JP6225594B2 - ハイトデータ処理装置、ハイトデータ処理方法、プログラム、記憶媒体、エンボス版製造方法、シート製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、エンボス版の製造に用いるハイトデータの処理を行うハイトデータ処理方法等に関する。

壁紙等のシートの意匠として、石目柄や織物柄等、テクスチュアの凹凸形状を表面に有するものがある。このようなシートを製造するためには、例えば、テクスチュアの凹凸形状を表面に形成したエンボス版を製造し、この凹凸形状を樹脂等のシートに転写する。

エンボス版に凹凸形状を形成するためには、凹凸形状のデータを版下用に作成する必要がある。このデータはハイトデータと呼ばれ、テクスチュアの凹凸形状の高さ情報を階調値で表したものである。

ハイトデータは、コンピュータ上で自動生成することも可能である（例えば、特許文献１参照）が、一般的には、石目柄や織物柄等のテクスチュアを表面に有する原稿を実際に作成し、その原稿の表面の凹凸形状を３次元スキャナ等で読み取って生成することが多い（例えば、特許文献２参照）。

特開２００１−５８４５９号公報 特開２００８−１５８９３６号公報

しかしながら、３次元スキャン時の原稿のたわみや、原稿自体の厚みが不均一であることなどにより、ハイトデータにテクスチュアの凹凸形状ではない高低の変化が表れてしまうことがある。このようなたわみ形状等をハイトデータから取り除くためには、ユーザにより各種のパラメータを設定し画像処理を行ってデータを修正する必要があり、パラメータの設定に試行錯誤を要し負担が大きかった。また、たわみ形状等を画像上で認識しきれず見逃してしまう場合もあった。

本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、原稿を読取って得たハイトデータにおいて、簡単に原稿のたわみ形状等を除去できるハイトデータ処理方法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、表面に凹凸形状を有する原稿を３次元スキャンして得られた、高さ情報を階調値で示す画像データである、エンボス版製造用のハイトデータについて、各画素の階調値から、前記画素から所定の距離の範囲内にある画素の平均階調値を減算することにより修正ハイトデータを作成し、前記修正ハイトデータの階調値の最大値と最小値の差である高低差を求める高低差算出手段と、複数の前記距離に対して前記高低差を算出することで得られた前記距離と前記高低差の関係を示す関係式において、前後の前記距離の変化に対し前記高低差が略一定となるような前記距離を求める適距離算出手段と、前記所定の距離を前記適距離算出手段で算出した距離とした場合の前記修正ハイトデータを作成するハイトデータ修正手段と、を含むことを特徴とするハイトデータ処理装置である。

原稿のたわみ等によって生じるハイトデータの高さの変化は比較的広い周波数帯を有するため、上記の距離がそのような周波数帯に対応する範囲にあるときは、距離を変えても高低差は大きく変動せず、略一定となる。そこで、このような範囲にある距離を採用して上記のようにハイトデータを修正することで、ハイトデータにおける原稿のたわみ形状等をコンピュータ上で自動的に除去でき、ユーザによる試行錯誤の負担が減り、簡単かつ高精度でたわみ形状等の除去ができる。これにより、エンボス版製造用のハイトデータを修正し、たわみ形状等を除去したハイトデータに基づいてエンボス版を製造できる。このエンボス版を用いてシート表面にエンボス加工を行ってシートを製造すれば、たわみ形状等の影響が低減され意匠性に優れたシートが効率よく製造できる。

前記適距離算出手段は、前記関係式の二階微分値が０となるような前記距離を算出することが望ましい。
これにより、ハイトデータから適切な粗さの変化成分を除去してたわみ形状等を除去できる。上記の場合では関係式の変曲点を用いることでたわみ形状等を除去できる。

第２の発明は、コンピュータが、表面に凹凸形状を有する原稿を３次元スキャンして得られた、高さ情報を階調値で示す画像データである、エンボス版製造用のハイトデータについて、各画素の階調値から、前記画素から所定の距離の範囲内にある画素の平均階調値を減算することにより修正ハイトデータを作成し、前記修正ハイトデータの階調値の最大値と最小値の差である高低差を求める高低差算出ステップと、複数の前記距離に対して前記高低差を算出することで得られた前記距離と前記高低差の関係を示す関係式において、前後の前記距離の変化に対し前記高低差が略一定となるような前記距離を求める適距離算出ステップと、前記所定の距離を前記適距離算出ステップで算出した距離とした場合の前記修正ハイトデータを作成するハイトデータ修正ステップと、を実行することを特徴とするハイトデータ処理方法である。

第３の発明は、コンピュータに、表面に凹凸形状を有する原稿を３次元スキャンして得られた、高さ情報を階調値で示す画像データである、エンボス版製造用のハイトデータについて、各画素の階調値から、前記画素から所定の距離の範囲内にある画素の平均階調値を減算することにより修正ハイトデータを作成し、前記修正ハイトデータの階調値の最大値と最小値の差である高低差を求める高低差算出ステップと、複数の前記距離に対して前記高低差を算出することで得られた前記距離と前記高低差の関係を示す関係式において、前後の前記距離の変化に対し前記高低差が略一定となるような前記距離を求める適距離算出ステップと、前記所定の距離を前記適距離算出ステップで算出した距離とした場合の前記修正ハイトデータを作成するハイトデータ修正ステップと、を実行させるためのプログラムである。

第４の発明は、コンピュータに、表面に凹凸形状を有する原稿を３次元スキャンして得られた、高さ情報を階調値で示す画像データである、エンボス版製造用のハイトデータについて、各画素の階調値から、前記画素から所定の距離の範囲内にある画素の平均階調値を減算することにより修正ハイトデータを作成し、前記修正ハイトデータの階調値の最大値と最小値の差である高低差を求める高低差算出ステップと、複数の前記距離に対して前記高低差を算出することで得られた前記距離と前記高低差の関係を示す関係式において、前後の前記距離の変化に対し前記高低差が略一定となるような前記距離を求める適距離算出ステップと、前記所定の距離を前記適距離算出ステップで算出した距離とした場合の前記修正ハイトデータを作成するハイトデータ修正ステップと、を実行させるためのプログラムを記録した記録媒体である。

第５の発明は、コンピュータが、表面に凹凸形状を有する原稿を３次元スキャンして得られた、高さ情報を階調値で示す画像データである、エンボス版製造用のハイトデータについて、各画素の階調値から、前記画素から所定の距離の範囲内にある画素の平均階調値を減算することにより修正ハイトデータを作成し、前記修正ハイトデータの階調値の最大値と最小値の差である高低差を求める高低差算出ステップと、複数の前記距離に対して前記高低差を算出することで得られた前記距離と前記高低差の関係を示す関係式において、前後の前記距離の変化に対し前記高低差が略一定となるような前記距離を求める適距離算出ステップと、前記所定の距離を前記適距離算出ステップで算出した距離とした場合の前記修正ハイトデータを作成するハイトデータ修正ステップと、を実行し、エンボス版製造手段が、前記ハイトデータ修正ステップにより算出された修正ハイトデータに基づいて、彫刻またはエッチングの手法により前記修正ハイトデータが示す凹凸形状を表面に形成したエンボス版を製造することを特徴とするエンボス版製造方法である。

第６の発明は、第５の発明のエンボス版製造方法によって製造されたエンボス版を用いてシート表面にエンボス加工を施すことを特徴とするシート製造方法である。

本発明により、原稿を読取って得たハイトデータにおいて、簡単に原稿のたわみ形状等を除去できるハイトデータ処理方法等を提供することができる。

ハイトデータ処理装置１を示す図 原稿３の読取を示す図 ハイトデータ処理装置１のハードウェア構成を示す図 ハイトデータ処理装置１の機能構成を示す図 ハイトデータ処理方法を示すフローチャート ぼかし処理の例を説明する図 ぼかし処理の例を説明する図 ぼかし半径ｒと高低差Ｈとの関係を示す図 壁紙等のシートの空間周波数分布の例を示す図 適切なぼかし半径の算出について説明する図 ぼかし処理の例を示す図 エンボス版製造装置９Ａを示す図 エンボス版製造装置９Ｂを示す図 エンボス版製造装置９Ｃを示す図 適切なぼかし半径の算出について説明する図

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。

［第１の実施形態］
（１．ハイトデータ処理装置）
図１は、本発明の実施形態に係るハイトデータ処理装置１を示す図である。このハイトデータ処理装置１は、予め製作したテクスチュアの凹凸形状を有する原稿３を３次元スキャナ２で読み取って得たハイトデータの修正を行い、原稿３のたわみ形状等を除去するものである。修正後のハイトデータは、前記したように、エンボス版の表面にテクスチュアの凹凸形状を形成する際の版下データとして用いられる。

ハイトデータ処理装置１は３次元スキャナ２に接続される。３次元スキャナ２は制御装置２０ａとスキャン部２０ｂを有する。３次元スキャナ２では、制御装置２０ａによってスキャン部２０ｂを制御し、図２（ａ）に示すようにレーザ走査を行って原稿３の表面のテクスチュアの凹凸形状を読み取り、ハイトデータとしてハイトデータ処理装置１に送信する。

原稿３の表面にはテクスチュアの凹凸形状が形成されるが、前記の通り、原稿３がたわんでいたり、原稿３自体の厚みが不均一であったりすると、テクスチュアの凹凸形状以外のたわみ形状等がハイトデータに含まれることになる。

図２（ｂ）はたわみ形状等を含んだハイトデータ２４の例である。ハイトデータ２４は、テクスチュアの凹凸形状の高さ情報を階調値で示す画像データである。図２（ｂ）のハイトデータ２４は、テクスチュアの凹凸形状を、高い箇所を白、低い箇所を黒とした２５６階調のグレースケールで表現したものであり、たわみによって左上部分が低く、右下部分が高くなっている。

図３はハイトデータ処理装置１のハードウェア構成を示す図である。ハイトデータ処理装置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（インタフェース）部１４、通信部１５、入力部１６、表示部１７、印刷部１８等がバス１９を介して接続されて構成された一般的なコンピュータによって実現できる。

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、後述する処理に際して制御部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は、例えばＤＶＤ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、通信制御装置や通信ポート等を有し、ネットワークを介した他の装置等との通信を媒介する。

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、液晶パネルや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。
印刷部１８は、プリンタなどであり、必要に応じて各種画像データの印刷を行う。
バス１９は、各部間の制御信号、データ信号等の授受を媒介する経路である。

次に、ハイトデータ処理装置１の機能構成について、図４を用いて説明する。

図４に示すように、ハイトデータ処理装置１は、高低差算出手段２１、適距離算出手段２２、ハイトデータ修正手段２３等を有し、記憶部１２にハイトデータ２４が記憶される。

高低差算出手段２１は、ハイトデータ処理装置１の制御部１１が、ハイトデータ２４の各画素の階調値から、各画素から所定の距離の範囲内にある画素の平均階調値を減算することにより、修正ハイトデータを作成し、修正ハイトデータの階調値の最大値と最小値の差である高低差を求めるものである。一般に、修正ハイトデータを作成する上記の処理は「ぼかし処理」、上記の距離は「ぼかし半径」と呼ばれ、以下の記載でもこれらの語を用いることがある。

適距離算出手段２２は、ハイトデータ処理装置１の制御部１１が、複数のぼかし半径に対して上記の高低差を算出することで得られたぼかし半径と高低差との関係を示す関係式において、前後のぼかし半径の変化に対し高低差が略一定となるようなぼかし半径を求めるものである。

ハイトデータ修正手段２３は、ハイトデータ処理装置１の制御部１１が、適距離算出手段２２で算出したぼかし半径を用いて、前記と同様の手順で修正ハイトデータを作成するものである。

（２．ハイトデータ処理方法）
次に、ハイトデータ処理装置１によるハイトデータ処理方法について説明する。図５はハイトデータ処理方法を示すフローチャートであり、図の各ステップはハイトデータ処理装置１の制御部１１により実行される。

（Ｓ１．ハイトデータ２４の取得）
本実施形態では、まず、ハイトデータ処理装置１が、記憶部１２に記憶された前記のハイトデータ２４を取得する（Ｓ１）。

（Ｓ２：修正ハイトデータの高低差の算出）
ハイトデータ処理装置１は、このハイトデータ２４について、複数のぼかし半径のそれぞれでぼかし処理を行い、各ぼかし処理後のハイトデータ２４（修正ハイトデータ）について高低差Ｈを算出する（Ｓ２）。

ぼかし処理は既知であるが、図６、図７を参照して簡単に説明する。図６、図７はハイトデータ２４の画素をマスによって示したものであり、図６（ａ）、図７（ａ）、（ｂ）では中心の注目画素２４１ａからの距離をマス中に表示し、図６（ｂ）、図７（ｃ）は平均値算出時の重み付け係数をマス中に表示したものである。また、図６（ｃ）はマス中に階調値を表示している。

ぼかし処理では、例えば、図６（ａ）に示すように注目画素２４１ａを中心とする正方形の注目範囲内にある各画素について、図６（ｂ）に示すように階調値を均等に重み付けした平均値を平均階調値として算出する。そして、注目画素２４１ａの階調値から上記平均階調値を減算する。以上の処理をハイトデータ２４の各画素を注目画素２４１ａとして行うことで、ぼかし処理が行われる。

ここで、注目画素２４１ａから注目範囲の最外部の画素までの距離が、ぼかし半径ｒとなる。図の例では画素とその周囲８方向の画素との間の距離を１とし、ｒ＝２である。

なお、図６（ｃ）の左図に示すように、ハイトデータ２４の外縁部にある画素を注目画素２４１ａとするときに注目範囲がハイトデータ２４の範囲からはみ出すときは、適当な境界条件を設定して平均階調値の算出を行うとよい。例えば図６（ｃ）の左図に示すように注目範囲がハイトデータ２４の側辺からはみ出すときは、図６（ｃ）の右図に示すように、はみ出した範囲の画素の階調値を、側辺の画素列に関して線対称の位置にあるハイトデータ２４の画素の階調値と仮定してぼかし処理を行うことができる。

また、注目範囲は正方形に限らない。例えば図７（ａ）に示すようにひし型の範囲や図７（ｂ）に示すように円に近い範囲としてもよい。また、平均値についても、各画素を均等に重み付けするのではなく、図７（ｃ）に示すように画素位置に応じて重み付けを変えて平均値を算出してもよい。図の例では中心の注目画素２４１ａに近い程重み付けが大きくなるようにしており、一般的にガウスぼかしと呼ばれる。

Ｓ２では、予め設定した複数のぼかし半径ｒのそれぞれで上記したぼかし処理を行い、ぼかし処理後のハイトデータ２４のそれぞれについて、階調値の最大値と最小値の差を高低差Ｈとして算出する。ぼかし半径ｒが取り得る範囲の設定は任意であるが、例えば織物柄などで同じ柄が繰り返すような場合は、その柄の幅以下の範囲で複数のぼかし半径ｒを定めることができる。

（Ｓ３：適距離の算出）
次に、ハイトデータ処理装置１は、高低差Ｈとぼかし半径ｒの関係式を作成し、前後のぼかし半径ｒの変化に対して高低差が略一定であるようなぼかし半径ｒを、適距離として算出する（Ｓ３）。

ここでは、図８（ａ）に示すように、Ｓ２で複数のぼかし半径ｒに対して高低差Ｈを算出することで得られたデータ４０から、ぼかし半径ｒと高低差Ｈの関係を近似する３次曲線等の関係式Ｈ＝ｆ（ｒ）を作成する。図の４１は関係式Ｈ＝ｆ（ｒ）を示す近似線である。

壁紙等のシートの場合、関係式Ｈ＝ｆ（ｒ）では、一般的にぼかし半径ｒの値が大きくなるにつれ高低差Ｈの値が大きくなる。これは、ぼかし半径ｒの値が小さい場合ではハイトデータ２４の高周波成分を除去することになり、図８（ｂ）に示すようにテクスチュアの細かい凹凸がぼかし処理により低減されるためである。一方、ぼかし半径ｒの値を大きくして行き、適切な範囲であるとハイトデータ２４の原稿３のたわみや原稿３の厚みの不均一さを表す低〜中周波成分を除去することになり図８（ｃ）に示すように細かな凹凸形状が残る。しかし、ぼかし半径ｒの値がさらに大きくなって適切な範囲を超えると、上記の低〜中周波成分も除去できなくなり、当該成分に起因して高低差Ｈが大きくなる。

また、ぼかし半径ｒの値が小さい範囲Ａと大きい範囲Ｃでは、関係式Ｈ＝ｆ（ｒ）を示す近似線４１の傾きが大きい。一方、その中間の範囲Ｂでは傾きが小さく高低差Ｈが略一定である。これは、壁紙等のシートの場合、一般的に、図９に示すように、ハイトデータ２４の空間周波数分布が、周波数の低〜中程度の箇所と、高い箇所とにピークを有するためである。

すなわち、ハイトデータ２４は、原稿３のたわみ等によって生じる高さ変化と、原稿表面に形成されるテクスチュアの凹凸形状とを成分として含んでおり、前者の高さ変化が低〜中周波数成分、後者の凹凸形状が高周波数成分として支配的に現れる。そして、図９に示すように、原稿３のたわみ等によって生じる高さ変化は比較的広い周波数帯を有するため、ぼかし半径ｒの値が中程度の範囲Ｂでは、ぼかし半径ｒを変えても高低差Ｈは大きく変動せず、略一定となる。一方、テクスチュアの凹凸形状は高周波領域に狭く分布しているため、ぼかし半径ｒの値が小さい範囲Ａでは、ぼかし半径ｒが少し変わるだけでハイトデータ２４が大きく変わり、その結果として高低差Ｈが大きく変動する。また、ぼかし半径ｒの値が大きい範囲Ｃでは、中周波数領域のたわみ形状がぼかし半径ｒの増大に伴って除去されずにハイトデータ２４に徐々に表れだすため、高低差Ｈの変動も大きくなる。

本実施形態では、ハイトデータ２４から前記のたわみ形状等を除去するために、図８（ａ）の近似線４１について、前後のぼかし半径ｒの変化に対し高低差Ｈが略一定であるような範囲Ｂにあるぼかし半径ｒを１つ算出する。原稿３のたわみ形状等は、上記の範囲Ａと範囲Ｃの中間の範囲Ｂの空間周波数として現れるためである。

なお、ぼかし半径ｒの変化に対し高低差Ｈが略一定であるような範囲Ｂとは、例えば、図１０（ａ）に示すように、前記の関係式Ｈ＝ｆ（ｒ）についてぼかし半径ｒに関する一階微分ｄＨ／ｄｒを算出し、その変動についての平均値μと標準偏差σを用いて、下式（１）を満たすようなぼかし半径ｒの範囲と定義できる。
μ―σ＜ｄＨ／ｄｒ＜μ＋σ…（１）

本実施形態では、適切なぼかし半径ｒを１つ算出するために、図１０（ｂ）に示すように関係式Ｈ＝ｆ（ｒ）についてぼかし半径ｒに関する二階微分ｄ^２Ｈ／ｄｒ^２を算出する。そして、その値が０になるようなぼかし半径ｒ_０の値を求め、これを適切なぼかし半径ｒとする。なお、上記のぼかし半径ｒ_０を算出する方法としては、前記の一階微分ｄＨ／ｄｒの値が最小となるぼかし半径の値を求めてもよい。

（Ｓ４：ハイトデータのぼかし処理）
ハイトデータ処理装置１は、最後に、Ｓ３で算出した適切なぼかし半径ｒでハイトデータ２４のぼかし処理を行う。これにより原稿３のたわみ形状等を除去する。ぼかし処理としては、Ｓ２で説明したものと同じ処理を用いることができる。

図１１はこのぼかし処理を示す図である。左に示す、たわみ形状が左右の高さ変化として現れた元のハイトデータを、適切なぼかし半径でぼかし処理を行うことにより、右に示すようにたわみ形状が除去され、テクスチュアの細かな凹凸形状（ここでは、市松模様状に高い位置と低い位置が繰り替えすパターン）が残ったハイトデータが得られる。一方、ぼかし半径が小さい場合や大きい場合では、テクスチュアの細かな凹凸形状が劣化したり、たわみ形状が完全に除去できなくなる。

（３．エンボス版の製造と壁紙の製造）
以上のようにして修正されてたわみ形状等が除去されたハイトデータ２４は、エンボス版の製造に用いられ、これによりテクスチュアの凹凸形状がエンボス版の表面に形成される。これを図１２等を用いて説明する。

図１２のエンボス版製造装置９Ａは、ハイトデータ２４を用いてエンボス版シリンダにテクスチュアの凹凸形状のエンボス彫刻を施すものである。図に示すように、エンボス版製造装置９Ａは、コンピュータ９１、彫刻機９３、支持台１０１、及び回転駆動部１０４を備える。

コンピュータ９１は、ハイトデータ処理装置１として前記した手法によりハイトデータ２４を修正し、修正後のハイトデータ２４に基づき、彫刻機９３を制御する。

彫刻機９３は、彫刻機制御部９３１、駆動部９３２、及び彫刻用刃（打刻刃）９３３を備えるエンボス版製造手段である。

彫刻機制御部９３１は、コンピュータ９１から入力されるハイトデータ２４に従って駆動部９３２を駆動し、彫刻用刃９３３を支持台１０１、１０１に支持されたエンボス版シリンダ１００の版面に対して深さ方向に上下動するとともに、エンボス版シリンダ１００の回転軸方向（図中Ａ−Ａ方向）に移動させる。回転駆動部１０４は、コンピュータ９１から入力される指示に従って、支持台１０１、１０１に支持されたエンボス版シリンダ１００を回転軸Ａ−Ａ方向を中心に回転する。

これにより、彫刻機９３は、ハイトデータ２４に従った深さで金属製或いは樹脂製のエンボス版シリンダ１００に彫刻を施し、テクスチュアの凹凸形状を形成する。

なお、彫刻機９３は、彫刻用刃９３３に代えて、レーザ等を用いる方式のものでもよい。この場合、彫刻機９３は、図１２の駆動部９３２及び彫刻用刃９３３に代えて、走査部、レーザ発振器、及び光学ユニットを用いればよい。上記と同様にしてエンボス版シリンダ１００、あるいは光学ユニットを移動させながら、ハイトデータ２４に基づく出力値のレーザビームを光学ユニットを介して照射する。これによっても、エンボス版シリンダ１００にテクスチュアの凹凸形状を形成できる。

一方、図１３のエンボス版製造装置９Ｂは、ハイトデータ２４に基づいて、エッチングの手法を用いてエンボス版シリンダにテクスチュアの凹凸形状を形成するものである。

エンボス版製造装置９Ｂは、前記と同様のコンピュータ９１に加え、パターン露光装置９６、腐食装置９８、支持台１０１、及び回転駆動部１０４を備える。支持台１０１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２００が取り付けられている。

パターン露光装置９６は、走査部９６１、レーザ発振器９６２、及び光学ユニット９６３を備え、腐食装置９８とともにエンボス版製造手段を構成する。

パターン露光装置９６は、コンピュータ９１から入力されるハイトデータ２４に従って走査部９６１を駆動し、光学ユニットをエンボス版シリンダ２００の回転軸方向に移動させるとともに、レーザ発振器９６２を制御してハイトデータ２４に従った出力値に変調する。

ここでは、所定の階調値を閾値としてハイトデータ２４を二値化し、当該閾値を境にレーザがＯＮ／ＯＦＦになるように制御を行う。これにより、レジスト層をコーティングしたエンボス版シリンダ２００の所定位置にレーザビームを照射し、露光部と非露光部とからなるパターンを形成する露光処理を行う。レジスト層としては、ポジ型レジスト、ネガ型レジストのいずれも用いることができる。ポジ型レジストの場合は、露光処理により露光部のレジスト層がゲル化する。ネガ型レジストの場合は、露光処理により露光部のレジスト層が硬化する。

露光処理が完了したエンボス版シリンダ２００は、図示しない現像装置において現像と版洗浄が行われ、レジスト層のうち露光部（ポジ型レジストの場合）もしくは非露光部（ネガ型レジストの場合）が除去され、レジスト層のパターンが形成される。

その後、腐食装置９８によりエンボス版シリンダ２００に腐食液を作用させると、レジスト層の除去により露出した金属面の部分が腐食を受けて窪み、パターンに応じた凹凸形状が形成される。続いて洗浄処理を行い、残ったレジスト層を除去する。

その後、再度レジスト層をエンボス版シリンダ２００の表面にコーティングし、以上の処理を上記の閾値を変えて繰り返す。これを複数回行うことにより、エンボス版シリンダ２００の表面に複数段の凹凸形状が形成でき、テクスチュアの凹凸形状を形成できる。閾値としては、適当な値を予め定めておくとよい。

また、レーザビームによってレジスト層のパターンを形成する手段としては、レジスト層をコーティングしたエンボス版シリンダ２００に直接描画（レジスト層を焼飛ばす）し、現像処理や洗浄処理によるレジスト層の除去を必要としないレーザ刷版装置もあり、多く用いられている。この場合のエンボス版製造装置の構成は、現像装置等を必要としない点を除いて上記のエンボス版製造装置９Ｂと同様である。

この際、パターン露光装置９６は、前記と同様の制御を行い、レジスト層をコーティングしたエンボス版シリンダ２００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層のパターンを形成する。レーザ発振器９６２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、前記と同様の腐食処理を行いパターンに応じた凹凸形状をエンボス版に形成した後、洗浄処理により残ったレジスト層の除去を行う。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、前記の閾値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２００の表面に深さの異なる凹凸が形成できる。

図１４のエンボス版製造装置９Ｃは、ハイトデータ２４に基づいてフォトマスク９７を製造し、これを用いてエンボス版シリンダ２００にエッチングを行うことにより、テクスチュアの凹凸形状を形成するものである。

エンボス版製造装置９Ｃは、前記と同様のコンピュータ９１に加え、パターン露光装置９６、腐食装置９８、９８ａ、エンボス版露光装置９９、支持台１０１、及び回転駆動部１０４を備える。支持台１０１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２００が取り付けられる。

ここでは、パターン露光装置９６、腐食装置９８をフォトマスク９７の製造段階で利用し、このフォトマスク９７を用いて、エンボス版露光装置９９、腐食装置９８ａによりエンボス版の製造を行う。すなわち、これらの装置がエンボス版製造手段を構成している。

フォトマスク９７は、基板９７３上に遮光膜９７２が形成され、更にその上にレジスト層９７１がコーティングされる。このような状態のフォトマスク９７に対して、パターン露光装置９６は、図１３で説明したものと同様の方法でハイトデータ２４の閾値に従った露光制御を行なうことにより、レジスト層９７１に露光部と非露光部とを形成する。その後、現像および洗浄を行って不要なレジスト層を除去してレジスト層のパターンを形成する。レジスト層が除去された部分では、遮光膜９７２が露出する。

続いて、腐食装置９８により腐食液を作用させると、露出した遮光膜９７２の部分が腐食により除去される。その後、洗浄処理により残ったレジスト層を除去すると、遮光膜９７２のパターンを基板９７３上に形成したフォトマスク９７が製造される。

フォトマスク９７は、上記の閾値の値を変えつつ必要な数だけ製造され、それぞれエンボス版シリンダ２００への露光の際に使用される。すなわち、レジスト層がコーティングされたエンボス版シリンダ２００をフォトマスク９７にて覆い、エンボス版露光装置９９で露光することにより、フォトマスク９７に形成されている遮光膜９７２のパターンに従った露光部及び非露光部が形成される。

続いて、図１３の例と同様に、現像、洗浄処理を行うことにより不要なレジスト層が除去されてレジスト層のパターンが形成される。その後、腐食装置９８ａや洗浄装置（不図示）を用いて腐食および洗浄処理を行うと、前記と同様に、エンボス版シリンダ２００の表面に凹凸が形成され、残ったレジスト層が除去される。

フォトマスク９７を交換して、レジスト層コーティング、露光、現像、洗浄（不要なレジスト層の除去）、腐食、洗浄（残ったレジスト層の除去）の処理を繰り返すことにより、エンボス版シリンダ２００の表面に複数段の凹凸形状が形成でき、テクスチュアの凹凸形状を形成できる。

これらのエンボス版製造装置９Ａ、９Ｂ、９Ｃによれば、ハイトデータ２４に基づいて、エンボス版シリンダ１００、２００にテクスチュアの凹凸形状を形成することが可能となる。また、このエンボス版シリンダ１００、２００を用いて、所望のシートにエンボス加工を施すことにより壁紙等のシートが製造できる。シートの素材は、用途に応じて決定されるが、例えば、紙、樹脂、合成皮革等を用いることができる。

以上説明したように、原稿３のたわみ等によって生じるハイトデータ２４の高さの変化は比較的広い周波数帯を有するため、ぼかし半径ｒがそのような周波数帯に対応する範囲にあるときは、ぼかし半径ｒを変えても高低差Ｈは大きく変動せず、略一定となる。そこで、本実施形態では、このような範囲にあるぼかし半径ｒを採用してハイトデータ２４を修正することで、ハイトデータ２４における原稿３のたわみ形状等をコンピュータ上で自動的に除去でき、ユーザによる試行錯誤の負担が減り、簡単かつ高精度でたわみ形状等の除去ができる。たわみ形状等を除去した後のハイトデータ２４に基づいてエンボス版を製造し、製造したエンボス版を用いてシート表面にエンボス加工を施すことで、たわみ形状等の影響が低減され意匠性に優れた壁紙等のシートが効率よく製造できる。

［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態は、図５のＳ３において適切なぼかし半径ｒを算出する方法において異なる例である。それ以外については第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。

第２の実施形態は、前記の関係式において、前後のぼかし半径ｒの変化に対し高低差Ｈが略一定となるような範囲のほぼ上限値を算出する例であり、高低差Ｈが大きくなり始めるぼかし半径ｒを算出するものである。

第２の実施形態では、Ｓ３において適切なぼかし半径ｒを１つ算出するために曲率を用いる。すなわち、図１５（ａ）に示すように前記の関係式Ｈ＝ｆ（ｒ）を示す近似線４１について曲率半径Ｒを求め、図１５（ｂ）に示すように曲率１／Ｒが極大となるぼかし半径ｒmaxを、適切なぼかし半径ｒとして算出する。

この第２の実施形態では、近似線４１の曲率に基づいて適切なぼかし半径ｒを算出でき、第１の実施形態と同様の効果が得られる。一方、第１の実施形態では関係式Ｈ＝ｆ（ｒ）の変曲点から適切なぼかし半径を算出でき、どちらの方法で適切なぼかし半径を算出するかは、シートの特性やたわみ形状等の様子その他の特性に応じて選択すればよい。

以上、添付図面を参照しながら、本発明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。

１：ハイトデータ処理装置
２：３次元スキャナ
３：原稿
９Ａ、９Ｂ、９Ｃ：エンボス版製造装置
２１：高低差算出手段
２２：適距離算出手段
２３：ハイトデータ修正手段
２４：ハイトデータ

Claims (7)

1. 表面に凹凸形状を有する原稿を３次元スキャンして得られた、高さ情報を階調値で示す画像データである、エンボス版製造用のハイトデータについて、各画素の階調値から、前記画素から所定の距離の範囲内にある画素の平均階調値を減算することにより修正ハイトデータを作成し、前記修正ハイトデータの階調値の最大値と最小値の差である高低差を求める高低差算出手段と、
   複数の前記距離に対して前記高低差を算出することで得られた前記距離と前記高低差の関係を示す関係式において、前後の前記距離の変化に対し前記高低差が略一定となるような前記距離を求める適距離算出手段と、
   前記所定の距離を前記適距離算出手段で算出した距離とした場合の前記修正ハイトデータを作成するハイトデータ修正手段と、
   を含むことを特徴とするハイトデータ処理装置。
2. 前記適距離算出手段は、前記関係式の二階微分値が０となるような前記距離を算出することを特徴とする請求項１記載のハイトデータ処理装置。
3. コンピュータが、
   表面に凹凸形状を有する原稿を３次元スキャンして得られた、高さ情報を階調値で示す画像データである、エンボス版製造用のハイトデータについて、各画素の階調値から、前記画素から所定の距離の範囲内にある画素の平均階調値を減算することにより修正ハイトデータを作成し、前記修正ハイトデータの階調値の最大値と最小値の差である高低差を求める高低差算出ステップと、
   複数の前記距離に対して前記高低差を算出することで得られた前記距離と前記高低差の関係を示す関係式において、前後の前記距離の変化に対し前記高低差が略一定となるような前記距離を求める適距離算出ステップと、
   前記所定の距離を前記適距離算出ステップで算出した距離とした場合の前記修正ハイトデータを作成するハイトデータ修正ステップと、
   を実行することを特徴とするハイトデータ処理方法。
4. コンピュータに、
   表面に凹凸形状を有する原稿を３次元スキャンして得られた、高さ情報を階調値で示す画像データである、エンボス版製造用のハイトデータについて、各画素の階調値から、前記画素から所定の距離の範囲内にある画素の平均階調値を減算することにより修正ハイトデータを作成し、前記修正ハイトデータの階調値の最大値と最小値の差である高低差を求める高低差算出ステップと、
   複数の前記距離に対して前記高低差を算出することで得られた前記距離と前記高低差の関係を示す関係式において、前後の前記距離の変化に対し前記高低差が略一定となるような前記距離を求める適距離算出ステップと、
   前記所定の距離を前記適距離算出ステップで算出した距離とした場合の前記修正ハイトデータを作成するハイトデータ修正ステップと、
   を実行させるためのプログラム。
5. コンピュータに、
   表面に凹凸形状を有する原稿を３次元スキャンして得られた、高さ情報を階調値で示す画像データである、エンボス版製造用のハイトデータについて、各画素の階調値から、前記画素から所定の距離の範囲内にある画素の平均階調値を減算することにより修正ハイトデータを作成し、前記修正ハイトデータの階調値の最大値と最小値の差である高低差を求める高低差算出ステップと、
   複数の前記距離に対して前記高低差を算出することで得られた前記距離と前記高低差の関係を示す関係式において、前後の前記距離の変化に対し前記高低差が略一定となるような前記距離を求める適距離算出ステップと、
   前記所定の距離を前記適距離算出ステップで算出した距離とした場合の前記修正ハイトデータを作成するハイトデータ修正ステップと、
   を実行させるためのプログラムを記録した記録媒体。
6. コンピュータが、
   表面に凹凸形状を有する原稿を３次元スキャンして得られた、高さ情報を階調値で示す画像データである、エンボス版製造用のハイトデータについて、各画素の階調値から、前記画素から所定の距離の範囲内にある画素の平均階調値を減算することにより修正ハイトデータを作成し、前記修正ハイトデータの階調値の最大値と最小値の差である高低差を求める高低差算出ステップと、
   複数の前記距離に対して前記高低差を算出することで得られた前記距離と前記高低差の関係を示す関係式において、前後の前記距離の変化に対し前記高低差が略一定となるような前記距離を求める適距離算出ステップと、
   前記所定の距離を前記適距離算出ステップで算出した距離とした場合の前記修正ハイトデータを作成するハイトデータ修正ステップと、
   を実行し、
   エンボス版製造手段が、
   前記ハイトデータ修正ステップにより算出された修正ハイトデータに基づいて、彫刻またはエッチングの手法により前記修正ハイトデータが示す凹凸形状を表面に形成したエンボス版を製造することを特徴とするエンボス版製造方法。
7. 請求項６に記載のエンボス版製造方法によって製造されたエンボス版を用いてシート表面にエンボス加工を施すことを特徴とするシート製造方法。