JP2885319B2 - 多層データ担体およびそのデータ記録方法 - Google Patents

多層データ担体およびそのデータ記録方法

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JP2885319B2 JP1313134A JP31313489A JP2885319B2 JP 2885319 B2 JP2885319 B2 JP 2885319B2 JP 1313134 A JP1313134 A JP 1313134A JP 31313489 A JP31313489 A JP 31313489A JP 2885319 B2 JP2885319 B2 JP 2885319B2
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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、データ担体、特にIDカード、およびそのよ
うなデータ担体を作製する方法に関する。
特に、ここで問題にしているデータ担体はIDカード、
例えばチェックカード、クレジットカード、身分証明書
または名刺等である。そのようなIDカードは標準化され
た様式を有し、一般に多層構造を持つ。カードの片面に
は、例えば加圧または写真等により、一般的な情報、例
えば信販会社、組織等の名称、および場合によってはカ
ード表面またはカードの内部に施した保護プリント（編
みなわ模様）が示されている。さらに、カード所有者の
名前、顧客番号、口座番号、カード番号等の利用者に関
する情報も備わっている。
（従来の技術） 多層IDカード上にカラーで書込み（記録）するため
に、異なった着色層区域を重ね、レーザー光線強度の適
切な制御により色層を選択的に除去するように、各種色
層の吸収特性および気化点を選択することが提案されて
いる（西独特許第3048733号）。したがって、一番外側
の色層は、下側にある色層に対するよりも、小さいレー
ザー光線強度で除去される。
（発明が解決しようとする課題） これらのデータ担体における問題点は、層厚に公差が
あり、そして気化点間または昇華点間の間隔が小さいた
めに、コントラストの大きい表示に絶対必要な各種層の
完全除去を行なうために、複数の放射路が必要になるこ
とが多い点である。そのため、この書込（記録）方法に
関しては、各除去層に対して複数の除去処理操作が必要
となり、これがそのようなデータ担体の大量生産の障害
になっている。特定の色の吸収特性および各色層の気化
点の観点から、各色層はレーザー光線強度に応じて順序
付けられるために、色の選択も限定される。
本発明は、特許請求の範囲第１項の前提部分によるデ
ータ担体において、レーザー光線による色層の局部的な
除去を容易に、迅速に行なうことができるデータ担体を
提供するものである。また、本発明は、多層データ担体
上に書込みを行う（記録を行う）ための方法も提供す
る。
（課題を解決するための手段） これらの問題点に対する解決手段は独立請求項に記載
されており、本発明の好ましい実施形態は、従属請求項
に記載してある。
（作用および効果） 先行技術において、上部第一層は入射レーザー光線に
対して反応し、その下にある第二層を露出し、その色を
目に見えるようにするのに対し、本発明に係わるデータ
担体の第一層では、実質的な影響を与えずにレーザー光
線が透過する。その下にある第二層の材料だけが、透過
してきたレーザー光線により、熱的に分解する。「熱分
解」という用語は、本文においては、気化、即ち固相か
ら液相へ、さらに気相への移行、昇華、即ち固相から気
相への移行、気体形成を伴う化学分解、あるいは例えば
テルミット粒子に点火した時に起こるような化学反応を
意味する。
レーザー光線が当たった箇所において、第二層の材料
は熱分解して、内部においてカード材料の圧力を急激に
増加させるので、その上にある比較的薄い層は高圧に耐
えられず、いわば、吹き飛ばされてしまう。書込（記
録）操作の際に、記録すべき情報に応じて、レーザー光
線がカード表面を横切り、第二層の小さな区域が連続的
にあるいは画素ごとに熱分解し、その外側の第一色層の
小さな区域がそれらに応じて吹き飛ばされる。これらの
区域では、色層から成る第二層がその上にある第一色層
から解放されるので、このようにして記録された情報
が、これら二つの色層に対する色対比（色のコントラス
ト:color contrast）で目に見えるようになる。
外側の色層と対比される第二層を成す色層は、部分的
にのみ除去されるように、その厚さおよび分解特性をレ
ーザー光線の強度と調和させなければならない。書込
（記録）操作の後、このようにして第二の色層がレーザ
ー光線が当たった区域において露出し、その色が明瞭に
認められる。
特に、熱分解すべき第二層を成す色層に対して、顔料
混合により望ましい特性を付与することができるよう
な、比較的多種類の色を使用できる。そのような顔料は
第二層を成す色層に感光性を与える。それらの顔料は、
暗い色が必要か明るい色が必要かによって、油煙粒子ま
たはアルミニウムブロンズ粒子でよい。顔料は、その本
体色および／または濃度の点で、色層本体の色に事実上
影響しないように選ばれる。即ち、感光性を与えるため
に使用する顔料は、それ自体、層の着色に影響すべきで
はない。それゆえ、本発明に係わる記録には、ほとんど
どのような種類の色（アクリル系塗料、PVC塗料等）で
も、どのような色合にでも調整でき、使用できる。色層
における顔料は吸収中心として作用し、入射レーザー光
線を吸収し、それによって熱エネルギーを放出し、これ
が着色剤を気化させ、例えばこの蒸気圧がレーザー光線
の当たった箇所において第一層の材料を吹き飛ばす。
多くの用途にとって有利な別の実施形態では、第二
層、即ち熱分解層は、色対比を与える２つの層（tow co
ntrasting color layers）の間に埋め込んだ透明なワニ
ス層から成る。このワニス層に、上記の色層と同様に、
レーザー光を吸収する顔料を混合して感光性を与える。
この目的に適した顔料は、明るい本体色を持つ顔料（例
えばアルミニウムブロンズ粒子）、あるいは、低濃度
（例えば千分の一のオーダーで）でもレーザー光線の作
用で十分な効果を示すが、ワニス層の透明性に実質的な
影響を及ぼさない顔料である。このデータ担体に書込み
（記録）を行なうと、少なくとも部分的に除去された透
明なワニス層を通してその下にある色層を見通すことが
できる。下側の色層は、例えば多色印刷または単色層と
して設計することができる。
各色層は、スクリーン印刷技術により施されたインキ
層、または適切に着色した薄いプラスチックフイルムを
重ねたものが好ましい。
本発明に係わるデータ担体では、第一色層、即ち外側
の色層が網版印刷（つまり網版印刷を施した第一色
層）、特に場所毎にその強度を変え、異なった色の第二
層に施した黒色のゆるやかなマトリックスである場合
に、記録（書込み）の効果は特に重要である。第二層の
熱分解のために、網版印刷が部分的に除去されるので、
書き込んだ文字は、例えばその色合いにおいてのみ、背
景と異なる。そのようなゆるやかなマトリックスは、そ
れ自体公知である。そのゆるやかなマトリックスは、ID
カードでは、例えばカードの下端から上端にかけて暗く
なってゆく、陰として目に見える。
特に、熱分解層として透明なワニス層を使用する場
合、その下側の層における印刷は無傷のまま残るので、
ワニス層の下に多色印刷を施すことができる。その場
合、特に多色印刷が編みなわ模様である場合に、偽造に
対しても効果的な防御となる、特に効果的な模様を付け
ることができる。
例えば、鋼の凹版印刷によりレリーフ構造（浮出し構
造）にする、あるいはレリーフ構造を浮き上がらせ、そ
れをその上にある層に続ける場合、面白い光学的な効果
が得られる。これらのレリーフ表面（浮出し表面）は、
本発明に係わる方法により、平滑な表面と同様に記録す
ることができる。レーザー彫刻（または書込み）による
偽造防止は、彫刻刀を使うそれ自体公知の機械的彫刻法
ではそれ程容易に書込みを行うことはできないので、こ
こでは特に効果的である。
レーザー光線をこのレリーフ表面に急角度で当てる
と、記録された情報は見る角度によってその外観を変
え、極端な場合には、記録を行なった側からしか見るこ
とができなくなる。
担体材料に施した、レーザー照射後に露出する第二
層、すなわち熱分解層に深く延びる編みなわ模様も、偽
造防止効果を高める。第一色層を除去した後、第二層を
成す色層中にあり、この色層と対比する（コントラスト
を為す）編みなわ模様が鮮明に見えるようになる。これ
も、彫刻刀を使った偽造を防止し、レーザー彫刻の特別
な安全性を証明している。
データ担体に例えば波形、半円筒、半球、レーザ形等
の浮出し構造を施す場合、データ担体に対して急角度で
レーザー光線を使って、データ担体に書き込むのが特に
効果的である。レーザー光線を先ず、浮出し構造を横切
って、一定の方向で、一定の角度で、データ担体の平面
に当てる。この場合、レーザー光線に面したこの浮出し
構造の「斜面」だけが記録される。次いで、データ担体
をその平面上で回転させ、レーザー光線を同じ、または
異なった急角度で浮出し構造を横切って当てると、浮出
し構造の斜面が、レーザー光線により、片側、次いで他
の側で記録される。浮出し構造の様々な面をデザインす
る場合、記録方向に応じて、それに相当する方向から見
ると異なった像が得られる。したがって、不透明表面上
に、見る角度毎に異なった図を描くことができ、これら
の図は見る角度に応じて個別に見ることができる、ある
いは垂直に見る場合は、一つの図に組み合わせることが
できる。
（実施例） 以下に、図面を参考にして、本発明の実施例をさらに
詳細に説明する。
第１図は、例えばチェックカードである公知のIDカー
ド（西独公開第3048733号）の部分断面を示す。基層
（Ａ）の上に、二つの色層（B,C）がある。分かり易く
するために、この図面および以下の図面におけるカード
の層は、実寸で示してはいない。これら二つの色層は、
その色と吸収特性および気化点が異なっている。層の厚
さは、場所毎に常に一様ではなく、一定の限界内で変動
し、気化点は一般に比較的近接しているので、特定の望
ましい色層を露出するのに必要なレーザー光線強度で照
射するのは困難である。そのため、好ましくは、強度を
下げ、照射を何回かに分けて行ない、層を段階的に除去
し、層を選択的に露出させ、不完全除去や他の層と一緒
に完全に除去してしまわないようにする。例えば、色層
Ｂを露出させるのに、何回かの、例えば二回の書込操作
（D,E）を行ない、層Ｃにおけるある区域を除去する。
さらに書込操作（F,G）を行ない、層Ｂにおけるある区
域を除去する。このようにして、何回かの操作段階にお
いて、多色表示を行なうのである。
第２図は、第１図と似ているが、本発明により製作す
るIDカードを示す。基層１は、外側に、レーザー光線に
対して実質的に透過性の第一色層３およびレーザー光線
を吸収する第二層を構成する色層２を有し、顔料を含
む。第二層の色層２および第一色層３の色は異なってい
る。
レーザー光線を全く、またはほとんど吸収しない色層
が知られている。上記のようにレーザー光線を吸収する
着色剤は、本発明により、その着色剤の明度に応じて暗
い、または明るい本体色を有するどのような着色剤にも
顔料を加えることによって、調製することができる。例
えば、黒い色の場合には、油煙粒子を使用でき、明るい
色には、アルミニウムブロンズを使用できる。これによ
って、添加する顔料に関係なく、色がその色合を保つこ
とができる。
第２図では、レーザー光線による記録を、４の位置で
IDカードの平面に対して直角に行なっている。
レーザー光線Ｌは５の区域で、第一色層３を透過す
る。この区域５では、レーザー光線のエネルギーは第一
色層３の材料によって事実上吸収されることはない。
しかし、第二層の色層２において、レーザー光線の一
部がこの色層２の中に含まれる顔料によって吸収され
る。その結果、区域６において第二層の色層２の材料が
分解（気化、昇華等）される。この分解の結果生じる圧
力により、その上にある第一色層３が吹き飛ばされる
が、その吹き飛ばされる区域は、レーザー光線Ｌが当た
る比較的狭い場所４に限られる。色層２、特にその厚
さ、分解特性等、並びにレーザー光線強度等の記録パラ
メータは、この色層が部分的にのみ除去され、第一色層
との対比（コントラスト）で目に見えるようになるよう
に、互いに調整される。
第３図に示すように、この第二層の色層２は例えば編
みなわ模様７にも適用できる。そうしてこの編みなわ模
様の線が露出し、レーザー光線によって作られたクレー
ター８がどの程度目立つかによって程度の差はあるもの
の、目に見えるようになる。
第４図は、IDカードの別の実施形態を断面で示す。基
層11は、その外側に第一色層13、その下に透明なワニス
層14およびさらにその下に色層12を持つ。色層13と12は
色が異なっている。透明な合成樹脂から成る透明なワニ
ス層14は、例えば低濃度の顔料を含み、これがレーザー
光線を吸収する。第４図に示すように、レーザー光線は
上の第一の色層13を透過し、透明なワニス層14中の作用
を受けた区域を分解し、その区域内で、その上にある第
一色層13を吹き飛ばすので、その結果生じた穴および露
出した透明なワニス層14を通して、その下にある色層12
が見えるようになる。基層11に加えて、IDカードは、こ
こでは重要ではない他の層、例えばカードの裏側の層を
有することがある。同じことは、第２図に示すカードに
も当てはまる。
第５図は、第２図におけるものと類似した実施形態を
示すが、両者の違いは、第一色層23がここではいわゆる
「網目版印刷（halftone print）」により形成されてい
ることで、これが第二層の色層22に好ましくは連続的に
変化する陰影だけを与える。第一色層23の網目版印刷
は、微細な黒色印刷から成り、第二層の色層22に、例え
ばカードの下端から上端へ連続的に暗くなって行く、一
種の陰を加える。第一色層23の網目版印刷の個々の区域
24の除去と共に、顔料を混合して、レーザー光線記録用
に感光化した第二層の色層22の一部を除去することによ
り、第二層の色層22が完全に露出する。ここでは、書込
をした区域は、書込をしていない区域と、色の陰影（sh
ade）が異なるだけである。
第６図の実施形態では、基層31の突出面に延びる浮出
し区域34があり、一方外側にはレーザー光線をほとんど
吸収しない連続した第一色層33があり、第一色層33の下
にはレーザー光線を吸収する（透明でも良い）第二層の
色層32がある。レーザー光線による走査で、第二層の色
層32と第一色層33の個々の区域が除去される。第二層の
色層32を、その色が見えるように、一定の深さだけ除去
することもできるし、顔料を混合して上記の様に感光化
した透明なワニス層でそれを置き換えることもできる。
後者の場合、基層31の上部あるいは浮出し区域34の上部
が、書き込み区域において目に見えるようになる。
第６図では、レーザー光線がIDカードの面に多かれ少
なかれ垂直に当たっている。しかし、第７図において矢
印Ｐで示す様に、レーザー光線を急角度でIDカードに当
てることもできる。第７図のカードの構造は、基本的に
は第６図のそれと似ている。しかし、レーザー光線の照
射が斜めなので、浮出し区域34の、光源の方に向いてい
る斜面35だけに「書込み（記録）」が行なわれ、光源の
方を向いていない斜面36はほとんど、または全くレーザ
ー光線による作用を受けない。
入射レーザー光線とIDカード面との間の角度が急なた
め、外側の第一色層33を一方から（第７図では左から）
は連続的に見えるが、反対側から（第７図では右から）
は主にレーザー光線書込により露出した区域が見える様
にすることができる。第８図は、（波形の）浮出し構造
42を備えた層41を示す。この基層41の上に、例えば透明
な熱分解性ワニス層45およびその上に外側の色層46があ
る。
ここで基層41が例えば、第８図に示す、浮出し構造42
のレーザー光線に当たる斜面35上で線状に露出するよう
に、データ担体をレーザー光線により、矢印の方向にお
ける急角度で走査する。例えば、線状記録走査の場合
は、浮出し構造によって作られる陰のために、走査線44
上で44a,44b,44c部分だけが露出する。こうして、方向
に依存する図が得られ、これは複写や写真技術ではこの
形に再現することはできない。
次にデータ担体を180°回転させるか、あるいはレー
ザー光線をそのように旋回させると、浮出し構造上の反
対側の斜面上に、より深い層（図には示していない）を
露出することにより、別の記録操作を行うことができ、
異なった色で異なった図を描くことができる。
第９図に示すように、IDカード全面に、例えば実質的
に予め決めておいた方向を辿ってカードを通る、個別の
浮出し線51を施すことにより、そのような光学的に変化
する図をIDカード50の大きな表面に描くことができる。
しかし、浮出し構造52をカードの一部分にのみ施すこと
もでき、その場合、浮出し構造は、第８図に示すよう
に、連続形に互いに隣接する。この区域は、例えば異な
った方向から、異なったモチーフで記録することがで
き、順次、特定の記録方向からのみ別々に見ることがで
き、また、垂直に見た場合には、組み合わされて一つの
図になる。
最後に述べた実施形態は、IDカードの偽造防止に著し
く効果がある。本発明に係わる手段で上側の色層の区域
を除去してあるため、凹凸表面上に縁部を極めて鮮明に
記録した区域として目に見える、そのような浮出しは、
単純な機械的浮き彫り手段では得られない。
急な照射角度で浮出し構造を書込むことにより、その
ような「方向的な効果を持つ図」を描くことは、基本的
には、第１図に示すような従来のカード構造でも可能で
ある。しかし、そのようなカードの場合は、簡単な不透
明構造表面を有するだけであったり、レーザー光線の影
響によって色を変化させる表面の書込みを有するだけで
ある。このようなカードでは、層を除去し、より深い層
を露出することによって、色対比で情報を記録している
のではなく、外側にあるプラスチックまたは色層の直接
的な色変化によって情報を記録しているのである。
【図面の簡単な説明】
第１図は、先行技術を示す図を、 第２図は、レーザー光線を使って記録を行なう、データ
担体の部分断面図を、 第３図〜第６図は、データ担体の別な実施形態の断面図
を、 第７図は、急角度で記録を行なうデータ担体を、 第８図は、浮出し構造を持つデータ担体の、レーザー光
線による、急角度の走査を、 第９図は、異なった浮出し構造（レリーフ構造）を備え
たIDカードの、上から見た図を示す。 1,13,23,33……第一色層 2,14,22,32……第二色層
フロントページの続き (72)発明者 アレグザンダー ヒールヴェーガー ドイツ連邦共和国 ディー‐8183 ロー タッハ‐エゲルン ミュールバッハヴェ ーク ５ (72)発明者 ヴォルフガング キラー ドイツ連邦共和国 ディー‐8000 ミュ ンヘン ドルマンシュトラーセ 17 (72)発明者 エルヴィン ロブ ドイツ連邦共和国 ディー‐8000 ミュ ンヘン アイヒェンシュトラーセ 28デ ィー (56)参考文献 特開 昭62−161596（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−59372（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B42D 15/10 501 G06K 19/06

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】色対比を与える重なり合った層を有してな
    り、レーザー光線を使って層の個々の区域を局所的に除
    去し、異なった色を有するより深い層の区域を露出させ
    ることによって、少なくとも部分的に人間が読み取れる
    形で情報を示すデータ担体において、 レーザー光線を透過させる第一色層の下に、レーザー光
    線の作用下で少なくとも部分的に熱分解する、少なくと
    も１つの第二層を有し、この第二層においてレーザー光
    線のエネルギーが転換して該第二層の熱分解が生じ、そ
    れによって前記第一色層が局所的に除去されるよう構成
    されることを特徴とするデータ担体。
  2. 【請求項２】前記第二層が色層であり、この第二層は、
    ある一定の深さまでのみ除去されるように、その厚さと
    分解特性がレーザー光線の強度との間で調和がとれてい
    ることを特徴とする請求項１記載のデータ担体。
  3. 【請求項３】前記第二層が色層であり、この第二層が、
    レーザー光線を吸収する顔料を混合することによって感
    光化されており、その顔料の本体色および／または濃度
    は、着色剤に対して、その色が僅かに影響を受けるよう
    に適合されていることを特徴とする請求項１または２記
    載のデータ担体。
  4. 【請求項４】前記第二層が透明なワニス層であることを
    特徴とする請求項１記載のデータ担体。
  5. 【請求項５】前記第二層が、前記第一色層およびさらな
    る色層から成る、色対比を与える２つの層の間に埋め込
    まれていることを特徴とする請求項４記載のデータ担
    体。
  6. 【請求項６】少なくとも１つの色層が、好ましくはスク
    リーン印刷によって施されたインキ層であることを特徴
    とする請求項１−５いずれか１項記載のデータ担体。
  7. 【請求項７】少なくとも１つの色層が、着色したプラス
    チックフィルムであることを特徴とする請求項１−５い
    ずれか１項記載のデータ担体。
  8. 【請求項８】前記第二層を構成する色層または透明なワ
    ニス層の下に、好ましくは多色印刷模様があることを特
    徴とする請求項１−７いずれか１項記載のデータ担体。
  9. 【請求項９】少なくとも第一色層および第二層が好まし
    くは半円筒、半球、波形構造等の浮出し構造を有し、デ
    ータ担体の面に対して急角度で情報が記録され、記録方
    向に面した浮出し構造の斜面には、記録方向からそれた
    方を向く斜面とは異なった記録がなされ、このように記
    録された情報は、見る方向によって異なって見えること
    を特徴とする請求項１−８いずれか１項記載のデータ担
    体。
  10. 【請求項１０】レーザー光線の作用下で、周囲に対する
    コントラストまたは色が変化して見える外側の不透明層
    を有するデータ担体において、 少なくともこの不透明層の表面が、好ましくは半円筒、
    半球、波形構造等の浮出し構造を有し、レーザー光線に
    より、この浮出し構造の区域において、データ担体の面
    に対して急角度で情報が記録され、記録方向に面した浮
    出し構造の斜面には、記録方向からそれた方を向く斜面
    とは異なった記録がなされ、このように記録された情報
    は、見る方向によって異なって見えることを特徴とする
    データ担体。
  11. 【請求項１１】色対比を与える重なり合った層を有して
    なり、レーザー光線を使って層の個々の区域を局所的に
    除去し、異なった色を有するより深い層の区域を露出さ
    せることによって、少なくとも部分的に人間が読み取れ
    る形で情報を示すデータ担体に記録を行う方法であっ
    て、 レーザー光線を透過させる第一色層の下にある熱分解性
    の第二層を、レーザー光線の作用により、幾つかの箇所
    で少なくとも部分的に分解し、それによって、これらの
    箇所の上にある第一色層の区域を除去することを特徴と
    するデータ担体への記録方法。
  12. 【請求項１２】色対比を与える重なり合った層を有して
    なり、レーザー光線を使って層の個々の区域を局所的に
    除去し、異なった色を有するより深い層の区域を露出さ
    せることによって、少なくとも部分的に人間が読み取れ
    る形で情報を示す多層データ担体に記録を行う方法であ
    って、 例えば半円筒、半球、波形構造等の形状の浮出し構造を
    前記重なり合った層の表面の少なくとも一部に形成し、
    情報を記録する際に、レーザー光線を所定の急角度で、
    前記浮出し構造を横切るように当てることを特徴とする
    多層データ担体への記録方法。
  13. 【請求項１３】レーザー光線を当てた後で、データ担体
    をその面上で、レーザー光線の方向に対して回転させ、
    次いでレーザー光線を再び急角度で、浮出し構造を横切
    るように当てることを特徴とする請求項12記載の方法。
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