JPH026187A - 書類及びそのマスター形成方法 - Google Patents

書類及びそのマスター形成方法

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JPH026187A
JPH026187A JP1046727A JP4672789A JPH026187A JP H026187 A JPH026187 A JP H026187A JP 1046727 A JP1046727 A JP 1046727A JP 4672789 A JP4672789 A JP 4672789A JP H026187 A JPH026187 A JP H026187A
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Gregor Antes
グレゴール・アンテス
Christian Saxer
クリスティアーン・ザクサー
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Landis and Gyr AG
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Landis and Gyr AG
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    • Y10S283/904Credit card

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は書類とそのマスター形成方法に係り、さらに詳
細には特に有価証券、身分証明書、支払い手段及び保護
すべき同様な対象において偽造が困難な真贋情報として
使用可能な、10本/mn+以上の空間周波数を有し回
折光学的に作用する所定の凹凸構造を備えた部分面から
構成された巨視的な回折構造が所定面に刻印され、各部
分面の凹凸構造が隣接する部分面の凹凸構造と異なるi
F類及びそのマスター形成方法に関するものである。
[従来の技術] この種の書類は複製ができてはならない。従って最近の
書類には、保護されている対象の真贋情報を例えば環境
光の回折によって訓練を受けていない素人にも見えるよ
うにする保護手段が設けられている。この種の書類及び
その製造方法は例えはスイス特許公報第594936号
に記載されている。
前記回折は光学的に作用するコーティングを有する刻印
された格子構造によってもたらされ、この格子構造の簡
単なものは波型あるいは直線の凹凸構造である。この凹
凸構造の回折特性は、特にmr++当りの線の本数を表
す空間周波数、凹凸構造の断面形状及び凹凸構造の高低
差並びに凹凸構造の書類上での配置によって決定される
ドイツ特許公開公報第3206062号に記載の認証装
置の回折構造は、種々の回折構造パラメータを有する部
分面から構成されている。個々の部分面の大きさは少な
くとも、所定色成分に分解され、認証装置へ入射する光
が25crnの距離から少なくとも2ミリラジアンない
し約7分の空間角度で別々の束として識別できる色を発
生させる大きさでなけれはならない。従ってこの部分面
は裸眼で容易に識別できなければならず、例えは対照的
な色によって隣接面から区別できるようになっている。
回折構造内で格子パラメータが連続的にあるいは部分面
から部分面へわずかづつ変化する場合には、光源及び裸
眼に関して書類の位置が変わると、観察者の目には書類
上で光が所定のパターンで移動するような印象が生じる
。この種の書類はヨーロッパ特許第1005099号に
記載されている。
この書類は加熱可能な刻印スタンプを用いてプラスチッ
ク層を変形させることによって安価に形成され、この場
合に前記刻印スタンプにはマスターから電気メッキによ
り形成されたネガが設けられている。
この種のマスターの製造方法が、ヨーロッパ特許第16
9326号に′記載されている。プラスチック層の表面
の小円形部分が所定の凹凸構造を有する母型によって可
塑変形される。光束を用いて母型側表面が所定時間にわ
たって局地的に加熱され、光束によって限定される部分
面のプラスチックが軟化されて、可塑変形によって凹凸
構造が表面へ転写される。このようにして形成されたマ
スターは、回折特性が隣接の部分面の回折特性と異なる
非常に多数の部分面から構成することができる。回折部
分面の種類が多過ぎるので偽造は極めて困難である。
[発明が解決しようとする課M] 本発明の課題は上記の従来の欠点を除去し、多大なコス
トと手間をかけないと複写あるいは偽造ができない構造
を有する冒頭で述べた種類の書類及びそのマスター形成
方法を提供することであって、前記構造は補助手段なし
で視認する場合に見ることができろ線あるいはエレメン
トを有し、かつ前記線あるいはエレメントには他の可視
の図案的な特徴が設けられている。
[課題を解決するための手段] 上記の課題を解決するために本発明の書類によれは、l
O本/mm以上の空間周波数を有し回折光学的に作用す
る所定の凹凸構造を備えた部分面から構成された巨視的
な回折光学的構造が所定面に刻印され、各部分面の凹凸
構造が隣接する部分面の凹凸構造と異なる書類において
、部分面のうち所定の部分面の最大寸法が0.3mmよ
り小さい寸法に設定される構成が採用されている。
さらに本発明の書類用のマスター形成方法によれば、書
類に刻印を行うための刻印スタンプを電気メッキにより
成形するのに用いられ、かつ電磁光線を吸収する熱可塑
性被覆層内で電磁光線を透過する支持体上に形成される
マスターを形成する方法であって、被覆層は所定の微視
的なミクロ構造を有する母型によって可塑変形され、か
つ載置台と支持体を通して被覆層上へ合焦された強度制
御される光線を用いて被覆層が局地的に短時間溶融され
て、局地的に可塑変形が生じ、エレメント内の回折光学
的に作用するミクロ構造が永続的なコピーとして被覆層
へ転写される書類の回折構造用マスターを形成するマス
ター形成方法において、ミクロ構造を有する母型の表面
が同時に被覆層へ押圧され、母型の裏面が柔軟な中間層
を介して圧力を発生する手段に支持され、被覆層のほぼ
全面が可塑変形され、所定数の部分面が転写された後に
初めて母型がその軸を中心に回動され、側方へ移動され
、あるいは他のミクロ構造を有する母型と交換される構
成が採用されている。
[作用] 本発明は上記のように構成されているので、多大なコス
トと手間をかけないと複写あるいは偽造ができない回折
構造を有する冒頭で述べた種類の書類及びそのマスター
形成方法が得られる。
[実施例] 以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。
第1図には書類lが示されており、わかりやすくするた
めに書111の一部は破断されている。従って面2は書
類lの断面を示している。書類lは透明な保護層5と光
学的に作用するコーティング層4を有する基板3から形
成されている。
光学的に作用するコーティング層4の代表的なものは1
00 nmの厚さを有する薄い金属層あるいは誘電層か
ら形成されているが、光学的な作用だけなら保護層5と
基板3の屈折率の差だけからも得られる。
基板3は例えは保護すべき対象6上に張り付けるプラス
チックフィルムとすることができる。イテ護すべき対象
6が紙、フィルムあるいはフリース(羊毛繊維)である
場合には、基板3として紙、フィルム、フリース上に印
刷技術を用いて直接プラスチック層を取り付けることも
できる。保護すべき対象6がプラスチック製である場合
には、この対象6自体を直接基板として使用することが
でき、従って書類lと保護すべき対象6は分離不可能な
ユニットを形成する。書類lは偽造あるいは模造が困難
であって、身分証明書、支払い手段、有価証券、公文書
等が本物であることを示す証明書として使用される。
例えは光学的に作用するコーティング層4を取り付ける
前あるいは取り付けた後に、加熱した刻印スタンプを用
いて巨視的(肉眼で見える)な回折光学的に作用する回
折構造7が刻印される。回折作用を観察するのに使用さ
れる光の波長及び基板3、光学的に作用するコーティン
グ層4、保護層5の材料の選択によって、回折光学的に
作用する回折構造7を位相格子にするか振幅格子にする
か、あるいは回折構造7を透過して観察しなけれはなら
ないのか反射させて観察しなければならないのかが決定
される。2種類の格子の組合せ、及びあるいは2つの観
察方法の組合せも考えられる。
回折構造7には、微視的な凹凸構造12を有する多数の
部分面8.9.10が設けられている。
縁取り11によって各部分面8.9.10が互いに分離
されている。なお、この縁取り11は個々の部分面8.
9.10の形状を説明し、図示するために便宜的に使用
されているだけで、実際には凹凸構造12の種類と配置
によってそれぞれの部分面8.9.10が形成されてい
る。書類lを観察すると、部分面8.9、lOは縁取り
11の形状とそれぞれの回折効果によって互いに区別さ
れ、前記回折効果はパラメータの選択と刻印された凹凸
構造12の配置によって決定されている。
凹凸構造12は、可視光の回折に有効なlO本/mm以
上の空間周波数を有する公知の周期関数の断面形状を有
する。製造上の条件により、実際に使用可能な領域は約
2500本/mmに限定される。
しかしまた、つや消し構造などこの領域に基づく局地的
な空間周波数を有する非周間的機能を有する断面形状を
使用することも可能である。この凹凸構造12の高さの
差は代表的なものでは50rv〜toooo嘗1mに選
択される。
第2図に示す書類lの実施例においては、回折構造7に
おいて部分面10によって部分面8と9が包囲されてい
る。例えば部分面8と隣接する部分面9とは縁取り11
で示される形状が異なるだけであるが、部分面10は他
の回折効果を有する凹凸形状12’によって隣接する凹
凸形状12の部分面8.9と区別される。すなわち部分
面8あるいは9は文字記号、数字、あるいは書類lを観
察したときに部分面10とは輝度と色彩の異なる他の特
徴を示す。
この部分面8と9の特徴が1分より大きい視角て現れる
場合には、通常の視力を有する人間の目は補助手段を用
いずにこの特徴を識別することができる。従って約25
cmの距離から、通常の視力を有する人間の目は、面を
形成する個々の要素が0 、1 mmより大きい距離を
有する場合には、前記特徴を容易に識別することができ
る。従って部分面8と9自体の寸法は、部分面の形状(
例えは文字など)を判別するためには、0 、1 mm
の数倍なけれはならない。
部分面8.9の最大寸法が0.3mm以下である場合に
は、通常の視距離から裸眼で見るとそれぞれコントラス
トの強さに応じて書1i11上の部分面は構造のない点
く第3図〉としてしか認識されない。
第2図においては、最大高さhを有する多数の部分面8
.9が一列に配置されており、部分面の距離(h、b)
は0.31II11より小さく、従って通常の視距離で
見ると最小の視角に必要な距離よりも小さい。この部分
面8.9は裸眼で見る場合には、同じ高さhを有する@
bの一木の線14を形成する。幅bhS0.3m111
より小さい場合には、線14は構造のない目立たない縁
取りを有する。
部分面8.9は、幅すないし高さhで示される寸法の最
大値が約0.3mn+を越えることなく、縁取り11に
よって形成される面が例えば文字、数字あるいは池のデ
ザインで形成された特徴を示すことができるような細か
さで形成することができる。
従って書gl I上の部分面8.9は、識別される場合
に、裸眼では点13(第3図)あるいは線14として見
られる。
編目素子としての上記の点13及び線14によって書類
l上に裸眼で識別できる巨視的なパターン15が形成さ
れる。なお、このパターン15の意匠は無限である。
裸眼でパターン15を識別する場合には、パターン15
は、回折構造7の他の部分面lO内に形成される回折効
果を背景として、観察条件及び照明条件に従いかつ凹凸
構造12.12ゝの回折に従って決定される色彩及び明
るさを反映するパターンとしてしか識別されない。
例えば書類l上には紙幣に定められている仕様で各点1
3に国の紋章が設けられ、各線14には文字が形成され
、この文字は発行人 を意味し、あるいは名目価格を示す。この付加的な情報
は、回折構造7をルーパを用いて観察した場合に初めて
識別することができる。検査者はこの補助手段を用いて
、点13あるいは線14に隠された文字記号、数字ある
いは他の特徴を識別することができ、このようにして書
類lの真性を確かめることができる。
文字記号、数字あるいは他の特徴部の最大寸法が0.3
mmより小さい寸法の場合には、これらの特徴の形状を
よくするためにはラインの幅S(第4図)は少なくとも
6071m以下にすることが必要である。部分面8.9
は最も細いライン幅S′に相当する直径Sを有する円形
のエレメント16から構成される。例えば第4図に文字
記号「1」て示すようなかなり大きいライン幅は最も細
いライン幅に使用したエレメント16を重ねて構成する
ことができる。
識別性を向上するためには好ましくは、部分面lOの凹
凸構造12°と区別されるすべての部分面8.9の凹凸
構造12の配置とパラメータを等しくすることが必要で
ある。ルーパを使用している検査者はこの種の部分面8
.9の色と明るさが同一であってしかもその周囲の部分
面10の色および明るさと異なっていることによって部
分面を8.9を識別することができる。
線14上で一群の文字記号(第2図)が多数回繰り返さ
れる。例えは1つの群で1つの文が形成される。この場
合に部分面8.9はこの文の各単語毎に他の凹凸構造を
示すので、各単語は異なる色及び明るさで現れる。
この種の書類1(第1図)の本体を効率的に製造するた
めに、好ましくは刻印処理が使用され、加熱された刻印
スタンプによって基板3の上面が可塑変形される。
刻印スタンプを形成するために、好ましくは第5図に示
す装置を用いて支持体1゛7上にマスターが形成され、
次にこのマスターを用いて電気メッキによりネガが形成
され、このネガが刻印スタンプとして使用される。前記
装置は、母型18から次々にエレメント16を支持体1
7の熱可塑性の被覆層19へ転写する。
前記装置は例えは、電磁光線21の光源20、光線21
の強度を変調する変調器、合焦手段23、光線偏向装置
24、熱可塑性被覆層の支持体17を載置する堅くて平
坦な載置台25、及び支持体との間に挟持した被覆層9
に母型18を押圧する圧力発生手段26から構成されて
いる。
しかしまた、載置台25を直接被覆層19の支持体17
として使用し、それによって共通の境界面27における
反射損失を防止することも考えられる。そのためには載
置台25は交換しやすければよい。
母型18は堅く形成してもフレキシブルに形成してもよ
く、その被覆層19例の表面には数平方センチメートル
のミクロ構造28が設けられている。被覆層19の非平
坦性を補償し、被覆層19に圧力を均一に分布させるた
めに、好ましくは薄い金属箔からなるフレキシブルな母
型18が使用される。母型1日の後ろ側には圧力発生手
段26に対して母型を支持するフレキシブルな中間層2
9が設けられている。
この圧力発生手段26は、母型18のミクロ構造28を
支持している表面を熱可塑性の被覆層19へ押圧し、ミ
クロ構造28によって被覆層19の載置面全体が可塑変
形される。
電磁光線21は透明な載置台25と透明な支持体17を
透過する。合焦手段23によって電磁光線21は熱可塑
性の被覆層19の平面内の焦点に集中される。照射され
る箇所は光線偏向装置24によって被覆N19の平面内
で移動させることができる。
色素やカーボンブラックなどの適当な媒体が被覆層19
内で変調器22によって強度制御された光線21を吸収
し、照射された箇所において熱可塑性の被覆層19を局
地的に加熱する。被覆N19はエレメント16(第4図
)に従って軟化する。
この場合に支持体17(第5図)と母型、光線21の照
射エネルギと作用時間によってエレメント16の直径S
(第4図)が決定される。加熱された被覆層を局地的に
可塑変形するには、母型18を局地的に押圧するだけで
十分である。例えは光線偏向装置24の制御により照射
箇所が被覆層内でさらに移動される。光線21は変調器
22によって遮断することができる。光線21がエレメ
ント16(第4図)に作用しなくなると、被覆層19(
第15図)は再び硬化して、その箇所にミクロ構造28
の永続的なコピーが形成される。
好ましくは光源20としてはレーザが使用される。ミク
ロ構造28を成形するために光線21は被覆層19の全
平面において、照射箇所が被覆層19のエレメント16
(第4図)を加熱するように正確に合焦される。なお、
前記エレメント16の直径Sは6071mより小さい。
上記の装置によれは、マスター内に60μInより小さ
い線幅S゛を形成することができる。というのは母型1
8(第5図)には側方の機械的な力が作用せず、従って
側方の機械的な力によってミクロ構造を型取るときに不
用意に母型18が移動され、従って光線21の合焦状態
がよいにもかかわらず線幅sl  (第4図)の下方が
限定されることがないからである。60μmよりも小さ
い線幅S゛は、文字、数字及び他の形状の特徴が人間の
裸眼で識別できない場合にこれらの特徴を形成するのに
必要である。押圧速度は焦点における光線21(第5図
)の出力によって決定される。
前記装置の第1の実施例によれば、回折構造70部分面
8.9.10が順次マスターに形成され、このマスター
は凹凸構造12.12’に関して同一の配置と同一のパ
ラメータを有する。
前記装置の第2の実施例によれば、変調器22内の不図
示の開口マスクの像が合焦手段23によって被覆層19
上に光学的に形成され、開口マスク像に従って被覆層1
9を加熱して、ミクロ構造を形成する。この装置によっ
て直径Sと6011m以上の線幅を有するエレメント1
6(第4図)が形成され、かつマスターの形成が加速さ
れる。
本装置の第3の実施例によれは、凹凸構造12.12゛
に関して同一の配置と同一のパラメータを有する回折構
造7のすべての部分面8.9.10が同時にマスターへ
形成される。開口マスクの代わりにこの部分面群の形状
を有するマスクが使用され、このマスクの像が合焦手段
23(第5図)によって被覆層19上へ光学的に形成さ
れる。この場合に好ましくはパルス状の光線が被覆層1
9のすべての照射されたマスク像を同時に加熱するので
、それに対応する母型のミクロ構造の像がマスターに形
成される。
装置にできるだけ大きな汎用性を持たせるために、マス
クは変調器22内に交換可能かつ回転可能に軸承されて
いる。
次に母型18が同母型の平面に対して垂直な軸30を中
心に被覆層19から持ち上げられ、回動されて、側方へ
移動され、あるいは他のミクロ構造28を有する母型1
8と交換される。
次の工程において、池の部分面8.9.10(第4図)
が上述のいずれかの方法で転写される。
この場合に被覆層19のエレメント16(第5図)を形
成し直すことができる。この成形工程は、回折溝造7の
すへての部分面8.9.10(第1図)が形成されるま
で繰り返される。
本装置の第4の実施例においては、光線偏向装置24(
第5図)を使用する代わりに制御可能な駆動装置によっ
て、符号20.22.23の部材からなる光源31と符
号17.18.19.25.29の部材からなるユニッ
ト32とが相対的に移動される。この場合に照射された
部分すなわち焦点あるいはマスク像が被覆層19の平面
内で移動される。
本発明装置によれは、高価な母型を少ししか使用せずに
種々のマスターを多数形成することができる。
以上説明した光線制御全体、母型とマスクの回転と交換
は好ましくは不図示のディジタル制御装置で行うことが
できる。それによって制御データを最適に処理できるだ
けでなく、記憶されている制御データを使用してマスタ
ーをいつでも再現することができる。
ミクロ構造28は成形された凹凸構造12.12′ (
第2図)の種類を決定するもので、かつ例えは母型18
(第5図)の平面における周期的な2次元の関数であっ
て、その空間周波数は両次光において等しく、あるいは
異なっている。この周波数は約lO本/mm以上であっ
て、その限界値は成形技術によって制限を受けるだけで
ある。例えは単純な線形の格子、十字格子、点格子など
を使用することができる。
母型1日内のミクロ構造28としては、非周期的な間数
あるいは今までに挙げた関数の組合せの池に、ホログラ
フ手段によってしか形成できないより一般的な凹凸構造
を使用することも可能である。
他の母型18には、異方あるいは等方散乱光構造も含ま
れている。これらはパターン(第3図)の他の形状の要
素としてつや消しあるいはつや有りの箇所を形成するの
に使用される。
ミクロ構造28(第5図)は、ピニオン等の機械的な加
工方法、マイクロリップラフの方法、例えは電子リソグ
ラフィーあるいはX線リソグラフィー あるいは化学的
または物理的なエツチング方法を用いて形成される。
[発明の効果] 以上の説明から明かなように本発明によれは、多大なコ
ストと手間をかけないと複写あるいは偽造ができない回
折構造を有する冒頭で述べた種類の書類及びそのマスタ
ー形成方法が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は保護すべき対象上に設けられた書類の概略を示
す斜視図、第2図は回折構造の部分面の例を示す平面図
、第3図は書類に現れた可視像の説明図、第4図は第2
図に示す部分面の一部を拡大して示す説明図、第5図は
書類のマスターを形成する装置を示す概略側面図である
。 6・・・対象 7・・・回折構造 8.9、lO・・・部分面 12.12′・・・凹凸構造 13・・・点 14・・・線 15・・・パターン16
・・・エレメント 18・・・母型 19・・・被覆層
21・・・光線 22・・・変調器 23・・・合焦手
段28・・・ミクロ構造 29・・・中間層32・・・
ユニット

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)10本/mm以上の空間周波数を有し回折光学的に
    作用する所定の凹凸構造(12、12′)を備えた部分
    面(8、9、10)から構成された巨視的な回折構造(
    7)が所定面に刻印され、各部分面(8、9、10)の
    凹凸構造(12、12′)が隣接する部分面(8、9、
    10)の凹凸構造(12、12′)と異なる書類におい
    て、部分面(8、9、10)のうち所定の部分面(8、
    9)の最大寸法が0.3mmより小さい寸法に設定され
    ることを特徴とする書類。 2)最大寸法が0.3mmより小さい寸法を有する部分
    面が幾何学的な図形、文字記号、数字等の形状を有する
    ことを特徴とする請求項第1項に記載の書類。 3)肉眼で観察したときに、可視の線、直線あるいは波
    線(14)を有し、これらの線が0.3mmより小さい
    最大寸法を有する部分面(8、9)から構成され、前記
    部分面(8、9)が1列に配置され、その間隔が0.3
    mmより小さいことを特徴とする請求項第1項あるいは
    第2項に記載の書類。 4)裸眼で観察したときに、可視の線(14)あるいは
    点(13)が所定のパターン(15)を形成することを
    特徴とする請求項第3項に記載の書類。 5)回折構造(7)が、保護すべき対象(6)上に接着
    されている接着フィルムへ刻印されることを特徴とする
    請求項第1項から第4項のいずれか1項に記載の書類。 6)回折構造(7)が、印刷技術で設けられた層へ刻印
    されることを特徴とする請求項第1項から第4項のいず
    れか1項に記載の書類。 7)請求項第1項から第6項に記載の書類に刻印を行う
    ための刻印スタンプを電気メッキにより成形するのに用
    いられ、かつ電磁光線(21)を吸収する熱可塑性被覆
    層(19)内で電磁光線(21)を透過する支持体(1
    7)上に形成されるマスターを形成する方法であって、
    被覆層(19)は所定の微視的なミクロ構造(28)を
    有する母型(18)によって可塑変形され、かつ載置台
    (25)と支持体(17)を通して被覆層(19)上へ
    合焦された強度制御される光線(21)を用いて被覆層
    (19)が局地的に短時間溶融されて、局地的に可塑変
    形が生じ、エレメント(16)内の回折光学的に作用す
    るミクロ構造(28)が永続的なコピーとして被覆層(
    19)へ転写される書類の回折構造用マスターを形成す
    るマスター形成方法において、 ミクロ構造(28)を有する母型(18)の表面が同時
    に被覆層(19)へ押圧され、 母型(18)の裏面が柔軟な中間層(29)を介して圧
    力を発生する手段(26)に支持され、被覆層(19)
    のほぼ全面が可塑変形され、所定数の部分面(8、9、
    10)が転写された後に初めて母型(18)がその軸(
    30)を中心に回動され、側方へ移動され、あるいは他
    のミクロ構造(28)を有する母型(18)と交換され
    ることを特徴とするマスター形成方法。 8)変調器(22)内に配置されているマスクが光線(
    21)と合焦手段(23)によって被覆層(19)上へ
    形成され、それによって被覆層(19)のマスク像の照
    射された箇所が加熱されることを特徴とする請求項第7
    項に記載の方法。 9)合焦手段(23)によって光線(21)が被覆層(
    19)上に合焦されて、それによって被覆層(19)の
    照射された箇所が加熱されることを特徴とする請求項第
    7項に記載の方法。 10)光線偏向装置(24)によって被覆層(19)の
    平面内で照射箇所が移動され、エレメント(16)内の
    ミクロ構造(28)が順次被覆層(19)上の所定の箇
    所へ転写されることを特徴とする請求項第8項あるいは
    第9項に記載の方法。 11)制御可能な駆動装置によって光源(31)とユニ
    ット(32)とが相対移動され、被覆層(19)の平面
    内で照射箇所が移動され、エレメント(16)内のミク
    ロ構造(28)が順次被覆層(19)の所定の箇所へ転
    写されることを特徴とする請求項第8項あるいは第9項
    に記載の方法。 12)光線(21)が被覆層(19)の所定数の部分面
    (8、9、10)で同時に吸収され、部分面(8、9、
    10)の同一のミクロ構造(28)が被覆層(19)の
    所定の箇所に同時に転写されることを特徴とする請求項
    第8項から第11項のいずれか1項に記載の方法。
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