JP4603457B2 - 曲面印刷方法 - Google Patents

Description

本発明は曲面印刷方法の改良技術に関する。

近年、インクジェット法による印刷が普及してきた。インクジェット法は平面印刷に好適であるが、曲面印刷には種々の問題がある。

従来、スプレーガンによる曲面印刷装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平１１−３４８２５８号公報（図２１、図２２）

特許文献１を次図に基づいて説明する。
図５は従来の技術の基本原理を説明する図であり、１０１はスプレーガン、１０２は描画面、１０３は傾斜面である。
（ａ）において、点Ｐを含む描画面１０２へは距離Ｌを保ちながらスプレーガン１０１で描画を行う。
（ｂ）において、ワーク１００を矢印Ｘの通りに移動させると、スプレーガン１０１は斜面１０３に臨む。このときには、スプレーガン１０１をワーク１００に接近させて、距離Ｌを維持しながら、描画を行う。

図６は図５の補足図である。
（ａ）は図５のａ−ａ矢視拡大図であり、スプレーガン１０１（図５参照）で発射したインクは描画面１０２に着弾し、その着弾跡１０４は正円になる。
（ｂ）は図５のｂ−ｂ矢視拡大図であり、スプレーガン１０１（図５参照）で発射したインクは傾斜面１０３に着弾し、その着弾跡１０５は横長の楕円になる。

図７は従来の問題点を説明する図である。
（ａ）は描画面１０２に、正円形着弾跡１０４Ａ・・・（・・・は複数個を示す。以下同様）の集合で第１の画１１１を印刷し、この第１の画１１１に隣接して、正円形着弾跡１０４Ｂ・・・の集合で第２の画１１２を印刷した形態を示す。描画面１０２が単純平板であるため、第２の画１１２を第１の画１１１に良好に連続させることができる。

（ｂ）及び（ｃ）は描画面１０２と傾斜面１０３との境界部を示し、描画面１０２に、正円形着弾跡１０４Ａ・・・の集合で第１の画１１１を印刷し、傾斜面１０３に、楕円形着弾跡１０５Ｂ・・・の集合で第２の画１１２を印刷した形態を示す。

（ｂ）では、楕円形着弾跡１０５Ｂの一部が正円形着弾跡１０４Ａの一部に重なった例を示す。重なり部１１３は、当然、他の部位より濃くなり、暗い筋目となって現れる。
対策として、着弾位置を修正し過ぎると、（ｃ）に示すように正円形着弾跡１０４Ａと楕円形着弾跡１０５Ｂとの間に隙間１１４ができ、明るい筋目となって現れる。

（ａ）は平面であって問題ないが、（ｂ）及び（ｃ）の平面−傾斜面では第１の画１１１と第２の画１１２との境界の処理が問題となる。
（ｂ）及び（ｃ）から曲面における境界処理が難しいことが分かる。そこで、曲面印刷における第１の画１１１と第２の画１１２との境界の処理方法が求められる。

本発明は、曲面を印刷対象とし、第１の画に隣接して第２の画を印刷するときに境界を綺麗に繋ぐことのできる印刷方法を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、濃度ｍのインクで印刷した印刷面に濃度ｎのインクを重ねて印刷サンプルを作製する工程と、
前記濃度ｍのインクで印刷した印刷面と前記濃度ｍのインクに前記濃度ｎのインクが重なった部分とにおける、前記印刷面と前記インクが重なった部分との色差を計測し、０〜１００％の濃度ｍと０〜１００％の濃度ｎと許容色差との相関を求める工程と、
印刷対象の曲面に、第１の画をインクジェットにより描かれるドットで印刷するに当たり、前記第１の画は、縁を除く大部分の領域が前記濃度ｍのドットで構成され、この大部分の領域に隣接する部位は前記濃度ｍより薄い濃度のドットで構成され、前記大部分の領域に隣接する部位に隣接し且つ前記第１の画の縁寄りの部位はさらに薄い濃度のドットで構成されるようにして、前記第１の画の縁は端に向かって濃度が徐々に薄くなるようにして第１の画を印刷する工程と、
前記第１の画に隣接して第２の画をインクジェットにより描かれるドットで印刷するに当たり、前記第２の画は、縁を除く大部分の領域が前記濃度ｎのドットで構成され、この大部分の領域に隣接する部位は前記濃度ｎより薄い濃度のドットで構成され、前記大部分の領域に隣接する部位に隣接し且つ前記第２の画の縁寄りの部位はさらに薄い濃度のドットで構成されるようにして、前記第２の画の縁は端に向かって濃度が徐々に薄くなるようにし、且つ前記第１の画の縁に前記第２の画の縁が重なるようにして、第２の画を印刷する工程とからなる曲面印刷方法であって、
前記第２の画の縁の濃度は、前記相関を求める工程で得た相関に前記第１の画の縁の濃度を当てはめることで定めることを特徴とする。

請求項２に係る発明では、第１の画及び第２の画は、曲面を平面に近似できる程度に分割した近似平面分割面であり、近似平面分割面に垂直にインクを噴射することを特徴とする。

請求項１に係る発明では、第１の画の縁及び第２の画の縁は、端に向かって濃度が徐々に薄くなるようにする。そして、第１の画の縁に、第２の画の縁を重ねたときに許容色差に収まるように、第１の画の縁の濃度に対応して第２の画の縁の濃度を決定する。
この結果、曲面を印刷対象とし、第１の画に隣接して第２の画を印刷するときに、境界を綺麗に繋ぐことのできる。

請求項２に係る発明では、曲面を近似平面分割面化し、近似平面分割面に垂直にインクを噴射するため、インクの着弾跡は正円になり、境界処理が容易になる。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
図１は本発明に係る印刷サンプルの作製説明図であり、（ａ）にて、台紙１１に濃度ｍのインクを噴射して印刷面１２を作製する。
次に、（ｂ）にて、印刷面１２に濃度ｎのインクを重ねて印刷サンプル１３を作製する。濃度ｍのインクと濃度ｎのインクが重なった部分１４の色差を測定する。

なお、色差は色差計で容易に測定することができ、その計算原理は次の通りである。
１番目（印刷面１２）の色については、Ｌ＊がＬ１、ａ＊がａ１、ｂ＊がｂ１であったとする。
２番目（インクが重なった部分１４）の色については、Ｌ＊がＬ２、ａ＊がａ２、ｂ＊がｂ２であったとする。

色差＝［（Ｌ１−Ｌ２）^２＋（ａ１−ａ２）^２＋（ｂ１−ｂ２）^２］の平方根、計算式で色差を求める。
なお、色差は、小さいほど２つの色の差がない。そして、２．０以下であれば許容できる色の差であると言われている。

そこで、濃度ｍを０〜１００％、濃度ｎを０〜１００％に段階的に変えた印刷サンプル１３を多数作製すると共に色差２．０を閾値として、２．０以下を許容色差とする処理を行った。結果を次図に示す。

図２は本発明に係る濃度ｍと濃度ｎと許容色差との相関グラフ図であり、横軸は濃度ｍ、縦軸は濃度ｎであり、領域１８が許容色差（色差≦２．０）の領域である。この相関グラフを作製する工程を相関を求める工程という。
なお、この相関グラフはシアンについて調べた。同様にして、マゼンダ、イエロー、ブラックについても調べ、各々の相関グラフ（図示は省略）を作製することができた。
また、相関は、数式、テーブル、その他の形式で表すことは可能であるから、グラフに限らない。

以上の相関を利用して実施する印刷工程を、次に説明する。
図３は本発明に係る曲面印刷の手順を説明する図である。
（ａ）は、曲面２０に噴射した第１の画２１の要部拡大図であり、第１の画２１は、大部分が所定濃度の着弾跡２２・・・の集合体であり、縁２３は、着弾跡２２・・・より薄い濃度の着弾跡２４・・・と、これらの着弾跡２４・・・よりさらに薄い着弾跡２５・・・で構成する。
すなわち、曲面２０に、第１の画２１をインクで印刷するに当たり、第１の画２１の縁２３は端に向かって濃度が徐々に薄くなるようにした。

（ｂ）は、これから噴射する第２の画２６の予定図であり、第２の画２６は、大部分が所定濃度の着弾跡２７・・・の集合体であり、縁２８は、着弾跡２７より薄い濃度の着弾跡２９・・・と、この着弾跡２９・・・よりさらに薄い着弾跡３０・・・で構成する。

具体的には、第１の画２１側の着弾跡２４の濃度がｍ１であれば、図２に基づいて、縦軸のｎ１を求める。そして第２の画２６側の着弾跡３０に濃度ｎ１を割り当てる。
第１の画２１側の着弾跡２５の濃度がｍ２であれば、図２に基づいて、縦軸のｎ２を求める。そして第２の画２６側の着弾跡２９に濃度ｎ２を割り当てる。

続いて、（ａ）（ｂ）において、第１の画２１側の着弾跡２４・・・に第２の画２６側の着弾跡３０・・・を重ね、第１の画２１側の着弾跡２５・・・に第２の画２６側の着弾跡２９・・・を重ねる要領で、第１の画２１の端２３に第２の画２６の縁２８を重ねながら、第１の画２１に隣接して第２の画２６を印刷する。

（ｃ）は印刷完了状態を示し、第１の画２１と第２の画２６との境界部３１は、隣の着弾跡２２・・・、２７・・・と色差が２．０以下であるため、色の差が殆どなく、全体として綺麗な印刷面を得ることができた。

境界部３１を構成する着弾跡は、図示の関係で２列にしたが、実際のインクジェットでは数百〜数千列にすることができる。そして、数百〜数千の列の濃度を徐々に変える。
先に述べた図７（ｂ）では、符号１１３で示す重なり部と、それ以外の非重なり部とで印刷面を構成したために、暗い筋目が現れた。

これに対して、本発明では境界部３１は全て重なり部で構成する。着弾跡が楕円化しても重なり部の重なり具合が変動するだけであり、色差の変化は少ない。
したがって、着弾跡が楕円化しやすい曲面においても、本発明によれば色差の大きな変化を抑えることができ、第１の画２１に隣接して第２の画を印刷するときに境界を綺麗に繋ぐことのできる。

図４は本発明に係る近似平面の説明図であり、例えば自動二輪車の燃料タンクのような細長い立体容器３５に、エンブレム３６を印刷することがある。
エンブレム３６は、曲面を描くが、この曲面を平面に近似できる程度に分割することで、近似平面分割面３７・・・にする。近似平面分割面３７・・・の１個のを便宜的に拡大表示した。この拡大表示した近似平面分割面３７は、平面であり、この平面に垂直線３８を立て、この垂直線３８に沿って、ガン３９を配置し、このガン３９からインクを噴射する。

ガン３９を垂直線３８に沿わせるには、多軸ロボットで立体容器３５を三次元的移動する若しくは多軸ロボットでガン３９を三次元的移動する又は立体容器３５とガン３９の両方を三次元的に移動することで実施できる。

平面に垂直にインクを噴射すれば、インクの着弾跡は正円となり、曲面に正確にエンブレム３６を描くことができる。
これに縁同士を重ねる本発明方法を加えれば、安定した濃度の綺麗なエンブレム３６を描くことができる。

尚、本発明の印刷対象は、自動二輪車の燃料タンクを想定したが、曲面を有するものであれば種類は問わない。

本発明は、自動二輪車の燃料タンクにエンブレムを印刷する技術に好適である。

本発明に係る印刷サンプルの作製説明図である。 本発明に係る濃度ｍと濃度ｎと許容色差との相関グラフ図である。 本発明に係る曲面印刷の手順を説明する図である。 本発明に係る近似平面の説明図である。 従来の技術の基本原理を説明する図である。 図５の補足図である。 従来の問題点を説明する図である。

符号の説明

１２…印刷面、１３…印刷サンプル、１４…インクが重なった部分、２０…曲面、２１…第１の画、２３…第１の画の縁、２６…第２の画、２８…第２の画の縁、３７…近似平面分割面、３８…垂直線、３９…ガン。

Claims (2)

1. 濃度ｍのインクで印刷した印刷面に濃度ｎのインクを重ねて印刷サンプルを作製する工程と、
   前記濃度ｍのインクで印刷した印刷面と前記濃度ｍのインクに前記濃度ｎのインクが重なった部分とにおける、前記印刷面と前記インクが重なった部分との色差を計測し、０〜１００％の濃度ｍと０〜１００％の濃度ｎと許容色差との相関を求める工程と、
   印刷対象の曲面に、第１の画をインクジェットにより描かれるドットで印刷するに当たり、前記第１の画は、縁を除く大部分の領域が前記濃度ｍのドットで構成され、この大部分の領域に隣接する部位は前記濃度ｍより薄い濃度のドットで構成され、前記大部分の領域に隣接する部位に隣接し且つ前記第１の画の縁寄りの部位はさらに薄い濃度のドットで構成されるようにして、前記第１の画の縁は端に向かって濃度が徐々に薄くなるようにして第１の画を印刷する工程と、
   前記第１の画に隣接して第２の画をインクジェットにより描かれるドットで印刷するに当たり、前記第２の画は、縁を除く大部分の領域が前記濃度ｎのドットで構成され、この大部分の領域に隣接する部位は前記濃度ｎより薄い濃度のドットで構成され、前記大部分の領域に隣接する部位に隣接し且つ前記第２の画の縁寄りの部位はさらに薄い濃度のドットで構成されるようにして、前記第２の画の縁は端に向かって濃度が徐々に薄くなるようにし、且つ前記第１の画の縁に前記第２の画の縁が重なるようにして、第２の画を印刷する工程とからなる曲面印刷方法であって、
   前記第２の画の縁の濃度は、前記相関を求める工程で得た相関に前記第１の画の縁の濃度を当てはめることで定めることを特徴とする曲面印刷方法。
2. 前記第１の画及び前記第２の画は、前記曲面を平面に近似できる程度に分割した近似平面分割面であり、前記近似平面分割面に垂直に前記インクを噴射することを特徴とする請求項１記載の曲面印刷方法。

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