(57)【要約】【課題】レーザー出力の調整によって濃度調整を行うレーザーマーキング装置において、レーザー光源部の経年劣化によってレーザー出力が低下した場合にも所望の階調再現が実現できるようにする。【解決手段】レーザーマーキング装置は、レーザー出力が調整可能なレーザー光源部と、レーザー光源部から出射されるレーザー光を印画媒体に照射するレーザー光照射部と、レーザー光源部及びレーザー光照射部を制御する制御部とを備え、制御部は、ドット密度調整またはレーザー繰り返し周波数の調整とレーザー出力調整とによって濃度調整を行う濃度調整部を備え、濃度調整部は、レーザー出力の上限レベルより低い設定レベルを最高濃度調整値に対応させた濃度調整テーブルを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザー出力が調整可能なレーザー光源部と、該レーザー光源部から出射されるレーザー光を印画媒体に照射するレーザー光照射部と、前記レーザー光源部及び前記レーザー光照射部を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、ドット密度調整またはレーザー繰り返し周波数の調整とレーザー出力調整とによって濃度調整を行う濃度調整部を備え、
前記濃度調整部は、レーザー出力の上限レベルより低い設定レベルを最高濃度調整値に対応させた濃度調整テーブルを備えることを特徴とするレーザーマーキング装置。
【請求項２】
前記濃度調整部は、レーザー出力低下に対して、前記設定レベルを上昇させた校正レベルを最高濃度調整値に対応させて濃度調整テーブルを校正する濃度調整テーブル校正手段を備えることを特徴とする請求項１記載のレーザーマーキング装置。
【請求項３】
レーザー出力が調整可能なレーザー光源部を備えたレーザーマーキング装置の濃度調整方法であって、
レーザー出力の上限レベルより低い設定レベルを最高濃度調整値に対応させた濃度調整テーブルを用い、前記設定レベル以下でレーザー出力を調整して濃度調整を行うことを特徴とするレーザーマーキング装置の濃度調整方法。
【請求項４】
前記設定レベルを上昇させた校正レベルを最高濃度調整値に対応させて濃度調整テーブルを校正することを特徴とする請求項３に記載されたレーザーマーキング装置の濃度調整方法。
【請求項５】
前記校正レベルは、前記設定レベルを段階的に上昇させて印画したテストパターンの濃度と初期の前記設定レベルにおけるテストパターンの濃度とが一致するように前記校正レベルを設定することを特徴とする請求項３又は４に記載されたレーザーマーキング装置の濃度調整方法。
【請求項６】
前記濃度調整テーブルの校正は、前記設定レベルを前記校正レベルまで上昇させた上昇度に応じて濃度調整テーブルの修正を行った後、濃度調整値毎の階調パターンを印画し、印画された階調パターンと初期の階調パターンとの濃度差を補正するガンマテーブル補正を行うことを特徴とする請求項５に記載されたレーザーマーキング装置の濃度調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザーマーキング装置及びその濃度調整方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レーザーマーキング装置は、レーザー光源部（レーザーエンジン）と、レーザー光源部から出射されるレーザー光を印画媒体に照射するレーザー光照射部と、レーザー光源部及びレーザー光照射部を制御する制御部とを備えている（下記特許文献１参照）。
【０００３】
レーザー光源部は、照射するレーザー光の波長などに応じて各種の光源が用いられているが、比較的小型の装置ではファイバレーザーが用いられている。レーザー光照射部は、レーザー光の照射位置をスキャンするガルバノミラーなどのスキャン装置とレーザー光のスポット径を集光する集光光学系などを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−５５３２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
レーザーマーキング装置の濃度調整は、ドット密度の調整とレーザー出力の調整を組み合わせて行われることがある。特に、写真画像のように多階調の濃度調整を必要とする印画では、印画媒体の発色特性に応じてレーザー出力を調整することで原画に近い階調再現を可能にしている。
【０００６】
しかしながら、レーザー出力によって濃度調整を行う場合には、レーザー光源部の経年劣化などによってレーザー出力が低下した場合には、レーザー出力を最高レベルにした際の最高濃度値が初期の濃度より低くなり、レーザー出力レベルを変えた場合の階調変化も初期の階調変化からずれが生じることになって、所望の階調再現を行うことができなくなる。
【０００７】
本発明は、このような問題に対処するために提案されたものであり、レーザー出力の調整によって濃度調整を行うレーザーマーキング装置において、レーザー光源部の経年劣化などによってレーザー出力が低下した場合にも所望の階調再現が実現できるようにすること、などが本発明の課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような課題を解決するために、本発明によるレーザーマーキング装置及びその濃度調整方法は、以下の構成を具備するものである。
【０００９】
レーザー出力が調整可能なレーザー光源部と、該レーザー光源部から出射されるレーザー光を印画媒体に照射するレーザー光照射部と、前記レーザー光源部及び前記レーザー光照射部を制御する制御部とを備え、前記制御部は、ドット密度調整またはレーザー繰り返し周波数の調整とレーザー出力調整とによって濃度調整を行う濃度調整部を備え、前記濃度調整部は、レーザー出力の上限レベルより低い設定レベルを最高濃度調整値に対応させた濃度調整テーブルを備えることを特徴とするレーザーマーキング装置。
【００１０】
レーザー出力が調整可能なレーザー光源部を備えたレーザーマーキング装置の濃度調整方法であって、レーザー出力の上限レベルより低い設定レベルを最高濃度調整値に対応させた濃度調整テーブルを用い、前記設定レベル以下でレーザー出力を調整して濃度調整を行うことを特徴とするレーザーマーキング装置の濃度調整方法。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係るレーザーマーキング装置の構成例を示した説明図である。
【図２】レーザー出力が低下した場合に設定レベルを校正レベルに上昇させることによる効果を示した説明図である。
【図３】（ａ）が初期状態の濃度調整テーブルＤ０と出力低下時の濃度調整テーブルＤ１を示した説明図であり、（ｂ）が出力調整によって修正した濃度調整テーブルＤ２と初期状態の濃度調整テーブルＤ０の違いを示した説明図である。
【図４】レーザー出力が低下した際に、設定レベルを段階的に上昇させて印画したテストパターンの濃度測定結果を示した説明図である。
【図５】（ａ）がリニアガンマテーブルを示し、（ｂ）が修正ガンマテーブルを示している。
【図６】濃度調整部による濃度調整方法の動作フローを示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の説明で異なる図における同一符号は同一機能の部位を示しており、各図における重複説明は適宜省略する。
【００１３】
図１に示すように、レーザーマーキング装置１は、レーザー光源部２と、レーザー光照射部３と、制御部４とを備えている。また、レーザーマーキング装置１は、印画媒体Ｗをレーザー光Ｌの照射位置に搬送する搬送部５を備えている。レーザー光源部２は、例えば、ファイバレーザーなどのレーザー光源を備えており、制御部４からの信号でレーザー出力が調整可能になっている。
【００１４】
レーザー光照射部３は、レーザー光源部２から出射されたレーザー光（例えば、パルスレーザー光）Ｌを画像データに応じて印画媒体Ｗに照射するものであり、レーザー光を印画媒体Ｗの表面に集光する集光光学系（ｆθレンズなど）３０と、レーザー光Ｌの集光位置をスキャンするスキャナ（ガルバノスキャナなど）３１などを備えている。スキャナ３１は駆動部３１Ａを備えており、画像データに応じて制御部４から出力される制御信号によって、駆動部３１Ａがスキャナ３１を動作する。集光光学系３０によって集光されたレーザー光Ｌがスキャナ３１によって印画媒体Ｗの所定位置に照射されることで、画像データに応じた画像が印画媒体Ｗの表面に印画される。
【００１５】
制御部４は、前述したようにレーザー光源部２及びレーザー光照射部３或いは搬送部５を制御する。制御部４は、スキャナ制御部４Ａと濃度調整部４Ｂを備えている。濃度調整部４Ｂは、レーザー光源部２を制御することによって、ドット密度調整とドット毎のレーザー出力調整によって濃度調整を行う。また、ドット密度調整に替えて繰り返し周波数の調整とドット毎のレーザー出力調整によって濃度調整を行っても良いし、ドット密度調整と繰り返し周波数の調整とドット毎のレーザー出力調整によって濃度調整を行っても良い。
【００１６】
図２〜図６は、濃度調整部４Ｂの機能を示している。濃度調整部４Ｂは、レーザー光源部２の出力レベル（レーザー出力）を調整してレーザー強度を可変にすることで濃度調整を行う。この際、図２に示すように、濃度調整部４Ｂは、レーザー出力の上限レベル（出力レベル１００％）よりも低い設定レベル（例えば、出力レベル７５％）を最高濃度調整値に対応させた濃度調整テーブル（図３（ａ）参照）を備えている。これによって、濃度調整部４Ｂが行う濃度調整は、設定レベル以下にレーザー出力を調整して濃度調整を行う。
【００１７】
具体的には、レーザー光源部２の出力レベル０％〜７５％を初期の濃度調整テーブルの調整範囲として、濃度調整値０の場合には出力レベル０％とし、濃度調整値２５５（最高濃度調整値）の場合には出力レベル７５％として、濃度調整値０〜２５５の範囲で濃度調整を行う。この際の濃度調整テーブルは、例えば、図３（ａ）に示すように、濃度調整値と濃度との関係が実線Ｄ０となるように設定されており、これに応じて各階調の濃度調整値を個々のドットのレーザー出力ステップ値として設定されている。
【００１８】
レーザー光源部２の経時劣化などによって、図２の実線Ｐ０で示す出力特性が破線Ｐ１で示すように低下した場合には、上限レベル（出力レベル１００％）でのレーザー強度は初期のＰmaxから劣化時のＰ’maxに低下することになり、設定レベル（出力レベル７５％）における初期のレーザー強度Ｐｔが劣化時のレーザー強度Ｐｔ’に低下することになって、最高濃度調整値での濃度が低下する。このような濃度低下は各濃度調整値で起きるので、図３（ａ）に示すように、初期状態の濃度調整テーブルＤ０は、出力低下時の濃度調整テーブルＤ１に変化することになる。
【００１９】
このような濃度低下に対して、濃度調整部４Ｂは、濃度調整テーブルの校正を行う濃度調整テーブル校正手段を備えている。濃度調整テーブル校正手段は、初期に濃度調整値２５５（最高濃度調整値）に対応させていた設定レベル（出力レベル７５％）を校正レベルに上昇させ、この校正レベルを濃度調整値２５５（最高濃度調整値）に対応させた濃度調整テーブルを再構成する。
【００２０】
図２に示すように、出力レベル７５％の設定レベルを出力レベル９０％の校正レベルに上昇させて濃度調整テーブルを校正すると、最高濃度調整値（濃度調整値２５５）におけるレーザー強度は、劣化時のレーザー強度Ｐｔ’から初期と同等のＰｔまで上昇することになり、濃度低下を補正することができる。
【００２１】
校正レベルを設定する際には、レーザー光源部２の出力特性が図２の破線Ｐ１で示すように低下した場合に、出力レベルを７５％から８０％、８５％、９０％、９５％、１００％と段階的に上昇させ、所定のドット密度画像または黒ベタ画像のテストパターンを印画する。図４は、印画されたテストパターンの濃度測定結果を示している。このような濃度測定結果を得た後、初期濃度（初期の出力レベル７５％の濃度）と一致する出力レベルを校正レベル（図示の例では９０％）に設定する。
【００２２】
この際、図３（ａ）に示すように初期状態の濃度調整テーブルＤ０（実線）がレーザー光源部２の出力低下時に濃度調整テーブルＤ１（破線）になったとすると、前述した校正レベルに最高濃度調整値を対応させて、設定レベルを校正レベルまで上昇させた上昇度に応じて、各濃度調整値における濃度を上昇させただけでは、図３（ｂ）の破線で示すような濃度調整テーブルＤ２になり、初期の濃度調整テーブルＤ０とは異なるガンマ特性になる。これを初期の濃度調整テーブルＤ０に戻すには、修正後の濃度調整テーブルＤ２に対してガンマテーブル補正を行って、各濃度調整値における濃度を補正することが必要になる。このようなガンマテーブル補正は、各濃度調整値でのドット密度調整またはドット毎のレーザー出力ステップ値の調整によって行うことができる。
【００２３】
ガンマーテーブル補正の具体的な手法について説明する。レーザー光源部２の出力低下によって、図３（ａ）に示すように濃度調整テーブルが破線Ｄ１のように変化した場合、前述した校正レベルの設定と図５（ａ）に示すリニアガンマテーブルの採用で、図３（ｂ）に示すように修正された濃度調整テーブルＤ２を得る。この濃度調整テーブルＤ２を用いて標準の印画媒体Ｗに濃度調整値０〜２５５の階調パターンを印画する。そして、濃度調整値毎の階調パターンの濃度を実測して、初期の階調パターンと比較することで、図５（ｂ）に示すような修正ガンマーテーブルを得る。修正された濃度調整テーブルＤ２と修正ガンマテーブルによって、初期の濃度調整テーブルＤ０と同等に校正された濃度調整テーブルを得ることができる。
【００２４】
図６は、濃度調整部４Ｂによる濃度調整方法の動作フロー例を示している。動作開始後、手動校正を行わない場合（ステップＳ１：ＮＯ）で、自動校正を行わない場合（ステップＳ２：ＮＯ）には、既存の濃度調整テーブルを使用して（ステップＳ３）、印画動作が実行される（ステップＳ４）。ここでの自動校正実行の有無は、例えば、レーザー照射時間が前回から設定時間（例えば、１０００時間）を経過したしたか否かで判断される。
【００２５】
手動校正が実行された場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）又は、自動校正が実行された場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）には、先ず、図４に示したように、テストパターンを印画して、その濃度測定を行い、初期濃度と一致する出力レベルを求めて校正レベルを設定する（ステップＳ５）。
【００２６】
その後、設定レベルから校正レベルへの上昇度と図５（ａ）に示すリニアガンマテーブルを用いて、濃度調整テーブルの修正を行う（ステップＳ６）。そして、修正した濃度調整テーブルＤ２（図３（ｂ）参照）を用いて、濃度調整値毎の階調パターンを印画する（ステップＳ７）。
【００２７】
階調パターン印画後には、印画された階調パターンの濃度測定を行い（ステップＳ８）、測定された階調パターンの濃度調整値毎の濃度と、初期状態において既知の階調パターンの濃度調整値毎の濃度とを比較して、修正ガンマテーブルを作成する（ステップＳ９）。そして、修正された濃度調整テーブルＤ２と修正ガンマテーブルとで、濃度調整テーブルの校正を行う（ステップＳ１０）。その後は、校正濃度調整テーブルを使用して（ステップＳ３）、印画動作が実行され（ステップＳ４）、処理を終了するか、或いは、レーザー照射時間を０にリセットして（ステップＳ１１）、自動校正実行待ちに戻る。
【００２８】
このようなレーザーマーキング装置１の濃度調整方法によると、制御部４における濃度調整部４Ｂがレーザー出力の上限レベルより低い設定レベルを最高濃度調整値に対応させた濃度調整テーブルを備えるので、経年劣化などでレーザー光源部２の出力が低下した場合には、設定レベルを上昇させた校正レベルを最高濃度調整値に対応させて濃度調整テーブルを校正することができる。これによって、経年劣化などによるレーザー出力の低下に伴う濃度低下を初期の濃度状態に近づくように補正することができる。この際、初期の濃度は、レーザー出力の上限レベルより低い設定レベルを最高濃度調整値に対応させていたとしても、ドット間の距離または繰り返し周波数の設定で十分に高い濃度まで調整できるようにすることができる。
【００２９】
本発明の実施形態に係るレーザーマーキング装置１によると、レーザー光源部２の経年劣化によってレーザー出力が低下した場合にも、初期の階調パターンで濃度調整することができるので、写真に近い所望の階調再現を引き続き実現することが可能になる。
【００３０】
以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。また、上述の各実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。
【符号の説明】
【００３１】
１：レーザーマーキング装置，２：レーザー光源部，
３：レーザー光照射部，３０：集光光学系，
３１：スキャナ（ガルバノスキャナ），３１Ａ：駆動部，
４：制御部，４Ａ：スキャナ制御部，４Ｂ：濃度調整部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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