CN107042699B - 图像记录设备和图像记录方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及图像记录设备和图像记录方法。一种图像记录设备包括：激光照射装置，所述激光照射装置包括多个激光输出区段，所述多个激光输出区段沿特定方向并排设置并且被配置成用从所述多个激光输出区段输出的激光沿特定方向照射互不相同的位置，所述图像记录设备被配置成用激光照射沿不同于所述特定方向的相对运动方向相对于所述激光照射装置运动的记录目标，以加热所述记录目标，并且在所述记录目标上记录可视图像；以及图像修正单元，所述图像修正单元被配置成基于所述记录表面的形状来调整从所述多个激光输出区段输出的激光的照射条件以及修正记录在所述记录目标的记录表面上的图像的失真。

Description

图像记录设备和图像记录方法
技术领域
本发明涉及图像记录设备和图像记录方法。
背景技术
已知用激光照射记录目标以加热所述记录目标并且在所述记录目标上记录可视图像的图像记录设备。
例如，日本未经审查的专利申请公开号2010-52350描述了一种图像记录设备，所述记录设备设有激光照射装置，如包括多个半导体激光器的激光阵列，所述多个半导体激光器充当设置成阵列的激光发射元件并且用从对应的半导体激光器发射的激光沿特定方向照射彼此不同的位置。日本未经审查的专利申请公开号2010-52350中的图像记录设备用激光照射记录目标以便在所述记录目标上记录可视图像，所述记录目标在不同于特定方向的方向上相对于所述激光照射装置移动。
例如，作为用于在弯曲表面上记录图像的方法，日本未经审查的专利申请公开号2008-06468提出了一种方法，其中，从单个激光发射元件发射的激光被电流镜偏转，激光的焦点位置被Z轴扫描仪调整，以便对预定形状进行图像和光学修正，并且记录图像。对于另一个示例，日本未经审查的专利申请公开号2008-68312提出了一种方法，其中，基于距离检测结果对预定形状进行图像和光学修正，并且记录图像。
通过在弯曲表面上利用电流镜进行像角修正以及利用Z轴扫描仪进行光学修正，使用单个激光发射元件的成像方法能够在弯曲表面上精确地记录图像。然而，在没有激光偏转扫描的情况下使用多个激光光学元件时，无法使用这些修正。
存在的问题是当记录表面是弯曲表面时，如在记录目标具有圆柱形状并且在所述圆柱形的记录目标的侧表面上记录图像的情况，记录在所述记录表面上的图像失真。
本发明根据以上内容进行，且目的在于提供能够记录图像的图像记录设备和图像记录方法，其中，即使记录目标具有弯曲表面失真也被抑制。
发明内容
根据本发明的一个方面，一种图像记录设备包括激光照射装置和图像修正单元。所述激光照射装置包括多个激光输出区段，所述多个激光输出区段沿特定方向并排设置并且被配置成用从所述多个激光输出区段输出的激光沿特定方向照射互不相同的位置，所述图像记录设备被配置成用激光照射沿不同于所述特定方向的相对运动方向相对于所述激光照射装置运动的记录目标，以加热所述记录目标，并且在所述记录目标上记录可视图像。所述图像修正单元被配置成基于所述记录表面的形状来调整从所述多个激光输出区段输出的激光的照射条件以及修正记录在所述记录目标的记录表面上的图像的失真。
本发明的一个方面提供了有利的效果，即能够在具有弯曲表面的记录目标上记录图像，在所述图像中失真被抑制。
附图说明
图1是根据一个实施例的图像记录系统的结构示意图；
图2是展示记录装置的结构的示意性透视图；
图3A是光纤的放大示意图；
图3B是阵列头附近的放大视图；
图4A至4D是展示所述阵列头的示例性设置的示意图；
图5是展示所述图像记录系统的电路的一部分的框图；
图6A是用于阐明当结构体(如容器)具有圆柱形形状时的图像记录的示意图；
图6B是用于阐明在图6A中的J1附近记录图像的示意图；
图6C是用于阐明在图6A中的J2附近记录图像的示意图；
图6D是用于阐明线段的示意图，所述线段形成在图6A中所展示的记录目标上并且在X轴方向延伸；
图7A是展示比较激光照射周期和比较激光照射时间的时间图；
图7B是展示所述实施例中的激光照射周期和激光照射时间的时间图；
图7C是一个时间图，其中，除了图7B中所展示的时间图之外，两侧的激光照射水平增加；
图8是在副扫描方向上的图像失真修正的控制流程；
图9A是一个示意图，用于阐明当记录表面垂直于激光照射方向时由典型的激光照射周期PC0和典型的激光照射时间PW0形成的指定的图像点G和指定的图像点距P1；
图9B是一个示意图，用于针对记录表面垂直于激光照射方向的情况和记录表面相对于激光照射方向倾斜的情况中的每个阐明图像点在副扫描方向上的长度；
图10是用于阐明如何获得图像点G的半圆部分的半径R的示意图；
图11是展示工作示例1的示意图；
图12是展示工作示例2的示意图；并且
图13A和13B是展示第一变型中的图像记录系统的示例的示意图。
所述附图旨在描绘本发明的示例性实施例并且不应被理解为限制其范围。贯穿不同的附图，相同或相似的附图标记指定相同或相似的部件。
具体实施方式
在此所使用的术语仅用于描述特定实施例，并且不旨在限制本发明。
如这里所使用的，除非上下文明确指示不包括复数形式，否则单数形式“一个(a/an)”和“所述”旨在同样包括复数形式。
在描述展示在所述附图中的优选实施例时，为了清楚起见，可使用具体的术语。然而，不意图将此专利说明书的披露限制于这样选定的具体术语，并且应当理解，各具体元件包括具有相同功能、以类似方式运行、并获得类似结果的所有技术等效物。
下文描述了图像记录设备的实施例，本发明被应用于所述图像记录设备。所述图像记录设备用激光照射记录目标以便在所述记录目标上记录图像。
只要所述图像是可视信息，所述图像不限于任何具体的图像，并且能够根据用途适当选定。图像的示例包括字符、标志、线、图形、实心图像、其组合、以及二维码，如条形码和QR码(注册商标)。
只要能够用激光进行记录，所述记录目标不限于任何具体的目标，并且能够根据用途适当选定。任何吸收光并且将光转换成热以形成图像的记录目标可以用作记录目标。上面形成有雕刻标记的金属是所述记录目标的示例。热记录介质和具有热记录区段的结构体也是记录目标的示例。
热记录介质具有支撑体和所述支撑体上的图像记录层。如有必要，所述热记录介质具有其他层。所述层各自具有单层结构或多层结构。每一层可以形成在所述支撑体的另一个表面上。
图像记录层
所述图像记录层包含无色染料和显影剂。如有必要，所述图像记录层包含其他部件。
所述无色染料不限于具体的染料并且能够根据用途从用于典型的热记录材料的染料中适当地选定。例如，优选地使用如三苯甲烷、萤烷、吩噻嗪、金胺、螺吡喃、以及吲哚酮苯酞(indolinone phthalide)染料之类的无色染料化合物。
对于显影剂，与无色染料接触时使得无色染料显影出颜色的各种吸电子化合物或氧化物是可用的。
其他化合物的示例包括粘合剂树脂、光热转换材料、热熔融材料、抗氧化剂、光稳定剂、界面活化剂、润滑剂以及填充材料。
支撑体
所述支撑体的形状、结构、和尺寸不受限制，并且能够根据用途适当选定。例如，形状是平面形状。所述支撑体可以具有单层结构或多层结构作为其结构。例如，所述支撑体的尺寸可以根据热记录介质的尺寸适当地选定。
其他层
其他层的示例包括光热转换层、防护层、垫层、紫外线吸收层、阻氧层、中间层、背层、黏合层以及粘剂层。
所述热记录介质能够根据预期用途形成为所需形状。
形状的示例包括卡片形状、标签形状、标牌形状、薄片形状和辊形。形成为卡片形状的热记录介质的示例包括预付卡、回馈卡、和信用卡。例如，形成为具有比卡片尺寸小的尺寸的标签形状的热记录介质能够用作价格标签。例如，形成为具有比卡片尺寸大的尺寸的标签形状的热记录介质能够用于流程管理、货运说明单、和票券。形成为标牌形状的热记录介质以各种尺寸形成，以便能够被附接以及附接至货车、船舶、盒子、以及重复使用的容器，例如，以将所述热记录介质用于流程管理、商品管理或诸如此类。例如，形成为具有比卡片尺寸大的尺寸的薄片形状的热记录介质具有将图像记录在其中的大的区域，且因此能够用于典型的文档和流程管理的说明单。
被包括在结构体中的热记录区段的示例包括附接有具有标牌形状的热记录介质的所述结构体的表面的一部分以及上面涂覆有热记录材料的所述结构体的表面的一部分。只要所述结构体在其表面上具有热记录区段，具有热记录区段的结构体不限于任何具体的结构体，并且能够根据用途适当选定。具有热记录区段的结构体的示例包括各种商业产品，如乙烯塑料袋、PET瓶和罐、诸如纸箱的传送器皿、以及容器、在制品和工业产品。
下文描述了在结构体上记录图像的图像记录设备，所述结构体具有热记录区段并且充当记录目标，具体地，是作为记录目标的运输容器C，并且热记录标牌被附接至所述运输容器。
图1是根据本实施例的充当图像记录设备的图像记录系统100的示意性透视图。在下文的描述中，运输容器C的传送方向为X轴方向，上下方向为Z轴方向，并且垂直于传送方向和上下方向两者的方向为Y轴方向。
如以下详细描述的，图像记录系统100用激光照射附接至充当记录目标的运输容器C的热记录标牌RL以便在所述热记录标牌RL上记录图像。
如图1中所展示的，图像记录系统100包括充当记录目标传送单元的传送装置10、记录装置14、系统控制装置18、读取装置15、以及遮挡罩11。
记录装置14用激光照射热记录标牌RL以便在所述记录目标上记录可视图像。记录装置14布置在传送装置10的负Y侧上，即传送路径的负Y侧上。
遮挡罩11遮挡从记录装置14发射的激光以便减小激光的散射并且具有涂覆有黑色耐酸铝涂层的表面。遮挡罩11设有开口11a，所述开口允许激光在面向记录装置14的区域处穿过开口11a。在所述实施例中，传送装置10为辊式传送机。传送装置10可以是带式传送机。
连接有传送装置10、记录装置14、读取装置15等装置的系统控制装置18控制整个图像记录系统100。读取装置15读取稍后描述的代码图像，如记录在所述记录目标上的包括条形码和QR码的二维码。系统控制装置18验证是否基于读取装置15所读取的信息准确地记录了图像。
下文描述了附接至容器C的热记录标牌RL。
热记录标牌RL为热记录介质。热使其色调改变，从而记录图像。在所述实施例中，所述热记录标牌RL是仅记录图像一次的一次性热记录介质。对于热记录标牌RL，能够使用能够进行多次记录的热可逆记录介质。
用于用在所述实施例中的热记录标牌RL的热记录介质包括吸收激光并且将激光转换为热的材料(光热转换材料)以及具有通过热改变的色相和反色率的材料。
光热转换材料一般被分类为无机材料和有机材料。例如，无机材料的示例包括炭黑、金属硼化物、以及Ge、Bi、In、Te、Se和Cr的金属氧化物中的至少一者的粒子。作为无机材料，优选的是大量吸收近红外波长区域中的光并且较少吸收可见光波长区域中的光的材料，并且金属硼化物和金属氧化物是优选的。作为无机材料，优选的是从六硼化物、钨氧化物化合物、氧化锡锑(ATO)、氧化铟锡(ITO)、以及锌锑酸盐中选择至少一种。
六硼化物的示例包括LaB6、CeB6、PrB6、NdB6、GdB6、TbB6、DyB6、HoB6、YB6、SmB6、EuB6、ErB6、TmB6、YbB6、LuB6、SrB6、CaB6以及(La，Ce)B6。
例如，钨氧化物化合物的示例包括由普通式WyOz表示的钨氧化物的细小粒子，其中W是钨，O是氧，并且2.2≤z/y≤2.999，或由普通式MxWyOz表示的络合钨氧化物的细小粒子，其中M是从H、He、碱金属、碱土金属、稀土元素、Mg、Zr、Cr、Mn、Fe、Ru、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Al、Ga、In、Tl、Si、Ge、Sn、Pb、Sb、B、F、P、S、Se、Br、Te、Ti、Nb、V、Mo、Ta、Re、Be、Hf、Os、Bi、和I中选择的一种或更多种元素，并且W是钨，O是氧，并且0.001≤x/y≤1，并且2.2≤z/y≤3.0，这在WO 2005/037932和日本未经审查的专利申请公开号2005-187323中被描述。
在这些示例中，氧化铯钨尤其优选为钨氧化物化合物，因为氧化铯钨主要吸收近红外波长区域中的光，且较少吸收可见光波长区域中的光。
在锡锑氧化物(ATO)、铟锡氧化物(ITO)、和锌锑酸盐中，ITO尤其优选为钨氧化物化合物，因为ITO主要吸收近红外波长区域中的光，且较少吸收可见光波长区域中的光。所述材料是通过蒸镀或用树脂黏附地粘结其颗粒形成在层中。
对于有机材料，能够根据所要吸收的光的波长来适当使用各种染料。当使用半导体激光器为光源时，使用吸收峰值接近600nm至1200nm的近红外吸收色素。具体地，有机材料的示例包括花青色素、醌系列色素、吲哚萘酚的喹啉衍生物、苯二胺镍络合物、和酞菁系列色素。
所述光热转换材料可以单独使用。替代地，两种或更多种光热转换材料可以被一起使用。光热转换材料可以布置在图像记录层上或除图像记录层以外的层上。当光热转换材料布置在除图像记录层以外的层上时，所述光热转换层优选地邻近所述热可逆记录层设置。
光热转换层至少包括光热转换材料和粘合剂树脂。
对于具有通过热改变的色相和反射率的材料，能够使用已知材料，例如，如包含用于传统的热敏纸的供电子染料前驱体和吸电子显影剂的组合的材料。具有通过热改变的色相和反色率的材料包括由于热和光的复杂反应而改变的材料，例如，如，变色反应，所述变色反应是通过热和紫外线照射而发生的丁二炔化合物的固相聚合的结果。
图2是展示记录装置14的结构的示意性透视图。
对于记录装置14，实施例使用光纤阵列记录装置，所述光纤阵列记录装置使用光纤阵列记录图像，在所述光纤阵列中，多个光纤的激光输出区段布置在主扫描方向(Z轴方向)上的阵列中，所述主扫描方向垂直于副扫描方向(X轴方向)，所述副扫描方向作为充当记录目标的容器C的传送方向。所述光纤阵列记录装置用经由光纤阵列从所述激光发射元件发射出的激光照射所述记录目标，以记录由绘制单元形成的图像。具体地，记录装置14包括激光阵列单元14a、光纤阵列单元14b、和光学单元43。激光阵列单元14a包括设置在阵列中的多个激光发射元件41、冷却所述激光发射元件41的冷却单元50、多个驱动器45、以及控制驱动器45的控制器46，其中，每个驱动器被布置成对应于所述激光发射元件41中的一者并且驱动所述对应的激光发射元件41。为激光发射元件41供电的电源48和输出图像信息的图像信息输出单元47(如个人计算机)被连接至控制器46。
能够根据用途适当选定用于激光发射元件41的任何激光器。例如，半导体激光器、固体激光器或色素激光器能够用作激光发射元件41。在这些示例中，最好使用半导体激光器作为激光发射元件41，因为半导体激光器具有宽的波长选择性和允许装置小型化的小尺寸，并能实现低价。
激光发射元件41所发射的激光的波长不限于任何具体的波长，并且能够根据用途适当选定。波长优选为700nm至2000nm，并且更优选为780nm至1600nm。
冷却单元50采用循环液体冷却剂以冷却激光发射元件41的液体冷却方法。冷却单元50包括热接收区段51和释放液体冷却剂的热的热消散区段52，液体冷却剂在所述热接收区段处从对应的激光发射元件41接收热。热接收区段51和热消散区段52与冷却管道53a和53b连接。热接收区段51包括由良好的热传导材料形成的罩壳。在所述罩壳内，设有由良好的热传导材料制成的冷却管，液体冷却剂在所述冷却管中流动。所述激光发射元件41被设置在热接收区段51上的阵列中。
总体上，冷却单元常采用冷冻机方法。在所述冷冻机方法中，只进行冷却而不进行加热。激光源的温度不会变得比所述冷冻机的设定温度高。冷却单元50和激光发射元件41的温度变化超出环境温度，其中所述激光发射元件是与冷却单元50接触的激光源。当所述半导体激光器用于所述激光发射元件41时，会出现一种情况，其中，激光输出取决于所述激光发射元件41的温度而变化(当所述激光发射元件41的温度变低时，激光输出增加)。因此对于成像，通常有必要测量激光发射元件41或冷却单元50的温度以控制对控制激光输出的驱动器45的信号输入，使得激光输出根据测量结果变得恒定。
热消散区段52包括散热器和循环液体冷却剂的泵。被热消散区段52的泵泵送的液体冷却剂在穿过冷却管道53a后在热接收区段51中流动。液体冷却剂在热接收区段51内的冷却管中流动时吸收设置在热接收区段51上的激光发射元件41的热，以冷却所述激光发射元件41。由于吸收了激光发射元件41的热而升温的液体冷却剂从热接收区段51流出并在流入冷却管道53b后流入热消散区段52的散热器。其结果是，所述液体冷却剂被散热器冷却。被散热器冷却的液体冷却剂再次被所述泵泵送至热接收区段51。
光纤阵列单元14b包括多个光纤42和阵列头44，所述光纤各自设置成对应于所述激光发射元件41中的一者，所述阵列头将光纤42靠近激光输出区段42a(参考图3B)的一部分保持在上下方向上(Z轴方向)，使得激光输出区段42a被设置在阵列中。每个光纤42的激光入射区段被附接至相应的激光发射元件41的激光输出表面。
图3A是光纤42的放大示意图。图3B是阵列头44附近的放大视图。
光纤42是从激光发射元件41发射出的激光的光学波导。所述光纤42的形状、尺寸(直径)、材料、和结构不受具体限制，并且能够根据用途适当选定。
光纤42的尺寸(直径d1)优选地大于或等于15μm并且小于或等于1000μm。具有大于或等于15μm并且小于或等于1000μm的直径d1的光纤42对于记录精细图像有利。在所述实施例中，具有125μm的直径的光纤被用作光纤42。
光纤41的材料不限于任何具体的材料，并且能够根据用途适当选定。材料的示例包括玻璃、树脂、和石英。
光纤42优选地具有的结构包括芯体和设置在所述芯体外周的覆层，所述芯体设置在其中央部分并且允许激光穿过所述芯体。
芯体的直径d2不限于任何具体的直径，并且能够根据用途适当选定。直径d2优选地大于或等于10μm并且小于或等于500μm。所述实施例使用各自具有105μm的芯体直径d2的光纤。芯体的材料不限于任何具体的材料，并且能够根据用途适当选定。材料的示例包括掺杂锗或磷的玻璃。
所述覆层的平均厚度不限于任何具体的厚度，并且能够根据用途适当选定。所述覆层的平均厚度优选地大于或等于10μm并且小于或等于250μm。所述覆层的材料不限于任何具体的材料，并且能够根据用途适当选定。所述覆层的材料的示例包括掺杂硼或氟的玻璃。
如图3B中所展示的，阵列头44保持光纤的激光输出区段42a附近的部分，这样使得激光输出区段42a设置在阵列中，并且所述光纤的激光输出区段42a之间的间距为127μm。为了可以记录分辨率为200dpi的图像，激光输出区段42之间的间距设置为127μm。
当所有的光纤42要被单个阵列头44保持时，阵列头44需要具有长的长度，且因此很容易变形。其结果是，在单个阵列头44的情况下，很难使捆束(beam)设置保持笔直并使捆束间距保持相等。因此每个阵列头44被配置成用于保持100至200个光纤42。此外，各自保持100至200个光纤42的多个阵列头44优选地在Z轴方向上并排设置，Z轴方向垂直于记录装置14中的容器C的传送方向。在所述实施例中，100个阵列头44并排设置在Z轴方向上。
图4A至4D是展示所述阵列头44的示例性设置的示意图。
图4A展示了一个示例，其中阵列头44设置在Z轴方向上的阵列中。图4B展示了一个示例，其中阵列头44以Z字形模式设置在Z轴方向上。
作为阵列头44的设置，从装配简单的观点上来说，如图4B中展示的Z字形模式设置比图4A中展示的Z轴方向上的直线方式的设置更加优选。
图4C展示了一个示例，其中阵列头44设置成在X轴方向上倾斜。图4C中展示的设置允许在Z轴方向上的阵列头44中的光纤42之间的间距P相比于图4A和4B中展示的设置被进一步减小，从而可以获得高分辨率。
图4D展示了一个示例，其中，各自包括阵列头44的两个阵列头组在副扫描方向(X轴方向)上被设置成Z字形模式，并且一个阵列头组可以布置成使得这一阵列头组相对于另一阵列头组在主扫描方向(Z轴方向)上偏移阵列头44的光纤42的设置间距的一半。图4D中展示的设置同样允许在Z轴方向上的阵列头44中的光纤42之间的间距P相比于图4A和4B中展示的设置被进一步减小，从而可以获得高分辨率。
如图2中所展示的，光学单元43包括准直透镜43a和聚光透镜43b，所述准直透镜将从对应光纤42发射的激光(所述激光为散射光通量)转换成平行光通量，所述聚光透镜将激光聚集在热记录标牌RL的表面上，所述表面用作激光照射表面。是否设置光学单元43可以根据用途选定。
图像信息输出单元47(如，个人计算机)将图像数据输入至控制器46。控制器46基于输入图像数据产生驱动信号，用于驱动对应的驱动器45。控制器46将所产生的驱动信号发送至对应的驱动器45。具体地，控制器46包括时钟发生器。当时钟发生器所产生的时钟数量达到指定的时钟数量时，控制器46将用于驱动对应的驱动器45的驱动信号发送至对应的驱动器45。
当接收驱动信号时，各驱动器45驱动对应的激光发射元件41。所述激光发射元件41根据来自驱动器45的驱动发射激光。从激光发射元件41发射的激光进入相应的光纤42并且从光纤42的激光输出区段42a被输出。从光纤42的激光输出区段42a发射的激光传输通过光学单元43的准直透镜43a和聚光透镜43b，且然后到达作为记录目标的容器C的热记录标牌RL的表面。热记录标牌RL被照射所述热记录标牌RL的表面的激光加热，且其结果是，图像被记录在所述热记录标牌RL的表面上。
当使用电流镜偏转激光以在所述记录目标上记录图像的记录装置被使用时，所述记录目标被由旋转电流镜偏转的激光照射，以记录如字符的图像，使得激光以单行的方式绘制图像。当一定数量的信息被记录在所述记录目标上时，这种方法的问题在于记录目标的传送需要停止以及时执行记录。相比之下，当激光阵列(在所述激光阵列中所述激光发射元件41被设置在阵列中)被用在所述实施例中的记录装置14中时，通过对各自对应于所述像素中的一者的激光发射元件41执行通/断(ON/OFF)控制，图像能够被记录在所述记录目标上。记录装置14因此能够在记录目标上记录图像，而不停止容器C的传送，即使当大量的信息需要被记录下来时。根据所述实施例的记录装置14能够记录图像而不减小生产力，即使在记录大量的信息时。
如稍后描述的，根据所述实施例的记录装置14发射激光以加热所述记录目标从而在所述记录目标上记录图像，且因此需要使用具有一定的高输出级别的激光发射元件41。其结果是，激光发射元件41生成大量的热。在不包括光纤阵列单元14b的比较激光记录装置中，所述激光发射元件41需要以根据分辨率的间距设置在阵列中。因此，在所述比较激光记录装置中，为了达到200dpi的分辨率，激光发射元件41需要以非常窄的间距被设置。其结果是，在所述比较激光记录装置中，激光发射元件41的热难以释放，并且激光发射元件41的温度变高。当激光发射元件41的温度变高时，激光发射元件41的波长和光输出波动，从而在比较激光记录装置中很难将记录目标加热至指定的温度并获得优质图像。在所述比较激光记录装置中，为了减小激光发射元件41的温度上升，有必要减小记录目标的传送速度并加宽激光发射元件41的光发射间隔，从而可以充分提升生产力。
相比之下，根据所述实施例的记录装置14是使用光纤阵列单元14b的光纤阵列记录装置。光纤阵列记录装置允许光纤阵列单元14b的激光输出区段42a根据图像分辨率被设置，并且不需要以根据图像分辨率的间距来设置激光阵列单元14a的激光发射元件41。在根据所述实施例的记录装置14中，此结构使得激光发射元件41之间的间距可以被充分加宽，使得所述激光发射元件41的热能够被充分释放。籍此，在根据所述实施例的记录装置14中，可以抑制激光发射元件41的温度升高，从而可以抑制激光发射元件41的波长和光输出的波动。其结果是，在根据所述实施例的记录装置14中，优质的图像能够被记录在所述记录目标上。此外，激光发射元件41的温度上升能够通过缩短激光发射元件41的光发射间隔被抑制。其结果是，能够提高容器C的传送速度。从而，能够提高生产力。
在根据所述实施例的记录装置14中，冷却单元50通过液体冷却所述激光发射元件41，从而使得有可能进一步减小在所述激光发射元件41中的温度上升。其结果是，在根据所述实施例的记录装置14中，激光发射元件41的光发射间隔能够进一步被缩短，且因此容器C的传送速度能够被提高。从而，能够提高生产力。在所述实施例中，所述激光发射元件41被液体冷却。例如，所述激光发射元件41可用冷却风扇被空气冷却。液体冷却的冷却效率高于空气冷却，且因此，具有充分冷却激光发射元件41的优点。虽然空气冷却的冷却效率低于液体的冷却，但是空气冷却具有以低成本冷却激光发射元件41的优点。
图5是展示所述图像记录系统100的电路的一部分的框图。例如，展示在图5中的系统控制装置18包括中央处理单元(CPU)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)和非易失性存储器，控制图像记录系统100中的各种装置的驱动，并执行各种类型的算术处理。例如，系统控制装置18连接有传送装置10、记录装置14、读取装置15、操作面板181、和图像信息输出单元47。
例如，设有触摸屏显示器和各种键的操作面板181显示图像并接收由操作员的键入操作输入的各种类型的信息。
如图5中所展示的，例如，系统控制装置18作为图像修正单元发挥作用，这是CPU根据存储在ROM中的程序运行的结果。起到图像修正单元作用的系统控制装置18基于所述记录目标的形状来修正记录在所述记录表面上的图像的失真。
下文参考图1描述了图像记录系统100的示例性运行。操作者将装有负载的容器C放置在传送装置10上。操作者将容器C放置在传送装置10上，使得容器本体的附接有热记录标牌的侧面被放置在负Y侧上，即，所述侧面面向记录装置14。
一旦操作员操作操作面板181启动系统控制装置18，传送开始信号就从操作面板181传输到系统控制装置18。当接收到传送开始信号时，系统控制装置18开始驱动传送装置10。放置在传送装置10上的容器C被传送装置10朝向记录装置14传送。例如，容器C的传送速度为2m/s。
容器C的传送方向上记录装置14的上游布置有传感器，所述传感器检测在传送装置10上传送的容器C。当传感器检测到容器C时，检测信号从所述传感器被发送至系统控制装置18。系统控制装置18包括计时器。在系统控制装置18接收到来自所述传感器的检测信号时，系统控制装置18用所述计时器开始时间测量。系统控制装置18基于从接收到检测信号时开始的经过时间来获取容器C到达记录装置14的时间。
系统控制装置18向记录装置14输出记录开始信号，以便使记录装置14在从接收到检测信号时开始的经过时间为T1并且容器C到达记录装置14时的时间在附接至穿过记录装置14的容器C的热记录标牌RL上记录图像。
当接收到所述记录开始信号时，记录装置14基于从图像信息输出单元47接收到的图像信息用具有一定功率的激光照射相对于记录装置14移动的容器C的热记录标牌RL。其结果是，图像以非接触的方式被记录在热记录标牌RL上。
记录在热记录标牌RL上的图像(从图像信息输出单元47传输的图像信息)的示例包括字符图像，如容纳在容器C中的负载的内容，或者有关运输目的地的信息、和代码图像，如条形码或二维码(如，QR码)，有关容纳在容器C中的负载的内容或运输目的地的信息被编码在其中。
在穿过记录装置14时被记录图像在其上的容器C穿过读取装置15。当容器C经过读取装置15时，读取装置15读取记录在热记录标牌RL上的编码图像，如条形码或二维码，并获取有关容纳在容器C中的负载的内容或运输目的地的信息。系统控制装置18将从代码图像获得的信息与从图像信息输出单元传输的图像信息进行比较，以检查所述图像是否被准确记录。当图像被准确记录时，系统控制装置18使传送装置10将容器C传送到下一个过程(例如，运输准备过程)。
图像没有被准确记录时，系统控制装置18暂时停止传送装置10并使操作显示器181显示图像没有被准确记录。图像没有被准确记录时，系统控制装置18可以使容器C被传送至指定的传送目的地。
图6A是用于阐明当如容器C的结构体具有圆柱形形状时的图像记录的示意图。图6B是用于阐明在图6A中的J1附近记录图像的示意图。图6C是用于阐明在图6A中的J2附近记录图像的示意图。图6D是用于阐明线段的示意图，所述线段形成在图6A中所展示的记录目标上并且在X轴方向延伸。
当图像被记录在附接至圆柱形结构体的侧表面的热记录标牌RL上时，记录图像在其上的记录表面是弧形弯曲表面。当所述记录表面是弯曲表面时，激光到所述记录表面的入射角θ在X轴方向(副扫描方向)对于每一个图像记录位置不同。
如图6C中所展示的，当具有弧形弯曲表面的记录表面的顶点J2(图6A所示)附近的表面被用激光照射以记录图像时，所述记录表面基本上垂直于激光照射方向(Y轴方向)。因此，这种情况下，激光到记录表面的入射角θ几乎为0°。如图6D中所展示的，因此，图像点G以指定的形状和指定的图像点距被记录在所述记录目标上。如图6B中所展示的，当具有弧形弯曲表面的记录表面的J1(图6A所示)附近的表面被激光照射以记录图像时，所述记录表面相对于激光照射方向(Y轴方向)倾斜。因此，这种情况下，激光到记录表面的入射角θ不为0°。如图6D中所展示的，因此，图像点G以在副扫描方向(X轴方向)上拉伸的形状和在副扫描方向上加宽的图像点距记录在所述记录目标上。当记录的图像在圆周方向被旋转并且从记录的图像的垂直方向整体观察时，这种加宽的图像点距和拉伸的图像点被观察为记录的图像的失真。当热记录标牌RL被从所述圆柱形结构体上剥下并放平用于观察时，观察到记录的图像是失真的图像。
所述实施例调整激光照射周期、激光照射时间、和/或激光照射功率以修正副扫描方向(X轴方向)上的图像失真。
两种类型的方法可用于调整激光照射功率。一种是控制峰值功率的方法。另一种是控制光发射脉冲率(工作状态)的方法。在控制峰值功率的方法中，能够记录更精细的图像，但控制是困难的，并且难以快速记录图像。相比之下，在控制光发射率的方法中，控制更容易，且能够更快速地记录图像，但是所记录的图像质量比峰值功率控制方法低。一般来说，根据记录速度选择控制峰值功率的方法和控制光发射脉冲率的方法中的任一者。两种方法对于均衡图像密度均有效。
图7A是展示比较激光照射周期和比较激光照射时间的时间图。图7B是展示所述实施例中的激光照射周期和激光照射时间的时间图。图7C展示了一个时间图，其中，除了图7B中所展示的时间图之外，两侧的激光照射水平增加以增加激光的峰值功率。
如图7A中所展示的，激光照射根据典型激光照射周期PC0和典型激光照射时间PW0进行，无论相关技术领域中的所述记录表面的形状如何。当记录表面垂直于激光照射方向(Y轴方向)并且激光到记录表面的入射角θ为0°时，典型激光照射周期PC0和典型激光照射时间PW0可以实现记录，使得图像点在X轴方向上的长度是指定的长度并且图像点距是指定的间距。当记录表面不垂直于激光照射方向(Y轴方向)并且激光到记录表面的入射角θ不为0°时，图像点在副扫描方向上的长度变得长于指定长度并且副扫描方向上的图像点距被加宽超过指定间距，如图6D中所示。随着激光到记录表面的入射角θ的增大，图像点在副扫描方向上的长度变得长于指定长度并且图像点距比指定间距进一步加宽。
相比之下，在所述实施例中，激光照射周期和激光照射时间根据记录表面的形状改变，如图7B中所展示的。具体地，当记录表面相对于激光照射方向倾斜并且激光到记录表面的入射角θ因此增大时，激光照射时间进一步缩短并且激光照射周期进一步缩短。随着激光到记录表面的入射角θ增大，激光照射时间进一步缩短，从而可以抑制图像点在副扫描方向上被拉长。随着激光到记录表面的入射角θ增大，激光照射周期进一步缩短，从而可以抑制图像点距变宽。所述实施例因此能够抑制图像的拉伸和加宽，从而可以抑制记录在所述记录表面上的图像的失真，即使当所述记录表面是弯曲表面时。此外，通过使用如图7C中所示的记录模式，所述实施例能够消除两端的密度减小，从而可以记录精细图像。
此外，在所述实施例中，激光的峰值功率被增大，如图7C中的时间表所展示的，其中，除了图7B中所展示的时间表之外，两侧的激光照射级别增大。其结果是，倾斜的记录表面所引起的激光照射面积的增加而造成的能量密度减小被修正，以及光路增大所引起的光束直径增大而造成的能量密度减小被修正。通过使用如图7C中所示的记录模式的激光照射，所述实施例能够消除所述倾斜记录表面上两端的密度减小，从而可以记录精细图像。
图8是在副扫描方向上的图像失真修正的控制流程。
作为图像修正单元的系统控制装置18获取传送至记录装置14的记录目标的记录表面的形状(S1)。在所述实施例中，如图1中所展示的，形状测量传感器182布置在容器传送方向(X轴负方向)上记录装置14的上游。作为测量单元的形状测量传感器182获取所述记录表面的形状。对于形状测量传感器182，能够使用距离传感器或位移传感器。记录目标的形状可以由操作员通过作为输入单元的操作面板181输入，且基于由操作员输入的记录目标的形状可以获取记录表面的形状。
系统控制装置18基于图像数据识别图像在副扫描方向上被第一次记录在所述记录表面上的记录位置，并基于所获取的记录表面的形状识别所述记录位置处的激光入射角(S2)。如果识别到的激光入射角为0°(S3处为是)，则典型激光照射周期PC0和典型激光照射时间PW0被设定(S7)。如果识别到的激光入射角不为0°(S3处为否)，则基于激光入射角计算激光照射周期PC1和激光照射时间PW1(S4和S5)。
下面描述了激光照射时间PW1的计算。
图9A是一个示意图，用于阐明当记录表面垂直于激光照射方向时(激光入射角为0°)时，由典型的激光照射周期PC0和典型的激光照射时间PW0形成的指定的图像点G和指定的图像点距P1。图9B是一个示意图，用于阐明针对记录表面垂直于激光照射方向的情况和记录表面相对于激光照射方向倾斜的情况中的每个，图像点在副扫描方向上的长度。
如图9A中所展示的，图像点G具有在X轴方向(副扫描方向)较长的基本上椭圆形形状。更具体地，图像点G具有所谓的卵形形状，其由矩形和在X轴方向上连接在所述矩形的两侧的两个半圆形形成。半圆的半径是R。所述矩形在X轴方向上的长度为PW0·v，其中PW0是激光照射时间，并且v是记录目标的传送速度。因此，指定的图像点G在副扫描方向(X轴方向)上的长度为2R+PW0·v。
如图9B中所展示的，当热记录标牌RL(记录表面)相对于激光照射方向倾斜时图像点在副扫描方向上的长度W2大于当热记录标牌RL(记录表面)垂直于激光照射方向时图像点在副扫描方向上的长度W1。W1与W2之间的关系式被表达为W2cosθ＝W1，其中θ是基于图9B中所展示的几何关系的激光L的入射角。在修正时，W2意指指定的图像点在副扫描方向上的长度。所以，W2＝2R+PW0·v，并且因此，关系式(2R+PW0·v)cosθ＝W1成立。此外，W1用激光照射时间PW1表达为W1＝2R+PW1·v。其结果是，激光照射时间PW1能够由下面的表达式1表达。
PW1＝[(2R+PW0·v)cosθ-2R]/v 表达式1
激光照射时间PW1用表达式1计算。
在副扫描方向(X轴方向)上的图像点距P1是激光照射周期PC0。激光照射周期PC1的关系表达式能够用与激光照射时间的计算相同的方式获得。所述关系表达式由下面的表达式2表达。
PC1＝PC0cosθ 表达式2
激光照射周期PC1用表达式2计算。
图像点的半圆部分的半径R由预备试验获得。
图10是用于阐明如何获得图像点G的半圆部分的半径R的示意图。
在所述记录目标上，记录了在Z轴方向上(主扫描方向)具有一个点的宽度的线条。图像密度由微密度计测量(狭缝宽度为5μm)。平均密度从密度测量结果的最大值和最小值计算，取出平均密度的轮廓，并且将所述轮廓放大500倍。在Z轴方向(主扫描方向)上的线的一端与在X轴方向(副扫描方向)上的线的一端处的弧线的交点A，以及在Z轴方向(主扫描方向)上的线的另一端与在X轴方向(副扫描方向)上的线的一端处的弧线的交点A’被获得。线A-A’的中点B被获得。平行于线A-A’并接触弧线的线C-C’被获得。线C-C’和弧线的切点D被获得。从中点B到切点D的长度被获取为图像点G的半圆部分的半径R。
回到图8，用表达式1计算出激光照射周期PC1并用表达式2计算出激光照射时间PW1之后，系统控制装置18设定算出的激光照射周期PC1和激光照射时间PW1(S6)。当第一次在副扫描方向上将图像记录在记录表面上时，仅设定激光照射时间。如果在完成S6或S7中的处理之后存在下一个图像数据(在S8处为是)，则系统控制装置18返回到S3。进一步地，如果在完成S6或S7中的处理之后不存在下一个图像数据(在S8处为否)，则系统控制装置18完成处理。激光照射周期PC1和激光照射时间PW1被设定至记录表面上的副扫描方向(X轴方向)上的各个记录位置，以生成如图7B中所展示的激光照射特征曲线。当激光照射周期PC1和激光照射时间PW1设定至副扫描方向上的最终记录位置时，所述过程终止。
基于这样产生的激光照射的特征曲线，激光照射周期(开始激光照射的计时)和激光照射时间被控制。具体地，控制器46包括如以上所描述的时钟发生器。当时钟发生器生成的时钟数量达到指定数量的时钟时，激光照射开始或结束。因此，激光照射周期和激光照射时间能够通过改变指定的开始激光照射的时钟数量和指定的结束激光照射的时钟数量被控制。激光照射周期和激光照射时间基于如上述产生的激光照射的特征曲线被控制，从而可以修正副扫描方向上的图像失真并获得优质图像，在所述优质图像中图像失真被抑制，即使在所述记录表面是弯曲表面时。
如以上所描述的，针对记录表面上的每个记录位置计算激光照射时间PW1。然而，当满足关系式0.8[(2R+PW0·v)cosθ-2R]/v≤PW1≤1.3[(2R+PW0·v)cosθ-2R]/v时，激光照射时间PW1能够很好地抑制图像的拉伸。当满足关系式0.8PC0cosθ≤PC1≤1.3PC0cosθ时，激光照射周期PC1也能够很好地抑制图像点的加宽。例如，可以基于激光入射角针对图像在副扫描方向上首次被记录到记录表面上的位置来计算激光照射时间PW1和激光照射周期PC1，且在此之后，可以针对每个记录位置检查激光入射角。当检查的激光入射角和计算的激光入射角之差在指定的范围中并且激光照射时间PW1满足0.8[(2R+PW0·v)cosθ-2R]/v≤PW1≤1.3[(2R+PW0·v)cosθ-2R]/v，并且激光照射周期PC1满足0.8PC0cosθ≤PC1≤1.3PC0cosθ时，第一计算的激光照射时间PW1和激光照射周期PC1可以被设定而不用计算激光照射时间PW1和激光照射周期PC1。当检查的激光入射角和计算的激光入射角之差超过指定的范围并且不满足那些关系式时，可以计算激光照射时间PW1和激光照射周期PC1。
激光入射角的范围被分离，使得激光照射时间PW1满足0.8[(2R+PW0·v)cosθ-2R]/v≤PW1≤1.3[(2R+PW0·v)cosθ-2R]/v并且激光照射周期PC1满足0.8PC0cosθ≤PC1≤1.3PC0cosθ，表格被存储在所述非易失性存储器中，其中分离的激光入射角、激光照射时间PW1、和激光照射周期PC1相互关联。基于根据所获取的所述记录表面的形状识别的激光入射角，可以针对每个记录位置设定激光照射时间PW1和激光照射周期PC1。
当记录表面在主扫描方向上具有弯曲形状时，如所述记录目标的记录表面在主扫描方向(Z轴方向)上弯曲的情况，记录在所述记录目标上的图像在主扫描方向上失真。不像副扫描方向(X轴方向)上的图像失真，主扫描方向(Z轴方向)上的图像失真不能通过激光照射周期和激光照射时间修正。主扫描方向(Z轴方向)上的图像失真被修正如下：从图像信息输出单元47输出的图像数据被转换，并且图像基于经转换的图像数据被记录在所述记录目标上。具体地，基于所获取的所述记录表面的形状，图像数据的大小在主扫描方向上被减小。
下面描述了主扫描方向上的图像失真的示例性修正。基于从图像信息输出单元47传输的图像数据，当记录表面是垂直于激光输出方向的平面时，获取图像的主扫描方向长度F1。在由形状测量传感器182获得的记录表面的形状和图像数据的基础上，当图像被记录在所述记录表面上时，以如上所述的相同方式获得图像的主扫描方向长度F2。从主扫描方向长度F2中减去主扫描方向长度F1，以得到记录的图像在主扫描方向上的增加量，并且要从图像数据中抽取的像素的数量被指定。基于特定的算法从图像数据抽取像素，以减小图像数据在主扫描方向上的大小。例如，所述像素以下面这种方式被抽取：当一定数量的黑点(图像数据为“一”)或白点(图像数据为“零”)在主扫描方向上连续，像素从所述连续点中抽取。基于经转换的图像数据，所述图像被记录在所述记录表面上。其结果是，主扫描方向上的失真被修正的图像能够被记录在所述记录表面上。
当记录表面所具有的形状是激光入射角相对于它在主扫描方向(Z轴方向)和副扫描方向(X轴方向)上均变化的形状时，如在记录表面是球面的情况中，以上所描述的副扫描方向上的失真修正和主扫描方向上的失真修正均被执行，并且图像被记录在所述记录表面上。其结果是，主扫描方向上和副扫描方向上两者的失真均被抑制的图像能够被记录在所述记录表面上。
下面描述了由本发明人进行的验证实验。
工作示例1
图11是展示工作示例1的示意图。在工作示例1中，具有附接至其侧面的热记录标牌RL的圆柱形结构体的容器C被准备为记录目标。基于所述结构体的形状，针对X轴方向(副扫描方向)上的每个位置获取激光进入作为记录表面的热记录标牌RL的表面的入射角。所述记录目标被设置成使得所述记录目标是竖直的。“A”、“B”、和“C”的图像被记录在所述记录目标上，同时，所述记录目标以恒定速度v被传送并且激光的脉冲被控制，使得PW1＝[(2R+PW0·v)cosθ-2R]/v以及PC1＝PC0cosθ对于每个获得的激光入射角来说均满足。各种参数被如下设定：激光中心之间的间距＝0.126mm，R＝0.064mm，激光照射周期(频率)PC＝125μs(8kHz)，激光照射时间PW＝93μs，传送速度＝1m/s，并且峰值功率＝3W。
工作示例2
图12是展示工作示例2的示意图。在工作示例2中，经历工作示例1的记录目标被水平设置。“A”、“B”、和“C”的图像被记录在所述记录目标上，同时，所述记录目标以恒定速度被传送。在工作示例2中，将被记录在所述记录目标上的“A”、“B”、和“C”的图像的图像数据基于作为结构体的容器C的形状被转换，并且“A”、“B”、和“C”的图像基于经转换的图像数据被记录在所述记录目标上。
工作示例3
在工作示例3中，以与工作示例1同样的方式执行控制，除了激光的峰值功率被修正为功率控制。在功率修正中，入射角θ为0°的位置处的峰值功率为3W，这与工作示例1中相同，并且随着入射角θ增加且光路变长，峰值功率增加至4W。
工作示例4
在工作示例4中，以与工作示例2同样的方式执行控制，除了激光的峰值功率被修正为功率控制。在功率修正中，入射角θ为0°的位置处的峰值功率为3W，这与工作示例1中相同，并且随着入射角θ增大以及光路变长，峰值功率增加至4W。
对比示例
对比示例以与工作示例1同样的方式进行，除了激光照射时间恒定为PW0并且激光照射周期恒定为PC0。
在工作示例1和2以及比较示例中已经记录了图像的热记录标牌RL，从各自的结构体剥下、放平，并从其正面被视觉上观察以评价图像的失真程度。结果被展示在表1中。当图像失真等于或优于允许程度时，结果被表示为“优”。当图像失真明显并且图像失真是不允许的程度时，结果被表示为“差”。结果被展示在表1中。当图像密度等于或优于允许程度时，结果被表示为“优”。当观察到图像密度变化时，结果被表示为“良”。当图像密度变化是不允许的程度时，结果被表示为“差”。结果被展示在表1中。
表1
图像失真 图像密度变化
工作示例1 优 良
工作示例2 优 良
工作示例3 优 优
工作示例4 优 优
对比示例 差 差
如从表1能够看到的，通过基于激光到记录表面的入射角进行激光脉冲控制以及基于所述记录表面的形状对图像数据进行转换，图像失真可以被减小到允许范围。
第一变型
图13A和13B是展示第一变型中的图像记录系统100的示例的示意图。在所述第一变型中，记录装置14移动并在用作所述记录目标的容器C的热记录标牌RL上记录图像。
如图13A和13B中所展示的，第一变型中的图像记录系统100包括上面放有容器C的置物桌150。记录装置14被轨道构件141支撑，使得所述记录装置能够在图13A和13B中的左右方向上移动。
在所述第一变型中，操作员将容器C设置在置物桌150上，使得用作所述记录目标的容器C的热记录标牌RL所附接的表面面朝上。将容器C放在放置桌150上之后，操作员操作所述操作面板181以启动图像记录过程。当图像记录过程开始，位于图13A的左侧的记录装置14移动到图13A的右侧，如箭头所示。记录装置14用激光照射所述记录目标(容器C上的热记录水平RL)，同时移动至图13A中的右侧以便在所述记录目标上记录图像。图像被记录后，在图13B右侧的记录装置14移动到左侧(如图13B中箭头指示的)并回到图13A中所展示的位置。
以上描述了所述示例，每个示例中本发明被应用于在附接至容器C的热记录标牌RL上记录图像的装置。例如，本发明可以被应用至图像重写系统，所述图像重写系统在附接至容器C的可逆热记录标牌上重写图像。在此情况中，用激光器照射可逆热记录标牌以擦除记录在所述可逆热记录标牌上的图像的擦除装置沿容器的传送方向布置在记录装置14的上游。记录在可逆热记录标牌上的图像被擦除装置擦除后，记录装置14在所述可逆热记录标牌上记录图像。记录装置14还能够抑制记录在具有弯曲表面的记录表面上的图像的失真。
以上描述了使用光纤阵列的记录装置。记录装置可以使用以像素间距设置在阵列中的半导体激光器，并用来自半导体激光器的激光照射所述记录目标，而不使用用于发射激光的光纤，从而在所述记录目标上记录图像。
以上说明通过举例的方式呈现。本发明具有以下方面的特别优势。
第一方面
根据第一方面的图像记录设备包括激光照射装置，所述激光照射装置设有多个激光输出区段，所述多个激光输出区段沿特定方向并排设置并且用从所述激光输出区段输出的激光沿特定方向照射互不相同的位置，并且用激光照射沿不同于所述特定方向的方向相对于所述激光照射装置运动的记录目标，从而加热所述记录目标以记录可视图像。所述图像记录设备包括图像修正单元(如，系统控制装置18)，所述图像修正单元基于所述记录目标的记录表面的形状来调整从所述激光输出区段输出的激光的照射条件以及修正记录在所述记录表面上的图像的失真。
当图像记录表面是弯曲表面时，记录在记录表面上的图像失真。原因如下。当所述记录表面是弯曲表面时，所述记录表面相对于激光照射方向倾斜。其结果是，激光到所述记录表面的入射角不为0°。当激光入射角不为0°时，激光照射的位置和激光照射的范围不同于当激光入射角为0°时。其结果是，形成在记录表面上的图像点在倾斜方向上被拉伸并且图像点距变宽。因为记录表面倾斜并且激光入射角增大，图像点在倾斜方向上进一步被拉伸并且图像点距进一步变宽。拉伸的图像点和变宽的图像点距表现为记录在记录表面上的图像的失真。
因此，根据第一方面所述的图像记录设备基于在所述记录目标的记录表面的形状修正记录在所述记录表面上的图像的失真。例如，当记录表面在副扫描方向上倾斜时，形成在记录表面上的图像点在副扫描方向上的拉伸能够通过缩短激光照射时间被抑制。图像点距的加宽能够通过缩短激光照射周期来抑制。其结果是，副扫描方向上的图像失真能够被抑制。
当记录表面在主扫描方向上倾斜时，图像数据大小被修正为主扫描方向上的缩小尺寸，以修正主扫描方向上的图像失真，从而可以抑制记录在记录表面上的图像的失真。
如以上所描述的，通过根据所述记录表面的形状调整激光照射条件以及转换图像数据，根据第一方面所述的图像记录设备能够修正图像失真，从而可以抑制记录在记录表面上的图像的失真。
第二方面
在根据第一方面所述的图像记录设备中，图像修正单元(如，系统控制装置18)基于激光到所述记录目标的记录表面的入射角来调整照射条件，所述记录目标在所述记录目标的相对运动方向上。
如所述实施例中所描述的，通过根据激光到记录表面的入射角来调整诸如激光照射周期和激光照射时间的激光照射条件，根据第二方面所述的图像记录设备能够抑制在所述记录目标的相对运动方向上图像点距的加宽以及在所述记录目标的相对运动方向上图像点的拉伸，从而可以修正在所述记录目标的相对运动方向上的图像失真。
第三方面
在根据第二方面所述的图像记录设备中，如系统控制装置18的图像修正单元基于所述入射角调整作为照射条件的激光照射时间和激光照射周期中的至少一者。
如所述实施例中所描述的，根据第三方面所述的图像记录设备能够调整在所述记录目标的相对运动方向上的图像点的拉伸和图像点距的加宽中的至少一者，从而可以修正在所述记录目标的相对运动方向上的图像失真。
第四方面
在根据第三方面所述的图像记录设备中，如系统控制装置18的图像修正单元基于所述入射角调整作为照射条件的激光照射时间和激光照射周期。
如所述实施例中所描述的，根据第四方面所述的图像记录设备通过基于入射角调整激光照射时间和激光照射周期二者，能够抑制图像点的拉伸和图像点距的加宽二者，从而可以很好地修正所述记录目标的相对运动方向上的图像失真。
第五方面
在根据第三方面或第四方面所述的图像记录设备中，如系统控制装置18的图像修正单元调整激光照射时间，使得入射角为θ时的激光照射时间PW1满足关系式0.8[(2R+PW0·v)cosθ-2R]/v≤PW1≤1.3[(2R+PW0·v)cosθ-2R]/v，其中，PW0是入射角为0°时的激光照射时间，R是所述图像点的直径，并且v是所述记录目标的相对运动速度。
如所述实施例中所描述的，根据第五方面所述的图像记录设备通过在以上描述的范围中调整激光照射时间，能够抑制图像点的拉伸，从而可以抑制图像失真。
第六方面
在根据第三方面至第五方面中任一个所述的图像记录设备中，如系统控制装置18的图像修正单元调整激光照射周期，使得在入射角是θ时的激光照射周期PC0满足关系式0.8PC0cosθ≤PC1≤1.3PC0cosθ，其中，PC0是当所述入射角为0°时的激光照射周期。
如所述实施例中所描述的，根据第六方面所述的图像记录设备通过在以上描述的范围中调整激光照射周期，能够抑制图像点的位置偏移，从而可以抑制图像失真。
第七方面
在根据第一方面至第六方面中任一方面所述的图像记录设备中，如系统控制装置18的图像修正单元基于所述记录表面在垂直于所述记录目标的相对运动方向的方向上的形状来改变在主扫描方向上的图像数据的大小。
其结果是，根据第七方面所述的图像记录设备能够抑制主扫描方向上的图像失真。
第八方面
根据第一方面至第七方面中任一方面所述的图像记录设备包括如操作面板181的输入单元，有关所述记录表面的形状的信息通过所述输入单元被输入。
如所述实施例中所描述的，根据第八方面所述的图像记录设备能够从其使用者所输入的信息获取所述记录表面的形状。
第九方面
根据第一方面至第八方面中任一方面所述的图像记录设备包括测量所述记录表面的形状的形状测量单元(如，形状测量传感器182)。
根据第九方面所述的图像记录设备测量所述记录表面的形状，从而可以精确地把握所述记录表面的形状。
第十方面
在根据第一方面至第九方面中任一方面所述的图像记录设备中，如系统控制装置18的所述图像修正单元基于所述记录目标的记录表面的形状来控制激光的照射功率。
其结果是，根据第九方面所述的图像记录设备能够抑制形成在所述记录表面上的图像。
第十一方面
在根据第一方面至第十方面中任一方面所述的图像记录设备中，所述激光照射装置包括多个激光发射元件和多个光纤，所述光纤各自被设置成对应于所述激光发射元件中的一者并且各自将从所述激光发射元件发射的激光引导至所述记录目标，并且对应光纤的激光输出区段被保持在激光阵列中的所述特定方向上的阵列中。
如所述实施例中所描述的，根据第十方面所述的图像记录设备允许对应的光纤的激光输出区段以与所述可视图像的像素间距相同的间距来设置，并且不需要以与像素间距相同的间距来设置诸如半导体激光器的激光发射元件。因此所述激光发射元件能够被设置成使得激光发射元件的热被释放。其结果是，激光发射元件的温度升高能够被抑制。根据第十方面所述的图像记录设备能够抑制激光发射元件的波长和光输出的波动，从而可以在所述记录目标上记录优质图像。
第十二方面
在根据第十一方面所述的图像记录设备中，如系统控制装置18的所述图像修正单元根据激光发射元件的温度来控制激光的照射功率。
根据第十一方面所述的图像记录设备能够修正并抑制由于激光发射元件的温度而造成的激光发射元件的光输出的波动，从而可以在所述记录目标上记录优质图像。
第十三方面
根据第一方面至第十二方面中任一方面所述的图像记录设备包括记录目标传送单元(如，传送装置10)，其传送所述记录目标，并且在通过所述记录目标传送单元传送所述记录目标的同时用激光照射所述记录目标以在所述记录目标上记录可视图像。
根据第十二方面所述的图像记录设备相比于暂停记录目标并且移动诸如记录装置14的激光照射单元以在记录目标上记录可视图像的情况，能够进一步提高生产力。
第十四方面
图像记录方法使用根据第一方面至第十三方面中的任一方面所述的图像记录设备在记录目标上进行图像记录。
所述图像记录方法能够在具有弯曲表面的记录表面上记录图像，图像中的失真被抑制。
以上描述的实施例是说明性的并且不限制本发明。因此，鉴于以上教导，许多修改和变化都是可能的。例如，在本披露和所附权利要求书的范围内，本文中的不同说明性和示例性实施例中的至少一种特征可以相互结合或相互代替。进一步，所述实施例的部件的特征，如数量、位置、和形状，并不局限于所述实施例，因此可以被优选地设定。因此，应该理解在所附权利要求范围内，本发明的披露可以不同于在此特定说明的方式来实践。
在此所描述的所述方法步骤、过程或操作不应当被解释为必须要求它们按所讨论或示出的特定顺序执行，除非特别指出执行顺序或者通过上下文清楚地指出。还应当理解的是，可以采用另外的或替代性的步骤。
进一步，任何上述设备、装置或单元能够实现为硬件设备，如专用电路或装置，或被实现为硬件/软件组合，如执行软件程序的处理器。
进一步，如以上所描述的，本发明的上述和其他方法中的任何一个可以以存储在任何类型的存储介质中的计算机程序的形式实施。存储介质的示例包括但不限于软盘、硬盘、光盘、磁光盘、磁带、非易失性存储器、半导体存储器、只读存储器(ROM)等等。
可替代地，本发明的上述和其他方法中的任何一个可以由专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)或现场可编程门阵列(FPGA)实现，通过连接常规部件电路的合适网络或通过其与一个或更多个传统的通用微处理器或相应编程的信号处理器的组合来准备。
所描述的实施例的各个功能可以由一个或更多个处理电路或电路系统实现。处理电路系统包括被编程的处理器，同时处理器包括电路系统。处理电路还包括诸如专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)和常规电路部件之类的装置，所述装置被设置用于执行所述功能。

Claims (20)

1.一种图像记录设备，包括：
激光照射装置，所述激光照射装置包括多个激光输出区段，所述多个激光输出区段沿特定方向并排设置并且被配置成用从所述多个激光输出区段输出的激光沿所述特定方向照射互不相同的位置，所述图像记录设备被配置成用于用激光照射沿不同于所述特定方向的相对运动方向相对于所述激光照射装置运动的记录目标以加热所述记录目标，并且在所述记录目标上记录可视图像；以及
图像修正单元，所述图像修正单元被配置成基于记录表面的形状来调整从所述多个激光输出区段输出的激光的照射条件以及修正记录在所述记录目标的所述记录表面上的图像的失真，
其中，所述图像修正单元被配置成基于所述激光到所述记录目标的记录表面的入射角来调整所述照射条件，所述记录目标在所述记录目标的所述相对运动方向上，
其中，所述图像修正单元被配置成用于基于所述入射角调整作为所述照射条件的激光照射时间和激光照射周期中的至少一者，并且
其中，所述图像修正单元被配置成用于调整所述激光照射时间，使得在所述入射角是θ时的激光照射时间PW1满足关系式0.8[(2R+PW0·v)cosθ-2R]/v≤PW1≤1.3[(2R+PW0·v)cosθ-2R]/v，其中，PW0是当所述入射角是0°时的激光照射时间，R是图像点的直径，并且v是所述记录目标的相对运动速度。
2.根据权利要求1所述的图像记录设备，其中，所述图像修正单元被配置成用于基于所述入射角调整作为所述照射条件的所述激光照射时间和所述激光照射周期。
3.根据权利要求1所述的图像记录设备，其中，所述图像修正单元被配置成基于所述记录表面在垂直于所述记录目标的所述相对运动方向的方向上的形状来改变在主扫描方向上的图像数据大小。
4.根据权利要求3所述的图像记录设备，进一步包括被配置成用于测量所述记录表面的形状的测量单元。
5.根据权利要求1所述的图像记录设备，进一步包括输入单元，所述输入单元被配置成使得关于所述记录表面的形状的信息通过所述输入单元被输入。
6.根据权利要求1或2所述的图像记录设备，其中，所述图像修正单元被配置成用于基于所述记录目标的所述记录表面的形状来控制所述激光的照射功率。
7.根据权利要求1或2所述的图像记录设备，其中
所述激光照射装置包括：
多个激光发射元件；以及
多个光纤，所述多个光纤经设置对应于所述多个激光发射元件，并被配置成用于将从所述多个激光发射元件发射的激光引导至所述记录目标，并且
所述多个光纤的多个激光输出区段被保持在激光阵列中的所述特定方向上的阵列中。
8.根据权利要求1或2所述的图像记录设备，其中，所述图像修正单元被配置成用于根据所述多个激光发射元件的温度来控制所述激光的照射功率。
9.根据权利要求1或2所述的图像记录设备，进一步包括被配置成用于传送所述记录目标的记录目标传送单元，其中
所述图像记录设备被配置成在所述记录目标被所述记录目标传送单元传送的同时用激光照射所述记录目标以记录可视图像。
10.根据权利要求2所述的图像记录设备，进一步包括输入单元，所述输入单元被配置成使得关于所述记录表面的形状的信息通过所述输入单元被输入。
11.一种使用图像记录设备在记录目标上进行图像记录的图像记录方法，其中，根据权利要求1或2所述的图像记录设备被用作所述图像记录设备。
12.根据权利要求11所述的图像记录方法，其中，所述图像修正单元被配置成基于所述记录表面在垂直于所述记录目标的所述相对运动方向的方向上的形状来改变在主扫描方向上的图像数据大小。
13.一种图像记录设备，包括：
激光照射装置，所述激光照射装置包括多个激光输出区段，所述多个激光输出区段沿特定方向并排设置并且被配置成用从所述多个激光输出区段输出的激光沿所述特定方向照射互不相同的位置，所述图像记录设备被配置成用于用激光照射沿不同于所述特定方向的相对运动方向相对于所述激光照射装置运动的记录目标以加热所述记录目标，并且在所述记录目标上记录可视图像；以及
图像修正单元，所述图像修正单元被配置成基于记录表面的形状来调整从所述多个激光输出区段输出的激光的照射条件以及修正记录在所述记录目标的所述记录表面上的图像的失真，
其中，所述图像修正单元被配置成基于所述激光到所述记录目标的记录表面的入射角来调整所述照射条件，所述记录目标在所述记录目标的所述相对运动方向上，
其中，所述图像修正单元被配置成用于基于所述入射角调整作为所述照射条件的激光照射时间和激光照射周期中的至少一者，并且
其中，所述图像修正单元被配置成用于调整所述激光照射周期，使得在所述入射角是θ时的激光照射周期PC1满足关系式0.8PC0cosθ≤PC1≤1.3PC0cosθ，其中，PC0是当所述入射角为0°时的激光照射周期。
14.根据权利要求13所述的图像记录设备，进一步包括被配置成用于测量所述记录表面的形状的测量单元。
15.根据权利要求13所述的图像记录设备，进一步包括输入单元，所述输入单元被配置成使得关于所述记录表面的形状的信息通过所述输入单元被输入。
16.根据权利要求13所述的图像记录设备，其中，所述图像修正单元被配置成用于基于所述记录目标的所述记录表面的形状来控制所述激光的照射功率。
17.根据权利要求13所述的图像记录设备，其中
所述激光照射装置包括：
多个激光发射元件；以及
多个光纤，所述多个光纤经设置对应于所述多个激光发射元件，并被配置成用于将从所述多个激光发射元件发射的激光引导至所述记录目标，并且
所述多个光纤的多个激光输出区段被保持在激光阵列中的所述特定方向上的阵列中。
18.根据权利要求17所述的图像记录设备，其中，所述图像修正单元被配置成用于根据所述多个激光发射元件的温度来控制所述激光的照射功率。
19.根据权利要求13所述的图像记录设备，进一步包括被配置成用于传送所述记录目标的记录目标传送单元，其中
所述图像记录设备被配置成在所述记录目标被所述记录目标传送单元传送的同时用激光照射所述记录目标以记录可视图像。
20.一种使用图像记录设备在记录目标上进行图像记录的图像记录方法，其中，根据权利要求13所述的图像记录设备被用作所述图像记录设备。
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