レーザー照射装置、レーザー照射方法およびプログラム
【課題】レーザービームの内回り現象が発生しても、描画対象物に付与されるレーザービームのエネルギーが増大するのを抑制することができるようにする。
【解決手段】レーザー照射装置は、描画する形状を複数の線分の繋がりで定義する描画データにおける線分が規定の湾曲度よりも大きい湾曲度の湾曲部を形成する線分であるか否かを判定し、規定の湾曲度よりも大きい湾曲度の湾曲部を形成する線分を描画する場合、レーザービームのパワーを低減させる。
【解決手段】レーザー照射装置は、描画する形状を複数の線分の繋がりで定義する描画データにおける線分が規定の湾曲度よりも大きい湾曲度の湾曲部を形成する線分であるか否かを判定し、規定の湾曲度よりも大きい湾曲度の湾曲部を形成する線分を描画する場合、レーザービームのパワーを低減させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、描画対象物に形状を描画するレーザー照射装置、レーザー照射方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ガルバノミラーによってレーザービームを描画対象物である熱可逆記録媒体上に二次元に走査して、文字や図形などの形状としての画像をその熱可逆記録媒体に描画するレーザー照射装置が知られている。
【０００３】
熱可逆記録媒体は、温度に依存して色調が可逆的に変化するものであり、高温での耐性が弱い。このため、熱可逆記録媒体の十分な記録・消去回数を確保するためには、照射するレーザービームのパワーを適切に制御する必要がある。
【０００４】
レーザー照射装置は、高品位な描画を実現するために一定パワーのレーザービームを一定速度で走査することを基本としている。しかしながら、ガルバノミラーが大きな慣性を有するため、線分走査の始点と終点とにおけるガルバノミラーの加減速に要する時間が長く、過剰なエネルギー照射により線が太くなったり色が濃くなるなどの画質劣化や熱可逆記録媒体で消え残りが発生するなどの媒体劣化を引き起こすことがある。そこで、レーザービームの点灯開始時に、速度増加に合わせて徐々にレーザーパワーを増加させる技術や、助走期間を設けて走査速度が一定の時だけレーザービームを点灯させる技術が知られている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、レーザービームの出力のタイミング及びレーザーパワーを制御するガルバノスキャナシステムが開示されている。このガルバノスキャナシステムは、レーザー出力のタイミングを、ガルバノスキャナの駆動指令に対して移動量で指定する構成及びレーザーの出力をレーザーパワー指令に増分値指令を演算して求める構成となっている。このガルバノスキャナシステムによれば、レーザービームの照射ムラを抑制することができるとされている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このようなレーザー照射装置においては、制御信号に対するガルバノミラーの追従遅延が生じるため、画像の湾曲部を描画する際にレーザービームの方向転換を行う場合、レーザービームが目標軌跡の内側を通る所謂内回り現象が発生して、線描画速度の低下を招いてしまうという問題がある。このように描画速度が低下した状態で熱可逆記録媒体に描画すると、その描画部分に大量のレーザービームのエネルギーが付与されてしまう。例えば、従来のレーザー照射装置で「Ｇ」という文字を描画すると、図１４に示すように、「Ｇ」の上下部分が少し色が濃く印字される。これは文字認識上の問題は特に無いが、色むらによる美的品質を低下させている。さらに、このような印字を例えば１０００回ほど繰り返し最後に消去すると、図１５に示すように、「Ｇ」の上下部分が消去されずに黒く残ってしまう。これは、レーザービームの内回り現象による媒体劣化である。なお、図１５において「Ｇ」の輪郭を記載してあるが、これは劣化部分を判別しやすくするために記載したものであって、実際の媒体でこの輪郭が劣化として消え残るわけではない。
【０００７】
このように、従来のレーザー照射装置では、レーザービームの内回り現象により、線描画速度の低下を招き、その描画部分に大量のレーザービームのエネルギーが付与されてしまい、熱可逆記録媒体の劣化を招いてしまうという問題がある。
【０００８】
また、金属製や樹脂製、紙製等の描画対象物にレーザービームを照射して形状を描画する場合、内回り現象が発生すると、湾曲部に線太りが発生したり、レーザー加工によって湾曲部に深堀が発生するという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、レーザービームの内回り現象が発生しても、描画対象物に付与されるレーザービームのエネルギーが増大するのを抑制することができるレーザー照射装置、レーザー照射方法およびプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のレーザー照射装置は、レーザービームを出射するレーザー装置と、前記レーザービームを偏向する可動ミラーと、描画する形状を複数の線分の繋がりで定義する描画データにおける前記線分が規定の湾曲度よりも大きい湾曲度の湾曲部を形成する線分であるか否かを判定する判定手段と、前記湾曲部を形成する前記線分を描画する場合、前記レーザービームのパワーを低減させるレーザーパワー調整手段と、前記描画データに基づいて前記可動ミラーを駆動するとともに、前記レーザービームのパワーに応じたレーザービームを描画対象物に照射する照射手段と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明のレーザー照射方法は、レーザービームを出射するレーザー装置と前記レーザービームを偏向する可動ミラーとを備えるレーザー照射装置で、実行されるレーザー照射方法であって、描画する形状を複数の線分の繋がりで定義する描画データにおける前記線分が規定の湾曲度よりも大きい湾曲度の湾曲部を形成する線分であるか否かを判定するステップと、前記湾曲部を形成する前記線分を描画する場合、前記レーザービームのパワーを低減させるステップと、前記描画データに基づいて前記可動ミラーを駆動するとともに、前記レーザービームのパワーに応じたレーザービームを描画対象物に照射するステップと、を含むことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明のプログラムは、レーザービームを出射するレーザー装置と前記レーザービームを偏向する可動ミラーとコンピュータとを備えるレーザー照射装置の前記コンピュータを、描画する形状を複数の線分の繋がりで定義する描画データにおける前記線分が規定の湾曲度よりも大きい湾曲度の湾曲部を形成する線分であるか否かを判定する判定手段と、前記湾曲部を形成する前記線分を描画する場合、前記レーザービームのパワーを低減させるレーザーパワー調整手段と、前記描画データに基づいて前記可動ミラーを駆動するとともに、前記レーザービームのパワーに応じたレーザービームを描画対象物に照射する照射手段と、して機能させる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、規定の湾曲度よりも大きい湾曲度の湾曲部を形成する線分を描画する場合、レーザービームのパワーを低減させるので、レーザービームの内回り現象が発生しても、描画対象物に付与されるレーザービームのエネルギーが増大するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態にかかるレーザー照射装置を示す構成図である。
【図２】図２は、コントローラを示すブロック図である。
【図３】図３は、描画データを示す模式図である。
【図４】図４は、画像を説明するための説明図である。
【図５】図５は、制御データを示す模式図である。
【図６】図６は、熱可逆記録媒体の発色・消色特性を示すグラフである。
【図７】図７は、内回り現象について説明するための説明図である。
【図８】図８は、内回り対応処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】図９は、画像を説明するための説明図である。
【図１０】図１０は、規定以上の湾曲度の湾曲部を説明するための説明図である。
【図１１】図１１は、レーザーパワーとレーザービームとの関係を示すグラフである。
【図１２】図１２は、本発明の第２の実施形態にかかる内周り対応処理の流れを示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、線分の規定の長さを説明するための説明図である。
【図１４】図１４は、従来のレーザー照射装置で形成した画像を示す平面図である。
【図１５】図１５は、熱可逆記録媒体に残留した画像を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態を図１ないし図１１を参照しながら詳細に説明する。
【００１７】
図１に示すように、本実施形態のレーザー照射装置１は、レーザービームを出射するレーザー装置２と、このレーザー装置２から出されたレーザービームを描画対象物である熱可逆記録媒体１００に走査する走査装置３と、当該レーザー照射装置１の各部を駆動制御するコントローラ４と、を備えており、外部装置であるホストコンピュータ２００から送信される描画指令に基づいて熱可逆記録媒体１００にレーザービームを走査して熱可逆記録媒体１００に形状としての画像を描画する。
【００１８】
レーザー装置２は、コントローラ４からの指示に応じてレーザービームを出射する。このレーザー装置２は、例えば、半導体レーザー装置やＹＡＧレーザー装置、炭酸ガスレーザー装置等であるが、中でもレーザーパワーの制御が比較的容易な半導体レーザー装置が好適である。
【００１９】
走査装置３は、レーザービームを偏向する可動ミラーであるＸ軸ガルバノミラー１１，およびＹ軸ガルバノミラー１２と、ｆθレンズ１３と、を備えている。
【００２０】
Ｘ軸ガルバノミラー１１は、駆動源であるガルバノメータ１４によって駆動され、Ｘ軸方向に沿ってレーザービームを走査する。一方、Ｙ軸ガルバノミラー１２は、駆動源であるガルバノメータ１５によって駆動され、Ｙ軸方向に沿ってレーザービームを走査する。ガルバノメータ１４には、Ｘ軸サーボドライバ１６が接続され、ガルバノメータ１５には、Ｙ軸サーボドライバ１７が接続されている。各サーボドライバ１６，１７は、コントローラ４からの指示値に従い、対応するガルバノミラー１１，１２の角度を制御する回路であり、各ガルバノミラー１１，１２に対して設けられた角度センサ（図示せず）から出力されるポジション信号とコントローラ４からの指示値を比較し、その誤差が最小になるようにガルバノメータ１４，１５へ駆動信号を与える。
【００２１】
ｆθレンズ１３は、Ｘ軸ガルバノミラー１１およびＹ軸ガルバノミラー１２で偏向されたレーザービームを熱可逆記録媒体１００へ集光するとともに、Ｘ軸ガルバノミラー１１およびＹ軸ガルバノミラー１２の変位角と集光スポットの変位距離とが比例するように補正を行う。
【００２２】
かかる構造の走査装置３では、レーザー装置２から出射したレーザービームをＸ軸ガルバノミラー１１で偏向し、Ｘ軸ガルバノミラー１１で偏向したレーザービームをＹ軸ガルバノミラー１２で偏向し、Ｙ軸ガルバノミラー１２で偏向したレーザービームをｆθレンズ１３を介して熱可逆記録媒体１００上に照射する。この際、Ｘ軸ガルバノミラー１１とＹ軸ガルバノミラー１２との角度を適宜変更することにより、レーザービームを２次元に偏向走査することができる。
【００２３】
コントローラ４は、ＡＳＩＣやＣＰＵ等の処理装置、動作を制御する所定のプログラムが格納されたＲＯＭや処理装置のワーク領域となるＲＡＭ等の記憶装置（いずれも図示せず）を備えており、処理装置は記憶装置とともにコンピュータを構成している。このコントローラ４には、ホストコンピュータ２００、レーザー装置２、Ｘ軸サーボドライバ１６およびＹ軸サーボドライバ１７が接続されている。
【００２４】
コントローラ４は、処理装置と記憶装置に格納されたプログラムとの協働により、図２に示すように、ホストインターフェース部２０、描画データ生成部３０、描画データ生成部３０に設けられた判定手段としての判定部３１、描画データ生成部３０に設けられたレーザーパワー調整手段としてのレーザーパワー調整部３２、制御データ生成部４０、制御データ出力部５０、ガルバノミラー制御信号生成部６０、レーザーパワー制御信号生成部７０およびレーザー発光制御信号生成部８０の各機能部を実現するものとする。また、コントローラ４は、処理装置と記憶装置に格納されたプログラムとの協働により、制御データ生成部４０、制御データ出力部５０、ガルバノミラー制御信号生成部６０、レーザーパワー制御信号生成部７０およびレーザー発光制御信号生成部８０を備える照射手段としての照射部９０を機能部として実現するものとする。
【００２５】
コントローラ４は、ホストコンピュータ２００から描画指令を受け取り、描画する画像（形状）を複数の線分Ｌ（Ｌ１，Ｌ２・・・、図４参照）の繋がりで定義する描画データを生成した後、Ｘ軸ガルバノミラー１１およびＹ軸ガルバノミラー１２の位置、レーザー装置２のレーザービームの発光タイミングおよび発光パワーを制御し、熱可逆記録媒体１００に画像を形成する。ここで、線分同士を特に区別することなく説明する場合には、線分Ｌとし、線分同士を区別する場合には、線分Ｌ１や線分Ｌ２・・・とする。
【００２６】
このコントローラ４の動作をデータの流れに沿って詳細に説明する。以下では描画する画像が文字の場合について説明する。
【００２７】
ホストインターフェース部２０は、ホストコンピュータ２００から描画指令を受け取る。描画指令は、描画する画像が例えば「Ｇ」という文字であればＡＳＣＩＩコードの「４７」という１６進数値、描画位置、大きさ等を含むデータである。ホストインターフェース部２０は、描画指令の終了の旨を示すコードを受け取ったところで、描画データ生成部３０に描画指令を渡す。
【００２８】
描画データ生成部３０は、描画指令に含まれる種々の文字コードを適切にエンコードし、描画データを生成する。このとき、文字の位置や大きさの情報も座標や線分Ｌの長さという形で描画データに盛り込まれる。
【００２９】
描画データは、複数の単位描画データからなり、単位描画データＤ１は、図３に示すように、レーザービームの移動点としての座標（Ｘ座標、Ｙ座標）を指定する座標データ部Ｄ１ａと、レーザービームのパワーを設定するパワー係数部Ｄ１ｂと、当該単位描画データＤ１が指定する座標へ到達する間にレーザービームを点灯するか否かを設定する制御フラグ部Ｄ１ｃと、を備えている。この単位画像データＤ１は、本実施形態では、８バイトのデータである。座標データ部Ｄ１ａのうちＸ座標は、２バイトの符号付きバイナリデータであり、Ｙ座標は、２バイトの符号付きバイナリデータである。パワー係数部Ｄ１ｂは、レーザービームのパワーを基準のパワーに対して１０００分率で設定する。制御フラグ部Ｄ１ｃには、座標が描画における最後の座標であるか否かを示す最終座標フラグと、レーザーの点灯／消灯を指示するレーザービームフラグとが設けられている。最終フラグは、例えば１５ビット目のデータとして記述され、次の単位描画データＤ１が無く当該単位描画データＤ１が最後の単位描画データである場合には１が設定され、次の単位描画データＤ１が有り当該単位描画データＤ１が最後でない場合には０が設定される。レーザービームフラグは、例えば１４ビット目のデータとして記述され、レーザービームを消灯する場合には０が設定され、レーザービームを点灯する場合には１が設定される。このような制御フラグ部Ｄ１ｃによって、線分Ｌを描画するための描画動作と描画において線分Ｌ同士を繋がないためのジャンプ動作を指示するようになっている。
【００３０】
ここで、図４には、描画する画像が「Ｇ」の場合の描画データに基づく形状が示されており、この形状は、３４個の座標Ｐ１〜Ｐ３４と、隣合う番号（符号）同士の座標同士を繋いだ３３本の線分Ｌ１〜Ｌ３３によって定義されている。そして、上記の単位描画データＤ１は、当該画像に対しては、各線分Ｌ１〜Ｌ３３毎に設定される。
【００３１】
描画データ生成部３０は、描画指令に基づいて描画データを生成し終わると、制御データ生成部４０へ描画データを渡す。
【００３２】
制御データ生成部４０は、所定の速度でＸ軸ガルバノミラー１１およびＹ軸ガルバノミラー１２を動かし、所定のタイミングでレーザーを点灯または消灯し、所定のタイミングでレーザーパワーを変更するための制御データを描画データを基に生成する。Ｘ軸ガルバノミラー１１およびＹ軸ガルバノミラー１２を定速で動かすためには、描画データの座標間を所定の速度タイミングで細かく指示する必要があり、また、Ｘ軸ガルバノミラー１１およびＹ軸ガルバノミラー１２の追従遅れやレーザー装置２の応答特性を考慮し、レーザーの発光タイミングをＸ軸ガルバノミラー１１およびＹ軸ガルバノミラー１２の位置指定に対し遅らせる必要がある。さらに、熱可逆記録媒体１００の位置に合わせ描画データの印字位置を全体的にオフセットさせる処理もここで行う。なお、レーザー照射装置１は、描画速度やレーザーの発光タイミングの標準的な値を保持しているが、その値を外部から変更することも可能となっている。
【００３３】
制御データは、描画データを後述するＤＡコンバータに対して設定する値に変換したものであり、かかるデータを用意することで高速なデータ出力を可能にしている。制御データは、複数の単位制御データＤ２からなり、単位制御データＤ２は、図５に示すように、Ｘ出力部Ｄ２ａ、Ｙ出力部Ｄ２ｂ、パワー出力部Ｄ２ｃ、データ間隔部Ｄ２ｄ、制御フラグ部Ｄ２ｅを備えている。Ｘ出力部Ｄ２ａは、Ｘ軸ガルバノミラー１１の位置制御値を指定する部分であり、Ｙ出力部Ｄ２ｂは、Ｙ軸ガルバノミラー１２の位置制御値を指定する部分であり、パワー出力部Ｄ２ｃは、レーザーパワーの出力制御値を指定する部分であり、データ間隔部Ｄ２ｄは、当該単位制御データＤ２から次の単位制御データＤ２までの間隔が記述される部分である。制御フラグ部Ｄ１ｃには、レーザー発光フラグ、ＸＹ出力指定フラグ、パワー指定フラグ、エンドフラグが設けられている。レーザー発光フラグは、例えば１５ビット目に記述され、レーザービームを点灯させる場合には１が設定される。ＸＹ出力指定フラグは、例えば１４ビット目に記述され、Ｘ軸ガルバノミラー１１およびＹ軸ガルバノミラー１２の位置制御値を出力する場合には１が設定される。パワー指定フラグは、例えば１３ビット目に記述され、レーザーパワーの出力値を出力する場合には、１が設定される。エンドフラグは、例えば１２ビット目に記述され、当該単位制御データＤ２が最終の単位制御データＤ２である場合には１が設定される。
【００３４】
制御データ生成部４０は、描画データから制御データを生成し終わると、制御データ出力部５０へ制御データを渡す。
【００３５】
制御データ出力部５０は、制御データのうちの最初の単位制御データを受け取ると描画開始の指示が入力されるまで待機する。単位制御データの受信と同時に描画を開始するモードも備えるが、標準的には熱可逆記録媒体１００をコンベアコントローラなどの別装置が移動させることから装置外部からの描画開始信号を受けて印字を開始する。制御データ出力部５０は、描画を開始すると、次の単位制御データの出力タイミングを作るために、単位制御データを読み込んだ最初にデータ間隔値をコントローラ４が備えるＣＰＵタイマに設定する。こうすることで、その後の処理に差異があってもタイミングを安定させることができる。次に、単位制御データのレーザー発光フラグの値をレーザー発光制御信号生成部８０に出力し、単位制御データにおいてＸＹ出力指定フラグが立っていれば、単位制御データのＸ出力部Ｄ２ａ、Ｙ出力部Ｄ２ｂの値をガルバノミラー制御信号生成部６０に出力し、単位制御データのパワー指定フラグが立っていればパワー出力部Ｄ２ｃの値をレーザーパワー制御信号生成部７０に出力することで１サイクルの制御データ出力を完了する。そして、タイマ割り込みを待ち、次の制御データを出力することを繰り返す。エンドフラグが立っていたら印字を終了する。
【００３６】
ガルバノミラー制御信号生成部６０には、１６ビット分解能のＤＡコンバータが２チャネル設けられ、それぞれＸ軸サーボドライバ１６とＹ軸サーボドライバ１７とに接続される。レーザーパワー制御信号生成部７０には、１６ビット分解能のＤＡコンバータが１チャネル設けられ、レーザー装置２と接続される。レーザー発光制御信号生成部８０は、２値のデジタル信号ポートでありレーザー装置２と接続される。
【００３７】
以上の構成によって、制御データ生成部４０、制御データ出力部５０、ガルバノミラー制御信号生成部６０、レーザーパワー制御信号生成部７０およびレーザー発光制御信号生成部８０を備える照射部９０は、描画データに基づいてＸ軸ガルバノミラー１１およびＹ軸ガルバノミラー１２を駆動するとともに、レーザービームのパワーに応じたレーザービームを熱可逆記録媒体１００に照射する。
【００３８】
ここで、熱可逆記録媒体１００について説明する。熱可逆記録媒体１００は、温度に依存して色調が可逆的に変化するものであって、記録及び消去が繰り返し可能なリライタブルメディアである。
【００３９】
この熱可逆記録媒体１００では、融解前の有機低分子物質が、ロイコ染料及び可逆性顕色剤（以下、「顕色剤」と称することがある）であり、かつ融解した後であって、結晶化する前の前記有機低分子物質が、前記ロイコ染料及び前記顕色剤であり、前記色調が、透明状態と発色状態とに熱により可逆的に変化する。
【００４０】
具体的には、図６に示すように、まず、初め消色状態（Ａ）にある記録層を昇温していくと、溶融温度Ｔ２にて、前記ロイコ染料と前記顕色剤とが溶融混合し、発色が生じ溶融発色状態（Ｂ）となる。溶融発色状態（Ｂ）から急冷すると、発色状態のまま室温に下げることができ、発色状態が安定化されて固定された発色状態（Ｃ）となる。この発色状態が得られるかどうかは、溶融状態からの降温速度に依存しており、徐冷では降温の過程で消色が生じ、初期と同じ消色状態（Ａ）、あるいは急冷による発色状態（Ｃ）よりも相対的に濃度の低い状態となる。一方、発色状態（Ｃ）から再び昇温していくと、発色温度よりも低い温度Ｔ１にて消色が生じ（ＤからＥ）、この状態から降温すると、初期と同じ消色状態（Ａ）に戻る。
【００４１】
溶融状態から急冷して得た発色状態（Ｃ）は、前記ロイコ染料と前記顕色剤とが分子同士で接触反応し得る状態で混合された状態であり、これは固体状態を形成していることが多い。この状態では、前記ロイコ染料と前記顕色剤との溶融混合物（前記発色混合物）が結晶化して発色を保持した状態であり、この構造の形成により発色が安定化していると考えられる。一方、消色状態は、両者が相分離した状態である。この状態は、少なくとも一方の化合物の分子が集合してドメインを形成したり、結晶化した状態であり、凝集あるいは結晶化することにより前記ロイコ染料と前記顕色剤とが分離して安定化した状態であると考えられる。多くの場合、このように、両者が相分離して前記顕色剤が結晶化することにより、より完全な消色が生じる。
【００４２】
なお、前記記録層を溶融温度Ｔ２以上の温度Ｔ３に繰返し昇温すると消去温度に加熱しても消去できない消去不良が発生したりする場合がある。これは、前記顕色剤が熱分解を起こし、凝集あるいは結晶化しにくくなってロイコ染料と分離しにくくなるためと思われる。繰返しによる熱可逆記録媒体１００の劣化を抑えるためには、熱可逆記録媒体１００を加熱する際に溶融温度Ｔ２と前記温度Ｔ３の差を小さくすることにより、繰返しの記録消去による媒体の劣化を抑えられる。
【００４３】
次に、レーザー照射装置１の動作について説明する。レーザー照射装置１は、描画データに基づいてＸ軸ガルバノミラー１１およびＹ軸ガルバノミラー１２を駆動して、熱可逆記録媒体１００にレーザービームを照射して熱可逆記録媒体１００に画像を描画する。
【００４４】
例えば、描画する画像が「Ｇ」であって、その画像が図４に示す線分Ｌ１〜Ｌ３３の繋がりの形状として定義される場合には、レーザービームを座標Ｐ１の位置から座標Ｐ３４の位置まで順番に移動させることで、「Ｇ」という文字を印字することができる。このとき、座標Ｐ２のような屈曲部では一旦レーザービームを消灯して横線（線分Ｌ１）と縦線（線分Ｌ２）を分割して描くことで角のある形を確保し、さらにその終点と始点が重ならないように線を描くことで、座標Ｐ２の部分の過剰加熱を防止して熱可逆記録媒体１００の劣化を抑制することができる。
【００４５】
このように画像を描画する際、湾曲部を描画する場合には、内回り現象が発生する。以下に、内回り現象について説明する。サーボドライバ１６，１７は、Ｘ軸ガルバノミラー１１およびＹ軸ガルバノミラー１２の角度を検出する角度センサから出力される角度センサ信号とコントローラ４からの指示値とに基づいて演算した誤差信号が最小になるようにガルバノメータ１４，１５へ駆動信号を与えるが、前記駆動信号は前記誤差信号を基に作られるためレーザービームは目標指示に対して遅れを持って追従する。この遅れを小さくするにはＸ軸ガルバノミラー１１およびＹ軸ガルバノミラー１２の慣性モーメントを小さくする、ガルバノメータ１４，１５のトルクを上げる、サーボゲインを上げるなどの手段が考えられるが零にすることはできない。本実施形態においては、例えば、印字線速が２ｍ／ｓのとき時間では約３００ｕｓの追従遅れが発生し、距離では０．６ｍｍの追従遅れが発生する。このような条件で、湾曲部、特に湾曲度が大きい湾曲部を描くと、図７に示すように、指示した目標軌跡に対して内側をレーザービームがたどる。これがレーザービームの内回り現象である。内回り現象は、湾曲部の湾曲度が大きいほど（曲率半径が小さいほど）、追従遅れが大きいほどその内回りの度合が大きくなる。つまり、特に小さな数字やアルファベットを描画するときに内回り度合いが大きくなる。このような内回りが発生すると、目標線速に対してレーザービームの移動速度が低下し、照射されるレーザービームのエネルギーパワーが相対的に高くなるため、熱可逆記録媒体１００の過剰な温度上昇を招き、他の直線部分に比べその部分の濃度が上がったり媒体劣化を起こしたりする。
【００４６】
そこで、本実施形態では、コントローラ４が以下の内回り対応処理を行う。図８に示すように、判定部３１は、線分Ｌが規定の湾曲度よりも大きい湾曲度の湾曲部Ｈ（急カーブ）を形成する線分Ｌであるか否かを判定する（ステップＳ１）。ここで、湾曲部同士を特に区別することなく説明する場合には、湾曲部Ｈとし、湾曲部同士を区別する場合には、湾曲部Ｈ１や湾曲部Ｈ２・・・とする。描画データ生成部３０は、具体的には、湾曲部Ｈの湾曲度を算出し、算出した湾曲度が規定の湾曲度よりも大きい場合に、当該湾曲部Ｈを形成する線分Ｌは規定の湾曲度よりも大きい湾曲度の湾曲部Ｈを形成する線分Ｌであると判定する。より詳細には、判定部３１は、湾曲部Ｈの曲率半径が線分Ｌの目標描画速度と目標描画速度に対するＸ軸ガルバノミラー１１およびＹ軸ガルバノミラー１２の追従遅れ時間とを乗算した値よりも小さい場合に、当該湾曲部Ｈの湾曲度は規定の湾曲度よりも大きいと判定する。これを式で表すと、線分Ｌ描画の目標線速度をＶ、目標線速度ＶにおけるＸ軸ガルバノミラー１１およびＹ軸ガルバノミラー１２の追従遅れ時間をＳ、湾曲部Ｈの曲率半径をＲとしたとき、Ｒ＜Ｖ×Ｓの場合に、当該湾曲部Ｈの湾曲度は規定の湾曲度よりも大きいと判定する。ここで、線分Ｌ描画の目標線速度Ｖは、所定の長さの直線を描いたときの時間と長さから求めることができ、目標線速度ＶにおけるＸ軸ガルバノミラー１１およびＹ軸ガルバノミラー１２の追従遅れ時間Ｓは、コントローラ４が指示するガルバノメータ１４，１５の指示電圧とＸ軸ガルバノミラー１１およびＹ軸ガルバノミラー１２の角度を検出する角度センサが出力するポジション信号とに基づいて求めることができる。曲率半径を求める手段はいろいろ考えられるが、本実施形態では、湾曲部Ｈの曲率半径を直接求めるのではなく規定の曲率半径に対し大小関係がどうかを円弧長と円弧端点距離との比から判定している。
【００４７】
例えば、図９のように定義される画像の場合、
Ｌ１〜Ｌ６からなる湾曲部Ｈ１において、
Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３＋Ｌ４＋Ｌ５＋Ｌ６≒２×Ｖ×Ｓ
Ｄ１÷（Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３＋Ｌ４＋Ｌ５＋Ｌ６）≧０．８４
が成り立つ場合、判定部３１は、当該湾曲部Ｈ１は規定の湾曲度よりも大きい湾曲度の湾曲部ではない（緩カーブ）と判定し、
Ｌ２〜Ｌ８からなる湾曲部Ｈ２において、
Ｌ２＋Ｌ３＋Ｌ４＋Ｌ５＋Ｌ６＋Ｌ７＋Ｌ８≒２×Ｖ×Ｓ
Ｄ２÷（Ｌ２＋Ｌ３＋Ｌ４＋Ｌ５＋Ｌ６＋Ｌ７＋Ｌ８）＜０．８４
が成り立つ場合、判定部３１は、当該湾曲部Ｈ２は規定の湾曲度よりも大きい湾曲度の湾曲部であると判定し、
Ｌ４〜Ｌ９からなる湾曲部Ｈ３において、
Ｌ４＋Ｌ５＋Ｌ６＋Ｌ７＋Ｌ８＋Ｌ９≒２×Ｖ×Ｓ
Ｄ３÷（Ｌ４＋Ｌ５＋Ｌ６＋Ｌ７＋Ｌ８＋Ｌ９）≧０．８４
が成り立つ場合、判定部３１は、当該湾曲部Ｈ３は規定の湾曲度よりも大きい湾曲度の湾曲部であると判定する。
【００４８】
ここで、上記式中の値０．８４は、図１０に示す形状において、円の半径をＲ、長さが２Ｒとなる円弧を結ぶ線分の長さをｘ、円の中心と線分の端部結んで形成される三角形における線分と対応する頂部の角度をθとすると、ｘ÷２Ｒ＝ｓｉｎ（θ÷２）＝ｓｉｎ（（（２Ｒ÷２πＲ）×３６０）÷２）＝０．８４１４７となることから得られる値である。このように湾曲部Ｈの曲率半径を直接求めずに処理を実行することで、演算を簡略化でき、コントローラ４の処理負荷を小さくすることができる。なお、ここでは、円弧長を２Ｒとしているが、湾曲部Ｈによってはその長さが２Ｒに満たない場合もあるので、円弧長をＲとした場合など複数の円弧長で判定できるようにすることがさらに好適である。
【００４９】
次に、線分Ｌが規定の湾曲度よりも大きい湾曲度の湾曲部Ｈを形成しない線分Ｌである場合には（ステップＳ１のＮＯ）、レーザーパワー調整部３２は、レーザービームのパワーを規定値に設定する（ステップＳ２）。一方、線分Ｌが規定の湾曲度よりも大きい湾曲度の湾曲部Ｈを形成する線分Ｌである場合には（ステップＳ１のＹＥＳ）、この線分Ｌを描画する場合のレーザービームのパワーを、規定値よりも低減する（ステップＳ３）。即ち、規定の湾曲度よりも大きい湾曲度の湾曲部Ｈを形成する線分Ｌを描画する場合、レーザービームのパワーを低減する。別の言い方をすると、規定の湾曲度よりも大きい湾曲度の湾曲部Ｈを形成する線分Ｌを描画する場合には、複数の線分Ｌのうち規定の湾曲度よりも大きい湾曲度の湾曲部Ｈを形成する線分Ｌ以外の線分Ｌを描画する場合のレーザービームのパワーに比べて低減させる。具体的には、レーザーパワー調整部３２は、規定の湾曲度よりも大きい湾曲度の湾曲部Ｈを形成する線分Ｌに関する単位描画データにおいて、パワー係数部Ｄ１ｂを０．８に設定し、それ以外の場合には、１．０に設定する。これにより、図１１に示すように、座標Ｐ１〜座標Ｐ８までの線分Ｌにおいて、レーザーパワーが、それ以外の部分に比べて８０％に低減される。
【００５０】
以上説明したように、本実施形態では、コントローラ４が、線分Ｌが規定の湾曲度よりも大きい湾曲度の湾曲部Ｈを形成する線分Ｌであるか否かを判定し、規定の湾曲度よりも大きい湾曲度の湾曲部Ｈを形成する線分Ｌを描画する場合、レーザービームのパワーを低減させる。したがって、レーザービームの内回り現象が発生しても、熱可逆記録媒体１００に付与されるレーザービームのエネルギーが増大するのを抑制することができる。また、この構成によれば、内回り現象が発生しても、その際に熱可逆記録媒体１００に付与されるレーザービームのエネルギーが、レーザーパワーを低減させない場合に比べて小さくなるので、その分熱可逆記録媒体１００の温度上昇を抑制することができ、よって、熱可逆記録媒体１００の劣化を抑制することができる。また、内回り現象が発生しても、その際に熱可逆記録媒体１００に付与されるレーザービームのエネルギーが、レーザーパワーを低減させない場合に比べて小さくなるので、湾曲部に線太りが発生するのを抑制することができる。
【００５１】
また、本実施形態では、湾曲部Ｈの湾曲度を算出し、算出した湾曲度が規定の湾曲度よりも大きい場合に、当該湾曲部Ｈを形成する線分Ｌは規定の湾曲度よりも大きい湾曲度の湾曲部Ｈを形成する線分Ｌであると、コントローラ４が判定する。したがって、湾曲度の判定を精度良く行うことができる。
【００５２】
本実施形態のレーザー照射装置１で実行されるプログラムは、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ＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供される。
【００５３】
また、本実施形態のレーザー照射装置１で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施形態のレーザー照射装置１で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。
【００５４】
なお、本実施形態では、ステップＳ１の処理を描画データ生成部３０の判定部３１で行ったが、制御データ生成部４０で行っても同様の処理を実現することができる。また、湾曲部Ｈの湾曲度合いに応じてレーザービームのパワーの低減量を可変にすると、さらに良い効果を得ることができる。
【００５５】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について図１２および図１３を参照して詳しく説明する。なお、第１の実施形態と同じ部分には同一符号を付与し、重複する説明は省略する。
【００５６】
本実施形態は、基本的には第１の実施形態と同じであるが、コントローラ４が行なう内回り対応処理が第１の実施形態と異なる。
【００５７】
本実施形態の内回り対応処理では、図１２に示すように、コントローラ４の判定部３１は、判定処理として、線分Ｌの長さが規定の長さよりも短い場合に、当該線分Ｌが規定の湾曲度よりも大きい湾曲度の湾曲部Ｈを形成する線分Ｌであると判定する（ステップＳ２１）。ここで、図１３に示すように、大きさが異なる二つの相似形状Ｉ１，Ｉ２において、大きさが小さいほうの形状Ｉ１の各線分Ｌの長さが、大きさが大きい方の形状Ｉ２において対応する各線分Ｌの長さより短くなるように、湾曲部Ｈを同じ滑らかさで表現する場合、湾曲度の大きい湾曲部（形状Ｉ１の湾曲部）Ｈを構成する線分Ｌの長さは、湾曲度の小さい湾曲部（形状Ｉ２の湾曲部）Ｈを構成する線分Ｌより短い。そして、滑らかな湾曲部Ｈを表現するためには線分Ｌの長さを曲率半径に対して小さくする必要がある。つまり、相対的に短い線分Ｌは湾曲度が大きな部分に集中する傾向があるので、規定の長さより短い線分Ｌを、規定の湾曲度よりも大きい湾曲度の湾曲部Ｈを形成する線分Ｌであるとすることができる。この線分Ｌの規定の長さは、線分Ｌ描画の目標線速度Ｖと、この目標線速度ＶにおけるＸ軸ガルバノミラー１１およびＹ軸ガルバノミラー１２の追従遅れ時間Ｓを乗算した値よりも小さな範囲で実験によって求めるのが良い。
【００５８】
そして、ステップＳ２１の処理をした後、ステップＳ２又はステップＳ３に進み、第１の実施形態と同じく、レーザービームのパワーの設定を行う。
【００５９】
以上説明したように、本実施形態では、判定部３１は、線分Ｌの長さが規定の長さよりも短い場合に、当該線分Ｌが規定の湾曲度よりも大きい湾曲度の湾曲部Ｈを形成する線分Ｌであると判定する。したがって、画像の湾曲部Ｈの湾曲度を直接判定しなくても、線分Ｌが規定の湾曲度よりも大きい湾曲度の湾曲部Ｈを形成する線分Ｌであるが否かを判定することができるので、コントローラ４の処理負荷を低減することができる。
【００６０】
なお、本発明は、上記実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の実施形態を各種採用することができる。例えば、上記各実施形態では、描画対象物として、熱可逆記録媒体を例に説明したが、これに限ることはない。描画対象物としては、例えば熱可逆性を有しない記録媒体等の描画対象物であっても良く、記録媒体でなくても良く。また、描画対象物は、金属製や樹脂製、紙製等であって良い。このような描画対象物にレーザービームを照射して形状を描画する場合でも、湾曲部に線太りが発生するのを抑制することができるとともに、描画対象物をレーザービームによって加工することで描画対象物に形状を描画する場合には湾曲部に深堀が発生するのを抑制することができる。
【符号の説明】
【００６１】
１…レーザー照射装置
２…レーザー装置
４…コントローラ
１１…Ｘ軸ガルバノミラー（可動ミラー）
１２…Ｙ軸ガルバノミラー（可動ミラー）
３１…判定部（判定手段）
３２…レーザーパワー調整部（レーザーパワー調整手段）
９０…照射部（照射手段）
１００…熱可逆記録媒体（描画対象物）
Ｈ…湾曲部
Ｌ…線分
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６２】
【特許文献１】特開２００８−１７０５７９号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、描画対象物に形状を描画するレーザー照射装置、レーザー照射方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ガルバノミラーによってレーザービームを描画対象物である熱可逆記録媒体上に二次元に走査して、文字や図形などの形状としての画像をその熱可逆記録媒体に描画するレーザー照射装置が知られている。
【０００３】
熱可逆記録媒体は、温度に依存して色調が可逆的に変化するものであり、高温での耐性が弱い。このため、熱可逆記録媒体の十分な記録・消去回数を確保するためには、照射するレーザービームのパワーを適切に制御する必要がある。
【０００４】
レーザー照射装置は、高品位な描画を実現するために一定パワーのレーザービームを一定速度で走査することを基本としている。しかしながら、ガルバノミラーが大きな慣性を有するため、線分走査の始点と終点とにおけるガルバノミラーの加減速に要する時間が長く、過剰なエネルギー照射により線が太くなったり色が濃くなるなどの画質劣化や熱可逆記録媒体で消え残りが発生するなどの媒体劣化を引き起こすことがある。そこで、レーザービームの点灯開始時に、速度増加に合わせて徐々にレーザーパワーを増加させる技術や、助走期間を設けて走査速度が一定の時だけレーザービームを点灯させる技術が知られている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、レーザービームの出力のタイミング及びレーザーパワーを制御するガルバノスキャナシステムが開示されている。このガルバノスキャナシステムは、レーザー出力のタイミングを、ガルバノスキャナの駆動指令に対して移動量で指定する構成及びレーザーの出力をレーザーパワー指令に増分値指令を演算して求める構成となっている。このガルバノスキャナシステムによれば、レーザービームの照射ムラを抑制することができるとされている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このようなレーザー照射装置においては、制御信号に対するガルバノミラーの追従遅延が生じるため、画像の湾曲部を描画する際にレーザービームの方向転換を行う場合、レーザービームが目標軌跡の内側を通る所謂内回り現象が発生して、線描画速度の低下を招いてしまうという問題がある。このように描画速度が低下した状態で熱可逆記録媒体に描画すると、その描画部分に大量のレーザービームのエネルギーが付与されてしまう。例えば、従来のレーザー照射装置で「Ｇ」という文字を描画すると、図１４に示すように、「Ｇ」の上下部分が少し色が濃く印字される。これは文字認識上の問題は特に無いが、色むらによる美的品質を低下させている。さらに、このような印字を例えば１０００回ほど繰り返し最後に消去すると、図１５に示すように、「Ｇ」の上下部分が消去されずに黒く残ってしまう。これは、レーザービームの内回り現象による媒体劣化である。なお、図１５において「Ｇ」の輪郭を記載してあるが、これは劣化部分を判別しやすくするために記載したものであって、実際の媒体でこの輪郭が劣化として消え残るわけではない。
【０００７】
このように、従来のレーザー照射装置では、レーザービームの内回り現象により、線描画速度の低下を招き、その描画部分に大量のレーザービームのエネルギーが付与されてしまい、熱可逆記録媒体の劣化を招いてしまうという問題がある。
【０００８】
また、金属製や樹脂製、紙製等の描画対象物にレーザービームを照射して形状を描画する場合、内回り現象が発生すると、湾曲部に線太りが発生したり、レーザー加工によって湾曲部に深堀が発生するという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、レーザービームの内回り現象が発生しても、描画対象物に付与されるレーザービームのエネルギーが増大するのを抑制することができるレーザー照射装置、レーザー照射方法およびプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のレーザー照射装置は、レーザービームを出射するレーザー装置と、前記レーザービームを偏向する可動ミラーと、描画する形状を複数の線分の繋がりで定義する描画データにおける前記線分が規定の湾曲度よりも大きい湾曲度の湾曲部を形成する線分であるか否かを判定する判定手段と、前記湾曲部を形成する前記線分を描画する場合、前記レーザービームのパワーを低減させるレーザーパワー調整手段と、前記描画データに基づいて前記可動ミラーを駆動するとともに、前記レーザービームのパワーに応じたレーザービームを描画対象物に照射する照射手段と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明のレーザー照射方法は、レーザービームを出射するレーザー装置と前記レーザービームを偏向する可動ミラーとを備えるレーザー照射装置で、実行されるレーザー照射方法であって、描画する形状を複数の線分の繋がりで定義する描画データにおける前記線分が規定の湾曲度よりも大きい湾曲度の湾曲部を形成する線分であるか否かを判定するステップと、前記湾曲部を形成する前記線分を描画する場合、前記レーザービームのパワーを低減させるステップと、前記描画データに基づいて前記可動ミラーを駆動するとともに、前記レーザービームのパワーに応じたレーザービームを描画対象物に照射するステップと、を含むことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明のプログラムは、レーザービームを出射するレーザー装置と前記レーザービームを偏向する可動ミラーとコンピュータとを備えるレーザー照射装置の前記コンピュータを、描画する形状を複数の線分の繋がりで定義する描画データにおける前記線分が規定の湾曲度よりも大きい湾曲度の湾曲部を形成する線分であるか否かを判定する判定手段と、前記湾曲部を形成する前記線分を描画する場合、前記レーザービームのパワーを低減させるレーザーパワー調整手段と、前記描画データに基づいて前記可動ミラーを駆動するとともに、前記レーザービームのパワーに応じたレーザービームを描画対象物に照射する照射手段と、して機能させる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、規定の湾曲度よりも大きい湾曲度の湾曲部を形成する線分を描画する場合、レーザービームのパワーを低減させるので、レーザービームの内回り現象が発生しても、描画対象物に付与されるレーザービームのエネルギーが増大するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態にかかるレーザー照射装置を示す構成図である。
【図２】図２は、コントローラを示すブロック図である。
【図３】図３は、描画データを示す模式図である。
【図４】図４は、画像を説明するための説明図である。
【図５】図５は、制御データを示す模式図である。
【図６】図６は、熱可逆記録媒体の発色・消色特性を示すグラフである。
【図７】図７は、内回り現象について説明するための説明図である。
【図８】図８は、内回り対応処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】図９は、画像を説明するための説明図である。
【図１０】図１０は、規定以上の湾曲度の湾曲部を説明するための説明図である。
【図１１】図１１は、レーザーパワーとレーザービームとの関係を示すグラフである。
【図１２】図１２は、本発明の第２の実施形態にかかる内周り対応処理の流れを示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、線分の規定の長さを説明するための説明図である。
【図１４】図１４は、従来のレーザー照射装置で形成した画像を示す平面図である。
【図１５】図１５は、熱可逆記録媒体に残留した画像を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態を図１ないし図１１を参照しながら詳細に説明する。
【００１７】
図１に示すように、本実施形態のレーザー照射装置１は、レーザービームを出射するレーザー装置２と、このレーザー装置２から出されたレーザービームを描画対象物である熱可逆記録媒体１００に走査する走査装置３と、当該レーザー照射装置１の各部を駆動制御するコントローラ４と、を備えており、外部装置であるホストコンピュータ２００から送信される描画指令に基づいて熱可逆記録媒体１００にレーザービームを走査して熱可逆記録媒体１００に形状としての画像を描画する。
【００１８】
レーザー装置２は、コントローラ４からの指示に応じてレーザービームを出射する。このレーザー装置２は、例えば、半導体レーザー装置やＹＡＧレーザー装置、炭酸ガスレーザー装置等であるが、中でもレーザーパワーの制御が比較的容易な半導体レーザー装置が好適である。
【００１９】
走査装置３は、レーザービームを偏向する可動ミラーであるＸ軸ガルバノミラー１１，およびＹ軸ガルバノミラー１２と、ｆθレンズ１３と、を備えている。
【００２０】
Ｘ軸ガルバノミラー１１は、駆動源であるガルバノメータ１４によって駆動され、Ｘ軸方向に沿ってレーザービームを走査する。一方、Ｙ軸ガルバノミラー１２は、駆動源であるガルバノメータ１５によって駆動され、Ｙ軸方向に沿ってレーザービームを走査する。ガルバノメータ１４には、Ｘ軸サーボドライバ１６が接続され、ガルバノメータ１５には、Ｙ軸サーボドライバ１７が接続されている。各サーボドライバ１６，１７は、コントローラ４からの指示値に従い、対応するガルバノミラー１１，１２の角度を制御する回路であり、各ガルバノミラー１１，１２に対して設けられた角度センサ（図示せず）から出力されるポジション信号とコントローラ４からの指示値を比較し、その誤差が最小になるようにガルバノメータ１４，１５へ駆動信号を与える。
【００２１】
ｆθレンズ１３は、Ｘ軸ガルバノミラー１１およびＹ軸ガルバノミラー１２で偏向されたレーザービームを熱可逆記録媒体１００へ集光するとともに、Ｘ軸ガルバノミラー１１およびＹ軸ガルバノミラー１２の変位角と集光スポットの変位距離とが比例するように補正を行う。
【００２２】
かかる構造の走査装置３では、レーザー装置２から出射したレーザービームをＸ軸ガルバノミラー１１で偏向し、Ｘ軸ガルバノミラー１１で偏向したレーザービームをＹ軸ガルバノミラー１２で偏向し、Ｙ軸ガルバノミラー１２で偏向したレーザービームをｆθレンズ１３を介して熱可逆記録媒体１００上に照射する。この際、Ｘ軸ガルバノミラー１１とＹ軸ガルバノミラー１２との角度を適宜変更することにより、レーザービームを２次元に偏向走査することができる。
【００２３】
コントローラ４は、ＡＳＩＣやＣＰＵ等の処理装置、動作を制御する所定のプログラムが格納されたＲＯＭや処理装置のワーク領域となるＲＡＭ等の記憶装置（いずれも図示せず）を備えており、処理装置は記憶装置とともにコンピュータを構成している。このコントローラ４には、ホストコンピュータ２００、レーザー装置２、Ｘ軸サーボドライバ１６およびＹ軸サーボドライバ１７が接続されている。
【００２４】
コントローラ４は、処理装置と記憶装置に格納されたプログラムとの協働により、図２に示すように、ホストインターフェース部２０、描画データ生成部３０、描画データ生成部３０に設けられた判定手段としての判定部３１、描画データ生成部３０に設けられたレーザーパワー調整手段としてのレーザーパワー調整部３２、制御データ生成部４０、制御データ出力部５０、ガルバノミラー制御信号生成部６０、レーザーパワー制御信号生成部７０およびレーザー発光制御信号生成部８０の各機能部を実現するものとする。また、コントローラ４は、処理装置と記憶装置に格納されたプログラムとの協働により、制御データ生成部４０、制御データ出力部５０、ガルバノミラー制御信号生成部６０、レーザーパワー制御信号生成部７０およびレーザー発光制御信号生成部８０を備える照射手段としての照射部９０を機能部として実現するものとする。
【００２５】
コントローラ４は、ホストコンピュータ２００から描画指令を受け取り、描画する画像（形状）を複数の線分Ｌ（Ｌ１，Ｌ２・・・、図４参照）の繋がりで定義する描画データを生成した後、Ｘ軸ガルバノミラー１１およびＹ軸ガルバノミラー１２の位置、レーザー装置２のレーザービームの発光タイミングおよび発光パワーを制御し、熱可逆記録媒体１００に画像を形成する。ここで、線分同士を特に区別することなく説明する場合には、線分Ｌとし、線分同士を区別する場合には、線分Ｌ１や線分Ｌ２・・・とする。
【００２６】
このコントローラ４の動作をデータの流れに沿って詳細に説明する。以下では描画する画像が文字の場合について説明する。
【００２７】
ホストインターフェース部２０は、ホストコンピュータ２００から描画指令を受け取る。描画指令は、描画する画像が例えば「Ｇ」という文字であればＡＳＣＩＩコードの「４７」という１６進数値、描画位置、大きさ等を含むデータである。ホストインターフェース部２０は、描画指令の終了の旨を示すコードを受け取ったところで、描画データ生成部３０に描画指令を渡す。
【００２８】
描画データ生成部３０は、描画指令に含まれる種々の文字コードを適切にエンコードし、描画データを生成する。このとき、文字の位置や大きさの情報も座標や線分Ｌの長さという形で描画データに盛り込まれる。
【００２９】
描画データは、複数の単位描画データからなり、単位描画データＤ１は、図３に示すように、レーザービームの移動点としての座標（Ｘ座標、Ｙ座標）を指定する座標データ部Ｄ１ａと、レーザービームのパワーを設定するパワー係数部Ｄ１ｂと、当該単位描画データＤ１が指定する座標へ到達する間にレーザービームを点灯するか否かを設定する制御フラグ部Ｄ１ｃと、を備えている。この単位画像データＤ１は、本実施形態では、８バイトのデータである。座標データ部Ｄ１ａのうちＸ座標は、２バイトの符号付きバイナリデータであり、Ｙ座標は、２バイトの符号付きバイナリデータである。パワー係数部Ｄ１ｂは、レーザービームのパワーを基準のパワーに対して１０００分率で設定する。制御フラグ部Ｄ１ｃには、座標が描画における最後の座標であるか否かを示す最終座標フラグと、レーザーの点灯／消灯を指示するレーザービームフラグとが設けられている。最終フラグは、例えば１５ビット目のデータとして記述され、次の単位描画データＤ１が無く当該単位描画データＤ１が最後の単位描画データである場合には１が設定され、次の単位描画データＤ１が有り当該単位描画データＤ１が最後でない場合には０が設定される。レーザービームフラグは、例えば１４ビット目のデータとして記述され、レーザービームを消灯する場合には０が設定され、レーザービームを点灯する場合には１が設定される。このような制御フラグ部Ｄ１ｃによって、線分Ｌを描画するための描画動作と描画において線分Ｌ同士を繋がないためのジャンプ動作を指示するようになっている。
【００３０】
ここで、図４には、描画する画像が「Ｇ」の場合の描画データに基づく形状が示されており、この形状は、３４個の座標Ｐ１〜Ｐ３４と、隣合う番号（符号）同士の座標同士を繋いだ３３本の線分Ｌ１〜Ｌ３３によって定義されている。そして、上記の単位描画データＤ１は、当該画像に対しては、各線分Ｌ１〜Ｌ３３毎に設定される。
【００３１】
描画データ生成部３０は、描画指令に基づいて描画データを生成し終わると、制御データ生成部４０へ描画データを渡す。
【００３２】
制御データ生成部４０は、所定の速度でＸ軸ガルバノミラー１１およびＹ軸ガルバノミラー１２を動かし、所定のタイミングでレーザーを点灯または消灯し、所定のタイミングでレーザーパワーを変更するための制御データを描画データを基に生成する。Ｘ軸ガルバノミラー１１およびＹ軸ガルバノミラー１２を定速で動かすためには、描画データの座標間を所定の速度タイミングで細かく指示する必要があり、また、Ｘ軸ガルバノミラー１１およびＹ軸ガルバノミラー１２の追従遅れやレーザー装置２の応答特性を考慮し、レーザーの発光タイミングをＸ軸ガルバノミラー１１およびＹ軸ガルバノミラー１２の位置指定に対し遅らせる必要がある。さらに、熱可逆記録媒体１００の位置に合わせ描画データの印字位置を全体的にオフセットさせる処理もここで行う。なお、レーザー照射装置１は、描画速度やレーザーの発光タイミングの標準的な値を保持しているが、その値を外部から変更することも可能となっている。
【００３３】
制御データは、描画データを後述するＤＡコンバータに対して設定する値に変換したものであり、かかるデータを用意することで高速なデータ出力を可能にしている。制御データは、複数の単位制御データＤ２からなり、単位制御データＤ２は、図５に示すように、Ｘ出力部Ｄ２ａ、Ｙ出力部Ｄ２ｂ、パワー出力部Ｄ２ｃ、データ間隔部Ｄ２ｄ、制御フラグ部Ｄ２ｅを備えている。Ｘ出力部Ｄ２ａは、Ｘ軸ガルバノミラー１１の位置制御値を指定する部分であり、Ｙ出力部Ｄ２ｂは、Ｙ軸ガルバノミラー１２の位置制御値を指定する部分であり、パワー出力部Ｄ２ｃは、レーザーパワーの出力制御値を指定する部分であり、データ間隔部Ｄ２ｄは、当該単位制御データＤ２から次の単位制御データＤ２までの間隔が記述される部分である。制御フラグ部Ｄ１ｃには、レーザー発光フラグ、ＸＹ出力指定フラグ、パワー指定フラグ、エンドフラグが設けられている。レーザー発光フラグは、例えば１５ビット目に記述され、レーザービームを点灯させる場合には１が設定される。ＸＹ出力指定フラグは、例えば１４ビット目に記述され、Ｘ軸ガルバノミラー１１およびＹ軸ガルバノミラー１２の位置制御値を出力する場合には１が設定される。パワー指定フラグは、例えば１３ビット目に記述され、レーザーパワーの出力値を出力する場合には、１が設定される。エンドフラグは、例えば１２ビット目に記述され、当該単位制御データＤ２が最終の単位制御データＤ２である場合には１が設定される。
【００３４】
制御データ生成部４０は、描画データから制御データを生成し終わると、制御データ出力部５０へ制御データを渡す。
【００３５】
制御データ出力部５０は、制御データのうちの最初の単位制御データを受け取ると描画開始の指示が入力されるまで待機する。単位制御データの受信と同時に描画を開始するモードも備えるが、標準的には熱可逆記録媒体１００をコンベアコントローラなどの別装置が移動させることから装置外部からの描画開始信号を受けて印字を開始する。制御データ出力部５０は、描画を開始すると、次の単位制御データの出力タイミングを作るために、単位制御データを読み込んだ最初にデータ間隔値をコントローラ４が備えるＣＰＵタイマに設定する。こうすることで、その後の処理に差異があってもタイミングを安定させることができる。次に、単位制御データのレーザー発光フラグの値をレーザー発光制御信号生成部８０に出力し、単位制御データにおいてＸＹ出力指定フラグが立っていれば、単位制御データのＸ出力部Ｄ２ａ、Ｙ出力部Ｄ２ｂの値をガルバノミラー制御信号生成部６０に出力し、単位制御データのパワー指定フラグが立っていればパワー出力部Ｄ２ｃの値をレーザーパワー制御信号生成部７０に出力することで１サイクルの制御データ出力を完了する。そして、タイマ割り込みを待ち、次の制御データを出力することを繰り返す。エンドフラグが立っていたら印字を終了する。
【００３６】
ガルバノミラー制御信号生成部６０には、１６ビット分解能のＤＡコンバータが２チャネル設けられ、それぞれＸ軸サーボドライバ１６とＹ軸サーボドライバ１７とに接続される。レーザーパワー制御信号生成部７０には、１６ビット分解能のＤＡコンバータが１チャネル設けられ、レーザー装置２と接続される。レーザー発光制御信号生成部８０は、２値のデジタル信号ポートでありレーザー装置２と接続される。
【００３７】
以上の構成によって、制御データ生成部４０、制御データ出力部５０、ガルバノミラー制御信号生成部６０、レーザーパワー制御信号生成部７０およびレーザー発光制御信号生成部８０を備える照射部９０は、描画データに基づいてＸ軸ガルバノミラー１１およびＹ軸ガルバノミラー１２を駆動するとともに、レーザービームのパワーに応じたレーザービームを熱可逆記録媒体１００に照射する。
【００３８】
ここで、熱可逆記録媒体１００について説明する。熱可逆記録媒体１００は、温度に依存して色調が可逆的に変化するものであって、記録及び消去が繰り返し可能なリライタブルメディアである。
【００３９】
この熱可逆記録媒体１００では、融解前の有機低分子物質が、ロイコ染料及び可逆性顕色剤（以下、「顕色剤」と称することがある）であり、かつ融解した後であって、結晶化する前の前記有機低分子物質が、前記ロイコ染料及び前記顕色剤であり、前記色調が、透明状態と発色状態とに熱により可逆的に変化する。
【００４０】
具体的には、図６に示すように、まず、初め消色状態（Ａ）にある記録層を昇温していくと、溶融温度Ｔ２にて、前記ロイコ染料と前記顕色剤とが溶融混合し、発色が生じ溶融発色状態（Ｂ）となる。溶融発色状態（Ｂ）から急冷すると、発色状態のまま室温に下げることができ、発色状態が安定化されて固定された発色状態（Ｃ）となる。この発色状態が得られるかどうかは、溶融状態からの降温速度に依存しており、徐冷では降温の過程で消色が生じ、初期と同じ消色状態（Ａ）、あるいは急冷による発色状態（Ｃ）よりも相対的に濃度の低い状態となる。一方、発色状態（Ｃ）から再び昇温していくと、発色温度よりも低い温度Ｔ１にて消色が生じ（ＤからＥ）、この状態から降温すると、初期と同じ消色状態（Ａ）に戻る。
【００４１】
溶融状態から急冷して得た発色状態（Ｃ）は、前記ロイコ染料と前記顕色剤とが分子同士で接触反応し得る状態で混合された状態であり、これは固体状態を形成していることが多い。この状態では、前記ロイコ染料と前記顕色剤との溶融混合物（前記発色混合物）が結晶化して発色を保持した状態であり、この構造の形成により発色が安定化していると考えられる。一方、消色状態は、両者が相分離した状態である。この状態は、少なくとも一方の化合物の分子が集合してドメインを形成したり、結晶化した状態であり、凝集あるいは結晶化することにより前記ロイコ染料と前記顕色剤とが分離して安定化した状態であると考えられる。多くの場合、このように、両者が相分離して前記顕色剤が結晶化することにより、より完全な消色が生じる。
【００４２】
なお、前記記録層を溶融温度Ｔ２以上の温度Ｔ３に繰返し昇温すると消去温度に加熱しても消去できない消去不良が発生したりする場合がある。これは、前記顕色剤が熱分解を起こし、凝集あるいは結晶化しにくくなってロイコ染料と分離しにくくなるためと思われる。繰返しによる熱可逆記録媒体１００の劣化を抑えるためには、熱可逆記録媒体１００を加熱する際に溶融温度Ｔ２と前記温度Ｔ３の差を小さくすることにより、繰返しの記録消去による媒体の劣化を抑えられる。
【００４３】
次に、レーザー照射装置１の動作について説明する。レーザー照射装置１は、描画データに基づいてＸ軸ガルバノミラー１１およびＹ軸ガルバノミラー１２を駆動して、熱可逆記録媒体１００にレーザービームを照射して熱可逆記録媒体１００に画像を描画する。
【００４４】
例えば、描画する画像が「Ｇ」であって、その画像が図４に示す線分Ｌ１〜Ｌ３３の繋がりの形状として定義される場合には、レーザービームを座標Ｐ１の位置から座標Ｐ３４の位置まで順番に移動させることで、「Ｇ」という文字を印字することができる。このとき、座標Ｐ２のような屈曲部では一旦レーザービームを消灯して横線（線分Ｌ１）と縦線（線分Ｌ２）を分割して描くことで角のある形を確保し、さらにその終点と始点が重ならないように線を描くことで、座標Ｐ２の部分の過剰加熱を防止して熱可逆記録媒体１００の劣化を抑制することができる。
【００４５】
このように画像を描画する際、湾曲部を描画する場合には、内回り現象が発生する。以下に、内回り現象について説明する。サーボドライバ１６，１７は、Ｘ軸ガルバノミラー１１およびＹ軸ガルバノミラー１２の角度を検出する角度センサから出力される角度センサ信号とコントローラ４からの指示値とに基づいて演算した誤差信号が最小になるようにガルバノメータ１４，１５へ駆動信号を与えるが、前記駆動信号は前記誤差信号を基に作られるためレーザービームは目標指示に対して遅れを持って追従する。この遅れを小さくするにはＸ軸ガルバノミラー１１およびＹ軸ガルバノミラー１２の慣性モーメントを小さくする、ガルバノメータ１４，１５のトルクを上げる、サーボゲインを上げるなどの手段が考えられるが零にすることはできない。本実施形態においては、例えば、印字線速が２ｍ／ｓのとき時間では約３００ｕｓの追従遅れが発生し、距離では０．６ｍｍの追従遅れが発生する。このような条件で、湾曲部、特に湾曲度が大きい湾曲部を描くと、図７に示すように、指示した目標軌跡に対して内側をレーザービームがたどる。これがレーザービームの内回り現象である。内回り現象は、湾曲部の湾曲度が大きいほど（曲率半径が小さいほど）、追従遅れが大きいほどその内回りの度合が大きくなる。つまり、特に小さな数字やアルファベットを描画するときに内回り度合いが大きくなる。このような内回りが発生すると、目標線速に対してレーザービームの移動速度が低下し、照射されるレーザービームのエネルギーパワーが相対的に高くなるため、熱可逆記録媒体１００の過剰な温度上昇を招き、他の直線部分に比べその部分の濃度が上がったり媒体劣化を起こしたりする。
【００４６】
そこで、本実施形態では、コントローラ４が以下の内回り対応処理を行う。図８に示すように、判定部３１は、線分Ｌが規定の湾曲度よりも大きい湾曲度の湾曲部Ｈ（急カーブ）を形成する線分Ｌであるか否かを判定する（ステップＳ１）。ここで、湾曲部同士を特に区別することなく説明する場合には、湾曲部Ｈとし、湾曲部同士を区別する場合には、湾曲部Ｈ１や湾曲部Ｈ２・・・とする。描画データ生成部３０は、具体的には、湾曲部Ｈの湾曲度を算出し、算出した湾曲度が規定の湾曲度よりも大きい場合に、当該湾曲部Ｈを形成する線分Ｌは規定の湾曲度よりも大きい湾曲度の湾曲部Ｈを形成する線分Ｌであると判定する。より詳細には、判定部３１は、湾曲部Ｈの曲率半径が線分Ｌの目標描画速度と目標描画速度に対するＸ軸ガルバノミラー１１およびＹ軸ガルバノミラー１２の追従遅れ時間とを乗算した値よりも小さい場合に、当該湾曲部Ｈの湾曲度は規定の湾曲度よりも大きいと判定する。これを式で表すと、線分Ｌ描画の目標線速度をＶ、目標線速度ＶにおけるＸ軸ガルバノミラー１１およびＹ軸ガルバノミラー１２の追従遅れ時間をＳ、湾曲部Ｈの曲率半径をＲとしたとき、Ｒ＜Ｖ×Ｓの場合に、当該湾曲部Ｈの湾曲度は規定の湾曲度よりも大きいと判定する。ここで、線分Ｌ描画の目標線速度Ｖは、所定の長さの直線を描いたときの時間と長さから求めることができ、目標線速度ＶにおけるＸ軸ガルバノミラー１１およびＹ軸ガルバノミラー１２の追従遅れ時間Ｓは、コントローラ４が指示するガルバノメータ１４，１５の指示電圧とＸ軸ガルバノミラー１１およびＹ軸ガルバノミラー１２の角度を検出する角度センサが出力するポジション信号とに基づいて求めることができる。曲率半径を求める手段はいろいろ考えられるが、本実施形態では、湾曲部Ｈの曲率半径を直接求めるのではなく規定の曲率半径に対し大小関係がどうかを円弧長と円弧端点距離との比から判定している。
【００４７】
例えば、図９のように定義される画像の場合、
Ｌ１〜Ｌ６からなる湾曲部Ｈ１において、
Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３＋Ｌ４＋Ｌ５＋Ｌ６≒２×Ｖ×Ｓ
Ｄ１÷（Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３＋Ｌ４＋Ｌ５＋Ｌ６）≧０．８４
が成り立つ場合、判定部３１は、当該湾曲部Ｈ１は規定の湾曲度よりも大きい湾曲度の湾曲部ではない（緩カーブ）と判定し、
Ｌ２〜Ｌ８からなる湾曲部Ｈ２において、
Ｌ２＋Ｌ３＋Ｌ４＋Ｌ５＋Ｌ６＋Ｌ７＋Ｌ８≒２×Ｖ×Ｓ
Ｄ２÷（Ｌ２＋Ｌ３＋Ｌ４＋Ｌ５＋Ｌ６＋Ｌ７＋Ｌ８）＜０．８４
が成り立つ場合、判定部３１は、当該湾曲部Ｈ２は規定の湾曲度よりも大きい湾曲度の湾曲部であると判定し、
Ｌ４〜Ｌ９からなる湾曲部Ｈ３において、
Ｌ４＋Ｌ５＋Ｌ６＋Ｌ７＋Ｌ８＋Ｌ９≒２×Ｖ×Ｓ
Ｄ３÷（Ｌ４＋Ｌ５＋Ｌ６＋Ｌ７＋Ｌ８＋Ｌ９）≧０．８４
が成り立つ場合、判定部３１は、当該湾曲部Ｈ３は規定の湾曲度よりも大きい湾曲度の湾曲部であると判定する。
【００４８】
ここで、上記式中の値０．８４は、図１０に示す形状において、円の半径をＲ、長さが２Ｒとなる円弧を結ぶ線分の長さをｘ、円の中心と線分の端部結んで形成される三角形における線分と対応する頂部の角度をθとすると、ｘ÷２Ｒ＝ｓｉｎ（θ÷２）＝ｓｉｎ（（（２Ｒ÷２πＲ）×３６０）÷２）＝０．８４１４７となることから得られる値である。このように湾曲部Ｈの曲率半径を直接求めずに処理を実行することで、演算を簡略化でき、コントローラ４の処理負荷を小さくすることができる。なお、ここでは、円弧長を２Ｒとしているが、湾曲部Ｈによってはその長さが２Ｒに満たない場合もあるので、円弧長をＲとした場合など複数の円弧長で判定できるようにすることがさらに好適である。
【００４９】
次に、線分Ｌが規定の湾曲度よりも大きい湾曲度の湾曲部Ｈを形成しない線分Ｌである場合には（ステップＳ１のＮＯ）、レーザーパワー調整部３２は、レーザービームのパワーを規定値に設定する（ステップＳ２）。一方、線分Ｌが規定の湾曲度よりも大きい湾曲度の湾曲部Ｈを形成する線分Ｌである場合には（ステップＳ１のＹＥＳ）、この線分Ｌを描画する場合のレーザービームのパワーを、規定値よりも低減する（ステップＳ３）。即ち、規定の湾曲度よりも大きい湾曲度の湾曲部Ｈを形成する線分Ｌを描画する場合、レーザービームのパワーを低減する。別の言い方をすると、規定の湾曲度よりも大きい湾曲度の湾曲部Ｈを形成する線分Ｌを描画する場合には、複数の線分Ｌのうち規定の湾曲度よりも大きい湾曲度の湾曲部Ｈを形成する線分Ｌ以外の線分Ｌを描画する場合のレーザービームのパワーに比べて低減させる。具体的には、レーザーパワー調整部３２は、規定の湾曲度よりも大きい湾曲度の湾曲部Ｈを形成する線分Ｌに関する単位描画データにおいて、パワー係数部Ｄ１ｂを０．８に設定し、それ以外の場合には、１．０に設定する。これにより、図１１に示すように、座標Ｐ１〜座標Ｐ８までの線分Ｌにおいて、レーザーパワーが、それ以外の部分に比べて８０％に低減される。
【００５０】
以上説明したように、本実施形態では、コントローラ４が、線分Ｌが規定の湾曲度よりも大きい湾曲度の湾曲部Ｈを形成する線分Ｌであるか否かを判定し、規定の湾曲度よりも大きい湾曲度の湾曲部Ｈを形成する線分Ｌを描画する場合、レーザービームのパワーを低減させる。したがって、レーザービームの内回り現象が発生しても、熱可逆記録媒体１００に付与されるレーザービームのエネルギーが増大するのを抑制することができる。また、この構成によれば、内回り現象が発生しても、その際に熱可逆記録媒体１００に付与されるレーザービームのエネルギーが、レーザーパワーを低減させない場合に比べて小さくなるので、その分熱可逆記録媒体１００の温度上昇を抑制することができ、よって、熱可逆記録媒体１００の劣化を抑制することができる。また、内回り現象が発生しても、その際に熱可逆記録媒体１００に付与されるレーザービームのエネルギーが、レーザーパワーを低減させない場合に比べて小さくなるので、湾曲部に線太りが発生するのを抑制することができる。
【００５１】
また、本実施形態では、湾曲部Ｈの湾曲度を算出し、算出した湾曲度が規定の湾曲度よりも大きい場合に、当該湾曲部Ｈを形成する線分Ｌは規定の湾曲度よりも大きい湾曲度の湾曲部Ｈを形成する線分Ｌであると、コントローラ４が判定する。したがって、湾曲度の判定を精度良く行うことができる。
【００５２】
本実施形態のレーザー照射装置１で実行されるプログラムは、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ＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供される。
【００５３】
また、本実施形態のレーザー照射装置１で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施形態のレーザー照射装置１で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。
【００５４】
なお、本実施形態では、ステップＳ１の処理を描画データ生成部３０の判定部３１で行ったが、制御データ生成部４０で行っても同様の処理を実現することができる。また、湾曲部Ｈの湾曲度合いに応じてレーザービームのパワーの低減量を可変にすると、さらに良い効果を得ることができる。
【００５５】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について図１２および図１３を参照して詳しく説明する。なお、第１の実施形態と同じ部分には同一符号を付与し、重複する説明は省略する。
【００５６】
本実施形態は、基本的には第１の実施形態と同じであるが、コントローラ４が行なう内回り対応処理が第１の実施形態と異なる。
【００５７】
本実施形態の内回り対応処理では、図１２に示すように、コントローラ４の判定部３１は、判定処理として、線分Ｌの長さが規定の長さよりも短い場合に、当該線分Ｌが規定の湾曲度よりも大きい湾曲度の湾曲部Ｈを形成する線分Ｌであると判定する（ステップＳ２１）。ここで、図１３に示すように、大きさが異なる二つの相似形状Ｉ１，Ｉ２において、大きさが小さいほうの形状Ｉ１の各線分Ｌの長さが、大きさが大きい方の形状Ｉ２において対応する各線分Ｌの長さより短くなるように、湾曲部Ｈを同じ滑らかさで表現する場合、湾曲度の大きい湾曲部（形状Ｉ１の湾曲部）Ｈを構成する線分Ｌの長さは、湾曲度の小さい湾曲部（形状Ｉ２の湾曲部）Ｈを構成する線分Ｌより短い。そして、滑らかな湾曲部Ｈを表現するためには線分Ｌの長さを曲率半径に対して小さくする必要がある。つまり、相対的に短い線分Ｌは湾曲度が大きな部分に集中する傾向があるので、規定の長さより短い線分Ｌを、規定の湾曲度よりも大きい湾曲度の湾曲部Ｈを形成する線分Ｌであるとすることができる。この線分Ｌの規定の長さは、線分Ｌ描画の目標線速度Ｖと、この目標線速度ＶにおけるＸ軸ガルバノミラー１１およびＹ軸ガルバノミラー１２の追従遅れ時間Ｓを乗算した値よりも小さな範囲で実験によって求めるのが良い。
【００５８】
そして、ステップＳ２１の処理をした後、ステップＳ２又はステップＳ３に進み、第１の実施形態と同じく、レーザービームのパワーの設定を行う。
【００５９】
以上説明したように、本実施形態では、判定部３１は、線分Ｌの長さが規定の長さよりも短い場合に、当該線分Ｌが規定の湾曲度よりも大きい湾曲度の湾曲部Ｈを形成する線分Ｌであると判定する。したがって、画像の湾曲部Ｈの湾曲度を直接判定しなくても、線分Ｌが規定の湾曲度よりも大きい湾曲度の湾曲部Ｈを形成する線分Ｌであるが否かを判定することができるので、コントローラ４の処理負荷を低減することができる。
【００６０】
なお、本発明は、上記実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の実施形態を各種採用することができる。例えば、上記各実施形態では、描画対象物として、熱可逆記録媒体を例に説明したが、これに限ることはない。描画対象物としては、例えば熱可逆性を有しない記録媒体等の描画対象物であっても良く、記録媒体でなくても良く。また、描画対象物は、金属製や樹脂製、紙製等であって良い。このような描画対象物にレーザービームを照射して形状を描画する場合でも、湾曲部に線太りが発生するのを抑制することができるとともに、描画対象物をレーザービームによって加工することで描画対象物に形状を描画する場合には湾曲部に深堀が発生するのを抑制することができる。
【符号の説明】
【００６１】
１…レーザー照射装置
２…レーザー装置
４…コントローラ
１１…Ｘ軸ガルバノミラー（可動ミラー）
１２…Ｙ軸ガルバノミラー（可動ミラー）
３１…判定部（判定手段）
３２…レーザーパワー調整部（レーザーパワー調整手段）
９０…照射部（照射手段）
１００…熱可逆記録媒体（描画対象物）
Ｈ…湾曲部
Ｌ…線分
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６２】
【特許文献１】特開２００８−１７０５７９号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザービームを出射するレーザー装置と、
前記レーザービームを偏向する可動ミラーと、
描画する形状を複数の線分の繋がりで定義する描画データにおける前記線分が規定の湾曲度よりも大きい湾曲度の湾曲部を形成する線分であるか否かを判定する判定手段と、
前記湾曲部を形成する前記線分を描画する場合、前記レーザービームのパワーを低減させるレーザーパワー調整手段と、
前記描画データに基づいて前記可動ミラーを駆動するとともに、前記レーザービームのパワーに応じたレーザービームを描画対象物に照射する照射手段と、
を備えることを特徴とするレーザー照射装置。
【請求項２】
前記判定手段は、湾曲部の湾曲度を算出し、算出した湾曲度が規定の湾曲度よりも大きい場合に、当該湾曲部を形成する前記線分は規定の湾曲度よりも大きい湾曲度の湾曲部を形成する線分であると判定することを特徴とする請求項１に記載のレーザー照射装置。
【請求項３】
前記判定手段は、湾曲部の曲率半径が前記線分の目標描画速度と前記目標描画速度に対する前記可動ミラーの追従遅れ時間とを乗算した値よりも小さい場合に、当該湾曲部の湾曲度は前記規定の湾曲度よりも大きいと判定することを特徴とする請求項２に記載のレーザー照射装置。
【請求項４】
前記判定手段は、前記線分の長さが規定の長さよりも短い場合に、当該線分は前記湾曲部を形成する線分であると判定する請求項１に記載のレーザー照射装置。
【請求項５】
レーザービームを出射するレーザー装置と前記レーザービームを偏向する可動ミラーとを備えるレーザー照射装置で、実行されるレーザー照射方法であって、
描画する形状を複数の線分の繋がりで定義する描画データにおける前記線分が規定の湾曲度よりも大きい湾曲度の湾曲部を形成する線分であるか否かを判定するステップと、
前記湾曲部を形成する前記線分を描画する場合、前記レーザービームのパワーを低減させるステップと、
前記描画データに基づいて前記可動ミラーを駆動するとともに、前記レーザービームのパワーに応じたレーザービームを描画対象物に照射するステップと、
を含むことを特徴とするレーザー照射方法。
【請求項６】
レーザービームを出射するレーザー装置と前記レーザービームを偏向する可動ミラーとコンピュータとを備えるレーザー照射装置の前記コンピュータを、
描画する形状を複数の線分の繋がりで定義する描画データにおける前記線分が規定の湾曲度よりも大きい湾曲度の湾曲部を形成する線分であるか否かを判定する判定手段と、
前記湾曲部を形成する前記線分を描画する場合、前記レーザービームのパワーを低減させるレーザーパワー調整手段と、
前記描画データに基づいて前記可動ミラーを駆動するとともに、前記レーザービームのパワーに応じたレーザービームを描画対象物に照射する照射手段と、
して機能させるプログラム。
【請求項１】
レーザービームを出射するレーザー装置と、
前記レーザービームを偏向する可動ミラーと、
描画する形状を複数の線分の繋がりで定義する描画データにおける前記線分が規定の湾曲度よりも大きい湾曲度の湾曲部を形成する線分であるか否かを判定する判定手段と、
前記湾曲部を形成する前記線分を描画する場合、前記レーザービームのパワーを低減させるレーザーパワー調整手段と、
前記描画データに基づいて前記可動ミラーを駆動するとともに、前記レーザービームのパワーに応じたレーザービームを描画対象物に照射する照射手段と、
を備えることを特徴とするレーザー照射装置。
【請求項２】
前記判定手段は、湾曲部の湾曲度を算出し、算出した湾曲度が規定の湾曲度よりも大きい場合に、当該湾曲部を形成する前記線分は規定の湾曲度よりも大きい湾曲度の湾曲部を形成する線分であると判定することを特徴とする請求項１に記載のレーザー照射装置。
【請求項３】
前記判定手段は、湾曲部の曲率半径が前記線分の目標描画速度と前記目標描画速度に対する前記可動ミラーの追従遅れ時間とを乗算した値よりも小さい場合に、当該湾曲部の湾曲度は前記規定の湾曲度よりも大きいと判定することを特徴とする請求項２に記載のレーザー照射装置。
【請求項４】
前記判定手段は、前記線分の長さが規定の長さよりも短い場合に、当該線分は前記湾曲部を形成する線分であると判定する請求項１に記載のレーザー照射装置。
【請求項５】
レーザービームを出射するレーザー装置と前記レーザービームを偏向する可動ミラーとを備えるレーザー照射装置で、実行されるレーザー照射方法であって、
描画する形状を複数の線分の繋がりで定義する描画データにおける前記線分が規定の湾曲度よりも大きい湾曲度の湾曲部を形成する線分であるか否かを判定するステップと、
前記湾曲部を形成する前記線分を描画する場合、前記レーザービームのパワーを低減させるステップと、
前記描画データに基づいて前記可動ミラーを駆動するとともに、前記レーザービームのパワーに応じたレーザービームを描画対象物に照射するステップと、
を含むことを特徴とするレーザー照射方法。
【請求項６】
レーザービームを出射するレーザー装置と前記レーザービームを偏向する可動ミラーとコンピュータとを備えるレーザー照射装置の前記コンピュータを、
描画する形状を複数の線分の繋がりで定義する描画データにおける前記線分が規定の湾曲度よりも大きい湾曲度の湾曲部を形成する線分であるか否かを判定する判定手段と、
前記湾曲部を形成する前記線分を描画する場合、前記レーザービームのパワーを低減させるレーザーパワー調整手段と、
前記描画データに基づいて前記可動ミラーを駆動するとともに、前記レーザービームのパワーに応じたレーザービームを描画対象物に照射する照射手段と、
して機能させるプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１５】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１５】
【図１４】
【公開番号】特開２０１１−６１２（Ｐ２０１１−６１２Ａ）
【公開日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１４５６０８（Ｐ２００９−１４５６０８）
【出願日】平成２１年６月１８日（２００９．６．１８）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月１８日（２００９．６．１８）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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