CN104742541A - 印刷装置以及印刷方法 - Google Patents

Abstract

一种印刷装置以及印刷方法。该印刷装置，具备：印刷部，该印刷部对发泡性片材进行印刷；以及控制部，通过上述印刷部使预定的图样印刷至发泡前的发泡性片材，计算上述预定的图样的、在上述发泡性片材的发泡前后的偏移量，以基于计算后的上述偏移量所决定的变形量对原图像进行变形，通过上述印刷部使作为变形后的上述原图像的印刷用图像印刷至上述发泡性片材。

Description

印刷装置以及印刷方法

技术领域

本发明涉及印刷装置以及印刷方法。

背景技术

作为发泡造形技术的一种已知有TD印刷(Thermal Distend)。TD印刷是利用发泡性片材并在其表面形成起伏、微细的凹凸，从而能够表现各种各样的阴影、真实的质感的质感表现技术。例如，日本特开2001－150812号公报公开了发泡造形技术的一个例子。

根据特开2001－150812号公报所公开的技术，在发泡性片材的发泡层的表面形成彩色图像等可视的平面图像，该发泡性片材在内部具有通过加热而膨胀的多个微胶囊。随后，在发泡性片材的相当于发泡层的背侧的基材的表面上形成基于距离图像数据等的浓淡图像的光吸收图案，该距离图像数据表现了与该平面图像相对的立体形状。而且，通过从基材层侧照射光源，产生与图像的浓淡对应的热并且发泡层内的微胶囊膨胀。其结果是，能够产生在平面图像上具有规定的高度的隆起并表现质感。

TD印刷的顺序大致如下。首先，以含有炭黑的墨粉将发泡用TD图像印刷到TD用纸并生成发泡用灰色图像。然后，以卤素灯等光源加热该TD用纸，为了隐藏发泡用灰色图像，用白色印刷发泡后的TD用纸。最后，在其上印刷精加工用的彩色图像来生成表现出了具有凹凸的质感的彩色图像。

可是，根据上述以往的TD印刷，由于发泡的凹凸而图像失真。所以，在其上印刷精加工用的彩色图像时，具有发泡而彩色图像偏移的问题。例如，图13A示出该印刷偏移的图像。作为比较对象，图13B示出没有印刷偏移的情况的图像。在图13A、图13B中，均例示出在TD印刷中比较容易发生印刷偏移的字符“イ”。

在图13A中，灰色的部位是发泡后的凸部的图像，黑色的部位是发泡后的精加工印刷。如图13C中示出了图13A所示的图像的剖面，能够理解精加工印刷与发泡部位发生了偏移。对此，在图13B所示的比较例中，由于精加工印刷与发泡部位重合，因此不现出发泡(灰色)的部位。

发明内容

本发明是为了解决上述课题而做出的，其目的是提供一种印刷装置以及印刷方法，在使发泡性片材发泡后被印刷的图像产生失真的情况下，消除该失真来实现印刷品质的提高。

本发明涉及一种印刷装置，具备：印刷部，对发泡性片材进行印刷；以及控制部，执行以下步骤：通过上述印刷部将预定的图样印刷至发泡前的发泡性片材，计算上述预定的图样的、在上述发泡性片材的发泡前后的偏移量，以基于计算出的上述偏移量而决定的变形量对原图像进行变形，通过上述印刷部将变形后的上述原图像即印刷用图像印刷至上述发泡性片材。

另外，本发明涉及一种印刷方法，具备以下步骤：将预定的图样印刷至发泡前的发泡性片材，计算上述预定的图样的、在上述发泡性片材的发泡前后的偏移量，以基于上述计算出上述偏移量而决定的变形量对原图像进行变形，将变形后的上述原图像即印刷用图像印刷至上述发泡性片材。

根据本发明，提供一种印刷装置以及方法，在使发泡性片材发泡后被印刷的图像产生失真的情况下，消除该失真来实现印刷品质的提高。

附图说明

图1是对本发明的实施方式的印刷装置的构成进行表示的框图。

图2是对本发明的实施方式的印刷装置的处理动作进行表示的流程图。

图3A和图3B是在图像上展开并表示实施例1的动作的图。

图4A和图4B是在图像上展开并表示实施例1的动作的图。

图5是在图像上展开并表示实施例1的动作的图。

图6A和图6B是在图像上展开并表示实施例1的动作的图。

图7A～图7C是为了对实施例1的变形处理动作的原理(1)进行说明而引用的图。

图8A～图8D是为了对实施例1的变形处理动作的原理(2)进行说明而引用的图。

图9A和图9B是在图像上展开并表示实施例2的动作的图。

图10A和图10B是在图像上展开并表示实施例2的动作的图。

图11是在图像上展开并表示实施例2的动作的图。

图12A和图12B是在图像上展开并表示实施例2的动作的图。

图13A～图13C是为了对发泡与精加工印刷的彩色印刷的偏移进行说明而引用的图。

具体实施方式

以下，参照附图对用于实施本发明的方式(以下，称为本实施方式)详细地进行说明。另外，在本实施方式的说明的整体对相同要素给与相同的编号。

(实施方式的构成)

图1是对本实施方式的印刷装置的构成进行表示的框图。如图1所示，本实施方式的印刷装置1例如，将安装有微处理器的控制部11作为控制中枢，该控制部11经由数据总线而分别连接有接口控制器12、打印机控制器13连接。

另外，控制部11连接有ROM(Read Only Memory)15、EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM)16、被输入来自在各部配置的传感器的输出的传感器部17以及操作面板18。在ROM15存储有后述的本实施方式的程序，在EEPROM16存储有程序所使用的常数、数据等。另外，操作面板18是具备触摸式的显示画面的人机接口。

控制部11通过依次读取并执行ROM15所存储的程序来控制各块(block)进行以下的处理。即，控制部11基于在发泡后的发泡性片材印刷的偏移计算图案(蓝色网格(mesh))来测量伴随发泡性片材的发泡的偏移量，进行仅以在此测量出的偏移量对图像进行变形处理并印刷至发泡性片材的控制。在此，偏移计算图案以不含有炭黑的墨粉被印刷，并包括在发泡前的发泡性片材印刷的网格图案。另外，偏移计算图案(预定的图样)并不限于网格状，还可以遍及印刷图像的区域整体地配置直线或者曲线的线、大小各种尺寸的点、各种图形、字符、记号等。另外，进行变形处理的量也无需一定与偏移量相同，例如，可以是乘以能够得到所希望的效果那样的系数等，基于偏移量而决定的所希望的变形量。

控制部11能够基于通过省略图示的摄像机等的摄像而得到的蓝色网格以及与蓝色网格不同的例如红色网格，利用图像处理来计算偏移量。另外，控制部11将印刷的图像的至少一部分分割成多个多边形区域，在此，对每个分割后的区域，执行通过基于偏移量的梯形校正而印刷至发泡后的发泡片材的图像的变形处理。另外，控制部11还可以对印刷至发泡后的发泡片材的图像的空间频率高的部位进行选择并进行变形处理，另外，还可以对由印刷至发泡后的发泡片材的图像的种类所决定的变形的程度大的部位进行选择并进行变形处理。

接口控制器12将例如从省略图示的个人计算机等主机设备供给的印刷数据转换成位图数据，并展开至帧存储器120。在帧存储器120中，设定有分别与黑墨粉K的印字数据，以及白W、青C、洋红M、黄Y的颜色印墨的印刷数据对应的存储区域，在该存储区域展开各色的图像的印刷数据。展开后的印刷数据输出至打印机控制器13，并从打印机控制器13输出至打印机印刷部14。

另外，打印机印刷部14是打印机引擎，随着打印机控制器13的控制，对省略图示的具有包括感光鼓、一次转印辊等的旋转驱动系统、初始化充电器、光写头等被驱动部的图像形成单元的施加电压，亦或是向转印带、定影部的驱动等处理负荷的驱动输出进行控制。另外，控制同样省略图示的输送辊对的驱动、热光线放射部的发光驱动，以及其定时进行控制。进而，控制喷墨打印机部20的各部的动作。从打印机控制器13输出后的黑墨粉K的图像数据从打印机印刷部14被供给至省略图示的光写头。另外，白W、青C、洋红M、黄Y的颜色印墨各自的图像数据被供给至印刷头。

(实施方式的动作)

图2是对本实施方式的印刷装置1(控制部11)的处理动作进行表示的流程图。以下，参照图2之后的附图对本实施方式的印刷装置1(控制部11)的处理动作详细地进行说明。在下面的说明中，将在图像整体印刷偏移计算图案的情况作为实施例1，参照图2～图8D进行说明。另外，观察失真明显的区域并印刷偏移计算图案的情况作为实施例2，参照图2的流程图以及图9A～图12B进行说明。

首先，从实施例1开始说明。在图2中，控制部11首先对偏移计算区域的范围选择的有无进行判断(步骤S101)。偏移计算区域的范围选择通过用户观察在触摸式的画面中所显示的TD图像并操作操作面板18而执行。

在实施例1中，由于没有偏移计算区域的范围指定(步骤S101“NO(否)”)，控制部11例如，相对图3A示出的发泡前的TD图像，印刷由图3B示出的蓝色的网格Mb构成的偏移计算用图案(步骤S102)。在此，蓝色的网格图案Mb的大小是任意的。

随后，控制部11执行TD用纸的发泡加热处理(步骤S104)。例如，如图4B所示，由于发泡加热，印刷有蓝色的网格Mb的TD图像出现失真的部位。在此，发泡只是含有炭黑的灰色的印刷部位，蓝色不发泡。因此，蓝色的网格Mb的失真(偏移量)是发泡片材的失真量。图4A是蓝色的网格Mb被印刷后的发泡前的TD图像。接着，控制部11进行向发泡后的TD用纸印刷红色的网格Mr的控制(步骤S105)。另外，红色的网格Mr与蓝色的网格Mb作为相同的数据，蓝色作为不含有炭黑的墨粉。

图5示出了蓝色的网格Mb与红色的网格Mr被印刷后的TD图像。蓝色由于即使加热也不发泡，因此红色的网格Mr与蓝色的网格Mb的偏移量变成失真量。图5的右端示出了该偏移的部分放大图。所谓在此所说的偏移量是蓝色网格Mb的交点Mbc与位于附近的红色网格Mr的交点Mrc之间的距离Mbc－Mrc。偏移量的计算在产品出货前的制造阶段，例如，使用摄像机来进行(步骤S106)。即，控制部11根据通过摄像而得的蓝色网格Mb的交点Mbc与红色网格Mr的交点Mrc，利用图像处理计算偏移量。控制部11能够利用由摄像所使用的摄像机的分辨率所决定的每单位距离(英寸)的点数，通过将点数转换成距离Mbc－Mrc来计算偏移量。

随后，控制部11以计算后的偏移量对彩色原始图像进行变形处理，在此，在将变形处理而得的彩色图像印刷至发泡后的TD用纸时能够生成没有失真的图像(步骤S107)。图6A示出彩色原始图像，图6B示出反映出计算后的偏移量的最终的印刷图像。通过向发泡后的TD用纸印刷该彩色图像，从而表现没有失真的图像。

图7A～图7C、图8A～图8D是对上述的变形处理所使用的梯形失真校正进行表示的原理图。例如，在图7中，矩形区域内的注视点x在水平方向或者垂直方向，还是这两方具有倾斜地被配置的情况下，被投射的图像产生梯形失真。即，校正前图像是矩形，与此相对，被投射的图像分别在水平方向以及垂直方向失真，变成了与最初的矩形不同的形状。于是，在梯形失真校正后图像中，通过在与校正前图像相反方向上形成失真的校正后图像，从而该图像的形状变成原始的矩形。如上所示，对产生梯形失真的图像进行校正以使其投射为矩形，该校正称为梯形失真校正。

例如，如图7A所示，注视点x在水平方向或者垂直方向，还是这两方具有倾斜地被配置的情况下，被投射的图像产生梯形失真。如图7B所示，控制部11首先只向水平方向(X)对注视点x进行线形放大缩小变形(x')。随后，如图7C所示，只向垂直方向(Y)对x'进行线形放大或者缩小。另外，在此进行的放大缩小使用双线性(Bilinear)或双三次(Bicubic)插补。控制部11将变形的影响范围限制在包含注视点x的最小的四边形内，通过按网格的数目重复执行上述处理来执行变形处理。

另外，还可以执行图8A～图8D所示的梯形失真校正。即，如图8B所示，首先，将图8A所示的图像区域分割成矩形区域(1)～(4)，在X方向上平行地进行梯形变形(x')。随后，如图8C所示，在变形后的(1')～(4')的矩形区域沿Y轴平行地进行梯形校正。而且，如图8D所示，对变形后的图像x″进行矩形区域(1')～(4')的重定义。

更详细地，作为由校正前图像的一部分的像素值和滤波器系数而计算的计算像素，校正后图像的各坐标的像素值被求出。制成校正后图像相当于对校正后图像的所有坐标计算计算像素，这相当于梯形失真校正处理。计算像素通过对校正后图像的坐标(X，Y)进行坐标转换，计算与校正后图像的坐标(X，Y)对应的校正前图像的坐标(x，y)，通过附近像素与滤波器系数的卷积运算来计算计算像素的像素值。

在进行坐标转换时，将校正前图像的4顶点坐标(x0，y0)、(x1，y1)、(x2，y2)、(x3，y3)，校正后图像的4顶点坐标(X0，Y0)、(X1，Y1)、(X2，Y2)、(X3，Y3)的总计8点的坐标应用到利用以下所示的运算式(1)、(2)所示的连立8元一次方程式，决定作为未知数的坐标转换系数a1～a8。

$X_i=\frac{a_1{x}_i+a_2{y}_i+a_3}{a_7{x}_i+a_8{y}_i+1}...\left(1\right)$

$Y_i=\frac{a_4{x}_i+a_5{y}_i+a_6}{a_7{x}_i+a_8{y}_i+1}...\left(2\right)$

而且，与校正后图像的各整数坐标(校正后坐标)相对的校正前图像的坐标(校正前坐标)能够根据下面所示的运算式(3)与上述的坐标转换系数a1～a8进行计算。

$\left(\begin{array}{c}{X}_1\\ X_2\\ X_3\\ X_4\\ Y_1\\ Y_2\\ Y_3\\ Y_4\end{array}\right)=\left(\begin{array}{cccccccc}{x}_1& y_1& 1& 0& 0& 0& -X_1{x}_1& -X_1{y}_1\\ x_2& y_2& 1& 0& 0& 0& -X_2{x}_2& -X_2{y}_2\\ x_3& y_3& 1& 0& 0& 0& -X_3{x}_3& -X_3{y}_3\\ x_4& y_4& 1& 0& 0& 0& -X_4{x}_4& -X_4{y}_4\\ 0& 0& 0& x_1& y_1& 1& -Y_1{x}_1& -Y_1{y}_1\\ 0& 0& 0& x_2& y_2& 1& -Y_2{x}_2& -Y_2{y}_2\\ 0& 0& 0& x_3& y_3& 1& -Y_3{x}_3& -Y_3{y}_3\\ 0& 0& 0& x_4& y_4& 1& -Y_4{x}_4& -Y_4{y}_4\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}{a}_1\\ a_2\\ a_3\\ a_4\\ a_5\\ a_6\\ a_7\\ a_8\end{array}\right)...\left(3\right)$

根据实施例1，向发泡前的图像印刷偏移计算用的图案，在发泡后还印刷相同的偏移计算用的图案。而且，计测发泡前和发泡后的偏移计算用图案的偏移量，以该偏移量对原始的彩色图像进行变形，将变形后的彩色图像印刷至发泡后的TD用纸。所以，即使在由于发泡的凹凸而图像失真的情况下，能够将彩色图像变形失真的量并印刷，所以发泡和精加工的彩色印刷偏移的问题被消除，实现TD印刷中印刷品质的提高。

随后，参照图2以及图9A～图12B对实施例2进行说明。在实施例2，图2的流程图中，在步骤S101中，判断为有偏移量计算区域的范围指定(步骤S101“YES(是)”)，所以控制部11读入通过用户操作操作面板10而被选择的偏移量计算区域，相对发泡前的TD用纸的被选择后的区域，印刷蓝色网格Mb的偏移量计算图案(步骤S103)。

在此，偏移计算用的图案并不是如实施例1那样对TD用纸整体进行，如图9B的TD图像所示，设为向以A点和B点为对角的矩形区域Q印刷。在此被选择的区域是凹凸的变化(TD图像的浓度的差)明显较大区域、周围没有发泡部(没有TD图像)的区域，例如人、月、山等作为块能够识别区域的等。另外，被印刷的蓝色网格设为以不含有炭黑的墨粉被印刷。即，蓝色即使加热也不发泡。

随后，控制部11执行TD用纸的发泡加热处理(步骤S104)。发泡是只是含有炭黑的灰色的印刷部位，蓝色不发泡，所以如图10B所示，由于发泡加热，在印刷有蓝色的网格Mb的TD图像出现失真的部位。图10A是蓝色的网格Mb被印刷后的发泡前的TD图像。接着，控制部11进行向发泡后的TD用纸印刷红色的网格Mr的控制(步骤S105)。另外，红色的网格Mr与蓝色的网格Mb作为相同的数据，蓝色作为不含有炭黑的墨粉。

图11示出了蓝色的网格Mb和红色的网格Mr被印刷后的TD图像。蓝色即使加热也不发泡，因此红色的网格Mr与蓝色的网格Mb的偏移量变成失真量。图11的右端示出了该偏移的部分放大图。偏移量的计算与实施例1相同，例如，使用摄像机，通过图像处理来执行(步骤S106)。即，控制部11根据由摄像而得的蓝色网格Mb和红色网格Mr，利用图像处理来计算偏移量。接着，控制部11以计算后的偏移量对彩色原始图像进行变形处理，在此将进行变形处理而得的彩色图像向发泡后的TD用纸印刷时，例如，如图12B中作为印刷图像所示，通过变形处理生成没有失真的图像(步骤S107)。变形处理与实施例1相同，进行梯形失真校正，利用上述的运算式(1)(2)(3)来执行。另外，图12A是发泡前的彩色原始图像，在图12A、图12B中，虚线包围的框内是作为校正的范围而被选择了的区域。

根据实施例2，与实施例1相同，即使在由于发泡的凹凸而图像失真的情况下，能够以失真的量对彩色图像进行变形并印刷，所以发泡和精加工的彩色印刷偏移的问题被消除。

另外，通过筛选(缩小)校正的范围能够减少测量点。或者通过使测量间隔变密，从而能够进行更精细的校正。

(实施方式的效果)

如以上说明根据本实施方式的印刷装置1，控制部11基于在发泡后的发泡性片材上印刷的偏移计算图案(蓝色网格)，测量伴随着发泡性片材的发泡的偏移量，以测量后的偏移量对图像进行变形处理并向发泡性片材印刷，所以，即使在发泡前的图像与发泡后的图像产生失真的情况下，通过消除该失真来实现印刷品质的提高。所以，例如即使在由于发泡的凹凸而图像失真的情况下，也可消除发泡和精加工的彩色印刷的偏移，实现TD印刷的印刷品质的提高。

另外，根据本实施方式的印刷装置1，偏移计算图案以不含有炭黑的墨粉被印刷，并向发泡前的发泡性片材印刷，从而能够在即使加热也不发泡的蓝色和通过加热而发泡的例如红色的网格图案的组合中，容易地测量偏移量。另外，基于在发泡前的发泡性片材所印刷的偏移计算图案(蓝色网格)和在发泡后的发泡性片材所印刷的偏移计算图案(红色网格)，利用图像处理来计算偏移量，从而能够自动地测量偏移量。

另外，根据本实施方式的印刷装置1，在变形处理中使用梯形失真校正，从而能够生成容易地反映了偏移量的最终的彩色图像，并且通过向发泡后的TD用纸印刷该彩色图像，能够表现没有失真的图像。另外，将印刷的图像的至少一部分分割成多个多边形区域，利用在每个分割后的区域基于偏移量的梯形校正，执行向发泡后的发泡性片材印刷的图像的变形处理，从而，即使在由于发泡的凹凸而图像失真的情况下，也能够以较低的运算负荷容易地消除发泡与精加工的彩色印刷的偏移。

另外，根据本实施方式的印刷装置1，通过选择印刷至发泡后的发泡性片材的图像的空间频率高的部位来进行变形处理，或者，通过选择由印刷至发泡后的发泡性片材的图像的种类所决定的变形的程度大的部位来进行变形处理，能够筛选校正的范围，减少测量点，从而进一步减少运算负荷。另外，所谓由印刷至发泡后的发泡性片材的图像的种类所决定的变形的程度较大的部位是，例如，凹凸的变化(TD图像的浓度的差)明显较大的区域、周围没有发泡部(没有TD图像)区域，例如人、月、山等作为块能够识别的区域。另外，使测量间隔变密时，得到能够进行更精细的校正的效果。

对本发明的几个实施方式进行了说明，但本发明不限定于上述的实施方式，包括权利要求所记载的发明和与其等同的范围。

Claims (16)

1.一种印刷装置，具备：

印刷部，对发泡性片材进行印刷；以及

控制部，执行以下步骤：

通过上述印刷部将预定的图样印刷至发泡前的发泡性片材，

计算上述预定的图样的、在上述发泡性片材的发泡前后的偏移量，

以基于计算出的上述偏移量而决定的变形量对原图像进行变形，

通过上述印刷部将变形后的上述原图像即印刷用图像印刷至上述发泡性片材。

2.根据权利要求1记载的印刷装置，

在上述预定的图样的印刷中，上述控制部使用不含有炭黑的墨粉，通过上述印刷部将上述预定的图样印刷至上述发泡前的发泡性片材。

3.根据权利要求2记载的印刷装置，

上述预定的图样包括多根线或者多个点。

4.根据权利要求1记载的印刷装置，

在上述预定的图样的印刷中，上述控制部通过上述印刷部，遍及印刷上述印刷用图像的区域整体地印刷上述预定的图样。

5.根据权利要求1记载的印刷装置，

在上述偏移量的计算中，上述控制部通过使用了在上述发泡前的发泡性片材上印刷的上述预定的图样的图像以及在上述发泡后的发泡性片材上印刷的上述预定的图样的图像的图像处理，来计算上述偏移量。

6.根据权利要求1记载的印刷装置，

在上述图像的变形中，上述控制部将上述原图像的至少一部分分割成多个多边形区域，通过对分割后的上述多边形区域中的每一个进行基于上述偏移量的梯形校正，来进行上述原图像的变形。

7.根据权利要求1或5记载的印刷装置，

在上述图像的变形中，上述控制部选择上述原图像的空间频率高的部位来进行上述原图像的变形。

8.根据权利要求1或4记载的印刷装置，

在上述图像的变形中，上述控制部选择由上述原图像的种类决定的变形程度大的部位来进行上述原图像的变形。

9.一种印刷方法，具备以下步骤：

将预定的图样印刷至发泡前的发泡性片材，

计算上述预定的图样的、在上述发泡性片材的发泡前后的偏移量，

以基于上述计算出上述偏移量而决定的变形量对原图像进行变形，

将变形后的上述原图像即印刷用图像印刷至上述发泡性片材。

10.根据权利要求9记载的印刷方法，

在上述预定的图样的印刷中，使用不含有炭黑的墨粉将上述预定的图样印刷至上述发泡前的发泡性片材。

11.根据权利要求9记载的印刷方法，

上述预定的图样包括多根线或者多个点。

12.根据权利要求9记载的印刷方法，

在上述预定的图样的印刷中，遍及印刷上述印刷用图像的区域整体地印刷上述预定的图样。

13.根据权利要求9记载的印刷方法，

在上述偏移量的计算中，

通过使用了在上述发泡前的发泡性片材上印刷的上述预定的图样的图像以及在上述发泡后的发泡性片材上印刷的上述预定的图样的图像的图像处理，来计算上述偏移量。

14.根据权利要求9记载的印刷方法，

在上述原图像的变形中，

将上述原图像的至少一部分分割成多个多边形区域，通过对分割后的上述多边形区域中的每一个进行基于上述偏移量的梯形校正，来进行上述原图像的变形。

15.根据权利要求9记载的印刷方法，

在上述原图像的变形中，选择上述原图像的空间频率高的部位来进行上述原图像的变形。

16.根据权利要求9记载的印刷方法，

在上述原图像的变形中，选择由上述原图像的种类决定的变形程度大的部位来进行上述原图像的变形。