以下、本発明の第1の実施の形態について図面を参照して説明する。
図1乃至図3は非接触光書き込み装置の構成図を示し、図1は側面図、図2は正面図、図3は外観図を示す。非接触光書き込み装置1は、例えばダンボール又はコンテナ等の物体2に対して貼り付けられている感熱記録媒体3上に対して当該物体2に関するデータ、例えば物体2内に収納されている品物等の価格、品物等に関するデータ等を記録する。
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 3 show a configuration diagram of a non-contact optical writing apparatus, FIG. 1 is a side view, FIG. 2 is a front view, and FIG. 3 is an external view. The non-contact optical writing device 1 is configured such that, for example, data relating to the object 2 on the thermal recording medium 3 attached to the object 2 such as a cardboard or a container, for example, an item stored in the object 2 Record data on prices, goods, etc.
この感熱記録媒体3は、特定温度の加熱制御により発色と消色とを繰り返し、感熱記録、感熱消去を可能とするリライタブルな可逆性の媒体である。この感熱記録媒体3は、例えば図4に示すように融点180℃以上をかけると印字層中に存在する染料と顕色剤とが溶け合った状態になり、この状態から急冷することにより染料と顕色剤とが混ざり合ったまま結晶化して例えば黒色等に発色する。一方、感熱記録媒体3は、ゆっくり冷却すると、染料と顕色剤とがそれぞれ結晶化する。これにより、感熱記録媒体3は、発色状態を保てず、消色状態になる。さらに、感熱記録媒体3は、染料と顕色剤との融点以下の温度で一定時間加熱すると、染料と顕色剤とが徐々に分離して結晶化し、消色状態となるものもある。消色領域の温度は、例えば約130℃〜180℃程度である。
The heat-sensitive recording medium 3 is a rewritable and reversible medium that repeats color development and decoloring by heating control at a specific temperature, and enables heat-sensitive recording and heat-erasing. For example, as shown in FIG. 4, when the melting point of 180 ° C. or higher is applied, the heat-sensitive recording medium 3 is in a state where the dye existing in the print layer and the developer are melted together. It crystallizes while being mixed with the colorant and develops, for example, black. On the other hand, when the thermal recording medium 3 is cooled slowly, the dye and the developer are crystallized. As a result, the heat-sensitive recording medium 3 cannot be maintained in a colored state but is in a decolored state. Furthermore, when the thermal recording medium 3 is heated for a certain time at a temperature not higher than the melting point of the dye and the developer, the dye and the developer are gradually separated and crystallized to be in a decolored state. The temperature of the decoloring region is, for example, about 130 ° C. to 180 ° C.
非接触光書き込み装置1は、半導体レーザアレイ4と結像レンズ5とを有する。このうち半導体レーザアレイ4は、例えば図3に示すようにレーザビームをそれぞれ発光する複数の発光点4aをライン状に配置して成る。この半導体レーザアレイ4は、各発光点4aから各レーザビームを発光することによりライン状のレーザビーム4bを出力する。この半導体レーザアレイ4は、近赤外領域、例えば808nmに発光波長を有し、かつ数Wの高出力を有する。従って、この半導体レーザアレイ4は、例えば放熱板に固定されている。この放熱板は、強制冷却によって半導体レーザアレイ4の発熱を放熱するものとなっている。
The non-contact optical writing device 1 includes a semiconductor laser array 4 and an imaging lens 5. Among these, the semiconductor laser array 4 is formed by arranging a plurality of light emitting points 4a each emitting a laser beam in a line as shown in FIG. 3, for example. The semiconductor laser array 4 outputs a line-shaped laser beam 4b by emitting each laser beam from each light emitting point 4a. This semiconductor laser array 4 has an emission wavelength in the near infrared region, for example, 808 nm, and has a high output of several W. Therefore, the semiconductor laser array 4 is fixed to, for example, a heat sink. This heat radiating plate radiates heat generated by the semiconductor laser array 4 by forced cooling.
結像レンズ5は、半導体レーザアレイ4から発光されるライン状のレーザビーム4bの光軸L上に設けられ、半導体レーザアレイ4から発光されるライン状のレーザビーム4bを感熱記録媒体3上に結像する。この結像レンズ5は、半導体レーザアレイ4の両端部と中央部とでケラレの状態が相違しない程度の大きさに形成されている。
すなわち、結像レンズ5における半導体レーザアレイ14のライン方向Kに対応する方向の長さは、半導体レーザアレイ14のライン方向Kの長さよりも長くし、口径を大きくするように形成されている。又、結像レンズ5における半導体レーザアレイ4のライン方向Kに対して垂直方向に対応する方向の長さ、すなわち結像レンズ5の厚みは、図3に示すように結像レンズ5の中央部分のみ結像に寄与することから例えばケラレを生じない程度の厚みを有する直方体状等に形成されている。
この結像レンズ5は、半導体レーザアレイ4の各発光点4aと感熱記録媒体3との間の距離(物像間距離)の関係を等しく、すなわち半導体レーザアレイ4の各発光点4aと結像レンズ5との第1の距離Aと、結像レンズ5と感熱記録媒体3との第2の距離Bとの関係が略1:1(A=B)になるように配置される。この結像レンズ5は、例えば倍率「1倍」で、第1の距離Aと第2の距離Bとの関係が略1:1(A=B)になるように配置されているときに半導体レーザアレイ4の各発光点4aの光像が感熱記録媒体3上に結像する。
The imaging lens 5 is provided on the optical axis L of the line-shaped laser beam 4b emitted from the semiconductor laser array 4, and the line-shaped laser beam 4b emitted from the semiconductor laser array 4 is placed on the thermal recording medium 3. Form an image. The imaging lens 5 is formed in such a size that the vignetting state is not different between the both end portions and the central portion of the semiconductor laser array 4.
In other words, the length of the imaging lens 5 in the direction corresponding to the line direction K of the semiconductor laser array 14 is longer than the length of the semiconductor laser array 14 in the line direction K, and the aperture is increased. Further, the length of the imaging lens 5 in the direction corresponding to the direction perpendicular to the line direction K of the semiconductor laser array 4, that is, the thickness of the imaging lens 5 is the central portion of the imaging lens 5 as shown in FIG. For example, it is formed in a rectangular parallelepiped shape having a thickness that does not cause vignetting.
The imaging lens 5 has the same distance relationship (distance between object images) between each light emitting point 4a of the semiconductor laser array 4 and the thermal recording medium 3, that is, forms an image with each light emitting point 4a of the semiconductor laser array 4. The first distance A with the lens 5 and the second distance B between the imaging lens 5 and the thermal recording medium 3 are arranged so as to be approximately 1: 1 (A = B). The imaging lens 5 is a semiconductor when, for example, the magnification is “1 ×” and the relationship between the first distance A and the second distance B is approximately 1: 1 (A = B). An optical image of each light emitting point 4 a of the laser array 4 is formed on the thermal recording medium 3.
このように第1の距離Aと第2の距離Bとの関係を略1:1(A=B)に配置することは理想である。しかしながら、実際には、例えば、物体2の配置位置の違いや物体2における感熱記録媒体3の貼り付けられている部分の変形等により半導体レーザアレイ4と物体2との間の物像間距離が相対的に変化し、この半導体レーザアレイ4と物体2との距離の変化に伴って第1の距離Aや第2の距離Bも変化する。なお、半導体レーザアレイ4が固定ブロック6上に固定されていれば、第2の距離Bが変化する。
Thus, it is ideal to arrange the relationship between the first distance A and the second distance B at approximately 1: 1 (A = B). However, in practice, for example, the distance between the object images between the semiconductor laser array 4 and the object 2 is different due to, for example, a difference in the arrangement position of the object 2 or deformation of a portion of the object 2 where the thermal recording medium 3 is attached. As the distance between the semiconductor laser array 4 and the object 2 changes, the first distance A and the second distance B also change. If the semiconductor laser array 4 is fixed on the fixed block 6, the second distance B changes.
しかるに、結像レンズ5は、半導体レーザアレイ4から発光されるライン状のレーザビーム4bの光軸Lの方向(以下、光軸方向と称する)と同一方向S1に移動可能に設けられている。具体的に距離センサ7とレンズ駆動制御部8−1とレンズ移動機構8−2とが設けられている。距離センサ7は、固定ブロック6上に設けられている。この距離センサ7は、感熱記録媒体3までの距離を測定し、その距離測定信号を出力する。なお、距離センサ7は、ライン状のレーザビーム4bの光軸L上において半導体レーザアレイ4の各発光点4aと同一位置に設けられていれば、半導体レーザアレイ4の各発光点4aと感熱記録媒体3との間の物像間距離を測定するものとなる。
レンズ駆動制御部8−1は、距離センサ7から出力される距離測定信号を入力し、感熱記録媒体3までの距離の測定結果に基づいて結像レンズ5をライン状のレーザビーム4bの光軸方向と同一方向S1に移動させてライン状のレーザビーム4bを感熱記録媒体3上に結像させるための移動制御信号を出力する。
However, the imaging lens 5 is provided so as to be movable in the same direction S1 as the direction of the optical axis L of the linear laser beam 4b emitted from the semiconductor laser array 4 (hereinafter referred to as the optical axis direction). Specifically, a distance sensor 7, a lens drive control unit 8-1 and a lens moving mechanism 8-2 are provided. The distance sensor 7 is provided on the fixed block 6. The distance sensor 7 measures the distance to the thermal recording medium 3 and outputs a distance measurement signal. If the distance sensor 7 is provided at the same position as each light emitting point 4a of the semiconductor laser array 4 on the optical axis L of the line-shaped laser beam 4b, the light emitting point 4a of the semiconductor laser array 4 and the thermal recording. The distance between the object images with the medium 3 is measured.
The lens drive control unit 8-1 receives the distance measurement signal output from the distance sensor 7, and moves the imaging lens 5 to the optical axis of the line-shaped laser beam 4b based on the measurement result of the distance to the thermal recording medium 3. A movement control signal for causing the line-shaped laser beam 4b to form an image on the thermal recording medium 3 by moving in the same direction S1 as the direction is output.
レンズ移動機構8−2は、レンズ駆動制御部8−1から出力される移動制御信号を入力し、この移動制御信号に従って結像レンズ5をライン状のレーザビーム4bの光軸方向と同一方向S1に移動させる。このレンズ移動機構8−2は、例えばモータと、このモータの軸の回転を結像レンズ5の移動方向S1に変換する回転−直線運動変換機構とから成る。なお、回転−直線運動変換機構は、例えばラック・ピニオン機構から成る。
The lens moving mechanism 8-2 receives the movement control signal output from the lens drive control unit 8-1, and moves the imaging lens 5 in the same direction S1 as the optical axis direction of the line-shaped laser beam 4b according to the movement control signal. Move to. The lens moving mechanism 8-2 includes, for example, a motor and a rotation-linear motion conversion mechanism that converts the rotation of the shaft of the motor into the moving direction S1 of the imaging lens 5. The rotation-linear motion conversion mechanism is composed of, for example, a rack and pinion mechanism.
具体的に、半導体レーザアレイ4は、例えば図5に示すように固定ブロック6上に設けられている。結像レンズ5は、可動ブロック10上に設けられている。そして、固定ブロック6は、ベース11上に固定されると共に、可動ブロック10は、ベース11上に半導体レーザアレイ4から発光されるライン状のレーザビーム4bの光軸方向と同一方向S1に移動可能に設けられている。これにより、レンズ移動機構8−2は、モータの軸の回転を回転−直線運動変換機構によって結像レンズ5の移動方向S1への移動に変換し、可動ブロック10をベース11上において結像レンズ5の移動方向S1と同一方向に移動させる。これにより、結像レンズ5は、ライン状のレーザビーム4bの光軸方向と同一方向S1に移動する。
Specifically, the semiconductor laser array 4 is provided on a fixed block 6 as shown in FIG. 5, for example. The imaging lens 5 is provided on the movable block 10. The fixed block 6 is fixed on the base 11, and the movable block 10 is movable on the base 11 in the same direction S1 as the optical axis direction of the line-shaped laser beam 4b emitted from the semiconductor laser array 4. Is provided. As a result, the lens moving mechanism 8-2 converts the rotation of the motor shaft into a movement in the moving direction S1 of the imaging lens 5 by the rotation-linear motion conversion mechanism, and moves the movable block 10 on the base 11 to the imaging lens 5 is moved in the same direction as the moving direction S1. As a result, the imaging lens 5 moves in the same direction S1 as the optical axis direction of the line-shaped laser beam 4b.
半導体レーザアレイ4から発光されるライン状のレーザビーム4bを感熱記録媒体3上に2次元的にスキャンするためにスキャン機構9が設けられている。このスキャン機構9は、半導体レーザアレイ4と結像レンズ5とを一体的に半導体レーザアレイ4のライン方向Kに対して垂直方向S2に例えば一定の速度で移動させる。この場合、スキャン機構9は、半導体レーザアレイ4の各発光点4aと感熱記録媒体3との間の物像間距離を維持しながら半導体レーザアレイ4と結像レンズ5とを一体的に感熱記録媒体3を半導体レーザアレイ4のライン方向Kに対して垂直方向S2に移動させる。このスキャン機構9は、例えばモータと、このモータの軸の回転を垂直方向S2に変換する回転−直線運動変換機構とから成る。なお、回転−直線運動変換機構は、例えばラック・ピニオン機構から成る。
A scanning mechanism 9 is provided for two-dimensionally scanning the linear laser beam 4 b emitted from the semiconductor laser array 4 on the thermal recording medium 3. The scanning mechanism 9 integrally moves the semiconductor laser array 4 and the imaging lens 5 in a direction S2 perpendicular to the line direction K of the semiconductor laser array 4, for example, at a constant speed. In this case, the scanning mechanism 9 integrally performs thermal recording on the semiconductor laser array 4 and the imaging lens 5 while maintaining the object-image distance between each light emitting point 4a of the semiconductor laser array 4 and the thermal recording medium 3. The medium 3 is moved in the direction S2 perpendicular to the line direction K of the semiconductor laser array 4. The scanning mechanism 9 includes, for example, a motor and a rotation-linear motion conversion mechanism that converts the rotation of the shaft of the motor into the vertical direction S2. The rotation-linear motion conversion mechanism is composed of, for example, a rack and pinion mechanism.
次に、上記の如く構成された装置の動作について説明する。
半導体レーザアレイ4は、各発光点4aからそれぞれ各レーザビームを発光することによりライン状のレーザビームとして出力する。結像レンズ5は、半導体レーザアレイ4から出力されたライン状のレーザビーム4bを集光して感熱記録媒体3上に結像する。
このとき、距離センサ7は、感熱記録媒体3までの距離を測定し、その距離測定信号を出力する。レンズ駆動制御部8−1は、距離センサ7から出力される距離測定信号を入力し、感熱記録媒体3までの距離の測定結果に基づいて結像レンズ5をライン状のレーザビーム4bの光軸方向と同一方向S1に移動させてライン状のレーザビーム4bを感熱記録媒体3上に結像させるための移動制御信号を出力する。
レンズ移動機構8−2は、レンズ駆動制御部8−1から出力される移動制御信号を入力し、この移動制御信号に従って結像レンズ5をライン状のレーザビーム4bの光軸方向と同一方向S1に移動させる。これにより、ライン状のレーザビーム4bは、感熱記録媒体3上に結像する。
Next, the operation of the apparatus configured as described above will be described.
The semiconductor laser array 4 emits each laser beam from each light emitting point 4a and outputs it as a linear laser beam. The imaging lens 5 focuses the linear laser beam 4 b output from the semiconductor laser array 4 and forms an image on the thermal recording medium 3.
At this time, the distance sensor 7 measures the distance to the thermal recording medium 3 and outputs the distance measurement signal. The lens drive control unit 8-1 receives the distance measurement signal output from the distance sensor 7, and moves the imaging lens 5 to the optical axis of the line-shaped laser beam 4b based on the measurement result of the distance to the thermal recording medium 3. A movement control signal for causing the line-shaped laser beam 4b to form an image on the thermal recording medium 3 by moving in the same direction S1 as the direction is output.
The lens moving mechanism 8-2 receives the movement control signal output from the lens drive control unit 8-1, and moves the imaging lens 5 in the same direction S1 as the optical axis direction of the line-shaped laser beam 4b according to the movement control signal. Move to. Thereby, the line-shaped laser beam 4 b forms an image on the thermal recording medium 3.
ここで、半導体レーザアレイ4の各発光点4aと物体2における感熱記録媒体3との間隔が初期設定間隔にあると想定すると、結像レンズ5は、半導体レーザアレイ4の各発光点4aと結像レンズ5との間の第1の距離Aと、結像レンズ5と感熱記録媒体3との間の第2の距離Bとの関係A:Bが略1:1(A=B)になるように配置される。このように半導体レーザアレイ4の各発光点4aと物体2における感熱記録媒体3との間隔が初期設定間隔にあれば、結像レンズ5は、例えば倍率「1倍」であることから半導体レーザアレイ4から出力されたライン状のレーザビーム4bは、結像レンズ5により集光されて感熱記録媒体3上に結像する。
Here, assuming that the distance between each light emitting point 4 a of the semiconductor laser array 4 and the thermal recording medium 3 on the object 2 is an initial setting distance, the imaging lens 5 is connected to each light emitting point 4 a of the semiconductor laser array 4. The relationship A: B between the first distance A between the imaging lens 5 and the second distance B between the imaging lens 5 and the thermal recording medium 3 is approximately 1: 1 (A = B). Are arranged as follows. As described above, if the distance between each light emitting point 4a of the semiconductor laser array 4 and the thermal recording medium 3 in the object 2 is the initial setting interval, the imaging lens 5 has a magnification of "1", for example, so that the semiconductor laser array The line-shaped laser beam 4 b output from 4 is condensed by the imaging lens 5 and forms an image on the thermal recording medium 3.
例えば、感熱記録媒体3が貼り付けられている物体2がコンベア等の搬送機構によりx方向に搬送されるものとすると、この搬送機構は、物体2を載置してx方向に搬送し、物体2が半導体レーザアレイ4と結像レンズ5とを通る光軸Lと交わる所定位置に到達すると、物体2の搬送を一時停止する。この物体2の搬送が一時停止している状態に、スキャン機構9は、上記同様に、半導体レーザアレイ4の各発光点4aと感熱記録媒体3との間の物像間距離を維持しながら半導体レーザアレイ4と結像レンズ5とを一体的に半導体レーザアレイ4のライン方向に対して垂直方向S2に例えば一定の速度で移動させる。これにより、半導体レーザアレイ4から出力されたライン状のレーザビーム4bは、感熱記録媒体3上に2次元走査され、感熱記録媒体3上にデータの記録又は消去が行われる。
For example, if the object 2 to which the thermal recording medium 3 is attached is transported in the x direction by a transport mechanism such as a conveyor, the transport mechanism places the object 2 and transports it in the x direction. When 2 reaches a predetermined position intersecting with the optical axis L passing through the semiconductor laser array 4 and the imaging lens 5, the conveyance of the object 2 is temporarily stopped. While the conveyance of the object 2 is temporarily stopped, the scan mechanism 9 maintains the distance between the object images between the light emitting points 4a of the semiconductor laser array 4 and the thermal recording medium 3 in the same manner as described above. The laser array 4 and the imaging lens 5 are integrally moved at a constant speed, for example, in a direction S2 perpendicular to the line direction of the semiconductor laser array 4. Thereby, the line-shaped laser beam 4b output from the semiconductor laser array 4 is two-dimensionally scanned on the thermal recording medium 3, and data is recorded or erased on the thermal recording medium 3.
すなわち、感熱記録媒体3上にライン状のレーザビーム4bが照射されて例えば図4に示すように融点180℃以上になると、感熱記録媒体3中における印字層中に存在する染料と顕色剤とが溶け合った状態になり、この状態から急冷することにより染料と顕色剤とが混ざり合ったまま結晶化して例えば黒色等に発色する。これにより、感熱記録媒体3上に物体2に関するデータ、例えば物体2内に収納されている品物等の価格、品物等に関するデータ等が記録される。又、感熱記録媒体3上にライン状のレーザビーム4bが照射され、感熱記録媒体3が例えば約130℃〜180℃程度に加熱されると、染料と顕色剤とが徐々に分離して結晶化し、消色状態となる。これにより、感熱記録媒体3上のデータが消去される。
That is, when the linear laser beam 4b is irradiated onto the thermal recording medium 3 and the melting point becomes 180 ° C. or more as shown in FIG. 4, for example, the dye and developer present in the print layer in the thermal recording medium 3 In this state, the dye and the developer are crystallized in a mixed state and are colored, for example, black. As a result, data relating to the object 2, for example, the price of an item stored in the object 2, data relating to the item, etc. are recorded on the thermal recording medium 3. When the thermal recording medium 3 is irradiated with a line-shaped laser beam 4b and the thermal recording medium 3 is heated to, for example, about 130 ° C. to 180 ° C., the dye and the developer are gradually separated and crystallized. And become decolored. Thereby, the data on the thermal recording medium 3 is erased.
実際には、例えば、物体2の配置位置の違いや物体2における感熱記録媒体3の貼り付けられている部分の変形等により半導体レーザアレイ4と物体2との距離が長くなった短くなったりして相対的に変化し、この半導体レーザアレイ4と物体2との間の物像間距離の変化に伴って上記関係A:Bも変化し、かつ半導体レーザアレイ4と物体2との間の物像間距離の変化に応じて結像レンズ5の結像位置が決まる。これにより、結像レンズ5による倍率は、半導体レーザアレイ4と物体2との間の物像間距離に応じて僅かに大きくなったり小さくなったりする。
Actually, for example, the distance between the semiconductor laser array 4 and the object 2 may be shortened due to a difference in the arrangement position of the object 2 or deformation of a portion of the object 2 where the thermal recording medium 3 is attached. The above relationship A: B also changes as the distance between the object images between the semiconductor laser array 4 and the object 2 changes, and the object between the semiconductor laser array 4 and the object 2 changes. The imaging position of the imaging lens 5 is determined according to the change in the inter-image distance. Thereby, the magnification by the imaging lens 5 is slightly increased or decreased depending on the distance between the object images between the semiconductor laser array 4 and the object 2.
距離センサ7は、物体2の配置位置の違いや物体2における感熱記録媒体3の貼り付けられている部分の変形等に応じて変化する半導体レーザアレイ4と物体2との距離を測定し、その距離測定信号を出力する。レンズ駆動制御部8−1は、距離センサ7から出力される距離測定信号を入力し、感熱記録媒体3までの距離の測定結果に基づいて結像レンズ5をライン状のレーザビーム4bの光軸方向と同一方向S1に移動させてライン状のレーザビーム4bを感熱記録媒体3上に結像させるための移動制御信号を出力する。
レンズ移動機構8−2は、レンズ駆動制御部8−1から出力される移動制御信号を入力し、この移動制御信号に従って結像レンズ5をライン状のレーザビーム4bの光軸方向と同一方向S1に移動させ、ライン状のレーザビーム4bを感熱記録媒体3上に結像させる。
The distance sensor 7 measures the distance between the semiconductor laser array 4 and the object 2 that changes in accordance with the difference in the arrangement position of the object 2 or the deformation of the portion of the object 2 where the thermal recording medium 3 is attached. Output distance measurement signal. The lens drive control unit 8-1 receives the distance measurement signal output from the distance sensor 7, and moves the imaging lens 5 to the optical axis of the line-shaped laser beam 4b based on the measurement result of the distance to the thermal recording medium 3. A movement control signal for causing the line-shaped laser beam 4b to form an image on the thermal recording medium 3 by moving in the same direction S1 as the direction is output.
The lens moving mechanism 8-2 receives the movement control signal output from the lens drive control unit 8-1, and moves the imaging lens 5 in the same direction S1 as the optical axis direction of the line-shaped laser beam 4b according to the movement control signal. The line-shaped laser beam 4b is imaged on the thermal recording medium 3.
例えば図6に示すように半導体レーザアレイ4と物体2との間の物像間距離が離れて、半導体レーザアレイ4の各発光点4aと結像レンズ5との間の第1の距離Aと、結像レンズ5と感熱記録媒体3との間の第2の距離Bとの関係A:Bが例えば関係A:B+αに変化すると、レンズ駆動制御部8−1は、距離センサ7から出力される距離測定信号入力し、感熱記録媒体3までの距離の測定結果に基づいて結像レンズ5を物体2側である移動方向S11に移動させてライン状のレーザビームを感熱記録媒体3上に結像させるための移動制御信号を出力し、レンズ移動機構8−2は、レンズ駆動制御部8−1から出力される移動制御信号を入力し、この移動制御信号に従って結像レンズ5を上記移動方向S11に移動させ、ライン状のレーザビーム4bを感熱記録媒体3上に結像させる。
For example, as shown in FIG. 6, the distance between the object images between the semiconductor laser array 4 and the object 2 is increased, and the first distance A between each light emitting point 4a of the semiconductor laser array 4 and the imaging lens 5 is When the relationship A: B with the second distance B between the imaging lens 5 and the thermal recording medium 3 changes to, for example, the relationship A: B + α, the lens drive control unit 8-1 is output from the distance sensor 7. The distance measurement signal is input, and the imaging lens 5 is moved in the moving direction S11 on the object 2 side based on the measurement result of the distance to the thermal recording medium 3, and a linear laser beam is connected onto the thermal recording medium 3. The movement control signal for imaging is output, and the lens movement mechanism 8-2 receives the movement control signal output from the lens drive control unit 8-1, and moves the imaging lens 5 in the movement direction according to the movement control signal. Move to S11, line laser beam Focusing the beam 4b on the thermosensitive recording medium 3.
一方、図7に示すように半導体レーザアレイ4と物体2との間の物像間距離が短くなり、半導体レーザアレイ4の各発光点4aと結像レンズ5との間の第1の距離Aと、結像レンズ5と感熱記録媒体3との間の第2の距離Bとの関係A:Bが関係A:B−βに変化すると、レンズ駆動制御部8−1は、距離センサ7から出力される距離測定信号入力し、感熱記録媒体3までの距離の測定結果に基づいて結像レンズ5を半導体レーザアレイ4側である移動方向S12に移動させてライン状のレーザビームを感熱記録媒体3上に結像させるための移動制御信号を出力し、レンズ移動機構8−2は、レンズ駆動制御部8−1から出力される移動制御信号を入力し、この移動制御信号に従って結像レンズ5を上記移動方向S12に移動させ、ライン状のレーザビーム4bを感熱記録媒体3上に結像させる。
On the other hand, as shown in FIG. 7, the distance between the object images between the semiconductor laser array 4 and the object 2 is shortened, and the first distance A between each light emitting point 4 a of the semiconductor laser array 4 and the imaging lens 5. When the relationship A: B with the second distance B between the imaging lens 5 and the thermal recording medium 3 changes to the relationship A: B-β, the lens drive control unit 8-1 moves away from the distance sensor 7. An output distance measurement signal is input, and the imaging lens 5 is moved in the moving direction S12 on the side of the semiconductor laser array 4 on the basis of the measurement result of the distance to the thermal recording medium 3, so that a linear laser beam is produced. The lens movement mechanism 8-2 receives the movement control signal output from the lens drive control unit 8-1, and the imaging lens 5 according to the movement control signal. Is moved in the moving direction S12 to form a line The laser beam 4b is imaged on the thermosensitive recording medium 3.
しかるに、スキャン機構9は、上記同様に、半導体レーザアレイ4の各発光点4aと感熱記録媒体3との間の物像間距離を維持しながら半導体レーザアレイ4と結像レンズ5とを一体的に半導体レーザアレイ4のライン方向に対して垂直方向S2に例えば一定の速度で移動させる。このとき、レンズ駆動制御部8−1は、距離センサ7による感熱記録媒体3までの距離の測定結果に基づいて結像レンズ5を物体2側である移動方向S11又はS12に移動させるための移動制御信号を出力し、レンズ移動機構8−2は、レンズ駆動制御部8−1から出力される移動制御信号に従って結像レンズ5を上記移動方向S11又はS12に移動させ、ライン状のレーザビーム4bを感熱記録媒体3上に結像させる。これにより、ライン状のレーザビームの結像位置は、物体2における感熱記録媒体3の貼り付けられている部分の変形等による形状に倣って半導体レーザアレイ4のライン方向に移動し、ライン状のレーザビームが感熱記録媒体3上に2次元走査される。これにより、感熱記録媒体3上にデータの記録又は消去が行われる。
However, the scan mechanism 9 integrates the semiconductor laser array 4 and the imaging lens 5 integrally while maintaining the distance between the object images between the light emitting points 4a of the semiconductor laser array 4 and the thermal recording medium 3, as described above. For example, the semiconductor laser array 4 is moved at a constant speed in the direction S2 perpendicular to the line direction of the semiconductor laser array 4. At this time, the lens drive control unit 8-1 moves to move the imaging lens 5 in the moving direction S11 or S12 on the object 2 side based on the measurement result of the distance to the thermal recording medium 3 by the distance sensor 7. The lens moving mechanism 8-2 outputs a control signal, and moves the imaging lens 5 in the moving direction S11 or S12 in accordance with the movement control signal output from the lens drive control unit 8-1, so that the linear laser beam 4b. Is imaged on the thermal recording medium 3. As a result, the imaging position of the line-shaped laser beam moves in the line direction of the semiconductor laser array 4 following the shape of the object 2 due to deformation or the like of the portion to which the thermal recording medium 3 is attached. A laser beam is scanned two-dimensionally on the thermal recording medium 3. As a result, data is recorded or erased on the thermal recording medium 3.
このように上記第1の実施の形態によれば、半導体レーザアレイ4と物体2との間の物像間距離に応じて結像レンズ5をライン状のレーザビーム4bの光軸方向と同一方向S1に移動させてライン状のレーザビーム4bを感熱記録媒体3上に結像する。これにより、例えば、物体2の配置位置の違いや物体2における感熱記録媒体3の貼り付けられている部分の変形等により半導体レーザアレイ4と物体2との物像間距離が長くなった短くなったりして相対的に変化しても、この半導体レーザアレイ4と物体2との物像間距離に応じて結像レンズ5の位置を第1の距離Aと第2の距離Bとの関係が略1:1(A=B)になるように配置することにより物体2に貼られている感熱記録媒体3上にライン状のレーザビーム4bを結像することができ、たとえ物体2における感熱記録媒体3の貼り付けられている部分の変形等が生じても、この変形等による形状に倣わしてライン状のレーザビーム4bの結像位置を感熱記録媒体3の面上に走査することができ、感熱記録媒体3上にデータの記録又は消去を高品質で行うことができる。又、例えばダンボール又はコンテナ等の物体2に貼られている感熱記録媒体3に対して非接触でデータの記録又は消去ができるので、感熱記録媒体3の長寿命化を図ることができる。
As described above, according to the first embodiment, the imaging lens 5 is moved in the same direction as the optical axis direction of the linear laser beam 4b according to the distance between the object images between the semiconductor laser array 4 and the object 2. The line laser beam 4b is imaged on the thermal recording medium 3 by moving to S1. As a result, for example, the distance between the object images of the semiconductor laser array 4 and the object 2 becomes longer due to a difference in the arrangement position of the object 2 or deformation of a portion of the object 2 where the thermal recording medium 3 is attached. Even if it changes relatively, the relationship between the first distance A and the second distance B changes the position of the imaging lens 5 according to the distance between the object images of the semiconductor laser array 4 and the object 2. By arranging to be approximately 1: 1 (A = B), the line-shaped laser beam 4b can be imaged on the thermal recording medium 3 attached to the object 2, and even if the thermal recording on the object 2 is performed. Even if the portion to which the medium 3 is attached is deformed, the imaging position of the line-shaped laser beam 4b can be scanned on the surface of the thermal recording medium 3 following the shape of the deformation. Recording data on the thermal recording medium 3 or Being able to be done at a high quality. In addition, since the data can be recorded or erased in a non-contact manner with respect to the heat-sensitive recording medium 3 attached to the object 2 such as a cardboard or a container, the life of the heat-sensitive recording medium 3 can be extended.
なお、スキャン機構9は、半導体レーザアレイ4と結像レンズ5とを一体的に半導体レーザアレイ4のライン方向Kに対して垂直方向S2に移動させるのに限らず、物体2を垂直方向S2に移動させるに伴って感熱記録媒体3を垂直方向S2に移動させるようにしてもよい。
The scanning mechanism 9 is not limited to moving the semiconductor laser array 4 and the imaging lens 5 integrally in the vertical direction S2 with respect to the line direction K of the semiconductor laser array 4, but also moves the object 2 in the vertical direction S2. The thermal recording medium 3 may be moved in the vertical direction S2 as it is moved.
又、スキャン機構9は、半導体レーザアレイ4と結像レンズ5とを一体的に半導体レーザアレイ4のライン方向Kに対して垂直方向S2に移動させると共に、感熱記録媒体3を半導体レーザアレイ4のライン方向Kに対して垂直方向S2に移動させることにより半導体レーザアレイ4から発光されるライン状のレーザビーム4bを感熱記録媒体3上に2次元的にスキャンしてもよい。
The scanning mechanism 9 integrally moves the semiconductor laser array 4 and the imaging lens 5 in the direction S2 perpendicular to the line direction K of the semiconductor laser array 4, and moves the thermal recording medium 3 to the semiconductor laser array 4. The linear laser beam 4b emitted from the semiconductor laser array 4 may be scanned two-dimensionally on the thermal recording medium 3 by moving in the direction S2 perpendicular to the line direction K.
次に、本発明の第2の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図1及び図2と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
図8乃至図10は非接触光書き込み装置の構成図を示し、図8は側面図、図9は正面図、図10は外観図を示す。シリンドリカルレンズ20が半導体レーザアレイ4と結像レンズ5との間に配置されている。このシリンドリカルレンズ20は、半導体レーザアレイ4の各発光点4aから発光された各レーザビーム、すなわちライン状のレーザビーム4bを半導体レーザアレイ4のライン方向Kに対して垂直方向に結像する。具体的に説明すると、このシリンドリカルレンズ20は、半導体レーザアレイ4から出力されたライン状のレーザビーム4bを、半導体レーザアレイ4のライン方向Kに平行に配置され、光軸方向の内、半導体レーザアレイKのライン方向に垂直な方向に結像する。このシリンドリカルレンズ20により結像されたレーザビーム4bは、半導体レーザアレイ4のライン方向Kに垂直な方向に対して結像パワーを有する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
8 to 10 are configuration diagrams of the non-contact optical writing apparatus, FIG. 8 is a side view, FIG. 9 is a front view, and FIG. 10 is an external view. A cylindrical lens 20 is disposed between the semiconductor laser array 4 and the imaging lens 5. The cylindrical lens 20 forms an image of each laser beam emitted from each light emitting point 4 a of the semiconductor laser array 4, that is, a linear laser beam 4 b in a direction perpendicular to the line direction K of the semiconductor laser array 4. More specifically, the cylindrical lens 20 is configured such that the line-shaped laser beam 4b output from the semiconductor laser array 4 is arranged in parallel to the line direction K of the semiconductor laser array 4, and the semiconductor laser is within the optical axis direction. An image is formed in a direction perpendicular to the line direction of the array K. The laser beam 4 b imaged by the cylindrical lens 20 has an imaging power with respect to a direction perpendicular to the line direction K of the semiconductor laser array 4.
半導体レーザアレイ4に形成されているpn接合面は、半導体レーザアレイ4のライン方向Kと同一方向に形成されている。これにより、半導体レーザアレイ4から出力されるライン状のレーザビーム4bは、半導体レーザアレイ4に形成されているpn接合面に対して垂直方向に広く、かつライン方向Kに狭い。ライン状のレーザビーム4bの放射角度が広いと、当該ライン状のレーザビーム4bの中心部よりも周辺部程、ライン状のレーザビーム4bは、結像レンズ5によりケラレ易くなる。
しかるに、シリンドリカルレンズ20は、半導体レーザアレイ4から出力されるライン状のレーザビーム4bの放射方向を狭めて結像レンズ5におけるケラレ等によるロス分を極力低減するために半導体レーザアレイ4と結像レンズ5との間に配置されている。このシリンドリカルレンズ20は、半導体レーザアレイ4のライン方向Kに対して垂直方向にパワーを有し、かつ半導体レーザアレイ4のライン方向Kに対応する方向の長さが当該半導体レーザアレイ4のライン方向Kの長さよりも長く形成されている。このシリンドリカルレンズ20は、半導体レーザアレイ4の光軸上で、例えば固定ブロック6上に固定されている。
The pn junction surface formed in the semiconductor laser array 4 is formed in the same direction as the line direction K of the semiconductor laser array 4. Thereby, the line-shaped laser beam 4 b output from the semiconductor laser array 4 is wide in the vertical direction with respect to the pn junction surface formed in the semiconductor laser array 4 and narrow in the line direction K. When the radiation angle of the line-shaped laser beam 4b is wide, the line-shaped laser beam 4b is more easily vignetted by the imaging lens 5 in the peripheral portion rather than the central portion of the line-shaped laser beam 4b.
However, the cylindrical lens 20 forms an image with the semiconductor laser array 4 in order to narrow the radiation direction of the line-shaped laser beam 4b output from the semiconductor laser array 4 and reduce the loss caused by vignetting in the imaging lens 5 as much as possible. It is arranged between the lens 5. The cylindrical lens 20 has power in a direction perpendicular to the line direction K of the semiconductor laser array 4 and has a length in a direction corresponding to the line direction K of the semiconductor laser array 4 in the line direction of the semiconductor laser array 4. It is formed longer than the length of K. The cylindrical lens 20 is fixed on, for example, the fixed block 6 on the optical axis of the semiconductor laser array 4.
次に、上記の如く構成された装置の動作について説明する。
半導体レーザアレイ4は、各発光点4aからそれぞれ各レーザビームを発光することによりライン状のレーザビーム4bとして出力する。シリンドリカルレンズ20は、半導体レーザアレイ4から出力されたライン状のレーザビーム4bを、半導体レーザアレイ4のライン方向Kに平行に配置され、光軸方向の内、半導体レーザアレイKのライン方向に垂直な方向に結像する。このシリンドリカルレンズ20により結像されたレーザビーム4bは、半導体レーザアレイ4のライン方向Kに垂直な方向に対して結像パワーを有する。結像レンズ5は、シリンドリカルレンズ20により半導体レーザアレイ4のライン方向Kに対して垂直方向に結像されたライン状のレーザビーム4bを集光して感熱記録媒体3上に結像する。
Next, the operation of the apparatus configured as described above will be described.
The semiconductor laser array 4 emits each laser beam from each light emitting point 4a and outputs it as a linear laser beam 4b. The cylindrical lens 20 is arranged so that the line-shaped laser beam 4b output from the semiconductor laser array 4 is parallel to the line direction K of the semiconductor laser array 4, and is perpendicular to the line direction of the semiconductor laser array K in the optical axis direction. The image is formed in any direction. The laser beam 4 b imaged by the cylindrical lens 20 has an imaging power with respect to a direction perpendicular to the line direction K of the semiconductor laser array 4. The imaging lens 5 condenses the line-shaped laser beam 4 b formed in the direction perpendicular to the line direction K of the semiconductor laser array 4 by the cylindrical lens 20 and forms an image on the thermal recording medium 3.
このとき、距離センサ7は、感熱記録媒体3までの距離を測定し、その距離測定信号を出力する。レンズ駆動制御部8−1は、距離センサ7から出力される距離測定信号を入力し、感熱記録媒体3までの距離の測定結果に基づいて結像レンズ5をライン状のレーザビーム4bの光軸方向と同一方向S1に移動させてライン状のレーザビーム4bを感熱記録媒体3上に結像させるための移動制御信号を出力する。レンズ移動機構8−2は、レンズ駆動制御部8−1から出力される移動制御信号に従って結像レンズ5をライン状のレーザビーム4bの光軸方向と同一方向S1に移動させる。これにより、ライン状のレーザビーム4bは、感熱記録媒体3上に結像する。
At this time, the distance sensor 7 measures the distance to the thermal recording medium 3 and outputs the distance measurement signal. The lens drive control unit 8-1 receives the distance measurement signal output from the distance sensor 7, and moves the imaging lens 5 to the optical axis of the line-shaped laser beam 4b based on the measurement result of the distance to the thermal recording medium 3. A movement control signal for causing the line-shaped laser beam 4b to form an image on the thermal recording medium 3 by moving in the same direction S1 as the direction is output. The lens moving mechanism 8-2 moves the imaging lens 5 in the same direction S1 as the optical axis direction of the line-shaped laser beam 4b in accordance with the movement control signal output from the lens drive control unit 8-1. Thereby, the line-shaped laser beam 4 b forms an image on the thermal recording medium 3.
ここで、半導体レーザアレイ4の各発光点4aと物体2における感熱記録媒体3との間隔が初期設定間隔にあると想定すると、結像レンズ5は、図11に示すように半導体レーザアレイ4の各発光点4aと結像レンズ5との間の第1の距離Aと、結像レンズ5と感熱記録媒体3との間の第2の距離Bとの関係A:Bが略1:1(A=B)になるように配置される。これにより、半導体レーザアレイ4から出力されたライン状のレーザビーム4bは、結像レンズ5により集光されて感熱記録媒体3上に結像する。
Here, assuming that the interval between each light emitting point 4a of the semiconductor laser array 4 and the thermal recording medium 3 in the object 2 is an initial setting interval, the imaging lens 5 is formed of the semiconductor laser array 4 as shown in FIG. The relationship A: B between the first distance A between each light emitting point 4a and the imaging lens 5 and the second distance B between the imaging lens 5 and the thermal recording medium 3 is approximately 1: 1 ( A = B). As a result, the line-shaped laser beam 4 b output from the semiconductor laser array 4 is condensed by the imaging lens 5 and forms an image on the thermal recording medium 3.
搬送機構は、上記同様に、物体2を搬送し、物体2が半導体レーザアレイ4と結像レンズ5とを通る光軸Lと交わる所定位置に到達すると、物体2の搬送を一時停止する。この状態に、スキャン機構9は、上記同様に、半導体レーザアレイ4の各発光点4aと感熱記録媒体3との間の物像間距離を維持しながら半導体レーザアレイ4と結像レンズ5とを一体的に半導体レーザアレイ4のライン方向に対して垂直方向S2に例えば一定の速度で移動させる。これにより、半導体レーザアレイ4から出力されたライン状のレーザビーム4bは、感熱記録媒体3上に2次元走査され、感熱記録媒体3上にデータの記録又は消去が行われる。
Similarly to the above, the transport mechanism transports the object 2, and when the object 2 reaches a predetermined position where it crosses the optical axis L passing through the semiconductor laser array 4 and the imaging lens 5, the transport of the object 2 is temporarily stopped. In this state, the scan mechanism 9 moves the semiconductor laser array 4 and the imaging lens 5 while maintaining the distance between the object images between the light emitting points 4a of the semiconductor laser array 4 and the thermal recording medium 3 as described above. For example, the semiconductor laser array 4 is moved at a constant speed in the direction S2 perpendicular to the line direction of the semiconductor laser array 4. Thereby, the line-shaped laser beam 4b output from the semiconductor laser array 4 is two-dimensionally scanned on the thermal recording medium 3, and data is recorded or erased on the thermal recording medium 3.
実際には、例えば、物体2の配置位置の違いや物体2における感熱記録媒体3の貼り付けられている部分の変形等により半導体レーザアレイ4と物体2との距離が長くなった短くなったりして相対的に変化し、この半導体レーザアレイ4と物体2との間の物像間距離の変化に伴って上記関係A:Bも変化し、かつ半導体レーザアレイ4と物体2との間の物像間距離の変化に応じて結像レンズ5の結像位置が決まる。これにより、結像レンズ5による倍率は、半導体レーザアレイ4と物体2との間の物像間距離に応じて僅かに大きくなったり小さくなったりする。
Actually, for example, the distance between the semiconductor laser array 4 and the object 2 may be shortened due to a difference in the arrangement position of the object 2 or deformation of a portion of the object 2 where the thermal recording medium 3 is attached. The above relationship A: B also changes as the distance between the object images between the semiconductor laser array 4 and the object 2 changes, and the object between the semiconductor laser array 4 and the object 2 changes. The imaging position of the imaging lens 5 is determined according to the change in the inter-image distance. Thereby, the magnification by the imaging lens 5 is slightly increased or decreased depending on the distance between the object images between the semiconductor laser array 4 and the object 2.
距離センサ7は、物体2の配置位置の違いや物体2における感熱記録媒体3の貼り付けられている部分の変形等に応じて変化する半導体レーザアレイ4と物体2との距離を測定し、その距離測定信号を出力する。レンズ駆動制御部8−1は、距離センサ7から出力される距離測定信号を入力し、感熱記録媒体3までの距離の測定結果に基づいて結像レンズ5をライン状のレーザビーム4bの光軸方向と同一方向S1に移動させてライン状のレーザビーム4bを感熱記録媒体3上に結像させるための移動制御信号を出力する。レンズ移動機構8−2は、レンズ駆動制御部8−1から出力される移動制御信号を入力し、この移動制御信号に従って結像レンズ5をライン状のレーザビーム4bの光軸方向と同一方向S1に移動させ、ライン状のレーザビーム4bを感熱記録媒体3上に結像させる。
The distance sensor 7 measures the distance between the semiconductor laser array 4 and the object 2 that changes in accordance with the difference in the arrangement position of the object 2 or the deformation of the portion of the object 2 where the thermal recording medium 3 is attached. Output distance measurement signal. The lens drive control unit 8-1 receives the distance measurement signal output from the distance sensor 7, and moves the imaging lens 5 to the optical axis of the line-shaped laser beam 4b based on the measurement result of the distance to the thermal recording medium 3. A movement control signal for causing the line-shaped laser beam 4b to form an image on the thermal recording medium 3 by moving in the same direction S1 as the direction is output. The lens moving mechanism 8-2 receives the movement control signal output from the lens drive control unit 8-1, and moves the imaging lens 5 in the same direction S1 as the optical axis direction of the line-shaped laser beam 4b according to the movement control signal. The line-shaped laser beam 4b is imaged on the thermal recording medium 3.
例えば図12に示すように半導体レーザアレイ4と物体2との間の物像間距離が離れて、上記第1の距離Aと上記第2の距離Bとの関係A:Bが例えば関係A:B+αに変化すると、レンズ駆動制御部8−1は、距離センサ7から出力される距離測定信号入力し、感熱記録媒体3までの距離の測定結果に基づいて結像レンズ5を物体2側である移動方向S11に移動させてライン状のレーザビームを感熱記録媒体3上に結像させるための移動制御信号を出力し、レンズ移動機構8−2は、レンズ駆動制御部8−1から出力される移動制御信号を入力し、この移動制御信号に従って結像レンズ5を上記移動方向S11に移動させ、ライン状のレーザビーム4bを感熱記録媒体3上に結像させる。
For example, as shown in FIG. 12, the distance between the object images between the semiconductor laser array 4 and the object 2 is increased, and the relationship A: B between the first distance A and the second distance B is, for example, the relationship A: When it changes to B + α, the lens drive control unit 8-1 receives the distance measurement signal output from the distance sensor 7, and the imaging lens 5 is located on the object 2 side based on the measurement result of the distance to the thermal recording medium 3. A movement control signal for moving in the movement direction S11 to form an image of the line-shaped laser beam on the thermal recording medium 3 is output, and the lens movement mechanism 8-2 is output from the lens drive control unit 8-1. A movement control signal is input, the imaging lens 5 is moved in the movement direction S11 according to the movement control signal, and the line-shaped laser beam 4b is imaged on the thermal recording medium 3.
一方、図13に示すように半導体レーザアレイ4と物体2との間の物像間距離が短くなり、上記第1の距離Aと上記第2の距離Bとの関係A:Bが関係A:B−βに変化すると、レンズ駆動制御部8−1は、距離センサ7から出力される距離測定信号入力し、感熱記録媒体3までの距離の測定結果に基づいて結像レンズ5を半導体レーザアレイ4側である移動方向S12に移動させてライン状のレーザビームを感熱記録媒体3上に結像させるための移動制御信号を出力し、レンズ移動機構8−2は、レンズ駆動制御部8−1から出力される移動制御信号を入力し、この移動制御信号に従って結像レンズ5を上記移動方向S12に移動させ、ライン状のレーザビーム4bを感熱記録媒体3上に結像させる。
On the other hand, as shown in FIG. 13, the distance between the object images between the semiconductor laser array 4 and the object 2 is shortened, and the relationship A: B between the first distance A and the second distance B is related A: When changed to B-β, the lens drive control unit 8-1 receives the distance measurement signal output from the distance sensor 7 and moves the imaging lens 5 to the semiconductor laser array based on the measurement result of the distance to the thermal recording medium 3. The lens movement mechanism 8-2 outputs a movement control signal for moving the laser beam in the moving direction S12, which is the fourth side, to form an image of the line-shaped laser beam on the thermal recording medium 3, and the lens driving control unit 8-1. The image forming lens 5 is moved in the moving direction S12 in accordance with the movement control signal, and the line-shaped laser beam 4b is imaged on the thermal recording medium 3.
しかるに、スキャン機構9は、上記同様に、半導体レーザアレイ4の各発光点4aと感熱記録媒体3との間の物像間距離を維持しながら半導体レーザアレイ4と結像レンズ5とを一体的に半導体レーザアレイ4のライン方向に対して垂直方向S2に例えば一定の速度で移動させる。このとき、レンズ駆動制御部8−1は、距離センサ7による感熱記録媒体3までの距離の測定結果に基づいて結像レンズ5を物体2側である移動方向S11又はS12に移動させるための移動制御信号を出力し、レンズ移動機構8−2は、レンズ駆動制御部8−1から出力される移動制御信号に従って結像レンズ5を上記移動方向S11又はS12に移動させ、ライン状のレーザビーム4bを感熱記録媒体3上に結像させる。これにより、ライン状のレーザビームの結像位置は、物体2における感熱記録媒体3の貼り付けられている部分の変形等による形状に倣って半導体レーザアレイ4のライン方向に移動し、ライン状のレーザビームが感熱記録媒体3上に2次元走査される。これにより、感熱記録媒体3上にデータの記録又は消去が行われる。
However, the scan mechanism 9 integrates the semiconductor laser array 4 and the imaging lens 5 integrally while maintaining the distance between the object images between the light emitting points 4a of the semiconductor laser array 4 and the thermal recording medium 3, as described above. For example, the semiconductor laser array 4 is moved at a constant speed in the direction S2 perpendicular to the line direction of the semiconductor laser array 4. At this time, the lens drive control unit 8-1 moves to move the imaging lens 5 in the moving direction S11 or S12 on the object 2 side based on the measurement result of the distance to the thermal recording medium 3 by the distance sensor 7. The lens moving mechanism 8-2 outputs a control signal, and moves the imaging lens 5 in the moving direction S11 or S12 in accordance with the movement control signal output from the lens drive control unit 8-1, so that the linear laser beam 4b. Is imaged on the thermal recording medium 3. As a result, the imaging position of the line-shaped laser beam moves in the line direction of the semiconductor laser array 4 following the shape of the object 2 due to deformation or the like of the portion to which the thermal recording medium 3 is attached. A laser beam is scanned two-dimensionally on the thermal recording medium 3. As a result, data is recorded or erased on the thermal recording medium 3.
このように上記第2の実施の形態によれば、半導体レーザアレイ4と結像レンズ5との間にシリンドリカルレンズ20を配置したので、上記第1の実施の形態の効果に加えて、半導体レーザアレイ4から出力されるライン状のレーザビーム4bが広い放射角度、すなわち半導体レーザアレイ4に形成されているpn接合面に対して垂直方向に広く、かつライン方向Kに狭くても、半導体レーザアレイ4から出力されるライン状のレーザビーム4bの放射方向を狭めて結像レンズ5におけるケラレ等によるロス分を極力低減できる。
Thus, according to the second embodiment, since the cylindrical lens 20 is disposed between the semiconductor laser array 4 and the imaging lens 5, in addition to the effects of the first embodiment, the semiconductor laser Even if the line-shaped laser beam 4b output from the array 4 has a wide radiation angle, that is, wide in the direction perpendicular to the pn junction surface formed in the semiconductor laser array 4 and narrow in the line direction K, the semiconductor laser array By narrowing the radiation direction of the line-shaped laser beam 4b output from 4, the loss due to vignetting in the imaging lens 5 can be reduced as much as possible.
次に、本発明の第3の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図1及び図2と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
図14乃至図16は非接触光書き込み装置の構成図を示し、図14は側面図、図15は正面図、図16は外観図を示す。コリメートレンズとしてのマイクロアレイレンズ30が半導体レーザアレイ4と結像レンズ5との間に配置されている。このマイクロアレイレンズ30は、複数のマイクロレンズ30aをライン状に配列して成る。これらマイクロレンズ30aは、半導体レーザアレイ4の各発光点4aと同一の個数を有し、かつ半導体レーザアレイ4の各発光点4aと同一ピッチで設けられている。そして、マイクロアレイレンズ30は、各マイクロレンズ30aを半導体レーザアレイ4の各発光点4aとそれぞれ対応させて設けられている。これにより、マイクロアレイレンズ30は、各マイクロレンズ30aによって半導体レーザアレイ4の各発光点4aから出力される各レーザビームをそれぞれ平行光にコリメートする。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
14 to 16 show a configuration diagram of the non-contact optical writing apparatus, FIG. 14 is a side view, FIG. 15 is a front view, and FIG. 16 is an external view. A microarray lens 30 as a collimating lens is disposed between the semiconductor laser array 4 and the imaging lens 5. The microarray lens 30 includes a plurality of microlenses 30a arranged in a line. These microlenses 30 a have the same number as each light emitting point 4 a of the semiconductor laser array 4 and are provided at the same pitch as each light emitting point 4 a of the semiconductor laser array 4. The microarray lens 30 is provided so that each microlens 30 a corresponds to each light emitting point 4 a of the semiconductor laser array 4. Thereby, the microarray lens 30 collimates each laser beam output from each light emitting point 4a of the semiconductor laser array 4 into parallel light by each microlens 30a.
半導体レーザアレイ4に形成されているpn接合面は、上記同様に、半導体レーザアレイ4のライン方向Kと同一方向に形成されている。これにより、半導体レーザアレイ4から出力されるライン状のレーザビーム4bは、半導体レーザアレイ4に形成されているpn接合面に対して垂直方向に広く、かつライン方向Kに狭い。ライン状のレーザビーム4bの放射角度が広いと、当該ライン状のレーザビーム4bの中心部よりも周辺部程、ライン状のレーザビーム4bは、結像レンズ5によりケラレ易くなる。
しかるに、マイクロアレイレンズ30は、半導体レーザアレイ4から出力されるライン状のレーザビーム4bの放射方向を狭めて結像レンズ5におけるケラレ等によるロス分を極力低減するために半導体レーザアレイ4と結像レンズ5との間に配置されている。このマイクロアレイレンズ30は、半導体レーザアレイ4の光軸L上で、例えば固定ブロック6上に固定されている。
The pn junction surface formed in the semiconductor laser array 4 is formed in the same direction as the line direction K of the semiconductor laser array 4 as described above. Thereby, the line-shaped laser beam 4 b output from the semiconductor laser array 4 is wide in the vertical direction with respect to the pn junction surface formed in the semiconductor laser array 4 and narrow in the line direction K. When the radiation angle of the line-shaped laser beam 4b is wide, the line-shaped laser beam 4b is more easily vignetted by the imaging lens 5 in the peripheral portion rather than the central portion of the line-shaped laser beam 4b.
However, the microarray lens 30 forms an image with the semiconductor laser array 4 in order to narrow the radiation direction of the line-shaped laser beam 4b output from the semiconductor laser array 4 and reduce the loss due to vignetting in the imaging lens 5 as much as possible. It is arranged between the lens 5. The microarray lens 30 is fixed on, for example, the fixed block 6 on the optical axis L of the semiconductor laser array 4.
結像レンズ5は、マイクロアレイレンズ30によりコリメートされた各平行光をそれぞれ感熱記録媒体3上に結像する。ここで、マイクロアレイレンズ30から結像レンズ5に入射するライン状のレーザビーム4bは、平行光であるので、半導体レーザアレイ4の各発光点4aと結像レンズ5との間の第1の距離Aに無関係に、結像レンズ5と感熱記録媒体3との間の第2の距離Bを結像レンズ5の焦点距離fに一致させるように結像レンズ5をライン状のレーザビーム4bの光軸方向と同一方向S1に移動可能である。
The imaging lens 5 images each parallel light collimated by the microarray lens 30 on the thermal recording medium 3. Here, since the line-shaped laser beam 4 b incident on the imaging lens 5 from the microarray lens 30 is parallel light, the first distance between each light emitting point 4 a of the semiconductor laser array 4 and the imaging lens 5. Regardless of A, the imaging lens 5 is light of the line-shaped laser beam 4b so that the second distance B between the imaging lens 5 and the thermal recording medium 3 matches the focal length f of the imaging lens 5. It can move in the same direction S1 as the axial direction.
なお、結像レンズ5は、複数のマイクロレンズ5aをライン状に配列したマイクロアレイレンズにより構成してもよい。これらマイクロレンズ5aは、半導体レーザアレイ4の各発光点4aと同一の個数を有し、かつ半導体レーザアレイ4の各発光点4aと同一ピッチで設けられる。
The imaging lens 5 may be constituted by a microarray lens in which a plurality of microlenses 5a are arranged in a line. These microlenses 5 a have the same number as each light emitting point 4 a of the semiconductor laser array 4 and are provided at the same pitch as each light emitting point 4 a of the semiconductor laser array 4.
次に、上記の如く構成された装置の動作について説明する。
半導体レーザアレイ4は、各発光点4aからそれぞれ各レーザビームを発光することによりライン状のレーザビーム4aとして出力する。マイクロアレイレンズ30の各マイクロレンズ30aは、半導体レーザアレイ4の各発光点4aから出力される各レーザビームをそれぞれ平行光にコリメートする。そして、結像レンズ5は、マイクロアレイレンズ30によりコリメートされたライン状のレーザビーム4bを集光して感熱記録媒体3上に結像する。
Next, the operation of the apparatus configured as described above will be described.
The semiconductor laser array 4 emits each laser beam from each light emitting point 4a and outputs it as a linear laser beam 4a. Each microlens 30a of the microarray lens 30 collimates each laser beam output from each light emitting point 4a of the semiconductor laser array 4 into parallel light. The imaging lens 5 condenses the linear laser beam 4 b collimated by the microarray lens 30 and forms an image on the thermal recording medium 3.
このとき、距離センサ7は、感熱記録媒体3までの距離を測定し、その距離測定信号を出力する。レンズ駆動制御部8−1は、距離センサ7から出力される距離測定信号を入力し、感熱記録媒体3までの距離の測定結果に基づいて結像レンズ5をライン状のレーザビーム4bの光軸方向と同一方向S1に移動させてライン状のレーザビーム4bを感熱記録媒体3上に結像させるための移動制御信号を出力する。レンズ移動機構8−2は、レンズ駆動制御部8−1から出力される移動制御信号を入力し、この移動制御信号に従って結像レンズ5をライン状のレーザビーム4bの光軸方向と同一方向S1に移動させる。これにより、ライン状のレーザビーム4bは、感熱記録媒体3上に結像する。
At this time, the distance sensor 7 measures the distance to the thermal recording medium 3 and outputs the distance measurement signal. The lens drive control unit 8-1 receives the distance measurement signal output from the distance sensor 7, and moves the imaging lens 5 to the optical axis of the line-shaped laser beam 4b based on the measurement result of the distance to the thermal recording medium 3. A movement control signal for causing the line-shaped laser beam 4b to form an image on the thermal recording medium 3 by moving in the same direction S1 as the direction is output. The lens moving mechanism 8-2 receives the movement control signal output from the lens drive control unit 8-1, and moves the imaging lens 5 in the same direction S1 as the optical axis direction of the line-shaped laser beam 4b according to the movement control signal. Move to. Thereby, the line-shaped laser beam 4 b forms an image on the thermal recording medium 3.
ここで、半導体レーザアレイ4の各発光点4aと物体2における感熱記録媒体3との間隔が初期設定間隔にあると想定すると、結像レンズ5は、図17に示すように上記第1の距離Aと上記第2の距離Bとが関係A:B(=f)に配置される。これにより、半導体レーザアレイ4から出力されたライン状のレーザビーム4bは、結像レンズ5により集光されて感熱記録媒体3上に結像する。
Here, assuming that the distance between each light emitting point 4a of the semiconductor laser array 4 and the thermal recording medium 3 in the object 2 is an initial set distance, the imaging lens 5 has the first distance as shown in FIG. A and the second distance B are arranged in the relationship A: B (= f). As a result, the line-shaped laser beam 4 b output from the semiconductor laser array 4 is condensed by the imaging lens 5 and forms an image on the thermal recording medium 3.
搬送機構は、上記同様に、物体2を搬送し、物体2が半導体レーザアレイ4と結像レンズ5とを通る光軸Lと交わる所定位置に到達すると、物体2の搬送を一時停止する。この状態に、スキャン機構9は、上記同様に、半導体レーザアレイ4の各発光点4aと感熱記録媒体3との間の物像間距離を維持しながら半導体レーザアレイ4と結像レンズ5とマイクロアレイレンズ30とを一体的に半導体レーザアレイ4のライン方向に対して垂直方向S2に例えば一定の速度で移動させる。これにより、半導体レーザアレイ4から出力されたライン状のレーザビーム4bは、感熱記録媒体3上に2次元走査され、感熱記録媒体3上にデータの記録又は消去が行われる。
Similarly to the above, the transport mechanism transports the object 2, and when the object 2 reaches a predetermined position where it crosses the optical axis L passing through the semiconductor laser array 4 and the imaging lens 5, the transport of the object 2 is temporarily stopped. In this state, similarly to the above, the scanning mechanism 9 maintains the distance between the object images between the light emitting points 4a of the semiconductor laser array 4 and the thermal recording medium 3, and the semiconductor laser array 4, the imaging lens 5, and the microarray. The lens 30 is moved integrally with the lens 30 in the direction S2 perpendicular to the line direction of the semiconductor laser array 4, for example. Thereby, the line-shaped laser beam 4b output from the semiconductor laser array 4 is two-dimensionally scanned on the thermal recording medium 3, and data is recorded or erased on the thermal recording medium 3.
実際には、例えば、物体2の配置位置の違いや物体2における感熱記録媒体3の貼り付けられている部分の変形等により半導体レーザアレイ4と物体2との距離が長くなった短くなったりして相対的に変化し、この半導体レーザアレイ4と物体2との間の物像間距離の変化に伴って上記関係A:Bも変化し、かつ半導体レーザアレイ4と物体2との間の物像間距離の変化に応じて結像レンズ5の結像位置が決まる。これにより、結像レンズ5による倍率は、半導体レーザアレイ4と物体2との間の物像間距離に応じて僅かに大きくなったり小さくなったりする。
Actually, for example, the distance between the semiconductor laser array 4 and the object 2 may be shortened due to a difference in the arrangement position of the object 2 or deformation of a portion of the object 2 where the thermal recording medium 3 is attached. The above relationship A: B also changes as the distance between the object images between the semiconductor laser array 4 and the object 2 changes, and the object between the semiconductor laser array 4 and the object 2 changes. The imaging position of the imaging lens 5 is determined according to the change in the inter-image distance. Thereby, the magnification by the imaging lens 5 is slightly increased or decreased depending on the distance between the object images between the semiconductor laser array 4 and the object 2.
距離センサ7は、物体2の配置位置の違いや物体2における感熱記録媒体3の貼り付けられている部分の変形等に応じて変化する半導体レーザアレイ4と物体2との距離を測定し、その距離測定信号を出力する。レンズ駆動制御部8−1は、距離センサ7から出力される距離測定信号を入力し、感熱記録媒体3までの距離の測定結果に基づいて結像レンズ5をライン状のレーザビーム4bの光軸方向と同一方向S1に移動させてライン状のレーザビーム4bを感熱記録媒体3上に結像させるための移動制御信号を出力する。レンズ移動機構8−2は、レンズ駆動制御部8−1から出力される移動制御信号を入力し、この移動制御信号に従って結像レンズ5をライン状のレーザビーム4bの光軸方向と同一方向S1に移動させ、ライン状のレーザビーム4bを感熱記録媒体3上に結像させる。
The distance sensor 7 measures the distance between the semiconductor laser array 4 and the object 2 that changes in accordance with the difference in the arrangement position of the object 2 or the deformation of the portion of the object 2 where the thermal recording medium 3 is attached. Output distance measurement signal. The lens drive control unit 8-1 receives the distance measurement signal output from the distance sensor 7, and moves the imaging lens 5 to the optical axis of the line-shaped laser beam 4b based on the measurement result of the distance to the thermal recording medium 3. A movement control signal for causing the line-shaped laser beam 4b to form an image on the thermal recording medium 3 by moving in the same direction S1 as the direction is output. The lens moving mechanism 8-2 receives the movement control signal output from the lens drive control unit 8-1, and moves the imaging lens 5 in the same direction S1 as the optical axis direction of the line-shaped laser beam 4b according to the movement control signal. The line-shaped laser beam 4b is imaged on the thermal recording medium 3.
例えば図18に示すように半導体レーザアレイ4と物体2との間の物像間距離が離れて、上記第1の距離Aと上記第2の距離Bとの関係A:Bが例えば関係A+γ:B(=f)に変化すると、レンズ駆動制御部8−1は、距離センサ7から出力される距離測定信号入力し、感熱記録媒体3までの距離の測定結果に基づいて結像レンズ5を物体2側である移動方向S11に移動させてライン状のレーザビームを感熱記録媒体3上に結像させるための移動制御信号を出力し、レンズ移動機構8−2は、レンズ駆動制御部8−1から出力される移動制御信号を入力し、この移動制御信号に従って結像レンズ5を上記移動方向S11に移動させ、ライン状のレーザビーム4bを感熱記録媒体3上に結像させる。
For example, as shown in FIG. 18, the distance between the object images between the semiconductor laser array 4 and the object 2 is increased, and the relationship A: B between the first distance A and the second distance B is, for example, the relationship A + γ: When it changes to B (= f), the lens drive control unit 8-1 receives the distance measurement signal output from the distance sensor 7, and sets the imaging lens 5 to the object based on the measurement result of the distance to the thermal recording medium 3. The lens movement mechanism 8-2 outputs a movement control signal for causing the line-shaped laser beam to form an image on the thermal recording medium 3 by moving in the movement direction S11 that is the second side, and the lens driving control unit 8-1. The movement control signal output from the head is input, the imaging lens 5 is moved in the movement direction S11 according to the movement control signal, and the line-shaped laser beam 4b is imaged on the thermal recording medium 3.
一方、図19に示すように半導体レーザアレイ4と物体2との間の物像間距離が短くなり、上記第1の距離Aと上記第2の距離Bとの関係A:Bが関係A−γ:B(=f)に変化すると、レンズ駆動制御部8−1は、距離センサ7から出力される距離測定信号入力し、感熱記録媒体3までの距離の測定結果に基づいて結像レンズ5を半導体レーザアレイ4側である移動方向S12に移動させてライン状のレーザビームを感熱記録媒体3上に結像させるための移動制御信号を出力し、レンズ移動機構8−2は、レンズ駆動制御部8−1から出力される移動制御信号を入力し、この移動制御信号に従って結像レンズ5を上記移動方向S12に移動させ、ライン状のレーザビーム4bを感熱記録媒体3上に結像させる。
On the other hand, as shown in FIG. 19, the distance between the object images between the semiconductor laser array 4 and the object 2 is shortened, and the relationship A: B between the first distance A and the second distance B is the relationship A−. When changing to γ: B (= f), the lens drive control unit 8-1 receives the distance measurement signal output from the distance sensor 7, and based on the measurement result of the distance to the thermal recording medium 3, the imaging lens 5 Is moved in the moving direction S12 on the semiconductor laser array 4 side to output a movement control signal for forming an image of the line-shaped laser beam on the thermal recording medium 3, and the lens moving mechanism 8-2 controls lens driving. The movement control signal output from the unit 8-1 is input, the imaging lens 5 is moved in the movement direction S12 according to the movement control signal, and the line-shaped laser beam 4b is imaged on the thermal recording medium 3.
しかるに、スキャン機構9は、上記同様に、半導体レーザアレイ4の各発光点4aと感熱記録媒体3との間の物像間距離を維持しながら半導体レーザアレイ4と結像レンズ5とを一体的に半導体レーザアレイ4のライン方向に対して垂直方向S2に例えば一定の速度で移動させる。このとき、レンズ駆動制御部8−1は、距離センサ7による感熱記録媒体3までの距離の測定結果に基づいて結像レンズ5を物体2側である移動方向S11又はS12に移動させるための移動制御信号を出力し、レンズ移動機構8−2は、レンズ駆動制御部8−1から出力される移動制御信号を入力し、この移動制御信号に従って結像レンズ5を上記移動方向S11又はS12に移動させ、ライン状のレーザビーム4bを感熱記録媒体3上に結像させる。これにより、ライン状のレーザビームの結像位置は、物体2における感熱記録媒体3の貼り付けられている部分の変形等による形状に倣って半導体レーザアレイ4のライン方向に移動し、ライン状のレーザビームが感熱記録媒体3上に2次元走査される。これにより、感熱記録媒体3上にデータの記録又は消去が行われる。
However, the scan mechanism 9 integrates the semiconductor laser array 4 and the imaging lens 5 integrally while maintaining the distance between the object images between the light emitting points 4a of the semiconductor laser array 4 and the thermal recording medium 3, as described above. For example, the semiconductor laser array 4 is moved at a constant speed in the direction S2 perpendicular to the line direction of the semiconductor laser array 4. At this time, the lens drive control unit 8-1 moves to move the imaging lens 5 in the moving direction S11 or S12 on the object 2 side based on the measurement result of the distance to the thermal recording medium 3 by the distance sensor 7. The control signal is output, and the lens movement mechanism 8-2 receives the movement control signal output from the lens drive control unit 8-1, and moves the imaging lens 5 in the movement direction S11 or S12 according to the movement control signal. The line-shaped laser beam 4b is imaged on the thermal recording medium 3. As a result, the imaging position of the line-shaped laser beam moves in the line direction of the semiconductor laser array 4 following the shape of the object 2 due to deformation or the like of the portion to which the thermal recording medium 3 is attached. A laser beam is scanned two-dimensionally on the thermal recording medium 3. As a result, data is recorded or erased on the thermal recording medium 3.
このように上記第3の実施の形態によれば、半導体レーザアレイ4と結像レンズ5との間にマイクロアレイレンズ30を配置したので、上記第1の実施の形態の効果に加えて、半導体レーザアレイ4から出力されるライン状のレーザビーム4bが広い放射角度、すなわち半導体レーザアレイ4に形成されているpn接合面に対して垂直方向に広く、かつライン方向Kに狭くても、半導体レーザアレイ4から出力されるライン状のレーザビーム4bの放射方向を狭めて結像レンズ5におけるケラレ等によるロス分を極力低減できる。
Thus, according to the third embodiment, since the microarray lens 30 is arranged between the semiconductor laser array 4 and the imaging lens 5, in addition to the effects of the first embodiment, the semiconductor laser Even if the line-shaped laser beam 4b output from the array 4 has a wide radiation angle, that is, wide in the direction perpendicular to the pn junction surface formed in the semiconductor laser array 4 and narrow in the line direction K, the semiconductor laser array By narrowing the radiation direction of the line-shaped laser beam 4b output from 4, the loss due to vignetting in the imaging lens 5 can be reduced as much as possible.
次に、本発明の第4の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図1及び図2と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
図20は非接触光書き込み装置1を適用した非接触光書き込みシステムの構成図を示す。搬送機構40は、例えばダンボール又はコンテナ等の物体2を例えば一定速度で矢印S3方向に搬送する。この搬送機構40は、例えば図21(a)に示すように2つのローラ41、42間に無端のベルト43を掛け、このうちローラ41を回転駆動することによりベルト43を移動させる。これにより、物体2は、ベルト43上に載置され、ベルト43の移動によって矢印S3方向に搬送される。又、搬送機構40は、例えば図21(b)に示すように複数のローラ44を一定間隔で配置し、これらローラ44上に物体2を矢印S3方向に搬送するようにしてもよい。搬送機構40は、物体2を載置して矢印S3方向に搬送し、物体2が半導体レーザアレイ4と結像レンズ5とを通る光軸Lと交わる所定位置に到達すると、物体2の搬送を一時停止する。又、搬送機構40は、物体2を例えば一定速度で矢印S3方向に搬送するものでもよい。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
FIG. 20 shows a configuration diagram of a non-contact optical writing system to which the non-contact optical writing device 1 is applied. The transport mechanism 40 transports the object 2 such as a cardboard or a container in the direction of arrow S3 at a constant speed, for example. For example, as shown in FIG. 21A, the transport mechanism 40 hangs an endless belt 43 between two rollers 41 and 42, and moves the belt 43 by rotationally driving the roller 41. As a result, the object 2 is placed on the belt 43 and conveyed in the direction of the arrow S3 by the movement of the belt 43. Further, for example, the transport mechanism 40 may arrange a plurality of rollers 44 at regular intervals as shown in FIG. 21B and transport the object 2 on these rollers 44 in the direction of arrow S3. The transport mechanism 40 places the object 2 and transports it in the direction of arrow S3. When the object 2 reaches a predetermined position where it crosses the optical axis L passing through the semiconductor laser array 4 and the imaging lens 5, the transport mechanism 40 transports the object 2. Pause. Further, the transport mechanism 40 may transport the object 2 at a constant speed, for example, in the direction of arrow S3.
非接触光書き込み装置1が搬送機構40の側方に設けられている。この非接触光書き込み装置1は、搬送機構1により搬送されている物体2に対して貼り付けられている感熱記録媒体3上に当該物体2に関するデータ、例えば価格、物体2内に収納されている品物等に関するデータ等を記録する。具体的に非接触光書き込み装置1は、上記第1乃至第3の実施の形態と同様に、ベース11と、このベース11上に固定された固定ブロック6と、ベース11上に移動可能に設けられた可動ブロック10と、固定ブロック6上にz方向に立設して設けられた半導体レーザアレイ4と、可動ブロック10上にz方向に立設して設けられた結像レンズ5とを有する。
The non-contact optical writing device 1 is provided on the side of the transport mechanism 40. The non-contact optical writing device 1 is stored in the data 2, for example, the price, the object 2 on the thermal recording medium 3 attached to the object 2 conveyed by the conveying mechanism 1. Record data related to goods. Specifically, as in the first to third embodiments, the non-contact optical writing device 1 is provided with a base 11, a fixed block 6 fixed on the base 11, and a movable on the base 11. The movable block 10, the semiconductor laser array 4 provided upright in the z direction on the fixed block 6, and the imaging lens 5 provided upright in the z direction on the movable block 10. .
次に、上記の如く構成されたシステムの動作について説明する。
搬送機構40は、物体2を例えば一定速度で矢印S3方向に搬送する。この搬送機構40による物体2の搬送により当該物体2における搬送方向S3の先頭側が半導体レーザアレイ4の光軸L上に到達すると、半導体レーザアレイ4は、各発光点4aからそれぞれ各レーザビームを発光することによりライン状のレーザビーム4bとして出力する。結像レンズ5は、半導体レーザアレイ4から出力されたライン状のレーザビーム4bを集光して搬送中の物体2の側面に貼り付けられている感熱記録媒体3上に結像する。
このとき、距離センサ7は、感熱記録媒体3までの距離を測定し、その距離測定信号を出力する。レンズ駆動制御部8−1は、距離センサ7から出力される距離測定信号を入力し、感熱記録媒体3までの距離の測定結果に基づいて結像レンズ5をライン状のレーザビーム4bの光軸方向と同一方向S1に移動させてライン状のレーザビーム4bを感熱記録媒体3上に結像させるための移動制御信号を出力する。レンズ移動機構8−2は、レンズ駆動制御部8−1から出力される移動制御信号を入力し、この移動制御信号に従って結像レンズ5をライン状のレーザビーム4bの光軸方向と同一方向S1に移動させる。これにより、ライン状のレーザビーム4bは、感熱記録媒体3上に結像する。
Next, the operation of the system configured as described above will be described.
The transport mechanism 40 transports the object 2 in the direction of arrow S3, for example, at a constant speed. When the leading side in the transport direction S3 of the object 2 reaches the optical axis L of the semiconductor laser array 4 by transporting the object 2 by the transport mechanism 40, the semiconductor laser array 4 emits each laser beam from each light emitting point 4a. By doing so, it outputs as a line-shaped laser beam 4b. The imaging lens 5 focuses the linear laser beam 4b output from the semiconductor laser array 4 and forms an image on the thermal recording medium 3 attached to the side surface of the object 2 being conveyed.
At this time, the distance sensor 7 measures the distance to the thermal recording medium 3 and outputs the distance measurement signal. The lens drive control unit 8-1 receives the distance measurement signal output from the distance sensor 7, and moves the imaging lens 5 to the optical axis of the line-shaped laser beam 4b based on the measurement result of the distance to the thermal recording medium 3. A movement control signal for causing the line-shaped laser beam 4b to form an image on the thermal recording medium 3 by moving in the same direction S1 as the direction is output. The lens moving mechanism 8-2 receives the movement control signal output from the lens drive control unit 8-1, and moves the imaging lens 5 in the same direction S1 as the optical axis direction of the line-shaped laser beam 4b according to the movement control signal. Move to. Thereby, the line-shaped laser beam 4 b forms an image on the thermal recording medium 3.
ここで、半導体レーザアレイ4の各発光点4aと物体2における感熱記録媒体3との間隔が初期設定間隔にあると想定すると、結像レンズ5は、上記図5に示すのと同様に、上記第1の距離Aと上記第2の距離Bとの関係A:Bが略1:1(A=B)になるように配置される。これにより、半導体レーザアレイ4から出力されたライン状のレーザビーム4bは、結像レンズ5により集光されて感熱記録媒体3上に結像する。
Here, assuming that the interval between each light emitting point 4a of the semiconductor laser array 4 and the thermal recording medium 3 in the object 2 is an initial setting interval, the imaging lens 5 has the same structure as that shown in FIG. The relationship A: B between the first distance A and the second distance B is approximately 1: 1 (A = B). As a result, the line-shaped laser beam 4 b output from the semiconductor laser array 4 is condensed by the imaging lens 5 and forms an image on the thermal recording medium 3.
搬送機構は、上記同様に、物体2を搬送し、物体2が半導体レーザアレイ4と結像レンズ5とを通る光軸Lと交わる所定位置に到達すると、物体2の搬送を一時停止する。この状態に、スキャン機構9は、上記同様に、半導体レーザアレイ4の各発光点4aと感熱記録媒体3との間の物像間距離を維持しながら半導体レーザアレイ4と結像レンズ5とを一体的に半導体レーザアレイ4のライン方向に対して垂直方向S2に例えば一定の速度で移動させる。これにより、半導体レーザアレイ4から出力されたライン状のレーザビーム4bは、感熱記録媒体3上に2次元走査され、感熱記録媒体3上にデータの記録又は消去が行われる。
Similarly to the above, the transport mechanism transports the object 2, and when the object 2 reaches a predetermined position where it crosses the optical axis L passing through the semiconductor laser array 4 and the imaging lens 5, the transport of the object 2 is temporarily stopped. In this state, the scan mechanism 9 moves the semiconductor laser array 4 and the imaging lens 5 while maintaining the distance between the object images between the light emitting points 4a of the semiconductor laser array 4 and the thermal recording medium 3 as described above. For example, the semiconductor laser array 4 is moved at a constant speed in the direction S2 perpendicular to the line direction of the semiconductor laser array 4. Thereby, the line-shaped laser beam 4b output from the semiconductor laser array 4 is two-dimensionally scanned on the thermal recording medium 3, and data is recorded or erased on the thermal recording medium 3.
実際には、例えば、物体2の配置位置の違いや物体2における感熱記録媒体3の貼り付けられている部分の変形等により半導体レーザアレイ4と物体2との距離が長くなった短くなったりして相対的に変化し、この半導体レーザアレイ4と物体2との間の物像間距離の変化に伴って上記関係A:Bも変化し、かつ半導体レーザアレイ4と物体2との間の物像間距離の変化に応じて結像レンズ5の結像位置が決まる。これにより、結像レンズ5による倍率は、半導体レーザアレイ4と物体2との間の物像間距離に応じて僅かに大きくなったり小さくなったりする。
Actually, for example, the distance between the semiconductor laser array 4 and the object 2 may be shortened due to a difference in the arrangement position of the object 2 or deformation of a portion of the object 2 where the thermal recording medium 3 is attached. The above relationship A: B also changes as the distance between the object images between the semiconductor laser array 4 and the object 2 changes, and the object between the semiconductor laser array 4 and the object 2 changes. The imaging position of the imaging lens 5 is determined according to the change in the inter-image distance. Thereby, the magnification by the imaging lens 5 is slightly increased or decreased depending on the distance between the object images between the semiconductor laser array 4 and the object 2.
距離センサ7は、物体2の配置位置の違いや物体2における感熱記録媒体3の貼り付けられている部分の変形等に応じて変化する半導体レーザアレイ4と物体2との距離を測定し、その距離測定信号を出力する。レンズ駆動制御部8−1は、距離センサ7から出力される距離測定信号を入力し、感熱記録媒体3までの距離の測定結果に基づいて結像レンズ5をライン状のレーザビーム4bの光軸方向と同一方向S1に移動させてライン状のレーザビーム4bを感熱記録媒体3上に結像させるための移動制御信号を出力する。レンズ移動機構8−2は、レンズ駆動制御部8−1から出力される移動制御信号を入力し、この移動制御信号に従って結像レンズ5をライン状のレーザビーム4bの光軸方向と同一方向S1に移動させ、ライン状のレーザビーム4bを感熱記録媒体3上に結像させる。
The distance sensor 7 measures the distance between the semiconductor laser array 4 and the object 2 that changes in accordance with the difference in the arrangement position of the object 2 or the deformation of the portion of the object 2 where the thermal recording medium 3 is attached. Output distance measurement signal. The lens drive control unit 8-1 receives the distance measurement signal output from the distance sensor 7, and moves the imaging lens 5 to the optical axis of the line-shaped laser beam 4b based on the measurement result of the distance to the thermal recording medium 3. A movement control signal for causing the line-shaped laser beam 4b to form an image on the thermal recording medium 3 by moving in the same direction S1 as the direction is output. The lens moving mechanism 8-2 receives the movement control signal output from the lens drive control unit 8-1, and moves the imaging lens 5 in the same direction S1 as the optical axis direction of the line-shaped laser beam 4b according to the movement control signal. The line-shaped laser beam 4b is imaged on the thermal recording medium 3.
例えば上記図6に示すのと同様に、半導体レーザアレイ4と物体2との間の物像間距離が離れて、上記第1の距離Aと上記第2の距離Bとの関係A:Bが例えば関係A:B+αに変化すると、レンズ駆動制御部8−1は、距離センサ7から出力される距離測定信号入力し、感熱記録媒体3までの距離の測定結果に基づいて結像レンズ5を物体2側である移動方向S11に移動させてライン状のレーザビームを感熱記録媒体3上に結像させるための移動制御信号を出力し、レンズ移動機構8−2は、レンズ駆動制御部8−1から出力される移動制御信号を入力し、この移動制御信号に従って結像レンズ5を上記移動方向S11に移動させ、ライン状のレーザビーム4bを感熱記録媒体3上に結像させる。
For example, as shown in FIG. 6 above, the object image distance between the semiconductor laser array 4 and the object 2 is increased, and the relationship A: B between the first distance A and the second distance B is For example, when the relationship A: B + α is changed, the lens drive control unit 8-1 inputs the distance measurement signal output from the distance sensor 7, and the imaging lens 5 is moved to the object based on the measurement result of the distance to the thermal recording medium 3. The lens movement mechanism 8-2 outputs a movement control signal for causing the line-shaped laser beam to form an image on the thermal recording medium 3 by moving in the movement direction S11 that is the second side, and the lens driving control unit 8-1. The movement control signal output from the head is input, the imaging lens 5 is moved in the movement direction S11 according to the movement control signal, and the line-shaped laser beam 4b is imaged on the thermal recording medium 3.
一方、上記図7に示すのと同様に、半導体レーザアレイ4と物体2との間の物像間距離が短くなり、上記第1の距離Aと上記第2の距離Bとの関係A:Bが関係A:B−βに変化すると、レンズ駆動制御部8−1は、距離センサ7から出力される距離測定信号入力し、感熱記録媒体3までの距離の測定結果に基づいて結像レンズ5を半導体レーザアレイ4側である移動方向S12に移動させてライン状のレーザビームを感熱記録媒体3上に結像させるための移動制御信号を出力し、レンズ移動機構8−2は、レンズ駆動制御部8−1から出力される移動制御信号を入力し、この移動制御信号に従って結像レンズ5を上記移動方向S12に移動させ、ライン状のレーザビーム4bを感熱記録媒体3上に結像させる。
On the other hand, as shown in FIG. 7, the object-image distance between the semiconductor laser array 4 and the object 2 is shortened, and the relationship A: B between the first distance A and the second distance B is satisfied. Changes to relationship A: B-β, the lens drive controller 8-1 receives the distance measurement signal output from the distance sensor 7, and the imaging lens 5 based on the measurement result of the distance to the thermal recording medium 3. Is moved in the moving direction S12 on the semiconductor laser array 4 side to output a movement control signal for forming an image of the line-shaped laser beam on the thermal recording medium 3, and the lens moving mechanism 8-2 controls lens driving. The movement control signal output from the unit 8-1 is input, the imaging lens 5 is moved in the movement direction S12 according to the movement control signal, and the line-shaped laser beam 4b is imaged on the thermal recording medium 3.
しかるに、スキャン機構9は、上記同様に、半導体レーザアレイ4の各発光点4aと感熱記録媒体3との間の物像間距離を維持しながら半導体レーザアレイ4と結像レンズ5とを一体的に半導体レーザアレイ4のライン方向に対して垂直方向S2に例えば一定の速度で移動させる。このとき、レンズ駆動制御部8−1は、距離センサ7による感熱記録媒体3までの距離の測定結果に基づいて結像レンズ5を物体2側である移動方向S11又はS12に移動させるための移動制御信号を出力し、レンズ移動機構8−2は、レンズ駆動制御部8−1から出力される移動制御信号を入力し、この移動制御信号に従って結像レンズ5を上記移動方向S11又はS12に移動させ、ライン状のレーザビーム4bを感熱記録媒体3上に結像させる。これにより、ライン状のレーザビームの結像位置は、物体2における感熱記録媒体3の貼り付けられている部分の変形等による形状に倣って半導体レーザアレイ4のライン方向に移動し、ライン状のレーザビームが感熱記録媒体3上に2次元走査される。これにより、感熱記録媒体3上にデータの記録又は消去が行われる。
However, the scan mechanism 9 integrates the semiconductor laser array 4 and the imaging lens 5 integrally while maintaining the distance between the object images between the light emitting points 4a of the semiconductor laser array 4 and the thermal recording medium 3, as described above. For example, the semiconductor laser array 4 is moved at a constant speed in the direction S2 perpendicular to the line direction of the semiconductor laser array 4. At this time, the lens drive control unit 8-1 moves to move the imaging lens 5 in the moving direction S11 or S12 on the object 2 side based on the measurement result of the distance to the thermal recording medium 3 by the distance sensor 7. The control signal is output, and the lens movement mechanism 8-2 receives the movement control signal output from the lens drive control unit 8-1, and moves the imaging lens 5 in the movement direction S11 or S12 according to the movement control signal. The line-shaped laser beam 4b is imaged on the thermal recording medium 3. As a result, the imaging position of the line-shaped laser beam moves in the line direction of the semiconductor laser array 4 following the shape of the object 2 due to deformation or the like of the portion to which the thermal recording medium 3 is attached. A laser beam is scanned two-dimensionally on the thermal recording medium 3. As a result, data is recorded or erased on the thermal recording medium 3.
このように上記第4の実施の形態によれば、搬送機構40によって例えばダンボール又はコンテナ等の物体2を例えば一定速度で矢印S3方向に搬送し、この搬送機構40の側方に非接触光書き込み装置1を設け、搬送機構1により搬送されている物体2に貼り付けられている感熱記録媒体3上にライン状のレーザビーム4bを結像する。
As described above, according to the fourth embodiment, the object 2 such as a cardboard or a container is conveyed in the direction of the arrow S3, for example, at a constant speed by the conveying mechanism 40, and non-contact optical writing is performed on the side of the conveying mechanism 40. The apparatus 1 is provided, and a line-shaped laser beam 4b is imaged on the thermal recording medium 3 attached to the object 2 conveyed by the conveyance mechanism 1.
これにより、例えば、搬送機構40上に載置される物体2の載置位置の違いや物体2における感熱記録媒体3の貼り付けられている部分の変形等により半導体レーザアレイ4と物体2との物像間距離が相対的に変化しても、物体2に貼られている感熱記録媒体3上にライン状のレーザビーム4bを結像することができ、又、物体2における感熱記録媒体3の貼り付けられている部分の変形等が生じても、この変形等による形状に倣わして結像レンズ5を移動させることにより、物体2に貼り付けられている感熱記録媒体3上にライン状のレーザビーム4bを結像することができ、感熱記録媒体3上にデータの記録又は消去を高品質で行うことができる。又、例えばダンボール又はコンテナ等の物体2に貼られている感熱記録媒体3に対して非接触でデータの記録又は消去ができるので、感熱記録媒体3の長寿命化を図ることができる。
Thereby, for example, the difference between the placement position of the object 2 placed on the transport mechanism 40, the deformation of the part of the object 2 where the thermal recording medium 3 is attached, etc. Even if the distance between the object images changes relatively, the line-shaped laser beam 4b can be formed on the thermal recording medium 3 attached to the object 2, and the thermal recording medium 3 on the object 2 can be imaged. Even if the pasted portion is deformed, the image forming lens 5 is moved in accordance with the shape of the deformed portion, so that a line shape is formed on the thermosensitive recording medium 3 pasted on the object 2. The laser beam 4b can be imaged, and data can be recorded or erased on the thermal recording medium 3 with high quality. In addition, since the data can be recorded or erased in a non-contact manner with respect to the heat-sensitive recording medium 3 attached to the object 2 such as a cardboard or a container, the life of the heat-sensitive recording medium 3 can be extended.
なお、上記第4の実施の形態では、非接触光書き込み装置1を搬送機構40の側方に設けているが、これに限らず、非接触光書き込み装置1は、例えば図22に示すように搬送機構40の上方側に設けてもよい。なお、図22は図示が煩雑になることから半導体レーザアレイ4及び結像レンズ5のみを示す。この場合、物体2は、搬送機構40によって搬送方向S3に一定速度で搬送され、かつライン状のレーザビーム4bは、物体2の上方から当該物体2が搬送される搬送方向S3に対して垂直方向(z方向)に照射される。これにより、物体2の搬送によってライン状のレーザビーム4bは、感熱記録媒体3上に対して2次元走査され、感熱記録媒体3の全面にデータの記録又は消去が行われる。
In the fourth embodiment, the non-contact optical writing device 1 is provided on the side of the transport mechanism 40. However, the present invention is not limited to this, and the non-contact optical writing device 1 is, for example, as shown in FIG. You may provide above the conveyance mechanism 40. FIG. FIG. 22 shows only the semiconductor laser array 4 and the imaging lens 5 because the illustration is complicated. In this case, the object 2 is transported at a constant speed in the transport direction S3 by the transport mechanism 40, and the line-shaped laser beam 4b is perpendicular to the transport direction S3 in which the object 2 is transported from above the object 2. Irradiated in the (z direction). As a result, the line-shaped laser beam 4b is two-dimensionally scanned on the thermal recording medium 3 as the object 2 is conveyed, and data is recorded or erased on the entire surface of the thermal recording medium 3.
又、非接触光書き込み装置1は、例えば図23に示すように搬送機構40の下方側に設けてもよい。なお、図23も図示が煩雑になることから半導体レーザアレイ4及び結像レンズ5のみを示す。この場合、搬送機構40は、例えば図21(b)に示すように複数のローラ44を一定間隔で配置し、これらローラ44上に物体2を矢印S3方向に搬送する。非接触光書き込み装置1は、各ローラ44の間を通してライン状のレーザビームを感熱記録媒体3に照射する。
しかるに、物体2は、搬送機構40によって搬送方向S3に一定速度で搬送され、かつライン状のレーザビーム4bは、各ローラ44の間を通して物体2の下方から当該物体2が搬送される搬送方向S3に対して垂直方向(z方向)に照射される。これにより、物体2の搬送によってライン状のレーザビーム4bは、感熱記録媒体3上に対して2次元走査され、感熱記録媒体3の全面にデータの記録又は消去が行われる。
Further, the non-contact optical writing device 1 may be provided on the lower side of the transport mechanism 40 as shown in FIG. FIG. 23 also shows only the semiconductor laser array 4 and the imaging lens 5 because the illustration is complicated. In this case, the transport mechanism 40 arranges a plurality of rollers 44 at regular intervals as shown in FIG. 21B, for example, and transports the object 2 on these rollers 44 in the direction of arrow S3. The non-contact optical writing device 1 irradiates the thermal recording medium 3 with a linear laser beam through the rollers 44.
However, the object 2 is conveyed at a constant speed in the conveyance direction S3 by the conveyance mechanism 40, and the line-shaped laser beam 4b is conveyed between the rollers 44 from the lower side of the object 2 in the conveyance direction S3. Is irradiated in a direction perpendicular to (z direction). As a result, the line-shaped laser beam 4b is two-dimensionally scanned on the thermal recording medium 3 as the object 2 is conveyed, and data is recorded or erased on the entire surface of the thermal recording medium 3.
さらに、非接触光書き込みシステムに適用する非接触光書き込み装置1は、上記第2の実施の形態と同様に、半導体レーザアレイ4と結像レンズ5との間にシリンドリカルレンズ20を配置してもよし、上記第3の実施の形態と同様に、半導体レーザアレイ4と結像レンズ5との間にマイクロアレイレンズ30を配置してもよい。
これにより、非接触光書き込みシステムにおいて、半導体レーザアレイ4から出力されるライン状のレーザビーム4bが広い放射角度、すなわち半導体レーザアレイ4に形成されているpn接合面に対して垂直方向に広く、かつライン方向に狭くても、半導体レーザアレイ4から出力されるライン状のレーザビーム4bの放射方向を狭めて結像レンズ5におけるケラレ等によるロス分を極力低減できる。
Further, in the non-contact optical writing apparatus 1 applied to the non-contact optical writing system, a cylindrical lens 20 is disposed between the semiconductor laser array 4 and the imaging lens 5 as in the second embodiment. However, as in the third embodiment, the microarray lens 30 may be disposed between the semiconductor laser array 4 and the imaging lens 5.
Thereby, in the non-contact optical writing system, the line-shaped laser beam 4b output from the semiconductor laser array 4 has a wide radiation angle, that is, wide in the direction perpendicular to the pn junction surface formed in the semiconductor laser array 4, Even if the line direction is narrow, the radiation direction of the line-shaped laser beam 4b output from the semiconductor laser array 4 can be narrowed to reduce loss due to vignetting in the imaging lens 5 as much as possible.
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.