保護屏障和激光照射系統的制作方法

保護屏障和激光照射系統的制作方法
【專利摘要】本申請涉及保護屏障和激光照射系統。旨在提供保護屏障，該保護屏障包括入口，從激光裝置發出的激光光線從該入口進入；出口，從該出口激光光線朝向照射目標輸出；和單元，其經配置防止泄露，其中該單元經配置降低從該保護屏障泄露的激光光線的強度，其中該保護屏障經配置成圍繞從該激光裝置發出的激光光線的光線路徑。
【專利說明】
保護屏障和激光照射系統
技術領域
[0001 ]本申請涉及保護屏障和激光照射系統。
【背景技術】
[0002]在分布式傳送機系統中，常規地，有待輸送的物體(行李或容器)能夠通過自動貼標簽機將可粘貼標簽附粘到傳送機輸送的物體而識別，其中必要的信息(諸如運送地址)和條形碼被噴涂至可粘貼標簽。
[0003]近來，就節省能量和保護環境而言，利用熱涂顏色和擦除的可逆熱敏記錄介質已經被應用為針對分布式傳送機系統用于輸送容器的標簽。已經提出了使用激光裝置以非接觸的方式用于噴涂有待被輸送的物體(照射目標)的系統(參見，例如日本未經審查的專利申請公開號2009-183959)。
[0004]用于在此類系統中噴涂標簽的激光光線是極其強烈的，并且如果該激光光線直接應用到人體的皮膚或眼睛，可能灼燒或傷害眼睛視力。因此，在噴涂期間人們可能靠近激光裝置的工作環境中安裝保護屏障，以便將暴露至人體的激光調整到安全水平。
[0005]常規的保護屏障覆蓋在傳送機上有待被輸送的物體和整個傳送機，并且是大范圍覆蓋。然而，也存在問題:當激光裝置替代傳送機系統的現有自動貼標簽機時安裝空間不足夠固定，并且安裝步數多。由于取決于使用者，有待被傳送的物體的尺寸和使用的傳送機的寬度是不同的，而且，常規的保護屏障具有必須針對每個特定目的設計每個保護屏障并且該保護屏障缺乏通用性的問題，因此，已經考慮使用在尺寸上小并且高度通用的保護屏障。
[0006]然而，激光光線可能從小保護屏障中泄露，因為利用小保護屏障難以覆蓋有待傳送的物體和整個傳送機。

【發明內容】

[0007]本發明旨在提供一種能夠減少激光光線泄露的保護屏障。
[0008]作為用于解決前面提到的問題的裝置，本發明的保護屏障包括入口，從激光裝置發射的激光光線從該入口進入；出口，從該出口激光光線朝向照射目標輸出；和單元，其經配置成防止泄露，其中該單元經配置成降低從該保護屏障泄露的激光光線的強度，其中該保護屏障經配置成圍繞從該激光裝置發射的激光光線的光線路徑。
[0009]本發明能夠提供一種能夠減少激光光線泄露的保護屏障。
【附圖說明】
[0010]圖1是根據第一實施例圖示說明激光照射系統的一個示例的透視圖；
[0011]圖2A是圖示說明用于調整保護屏障的長度的系統的一個示例的視圖；
[0012]圖2B是圖示說明用于調整保護屏障的長度的系統的另一個示例的視圖；
[0013]圖3是用于描述用于降低激光光線反射率的方法的一個示例的視圖；
[0014]圖4是用于描述激光擋板的一個示例的視圖；
[0015]圖5是圖示說明容器傳感器的開/關和激光擋板的打開-閉合之間的關系的一個示例的視圖；
[0016]圖6是圖示說明標記器的結構的一個示例的視圖；
[0017]圖7是圖示說明擦除器的結構的一個示例的視圖；
[0018]圖8是演示可再寫標簽的涂顏色狀態和擦除后的狀態的圖；
[0019]圖9A是圖示說明凸緣形式的激光反射吸收板的視圖(部分I);
[0020]圖9B是圖示說明凸緣形式的激光反射吸收板的視圖(部分I);
[0021]圖1OA是凸緣形式的激光反射吸收板的視圖(部分2);
[0022]圖1OB是凸緣形式的激光反射吸收板的視圖(部分2);以及
[0023]圖11是根據第三實施例圖示說明激光照射系統的一個示例的透視圖。
【具體實施方式】
[0024]此后參考附圖描述用于實現本發明的實施例。在每個附圖中，相同的參考標記賦予相同的組成部件，并且當重疊時可以省略描述。
[0025]術語“照射目標”意思是被應用激光光線的物體。照射目標的示例包括塑料容器、硬紙板箱、紙盒、木頭盒和金屬貨板。
[0026]術語“記錄介質”意思是能夠吸收激光以形成圖像的介質，并且意思是可再寫材料應用至其上的薄片或可再寫材料應用至其上的照射目標的區域。此外，在構成照射目標本身的材料能夠吸收光線以形成圖像的情況中，照射目標能夠被認為是記錄介質。
[0027]第一實施例
[0028]激光照射系統的整體結構
[0029]圖1是根據第一實施例圖示說明激光照射系統的透視圖。參考圖1，激光照射系統I包括激光裝置10(擦除器11和標記器12)、保護屏障20、輸送裝置(未示出)、控制裝置(未示出)和激光終止板300。
[0030]激光裝置10包含擦除器11和標記器12。保護屏障20包含保護屏障21和保護屏障22(參見圖2A和圖2B)。注意，保護屏障21和22可以具有相同的結構，盡管出于方便使用了不同的附圖標記。輸送裝置包含傳送機31和止動器32。控制裝置(未示出)包含傳送機控制裝置41和主機42。激光終止板300經配置成阻止激光光線的前進。激光終止板300的尺寸利用激光裝置10的激光的擺動角度和與激光裝置的距離確定。使用激光終止板300能夠當錯誤地從激光裝置10發射出激光而該處不存在照射目標時增強安全性。注意，出于方便，在圖1中透明示出擦除器11和標記器12。
[0031]在激光照射系統I中，傳送機31(滾軸傳送機)由傳送機控制裝置41控制。傳送機31的控制部分與擦除器11的上游(傳送方向的上游)、擦除器11的前方(發射方向的前方)、標記器12的前方(發射方向的前方)和標記器12的下游(傳送方向的下游)分開。
[0032]例如，傳送機控制裝置41通過傳感器判斷容器500的存在，從而控制傳送機31在每個部分是移動還是停止，其中該容器500是照射目標(控制目標)。使用傳送機控制裝置41能夠在線的前方不碰撞容器500的情況下傳送容器500，或者能夠在擦除器11或標記器12的前方停止容器500。
[0033]為了精確地在擦除器11或標記器12的前方停止容器500，在上下方向上可移動的止動器32優選地布置在傳送機31上。止動器32由傳送機控制裝置41控制以當操作傳送機31時向下移動止動器32，并且當停止傳送機31時在合適的時候向上移動止動器32。
[0034]由于當傳送機31停止時，傳送機31的前表面的底側被按壓抵靠止動器32，因此，容器500能夠精確地停止在擦除器11或標記器12的前方。然而，在使用皮帶傳送機的情況下，其中該皮帶傳送機使用能夠精確控制容器500的前進距離的伺服式儀表，可以不布置止動器32。
[0035]可再寫標簽600是記錄介質，其附粘至容器500的側表面。可再寫標簽600是一個標簽，其上的可視圖像能夠利用吸收激光光線時產生的熱被重復噴涂或擦除。容器500的內容或輸送目的地能夠噴涂在可再寫標簽600上。例如，可再寫標簽600是可逆熱敏記錄介質。
[0036]激光裝置10被布置為與傳送機31具有預定位置關系，并且能夠以非接觸方式在可再寫標簽600上執行噴涂或擦除。具體地，擦除器11經配置成將激光光線發射至可再寫標簽600從而擦除在其上噴涂的字母。標記器12經配置成將激光光線發射至可再寫標簽600從而在其上噴涂字母。
[0037]擦除器11或標記器12連接至傳送機控制裝置41。傳送機控制裝置41能以如下方式控制:當容器500停止在擦除器11的前方時輸出擦除開始信號，并且當容器500停止在標記器12的前方時輸出噴涂開始信號。擦除或噴涂可以隨著輸送容器500而執行，取決于傳送機31的輸送精度或有待噴涂的圖像或字母的類型。
[0038]標記器12還可以連接至主機42。主機42能夠順序地發送用于標記器12噴涂所必需的數據并監測由標記器12執行的噴涂是否完成。
[0039]而且，用在本發明中的激光裝置不限于重復實現前面提到的可再寫標簽的涂顏色狀態和擦除狀態的激光裝置。保護屏障還能夠用作僅為標簽涂一次顏色的激光裝置的激光保護屏障。保護屏障還能夠用作覆蓋激光處理機器的激光保護屏障，該激光處理機器應用激光光線至照射目標以執行機械加工、切割、變形或標記。
[0040]保護屏障21是激光安全罩，其布置在擦除器11和容器500之間。保護屏障21以保護屏障21圍繞在擦除器11和容器500之間的激光光線的光線路徑的方式形成為導管(管)的形狀。保護屏障21的兩端是開放的。擦除器11的一側處的保護屏障21的入口被確保處于入口與擦除器11接觸的狀態，并且用作從擦除器11發射出的激光光線進入的入口。在容器500的一側處的保護屏障21的出口用作激光光線被釋放至可再寫標簽600的出口。間隙(例如，大約若干毫米)在擦除器11的出口和容器500的側表面之間形成。
[0041]保護屏障22是激光安全罩，其布置在標記器12和容器500之間。保護屏障22以保護屏障22圍繞在標記器12和容器500之間的激光光線的光線路徑的方式形成為導管(管)的形狀。保護屏障22的兩端是開放的。標記器12的一側處的保護屏障22的入口被確保處于入口與標記器12接觸的狀態，并且用作從標記器12發射出的激光光線進入的入口。
[0042]前面提到的入口與標記器接觸的狀態可以是其中入口與標記器相鄰的狀態，假設從入口泄露的光線是少量的且處于安全水平。
[0043]在容器500的一側處的保護屏障22的出口用作激光光線從其中被釋放至可再寫標簽600的出口。在標記器12的出口和容器500的側表面之間形成間隙(例如，大約若干毫米)。
[0044]保護屏障21和22中的每個沿光線路徑方向的長度優選以如下方式設置:當容器500重復運輸時每個保護屏障不與容器500接觸，并且每個保護屏障的端部和容器500的側表面之間的間隙盡可能小，以便降低激光光線的散射。
[0045]保護屏障21和22的出口中的每個的尺寸是任何尺寸，只要它的尺寸大于可再寫標簽600的噴涂區域。每個出口的尺寸優選大于整個可再寫標簽600，但是小于容器500的側表面，以便提供保護屏障通用性。
[0046]如圖2A和圖2B所示出的用于調整保護屏障21和22的長度的系統可以被布置以一種方式具有通用性:保護屏障能夠在多個激光照射系統中通用。作為用于調整保護屏障21和22的長度的系統的一個示例，圖2A圖示說明其中保護屏障21和22在激光光線的輸出方向上可滑動的雙結構的示例。作為用于調整保護屏障21和22的長度的系統的另一個示例，圖2B圖示說明其中保護屏障21和22的至少一部分在激光光線的輸出方向上可伸縮的波紋管結構的示例。
[0047]如上提到的，保護屏障21和22中每個均具有圍繞在容器500和激光裝置10之間的激光光線的光線路徑的結構。因此，相比于具有覆蓋在傳送機上傳輸的照射目標和整個傳送機的結構的常規保護屏障，該保護屏障能夠構造為顯著小的。具體地，相比于常規保護屏障的尺寸，該保護屏障的體積能夠減小到1/100或更小。因此，能夠減小保護屏障的安裝空間。此外，由于保護屏障小且易于處理，因此，保護屏障的安裝步數能夠得以減少。
[0048]此外，根據激光裝置10的規格確定基本激光光線發射條件，并且該條件不受傳送機31的寬度或高度以及容器500的寬度或高度的影響。相應地，只要系統使用激光裝置10，保護屏障21和22能夠在使用具有不同尺寸的容器和傳送機的任何系統中通用，因此能夠改善保護屏障的通用性和大規模的生產率。
[0049]經配置成防止激光光線泄露的單元
[0050]保護屏障21和22每個均是僅圍繞在容器500和激光裝置10之間的激光光線的光線路徑的結構。因此，需要在面向彼此的保護屏障21和22的表面和容器50的表面之間的間隙，以便防止保護屏障21和22與在傳送機31上輸送的容器500接觸。有可能反射光線或散射光線可以從該間隙中泄露。
[0051]典型地，光線的泄露能夠通過形成小的間隙而抑制。然而，考慮到容器500的輸送定位精度，有必要確保一定程度的間隙。因此，優選地為保護屏障21布置經配置成防止激光光線的泄露的單元，以便減小從擦除器11的出口和容器500的側表面之間的間隙中泄露的激光光線的光線強度。類似地，優選地為保護屏障22布置經配置成防止激光光線的泄露的單元，以便減小從標記器12的出口和容器500的側表面之間的間隙中泄露的激光光線的光線強度。從保護屏障21和22泄露的激光光線的光線強度例如是由IEC60825-1和JIS C6802確定的I類或更小。具體地，當激光光線的波長為980nm時，光線強度優選為1390yW或更小。
[0052]通過確定從保護屏障的開口釋放出的反射光線(例如，從激光裝置發射的激光的一次反射光線和二次反射光線)為泄露光線、施加泄露光線到例如激光功率閱讀器(產品名稱:Vega，由俄斐達光電解決方案有限公司(Ophir Optronics Solut1ns Ltd.)制造)的功率傳感器的接收表面并且讀取連接至功率傳感器的顯示器上顯示的信息而測量泄露光線的光線強度。通過改變距離保護屏障的出口和照射目標之間的間隙大約10厘米的距離范圍內的位置，對多個點進行該測量。利用功率傳感器的面向間隙的方向的接收表面執行擦除或噴涂，并且讀取在顯示器上顯示的最大值。重復這個過程。
[0053]作為經配置成防止保護屏障21和22泄露的單元的一個示例，對保護屏障21和22的內表面執行變黑處理，并且處理后的內表面吸收激光光線，從而減小反射率。具體地，保護屏障21的內表面優選具有相對于擦除器11的激光光線波長將激光光線的反射率減小到大約一個數位的值(one-digit value)以減小泄露激光光線的光線強度的結構。類似地，保護屏障22的內表面優選具有相對于標記器12的激光光線波長將激光光線的反射率減小到大約一個數位的值以減小泄露激光光線的光線強度的結構。
[0054]在從擦除器11和標記器12發射的激光光線是具有波長大約為980nm的近紅外線的情況中，例如，當對保護屏障的內表面執行黑色耐酸招處理(black alumite treatment)時，反射率僅降低到大約60%，如在圖3中(I)所圖示說明的。因此，作為經配置成防止保護屏障21和22泄露的單元，對內表面執行的主要由碳構成的啞光黑涂覆(matte blackcoating)是便宜且有效。在這種情況中，保護屏障21和22的內表面吸收激光光線，并且因此，激光光線的反射率能夠減小到大約5 %或更小，如在圖3的(2)示出的。
[0055]從擦除器11和標記器12發射的激光光線的波長是750nm或更短的情況中，可以執行黑色耐酸鋁處理，或可以執行主要由碳構成的啞光黑涂覆。
[0056]已如上描述了變黑處理的示例，但是可以執行變黑處理以外的其他處理，保護屏障21和22的內表面可以如經配置成防止泄露的單元一樣在執行。不同于變黑處理的處理的示例包括在其中分散且應用金屬氧化物微粒(例如，錫銻氧化物(ATO)、銦錫氧化物(ITO)、硼化鑭和二氧化鎢)(分散涂覆)的處理。在這種情況中，處理在分散涂覆之后能夠被可視化識別為藍色或綠色。
[0057]當BaSO4白板的反射率被確定為100%時，反射率通過積分球可視化和近紅外光譜儀測量被確定為一個測量值。反射率利用積分球分光光度計(U-4100，由日立高科技科學公司(Hitachi High-Tech Science Corporat1n)制造)測量。
[0058]激光擋板
[0059]如果容器500不存在于保護屏障21和22的前方時激光光線意外發射，高強度的激光光線被輻射，這是危險的。因此，為了防止從激光裝置10意外發射激光光線，激光擋板優選布置在保護屏障21和2 2每個的內側。
[0060]圖4是用于圖示說明激光擋板的視圖。激光擋板212是經配置成打開和關閉保護屏障21的主體211的入口的光線屏蔽板。激光擋板212優選具有一種特性，使得激光擋板能屏蔽光線甚至在利用激光裝置10的激光被照射大約八小時之后。為了增加打開-關閉速度，激光擋板212優選由輕金屬，諸如鋁形成。
[0061]例如，激光擋板212被固定到步進馬達213的軸線，并且通過步進馬達213的旋轉能夠打開和關閉，其中該步進馬達213是驅動單元。刻度盤214優選地布置在與激光擋板212布置的一端相對的、步進馬達213的軸線的端處，以便手動打開和關閉激光擋板212。
[0062]存在這樣一種情況:期望在沒有容器500的情況下釋放激光管線，諸如從主體211的出口釋放出的激光光線的輸出被測量的情況。在這種情況中，步進馬達213的驅動電路的功率源被切斷，并且激光擋板212通過旋轉刻度盤214手動打開或關閉。
[0063]經配置成檢測激光擋板212的關閉位置的擋板內部傳感器215布置在主體211的入口側處。容器傳感器216和217每個是用于檢測容器500的位置(在保護屏障21的前方的容器500的存在)的檢測單元，均布置在主體211的出口側處。
[0064]由于容器500在水平方向上被輸送，例如，因此容器傳感器216和217優選布置在主體211的出口側的左邊緣和右邊緣的兩個位置處。例如，容器傳感器216和217能夠通過由容器500屏蔽的光線的光學檢測或來自容器500的反射光線來檢測容器500的存在。
[0065]當容器500存在時，在檢測到光線屏蔽的情況中，從光線發射單元發射的光線總是由接收部分接收，并且所接收的光線的量的減少由該接收部分檢測。當容器500存在時，在檢測到反射光線的情況中，設計接收部分不能正常接收光線發射部分發射的光線，并且從光線發射部分發射的光線的量的增加被檢測為來自容器500的反射光線。
[0066]當容器500不存在于主體211的出口的前方時，激光擋板212通過步進馬達213被旋轉至激光擋板212在閉合狀態時屏蔽激光光線的位置。當容器傳感器216和217檢測到容器500存在于主體211的出口的前方時，步進馬達213旋轉以打開激光擋板212。
[0067]圖5示出容器傳感器的開/關和激光擋板的打開與閉合之間的關系的示例。如在圖5中I中所示出的，當容器傳感器216和217均關閉時關閉激光擋板212。
[0068]當從圖1中的左邊輸送容器500時，容器傳感器216首先打開，而激光擋板212保持關閉，因為容器傳感器217關閉，如在圖5的2中示出的。當容器500進一步被輸送并且容器傳感器216和217均打開時，激光擋板212打開，如圖5中3所示。
[0069]當容器500停止在預定位置處時，從激光裝置10朝向容器500發射激光光線，進而執行擦除或噴涂。然后，容器500被再次輸送。如在圖5中4所示出的，當容器傳感器216關閉時關閉激光擋板212，而即使當容器傳感器217關閉時激光擋板212保持關閉。
[0070]注意，激光擋板與保護屏障21—起描述，但是也能夠為保護屏障22布置類似的激光擋板。
[0071]結構示例和標記器的基本動作
[0072]圖6是圖示說明標記器的結構的一個示例的視圖。參考圖6，標記器12包括，例如檢流計鏡121和122、電流(galvano)驅動器123和124、激光發射單元125、f0透鏡126和控制器127。
[0073]檢流計鏡121是配備有用于反射激光光線的鏡1212的檢流計1211，并且是針對X軸線、經配置成在X軸線方向上偏轉掃描激光光線的檢流計鏡。檢流計鏡122是配備有用于反射激光光線的鏡1222的檢流計1221，并且是針對Y軸線、經配置成在Y軸線方向上偏轉掃描激光光線的檢流計鏡。激光光線能夠通過檢流計鏡121和122被二維偏轉掃描。
[0074]電流驅動器123是針對X軸線、經配置成根據來自控制器127所指示的值控制檢流計鏡121的角度的驅動電路。電流驅動器123將檢流計鏡121的角度傳感器信號與來自控制器127所指示的值比較，并且將驅動信號傳輸至檢流計鏡121以最小化角度傳感器信號和所指示的值的差異。
[0075]電流驅動器124是針對Y軸線、經配置成根據來自控制器127所指示的值控制檢流計鏡122的角度的驅動電路。電流驅動器124將檢流計鏡122的角度傳感器信號與來自控制器127所指示的值比較，并且將驅動信號傳輸至檢流計鏡122以最小化角度傳感器信號和所指示的值的差異。
[0076]激光發射單元125是激光光線從其中發射的單元，并且是用于可視改變可再寫標簽600的能量源，該可再寫標簽600是照射目標。激光發射單元125配備有激光器和功率控制電路。不限制供使用的激光器類型，諸如二氧化碳激光器、YAG激光器、半導體激光器等。例如，能夠使用半導體激光器，該半導體激光器的功率相對容易控制。
[0077]f0透鏡126經配置成將由檢流計鏡121和122偏轉的激光光線聚焦到可再寫標簽600的表面上，并且以檢流計鏡121和122的角度位移與聚焦的點的距離的位移成比例的方式執行修正，該表面是平坦表面。
[0078]控制器127經配置成接收來自主機42的噴涂信息以產生用于形成具有線的噴涂項目的繪畫數據。而且，控制器127能夠通過控制檢流計鏡121和122的位置、激光光線的發射定時和發射功率在可再寫標簽600上形成圖形。例如，在可再寫標簽600上的噴涂線寬度能夠大約為0.25_。在可再寫標簽600上不僅能夠噴涂字母，還能夠噴涂條形碼。
[0079]結構示例和擦除器的基本動作
[0080]圖7是用于圖示說明擦除器的結構的示例的視圖。參考圖7，擦除器11包括，例如，檢流計鏡111、電流驅動器112、激光二極管陣列113、激光驅動器114、多個透鏡115、接頭盒116、控制面板117和控制器118。
[0081]檢流計鏡111是配備有用于反射激光光線的鏡1112的檢流計1111，并且經配置成偏轉掃描激光光線。
[0082]電流驅動器112是經配置成根據來自控制器118的電流控制單元1181的所指示的值控制檢流計鏡111的角度的驅動電路。電流驅動器112將檢流計鏡111的角度傳感器信號與來自控制器118的電流控制單元1181的所指示的值比較，并且將驅動信號傳輸至檢流計鏡111以最小化角度傳感器信號和所指示的值的差異。電流控制單元1181能夠產生并輸出用于在擦除操作控制單元1184指示下，將檢流計鏡111以指定速度從掃描開始位置移動至掃描結束位置的模擬信號。
[0083]激光二極管陣列113是具有多個激光光源的模塊。例如，激光二極管陣列113配備有大約10個至大約20個激光光源。多個光源的長度大約為10毫米。激光驅動器114是用于產生激光二極管陣列113的驅動電流的電路，并且能夠根據來自控制器118的激光控制單元1182所指示的值控制激光二極管陣列113的激光功率。
[0084]激光控制單元1182將通過擦除操作控制單元1184指示的激光輸出值轉換為模擬電壓，并且將該模擬電壓輸出至激光驅動器114。而且，激光控制單元1182能夠產生用于打開或關閉激光二極管陣列113的定時信號。
[0085]從激光二極管陣列113發射的激光光線由多個透鏡115擴展，以及均化激光光線的能量密度，從而形成，例如，具有長度為60mm、寬度為0.5mm的線性光束，該線性光束形成在可再寫標簽600的表面上。注意，擦除器11發射的激光光線的功率大于從標記器12發射的激光光線的功率。
[0086]例如，前述透鏡115具有一種結構:柱面透鏡1151、球面透鏡1152、微透鏡陣列1153、球面透鏡1154和柱面透鏡1155從激光二極管陣列113的一側以這種順序布置。
[0087]針對接頭盒116，布置輸入信號的端子(例如，擦除開始信號、互鎖信號、環境溫度信號和編碼器信號)和輸出信號的端子(例如，擦除-準備完成信號、擦除信號和異常發生信號)。
[0088]擦除開始信號是使擦除器11開始擦除操作的信號。互鎖信號是緊急停止擦除操作的信號。環境溫度信號是根據環境溫度收集激光功率的信號。編碼器信號是檢測照射目標的前進速度的信號。擦除-準備完成信號是指示準備接收擦除開始信號的信號。
[0089]此外，擦除信號是指示擦除正在進行的信號。異常發生信號是指示控制器118檢測到異常的信號，該異常諸如激光二極管陣列113的異常和檢流計鏡111的異常等。
[0090]例如，控制面板117能夠以選擇菜單或能夠從具有顯示器和開關的用戶界面輸入數字的方式構成。控制器118的擦除條件設定單元1183控制控制面板117，并且能夠設定由用戶在擦除器11上指定的擦除條件(例如，激光光線的掃描長度、激光光線的掃描速度、激光光線的掃描方向、激光光線的輸出功率、擦除開始的延遲和照射目標的速度)。
[0091]控制器118的擦除操作控制單元1184處理接頭盒116的輸入信號以命令電流控制單元1181或激光控制單元1182，也產生接頭盒116的輸出信號。
[0092]可再寫標簽的染色和擦除
[0093]在可再寫標簽600中，例如，融化之前的低分子有機材料是無色染料和可逆顯色劑(此后可以稱為顯色劑)，而融化之后結晶之前的低分子有機材料是無色染料和顯色劑。可再寫標簽600的色調在透明狀態和在施加熱之后的染色狀態之間可逆地改變。
[0094]圖8是用于描述可再寫標簽的染色狀態和擦除狀態的圖表。參考圖8，首先，在擦除狀態(A)下的記錄層被加熱，并且在融化溫度T2下融化并混合無色染料和顯色劑至變色。結果，記錄層變成染色狀態(B)。染色狀態(B)是液體。
[0095]當處于染色狀態(B)的記錄層被淬火時，記錄層能夠在保持染色狀態的情況下被冷卻至室溫，并且記錄層轉變為染色狀態(C)，其中該染色狀態是穩定和固化的。是否形成染色狀態(C)取決于從融化狀態的冷卻速度。當處于融化狀態的記錄層被緩慢冷卻時，在冷卻過程中擦除顏色，并且記錄層返回與初始狀態相同的擦除狀態(A)，或返回至與通過淬火實現的染色狀態(C)相比顏色密度相對較低的狀態。
[0096]當處于染色狀態(C)的記錄層再次被加熱時，顏色在低于染色溫度(從D到E)的溫度Tl下被擦除。當在該狀態下的記錄層冷卻時，記錄層變成與初始狀態相同的擦除狀態(A)0
[0097]通過淬火從融化狀態獲得的染色狀態(C)是無色染料和顯色劑被混合至其分子能夠執行催化反應并且通常形成固態的程度的狀態。在這種狀態中，假設融化的無色染料和顯色劑的混合物(染色混合物)結晶以保持該顏色，并且這種結構的形成使該顏色穩定。
[0098]在擦除狀態中，另一方面，無色染料和顯色劑以相分離(phase separat1n)狀態存在。在這種狀態中，假設復合物中的至少一種的分子經聚合形成域或結晶，而無色染料和顯色劑由于聚合或結晶而分離和穩定。在許多情況中，當無色染料和顯色劑形成相分離并且顯色劑結晶時，實現更完整擦除。
[0099]注意，如果記錄層被重復加熱至等于或高于融化溫度T2的溫度T3，則記錄層可能導致擦除故障，甚至當記錄層被加熱至擦除溫度時。假設這是因為顯色劑熱分解，并且顯色劑不易聚合或結晶，則難以從無色染料中分離顯色劑。當可再寫標簽600被加熱時，由于重復記錄和擦除導致可再寫標簽600的退化能夠通過減小融化溫度T2和溫度T3之間的差異而抑制。
[0100]第二實施例
[0101]第二實施例是其中布置有經配置成防止激光泄露、不同于第一實施例的單元的單元的一個示例。注意，在該第二實施例中，可以省略與第一實施例相同的部件或結構單元的描述。
[0102]圖9A和圖9B是用于描述凸緣形式的激光反射吸收板的視圖。如在圖9A中所示出的，為保護屏障22A布置凸緣形式的、延伸主體221的出口的外側的激光反射吸收板229。
[0103]激光反射吸收板229布置在由容器500反射的至少常規反射光線(一次反射光線)被接收的位置處，并且被設計成具有來自容器500的一次反射光線通過該激光反射吸收板不直接釋放至外側的一定尺寸。來自容器500的一次反射光線的部分碰到該激光反射吸收板229并且被該激光反射吸收板229吸收，并且剩余的被再次反射至容器500的一側，變成二次反射光線。
[0104]來自容器500的二次反射管線能夠泄露到外部，只要激光反射吸收板229的反射吸收特性經設計成將來自容器500的二次反射光線調整至安全水平。注意，安全水平是從保護屏障21和22泄露的激光光線的光線強度為，例如，IEC60825-1和JIS C 6802規定的I類或更低。
[0105]激光反射吸收板229越大，泄露光線的光線強度的降低就越多(能夠防止二次反射光線或較大的反射光線釋放至外部)，只要安裝空間是固定的。激光反射吸收板229的最小有效尺寸能夠通過如下計算確定。該尺寸是來自容器500的至少一次反射光線不直接釋放至外部的尺寸。
[0106]如在圖9B中所示出的，從標記器12的檢流計鏡的位置Pl到激光反射吸收板229的邊緣的出口的位置P2的長度確定為LI，而從位置P2到容器500的側表面510的位置P3的長度確定為L2。而且，LI和L2之間的界面(位置P2)處，以最大角度偏轉的激光光線和平行于主體221的激光光線之間的距離被確定為El，其中激光光線不以該最大角度入射在主體221的內表面上。
[0107]此外，以最大角度偏轉的激光光線和激光反射吸收板229的外周邊緣之間的距離確定為E2，其中激光光線不以該最大角度入射在主體221的內表面上。E2由如下公式表示:ESUirOzSXElXI^/LUESUin)是激光反射吸收板的最小尺寸，當激光光線以最大角度偏轉時，來自容器500的側表面510的常規反射光線以最小尺寸入射在激光反射吸收板229上至少一次，其中激光光線不以該最大角度入射在主體221的內表面上。
[0108]而且，激光光線的阻尼效應能夠通過將E2調整至大于E2(min)的合適值，并且將激光反射吸收板229的尺寸設計成一定尺寸而增強，其中利用該尺寸來自容器500的側表面510的常規反射光線入射在激光反射吸收板229上兩次或三次。注意，如果主體221的尺寸相對于由于檢流計鏡的旋轉限制導致的激光光線的最大偏轉角足夠大，則可以不需要激光反射吸收板229。
[0109]為了降低從保護屏障22A和容器500的側表面510之間的間隙泄露的激光光線的強度，激光反射吸收板229優選布置成近似平行于容器500的側表面510。
[0110]而且，激光反射吸收板229的面向容器500的側表面510的表面優選以標記器12的激光波長將反射率降低為大約一個數位的值，類似于圖3中的情況。例如，激光反射吸收板229的面向容器500的側表面510的表面經受主要由碳構成的啞光黑涂覆。
[0111]當黑涂覆被執行時，從標記器12發射的激光光線降低其強度，并在激光反射吸收板229和容器500的側表面510之間被反復反射，并且激光光線的強度變成安全水平。此外，主要由碳構成的啞光黑涂覆可以在主體221的內表面上執行。
[0112]激光反射吸收板229的形狀不限于延伸至主體221的出口的每個方向的形狀。激光反射吸收板229可以不沿泄露激光光線的光線強度弱的方向布置。具體地，凸緣的形狀意味著，在一個實施例中，形狀具有從主體221延伸的突出區域，但不必須相對于主體221的周界延伸至所有方向，假設激光反射吸收板229相對于主體221的周界在至少一個方向上延伸。在擦除器11的情況中，例如，當激光光線僅在一個方向(水平方向)上掃描時，布置從主體221延伸至水平的兩個方向的激光反射吸收板是有效的。
[0113]如在圖1OA中所示出的，可以布置凸緣形式的、延伸至主體221的內側中的激光反射吸收板229。在這種情況中，類似于圖9B的情況，能夠得到相同的效果，當激光光線以最大角度偏轉時，容器500的側表面510的常規反射光線入射在激光反射吸收板229上至少一次，其中激光光線不以最大角度入射在主體221的內表面上。
[0114]此外，如在圖1OB中所示出的，可以布置凸緣形式的、延伸至主體221的出口的內側和外側中的激光反射吸收板229。在這種情況中，當激光反射吸收板229被設計成具有一定尺寸，其中來自容器500的側表面510的常規反射光線入射在激光反射吸收板229上兩次或三次時，能夠增強激光光線的阻尼效應。
[0115]由于為保護屏障22A布置凸緣形式的激光反射吸收板229，如上所述，至少防止一次反射光線直接釋放至外部，并且僅激光光線的強度足以降低至安全水平的激光光線被泄露至外部。
[0116]關于保護屏障22A和標記器12已經描述了激光反射吸收板。通過布置類似的凸緣形式的激光反射吸收板至擦除器11的保護屏障，能夠得到相同效果。
[0117]如上具體描述了優選實施例，但是本發明不限于如上所述的實施例。在不脫離本發明的權利要求限定的范圍的情況下，能夠對上述實施例做出各種更改和替換。
[0118]例如，在如上實施例中已經描述了能夠重復執行噴涂和擦除的可再寫激光照射系統，但是本發明還能夠適用于僅執行一次噴涂的激光照射系統和執行機械加工的激光照射系統。
[0119]本發明還能夠適用于配備有僅標記器或擦除器作為激光裝置的激光照射系統，并且還適用于在其中僅利用一個激光裝置執行噴涂操作和擦除操作的激光照射系統。
[0120]第三實施例
[0121 ]激光照射系統的整體結構
[0122]圖11是根據第三實施例用于圖示說明激光照射系統的示例的透視圖。參考圖11，激光照射系統2包括激光裝置10、保護屏障20、主機42、激光終止板300和支架301。
[0123]注意，在圖11中，為了方便，透明示出激光裝置。
[0124]激光裝置10包括擦除器和標記器。
[0125]可再寫標簽(未示出)是記錄介質，其被附粘貼至容器500的側表面，該容器500是照射目標。可再寫標簽是一個標簽，能夠在該標簽上利用當吸收激光光線時產生的熱反復噴涂或擦除可視圖像。容器的內容或輸送目的地能夠噴涂在可再寫標簽上。例如，可再寫標簽是可逆熱敏記錄介質。
[0126]激光裝置10以與作為照射目標的容器500的預定位置關系布置，并且能夠以非接觸方式在可再寫標簽上執行噴涂或擦除。具體地，激光裝置本身能夠向可再寫標簽發射激光光線，從而擦除在其上噴涂的字母，并且能夠發射激光光線至可再寫標簽，從而噴涂字母。
[0127]容器500放置在滑動臺302上，該滑動臺經手動滑動。容器500在沒有激光裝置10干擾的情況下，通過在滑動臺302被拉出的狀態下執行更換而容易被更換。
[0128]使容器固定的定位系統(未示出)布置在滑動臺302上，并且因此容易固定容器和激光裝置10之間的位置關系。盡管未示出它們，滑動臺302包括用于檢測臺被推動的開關和用于檢測容器存在的開關。當兩個開關均被打開時，噴涂開始信號被發送至激光裝置。
[0129]激光裝置10連接至主機42。主機42能夠發送噴涂所必需的數據并且當主機42接收噴涂完成狀態時順序發送數據。
[0130]保護屏障20為激光安全罩，其布置在激光裝置10和容器500之間。保護屏障20以保護屏障20圍繞在激光裝置10和容器500之間的激光光線的光線路徑的方式形成為導管(管)的形狀。保護屏障20的兩端是開放的。激光裝置的一側處的保護屏障的入口被確保處于入口與激光裝置接觸的狀態，并且用作從激光裝置發射出的激光光線進入的入口。容器500的一側處的保護屏障的出口用作激光光線被釋放至可再寫標簽的出口。在激光裝置10的出口和容器500的側表面之間形成間隙(例如，大約若干毫米)。
[0131]保護屏障沿光線路徑方向的長度優選以如下方式設置:當容器500反復更換時保護屏障不與容器500接觸，并且與容器500的側表面的間隙盡可能小，以便降低激光光線的散射。
[0132]保護屏障20的出口的尺寸是任何尺寸，只要它的尺寸大于可再寫標簽600的噴涂區域。每個出口的尺寸優選大于整個可再寫標簽，但是小于容器500的側表面，以便提供保護屏障通用性。
[0133]如上提到的，保護屏障20具有圍繞在容器500和激光裝置10之間的激光光線的光線路徑的結構。因此，相比于具有覆蓋整個照射目標的結構的常規保護屏障，保護屏障能夠構造為顯著小的。具體地，相比于常規保護屏障的尺寸，該保護屏障的體積能夠減小到I/100或更小。因此，能夠減小整個系統的安裝空間。此外，由于保護屏障小且易于處理，因此，保護屏障的安裝步數能夠得以減少。
[0134]此外，根據激光裝置的規格確定基本激光光線發射條件，并且該發射條件不受容器500的寬度或高度的影響。因此，保護屏障20能夠在使用具有不同尺寸的容器和傳送機的任何系統中通用，只要系統使用激光裝置，因此能夠改善保護屏障的通用性和大規模的生產率。
[0135]激光終止板300布置在從激光裝置的一側看的容器500的后側處。在沒有作為照射目標的容器500的存在的情況下，當意外地從激光裝置發射激光光線時，激光終止板300經配置成阻止激光光線的前進，并且增強安全性。
[0136]在保持與激光裝置10的位置關系的情況下，作為照射目標的容器500易于更換。一旦操作者放置新的容器，則主機被操作以執行擦除和噴涂。由于安裝空間小于傳送機系統的安裝空間，當再寫數量少時，其安裝是容易的。
[0137]例如，本發明的實施例如下:
[0138]<1>一種保護屏障，其包括:
[0139]入口，從激光裝置發射出的激光光線從所述入口進入；
[0140]出口，來自所述出口的所述激光光線朝向照射目標輸出；以及
[0141]單元，其經配置成防止泄露，其中所述單元經配置成降低從所述保護屏障泄露的所述激光光線的強度，其中所述保護屏障經配置成圍繞從所述激光裝置發射出的所述激光光線的光線路徑。
[0142]〈2>根據〈1>所述的保護屏障，其中所述保護屏障以如下方式布置:所述入口與所述激光裝置接觸或與所述激光裝置相鄰，并且所述出口與所述照射目標形成間隙，所述照射目標停止在執行記錄和擦除中的至少一種的位置處。
[0143]〈3>根據〈1>或〈2>所述的保護屏障，其中，當所述單元經配置成防止泄露時，在所述保護屏障的內表面上執行用于吸收從所述入口至所述出口的所述激光光線的處理。
[0144]〈4>根據〈3>所述的保護屏障，其中以所述激光裝置的所述激光光線的波長周圍的波長到已經執行所述處理的區域的反射率為10%或更小。
[0145]〈5>根據〈3>或〈4>所述的保護屏障，其中所述處理為包括碳作為主成分的啞光黑涂覆。
[0146]〈6>根據〈1>至〈5>中任一項所述的保護屏障，其中當所述單元經配置成防止泄露時，凸緣形式的激光反射吸收板布置在所述出口處。
[0147]〈7>根據〈6>所述的保護屏障，其中所述激光反射吸收板布置在接收一次發射光線的位置處，其中所述一次反射光線是從所述出口處發射并且通過所述照射目標反射的光線。
[0148]〈8>根據〈6>或〈7>所述的保護屏障，其中包括碳作為主成分的啞光黑涂覆在所述激光反射吸收板的面向所述照射目標的表面上執行。
[0149]〈9>根據〈6>至〈8>中任一項所述的保護屏障，其中所述凸緣形式的激光反射吸收板延伸所述出口的內側和外側。
[0150]〈10>根據〈1>至〈9>中任一項所述的保護屏障，進一步包括:
[0151]光屏蔽板，其經配置成屏蔽從所述激光裝置發射的所述激光光線；
[0152]驅動單元，其經配置成驅動所述光屏蔽板，以及
[0153]檢測單元，其經配置成檢測所述照射目標的位置，其中在所述檢測單元檢測到所述照射目標存在于所述出口的前方時，所述驅動單元打開所述光屏蔽板。
[0154]〈11>根據〈1>至〈10>中任一項所述的保護屏障，其中所述出口大于所述照射目標的區域，但是小于所述照射目標面向所述出口的一個表面，其中記錄和擦除中的至少一種在所述照射目標的所述區域中執行。
[0155]〈12>—種激光照射系統，其包括:
[0156]輸送裝置，其經配置成輸送照射目標；
[0157]激光裝置，其經配置成利用激光光線照射所述照射目標；
[0158]控制裝置，其經配置成控制所述激光裝置和所述輸送裝置；以及
[0159]根據〈1>至〈11>中任一項所述的保護屏障。
【主權項】
1.一種保護屏障，其包括: 入口，從激光裝置發射出的激光光線從所述入口進入； 出口，從所述出口所述激光光線朝向照射目標輸出；以及 單元，其經配置防止泄露，其中所述單元經配置降低從所述保護屏障泄露的所述激光光線的強度，其中所述保護屏障經配置圍繞從所述激光裝置發射出的所述激光光線的光線路徑。2.根據權利要求1所述的保護屏障，其中所述保護屏障以如下方式布置:所述入口與所述激光裝置接觸或與所述激光裝置相鄰，并且所述出口與所述照射目標形成間隙，所述照射目標在執行記錄和擦除中至少一種的位置處停止。3.根據權利要求1或2所述的保護屏障，其中，當所述單元經配置防止泄露時，在所述保護屏障的內表面上執行用于吸收從所述入口至所述出口的所述激光光線的處理。4.根據權利要求3所述的保護屏障，其中以所述激光裝置的所述激光光線的波長周圍的波長到已經執行所述處理的區域的反射率為10%或更小。5.根據權利要求3或4所述的保護屏障，其中所述處理為包括碳作為主成分的啞光黑涂覆。6.根據權利要求1至5中任一項所述的保護屏障，其中當所述單元經配置防止泄露時，凸緣形式的激光反射吸收板布置在所述出口處。7.根據權利要求6所述的保護屏障，其中所述激光反射吸收板布置在接收一次反射光線的位置處，其中所述一次反射光線是從所述出口處發射并且通過所述照射目標反射的光線。8.根據權利要求6或7所述的保護屏障，其中包括碳作為主成分的啞光黑涂覆在所述激光反射吸收板的面向所述照射目標的表面上執行。9.根據權利要求6至8中任一項所述的保護屏障，其中所述凸緣形式的激光反射吸收板延伸所述出口的內側和外側。10.根據權利要求1至9中任一項所述的保護屏障，進一步包括: 光屏蔽板，其經配置屏蔽從所述激光裝置發射的所述激光光線； 驅動單元，其經配置驅動所述光屏蔽板，以及 檢測單元，其經配置檢測所述照射目標的位置，其中在所述檢測單元檢測到所述照射目標存在于所述出口的前方時，所述驅動單元打開所述光屏蔽板。11.根據權利要求1至10中任一項所述的保護屏障，其中所述出口大于所述照射目標的區域，但是小于所述照射目標面向所述出口的一個表面，其中記錄和擦除中的至少一種在所述照射目標的所述區域中執行。12.一種激光照射系統，其包括: 輸送裝置，其經配置輸送照射目標； 激光裝置，其經配置利用激光光線照射所述照射目標； 控制裝置，其經配置控制所述激光裝置和所述輸送裝置；以及 根據權利要求1-11中任一項所述的保護屏障。
【文檔編號】B23K26/12GK105983784SQ201610152398
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年3月16日
【發明人】山本和孝
【申請人】株式會社理光