保护屏障和激光照射系统的制作方法
【专利摘要】本申请涉及保护屏障和激光照射系统。旨在提供保护屏障，该保护屏障包括入口，从激光装置发出的激光光线从该入口进入；出口，从该出口激光光线朝向照射目标输出；和单元，其经配置防止泄露，其中该单元经配置降低从该保护屏障泄露的激光光线的强度，其中该保护屏障经配置成围绕从该激光装置发出的激光光线的光线路径。
【专利说明】
保护屏障和激光照射系统
技术领域
[0001 ]本申请涉及保护屏障和激光照射系统。
【背景技术】
[0002]在分布式传送机系统中，常规地，有待输送的物体(行李或容器)能够通过自动贴标签机将可粘贴标签附粘到传送机输送的物体而识别，其中必要的信息(诸如运送地址)和条形码被喷涂至可粘贴标签。
[0003]近来，就节省能量和保护环境而言，利用热涂颜色和擦除的可逆热敏记录介质已经被应用为针对分布式传送机系统用于输送容器的标签。已经提出了使用激光装置以非接触的方式用于喷涂有待被输送的物体(照射目标)的系统(参见，例如日本未经审查的专利申请公开号2009-183959)。
[0004]用于在此类系统中喷涂标签的激光光线是极其强烈的，并且如果该激光光线直接应用到人体的皮肤或眼睛，可能灼烧或伤害眼睛视力。因此，在喷涂期间人们可能靠近激光装置的工作环境中安装保护屏障，以便将暴露至人体的激光调整到安全水平。
[0005]常规的保护屏障覆盖在传送机上有待被输送的物体和整个传送机，并且是大范围覆盖。然而，也存在问题:当激光装置替代传送机系统的现有自动贴标签机时安装空间不足够固定，并且安装步数多。由于取决于使用者，有待被传送的物体的尺寸和使用的传送机的宽度是不同的，而且，常规的保护屏障具有必须针对每个特定目的设计每个保护屏障并且该保护屏障缺乏通用性的问题，因此，已经考虑使用在尺寸上小并且高度通用的保护屏障。
[0006]然而，激光光线可能从小保护屏障中泄露，因为利用小保护屏障难以覆盖有待传送的物体和整个传送机。
【发明内容】
[0007]本发明旨在提供一种能够减少激光光线泄露的保护屏障。
[0008]作为用于解决前面提到的问题的装置，本发明的保护屏障包括入口，从激光装置发射的激光光线从该入口进入；出口，从该出口激光光线朝向照射目标输出；和单元，其经配置成防止泄露，其中该单元经配置成降低从该保护屏障泄露的激光光线的强度，其中该保护屏障经配置成围绕从该激光装置发射的激光光线的光线路径。
[0009]本发明能够提供一种能够减少激光光线泄露的保护屏障。
【附图说明】
[0010]图1是根据第一实施例图示说明激光照射系统的一个示例的透视图；
[0011]图2A是图示说明用于调整保护屏障的长度的系统的一个示例的视图；
[0012]图2B是图示说明用于调整保护屏障的长度的系统的另一个示例的视图；
[0013]图3是用于描述用于降低激光光线反射率的方法的一个示例的视图；
[0014]图4是用于描述激光挡板的一个示例的视图；
[0015]图5是图示说明容器传感器的开/关和激光挡板的打开-闭合之间的关系的一个示例的视图；
[0016]图6是图示说明标记器的结构的一个示例的视图；
[0017]图7是图示说明擦除器的结构的一个示例的视图；
[0018]图8是演示可再写标签的涂颜色状态和擦除后的状态的图；
[0019]图9A是图示说明凸缘形式的激光反射吸收板的视图(部分I);
[0020]图9B是图示说明凸缘形式的激光反射吸收板的视图(部分I);
[0021]图1OA是凸缘形式的激光反射吸收板的视图(部分2);
[0022]图1OB是凸缘形式的激光反射吸收板的视图(部分2);以及
[0023]图11是根据第三实施例图示说明激光照射系统的一个示例的透视图。
【具体实施方式】
[0024]此后参考附图描述用于实现本发明的实施例。在每个附图中，相同的参考标记赋予相同的组成部件，并且当重叠时可以省略描述。
[0025]术语“照射目标”意思是被应用激光光线的物体。照射目标的示例包括塑料容器、硬纸板箱、纸盒、木头盒和金属货板。
[0026]术语“记录介质”意思是能够吸收激光以形成图像的介质，并且意思是可再写材料应用至其上的薄片或可再写材料应用至其上的照射目标的区域。此外，在构成照射目标本身的材料能够吸收光线以形成图像的情况中，照射目标能够被认为是记录介质。
[0027]第一实施例
[0028]激光照射系统的整体结构
[0029]图1是根据第一实施例图示说明激光照射系统的透视图。参考图1，激光照射系统I包括激光装置10(擦除器11和标记器12)、保护屏障20、输送装置(未示出)、控制装置(未示出)和激光终止板300。
[0030]激光装置10包含擦除器11和标记器12。保护屏障20包含保护屏障21和保护屏障22(参见图2A和图2B)。注意，保护屏障21和22可以具有相同的结构，尽管出于方便使用了不同的附图标记。输送装置包含传送机31和止动器32。控制装置(未示出)包含传送机控制装置41和主机42。激光终止板300经配置成阻止激光光线的前进。激光终止板300的尺寸利用激光装置10的激光的摆动角度和与激光装置的距离确定。使用激光终止板300能够当错误地从激光装置10发射出激光而该处不存在照射目标时增强安全性。注意，出于方便，在图1中透明示出擦除器11和标记器12。
[0031]在激光照射系统I中，传送机31(滚轴传送机)由传送机控制装置41控制。传送机31的控制部分与擦除器11的上游(传送方向的上游)、擦除器11的前方(发射方向的前方)、标记器12的前方(发射方向的前方)和标记器12的下游(传送方向的下游)分开。
[0032]例如，传送机控制装置41通过传感器判断容器500的存在，从而控制传送机31在每个部分是移动还是停止，其中该容器500是照射目标(控制目标)。使用传送机控制装置41能够在线的前方不碰撞容器500的情况下传送容器500，或者能够在擦除器11或标记器12的前方停止容器500。
[0033]为了精确地在擦除器11或标记器12的前方停止容器500，在上下方向上可移动的止动器32优选地布置在传送机31上。止动器32由传送机控制装置41控制以当操作传送机31时向下移动止动器32，并且当停止传送机31时在合适的时候向上移动止动器32。
[0034]由于当传送机31停止时，传送机31的前表面的底侧被按压抵靠止动器32，因此，容器500能够精确地停止在擦除器11或标记器12的前方。然而，在使用皮带传送机的情况下，其中该皮带传送机使用能够精确控制容器500的前进距离的伺服式仪表，可以不布置止动器32。
[0035]可再写标签600是记录介质，其附粘至容器500的侧表面。可再写标签600是一个标签，其上的可视图像能够利用吸收激光光线时产生的热被重复喷涂或擦除。容器500的内容或输送目的地能够喷涂在可再写标签600上。例如，可再写标签600是可逆热敏记录介质。
[0036]激光装置10被布置为与传送机31具有预定位置关系，并且能够以非接触方式在可再写标签600上执行喷涂或擦除。具体地，擦除器11经配置成将激光光线发射至可再写标签600从而擦除在其上喷涂的字母。标记器12经配置成将激光光线发射至可再写标签600从而在其上喷涂字母。
[0037]擦除器11或标记器12连接至传送机控制装置41。传送机控制装置41能以如下方式控制:当容器500停止在擦除器11的前方时输出擦除开始信号，并且当容器500停止在标记器12的前方时输出喷涂开始信号。擦除或喷涂可以随着输送容器500而执行，取决于传送机31的输送精度或有待喷涂的图像或字母的类型。
[0038]标记器12还可以连接至主机42。主机42能够顺序地发送用于标记器12喷涂所必需的数据并监测由标记器12执行的喷涂是否完成。
[0039]而且，用在本发明中的激光装置不限于重复实现前面提到的可再写标签的涂颜色状态和擦除状态的激光装置。保护屏障还能够用作仅为标签涂一次颜色的激光装置的激光保护屏障。保护屏障还能够用作覆盖激光处理机器的激光保护屏障，该激光处理机器应用激光光线至照射目标以执行机械加工、切割、变形或标记。
[0040]保护屏障21是激光安全罩，其布置在擦除器11和容器500之间。保护屏障21以保护屏障21围绕在擦除器11和容器500之间的激光光线的光线路径的方式形成为导管(管)的形状。保护屏障21的两端是开放的。擦除器11的一侧处的保护屏障21的入口被确保处于入口与擦除器11接触的状态，并且用作从擦除器11发射出的激光光线进入的入口。在容器500的一侧处的保护屏障21的出口用作激光光线被释放至可再写标签600的出口。间隙(例如，大约若干毫米)在擦除器11的出口和容器500的侧表面之间形成。
[0041]保护屏障22是激光安全罩，其布置在标记器12和容器500之间。保护屏障22以保护屏障22围绕在标记器12和容器500之间的激光光线的光线路径的方式形成为导管(管)的形状。保护屏障22的两端是开放的。标记器12的一侧处的保护屏障22的入口被确保处于入口与标记器12接触的状态，并且用作从标记器12发射出的激光光线进入的入口。
[0042]前面提到的入口与标记器接触的状态可以是其中入口与标记器相邻的状态，假设从入口泄露的光线是少量的且处于安全水平。
[0043]在容器500的一侧处的保护屏障22的出口用作激光光线从其中被释放至可再写标签600的出口。在标记器12的出口和容器500的侧表面之间形成间隙(例如，大约若干毫米)。
[0044]保护屏障21和22中的每个沿光线路径方向的长度优选以如下方式设置:当容器500重复运输时每个保护屏障不与容器500接触，并且每个保护屏障的端部和容器500的侧表面之间的间隙尽可能小，以便降低激光光线的散射。
[0045]保护屏障21和22的出口中的每个的尺寸是任何尺寸，只要它的尺寸大于可再写标签600的喷涂区域。每个出口的尺寸优选大于整个可再写标签600，但是小于容器500的侧表面，以便提供保护屏障通用性。
[0046]如图2A和图2B所示出的用于调整保护屏障21和22的长度的系统可以被布置以一种方式具有通用性:保护屏障能够在多个激光照射系统中通用。作为用于调整保护屏障21和22的长度的系统的一个示例，图2A图示说明其中保护屏障21和22在激光光线的输出方向上可滑动的双结构的示例。作为用于调整保护屏障21和22的长度的系统的另一个示例，图2B图示说明其中保护屏障21和22的至少一部分在激光光线的输出方向上可伸缩的波纹管结构的示例。
[0047]如上提到的，保护屏障21和22中每个均具有围绕在容器500和激光装置10之间的激光光线的光线路径的结构。因此，相比于具有覆盖在传送机上传输的照射目标和整个传送机的结构的常规保护屏障，该保护屏障能够构造为显著小的。具体地，相比于常规保护屏障的尺寸，该保护屏障的体积能够减小到1/100或更小。因此，能够减小保护屏障的安装空间。此外，由于保护屏障小且易于处理，因此，保护屏障的安装步数能够得以减少。
[0048]此外，根据激光装置10的规格确定基本激光光线发射条件，并且该条件不受传送机31的宽度或高度以及容器500的宽度或高度的影响。相应地，只要系统使用激光装置10，保护屏障21和22能够在使用具有不同尺寸的容器和传送机的任何系统中通用，因此能够改善保护屏障的通用性和大规模的生产率。
[0049]经配置成防止激光光线泄露的单元
[0050]保护屏障21和22每个均是仅围绕在容器500和激光装置10之间的激光光线的光线路径的结构。因此，需要在面向彼此的保护屏障21和22的表面和容器50的表面之间的间隙，以便防止保护屏障21和22与在传送机31上输送的容器500接触。有可能反射光线或散射光线可以从该间隙中泄露。
[0051]典型地，光线的泄露能够通过形成小的间隙而抑制。然而，考虑到容器500的输送定位精度，有必要确保一定程度的间隙。因此，优选地为保护屏障21布置经配置成防止激光光线的泄露的单元，以便减小从擦除器11的出口和容器500的侧表面之间的间隙中泄露的激光光线的光线强度。类似地，优选地为保护屏障22布置经配置成防止激光光线的泄露的单元，以便减小从标记器12的出口和容器500的侧表面之间的间隙中泄露的激光光线的光线强度。从保护屏障21和22泄露的激光光线的光线强度例如是由IEC60825-1和JIS C6802确定的I类或更小。具体地，当激光光线的波长为980nm时，光线强度优选为1390yW或更小。
[0052]通过确定从保护屏障的开口释放出的反射光线(例如，从激光装置发射的激光的一次反射光线和二次反射光线)为泄露光线、施加泄露光线到例如激光功率阅读器(产品名称:Vega，由俄斐达光电解决方案有限公司(Ophir Optronics Solut1ns Ltd.)制造)的功率传感器的接收表面并且读取连接至功率传感器的显示器上显示的信息而测量泄露光线的光线强度。通过改变距离保护屏障的出口和照射目标之间的间隙大约10厘米的距离范围内的位置，对多个点进行该测量。利用功率传感器的面向间隙的方向的接收表面执行擦除或喷涂，并且读取在显示器上显示的最大值。重复这个过程。
[0053]作为经配置成防止保护屏障21和22泄露的单元的一个示例，对保护屏障21和22的内表面执行变黑处理，并且处理后的内表面吸收激光光线，从而减小反射率。具体地，保护屏障21的内表面优选具有相对于擦除器11的激光光线波长将激光光线的反射率减小到大约一个数位的值(one-digit value)以减小泄露激光光线的光线强度的结构。类似地，保护屏障22的内表面优选具有相对于标记器12的激光光线波长将激光光线的反射率减小到大约一个数位的值以减小泄露激光光线的光线强度的结构。
[0054]在从擦除器11和标记器12发射的激光光线是具有波长大约为980nm的近红外线的情况中，例如，当对保护屏障的内表面执行黑色耐酸招处理(black alumite treatment)时，反射率仅降低到大约60%，如在图3中(I)所图示说明的。因此，作为经配置成防止保护屏障21和22泄露的单元，对内表面执行的主要由碳构成的哑光黑涂覆(matte blackcoating)是便宜且有效。在这种情况中，保护屏障21和22的内表面吸收激光光线，并且因此，激光光线的反射率能够减小到大约5 %或更小，如在图3的(2)示出的。
[0055]从擦除器11和标记器12发射的激光光线的波长是750nm或更短的情况中，可以执行黑色耐酸铝处理，或可以执行主要由碳构成的哑光黑涂覆。
[0056]已如上描述了变黑处理的示例，但是可以执行变黑处理以外的其他处理，保护屏障21和22的内表面可以如经配置成防止泄露的单元一样在执行。不同于变黑处理的处理的示例包括在其中分散且应用金属氧化物微粒(例如，锡锑氧化物(ATO)、铟锡氧化物(ITO)、硼化镧和二氧化钨)(分散涂覆)的处理。在这种情况中，处理在分散涂覆之后能够被可视化识别为蓝色或绿色。
[0057]当BaSO4白板的反射率被确定为100%时，反射率通过积分球可视化和近红外光谱仪测量被确定为一个测量值。反射率利用积分球分光光度计(U-4100，由日立高科技科学公司(Hitachi High-Tech Science Corporat1n)制造)测量。
[0058]激光挡板
[0059]如果容器500不存在于保护屏障21和22的前方时激光光线意外发射，高强度的激光光线被辐射，这是危险的。因此，为了防止从激光装置10意外发射激光光线，激光挡板优选布置在保护屏障21和2 2每个的内侧。
[0060]图4是用于图示说明激光挡板的视图。激光挡板212是经配置成打开和关闭保护屏障21的主体211的入口的光线屏蔽板。激光挡板212优选具有一种特性，使得激光挡板能屏蔽光线甚至在利用激光装置10的激光被照射大约八小时之后。为了增加打开-关闭速度，激光挡板212优选由轻金属，诸如铝形成。
[0061]例如，激光挡板212被固定到步进马达213的轴线，并且通过步进马达213的旋转能够打开和关闭，其中该步进马达213是驱动单元。刻度盘214优选地布置在与激光挡板212布置的一端相对的、步进马达213的轴线的端处，以便手动打开和关闭激光挡板212。
[0062]存在这样一种情况:期望在没有容器500的情况下释放激光管线，诸如从主体211的出口释放出的激光光线的输出被测量的情况。在这种情况中，步进马达213的驱动电路的功率源被切断，并且激光挡板212通过旋转刻度盘214手动打开或关闭。
[0063]经配置成检测激光挡板212的关闭位置的挡板内部传感器215布置在主体211的入口侧处。容器传感器216和217每个是用于检测容器500的位置(在保护屏障21的前方的容器500的存在)的检测单元，均布置在主体211的出口侧处。
[0064]由于容器500在水平方向上被输送，例如，因此容器传感器216和217优选布置在主体211的出口侧的左边缘和右边缘的两个位置处。例如，容器传感器216和217能够通过由容器500屏蔽的光线的光学检测或来自容器500的反射光线来检测容器500的存在。
[0065]当容器500存在时，在检测到光线屏蔽的情况中，从光线发射单元发射的光线总是由接收部分接收，并且所接收的光线的量的减少由该接收部分检测。当容器500存在时，在检测到反射光线的情况中，设计接收部分不能正常接收光线发射部分发射的光线，并且从光线发射部分发射的光线的量的增加被检测为来自容器500的反射光线。
[0066]当容器500不存在于主体211的出口的前方时，激光挡板212通过步进马达213被旋转至激光挡板212在闭合状态时屏蔽激光光线的位置。当容器传感器216和217检测到容器500存在于主体211的出口的前方时，步进马达213旋转以打开激光挡板212。
[0067]图5示出容器传感器的开/关和激光挡板的打开与闭合之间的关系的示例。如在图5中I中所示出的，当容器传感器216和217均关闭时关闭激光挡板212。
[0068]当从图1中的左边输送容器500时，容器传感器216首先打开，而激光挡板212保持关闭，因为容器传感器217关闭，如在图5的2中示出的。当容器500进一步被输送并且容器传感器216和217均打开时，激光挡板212打开，如图5中3所示。
[0069]当容器500停止在预定位置处时，从激光装置10朝向容器500发射激光光线，进而执行擦除或喷涂。然后，容器500被再次输送。如在图5中4所示出的，当容器传感器216关闭时关闭激光挡板212，而即使当容器传感器217关闭时激光挡板212保持关闭。
[0070]注意，激光挡板与保护屏障21—起描述，但是也能够为保护屏障22布置类似的激光挡板。
[0071]结构示例和标记器的基本动作
[0072]图6是图示说明标记器的结构的一个示例的视图。参考图6，标记器12包括，例如检流计镜121和122、电流(galvano)驱动器123和124、激光发射单元125、f0透镜126和控制器127。
[0073]检流计镜121是配备有用于反射激光光线的镜1212的检流计1211，并且是针对X轴线、经配置成在X轴线方向上偏转扫描激光光线的检流计镜。检流计镜122是配备有用于反射激光光线的镜1222的检流计1221，并且是针对Y轴线、经配置成在Y轴线方向上偏转扫描激光光线的检流计镜。激光光线能够通过检流计镜121和122被二维偏转扫描。
[0074]电流驱动器123是针对X轴线、经配置成根据来自控制器127所指示的值控制检流计镜121的角度的驱动电路。电流驱动器123将检流计镜121的角度传感器信号与来自控制器127所指示的值比较，并且将驱动信号传输至检流计镜121以最小化角度传感器信号和所指示的值的差异。
[0075]电流驱动器124是针对Y轴线、经配置成根据来自控制器127所指示的值控制检流计镜122的角度的驱动电路。电流驱动器124将检流计镜122的角度传感器信号与来自控制器127所指示的值比较，并且将驱动信号传输至检流计镜122以最小化角度传感器信号和所指示的值的差异。
[0076]激光发射单元125是激光光线从其中发射的单元，并且是用于可视改变可再写标签600的能量源，该可再写标签600是照射目标。激光发射单元125配备有激光器和功率控制电路。不限制供使用的激光器类型，诸如二氧化碳激光器、YAG激光器、半导体激光器等。例如，能够使用半导体激光器，该半导体激光器的功率相对容易控制。
[0077]f0透镜126经配置成将由检流计镜121和122偏转的激光光线聚焦到可再写标签600的表面上，并且以检流计镜121和122的角度位移与聚焦的点的距离的位移成比例的方式执行修正，该表面是平坦表面。
[0078]控制器127经配置成接收来自主机42的喷涂信息以产生用于形成具有线的喷涂项目的绘画数据。而且，控制器127能够通过控制检流计镜121和122的位置、激光光线的发射定时和发射功率在可再写标签600上形成图形。例如，在可再写标签600上的喷涂线宽度能够大约为0.25_。在可再写标签600上不仅能够喷涂字母，还能够喷涂条形码。
[0079]结构示例和擦除器的基本动作
[0080]图7是用于图示说明擦除器的结构的示例的视图。参考图7，擦除器11包括，例如，检流计镜111、电流驱动器112、激光二极管阵列113、激光驱动器114、多个透镜115、接头盒116、控制面板117和控制器118。
[0081]检流计镜111是配备有用于反射激光光线的镜1112的检流计1111，并且经配置成偏转扫描激光光线。
[0082]电流驱动器112是经配置成根据来自控制器118的电流控制单元1181的所指示的值控制检流计镜111的角度的驱动电路。电流驱动器112将检流计镜111的角度传感器信号与来自控制器118的电流控制单元1181的所指示的值比较，并且将驱动信号传输至检流计镜111以最小化角度传感器信号和所指示的值的差异。电流控制单元1181能够产生并输出用于在擦除操作控制单元1184指示下，将检流计镜111以指定速度从扫描开始位置移动至扫描结束位置的模拟信号。
[0083]激光二极管阵列113是具有多个激光光源的模块。例如，激光二极管阵列113配备有大约10个至大约20个激光光源。多个光源的长度大约为10毫米。激光驱动器114是用于产生激光二极管阵列113的驱动电流的电路，并且能够根据来自控制器118的激光控制单元1182所指示的值控制激光二极管阵列113的激光功率。
[0084]激光控制单元1182将通过擦除操作控制单元1184指示的激光输出值转换为模拟电压，并且将该模拟电压输出至激光驱动器114。而且，激光控制单元1182能够产生用于打开或关闭激光二极管阵列113的定时信号。
[0085]从激光二极管阵列113发射的激光光线由多个透镜115扩展，以及均化激光光线的能量密度，从而形成，例如，具有长度为60mm、宽度为0.5mm的线性光束，该线性光束形成在可再写标签600的表面上。注意，擦除器11发射的激光光线的功率大于从标记器12发射的激光光线的功率。
[0086]例如，前述透镜115具有一种结构:柱面透镜1151、球面透镜1152、微透镜阵列1153、球面透镜1154和柱面透镜1155从激光二极管阵列113的一侧以这种顺序布置。
[0087]针对接头盒116，布置输入信号的端子(例如，擦除开始信号、互锁信号、环境温度信号和编码器信号)和输出信号的端子(例如，擦除-准备完成信号、擦除信号和异常发生信号)。
[0088]擦除开始信号是使擦除器11开始擦除操作的信号。互锁信号是紧急停止擦除操作的信号。环境温度信号是根据环境温度收集激光功率的信号。编码器信号是检测照射目标的前进速度的信号。擦除-准备完成信号是指示准备接收擦除开始信号的信号。
[0089]此外，擦除信号是指示擦除正在进行的信号。异常发生信号是指示控制器118检测到异常的信号，该异常诸如激光二极管阵列113的异常和检流计镜111的异常等。
[0090]例如，控制面板117能够以选择菜单或能够从具有显示器和开关的用户界面输入数字的方式构成。控制器118的擦除条件设定单元1183控制控制面板117，并且能够设定由用户在擦除器11上指定的擦除条件(例如，激光光线的扫描长度、激光光线的扫描速度、激光光线的扫描方向、激光光线的输出功率、擦除开始的延迟和照射目标的速度)。
[0091]控制器118的擦除操作控制单元1184处理接头盒116的输入信号以命令电流控制单元1181或激光控制单元1182，也产生接头盒116的输出信号。
[0092]可再写标签的染色和擦除
[0093]在可再写标签600中，例如，融化之前的低分子有机材料是无色染料和可逆显色剂(此后可以称为显色剂)，而融化之后结晶之前的低分子有机材料是无色染料和显色剂。可再写标签600的色调在透明状态和在施加热之后的染色状态之间可逆地改变。
[0094]图8是用于描述可再写标签的染色状态和擦除状态的图表。参考图8，首先，在擦除状态(A)下的记录层被加热，并且在融化温度T2下融化并混合无色染料和显色剂至变色。结果，记录层变成染色状态(B)。染色状态(B)是液体。
[0095]当处于染色状态(B)的记录层被淬火时，记录层能够在保持染色状态的情况下被冷却至室温，并且记录层转变为染色状态(C)，其中该染色状态是稳定和固化的。是否形成染色状态(C)取决于从融化状态的冷却速度。当处于融化状态的记录层被缓慢冷却时，在冷却过程中擦除颜色，并且记录层返回与初始状态相同的擦除状态(A)，或返回至与通过淬火实现的染色状态(C)相比颜色密度相对较低的状态。
[0096]当处于染色状态(C)的记录层再次被加热时，颜色在低于染色温度(从D到E)的温度Tl下被擦除。当在该状态下的记录层冷却时，记录层变成与初始状态相同的擦除状态(A)0
[0097]通过淬火从融化状态获得的染色状态(C)是无色染料和显色剂被混合至其分子能够执行催化反应并且通常形成固态的程度的状态。在这种状态中，假设融化的无色染料和显色剂的混合物(染色混合物)结晶以保持该颜色，并且这种结构的形成使该颜色稳定。
[0098]在擦除状态中，另一方面，无色染料和显色剂以相分离(phase separat1n)状态存在。在这种状态中，假设复合物中的至少一种的分子经聚合形成域或结晶，而无色染料和显色剂由于聚合或结晶而分离和稳定。在许多情况中，当无色染料和显色剂形成相分离并且显色剂结晶时，实现更完整擦除。
[0099]注意，如果记录层被重复加热至等于或高于融化温度T2的温度T3，则记录层可能导致擦除故障，甚至当记录层被加热至擦除温度时。假设这是因为显色剂热分解，并且显色剂不易聚合或结晶，则难以从无色染料中分离显色剂。当可再写标签600被加热时，由于重复记录和擦除导致可再写标签600的退化能够通过减小融化温度T2和温度T3之间的差异而抑制。
[0100]第二实施例
[0101]第二实施例是其中布置有经配置成防止激光泄露、不同于第一实施例的单元的单元的一个示例。注意，在该第二实施例中，可以省略与第一实施例相同的部件或结构单元的描述。
[0102]图9A和图9B是用于描述凸缘形式的激光反射吸收板的视图。如在图9A中所示出的，为保护屏障22A布置凸缘形式的、延伸主体221的出口的外侧的激光反射吸收板229。
[0103]激光反射吸收板229布置在由容器500反射的至少常规反射光线(一次反射光线)被接收的位置处，并且被设计成具有来自容器500的一次反射光线通过该激光反射吸收板不直接释放至外侧的一定尺寸。来自容器500的一次反射光线的部分碰到该激光反射吸收板229并且被该激光反射吸收板229吸收，并且剩余的被再次反射至容器500的一侧，变成二次反射光线。
[0104]来自容器500的二次反射管线能够泄露到外部，只要激光反射吸收板229的反射吸收特性经设计成将来自容器500的二次反射光线调整至安全水平。注意，安全水平是从保护屏障21和22泄露的激光光线的光线强度为，例如，IEC60825-1和JIS C 6802规定的I类或更低。
[0105]激光反射吸收板229越大，泄露光线的光线强度的降低就越多(能够防止二次反射光线或较大的反射光线释放至外部)，只要安装空间是固定的。激光反射吸收板229的最小有效尺寸能够通过如下计算确定。该尺寸是来自容器500的至少一次反射光线不直接释放至外部的尺寸。
[0106]如在图9B中所示出的，从标记器12的检流计镜的位置Pl到激光反射吸收板229的边缘的出口的位置P2的长度确定为LI，而从位置P2到容器500的侧表面510的位置P3的长度确定为L2。而且，LI和L2之间的界面(位置P2)处，以最大角度偏转的激光光线和平行于主体221的激光光线之间的距离被确定为El，其中激光光线不以该最大角度入射在主体221的内表面上。
[0107]此外，以最大角度偏转的激光光线和激光反射吸收板229的外周边缘之间的距离确定为E2，其中激光光线不以该最大角度入射在主体221的内表面上。E2由如下公式表示:ESUirOzSXElXI^/LUESUin)是激光反射吸收板的最小尺寸，当激光光线以最大角度偏转时，来自容器500的侧表面510的常规反射光线以最小尺寸入射在激光反射吸收板229上至少一次，其中激光光线不以该最大角度入射在主体221的内表面上。
[0108]而且，激光光线的阻尼效应能够通过将E2调整至大于E2(min)的合适值，并且将激光反射吸收板229的尺寸设计成一定尺寸而增强，其中利用该尺寸来自容器500的侧表面510的常规反射光线入射在激光反射吸收板229上两次或三次。注意，如果主体221的尺寸相对于由于检流计镜的旋转限制导致的激光光线的最大偏转角足够大，则可以不需要激光反射吸收板229。
[0109]为了降低从保护屏障22A和容器500的侧表面510之间的间隙泄露的激光光线的强度，激光反射吸收板229优选布置成近似平行于容器500的侧表面510。
[0110]而且，激光反射吸收板229的面向容器500的侧表面510的表面优选以标记器12的激光波长将反射率降低为大约一个数位的值，类似于图3中的情况。例如，激光反射吸收板229的面向容器500的侧表面510的表面经受主要由碳构成的哑光黑涂覆。
[0111]当黑涂覆被执行时，从标记器12发射的激光光线降低其强度，并在激光反射吸收板229和容器500的侧表面510之间被反复反射，并且激光光线的强度变成安全水平。此外，主要由碳构成的哑光黑涂覆可以在主体221的内表面上执行。
[0112]激光反射吸收板229的形状不限于延伸至主体221的出口的每个方向的形状。激光反射吸收板229可以不沿泄露激光光线的光线强度弱的方向布置。具体地，凸缘的形状意味着，在一个实施例中，形状具有从主体221延伸的突出区域，但不必须相对于主体221的周界延伸至所有方向，假设激光反射吸收板229相对于主体221的周界在至少一个方向上延伸。在擦除器11的情况中，例如，当激光光线仅在一个方向(水平方向)上扫描时，布置从主体221延伸至水平的两个方向的激光反射吸收板是有效的。
[0113]如在图1OA中所示出的，可以布置凸缘形式的、延伸至主体221的内侧中的激光反射吸收板229。在这种情况中，类似于图9B的情况，能够得到相同的效果，当激光光线以最大角度偏转时，容器500的侧表面510的常规反射光线入射在激光反射吸收板229上至少一次，其中激光光线不以最大角度入射在主体221的内表面上。
[0114]此外，如在图1OB中所示出的，可以布置凸缘形式的、延伸至主体221的出口的内侧和外侧中的激光反射吸收板229。在这种情况中，当激光反射吸收板229被设计成具有一定尺寸，其中来自容器500的侧表面510的常规反射光线入射在激光反射吸收板229上两次或三次时，能够增强激光光线的阻尼效应。
[0115]由于为保护屏障22A布置凸缘形式的激光反射吸收板229，如上所述，至少防止一次反射光线直接释放至外部，并且仅激光光线的强度足以降低至安全水平的激光光线被泄露至外部。
[0116]关于保护屏障22A和标记器12已经描述了激光反射吸收板。通过布置类似的凸缘形式的激光反射吸收板至擦除器11的保护屏障，能够得到相同效果。
[0117]如上具体描述了优选实施例，但是本发明不限于如上所述的实施例。在不脱离本发明的权利要求限定的范围的情况下，能够对上述实施例做出各种更改和替换。
[0118]例如，在如上实施例中已经描述了能够重复执行喷涂和擦除的可再写激光照射系统，但是本发明还能够适用于仅执行一次喷涂的激光照射系统和执行机械加工的激光照射系统。
[0119]本发明还能够适用于配备有仅标记器或擦除器作为激光装置的激光照射系统，并且还适用于在其中仅利用一个激光装置执行喷涂操作和擦除操作的激光照射系统。
[0120]第三实施例
[0121 ]激光照射系统的整体结构
[0122]图11是根据第三实施例用于图示说明激光照射系统的示例的透视图。参考图11，激光照射系统2包括激光装置10、保护屏障20、主机42、激光终止板300和支架301。
[0123]注意，在图11中，为了方便，透明示出激光装置。
[0124]激光装置10包括擦除器和标记器。
[0125]可再写标签(未示出)是记录介质，其被附粘贴至容器500的侧表面，该容器500是照射目标。可再写标签是一个标签，能够在该标签上利用当吸收激光光线时产生的热反复喷涂或擦除可视图像。容器的内容或输送目的地能够喷涂在可再写标签上。例如，可再写标签是可逆热敏记录介质。
[0126]激光装置10以与作为照射目标的容器500的预定位置关系布置，并且能够以非接触方式在可再写标签上执行喷涂或擦除。具体地，激光装置本身能够向可再写标签发射激光光线，从而擦除在其上喷涂的字母，并且能够发射激光光线至可再写标签，从而喷涂字母。
[0127]容器500放置在滑动台302上，该滑动台经手动滑动。容器500在没有激光装置10干扰的情况下，通过在滑动台302被拉出的状态下执行更换而容易被更换。
[0128]使容器固定的定位系统(未示出)布置在滑动台302上，并且因此容易固定容器和激光装置10之间的位置关系。尽管未示出它们，滑动台302包括用于检测台被推动的开关和用于检测容器存在的开关。当两个开关均被打开时，喷涂开始信号被发送至激光装置。
[0129]激光装置10连接至主机42。主机42能够发送喷涂所必需的数据并且当主机42接收喷涂完成状态时顺序发送数据。
[0130]保护屏障20为激光安全罩，其布置在激光装置10和容器500之间。保护屏障20以保护屏障20围绕在激光装置10和容器500之间的激光光线的光线路径的方式形成为导管(管)的形状。保护屏障20的两端是开放的。激光装置的一侧处的保护屏障的入口被确保处于入口与激光装置接触的状态，并且用作从激光装置发射出的激光光线进入的入口。容器500的一侧处的保护屏障的出口用作激光光线被释放至可再写标签的出口。在激光装置10的出口和容器500的侧表面之间形成间隙(例如，大约若干毫米)。
[0131]保护屏障沿光线路径方向的长度优选以如下方式设置:当容器500反复更换时保护屏障不与容器500接触，并且与容器500的侧表面的间隙尽可能小，以便降低激光光线的散射。
[0132]保护屏障20的出口的尺寸是任何尺寸，只要它的尺寸大于可再写标签600的喷涂区域。每个出口的尺寸优选大于整个可再写标签，但是小于容器500的侧表面，以便提供保护屏障通用性。
[0133]如上提到的，保护屏障20具有围绕在容器500和激光装置10之间的激光光线的光线路径的结构。因此，相比于具有覆盖整个照射目标的结构的常规保护屏障，保护屏障能够构造为显著小的。具体地，相比于常规保护屏障的尺寸，该保护屏障的体积能够减小到I/100或更小。因此，能够减小整个系统的安装空间。此外，由于保护屏障小且易于处理，因此，保护屏障的安装步数能够得以减少。
[0134]此外，根据激光装置的规格确定基本激光光线发射条件，并且该发射条件不受容器500的宽度或高度的影响。因此，保护屏障20能够在使用具有不同尺寸的容器和传送机的任何系统中通用，只要系统使用激光装置，因此能够改善保护屏障的通用性和大规模的生产率。
[0135]激光终止板300布置在从激光装置的一侧看的容器500的后侧处。在没有作为照射目标的容器500的存在的情况下，当意外地从激光装置发射激光光线时，激光终止板300经配置成阻止激光光线的前进，并且增强安全性。
[0136]在保持与激光装置10的位置关系的情况下，作为照射目标的容器500易于更换。一旦操作者放置新的容器，则主机被操作以执行擦除和喷涂。由于安装空间小于传送机系统的安装空间，当再写数量少时，其安装是容易的。
[0137]例如，本发明的实施例如下:
[0138]<1>一种保护屏障，其包括:
[0139]入口，从激光装置发射出的激光光线从所述入口进入；
[0140]出口，来自所述出口的所述激光光线朝向照射目标输出；以及
[0141]单元，其经配置成防止泄露，其中所述单元经配置成降低从所述保护屏障泄露的所述激光光线的强度，其中所述保护屏障经配置成围绕从所述激光装置发射出的所述激光光线的光线路径。
[0142]〈2>根据〈1>所述的保护屏障，其中所述保护屏障以如下方式布置:所述入口与所述激光装置接触或与所述激光装置相邻，并且所述出口与所述照射目标形成间隙，所述照射目标停止在执行记录和擦除中的至少一种的位置处。
[0143]〈3>根据〈1>或〈2>所述的保护屏障，其中，当所述单元经配置成防止泄露时，在所述保护屏障的内表面上执行用于吸收从所述入口至所述出口的所述激光光线的处理。
[0144]〈4>根据〈3>所述的保护屏障，其中以所述激光装置的所述激光光线的波长周围的波长到已经执行所述处理的区域的反射率为10%或更小。
[0145]〈5>根据〈3>或〈4>所述的保护屏障，其中所述处理为包括碳作为主成分的哑光黑涂覆。
[0146]〈6>根据〈1>至〈5>中任一项所述的保护屏障，其中当所述单元经配置成防止泄露时，凸缘形式的激光反射吸收板布置在所述出口处。
[0147]〈7>根据〈6>所述的保护屏障，其中所述激光反射吸收板布置在接收一次发射光线的位置处，其中所述一次反射光线是从所述出口处发射并且通过所述照射目标反射的光线。
[0148]〈8>根据〈6>或〈7>所述的保护屏障，其中包括碳作为主成分的哑光黑涂覆在所述激光反射吸收板的面向所述照射目标的表面上执行。
[0149]〈9>根据〈6>至〈8>中任一项所述的保护屏障，其中所述凸缘形式的激光反射吸收板延伸所述出口的内侧和外侧。
[0150]〈10>根据〈1>至〈9>中任一项所述的保护屏障，进一步包括:
[0151]光屏蔽板，其经配置成屏蔽从所述激光装置发射的所述激光光线；
[0152]驱动单元，其经配置成驱动所述光屏蔽板，以及
[0153]检测单元，其经配置成检测所述照射目标的位置，其中在所述检测单元检测到所述照射目标存在于所述出口的前方时，所述驱动单元打开所述光屏蔽板。
[0154]〈11>根据〈1>至〈10>中任一项所述的保护屏障，其中所述出口大于所述照射目标的区域，但是小于所述照射目标面向所述出口的一个表面，其中记录和擦除中的至少一种在所述照射目标的所述区域中执行。
[0155]〈12>—种激光照射系统，其包括:
[0156]输送装置，其经配置成输送照射目标；
[0157]激光装置，其经配置成利用激光光线照射所述照射目标；
[0158]控制装置，其经配置成控制所述激光装置和所述输送装置；以及
[0159]根据〈1>至〈11>中任一项所述的保护屏障。
【主权项】
1.一种保护屏障，其包括: 入口，从激光装置发射出的激光光线从所述入口进入； 出口，从所述出口所述激光光线朝向照射目标输出；以及 单元，其经配置防止泄露，其中所述单元经配置降低从所述保护屏障泄露的所述激光光线的强度，其中所述保护屏障经配置围绕从所述激光装置发射出的所述激光光线的光线路径。2.根据权利要求1所述的保护屏障，其中所述保护屏障以如下方式布置:所述入口与所述激光装置接触或与所述激光装置相邻，并且所述出口与所述照射目标形成间隙，所述照射目标在执行记录和擦除中至少一种的位置处停止。3.根据权利要求1或2所述的保护屏障，其中，当所述单元经配置防止泄露时，在所述保护屏障的内表面上执行用于吸收从所述入口至所述出口的所述激光光线的处理。4.根据权利要求3所述的保护屏障，其中以所述激光装置的所述激光光线的波长周围的波长到已经执行所述处理的区域的反射率为10%或更小。5.根据权利要求3或4所述的保护屏障，其中所述处理为包括碳作为主成分的哑光黑涂覆。6.根据权利要求1至5中任一项所述的保护屏障，其中当所述单元经配置防止泄露时，凸缘形式的激光反射吸收板布置在所述出口处。7.根据权利要求6所述的保护屏障，其中所述激光反射吸收板布置在接收一次反射光线的位置处，其中所述一次反射光线是从所述出口处发射并且通过所述照射目标反射的光线。8.根据权利要求6或7所述的保护屏障，其中包括碳作为主成分的哑光黑涂覆在所述激光反射吸收板的面向所述照射目标的表面上执行。9.根据权利要求6至8中任一项所述的保护屏障，其中所述凸缘形式的激光反射吸收板延伸所述出口的内侧和外侧。10.根据权利要求1至9中任一项所述的保护屏障，进一步包括: 光屏蔽板，其经配置屏蔽从所述激光装置发射的所述激光光线； 驱动单元，其经配置驱动所述光屏蔽板，以及 检测单元，其经配置检测所述照射目标的位置，其中在所述检测单元检测到所述照射目标存在于所述出口的前方时，所述驱动单元打开所述光屏蔽板。11.根据权利要求1至10中任一项所述的保护屏障，其中所述出口大于所述照射目标的区域，但是小于所述照射目标面向所述出口的一个表面，其中记录和擦除中的至少一种在所述照射目标的所述区域中执行。12.一种激光照射系统，其包括: 输送装置，其经配置输送照射目标； 激光装置，其经配置利用激光光线照射所述照射目标； 控制装置，其经配置控制所述激光装置和所述输送装置；以及 根据权利要求1-11中任一项所述的保护屏障。
【文档编号】B23K26/12GK105983784SQ201610152398
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年3月16日
【发明人】山本和孝
【申请人】株式会社理光