(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
端面から入射した光を表面側へ反射するドット状反射部を導光板の表面に形成する導光板の製造装置であって、
任意に超音波の発振及び停止が可能な超音波振動発生部と、
該超音波振動発生部に機械的に接続し前記ドット状反射部を導光板に形成するための刃部を備えた加工具と、を備え、
前記超音波振動発生部を発振させて前記加工具の刃部を前記導光板に押し込んでドット状反射部を形成する際に、前記刃部が導光板に押し込まれて該刃部により押し出された溶融材料を押しつぶす庇部を該刃部の周囲に設けたことを特徴とする導光板の製造装置。
【請求項２】
前記庇部が前記溶融材料と接する面を鏡面または指定の表面粗さの面の仕上げとしたことを特徴とする請求項１に記載の導光板の製造装置。
【請求項３】
任意に超音波の発振及び停止が可能な超音波振動発生部と、該超音波振動発生部に機械的に接続し導光板にドット状反射部を形成するための刃部を有する加工具と、を備えた製造装置により、端面から入射した光を表面側へ反射するドット状反射部を導光板の表面に形成する導光板の製造方法であって、
前記超音波振動発生部により超音波振動が印加された前記刃部を導光板の所望の位置に所定の深さまで押し込む第１の工程と、
前記超音波振動発生部の発振を停止させて、前記刃部の周囲の導光板を硬化させる第２の工程と、
前記刃部を導光板から引き抜く第３の工程と、
を備え、
前記第１の工程において、前記刃部の周囲に設けた庇部によって、前記刃部が導光板に押し込まれて該刃部により押し出された溶融材料を押しつぶすことを特徴とする導光板の製造方法。
【請求項４】
前記導光板のそれぞれ異なる所望の位置に、前記第１の工程から第３の工程までを複数回繰り返すことにより、前記導光板に複数の前記ドット状反射部による所望のパターンを形成する第４の工程を更に備えたことを特徴とする請求項３に記載の導光板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、導光板の裏面に複数のドット状反射部を形成し、導光板に端面から入射した光を各ドット状反射部で表面側へ反射させて表示する表示装置に係り、特に表示装置に用いる導光板の製造装置及び製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
透明な導光板の裏面に、所望のパターンにより複数のドット状反射部を形成し、導光板の端面からＬＥＤ等により照明することにより、導光板の表面側へドット状反射部による輝点パターンを表示する表示装置が知られている。各ドット状反射部は、端面から入射した光を表面側へ反射するために、表面に対して傾いた反射面を有する楔状の切欠き部（凹部）として形成される。このようなドット状反射部を有する導光板の製造方法は、導光板の材料としてアクリル、ポリカーボネート等の熱軟化性樹脂を使用する場合、加熱した加工具の刃部を導光板の一方の面に押し込み、所定の深さになった後に、刃部を引き抜く方法を用いていた（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００７／１２３２０２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら上記従来の導光板の製造方法にあっては、導光板にドット状反射部を形成する際に、加熱した刃部を導光板に押し込むと、溶融した樹脂が刃部の周囲の導光板表面に溢れるので、ドット状反射部周囲に丘状に盛り上がったり、刃部周囲の加工具下面に付着したりするという問題点があった。
【０００５】
図１１は、従来の導光板の製造方法を説明する模式断面図である。図１１（ａ）に示すように、加工具１３には、ヒータを内蔵した加熱部１１が設けられ、加熱部１１の下面に楔状の刃部１２が突出して形成されている。刃部１２には、ドット状反射部の反射面を形成するための斜面１２ａが設けられている。そして図１１（ａ）に示すように、ドット状反射部２を形成する際に、導光板１の軟化温度以上に加熱した刃部１２を導光板１に押し込むことにより、溶融した溢れ樹脂１５が導光板１の表面１ｃに盛り上がる。また図１１（ｂ）に示すように、加熱した刃部１２を導光板１から引き抜く際に、刃部１２の周囲の導光板が軟化しているために、ドット状反射部２の形状が変形し、反射面の良好な形状が得られずドット状反射部の輝度ムラが生じる。特に、ドット状反射部２の周囲の丘状に盛り上がった溢れ樹脂１５の部分は、導光板の透明性を損ねて外観が悪化する。また丘の高さが大きくなると、導光板全体としての厚さが増加し、小型機器内に導光板を納めたい場合の障害となる。
【０００６】
また図１１（ｃ）に示すように、加熱部１１の下面で溢れ樹脂１５を押しつぶした場合、図１１（ｄ）に示すように、軟化した溢れ樹脂１５が加熱部１１の下面とドット状反射部２の周囲に付着し、導光板の透明性及び外観を損ねる。さらに加熱部１１の下面に溢れ樹脂１５が付着していると、連続して複数のドット状反射部を形成する際の支障となる。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、導光板にドット状反射部を形成する際に、溶融した樹脂が切欠き部周囲に丘状に盛り上がったり、刃部周囲の加工具下面に付着したりすることを防止することができる導光板の製造装置及び製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、端面から入射した光を表面側へ反射するドット状反射部を導光板の表面に形成する導光板の製造装置であって、任意に超音波の発振及び停止が可能な超音波振動発生部と、該超音波振動発生部に機械的に接続し前記ドット状反射部を導光板に形成するための刃部を備えた加工具と、を備え、前記超音波振動発生部を発振させて前記加工具の刃部を前記導光板に押し込んでドット状反射部を形成する際に、前記刃部が導光板に押し込まれて該刃部により押し出された溶融材料を押しつぶす庇部を該刃部の周囲に設けたことを要旨とする。
【０００９】
また、本発明の導光板の製造装置に係る前記庇部は、前記溶融材料と接する面を鏡面または指定の表面粗さの面の仕上げとしたことを要旨とする。
【００１０】
また、本発明は、任意に超音波の発振及び停止が可能な超音波振動発生部と、該超音波振動発生部に機械的に接続し導光板にドット状反射部を形成するための刃部を有する加工具と、を備えた製造装置により、端面から入射した光を表面側へ反射するドット状反射部を導光板の表面に形成する導光板の製造方法であって、前記超音波振動発生部により超音波振動が印加された前記刃部を導光板の所望の位置に所定の深さまで押し込む第１の工程と、前記超音波振動発生部の発振を停止させて、前記刃部の周囲の導光板を硬化させる第２の工程と、前記刃部を導光板から引き抜く第３の工程と、を備えたことを要旨とする。
【００１１】
また、本発明の導光板の製造方法は、前記導光板のそれぞれ異なる所望の位置に、前記第１の工程から第３の工程までを複数回繰り返すことにより、前記導光板に複数の前記ドット状反射部による所望のパターンを形成する第４の工程を更に備えたことを要旨とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、加工具の庇部で溶融材料を押しつぶすので、形成されたドット状反射部の周囲に溶融材料が盛り上がることがなく、導光板の透明性を損ねることがなくなるという効果がある。
【００１３】
また本発明によれば、形成されたドット状反射部の周囲に溶融材料が盛り上がることがなく、導光板の厚さの増加が抑制され、小型機器内に導光板を納る場合の障害とならないという効果がある。
【００１４】
また本発明によれば、超音波振動が印加された加工具の刃部を導光板に押し込んだ後、超音波振動を停止し導光板の溶融部を硬化させた後に加工具の刃部を導光板から引き抜くので、刃部の形状及び庇部下面の形状が正確に導光板に転写されるようになり、正確な形状のドット状反射部を形成することができるという効果がある。
【００１５】
また本発明によれば、加工具に溶融材料が付着することがないので、連続的に複数のドット状反射部を導光板に形成することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の導光板の製造装置による導光板を用いた表示装置の例を示す斜視図である。
【図２】図１に示す表示装置の断面図である。
【図３】図１に示す表示装置の要部拡大断面図である。
【図４】図１に示す表示装置のドット状反射部を示す平面図である。
【図５】本発明の導光板の製造装置の概略を示す斜視図である。
【図６】本発明の導光板の製造装置の要部正面図である。
【図７】（ａ）本発明の導光板の製造装置に用いる加工具の一例の正面図、（ｂ）側面図である。
【図８】（ａ）本発明の導光板の製造装置に用いる加工具の他の例の正面図、（ｂ）側面図である。
【図９】（ａ）本発明の導光板の製造装置を用いた超音波加工によるドット状反射部の形成を説明する図、（ｂ）超音波発振停止後の加工具の引き抜きを説明する図、（ｃ）本発明の導光板の製造装置により形成されたドット状反射部の平面図である。
【図１０】本発明の導光板の製造方法を示すフローチャートである。
【図１１】（ａ）従来の導光板の製造方法による溢れ樹脂を説明する図、（ｂ）従来の導光板の製造方法によるドット状反射部形状の変形を説明する図、（ｃ）従来の導光板の製造方法による溢れ樹脂を説明する図、（ｄ）従来の導光板の製造方法による溢れ樹脂の加工具への付着を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。最初に、本発明の導光板の製造装置を用いて製造される導光板を使用した表示装置について説明する。
【００１８】
図１〜図４は、本発明の導光板の製造装置を用いて製造された導光板１を使用した表示装置１０の一例を示すものである。図１は、表示装置１０を模式的に示す斜視図であり、図２は、表示装置１０の断面図であり、図３は、表示装置１０の要部拡大断面図であり、図４は、ドット状反射部２の平面図である。
【００１９】
表示装置１０は、導光板１と、導光板１の端面１ａに設けられた光源６とを備えている。光源６としては、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザーダイオード（ＬＤ）、有機エレクトロルミネッセンス（有機ＥＬ）、冷陰極蛍光管（ＣＣＦＬ）などを用いることができる。光源６は、導光板１の延在方向に沿って延在して形成するのが好ましい。図示の例では、光源６は、略矩形形状の導光板１の一辺の端面１ａに沿って延在して形成されている。光源６は、例えば、複数のＬＥＤが端面１ａに沿う方向に配列されたものが使用できる。光源６が発する光の色は、白、赤、黄、緑、青などを例示でき、導光板１に形成されたドット状反射部２が構成するパターンに応じて適宜選択できる。なお、光源６は、導光板１の一方及び他方の端面に設けることもできる。
【００２０】
導光板１は、透明な材料であればよく、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、シクロポリオレフィン樹脂などの合成樹脂からなる板が用いられ、その中でも透明性、加工の容易さなどの点からアクリル板が好ましい。
【００２１】
導光板１の厚さは、例えば０．５ｍｍ〜１０ｍｍとすることができる。導光板１は、背景を透かし見ることができる程度の光透過性を有することが好ましい。また導光板１の形状は、図示のように、平面視して略矩形状をなす板状をなしているが、導光板１の形状は、端面１ａ、表面１ｂ、および裏面１ｃとして機能する面が形成可能であれば、図示の形状に限定されない。なお、本発明において、透明であるとは、ドット状反射部２からの反射光が視認できる程度の光透過性を持つことをいう。
【００２２】
導光板１の裏面１ｃには、１または複数のドット状反射部２からなる表示部３が形成されている。図３及び図４に示すように、ドット状反射部２は、裏面１ｃに形成された切欠きであり、光源６から出射されて端面１ａから入射した光を表面１ｂ側に反射する反射面２ａを有する。ドット状反射部２は、光源６からの光が反射面２ａに当たるような形状とされる。
【００２３】
図示の例では、ドット状反射部２の平面視した形状が略矩形とされ（図４を参照）、ドット状反射部２の光源６からの光の入射方向に沿った断面形状が、端面１ａ側に形成された反射面２ａを斜辺とする三角形をなしている（図３を参照）。
【００２４】
ドット状反射部２は、導光板１に形成されて光源６からの光を表面１ｂ側に反射する構造であればよく、その構成は、図示の例に限定されない。ドット状反射部２の平面視した形状が、矩形以外に例えば、台形、三角形、五角形などの多角形、円形、あるいは円の一部を切り取った形状であってもよい。
【００２５】
平面視したときのドット状反射部２の縦横比（アスペクト比）（平均値）は、１０：１から１：１の範囲であることが好ましく、５：１から１：１の範囲がさらに好ましい。縦横比とは、平面視でドット状反射部２が内接する最小面積の長方形の長辺と短辺の比（長辺：短辺）をいう。縦横比が大きすぎると、ドット状反射部２からの光の形状が点状でなく線状と認識されるようになるため、結果的に視認性が低下する。図４に示すように、縦横比とは、ドット状反射部２の平面視した形状が長方形の場合には長方形の長辺と短辺の比（長辺：短辺）をいう。β１＞β２の場合はβ１：β２、β１＜β２の場合はβ２：β１となる。ドット状反射部２の平面視した形状が長方形以外の図形の場合には、平面視でドット状反射部２が内接する最小面積の長方形の長辺と短辺の比（長辺：短辺）をいう。
【００２６】
導光板１の表面１ｂに対する反射面２ｂの傾斜角度（図３に示す角度α）は、小さすぎれば出射光の傾斜角度も大きくなり、表示装置１０１を正面から見たときのドット状反射部２の視認性が低下する。傾斜角度αが大きすぎれば、光の入射角度が臨界角を超え、反射面２ａを透過する光の割合が増加するため、光の反射率が低下し、光の利用効率が低下する。このため、反射面２ａの傾斜角度αは、４５度以上６０度以下が好ましく、５０度以上５５度以下がさらに好ましい。傾斜角度を前記範囲とすることによって、光の反射効率を高くするとともに、反射光を表面１ｂに対し垂直に近い角度で出射させ、ドット状反射部２の視認性を高めることができる。
【００２７】
図示の例では、反射面２ａは平坦であるが、反射面は、少なくとも一部が曲面をなしていてもよい。反射面が曲面であると、反射光の出射角度が広い範囲にわたる場合があるが、この場合には、ドット状反射部２が広い範囲から視認できるようになる。
【００２８】
反射面２ａの表面粗さ（最大高さＲｙ）(JIS B 0601-1994）は、１μｍ以下、好ましくは０．１μｍ以下が好適である。表面粗さをこの範囲にすることによって、反射面２における光の反射率を高めることができる。
【００２９】
図３において高さγで示すドット状反射部２の高さは、小さすぎればドット状反射部２の視認性が低くなり、大きすぎれば表示装置１０の透明性の点で好ましくない。そのため、ドット状反射部２の高さγの平均値は、０．１ｍｍ〜５ｍｍが好ましく、０．５ｍｍ〜３ｍｍがさらに好ましい。また、導光板１の厚さに対するドット状反射部２の高さの比（平均値）は、１／１０〜１／１が好ましく、１／５〜２／３がさらに好ましい。
【００３０】
全てのドット状反射部２の反射面２ｂの面積を一定とすると、光源６に近いドット状反射部２における反射光に比べ、光源６から遠い位置にあるドット状反射部２における反射光の強度が低くなる傾向にある。このため、反射面２ｂの面積を光源６からの距離が離れるに応じて大きくすることによって、ドット状反射部２の反射光の強度を均一化するのが好ましい。
【００３１】
図３に示すように、表示装置１０では、光源６からの光を端面１ａから導光板１に入射させ、ドット状反射部２の反射面２ａに反射させ、表面１ｂ側から出射させることができる。表面１ｂ側から表示装置１０を見ると、ドット状反射部２はドット状の輝点として観察される。
【００３２】
次に、上記表示装置１０の導光板１を製造する製造装置及び製造方法について、図５〜図１０を参照して説明する。図５は、製造装置の実施例の概略を示す斜視図であり、図６は、製造装置の要部拡大図である。図７（ａ）は、製造装置に装着する加工具の一例を示す正面図、（ｂ）は同側面図である。図８（ａ）は、製造装置に装着する加工具の他の例を示す正面図、（ｂ）は同側面図である。図９は、導光板の製造方法を説明する図であり、（ａ）は、超音波振動を刃部に加えながら加工具を押し込んだ状態を示す模式断面図、（ｂ）は、超音波振動を停止し導光板が硬化した後に加工具を引き抜く状態を示す模式断面図、（ｃ）加工後のドット状反射部２とその周囲の溢れ樹脂１６の形状を示す平面図である。図１０は、製造方法を示すフローチャートである。
【００３３】
なお、以下に説明する実施の形態は、比較的大型の導光板の製造するために加工具をＸＹ面内で移動させる方式の製造装置である。しかし、比較的小型の導光板を製造する際には、導光板材料を載置したテーブルをＸＹ方向に移動させる方式の製造装置が好ましい。
【００３４】
図５に示すように、製造装置５１は、加工対象の導光板材料を載置するテーブル５３の上に構成されている。１軸ステージの上軸（Ｘ軸）に対して、剛性を増すために、下軸（Ｙ軸）では、２本の平行なリニアガイドウェイ５５，５６を用いたガントリ型の構成としている。リニアガイドウェイ５５には、Ｙ軸駆動源としてリニアモータ５７が設けられている。リニアガイドウェイ５５，５６の各両端部には、それぞれストッパ５９ａ，５９ｂ，５９ｃ，５９ｄが設けられている。またリニアガイドウェイ５５、５６には、それぞれスライダ６１，６３が跨るように設けられて、それぞれリニアガイドウェイ５５，５６の上をＹ軸方向に滑動可能となっている。
【００３５】
スライダ６１，６３の間は、梁部材６５により接続されている。梁部材６５には、２本のリニアガイドウェイ６７，６９が平行に設けられている。リニアガイドウェイ６７，６９の各両端部には、それぞれストッパ７１ａ，７１ｂ，７１ｃ，７１ｄが設けられている。リニアガイドウェイ６９には、Ｘ軸駆動源としてリニアモータ７３が設けられてる。またリニアガイドウェイ６７、６９に跨るようにＺ軸ベース７５が設けられ、Ｚ軸ベース７５は、Ｘ方向に滑動可能となっている。これにより、Ｚ軸ベース７５は、リニアモータ７３，５７によりそれぞれＸ軸方向、Ｙ軸方向へ駆動可能となっている。Ｘ軸及びＹ軸の駆動量は、後述するＮＣプログラムにより制御される。
【００３６】
さらにＺ軸ベース７５には、Ｚ軸ベース７５に対してＸＺ面内で回動可能なチルトベース７７が設けられている。チルトベース７７の上端部は、円弧状に形成され、回動角を示す角度目盛７８が記入れている。この角度目盛７８は、チルトベース７７の直立位置を示す０°を中心に、例えば図中左右へそれぞれ４０°まで記入されている。そして、Ｚ軸ベース７５には、角度目盛７８と対向する位置に、基準目盛を記したプレート７９が固定されている。製造装置５１の使用者は、基準目盛に、Ｚ軸を傾けたい角度に角度目盛７８を合わせた状態で、チルトベース７７をＺ軸ベース７５に固定することにより、ＸＹ平面に直立したＺ軸から、ＸＺ面内に傾けたＺ’軸を実現することができる。なお、Ｚ軸ベース７５に対するチルトベース７７の回動及び固定は、モータと減速機構を用いてもよいし、手動で行うようにしてもよい。
【００３７】
チルトベース７７には、リニアモータやボールネジ等の直動機構であるＺ軸駆動部８０を介してＺ軸キャリア８１が設けられている。Ｚ軸駆動部８０の駆動量は、後述するＮＣプログラムにより制御される。そしてＺ軸キャリア８１には、超音波振動発生部８５がブラケット８７とネジ８９ａ〜８９ｄにより固定されている。超音波振動発生部８５は、ケーブル８６から供給される高周波電力を超音波振動に変換する超音波振動子が内蔵されている。超音波振動発生部８５には、図外の高周波電力発生部から、例えば数十ｋＨｚ、数十Ｗの高周波電力が供給可能となっている。超音波振動発生部８５に必要な高周波電力の大きさは、導光板材料の軟化点温度が高いほど大きく、また、加工対象のドット状反射部の大きさが大きいほど大きいので、供給される高周波電力の大きさは調節可能となっているのが好ましい。超音波振動発生部８５の下端は、ホーン部９１となり、加工具２１をネジ９３で固定可能となっている。
【００３８】
加工具２１は、導光板に押し込まれる刃部２２と、導光板から刃部２２により押し出される溶融樹脂を導光板の表面に押しつける庇部２３が形成されている。刃部２２には、ドット状反射部の反射面を形成するための斜面２２ａが設けられている。
【００３９】
また、Ｚ軸キャリア８１には、接触センサ９５が設けられている。接触センサ９５は、Ｚ軸方向に滑動可能な接触レバー９７の下端部が導光板に接触したことを検出するセンサである。接触センサ９５に内部には、例えばフォトインタラプタを用いた位置センサが設けられ、接触レバー９７の下端部が導光板に接触すると、接触レバー９７の中央部に設けられた孔がフォトインタラプタにおける光の断続状態が変化して接触を検知するようになっている。また接触センサ９５のオフセットを調整するためにマイクロメータを利用した調整器９９が設けられている。
【００４０】
図７（ａ）は、加工具２１の一例を示す正面図であり、図７（ｂ）は、その側面図である。加工具２１の先端部には、楔状の刃部２２と、平面の下面２３ａを有する庇部２３とが形成されている。刃部２２は、導光板に形成するドット状反射部に応じた形状とされ、超音波振動する刃部２２が導光板に押し込まれることにより、刃部２２が導光板にドット状反射部を形成する。そして刃部２２の斜面２２ａは、ドット状反射部の反射面を形成する。
【００４１】
ここで刃部２２の形状を、斜面２２ａに対するもう一方の面を下面２３ａに対して直角とせず、数°大きくしているので、加工後に刃部２２を導光板から容易に引き抜くことができる。
【００４２】
図９（ａ）に示すように、超音波振動した刃部２２が導光板１に押し込まれる際に、刃部２２の周囲の導光板表面１ｃに溶融した溢れ樹脂１６が溢れるが、庇部２３は、この溢れ樹脂１６を押しつぶす作用を行う。溢れ樹脂１６の平面視した形状は、図９（ｃ）の様になる。これにより、導光板のドット状反射部２の周囲に溢れ樹脂１６が盛り上がることがなくなり、導光板の透明性を損ねることがなくなる。また、庇部２３で溢れ樹脂１６を押しつぶすので、ドット状反射部２の周囲に溢れ樹脂１６が盛り上がることがなく、導光板の厚さの増加が抑制され、小型機器内に導光板を納る場合の障害とならない。
【００４３】
庇部２３の下面２３ａの表面粗さ（最大高さＲｙ）（JIS B 0601）は、例えば、０．１μｍ以下に鏡面仕上げされている。これにより、図９（ｂ）に示すように、超音波振動を停止して、刃部２２及びその周囲の導光板の温度が導光板材料の軟化点温度以下となったときに、加工具２１を導光板１から引き抜くと、庇部２３の下面２３ａに接していた溢れ樹脂１６の表面１６ａは、庇部２３の下面２３ａの表面粗さが転写されるので滑らかになり、導光板の透明性を損なうことがない。
【００４４】
図８（ａ）は、加工具２１の他の例を示す正面図であり、図８（ｂ）は、その側面図である。図７と同様に、加工具２１の先端部には、楔状の刃部２２と、平面の下面２３ａを有する庇部２３とが形成されている。刃部２２は、導光板に形成するドット状反射部に応じた形状とされ、超音波振動する刃部２２が導光板に押し込まれることにより、刃部２２が導光板にドット状反射部を形成する。そして刃部２２の斜面２２ａは、ドット状反射部の反射面を形成する。なお、庇部２３の下面２３ａは、鏡面仕上げされていれば、図９に示したように凹面であってもよいし、図７，８に示したように平面であってもよい。
【００４５】
次に、図１０のフローチャートを参照して、導光板の製造装置５１を用いた製造方法を説明する。本フローチャートの説明では、作業者と製造装置５１との協働により導光板を製造する例を示しているが、板状の導光板材料を取り扱うロボット装置を導入して完全自動化することもできる。
【００４６】
まず最初にステップ（以下、ステップをＳと略す）１０において、作業者は、導光板を加工するＮＣプログラムを製造装置５１に読み込ませる。ＮＣプログラムを読み込んだ製造装置５１は、図示しない操作盤の製造開始のボタンが押されるまで待機するものとする。このＮＣプログラムは、例えば、周知のＸＹＺ３軸ＮＣ加工機の一般的なＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各位置を制御するコマンド、超音波振動発生部に供給する高周波電力のオン・オフを制御するコマンド、時間待ちコマンド、及びループ制御等の補助的なコマンド群からなるＮＣプログラムである。このＮＣプログラムは、製造装置とは別に設けられた汎用のＣＡＤシステムにより作成され、通信回線を介して、或いは持ち運び可能な記憶媒体により製造装置５１へ読み込まれる。
【００４７】
なお、本実施例では、製造装置５１のＺ軸をＺＸ面内で傾けることにより、斜め方向から加工具２１を導光板に押し込むようにしている。従って、Ｚ軸を傾けた角度θと、Ｚ軸の変位量ｚにより、加工具２１の刃部２２が導光板に作用するＸ座標がずれることに留意する必要がある。このずれ量は、ｓｉｎθと変位量ｚに応じて、ＮＣプログラムのＸ座標を修正するか、或いは、導光板の材料をテーブル５３に設定する位置決め位置をずらすことにより補償することができる。またＮＣプログラム上のＺ軸は、実空間ではＸＺ面内にＺ軸を角度θ傾けたＺ’軸となっている。
【００４８】
次いでＳ１２で、作業者は、例えばアクリル板等の導光板の材料を製造装置５１のテーブル５３に載置して固定する。なお、図示しないがテーブル５３には、例えば、載置する導光板の端面を当接して位置決めを行うための位置決めプレートと、位置決めされた導光板を固定するクランプが設けられているものとする。
【００４９】
次いで、作業者は、図示しない操作盤から製造開始のボタンを押下する。するとＳ１４において、製造装置５１が製造開始を認識して、Ｓ１４の判定がＹＥＳとなり、Ｓ１６へ進む。Ｓ１６では、製造装置５１は、ＮＣプログラムから最初の加工位置のＸＹ座標を読み出して、Ｘ軸リニアモータ７３及びＹ軸リニアモータ５７を駆動して、読み出したＸＹ座標位置へＺ軸ベース７５を移動させる。
【００５０】
次いでＳ１８で、製造装置５１は、Ｚ軸駆動部８０を駆動して、接触センサ９７の先端が導光板に接するまでＺ軸キャリア８１を移動させる。次いでＳ２０で、製造装置５１は、超音波振動発生部８５に供給する高周波電力をオンにして、超音波振動を開始させる。超音波振動発生部８５が発生した超音波振動は、ホーン９１、加工具２１を介して、刃部２２へ伝えられる。次いでＳ２２で、製造装置５１は、刃部２２が超音波振動した状態で、Ｚ軸駆動部８０を−Ｚ方向へ駆動し、刃部２２を所定の深さまで導光板へ押し込む。超音波振動した刃部２２と導光板とが接する部分では、超音波エネルギーが熱エネルギーに変換され、刃部２２及び刃部２２に接している部分の導光板の温度が上昇して溶融する。そして溶融した部分は、刃部２２により押し出され刃部２２の周囲の導光板表面に溢れ出す。所定の深さまで刃部２２が押し込まれた状態が図９（ａ）である。導光板表面に溢れた溢れ樹脂１６は、加工具２１に設けられた庇部２３で押しつぶされて、高さが低くなっている。
【００５１】
次いでＳ２４で、製造装置５１は、超音波振動発生部８５に供給する高周波電力をオフし、超音波振動を停止させる。超音波振動の停止により、熱エネルギーに変換される超音波エネルギーがなくなるので熱供給が止まり、刃部２２及びその周囲の導光板の温度が低下し始める。
【００５２】
次いでＳ２６で、製造装置５１は、刃部２２及びその周囲の導光板の温度が導光板の軟化点より低い温度まで冷却が完了するまで待機する。冷却完了の判断には、一定時間経過すれば冷却完了と判断することができる。本実施例では、所定時間（例えば１秒〜数秒）経過すれば冷却完了と判断する。この所定時間は、周囲温度の影響を受け、温度上昇とともに長くなる傾向にあるので、余裕を見て所定時間を設定してもよく、また周囲温度の測定値を所定時間に反映させるようにしてもよい。また、刃部２２の温度を検出する温度センサを設けて、温度センサの検出値と導光板の軟化点温度とに比較により冷却完了を判断してもよい。冷却が完了すると、溢れ樹脂１６が硬化し、溢れ樹脂１６の表面は、庇部２３の底面２３ａの鏡面形状が転写されて、滑らかな表面となる。
【００５３】
Ｓ２６で冷却完了と判断すると、次いでＳ２８で、製造装置５１は、Ｚ軸駆動部８０を＋Ｚ方向へ駆動し、刃部２２を導光板から引き抜く。これにより導光板１に刃部２２の形状に応じたドット状反射部２が形成される。この様子を示す模式断面図が図９の（ｂ）である。
【００５４】
次いでＳ３０で、製造装置５１は、次の加工点があるか否かを判定し、次の加工点があれば、Ｓ１６へ戻って、次の加工点にドット状反射部を形成する操作が繰り返される。こうして、導光板１に複数のドット状反射部２による所望のパターンを形成することができる。
【００５５】
Ｓ３０の判定で次の加工点がなければ、Ｓ３２で製造装置５１は、加工終了を操作盤に表示する。次いでＳ３４で、作業者は、操作盤の加工終了の表示を見て、導光板をテーブル５３から取り出して、１枚の導光板の製造を終了する。なお、次の導光板の製造があれば、作業者は導光板をテーブル５３に設定するＳ１２から繰り返すことにより、１枚目と同様に導光板を製造することができる。
【００５６】
以上、実施形態を用いて本発明を詳細に説明したが、本発明は本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載及び特許請求の範囲の記載と均等の範囲により決定されるものである。
【符号の説明】
【００５７】
２１  加工具
２２  刃部
２３  庇部
２３ａ  下面
５１  導光板の製造装置
８５  超音波振動発生部  
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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