JPH0966U - 書 類 - Google Patents

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 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書類を提供する。 【解決手段】 有価証券、身分証明書等の書類は、所定
面に刻印されて回折光学的な作用を及ぼす巨視的な構造
７を有する。この巨視的な構造は、１０本／ｍｍ以上の
空間周波数を有する回折光学的な作用を及ぼす所定の凹
凸構造１２、１２’を備えた複数の部分面８、９、１０
からなり、各部分面８、９、１０の凹凸構造１２、１
２’は、その隣接する部分面の凹凸構造と異っている。
これらの部分面の内少なくとも一群の部分面８、９によ
って書類の真贋情報が表され、その真贋情報を表す各部
分面８、９の最大寸法ｂは、０．３ｍｍより小さい寸法
とされる。これにより真贋情報は、ルーペ等の補助手段
を用いてはじめて識別することが可能になる。

Description

【考案の詳細な説明】
【０００１】
【考案の属する技術分野】
本考案は、書類に係り、さらに詳細には、所定面に刻印されて回折光学的な作 用を及ぼす巨視的な構造を有する書類であって、前記構造が１０本／ｍｍ以上の 空間周波数を有する回折光学的な作用を及ぼす所定の凹凸構造を備えた複数の部 分面からなる書類に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような書類は、例えば、有価証券、身分証明書、支払い手段などの保護す べき対象物である。このような書類には、偽造が困難な真贋情報として、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を備えた巨 視的な回折構造が書類の所定面に刻印される。
【０００３】 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 例えばスイス特許公報第５９４９３６号に記載されている。
【０００４】 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ｍｍ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。
【０００５】 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２５ｃｍ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ばならない。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、例えば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。
【０００６】 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ず 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。
【０００７】 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。
【０００８】 この種のマスターの製造方法が、ヨーロッパ特許第１６９３２６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かなり多数なので偽造は極めて困難である。
【０００９】
【考案が解決しようとする課題】
本考案の課題は、上記の従来の欠点を除去し、裸眼では構造が視認することが できず、ルーペ等補助手段を用いてはじめて図案的な特徴を識別することが可能 な回折構造を有する複写あるいは偽造の困難な冒頭で述べた種類の書類を提供す ることである。
【００１０】
【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、本考案によれば、所定面に刻印されて回折光学 的な作用を及ぼす巨視的な構造を有する書類であって、前記構造が１０本／ｍｍ 以上の空間周波数を有する回折光学的な作用を及ぼす所定の凹凸構造を備えた複 数の部分面からなり、各部分面の凹凸構造がその隣接する部分面の凹凸構造と異 なる書類において、前記部分面の内少なくとも一群の部分面によって書類の真贋 情報が表され、その真贋情報を表す各部分面の最大寸法が０．３ｍｍより小さい 寸法である構成が採用されている。
【００１１】 さらに、本考案では、上記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使用されるマスターが形成される。前記マスターは、電磁光 線を透過する支持体上に配置された電磁光線を吸収する熱可塑性被覆層に形成さ れ、前記被覆層は、所定の微視的なミクロ構造を有する母型によって押圧される 。載置台と支持体を通過して被覆層上に合焦される強度制御された電磁光線を用 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、それにより 回折光学的な作用を及ぼす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。その場合、ミクロ構造を有する母型の表面は、圧力発生手段を介して均一に 被覆層へ押圧される。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。
【００１２】 本考案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が得られ る。
【００１３】
【考案の実施の形態】
以下、図面を用いて本考案の実施の形態を詳細に説明する。
【００１４】 図１には書類１が示されており、わかりやすくするために書類１の一部は破断 されている。従って面２は書類１の断面を示している。書類１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とから形成されている。
【００１５】 光学的に作用するコーティング層４の代表的なものは１００ｎｍ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。
【００１６】 基板３は例えば保護すべき対象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。保護すべき対象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１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１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。
【００１７】 例えば、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ばならないのか反射させて観察しなけ ればならないかが決定される。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。
【００１８】 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が形成される。書類１を観察すると、部 分面８、９、１０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 される。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。
【００１９】 凹凸構造１２は、可視光の回折に有効な１０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期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５０ｎｍ 〜１００００ｎｍに選択される。
【００２０】 図２に示す書類１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１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。
【００２１】 この部分面８と９の特徴が１分より大きい視角で現れる場合には、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２５ｃｍ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０．１ｍｍ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（例えば文字な ど）を判別するためには、０．１ｍｍの数倍なければならない。
【００２２】 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類１上の部分面は構造のな い点（図３）としてしか認識されない。
【００２３】 図２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０．３ｍｍ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を有する幅ｂの一本の線１４を形成する。幅ｂが０．３ｍｍ 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。
【００２４】 部分面８、９は、幅ｂないし高さｈで示される寸法の最大値が約０．３ｍｍ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 他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。従って書類１上の部分面８、９は、識別される場合に、裸眼では点１ ３（図３）あるいは線１４として見られる。
【００２５】 編目素子としての上記の点１３及び線１４によって書類１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。
【００２６】 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１０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’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。
【００２７】 例えば書類１上には紙幣に定められている仕様で各点１３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をルーペ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１の真性を確かめることができる。
【００２８】 文字記号、数字あるいは他の特徴部の最大寸法が０．３ｍｍ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（図４）は少な くとも６０μｍ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。例えば図 ４に文字記号「ｉ」で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。
【００２９】 識別性を向上するためには好ましくは、部分面１０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同じにすること が必要である。ルーペ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８、９を識別することができる。
【００３０】 線１４上で一群の文字記号（図２）が多数現れる。例えば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。
【００３１】 この種の書類１（図１）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 。
【００３２】 刻印スタンプを形成するために、好ましくは図５に示す装置を用いて支持体１ ７上の熱可塑性被覆層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１７の熱可塑性の被覆層１９ へ転写する。
【００３３】 前記装置は例えば、電磁光線２１を発生する光源２０、光線２１の強度を変調 する変調器２２、合焦手段２３、光線偏向装置２４、熱可塑性被覆層の支持体１ ７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。
【００３４】 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は交換しやすいようにする。
【００３５】 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側 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１ ９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１８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２９が設け られている。
【００３６】 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に従って以下に述べるようにして 被覆層１９が可塑変形される。
【００３７】 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２ ３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によって被覆層１９の平面内で移動させるこ とができる。
【００３８】 被覆層１９内の色素やカーボンブラックなどの適当な媒体が変調器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。被覆層１９はエレメント１６（図４）に従って軟化す る。この場合に支持体１７（図５）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（図４）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 ば光線偏向装置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（ 図４）に作用しなくなると、被覆層１９（図１５）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。
【００３９】 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（図４）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１ ６の直径ｓは６０μｍより小さい。
【００４０】 上記の装置によれば、マスター内に６０μｍ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１８（図５）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ｓ’（図４）の下 方が限定されることがないからである。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は６０μｍよりも小さい 線ｓ’が必要である。押圧速度は焦点における光線２１（図５）の出力によって 決定される。
【００４１】 前記装置の第１の実施形態によれば、回折構造７の部分面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。
【００４２】 前記装置の第２の実施形態によれば、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１９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６ ０μｍ以上の線幅を有するエレメント１６（図４）が形成され、かつマスターの 形成が加速される。
【００４３】 本装置の第３の実施形態によれば、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（図５）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１９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。
【００４４】 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。
【００４５】 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１８と交換される。
【００４６】 次の工程において、他の部分面８、９、１０（図４）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（図５）を形成し直すこ とができる。この成形工程は、回折構造７のすべての部分面８、９、１０（図１ ）が形成されるまで繰り返される。
【００４７】 本装置の第４の実施形態においては、光線偏向装置２４（図５）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。
【００４８】 このような装置によれば、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。
【００４９】 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。
【００５０】 ミクロ構造２８は成形された凹凸構造１２、１２’（図２）の種類を決定する もので、かつ例えば母型１８（図５）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構造において等しく、あるいは異なっている。この周 波数は約１０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。例えば単純な線形の格子、十字格子、点格子などを使用すること ができる。
【００５１】 母型１８内のミクロ構造２８としては、非周期的な関数あるいは今までに挙げ た関数の組合せの他に、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。
【００５２】 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（図３）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。
【００５３】 ミクロ構造２８（図５）は、ピニオン等の機械的な加工方法、マイクロリソグ ラフの方法、例えば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ッチング方法を用いて形成される。
【００５４】
【考案の効果】
以上の説明から明かなように本考案によれば、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書類が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】保護すべき対象上に設けられた書類の概略を示
す斜視図である。
【図２】回折構造の部分面の例を示す平面図である。
【図３】書類に現れた可視像の説明図である。
【図４】図２に示す部分面の一部を拡大して示す説明図
である。
【図５】書類のマスターを形成する装置を示す慨略側面
図である。
【符号の説明】
６ 対象 ７ 回折構造 ８、９、１０ 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
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０６Ｋ 19/10 Ｇ０６Ｋ 19/00 Ｒ 19/06 Ｄ

Claims (6)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項１】 所定面に刻印されて回折光学的な作用を
    及ぼす巨視的な構造（７）を有する書類であって、前記
    構造が１０本／ｍｍ以上の空間周波数を有する回折光学
    的な作用を及ぼす所定の凹凸構造（１２、１２’）を備
    えた複数の部分面（８、９、１０）からなり、各部分面
    （８、９、１０）の凹凸構造（１２、１２’）がその隣
    接する部分面（８、９、１０）の凹凸構造と異なる書類
    において、 前記部分面（８、９、１０）の内少なくとも一群の部分
    面（８、９）によって書類の真贋情報が表され、その真
    贋情報を表す各部分面（８、９）の最大寸法が０．３ｍ
    ｍより小さい寸法であることを特徴とする書類。
  2. 【請求項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１に記載の書類。
  3. 【請求項３】 肉眼で観察したときに、可視の線、直線
    あるいは曲線（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０．３ｍｍより小さいことを特徴とする請求項１あ
    るいは２に記載の書類。
  4. 【請求項４】 裸眼で観察したときに、可視の線（１
    ４）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３に記載の書類。
  5. 【請求項５】 前記回折光学的な作用を及ぼす構造
    （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１から
    ４のいずれか１項に記載の書類。
  6. 【請求項６】 前記回折光学的な作用を及ぼす構造
    （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１から４のいずれか１項に記載の書
    類。
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