JP5462306B2 - 導光板作成方法 - Google Patents

Description

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バックライト用などの導光板の作成方法に関するものである。

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）。

特開平９−６８６１４号公報

インクジェットプリンタで白インク一色だけで印字して導光板を作成するのに同じ白インクで印刷した場合、導光板の表面から発光される光の色温度は同じになるが、色温度の違う導光板が欲しい場合にはインクを変更する必要が生じてくる。そのような場合、一つの白インクだけで印字を行うインクジェットプリンタでは対応ができなくなり、インクの入れ替えが必要になる。また、スクリーン印刷で対応している場合もインクを替えるのは非常に手間がかかり、印刷パターンの変更なども手間がかかるという問題点があった。尚、ここで色温度とは、ある色を放つ光源に含まれる、青紫光と赤色光の相対的な強さを表す数値のことである。
本発明は上記問題点を解決することを目的とするものである。

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、白インクをインクタンク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タンクを接続して、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の分布状態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の分布状態が調整されたインクを用いて、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、前記記録ヘッドから吐出されるインクの酸化チタンの粒子径の分布状態を、予め用意した、酸化チタンの粒子径の分布が異なった複数の白インクを用いて調整するようにしたことを特徴とする。

本発明は、簡単に所望の色温度の導光板を作成することができる。

本装置のブロック説明図である。 データテーブルの説明図である。 本発明の説明図である。 本発明の説明図である。 本発明の説明図である。 本発明の説明図である。 本発明の説明図である。 導光板の説明図である。 本発明の説明図である。 プリンタの説明図である。 本発明の説明図である。 本発明の説明図である。 本発明の説明図である。 本発明の動作を示すフローチャートである。 本装置の他の実施形態を示すブロック説明図である。 本発明の他の実施形態の動作を示すフローチャートである。

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１及び３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８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メディア駆動機構５８により、図１０に示すように、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。

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５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５（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タンク２６，２８，３０，３２を備えた白インク供給部５６の各インクタンク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。

複数個の記録ヘッド１４，１６，１８，２０は、図５（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２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８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。

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を用意した場合の例を示している。酸化チタンを用いた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。

［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１１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１２参照）、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１３参照）、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。しかしながら、酸化チタンの粒子径のみでの色温度の調整が難しい場合は、その他の粒子、銅フタロシアニンなどを加えることにより所望の光の波長域を得ることもある。

図１１−図１３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、横軸は粒径を示し、縦軸は分布の度合いを示している。図１１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１２−図１３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２において、光源は同じ場合で、図２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。
図４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。

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の入ったインクタンク２６に連通し、記録ヘッド１６は、白インク２の入ったインクタンク２８に連通し、記録ヘッド１８は白インク３の入ったインクタンク３０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６（Ａ）（Ｂ）は、図２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６（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。

図７（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、図２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７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。

次に図１４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。

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、使用するインク１，２，３を決定する。コンピュータ４は、ステップ４で１つの白インクを使用するモードを選択し、あるいはステップ５で複数の白インク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にて印字がされる（ステップ９）。

実施例では、違う色温度の白インクを５０％で同じ位置に印字する技術で説明をしたが、それに限らず１００％＋５０％の印字を行ってもよく、また同じ色温度の白インクをもう１つ用意して（白１，白１，白２，白３）、必要に応じて同じ場所に印字を行えば１００％＋１００％＝２００％の印字もできるようになるので、色温度をさらに変更する事も可能になる。なお同じ色温度の白インクを複数用意しない場合には、同じ場所に二度打ちを行う印字制御を行っても良い。
インクジェットプリンタの特徴として場所ごとに違うインクでの印字が可能であるので、複数ある光源を使用する場合にはその輝度にばらつきがあっても、場所ごとにあわせた違う色温度で印字を行うようにすれば簡単に補正する事もできる。

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。
図１３は、データテーブル３４をプリンタ２のコントローラに搭載されたメモリに設けた構成を示している。
この場合の動作を図１６に示すフローチャートを参照して以下に説明する。

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。一方、プリンタ２のコントローラのディスプレイには、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が表示される。この表示の使用条件Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆはデータテーブル３４に対応している。

オペレータは、ステップ４でコントローラのディスプレイの表示を参照して、使用条件を選択し、キーボードなどの入力手段を用いて、プリンタ２のコントローラに使用条件即ち印字条件を設定する。コントローラ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５で、使用するインク１，２，３を決定する。コントローラは、ステップ６で１つの白インクを使用するモードを選択し、あるいはステップ７で複数の白インクを使用するモードを選択する。

一方、オペレータはステップ２で、コンピュータ４の画面から印刷ボタン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３）、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）、記録ヘッドが駆動されて導光板６に、選択された印字条件の白インクにて印字がされる（ステップ９）。
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。

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 インクタンク
２８ インクタンク
３０ インクタンク
３２ インクタンク
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

Claims (1)

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、白インクをインクタンク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タンクを接続して、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の分布状態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の分布状態が調整されたインクを用いて、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、前記記録ヘッドから吐出されるインクの酸化チタンの粒子径の分布状態を、予め用意した、酸化チタンの粒子径の分布が異なった複数の白インクを用いて調整するようにしたことを特徴とする導光板作成方法。

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