JP7145341B2

JP7145341B2 - 画像処理装置、画像処理方法およびプログラム

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Publication number: JP7145341B2
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Inventors: 亮二郎富永; 明宏川尻
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Description

本明細書は、画像処理装置、画像処理方法およびプログラムを開示する。

従来、この種の画像処理装置としては、ビットマップ状の画像データに対し、黒ドット領域と白ドット領域との境界部分の線分形状を認識するものが提案されている。例えば、特許文献１には、各ドットに対して認識した線分形状の特徴を、複数ビットのコード情報に置き換え、そのコード情報を利用して補正が必要と判別したドットに対して所定の補正を行う装置が記載されている。また、この装置では、傾斜角が４５度またはそれに近い斜めの線分の水平方向に隣接する白ドットを検出した場合、標準の黒ドット幅の数分の一のドットを付加する補正を行うことで、斜めの線分を水平線と同等の太さにしている。

特開平５－２０７２８２号公報

このような画像処理装置において、導電性インクなどを用いたドット印刷により配線パターンを形成するために画像を処理する場合がある。その場合、配線パターンがポリゴンデータなどの３Ｄデータで描画されていれば、その３Ｄデータをスライスした２Ｄデータから配線の輪郭抽出を行い、各画素のドットの形成内容を決定する処理が必要となる。その処理において、配線の輪郭を抽出する始点や終点がずれると、配線の線幅内でカウントされる画素の切り上げや切り捨ての判定がばらつくため、同一の配線内や隣接する同一幅の配線間で画素数が異なり線幅が変化することがある。線幅が変化すると、形成された配線の電気抵抗も変化してしまうため、斜めの配線も含めて線幅のばらつきをできるだけ抑えることが求められる。また、斜めの配線の線幅のばらつきを抑えるために、上述したような補正を適用することも考えられるが、処理に時間を要するものとなってしまう。

本開示は、配線パターンが描画された画像から各配線の線幅のばらつきを抑えて適切に決定することを主目的とする。

本開示は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本開示の画像処理装置は、
配線パターンが描画された画像を処理して、画素毎に配線印刷用のドットの形成内容を定めたラスターデータとして出力する画像処理装置であって、
前記画素幅の整数倍となる規定幅および所定角度の整数倍となる規定角度の配線を含む前記配線パターンが描画された前記画像を入力する入力部と、
走査方向に沿った走査処理を該走査方向に直交する方向に前記画素幅の間隔で順次行い、前記配線の輪郭と各走査線との交点をそれぞれ検出する走査部と、
前記交点の位置に基づいて前記走査方向における交点間距離を算出する算出部と、
前記交点間距離と、前記規定幅と、前記規定角度に応じて傾いた配線の前記走査方向における線幅である傾き配線の線幅とに基づいて、前記走査方向における前記配線の線幅を決定し、決定した線幅分のドットの形成を前記画素毎に決定する決定部と、
を備えることを要旨とする。

本開示の画像処理装置は、走査方向に沿った走査処理を、走査方向に直交する方向に画素幅の間隔で順次行い、配線パターンの配線の輪郭と各走査線との交点をそれぞれ検出し、交点の位置に基づいて走査方向における交点間距離を算出する。そして、交点間距離と、配線の規定幅と、規定角度に応じて傾いた配線の走査方向における線幅である傾き配線の線幅とに基づいて、配線の線幅を決定し、決定した線幅分のドットの形成を画素毎に決定する。これにより、規定幅が走査方向に沿った傾きのない配線であれば、交点間距離と規定幅とに基づいて線幅を適切に決定することができる。また、規定角度に応じて傾いた傾き配線であっても、交点間距離と傾き配線の線幅とに基づいて線幅を適切に決定することができる。したがって、配線パターンが描画された画像から各配線の線幅のばらつきを抑えて適切に決定することができる。

配線基板作製システム１０の構成の概略を示す構成図。３Ｄプリンタユニット２０の電気的な接続関係を示すブロック図。配線設計データ１６ｃの一例を示す説明図。配線印刷用データ作成処理の一例を示すフローチャート。対象画像を走査処理する様子を示す説明図。ドット数決定テーブル４８ｂの一例を示す説明図。決定されたドット数の一例を示す説明図。対象画像をずらすことなく走査処理する様子の一例を示す説明図。対象画像をΔｓずらして走査処理する様子の一例を示す説明図。配線パターンＥＰの印刷結果の一例を示す説明図。傾き配線Ｅ２に対する変形例の移動処理の様子を示す説明図。

次に、本開示の実施の形態を図面を用いて説明する。図１は、配線基板作製システム１０の構成の概略を示す構成図であり、図２は、３Ｄプリンタユニット２０の電気的な接続関係を示すブロック図である。

配線基板作製システム１０は、図１に示すように、設計装置１２と、３Ｄプリンタユニット２０とを備え、樹脂基材（樹脂層）に配線パターン（配線層）が形成される配線基板の設計と作製とを行うシステムとして構成されている。設計装置１２は、ＣＰＵ１３やＲＯＭ１４、ＲＡＭ１５、ＨＤＤ１６などを備えるコンピュータとして構成され、液晶ディスプレイなどの表示装置１７やキーボードなどの入力装置１８と接続して使用される。ＨＤＤ１６は、配線基板などの対象物を３Ｄ（３次元）ＣＡＤにより設計するための設計プログラム１６ａと、設計に必要な基材設計データ１６ｂおよび配線設計データ１６ｃとを記憶する。基材設計データ１６ｂは、樹脂基材の設計に必要なデータであり、樹脂基材のサイズや厚み、樹脂層の層数などを含む。配線設計データ１６ｃは、配線パターンの設計に必要なデータであり、配線パターンにおける配線の線幅や線厚み、配線の傾きの角度などのデータを含む。設計装置１２は、入力装置１８を介した作業者の指示に従い、基材設計データ１６ｂおよび配線設計データ１６ｃを用いながら、設計プログラム１６ａにより３Ｄ形状の配線基板の設計を行う。

図３は配線設計データ１６ｃの一例を示す説明図である。図示するように、配線設計データ１６ｃでは、設計される配線の線幅を規定する規定幅ＳＷ（μｍ）と、設計される配線の傾きの角度を規定する規定角度ＳＡ（°）とが定められている。規定幅ＳＷは、所定幅の整数Ｎ倍の幅に定められる。所定幅は、設計画像の出力先である３Ｄプリンタユニット２０などにおける印刷の解像度に応じた幅であり、解像度が３００ｄｐｉであれば、１画素のサイズである画素幅ＧＷの８４．６７μｍとなり、解像度が６００ｄｐｉであれば、１画素のサイズである画素幅ＧＷの４２．３３μｍとなる。本実施形態では、解像度が６００ｄｐｉの場合を例示する。このため、所定幅は４２．３３μｍとなり、規定幅ＳＷはその所定幅の整数Ｎ倍の幅（４２．３３μｍ，８４．６７μｍ，１２７．００μｍ，・・・）となる。規定幅ＳＷは、所定幅の整数Ｎ倍の幅のいずれを用いてもよく、１の設計画像内に所定幅の２倍や３倍など複数種の規定幅ＳＷが混在していてもよい。また、規定角度ＳＡは、所定角度の整数Ｎ倍の角度に定められる。本実施形態では、所定角度は４５°であり、規定角度ＳＡは、４５°の整数Ｎ倍（０°，４５°，９０°，１３５°，・・・）に定められている。なお、以下では、角度４５°には、１３５°などの斜めに傾いた傾き配線の角度を含む。また、所定角度は４５°に限られず、３０°などとしてもよい。設計装置１２は、これらの規定幅ＳＷと規定角度ＳＡに基づく配線を含む配線パターンを３Ｄデータで描画した配線基板を設計する。なお、配線パターンに、規定幅ＳＷ以外の配線が含まれる場合があってもよい。設計装置１２は、３Ｄデータとして、例えばＳＴＬなど対象物の表面形状をポリゴンメッシュで表現したポリゴンデータで配線基板を設計し、設計結果としての配線基板の設計画像を表示装置１７に表示したり、３Ｄプリンタユニット２０に出力する。

３Ｄプリンタユニット２０は、図１，図２に示すように、プリンタ本体３０と、画像処理装置４０と、制御装置５０とを備える。プリンタ本体３０は、ステージ３１と、搬送装置３２と、昇降装置３３と、樹脂層形成ユニット３４と、配線層形成ユニット３７とを備える。ステージ３１は、樹脂層形成ユニット３４と配線層形成ユニット３７とがそれぞれ作業を行うための作業台である。搬送装置３２は、例えばコンベアベルトなどの駆動によりステージ３１を所定方向に沿って往復動させる。昇降装置３３は、搬送装置３２により所定位置に搬送されたステージ３１を、例えばボールねじなどの駆動により上下方向に沿って昇降させる。昇降装置３３は、ステージ３１上の樹脂層の積層が進んで樹脂基材の厚みが増しても、樹脂層形成ユニット３４の吐出ヘッド３５や配線層形成ユニット３７の吐出ヘッド３８から形成面までの距離が一定となるようにステージ３１を昇降させる。

樹脂層形成ユニット３４は、吐出ヘッド３５と、ＵＶ光照射装置３６とを備え、ステージ３１上に樹脂層を形成する。吐出ヘッド３５は、例えばＵＶ硬化性の樹脂インクを、ノズルからステージ３１上に吐出することにより、矩形形状の樹脂層を塗布（印刷）する。ＵＶ光照射装置３６は、例えば水銀ランプやメタルハライドランプなどのＵＶ光を、ステージ３１に塗布された樹脂層に照射することにより、樹脂層を硬化させる。配線層形成ユニット３７は、吐出ヘッド３８と、赤外線照射装置３９とを備え、樹脂層上に配線パターン（配線層）を形成する。吐出ヘッド３８は、金属ナノ粒子（例えば、金粒子や銀粒子，銅粒子）などの導電性粒子が分散剤に分散された導電性粒子含有インクを、ノズルからステージ３１上に吐出することにより、樹脂層上に導電性粒子含有インクを塗布（印刷）して配線パターンを形成する。赤外線照射装置３９は、樹脂層上の配線パターンに沿って赤外線を照射することにより、配線パターンを導電化する。なお、吐出ヘッド３５，３８は、ステージ３１の搬送方向と直交する所定方向に移動可能なキャリッジに搭載されるシリアルヘッドとして構成され、キャリッジを移動しながらインクを吐出するが、複数のノズルが所定方向に配列して固定されたラインヘッドとして構成されてもよい。樹脂層形成ユニット３４と配線層形成ユニット３７とは、ステージ３１の搬送方向に沿って並べて設置され、樹脂層形成ユニット３４による樹脂層の形成と配線層形成ユニット３７による配線層の形成とを繰り返して配線基板を造形する。

画像処理装置４０は、ＣＰＵ４２と、ＲＯＭ４４と、ＲＡＭ４６と、ＨＤＤ４８などを備えるコンピュータとして構成され、設計装置１２により設計された３Ｄデータの設計画像を処理して印刷用のデータを作成する。ＨＤＤ４８は、画像処理の処理プログラム４８ａや後述するドット数決定テーブル４８ｂなどを記憶する。画像処理装置４０は、設計装置１２から３Ｄデータの設計画像を入力すると、その３Ｄデータを上下方向に所定間隔で水平方向に層状にスライスした２Ｄの画像データ（スライスデータ）を複数作成する。次に、画像処理装置４０は、その２Ｄの画像データをそれぞれ処理対象の画像として走査して、配線パターンの配線を検出し配線の位置や幅、長さなどを決定する。続いて、画像処理装置４０は、配線印刷用のドットの形成を各画素毎に決定したラスターデータを配線印刷用のデータとして作成すると共に、基材印刷用のドットの形成を各画素毎に決定したラスターデータを基材印刷用のデータとして作成する。そして、画像処理装置４０は、作成した印刷用の各データを制御装置５０に出力する。

制御装置５０は、ＣＰＵ５２と、ＲＯＭ５４と、ＲＡＭ５６と、ＨＤＤ５８などを備えるコンピュータとして構成され、３Ｄプリンタユニット２０の全体を制御する。制御装置５０には、ステージ３１の位置や吐出ヘッド３５のキャリッジの位置、吐出ヘッド３８のキャリッジの位置などを検知する各検知センサからの検知信号などが入力される。制御装置５０からは、搬送装置３２や昇降装置３３、吐出ヘッド３５、ＵＶ光照射装置３６，吐出ヘッド３８、赤外線照射装置３９への各種制御信号などが出力される。また、制御装置５０は、画像処理装置４０から基材印刷用のデータと配線印刷用のデータとを入力する。制御装置５０は、基材印刷用のデータに基づいて樹脂層形成ユニット３４を制御して樹脂層を形成させ、配線印刷用のデータに基づいて配線層形成ユニット３７を制御して配線パターンを形成させることで、プリンタ本体３０に配線基板を造形させる。

次に、こうして構成された３Ｄプリンタユニット２０の画像処理装置４０の動作について説明する。図４は、配線印刷用データ作成処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、画像処理装置４０のＣＰＵ４２が処理プログラム４８ａにより実行する。また、図５は、対象画像を走査処理する様子を示す説明図である。図５では、走査方向をＸ方向、対象画像内の配線パターンの配線Ｅとし、角度が０°の縦向き配線Ｅ１と、角度が４５°や１３５°などの傾き配線Ｅ２と、角度が９０°の横向き配線Ｅ３とを例示する。

配線印刷用データ作成処理では、ＣＰＵ４２は、まず、上述したように、設計装置１２から配線基板の設計画像（３Ｄデータ）を入力し、その３Ｄデータをスライスした２Ｄデータを対象画像として作成する（Ｓ１００）。次に、ＣＰＵ４２は、対象画像をその座標値が小さくなる方向にΔｓずらす処理を行う（Ｓ１０５）。Δｓは、ポリゴンデータなどの３Ｄデータを元画像とする対象画像の座標系において、小数点以下の有効桁数を超える桁数の所定値として定められる。例えば、ＳＴＬなどのポリゴンデータは、小数点以下の有効桁数が６桁であり、対象画像も同じ桁数となる。このため、Δｓは、６桁を超える７桁の値として、例えば５×１０^-7などとする。なお、対象画像をずらす理由は、後述する。

次に、ＣＰＵ４２は、Ｙ方向に画素幅ＧＷと同じ間隔でＸ方向に対象画像を走査して、輝度変化などにより配線Ｅの輪郭と走査線ＳＬとの交点Ｐを検出する（Ｓ１１０）。続いて、ＣＰＵ４２は、処理対象の２つの交点Ｐの交点間距離Ｌを算出する（Ｓ１１５）。ＣＰＵ４２は、例えば図５の交点Ｐ（１）と交点Ｐ（２）との交点間距離Ｌ１を、交点Ｐ（２）のＸ座標値から交点Ｐ（１）のＸ座標値を減じることで算出する。ＣＰＵ４２は、算出した交点間距離Ｌを、ドット数決定テーブル４８ｂの線幅Ｗと照合する（Ｓ１２０）。

図６は、ドット数決定テーブル４８ｂの一例を示す説明図である。ドット数決定テーブル４８ｂは、ＨＤＤ４８に記憶され、Ｘ方向即ち走査方向における配線Ｅの線幅Ｗと、その線幅Ｗを印刷により形成するのに必要なドット数とが対応付けられている。角度０°の縦向き配線Ｅ１の線幅Ｗには、上述した規定幅ＳＷと同じ幅（４２．３３μｍ，８４．６７μｍ，・・・）が定められている。また、角度４５°の傾き配線Ｅ２の線幅Ｗには、規定角度ＳＡに応じて傾いた配線のＸ方向（走査方向）における線幅である傾き配線の線幅、即ち本実施形態では規定幅ＳＷを√２倍した幅（５９．８７μｍ，１１９．７４μｍ，・・・）が定められている。また、ドット数としては、角度０°の縦向き配線Ｅ１の線幅Ｗを形成するのに必要なドット数と、角度４５°の傾き配線Ｅ２の線幅Ｗを形成するのに必要なドット数とが、それぞれ定められている。上述したように、規定幅ＳＷは、解像度に応じた画素幅ＧＷを所定幅として、その所定幅の整数Ｎ倍の幅に定められる。このため、縦向き配線Ｅ１の線幅Ｗは、所定幅の整数Ｎ倍となり、対応するドット数は整数Ｎに定められる。また、傾き配線Ｅ２の線幅Ｗに対応するドット数は、例えば、線幅Ｗを画素幅ＧＷで除して小数第１位を四捨五入した整数値に定められる。

続いて、ＣＰＵ４２は、Ｓ１２０の照合の結果、交点間距離Ｌが角度０°の線幅Ｗに相当するか否か（Ｓ１２５）、角度４５°の傾き配線の線幅Ｗに相当するか否か（Ｓ１３０）、をそれぞれ判定する。ＣＰＵ４２は、Ｓ１２５，Ｓ１３０では、図６の線幅Ｗに一致する場合だけでなく、交点Ｐの検出誤差などを考慮して、図６の線幅Ｗに対し例えば±０．１％などの所定の許容範囲内に交点間距離Ｌが含まれる場合に、その線幅Ｗに相当すると判定する。ＣＰＵ４２は、Ｓ１２５で角度０°の線幅Ｗに相当すると判定すると、処理対象の２つの交点Ｐ間の線幅をその線幅Ｗに決定し（Ｓ１３５）、決定した線幅Ｗに対応するドット数をドット数決定テーブル４８ｂから決定する（Ｓ１４０）。例えば、ＣＰＵ４２は、線幅Ｗを角度０°の４２．３３μｍに決定するとドット数を１ドットに決定し、線幅Ｗを角度０°の８４．６７μｍに決定するとドット数を２ドットに決定する。

一方、ＣＰＵ４２は、Ｓ１３０で交点間距離Ｌが角度４５°の傾き配線Ｅ２の線幅Ｗに相当すると判定すると、さらに交点Ｐを結ぶ直線の傾きが規定角度ＳＡに相当し且つ平行であるか否かを判定する（Ｓ１４５）。図５の例では、ＣＰＵ４２は、交点Ｐ（１０）と交点Ｐ（１１）との間などの交点間距離Ｌ２が、図６の角度４５°の線幅Ｗに相当すると判定する。その場合、ＣＰＵ４２は、交点Ｐ（１０）と、次の走査線ＳＬ上で交点Ｐ（１０）に最も近い交点Ｐ（１２）を選定し、交点Ｐ（１０）と交点Ｐ（１２）とを結ぶ直線の傾きが規定角度ＳＡ（４５°など）であるか否かを判定する。同様に、ＣＰＵ４２は、交点Ｐ（１１）と、次の走査線ＳＬ上で交点Ｐ（１１）に最も近い交点Ｐ（１３）とを結ぶ直線の傾きが規定角度ＳＡであるか否かを判定する。また、ＣＰＵ４２は、これらの直線の傾きが規定角度ＳＡであると判定すると、両角度から平行か否かを判定する。このように、ＣＰＵ４２は、処理対象の各交点Ｐと、次の走査線ＳＬ上で各交点Ｐにそれぞれ最も近い交点Ｐとを結ぶ２つの直線の傾きが規定角度ＳＡで且つ両直線が平行であるかを確認する。これにより、例えば横向きの配線Ｅ３の線幅が傾き配線Ｅ２の線幅Ｗに一致する場合などに、その配線が傾き配線Ｅ２であると誤判定するのを防止することができる。

ＣＰＵ４２は、Ｓ１４５で直線の傾きが規定角度ＳＡに相当し且つ平行であると判定すると、処理対象の２つの交点Ｐ間の線幅を、Ｓ１３０で相当すると判定した傾き配線Ｅ２の線幅Ｗに決定し（Ｓ１５０）、決定した線幅Ｗに対応するドット数をドット数決定テーブル４８ｂから決定する（Ｓ１４０）。例えば、ＣＰＵ４２は、線幅Ｗを角度４５°の１１９．７４μｍに決定するとドット数を３ドットに決定し、線幅Ｗを角度４５°の１７９．６０μｍに決定するとドット数を４ドットに決定する。

図７は、決定されたドット数の一例を示す説明図である。角度０°の縦向き配線Ｅ１の場合、検出される各交点ＰのＸ座標値が一定であり、算出される交点間距離Ｌも略一定となるから、各交点間距離Ｌは角度０°のいずれかの線幅Ｗに相当する。このため、各走査線ＳＬにおいて、ドット数がばらつくことなく同じドット数（図７では２ドット）に決定される。また、角度４５°の傾き配線Ｅ２の場合、規定幅ＳＷをある規定角度ＳＡで傾けたものであるから、検出される各交点ＰのＸ座標値は配線の傾き方向に沿って同じ値ずつずれていき、算出される交点間距離Ｌは略一定となるから、各交点間距離Ｌは角度４５°のいずれかの線幅Ｗに相当する。このため、各走査線ＳＬ毎に設定されるドット数は、ばらつくことなく同じドット数（図７では３ドット）に決定される。

また、ＣＰＵ４２は、Ｓ１３０で傾き配線Ｅ２の線幅Ｗに相当しないと判定したり、Ｓ１４５で交点Ｐを結ぶ直線の傾きが規定角度ＳＡに相当しないか平行でないと判定すると、角度９０°の横向き配線Ｅ３であるか、規定幅ＳＷ以外で設定された他の配線であると判定する。その場合、ＣＰＵ４２は、交点間距離Ｌ（例えば図５の交点間距離Ｌ３）をそのまま線幅Ｗに決定し（Ｓ１５５）、その線幅Ｗの印刷（形成）に必要なドット数を決定する（Ｓ１６０）。ＣＰＵ４２は、Ｓ１６０では、例えば、線幅Ｗを画素幅ＧＷで除して小数第１位を四捨五入してドット数を決定する。

ここで、Ｓ１０５で対象画像をΔｓずらす理由を説明する。図８は、対象画像をずらすことなく走査処理する様子の一例を示す説明図であり、図９は、対象画像をΔｓずらして走査処理する様子の一例を示す説明図である。図８，図９では、規定幅ＳＷが所定幅の２倍（２画素分）の横向き配線Ｅ３、即ちＹ方向の幅が規定幅ＳＷでＸ方向に沿って延びる配線Ｅ３のＹ方向へのずらしの有無が異なる場合を示す。図８Ａ，図９Ａは走査対象の配線Ｅ３を示し、図８Ｂ，図９Ｂは各画素のドットの形成が決定された様子を示す。

図８に示すように、対象画像をずらさない場合、横向き配線Ｅ３の頂点の座標値によっては走査線ＳＬ２，ＳＬ４が輪郭線に重なり、その間の走査線ＳＬ３を含めて計６つの交点Ｐ（２０）～Ｐ（２５）が現れる。その場合、交点Ｐ（２０）とＰ（２１）との交点間距離Ｌと、交点Ｐ（２２）とＰ（２３）との交点間距離Ｌと、交点Ｐ（２４）とＰ（２５）との交点間距離Ｌとがそれぞれ算出され、それぞれの線幅Ｗとドット数（９ドット）とが決定される。したがって、Ｘ方向に９画素でＹ方向に３画素分（３列分）の画素がドットありとなり、元の横向き配線Ｅ３の規定幅ＳＷよりも太い線幅となってしまう（図８Ｂ）。これに対して、本実施形態では、上述したように、対象画像の座標系における小数点以下の有効桁数を超える桁数のΔｓだけ対象画像をずらすから、ずらした後の横向き配線Ｅ３の頂点の座標値が整数値とならずに整数値からずれた値となる。このため、図９に示すように、走査線ＳＬ４が横向き配線Ｅ３の輪郭線に重ならず、２つの走査線ＳＬ２，ＳＬ３上に計４つの交点Ｐ（２０）～Ｐ（２３）が現れる。したがって、Ｘ方向に９画素でＹ方向に２画素分（２列分）の画素がドットありとなり、元の横向き配線Ｅ３の規定幅ＳＷに応じた適切な線幅となる。また、ＣＰＵ４２は、Δｓ分小さくなる方向にずらすから、配線の形成の始点位置がずれることもない。このような理由により、走査処理を開始する前のＳ１０５で対象画像をΔｓずらすのである。なお、ＣＰＵ４２は、対象画像全体をｘｙ方向にΔｓずらしてもよいし、ｙ方向のみにΔｓずらしてもよい。

配線印刷用データ作成処理では、ＣＰＵ４２は、Ｓ１４０，Ｓ１６０でドット数を決定すると、未処理の交点Ｐがあるか否かを判定し（Ｓ１６５）、未処理の交点Ｐがあると判定すると、Ｓ１１５に戻り処理を繰り返す。一方、ＣＰＵ４２は、未処理の交点Ｐがないと判定すると、交点Ｐの座標値とＳ１４０，Ｓ１６０で決定したドット数とに基づいて、各画素でドットの有無が指定されたラスターデータを印刷用データとして作成して（Ｓ１７０）、配線印刷用データ作成処理を終了する。ＣＰＵ４２は、作成した印刷用データを制御装置５０に出力する。制御装置５０は、印刷用データに基づいて配線層形成ユニット３７を制御して配線パターンを形成する。

図１０は、配線パターンＥＰの印刷結果の一例を示す説明図である。図１０Ａは、比較例の様子を示し、図１０Ｂは本実施形態の様子を示す。比較例では、配線印刷用データ作成処理のＳ１２５～Ｓ１５０とは異なる手法でドット数が決定され、例えば、交点間距離Ｌを線幅Ｗとし画素幅ＧＷで除して小数第１位を四捨五入するＳ１５５，Ｓ１６０の手法で、全ての配線のドット数が決定される。この比較例では、図１０Ａに点線で囲むように、特に傾き配線の線幅が、横向き配線や縦向き配線よりも明らかに太くなるなど、傾き配線の線幅に大きなばらつきが生じ、配線の抵抗値もばらついてしまう。このようなばらつきを防ぐには、作業者などが手作業で印刷用データを修正する必要がある。これに対して本実施形態では、図１０Ｂに示すように、線幅に大きなばらつきが生じておらず、略一定の線幅で配線パターンＥＰを安定して形成することができる。このため、本実施形態の配線基板は、配線の抵抗の均一化を実現して、電気的品質の安定化を図ることができる。

ここで、本実施形態の構成要素と本開示の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態の配線印刷用データ作成処理のＳ１００を実行する画像処理装置４０のＣＰＵ４２が本開示の入力部に相当し、同処理のＳ１１０を実行するＣＰＵ４２が走査部に相当し、同処理のＳ１１５を実行するＣＰＵ４２が算出部に相当し、同処理のＳ１２０～Ｓ１６０を実行するＣＰＵ４２が決定部に相当する。また、ドット数決定テーブル４８ｂを記憶するＨＤＤ４８が記憶部に相当する。

以上説明した本実施形態の画像処理装置４０は、Ｘ方向に沿った走査処理を、Ｙ方向に画素幅ＧＷの間隔で順次行い、配線Ｅの輪郭と各走査線ＳＬとの交点Ｐをそれぞれ検出し、Ｘ方向の交点間距離Ｌを算出する。そして、画像処理装置４０は、交点間距離Ｌと、配線Ｅの規定幅ＳＷと、規定角度ＳＡに応じて傾いた傾き配線のＸ方向における線幅とに基づいて、配線の線幅Ｗを決定し、決定した線幅Ｗ分のドットの形成を画素毎に決定する。これにより、Ｘ方向の幅が規定幅ＳＷの配線であれば、交点間距離Ｌと規定幅ＳＷとに基づいて線幅Ｗを適切に決定することができる。また、規定角度ＳＡに応じて傾いた配線であっても、交点間距離Ｌと傾き配線の線幅とに基づいてＸ方向の線幅Ｗを適切に決定することができる。したがって、配線パターンが描画された対象画像から各配線Ｅの線幅Ｗのばらつきを抑えて適切に決定することができる。

また、画像処理装置４０は、交点間距離Ｌが規定幅ＳＷに相当する場合には、規定幅ＳＷを配線Ｅの線幅Ｗに決定し、交点間距離Ｌが傾き配線Ｅ２の線幅に相当する場合には、その線幅を配線Ｅの線幅Ｗに決定する。そして、画像処理装置４０は、交点間距離Ｌが規定幅ＳＷおよび傾き配線Ｅ２の線幅のいずれにも相当しない場合には、交点間距離Ｌを配線Ｅの線幅Ｗに決定する。このため、各配線の線幅Ｗをばらつきを抑えて容易に決定することができる。また、画像処理装置４０は、交点間距離Ｌが傾き配線Ｅ２の線幅に相当する場合、その交点間距離Ｌの算出元の交点Ｐと次の走査線ＳＬ上の交点Ｐとを結ぶ直線の傾きが規定角度ＳＡに相当することを確認した上で、傾き配線Ｅ２の線幅に決定する。このため、処理対象の配線が傾き配線Ｅ２であると誤判定するのを防止することができる。

また、画像処理装置４０は、縦向き配線Ｅ１の線幅（規定幅ＳＷ）とドット数とを対応付けると共に、傾き配線Ｅ２の線幅とドット数とを対応付けたドット数決定テーブル４８ｂを参照してドット数を決定する。このため、ドット数を迅速に決定すると共にドット数の決定がばらつくのを防止することができる。また、画像処理装置４０は、対象画像をΔｓずらしてから走査処理を行うため、配線Ｅの輪郭線と走査線ＳＬとが重なるのを防止して、配線Ｅの線幅Ｗをさらに適切に決定することができる。

なお、本開示は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本開示の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

例えば、上述した実施形態では、交点間距離Ｌが規定幅ＳＷに相当するか否かや交点間距離Ｌが傾き配線Ｅ２のＸ方向における線幅に相当するか否かをそれぞれ判定して、配線Ｅの線幅Ｗを決定するものとしたが、これに限られるものではない。交点間距離Ｌと、配線Ｅの規定幅ＳＷと、規定角度ＳＡに応じて傾いた傾き配線Ｅ２の走査方向における線幅とに基づいて、配線の線幅Ｗを決定するものであれば如何なる手法で線幅を決定してもよい。また、上述した実施形態では、線幅Ｗを決定するとドット数決定テーブル４８ｂを参照してドット数を決定したが、これに限られず、線幅Ｗを決定すると所定の演算式によりドット数を決定するものなどとしてもよい。

上述した実施形態では、交点間距離Ｌが傾き配線Ｅ２の線幅に相当する場合に、処理対象の交点Ｐと次の走査線ＳＬ上の交点Ｐとを結ぶ直線の傾きを確認するものとしたが、これに限られず、直線の傾きの確認を省略してもよい。

上述した実施形態では、対象画像をΔｓだけずらしてから走査処理を行ったが、これに限られず、対象画像をずらさずに走査処理を行ってもよい。ただし、配線Ｅの輪郭線と走査線ＳＬとが重なるのを避けるため、ずらしてから走査処理を行うものが好ましい。

上述した実施形態において、規定幅ＳＷ以外の線幅で規定角度ＳＡで傾いた傾き配線が含まれる場合があってもよい。その場合、ＣＰＵ４２は、例えば、走査処理で検出した交点Ｐの座標値に対応する各画素のドットの形成有無を定めるように処理してもよく、また、以下のように傾き配線の移動処理を行うものとする。図１１は、傾き配線Ｅ２に対する変形例の移動処理の様子を示す説明図である。図１１Ａでは、ＣＰＵ４２は、実施形態と同様に、傾き配線Ｅ２の輪郭線と走査線ＳＬとの交点Ｐを検出する。次に、ＣＰＵ４２は、配線印刷用データ作成処理のＳ１４５と同様に、傾き配線Ｅ２であることを確認する。ここで、図１１Ａに示すように、傾き配線Ｅ２の位置によっては各交点Ｐの座標値が整数値とならないため、各交点Ｐの座標値の切り捨てや切り上げの判定がばらついて、走査線ＳＬ毎の線幅Ｗの判定が１画素分ずれることがある。また、同じ線幅の傾き配線Ｅ２同士でも、そのような判定がばらついて異なる線幅Ｗに決定されることがある。そのため、変形例では、ＣＰＵ４２は、傾き配線Ｅ２の所定位置である端辺の中点Ｃを、例えば座標値（１，１）や原点（０，０）などの所定の基準位置となるように移動し（図１１Ｂ）、さらに半画素分（所定量）だけＸ方向に平行移動した状態とする（図１１Ｃ）。ＣＰＵ４２は、傾き配線Ｅ２をこのような状態とした上で、交点Ｐの座標値を取得して各画素のドットの形成有無を決定する。これにより、各交点Ｐの座標値の切り捨てや切り上げの判定がばらつくのを抑えて、線幅Ｗを安定して決定することができる。

上述した実施形態では、画像処理装置４０が３Ｄプリンタユニット２０に含まれたが、これに限られず、設計装置１２に含まれてもよいし、単独の装置としてもよい。また、上述した実施形態では、本開示の画像処理装置として画像処理装置４０を例示して説明したが、これに限られず、画像処理方法やそのプログラムの形態としてもよい。

ここで、本開示の画像処理装置は、以下のように構成してもよい。例えば、本開示の画像処理装置において、前記決定部は、前記交点間距離が前記規定幅に相当する場合には、該規定幅を前記配線の線幅に決定し、前記交点間距離が前記傾き配線の線幅に相当する場合には、該傾き配線の線幅を前記配線の線幅に決定し、前記交点間距離が前記規定幅および前記傾き配線の線幅のいずれにも相当しない場合には、該交点間距離を前記配線の線幅に決定するものとしてもよい。こうすれば、規定幅が走査方向に沿った傾きのない配線や規定角度に応じた傾き配線について、線幅のばらつきを抑えて容易に決定することができる。また、規定幅の方向が走査方向に直交しつつ走査方向に沿って延びる配線についても、走査方向における線幅を容易に決定することができる。

本開示の画像処理装置において、前記決定部は、前記交点間距離が前記傾き配線の線幅に相当する場合、該交点間距離の算出元の前記交点と次の走査線上で該交点に最も近い前記交点とを結ぶ直線の傾きが前記規定角度に相当することを確認した上で前記傾き配線の線幅を前記配線の線幅に決定するものとしてもよい。こうすれば、交点間距離だけでなく、交点を結ぶ直線から傾いているか否かを確認するから、傾き配線と誤って決定するのを防止することができる。

本開示の画像処理装置において、前記規定幅と印刷に必要なドット数とを対応付けると共に、前記傾き配線の線幅と印刷に必要なドット数とを対応付けた対応情報を記憶する記憶部を備え、前記決定部は、前記配線の線幅を前記規定幅または前記傾き配線の線幅に決定すると、前記対応情報を参照してドット数を決定するものとしてもよい。こうすれば、ドット数を迅速に決定すると共にドット数の決定がばらつくのを防止することができる。

本開示の画像処理装置において、前記走査部は、前記走査処理の対象の画像を、前記配線パターンが描画された座標系における小数点以下の有効桁数を超える桁数の値だけずらしてから、前記走査処理を行うものとしてもよい。こうすれば、規定幅が走査方向に直交しつつ走査方向に沿って延びる配線を走査する際に、所定値の整数倍である規定幅の配線の輪郭線と、所定値の間隔の走査線とがちょうど重なるのを防止することができる。このため、配線の輪郭線と、走査線とが重なることにより、走査方向に沿って延びる配線の幅を実際よりも大きな幅に決定するのを防止することができる。

本開示の画像処理方法は、配線パターンが描画された画像を処理して、画素毎に配線印刷用のドットの形成内容を定めたラスターデータとして出力する画像処理方法であって、（ａ）前記画素幅の整数倍となる規定幅および所定角度の整数倍となる規定角度の配線を含む前記配線パターンが描画された前記画像を入力するステップと、（ｂ）走査方向に沿った走査処理を該走査方向に直交する方向に前記画素幅の間隔で順次行い、前記配線の輪郭と各走査線との交点をそれぞれ検出するステップと、（ｃ）前記交点の位置に基づいて前記走査方向における交点間距離を算出するステップと、（ｄ）前記交点間距離と、前記規定幅と、前記規定角度に応じて傾いた配線の前記走査方向における線幅である傾き配線の線幅とに基づいて、前記走査方向における前記配線の線幅を決定し、決定した線幅分のドットの形成を前記画素毎に決定するステップと、を含むことを要旨とする。本開示の画像処理方法は、上述した画像処理装置と同様に、配線パターンが描画された画像から各配線の線幅のばらつきを抑えて適切に決定することができる。この画像処理方法において、上述した画像処理装置の態様を採用してもよいし、上述した画像処理装置の機能を実現するステップを含むものとしてもよい。

本開示のプログラムは、上述した画像処理方法のステップを１以上のコンピュータが実行することを要旨とする。このプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記録媒体（例えばハードディスク、ＲＯＭ、ＦＤ、ＣＤ、ＤＶＤなど）に記録されていてもよいし、伝送媒体（インターネットやＬＡＮなどの通信網）を介してあるコンピュータから別のコンピュータへ配信されてもよいし、その他どのような形で授受されてもよい。このプログラムを１つのコンピュータに実行させるか又は複数のコンピュータに各ステップを分担して実行させれば、上述した画像処理方法の各ステップが実行されるため、この方法と同様の作用効果が得られる。

本発明は、印刷で配線を形成するための画像処理の技術分野などに利用可能である。

１０配線基板作製システム、１２設計装置、１３ＣＰＵ、１４ＲＯＭ、１５ＲＡＭ、１６ＨＤＤ、１６ａ設計プログラム、１６ｂ基材設計データ、１６ｃ配線設計データ、１７表示装置、１８入力装置、２０３Ｄプリンタユニット、３０プリンタ本体、３１ステージ、３２搬送装置、３３昇降装置、３４樹脂層形成ユニット、３５吐出ヘッド、３６ＵＶ光照射装置、３７配線層形成ユニット、３８吐出ヘッド、３９赤外線照射装置、４０画像処理装置、４２，５２ＣＰＵ、４４，５４ＲＯＭ、４６，５６ＲＡＭ、４８，５８ＨＤＤ、４８ａ処理プログラム、４８ｂドット数決定テーブル、５０制御装置。

Claims

配線パターンが描画された画像を処理して、画素毎に配線印刷用のドットの形成内容を定めたラスターデータとして出力する画像処理装置であって、
画素幅の整数倍となる規定幅および所定角度の整数倍となる規定角度の配線を含む前記配線パターンが描画された前記画像を入力する入力部と、
走査方向に沿った走査処理を該走査方向に直交する方向に前記画素幅の間隔で順次行い、前記配線の輪郭と各走査線との交点をそれぞれ検出する走査部と、
前記交点の位置に基づいて前記走査方向における交点間距離を算出する算出部と、
前記交点間距離と、前記規定幅と、前記規定角度に応じて傾いた配線の前記走査方向における線幅である傾き配線の線幅とに基づいて、前記走査方向における前記配線の線幅を決定し、決定した線幅分のドットの形成を前記画素毎に決定する決定部と、
を備える画像処理装置。
請求項１に記載の画像処理装置であって、
前記決定部は、前記交点間距離が前記規定幅に相当する場合には、該規定幅を前記配線の線幅に決定し、前記交点間距離が前記傾き配線の線幅に相当する場合には、該傾き配線の線幅を前記配線の線幅に決定し、前記交点間距離が前記規定幅および前記傾き配線の線幅のいずれにも相当しない場合には、該交点間距離を前記配線の線幅に決定する
画像処理装置。
請求項２に記載の画像処理装置であって、
前記決定部は、前記交点間距離が前記傾き配線の線幅に相当する場合、該交点間距離の算出元の前記交点と次の走査線上で該交点に最も近い前記交点とを結ぶ直線の傾きが前記規定角度に相当することを確認した上で前記傾き配線の線幅を前記配線の線幅に決定する
画像処理装置。
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像処理装置であって、
前記規定幅と印刷に必要なドット数とを対応付けると共に、前記傾き配線の線幅と印刷に必要なドット数とを対応付けた対応情報を記憶する記憶部を備え、
前記決定部は、前記配線の線幅を前記規定幅または前記傾き配線の線幅に決定すると、前記対応情報を参照してドット数を決定する
画像処理装置。
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の画像処理装置であって、
前記走査部は、前記走査処理の対象の画像を、前記配線パターンが描画された座標系における小数点以下の有効桁数を超える桁数の値だけずらしてから、前記走査処理を行う
画像処理装置。
配線パターンが描画された画像を処理して、画素毎に配線印刷用のドットの形成内容を定めたラスターデータとして出力する画像処理方法であって、
（ａ）画素幅の整数倍となる規定幅および所定角度の整数倍となる規定角度の配線を含む前記配線パターンが描画された前記画像を入力するステップと、
（ｂ）走査方向に沿った走査処理を該走査方向に直交する方向に前記画素幅の間隔で順次行い、前記配線の輪郭と各走査線との交点をそれぞれ検出するステップと、
（ｃ）前記交点の位置に基づいて前記走査方向における交点間距離を算出するステップと、
（ｄ）前記交点間距離と、前記規定幅と、前記規定角度に応じて傾いた配線の前記走査方向における線幅である傾き配線の線幅とに基づいて、前記走査方向における前記配線の線幅を決定し、決定した線幅分のドットの形成を前記画素毎に決定するステップと、
を含む画像処理方法。
請求項６に記載の画像処理方法のステップを１以上のコンピュータが実行するプログラム。