(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明固形物を含むインクにより、印刷媒体を構成する画像担持層上に複数個の微小画点を連続的に付着させて、所定の波長の光を回折するように形成された光回折構造を備え、
前記画像担持層は所定の材質の基材上に設けられ、前記画像担持層の上面は保護層により覆われており、前記透明固形物は、樹脂、金属酸化物、無機材料のうちの少なくとも１つを含む透明固形分よりなり、前記透明固形分は前記画像担持層及び保護層と屈折率が異なることを特徴とするセキュリティ印刷媒体。
【請求項２】
前記画像担持層は所定の材質の基材上に設けられると共に、前記画像担持層と前記基材の間に反射膜を設けることを特徴とする請求項１に記載のセキュリティ印刷媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば有価証券、入場券、クレジットカード、キャッシュカードおよびプリペイドカード等に用いられるセキュリティ印刷媒体およびその製造方法に係り、特にホログラムや回折格子等の光回折構造の印刷を備えるセキュリティ記録媒体およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、有価証券や身分証明書、クレジットカードなどの偽造を防止するための手段として、ホログラムや回折格子等の光回折構造が用いられている。この光回折構造は、１μｍ程度の微細な格子を形成することによりこの格子を通過する光のうち所定の波長のみを所定の角度で回折して、目視者がクレジットカード等の目視角度を動かして見ることにより特定の模様が微妙に変化して見えることを利用している。この光回折構造は、特殊の製造装置を用いて複雑な製造工程により製造されているため、容易に模倣することが困難であり、このため偽造防止手段としては極めて有効である。
【０００３】
従来の偽造防止手段としてのホログラムは、以下のような構成を有し、以下のようにして製造されていた。まず、ホログラムを付加されたカード類は、図６に示すように、熱硬化性樹脂等のホログラム形成層２の表面にホットスタンプ方式により微細な凹凸を形成し、この凹凸に反射性薄膜層３を設けてから保護膜４を被覆したホログラム１をカードや有価証券等の基材５に貼り付けることにより作成されていた。
【０００４】
ここで、このようなホログラムをカードや有価証券に作成する従来の方法を説明する。樹脂等のホログラム形成層２は、例えば表面レリーフ型ホログラムスタンプにより、加熱、加圧してホログラムを形成するための層である。ホログラム形成層２の厚みとしては通常０．５〜５μｍの範囲である。また、このようなホログラム形成層２はニッケル、金、クロム等のメッキされた表面レリーフ型スタンパ又はホログラムスタンパに対しては接着性を示さず、反射性薄膜層３に対しては良好な接着性を示す特性を有する。
【０００５】
また、ホログラム形成面は、このようなホログラム形成層２に対して、レリーフ型ホログラムの凹凸を有するニッケル版が１５０℃、１０ｋｇ／ｃｍ2の熱圧にて密着されることによりエンボス形成されている。反射性薄膜層３は入射光線を反射してホログラムを光らせる機能を持ち、厚み５０ｎｍのアルミニウムが真空蒸着法により形成されている。なお、反射性薄膜層３の材料としては、この他に、スズ、銀、金、クロムまたはニッケル等の金属光沢をもつ無機材料を用いてスパッタリング法又はイオンプレーティング法等により形成することが可能であり、その厚みは４０〜１００ｎｍの範囲である。
【０００６】
保護膜４は反射性薄膜層３の外部からの化学的、機械的損傷を防止するための層であり、材料としては樹脂がよく用いられ、厚み３μｍ程度に形成される。この他、レインボーホログラムやリップマンホログラム、光学的に作成される回折格子を用いることができる。
【０００７】
上述したように、このような構成を有するホログラムや回折格子等の光回折構造は高度な製造技術を要し、一般には複製偽造が困難であることから、偽造防止手段として有効とみられている。しかし、このような光回折構造は複製技術により製造されたものであり、同一の媒体、例えば同一種類のクレジットカードでは同一形状、同一模様の光回折構造が使われている。その結果、偽造クレジットカードを作成するときは、本物のクレジットカードから光回折構造の部分を切り出し、偽造クレジットカードに貼り付けることも可能である。
【０００８】
このような偽造行為に対して、図６の保護膜４を剥離すると光回折構造が破壊されるような機能を、保護膜４と光回折構造の間の接着層に持たせることも提案されている。しかし、ホログラム１を破壊しないように、保護膜４または基材５ごと切り出して、偽造クレジットカードに貼り付けるなどの方法によれば、偽造を行なうことが可能となるものと考えられる。
【０００９】
特に最近は、スポーツや催し物の入場券に偽造防止を目的として光回折構造を貼り付けていることが多いが、使用済みの入場券から光回折構造を切り出し、偽造入場券を作成するという方法がよくみられる。有価証券やクレジットカードだと、定員らによるチェックが厳しいが、短時間に大量の入場券を処理する場合、チェックが甘くなり、偽造入場券も見逃しがちになる。この対策として、曜日毎に違う光回折構造を用いるというアイディアもある。しかし、先に挙げた方法で少量の光回折構造を作成することは、高価なスタンパを個別に作ることになり、コスト的に合わない。
【００１０】
また、任意のパターンの回折格子を作成する方法として、電子ビーム描画方法による直描型回折格子がある。この作製方法だと個々に異なる光回折構造を作ることは可能だが、装置コストが高いこと、製作工程が多いことから、製作コストが大幅に上昇してしまうという問題があった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
以上、説明したように、ホログラムや回折格子などの光回折構造は、製造することが困難なためにクレジットカード類の偽造防止手段として有効であるが、複製で同じものが大量に作られるために、本物の媒体から光回折構造部分だけを切り出し、偽造した媒体に貼り付けるという手段が採られやすい。
【００１２】
本発明は、以上の問題点に鑑み、個々の媒体毎に異なる光回折構造を安価に作製することのできるセキュリティ印刷媒体およびその製造方法を提供することを目的とする。
【００１３】
本発明は、以上の問題点を鑑み、個々の媒体毎に異なる光回折構造を安価に作製することのできるセキュリティ印刷媒体およびその製造方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の第１の基本構成に係るセキュリティ印刷媒体は、透明固形物を含むインクにより、印刷媒体を構成する画像担持層上に複数個の微小画点を連続的に付着させて、所定の波長の光を回折するように形成された光回折構造を備え、前記画像担持層は所定の材質の基材上に設けられ、前記画像担持層の上面は保護層により覆われており、前記透明固形物は、樹脂、金属酸化物、無機材料のうちの少なくとも１つを含む透明固形分よりなり、前記透明固形分は前記画像担持層及び保護層と屈折率が異なることを特徴としている。
【００１５】
なお、上記第１の基本構成において、前記微小画点の径が２０μｍ以下であるようにしても良い。また、前記画像担持層は所定の材質の基材上に設けられると共に、前記画像担持層における前記微小画点が記録された領域に相当する前記基材の領域は透明であるようにしても良い。さらに、前記画像担持層は所定の材質の基材上に設けられると共に、前記画像担持層と前記基材の間に反射膜を設けるようにしても良い。
【００１６】
また、本発明の第２の基本構成に係るセキュリティ印刷媒体の製造方法は、顔料または染料を含む色材、あるいは透明固形物を含有するインクを微小インク滴として形成して、この微小インク滴を印刷媒体を構成する画像担持層の表面に飛翔させ、飛翔したこの微小インク滴を微小画点として該画像担持層上に列状に付着させ、前記画像担持層上に光の透過または反射の際に前記微小画点により特定の波長の光を回折させる微小画点を連続的に列状に形成することを特徴としている。
さらにまた、本発明の第３の基本構成に係るセキュリティ印刷媒体の製造装置は、顔料または染料を含む色材、あるいは透明固形物を含有するインクを満たすインクタンクと、前記インクタンクの一面に設けられると共に直線状に複数の貫通孔が形成された制御基板と、前記貫通孔の周辺に形成されて引き出し線を介して電圧が印加される制御電極と、前記貫通孔に挿入されて真ん中にスリットが形成された突起状で複数のインクガイドと、を備えるセキュリティ印刷媒体の製造装置であって、記インクガイドは、前記制御基板に形成された複数の前記貫通孔と同じピッチで、一列につながった状態で形成されており、インク吐出方向に向けてたたせた構造を備えると共に、前記インクを吐出させたい前記制御電極に記録電圧を印加させて、前記インクガイドの前記スリットを毛管力により上昇していたインク滴をセキュリティ印刷媒体の方向に飛翔させて前記セキュリティ印刷媒体を構成する画像担持層上に微小画点を列状に付着させ、前記画像担持層上に光の透過または反射の際に列状に連続的に付着された前記微小画点により特定の波長の光を回折させる光回折構造を形成することを特徴としている。
【００１７】
上述のような構成を有する本発明に係るセキュリティ印刷媒体によれば、個々の媒体毎に異なる回折格子が記録でき、異なる形状の光回折構造が出来ることになる。
【００１８】
また、例えばインクジェットプリンタ等により直接にセキュリティ印刷媒体に回折格子を記録指定製造することができるので、製作工程を少なく出来て、安価にセキュリティ媒体を作成することができる。
【００１９】
また、インクジェットプリンタで直接にセキュリティ印刷媒体に回折格子を記録できるので、回折格子以外の文字や画像も同時に記録でき、セキュリティ印刷媒体の製作工程を少なくすることができる。その結果、セキュリティ印刷媒体の製作コストを下げることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るセキュリティ印刷媒体の好適な実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係るセキュリティ印刷媒体を示す断面図である。
【００２１】
図１に示すように、第１実施形態に係るセキュリティ印刷媒体１０は、顔料または染料を含む色材、あるいは透明固形物を含有するインクにより、所定の波長の光を回折するように、画像担持層１１上に形成された複数個の微小画点１２を備えるものである。画像担持層の下面には反射薄膜層１３が貼着されており、その上面は保護膜１４により全体的に覆われている。このような構成のセキュリティ印刷媒体１０は、プラスチック等の基材１５に貼付することにより偽造防止手段として機能する。
【００２２】
上記第１実施形態に係るセキュリティ印刷媒体の構成を図１に従い詳細に説明する。基材１５の上には、反射層１３、画像担持層１１、保護層１４の順で積層されている。反射層１３は、厚み４０〜１００ｎｍの金属光沢をもつ無機材料で形成されている。画像担持層１１はインクジェットプリンタのインクを吸収する機能を持ち、厚み２０〜５０μｍ程度の厚みを有する。保護層１４は画像担持層１１の表面を保護するもので、厚みは３〜５μｍ程度である。
【００２３】
基材１５の上に反射層１３、画像担持層１１を形成した後に、後述する図４および図５のプリンタにより光回折構造の模様を記録し、その後に保護層１３を設ける用にして第１実施形態のセキュリティ印刷媒体は構成される。
【００２４】
次に、本発明の第２実施形態に係るセキュリティ印刷媒体について、図２を参照しながら説明する。第２実施形態に係るセキュリティ印刷媒体は、図２に示すように、基材１５の上に、回折格子用画像担持層１１と文字用画像担持層１６、保護層１４の順で積層されている。基材１５、回折格子用画像担持層１１は透明な材料でできている。この透明な基材１５は可視光領域で透過率７５％以上の特性をもつ必要がある。また、文字画像用画像担持層１６は白色の材料で形成されており、インクジェットのインクを吸収する特性を持つ。
【００２５】
この様な構造にすることで、セキュリティ印刷媒体の裏側から光を光回折構造に照射することで、回折光を透過光で見ることができる。
【００２６】
次に、第３実施形態に係るセキュリティ印刷媒体について説明する。上述してきた回折格子を記録する際、通常の顔料あるいは染料の色材が含まれているインクを用いても回折光の干渉が生じるが、色材の替わりに透明固形物を含むインクを用いても回折光の干渉が生じる。この場合、画像担持層上に透明固形物を含むインクで記録したところ、記録していないところで、光学的に位相が異なり、回折格子を通過した回折光の干渉が起こることになる。一般的に光の透過率の変化によって回折を生じさせる回折格子より、光の位相変化によって回折を生じさせる回折格子の方が、回折光の強度が大きく、回折光の干渉も明るくなる。
【００２７】
以上の第１乃至第３実施形態に係るセキュリティ印刷媒体は、図３に示すような光回折構造を備えている。図３は、例えば数字により光回折構造を形成した例であり、微小画点１２が連続的に印刷されることにより回折構造１７が出来上がっている。
【００２８】
上述した第１ないし第３実施形態に係るセキュリティ印刷媒体は、図４および図５に示すような構造を有するインクジェットプリンタにより製造することができる。図４は回折格子を記録するプリンタの構成を示す断面図、図５はその斜視図である。
【００２９】
図４において、インク２６で満たされたインクタンク２７の一面には、貫通孔２０が形成された制御基板２１が設けられている。貫通孔２０の中央には、真ん中にスリット２２が形成された突起状のインクガイド２３が挿入されている。また、貫通孔２０の周辺には、制御電極２４が形成されており、更に個々の制御電極２４に個別に電圧を印加するための引き出し線２５が形成されている。インクガイド２３は、例えばポリイミドなどの絶縁性の樹脂やセラミックスから構成され、制御基板２１に形成された貫通孔２０と同じピッチで、一列につながった状態で形成されており、インク吐出方向に向けてたたせた構造となっている。
【００３０】
このような構造のヘッドでインクを吐出させたい制御電極２４に記録電圧を印加すると、インクガイド２３のスリット２２を上っていたインクが、制御電極２４と対向電極３１の間の電界により飛び出し、記録媒体３０上に画像を形成することができる。インクガイド２３に突起が形成されていることにより、インク吐出点が安定するので、奇麗な安定した画像を記録できる。また、スリット２２を毛管力によりインクが上昇するため、吐出点までインク滴２８を安定して供給できる。記録媒体３０上に付着したインクは直径１０μｍ程度の微細な画点２９を形成する。
【００３１】
本発明の上記第１ないし第３実施形態においては、インクガイド２３のスリット２２の幅が２０μｍのインクガイド２３を用いた。記録媒体３０上では直径１０μｍの画点が形成される。この様な微小画点を用いて作成される光回折構造が図３に示されている。ここでは、数字の１，２，３を回折格子１７で記録した例を示している。回折格子１７の間隔は２０μｍで、この間隔だと可視光では回折角度が１〜２度程度とれ、肉眼でも回折光による光の干渉が確認できる。
【００３２】
インクガイド２３のスリット２２の幅を変えることにより、形成される画点の直径は変わり、回折格子の間隔も変えることができる。例えば、スリット幅１０μｍにすると更に微小画点が小さくなる。回折格子の間隔を１０μｍにすると、回折角度も２〜４度と大きく取れ、視認性は向上する。
【００３３】
インクジェットプリンタでこのような位相変化をもつ回折格子を記録する際には、画像担持層１１及び保護層１４と屈折率の異なる材料を透明固形分として用いる必要がある。本発明のセキュリティ印刷媒体の作成方法であるインクジェットプリンタでは、透明固形分として樹脂はもちろんのこと、酸化チタン等の金属酸化物やガラス等の無機材料も使用できる。これら金属酸化物や無機材料は、屈折率において画像担持層及び保護膜と差を大きくとれるので、回折光の効率が高く、より明るい回折光の干渉が見られる。
【００３４】
本発明は以上のように、プリンタで直径１０μｍ程度の微小な画点を記録し、回折格子を作成する。一般的には、熱転写方式、感熱記録方式、インクジェット方式、電子写真方式等がある。従来製品化もしくは公知となっている事務用のプリンタでは、画点径が５０〜１００μｍと大きく、この様な大きな画点で回折格子を記録しても、回折角度が小さく、肉眼では直接光と回折光の区別が出来ず、回折光の干渉をみることが出来ない。産業用のプリンタとしては、例えば印刷の版を作成するレーザプリンタなどは画点径が小さいが、銀塩写真と同様に記録媒体の画像処理が必要であり、個々の異なる光回折構造を作成するにはコストがかかりすぎる。
【００３５】
本発明では、同じ装置内に異なるスリット２２の幅をもつプリンタヘッドを設け、一つは直径１０μｍの画点が記録でき、他方で通常の文字や画像の記録に使われる５０〜１００μｍの画点が記録できるので、同じ装置内で光回折構造である回折格子と文字、画像が記録でき、セキュリティ印刷媒体の製作コストを下げることが可能である。
【００３６】
【発明の効果】
本発明のセキュリティ印刷媒体によれば、個々の媒体毎に異なる回折格子が記録でき、異なる形状の光回折構造が出来ることになる。
【００３７】
また、インクジェットプリンタで直接にセキュリティ印刷媒体に回折格子を記録できるので、製作工程を少なく出来て、安価にセキュリティ媒体を作成することができる。
【００３８】
また、インクジェットプリンタで直接にセキュリティ印刷媒体に回折格子を記録できるので、回折格子以外の文字や画像も同時に記録でき、セキュリティ印刷媒体の製作工程を少なく出来る。その結果、セキュリティ印刷媒体の製作コストを下げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るセキュリティ印刷媒体を示す断面図。
【図２】本発明の第２実施形態に係るセキュリティ印刷媒体を示す断面図。
【図３】本発明に係るセキュリティ印刷媒体の光回折構造を示す平面図。
【図４】本発明に係るセキュリティ印刷媒体を印刷するインクジェットプリンタのノズルを示す断面図。
【図５】図４に示されたインクジェットプリンタのノズルを示す斜視図。
【図６】従来のセキュリティ媒体の構成を示す断面図。
【符号の説明】
１０  セキュリティ印刷媒体
１１  画像担持層
１２  微小画点
１３  反射層
１４  保護層
１５  基材
１６  文字用画像担持層
【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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