JP2014071125A

JP2014071125A - ホログラム画像形成体

Info

Publication number: JP2014071125A
Application number: JP2012214318A
Authority: JP
Inventors: Masashi Kubota; 正志久保田
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2012-09-27
Filing date: 2012-09-27
Publication date: 2014-04-21

Abstract

【課題】被転写体表面が剥離層のように接着性の低い表面に輝度のあるホログラム画像を成立させようとすると、この表面に安定して点状ホログラム要素を密着させることは難しく、特に、小さな点状要素を転写しようとしても転写できない可能性がある。そこで、被転写体表面が剥離層のように接着性の弱い表面に安定して階調表現できるホログラム画像を転写によって形成できるようにライン状の構成要素によって画像を形成されるホログラム画像を提供する。
【解決手段】画像構成を点状要素ではなく、ライン状構成物で画像構成し、輝度はライン状構成物の幅で制御する形態をとることで安定したホログラム画像を形成することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、レリーフ型回折格子構造を持つ所定の画像に従ったライン状の構造体で構成されているホログラム画像形成体に関する。

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、国籍などの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、熱転写受像シートに転写し、熱転写受像シートの受像層にインク画像を形成する。そして、この熱転写受像シートのインク画像をパスポートに転写して個別情報をパスポートに形成するようにしている。このように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ようになる。

しかし、インク画像だけではセキュリティ性が弱い。このため、さらにホログラムが形成されている熱転写シートを使用することにより、セキュリティ性を高める手法が使われる。

この種のホログラム柄が形成されている熱転写受像シートの構造の例を図１に示す。図１に示す通り、ホログラムを含む熱転写受像シートは、基材１に、保護層としての剥離層２、ホログラム画像形成層３及び受像層５をその順に積層した構造を持つ。ホログラム画像形成層３は受像層５側部分にレリーフ構造を部分に形成することで、ホログラム画像を形成している。より高輝度なホログラム画像にするために、ホログラム画像形成層３と受像層５の界面に反射層を形成することがあり、この反射層を形成した場合、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できる。

このような熱転写受像シートの構造ではこれに形成されているホログラム画像を変更することが非常に困難である。

そこで、セキュリティ性をさらに高めるためにインク画像のほか、色々なホログラム転写シートより、ホログラム転写体を単位要素的に複数転写することで、ホログラム画像を形成する方式もある。この方式であると、インク画像に加えてホログラム画像もパスポート毎に異なることになるために、セキュリティ性が格段に高まる（例えば特許文献１）。

特開２００５−２３４５５９号公報

このようにホログラム転写シート上のホログラム転写体を要素的に転写することでホログラム画像を形成し、セキュリティ性を高めることができる。この種のホログラム転写シートとしては、図２に示すように、前記熱転写受像シートの構造に類似する多層構造を持っており、基材１上に、剥離層２、ホログラム層４及び接着層５を積層する多層構造となっている。そして、剥離層２、ホログラム層４及び接着層５の部分が基材１から剥がれる転写体となる。ホログラム層４はこれに均一に回折格子を形成したり、より意匠性、セキュリティ性を高める柄を形成したりするなど、いろいろな構成をとり得る。

通常、熱転写受像シートは、転写体を被転写体に転写する場合、転写体が基材１の表面から剥離するため、最表面つまり最も外側に位置する面は剥離層２の面となる。

しかし、剥離層２は粘着性の低い材料で形成されることが多いため、この上にさらにホログラム転写体を要素的に転写することは例えば特に小さな要素を転写する場合に困難となることが多い。これは、ホログラム転写シートの接着層と、熱転写受像シートの剥離層との間で十分な密着が得られず、ホログラム転写体要素の例えば一部が熱転写受像シートに転写されず、ホログラム転写シートの方に残ってしまうことによる。

したがって、ホログラム転写体を要素的に転写することは、輝度諧調の表現、特に階調の低い部分の表現が困難となってしまい、画像全体を見ると荒い画像となってしまうという懸念があった。特に小さな点状要素を転写しようとしても転写できない可能性がある。

そこで、本発明は、被転写面による影響が小さく安定して輝度諧調を表現したホログラム画像を被転写体に成立させることができるように、ライン状（線状）の形となる転写構造物によって安定したホログラム画像を形成されるホログラム画像形成体を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、請求項１の発明は、保護層、構造形成層及び接着層を、この保護層、構造形成層及び接着層の順に配置して成り、更に前記構造形成層と前記接着層との界面に凹凸形状を形成し、かつ前記凹凸形状面に光反射層を積層して成る転写体を備え、前記転写体の一部を被転写体上にライン状に転写し、このライン状の転写構造物により画像を形成するようにしたことを特徴とするホログラム画像形成体である。

請求項２の発明は、請求項１に記載のホログラム画像形成体において、前記凹凸形状が回折格子を形成していることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載のホログラム画像形成体において、前記ライン状の転写構造物の幅を変え、この幅に応じて変わる回折光強度の変化により諧調を表現することを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１に記載のホログラム画像形成体において、前記ライン状の転写構造物が等間隔で並んでいることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１のホログラム画像形成体において、前記ライン状の転写構造物の最大幅が該転写構造物のライン方向に沿う中心間隔以下であることを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項１に記載のホログラム画像形成体において、前記構造物形成層の屈折率より高い屈折率材料で構成される前記光反射層であることを特徴とする。

本発明によれば、被転写面による影響が小さくかつ安定して輝度諧調を表現したホログラム画像を被転写体に成立させることができる。

熱転写受像シートの一例の構成を説明する断面図である。ホログラム転写シートの一例の構成を説明する断面図である。ホログラム転写シートの転写体を転写する概念を説明する説明図である。熱転写印字機の概念的構成を示す説明図である。

以下、本発明の一実施形態を説明する。ホログラム転写シート１０は、図２に示すように、基材１上に、剥離層２、凹凸形状を形成した構造形成層としての回折格子形成層（ホログラム形成層）、凹凸形状面に形成される反射層（図示せず）及び接着層５を、その記載順に積層してなり、剥離層２から接着層５までが転写体６となる。

被転写体７上に転写体６を転写し、ホログラム画像を作成する場合、図３に示すように、転写ヘッド８を使用し、ホログラム転写シート１０の転写体６の一部をライン状の転写構造物としてこれを被転写体７上に転写する。

転写ヘッド８はそのヘッド面に微小発熱体をライン状に配置したものである。
ホログラム転写シート１０の転写体６を被転写体７上に転写する場合には、図３に示すように、被転写体７上にホログラム転写シート１０を配置し、このホログラム転写シート１０の接着層５の部分を被転写体７上に接触させた状態で転写ヘッド８のヘッド面を基材１の背面に当てる。そして、被転写体１１の1点部分に対応して転写ヘッド８のヘッド面を当てながらその転写ヘッド８の微小発熱体に発熱エネルギーを供給する。すると、ホログラム転写シート１０上の転写体６を構成する接着層７が軟化・溶融して被転写体７に付き、ホログラム転写シート１０上の転写体６−１の一部の転写体要素６−２が要素的に被転写体７に転写する（図３参照）。

この転写する過程を画像情報に合わせて相応の微小発熱体に対し、その微小発熱体が発熱するためのエネルギーをパルス的に転写ヘッド８の微小発熱体に供給することで画像情報にあった画像情報の１断面の転写体要素６−２が被転写体７に転写され、被転写体７上に画像要素を形成する。さらに、発熱エネルギーのパルス供給と同期して転写ヘッド８に対し、被転写体７を連続的に移動させることで被転写体７上に全画像を形成することができる。

カラー画像を転写する場合は、まず画像の赤データに従って赤成分の転写体を転写し、この転写体７に位置合わせした後、緑、青データに従って、それぞれの転写体を被転写体７上に転写していく。

ところで、転写ヘッド８はそれ自身に備える発熱体からのエネルギーの伝達があるため、隣り合う発熱体が互いに影響し合うので、発熱体自体は個々に独立した位置にあったとしても個々の発熱体としては扱えない。これへの対応として、供給エネルギーの条件を選び、連続する発熱体アレイがひとつの連続した発熱体的な挙動を起こすように設定して制御するようにする。このように制御する状態で転写を行うと点状転写にはならず、ライン状転写となる。このライン状転写は、点状転写の場合に比べて密着力が強いため、安定して転写が可能になる。

また、輝度の諧調を変えた表現とする場合は、発熱体への供給エネルギーを下げることによってライン転写体の線幅を狭くしてすることも可能である。但し、諧調を下げたい発熱体へのエネルギー制御だけでは線幅制御ができない。周りの発熱体からのエネルギー供給も関連するので、これらを総合的に考慮したデータを作成し、それにより発熱体へのエネルギー制御を行なう必要がある。

そして、前記ライン状の転写構造物の幅を変え、この幅に応じて変わる回折光強度の変化により諧調を表現することができる。前記ライン状の転写構造物が等間隔で並んで転写することもできる。前記ライン状の転写構造物の最大幅が該転写構造物のライン方向に沿う中心間隔以下であるホログラム画像形成体を提供できる。また、前記構造物形成層の屈折率より高い屈折率材料で構成される前記光反射層であるホログラム画像形成体を提供できる。

次に、本発明の一実施例として、基材上に、剥離層、回折格子形成層、反射層、接着層をその記載順に積層したホログラム転写シートよりホログラム転写体を被転写体に転写する場合の具体例について説明する。

ホログラム転写シートを作成するのによく使われる手法はエンボス法である。予め基材に剥離層、回折格子形成層を塗工して形成しておき、この後に回折格子形成層に必要な光学効果が得られるよう設計した凹凸パターンが形成されている金属板を加熱押圧することで回折格子形成層に光学効果を有する凹凸パターンを形成する。このときの凹凸パターンの深さは回折輝度が高くなるような条件で形成されることが多い。

この凹凸パターンを形成した後、このパターン形成面に反射層を形成する。反射層材料としてはＡｌ、Ａｇなど金属反射層を形成することが多いが、この場合、ＺｎＳで透明反射層を形成する場合がある。また、反射層の厚さは回折輝度が高くなるような条件で形成されることが多い。

そして、反射層を形成した後にその反射層に接着層を形成する。この接着層にはポリプロピレン樹脂、ポリエチレンテレフタラート樹脂等熱可塑性樹脂を用いる例があるが、これに限定されるものではない。これら樹脂に微小無機材料を混入することにより箔の切れ性を高めると同時にブロッキング防止効果も期待できる。このように形成されたホログラム転写シート中、剥離層から接着層までが転写体となり被転写体に転写されることになる。

次に、転写用プリンターとして図４に示す熱転写印字機を用いて、ホログラム転写シート１０を被転写体１１に画像を転写する場合を説明する。ここでのホログラム転写シート１０は、熱転写印字機内に連続的にシートを供給できるような形態で配置される。つまり、ホログラム転写シート１０の両端側部分を、それぞれ芯に巻いてあるシート供給用ロール９−１と、シート巻取用ロール９−２を設け、シート供給用ロール９−１と、シート巻取用ロール９−２を、互いに同期して回転するように制御し、被転写体１１上をホログラム転写シート１０が移動できるようにしている。

被転写体１１は、移動機構１３を持つ専用の被転写体固定ステージ１２上に固定される。熱転写印字機の転写ヘッド８は、ホログラム転写シート１０の基材側に位置し、被転写体１１側に接着層５が位置するように配置する。そして、ホログラム転写シート１０、被転写体１１ともに転写ヘッド８にエネルギーがパルス的に印加されるのと同期して一定量動くよう設定されている。

転写ヘッド８に対する発熱エネルギーのパルス供給と同期して固定ステージ用移動機構１３により被転写体固定ステージ１２と一体に被転写体１１を連続的に移動させることで全画像を被転写体に形成することができる。

熱転写印字機は制御機器がつながっている。制御機器に入力された画像情報は機器内で適切な画像処理が施された後、熱転写印字機に印字情報として送られる。熱転写印字機側ではこの情報に基づいて転写ヘッド８の適切な微小発熱体にエネルギーをパルス的に供給し、ホログラム転写シート１０中の転写体を被転写体１１に転写するようする。

微小発熱体から発する熱は局所的とはいえ広がりを持つ。この熱の広がりを適切に制御すると隣り合う発熱体が発する熱の広がりが重なりあい、転写ヘッドが一体化した発熱体のように振る舞い、ライン状に転写体を転写できるようになる。

さらに、次の画像情報に基づいて、転写ヘッド８にエネルギーが供給されるのと同期して予め設定した量だけホログラム転写シート１０と被転写体１１を移動し、これら一連の動作を連続的に行うことでホログラム画像を安定的に形成することができる。

１…基材
２…剥離層
３…ホログラム形成層
４…ホログラム層
５…接着層
６−１…基材上の転写体
６−２…被転写体に転写した転写体
７…被転写体
８…転写ヘッド
９−１…シート供給用ロール
９−２…シート巻取用ロール
１０…ホログラムシート
１１…被転写体
１２…被転写体固定ステージ
１３…固定ステージ用移動機構

Claims

保護層、構造形成層及び接着層を、この保護層、構造形成層及び接着層の順に配置して成り、更に前記構造形成層と前記接着層との界面に凹凸形状を形成し、かつ前記凹凸形状面に光反射層を積層して成る転写体を備え、前記転写体の一部を被転写体上にライン状に転写し、このライン状の転写構造物により画像を形成するようにしたことを特徴とするホログラム画像形成体。
前記凹凸形状が回折格子を形成していることを特徴とする請求項１に記載のホログラム画像形成体。
前記ライン状の転写構造物の幅を変え、この幅に応じて変わる回折光強度の変化により諧調を表現することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のホログラム画像形成体。
前記ライン状の転写構造物が等間隔で並んでいることを特徴とする請求項１に記載の画像形成体。
前記ライン状の転写構造物の最大幅が該転写構造物のライン方向に沿う中心間隔以下であることを特徴とする請求項１に記載のホログラム画像形成体。
前記構造物形成層の屈折率より高い屈折率材料で構成される前記光反射層であることを特徴とする請求項１に記載のホログラム画像形成体。