JP2020157765A - レーザ記録装置、レーザ記録方法、及びレーザ記録用レーザ照射プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
前記レーザ記録手段が前記感熱記録媒体上にレーザ光を照射する際、前記画像のデータの画像輝度情報に応じて、前記レーザ光源から照射する前記レーザ光の照射エネルギー量を変化させる制御を行う制御手段であって、
前記画像における一の単位画素E0に対応する、前記画像のデータにおける一の単位画素データDE0に含まれる画像輝度値がX0であり、前記X0の画像を記録するための前記レーザ光源に供給する設定電流量がY0(Ah)であり、
前記一の単位画素E0に対して、前記直線方向における前記一の向きと逆向き側にかつ隣接して位置する第一隣接単位画素E1に対応する、前記画像のデータにおける第一隣接単位画素データDE1の画像輝度値がX1であり、前記X1の画像を記録するための前記レーザ光源に供給する設定電流量がY1(Ah)であり、
前記一の単位画素E0に対して、一の前記直線方向と平行にかつ隣接して位置する他の前記直線方向である直線上にかつ隣接して位置する第二隣接単位画素E2に対応する、前記画像のデータにおける第二隣接単位画素データDE2に含まれる画像輝度値がX2であり、前記X2の画像を記録するための前記レーザ光源に供給する設定電流量がY2(Ah)であり、
前記第二隣接単位画素E2に対して、前記他の前記直線方向である直線上であって前記一の向きと逆向き側にかつ隣接して位置する第三隣接単位画素E3に対応する、前記画像のデータにおける第三隣接単位画素データDE3に含まれる画像輝度値がX3であり、前記X3の画像を記録するための前記レーザ光源に供給する設定電流量がY3(Ah)であり、
前記一の単位画素E0を実際に記録するために前記レーザ光源に供給する供給電流量Z(Ah)を、次式、Z=Y0−〔(P×Y1)+(Q×Y2)+(R×Y3)〕(ただし、前記式中、P、Q及びRは、0以上1以下の任意の数を表す)、のように変更する制御を行う制御手段と、
を有することを特徴とする。
本発明のレーザ記録装置は、感熱記録媒体に記録しようとする画像のデータの感熱記録媒体における位置情報に基づき、感熱記録媒体上においてレーザ光源を直線方向における一の向きと直線方向に対し直交方向における一の向きとに走査しつつ、又は、感熱記録媒体を直線方向における一の向きと直線方向に対し直交方向における一の向きとに移動させつつ、レーザ光を照射することにより、レーザ光の照射を受けて発色した単位画素の群により形成された画像を感熱記録媒体に記録するレーザ記録手段と、レーザ記録手段が感熱記録媒体上にレーザ光を照射する際、画像のデータの画像輝度情報に応じて、レーザ光源から照射するレーザ光の照射エネルギー量を変化させる制御を行う制御手段であって、画像における一の単位画素E0に対応する、画像のデータにおける一の単位画素データDE0に含まれる画像輝度値がX0でありX0の画像を記録するためのレーザ光源に供給する設定電流量がY0(Ah)であり、一の単位画素E0に対して、直線方向における一の向きと逆向き側にかつ隣接して位置する第一隣接単位画素E1に対応する、画像のデータにおける第一隣接単位画素データDE1の画像輝度値がX1であり、X1の画像を記録するためのレーザ光源に供給する設定電流量がY1(Ah)であり、一の単位画素E0に対して、一の直線方向と平行にかつ隣接して位置する他の直線方向である直線上にかつ隣接して位置する第二隣接単位画素E2に対応する、画像のデータにおける第二隣接単位画素データDE2に含まれる画像輝度値がX2であり、X2の画像を記録するためのレーザ光源に供給する設定電流量がY2(Ah)であり、第二隣接単位画素E2に対して、他の直線方向である直線上であって一の向きと逆向き側にかつ隣接して位置する第三隣接単位画素E3に対応する、画像のデータにおける第三隣接単位画素データDE3に含まれる画像輝度値がX3であり、X3の画像を記録するためのレーザ光源に供給する設定電流量がY3(Ah)であり、一の単位画素E0を実際に記録するためにレーザ光源に供給する供給電流量Z(Ah)を、次式、Z=Y0−〔(P×Y1)+(Q×Y2)+(R×Y3)〕(ただし、式中、P、Q及びRは、0以上1以下の任意の数を表す)、のように変更する制御を行う制御手段と、を有する。
つまり、本発明のレーザ記録方法は、本発明のレーザ記録装置を用いて実施することと同義である。また、本発明のレーザ記録装置は、本発明のレーザ記録方法を実施することと同義である。
したがって、本発明のレーザ記録装置の説明を通じて本発明のレーザ記録方法の詳細についても明らかにする。
具体的には、従来のサーマルプリンタでは、記録の直前及び同時に記録する隣接ドットの発熱体の蓄熱の影響を考慮して熱量を補正することができるが、レーザを用いた記録方法では蓄熱する発熱体が存在しない。このため、レーザを用いた記録方法に、従来のサーマルプリンタと同じような補正方法を適用することは難しい。
これにより、本発明のレーザ記録装置は、隣接する単位画素を記録するためのレーザ光の照射エネルギー量に応じて発生する熱を考慮することで、画像の濃度ムラを抑制することができ、かつ感熱記録媒体を損傷しにくくすることができる。
レーザ記録手段は、感熱記録媒体に記録しようとする画像のデータの感熱記録媒体における位置情報に基づき、感熱記録媒体上においてレーザ光源を直線方向における一の向きと直線方向に対し直交方向における一の向きとに走査する。または、レーザ記録手段は、感熱記録媒体を直線方向における一の向きと直線方向に対し直交方向における一の向きとに移動する。そして、レーザ記録手段は、上記のように、走査しつつ、又は、移動させつつ、レーザ光を照射することにより、レーザ光の照射を受けて発色した単位画素の群により形成された画像を感熱記録媒体に記録する。
なお、直線方向とは、レーザ光源を複数有する態様を光ファイバーアレイとした場合には、複数の光ファイバーが配列されている方向、又は当該方向と直交する方向を意味する。また、レーザ光源が1つである場合には、レーザ光源を走査する互いに直交する方向を意味する。
感熱記録媒体に画像を記録する際には、例えば、レーザ光を感熱記録媒体に走査させ、レーザ光を照射した部分が発熱し、その発熱部の熱拡散により加熱されて画像形成される。
レーザ光源としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、半導体レーザ、固体光ファイバーレーザなどが挙げられる。これらの中でも、波長選択性が広いこと、レーザ記録装置としてはレーザ光源自体が小さく、装置の小型化、及び低価格化が可能である点から、半導体レーザが好ましい。
レーザ記録手段が照射するレーザ光のスポット径X(μm)としては、特に制限はなく、適宜選択することができるが、半値幅で90μm以上150μm以下であることが好ましい。レーザ光のスポット径Xが半値幅で90μm以上150μm以下であると、レーザの広がり角(NA)のばらつきによる描画ムラを抑制した精細な絵や文字を描画できる点で有利である。
スポット径は、例えば、ビームプロファイラなどを用いて測定することができる。
また、レーザ光源を複数有する場合には、各レーザ光源に流す電流が同一であってもレーザ光のエネルギーがばらつくことがあるため、複数のレーザ光源から照射されるレーザ光のエネルギーを均一となるように補正することが好ましい。
また、レーザ光源を複数有する別の態様としては、面状にレーザ光源を配して、感熱記録媒体にレーザ光を一括で照射して画像を記録するようにしてもよい。この態様では、複数のレーザ光源を面状に配しているため、一の単位画素に対し、全方向で隣接する周辺の画素の熱エネルギーを考慮して印刷画像輝度補正を行うようにする。
光ファイバーの中心間の最短距離(ピッチ)は、1.0mm以下が好ましく、0.5mm以下がより好ましく、0.03mm以上0.15mm以下が更に好ましい。
光ファイバーの中心間の最短距離(ピッチ)が1.0mm以下であると、高解像度記録が可能となり、従来に比べて高精細な画像を実現できる。
光ファイバーアレイにおける光ファイバーの配列数は、10個以上が好ましく、50個以上がより好ましく、100個以上800個以下が更に好ましい。
光ファイバーの配列数が、10個以上であると、高速記録が可能となり、従来に比べて高精細な画像を実現できる。
光ファイバーアレイの後段には、レーザ光のスポット径を制御するため、レンズなどの光学系を有していてもよい。
画像とは、視認可能な情報であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、文字、記号、線、図形、ベタ画像、又はこれらの組み合わせ、QRコード(登録商標)、バーコード、二次元コードなどが挙げられる。
感熱記録媒体としては、レーザ光により記録できる媒体であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
感熱記録媒体の形状としては、例えば、カード状、タグ状、ラベル状、シート状、ロール状などが挙げられる。
感熱記録媒体の構造、大きさ、材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
なお、以下では、感熱記録媒体をメディアと称することもある。
制御手段は、レーザ記録手段が感熱記録媒体上にレーザ光を照射する際、画像のデータの画像輝度情報に応じて、レーザ光源から照射するレーザ光の照射エネルギー量を変化させる制御を行う。
これにより、本発明のレーザ記録装置は、隣接する単位画素を記録するためのレーザ光の照射エネルギー量に応じて発生する熱を考慮することで、画像の濃度ムラを抑制することができ、かつ感熱記録媒体を損傷しにくくすることができる。
さらに、P、Q及びRは、X0=X1=X2=X3であるとき、Q≧P>Rである場合が多い。これは、E0に対し、直前にレーザ光が照射されたE1の影響が大きいためである。
なお、電流の大きさとは、レーザ光源からレーザ光を照射するための電流値を意味する。また、電流の供給時間とは、レーザ光を照射するための電流をレーザ光源に流す時間を意味する。
制御手段は、補助記憶装置などが記憶するOS(Operating System)やプログラムを実行することにより種々の機能を実現し、本発明のレーザ記録装置全体の動作を制御するための制御プログラムに基づいて各種処理を実行する。
なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。また、下記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好ましい数、位置、形状等にすることができる。
図1に示すように、レーザ記録装置1においては、感熱記録媒体31の移動方向である図中矢印で示す副走査方向と直交する主走査方向に配列された光ファイバーアレイ11からレーザ光を感熱記録媒体31に照射して、描画単位からなる画像を記録する。なお、光ファイバーアレイ11には、複数のレーザ光源13から光ファイバー12を介してレーザ光が導光されている。
光ファイバーアレイ11は、一つ又は、複数のアレイヘッド11aを主走査方向にライン状に配置したものであり、アレイヘッド11aから照射したレーザ光の光路上には、レーザ光のスポット径を制御できる光学系を有している。
レーザ記録装置1は、感熱記録媒体31に対するレーザ光のスポット径と、駆動手段14がレーザ光源13に入力するパルス信号の周期及びデューティー比により、副走査方向における描画単位の長さを制御し、副走査方向において隣接する描画単位の端部を、副走査方向に重ねて記録する。
レーザ光の出力とは、照射エネルギーのことであり、パワーメータで計測される平均出力である。
出力の制御方法としては、ピークパワーとデューティー(=レーザー発光時間/周期時間)の2つの制御で可能となる。
メイン制御手段16は、レーザ記録装置1の各動作を制御するCPU(Central Processing Unit)などを備え、レーザ記録装置1全体の動作を制御するための制御プログラムに基づいて各種処理を実行する。
搬送手段41は、感熱記録媒体31を副走査方向に搬送する。
図2に示すように、レーザ光源から照射されたレーザ光は、光ファイバー及びレンズユニットを介し、図2中の黒丸で示した像面(ビームスポット)で結像する。ビームスポットで結像したレーザ光は、感熱記録媒体に吸収されてレーザ光が熱に変換される。変換された熱が発色に必要な閾値以上となったときに、感熱記録媒体が発色し、単位画素であるドットが形成される。
なお、光ファイバーの構造は、レーザ光を通過させる中心部のコア部と、コア部の外周に設けられたクラッド層とからなる。
また、ドット形状が主走査方向よりも副走査方向のほうに発色領域が広くなる理由は、レーザ光を照射している間も感熱記録媒体又はレーザ光源が移動していることから、副走査方向に感熱記録媒体上をレーザ光が移動して、熱が副走査方向へ広がるためである。
図3に示すように、レーザ記録装置は、入力された画像のデータに基づき、直交方向に配列された複数のレーザ光源により、副走査方向に移動する感熱記録媒体に対してレーザ光を照射し、一斉に画像を形成する。このとき、レーザ記録装置は、入力された画像のデータの向きと感熱記録媒体の移動方向とを整合させて、感熱記録媒体に画像を記録する。
このレーザ記録装置は、画像のデータの輝度値に基づいたパルス信号をレーザ光源に出力することで、画像の濃度ムラを抑制することができ、かつ感熱記録媒体が損傷しにくいようにレーザ光の照射エネルギー量を変化させる制御を制御手段が行う。この制御については、図8〜図10で詳細に説明する。
また、本実施形態における感熱記録媒体は、光を熱に変換する材料を含んだ記録媒体である。次に、この感熱記録媒体について説明する。
図4に示すように、感熱記録媒体は、レーザ光源から照射されるレーザ光の照射エネルギーを大きくすると徐々に画像の発色濃度値が高くなり、次第に画像の発色濃度値が飽和する。さらに過剰な照射エネルギーを加えると感熱記録媒体が損傷してしまう。
また、図4に示すグラフにおいて、印刷画像濃度値が高くなり始めてから印刷画像濃度値が飽和するまでの部分(中間発色)を利用するように照射エネルギーを調整すると、記録する画像を階調表現することが可能である。本実施態様のレーザ記録装置は、従来のサーマルヘッドとは異なる方法で、中間発色を利用して階調表現することに好適に用いることができる。
図5Aに示したように、従来のサーマルヘッドでは、発熱体が感熱記録媒体に近くにあり、また発熱体を覆うカバーが装着されていることが多いため、感熱記録媒体近傍の環境は熱が逃げにくい構造となり、雰囲気温度が高いところで安定する。このため、発熱体に多少の熱量のばらつきがあったとしても、安定した雰囲気温度により画像の濃度ムラを抑制しやすく、階調表現した画像の品質を高めることが容易である。一方で、図5Bに示したように、レーザを用いた非接触式の記録装置では、感熱記録媒体にレーザ光が照射した部分しか発熱せず、またレーザ光を光学系により結像させる距離が必要であることから、従来のサーマルヘッドと比べると感熱記録媒体近傍の熱が逃げやすい構造となる。このため、レーザを用いた非接触式の記録装置では、従来のサーマルプリンタと同じような補正方法を適用することは難しい。また、光ファイバーアレイを用いた場合、階調表現した画像を記録しようとすると、各レーザ光源に同じ電流を流しても照射エネルギーがばらつくことが多いため、中間発色のベタ画像を記録するようなときには、画像の濃度ムラが大きくなってしまう。そこで、本実施形態のレーザ記録装置では、各レーザ光源に同じ電流を流しても照射エネルギーが均一になるように、図6に示すような補正を行う。
なお、出力補正は、感熱記録媒体に照射される各レーザ光源の出力ばらつき(照射エネルギーのばらつき)を均一にするものである。また、測定にはレーザパワーメータ(50(150)A−BB−26、OPHIR社製)を使用した。
この内部変数は、レーザパワーメータにより感熱記録媒体面での照射エネルギーを測定した結果に基づき、各レーザ光源の照射エネルギーを均一にするようにして決定する。また、感熱記録媒体面での照射エネルギーの測定結果は、内部変数以外に、各レーザ光源に流す電流値とそのDutyの設定に反映させる。設定した電流値及びDutyに対して各レーザ光源からレーザ光をそれぞれ照射させ、狙いの照射エネルギーとなるまで内部変数を増減させながら照射エネルギーの測定を繰り返し、狙いの照射エネルギーとなった内部変数を記憶部に記憶させる。
図7では、内部変数により各レーザ光源の照射エレルギーを均一にしても、画像が集団ドットである場合には画像に濃度ムラが発生することを示している。画像が単独ドットであれば画像に濃度ムラが発生することはないが、画像が集団ドットである場合には、画像に白抜けができないように記録することから、ドットの一部を重複させるように感熱記録媒体にレーザ光を照射する必要がある。このため、集団ドットの中心部では、近隣ドット周辺からの熱の影響を多大に受けてしまい、画像を記録する際に感熱記録媒体を損傷させやすくなる。
そこで、単純に画像のデータに対して全体的に照射エネルギーを小さくすると、集団ドットでは過剰エネルギーは発生しにくくなるが、一方で単独ドットでは照射エネルギーが不足して印刷画像濃度が低くなってしまう。よって、図8に示すような、集団ドットの中心部における熱の影響を考慮した補正をする必要がある。
図8の左上の図に示すように、入力された画像のデータが5画素×5画素の8ビットモノクロで、中央の3画素×3画素は輝度値0のベタ画像を表している。この画像のデータにおいて、行は直線方向(副走査方向)、列は当該直線方向に直交する直交方向(主走査方向)に該当する。ここで、この画像のデータに対して印刷画像濃度補正を行わず、レーザ光源の供給電流量を決めるパルス信号を設定すると、中央の3画素×3画素ではDuty比が100%となる(図8の左下の図参照)。ここで、Duty比が100%とは、各画素で飽和印刷画像濃度を得るための電流量をいう。このようにパルス信号を設定すると、3行目−3列目「以下、(3,3)のように表す」の画素では図7で示したように照射エネルギーが過剰となり、感熱記録媒体を損傷させてしまう。
図9に示すように、(3,3)の画素を注目する一の単位画素E0とすると、一の単位画素E0の画素データをDE0とし、印刷画像濃度補正せずに記録する際のDutyをD0とする。また、E0の周辺の画素である(3,2)、(2,3)、(2,2)、(2,4)、(3,4)、(4,3)、(4,2)、(4,4)の画素をE1、E2、E3、E4、E5、E6、E7、E8とする。また、それらの画素データをDE1、DE2、DE3、DE4、DE5、DE6、DE7、DE8とし、印刷画像濃度補正せずに記録する際のDutyをD1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8とする。
具体的には、以下のようにグループ分けできる。
「E1」:E0に対して、レーザ光の走査方向(直線方向;副走査方向)における一の向き(走査する向き)と逆向き側にかつ隣接して位置するグループ。即ち、E0の副走査方向における上流に位置し、E0よりも先にレーザ光が照射される。
「E2とE6」:E0に対して、直交方向(主走査方向)において隣接して位置するグループ。即ち、E0と同時にレーザ光が照射される。
「E3とE7」:E0に対して、直交方向(主走査方向)に平行でかつレーザ光の走査方向(直線方向;副走査方向)における一の向き(走査する向き)と逆向きに隣接して位置する線上に位置するグループ。換言すれば、E1に対して、直交方向(主走査方向)に隣接して位置するグループ。即ち、E1と同時にレーザ光が照射される。
「E5」:E0に対して、副走査方向における下流にかつ隣接して位置するグループ。即ち、E0よりも後にレーザ光が照射される。
「E4とE8」:E0に対して、直交方向(主走査方向)に平行でかつレーザ光の走査方向(直線方向;副走査方向)における一の向き(走査する向き)に隣接して位置する線上に位置するグループ。換言すれば、E5に対して、直交方向(主走査方向)に隣接して位置するグループ。即ち、E5と同時にレーザ光が照射される。
ΔE1=P×(E1)
ΔE2=Q×(E2+E6)
ΔE3=R×(E3+E7)
ΔE4=S×(E4+E8)
ΔE5=T×(E5)
ただし、係数P〜Tは、記録されるドットの間隔、レーザのスポット径、記録されるドットのサイズ、主走査方向又は副走査方向の走査速度及び注目するE0からの距離などから算出される。
したがって、注目するE0を記録するときに周辺のドットから受ける熱エネルギーは、次式、Eout=E0−ΔE1−ΔE2−ΔE3−ΔE4−ΔE5、により求めることができる。
本発明のレーザ記録用レーザ照射プログラムは、本発明のレーザ記録方法を実施するために好適に実行される。
つまり、本発明のレーザ記録用レーザ照射プログラムは、ハードウェア資源としてのコンピュータ等を用いることにより、本発明のレーザ記録方法を実行できる。また、本発明のレーザ記録用レーザ照射プログラムは、一又は複数のコンピュータやサーバの少なくともいずれかによって実行されてもよい。
なお、本実施態様のレーザ記録用レーザ照射プログラムによる処理では、それぞれ各レーザ光源において内部変数による出力補正が予め行われている。
具体的には、受け付けた画像のデータのビット深度が8ビットの場合であれば、画像輝度値は0〜255までの値をとる。レーザ記録装置は、画像輝度値の0又は255のいずれかで最大の照射エネルギーで照射を行うかをユーザが設定することができる機能を有する。
画像輝度値をDuty比に換算する式としては、例えば、画像輝度値255で最大照射する場合には、次式、Duty比=(画像輝度値)/255×100(%)、のように表すことができる。また、画像輝度値0で最大照射する場合には、次式、Duty比=(255−画像輝度値)/255×100(%)、のように表すことができる。なお、印刷画像濃度補正を行わない場合は、ここで求めたDuty比の値が用いられる。ここでは、印刷画像濃度補正を行うものとして、ステップS104に移行する。
図10に示した例においては、例えば、受け付けたBMP画像のデータにおける各画素について、上記のステップS102からS106を繰り返すことにより、当該BMP画像を印刷するようにしてもよい。
なお、BMP画像のデータに対する補正は、BMP画像のデータが入力されるたびに行われる。
図1から図3に示すレーザ記録装置を用い、複数のレーザ光源として最大出力30WのファイバーカップリングLD32個が主走査方向に配列され、隣接する光ファイバー間のピッチ間隔Xが127μmである光ファイバーアレイにおいて、各ファイバーカップリングLDに対する内部変数を変化させ、照射エネルギーが均一になるように出力補正した。レーザ光のピークパワーは5Wとした。また、フォーカス位置を調節してスポット径を105μmに固定し、なお、光ファイバーは、直径が125μmであり、コア部の直径が105μmのものを用いた。
出力補正したレーザ記録装置により、感熱記録媒体の移動速度を3m/secの条件で、1つのレーザ光源に対して照射エネルギー5Wで飽和発色するように光熱変換材料の含有量を調整した感熱記録媒体に対し、中間発色のベタ画像を記録した。記録したベタ画像の写真を図11Aに示す。
実施例1において、照射エネルギーを均一にする出力補正を行わなかった以外は、実施例1と同様にして、中間発色のベタ画像を記録した。記録したベタ画像の写真を図11Bに示す。
実施例1において、感熱記録媒体を以下の白発色性の感熱記録媒体に代え、実施例1で行った出力補正と、図9で示したE0に対し、E1〜E8の影響を考慮した印刷画像濃度補正を行い、黒色の台紙を下に敷いて撮影し、中間発色のベタ画像をベタ画像部及び細線部を含む画像に代えた以外は、実施例1と同様にして、ベタ画像部及び細線部を含む画像を記録し、記録した画像に対して以下のように評価して結果を表1に示した。また、記録した画像の写真を図12Aに示す。
なお、印刷画像濃度補正のための係数P〜Tは、それぞれP=0.04,Q=0.07,R=0.035,S=0.001,T=0.001とした。
実施例3で用いた白発色性の感熱記録媒体の構造を図13に示す
図13に示すように、白発色性の感熱記録媒体は、基材となるPET(透明色)の上に、接着性が良くなるように界面活性層を1μm塗布し、その上に記録層4μm、酸素遮断層2μm、接着剤層7μm、保護層12μmという順で積層した。また、記録層には、炭酸カルシウムとスチレン−アクリル共重合体を含有した。保護層には、基材に使用した材料と同じ透明Pet材料を使用した。
記録した画像に対して、目視により以下の基準で評価した。結果を表1に示す。
[評価基準]
○:鮮明である
△:不鮮明な箇所が一部ある
×:不鮮明である
記録した画像に対して、目視により以下の基準で評価した。結果を表1に示す。
[評価基準]
○:損傷していない
△:損傷している箇所が一部ある
×:損傷している
記録した画像に対して、バーコードリーダー(THIR−6780、株式会社マーストーケンソリューション製)以下の基準で評価した。結果を表1に示す。
[評価基準]
○:10回スキャンして問題なく読み取れる
×:10回スキャンしても読み取れない
実施例3において、印刷画像濃度補正を行わずに、レーザ光源の出力を、画像の細部が鮮明になるように調整した以外は、実施例3と同様にして、ベタ画像部及び細線部を含む画像を記録し、記録した画像に対して以下のように評価して結果を表1に示した。また、記録した画像の写真を図12Bに示す。
実施例3において、印刷画像濃度補正を行わずに、レーザ光源の出力を、画像のベタ画像部が鮮明になるように調整した以外は、実施例3と同様にして、ベタ画像部及び細線部を含む画像を記録し、記録した画像に対して以下のように評価して結果を表1に示した。また、記録した画像の写真を図12Cに示す。
このことより、本発明のレーザ記録装置は、画像の濃度ムラを抑制することができ、かつ感熱記録媒体が損傷しにくくすることができることがわかった。
黒発色性の感熱記録媒体としては、例えば、図14に示すようなものが挙げられる。
図14に示すように、黒発色性の感熱記録媒体の一例としては、基材となるPet基材(白色)の上に、平均厚みを3.2μmとした記録層を塗布し、さらに記録層の表面に平均厚みを2μmとした保護層が塗布した構造としたものが挙げられる。記録層は、顕色剤とロイコ染料、光熱変換材料を含有するようにしてもよい。
これにより、本発明のレーザ記録装置は、隣接する単位画素を記録するためのレーザ光の照射エネルギー量に応じて発生する熱を考慮することで、画像の濃度ムラを抑制することができ、かつ感熱記録媒体を損傷しにくくすることができる。
<1> 感熱記録媒体に記録しようとする画像のデータの前記感熱記録媒体における位置情報に基づき、前記感熱記録媒体上においてレーザ光源を直線方向における一の向きと前記直線方向に対し直交方向における一の向きとに走査しつつ、又は、前記感熱記録媒体を直線方向における一の向きと前記直線方向に対し直交方向における一の向きとに移動させつつ、レーザ光を照射することにより、前記レーザ光の照射を受けて発色した単位画素の群により形成された画像を前記感熱記録媒体に記録するレーザ記録手段と、
前記レーザ記録手段が前記感熱記録媒体上にレーザ光を照射する際、前記画像のデータの画像輝度情報に応じて、前記レーザ光源から照射する前記レーザ光の照射エネルギー量を変化させる制御を行う制御手段であって、
前記画像における一の単位画素E0に対応する、前記画像のデータにおける一の単位画素データDE0に含まれる画像輝度値がX0であり、前記X0の画像を記録するための前記レーザ光源に供給する設定電流量がY0(Ah)であり、
前記一の単位画素E0に対して、前記直線方向における前記一の向きと逆向き側にかつ隣接して位置する第一隣接単位画素E1に対応する、前記画像のデータにおける第一隣接単位画素データDE1の画像輝度値がX1であり、前記X1の画像を記録するための前記レーザ光源に供給する設定電流量がY1(Ah)であり、
前記一の単位画素E0に対して、一の直線方向と平行にかつ隣接して位置する他の前記直線方向である直線上にかつ隣接して位置する第二隣接単位画素E2に対応する、前記画像のデータにおける第二隣接単位画素データDE2に含まれる画像輝度値がX2であり、前記X2の画像を記録するための前記レーザ光源に供給する設定電流量がY2(Ah)であり、
前記第二隣接単位画素E2に対して、前記他の前記直線方向である直線上であって前記一の向きと逆向き側にかつ隣接して位置する第三隣接単位画素E3に対応する、前記画像のデータにおける第三隣接単位画素データDE3に含まれる画像輝度値がX3であり、前記X3の画像を記録するための前記レーザ光源に供給する設定電流量がY3(Ah)であり、
前記一の単位画素E0を実際に記録するために前記レーザ光源に供給する供給電流量Z(Ah)を、次式、Z=Y0−〔(P×Y1)+(Q×Y2)+(R×Y3)〕(ただし、前記式中、P、Q及びRは、0以上1以下の任意の数を表す)、のように変更する制御を行う制御手段と、
を有することを特徴とするレーザ記録装置である。
<2> 前記P、Q及びRは、X0=X1=X2=X3であるとき、前記P及び前記Qは、前記Rよりも大きい、前記<1>に記載のレーザ記録装置である。
<3> 電流の大きさと電流の供給時間との積で表される前記供給電流量及び前記設定電流量の内の前記供給電流量が前記設定電流量以下となるように制御される、前記<1>から<2>のいずれかに記載のレーザ記録装置である。
<4> 前記電流の大きさが一定であり、前記供給電流量における前記電流の供給時間が、前記設定電流量における前記電流の供給時間以下となるように制御される、前記<3>に記載のレーザ記録装置である。
<5> 前記レーザ記録手段が前記レーザ光源を複数有し、
複数の前記レーザ光源から照射される前記レーザ光のエネルギーが均一となるように補正された、前記<1>から<4>のいずれかに記載のレーザ記録装置である。
<6> 感熱記録媒体に記録しようとする画像のデータに含まれる画像輝度値が、OD値で0.5以上1.4以下である、前記<1>から<5>のいずれかに記載のレーザ記録装置である。
<7> 前記レーザ記録手段が照射する前記レーザ光の前記スポット径X(μm)が、半値幅で90μm以上150μm以下である、前記<1>から<6>のいずれかに記載のレーザ記録装置である。
<8> 感熱記録媒体に記録しようとする画像のデータの前記感熱記録媒体における位置情報に基づき、前記感熱記録媒体上においてレーザ光源を直線方向における一の向きと前記直線方向に対し直交方向における一の向きとに走査しつつ、又は、前記感熱記録媒体を直線方向における一の向きと前記直線方向に対し直交方向における一の向きとに移動させつつ、レーザ光を照射することにより、前記レーザ光の照射を受けて発色した単位画素の群により形成された画像を前記感熱記録媒体に記録するレーザ記録手段と、
前記レーザ記録手段が前記感熱記録媒体上にレーザ光を照射する際、前記画像のデータの画像輝度情報に応じて、前記レーザ光源から照射する前記レーザ光の照射エネルギー量を変化させる制御を行う制御手段であって、
前記画像における一の単位画素E0に対応する、前記画像のデータにおける一の単位画素データDE0に含まれる画像輝度値がX0であり、前記X0の画像を記録するための前記レーザ光源に供給する設定電流量がY0(Ah)であり、
前記一の単位画素E0に対して、前記直線方向における前記一の向きと逆向き側にかつ隣接して位置する第一隣接単位画素E1に対応する、前記画像のデータにおける第一隣接単位画素データDE1の画像輝度値がX1であり、前記X1の画像を記録するための前記レーザ光源に供給する設定電流量がY1(Ah)であるとき、
前記一の単位画素E0を実際に記録するために前記レーザ光源に供給する供給電流量Z(Ah)を、次式、Z=Y0−(P×Y1)(ただし、前記式中、Pは、0以上1以下の任意の数を表す)、のように変更する制御を行う制御手段と、
を有することを特徴とするレーザ記録装置である。
<9> 感熱記録媒体に記録しようとする画像のデータの前記感熱記録媒体における位置情報に基づき、前記感熱記録媒体上においてレーザ光源を直線方向における一の向きと前記直線方向に対し直交方向における一の向きとに走査しつつ、又は、前記感熱記録媒体を直線方向における一の向きと前記直線方向に対し直交方向における一の向きとに移動させつつ、レーザ光を照射することにより、前記レーザ光の照射を受けて発色した単位画素の群により形成された画像を前記感熱記録媒体に記録するレーザ記録工程と、
前記レーザ記録工程において前記感熱記録媒体上にレーザ光を照射する際、前記画像のデータの画像輝度情報に応じて、前記レーザ光源から照射する前記レーザ光の照射エネルギー量を変化させる制御を行う制御工程であって、
前記画像における一の単位画素E0に対応する、前記画像のデータにおける一の単位画素データDE0に含まれる画像輝度値がX0であり、前記X0の画像を記録するための前記レーザ光源に供給する設定電流量がY0(Ah)であり、
前記一の単位画素E0に対して、前記直線方向における前記一の向きと逆向き側にかつ隣接して位置する第一隣接単位画素E1に対応する、前記画像のデータにおける第一隣接単位画素データDE1の画像輝度値がX1であり、前記X1の画像を記録するための前記レーザ光源に供給する設定電流量がY1(Ah)であり、
前記一の単位画素E0に対して、一の直線方向と平行にかつ隣接して位置する他の前記直線方向である直線上にかつ隣接して位置する第二隣接単位画素E2に対応する、前記画像のデータにおける第二隣接単位画素データDE2に含まれる画像輝度値がX2であり、前記X2の画像を記録するための前記レーザ光源に供給する設定電流量がY2(Ah)であり、
前記第二隣接単位画素E2に対して、前記他の前記直線方向である直線上であって前記一の向きと逆向き側にかつ隣接して位置する第三隣接単位画素E3に対応する、前記画像のデータにおける第三隣接単位画素データDE3に含まれる画像輝度値がX3であり、前記X3の画像を記録するための前記レーザ光源に供給する設定電流量がY3(Ah)であり、
前記一の単位画素E0を実際に記録するために前記レーザ光源に供給する供給電流量Z(Ah)を、次式、Z=Y0−〔(P×Y1)+(Q×Y2)+(R×Y3)〕(ただし、前記式中、P、Q及びRは、0以上1以下の任意の数を表す)、のように変更する制御を行う制御工程と、
を含むことを特徴とするレーザ記録方法である。
<10> 感熱記録媒体に記録しようとする画像のデータの前記感熱記録媒体における位置情報に基づき、前記感熱記録媒体上においてレーザ光源を直線方向における一の向きと前記直線方向に対し直交方向における一の向きとに走査しつつ、又は、前記感熱記録媒体を直線方向における一の向きと前記直線方向に対し直交方向における一の向きとに移動させつつ、レーザ光を照射することにより、前記レーザ光の照射を受けて発色した単位画素の群により形成された画像を前記感熱記録媒体に記録するレーザ記録に用いるためのレーザ照射プログラムであって、
前記感熱記録媒体上にレーザ光を照射する際、前記画像のデータの画像輝度情報に応じて、前記レーザ光源から照射する前記レーザ光の照射エネルギー量を変化させる制御を行い、
前記画像における一の単位画素E0に対応する、前記画像のデータにおける一の単位画素データDE0に含まれる画像輝度値がX0であり、前記X0の画像を記録するための前記レーザ光源に供給する設定電流量がY0(Ah)であり、
前記一の単位画素E0に対して、前記直線方向における前記一の向きと逆向き側にかつ隣接して位置する第一隣接単位画素E1に対応する、前記画像のデータにおける第一隣接単位画素データDE1の画像輝度値がX1であり、前記X1の画像を記録するための前記レーザ光源に供給する設定電流量がY1(Ah)であり、
前記一の単位画素E0に対して、一の直線方向と平行にかつ隣接して位置する他の前記直線方向である直線上にかつ隣接して位置する第二隣接単位画素E2に対応する、前記画像のデータにおける第二隣接単位画素データDE2に含まれる画像輝度値がX2であり、前記X2の画像を記録するための前記レーザ光源に供給する設定電流量がY2(Ah)であり、
前記第二隣接単位画素E2に対して、前記他の前記直線方向である直線上であって前記一の向きと逆向き側にかつ隣接して位置する第三隣接単位画素E3に対応する、前記画像のデータにおける第三隣接単位画素データDE3に含まれる画像輝度値がX3であり、前記X3の画像を記録するための前記レーザ光源に供給する設定電流量がY3(Ah)であり、
前記一の単位画素E0を実際に記録するために前記レーザ光源に供給する供給電流量Z(Ah)を、次式、Z=Y0−〔(P×Y1)+(Q×Y2)+(R×Y3)〕(ただし、前記式中、P、Q及びRは、0以上1以下の任意の数を表す)、のように変更する制御をコンピュータに実行させる、
ことを特徴とするレーザ記録用レーザ照射プログラムである。
11 光ファイバーアレイヘッド
11a アレイヘッド
12 光ファイバー
13 レーザ光源
14 駆動手段
15 制御手段
16 メイン制御手段
17 電力供給手段
21 冷却手段
22 チラー
31 感熱記録媒体
41 搬送手段
Claims (10)
- 感熱記録媒体に記録しようとする画像のデータの前記感熱記録媒体における位置情報に基づき、前記感熱記録媒体上においてレーザ光源を直線方向における一の向きと前記直線方向に対し直交方向における一の向きとに走査しつつ、又は、前記感熱記録媒体を直線方向における一の向きと前記直線方向に対し直交方向における一の向きとに移動させつつ、レーザ光を照射することにより、前記レーザ光の照射を受けて発色した単位画素の群により形成された画像を前記感熱記録媒体に記録するレーザ記録手段と、
前記レーザ記録手段が前記感熱記録媒体上にレーザ光を照射する際、前記画像のデータの画像輝度情報に応じて、前記レーザ光源から照射する前記レーザ光の照射エネルギー量を変化させる制御を行う制御手段であって、
前記画像における一の単位画素E0に対応する、前記画像のデータにおける一の単位画素データDE0に含まれる画像輝度値がX0であり、前記X0の画像を記録するための前記レーザ光源に供給する設定電流量がY0(Ah)であり、
前記一の単位画素E0に対して、前記直線方向における前記一の向きと逆向き側にかつ隣接して位置する第一隣接単位画素E1に対応する、前記画像のデータにおける第一隣接単位画素データDE1の画像輝度値がX1であり、前記X1の画像を記録するための前記レーザ光源に供給する設定電流量がY1(Ah)であり、
前記一の単位画素E0に対して、一の前記直線方向と平行にかつ隣接して位置する他の前記直線方向である直線上にかつ隣接して位置する第二隣接単位画素E2に対応する、前記画像のデータにおける第二隣接単位画素データDE2に含まれる画像輝度値がX2であり、前記X2の画像を記録するための前記レーザ光源に供給する設定電流量がY2(Ah)であり、
前記第二隣接単位画素E2に対して、前記他の前記直線方向である直線上であって前記一の向きと逆向き側にかつ隣接して位置する第三隣接単位画素E3に対応する、前記画像のデータにおける第三隣接単位画素データDE3に含まれる画像輝度値がX3であり、前記X3の画像を記録するための前記レーザ光源に供給する設定電流量がY3(Ah)であり、
前記一の単位画素E0を実際に記録するために前記レーザ光源に供給する供給電流量Z(Ah)を、次式、Z=Y0−〔(P×Y1)+(Q×Y2)+(R×Y3)〕(ただし、前記式中、P、Q及びRは、0以上1以下の任意の数を表す)、のように変更する制御を行う制御手段と、
を有することを特徴とするレーザ記録装置。 - 前記P、Q及びRは、X0=X1=X2=X3であるとき、前記P及び前記Qは、前記Rよりも大きい、請求項1から2のいずれかに記載のレーザ記録装置。
- 電流の大きさと電流の供給時間との積で表される前記供給電流量及び前記設定電流量の内の前記供給電流量が前記設定電流量以下となるように制御される、請求項1から2のいずれかに記載のレーザ記録装置。
- 前記電流の大きさが一定であり、前記供給電流量における前記電流の供給時間が、前記設定電流量における前記電流の供給時間以下となるように制御される、請求項3に記載のレーザ記録装置。
- 前記レーザ記録手段が前記レーザ光源を複数有し、
複数の前記レーザ光源から照射される前記レーザ光のエネルギーが均一となるように補正された、請求項1から4のいずれかに記載のレーザ記録装置。 - 感熱記録媒体に記録しようとする画像のデータに含まれる画像輝度値が、OD値で0.5以上1.4以下である、請求項1から5のいずれかに記載のレーザ記録装置。
- 前記レーザ記録手段が照射する前記レーザ光の前記スポット径X(μm)が、半値幅で90μm以上150μm以下である、請求項1から6のいずれかに記載のレーザ記録装置。
- 感熱記録媒体に記録しようとする画像のデータの前記感熱記録媒体における位置情報に基づき、前記感熱記録媒体上においてレーザ光源を直線方向における一の向きと前記直線方向に対し直交方向における一の向きとに走査しつつ、又は、前記感熱記録媒体を直線方向における一の向きと前記直線方向に対し直交方向における一の向きとに移動させつつ、レーザ光を照射することにより、前記レーザ光の照射を受けて発色した単位画素の群により形成された画像を前記感熱記録媒体に記録するレーザ記録手段と、
前記レーザ記録手段が前記感熱記録媒体上にレーザ光を照射する際、前記画像のデータの画像輝度情報に応じて、前記レーザ光源から照射する前記レーザ光の照射エネルギー量を変化させる制御を行う制御手段であって、
前記画像における一の単位画素E0に対応する、前記画像のデータにおける一の単位画素データDE0に含まれる画像輝度値がX0であり、前記X0の画像を記録するための前記レーザ光源に供給する設定電流量がY0(Ah)であり、
前記一の単位画素E0に対して、前記直線方向における前記一の向きと逆向き側にかつ隣接して位置する第一隣接単位画素E1に対応する、前記画像のデータにおける第一隣接単位画素データDE1の画像輝度値がX1であり、前記X1の画像を記録するための前記レーザ光源に供給する設定電流量がY1(Ah)であるとき、
前記一の単位画素E0を実際に記録するために前記レーザ光源に供給する供給電流量Z(Ah)を、次式、Z=Y0−(P×Y1)(ただし、前記式中、Pは、0以上1以下の任意の数を表す)、のように変更する制御を行う制御手段と、
を有することを特徴とするレーザ記録装置。 - 感熱記録媒体に記録しようとする画像のデータの前記感熱記録媒体における位置情報に基づき、前記感熱記録媒体上においてレーザ光源を直線方向における一の向きと前記直線方向に対し直交方向における一の向きとに走査しつつ、又は、前記感熱記録媒体を直線方向における一の向きと前記直線方向に対し直交方向における一の向きとに移動させつつ、レーザ光を照射することにより、前記レーザ光の照射を受けて発色した単位画素の群により形成された画像を前記感熱記録媒体に記録するレーザ記録工程と、
前記レーザ記録工程において前記感熱記録媒体上にレーザ光を照射する際、前記画像のデータの画像輝度情報に応じて、前記レーザ光源から照射する前記レーザ光の照射エネルギー量を変化させる制御を行う制御工程であって、
前記画像における一の単位画素E0に対応する、前記画像のデータにおける一の単位画素データDE0に含まれる画像輝度値がX0であり、前記X0の画像を記録するための前記レーザ光源に供給する設定電流量がY0(Ah)であり、
前記一の単位画素E0に対して、前記直線方向における前記一の向きと逆向き側にかつ隣接して位置する第一隣接単位画素E1に対応する、前記画像のデータにおける第一隣接単位画素データDE1の画像輝度値がX1であり、前記X1の画像を記録するための前記レーザ光源に供給する設定電流量がY1(Ah)であり、
前記一の単位画素E0に対して、一の前記直線方向と平行にかつ隣接して位置する他の前記直線方向である直線上にかつ隣接して位置する第二隣接単位画素E2に対応する、前記画像のデータにおける第二隣接単位画素データDE2に含まれる画像輝度値がX2であり、前記X2の画像を記録するための前記レーザ光源に供給する設定電流量がY2(Ah)であり、
前記第二隣接単位画素E2に対して、前記他の前記直線方向である直線上であって前記一の向きと逆向き側にかつ隣接して位置する第三隣接単位画素E3に対応する、前記画像のデータにおける第三隣接単位画素データDE3に含まれる画像輝度値がX3であり、前記X3の画像を記録するための前記レーザ光源に供給する設定電流量がY3(Ah)であり、
前記一の単位画素E0を実際に記録するために前記レーザ光源に供給する供給電流量Z(Ah)を、次式、Z=Y0−〔(P×Y1)+(Q×Y2)+(R×Y3)〕(ただし、前記式中、P、Q及びRは、0以上1以下の任意の数を表す)、のように変更する制御を行う制御工程と、
を含むことを特徴とするレーザ記録方法。 - 感熱記録媒体に記録しようとする画像のデータの前記感熱記録媒体における位置情報に基づき、前記感熱記録媒体上においてレーザ光源を直線方向における一の向きと前記直線方向に対し直交方向における一の向きとに走査しつつ、又は、前記感熱記録媒体を直線方向における一の向きと前記直線方向に対し直交方向における一の向きとに移動させつつ、レーザ光を照射することにより、前記レーザ光の照射を受けて発色した単位画素の群により形成された画像を前記感熱記録媒体に記録するレーザ記録に用いるためのレーザ照射プログラムであって、
前記感熱記録媒体上にレーザ光を照射する際、前記画像のデータの画像輝度情報に応じて、前記レーザ光源から照射する前記レーザ光の照射エネルギー量を変化させる制御を行い、
前記画像における一の単位画素E0に対応する、前記画像のデータにおける一の単位画素データDE0に含まれる画像輝度値がX0であり、前記X0の画像を記録するための前記レーザ光源に供給する設定電流量がY0(Ah)であり、
前記一の単位画素E0に対して、前記直線方向における前記一の向きと逆向き側にかつ隣接して位置する第一隣接単位画素E1に対応する、前記画像のデータにおける第一隣接単位画素データDE1の画像輝度値がX1であり、前記X1の画像を記録するための前記レーザ光源に供給する設定電流量がY1(Ah)であり、
前記一の単位画素E0に対して、一の前記直線方向と平行にかつ隣接して位置する他の前記直線方向である直線上にかつ隣接して位置する第二隣接単位画素E2に対応する、前記画像のデータにおける第二隣接単位画素データDE2に含まれる画像輝度値がX2であり、前記X2の画像を記録するための前記レーザ光源に供給する設定電流量がY2(Ah)であり、
前記第二隣接単位画素E2に対して、前記他の前記直線方向である直線上であって前記一の向きと逆向き側にかつ隣接して位置する第三隣接単位画素E3に対応する、前記画像のデータにおける第三隣接単位画素データDE3に含まれる画像輝度値がX3であり、前記X3の画像を記録するための前記レーザ光源に供給する設定電流量がY3(Ah)であり、
前記一の単位画素E0を実際に記録するために前記レーザ光源に供給する供給電流量Z(Ah)を、次式、Z=Y0−〔(P×Y1)+(Q×Y2)+(R×Y3)〕(ただし、前記式中、P、Q及びRは、0以上1以下の任意の数を表す)、のように変更する制御をコンピュータに実行させる、
ことを特徴とするレーザ記録用レーザ照射プログラム。
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