(57)【要約】【課題】低屈折率材料でできたレリーフ型回折格子にこの材料より屈折率の高い材料を転写するとこれら屈折率の差に応じて回折効率が変わる。これを利用して画像情報に基づいて高屈折率材料の単位要素を低屈折率材料のレリーフ構造に配置することで輝度諧調をもつホログラム画像を形成する。ホログラム転写体を被転写体に転写して画像形成するには顔料、もしくは染料を有するインク等で使用するプリンターでは転写できないため専用プリンターが必要となる。【解決手段】低屈折率材料のレリーフ構造型回折格子に数種類の回折格子より高い屈折率材料の単位要素を配置することで回折効率を制御し、回折光に輝度諧調をもつホログラム画像を形成する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レリーフ型回折格子構造を持つホログラム形成層の回折格子形成部にホログラム形成層の屈折率より高い１種類以上の屈折率材料の単位要素を画像情報に従って配置して、ホログラム形成層と単位要素の屈折率差によって回折格子の回折効率が異なることを利用して輝度諧調を表現することを特徴とするホログラム画像形成体。
【請求項２】
前記ホログラム形成層の屈折率は１．４以下であることを特徴とするホログラム画像形成体。
【請求項３】
前記単位要素で使用する材料において、最も屈折率の小さい材料の屈折率はホログラム形成層の屈折率の０．１以上であることを特徴とする請求項１及び請求項２記載のホログラム画像形成体。
【請求項４】
ホログラム形成層、単位要素ともに内部透過率が８０％以上であることを特徴とする請求項１、２及び３記載のホログラム画像形成体。
【請求項５】
基材と、前記基材の片面にハクリ可能な状態で請求項２、４記載の材料で構成されたホログラム形成層が形成されており、基材とは反対面に形成されているレリーフ構造に，少なくとも１つ以上の請求項３記載の単位要素を画像情報に従って転写することでホログラム画像を製造する画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本特許は低屈折率材料のレリーフ型回折格子構造を持つホログラム形成層の回折格子形成面に画像に従って、ホログラム形成層材料の屈折率より高い屈折率で、かつ異なる数種類の屈折率の単位要素を配置することによってホログラム画像を形成するホログラム形成体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高度にセキュリティ性が必要となる分野ではホログラムが非常によく使用される。例えばパスポートに使用されている例としては顔画像に加えて名前，国籍など個別文字情報を文字画像として画像情報化し、この情報を元にインクシートを用いて、熱転写受像シートに転写し熱転写シート上にインク画像を作成、さらにこの受像シートをパスポートに転写して個別情報をパスポートに印字する。熱転写受像シートを使用すると被転写体であるパスポートの紙質に左右されずに高い品質の画像を提供することができる。
【０００３】
しかしインク画像だけではセキュリティ性が弱いためホログラムが形成されている熱転写シートに使用することによりセキュリティ性を高めている手法がよく使われる。ホログラムが形成されている熱転写受像シートの構造例を図１に示す。図に示す通りホログラムを含む熱転写受像シートは基材に剥離層，ホログラム層，受像層の順に積層された構造を持つ。ホログラム層には部分的にレリーフ構造を形成することで、ホログラム画像が形成されている。より高輝度なホログラムにするためにホログラム層と受像層の界面に反射層を形成することがあり、これによってこのレリーフ構造の回折効率を高まり高輝度なホログラム画像を提供することができる。
【０００４】
このような構造の熱転写受像シートの構造では形成されているホログラム画像を変えることが非常に困難なため、さらにセキュリティ性を高めるためにインク画像のほか均一に回折格子が形成されたホログラム転写体より要素片状にホログラムを配置することでホログラム画像を形成する方式もある。この方法であるとインク画像に加えてホログラム画像も被転写体毎に異なるため、偽造が困難になりセキュリティ性が格段に高まる（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２３４５５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図２に示すような均一な回折格子形成面を持つホログラム転写体を局所的に過熱することによりホログラム転写体を要素的に被転写体に転写することが可能で、この要素的転写を画像状に従って行うことでホログラム画像を形成することができる。図２の通り、ホログラム転写体の構造は多層構造である。また材料や転写エネルギーの条件等を最適化することにより転写時に回折格子が熱で壊れることを防ぐことができる。
【０００７】
回折格子形成には、エンボスがよく使用される。回折格子の型に熱をかけてシート状の樹脂に押し当て、型が形成されたところで引き剥がすことで回折格子を形成する方法である。従ってインクシートで使われるような数ミクロン程度の基材にエンボスすると型を引き剥がすことが困難であるため、１０ミクロン以上の厚みの基材が必要である。一方形成された回折格子を転写する場合は図２の基材方向から局所加熱可能な過熱体をホログラム
転写体と共に被転写体に押し付けて局所的かつパルス的に過熱し、転写体の接着層を溶融し、被転写体に転写する。例えば画像情報に従って転写をする場合は、局所的加熱で転写した要素転写体が画像を構成する１画素となる。転写体の基材が厚くなると転写体に熱が伝わりにくくなるため、転写に必要なエネルギーがインクシートのときより大きくなる。そうなると従来のインクシート用に設計されたプリンターでは十分なエネルギーをホログラム転写体に供給することができないためホログラムの転写は非常に困難になる。加えて非常に高いエネルギーを転写体に供給した場合、転写体に伝わったエネルギー拡散量も大きくなるため、広範囲に温度が高くなる。そうなると意図するような局所的な転写をすることができず、解像度の高い画像を実現できなくなる。
【０００８】
インクシート、ホログラム転写体を製造するという観点からもこれら２つを１つのシート上に形成することは技術的にもコスト的にも非常に困難なため、ホログラム転写体を使って熱転写受像シート上にホログラム画像を形成するにはホログラム転写体とインク画像を印字するプリンターとは別にホログラム転写体を転写する専用のプリンター、若しくはプリンターユニットが必要になってくる。
【０００９】
以上の問題点を顧みて、本発明は新たにホログラム転写シート専用のプリンターを用意することなく、またインクシートとは別にホログラム転写体を用意することなく、インク画像とホログラム画像を形成した画像形成体に関するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、レリーフ型回折格子構造を持つホログラム形成層の回折格子形成部にホログラム形成層の屈折率より高い１種類以上の屈折率材料の単位要素を画像情報に従って配置して、ホログラム形成層と単位要素の屈折率差によって回折格子の回折効率が異なることを利用して輝度諧調を表現することを特徴とするホログラム画像形成体である。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、前記ホログラム形成層の屈折率は１．４以下であることを特徴とするホログラム画像形成体である。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明は、前記単位要素で使用する材料において、最も屈折率の小さい材料の屈折率はホログラム形成層の屈折率の０．１以上であることを特徴とする請求項１及び請求項２記載のホログラム画像形成体である。
【００１３】
また、請求項４に記載の発明は、ホログラム形成層、単位要素ともに内部透過率が８０％以上であることを特徴とする請求項１、２及び３記載のホログラム画像形成体である。
【００１４】
また、請求項５に記載の発明は、基材と，前記基材の片面にハクリ可能な状態で請求項２，４記載の材料で構成されたホログラム形成層が形成されており、基材とは反対面に形成されているレリーフ構造に、少なくとも１つ以上の請求項３記載の単位要素を画像情報に従って転写することでホログラム画像を製造するホログラム画像形成方法である。
【００１５】
異なる屈折率材料の界面での反射率はその屈折率差に依存し、屈折率差が大きいほど反射率は大きくなる。この性質を利用し、レリーフ型回折格子構造をもつ低屈折率材料の層（ホログラム形成層と呼ぶ）にこの層材料屈折率より高い数種類の屈折率材料の単位要素を予め用意された画像情報に従って配置する。ホログラム形成層と単位要素毎の屈折率の差で輝度を制御することで輝度諧調をもつホログラム画像が形成される。通常インク画像形成用のリボンは着色樹脂を塗工して製造される。本発明の要素となる高屈折率材料層も高屈折率樹脂を塗工することによってインク用リボンと同じ基材状に形成することが可能である。
【００１６】
このような画像形成体を形成する方法として最も一般的な方法は低屈折率材料のホログラム形成体に高屈折率材料の単位要素を転写する方法である。以後画像形成方法として転写を例にとって本発明の説明をする。
【００１７】
この方法では単位要素にホログラム転写体のような多層構造物を必要としないため、基材だけでなく転写体自体も厚くする必要がないためインク画像印字用のプリンターで被転写体に転写が可能である。また前記の通りインクと同じリボン上に形成することが可能であるため１つのプリンターでインク画像、ホログラム画像を形成することが可能である。
【００１８】
ホログラム形成層と高屈折率転写体の屈折率差は大きいほどホログラム回折効率を高くすることができるため、輝度諧調の諧調数を多くすることができる。シート状に形成する実用的な方法としては塗工が一般的である。塗工できそうな高屈折率材料の屈折率をみるとプラスチック光ファイバーのコア部で使われる材料（屈折率１．９程度）があり、またホログラム形成層材料としてはプラスチック光ファイバーのクラッドに使われる材料（屈折率１．３程度）があり、これらを使用すれば界面での屈折率差は０．６程度の屈折率差が可能である。
【００１９】
例えばこの例をとって４階調の輝度諧調を実現しようとする。ｎ１、ｎ２（ｎ２＞ｎ１）の屈折率の材料の界面での反射率は（ｎ２−ｎ１）／（ｎ２＋ｎ１）で表すことができる。ｎ２＝１．９、ｎ１＝１．３とすると反射率は０．１８７５となる。これを最高輝度として他２諧調用単位要素の屈折率はそれぞれ１．４７、１．６７とすれば４階調の輝度を表現することができる。
【００２０】
高屈折転写体、ホログラム形成層ともに消衰係数が大きくなると光の吸収が大きくなるため、回折光強度は低下する。例えば光学材料のＺｎＳｅを例にするとＺｎＳｅは青色可視域では光学材料として使用されていない。これは図３に示すようにＺｎＳｅの消衰係数が緑域を越えると急激に大きくなって吸収が大きくなるため、青色光はほとんど透過しないからである。この光学特性を参考に、高屈折転写体、ホログラム形成層ともに厚みが通常１ミクロン程度であることを考えると高屈折転写体、ホログラム形成層ともに透過率は８０％以上であることが望ましい。
【発明の効果】
【００２１】
以上、本発明によれば、ホログラム画像を形成するための専用のプリンターを必要とせず、従来のインク用の熱転写プリンターのみで意図するホログラム画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】熱転写受像層の一例
【図２】ホログラム転写体の一例
【図３】ＺｎＳｅの消衰係数のグラフ
【図４】ホログラム形成層の例
【図５】高屈折率転写体を含むインクリボンの構成例
【図６】ホログラム形成層に高屈折率転写体を転写した例
【図７】高屈折率転写体が転写されたホログラム形成層に接着層を転写した例
【図８】接着層に個人情報を形成した例
【図９】被転写体に転写した例
【発明を実施するための形態】
【００２３】
次に本発明の実施形態を説明する。先に述べたように低屈折率材料のホログラム形成体
に高屈折率転写体を転写する例を説明するが、本発明の実施形態をこれに限定するものではない。図４に示すようなホログラム形成層のレリーフ型回折格子構造部に図５に示すようなリボン状に加工された屈折率の異なる数種類の高屈折率転写体を単位要素転的に転写し、図６のようなホログラム画像を形成する。
【００２４】
ホログラム画像形成はこれで完了するが、実際には本発明をセキュリティ用として使用することを考えると、以下の工程が必要となる。通常セキュリティ用途でホログラム画像が使用される場合、セキュリティ性をもつ被転写体にホログラム画像を転写する必要があるためである。ホログラム画像が形成されたホログラム形成層はこのままでは転写できないため、接着性のある転写層を図７のようにホログラム形成体に転写し、接着層を形成する。この接着層にさらにインクを用いて個人情報のようなセキュリティ性の高い情報を形成する。このとき図８のようにホログラム画像とセキュリティ情報形成部が重なるようにするとホログラム画像がセキュリティ情報の改竄防止に効果を発揮する。
【００２５】
このようにしてホログラム画像でセキュリティ情報保護した後、ホログラム画像、セキュリティ情報共に図９のように被転写体に転写し、ホログラム形成層を基材より剥離して、一連の作業が完了となる。
【符号の説明】
【００２６】
１・・・基材
２・・・ハクリ層
３・・・ホログラム形成層
４・・・ホログラム層
５・・・高屈折率転写体
６・・・接着層
７・・・個人情報形成域
８・・・被転写体
９・・・インクリボン
１０・・・インクシート１
１１・・・インクシート２
１２・・・インクシート３
１３・・・高屈折率転写シート１
１４・・・高屈折率転写シート２
１５・・・高屈折率転写シート３
【図１】
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【図２】
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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３】
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