JP2013164491A - Hologram image forming body and image forming method - Google Patents
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Abstract
Description
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。 According to the image on the diffraction grating surface of a hologram forming layer having a relief type diffraction grating structure of a low refractive index material, this patent has several refractive index unit elements having a refractive index higher than that of the hologram forming layer material. The present invention relates to a hologram forming body that forms a hologram image by arranging.
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。 Holograms are very often used in fields that require a high degree of security. For example, as an example used in a passport, individual character information such as name and nationality is converted into character information as a character image in addition to a face image. Then, an ink image is created, and the image receiving sheet is transferred to a passport to print individual information on the passport. When a thermal transfer image receiving sheet is used, a high quality image can be provided without being influenced by the paper quality of a passport as a transfer target.
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。 However, since security is weak only with an ink image, a technique of increasing security by using it for a thermal transfer sheet on which a hologram is formed is often used. An example of the structure of a thermal transfer image receiving sheet on which a hologram is formed is shown in FIG. As shown in the figure, the thermal transfer image-receiving sheet containing a hologram has a structure in which a peeling layer, a hologram layer, and an image-receiving layer are laminated on a substrate in this order. A hologram image is formed by partially forming a relief structure on the hologram layer. In order to obtain a higher-brightness hologram, a reflective layer may be formed at the interface between the hologram layer and the image receiving layer, thereby increasing the diffraction efficiency of the relief structure and providing a high-brightness hologram image.
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)。 In the structure of the thermal transfer image receiving sheet having such a structure, it is very difficult to change the formed hologram image. Therefore, in order to further enhance the security, the hologram transfer body in which the diffraction grating is uniformly formed in addition to the ink image is used. There is also a method of forming a hologram image by arranging holograms in the form of element pieces. In this method, in addition to the ink image, the hologram image is also different for each transfer target, so that forgery is difficult and security is significantly improved (Patent Document 1).
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。 By locally heating a hologram transfer body having a uniform diffraction grating forming surface as shown in FIG. 2, it is possible to transfer the hologram transfer element to the transfer object in an elemental manner. The hologram image can be formed by performing according to the above. As shown in FIG. 2, the hologram transfer body has a multilayer structure. Further, by optimizing the conditions of materials and transfer energy, it is possible to prevent the diffraction grating from being broken by heat during transfer.
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。
Embossing is often used to form a diffraction grating. In this method, the diffraction grating mold is formed by applying heat to the sheet-shaped resin, pressing the diffraction grating mold against the resin, and removing the mold when the mold is formed. Therefore, since it is difficult to peel off the mold when embossed on a substrate of several microns as used in an ink sheet, a substrate having a thickness of 10 microns or more is required. On the other hand, when transferring the formed diffraction grating, the superheater that can be locally heated from the direction of the substrate in FIG. Melt and transfer to transfer target. For example, when transferring according to image information, an element transfer body transferred by local heating becomes one pixel constituting the image. When the base material of the transfer body is thick, heat is not easily transmitted to the transfer body, so that the energy required for transfer is larger than that of the ink sheet. In such a case, since a conventional printer designed for an ink sheet cannot supply sufficient energy to the hologram transfer body, the transfer of the hologram becomes very difficult. In addition, when very high energy is supplied to the transfer body, the amount of energy diffused to the transfer body also increases, and the temperature increases over a wide range. If this happens, the intended local transfer cannot be performed, and an image with high resolution cannot be realized.
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。 From the viewpoint of manufacturing an ink sheet and a hologram transfer body, it is very difficult to form both of these on a single sheet from a technical and cost standpoint. In order to form a hologram image, a dedicated printer or printer unit for transferring the hologram transfer member is required in addition to the hologram transfer member and the printer for printing the ink image.
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。 In view of the above problems, the present invention newly forms an image in which an ink image and a hologram image are formed without preparing a printer dedicated to a hologram transfer sheet and without preparing a hologram transfer member separately from the ink sheet. It is about the body.
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。 As means for solving the above problems, the invention according to claim 1 is characterized in that one or more kinds of refractive indexes higher than the refractive index of the hologram forming layer are formed in the diffraction grating forming portion of the hologram forming layer having the relief type diffraction grating structure. A hologram image forming body characterized in that unit gradations of materials are arranged according to image information, and brightness gradation is expressed by utilizing the diffraction efficiency of the diffraction grating depending on the refractive index difference between the hologram forming layer and the unit element. is there.
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。 The invention according to claim 2 is the hologram image forming body, wherein the hologram forming layer has a refractive index of 1.4 or less.
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。 The invention described in claim 3 is characterized in that, in the material used in the unit element, the refractive index of the material having the smallest refractive index is 0.1 or more of the refractive index of the hologram forming layer. 3. A hologram image forming body according to claim 1 and claim 2.
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。 The invention according to claim 4 is the hologram image forming body according to any one of claims 1, 2, and 3, wherein the hologram forming layer and the unit element both have an internal transmittance of 80% or more.
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。 Further, the invention according to claim 5 is provided with a base material, and a hologram forming layer composed of the material according to claim 2 and 4 in a state that can be brushed on one side of the base material. Is a hologram image forming method for producing a hologram image by transferring at least one unit element according to claim 3 to a relief structure formed on the opposite surface according to image information.
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。 The reflectivity at the interface of different refractive index materials depends on the difference in refractive index, and the reflectivity increases as the difference in refractive index increases. By utilizing this property, unit elements of several kinds of refractive index materials higher than the refractive index of this layer material are applied to a layer of a low refractive index material having a relief type diffraction grating structure (referred to as a hologram forming layer) according to image information prepared in advance. Deploy. By controlling the luminance by the difference in refractive index between the hologram forming layer and each unit element, a hologram image having luminance gradation is formed. Usually, a ribbon for forming an ink image is manufactured by applying a colored resin. The high refractive index material layer, which is an element of the present invention, can also be formed on the same substrate as the ink ribbon by applying a high refractive index resin.
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。 The most general method for forming such an image forming body is a method of transferring a unit element of a high refractive index material to a hologram forming body of a low refractive index material. Hereinafter, the present invention will be described taking transfer as an example of the image forming method.
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。 Since this method does not require a multilayer structure such as a hologram transfer body as a unit element, it is not necessary to increase the thickness of the transfer body itself as well as the base material, so it can be transferred to a transfer target with a printer for ink image printing. It is. Further, as described above, since it can be formed on the same ribbon as the ink, it is possible to form an ink image and a hologram image with one printer.
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。 Since the hologram diffraction efficiency can be increased as the refractive index difference between the hologram forming layer and the high refractive index transfer body is larger, the number of brightness gradations can be increased. As a practical method for forming a sheet, coating is generally used. Looking at the refractive index of high-refractive-index materials that can be coated, there are materials used in the core of plastic optical fibers (refractive index of about 1.9), and hologram forming layer materials are materials used in plastic optical fiber cladding. (The refractive index is about 1.3), and if these are used, the refractive index difference at the interface can be about 0.6.
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。 For example, taking this example, an attempt is made to realize a luminance gradation of 4 gradations. The reflectance at the interface of the materials having refractive indexes of n1 and n2 (n2> n1) can be expressed by (n2−n1) / (n2 + n1). When n2 = 1.9 and n1 = 1.3, the reflectance is 0.1875. If this is the maximum luminance, and the refractive indices of the other two-tone unit elements are 1.47 and 1.67, respectively, four gradations of luminance can be expressed.
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。 As the extinction coefficient increases in both the high refractive transfer body and the hologram forming layer, the light absorption increases, and the diffracted light intensity decreases. For example, taking ZnSe as an optical material as an example, ZnSe is not used as an optical material in the blue visible region. This is because, as shown in FIG. 3, when the extinction coefficient of ZnSe exceeds the green range, it rapidly increases and absorption increases, so that blue light is hardly transmitted. With reference to this optical characteristic, considering that the thickness of both the high refractive transfer member and the hologram forming layer is usually about 1 micron, the transmittance of both the high refractive transfer member and the hologram forming layer is desirably 80% or more.
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。 As described above, according to the present invention, an intended hologram image can be formed only with a conventional thermal transfer printer for ink, without requiring a dedicated printer for forming a hologram image.
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。
Next, an embodiment of the present invention will be described. As described above, an example in which a high refractive index transfer body is transferred to a hologram forming body of a low refractive index material will be described, but the embodiment of the present invention is not limited to this. Several types of high-refractive-index transfer bodies with different refractive indexes processed into a ribbon shape as shown in FIG. 5 are transferred in units of elements to the relief type diffraction grating structure of the hologram forming layer as shown in FIG. 6 is formed.
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。 Hologram image formation is thus completed, but in reality, the following steps are required in consideration of using the present invention for security. This is because when a hologram image is usually used for security purposes, it is necessary to transfer the hologram image to a transfer target having security. Since the hologram forming layer on which the hologram image is formed cannot be transferred as it is, the adhesive transfer layer is transferred to the hologram forming body as shown in FIG. 7 to form the adhesive layer. Information with high security such as personal information is formed using ink on the adhesive layer. At this time, if the hologram image and the security information forming unit are overlapped as shown in FIG. 8, the hologram image is effective in preventing falsification of the security information.
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。 After protecting the security information with the hologram image in this way, both the hologram image and the security information are transferred to the transfer body as shown in FIG. 9, and the hologram forming layer is peeled off from the base material to complete a series of operations.
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
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Base material 2 ... Stripping layer 3 ... Hologram formation layer 4 ... Hologram layer 5 ... High refractive index transfer body 6 ... Adhesion layer 7 ... Personal information formation area 8 ..Transfer material 9 ... Ink ribbon 10 ... Ink sheet 1
11: Ink sheet 2
12: Ink sheet 3
13 ... High refractive index transfer sheet 1
14 ... High refractive index transfer sheet 2
15 ... High refractive index transfer sheet 3
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CN109073181A (en) * | 2016-04-20 | 2018-12-21 | 黑拉有限责任两合公司 | Lighting device for vehicle |
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