在物體上列印圖像圖案的系統和方法
2023-09-16 15:31:35 5
專利名稱：在物體上列印圖像圖案的系統和方法
技術領域：
本發明涉及在諸如家具和樂器之類的物體、構件和日用品上列印圖像和圖案的系統和方法。
本申請要求日本專利申請No.2003-423967、No.2003-423945和No.2004-80942的優先權，其內容在此通過參考而被引入。
背景技術：
按照慣例，通過以下方法(1)至(5)之一、或者通過以下方法(1)至(5)的組合，在諸如具有複雜形狀的鍵盤樂器的木質臂(或側杆)之類的構件上，列印規定的圖案。
(1)通過熱壓列印圖案。
(2)諸如氯乙烯板之類具有圖案的裝飾板(或層壓板)和烯烴板(olefin sheets)的真空粘著。
(3)具有圖案的聚酯層壓板和二氨基庚二酸(DAP)板的組合。
(4)通過照相凹版塗布機(coater)直接列印。
(5)通過噴墨印表機直接列印。
日本專利申請公開No.2000-190462公開了一種列印方法，該列印方法利用噴墨印表機和水彩墨，高度固定性、高持久性地在木質構件的表面上列印圖像。在此，利用噴墨印表機，直接把墨轉印到厚木質構件的表面上。
然而，上述方法(1)至(5)遭受以下問題困擾。
(a)在方法(2)中，當對由氯乙烯、烯烴和聚乙烯對酞酸鹽(PET)組成的單層板執行諸如照相凹版列印之類的多色列印時，需要產生昂貴的母板(master)(例如，雕刻或者採樣)，藉此對列印進行色彩校正，然後實際上對指定物體執行列印。為此，需要花費很長的研製周期(例如幾個月)和昂貴的成本(例如，每個母板幾百萬日元)。
(b)在把板材粘著到規定物體上的方法(1)和(2)中，由於粘著的限制，將造成物體的三維成形和設計的自由度減少。
(c)方法(3)缺乏關於在物體上列印的圖案的和諧感覺。
(d)在方法(1)、(2)、(4)和(5)中，當在具有彎曲表面的物體上列印圖案時，在彎曲表面上列印的圖案可能被部分地伸展和扭曲，使得裝飾價值可能降低。
(e)在方法(4)中，利用照相凹版塗布機執行直接的印刷，這使得有可能只執行單色印刷或雙色印刷；因此，難以利用各種多色圖案實現列印。另外，即使在簡單的圖案中，也難以精確地重現色彩，即難以逼真地重現原始圖像的圖案。
(f)在方法(1)和(2)中，當對具有三維彎曲表面的物體執行列印時，難以把板材粘著到物體的三維彎曲表面上。在該情況下，即使當板材被粘附到物體的三維彎曲表面上，圖案也可能扭曲，致使引起看上去不自然的外觀。
以下，將詳細描述上述問題(d)，在問題(d)中，圖案被部分地伸展和扭曲。
參考圖7A至7C，將描述這樣的現象，其中利用噴墨印表機在規定物體上列印的列印圖案被部分地伸展和扭曲。圖7A是條帶狀的圖像數據圖案的平面圖，其中以等間距形成條帶。圖7B是受到列印的物體10的橫截面圖。圖7C是圖案實際上被列印在其上的構件10的透視圖。在此，附圖標記I1表示在平整的第一表面11上列印的條帶之間的間距，附圖標記I2表示在傾斜的第二表面12上列印的條帶之間的間距，其中I1＜I2。附圖標記200表示處於噴墨印表機的噴墨方向上的軸。
處於噴墨印表機的噴墨方向上的參考軸200被畫成和處於第一表面11的法線方向上的垂直軸平行，但是該參考軸200和處於第二表面12的法線方向上的垂直軸以及處於第三表面13的法線方向上的垂直軸都不平行。當把其中形成有等間距的條帶的圖案列印在物體10上時，在第一表面11上，相鄰條帶之間的間距被精確地保持，然而在第二表面12和第三表面13上，由於第二表面12和第三表面13的形狀，將造成圖案將被部分地伸展和扭曲。
發明內容
本發明的目的是提供一種列印系統和列印方法，能夠縮短在物體上列印圖案所需的總時間，以及降低為實現列印所需的總成本。
本發明的另一個目的是提供一種列印系統和列印方法，該列印系統和列印方法能夠防止在物體上列印的圖案部分地伸展和扭曲。
本發明的又一個目的是提供一種列印系統和列印方法，該列印系統和列印方法能夠實現在物體上列印的各種圖案之間的視覺上和諧感覺。
在本發明的第一方面，一種列印系統包括數據處理設備，用於根據代表物體形狀的物體形狀數據處理圖像數據；以及印表機，用於根據經過處理的圖像數據來把墨噴射到物體的規定表面上。作為替換，列印方法包括第一步驟，根據物體形狀數據來處理圖像數據；以及第二步驟，根據經過處理的圖像數據，把墨噴射到物體的規定表面上。
在以上中，當處於物體的規定表面的法線方向上的垂直軸和處於噴射到物體的規定表面的噴墨方向上的參考軸不平行，則根據物體形狀數據來處理圖像數據。
即，根據利用掃描儀、數字相機等產生的圖像數據，來把規定圖案列印在物體(object)的規定表面上。這消除了為產生其圖案要被拾取以產生數字圖像數據的母板所需的時間和成本。因此，有可能用相對低的成本、在短時間內，對任何類型的物體執行圖案列印。另外，即使當物體具有二維彎曲或三維彎曲的彎曲表面，也考慮物體的形狀來適當地處理圖像數據，從而能夠根據經過處理的圖像數據，來精確地執行圖案列印。即使當物體具有彎曲表面，這也防止列印的圖案部分地伸展或扭曲。
在本發明的第二方面，相對於物體的第一表面的圖案來產生圖像數據，然後根據代表物體形狀的物體形狀數據處理該圖像數據，從而根據經過處理的圖像數據，把圖案傳轉印到物體的第二表面。
在以上中，相對於物體的第一表面的『現有』圖案來產生圖像數據，然後把該圖像數據轉印到物體的第二表面。在此，有可能在物體的現有圖案和物體的新近列印圖案之間實現視覺上的和諧感覺，物體的現有圖案和新近列印圖案是在物體的不同區域形成和列印的。
在本發明的第三方面，響應代表物體形狀的物體形狀數據來產生圖像數據，其中一旦選擇了物體的某一表面，就啟動印表機根據經過處理的圖像數據，來在物體的選定表面上列印規定圖案，以及其中，物體的選定表面被控制以朝向印表機的噴墨部分。這允許，在準確地朝向印表機的噴墨部分的物體選定表面上列印規定圖案。
將參考以下的附圖，來更詳細地描述本發明的這些和其它目的、方面及實施例，其中圖1是根據本發明第一實施例的列印系統的總體結構的框圖；圖2是本發明第一實施例中的列印程序的流程圖；圖3是受到列印的物體的透視圖；圖4A是條帶狀的圖像數據圖案的平面圖；圖4B是受到列印的物體的橫截面圖；圖5A顯示了通過圖像處理生成的多種圖像數據；圖5B顯示了和圖5A中所示的四組圖像數據相對應的組合圖像；圖5C顯示了可以和圖5B中所示的組合圖像相結合的圖畫圖案；圖6A是具有列印的圖案的鋼琴的外觀的透視圖；圖6B是根據多個圖像數據的組合而產生的、被應用於鋼琴上的列印圖案的放大視圖；圖7A是條帶狀的圖像數據圖案的平面圖；圖7B是受到列印的物體的橫截面圖；圖7C是條帶狀圖案實際上被列印在其上面的物體的透視圖；圖8是本發明第二實施例中的列印程序的流程圖；圖9A是根據第二實施例的、在切割工作之後的物體的透視圖；圖9B是某物體的透視圖，其中拾取某一圖案，以產生圖像數據；圖9C是某物體的透視圖，其中根據圖像數據，把圖案列印在該物體的某一區域上；圖9D是利用聚酯塗層進行修整的物體的透視圖；以及圖10是根據本發明第三實施例的列印系統的總體結構的框圖。
具體實施例方式
以下將參考附圖，通過例子來進一步詳細說明本發明。
1.第一實施例圖1所示框圖顯示了根據本發明第一實施例的列印系統的總體結構，其中附圖標記1表示用於處理圖像數據的數據處理設備。數據處理設備1配備有顯示器和操作單元(兩者都未顯示)，藉此按照用戶的指令對圖像數據進行處理。數據處理設備1能夠對圖像數據執行各種圖像處理，諸如旋轉、放大、縮小和翻轉。附圖標記2表示數據產生設備，該數據產生設備2輸入關於作為圖像樣本的各種物體的圖像，以便產生物體圖案數據101。可以利用能夠以規定的數字格式拾取圖像的掃描儀和數字相機，來實現數據產生設備2。作為替換，有可能通過網際網路，下載可公開獲得的、所謂的無版權圖像。物體圖案數據101從數據產生設備2，通過電纜等，被傳送給數據處理設備1。
數據處理設備1處理物體圖案數據101。特別是，數據處理設備1輸入代表要被列印的物體的外形和形狀的物體形狀數據100，從而數據處理設備1根據物體形狀數據100對物體圖案數據101執行圖像處理。物體形狀數據100代表物體的外形和形狀，利用實現計算機輔助設計(即CAD)的軟體來設計物體外形和形狀。當然，有可能通過對物體執行三維掃描或測量，來產生物體形狀數據100。
數據處理設備1處理物體圖案數據101，以便產生經過處理的數字數據102。附圖標記3表示主控制器，該主控制器3全面控制列印。可以利用通用個人計算機等來實現主控制器3。經過處理的數字數據102通過諸如區域網(LAN)的指定網絡，被提供給主控制器3。作為替換，利用諸如軟盤、CD-ROM(只讀光碟)等的數字存儲介質，來把經過處理的數字數據102提供給主控制器3。可以更改圖1的列印系統，使得主控制器3實現數據處理設備1的上述功能。
一旦收到用戶指令，主控制器3就控制RGB彩色噴墨印表機4(其中「RGB」代表紅、綠、藍這三種基色)。響應用戶的列印指令，主控制器3把經過處理的數字數據102提供給RGB彩色噴墨印表機4，該RGB彩色噴墨印表機4被設計成，應付諸如木材的大或厚的材料。基於從主控制器3輸出的經過處理的數字數據102，RGB彩色噴墨印表機4的列印頭(未顯示)將墨噴射到物體的規定表面上，指定圖案被列印在物體的該規定表面上。
可以利用把熱印頭(thermal head)、針點頭(wire dot head)等用作列印頭的其它印表機，來代替RGB彩色噴墨印表機4。可以利用通用個人計算機等，來實現數據處理設備1和主控制器3的上述功能。
接下來，將參考圖2來描述本發明的列印程序。在步驟S200中，提供諸如圖像樣本的材料。在此，有可能使用各種材料，諸如油漆樣本印版、畫、圖畫、照片。在步驟S201中，數據產生設備2拾取材料的圖像，以便產生圖像數據。在步驟S202中，數據處理設備1輸入並處理圖像數據，以適合要被進行圖案列印的物體的形狀。在此，數據處理設備1預先輸入物體形狀數據100，從而數據處理設備1根據物體形狀數據100所代表的物體形狀，來處理圖像數據，由此產生經過處理的數字數據102。另外，數據處理設備1對圖像數據執行圖像處理，諸如旋轉、放大、縮小、寬高比修改(其中，修改水平尺度與垂直尺度之間的某一寬高比，來實現放大和縮小)和翻轉，以及色調控制和亮度及陰影控制，由此產生經過處理的數字數據102。
如上所述，在步驟S202中，圖像數據被處理，來匹配物體的形狀，以便產生經過處理的數字數據102，該經過處理的數字數據102被提供給主控制器3。在步驟S203中，一旦收到用戶的列印指令，主控制器3就把經過處理的數字數據102提供給RGB彩色噴墨印表機4，該RGB彩色噴墨印表機4又根據經過處理的數字數據102，在物體的規定表面上列印規定的圖案。
在步驟S204中，對通過RGB彩色噴墨印表機4列印了規定圖案的物體，執行塗層修整(coat finishing)。有可能執行各種類型的塗層修整，諸如鏡面拋光(specular gloss finishing)和消光修整(flat finishing)。當然，有可能省略塗層修整。
接下來，將詳細描述數據處理設備1的圖像數據處理。
(a)第一處理圖3顯示了相對於物體20的表面21-23的各種圖像數據應用，其中參考軸201位於RGB彩色噴墨印表機4的噴墨方向。當處於第一表面21的法線方向上的垂直軸與參考軸201平行，則有可能把利用掃描儀或數字相機產生的圖像數據，直接應用於第一表面21上。
處於另外表面22和23的法線方向上的垂直軸都不平行於參考軸201；因此，不可能把通過掃描儀或數字相機產生的圖像數據直接應用於表面22和23。為此，根據物體形狀數據100來處理原始圖像數據，從而把經過處理的圖像數據分別應用於第二表面22和第三表面23。
以下，將參考圖4A和4B來描述第一處理的細節，圖4A和4B對應於圖7A和7B。圖4A是條帶狀的圖像數據圖案的平面圖；圖4B是具有受到圖案列印的表面11-13的物體10的橫截面圖。假定處於第一表面11的法線方向上的垂直軸與處於噴墨方向上的參考軸200平行。為了以這樣一種方式在物體10上列印條帶狀圖案，使得相對於所有表面11-13，列印的每個條帶之間的間距相等，則必須對圖像數據進行處理，以便相對於表面12和13，建立I1＝I2的關係。即，以這樣一種方式來修改圖案，以至於所有的條帶被等間距地列印在表面11、12和13上，從而處理圖像數據，來獲得要投影到和第一表面11平行的虛擬平面上的修改圖案。
在以上描述中，數據處理設備1參考物體形狀數據100，並考慮分別在第一表面11與另外觀面12和13之間形成的角度，來處理圖像數據。即使當表面的形狀是彎曲的，數據處理設備1也能夠響應物體形狀數據100所代表的曲率，來適當地處理圖像數據。
(b)第二處理以下將參考圖5A至5C，來描述第二處理，其中數據處理設備1預先存儲代表原始圖像的圖像數據103(見圖5A)。一旦收到用戶的處理指令，數據處理設備1就對圖像數據103執行左/右翻轉(從而，使圖像數據103相對於參考軸202對稱地翻轉)，由此產生圖像數據104。類似，數據處理設備1對圖像數據103執行上/下翻轉(從而，使圖像數據103相對於垂直於參考軸202的參考軸203對稱地翻轉)，由此產生圖像數據105。另外，數據處理設備1對圖像數據105執行左/右翻轉，或者數據處理設備1對圖像數據104執行上/下翻轉，由此產生圖像數據106。
然後，數據處理設備1把圖像數據103至105組合起來，如圖5B所示，其中規定的角「X」被排列成彼此相鄰，由此產生圖像數據107。順便提及，數據處理設備1能夠分別對圖像數據103至107執行其它的處理，諸如放大、縮小和寬高比修改。另外，數據處理設備1可以把圖像數據107，和例如圖5C中所示的、代表圖畫圖案的其它圖像數據108相結合，以便產生用於列印的合成圖像數據。當然，有可能使用圖像數據107來列印。
接下來，將詳細地描述本發明的工作例子。按照以下步驟產生第一例子。
(1)數據源產生把0.5mm厚的片狀桃花心木層壓板粘著到10.0mm厚的層壓板上，以便產生樣本，然後利用『P180』砂紙對該樣本進行木材修整；此後，利用氨基甲酸乙酯樹脂基的染色劑對樣本進行染色，然後使該樣本在室溫下乾燥16小時。隨後，在樣本上塗敷不飽和的聚酯樹脂透明塗層，以便獲得400μm的厚度，其中然後使該樣本乾燥16小時。最後，利用『P800』砂紙對樣本進行拋光，並利用拋光輪進一步對該樣本木材進行拋光。因而，有可能完成樣本的產生。
(2)圖像拾取利用掃描儀拾取樣本的圖像，以便產生代表樣本的色彩和圖案的數字圖像數據。
(3)數據處理對數字數據進行處理，以便產生多種縮小的圖像數據，該縮小的圖像數據允許圖案被轉印到基底材料的規定表面。
(4)表面處理通過按照規定的CAD數據對『MDF』(即中密度纖維板)進行切割，來製備基底材料，其中為了改善的圖案的固定性，在基底材料的規定表面上塗敷氨基甲酸乙酯樹脂，以便利用刷子來獲得50g/m2的塗層密度；此後，使基底材料在50℃下乾燥1小時，然後利用P180砂紙對該基底材料拋光。
(5)列印利用通用RGB彩色噴墨印表機，在基底材料的規定表面上列印圖案，由此產生具有列印的圖案的物體。當物體具有平整的表面時，有可能通過單一列印操作來列印圖案。對於除具有平整表面之外還具有彎曲表面的物體，把列印分成多個操作，藉此分別在平整表面和彎曲表面上列印圖案。在該情況下，可以進一步把彎曲表面分成多個部分，利用為每個部分選擇的『最佳』圖像數據，來獨立地列印每個部分，其中確定分割的部分，使得在不同部分上列印的、和上述數據處理(見步驟(3))相關的圖案彼此不重疊。
(6)修整在其表面上具有列印圖案的上述物體上，塗敷氨基甲酸乙酯樹脂塗層，以便獲得20μm的塗層厚度，然後使該物體乾燥16小時；此後，利用『P240』砂紙對該物體進行不規則拋光。另外，在該物體上進一步塗敷不飽和的聚酯樹脂塗層，以便獲得400μm的塗層厚度，然後使該物體在室溫下乾燥16小時。最後，利用『P800』砂紙對該物體進行拋光，然後利用拋光輪對該物體進行修整。
因而，有可能在具有平整和彎曲表面的上述物體上，精確地、逼真地重現桃花心木木材圖案，該物體由於受到塗層修整而顯示出非常漂亮的外觀。完全執行上述步驟所需的總時間，包括用於提供原始圖像數據的樣本的產生，僅為8天，其中本發明不需要用於產生照相凹版膠印母板的成本，而按照慣例是需要該成本的。另外，本實施例不需要其它的板材和印版；因此，本實施例沒有為生產其它的板材和樣本而浪費材料。此外，本實施例允許為生產單一物體而獨立地選擇單一圖案。
同時，當按照常規方法執行上述圖案列印時，需要4個月來生產原始母板以及在列印中調整色調，其中，例如生產母板需要2.5兆日元。另外，常規方法需要特定的板材，用於生產以1000米長度為單位進行列印的基材，每個1000米長度可能相當於用於產生一百個電子鍵盤樂器的總線(total line)。
為了試驗，通過執行圖案列印中的上述步驟，除了關於氨基甲酸乙酯樹脂塗敷的步驟(4)之外，來產生第二物體。第二物體可能在列印圖案的外觀上缺乏清晰度和銳度，但是可以演示列印中的適當精美外觀，其中第二物體具有連續變化的圖案，諸如紋理圖案，並且被自然地修整。
另外，通過執行上述步驟，除用於產生具有桃花心木紋理圖案的母板的步驟(1)之外，來產生第三物體；利用具有桃花心木列印的圖案的氯乙烯板代替該母板，該桃花心木列印的圖案用於產生數字圖像數據。第三物體具有紋理圖案，該紋理圖案在外觀上類似於通過上述步驟(1)至(5)獲得的圖案。在該情況下，有可能減少為產生母板所需的時間，即3天；因此，可以在5天內產生第三物體。即，有可能進一步縮短研製周期。順便提及，可以利用人工幾何圖案、自然界現有物體和其它列印材料，來生成對應於數字圖像數據的數據源。
接下來，將描述第二例子。類似於第一例子，基本上按照圖案列印中的上述步驟來產生第二例子，然而省略了用於產生『桃花心木』樣本的步驟(1)，而把印度玫瑰畫(Indian rose picture)用作「數據源1」，並且把木質圖像用作「數據源2」，其中在步驟(2)和(3)中，在數據處理中使用桃花心木圖畫和木質圖像的組合。實際上按照第二例子來產生物體，並且我們發現由於精美的圖案而使產生的物體在外觀上看上去很漂亮，在該精美的圖案中，木質圖像被應用於印度玫瑰畫上。
圖6A和6B顯示了應用於鋼琴上的列印圖案，該列印圖案是基於按照第二例子生成的圖像數據被重現的，其中圖6A是具有列印圖案的鋼琴的外觀的透視圖，圖6B是基於多個圖像數據的組合而產生特定圖案的放大視圖。順便提及，在其中對圖像數據進行處理以實現圖案列印的第二例子不必應用於上述物體；即，第二例子可以被應用於多種物體，諸如各種樂器、家具和建築材料，以及諸如鋼琴和電子鋼琴的鍵盤樂器。
第二例子可以演示圖案列印，以及按照類似於第一例子的步驟產生物體，然而第二例子可以使用各種圖畫樣本，諸如用戶的家庭畫(homepicture)和適合用戶偏愛的其它圖案。根據第二例子，有可能產生世界上非常獨特的物體，其中家庭畫被併入適合用戶偏愛的期望圖案中；因此，例如用戶可以把物體用作電子鋼琴的外部裝飾。
根據上述的本實施例，可以基於數字圖像數據，來適當地把各種圖案列印到各種物體上。即，本實施例只需要數字圖像數據，基於該數字圖像數據把各種圖案列印在各種物體上。另外，本實施例不需要特定的樣本或者母板；因此，有可能用較小量的成本以及在短時間內，在各種物體上列印圖案。因此，本實施例有效地工作，來迅速地滿足用戶的需求，而不需要特定樣本或者母板的生產成本。此外，可以把單一圖像數據應用於許多種物體。
本實施例允許響應物體的各種形狀來處理數字圖像數據，以至於根據經過處理的數字圖像數據來把圖案列印在物體上。即，即使當物體具有彎曲表面，也有可能防止列印的圖案部分地伸展和扭曲；因此，有可能實現視覺上的自然裝飾效應。
近來，設計者們處於這樣的環境下，該環境允許設計者容易地利用掃描儀和數字相機產生數字圖像數據，並且還允許設計者通過網際網路把數字圖像數據下載到個人計算機中，其中當可以得到圖像處理設備時，設計者們有可能確認完全完成的產品的外觀。因此，設計者們能夠容易地、快速地向用戶呈現完成的產品圖像。
而且，本發明的圖案列印方法能夠精確地、高度逼真地重現數字圖像數據的圖像，以便在物體上列印圖案。因此，有可能產生這樣的物體，該物體的外觀顯示出視覺上的和諧感覺，藉此列印的圖案自然地和物體成為一體。有可能在物體的表面上塗敷展現出保護功能的保護層，這是在圖案印刷中被完成的，其中有可能實現諸如光澤的紋理變化。
2.第二實施例接下來，將詳細描述根據第二實施例的列印系統，其中其硬體配置類似於圖1中所示的第一實施例；因此，將省略對其硬體配置的詳細描述。
參考圖8，將描述根據第二實施例的列印程序，其中參考在物體的圖案列印區上列印的規定圖案來產生圖像數據，使得RGB彩色噴墨印表機4用於根據該圖像數據，來在物體的無圖案區列印規定圖案。
在步驟S300中，對物體的無圖案區執行預處理，以便準備列印。
在步驟S301中，數據產生設備2拾取物體上的圖案的圖像，以便產生圖像數據。在步驟S302中，數據處理設備1處理圖像數據，以適合物體的形狀，其中數據處理設備1預先具有物體形狀數據100，從而根據物體形狀數據100所代表的物體形狀來處理圖像數據，由此產生經過處理的數字數據102。在此，數據處理設備1執行各種圖像處理，諸如旋轉、放大、縮小、寬高比修改和翻轉，以及色調控制和亮度及陰影控制，由此產生經過處理的數字數據102。
在步驟S303中，主控制器3輸入匹配物體形狀的經過處理的數字數據102，其中一旦收到用戶的列印指令，主控制器3就把經過處理的數字數據102提供給RGB彩色噴墨印表機4。根據從主控制器3提供的經過處理的數字數據102，RGB彩色噴墨印表機4在物體的規定表面上列印規定圖案。
在步驟S304中，對受到了RGB彩色噴墨印表機4的圖案列印的物體執行塗層修整。當然，有可能令人滿意地省略塗層修整。順便提及，有可能使用鏡面拋光和消光修整作為塗層修整。
接下來，將詳細描述本實施例的工作例子。
按照參考圖9A至9D的以下步驟，來產生第一例子。
(1)預先通過在MDF(即中密度纖維板)上列印紋理圖案，來製備聚酯層壓板，並且利用粘合劑將該聚酯層壓板粘著到物體的兩面上。
(2)利用NC縮放刻模機(即數字控制縮放刻模機)來對物體的規定部分執行切割工作，以便獲得側臂的形狀。在完成切割工作之後，把物體修改為如圖9A所示的形狀。該物體具有三維的彎曲表面，這使得難以按照常規方法來執行圖案列印，常規方法諸如有，通過熱壓列印圖案，諸如氯乙烯板的具有圖案的裝飾板和烯烴板的真空粘著，以及具有圖案的聚酯層壓板和二氨基庚二酸(DAP)板的組合。
(3)利用砂紙對由於切割工作造成的物體的無圖案區進行拋光，其中在物體上塗敷用於預處理的樹脂，以便利用刷子獲得30g/m2的塗層密度。
(4)使物體乾燥，然後利用『P240』砂紙對物體的塗有樹脂的區域進行拋光。
(5)利用數字相機拾取聚酯層壓板的有圖案區的圖像(見圖9B)，以便產生圖像數據，然後對該圖像數據進行處理，使圖像數據適合物體的形狀。
(6)根據在物體的塗有樹脂的區域上的圖像數據，利用RGB彩色噴墨印表機，來列印圖案(見圖9C)。
(7)為了保護物體的列印了圖案的區域以及實現光澤，對物體進行聚酯塗層修整，以便獲得400μm的總膜厚(見圖9D)。此後，利用『P800』砂紙對物體的表面進行拋光；然後，利用拋光輪對物體進行進一步的拋光和修整。
在對應於電子樂器的木質臂的物體的第一例子中，有可能在最初形成圖案的區域和列印了圖案的區域之間實現和諧的感覺。另外，對物體進行自然地、漂亮地修整，而沒有在具有紋理圖案的彎曲表面上造成視覺上的不適當感覺。順便提及，可以這樣修改步驟(5)，使得在把聚酯層壓板粘著到MDF上之前拾取聚酯層壓板的規定圖案，來產生圖像數據。
接下來，按照以下步驟來產生第二例子。
(1)把0.5mm厚的自然片狀層壓板(即美國胡桃木板)粘著到MDF的兩面上，由此產生基底材料。
(2)利用P180砂紙對和美國胡桃木板對應的基底材料的規定區域進行拋光。
(3)利用氨基甲酸乙酯染色劑，直接對基底材料執行染色處理，在該基底材料上塗敷氨基甲酸乙酯密封劑，以便形成色彩層，然後使該基底材料在室溫下乾燥16小時。
(4)在變幹之後，利用NC縮放刻模機把基底材料加工成木質臂的形式，由此產生物體。
(5)利用P180砂紙對物體的加工部分進行拋光。
(6)利用刷子在物體的拋光部分(見(5))上塗敷氨基甲酸乙酯密封劑，以便獲得50g/m2的塗層厚度，然後使其乾燥16小時。
(7)利用P240砂紙對物體的塗敷部分(見(6))進行拋光。
(8)通過利用掃描儀掃描『著色的』美國胡桃木板(見(3))，來產生圖像數據，其中利用圖像處理軟體把該圖像數據處理為合適的數字圖像數據。
(9)根據在步驟(8)產生的數字圖像數據，利用RGB彩色噴墨印表機在物體的拋光區域上列印圖案。
(10)在物體的整個表面上塗敷不飽和的聚酯塗層，以便獲得400μm的塗層厚度；然後，使物體在室溫下乾燥16小時。此後，利用P800砂紙對物體進行拋光，然後利用拋光輪進一步對物體進行拋光和修整。
順便提及，在第一和第二例子的每一個中，有可能在利用NC縮放刻模機進行切割工作之後，把層壓板粘著到MDF的規定部分上。
接下來，將描述第三例子，其中第三例子對應於這樣的物體，該物體曾經在用戶那裡被損壞(即，在木質臂的角上發生損壞)，然後響應用戶的請求而被修理。修復步驟如下(1)利用數字相機拾取物體的未損壞區上的圖像，以便產生圖像數據，然後利用圖像處理軟體處理該圖像數據，以便產生合適的數字圖像數據。
(2)利用膩子修復物體的損壞部分，並使該損壞部分變得平整；然後，在損壞部分的表面上塗敷預處理樹脂(該預處理樹脂允許RGB彩色噴墨印表機的墨容易地固定)；此後，使物體在室溫下乾燥4小時。
(3)根據在步驟(1)中產生的圖像數據，利用RGB彩色噴墨印表機在在步驟(2)中被處理的物體的『經過處理的』部分上列印圖案。
(4)為了保護物體的列印了圖案的區域(見步驟(3))，利用噴氣槍在物體上噴塗氨基甲酸乙酯密封劑；然後，使物體在室溫下乾燥16小時。
(5)利用『P400』砂紙對包括『噴塗』區(見步驟(4))的物體整個表面進行拋光。
(6)在物體上塗敷無光漆(其60°鏡面光澤度在『15』到『20』的範圍內)，以便獲得15μm的塗層厚度；然後，使物體在室溫下乾燥16小時。
因而，以這樣一種方式來修理和修復上述曾經損壞的物體，使得物體的修理部分的圖案和色彩可以完美地匹配物體的其它周圍圖案和色彩，藉此能夠把損壞的物體修復成具有良好的表面光潔度。
根據上述的第三例子，利用掃描儀和數字相機，相對於要對其進行一定裝飾的物體規定部分，來產生數字圖像數據；然後根據該數字圖像數據，利用RGB彩色噴墨印表機在物體的無圖案部分上列印圖案，其中有可能在物體的最初列印圖案區和物體的新近列印圖案區之間實現視覺上的和諧感覺。
本實施例允許，根據參考『現有』物品等產生的數字圖像數據，來在任何類型的物體上列印圖案；因此，不必提供用於拾取圖像以產生數字圖像數據的樣本或母板。即，本實施例保證用戶在物體的任何部分上，連同數字圖像數據一起列印任何類型的圖案，可以利用諸如掃描儀和數字相機的任何類型電子設備來產生數字圖像數據。因此，有可能顯著地增加設計物體的自由度，而無需考慮列印的限制。另外，響應物體的形狀來處理數字圖像數據，從而利用經過處理的數字圖像數據來在物體件的規定部分上列印圖案。即，即使當具有彎曲表面，也有可能獲得視覺上的自然裝飾效應，而不造成物體上列印的圖案的部分伸展或畸變。
因為本實施例不需要用於產生樣本或母板等的成本，因此有可能產生具有各種形狀的、受到圖案列印的多種物體。即使當物體部分地損壞，或者意外地被切斷，致使需要修理，也可以利用數字相機從物體的正常部分(即未損壞部分)拾取圖像，以便產生數字圖像，處理該數字圖像，然後利用該數字圖像在物體的損壞部分上列印『修理』圖案，藉此有可能把損壞的物體修復成具有良好的表面光潔度。
順便提及，本實施例根據數字圖像數據來執行圖案列印，可以容易地按照各種圖像元素或按照色調來處理數字圖像數據，而不更改圖案的輪廓；換句話說，有可能容易地加重期望的圖案。
3.第三實施例圖10所示框圖顯示了根據第三實施例的列印系統的總體結構，其中用相同的附圖標記來表示和圖1中所示部分相同的部分；因此，將省略對其詳細描述。和圖1中所示的第一實施例的列印系統相比，圖10中所示的第三實施例的列印系統的特徵在於，另外包括多軸機器人5(用作夾持裝置)，用於抓住受到RGB彩色噴墨印表機4的列印的物體，其中利用旋轉機構等對物體進行運動控制，諸如旋轉，使得把物體的規定表面定位成面對RGB彩色噴墨印表機4的噴墨部分。另外，多軸機器人5受機器人控制器6的控制，機器人控制器6選擇受到列印的物體的規定表面。
接下來，將連同圖2的流程圖來描述第三實施例的列印程序，其中第三實施例不同於第一實施例之處在於，另外提供了多軸機器人5和機器人控制器6；因此，將僅僅相對於第三實施例的技術特徵，來給出以下說明。
在前述的步驟S200至S202之後，流程進行到步驟S203，在步驟S203中，主控制器3輸入被數據處理設備1在步驟S202中處理以適合物體形狀的經過處理數字數據102。一旦收到用戶的列印指令，主控制器3就命令機器人控制器6識別物體的形狀。根據該指令，機器人控制器6讀取關於物體的三維形狀的參數和數據，以便識別物體的整體形狀。相對於物體的每個表面，機器人控制器6對讀取數據和物體形狀數據100進行比較。
然後，機器人控制器6選擇物體的某一表面，和匹配物體形狀數據100的讀取數據，從而機器人控制器6發出命令給抓住物體的多軸機器人5，並且還發出傳送關於物體的選定表面的經過處理數字數據102的請求。響應來自機器人控制器6的指令，多軸機器人5旋轉或移動物體，使物體的選定表面面向RGB彩色噴墨印表機4的噴墨部分。響應來自機器人控制器6的請求，主控制器3把關於物體的選定表面的經過處理數字數據102提供給RGB彩色噴墨印表機4。根據經過處理的數字數據102，RGB彩色噴墨印表機4在物體的選定表面上列印圖案。相對於物體的其它表面，重複地執行類似的操作，從而相對於物體的所有選定表面，完成圖案列印。
如上所述，第三實施例的特徵在於，把RGB彩色噴墨印表機4和多軸機器人5相結合，其中多軸機器人5被移動，以使物體的選定表面朝向RGB彩色噴墨印表機4的噴墨部分。這允許，把預先產生的數字圖像數據所代表的圖像或圖案，適當地列印在物體的所有選定表面上。第三實施例的優點在於列印的連續性，其中，即使當物體具有複雜的彎曲表面，也有可能一旦發出一條命令，就在物體的選定表面上清楚地列印圖案。
正如在不背離本發明的精神或本質特徵的情況下，可以以幾種形式來具體實施本發明，因此上述實施例僅是說明性的、而非限制性的，這是因為本發明的範圍是由附加的權利要求、而非權利要求之前的說明來限定的，由此落入權利要求的邊界和界限或這種邊界和界限的等同範圍之內的所有變化，都預定被權利要求所包含。
權利要求
1.一種列印系統，包括數據處理設備，用於根據代表物體形狀的物體形狀數據處理圖像數據；以及印表機，用於根據由所述數據處理設備處理的圖像數據把墨噴射到物體的規定表面上。
2.根據權利要求1所述的列印系統，其中當處於物體的規定表面的法線方向上的垂直軸和處於由印表機定義的噴墨方向上的參考軸不平行時，數據處理設備根據物體形狀數據來處理圖像數據。
3.一種列印方法，包括以下步驟根據代表物體的形狀的物體形狀數據，來處理圖像數據；以及根據經過處理的圖像數據，把墨噴射到物體的規定表面上。
4.根據權利要求3所述的列印方法，其中當處於物體的規定表面的法線方向上的垂直軸和處於噴射到物體的規定表面的噴墨方向上的參考軸不平行，則數據處理設備根據物體形狀數據處理圖像數據。
5.根據權利要求1所述的列印系統，其中物體具有帶有圖案的第一表面和要被列印的第二表面；所述列印系統進一步包括數據產生設備，該數據產生設備用於根據物體的第一表面的圖案來產生圖像數據，其中數據處理設備根據物體形狀數據來處理該圖像數據，使得印表機根據經過處理的圖像數據把圖案列印在物體的第二表面上。
6.根據權利要求3所述的列印方法，其中所述物體具有帶有圖案的第一表面和要被列印的第二表面；所述列印方法進一步包括步驟根據物體的第一表面的圖案產生圖像數據，其中根據物體形狀數據來處理圖像數據，以便產生經過處理的圖像數據。
7.根據權利要求1所述的列印系統，進一步包括選擇器，用於選擇被列印的物體的至少一個表面，其中數據處理設備和物體的選擇的表面相對應地處理圖像數據；以及夾持裝置，用於抓住物體，使得物體的選擇的表面朝向印表機，從而印表機根據經過處理的圖像數據把墨噴射到物體的選擇的表面上。
8.根據權利要求7所述的列印系統，其中當處於物體的選擇的表面的法線方向上的垂直軸和處於印表機的噴墨方向上的參考軸不平行時，數據處理設備根據物體形狀數據處理圖像數據。
全文摘要
一種列印系統，該列印系統被設計成，減少在諸如樂器之類的物體上列印圖案所需的總時間和成本，其中該列印系統防止列印的圖案部分地伸展或扭曲。響應代表物體形狀的物體形狀數據，來處理代表規定圖案的圖像數據，其中一旦收到用戶的列印指令，RGB彩色噴墨印表機就根據經過處理的圖像數據，把墨噴射到物體的規定表面上。可以通過拾取物體的另一個表面的圖像來產生圖像數據，該圖像數據被轉印到物體的規定表面上，由此在該另一個表面和規定表面之間建立視覺上的和諧感覺。作為替換，可以和物體的選定表面相一致地產生圖像數據，從而把規定圖像列印在物體的選定表面上。
文檔編號G06F3/12GK1636721SQ200410101180
公開日2005年7月13日 申請日期2004年12月20日 優先權日2003年12月22日
發明者大隅久芳, 渡邊孝, 山村俊幸, 峰聰, 中島薰, 森尚久 申請人:山葉株式會社