特許 6043135 導光板作成方法及び装置及び導光板

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6043135

(24)【登録日】2016年11月18日

(45)【発行日】2016年12月14日

(54)【発明の名称】導光板作成方法及び装置及び導光板

(51)【国際特許分類】

   F21S 2/00 20160101AFI20161206BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20161206BHJP

【ＦＩ】

   F21S2/00 435

   F21Y115:10

【請求項の数】6

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2012-206624(P2012-206624)

(22)【出願日】2012年9月20日

(65)【公開番号】特開2014-63581(P2014-63581A)

(43)【公開日】2014年4月10日

【審査請求日】2015年7月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】307015301

【氏名又は名称】武藤工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100067758

【弁理士】

【氏名又は名称】西島 綾雄

(72)【発明者】

【氏名】阿部 要一

(72)【発明者】

【氏名】中嶋 智雄

【審査官】 杉浦 貴之

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−１８７３００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２４７０７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２７３０９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１８６６７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１６０３１４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２１Ｓ ２／００

Ｆ２１Ｙ １１５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

コンピュータに格納された光反射パターンの印字データをインクジェットプリンタに転送し、該インクジェットプリンタによって導光板の印刷面に、光源から導光板の内部に出射された光を乱射させるための反射印刷を施し導光板を作成する方法であって、前記インクジェットプリンタに、着色顔料系の粒子を含む白インクをインク容器に収納した白インク供給部を設け、前記インクジェットプリンタの記録ヘッドに前記インク容器を接続して、記録ヘッドが白インクを吐出できるように成し、前記記録ヘッドから吐出される白インクは、その中に含まれる着色顔料系の粒子の含有量が所望の導光板の色温度に応じて調整され、該着色顔料系の粒子の含有量が調整された白インクを用いて、前記インクジェットプリンタが前記導光板に反射印刷を形成し、該白インクに対応する色温度を備えた導光板を作成するようにしたことを特徴とする導光板作成方法。

【請求項2】

コンピュータに格納された光反射パターンの印字データをインクジェットプリンタに転送し、該インクジェットプリンタによって導光板の印刷面に、光源から導光板の内部に出射された光を乱射させるための反射印刷を施し導光板を作成する方法であって、前記インクジェットプリンタに、着色顔料系の粒子を含む白インクをインク容器に収納した白インク供給部を設け、前記インクジェットプリンタの記録ヘッドに前記インク容器を接続して、記録ヘッドが白インクを吐出できるように成し、前記記録ヘッドから吐出される白インクは、その中に含まれる酸化チタンの粒子径と着色顔料系の粒子の含有量が所望の導光板の色温度に応じて調整され、該酸化チタンの粒子径と着色顔料系の粒子の含有量が調整された白インクを用いて、前記インクジェットプリンタが前記導光板に反射印刷を形成し、該白インクに対応する色温度を備えた導光板を作成するようにしたことを特徴とする導光板作成方法。

【請求項3】

前記着色顔料系の粒子が銅フタロシアニンであることを特徴とする請求項１又は２に記載の導光板作成方法。

【請求項4】

インクジェットプリンタと該プリンタに光反射パターンの印字データを転送するためのコンピュータとから成り、コンピュータに格納された光反射パターンの印字データをインクジェットプリンタに転送し、該インクジェットプリンタによって導光板の印刷面に、光源から導光板の内部に出射された光を乱射させるための反射印刷を施し導光板を作成する装置であって、前記インクジェットプリンタに、着色顔料系の粒子を含む白インクをインク容器に収納した白インク供給部を設け、前記インクジェットプリンタの記録ヘッドに前記インク容器を接続して、記録ヘッドが白インクを吐出できるように成し、前記記録ヘッドから吐出される白インクは、その中に含まれる着色顔料系の粒子の含有量が所望の導光板の色温度に応じて調整され、該着色顔料系の粒子の含有量が調整された白インクを用いて、前記インクジェットプリンタが前記導光板に反射印刷を形成して、該白インクに対応する色温度を備えた導光板を作成するようにしたことを特徴とする導光板作成装置。

【請求項5】

インクジェットプリンタと該プリンタに光反射パターンの印字データを転送するためのコンピュータとから成り、コンピュータに格納された光反射パターンの印字データをインクジェットプリンタに転送し、該インクジェットプリンタによって導光板の印刷面に、光源から導光板の内部に出射された光を乱射させるための反射印刷を施し導光板を作成する装置であって、前記インクジェットプリンタに、着色顔料系の粒子を含む白インクをインク容器に収納した白インク供給部を設け、前記インクジェットプリンタの記録ヘッドに前記インク容器を接続して、記録ヘッドが白インクを吐出できるように成し、前記記録ヘッドから吐出される白インクは、その中に含まれる酸化チタンの粒子径と着色顔料系の粒子の含有量が所望の導光板の色温度に応じて調整され、該酸化チタンの粒子径と着色顔料系の粒子の含有量が調整された白インクを用いて、前記インクジェットプリンタが前記導光板に反射印刷を形成して、該白インクに対応する色温度を備えた導光板を作成するようにしたことを特徴とする導光板作成装置。

【請求項6】

前記着色顔料系の粒子が銅フタロシアニンであることを特徴とする請求項４又は５に記載の導光板作成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は側面から入れた光を拡散させ、表面に均一の光を出す導光板の作成方法及び装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

表面を照明光照射面とし、裏面にインクジェットプリンタで白インク一色だけで多数個の印刷ドットにより反射印刷面を形成して導光板を製作する方法が従来知られている（例えば特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平９−６８６１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

裏面にインクジェットプリンタにより白インクを用いて反射印刷面が形成された導光板は、照明やバックライト用など種々の用途に使用されている。この種の導光板において、発光面の色温度は、光源、白インクの成分などによって決定される。導光板に特定の色温度が要求される場合、導光板の色温度を所望の色温度とすること及びそれに加えて、所望の色味を出すことは容易ではなかった。
本発明は上記問題点を解決することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記目的を達成するため、本発明は、コンピュータに格納された光反射パターンの印字データをインクジェットプリンタに転送し、該インクジェットプリンタによって導光板の印刷面に、光源から導光板の内部に出射された光を乱射させるための反射印刷を施し導光板を作成する方法であって、前記インクジェットプリンタに、着色顔料系の粒子を含む白インクをインク容器に収納した白インク供給部を設け、前記インクジェットプリンタの記録ヘッドに前記インク容器を接続して、記録ヘッドが白インクを吐出できるように成し、該白インクは、その中に含まれる着色顔料系の粒子の含有量を所望の導光板の色温度に応じて調整し、該着色顔料系の粒子の含有量を調整した白インクを用いて、前記インクジェットプリンタが前記導光板に反射印刷を形成し、該白インクに対応する色温度を備えた導光板を作成するようにしたことを特徴とする。
また本発明は、コンピュータに格納された光反射パターンの印字データをインクジェットプリンタに転送し、該インクジェットプリンタによって導光板の印刷面に、光源から導光板の内部に出射された光を乱射させるための反射印刷を施し導光板を作成する方法であって、前記インクジェットプリンタに、着色顔料系の粒子を含む白インクをインク容器に収納した白インク供給部を設け、前記インクジェットプリンタの記録ヘッドに前記インク容器を接続して、記録ヘッドが白インクを吐出できるように成し、該白インクは、その中に含まれる酸化チタンの粒子径と着色顔料系の粒子の含有量を所望の導光板の色温度に応じて調整し、該酸化チタンの粒子径と着色顔料系の粒子の含有量を調整した白インクを用いて、前記インクジェットプリンタが前記導光板に反射印刷を形成し、該白インクに対応する色温度を備えた導光板を作成するようにしたことを特徴とする。
また本発明は、前記着色顔料系の粒子が銅フタロシアニンであることを特徴とする。
また本発明は、インクジェットプリンタと該プリンタに光反射パターンの印字データを転送するためのコンピュータとから成り、コンピュータに格納された光反射パターンの印字データをインクジェットプリンタに転送し、該インクジェットプリンタによって導光板の印刷面に、光源から導光板の内部に出射された光を乱射させるための反射印刷を施し導光板を作成する装置であって、前記インクジェットプリンタに、着色顔料系の粒子を含む白インクをインク容器に収納した白インク供給部を設け、前記インクジェットプリンタの記録ヘッドに前記インク容器を接続して、記録ヘッドが白インクを吐出できるように成し、該白インクは、その中に含まれる着色顔料系の粒子の含有量を所望の導光板の色温度に応じて調整し、該着色顔料系の粒子の含有量を調整した白インクを用いて、前記インクジェットプリンタが前記導光板に反射印刷を形成して、該白インクに対応する色温度を備えた導光板を作成するようにしたことを特徴とする。
また本発明は、インクジェットプリンタと該プリンタに光反射パターンの印字データを転送するためのコンピュータとから成り、コンピュータに格納された光反射パターンの印字データをインクジェットプリンタに転送し、該インクジェットプリンタによって導光板の印刷面に、光源から導光板の内部に出射された光を乱射させるための反射印刷を施し導光板を作成する装置であって、前記インクジェットプリンタに、着色顔料系の粒子を含む白インクをインク容器に収納した白インク供給部を設け、前記インクジェットプリンタの記録ヘッドに前記インク容器を接続して、記録ヘッドが白インクを吐出できるように成し、該白インクは、その中に含まれる酸化チタンの粒子径と着色顔料系の粒子の含有量を所望の導光板の色温度に応じて調整し、該酸化チタンの粒子径と着色顔料系の粒子の含有量を調整した白インクを用いて、前記インクジェットプリンタが前記導光板に反射印刷を形成して、該白インクに対応する色温度を備えた導光板を作成するようにしたものである。

【発明の効果】

【0006】

本発明は、所望の色温度及び色味を有する導光板を高精度に作成することができる。また白インクにシアン、マゼンタ、イエローなどの着色顔料を添加しての対応により、色温度及び色味を大きく変更することも可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本発明の説明図である。

【図2】本装置のブロック説明図である。

【図3】データテーブルの説明図である。

【図4】本発明の説明図である。

【図5】本発明の説明図である。

【図6】本発明の説明図である。

【図7】本発明の説明図である。

【図8】本発明の説明図である。

【図9】導光板の説明図である。

【図10】本発明の説明図である。

【図11】プリンタの説明図である。

【図12】本発明の説明図である。

【図13】本発明の説明図である。

【図14】本発明の説明図である。

【図15】本発明の動作を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下に本発明の構成を添付した図面を参照して詳細に説明する。
図２及び４は、インクジェットプリンタ２と、該プリンタ２のコントローラに入出力インターフェイスを介して接続するパーソナルコンピュータなどのコンピュータ４とからなる導光板印字装置の概略図を示している。導光板６は図９に示すように、発光面６ａに対して裏側の印刷面６ｂを上にしてボード状の搬送補助部材８の嵌合凹部５０に保持された状態で図１１に示すメディア駆動機構５８により、搬送テーブル４８側からプラテン１０上に搬送される。このプラテン１０上の導光板６に対して、その搬送方向とは直角な主走査方向にインクジェット記録ヘッドを備えた印字部５０がノズルからインクを吐出しながら移動し、コンピュータ４からインクジェットプリンタ２のコントローラに転送される印字データが、該コントローラに格納されたソフトウェアの制御により導光板６の印刷面６ｂ上に印字される。印字の終わった導光板６はガイド１１の上に配置された搬送テーブル４６上に搬送される。

【0009】

プラテン１０上には、横レール５２が架設され、該横レール５２にキャリッジ１２が移動自在に連結している。このキャリッジ１２には図６に示すように、複数個のインクジェット記録ヘッド１４，１６，１８，２０が保持されている。各記録ヘッド１４，１６，１８，２０は、インクを吐出する多数個のノズル２２を備えている。各ヘッド１４，１６，１８，２０は、図６（Ａ）に示すように、それぞれプリンタ２の機体２４に配設されたインク容器２６，２８，３０，３２を備えた白インク供給部５６の各インク容器にチューブなどのインク供給手段を介して連通している。

【0010】

複数個の記録ヘッド１４，１６，１８，２０は、図６（Ｂ）に示すように横レール５２に沿った主走査方向Ｍに互いの印字領域が重なるように並列配置されている。コンピュータ４の記憶装置には、光反射パターンの印字データ作成用のソフトウエア（印字プログラム）が格納されるとともに、図３に示す、データテーブル３４が設けられている。このデータテーブル３４は複数種類そろえた白インクを、個々または組み合わせて導光板に印字を行うことにより、多種の色温度の導光板の作成ができるようにするために、色温度とインクとの組み合わせをあらかじめ設定したものであり、このデータテーブル３４を使用することにより、簡単に多種の色温度の導光板を作成することができるものである。コンピュータに格納された印字制御用のソフトウエアではデータテーブル３４の作成、修正などを行うことができる。
作成された導光板６は、図９に示すように、透明なアクリル板の印刷面６ｂの平面部分に反射ドットまたは反射グラデュエーション（曇りガラスのような細かいドット）を印刷したものであり、導光板６の厚み部分に冷陰極管やＬＥＤなどの発光体から成る光源５４を配置することにより、発光面６ａの平面全体が発光しているように見せるものである。

【0011】

データテーブル３４は、３種類の色温度の違う白インク１，２，３と白インク４（着色）を用意した場合の例を示している。酸化チタンを用いた白インクを使用する場合にはインク中の酸化チタンの粒子径の分布により、色温度の違う白インク１，２，３を用意し、粒子径の分布のばらつきを変更すると反射光に差が出て色温度に差が出る。また白インク４（着色）を使用するとそれ以上の変更もできる。

【0012】

［白インクと色温度について］
白インクは酸化チタンをインクの顔料としている。酸化チタンの粒子は粒子径の２倍の波長の光をもっとも強く反射する性質があり、白インクとしての理想は酸化チタンの粒子径の分布が、図１２に示すように、２００ｎｍ−４００ｎｍで均一に存在することである。その場合、粒子径２００ｎｍ−４００ｎｍの２倍の波長の光４００ｎｍ−８００ｎｍ（可視光）を均一に反射する白色になる。しかし実際の白インクでは、粒子径の分布が、２００ｎｍ−４００ｎｍで均一に存在することは稀であり、
（１）粒子径２００ｎｍに多く存在する場合（図１３参照）、４００ｎｍの光（短波長）を強く反射する白インク、色温度が高く青みがかった白色のインクになる。
（２）粒子径４００ｎｍに多く存在する場合（図１４参照）、８００ｎｍの光（長波長）を強く反射する白インク、色温度が低く赤くまたは、黄、緑色かかった白インクになる。
色温度の調整においては、これらの色温度の異なる（酸化チタンの分布が異なる）白インクの組み合わせによって、所望の色温度＝所望の酸化チタン分布＝所望の光の波長域、の導光板を作成する。

【0013】

図１２−図１４はインク中の酸化チタンの粒子径の分布イメージ図であり、横軸は粒子径を示し、縦軸は分布の度合いを示している。図１２は、理想的な白インク中の酸化チタン粒子の分布を示し、図１３−図１４は、実際の白インク中の酸化チタン粒子の分布を示している。図３において、光源は同じ場合で、図３に示すＡの印字条件で印字した場合の導光板の色温度が４５００Ｋだとすると、Ｂの条件で印字した場合は、５０００Ｋ、Ｃの条件で印字した場合は５５００Ｋ、であるが、組み合わせれば、Ｄの条件だと４５００Ｋ〜５０００Ｋの間、Ｅの条件だと５０００Ｋ〜５５００Ｋの間の色温度が得られるようになる。
なお、図１３−１４に限らず、例えばある大きさの粒子径を５０％にしたり、９０％にしたりしても良い。
図５は導光板の光反射パターンを示したものであり、均一に反射させるために光反射パターンは光源から遠くなるにつれて面積が大きくなるようにしている。パターンは面積を大きくする以外に同じ面積のものの密度を濃くして印字しても良く、必要に応じて組み合わせても良い。また、非常に解像度の高い印刷モードによるグラデーションパターンの印刷を行っても良い。

【0014】

図６，７は、インクジェット記録ヘッドの印字動作の説明図であり、記録ヘッド１４は、データテーブル３４に記載された白インク１の入ったインク容器２６に連通し、記録ヘッド１６は、白インク２の入ったインク容器２８に連通し、記録ヘッド１８は白インク３の入ったインク容器３０に連通し、記録ヘッド２０は白インク４の入ったインク容器３２に連通している。白インク１，２，３は互いにインク中の酸化チタンの粒子径の分布を異にし、それによってインクの色温度を異にしている。
図７（Ａ）（Ｂ）は、図３のデータテーブル３４に示す、条件Ｂの印字動作を示している。図７（Ａ）において、記録ヘッド１６のノズルから白インク２の、通常の量のインクドット３６が吐出され、導光板６に、白インク２が１００％のインクドット３６が１ドット分形成された状態を示している。即ち白インク２だけ使用して全面を印字していることになる。

【0015】

図８（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、図３のデータテーブル３４に示す印字条件Ｅの印字動作を示している。図８において、記録ヘッド１６のノズルから、白インク２の、通常の量の半分のインクドット３８が吐出され、導光板６に印字される。次に、記録ヘッド１８から、白インク３の、通常の量の半分のインクドット３８が先に印字された白インク２のインクドット３８上に吐出され、２つのインクドット３８，３８が重ねて１ドット分印字される。この重ねて印字された１ドット分の印字４０は、白インク２が５０％、白インク３が５０％となる。即ち白インク２、白インク３を組合わせて全面を印字している。このインクの吐出制御はヘッド駆動用の印字用波形や駆動電圧を複数用意し、必要な駆動波形や駆動電圧を選択して使用することにより印字される。

【0016】

本実施形態では、使用される白インク４にはシアンの顔料（銅フタロシアニン）や他の着色顔料が微量に添加され、インクの色温度の調整を行っている。これにより、所望の色温度に加えて所望の色味即ち所望の光の波長を得ている。銅フタロシアニンや、他の顔料の添加の量は、図１に示すインクによる色座標の遷移グラフを参照し、実験的に適量を選択することでインクの色温度をコントロールしている。図１において、Ａは平均酸化チタン粒子径３００ｎｍのインクで作った導光板の色座標、Ｂは平均酸化チタン粒子径２００ｎｍのインクで作った導光板の色座標、Ｃは平均酸化チタン粒子径３００ｎｍのインクに青（シアン）の顔料を混ぜたインクで作った導光板の色座標をそれぞれ示している。白インク４は、平均酸化チタン粒子径の異なるものや、シアンの顔料（銅フタロシアニン）の添加の割合が違うものや、色の違うものなど、シアン、マゼンタ、イエローなど複数種類用意しても良い。

【0017】

平均酸化チタン粒子径の違いによるグラデーションの導光板色温度の遷移は４００Ｋ程度で、輝度はほとんど変わらない。図１においてＡは黒体放射上にあるが、ずれることがある。これは、光源であるＬＥＤの色座標に依存する。粒子径、顔料により色座標が遷移する方向は同じである。シアンの顔料（銅フタロシアニン）による色座標の遷移は顔料の割合による。１％程度でも１０００Ｋ程度動くことがある。遷移する大きさは光源であるＬＥＤの色座標に依存する。もともとのＬＥＤの色温度が高い（＝青い）と粒子径、顔料で遷移する大きさは小さくなり、大きく遷移させた場合、輝度が下がる。

【0018】

次に図１５のフローチャートを参照して導光板の印刷面に反射印刷を施す工程を説明する。
まず、オペレータは、ステップ１で、導光板の反射パターンを作成するためのソフトウエアを用いて、コンピュータ４上に反射面用印字データ４２を作成する。この印字データ４２は、コンピュータ４のディスプレイ４４に表示される。また、このディスプレイ４４には、白インクの使用条件Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆを示すデータ入力用の表示４８が表示される。この表示４８の使用条件Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆはデータテーブル３４に対応している。

【0019】

次にオペレータは、ステップ２でコンピュータ４のディスプレイ４４の表示４８を参照して、使用条件を選択し、マウスなどの入力手段を用いて、条件選択ボタン表示４６をクリックしてコンピュータ４に使用条件即ち印字条件を入力する。コンピュータは選択された条件によりデータテーブル３４を参照して、ステップ３で、使用する白インク１，２，３，４を決定する。コンピュータ４は、ステップ４で白インク１，２，３を使用するモードを選択し、あるいはステップ５で白インク４（着色）を使用するモードを選択する。ステップ６で、コンピュータ４の画面から印刷ボタン５０を実行するとコンピュータ４からプリンタ２に印字データが転送され（ステップ７）、その後プリンタ２にてデータの処理がされた後に（ステップ８）、記録ヘッドが主走査方向に駆動されて導光板６に選択された印字条件の白インクまたは白インク４（着色）にて印字がされる（ステップ９）。

【0020】

また、データテーブル３４はプリンタ２のコントローラに搭載されたメモリに設けても良く、その場合には印字条件をプリンタ２側にて最初に設定しておき、コンピュータ４から印字データだけ転送するようにすれば良い。尚、上記実施形態では、記録ヘッドが主走査方向に移動するシリアルプリンタにて記録ヘッドを並列配置した構造で説明をしているが、記録ヘッドをノズル列の縦方向に並べても良く、また、導光板の幅よりも長いラインヘッドを用いて導光板の搬送方向に対して直角方向に並べる構造にしても良い。また、プリンタは導光板をプラテン上に固定しておき、記録ヘッドが移動する構造を用いても良い。また、本実施形態では、複数種類の白インクを種類ごとにインク容器に収納しているが、特にこの構成に限定されるものではなく、１種類の白インク４をインク容器に収納した構成でも良い。

【符号の説明】

【0021】

２ インクジェットプリンタ
４ コンピュータ
６ 導光板
８ 搬送補助部材
１０ プラテン
１２ キャリッジ
１４ 記録ヘッド
１６ 記録ヘッド
１８ 記録ヘッド
２０ 記録ヘッド
２２ ノズル
２４ 機体
２６ インク容器
２８ インク容器
３０ インク容器
３２ インク容器
３４ データテーブル
３６ インクドット
３８ インクドット
４０ インクドット
４２ 印字データ
４４ ディスプレイ
４６ 搬送テーブル
４８ 搬送テーブル
５０ 印字部
５２ 横レール
５４ 光源
５６ 白インク供給部
５８ メディア駆動機構

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】