JPH0529560B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 透明支持体、該支持体上に配された湾曲した
表面を有する三次元透明固体インクスポツト状の
インクパターン、およびインクスポツトとほぼ同
じ屈折率を有する材料から作られた、支持体およ
びインクスポツト上の透明層から成る透明画。

２ 前記インクスポツトをおおう領域で透明層の
表面が支持体の平面に平行な平面から20°までず
れていてもよいことを特徴とする請求項１記載の
透明画。

３ 前記透明画の屈折率がインクスポツトの屈折
率から10％を越えて異ならないことを特徴とする
請求項１記載の透明画。

４ 透明支持体の表面に透明インクを施して湾曲
した表面を有する三次元透明固体インクスポツト
を含むインクパターンを形成し、該インクパター
ンを含む支持体の表面に透明液体コーテイングを
施し、ここで該コーテイングは支持体の表面およ
びインクスポツトの表面に広がる層を形成するた
めにインクスポツトより小さい表面張力を有し、
前記コーテイングを固化してインクスポツトを実
質的におおい、そしてインクスポツトの屈折率と
ほぼ同じ屈折率を有する固体透明層を与えること
から成る、映写透明画の製造方法。

５ 前記インクスポツトをおおう領域で固体透明
層の表面が、支持体の平面に平行な平面に対して
20°を越えない角度で延びるように、前記コーテ
イングを施すことを特徴とする請求項４記載の方
法。

６ 前記透明層の屈折率がインクスポツトの屈折
率と10％を越えて違わないことを特徴とする請求
項４記載の方法。

７ 前記透明液体コーテイングの厚さが該コーテ
イングを施した後に調整されることを特徴とする
請求項４記載の方法。

８ 透明インクを透明支持体の表面に施して湾曲
した表面を有する三次元透明固体インクスポツト
を含むインクパターンを形成し、前記インクパタ
ーンを含む支持体の表面に前記インクスポツトお
よび前記支持体を湿潤させる透明コーテイングを
施して実質的にインクスポツトをおおい、インク
スポツトの屈折率とほぼ同じ屈折率を有する固体
透明層を与えることから成る映写透明画の製造方
法。

技術分野 本発明はホツトメルトインクを用いて作られた
透明画（transparency）およびそのような透明
画の製造方法に関する。

ホツトメルトインクは熱転写プリンター
（thermal transfer printer）およびある種のイ
ンクジエツトプリンターに使いられる。これらの
インクの特徴は、室温では固体であり、マーキン
グのために加熱して液化され、マークド支持体上
で凍結することによつて再び固化されることであ
る。

従来技術 透明支持体はポリエステル材料のような透明シ
ート材料から作られ、これらの材料はインクなど
の液体物質を受け入れにくくなつている。透明画
を作るのに溶剤ベースのインクを使用する場合、
支持体はインクを受け入れやすい層でコートさ
れ、このインクはコーテイングに吸収される。例
えば米国特許第4528242号（Burwasser）、第
4547405号（Bedell等）、第4555437号（Panck）、
第4575465号および第4578285号（Viola）、およ
び第4592954号（Malhotra）は、マイラーなどの
透明ベース材料のためのインクを吸収できる特別
なコーテイングを開示している。しかし、ホツト
メルトインクは支持体または支持体上のコーテイ
ングに浸透せず、その表面に付着して三次元形状
を保持する。このように、ホツトメルトインク
は、蒸発または吸収によつて平らなスポツトへと
吸収されるかまたは乾燥するインクとは異なる。

透明画から投射されると、沈積された三次元イ
ンクスポツトは透明光を屈折レンテイキユール
（disptric lenticule）のように散乱させる。三次
元インクスポツトによつて形成された小さいレン
テイキユールは、それを通過する光を光路から映
写レンズの方に屈折させ、レンテイキユールを形
成するインクの色に関係なく投射に灰色の影を落
す。

透明支持体上の三次元インクスポツトを平らに
することでこの問題を解決しようとする試みがな
されているが、このように平らにすることはスポ
ツトの最高部のみに効果を奏するのみでスポツト
の周囲部は湾曲したままであり、インクスポツト
を通過する光のほとんどは光路から映写レンズに
向つて屈折される。その結果、透明画の三次元イ
ンクスポツトを平らにすることがわずかな改良を
もたらすとしても、このようにして得られた画像
はまだ満足のいくものではない。

本発明の開示 本発明によれば、湾曲した表面を有する固体イ
ンクの三次元スポツトを含むインクパターンを透
明支持体の表面に形成し、その支持体表面を、イ
ンクスポツトおよび支持体を湿潤させインクスポ
ツトとほぼ同じ屈折率を有する透明コーテイング
材料でコートする。

本発明により得られる透明画は、透明支持体、
その支持体の表面に沈積された湾曲した表面を有
する三次元インクスポツトのパターン、および支
持体とインクスポツトを湿潤させインクスポツト
とほぼ同じ屈折率を有する物質で作られた、支持
体およびインクスポツト上の透明コーテイングか
ら成る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、一方の表面に三次元インクスポツト
を有する透明画を通る光の透過を示す略部分断面
図である。

第２図は、三次元インクスポツトおよび透明コ
ーテイングを通る光線の透過を示す、本発明に従
つて製造された透明画の略部分断面図である。

本発明を実施するための好ましい実施例 従来の透明画映写機において、透明画照明オプ
チツクスは通常、リフレクターおよびコレクテイ
ングレンズと共に配され、光はほぼ平行光線で透
明画を透過し、映写レンズの平面内に光源の画像
を作る。この透明画をよび照明システム光が通過
中に他の方向に散乱してしまつた光を除き、前述
のようにして照明光のほぼ全てが映写レンズによ
り集められ、投射画像を形成するのに役立つ。も
し、透明画パターン中のそれぞれのインクスポツ
トを通過する光のかなりの部分が散乱するなら
ば、映写レンズによつて投射される画像は、コン
トラストおよび色飽和度が不充分となり、通常灰
色で色あせた外観を呈する。

ポリエステル シート材料上に画像を作るため
ホツトメルトインクを使用する場合のように、イ
ンクを吸収できない表面にインク画像を形成する
場合、球の表面に類似した湾曲表面を有する三次
元スポツトの形状でインクは固化する。これを第
１図に示した。この第１図では透明支持体１０が
球のセグメント形状を示す固化インクスポツトを
有する。この例示した例において、スポツト１１
は直径約0.01cm、最大厚約0.0019cmを有し、その
上部表面１２の半径は約0.0084cmである。その結
果この表面１２は支持体１０の上部表面１３にス
ポツト１１の周囲で約37°の角度で交差する。

前述したタイプの映写システムにおいて、透明
画はほぼ平行な光線１５−１９によつて反対の側
１４から照射される。これらの光線１５−１９は
第１図に示された例においてシート１０の表面１
３および１４にほぼ垂直な方向で入射する。光線
の実質的に垂直な入射は透明画の中心領域で起こ
り、透明画の周辺部では照明光線の方向が例えば
投射される透明画の大きさおよび映写レンズの焦
点、距離によつて約15°まで、垂直から比較的小
さい角度偏向する。従つて、第１図を参照して述
べられている定量的結果は投射される透明画の中
心部にあるインクスポツトに適用することがで
き、周辺部のインクスポツトに対しては特定の数
値が若干異なるが、透明画の周辺部のインクスポ
ツトに関しても同じ定量的結果が適用できる。更
に、それぞれのインクスポツトの形状は第１図に
示された典型的三次元インクスポツトの形状から
若干変えても良いことは理解されよう。

画像のインクジエツトプリンテイングまたは熱
転写に使用されるタイプの従来のホツトメルトイ
ンクは通常約1.40−1.50の範囲の屈折率を有す
る。例示のため、第１図に示した三次元インクス
ポツト１１は1.45の屈折率を有するものと考え
る。この屈折率のもとで、中心光線１５から外側
にスポツトの半径の約44％の距離をおいてスポツ
ト１１に入射して来る光線（第１図に示された光
線１６および１７のように）は垂直から約15.5°
の角度で表面１２に入射し、表面１２を通過する
際、中心光線１５に向つて7.2°の角度で屈折する
ことによつて偏向される。光線の入射方向からこ
のような偏向の度合は中心光線からの距離が増す
につれて増加し、光線１８および１９のようなイ
ンクスポツトの半径の61％の距離を中心光線１５
から離れて入射する光線は垂直から約21.7°の角
度で表面１２に入射し、表面１２を通過する際に
中心光線１５に向つて10.7°偏向される。

もしこの透明画映写システムに使用される映写
レンズがこのようなシステムに通常用いられるほ
ぼ最大口径であるｆ／４の口径を有するならば、
この映写レンズは投射される画像中のそれぞれの
ポイントから約14.4°の角度を張る。従つて映写
レンズに向うどの光線も、映写レンズの中心と像
を造るポイントとの間に延びる線から7.2°を越え
て偏向されると映写レンズによつて集められなく
なり、画像を形成する約には立たない。その結
果、第１図に示されるタイプの透明画中のインク
スポツトと共に、そのスポツトの半径の44％未満
の距離を中心から離れてスポツトに入射する光線
のみが映写レンズに伝達される。そのような光線
はインクスポツトに入射する全ての光線の19.4％
でしかななく、80％を越える入射光の損失をまね
く。

たとえ映写レンズの口径を50％大きくしても、
インクスポツトによる光線の屈折に起因する問題
はさけられない。その場合、映写レンズはそれぞ
れのスポツトから21.4°の角度を張り、第１図に
示された光線１８および１９のようなスポツトの
半径の61％までの距離を中心光線１５から離れて
入射して来る光線を受容する。この場合、レンズ
はインクスポツトに入射する光線の約37％しか受
容しない。従つて、かなり大きな映写レンズを用
いても、それぞれのスポツトに入射する光の60％
を越える量が失われる。一方、インクスポツト１
１のない部分で支持体１０に入射する光は全て映
写レンズへ伝達され、得られる投射インクパター
ンは、三次元インクスポツトが入射光を屈折させ
ない場合の比較的明るい背景と対照的に比較的暗
いほぼ色のないものである。

これまでホツトメルトインクを使用した良質の
透明画製造を妨げてきたこれらの問題は、第２図
に例示される方法で製造された透明画を与えるこ
とによつて本発明により解決された。第２図に示
すように、透明画は湾曲した表面２２を有する三
次元インクスポツト２１を施した透明支持体２０
から成る。従つて透明材料のコーテイング２３
は、支持体およびインクスポツトの表面と光学的
接触をし、支持体の表面２５に平行な平面から比
較的小さい最大偏向角を有する表面２４を形成す
るように支持体２０およびインクスポツト２１に
施される。

この目的のため、液体状で施される層２３は支
持体２０の表面２５とインクスポツト２１の表面
２２を湿潤させる材料で作られなければならな
い。更に、その材料が施される液体状態で、この
材料は支持体の表面およびインクスポツトの表面
に沿つて広がるのに十分な程低い表面張力を有し
ていなければならない。その結果、層２３および
２５の角交差部２６で厚く、スポツト２１の頂部
およびスポツト２１と隣接するスポツトとの間の
表面２５の部分のような交差部２６か距離を置い
た表面では比較的薄くなつている。もちろん層２
３はスポツト２１と同じ厚さかあるいはそれより
厚くても良く、その場合は表面２４が全体に亘つ
て表面２５にほぼ平行である。

更に、層２３の屈折率はインクスポツト２１と
ほぼ同じでなければならず、インクスポツト２１
から界面２２を通つて層２３に入る光線には実質
的に偏向がない。この目的のため、層２３の屈折
率はインクスポツトの屈折率から約10％の範囲、
好ましくは約５％の範囲に入つていなければなら
ない。

もし支持体２０が柔軟シートならば、透明画が
曲げられた場合に分離またはフレーキングをさけ
るために層２３の材料も、同様に柔軟でなければ
ならない。層２３を支持体に施すのに都合良いよ
うに、層を形成するコーテイング材料は適度な時
間内で、しかもあわまたは表面欠陥の形成をさけ
るように乾燥または固化するものでなければなら
ない。もちろん、コーテイング材料に含まれてる
いかなる溶剤もインクスポツト２１中の物質およ
び支持体中の物質と相容性がなければならない。
ホツトメルトインクは通常、天然または合成ワツ
クスを用いて作られ、コーテイング材料はこれら
の成分を溶解したり劣化させてはならない。

特に、透明ポリウレタンおよびアクリルコーテ
イングが支持体２０およびインクスポツト２１と
相容性があり、欠陥のない付着性のコーテイング
を形成してフレーキングが起きないならば、これ
らの材料が適している。特に適したコーテイング
材料は、Cowpo IndusriesからLP129として売り
出されている材料のような、約35％のポリウレタ
ンおよび約５−６％のメチルエチルケトンまたは
Ｎ−メチルピロリドンを含む水性ポリウレタンエ
マルジヨンから得られる。

支持体２０は、インクスポツト２１中の物質お
よび層２３中の物質と相容性のある従来のどんな
透明支持体でも良い。光学ベース“マイラー”、
3MスコツチブランドNo.501およびアークラント
（Arkwright）No.723として販売されているシート
材料のようなポリエステル支持体が特に適してい
る。支持体の表面は荒くなく、なめらかであるこ
とが好ましい。

インクスポツトを通る光の透過に対するコーテ
イング２３の効果は第２図に示す光線の光路によ
つて表わされている。この図において、スポツト
２１は第１図のスポツト１１と同じ形状を有して
おり、層２３はインクスポツトと同じ屈折率を有
していると考える。第２図の光線１５′−１９′は
第１図の入射光線１５−１９にそれぞれ対応する
が、第２図に示されているように、界面の両側に
おける屈折が同じなのでこれらの光線１５′−１
９′はインクスポツトと層２３の間の界面２２を
偏向することなく通過する。

第２図に示された例において、層２３の表面２
４は、光線１６′および１７′がこの表面に10°の
角度で入射し、光線１８′および１９′が12°の角
度で入射するように形づくられる。その結果、第
２図に示されるように新たに現われる光線
（ermergnig rays）はそれぞれ約4.5°および5.6°の
角度だけ偏向される。従つて、これらの光線全て
がｆ／４映写レンズによつて張られた7.2゜の半角
範囲内に十分入る。

更に、インクスポツト２１の周囲を通過する光
線２７および２８は14゜の角度で層２３の表面２
４に入射し、スポツトと映写レンズの中心との間
の直線からわずか約6.6゜しか偏向しない。従つ
て、第２図に示されるようなタイプのコーテイン
グ２３を用いてインクスポツト２３のようなイン
クスポツトを含むインクパターンに入射する光の
全てをｆ／４の口径を有する映写レンズに伝達
し、はつきりとして明るい完全色の画像が得られ
る。

この点に関し、層２３の表面２４は驚くことに
支持体２０の表面２５に厳密に平行である必要は
なく、映写レンズが張る角度からわずかに大きい
最大角までの角度で平行からずれていても所望す
る結果が得られる。図示した例において、表面２
４の表面２５に平行な平面からの最大ずれ角は約
15゜である。更に、インクスポツト端に近い部分
においては支持体の表面２５に対する平面２４の
平行からのずれはもつと大きくても良い。例え
ば、インクスポツトの周辺において、約9.8゜の入
射光線の偏向を生じる平行平面からの表面２４の
20゜のずれは、ｆ／４の口径を有する映写レンズ
を用いるとインクスポツトを透過する光のほんの
少量しか損失せず、50％大きな口径を有する映写
レンズを用いると損失しない。この50％大きな口
径を有するレンズは第１図の光線１８および１９
に関して述べた10.7゜の半角を張る。

映写レンズの口径により張られる半角より小さ
い角度でスポツトを通過する光線のほとんどを偏
向させるのに十分な小ささで、スポツト２１をカ
バーする範囲内で平行平面からずれ角を有する表
面２４を形成するのに十分なコーテイング材料が
与えられる限り、所望する特性を与える層２３
は、インクドロツプ２１を有する支持体２０にど
のような従来方法で施されてもよい。第２図に示
す例において、平行からのずれは約15゜であるが、
前述したように約20゜までずれていてもよい。典
型的なコーテイング方法は噴霧、浸漬およびロー
ルコーテイングである。次にコーテイングの厚さ
を、スキージー、ドクターブレード、メータリン
グロツド等を用いて余分なコーテイング材料を除
去することによつて調整し、コーテイング材料の
溶剤またはキヤリヤーによつて、加熱したり加熱
しなかつたりしながら層に向けて空気を当てるこ
とにより乾燥してもよい。

本発明を特定の実施例を参照しながら述べてき
たが、本発明に関する多くの改良や変更は当業者
にとつて自明のことである。例えば、前述のホツ
トメルトインクに加えて、本発明は湾曲した表面
を有する三次元スポツトを形成する他の全てのマ
ーキング材料を用いて透明画を作ることにも有用
である。従つて、以下の請求範囲の記載された本
発明の意図する範囲内において前記の改良および
変更も本発明に含む。