JP6148539B2

JP6148539B2 - 計器用文字板及び計器用文字板の製造方法

Info

Publication number: JP6148539B2
Application number: JP2013117167A
Authority: JP
Inventors: 隼一伊久美
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2013-06-03
Filing date: 2013-06-03
Publication date: 2017-06-14
Anticipated expiration: 2033-06-03
Also published as: JP2014235092A

Description

本発明は、計器用文字板及び計器用文字板の製造方法に関する。

自動車等の車両に装備される車載用メーターは、計器用文字板の裏面側に配設された光源を備えている。計器用文字板は、目盛りや文字等からなる意匠部を有している。そして、意匠部の目盛りや文字を除く部分は、上記光源の光が透過しない不透過部（不透光層）により構成される。一方、透光性の表示部となる目盛りや文字の部分は、上記光源の光が透過する透過部により構成される。これにより、例えば、夜間においては上記光源により、計器用文字板を裏面側から照明することで車載用メーターの文字、目盛りが明るく表示される。

図５（ａ）に示すように、車載用メーターで使用する計器用文字板５０１においては、不透過部の奥深い黒色を出すために、透明又は半透明な基板５０３の上に黒色系インク及びクリアインクの順に印刷が行われたものがある（例えば特許文献１参照）。
このような計器用文字板５０１では、黒色系インクによる黒色系インク層５０５が光を吸収し、その上面に印刷したクリアインクによるクリアインク層５０７が反射を抑える。これにより、意匠部を真っ黒な黒色系の見栄えが得られるよう図られている。

特開２００３−１７７６８６号公報

しかしながら、上記のように構成された従来の計器用文字板５０１は、乗員側からの見栄えが、「白っぽさ」の残る黒色系になることがあった。これは、図５（ｂ）に示すように、クリアインク層５０７を構成するクリアインクに含まれるビーズ５０９の径が大きいことに起因するものと考えられる。即ち、ビーズ５０９の径が大きいと、入射光がビーズ５０９で直接反射される反射光５１１となったり、黒色系インク層５０５からの反射光５１３がビーズ５０９間を抜けたりすることで、計器用文字板５０１の表面の反射率が上がり、白っぽい黒色系の見栄えとなっていた。

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は、反射光により白っぽくなるのを防いで視認性を向上させることができる計器用文字板及び計器用文字板の製造方法を提供することにある。

本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
（１）透光性文字板と、前記透光性文字板の一部に形成される透光性の表示部を除いて前記透光性文字板の表面上に設けられる不透光層と、透明なビーズと前記ビーズよりも粒径が小さい艶消し剤のシリカとを含有し、前記シリカが前記不透光層の上に配設された前記ビーズの表面側を覆うようにして前記不透光層の上に設けられた透明保護層と、を備え、前記シリカが、可視光の波長範囲と同等の平均粒径範囲であることを特徴とする計器用文字板。

上記（１）の構成の計器用文字板によれば、透光性文字板の表面に設けられた透明保護層は、透明なビーズよりも粒径が小さい艶消し剤のシリカが不透光層の上に配設されたビーズの表面側を覆うことで、微細な凹凸構造の透明保護層となる。そして、この微細な凹凸構造を有する透明保護層は、表面のシリカが入射光を乱反射させる。そこで、透明保護層は、透光性文字板への入射光に対し透明保護層での反射を抑え、光量を減らした状態で入射光を不透光層に吸収させる。また、透明保護層は、表面のシリカが不透光層からの反射光を乱反射させ、光量を減らした状態で出射させる。これにより、計器用文字板は、透明保護層と不透光層からの反射光量を減らすことができ、不透光層の見栄えが白っぽくなるのを防ぐことができる。
従って、上記構成の計器用文字板は、表示部を除いて透光性文字板の表面上に設けられる不透光層が反射光により白っぽくなるのが防止されて、表示部の視認性が向上する。

更に、シリカの平均粒径が可視光の波長範囲と同等の範囲とされることで、透明保護層は、表面のシリカがミー散乱の原理により入射光の後方散乱（反射）を減らして前方散乱を増大させる。そこで、透明保護層は、透光性文字板への入射光に対し透明保護層での反射を抑え、光量を確実に減らした状態で入射光を不透光層に吸収させることができる。また、透明保護層は、表面のシリカが不透光層からの反射光の後方散乱を減らして前方散乱を増大させ、光量を確実に減らした状態で出射させることもできる。

（２）透光性文字板の一部に形成される透光性の表示部を除いて前記透光性文字板の表面上に不透光層を設ける不透光層形成工程と、前記不透光層の上に透明なビーズを配設するビーズ配設工程と、前記ビーズよりも粒径が小さい艶消し剤のシリカで前記ビーズの表面側を覆うシリカ配設工程と、を含み、前記シリカが、可視光の波長範囲と同等の平均粒径範囲であることを特徴とする計器用文字板の製造方法。

上記（２）の構成の計器用文字板の製造方法によれば、表示部を除いて透光性文字板の表面上に設けられる不透光層が反射光により白っぽくなるのが防止されて、表示部の視認性が向上する計器用文字板を容易に製造することができる。

本発明に係る計器用文字板及び計器用文字板の製造方法によれば、反射光を抑制して白っぽくなることのない視認性のよい計器用文字板を得ることができる。

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

本発明の一実施形態に係る計器用文字板の正面図である。図１に示した計器用文字板における要部の断面模式図である。透明保護層の表面が平坦な表面構造となった比較例に係る計器用文字板における要部の断面模式図である。透明保護層のシリカが沈み込んだ表面構造となった比較例に係る計器用文字板における要部の断面模式図である。（ａ）は従来の計器用文字板における要部の断面拡大図、（ｂ）は（ａ）の計器用文字板の白っぽさを説明するための断面模式図である。

以下、本発明に係る実施形態を図面を参照して説明する。
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る計器用文字板１１は、透過光式の車載用メーターに用いられる文字板である。車載用メーターは、メータケース（図示略）の内部にムーブメントが配置され、このムーブメントには出力軸を介して指針が取り付けられ、ムーブメントと指針との間に計器用文字板１１が配置される。車載用メーターは、計器用文字板１１基及び指針を覆うように透明な保護カバー（図示略）が設けられて構成される。

本実施形態の計器用文字板１１は、図２に示すように、透光性文字板である基板１３の表面上に、基板１３の一部に形成される透光性の目盛・文字・記号等の表示部１７（図１参照）を除いて不透光層１５が設けられている。車載用メーターは、計器用文字板１１の表示部１７を指針が指示することで計測量が表示される。

メータケースの底部には照明用光源（図示略）が設けられ、この照明用光源からの照明光を導光板（図示略）などによって導光して基板１３の裏面に照射させ、この照射光を基板１３の表示部１７を通じて基板１３の表面側に透過させる。そして、不透光層１５により基板１３の表面に構成された不透光性の遮光部１９で不要な光をマスクすることにより、表示部１７の形状に見合った模様が計器用文字板１１に映し出される。このように、計器用文字板１１の不透光層１５は、表示部１７を除いて黒色系のインク（本実施形態では黒色インク）を印刷することで遮光部１９を構成している。

更に、基板１３の不透光層１５の上には、透明保護層２１が設けられている。透明保護層２１は、透明なビーズ２３と、ビーズ２３よりも粒径が小さい艶消し剤のシリカ２５とを含有している。透明保護層２１は、シリカ２５が不透光層１５の上に配設されたビーズ２３の表面側を覆うようにして不透光層１５の上に設けられている。
この透明保護層２１は、例えば、ビーズ２３を含有したクリアＵＶインキとシリカ２５を含有したクリアＵＶインキとを不透光層１５の上面に順次塗布し、紫外線を照射して硬化させることにより形成される。クリアＵＶインキは、バインダ２７としてＵＶ硬化樹脂を含んでおり、ＵＶ硬化樹脂は液状のインクに対して紫外線が照射されると硬化させる性質を有している。

本実施形態に係るビーズ２３としては、平均粒径８〜３０μｍのアクリルビーズ、ウレタンビーズ、シリコーンビーズなどを用いることができる。なお、更に好ましくは、平均粒径８μｍのビーズが用いられる。また、ビーズ２３よりも極めて小さい粒径を有する本実施形態に係るシリカ２５としては、可視光の波長範囲と同等の平均粒径範囲のものを用いることが好ましく、３８０ｎｍ〜８００ｎｍの平均粒径を有するシリカが用いられる。なお、更に好ましくは、平均粒径４００ｎｍ程度のシリカが用いられる。

次に、上記した計器用文字板１１の製造方法を説明する。
計器用文字板１１を製造するには、先ず、透明又は半透明の透光部材（例えば、ポリカーボネイト樹脂）からなる基板１３の表面上に、表示部１７を除いて黒色系のインクを印刷して不透光層１５を設ける（不透光層形成工程）。この際、目盛・文字・記号等の表示部１７には、例えば白色の表示層が設けられる。
次に、不透光層１５の上にビーズ２３を含有したクリアＵＶインキ塗布する（ビーズ配設工程）。
更に、ビーズ２３よりも粒径が小さい艶消し剤のシリカ２５を含有したクリアＵＶインキを塗布し、ビーズ２３の表面側をシリカ２５で覆う（シリカ配設工程）。
そして、不透光層１５の上に塗布されたクリアＵＶインキに紫外線を照射し、硬化させる。

これにより、基板１３と、基板１３に形成される表示部１７を除いて基板１３の表面上に設けられる不透光層１５と、ビーズ２３とビーズ２３よりも粒径が小さい艶消し剤のシリカ２５とを含有し、シリカ２５が不透光層１５の上に配設されたビーズ２３の表面側を覆うようにして不透光層１５の上に設けられた透明保護層２１と、を備えた計器用文字板１１が形成される。

次に、上記構成を有する計器用文字板１１の作用を説明する。
本実施形態に係る計器用文字板１１によれば、基板１３の表面に設けられた透明保護層２１は、透明なビーズ２３よりも粒径が小さい艶消し剤のシリカ２５が不透光層１５の上に配設されたビーズ２３の表面側を覆うことで、図２に示したように、微細な凹凸構造の透明保護層となる。そして、この微細な凹凸構造を有する透明保護層２１は、表面のシリカ２５が入射光を乱反射させる。そこで、透明保護層２１は、基板１３への入射光２９に対し透明保護層２１での反射光３５を抑え、光量を減らした状態で入射光２９を不透光層１５に吸収させる。また、透明保護層２１は、表面のシリカ２５が不透光層１５からの反射光３７も乱反射させ、光量を減らした状態で出射させる。これにより、計器用文字板１１は、透明保護層２１と不透光層１５からの反射光量を減らすことができ、不透光層１５により構成された遮光部１９の見栄えが白っぽくなるのを防ぐことができる。

また、本実施形態の透明保護層２１によれば、シリカ２５の平均粒径が可視光の波長範囲と同等の範囲である３８０ｎｍ〜８００ｎｍとされることで、透明保護層２１は、表面のシリカ２５がミー散乱の原理により入射光の後方散乱（反射光３５）を減らして前方散乱を増大させる。そこで、透明保護層２１は、基板１３への入射光に対し透明保護層２１での反射光３５を抑え、光量を確実に減らした状態で入射光２９を不透光層１５に吸収させることができる。また、透明保護層２１は、表面のシリカ２５が不透光層１５からの反射光３７の後方散乱を減らして前方散乱を増大させ、光量を確実に減らした状態で出射させることもできる。

ここで、「ミー散乱」とは、弾性散乱（吸収によるエネルギー損失を伴わない粒子または波動の散乱）の一種で、大きさが波長に比べて無視できない粒子によって起こる光の散乱である。均質媒質中にある任意の複素屈折率と直径を持つ球による単色平面波の散乱をマクスウェルの方程式を使って計算すると、散乱粒子の半径をａ、光の波長をλとしたとき、パラメータｑ＝２πａ／λの増大とともに前方散乱が後方散乱に比べて急激に増大する。

従って、本実施形態に係る計器用文字板１１は、表示部１７を除いて基板１３の表面上に設けられる不透光層１５が反射光により白っぽくなるのが防止されて、表示部１７の視認性が向上する。

次に、図３及び図４に示した比較例に係る計器用文字板１１Ａ及び１１Ｂを参照しながら本実施形態に係る計器用文字板１１の製造方法の作用を説明する。
上述した計器用文字板１１の製造方法では、例えば、平均粒径４００ｎｍのシリカ２５を含有したクリアＵＶインキをスクレッパーにより印刷版に盛り、この印刷版上のクリアＵＶインキを印刷版のメッシュ開口を通してスキージで基板１３の面上に落とすことで、基板１３の面上に予め印刷された平均粒径８μｍのビーズ２３を含有したクリアＵＶインキを覆うように、シリカ２５を含有したクリアＵＶインキが印刷される。そして、ＵＶ照射機で基板１３の面上に印刷されたクリアＵＶインキを硬化させることで、微細な凹凸構造の透明保護層２１を形成する。

この際、クリアＵＶインキの粘度が高過ぎると、クリアコートインキ内の粘り気が増すことで、図３に示す計器用文字板１１Ａのように、シリカ２５がビーズ２３に必要以上に貼りついてしまい、凹凸ではなく、平坦な表面構造となり、表面反射が上がってしまうことが想定される。
また、スクレッパー及びスキージの圧とスピードの調整が出来ていなかったり、メッシュ開口の開口径が狭く基板１３に落ちるクリアＵＶインキ（シリカ２５を含有したもの）の量が少なかったり、ＵＶ照射の強度が弱かったり、クリアＵＶインキの粘度が低過ぎたりした場合には、図４に示す計器用文字板１１Ｂのように、シリカ２５がビーズ２３の表面側を覆わずに沈み込んでしまい、ビーズ２３が表面に飛び出した構造となってしまった。

そこで、図２に示した本実施形態に係る計器用文字板１１のように、微細な凹凸構造の透明保護層２１を安定して形成する為には、クリアＵＶインキを印刷版に盛る時のスクレッパー圧（印刷版に当ててから押し付ける力）や、クリアＵＶインキを印刷版に盛る時のスクレッパースピードや、基板１３にクリアＵＶインキを落とすスキージ圧や、基板１３にクリアＵＶインキを落とすスキージスピードや、印刷版のメッシュ開口の開口径や、ＵＶ照射の強度や、クリアＵＶインキの粘度などの諸条件を適宜調整する必要がある。

従って、このようにして製造された本実施形態に係る計器用文字板１１は、ミー散乱の原理によって、表示部１７を除いて基板１３の表面上に設けられる不透光層１５が反射光により白っぽくなるのが防止されて、表示部１７の視認性が向上する計器用文字板を容易に製造することができる。その結果、視認性が向上した良好な計器用文字板１１を得ることができる。
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

１１…計器用文字板
１３…基板（透光性文字板）
１５…不透過層
１７…表示部
２１…透明保護層
２３…ビーズ
２５…シリカ
２７…バインダ

Claims

透光性文字板と、前記透光性文字板の一部に形成される透光性の表示部を除いて前記透光性文字板の表面上に設けられる不透光層と、透明なビーズと前記ビーズよりも粒径が小さい艶消し剤のシリカとを含有し、前記シリカが前記不透光層の上に配設された前記ビーズの表面側を覆うようにして前記不透光層の上に設けられた透明保護層と、を備え、
前記シリカが、可視光の波長範囲と同等の平均粒径範囲であることを特徴とする計器用文字板。
透光性文字板の一部に形成される透光性の表示部を除いて前記透光性文字板の表面上に不透光層を設ける不透光層形成工程と、
前記不透光層の上に透明なビーズを配設するビーズ配設工程と、
前記ビーズよりも粒径が小さい艶消し剤のシリカで前記ビーズの表面側を覆うシリカ配設工程と、を含み、
前記シリカが、可視光の波長範囲と同等の平均粒径範囲であることを特徴とする計器用文字板の製造方法。