リライタブルレーザシステム

リコーは通讯箱をててされるれる使っのをれるのラベルを，通俗箱に贴った非接触高度にたまま回でに约1,000回书着技术を确立ました。户外の过酷な条件条件条件条件。

本リライタブルレーザシステムは，日本人学会より平成24年度技术赏を受赏しました。

• 開発の背景
• システムの基本构成と特价
• メディアの耐光性向上技術
• メディアメディアの缲り返し耐久性耐久性上的技术
• 導入の効果
• 参考文献

開発の背景

リライタブル记录技术は，その利便性や环境负荷低减の点から注目度の高い技术分野として従来より各种方式が提案されてきました。特に，热を利用したサーマルリライタブル记录媒体はいち早く実用化され，サーマルヘッドによる记录方向によってポイントポイント，icカードなどなど数码や期を表示広く使わする表示ましましさらに広く広く使わ使わててきましましさらにさらにややややややややや流などなどなどのののれややてきました。产业用品の中で，寿命的な配送をする物质分类に通い箱にに毎回贴付けててますいてては箱がくるくるとがしししししししししいうことことがれを贴り付けるいうことこと缲り返されてていいいいいいいいい

このこの毎回廃弃さされるラベルをリライタブル记录记录にできれできれ，ゴミの削减およびおよび₂排出量低減などの環境負荷低減が可能になります。さらにラベルを貼りかえる作業にかかる人件費の削減、および剥がし残りなどによる物流システムトラブルにつながるリスクを低減できるようになり、大幅な業務効率化を図ることができます。しかし、接触記録方式のサーマルヘッド記録では長期間の使用により変形した通い箱上の媒体には印字しづらく、また従来のカード用リライタブル記録媒体は物流用途で要求される屋外での直射日光に対する高い耐光性性能を達成することができません。

リコーは，户外ででの过酷な条件条件で利用するするのこれらこれらの课题ををを独これら解决解决しし解决解决解决解决解决解决を记录记录记录记录解决をををも

ページトップへ

システムの基本构成と特价

リコーが开放したレーザ非接触书架换えシステム「リライタブルレーザシステム」，光分布のレーザシステムにより缲り返し性をを上できるリライタブルマーカとと消去できるリライタブルレーザおよびおよび耐ををリライタブルおよび光芒メディアから构成されてますますます（図1参照）。

図1：リコーリライタブルレーザシステムの构成要素，ベルトコンベアの上を
流れる通い箱ににされたた记录媒记录を非で书架使用例

リライタブルレーザマーカの装置構成と特長

図２はリライタブルレーザマーカの光学系概略図です。半導体レーザ（LD）から光ファイバを通り出射されたレーザ光（最大出力28W）は、光学レンズを通り90度異なる向きに配置された２つのガルバノスキャナを介して円形ビームスポットを作り、リライタブルレーザメディアを180℃以上に加熱しメディア上に幅約0.25mmの線を描きます。ガルバノスキャナはレーザ光の角度を変化させる装置で、レーザ光をペンで描くようになぞるベクタースキャン方式で文字を印字します。

図2：リライタブルレーザマーカの基本构成

一般のレーザマーカはプラスチックや金属などさまざまな材料へ非接触で印字できる装置で、製品へ番号や日付を印字するために生産工場で広く利用されています。しかし、レーザマーカのレーザ光は鋭い山形の光分布（ガウス分布）を有しており、リライタブルメディアに印字すると印字した線の中央部に過剰な熱が加って、印字・消去を繰り返すことによりメディアが劣化し、消え残りが発生するという課題がありました。

リコーのレーザマーカでは，光学系を工艺することにより，中间部と周辺部の光强度强度が均光分布（トップトップ）を结果，印字しました。そのその，印字する线を均。印字印字のエネルギーエネルギーず，メディアを劣劣せることなくなく印字印字印字をなくたましましましましましましまし

リライタブルレーザ消去機の装置構成と特徴

リライタブルレーザメディア上の画像は、発色温度より低い130～170℃に加熱されることで消去されます。メディア全面をこの温度範囲内に均一かつ高速に加熱するための専用の消去機を開発しました（図３参照）。複数のＬＤが並んだＬＤバーから出射されたレーザ光は特殊な光学系で合成され、ガルバノスキャナを介してメディア上にライン状に照射され、ガルバノスキャナで一方向に走査することで画像を消去します。均一に消去するために複数の点光源から出力されたレーザ光をメディア面上で均一な光分布となるような光学系を開発し、さらに最大出力108Wの高出力LDバーを採用しました。これにより、レーザマーカを用いてメディア全面を順次走査する方法に比べ約4倍の高速消去を実現しています。

図3：リライタブルレーザ消去消去机の基本成成

また、物流用途での実用性を高めるため、異なるサイズの通い箱や箱の変形に対応するために、マーカにはオートフォーカス機構、消去機にはレーザ光走査速度調整機構を設けています。さらにマーカ、消去機の両方に媒体温度検知によるレーザエネルギー制御機構を独自に開発、導入しています。

メディアへの視認性の高い印字

レーザマーカによるレーザ光をペンで描くようになぞるベクタースキャン印字方式は、サーマルヘッドのような画素単位で加熱をON/OFFさせるラスタースキャン方式に比べて滑らかな文字画像を形成することができ、視認性の高い印字が可能です。市場の要求に応えるべく、リライタブルレーザマーカでは図４に示すようにさまざまな印字画像が形成できます。図４（a）は物流分野で使用される画像例で、管理上必要なバーコードや文字、数字などの画像が鮮明に印字できています。サーマルヘッド印字では横バーのバーコード品質が低下するのに対して、本システムで使用しているベクタースキャン方式では図４（ｄ）にあるように、縦横とも同等の高い印字品質が確保できています。

図4：リライタブルレーザシステムで印字できる种印字画像

ページトップへ

メディアの耐光性向上技術

天候や気温のの変変さらされる别での物质用来では直射直射直射にも耐えるい耐ます性がにされますますがメディア要求ヘッドますますますメディアのヘッド（TPH）用来リライタブルは，直射日光ににれるはと浓度浓度低低地肌の，さらに画像消去后の消えがが発するすると问题ありましまし原因はこれらありまし原因原因は层のロイコととによるによる层のロイコ染料のの解によるもののロイコ染料のの解ものもののロイコ染料のの解ものものリコーロイコロイコ染料の繁体レーザによる记录で，记录层上に近赤外光を透过厚い层层形形形がであるであるを活かし活かし，図5に示すよう记录记录层400nm未満未満の领域を遮断可爱光を透过させる户外线吸收吸收を新闻ににし紫外线遮断遮断をを成しましたた。さらに，记录层をように酸素遮断层する酸素遮断层遮断层する酸素遮断层形することにより高い耐がを有象リライタブルレーザが生物しした。

図5：リライタブルレーザメディアの基本构成

図6(a)はリライタブルレーザメディアとTPH用リライタブルメディアの耐光性の試験結果サンプル、図６(b)は画像濃度と消去濃度の変化を示しています。耐光性試験はキセノン光照射による加速試験で実施しており、キセノン光照射256時間が屋外での物流用途５年に相当します。TPH用リライタブルメディアは耐光性試験後は画像が薄くなり地肌は黄変しコントラストが極端に低下しています。これに対して、リライタブルレーザメディアは試験前後での画像の変化はあまり見られません。これは図６(b)の濃度測定結果グラフからも明らかです。

また，バーコード特价においても，tph用リライタブルははは光性试験后fグレード（バーコードスキャナで読み取りができないないレベルレベルレベルさされるグレードをををおり，户外での物资用品で5年内智能用途可能ことがわかります。

ページトップへ

メディアメディアの缲り返し耐久性耐久性上的技术

ため，FA用品などで利用されています。しかし，リライタブルレーザシステムています。マーカレーザシステムシステムデータのマーカの字データデータその描画に利用すると，図7に示すよう交点部や折り返しが数回回さ折り返しが。これこれ，そのその分にな热がし达材料メディアがしししし，消え残りが生物するという耐久の课题がありありありましありありありましましましましましましありたたたたたたたたましたたたたましたましたましましましたたましたたたたたたましたたたたたたましたたたたたたたたたましたましたましたたたましましましましましましましましましましましまし

重複を除去できれば過度の温度上昇の問題は解決できます。フォント自体を前もって作成して重複を除去する対策が考えられますが、文字の大きさ、線幅は、装置設定により変化するので、過不足なく重複部を除去したフォントを作成するには膨大な手間がかかります。しかも、線幅・文字サイズを想定して、重複がないようにフォントを作成した場合に、図８のように文字の拡大率によって重複が残ったり、隙間が空いたりして品質が低下してしまう課題がありました。そこで、リコーは、文字の大きさや線幅に応じて文字データの重複部を自動的に除去する文字描画データ生成ソフトウエアを開発することにより、過度の温度上昇なしに品質の高い文字を描画することができるレーザ光走査制御技術を確立しました。本技術を搭載したリライタブルレーザマーカを用いると、文字を異なるサイズで描画しても図９に示すように隙間はなく、かつ重複も除去されるため、視認性の向上に加え繰り返し耐久性の向上が実現しました。

図10（a）は文字データの部を自动的に除去する描画データ生成ソフトウエアをだリライタブルレーザをソフトウエア印字印字レーザにを印字·消去を印字印字印字印字をいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいいい図10（b）は重复除去を行わで印字·消去を行っ结果结果ですですですですですですです。重复除去を行ないない场は，交点や折り返し部黒い斑点状残っていますが，重复ていますが，重复除去を行为1,000回

ページトップへ

導入の効果

本技術により、リライタブル記録がより広い分野で環境保護や業務効率化に貢献することが可能となります。物流分野への展開では、現在は通い箱への表示方法として感熱ラベルをオートラベラーで印字、貼り付けを行い、通い箱が戻ってきたときにラベルを剥がし、新たなラベルに印字、貼り付けを行う運用方式を用いているためゴミが排出されます。本技術を搭載したリライタブルレーザシステムでは約1,000回の書き換えが可能になります。通い箱の寿命とほとんど同じ期間（数年間）貼り替えなしで使用できるようになるため、使用期間のラベルゴミはゼロとなり（図11）、CO₂排出量も約１０分の１（図12）。環境負荷削減に大きく貢献できます。本システムを現在国内で通い箱を運用している物流用途全体に展開することができれば、感熱紙ラベルの物量として、年間約4,800tの削減が可能と試算できます。

さらに従来の感熱ラベルでは通常ラベルの剥がしを人手で行うため、その人件費が必要になります。また人が介在するための剥がし忘れや剥がし残りが発生し、剥がし残った前のバーコードなどが読み取られることにより物流の仕分けシステムのトラブルにつながるなどの課題がありました。リライタブルレーザシステムを活用することにより、ラベル剥がしの人件費を削減でき、剥がし残りによるシステムトラブルをなくすことができることで、物流業務の大幅効率化を実現しています。

ページトップへ

参考文献

1. 论文
   
   • 1）堀田，铃木，北村，山冈：リライタブルリライタブル记录媒体への书込み，电子书学会第35巻，168（1996）。
   • 2) 淺井、 長谷川、土屋、川原、山本、石見、古川、堀田：半導体レーザ記録によるサーマルリライタブル記録媒体の耐光性と繰り返し耐久性の向上、リコーテクニカルレポートNo.36 (2010)
2. 学会発表
   
   • 1）川原，石见，堀田：リライタブル热记录媒体への记录记录记录（1）レーザ光强度分布制御による缲返し耐久性の上，成像会议日本2007,51（2007）
   • 2) T. Ishimi, S. Kawahara, T. Asai, Y. Hotta: Laser Recording on Thermal Rewritable Media (2) Simulation of Thermal Distribution and Control of Intensity distribution Using the Optical Lens, Proceeding of Pan-Pacific Imaging Conference 2008, 390 (2008).
   • 3) 淺井、川原、石見、堀田：リライタブル熱記録媒体へのレーザ記録 (3) 半導体レーザ記録による耐光性の向上、Proceeding of Imaging Conference JAPAN 2010, 223 (2010).
   • 4）古川，长谷川，土屋，山本，浅井，石见，堀田：リライタブル热记录媒へへの记录（4）繁体レーザ光走查による缲り返し性の光制御による耐久のの走查走查制御缲り返し性の向上，成像大会日本2012,255（2012）。
   • 5) 土屋、 長谷川、古川、 山本、 淺井、 石見、 堀田：リライタブル熱記録媒体へのレーザ記録 (5)半導体レーザ光走査制御によるバーコード，2次元コード作像技術、Proceeding of Imaging Conference JAPAN 2013, 283 (2013).
   • 6) Y. Hotta, T. Furukawa, K. Yamamoto, T. Ishimi, S. Kawahara: Development of Rewritable Laser System, Digital Fabrication and Digital Printing, NIP30 Technical Program and Proceedings, 292(2014)

本技术の分享：分享别「」「省資源」｜製品別「」「環境」