JP3918810B2 - 部材の印刷システムおよび印刷方法 - Google Patents

Description

本発明は、楽器や家具などの部材に対して、模様の印刷を行う部材の印刷システムおよび印刷方法に関する。

従来、鍵盤楽器の腕木などのように複雑な形状を有している部材は、下記の（１）〜（５）のいずれかの方法あるいはこれらを組み合わせた方法により、模様付けが行われている。
（１）ホットスタンピングによる模様付け
（２）塩化ビニルシート、オレフィンシート等の模様付き化粧シートの真空貼り
（３）模様入りポリエステル化粧合板とダップシート等との組み合わせ
（４）グラビアコーターによるダイレクトプリント
（５）ジェットプリンタによるダイレクトプリント

なお、特許文献１には、水性インクを用いて、定着性および耐久性の高い印刷画像を木材等の表面に形成することのできる、インクジェットプリンタを用いた印刷方法が記載されている。また、特許文献１に記載されるインクジェットプリンタによれば、厚い木材等の表面に印刷材料を直接塗布し、印刷を行うことができる。
特開２０００−１９０４６２号公報

しかし、上記の（１）〜（５）の方法は以下のような問題点を有していた。
（ａ）単体のシート（塩化ビニル、オレフィン、ＰＥＴ等）に、グラビア印刷により多色刷りを行ったものを用いる場合は、高価な製版原版を製作し、色補正および印刷を経て、実際の部材に貼り付けるため、印刷終了までに非常に長いリードタイム（数ヶ月）と費用（１版あたり数百万円）を要していた（例えば上記（２））。
（ｂ）シートを貼る場合には、シートを貼るという制約上、部材の立体形状設計の自由度が低くなる（例えば上記（１）、（２））。
（ｃ）部材の模様の一体感に欠ける（例えば上記（３））。
（ｄ）曲面を有する部材に模様付けを行う場合、曲面部の模様が間延びして、加飾としての価値が下がる（例えば上記（１）、（２）、（４）、（５））。
（ｅ）上記（４）のようなグラビアコータによるダイレクトプリントにおいては、単色もしくは２色程度の印刷しか行うことができず、多彩な模様の模様付けを行うことが困難であり、たとえ単純な模様であっても色の再現が困難であり、原画像に忠実な模様付けを行うことが難しい。
（ｆ）部材が３次曲面を有する場合、シートを３次曲面に貼ることが難しく、たとえ貼ることができたとしても、柄が歪んだり、不自然な模様となったりする（例えば上記（１）、（２））。

本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであって、部材に対する模様の印刷までに要する時間を短縮し、印刷に要する費用を削減することのできる部材の印刷システムおよび印刷方法を提供することを第１の目的とする。また、一体感のある模様を部材に対して容易に印刷することができる部材の印刷システムおよび印刷方法を提供することを第２の目的とする。

本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、模様を施した第１の面と被印刷面である第２の面とを具備する部材の前記第２の面に模様を印刷する部材の印刷システムであって、前記第１の面の模様に基づいた画像データを生成するデータ生成装置と、前記データ生成装置によって生成された前記画像データを、前記部材の形状を示す形状データに基づいて加工するデータ加工装置と、前記データ加工装置によって加工された前記画像データに基づいて、印刷材料を前記部材の前記第２の面に射出する印刷装置とを具備することを特徴とする部材の印刷システムである。

請求項２に記載の発明は、模様を施した第１の面と被印刷面である第２の面とを具備する部材の前記第２の面に模様を印刷する部材の印刷方法であって、前記第１の面の模様に基づいた画像データを生成するステップと、生成した前記画像データを、前記部材の形状を示す形状データに基づいて加工するステップと、加工した前記画像データに基づいて、印刷材料を前記部材の前記第２の面に射出するステップとを具備することを特徴とする部材の印刷方法である。

本発明によれば、部材に対してデジタル画像データに基づいた模様の印刷を行うようにしたので、見本板を作製するための費用および時間を削減することができ、短時間かつ安価に、部材に対する模様の印刷を行うことができる。また、部材の模様からデジタル画像データを生成し、そのデジタル画像データに基づいた模様を、同じ部材の模様付けされていない部分に印刷するようにしたので、元々模様の付いていた部分と模様の印刷を行った部分とに模様の一体感を容易に持たせることができるという効果も得られる。

以下、図面を参照し、本発明を実施するための最良の形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態による印刷システムの構成を示すブロック図である。図において１は、画像データを加工するデータ加工装置である。データ加工装置１は図示せぬ表示部および操作部を備え、ユーザの操作による加工指示に従って画像データを加工する。また、データ加工装置１は、画像データを加工する際に、画像データに対して回転、拡大、縮小、反転等の処理を行う。２はデータ生成装置であり、画像見本となる部材の模様を施した部分から画像を取り込んで部材模様データ１０１を出力する。このデータ生成装置２はスキャナやデジタルカメラ等によって実現される。部材模様データ１０１は、ケーブル等を介してデータ生成装置２からデータ加工装置１に入力される。

データ加工装置１は、部材模様データ１０１を加工する。データ加工装置１は、印刷を行う部材の形状を示す部材形状データ１００を取り込み、この部材形状データ１００に基づいて部材模様データ１０１に対して加工を行う。部材形状データ１００は、部材の形状をＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）ソフトで設計した際の、部材の形状を示すデータである。なお、部材を３次元的にスキャンしたり、計測したりすることにより部材形状データ１００を生成してもよい。

データ加工装置１は、部材模様データ１０１を加工し、加工デジタルデータ１０２として出力する。３は印刷を制御するマスターコントローラである。マスターコントローラ３は汎用のパーソナルコンピュータ等によって実現される。加工デジタルデータ１０２はローカルエリアネットワーク等のネットワーク接続を介して、あるいは加工デジタルデータ１０２を記録するための記録媒体（フレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭなど）を介してマスターコントローラ３に入力される。なお、マスターコントローラ３がデータ加工装置１の機能を具備していてもよい。

マスターコントローラ３は、ユーザからの入力に基づいて、ＲＧＢカラージェットプリンタ４を制御する。マスターコントローラ３はユーザによる印刷指示を受け、加工デジタルデータ１０２をＲＧＢカラージェットプリンタ４へ出力する。ＲＧＢカラージェットプリンタ４は木材などの厚物用のインクジェットプリンタであり、マスターコントローラ３から出力された加工デジタルデータ１０２に基づいて、印字ヘッド（図示せず）からインク（印刷材料）を射出し、部材の印刷面に模様を印刷する。

なお、ＲＧＢカラージェットプリンタ４に代えて、印字ヘッドにサーマルヘッド、ワイヤドットヘッド等を使用するプリンタを使用してもよい。また、データ加工装置１およびマスターコントローラ３は汎用のパーソナルコンピュータ等であってもよい。また、加工デジタルデータ１０２を使用せず、部材模様データ１０１をそのまま用いて部材に対する印刷を行ってもよい。その場合、データ加工装置１は必要ない。

次に、図２を参照し、本実施形態における印刷の手順を説明する。本実施形態においては、模様付けされていない部分を含む部材に対し、模様のある部分から画像データを生成し、その画像データに基づいて、模様付けされていない部分に対してＲＧＢカラージェットプリンタにより模様付けを行う。以下がその手順である。まず、部材のうち模様のない部分に対して、印刷を行いやすいように前処理を施す（ステップＳ２００）。

続いて、データ生成装置２は、部材の模様のある部分から模様を取り込んで画像データを生成する（ステップＳ２０１）。データ加工装置１はこの画像データを取り込み、模様を付ける部材に適したデータとなるように画像データを加工する。このとき、データ加工装置１は、予め部材形状データ１００を所持しており、この部材形状データ１００が示す部材の形状に基づいて画像データを加工し、加工デジタルデータ１０２を生成する。また、データ加工装置１は画像データに対して、画像の回転、拡大、縮小、縦横変倍（縦と横の比率を設定して拡大・縮小を行うこと）、反転、および画像の色調制御や明暗制御等を行うことにより、加工デジタルデータ１０２を生成する（ステップＳ２０２）。

続いて、マスターコントローラ３は、ステップＳ２０２における画像データの加工処理によって、部材の形状にマッチングした加工デジタルデータ１０２を取り込み、ユーザによる印刷指示を受けた場合に、加工デジタルデータ１０２をＲＧＢカラージェットプリンタ４へ出力する。ＲＧＢカラージェットプリンタ４はマスターコントローラ３から入力された加工デジタルデータ１０２に基づいて、部材の印刷面に模様を印刷する（ステップＳ２０３）。

続いて、ＲＧＢカラージェットプリンタ４によって印刷された部材に対して塗装仕上げを行う（ステップＳ２０４）。以上の手順において、ステップＳ２００における塗装仕上げを省略してもよい。また、塗装仕上げとしては、鏡面光沢仕上げや艶消し仕上げ等の任意の塗装仕上げを行ってよく、塗装仕上げを省略してもよい。

次に、本発明の第1の実施例について説明する。以下は第1の実施例における処理の手順である。また、図３は以下の処理を説明するための部材の模式図であり、適宜これを参照する。
（１）ＭＤＦ（Ｍｅｄｉｕｍ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｆｉｂｅｒ ｂｏａｒｄ）素材に木目模様が予め印刷されたポリエステル化粧板を接着剤で部材の両面に貼った。
（２）腕木形状とするために、ＮＣルータを用いて、部材の一部分に対して切削加工を行った。切削加工後の部材は図３（ａ）のようになった。なお、この部分は3次曲面であったため、模様付けを行う場合、従来のホットスタンピングによる模様付け、塩化ビニルシート、オレフィンシート等の模様付き化粧シートの真空貼り、および模様入りポリエステル化粧合板とダップシート等との組み合わせ等によって模様付けを行うのは困難であった。
（３）切削加工により模様のなくなった部分をサンドペーパーで研磨し、前処理用の樹脂を３０ｇ／ｍ^２となるように刷毛で塗布した。

（４）乾燥後、樹脂を塗布した部分をＰ２４０のサンドペーパーで研磨した。
（５）ポリエステル化粧板の模様のある部分をデジタルカメラで撮影し（図３（ｂ））、それにより生成した画像データを、切削した部分の形状に適合するように加工した。
（６）ＲＧＢカラージェットプリンタを用い、上記（５）において生成した画像データに基づいた模様を上記（４）において処理した部分に印刷した（図３（ｃ））。
（７）模様付けを行った部分を保護し、その部分に光沢感を持たせるため、全体の膜厚が４００μｍとなるようにポリエステル塗装仕上げを施した（図３（ｄ））。そして、最後にＰ８００サンドペーパーで表面を研磨した後、バフによりポリッシング仕上げを施した。

以上の処理により完成した部材（電子鍵盤楽器の腕木）においては、元々模様の付いていた部分と模様の印刷を行った部分とに模様の一体感があり、曲面部分の木目模様には視覚的に違和感を感じることがなく、自然で素晴らしい仕上がりとなった。なお、上記（５）における模様部分の撮影を、ＭＤＦに貼る前のポリエステル化粧合板を用いて行ってもよい。

次に、本発明の第２の実施例について説明する。処理の手順は以下のとおりである。
（１）厚さ０．５ｍｍの天然化粧板のアメリカンウォールナットをＭＤＦ素材の両面に貼った。
（２）アメリカンウォールナットを貼った部分をＰ１８０のサンドペーパーで研磨した。
（３）ウレタン系着色剤で直接着色処理を施し、さらにウレタンシーラーで着色層を被覆し、室温で１６時間乾燥した。
（４）乾燥後、ＮＣルータで腕木形状に加工した。
（５）ＮＣルータで加工した部分をＰ１８０のサンドペーパーで研磨した。

（６）上記（５）において処理した部分に、刷毛でウレタンシーラーを５０ｇ／ｍ^２だけ塗布し、室温で１６時間乾燥した。
（７）上記（６）において処理した部分をＰ２４０のサンドペーパーで研磨した。
（８）上記（３）において着色したアメリカンウォールナット化粧面からスキャナで画像データを取り込み、画像処理ソフトを用いて適切なデジタル画像データを作成した。
（９）上記（７）において処理した部分に、上記（８）において作成したデジタル画像データに基づいた模様を、ＲＧＢカラージェットプリンタにより印刷した。
（１０）膜厚が４００μｍとなるように、不飽和ポリエステル塗料を全面に塗装し、室温で１６時間乾燥した後、Ｐ８００のサンドペーパーで研磨した後、バフを用いてポリッシング仕上げを施した。なお、第１および第２の実施例において、ＭＤＦ素材をＮＣ加工してから一部に化粧板を貼ってもよい。

次に、本発明の第３の実施例について説明する。本実施例においては、客先で破損し、修理を依頼された部材（腕木平面角隅に破損欠け有り）に対して修理を施した。処理の手順は以下のとおりである。
（１）破損していない部分をデジタルカメラにより撮影した。これにより作成した画像データを画像処理ソフトにより加工し、適切なデジタル画像データを作成した。
（２）破損した部分をパテ埋めし、平滑にした後、前処理樹脂（ＲＧＢカラージェットプリンタのインクを定着し易くするためのもの）を表面に塗布し、室温で４時間乾燥した。
（３）上記（１）において作成した画像データに基づいて、ＲＧＢカラージェットプリンタにより、上記（２）において処理を施した部分に模様を印刷した。

（４）上記（３）において模様を印刷した部分を保護するため、エアースプレーガンでウレタンシーラーを塗布し、室温で１６時間乾燥した。
（５）上記（４）において処理した部分を含め、部材の全面をＰ４００サンドペーパーで研磨した。
（６）部材にウレタン艶消し塗料（６０°鏡面光沢度が１５〜２０のもの）を厚さが１５μｍとなるように塗布し、室温で１６時間乾燥した。
以上の処理により修正を行った部材は、修正部分の模様や色の具合が、その周囲の模様とマッチングし、修正品とは思えない出来映えに仕上がった。

以上説明したように、スキャナやデジタルカメラ等を用いて、部材の化粧が施された部分の模様からデジタル画像データを生成し、そのデジタル画像データに基づいた模様を、同じ部材の模様付けされていない部分に、ＲＧＢカラージェットプリンタ等により印刷するようにしたので、元々模様の付いていた部分と模様の印刷を行った部分とに模様の一体感を持たせることができる。

また、部材に対してデジタル画像データに基づいた模様の印刷を行うようにしたので、必ずしも見本板が必要とならず、デジタル画像データさえ用意できれば、任意の部分に対してどんな模様の模様付けでも行うことができるため、部材の設計の自由度が格段に高くなる。さらに、部材の形状に応じてデジタル画像データを加工し、加工後のデジタル画像データに基づいて、模様の印刷を行うようにしたので、部材の印刷面が曲面部を有していても、印刷後の模様が間延びすることがなく、視覚的に自然な加飾の効果を得ることができる。

また、製版コストがかからないので、多種多様な部材を得ることができる。さらに、部材の一部が欠けてしまったなどの理由により修理を行う場合でも、修理対象となる部材の修理対象外の部分の模様をデジタルカメラで撮影するなどしてデジタル画像データを生成し、そのデジタル画像データを加工し、修理対象部分に模様付けを行うことにより、修理を行ったとは思えないような仕上がりとなる。

また、デジタル画像データに基づいた模様の印刷を行うようにしたので、模様の要素のうち、柄の形はそのままで色調を変化させることにより、アクセント模様に容易に変更することができる。

以上、図面を参照して本発明の実施形態について詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

本発明の一実施形態による印刷システムの構成を示すブロック図である。 同実施形態における印刷の手順を示すフローチャートである。 本発明の第1の実施例における部材に印刷された模様を示す模式図である。

符号の説明

１・・・データ加工装置、２・・・データ生成装置、３・・・マスターコントローラ、４・・・ＲＧＢカラージェットプリンタ。

Claims (2)

1. 模様を施した第１の面と、模様付けされていない被印刷面である第２の面とを具備する部材の前記第２の面に模様を印刷する部材の印刷システムであって、
   前記第１の面の模様を取り込んで画像データを生成するデータ生成装置と、
   前記データ生成装置によって生成された前記画像データを、前記部材の形状を示す形状データに基づいて加工し、加工デジタルデータを生成するデータ加工装置と、
   前記データ加工装置によって生成された前記加工デジタルデータに基づいて、印刷材料を前記部材の前記第２の面に射出する印刷装置と、
   を具備することを特徴とする部材の印刷システム。
2. 模様を施した第１の面と、模様付けされていない被印刷面である第２の面とを具備する部材の前記第２の面に模様を印刷する部材の印刷方法であって、
   前記第１の面の模様を取り込んで画像データを生成するステップと、
   生成した前記画像データを、前記部材の形状を示す形状データに基づいて加工し、加工デジタルデータを生成するステップと、
   生成した前記加工デジタルデータに基づいて、印刷材料を前記部材の前記第２の面に射出するステップと、
   を具備することを特徴とする部材の印刷方法。

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