JP2015174130A - 負荷推定装置、レーザー光照射システム、負荷推定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】センサを用いることなく焦点距離調整部の寿命を推定可能な負荷推定装置を提供すること。【解決手段】光源２２から記録媒体における光照射位置までの距離に応じて焦点距離調整手段が焦点距離を調整するレーザー光照射装置２０に加わる負荷を推定する負荷推定装置４０であって、前記光照射位置を座標で指示する制御データを取得する取得手段１０５、１０９，１１０、５０と、前記制御データの座標を解析して前記焦点距離調整手段の動作量を検出する動作量検出手段４２と、前記動作量が検出された場合、前記動作量と閾値との比較結果に応じて前記焦点距離調整手段の負荷値情報を累積する負荷値算出手段４３と、を有することを特徴とする。【選択図】図１０

Description

焦点距離調整手段が焦点距離を調整するレーザー光照射装置の負荷推定装置等に関する。

物品のあて先や物品名を表示するためのラベルに感熱性の記録媒体（以下、感熱記録媒体という）が用いられることがある。感熱記録媒体は温度に応じて発色する性質を持っている。例えば工場で使われるプラスチック製のコンテナには、コンテナ内の物品の宛先（配送先）や物品名が記載されたラベルが貼付されている。このラベルに感熱記録媒体を用いることで、熱ヘッド等を利用して文字や記号を書き込むことができる。

また、感熱記録媒体には、熱ヘッドの温度を適切な値に制御することで、発色した部分を消色できるリライタブルタイプのものもある。リライタブルタイプの感熱記録媒体では、ユーザはコンテナに貼られた状態のラベルに書き込み・消去を行うことができるため作業性が向上する。

図１は、ラベルとして使用されている感熱記録媒体への描画例を示す図の一例である。この感熱記録媒体１４には、複数の数字、文字、図形、バーコード等が描画されている。文字等の描画の際、複雑な文字等にも対応できるようにレーザーはレンズにより集光されスポット光になる。このため、レーザーを照射してラベルを描画するレーザー書込装置は、レーザーで文字等を描画する場合、文字等のストロークをレーザーのスポット光でなぞるようにレーザーの照射位置が制御される。

図２は、感熱記録媒体１４に描画される「Ｔ」という文字の描画例を説明する図の一例である。図２（ａ）は比較のために図示したプリンタなど印刷装置の描画例である。「Ｔ」は横線と縦線の２つのストロークから形成されている。レーザー書込装置は、「Ｔ」を描画する場合、この２本のストロークをレーザーのスポット光でなぞる。

図２（ｂ）はストロークの始点と終点の組（ｓ１、ｅ１）、（ｓ２、ｅ２）の一例を示す図である。レーザー書込装置は、例えばガルバノミラーでスポット光の位置を調整するなどして、レーザーを照射せずに照射位置をs1に移動させる。続いて、レーザーの照射を開始して（以下、単に"レーザーＯＮ"と記載する場合がある)、スポット光をｓ１からｅ１まで移動させる。

次に、レーザー書込装置は、レーザーの照射を止め（以下、単に"レーザーＯＦＦ"と記載する場合がある)、レーザーを照射せずに照射位置をｓ２に移動させる。次に、レーザーの照射を開始して、スポット光をｓ２からｅ２まで移動させる。これにより、２本のストロークが描画され、感熱記録媒体１４に「Ｔ」という文字が描画される。

このように、感熱記録媒体１４に対し、意図した文字等を形成する際、レーザー書込装置は、「ある位置からある位置までレーザーＯＮにしてスポット光を移動させる」といった命令で制御を行う。

図３（ａ）は描画対象の文字と図形の一例を、図３（ｂ）はレーザー書込装置が使用する走査命令の一例をそれぞれ示す。走査命令は、左から順に以下の内容を意味している。
ln：行番号（ストローク番号）
W：レーザーのON/OFF（"１"がＯＮ、"０"がＯＦＦ）
Sp：始点の座標
Ep：終点の座標
Pw：レーザーの出力
Ve：走査速度
なお、座標は、横の位置を指定するものをX, 縦の位置を指定するものをYとして扱い、(X, Y)で示す。Xは右に位置するほど値が増加し、Yは上に行くほど値が増加するものとする。座標点の取り方は一例である。なお、走査命令の例は図３に示すものに限られない。

このようなレーザー書込装置は、工場や物流センター等において、物品を搬送して仕分けるため、物品の宛先や物品名を形成する際に用いられる事がある。具体的には、工場内のコンベアによって順次搬送されるコンテナに感熱記録媒体１４が貼付けされており、その個々の感熱記録媒体１４に対し、レーザーにより宛先や物品名の書き込みが行われる。

ここで、感熱記録媒体１４へ描画される内容は、ある任意の期間について常に固定である場合と、書き込み対象毎に切り替えられる場合がある。描画される内容は、レーザー書込装置とイーサネットカード（登録商標）やRS-232C等で通信する画像処理装置が管理し、制御を行うことが多い。画像処理装置は例えばＰＣ（Personal Computer）で構成される。また、レーザー書込装置自身が、描画内容を管理することも可能である。

ここで、レーザー書込装置のユーザやメーカとしてはレーザー書込装置の寿命を推定したい場合がある。寿命が経過しているのに書き込みを続けると、物品名などが正確に描画されないなどの不具合が生じる可能性があるためである。

そこで、レーザー加工装置に搭載されているガルバノミラーの交換時期をユーザなどが把握するために、ガルバノミラーの寿命算定方法が考案されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１には、ガルバノミラーに搭載したセンサでガルバノミラーの動作時間又は反転回数から寿命に到達するまでの期間を算出するレーザー加工装置が開示されている。

しかしながら、レーザー書込装置には、ガルバノミラー以外にも寿命がある部品が使用されている。例えば、レーザー書込装置は、レーザー光を走査して効率的に感熱記録媒体１４を加熱するために、光源から照射されるレーザー光の焦点が、感熱記録媒体１４の書き込み位置に一致するように焦点距離を調整する必要がある。

図４は焦点距離の調整について説明する図の一例である。図４では、感熱記録媒体１４の中央付近Ｐ１、及び、感熱記録媒体１４の端部Ｐ２に対し、焦点距離調整部２６を介してレーザー光が照射されている。

レーザー光によって効率的に感熱記録媒体１４を加熱するには、焦点距離調整部２６がレーザー光の焦点を感熱記録媒体１４の描画面付近に調整することが好ましい。光源からの距離(図４では便宜上、焦点距離調整部２６からの距離を示す)は中央付近Ｐ１における距離r1と端部Ｐ２における距離r2では大きく異なる。焦点距離調整部２６は、このように光源からの距離が異なる位置を加熱する場合に焦点距離を最適に保つことができる。

ところが、焦点距離調整部２６は繰り返し動作することで消耗してしまうため、レーザー書込装置において正常に物品名などを形成するには、ユーザやメーカは、焦点距離調整部２６が故障する前に新しいものと交換することが好ましい。このため、焦点距離調整部２６の交換時期を把握可能な、焦点距離調整部２６の寿命の推定方法が望まれている。

この点、特許文献１は、焦点距離調整部の寿命を推定する技術ではない。また、ガルバノミラーでなく焦点距離調整部に角度センサ等が取り付けられた場合、取り付けられた角度センサにより動作時間や反転した回数を測定するため、実際にレーザー加工装置が稼働しなければ焦点距離調整部の寿命がどの程度であるかを推測できないという問題がある。また、焦点距離調整部に角度センサが取り付けられていることに付随する問題として、角度センサが負荷となり、レーザー光照射装置の描画時間が遅くなってしまうなどのパフォーマンス低下につながる可能性もある。

本発明は、上記課題に鑑み、センサを用いることなく焦点距離調整部の寿命を推定可能な負荷推定装置を提供することを目的とする。

本発明は、光源から記録媒体における光照射位置までの距離に応じて焦点距離調整手段が焦点距離を調整するレーザー光照射装置に加わる負荷を推定する負荷推定装置であって、前記光照射位置を座標で指示する制御データを取得する取得手段と、前記制御データの座標を解析して前記焦点距離調整手段の動作量を検出する動作量検出手段と、前記動作量が検出された場合、前記動作量と閾値との比較結果に応じて前記焦点距離調整手段の負荷値情報を累積する負荷値算出手段と、を有することを特徴とする。

センサを用いることなく焦点距離調整部の寿命を推定可能な負荷推定装置を提供することができる。

ラベルとして使用されている感熱記録媒体への描画例を示す図の一例である。 感熱記録媒体に描画される「Ｔ」という文字の描画例を説明する図の一例である。 描画対象の文字と図形の一例、及び、レーザー書込装置が使用する走査命令の一例を示す図である。 焦点距離の調整について説明する図の一例である。 レーザー書込システムの概略を説明する図の一例である。 寿命推定装置の配置例を説明する図の一例である。 レーザー書込装置のハードウェア構成図の一例である。 焦点距離調整部の構成図の一例である。 画像処理装置のハードウェア構成図、レーザー書込装置のハードウェア構成図の一例である。 寿命推定装置の機能ブロック図の一例である。 感熱記録媒体を走査する際の基準点から照射位置までの距離と、焦点距離調整部の稼動について説明するための図の一例である。 焦点距離調整部が消耗動作を行ったか否かの判定について説明する図の一例である。 焦点距離調整部が消耗動作を行ったか否かの判定について説明する図の一例である。 焦点距離調整部が消耗動作を行ったか否かの判定について説明する図の一例である。 基準点bpからの距離の差だけでは消耗動作を検出できない場合について説明する図の一例である。 寿命推定装置が焦点距離調整部の寿命を推定するための手順を説明するフローチャート図の一例である。 ステップS1-17の判定２について説明する図の一例である。 負荷値(P)について説明する図の一例である。 寿命推定装置の機能ブロック図の一例である（実施例２）。 ラベル群Ｌ'のラベル例を示す図である。 寿命推定装置が焦点距離調整部の寿命を推定する手順を示すフローチャート図の一例である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。本実施形態において用いられる用語について説明する。
「印字情報」とは印字対象物に対し、描画する１つ以上の文字、記号、数字又は図形を形成する情報をいう。
「印字対象物」とは、コンテナ等に添付される感熱紙、感熱記録媒体（リライタブルペーパー）などをいう。
「印字」「描画」または「記録」とは、印字情報を印字対象物に対し視覚情報として形成することをいう。必ずしも肉眼で視認可能である必要はなく、紫外線などの物理的な刺激や化学的な刺激で可視化されてもよい。
「レーザー書込装置」は、印字対象物に対し印字情報の「印字」「描画」または「記録」を行う装置である。

〔構成例〕
図５は、レーザー書込システム１００の概略を説明する図の一例である。レーザー書込システム１００はレーザー書込装置２０と画像処理装置３０を有している。レーザー書込装置２０、又は、レーザー書込装置２０と画像処理装置３０はレーザーマーカーと呼ばれる場合がある。

図示するように、コンベア１１上をコンテナ１３が移動している。コンテナ１３には感熱記録媒体１４が装着（固定）、貼付、又は、着脱可能に保持されている。宛先などが描画された感熱記録媒体１４は関係者によりラベルとして認識される。コンベア１１が形成する搬送経路には、感熱記録媒体１４と対面する位置にレーザー書込装置２０が配置されている。レーザー書込装置２０はコンテナ１３の通過をセンサなどで検出し、感熱記録媒体１４に宛先などを描画する。

画像処理装置３０は、印字情報から走査命令を作成する。印字情報は画像処理装置３０や外部の装置が保持している。コンテナ１３がレーザー書込装置２０の正面に到達すると、作成された走査命令を元に、レーザー書込装置２０はコンテナ１３の感熱記録媒体１４に対しレーザー光を照射して宛先などを描画する。

なお、レーザー書込システム１００は複数、配置されていてもよい。この場合、複数のレーザー書込装置２０が同時に感熱記録媒体１４に描画できるので描画時間を短縮できる。また、１つの画像処理装置３０に対し複数のレーザー書込装置２０を配置してもよい。

レーザー書込装置２０と画像処理装置３０は有線又は無線で接続されている。ＬＡＮなどのネットワークを介して接続されていてもよいし、シリアル通信で接続されていてもよい。なお、必ずしも接続されている必要はなく、画像処理装置３０が生成した走査命令をレーザー書込装置２０が取得できればよい。例えば、記憶媒体を介して走査命令を受け渡すこともできる。また、レーザー書込装置２０と画像処理装置３０が一体の装置として構成されてもよい。すなわち、図示する形態は一例である。

図６は、寿命推定装置４０の配置例を説明する図の一例である。寿命推定装置４０は、走査命令から焦点距離調整部２６の寿命を推定する装置である。したがって、一般的な情報処理装置の機能を有し走査命令を参照することができれば寿命推定装置４０を実現できる。

図６（ａ）では、寿命推定装置４０は画像処理装置３０の内部に配置されている。この場合、寿命推定装置４０は、画像処理装置３０が作成した走査命令から寿命を推定できる。

図６（ｂ）では、寿命推定装置４０はレーザー書込装置２０の内部に配置されている。この場合、寿命推定装置４０は、レーザー書込装置２０が描画に用いる走査命令から寿命を推定できる。

図６（ｃ）では、レーザー書込システム内に寿命推定装置４０が配置されている。すなわち、レーザー書込システム内にレーザー書込装置２０と画像処理装置３０とは別に寿命推定装置４０が配置される。この場合、寿命推定装置４０は画像処理装置３０が作成した走査命令又はレーザー書込装置２０が描画に用いる走査命令から寿命を推定できる。

図６（ｄ）では、レーザー書込システム１００の外部に寿命推定装置４０が配置されている。寿命推定装置４０は、レーザー書込装置２０又は画像処理装置３０の少なくとも一方と、有線又は無線で接続されている。ＬＡＮなどのネットワークを介して接続されていてもよいし、シリアル通信で接続されていてもよい。この場合、寿命推定装置４０は、レーザー書込装置２０又は画像処理装置３０から走査命令を受信して寿命を推定する。また、ネットワークを介して接続されている場合、寿命推定装置４０はサーバとして構築されていてもよい。寿命推定装置４０は、レーザー書込装置２０又は画像処理装置３０からの要求に応じて寿命を推定することができる。

図６（ｅ）では、レーザー書込システム１００と接続されることなく寿命推定装置４０が配置されている。寿命推定装置４０、及び、レーザー書込装置２０又は画像処理装置３０の少なくとも一方は、外部メモリ５０の装着インタフェースを有している。この場合、寿命推定装置４０は、例えばサービスマンがレーザー書込装置２０又は画像処理装置３０から外部メモリに複写した走査命令を、外部メモリ５０から読み出して寿命を推定する。

図７は、レーザー書込装置２０のハードウェア構成図の一例を示す。レーザー書込装置２０は、全体制御装置２１、レーザー発振器２２、ガルバノモーター２３、ガルバノミラー２４、スポット径調整レンズ２５、及び、焦点距離調整部２６を有している。なお、図７は主要な構成を示したものであり、図示する以外の構成を備えていてもよい。

全体制御装置２１は、例えば、レーザー書込装置２０に装着された基板、レーザー書込装置２０のＣＰＵなど、レーザー書込装置２０の全体を制御するものである。全体制御装置２１は画像処理装置３０とのインタフェースを有している。

レーザー発振器２２は、半導体レーザー（LD（Laser Diode））であるが、例えば、気体レーザー、固体レーザー、液体レーザー等でもよい。ガルバノモーター２３は、ガルバノミラー２４の反射面の向きを２軸に制御する例えばサーボモータである。ガルバノミラー２４は方向制御ミラーの一例であり、ガルバノミラー２４の他、方向を制御できるミラーであればよい。例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）ミラーなどでもよい。

スポット径調整レンズ２５は、レーザー光のスポット径を大きくするレンズであり、焦点距離調整部２６はレーザー光を収束させて焦点距離を調整するレンズである。焦点距離調整部２６は、光源であるレーザー発振器２２から感熱記録媒体上のレーザー光照射位置までの距離に応じて焦点距離を調整する。レーザー発信器２２の位置は固定なので、レーザー書込装置２０からの距離に応じて焦点距離を調整すると表現してもよい。

感熱記録媒体１４は、表面から深さ方向に向かって、例えば、保護層、熱可逆性フィルムで構成された記録層、基材層、バックコート層という４層をもって構成されている。感熱記録媒体１４は、柔軟性と同時にある程度の強度特性を有するように構成され、繰り返し使用することができる。感熱記録媒体１４は、感熱紙と呼ばれることがあるが、植物繊維のみから作成されるものではなく、植物繊維を一切含まない場合もある。

感熱記録媒体１４には、その一部に書き換え可能な可逆表示領域としてのリライタブル表示領域が設けられている。このような感熱記録媒体１４はリライタブルペーパと呼ばれる。リライタブル表示領域は、熱可逆性（Thermo-Chromic）フィルム等の可逆性感熱記録媒体により構成される。 この可逆性感熱記録媒体には、温度に依存して透明度が可逆的に変化する態様と、温度に依存して色調が可逆的に変化する態様とがある。

本実施例では、温度に依存して色調が可逆的に変化する可逆記録媒体で、記録層にロイコ染料と顕色剤を含むことで、リライタブル特性を実現する熱可逆性フィルムを使用する。

すなわち、発色は、消色状態から融点以上（例えば約１８０℃）に加熱し、ロイコ染料と顕色剤とが混合した溶融状態から急冷することによって行なう。 この場合、染料と顕色剤が結合したまま凝集し、ある程度規則的に集合した状態を形成して発色状態が固定される。

一方、消色は、発色状態を溶融しない温度（例えば１３０から１７０℃）に再加熱することにより行なう。この場合、発色の集合状態が崩れ、顕色剤が単独で結晶化して分離することによって消色状態になる。ロイコ染料は、無色又は淡色の染料前駆体であり、特に制限はなく、従来公知のもの中から適宜選択することができる。

なお、発色には、色情報を含む視認可能な形状の発現のほか、色情報を含まない形状の発現を含む。例えば白地の感熱記録媒体１４が黒に変化すること、及び、黒地の感熱記録媒体１４が白に変化することも含む。

また、感熱記録媒体１４はリライタブルである必要はなく、ライトワンスタイプ（一度、描画されたら描画内容は消去できないタイプ）の感熱記録媒体でもよい。

なお、感熱記録媒体１４は例えば、Ａ４サイズの大きさであるが、感熱記録媒体１４の大きさをどの程度にするかは適宜設計できる。

＜焦点距離調整部＞
次に、図８を用いて焦点距離調整部２６について説明する。図８は、焦点距離調整部２６の構成図の一例である。図８（ａ）は焦点距離調整部２６が長い焦点距離ｒｄ１に調整した状態を、図８（ｂ）は短い焦点距離ｒｄ２に調整した状態を、それぞれ示す。

焦点距離調整部２６は、拡大レンズexl、コリメータレンズcll、及び、収束レンズcvlなどが光軸方向に配置されたレンズ系を有している。また、焦点距離調整部２６は、図８に示された、拡大レンズexl、コリメータレンズcll、又は、収束レンズcvlの何れか少なくとも一つを光軸方向に移動する図示しない機構（不図示）を有している。この機構でいずれかのレンズの位置を制御することで焦点距離を制御している。

図８では、コリメータレンズcllを光軸方向へ移動し、拡大レンズexlからコリメータレンズcllまでの距離ld1, ld2を調整することにより収束レンズcvlからの焦点距離rd1, rd2を調整している。

なお、焦点距離調整部２６の構成は図８に限られるものではなく、図８は一例である。

図９（ａ）は、画像処理装置３０のハードウェア構成図の一例を示す。寿命推定装置４０のハードウェア構成も画像処理装置３０と同様でよい。

画像処理装置３０は、一般的な情報処理装置を利用することができる。情報処理装置は、パソコン、ワークステーション、タブレットＰＣ等が知られているが、どのような呼称でもよい。

画像処理装置３０は、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、ＨＤＤ１０４、ネットワークＩ／Ｆ１０５、グラフィックボード１０６、キーボード１０７、マウス１０８、メディアドライブ１０９、及び、光学ドライブ１１０を有する。ＣＰＵ１０１は、ＨＤＤ１０４に記憶されたプログラム１３０を実行して画像処理装置３０の全体の動作を制御する。ＲＯＭ１０２は、ＩＰＬ（Initial Program Loader）や静的なデータを記憶している。ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０１がプログラム１３０を実行する際のワークエリアとして使用される。

ＨＤＤ１０４にはＣＰＵ１０１が実行するプログラム１３０やＯＳが記憶される。プログラム１３０は、画像処理装置３０が図形の頂点、枠線などの形状情報から走査命令を生成するためのプログラムである。ネットワークＩ／Ｆ１０５はネットワークに接続するための例えばイーサネットカード（登録商標）であり、主にレイヤ１、２の処理を提供する。レイヤ３以上の処理は、ＯＳに含まれるＴＣＰ／ＩＰのプロトコルスタックやプログラムが提供する。

グラフィックボード１０６は、ＣＰＵ１０１がビデオＲＡＭに書き込んだ描画コマンドを解釈してディスプレイ１２０にウィンドウ、メニュー、カーソル、文字又は画像などの各種情報を表示する。

キーボード１０７は、文字、数値、各種指示などのための複数のキーを備え、ユーザの操作を受け付けＣＰＵ１０１に通知する。同様に、マウス１０８はカーソルの移動、メニューなどの処理対象の選択、処理内容などのユーザの操作を受け付ける。

メディアドライブ１０９は、フラッシュメモリ等の記録メディア１２１に対するデータの読み出し又は書き込み（記憶）を制御する。光学ドライブ１１０は、着脱可能な記録媒体の一例としてのＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＷ等の光メディア１２２に対する各種データの読み出し又は書き込みを制御する。また、上記各構成要素を電気的に接続するためのアドレスバスやデータバス等のバスライン１１２を備えている。

プログラム１３０は、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルで、コンピュータで読み取り可能な記録メディア１２１や光メディア１２２に記録して配布される。また、プログラム１３０は、不図示のサーバからインストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルで画像処理装置３０に配布されてもよい。

図９（ｂ）は、レーザー書込装置２０のハードウェア構成図の一例を示す。図９（ｂ）は、主にソフトウェアによってレーザー書込装置２０の全体制御装置２１を実装する場合のハードウェア構成図であり、コンピュータを実体としている。コンピュータを実体とせずレーザー書込装置２０の全体制御装置２１を実現する場合、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の特定機能向けに生成されたＩＣを利用することができる。

レーザー書込装置２０は、ＣＰＵ２０１、メモリ２０２、光学ドライブ２０３、通信装置２０４、ハードディスク２０５、入力装置２０６、ディスプレイ２０７、及び、温度センサ２０８を有する。ハードディスク２０５には、文字、数字、記号、図形を描画する走査命令が登録された走査命令ＤＢ３２、走査命令に基づきレーザー発振器２２や方向制御モータ２３を制御する制御プログラム２２０が記憶されている。

ＣＰＵ２０１は、ハードディスク２０５から制御プログラム２２０を読み出し実行し、感熱記録媒体１４に文字を描画する。メモリ２０２は、ＤＲＡＭなどの揮発性メモリで、ＣＰＵ２０１が制御プログラム２２０を実行する際の作業エリアとなる。入力装置２０６は、マウスやキーボードなどレーザー書込装置２０を制御する指示をユーザが入力するための装置である。ディスプレイ２０７は、例えば制御プログラム２２０が指示する画面情報に基づき所定の解像度や色数で、ＧＵＩ（Graphical User Interface）画面を表示するユーザインターフェイスとなる。例えば、感熱記録媒体１４に描画する文字の入力欄が表示される。

光学ドライブ２０３は、記憶媒体２３０を脱着可能に構成され、記憶媒体２３０からデータを読み出し、また、記録媒体２３０にデータを書き込む際に利用される。制御プログラム２２０は記憶媒体２３０に記憶された状態で配布され、記憶媒体２３０から読み出されハードディスク２０５にインストールされる。なお、制御プログラム２２０は、ネットワークを介して接続した所定のサーバからダウンロードすることができる。

記憶媒体２３０は、ＤＶＤ-ＲＯＭ、ブルーレイディスク、ＳＤカード、マルチメディアカード、ｘＤカード等、着脱可能な可搬型の不揮発性のメモリである。通信装置２０４は、例えばイーサネットカード（登録商標）や、シリアル通信装置（ＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＩＥＥＥ１３９４、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等）であり、画像処理装置３０から走査命令を受信するために使用される。

温度センサ２０８は、レーザー書込装置２０の環境温度を例えば定期的に検出し、ＣＰＵ２０１に出力する。

〔寿命推定装置の機能について〕
図１０は、寿命推定装置４０の機能ブロック図の一例を示す。画像処理装置３０は印字情報ＤＢ３１に記憶された印字情報を走査命令に変換して走査命令ＤＢ３２に記憶する。印字情報は文字コードや図形の形状情報なので、それを１つ以上の線分の走査命令に変換する。レーザー書込装置２０は、画像処理装置３０が作成した走査命令に基づいてレーザー光を照射する。また、寿命推定装置４０は走査命令を解析して寿命を推定する。走査命令については、図３（ｂ）にて説明した。走査命令は特許請求の範囲の制御データの一例とである。

＜寿命推定装置＞
寿命推定装置４０は、走査命令解析部４１、消耗動作実施回数計算部４２、焦点距離調整部消耗度計算部４３、及び、寿命算出部４４を有する。

走査命令解析部４１は、走査命令ＤＢ３２から１つのラベルの走査命令を順番に読み出して、消耗動作実施回数計算部４２に出力する。

消耗動作実施回数計算部４２は、１つの線分（１つの走査命令）の端点と基準点との距離、他方の端点と基準点との距離の差を算出する。距離の差が大きいほど、焦点距離調整部２６の動作量が大きいことになる。基準点については後述する。消耗動作実施回数計算部４２はこの差が閾値より大きいか否かを判定する。

焦点距離調整部消耗度計算部４３は、上記の差が閾値より大きい場合、焦点距離調整部２６が消耗動作を行ったと判定して焦点距離調整部消耗動作回数に所定の負荷値を計上する。また、焦点距離調整部消耗度計算部４３は、レーザー光の走査速度に応じて負荷値を決定し、焦点距離調整部消耗動作回数に計上してもよい。すなわち、焦点距離調整部消耗動作回数には走査速度に応じた負荷値が計上される。焦点距離調整部消耗動作回数は、焦点距離調整部２６に加わった負荷値である。

寿命算出部４４は、焦点距離調整部２６の上限の負荷値と、焦点距離調整部消耗度計算部４３が計算した焦点距離調整部消耗動作回数に基づき、焦点距離調整部の寿命を推定する。

＜寿命の推定に用いられる走査命令の座標について＞
本実施例で寿命推定装置４０が参照する走査命令の座標は、全てレーザー光を照射する位置(レーザーＯＮ)を指定した座標であるとする。図３（ｂ）の例では、「Ｗ」が「１(on)」の座標である。レーザー光が照射されない場合、焦点距離調整部２６は焦点を調整しないためである。したがって、レーザー光が照射されずに、レーザー光を座標まで走査させる走査命令（「Ｗ」が「０(off)」の走査命令）については、寿命の推定に用いられない。

図１１は、感熱記録媒体１４を走査する際の基準点から照射位置までの距離と、焦点距離調整部２６の稼動について説明するための図の一例である。まず、使用している符号について説明する。
bp:基準点
オブジェクトo11, オブジェクトo12：レーザー光で描画されるオブジェクト
距離L1:基準点bpからオブジェクトo11までの距離
距離L2:基準点bpからオブジェクトo12までの距離
図１１の基準点bpは、例えば、焦点距離調整部２６によって調整される焦点距離が最も短くなる点を設定すると良い。例えば、感熱記録媒体１４と光源からの距離が最も短くなる点、すなわち、感熱記録媒体１４の中央部である。または、焦点距離調整部２６によって調整される焦点距離が最も長くなる点を設定してもよい。また、本実施例の寿命推定装置４０が寿命を推定しやすいように設定しても良い。

光源からレーザー光の照射位置までの距離が変わる際に、焦点距離調整部２６は、焦点を照射位置(感熱記録媒体の発色部近傍)へ合わせるために稼動する。例えば、図１１のオブジェクトo11にレーザー光を照射したのち、オブジェクトo12にレーザー光を照射するものとする。感熱記録媒体１４において、オブジェクトo11とオブジェクトo12の間の距離は大きく異なるが、基準点bpからオブジェクトo11への距離L1と基準点bpからオブジェクトo12までの距離L2はほぼ同じである。

なお、レーザー書込装置２０がオブジェクトo11からオブジェクトo12へレーザー光を走査するまでの間、レーザー光は照射されないため、単にガルバノミラーがレーザー光の照射位置を変更する。

ここで、焦点距離調整部２６が焦点距離を合わせるタイミングとしては、レーザー光を照射する際に限ってよいため、一般に、オブジェクトo11からオブジェクトo12へレーザー光を照射せずに走査している間は焦点距離を調整しない。すなわち、焦点距離を調整するタイミングである、オブジェクトo11へのレーザー光の照射を終えるまでと、オブジェクトo12へのレーザー光の照射を開始する際に、焦点距離調整部２６は焦点距離を調整する。しかし、前述したように２つの距離(L1，L2)はほぼ同じであるため、焦点距離調整部２６はオブジェクトo12の描画の前に焦点距離を調整する必要がない。

したがって、レーザー光を照射せずに走査する座標は、走査命令解析部４１が走査命令ＤＢ３２から読み取る必要がなく、レーザー光を照射する座標のみを読み取ればよいと判断できる。なお、レーザー光を照射せずに走査することを「空走走査」と記載することもある。

ただし、空走走査の間に焦点距離を調整するか否かは、レーザー書込装置２０の設計によるので、空走走査の間も、焦点距離調整部２６が焦点距離の調整を行うレーザー書込装置２０では、寿命推定装置４０は空走走査の座標を寿命の推定に用いる。

＜消耗動作の有無の判定＞
図１２〜１４は、焦点距離調整部２６が消耗動作を行ったか否かの判定について説明する図の一例である。図１２の符号について説明する。
bp:基準点
オブジェクトo21, オブジェクトo22：レーザー光で描画されるオブジェクト
点op11：オブジェクトo21にレーザー光を照射する際に通過する座標
点op12：オブジェクトo22にレーザー光を照射する際に通過する座標
距離L21:基準点bpから点op11までの距離
距離L22:基準点bpから点op12までの距離
図１２では、感熱記録媒体１４にレーザー光の照射対象となるオブジェクトo21とオブジェクトo22が存在する。レーザー光の走査順序としては、点op11でレーザー光を照射した後に、オブジェクトo22の点op12まで、レーザー光を照射せずに座標を移動するものとする。

また、図１３の感熱記録媒体１４には、レーザー光の照射位置としてオブジェクトo23が存在する。図１３の符号について説明する。実線はレーザー光が照射された状態の走査を示す。
オブジェクトo23：レーザー光で描画されるオブジェクト
点op13, 点op14：オブジェクトo23にレーザー光を照射する際に通過する座標
距離L23:基準点bpから点op13までの距離
距離L24:基準点bpから点op14までの距離
レーザー書込装置２０はオブジェクトo23をレーザー光で照射するため、レーザー光を点op13からop14まで走査するものとする。

ここで、図１２の点op11から点op12まで空走走査される際、及び、図１３の点op13からop14までレーザー光が走査される際、一回の座標移動で比較的大きく座標が変動する。このため、点op11と基準点bpとの距離L21と点op12と基準点bpとの距離L22の差から、焦点距離調整部２６の消耗動作の有無を判定することができる。同様に、点op13と基準点bpとの距離L23と点op14と基準点bpとの距離L24の差から、焦点距離調整部２６の消耗動作の有無を判定することができる。

なお、基準点bpが、焦点距離が最も短くなる点に設定されている場合、図１１の距離L1と距離L2が等しいことは、光源からレーザー光の照射位置までの距離も同じであることを意味する。また、例えば、図１２の距離L21の方が距離L22よりも長いことは、光源とオブジェクトo21の距離の方が光源とオブジェクトo22の距離よりも長いことを意味する。しかし、座標に基づいて光源からレーザー光の照射位置までの距離を算出するよりも、基準点bpと走査命令の座標から距離を算出すれば２次元平面上で距離を算出できるので、計算負荷を低減できる。

図１４を用いて、消耗動作の有無の判定について説明する。図１４の感熱記録媒体１４には、レーザー光の照射対象としてオブジェクトo31が存在する。レーザー書込装置２０は、点op21、点op22を含む複数の点を、レーザー光を照射したまま走査することでオブジェクトo31を描画する。

ここで、オブジェクトo31の形状は比較的複雑な形状であるため、走査方向が変更されながら複数の点を経由して描画される。このため、単純に、連続する２座標と基準点bpからの距離の差は、図１２，１３と比べても大きなものとはならない。

しかしながら、連続した２つの座標間ではなくオブジェクトo31が描画される際の座標群全体を見ると距離の差が大きくなる。例えば、点op21と点op22の２点の、基準点bpからの距離L25と距離L26の差は大きい。よって、オブジェクトの座標群全体の点の座標に基づき、レーザー書込装置２０がオブジェクトo31を描画する際に焦点距離調整部２６が消耗動作を行ったか否かを判断指標にすることができる。

このような、連続した２点間では基準点bpからの距離の変化が小さく、焦点距離調整部２６が大きく動作しないオブジェクトが描画される場合に、消耗動作の有無を判定するため後述する動作判定対象距離Tdstが使用される。動作判定対象距離Tdstは、１回の消耗動作を検出するまでの間、最後に消耗動作が検出された座標と基準点bpからの距離を保持するための記憶領域（変数）である。

一方、図１５に基づき、基準点bpからの距離の差だけでは消耗動作を検出できない場合について説明する。図１５の感熱記録媒体１４には、レーザー光による描画対象としてオブジェクトo41が存在する。図１５の符号について説明する。実線はレーザー光が照射された状態の走査を示す。
オブジェクトo41：レーザー光で描画されるオブジェクト
点op31, 点op32：オブジェクトo41をレーザー光が照射する際に通過する座標
距離L27:基準点bpから点op31までの距離
距離L28:基準点bpから点op32までの距離
レーザー書込装置２０はオブジェクトo41をレーザー光で照射するため、レーザー光を点op31からop32まで走査するものとする。また、基準点bpから点op31までの距離L27と、基準点bpから点op32までの距離L28は等しいとする。

さらにレーザー書込装置２０はオブジェクトo41を描画するために、点op31から点op32を走査する際に、基準点bpを通過しているものとする。

レーザー書込装置２０が、オブジェクトo41を描画する際、点op31（レーザー書込装置２０と感熱記録媒体１４との距離が最大）から基準点bp（レーザー書込装置２０と感熱記録媒体１４との距離が最小）を通過するため、焦点距離が大きく変わったと言え、消耗動作が行われたと判断できる。

しかしながら、図１２、図１３に基づき説明した判定基準に基づき距離L27と距離L28の差だけをみると、両者は等しいので、距離L27とL28の差がゼロとなり、消耗動作を行ったと判断できない。

本実施形態の寿命推定装置４０は、このような条件でも適切に消耗動作を検出するために、レーザー光を照射する際に通過する座標情報を監視する。この監視のため、後述する、動作判定対象座標情報Tcrd及び現在の座標情報Rcrdを使用する。

〔動作手順〕
図１６は寿命推定装置４０が焦点距離調整部２６の寿命を推定するための手順を説明するフローチャート図の一例である。

S1-1：寿命推定装置４０は、焦点距離調整部消耗動作回数Zmovにゼロを設定する。焦点距離調整部消耗動作回数Zmovには、焦点距離調整部２６が消耗動作を行ったとみなされる回数が格納される。この回数が負荷値として扱われる。
S1-2：次に、寿命推定装置４０は動作判定対象距離Tdstにゼロを設定する。動作判定対象距離Tdstは焦点距離調整部２６が消耗動作を行ったか否かを判定するための比較対象が格納される。
S1-3：次に、寿命推定装置４０は、動作判定対象座標情報Tcrdにゼロを設定する。動作判定対象座標情報Tcrdには一つ前にレーザー光を照射した座標が格納される。
S1-4：次に、走査命令解析部４１は、ラベルを描画する際に用いるレーザー光の走査命令を読み取り解析する。レーザー光の走査命令は、例えば、図３（ｂ）で示すような命令群が該当する。
S1-5：次に、走査命令解析部４１は１つのラベルの全ての座標のうち最初の座標に着目しているか否かを判定する。この判定は、例えば、走査命令群の中で現在、参照している走査命令が先頭の行番号（例えば０）を示しているかどうかを判定する。また、例えば、２つめの座標を読み出すとＯＮになるフラグを参照し、フラグがＯＦＦであることから最初の座標か否かを判定してもよい。
S1-6：ステップS1-5の判定がYESである場合、消耗動作実施回数計算部４２は、現在参照している(かつ最初の走査命令である)走査命令の始点の座標Spの、基準点bpからの距離を算出し、動作判定対象距離Tdstへ設定する。
S1-7：次に、現在参照している(かつ最初の走査命令である)走査命令の始点の座標Spを現在の座標情報Rcrdへ設定する。
S1-8：次に、走査命令解析部４１は次の座標が存在するか否かを判定する。
S1-9：ステップS1-8でYESと判定された場合、走査命令解析部４１は、次の座標を参照する。この座標は、１つの走査命令の終点の座標Epの場合と、次の走査命令の始点の座標Spの場合がある。次の走査命令がレーザーOFFの場合、走査命令解析部４１はその走査命令を飛ばしてレーザーONの走査命令を読み出す。
S1-10：次に、走査命令解析部４１は、現在の座標情報Rcrdを動作判定対象座標情報Tcrdへ設定する。この後、処理はステップS1-11へ進む。

S1-11：ステップS1-5の判定がNoである場合、又は、ステップS1-10に続いて、ステップS1-11の処理が実行される。消耗動作実施回数計算部４２は、現在参照している座標の、基準点bpからの距離Rdstを計算する。
S1-12：次に、消耗動作実施回数計算部４２は現在参照している座標を、現在の座標情報Rcrdへ設定する。
S1-13：次に、消耗動作実施回数計算部４２は動作判定対象距離Tdstと距離Rdstとの差の絶対値Ddifを算出する。
S1-14：消耗動作実施回数計算部４２は、差の絶対値Ddifが、焦点距離調整部稼動基準長Zlenを超えているか判定する。ここで、焦点距離調整部稼動基準長Zlenは、焦点距離調整部２６が消耗動作を行ったか否かを判定するための基準となる距離である。基準となる距離は、使用される焦点距離調整部２６の特性によって任意の数値が設定される。例えば、焦点距離調整部２６が少しでも稼動した際も消耗動作と判定される焦点距離調整部２６では、焦点距離調整部稼動基準長Zlenは小さな値が設定される。また、焦点距離調整部２６が少し稼働するだけでは消耗せずに、大きな動作を行ったときのみ大きく消耗するような焦点距離調整部２６では焦点距離調整部稼動基準長Zlenには大きな値が設定される。例えば感熱記録媒体１４の中央から端部までの距離（又はこれよりもやや小さい値）が設定される。
S1-15：ステップS1-14でYESと判定される場合、焦点距離調整部消耗度計算部４３は、焦点距離調整部消耗動作回数Zmovを負荷値P増加させる。焦点距離調整部消耗動作回数Zmovは特許請求の範囲の負荷値情報の一例である。負荷値Pについては次述する。
S1-16：そして、消耗動作実施回数計算部４２は動作判定対象距離Tdstに距離Rdstを設定する。このようにステップS1-14でYESと判定された場合に、動作判定対象距離Tdstが更新されるので、連続した２つの座標の距離の差の絶対値Ddifが小さくても、オブジェクト全体で距離の差が大きい場合は差の絶対値Ddifを大きくすることができる。

図１８（ａ）（ｂ）を用いて負荷値(P)について説明する。焦点距離調整部２６のような精密機器はゆっくりと動作させるよりも、高速に動作させる方が機器に対しての負荷が大きく消耗が激しくなる場合が多い。このため、焦点距離調整部消耗動作回数Zmovに加算する負荷値Pとしては、走査命令の各座標から読み取ったレーザー光走査速度などを考慮したうえで任意の値を加算することが好ましい場合がある。

図１８（ａ）（ｂ）は、走査命令から読みとられるレーザー光の走査速度から負荷値Pを求めるためのマップの一例である。この例では、レーザー光の走査速度が早いほど、焦点距離調整部２６の負荷値Pが大きくなる関係が示されている。このようなマップを利用し、実験的に決めた負荷値Pを焦点距離調整部消耗動作回数Zmovに加算することで、より精密に焦点距離調整部２６の消耗動作回数（すなわち負荷値）を計算することが可能となる。

なお、走査速度などの負荷を考慮せずに、単純に焦点距離調整部稼動基準長Zlenより大きく焦点距離調整部２６が稼働した回数のみから寿命を計算するような形態では、図１８のようなマップは用いられない。この場合、単に動作した回数(すなわち１)を焦点距離調整部消耗動作回数Zmovに加算する。この場合は消耗動作回数そのものが負荷値となる。

また、走査速度による負荷を考慮せずに、差の絶対値Ddifの大きさによって負荷を考慮してもよい。例えば、焦点距離調整部稼動基準長Zlenを超えた差の絶対値Ddifであってもより大きく焦点距離調整部稼動基準長Zlenを超えた場合に、負荷値Pを決定し、焦点距離調整部消耗動作回数Zmovに加算する。この場合も図１８のように、焦点距離調整部稼動基準長Zlenを超えた差の絶対値Ddifに、負荷値Pを対応づけておけばよい。

なお、走査速度による負荷と、差の絶対値Ddifの大きさによる負荷を共に考慮してもよい。
S1-17：ステップS1-14の判定がNoである場合、消耗動作実施回数計算部４２は更なる判定「複合条件判断１」を行う。これは、以下の３つの判定(判定1〜判定３)が全てYesである場合のみ、S1-17の判定結果をYesとして扱い、いずれか１つでもNoと判定された場合、S1-17の判定結果をNoとして扱うものである。

複合条件判断１：
判定1：動作判定対象座標情報Tcrdから現在の座標情報Rcrdの距離が焦点距離調整部稼動基準長Zlenを超えている。

判定２：動作判定対象距離Tdstまたは距離Rdstの少なくとも一方が焦点距離調整部稼動基準長Zlenを超えている。

判定３：動作判定対象座標情報Tcrdと現在の座標情報Rcrdの間は空走走査でない。
該複合条件判断１は図１５のような動作判定対象距離Tdstと距離Rdstとの差Ddifだけでは検知できない消耗動作を検知するための判断である。

判定１〜判定３について、以下説明する。
まず判定１は、一つ前の座標である、動作判定対象座標情報Tcrdから現在の座標情報Rcrdまでの距離が焦点距離調整部稼動基準長Zlenを超えているかを判定する。これはすなわち、前回座標から今回座標までの走査で焦点距離調整部稼動基準長Zlenを超える距離、レーザー光照射位置が走査されたかを判定するための判定処理である。したがって、図１５のように距離L27と距離L28が等しい場合でも、消耗動作を検出できる。

また、判定２は、判定１で検出された「前回座標から今回座標までの走査で焦点距離調整部稼動基準長Zlenを超える距離、レーザー光照射位置が走査された」対象の中から、消耗動作に合致しない対象を振り落とす為の判定処理である。

判定２についてさらに図１７を用いて説明する。図１７は、ステップS1-17の判定２について説明する図の一例である。図１７の符号について説明する。実線はレーザー光が照射された状態の走査を示す。
オブジェクトo51：レーザー光で描画されるオブジェクト
点op41, 点op42：オブジェクトo51をレーザー光で描画する際に通過する座標
距離L29:点op41から点op42までの距離
レーザー書込装置２０はオブジェクトo51をレーザー光で照射するため、レーザー光を点op41からop42まで走査する。図１７の例では、オブジェクトo51を描画するために、通過する点op41と点op42との距離L29は、説明のため焦点距離調整部稼動基準長Zlenよりもやや長いものとする。

ここで、オブジェクトo51の長さである距離L29は焦点距離調整部稼動基準長Zlenを超えるが、オブジェクトo51は基準点bpをまたいで構成されているものとする。また、基準点bpから点op41までの距離、及び、基準点bpから点op42までの距離は焦点距離調整部稼動基準長Zlenよりも短い。このため、焦点距離が調整される距離は焦点距離調整部稼動基準長Zlenよりも短いため、距離L29が焦点距離調整部稼動基準長Zlenより長くても、消耗動作を判断すべきでない。したがって、判定２により、オブジェクトo51を描画する際に通過する点op41と点op42の間では、消耗動作が行われないものと判断できる。

このように、図１６のステップS1-17の複合条件判断１の判定２は、図１７のオブジェクトo51の描画が消耗動作であると判定される対象からふるい落とすための条件である。

すなわち、複合条件判断１の判定１及び判定２で共にYesとなる描画対象は「少なくとも一方の座標が基準点bpから焦点位置調整手段稼動基準長Zlenを超えた位置にあり、そこから焦点距離調整部稼動基準長Zlenを超える距離走査された」対象と判断できる。

上記により図１７のような基準点bpをまたいだような描画対象をふるい落とす事ができる。

なお、複合条件判断１の判定３は、図１１で示されるような空走走査により、焦点位置調整手段稼動基準長Zlenを超えた位置から、同じく別の焦点距離調整部稼動基準長Zlenを超えた位置へ空走走査される描画対象をふるい落とすための判定処理である。

S1-8：図１６に戻り、ステップS1-17の判定がNoである場合、又は、ステップS1-16の処理が完了した後に、走査命令解析部４１は、次の座標が存在するか判定する。
S1-18：ステップS1-8の結果、次の座標が存在しないと判定された際は、焦点距離調整部消耗度計算部４３は現在の焦点距離調整部消耗動作回数Zmovの値を、感熱記録媒体１４に１つのラベルを描画する際の消耗動作を行う回数（負荷値）に決定する。寿命算出部４４は焦点距離調整部消耗動作回数Zmovをもとに、焦点距離調整部２６の動作上限値に達するまでの期間又は動作可能回数を計算する。

〔寿命算出の詳細〕
寿命算出部４４による焦点距離調整部２６の寿命の推定について説明する。焦点距離調整部２６が消耗動作を実施可能な上限値を消耗動作実施回数上限値ZMmax（特許請求の範囲の上限負荷値の一例である）とする。寿命算出部４４は、焦点距離調整部２６が消耗動作実施回数上限値ZMmaxに達するまでに、ラベルを何枚描画できるか、又は、何日まで描画できるかといった寿命に達するまでの値を計算する。

レーザー書込装置が未稼働の場合（レーザー書込装置２０が新品の状態の場合）は、焦点距離調整部２６の消耗動作実施回数上限値ZMmax を、1枚のラベルを描画するためにかかる焦点距離調整部消耗動作回数Zmovで割ると、焦点距離調整部２６が寿命に達するまでに何枚ラベルを描画できるかを算定することができる。

ここで、例えば工場や物流センターでは、レーザー書込装置２０の稼働時間や描画枚数が決まっている場合がある、そのような環境では、１日の描画枚数を特定することができる。レーザー書込装置２０が過去に動作したことがない未稼働の状態であるとすると、寿命は以下のように推定できる。レーザー書込装置２０が１日Ｍ枚のラベルを描画すると仮定すると、消耗動作実施回数上限値ZMmaxを、「Zmov×Ｍ（枚）」で割ると、焦点距離調整部２６が、寿命まで何日使用可能かを求めることができる。

この寿命推定の方法では、ラベルの描画枚数を用いて焦点距離調整部２６の寿命に達するまでの印字可能回数又は期間を計算した。しかし、描画枚数の代わりにレーザー書込装置２０のレーザー照射時間から描画する回数を概算して寿命を推定してもよい。例えば、レーザー書込装置２０の１日のレーザー照射時間を、ラベル１枚を描画する場合におけるレーザー照射時間で割ると、１日の描画枚数の概算値を求めることが可能である。

また、以上の寿命推定の方法は、レーザー書込装置２０が未稼働であると仮定して行ったが、レーザー書込装置２０をある程度の期間、稼動させた後に寿命を推定してもよい。例えば、該期間中にレーザー書込装置２０が描画したラベルを解析し、現在、焦点距離調整部２６にかかっている負荷ZMnowを算出し、消耗動作実施回数上限値ZMmaxから負荷ZMnowを減算することで、残りどの程度使用できるのかを計算できる。すなわち、（ZMmax−ZMnow）÷（Zmov×Ｍ）を算出する。

さらに、焦点距離調整部消耗動作回数Zmovや負荷ZMnowに最終的な負荷係数をかけても良い。例えば、レーザー書込装置２０の動作環境下において、焦点距離調整部２６の動作保証外の気温に達した日数を係数として用いる方法がある。焦点距離調整部２６のような精密機器は動作保証外の高温環境下、低温環境下で動作した際は、動作保証内の温度環境下で動作させた時よりも消耗が早い場合がある。すなわち、温度という環境因子が焦点距離調整部２６の寿命に影響する。

動作保証外の環境における寿命の推定について説明する。以下の例では、焦点距離調整部２６は、動作保証外の気温で稼働すると、動作保証内の気温で稼働させた場合の２倍の速度で消耗すると仮定する。また、レーザー書込装置２０の動作環境下では、日々の気温を測定している。

ここで、焦点距離調整部２６の寿命を推定する際に、レーザー書込装置の気温が動作保証外の温度となった日数を計数し、その日数を考慮した負荷係数を焦点距離調整部消耗動作回数Zmovにかけることとする。寿命推定装置４０の例えば走査命令解析部４１は、レーザー書込装置の稼働時の走査命令と稼働時に検出された気温を取得する。

一つの具体例として、レーザー書込装置２０が稼動した日数が100日であり、そのうちの３日間、レーザー書込装置２０の環境温度が動作保証外（例えば、動作保証温度がＴ１度からＴ２度の場合にこの温度範囲の範囲外である場合）であったとする。この判定は、１日のうち一度でも動作保証外の温度が検出された場合に、動作保証外であると判定してもよいし、１日のうちある決まった時間以上、動作保証外の温度が検出された場合に、動作保証外であると判定してもよい。なお、この「１日」は特許請求の範囲の一定期間の一例である。

この場合の負荷係数を考慮した焦点距離調整部消耗動作回数ZMnowの計算式は、式（１）のようになる。
ZMnow = Zmov × ( 100 - 3 ) + Zmov × 3 × 2 …（１）
式（１）は、レーザー書込装置２０の環境温度が動作保証外の気温に達した３日分の焦点距離調整部消耗動作回数Zmovを２倍の負荷として算出したものとなる。消耗動作実施回数上限値ZMmaxから焦点距離調整部消耗動作回数ZMnowを減じると残りの寿命を推定できる。

なお、式（１）では１より大きな数値"２"を乗じているが、１より小さな値を乗じてもよい。例えば、ある温度範囲では動作保証内の温度よりも負荷が低下する場合がある。この場合は、負荷が低下する該温度範囲で動作した日数に１より小さな値を乗じることでさらに正確な焦点距離調整部消耗動作回数ZMnowを算出できる。

なお、上記は、環境温度を元に負荷を考慮したが、温度以外にもほこりや振動、湿度といった環境要因を負荷として考慮する形態でもよい。

以上、説明したように、本実施例の寿命推定装置４０は、基準点bpと走査命令の２点との距離の差を焦点距離調整部稼動基準長Zlenと比較することで、焦点距離調整部２６の寿命を推定することができる。また、走査命令に基づき寿命を推定できるので、レーザー書込装置２０を稼働させてなくも寿命を推定できるため、装置を導入する際又はそれ以前に焦点距離調整部２６の寿命を予測する事が可能となる。

また、レーザー光の走査速度に応じて重み付けをして焦点距離調整部２６にかかる負荷を計算することにより、焦点距離調整部２６の消耗動作回数を単純に計数する場合よりも精度よく寿命を推定することができる。

実施例１では、レーザー書込装置２０を稼動させることなく、走査命令に基づき焦点距離調整部２６の寿命を算定することができた。このため、レーザー書込装置２０の実際の寿命の例えば数年前に、焦点距離調整部２６及び装置の寿命を予測する事ができる。

しかし、実施例１は、レーザー書込装置２０が１種類のラベルを描画することを前提として、焦点距離調整部２６の動作を解析して寿命を算定するものである。レーザー書込装置２０が複数の異なる種類のラベルを描画する場合、実施例１の方法では、寿命の推定の精度が低下するおそれがある。

そこで、本実施例では、レーザー書込装置２０が複数の異なる種類のラベルを描画する場合に、寿命を推定する寿命推定装置４０について説明する。本実施例の寿命推定装置４０は、標準動作負荷解析部を備えることによって、複数の異なる種類のラベルから焦点距離調整部２６の標準動作負荷値を解析する。

なお、本実施例において、同一の符号を付した構成要素については、同様の機能を果たすので、一度説明した構成要素の説明を省略あるいは相違点についてのみ説明する場合がある。

図１９は、本実施例の寿命推定装置４０の機能ブロック図の一例である。本実施例の寿命推定装置４０は、標準動作負荷解析部４６を有している。標準動作負荷解析部４６は、複数の異なるラベルの焦点距離調整部消耗動作回数Zmovを、一定期間（例えば１日）の描画枚数などで重み付けして一定期間の標準となる標準動作負荷値を算出する。

また、図２０に示すように、本実施例では、レーザー書込装置２０は、複数の異なる種類のラベルを有するラベル群Ｌ'を描画する。ラベル群Ｌ'は、Ｎ種類（Ｎ＞１）のラベル（Ｌ'-1、Ｌ'-2、…、L'-N）で構成されているとする。

図２０は、ラベル群Ｌ'のラベル例を示す図である。図２０（ａ）のラベルＬ'-1では、図１の塗りつぶし部分１４４が白黒反転している。図１のように塗りつぶし部分がある場合、数字「３９」は３９を残すようにその他の範囲を隙間無く走査する。図２０（ａ）のようにストロークで数字「３９」が表される場合、曲線を線分で置き換えて線分が発色される。したがって、白黒反転されたラベルは同じ情報を表示しても、焦点距離調整部２６にかかる負荷が異なっている。

図２０（ｂ）のラベルＬ'-2では、図１のバーコードが２次元バーコード１４５で置き換えられている。バーコードの場合、比較的、長い直線が繰り返し描画されるが、２次元バーコード１４５の場合、マスを塗りつぶすため、短い直線が繰り返し描画される。したがって、バーコードの種類が変わると、焦点距離調整部２６にかかる負荷が異なっている。

図２０（ｃ）のラベルＬ'-3では図１のラベルを構成する文字がアルファベットで記載されている。日本語とアルファベットでは、走査命令の線分数が異なるため、焦点距離調整部２６にかかる負荷が異なっている。
このように、ラベルの種類が異なる場合、焦点距離調整部２６にかかる負荷も異なるので、寿命推定装置４０はラベル毎に負荷値を算出することが好ましい。

図２１は、本実施例の寿命推定装置４０が焦点距離調整部２６の寿命を推定する手順を示すフローチャート図の一例である。以下、図２１のフローチャート図を用いて、複数種類のラベルで構成されるラベル群Ｌ'を描画するレーザー書込装置２０の焦点距離調整部２６の寿命推定方法について説明する。

S2-1：走査命令解析部４１は、ラベル群Ｌ'から解析対象のラベルを１枚選択する。
S2-2：解析対象として選択したラベルに対して寿命推定装置４０は、実施例１の図１６のステップS1-1からS1-17までの処理を行い、解析対象として選択したラベルを描画する際の焦点距離調整部２６の焦点距離調整部消耗動作回数Zmovを計算する。
S2-3：次に、上記ステップで計算された焦点距離調整部消耗動作回数Zmovをラベル毎消耗動作回数ZmovNへ設定する。このラベル毎消耗動作回数ZmovNは、S2-1において選択されたラベルごとの焦点距離調整部消耗動作回数Zmovを記憶するための領域である。例えば、ラベル群L'が３つのラベルを有する場合は、ラベル毎消耗動作回数ZmovNもラベル群L'と同じ数である３つ（Zmov1, Zmov2, Zmov3）存在することとなる。また、S2-3で設定されるラベル毎消耗動作回数ZmovNは、過去にZmovを設定したものとは別のZmovNが指定される。例えば、ラベル群Ｌ'が３つ(ラベルＬ'-1, ラベルＬ'-2, ラベルＬ'-3)ある状況で考えると、下記に記載するイメージとなる。
ラベルＬ'-1のZmov⇒Zmov1へ設定
ラベルＬ'-2のZmov⇒Zmov2へ設定
ラベルＬ'-3のZmov⇒Zmov3へ設定
S2-4：次に、走査命令解析部４１は、ラベル群Ｌ'を構成する全てのラベルを選択したか否かを判定する。解析対象として選択されていないラベルがある場合は、図２１のS2-1へ戻り、ラベル群Ｌ'を構成するラベルのうち、走査命令解析部４１は、焦点距離調整部消耗動作回数Zmovが計算されていないラベルを指定する。ラベル群Ｌ'を構成する全てのラベルが、走査命令解析部４１により解析対象として選択されるまで、S2-2の焦点距離調整部消耗動作回数Zmovの算出が行われる。
S2-5：ステップS2-4において、ラベル群Ｌ'を構成する全てのラベルが解析対象として選択された場合、標準動作負荷解析部４６がラベル群Ｌ'の標準動作負荷値Zaveを計算する。本実施例において、標準動作負荷解析部４６は、ラベル群Ｌ'を構成するラベルＬ'-1、Ｌ'-2、…、Ｌ'-Nが一定期間内に描画する比率を元に、標準動作負荷値Zaveを計算する。

標準動作負荷値Zaveについて説明する。例えば、ラベル群Ｌ'を構成するラベルがラベルＬ'-1、ラベルＬ'-2、ラベルＬ'-3の３種類であったとする。この条件下で、レーザー書込装置２０は１日の総描画枚数に対し、ラベルＬ'-1、ラベルＬ'-2、及び、ラベルＬ'-3を、それぞれ２：３：５の割合で描画するとする。

それぞれのラベルを１回描画する際のラベル毎の焦点距離調整部消耗動作回数ZmovNは、ラベルＬ'-1を描画する場合がZmov1、ラベルＬ'-2を描画する場合がZmov2、ラベルＬ'-3を描画する場合がZmov3とする。以上の例において、標準動作負荷解析部４６は、以下のように計算することで、ラベル群L'の標準動作負荷値Zaveを定義することができる。標準動作負荷値Zaveは特許請求の範囲の「複数ラベル重み付け負荷値」の一例である。
Zave = (Zmov1×2/10) + (Zmov2×3/10) + (Zmov3×5/10)
なお、本実施例では、複数種類のラベルの一定期間内の描画枚数を利用して標準動作負荷値Zaveを計算したが、例えば、一定期間（例えば１日）のレーザー照射時間に対し、各ラベル毎のレーザー照射時間の比率を求めて、標準動作負荷値を算出してもよい。この他のパラメータを用いてもよい。

S2-6：次に、標準動作負荷解析部４６が計算した標準動作負荷値Zaveを、描画１回、すなわちラベル１枚あたりの焦点距離調整部消耗動作回数として、寿命算出部４４が焦点距離調整部２６の寿命に達するまでの期間又は印字可能回数を算定する。焦点距離調整部２６の寿命に達するまでの期間又は印字可能回数は、実施形態１に記述したものと同様の方法で計算することができる。

例えば、１日当たりの描画枚数が、ラベルＬ'-１が２０枚、ラベルＬ'-２が３０枚、ラベルＬ'-３が５０枚である場合、寿命（使用可能日数）は以下のように算出される。
使用可能日数＝Zmax／（Zave×１００）
すなわち、標準動作負荷値Zaveを算出することで、ラベルの種類が複数ある工場などでも、実施例１と同様に寿命を推定できる。

なお、本実施例では、ラベル群Ｌ'がＮ種類のラベルで構成される場合、Ｎ種類全てのラベルの焦点距離調整部２６の動作解析を行ったが、Ｎ種類全てを解析せず、レーザー書込装置２０の稼動形態に合わせて特定の複数種類のみの動作解析を行ってもよいとする。

また、本実施例では標準動作負荷解析部４６が、ラベル群Ｌ'の標準動作負荷値Zaveを定義しているが、標準動作負荷値Zaveを求めずに、ラベル群Ｌ'を構成する各ラベルＬ'-1、Ｌ'-2、…、Ｌ'-Ｎを描画する際の焦点距離調整部消耗動作回数Zmovを、それぞれのラベルの描画回数分加算することによって、焦点距離調整部２６の寿命を算定してもよい。１日の各ラベルＬ-１〜Ｌ-Ｎの焦点距離調整部消耗動作回数ZmovをZmov1、Zmov2、…、ZmovNに対し、各ラベルＬ-１〜Ｌ-Ｎの描画枚数をｋ１、ｋ２，…ｋｎとする。したがって、１日の焦点距離調整部消耗動作回数Zmovの合計Ｐsは以下のようになる。
１日の焦点距離調整部消耗動作回数Zmovの合計Ｐs
＝ｋ１・Zmov1＋ｋ２・Zmov2＋…＋ｋｎ・ZmovN
消耗動作実施回数上限値ZMmaxを１日の焦点距離調整部消耗動作回数Zmovの合計Ｐsで除した値が、日数としての焦点距離調整部２６の寿命である。

さらに、本実施例においても、標準動作負荷値Zaveから寿命を推定する際に、実施例１と同様に環境による負荷値を考慮した算出を行ってもよい。

以上説明したように、本実施例の寿命推定装置４０によれば、レーザー書込装置２０が複数種類のラベルを描画する場合でも、それぞれのラベルから焦点距離調整部２６の標準となる標準動作負荷値Zaveを定義することで、焦点距離調整部２６の寿命を算定する事ができる。

１４ 感熱記録媒体
２０ レーザー書込装置
２２ レーザー発振器
２３ ガルバノモーター
２４ ガルバノミラー
２６ 焦点距離調整部
３０ 画像処理装置
４０ 寿命推定装置
４１ 走査命令解析部
４２ 消耗動作実施回数計算部
４３ 焦点距離調整部消耗度計算部
４４ 寿命算出部
４６ 標準動作負荷解析部
１００ レーザー書込システム

特開２０１２−０９１２２４号公報

Claims (14)

1. 光源から記録媒体における光照射位置までの距離に応じて焦点距離調整手段が焦点距離を調整するレーザー光照射装置に加わる負荷を推定する負荷推定装置であって、
   前記光照射位置を座標で指示する制御データを取得する取得手段と、
   前記制御データの座標を解析して前記焦点距離調整手段の動作量を検出する動作量検出手段と、
   前記動作量が検出された場合、前記動作量と閾値との比較結果に応じて前記焦点距離調整手段の負荷値情報を累積する負荷値算出手段と、
   を有することを特徴とする負荷推定装置。
2. 前記負荷値算出手段は、前記動作量が閾値より大きい場合、前記負荷値情報を増大させる、ことを特徴とする請求項１記載の負荷推定装置。
3. 前記取得手段は、前記制御データから、前記光照射位置の方向制御手段が第１の座標から前記第１の座標の次の第２の座標に前記光照射位置を変更する間の走査速度を取得し、
   前記負荷値算出手段は、前記動作量が閾値より大きい場合、前記走査速度が大きいほど前記負荷値情報を大きく増大させる、ことを特徴とする請求項２記載の負荷推定装置。
4. 前記負荷値算出手段は、前記動作量が閾値より大きい場合、前記動作量が大きいほど前記負荷値情報を大きく増大させる、ことを特徴とする請求項２又は３記載の負荷推定装置。
5. 前記動作量検出手段は、第１の座標により前記光照射位置の方向制御手段が制御された際の前記レーザー光照射装置から前記記録媒体までの第１の距離と、前記第１の座標の次の第２の座標により前記方向制御手段が制御された際の前記レーザー光照射装置から前記記録媒体までの第２の距離との差を算出し、
   前記負荷値算出手段は、前記差を前記動作量として、前記動作量と前記閾値との比較結果に応じて、前記負荷値情報を累積する、
   ことを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載の負荷推定装置。
6. 前記動作量検出手段は、前記記録媒体における所定の基準点から前記第１の座標までの第３の距離と、前記基準点から前記第２の座標までの第４の距離との差を算出し、
   前記負荷値算出手段は、前記差を前記動作量として、前記動作量と前記閾値との比較結果に応じて、前記負荷値情報を累積する、
   ことを特徴とする請求項５記載の負荷推定装置。
7. 前記負荷値算出手段は、前記差が前記閾値より大きい場合、前記負荷値情報を増大するものであり、
   前記差が前記閾値より小さい場合でも、
   前記第１の座標と前記第２の座標の間の距離が前記閾値より大きく、かつ
   前記第３の距離又は前記第４の距離の少なくとも一方が前記閾値より大きい場合、前記負荷値情報を増大する、ことを特徴とする請求項６記載の負荷推定装置。
8. 前記第１の距離が格納された第1の記憶領域と、
   前記第２の距離が格納された第２の記憶領域と、を有し、
   前記動作量検出手段は、前記差が前記閾値より大きい場合に、前記第１の記憶領域を第２の記憶領域に格納されている前記第２の距離で更新し、前記差が前記閾値より大きくない場合には、前記第１の記憶領域を更新せず、
   前記取得手段は、前記第２の座標の次の座標を取得する度に、前記次の座標により前記方向制御手段が制御された際の前記レーザー光照射装置から前記記録媒体まで距離を前記第２の距離として前記第２の記憶領域に格納し、
   前記負荷値算出手段は、前記第１の記憶領域の値と前記第２の記憶領域の値の前記差を、前記閾値と比較する、ことを特徴とする請求項５〜７いずれか１項記載の負荷推定装置。
9. 前記負荷値情報と前記焦点距離調整手段の上限負荷値から前記焦点距離調整手段の寿命を推定する寿命推定手段、
   を有することを特徴とする請求項１〜８いずれか１項記載の負荷推定装置。
10. 前記負荷値算出手段は前記レーザー光照射装置が一定期間あたりに参照する前記制御データに基づき前記負荷値情報を算出するものであり、
    前記取得手段は前記焦点距離調整手段の寿命に影響する環境因子の情報を取得し、
    前記一定期間の前記環境因子の情報が予め定められた範囲に入らない場合、前記負荷値算出手段は、前記一定期間の前記制御データから求められた前記負荷値情報に予め定められた係数を乗じ、一定期間毎に前記負荷値情報を決定し、
    前記寿命推定手段は、前記環境因子の情報が前記範囲に入る前記一定期間の前記負荷値情報と前記範囲に入らない前記一定期間の前記負荷値情報とが合計された所定期間の前記負荷値情報と、前記上限負荷値とから前記焦点距離調整手段の寿命を推定する、
    ことを特徴とする請求項９記載の負荷推定装置。
11. 前記制御データは、レーザー光で視覚情報が描画されるラベル毎に作成されており、
    前記負荷値算出手段は、１つのラベルの前記負荷値情報を算出し、
    前記寿命推定手段は、前記上限負荷値を、一定期間当たりの前記ラベルの描画枚数と該ラベルの前記負荷値情報の積で除することで使用可能日数を算出する、
    ことを特徴とする請求項９又は１０記載の負荷推定装置。
12. 前記制御データは、レーザー光で視覚情報が描画されるラベル毎に作成されており、
    前記取得手段は、種類が異なるラベル毎に前記制御データを取得し、
    前記負荷値算出手段は、ラベル毎に前記負荷値情報を算出し、
    各ラベルの前記負荷値情報を、一定期間当たりのラベルの総描画枚数に対する各ラベルの描画枚数の比率で重みづけして複数ラベル重み付け負荷値を算出する第２の負荷値算出手段を有し、
    前記寿命推定手段は、前記複数ラベル重み付け負荷値と前記焦点距離調整手段の上限負荷値から前記焦点距離調整手段の寿命を推定する、
    ことを特徴とする請求項９〜１１いずれか１項記載の負荷推定装置。
13. 光源から記録媒体における光照射位置までの距離に応じて焦点距離調整手段が焦点距離を調整するレーザー光照射装置と、前記レーザー光照射装置に加わる負荷を推定する負荷推定装置と、を有するレーザー光照射システムであって、
    前記光照射位置を座標で指示する制御データを取得する取得手段と、
    前記制御データの座標を解析して前記焦点距離調整手段の動作量を検出する動作量検出手段と、
    前記動作量が検出された場合、前記動作量と閾値との比較結果に応じて前記焦点距離調整手段の負荷値情報を累積する負荷値算出手段と、
    を有することを特徴とするレーザー光照射システム。
14. 光源から記録媒体における光照射位置までの距離に応じて焦点距離調整手段が焦点距離を調整するレーザー光照射装置に加わる負荷を推定する負荷推定方法であって、
    取得手段が、前記光照射位置を座標で指示する制御データを取得するステップと、
    動作量検出手段が、前記制御データの座標を解析して前記焦点距離調整手段の動作量を検出するステップと、
    負荷値算出手段が、前記動作量が検出された場合、前記動作量と閾値との比較結果に応じて前記焦点距離調整手段の負荷値情報を累積するステップと、
    を有することを特徴とする負荷推定方法。

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