JP5499812B2 - 分版装置、分版方法、エンボス版製造装置、エンボス版製造方法、エンボス版、シート - Google Patents

Description

本発明は分版装置、分版方法、エンボス版製造装置、エンボス版製造方法、エンボス版、シートに関する。より詳しくは、エンボス版をエッチングの手法を用いて製造する際に用いるマスクデータを、テクスチュアの高さ情報を階調値で表すデータであるハイトフィールドデータより生成するための分版装置、分版方法、さらにはこのマスクデータを用いてエンボス版の製造を行うエンボス版製造装置、エンボス版製造方法、そしてこれにより製造されるエンボス版、およびエンボス版を用いて表面形状を加工したシートに関する。

従来、織物等のテクスチュアの質感を有する壁紙等のシートを製造するため、エンボス版が用いられる。エンボス版には、テクスチュアの表面の凹凸形状が再現され、これを利用して紙、樹脂、合成皮革、金属等からなる所望のシートに対してエンボス加工を行えば、テクスチュアの表面の凹凸形状を再現し、テクスチュアの質感を有するシートを得ることが可能となる。

エンボス版の表面にテクスチュアの表面の凹凸形状を疑似的に再現する方法として、多段エッチングによるものがある。多段エッチングとは、最大１０回程度、複数回のエッチングを行うことで、エンボス版の表面に多段形状を疑似的に形成する手法である。

例えば、図１６（ａ）に示すように、金属等のエンボス版の表面５１にレジスト５３をコーティングし、図１６（ｂ）に示すように、所定の位置（露光部５５）にレーザビームを照射する。すると、図１６（ｃ）に示すように露光部５５のレジスト５３が焼き飛ばされ除去される。このようにしてレジスト５３のパターンが形成される。その後、エンボス版の表面５１に腐食液を作用させると、図１６（ｄ）に示すように、露出した金属面が腐食を受けて窪む。最後に洗浄処理により残ったレジスト５３の除去を行い、図１６（ｅ）に示すように、エンボス版の表面５１にレジスト５３のパターンに応じた凹凸構造が形成される。

これらレジストのコーティング、露光処理、腐食処理、洗浄処理を、レーザにより露光する位置を変えながら目的とするエンボス版の表面５１の形状に合わせて複数回繰り返すことにより、図１７（ａ）〜（ｄ）に示すように、エンボス版の表面５１に深さの異なる凹凸が形成される。図１７ではエンボス版の深い位置から先にエッチングを行い、その周囲を段階的に掘り下げるように複数回のエッチングが行われている。

この際、エンボス版の所定の位置にレーザを照射し、レジストのパターンを形成するために、所定の位置における露光の有無を定めるマスクデータが用いられる。このマスクデータは、例えば、テクスチュアの高さ情報（表面の凹凸形状）を階調値で表すデータであるハイトフィールドデータを、閾値により多値化して複数の（階調）値のデータに変換し、これに基づき生成される。このようなテクスチュアの例として布地等のハイトフィールドデータからマスクデータを生成する例が、特許文献１、２、３に示されている。

特開２００１−５８４５９号公報 特開２００１−１７９８２５号公報 特開２００１−１１３８９１号公報

上記したように、エンボス版の製造の際には複数回にわたってエッチングを繰り返す。このとき、例えば図１７に示すように、複数回のエッチングを行うと、先にエッチングを行った箇所の角部分が、後のエッチング工程の際、図１８の５１ａに示すように丸まる場合がある。

エンボス版を用いて製造するシートの表面形状は、テクスチュアの表面の凹凸形状を再現しつつ、全体的にはある程度の丸まりを有することが望ましい面もある。従って、エッチングにより大きな凹凸形状を形成する場合にはこれが有効であるともいえる。しかしながら、細かい凹凸形状については、角が丸まってしまうとその形状がそもそも再現されなくなってしまう問題がある。

加えて、前述したようにマスクデータの生成のためにはテクスチュアの表面の凹凸形状を表したハイトフィールドデータを多値化し複数の（階調）値のデータに変換するが、その際に、元のハイトフィールドとの間に誤差が生じる。

以上の点はテクスチュアの表面の凹凸形状をエンボス版の表面に適切に再現する際の問題となり、これらの問題を解決しテクスチュアの表面の凹凸形状をエンボス版の表面に適切に再現することが求められている。

本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、テクスチュアの表面の凹凸形状をエンボス版の表面に適切に再現するための分版装置等を提供することを目的とする。

前述した目的を達するための第１の発明は、テクスチュアの高さ情報を階調値で表すデータであるハイトフィールドデータを用いて、エンボス版をエッチングの手法を用いて製造する際のマスクデータを生成するための分版装置であって、前記ハイトフィールドデータをその周波数成分により分解する周波数分解手段と、前記周波数分解手段で分解したハイトフィールドデータのそれぞれを、閾値により多値化し、複数の値によるデータに変換する多階調変換手段と、前記多階調変換手段で変換したハイトフィールドデータを用いて、前記マスクデータを生成するマスクデータ生成手段と、を具備することを特徴とする分版装置である。

前記多階調変換手段は、前記閾値を、前記周波数分解手段により分解したハイトフィールドデータと、これを複数の値によるデータに変換した後のハイトフィールドデータとの誤差に基づき定める。

前述した目的を達するための第２の発明は、テクスチュアの高さ情報を階調値で表すデータであるハイトフィールドデータを用いて、エンボス版をエッチングの手法を用いて製造する際のマスクデータを生成するための分版方法であって、前記ハイトフィールドデータをその周波数成分により分解する周波数分解ステップと、前記周波数分解ステップで分解したハイトフィールドデータのそれぞれを、閾値により多値化し、複数の値によるデータに変換する多階調変換ステップと、前記多階調変換ステップで変換したハイトフィールドデータを用いて、前記マスクデータを生成するマスクデータ生成ステップと、を具備することを特徴とする分版方法である。

前述した目的を達するための第３の発明は、テクスチュアの高さ情報を階調値で表すデータであるハイトフィールドデータを用いて、エンボス版をエッチングの手法を用いて製造するエンボス版製造装置であって、前記ハイトフィールドデータをその周波数成分により分解する周波数分解手段と、前記周波数分解手段で分解したハイトフィールドデータのそれぞれを、閾値により多値化し、複数の値によるデータに変換する多階調変換手段と、前記多階調変換手段で変換したハイトフィールドデータを用いて、前記マスクデータを生成するマスクデータ生成手段と、前記マスクデータ、またはこれにより製造されたフォトマスクを用いてエッチングの手法によりエンボス版を製造するエンボス版製造手段と、を具備することを特徴とするエンボス版製造装置である。

前記エンボス版製造手段は、ハイトフィールドデータのより低い周波数成分より生成されたマスクデータ、またはこれにより製造されたフォトマスクを用いて先にエッチングを行い、その後、ハイトフィールドデータのより高い周波数成分より生成されたマスクデータ、またはこれにより製造されたフォトマスクを用いてエッチングを行う。

前述した目的を達するための第４の発明は、テクスチュアの高さ情報を階調値で表すデータであるハイトフィールドデータを用いて、エンボス版をエッチングの手法を用いて製造するエンボス版製造方法であって、前記ハイトフィールドデータをその周波数成分により分解する周波数分解ステップと、前記周波数分解ステップで分解したハイトフィールドデータのそれぞれを、閾値により多値化し、複数の値によるデータに変換する多階調変換ステップと、前記多階調変換ステップで変換したハイトフィールドデータを用いて、前記マスクデータを生成するマスクデータ生成ステップと、前記マスクデータ、またはこれにより製造されたフォトマスクを用いてエッチングの手法によりエンボス版を製造するエンボス版製造ステップと、を具備することを特徴とするエンボス版製造方法である。

前述した目的を達するための第５の発明は、第３の発明のエンボス版製造装置によって製造されたエンボス版である。

前述した目的を達するための第６の発明は、第３の発明のエンボス版製造装置によって製造されたエンボス版を用いて表面形状を加工したシートである。

上記構成により、テクスチュアの表面の凹凸形状を再現したエンボス版を製造するために、当該凹凸形状を示すハイトフィールドデータを、周波数成分に応じて分解（分版）し、これに基づきエッチングに用いるマスクデータを生成する。そして、このマスクデータ、またはこれにより製造されたフォトマスクを用いて、エッチングの手法によりエンボス版にテクスチュアの表面の凹凸形状を再現する。

従って、ハイトフィールドデータの周波数成分に応じて、エッチングにより凹凸形状をエンボス版の表面に形成する順序を定めることができる。即ち、当該凹凸形状の高周波数成分をより後のエッチング工程で形成することができる。これにより、テクスチュアの細かい凹凸形状の角部分が後のエッチング工程により丸まることがなく、より適切にテクスチュアの表面の凹凸形状をエンボス版に再現することができる。

また、マスクデータを生成するため、周波数分解後のハイトフィールドデータを閾値により多値化し、複数の（階調）値のデータに変換するが、この際に、当該ハイトフィールドデータと、これを複数階調値に変換した後のハイトフィールドデータとの誤差に基づき閾値を定める。この誤差を小さくするようにハイトフィールドデータを多値化することにより、マスクデータを用いて製造するエンボス版の表面の凹凸形状が、元のテクスチュアの表面の凹凸形状をより正確に再現するものとなる。

本発明により、エンボス版の表面にテクスチュアの表面の凹凸形状を適切に再現するための分版装置等を提供することができる。

分版装置のハードウェア構成の一例を示す図 分版装置の機能構成の一例を示す図 ハイトフィールドデータの一例を示す図 分版装置による分版処理の手順の一例を示す図 ハイトフィールドデータの周波数分解について説明する図 ハイトフィールドデータの多階調変換について説明する図 多階調変換したハイトフィールドデータの一例を示す図 マスクデータの一例を示す図 エンボス版製造装置の構成の一例を示す図 エンボス版製造装置の構成の一例を示す図 エンボス版の製造方法の手順の一例を示す図 エンボス版の製造方法について説明する図 エンボス版の製造方法について説明する図 エンボス版の製造方法について説明する図 エンボス版によるエンボス加工について説明する図 エッチングについて説明する図 エッチングについて説明する図 エッチングされた部分の一例を示す図

以下、図面を参照しながら、本発明の分版装置等の実施形態について説明する。
まず、図１、図２を参照して、本実施形態の分版装置について説明する。

図１は、分版装置１の構成を示す図である。図１に示すように、分版装置１は、例えば、制御部１１、記憶部１２、メディア入出力部１３、周辺機器Ｉ／Ｆ部１４、通信部１５、入力部１６、表示部１７等がバス１８を介して接続されて構成される。

制御部１１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等により構成される。ＣＰＵは、記憶部１２、ＲＯＭ、記録媒体等に格納されるプログラムをＲＡＭ上のワークメモリ領域に呼び出して実行し、バス１８を介して接続された各部を駆動制御する。ＲＯＭは、コンピュータのブートプログラムやＢＩＯＳ等のプログラム、データ等を恒久的に保持する。ＲＡＭは、ロードしたプログラムやデータを一時的に保持するとともに、制御部１１が各種処理を行うため使用するワークエリアを備える。

記憶部１２は、例えばハードディスクドライブであり、制御部１１が実行するプログラムや、プログラム実行に必要なデータ、ＯＳ（オペレーティング・システム）等が格納されている。これらのプログラムコードは、制御部１１により必要に応じて読み出されてＲＡＭに移され、ＣＰＵに読み出されて実行される。

メディア入出力部１３（ドライブ装置）は、例えば、フロッピー（登録商標）ディスクドライブ、ＣＤドライブ、ＤＶＤドライブ、ＭＯドライブ等のメディア入出力装置であり、データの入出力を行う。
周辺機器Ｉ／Ｆ（インタフェース）部１４は、周辺機器を接続させるためのポートであり、周辺機器Ｉ／Ｆ部１４を介して周辺機器とのデータの送受信を行う。周辺機器Ｉ／Ｆ部１４は、ＵＳＢ等で構成されており、通常複数の周辺機器Ｉ／Ｆを有する。周辺機器との接続形態は有線、無線を問わない。

通信部１５は、通信制御装置、通信ポート等を有し、ネットワーク等との通信を媒介する通信インタフェースであり、通信制御を行う。
入力部１６は、例えば、キーボード、マウス等のポインティング・デバイス、テンキー等の入力装置であり、入力されたデータを制御部１１へ出力する。

表示部１７は、例えば液晶パネル、ＣＲＴモニタ等のディスプレイ装置と、ディスプレイ装置と連携して表示処理を実行するための論理回路（ビデオアダプタ等）で構成され、制御部１１の制御により入力された表示情報をディスプレイ装置上に表示させる。
バス１８は、各装置間の制御信号、データ信号等の授受を媒介する経路である。

次に、分版装置１の機能構成について、図２を用いて説明する。図２に示すように、分版装置１は、パラメータ入力手段２１、周波数分解手段２３、多階調変換手段２５、マスクデータ生成手段２７等を有し、記憶部１２等にハイトフィールドデータ２９を記憶する。

ハイトフィールドデータ２９は、図３に示すように、テクスチュアの表面の凹凸形状（高さ）の情報を例えば２５６の階調値で表したグレースケールの画像データである。ハイトフィールドデータ２９は、予め、あるいは分版処理の開始に際して入力し、記憶部１２等に記憶させておく。

パラメータ入力手段２１は、分版装置１の制御部１１が、入力部１６等を介した、分版処理等に用いるパラメータのユーザによる入力を受け付けるものである。入力されたパラメータは、例えばハイトフィールドデータ２９の周波数分解の際の分解数や、多階調変換の際の階調数等であり、これらがＲＡＭ等に記憶される。

周波数分解手段２３は、分版装置１の制御部１１が、ハイトフィールドデータ２９を（空間）周波数成分により分解し、各周波数成分のハイトフィールドデータを生成するものである。ハイトフィールドデータ２９は、例えばパラメータ入力手段２１で入力された分解数の周波数成分に分解される。

ハイトフィールドデータ２９の周波数分解は既知の手法を用いて行うことができ、そのためのプログラムは予め記憶部１２等に記憶されている。例えば離散フーリエ変換を用いてハイトフィールドデータ２９を周波数空間に変換し、周波数空間を所定の位置で周波数区間に分割する。これによりハイトフィールドデータ２９を周波数空間で分割したことになり、最後に分割した各周波数空間を逆離散フーリエ変換にて変換しハイトフィールドデータに戻す。上記の周波数区間は分割数と対応させて予め定めてもよいし、パラメータ入力手段２１でユーザが入力するパラメータの一部であっても構わない。

多階調変換手段２５は、分版装置１の制御部１１が、周波数分解手段２３で分解された各周波数成分のハイトフィールドデータについて、閾値により多値化を行い、複数の（階調）値のデータに変換するものである。この際の階調数は、例えばパラメータ入力手段２１で入力される。

マスクデータ生成手段２７は、分版装置１の制御部１１が、多階調変換手段２５で複数階調値のデータに変換した各周波数成分のハイトフィールドデータを用いて、例えばこれに対し２値化による変換を行うことにより、マスクデータを生成するものである。

次に、分版装置１による分版処理の手順について、図４を用いて説明する。

まず、ハイトフィールドデータ２９の周波数分解の際の分解数や、多階調変換の際の階調数等の、上記したパラメータを、入力部１６等を介して入力する（ステップ１０１）。入力されたパラメータは、分版装置１のＲＡＭ等に記憶される。

すると、分版装置１の制御部１１は、図５に示すように、ハイトフィールドデータ２９を、ステップ１０１で入力された分割数に応じて、周波数成分により分割する（ステップ１０２）。なお、本実施形態では、ステップ１０２の周波数分解により低周波数成分、中周波数成分、高周波数成分の、低〜高で３つの周波数成分のハイトフィールドデータ（低い周波数成分のものから順に２９ａ、２９ｂ、２９ｃ）を抽出、生成するものとする。但し、分割数等はこれに限らず、目的に応じてステップ１０１で適宜定め入力すればよい。分解したハイトフィールドデータ２９ａ、２９ｂ、２９ｃは、ＲＡＭ等に記憶される。

なお、周波数分解の方法はこれに限ることはなく、別の方法として、ガウス関数等によるフィルタを用いたぼかし処理により擬似的に周波数分解を行うこともできる。即ち、ステップ１０１で入力された分割数に応じた異なるフィルタサイズのフィルタにより、ハイトフィールドデータ２９のぼかし処理を行う。例えば分割数を３つとした場合、より大きなサイズのフィルタを用いてハイトフィールドデータ２９のぼかし処理を行い、ハイトフィールドデータ２９の低周波数成分を得る。次に、ハイトフィールドデータ２９から上記低周波数成分を引いた差分に対し、より小さなサイズのフィルタを用いてぼかし処理を行い、ハイトフィールドデータ２９の中周波数成分を得る。最後にハイトフィールドデータ２９から、上記低周波数成分及び上記中周波数成分を引いた差分を求め、ハイトフィールドデータ２９の高周波数成分とする。上記のフィルタサイズは、予め分割数と対応させて定めてもよいし、処理の際に、例えばステップ１０１でユーザが入力するものであってもよい。このように、ステップ１０２の処理は、ハイトフィールドデータ２９が示す形状の細かさ（空間周波数）に応じて、細かな変化成分や粗い変化成分を抽出するものであればよく、その方法は様々に定めることが可能である。

続いて、分版装置１の制御部１１は、各周波数成分に分割したハイトフィールドデータ２９ａ、２９ｂ、２９ｃのそれぞれについて、ステップ１０１で入力された階調数に応じて、閾値による多値化を行い、複数階調値のデータへ変換する（ステップ１０３）。上記の階調数は、分割した各周波数成分のハイトフィールドデータ２９ａ、２９ｂ、２９ｃに応じて、分割数ぶん入力される。複数階調値のデータへ変換した各ハイトフィールドデータは、分版装置１のＲＡＭ等に記憶される。

ステップ１０３の多階調変換処理を、図６（ａ）に示す、低周波数成分のハイトフィールドデータ２９ａを４つの閾値３５ａ（低いものから順に３５ａ−１〜３５ａ−４）により０を含む５つの階調のハイトフィールドデータ３３ａに変換する例により説明する。

多階調変換処理では、図６（ｂ）に示すように、閾値を均等間隔に定め、階調値（高さ）を均等に分割してもよいが、本実施形態では、ステップ１０２で生成された周波数分解後のハイトフィールドデータと、これを複数階調値へ変換した後のハイトフィールドデータとの誤差が最小となるように閾値の組み合わせを定め、複数階調値への変換を行う。

誤差を最小とする方法は様々に考えられるが、本実施形態では、周波数分解後のハイトフィールドデータの体積と、これを閾値により複数階調値へ変換した後のハイトフィールドデータの体積との誤差を求める。これらの体積は、例えば各画素の階調値を画素間で合計して得られるものである。

例えば、様々な閾値の組み合わせに対して、周波数分解後のハイトフィールドデータの階調値を、当該階調値以下の最も高い閾値の値で置き換えて（当該階調値が最小の閾値以下の場合は０で置き換える）多値化し、複数階調値のハイトフィールドデータに変換する。そして、周波数分解後のハイトフィールドデータ（例えばハイトフィールドデータ２９ａ）と、複数階調値への変換後のハイトフィールドデータ（例えばハイトフィールドデータ３３ａ）について、対応する画素位置における階調値の差を求め、画素間で合計し、図６（ａ）の３１で示す体積誤差とする。そして、これを最小とする閾値の組み合わせ（図６の例では４つの閾値３５ａの組み合わせ）を求め、この閾値により周波数分解後のハイトフィールドデータを多値化し、複数階調値のデータに変換する。これにより、閾値を均等間隔で定める場合に比べ、ハイトフィールドデータが示す高さ形状を、その形状の偏りがある場合でも、より正確に表現できるようになる。なお、上記の誤差を最小とする閾値は、閾値の組み合わせを総当たりして求めてもよいし、適宜効率化して求めることも可能である。また、例えば上記の誤差が所定の値以下となる閾値の組み合わせを求め、他の基準（例えば均等分割により近いもの）と合わせて閾値の組み合わせを決定するなどしてもよい。

図７は閾値による多値化を行い複数階調値のデータに変換した、低周波数成分、中周波数成分、高周波数成分のハイトフィールドデータ３３ａ、３３ｂ、３３ｃの一例を示す図であり、閾値を示す等高線により平面で示すものである。図７に示すように、本実施形態では、中周波数成分のハイトフィールドデータ２９ｂが２つの閾値３５ｂ（低いものから順に３５ｂ−１、３５ｂ−２）により３つの階調のハイトフィールドデータ３３ｂに変換され、高周波数成分のハイトフィールドデータ２９ｃは１つの閾値３５ｃ（３５ｃ−１）により２つの階調のハイトフィールドデータ３３ｃに変換されている。但し、階調数等はこれに限らず、目的に応じてステップ１０１で適宜定め入力すればよい。

最後に、分版装置１の制御部１１は、複数階調値のハイトフィールドデータ３３ａ、３３ｂ、３３ｃを用いて、マスクデータを生成する（ステップ１０４）。このようにして生成されたマスクデータは、分版装置１の記憶部１２等に記憶される。また、メディア入出力部１３を介して記録媒体に出力したりしてもよい。

マスクデータを生成する際、制御部１１は、例えば、複数階調値のハイトフィールドデータ３３ａ、３３ｂ、３３ｃについて、閾値以上か否かによる２値化を行う。

図８は、このようにして生成されたマスクデータの例であり、例えばマスクデータ３７ａ−１は、複数階調値の低周波数成分のハイトフィールドデータ３３ａについて、閾値３５ａ−４以上か否かで２値化したものである。３９は閾値３５ａ−４以上の領域、４１は閾値３５ａ−４より低い領域である。同様の処理を各閾値３５ａについて行い、複数階調値のハイトフィールドデータ３３ａについて、閾値の数だけマスクデータ３７ａ（３７ａ−１〜３７ａ−４）が生成される。同様に、複数階調値の中周波数成分、高周波数成分のハイトフィールドデータ３３ｂ、３３ｃについても閾値３５ｂ、３５ｃによる２値化を行い、マスクデータ３７ｂ（３７ｂ−１、３７ｂ−２）、３７ｃ（３７ｃ−１）がそれぞれ生成される。

このようにして、分版装置１により、ハイトフィールドデータ２９よりマスクデータ３７ａ、３７ｂ、３７ｃが生成される。マスクデータ３７ａ、３７ｂ、３７ｃは、ＲＡＭや記憶部１２等に出力、記憶される。以降、このマスクデータを用いて、エンボス版製造装置によりエッチングの手法を用いてエンボス版の製造を行う。

次に、マスクデータ３７ａ、３７ｂ、３７ｃを用いてエンボス版の製造を行うエンボス版製造装置について、図９、図１０を用いて説明する。

本実施形態のエンボス版製造装置３００は、図９に示すように、分版装置１を兼ねるコンピュータ１００、エンボス版製造手段２００により構成され、上記のマスクデータに基づいて、エンボス版シリンダにエッチングの手法を用いてテクスチュアの表面の凹凸形状を形成する。なお、本実施形態では分版装置１とコンピュータ１００を一体として説明するが、これらは別体であってもよい。この場合も、コンピュータ１００のハードウェア構成は図１等を用いて説明した分版装置１のものと同様とすることができ、分版装置１により生成されたマスクデータは、コンピュータ１００が備える周辺機器Ｉ／Ｆ部等を介してコンピュータ１００に入力することができる。

具体的には、図１０に示すように、エンボス版製造装置３００は、例えば、コンピュータ１００（分版装置１）、及び、エンボス版製造手段２００を構成するパターン露光装置２１０、腐食装置２２０、支持部２３１、及び回転駆動部２３０等を備える。支持部２３１にはレジスト層をコーティングしたエンボス版シリンダ２３２が取り付けられており、回転駆動部２３０は、コンピュータ１００から入力される指示に従って、支持部２３１に支持されたエンボス版シリンダ２３２を回転軸Ａ−Ａ方向を中心に回転させる。

パターン露光装置２１０は、走査部２１１、レーザ発振器２１２、及び光学ユニット２１３等を備える。パターン露光装置２１０は、コンピュータ１００から入力されるマスクデータに従って走査部２１１を駆動し、レーザ照射口である光学ユニット２１３をエンボス版シリンダ２３２の回転軸方向（図中Ａ−Ａ方向）に移動させるとともに、レーザ発振器２１２を制御してマスクデータに従った出力値に変調する。

これにより、図１６で示した例と同様、レジスト層をコーティングしたエンボス版シリンダ２３２の所定位置にレーザビームを照射し、露光部のレジスト層を焼き飛ばし除去してレジスト部のパターンを形成する。レーザ発振機２１２が発振するレーザとしては、ＹＡＧレーザやファイバーレーザを使用することができる。その後、腐食装置２２０によりエンボス版に腐食液を作用させると、露出した金属面が腐食を受けて窪み、パターンに応じた凹凸構造が形成される。そして、洗浄処理によりレジスト部の除去を行う。これらレジスト層コーティング、露光処理、腐食処理、洗浄処理を、上記のマスクデータを変えて複数回繰り返すことにより、エンボス版シリンダ２３２の表面に深さの異なる凹凸が形成される。

次に、前述のマスクデータ３７ａ、３７ｂ、３７ｃを用いてエンボス版を製造する手順について、図１１から図１４を用いて説明する。

図１１に示すように、本実施形態では、まず、低周波数成分のハイトフィールドデータによるマスクデータ３７ａを用いて上記のエッチングを行い、エンボス版の表面に凹凸形状を形成する（ステップ２０１）。例えば、エンボス版シリンダ２３２の表面にレジストをコーティングし、図１２（ａ）に示すマスクデータ３７ａ−１において、閾値３５ａ−４以上の領域３９に所定の出力値のレーザを照射し、それ以外の領域４１では出力値を０とし、レーザを照射しない。するとエンボス版シリンダ２３２の表面の領域３９に対応する部分でレジストが焼き飛ばされ、その後腐食、洗浄処理を行うと、図１２（ａ）で示すように、エンボス版シリンダ２３２の領域３９に対応する位置に凹部が形成される。

同様にして、レーザ照射の際に用いるマスクデータを３７ａ−２、３７ａ−３、３７ａ−４の順に変えながら、図１２（ｂ）、図１２（ｃ）、図１２（ｄ）に示すようにエッチングを行い、ハイトフィールドデータ２９の低周波数成分に対応する凹凸形状を図１２（ｄ）のエンボス版シリンダ２３２に示すように形成する。

なお、本実施形態では、前述の閾値を等間隔に設けないので、腐食処理の際の腐食深さを図１２の（ａ）〜（ｄ）の各段階で変える必要がある。これは、腐食液を作用させる時間等を調整して行うことができる。

また、本実施形態ではマスクデータを３７ａ−１、３７ａ−２、３７ａ−３、３７ａ−４の順に用い、エンボス版シリンダ２３２の深い位置を先に形成し、その周囲を段階的に掘り下げるようにエッチングを行っているが、マスクデータを用いる順番を逆とし、エンボス版シリンダ２３２の浅い位置から形成してもよい。また、マスクデータを用いる順番をランダムとしてもよい。ハイトフィールドデータ２９の同じ周波数成分から生成されたマスクデータであるならば、用いる順番は任意とすることができ、目的に応じて適宜定めることができる。

次に、中周波数成分のハイトフィールドデータによるマスクデータ３７ｂを用いて、上記と同様にエッチングを行い、エンボス版シリンダ２３２の表面に凹凸形状を形成する（ステップ２０２）。すると、図１３（ｂ）のエンボス版シリンダ２３２に示すように、ハイトフィールドデータ２９の中周波数成分に対応する凹凸形状が更に形成される。

最後に、高周波数成分のハイトフィールドデータによるマスクデータ３７ｃ（３７ｃ−１）のマスクデータを用いて、上記と同様にエッチングを行い、エンボス版シリンダ２３２の表面に凹凸形状を形成する（ステップ２０３）。すると、図１４のエンボス版シリンダ２３２に示すように、ハイトフィールドデータ２９の高周波数成分に対応する凹凸形状が更に形成される。

以上のようにして多段エッチングを行うことにより、図１５（ａ）に表面の凹凸形状の一例を示すエンボス版シリンダ２３２が製造される。このように、ハイトフィールドデータのより低い周波数成分より生成されたマスクデータを用いて先にエッチングを行い、その後、ハイトフィールドデータのより高い周波数成分より生成されたマスクデータを用いてエッチングを行うことで、高い周波数成分の細かい凹凸形状の角部分が後のエッチング工程で丸まることがなく、より適切に凹凸形状が再現される。

このように製造されたエンボス版シリンダ２３２に、図１５（ｂ）に示すように、紙、樹脂、合成皮革、金属等からなる所望のシート４００を重ねてその表面形状をエンボス加工すれば、図１５（ｃ）に示すように、織物布地等のテクスチュアの凹凸形状を再現した表面形状４０１を有するシートを得ることが可能となる。

なお、エンボス版製造手段２００としては、レーザによりエンボス版表面のレジストを焼き飛ばしてレジスト部のパターンを形成するもの以外にも、レーザ露光によりエンボス版２３２の表面にコーティングされたネガ型のレジストを硬化させたり、あるいはエンボス版２３２の表面にコーティングされたポジ型のレジストをゲル化させるものであってもよい。この場合は、レーザ露光後、不図示の現像装置、洗浄装置等により現像処理、洗浄処理を行い、不要なレジストを除去してレジストのパターンを形成した後、前述の腐食処理等を行うことになる。この処理をマスクデータを変えながら複数回繰り返し、多段エッチングを行う。

また、エンボス版製造手段２００は、エンボス版シリンダ２３２の露光に用いるフォトマスクをマスクパターンに沿って製造し、これを用いてエンボス版の製造を行うものであってもよい。この場合は、フォトマスク基板上の遮光膜の上にコーティングしたレジストに対し、前述のようにマスクデータに基づくレーザ照射を行い、フォトマスク上にレジストのパターンを形成する。その後、腐食処理等を行い不要な遮光膜と残ったレジストを除去してフォトマスク基板上に遮光パターンを形成する。例えば、図８や図１２（ａ）の３７ａ−１で示すようなマスクデータを用いて、上記のフォトマスク基板上に領域３９でレーザ照射を行いレジストを除去し、領域４１にレジストのパターンを形成する。その後、腐食処理等を行い領域３９の遮光膜と残りのレジストを除去すると、図８や図１２（ａ）の３７ａ−１における領域４１を遮光部、領域３９を透光部としたマスクパターンを有するフォトマスクが製造される。このようにしてマスクデータの数だけフォトマスクを製造する。

そして、このフォトマスクを用いて、レジストをコーティングしたエンボス版シリンダ２３２の表面に露光を行う等してレジストのパターンを形成した後、腐食処理等を行う。これにより、フォトマスクの遮光パターン（マスクパターン）に応じた凹凸形状をエンボス版シリンダ２３２の表面に形成する。これをフォトマスクの数だけ繰り返し多段エッチングを行うことで、上記と同様の凹凸形状がエンボス版シリンダの表面に形成される。フォトマスクを用いたエッチングを行う場合についても、マスクデータを用いる場合（図１１等）と同様、ハイトフィールドデータのより低い周波数成分より生成されたマスクデータにより製造されたフォトマスクを用いて先にエッチングを行い、その後、ハイトフィールドデータのより高い周波数成分より生成されたマスクデータにより製造されたフォトマスクを用いてエッチングを行う。また、ハイトフィールドデータの同じ周波数成分から生成されたマスクデータにより製造されたフォトマスクであるならば、用いる順番は任意とすることができ、目的に応じて適宜定めることができる。

以上説明したように、本発明の実施形態によれば、テクスチュアの表面の凹凸形状を再現したエンボス版を製造するために、当該凹凸形状を示すハイトフィールドデータを、周波数成分に応じて分解（分版）し、これに基づきエッチングに用いるマスクデータを生成する。そして、このマスクデータ、またはこれにより製造されたフォトマスクを用いて、エッチングの手法によりエンボス版にテクスチュアの凹凸形状を再現する。

従って、ハイトフィールドデータの周波数成分に応じて、エッチングにより凹凸形状をエンボス版の表面に形成する順序を定めることができる。即ち、当該凹凸形状の高周波数成分をより後のエッチング工程で形成することができる。これにより、テクスチュアの細かい凹凸形状の角部分が後のエッチング工程により丸まることがなく、より適切にテクスチュアの表面の凹凸形状をエンボス版に再現することができる。

また、マスクデータを生成するため、周波数分解後のハイトフィールドデータを閾値により多値化し、複数階調値のデータに変換するが、この際に、当該ハイトフィールドデータと、これを複数階調値に変換した後のハイトフィールドデータとの誤差に基づき閾値を定める。この誤差を小さくするようにハイトフィールドデータを多値化することにより、マスクデータを用いて製造するエンボス版の表面の凹凸形状が、元のテクスチュアの表面の凹凸形状をより正確に再現するものとなる。

以上、添付図面を参照しながら、本発明に係る分版装置等の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
例えば、

１………分版装置
２１………パラメータ入力手段
２３………周波数分解手段
２５………多階調変換手段
２７………マスクデータ生成手段
２９………ハイトフィールドデータ
２９ａ、２９ｂ、２９ｃ………各周波数成分のハイトフィールドデータ
３３ａ、３３ｂ、３３ｃ………複数階調値のハイトフィールドデータ
３５ａ、３５ｂ、３５ｃ………閾値
３７ａ、３７ｂ、３７ｃ………マスクデータ
１００………コンピュータ
２００………エンボス版製造手段
２３２………エンボス版シリンダ
３００………エンボス版製造装置
４００………シート

Claims (8)

1. テクスチュアの高さ情報を階調値で表すデータであるハイトフィールドデータを用いて、エンボス版をエッチングの手法を用いて製造する際のマスクデータを生成するための分版装置であって、
   前記ハイトフィールドデータをその周波数成分により分解する周波数分解手段と、
   前記周波数分解手段で分解したハイトフィールドデータのそれぞれを、閾値により多値化し、複数の値によるデータに変換する多階調変換手段と、
   前記多階調変換手段で変換したハイトフィールドデータを用いて、前記マスクデータを生成するマスクデータ生成手段と、
   を具備することを特徴とする分版装置。
2. 前記多階調変換手段は、前記閾値を、前記周波数分解手段により分解したハイトフィールドデータと、これを複数の値によるデータに変換した後のハイトフィールドデータとの誤差に基づき定めることを特徴とする請求項１記載の分版装置。
3. テクスチュアの高さ情報を階調値で表すデータであるハイトフィールドデータを用いて、エンボス版をエッチングの手法を用いて製造する際のマスクデータを生成するための分版方法であって、
   前記ハイトフィールドデータをその周波数成分により分解する周波数分解ステップと、
   前記周波数分解ステップで分解したハイトフィールドデータのそれぞれを、閾値により多値化し、複数の値によるデータに変換する多階調変換ステップと、
   前記多階調変換ステップで変換したハイトフィールドデータを用いて、前記マスクデータを生成するマスクデータ生成ステップと、
   を具備することを特徴とする分版方法。
4. テクスチュアの高さ情報を階調値で表すデータであるハイトフィールドデータを用いて、エンボス版をエッチングの手法を用いて製造するエンボス版製造装置であって、
   前記ハイトフィールドデータをその周波数成分により分解する周波数分解手段と、
   前記周波数分解手段で分解したハイトフィールドデータのそれぞれを、閾値により多値化し、複数の値によるデータに変換する多階調変換手段と、
   前記多階調変換手段で変換したハイトフィールドデータを用いて、前記マスクデータを生成するマスクデータ生成手段と、
   前記マスクデータ、またはこれにより製造されたフォトマスクを用いてエッチングの手法によりエンボス版を製造するエンボス版製造手段と、
   を具備することを特徴とするエンボス版製造装置。
5. 前記エンボス版製造手段は、ハイトフィールドデータのより低い周波数成分より生成されたマスクデータ、またはこれにより製造されたフォトマスクを用いて先にエッチングを行い、その後、ハイトフィールドデータのより高い周波数成分より生成されたマスクデータ、またはこれにより製造されたフォトマスクを用いてエッチングを行うことを特徴とする請求項４記載のエンボス版製造装置。
6. テクスチュアの高さ情報を階調値で表すデータであるハイトフィールドデータを用いて、エンボス版をエッチングの手法を用いて製造するエンボス版製造方法であって、
   前記ハイトフィールドデータをその周波数成分により分解する周波数分解ステップと、
   前記周波数分解ステップで分解したハイトフィールドデータのそれぞれを、閾値により多値化し、複数の値によるデータに変換する多階調変換ステップと、
   前記多階調変換ステップで変換したハイトフィールドデータを用いて、前記マスクデータを生成するマスクデータ生成ステップと、
   前記マスクデータ、またはこれにより製造されたフォトマスクを用いてエッチングの手法によりエンボス版を製造するエンボス版製造ステップと、
   を具備することを特徴とするエンボス版製造方法。
7. 請求項４または請求項５に記載のエンボス版製造装置によって製造されたエンボス版。
8. 請求項４または請求項５に記載のエンボス版製造装置によって製造されたエンボス版を用いて表面形状を加工したシート。