JP2005352334A - 光回折構造転写シート及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 画像に使用されている光回折構造から転写元の光回折構造転写シートを特定できる光回折構造転写シートを提供する。
【解決手段】 基材シート１０上に第１のパターンを有する光回折構造１２ａが形成された転写層１２が積層された光回折構造転写シート１であって、光回折構造１２ａには、前記第１のパターンと異なる第２のパターンが形成されたパターン領域１２ｂが肉眼では視認できない大きさで組込まれている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、光回折構造転写シート及びその製造方法に関する。

基材シート上に所定のパターンを有する光回折構造が形成された転写層が積層された光回折構造転写シートは既に知られている（例えば、特許文献１参照）。この光回折構造転写シートは、例えば光回折構造を含む画像を作成するために使用される。

特開２００３−０９８４５５号公報

しかし、光回折構造転写シートを用いて作成された画像内の光回折構造からその光回折構造の転写元である光回折構造転写シートを特定できるような技術はこれまで提案されていない。

そこで、本発明は画像に使用されている光回折構造から転写元の光回折構造転写シートを特定できる光回折構造転写シート、及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、以下の方法により上述した課題を解決する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。

本発明の光回折構造シート（１）は、基材シート（１０）上に第１のパターンを有する光回折構造（１２ａ）が形成された転写層（１２）が積層された光回折構造転写シートであって、前記光回折構造には、前記第１のパターンと異なる第２のパターンが形成されたパターン領域（１２ｂ）が肉眼では視認できない大きさで組込まれていることにより、上記の課題を解決する。

本発明の光回折構造シートによれば、作成後の画像内の光回折構造には肉眼では見えない大きさのパターン領域が組み込まれている。パターン領域の特定のパターンと特定の光回折構造転写シートとを対応付けておけば、一見すると従来と同様の画像であるが、その画像に含まれている光回折構造を顕微鏡等で拡大してパターン領域のパターンを判別することにより、その画像に含まれる光回折構造の光回折構造転写シートを特定することができる。これにより、例えば、画像を偽造された場合に、その画像作成に使用された光回折構造転写シートが特定できるので、偽造元を特定することが容易となる。

転写層が転写される転写単位がわかっている場合は、係る転写単位に少なくとも１つのパターン領域が転写されるようにパターン領域を光回折構造に組み込めば、転写層のどの部分が転写されても、パターン領域によって転写元の光回折構造転写シートを特定することができる。光回折構造の第１のパターンには、プレーンな柄を生じさせる一様の凹凸パターンである場合と特定の形状を生じるように形成された凹凸パターンである場合とを含む。パターン領域の第２のパターンは、第１のパターンと異なるパターンであると判別できるパターンであればよい。

尚、「組み込まれている」には、第１のパターンが形成されている光回折構造と第２のパターンが形成されているパターン領域との両材質は同じであり表面形状のみが異なる態様を含む。「光回折構造」とは、光の回折を利用して所定の模様を表現可能な構造体をいい、一様の凹凸パターンが形成されたいわゆる回折格子と所定の形状を生じさせる干渉縞が形成されたいわゆるホログラムとを含む。

本発明の光回折構造転写シートにおいて、前記第２のパターンは前記第１のパターンと光の回折方向が異なってもよい。これにより、光の回折方向によってパターン領域を判別でき、当該パターン領域に使用された光回折構造転写シートを特定することができる。また、前記第２のパターンは前記第１のパターンと隣接する干渉縞間の間隔が異なってもよい。これにより、干渉縞間の間隔によってパターン領域を判別でき、当該パターン領域に使用された光回折構造転写シートを特定することができる。例えば、第１のパターンが光回折格子であれば回折格子ピッチ若しくは空間周波数と呼ばれる数値を変化させることにより、第２のパターンを得ることができる。このように、第２のパターンとしては、第１のパターンとはパターンの種類、ピッチ、方位を変化させたもの、またはその組合せによって得られるものが考えられる。

本発明の光回折構造転写シートにおいて、前記光回折構造に、互いに同じ前記第２のパターンを有する前記パターン領域が複数組み込まれていてもよい。これにより、光回折構造に組み込まれた複数のパターン領域は全て同じパターンを有するので、パターン領域の形成及び判別が容易になる。

また、一様のパターンを有する前記光回折構造に、前記複数のパターン領域が所定の規則性に従って組み込まれていてもよい。これにより、複数のパターン領域は所定の規則性に従って配置されるので、光回折構造の凹凸パターンが一様であっても、その一様な凹凸パターンによって得られるプレーンな柄の態様を妨げない。尚「所定の規則性」とは、複数のパターン領域のそれぞれが配置される位置に関する規則性をいう。

本発明の光回折構造転写シート（１）の製造方法は、基材シート（１０）上に第１のパターンを有する光回折構造（１２ａ）が形成された転写層（１２ｂ）が積層された光回折構造転写シートの製造方法であって、前記転写層の製造工程に、基材層（３２）上に溶融層（３１）が積層された被転写体（３０）と前記第１のパターンを有する光回折構造（１２ａ）が形成された第１の原版（２０）とを重ね合わせ、その重ね合わせ部分にエネルギー線（Ｌ）を照射してそのエネルギー線に基づく熱によって前記溶融層を溶融させ、前記エネルギー線を移動させることによって前記第１のパターンを前記溶融層へ転写する第１の転写工程と、前記第１のパターンが転写された前記被転写体の前記溶融層と前記第１のパターンとは異なる第２のパターンを有する第２の原版（４０）とを重ね合わせ、その重ね合わせ部分にエネルギー線（Ｌ）を照射してそのエネルギー線に基づく熱によって前記溶融層を溶融させ、前記エネルギー線を移動させることによって、肉眼では視認できない大きさの領域に前記第２のパターンを前記溶融層へ転写する第２の転写工程とを含み、前記被転写体は前記転写層として前記基材シート上に積層されることにより上記の課題を解決する。

本発明の光回折構造転写シートの製造方法によれば、エネルギー線の熱を利用して肉眼では視認できない大きさのパターン領域が、転写層を形成する光回折構造に組み込まれた光回折構造転写シートを製造することができる。この製造方法は、既に第１の原版又は第２の原版に設けられているパターンを被転写体へ転写するだけなので現像等の必要がなく、煩雑な作業は不要である。また、エネルギー線は照射位置のみを局所的に加熱しかつ移動するので、加熱部分が冷めやすく、特別な冷却設備を必要としない。

「エネルギー線」とは、いわゆる熱線のようにエネルギー線自体が熱を有するもの及びエネルギー線自体は熱を有しないものいずれも含む。従って、「エネルギー線に基づく熱」とは、エネルギー線自体が有する熱による熱と、エネルギー線の照射位置にて起こる反応、例えば電子の活性化や化学反応により生じる熱とを含む。また、重ね合わされた溶融層と各原版とに対して、エネルギー線を照射する態様には、溶融層側から照射する態様と原版側から照射する態様とを含む。

第１の転写工程及び第２の転写工程において、同じエネルギー線が照射されてもよいし異なるエネルギー線が照射されてもよい。第１の転写工程及び第２の転写工程を経た被転写体が転写層として光回折構造転写シートを構成する態様としては、被転写体の一部が構成する場合と、被転写体全体が構成する場合とを含む。

この製造方法によって製造される光回折構造転写シートの作用効果は上述した通りである。第２のパターンは、顕微鏡等で拡大した場合に第１のパターンと異なると判別できればよく、例えば光の回折方向や干渉縞間の間隔が異なる場合がある。「光回折構造」及び「干渉縞間の間隔」についての概念は上述した通りである。尚、前記第２の転写工程において、第２のパターンが転写されるパターン領域を、転写層が転写される最小単位に必ず含まれるように転写するようにすれば、転写層のどの部分が転写されても必ず転写先にパターン領域が含まれる。

以上説明したように、本発明によれば、転写層を形成する光回折構造に、その光回折構造のパターンと異なるパターンが形成されたパターン領域が肉眼では視認できない大きさで組込まれることにより、画像に使用されている光回折構造から転写元の光回折構造転写シートを特定できる光回折構造転写シート等を提供することができる。

図１は、本発明の一形態における光回折構造転写シート１の拡大断面図である。光回折構造転写シート１は、熱転写プリンタによってプレーンな柄の光回折構造、即ち凹凸パターンが一様に施された回折格子を転写する熱転写プリンタ用の光回折構造転写シートである。光回折構造転写シート１においては、図１に示すように基材シート１０上に剥離層１１、転写層１２、及び接着層１３が積層されている。転写層１２には、第１のパターンとして一様の凹凸パターンである光回折構造が形成された光回折構造部１２ａに、この光回折構造部１２ａの凹凸パターンとは異なる第２のパターンを有するパターン領域１２ｂが複数組み込まれている。本形態では、光回折構造部１２ａの第１のパターンとパターン領域１２ｂの第２のパターンとはパターンを形成する回折格子ピッチが異なるものとする。

転写層１２の上面の一部を拡大すると、図２に示すように、複数のパターン領域１２ｂ…１２ｂが光回折構造部１２ａ上に規則的に配置されている。本形態では複数のパターン領域１２ｂ…１２ｂは略格子状になるように配置されている。１つのパターン領域１２ｂは肉眼で視認できない大きさであり、本形態では一辺が２０μｍの矩形である。図２は説明の便宜上パターン領域１２ｂが肉眼で視認できる大きさまで拡大された状態で示されている。尚、光回折構造部１２ａとパターン領域１２ｂは同じ材質であるが表面形状のみが異なるようにパターン領域１２ｂの第２のパターンが光回折構造部１２ａの第１のパターンに組み込まれている。

パターン領域１２ｂは、転写層１２が転写される最小単位に少なくとも１つ含まれるように配置されればよいが、当該最小単位にパターン領域１２ｂの配置の規則性が認識できる程度の数が含まれていることが好適である。本形態では、使用する熱転写プリンタのサーマルヘッドによって転写される最小単位である１ドットの大きさ１２ｃに、略格子状に配置されているパターン領域１２ｂが認識できる程度の数が含まれるように配置されている。尚、転写層１２は、パターン領域１２ｂ及び光回折構造部１２ａが上述したように形成されていれば従来既知の材料によって構成されてよい。

基材シート１０は積層される層を支持するために、剥離層１１は加熱による転写層１２の剥離性を高めるために、接着層１３は光回折構造転写シート１と転写先との接着性を高めるためにそれぞれ設けられている。これら各層は従来既知の光回折構造転写シート１に使用されているものを用いればよい。以上の各層を有する光回折構造転写シート１の接着層１３側を転写先に接着させ、基材シート１０側からサーマルヘッドで加熱すると、接着層１３及び転写層１２が剥離して転写先へ転写する。所望の形状を描くようにサーマルヘッドを制御すれば、転写層１２等が所望の形状に転写先へ転写して画像を作成することができる。

次に、図１に示す光回折構造転写シート１の製造方法について説明する。まず初めに、本発明に基づいて光回折構造転写シート１の転写層１２を製造する方法について説明する。転写層１２の製造工程では、第１の転写工程の後に第２の転写工程が行われる。本形態では両転写工程共にエネルギー線として８０８ｎｍの半導体レーザーを利用する。この半導体レーザーの照射に関する制御はコンピュータによって行われる。

図３は第１の転写工程のようすを示す図であり、図４は第１の転写工程で使用される第１の原版２０の表面２１を示す図である。第１の原版２０の表面２１には転写層１２に形成されるべき光回折構造部１２ａの第１のパターンが形成されている。本形態の第１のパターンは一様の凹凸パターンであり、例えば、回折格子ピッチ１．０μｍ、方位角０°の回折格子である。第１の転写工程において、まず、この第１の原版２０と被転写体３０とを重ね合わせ、被転写体３０上に第１のパターンを転写する。被転写体３０は溶融層３１と溶融層３１を支持する基材層３２とで構成され、後述する第２の転写工程の後、転写層１２として基材シート上に積層される。

溶融層３１はワックス、熱可逆性樹脂、及び半導体レーザーが有する光エネルギーから熱エネルギーへの変換効率を高める高熱変換材料とで構成される。溶融層３１を構成するワックスや熱可逆性樹脂は、常温では固体状で加熱により溶融するものであればよい。基材層３２は溶融層３１の融度では溶融しない耐熱性を有すればよい。

第１のパターンが形成されている表面２１と被転写体３０の溶融層３１とを重ね合わせる。この重ね合わせは例えば真空吸着等によって密着させる。半導体レーザーＬを被転写体３０の基材層３２側から照射し、図３に示すように所定の照射ピッチで被転写体３０上を満遍なく移動させる。半導体レーザーＬの照射によって被転写体３０の溶融層３１が融点まで加熱され溶融されると、溶融された部分に重ね合わされている箇所の第１のパターンが転写される。従って、半導体レーザーＬの移動に伴って第１のパターンが溶融された溶融層３１へ順次転写される。この要領で被転写体３０の溶融層３１の全面に第１の原版２０の第１のパターンを転写させる。

尚、図３においては第１の原版２０と被転写体３０とが同様の大きさで示されているが、第１の原版２０より被転写体３０の方が大きい場合は、被転写体３０の全体に第１のパターンが転写されるように第１の原版２０を適宜移動して上述した第１の転写工程を繰り返せばよい。半導体レーザーＬの照射強度、照射ピッチ及び移動速度は、溶融層３１の構成材料及び第１の原版２０の構成材料に応じて適宜設定し、コンピュータで制御すればよい。本形態では、８０８ｎｍの半導体レーザーによって溶融層３１へ０．２μｍの深さで第１のパターンが刻み込まれるように制御する。

次に、第２の転写工程について図５を用いて説明する。第２の転写工程においてパターン領域１２ｂが形成される。まず、第２の原版４０と第１の転写工程によって第１のパターンが転写された被転写体３０の溶融層３１とを、第１の転写工程と同様の要領で重ね合わせる。第２の原版４０の表面４１には、図６に示すように第１のパターンとは異なる第２のパターンが形成されている。本形態の第２のパターンは、回折格子ピッチ１．３、方位角０°の回折格子であり、第１のパターンと回折格子ピッチが異なっている。尚、本形態の第２のパターンとしては、例えば、回折格子ピッチ：１．３μｍ、１．０μｍ、０．８μｍのそれぞれと、方位角：０°、４５°、９０°、１３５°のそれぞれとを組み合わせたいずれかのパターンでもよく、第１のパターンと形状が異なるものであればよい。

半導体レーザーＬを被転写体３０の基材層３２側から照射し、一辺が２０μｍの矩形３３の範囲内において所定の照射ピッチで移動させる。１つの矩形３３がパターン領域１２ｂ１つの範囲に該当する。半導体レーザーＬの照射強度、照射ピッチ、及び移動速度は、溶融層３１の材料及び第２の原版４０の材料に応じて適宜設定し、コンピュータで制御すればよい。本形態では、第１の転写工程と同様に８０８ｎｍの半導体レーザーで溶融層３１に０．２μｍで第２のパターンが刻み込まれるように制御する。

続いて、複数のパターン領域１２ｂ…１２ｂが被転写体上に略格子状に規則的に形成されるように、上記の要領で被転写体３０上へ第２のパターンを転写する。隣接するパターン領域１２ｂ…１２ｂは、図２に示すように、使用する熱転写プリンタで印刷される１ドット１２ｃ内において、パターン領域１２ｂが略格子状に配置されていることが認識できる程度の数が含まれるように間隔を空けて転写する。更に、隣接するパターン領域１２ｂ…１２ｂの間隔も予め設定しおき、コンピュータで制御すればよい。本形態では、１ドット径を８０μｍとする。

以上説明した第１の転写工程及び第２の転写工程によって、被転写体３０上には図２に示すような複数のパターン領域１２ｂ…１２ｂが略格子状に組み込まれた光回折構造部１２ａが得られる。複数のパターン領域１２ｂ…１２ｂを光回折構造部１２ａに組み込む密度は、少なくとも１つのパターン領域１２ｂが１ドット１２ｃに含まれる範囲で５０％、２５％、６％など、用途に応じて適宜設定すればよい。図７（ａ）は図２よりも密度が小さくなるように複数のパターン領域１２ｂ−１…１２ｂ−１が設けられている場合を示す。尚、複数のパターン領域１２ｂ…１２ｂを光回折構造部１２ａに繰り返し模様を描くように組み込む場合は、繰り返し模様の少なくとも１つの繰り返し単位が１ドット１２ｃに含まれることが望ましい。

第１の転写工程及び第２の転写工程を経た被転写体３０をアルミ蒸着を経て転写層１２として、基材シート１０上に剥離層１１、転写層１２、接着層１３がこの順で積層されるように接着することにより光回折構造転写シート１が製造される。基材シート１０、剥離層１１、及び接着層１３のそれぞれは従来既知の方法で製造されればよい。また、各層相互の接着方法も従来既知の方法を用いればよい。尚、本形態における光回折構造転写シート１を構成する各層の層厚は、基材シート１０：６μｍ、剥離層１１：０．５μｍ、転写層１２：０．５μｍ、接着層１３：０．２μｍとした。

本発明は上述した形態に限定されず、種々の形態にて実施してよい。例えば、エネルギー線の種類、光回折構造転写シート１を構成する各層の層厚、パターンを刻み込む深さ等は適宜変更してよい。また、パターン領域１２ｂの形状は矩形である必要はなく、肉眼で視認できない大きさであれば形状は問わない。例えば、図７（ｂ）に示すパターン領域１２ｂ−２のように円形でもよい。更に、パターン領域１２ｂの凹凸パターンは上述したように、光回折構造部１２ａの凹凸パターンと異なることが判別できるパターンであればよい。従って、例えば図８に示すパターン領域１２ｂ−３のように、光回折構造部１２ａの凹凸パターンと光の回折方向が異なるようにパターン領域１２ｂの凹凸パターンを設けてもよい。

また、パターン領域１２ｂの凹凸パターンは光回折構造部１２ａの凹凸パターンと異なることが判別できるパターンであればよいので、光回折構造部１２ａの凹凸パターンは一様な態様に限らず、例えば所定の形状を生じるように干渉縞が形成されていていもよい。この場合、例えば、パターン領域１２ｂに特殊な凹凸パターンを形成することによってパターン領域１２ｂを判別することができる。

光回折構造転写シート１に関して、基材シート１０及び転写層１２以外の層は本形態に限らず、適宜追加又は削除可能である。例えば、サーマルヘッドの滑性を高める背面滑性層や、転写された転写層１２を保護する保護層、基材シート１０の耐熱性を高める耐熱層等の他の層を有していてもよいし、基材シート１０の剥離性が十分な場合は剥離層１１は設けなくてもよい。基材シート１０の耐熱性が十分でない場合は耐熱層を剥離層と反対側に設けてもよい。また、被転写体３０も基材層３２と溶融層３１との間に他の層が存在してもよい。

本発明の一形態における光回折構造転写シートの断面の拡大断面図。 図１に示す光回折構造転写シートの転写層の一部を上面から見た拡大図。 本形態における第１の転写工程のようすを示す図。 図３に示す第１の転写工程で使用する第１の原版の表面を示す図。 本形態における第２の転写工程のようすを示す図。 図５に示す第２の転写工程で使用する第２の原版の表面を示す図。 （ａ）及び（ｂ）はパターン領域の他の形態を示す図。 パターン領域の他の形態を示す図。

符号の説明

１ 光回折構造転写シート
１２ 転写層
１２ａ 光回折構造部
１２ｂ パターン領域

Claims (6)

1. 基材シート上に第１のパターンを有する光回折構造が形成された転写層が積層された光回折構造転写シートであって、
   前記光回折構造には、前記第１のパターンと異なる第２のパターンが形成されたパターン領域が肉眼では視認できない大きさで組込まれていることを特徴とする光回折構造転写シート。
2. 前記第２のパターンは前記第１のパターンと光の回折方向が異なることを特徴とする請求項１の光回折構造転写シート。
3. 前記第２のパターンは前記第１のパターンと隣接する干渉縞間の間隔が異なることを特徴とする請求項１の光回折構造転写シート。
4. 前記光回折構造に、互いに同じ前記第２のパターンを有する前記パターン領域が複数組み込まれていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光回折構造転写シート。
5. 一様のパターンを有する前記光回折構造に、前記複数のパターン領域が所定の規則性に従って組み込まれていることを特徴とする請求項４に記載の光回折構造転写シート。
6. 基材シート上に第１のパターンを有する光回折構造が形成された転写層が積層された光回折構造転写シートの製造方法であって、
   前記転写層の製造工程に、
   基材層上に溶融層が積層された被転写体と前記第１のパターンを有する光回折構造が形成された第１の原版とを重ね合わせ、その重ね合わせ部分にエネルギー線を照射してそのエネルギー線に基づく熱によって前記溶融層を溶融させ、前記エネルギー線を移動させることによって前記第１のパターンを前記溶融層へ転写する第１の転写工程と、
   前記第１のパターンが転写された前記被転写体の前記溶融層と、前記第１のパターンとは異なる第２のパターンを有する第２の原版とを重ね合わせ、その重ね合わせ部分にエネルギー線を照射してそのエネルギー線に基づく熱によって前記溶融層を溶融させ、前記エネルギー線を移動させることによって、肉眼では視認できない大きさの領域に前記第２のパターンを前記溶融層へ転写する第２の転写工程とを含み、
   前記被転写体が前記転写層として前記基材シート上に積層されることを特徴とする光回折構造転写シートの製造方法。
   

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