射時間を制御することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明のレーザ印字装置は、記録媒体の所定部位にレーザビームを偏向照射して印字情報を記録するレーザ印字装置において、
前記印字情報に応じて供給される駆動信号に基づき、前記レーザビームを偏向する光学的偏向素子と、
前記記録媒体に照射される前記レーザビームの各偏向位置におけるエネルギが一定となるよう、前記レーザビームの前記偏向位置毎の照射時間を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１４】
この場合、光学的偏向素子としては、音響光学偏向器、あるいは、電気光学偏光器を用いることができる。また、各偏向位置に対するレーザビームの照射時間は、光学的偏向素子を駆動する駆動信号のパルス幅を各偏向位置毎に制御するように設定することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のレーザ印字方法及び印字装置では、記録媒体に照射されるレーザビームの各偏向位置におけるエネルギが一定となるように、レーザビームの各偏向位置での照射時間を調整することにより、装置を大型化することなく、記録媒体に所望の印字情報を迅速且つ高精度に記録することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は、本発明のレーザ印字方法及び印字装置が適用されるウエブ巻取装置１０を示す。ウエブ巻取装置１０は、送り出しロール１２より感光材料であるウエブ１４を送り出し、その所定部位に製品情報（印字情報）を印字した後、巻き取りロール１６に巻き取る装置であり、送り出し・巻き取り処理が制御盤１８により行われ、製品情報の印字処理がレーザ印字装置２０により行われる。
【００１７】
ウエブ巻取装置１０において、送り出しロール１２に巻回されたウエブ１４は、基準駆動ロール２２によって引き出され、複数の小径ロール２４ａ〜２４ｋを介して巻き取りロール１６に供給される。なお、基準駆動ロール２２には、ロータリエンコーダ２６が接続されている。ロータリエンコーダ２６は、ウエブ１４の搬送量をエンコーダパルス信号として検出する。
【００１８】
レーザ印字装置２０は、ウエブ１４の所定部位にレーザビームＬによって製品情報２１（図２参照）を記録する記録ヘッド２８と、記録ヘッド２８を制御するレーザ制御ユニット３０とを備える。なお、製品情報２１は、例えば、図２に示すように、会社名（ＦＪＩ）、ウエブ１４の品種（ＳＨＲ）、ロット番号（２３３）、製造装置番号（１３１Ｓ）等をレーザビームＬにより形成される複数のドットで構成したものである。
【００１９】
記録ヘッド２８は、図３に示すように、ウエブ１４が掛けられている小径ロール２４ｇの近傍に配設されており、レーザビームＬを出力するレーザ発振器３２と、レーザ発振器３２から出力されたレーザビームＬをウエブ１４の搬送方向Ｙと直交する偏向方向Ｘに偏向する音響光学偏光器（ＡＯＤ）３４と、偏向されたレーザビームＬを集光してウエブ１４に導く集光レンズ３５と、ＡＯＤ３４を偏向されることなく透過する０次光のレーザビームＬを吸収するレーザ吸収体３７とから構成される。なお、レーザ吸収体３７は、例えば、水冷されたカーボン製ブロックにより構成することができる。
【００２０】
図４は、レーザ印字装置２０の制御ブロック図を示す。レーザ印字装置２０を構成するレーザ制御ユニット３０は、レーザ用アンプ３６を介してレーザ発振器３２を駆動制御するレーザ制御部３８と、ロータリエンコーダ２６からのエンコーダパルス信号に同期した周波数変調用電圧信号をＡＯＤドライバ４０に供給する周波数変調用電圧制御部４２とを備える。
【００２１】
ＡＯＤドライバ４０は、周波数変調用電圧信号を周波数信号に変換し、この周波数信号をゲート信号制御部４４からのゲート信号に従ってトランスデューサ４６に供給する。トランスデューサ４６は、周波数信号に従ってＡＯＤ３４に超音波振動波を伝播させる。ＡＯＤ３４は、振動波によって生成される回折格子に従い、レーザ発振器３２から出力されたレーザビームＬを偏向方向Ｘに周波数信号に応じた偏向角度だけ偏向してウエブ１４に導く。
【００２２】
一方、ゲート信号制御部４４には、印字トリガ信号生成部４８、印字データメモリ５０及びパルス幅データメモリ５２が接続される。
【００２３】
印字トリガ信号生成部４８は、ロータリエンコーダ２６から供給されるエンコーダパルス信号のカウント数と、印字位置データメモリ５４から供給される印字位置データとを比較し、ウエブ１４が所定の印字位置まで搬送されたと判断したとき、製品情報２１の印字を開始するための印字トリガ信号をゲート信号制御部４４に供給する。なお、印字位置データは、例えば、ウエブ１４に対して製品情報２１を所定の間隔で印字するためのエンコーダパルス信号のパルス数として設定することができる。
【００２４】
印字データメモリ５０は、ゲート信号制御部４４からＡＯＤドライバ４０に供給されるゲート信号をオンオフ制御することで製品情報２１をウエブ１４に露光記録する印字データを記憶する。印字データは、印字データ設定部５６において製品情報２１を入力することで設定される。例えば、図５に示すように、レーザビームＬの偏向方向Ｘ及びウエブ１４の搬送方向Ｙに配列される７×５の格子点を用いて製品情報２１を形成する場合、「Ｆ」の製品情報２１を形成するための印字データは、丸付き数字で示す１〜１４の格子点上のドット５８を形成するゲート信号をオンにするデータとして設定される。
【００２５】
パルス幅データメモリ５２は、ゲート信号制御部４４からＡＯＤドライバ４０に供給されるゲート信号のパルス幅を制御するパルス幅データを記憶する。パルス幅データは、パルス幅データ設定部６０においてレーザビームＬの偏向方向Ｘの格子点毎に設定される。パルス幅データは、例えば、図５に示す各ドット５８にレーザビームＬを照射する時間に対応しており、ＡＯＤ３４によって偏向されたレーザビームＬのウエブ１４上でのエネルギが偏向位置によらず一定となるように設定される。
【００２６】
本実施形態のウエブ巻取装置１０は、基本的に以上のように構成されるものであり、次に、その動作について図６に示すフローチャート及び図７に示すタイミングチャートに従って説明する。
【００２７】
先ず、パルス幅データ設定部６０を用いて、レーザビームＬの偏向方向Ｘに対するパルス幅データを設定する（ステップＳ１）。この場合、パルス幅データは、ＡＯＤ３４によってレーザビームＬを偏向方向Ｘに偏向させたとき、偏向位置によらず、同一の状態、例えば、同一の濃度からなるドット５８をウエブ１４に形成することのできるレーザビームＬの照射時間として設定する。設定されたパルス幅データは、パルス幅データメモリ５２に記憶される。
【００２８】
次いで、印字データ設定部５６を用いて、ウエブ１４に印字する製品情報２１を入力し、この製品情報２１に対応した印字データを印字データメモリ５０に記憶する（ステップＳ２）。
【００２９】
以上の準備作業が完了した後、ウエブ１４の搬送を開始する（ステップＳ３）。基準駆動ロール２２は、送り出しロール１２からウエブ１４を引き出し、レーザ印字装置２０による製品情報２１の印字部位を経由して巻き取りロール１６にウエブ１４を供給する。
【００３０】
一方、レーザ制御部３８は、レーザ用アンプ３６を介してレーザ発振器３２を駆動し、レーザビームＬをＡＯＤ３４に対して出力する（ステップＳ４）。なお、印字開始前の状態では、ＡＯＤ３４がトランスデューサ４６によって駆動されておらず、従って、ＡＯＤ３４に入射したレーザビームＬは、回折されることなく０次光としてレーザ吸収体３７に導かれて吸収される。
【００３１】
周波数変調用電圧制御部４２は、ロータリエンコーダ２６からのエンコーダパルス信号を受信すると（ステップＳ５）、周波数変調用電圧信号をＡＯＤドライバ４０に出力する（ステップＳ６）。この周波数変調用電圧信号は、図７に示すように、エンコーダパルス信号を受信したタイミングで出力される電圧値が段階的に増加するステップ信号である。
【００３２】
印字トリガ信号生成部４８は、ロータリエンコーダ２６から供給されるエンコーダパルス信号をカウントし、そのカウント数が印字位置データメモリ５４から供給される印字位置データと一致したとき（ステップＳ７）、印字トリガ信号をゲート信号制御部４４に出力する（ステップＳ８）。
【００３３】
ゲート信号制御部４４は、印字トリガ信号が供給されると、印字データメモリ５０から供給される印字データに従ってゲート信号をオンオフ制御するとともに、オン状態に設定されたゲート信号のパルス幅をパルス幅データメモリ５２から供給されるパルス幅データに従って制御し、ＡＯＤドライバ４０に出力する（ステップＳ９）。
【００３４】
ＡＯＤドライバ４０は、ゲート信号制御部４４から供給されたオン状態のゲート信号に従い、周波数変調用電圧制御部４２から供給される周波数変調用電圧信号を周波数信号に変換してトランスデューサ４６に出力する。トランスデューサ４６は、周波数変調用電圧信号に応じた周波数信号に従ってＡＯＤ３４に超音波振動波を伝播し、レーザビームＬを偏向方向Ｘに偏向させる。
【００３５】
ここで、レーザビームＬは、周波数変調用電圧信号の電圧値に従った偏向角度で偏向方向Ｘに偏向される。例えば、図５に示す「Ｆ」の製品情報２１を記録する場合、レーザビームＬが１〜７の各格子点に照射される。また、各格子点にレーザビームＬが照射されている時間は、パルス幅データメモリ５２から供給されるパルス幅データに従ってゲート信号制御部４４から供給されるオン状態のゲート信号のパルス幅で設定されている。この場合、ゲート信号のパルス幅は、偏向方向Ｘの各格子点１〜７に照射されるエネルギが一定となるように設定されているため、各格子点１〜７には、同一の濃度からなるドット５８が記録されることになる。一方、ウエブ１４は、搬送方向Ｙに搬送されており、同様にして、８〜１４の各格子点にドット５８が記録されることにより、均一な印字状態からなる「Ｆ」の製品情報２１がウエブ１４に印字される（ステップＳ１０）。
【００３６】
次の印字データがある場合（ステップＳ１１）、ステップＳ５からの処理が繰り返される。このようにして、ウエブ１４に所望の製品情報２１が記録される。
【００３７】
なお、上述した実施形態では、ＡＯＤドライバ４０に供給されるゲート信号のパルス幅を制御することで、ウエブ１４に照射されるレーザビームＬのエネルギを調整するようにしている。これに対して、図８に示すように、周波数変調用電圧制御部４２からＡＯＤドライバ４０に供給される周波数変調用電圧信号を構成する各ステップ信号のパルス幅をパルス幅データメモリ５２からのパルス幅データによって制御するとともに、印字データメモリ５０からの印字データに従って各ステップ信号をオンオフ制御し、この信号をＡＯＤドライバ４０に供給してレーザビームＬを制御するようにしてもよい。
【００３８】
また、光学的偏向素子としては、ＡＯＤ３４に代えて、電気光学偏向器（ＥＯＤ）を用いてレーザビームＬを所望の偏向位置に導くように構成することもできる。この場合、ＥＯＤに付与する電界を偏向角度に応じて変調すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明のレーザ印字方法及び印字装置が適用されるウエブ巻取装置の構成図である。
【図２】図１に示すレーザ印字装置によって記録される製品情報の説明図である。
【図３】図１に示すレーザ印字装置を構成する記録ヘッドの説明図である。
【図４】図１に示すレーザ印字装置の制御ブロック図である。
【図５】図１に示すレーザ印字装置により製品に記録される製品情報の説明図である。
【図６】図１に示すレーザ印字装置による印字処理のフローチャートである。
【図７】図１に示すレーザ印字装置による印字処理のタイミングチャートである。
【図８】図１に示すレーザ印字装置による他の実施形態に係る印字処理のタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００４０】
１０…ウエブ巻取装置          １４…ウエブ
２０…レーザ印字装置          ２１製品情報
２６…ロータリエンコーダ      ２８…記録ヘッド
３０…レーザ制御ユニット      ３２…レーザ発振器
３４…ＡＯＤ                  ３６…レーザ用アンプ
３８…レーザ制御部            ４０…ＡＯＤドライバ
４２…周波数変調用電圧制御部  ４４…ゲート信号制御部
４６…トランスデューサ        ４８…印字トリガ信号生成部
５０…印字データメモリ        ５２…パルス幅データメモリ
５４…印字位置データメモリ    ５６…印字データ設定部
５８…ドット                  ６０…パルス幅データ設定部
Ｌ…レーザビーム
【図１】
2006251643.tif 000003
【図２】
2006251643.tif 000004
【図３】
2006251643.tif 000005
【図４】
2006251643.tif 000006
【図５】
2006251643.tif 000007
【図６】
2006251643.tif 000008
【図７】
2006251643.tif 000009
【図８】
2006251643.tif 000010