JP2005532937A - 有価証券 - Google Patents

Abstract

本発明は、証券用紙を有する、例えば銀行券等といった有価証券に関する。レリーフ構造の形態の触知可能な少なくとも１つのマークがレーザーによって証券用紙に作成される。

Description

本発明は、証券用紙で作られた有価証券および触知できるマークを備えた証券用紙と、有価証券または証券用紙を作成する方法とに関する。

銀行券、小切手、チケット、入場券および特に紙で作られた有価証券は、偽造防止のためにセキュリティ特徴を備えており、これを利用して有価証券の真正性を確認できる。

これに関連して、目で容易に確認できる不可逆的な変更を書類に施すようにレーザー放射線によって書類にマークを付けることが提案されている。例えば、特許文献１には、適切にコントロールされたレーザー光線によって、通し番号をインク層に焼き出すことが提案されている。特許文献２には、レーザーエッチングによって書類の厚さを局所的に減少させることによって書類の別の場所に識別番号を繰り返すことが提案されている。上記２つの事例では、レーザー放射線によって材料が取り除かれる。

これとは対照的に、この課題に対する別の方法として、レーザー放射線によって基材材料を黒くするだけという方法もある。特に視認性に優れ、縁部がくっきりしたマークを達成するために、吸収剤と、例えば微細に粉砕されたプラスチックなどの炭素生成剤とを混合することも知られている（特許文献３）。

特許文献４は別の方法を採用している。上記明細書では、最初に紙基材表面をレーザーエネルギーで表面が構造的に変化するように処理し、その後、この表面に、例えば、印刷、塗布、および／または金属蒸着によって、不透明なコーティングを形成する。先に生じた表面の変化により、後に施されたコーティングのインク密度、インク位置、光沢、および／または反射に、見て分かる変化が生じ、その結果、目に見えるセキュリティ特徴となる。

上に記載したセキュリティ特徴は、いずれも目で見て分かる特徴である。しかし、別の新たな特徴、特に別の感覚器官で感じ取れる、例えば触り心地で検知できるセキュリティ特徴、すなわち触感によるセキュリティ特徴が基本的に必要とされている。
独国特許発明第２８３６５２９号明細書 欧州特許第０９１８６４９号明細書 独国特許出願公開第１９７３２８６０号明細書 独国特許出願公開第１９８２２６０５号明細書

したがって、本発明の課題は、触知できるセキュリティ特徴を備えた有価証券および特有価証券上のそのようなセキュリティ特徴を作成する方法に関する。

上記課題は独立請求項の構成によって解決され、有利な発展形態は従属請求項の主題となっている。

本発明によれば、証券用紙で作られた有価証券が、レリーフ構造の形態の触知可能マークが形成されるようにレーザーによってマーキングされる。

証券用紙の成分、および使用されるレーザーの種類、レーザーの出力、レーザーの動作モード、波長等といった刻印パラメーターを個別に調節することによって、触知できる浮き彫り状の構造を証券用紙に実現することができる。

本発明の特別な実施態様によれば、レーザーマーキングによって有価証券のマーキング領域に色変化または色変更をも生じさせる。周囲と際立ったコントラストを示すので、人間の目および画像処理装置で簡単に確認できる。色変化の種類および色調は、使用される証券用紙の成分によって変化する。本発明の有価証券には、レーザー刻印によって薄灰色〜黒色のマークが形成される証券用紙が使用されることが好ましい。

この色変化または色変更は、証券用紙に含有可能な適切な添加剤によって増強できる。使用される添加剤の種類は、使用されるレーザーの種類または使用されるレーザー波長によって異なる。例えば、カーボンブラック、示温物質、メルク社（Ｍｅｒｃｋ ｃｏｍｐａｎｙ）のレーザーイリオジン（ｌａｓｅｒ ｉｒｉｏｄｉｎｅ）または二酸化チタンなどのレーザー放射線を吸収する添加剤を考えることができる。

この証券用紙の黒化が望ましくない場合は、証券用紙を刻印処理の前に再度湿らせることができる。これによって灰色〜黒色の外見が消える。これによってマークの触知性は悪くならない。その結果、目では全くまたはほとんど認知できないが、触ると良く分かるマークとなる。

証券用紙として、少なくとも綿、リンター、亜麻または何か同様なものなど、一年生植物の繊維をいろいろな割合で含む紙が使用されることが好ましい。特に、綿繊維または綿繊維とプラスチック繊維の混合物を含むこれらの証券用紙が適している。プラスチック繊維の割合が証券用紙の総重量に対して約１２重量％であることが好ましい。

平均繊維長１ｍｍの綿の模造皮紙の場合に特に優れた結果が達成される。これらの紙は、波長１０６４ｎｍを吸収し、特に不透明度の調節および紙のルミネセンス発光を抑制のために採用されるＴｉＯ２を充填材として含んでいる。これら綿の模造皮紙のサイズ剤としてポリビニルアルコールを使用することが好ましい。

証券用紙は多層形態を有することもできる。例えば、証券用紙は、インク層、金属層、発泡体層など、紙以外の層を間に挟んだ２つの紙の層で構成することができる。発泡体層は、レーザー光線による触知可能なマークの形成をサポートする。そのよう発泡体層は、例えば、熱の作用で気体を生じるブラックパウダーか、または熱の作用で膨張する気体を含む中空の球状の空洞を含むことができる。しかしながら、これらの発泡添加剤は紙に直接加えることもできるし、多層証券用紙の層のうちの１つに加えることもできる。あるいは、これらの添加剤を証券用紙のサイズ剤に混合することも可能である。

このような証券用紙のレーザー刻印には、波長１０６４ｎｍのＮｄ：ＹＡＧパルスレーザーを使用することが好ましい。望ましいレリーフ構造、望ましい黒色化の度合いおよび／または示されるべき情報の線の太さに応じて、他のレーザータイプおよび／または波長もしくは他の刻印パラメーターが適切な場合もある。例えば、２倍の周波数、３倍の周波数のＮｄ：ＹＡＧレーザーをパルス波モードまたは連続波モードで使用できる。また、ＣＯ_２レーザーまたはエキシマレーザーも使用可能である。

綿の模造皮紙では、平均出力６５Ｗおよび変調周波数約１０ｋＨｚで、基本波長１０６４ｎｍで作動するＮｄ：ＹＡＧレーザーが使用されることが好ましい。これらの設定では、レーザーが紙の上を動かされる速度は３３０〜１３５０ｍｍ／秒であり、紙に入射するレーザー光線の直径は約１２０μｍである。しかし、この速度はさらに最大２７００ｍｍ／秒という値まで増加させることすら可能である。しかしながら、この場合、レーザーの変調周波数を約１２ｋＨｚまで増加させる必要がある。刻印速度は、触知可能なマーキンクの作成に必要な単位面積当たりのエネルギーによって大きく変化する。未処理の綿の模造皮紙の場合、この単位面積当たりのエネルギーは、少なくとも０．３１Ｊ／ｍｍ^２となる。しかしながら、この値は、紙の個々の添加剤によって変化させる、特に減少させることができ、よってより高い刻印速度が可能となる。

有価証券表面に対する触知可能なレリーフ高さは刻印速度によって変化する。中速〜高速では、３０〜８０μｍのレリーフ高さが得られる。低速では、１００μｍのレリーフ高さを実現できる。ここで、望ましいレリーフ高さと経済的な刻印速度の間の折り合いを付ける必要がある。

触知可能なマークの線幅、したがって分解能は、レーザー光線の直径によって上方向に制限されて、すなわちこの分解能はレーザー光線の直径にほぼ一致している。しかし、多くの用途では、約２００〜６００μｍの線幅で十分である。

マーキンクパラメーターは、マーク内のレリーフ構造がさまざまなレリーフ高さを有するおよび／またはさまざまな黒色化の度合いを有するように調節できる。ここで作成可能なレリーフ高さは段階的または連続的に増減できる。このようにして方向依存性の触知可能なマークを作成できる。すなわち、マークを撫でる方向によって、レリーフの触知度が増減する。

マークのレリーフ高さは、レーザー放射線によって同じ場所を複数回照射することによって増加させることができる。また、レーザー光線および刻印されるべき有価証券または証券用紙は、必ずしも互いに垂直に配置される必要はない。レーザー光線は、紙に対してどのような角度にすることもできる。

本発明にしたがって情報を作成する場合、さまざまなレーザーエネルギーを使用することもでき、よって、この情報内にさまざまなレリーフ高さおよび／またはさまざまな黒色化の度合いがもたらされる。この場合、例えば、前述のようにして２次元のコードを作成し、異なる黒色化によって３次元のコードを作成できる。すなわち、黒色化の度合いは、例えば適切な検出器で評価できる、別のコーディングレベルとして使用される。

レーザーマーキングによって、例えば、有価証券の通し番号、もしくは、例えば１次元または２次元のバーコードまたはブラインドコード、いずれかの記号または画像などの任意のコードなど、英数字を示すことが可能である。日付、時間、ロット表示、大臣または中央銀行総裁の署名などの書込など、どのような英数字も可能である。

当然のことながら、例えば先端がこぶ状の構造など、どのような幾何学模様も作成できる。比較的小さいレーザー焦点のために、触知できるこぶは、ごく小さくしか形成できず、すなわち、小さい直径と、書類表面の上方の、この直径と比して高い盛り上がりとを備える。大きな起伏量すなわち高い触知性と同時に高分解能構造を備えるこの種のマークは、印刷技術によって偽造することは不可能である。

別の実施態様によれば、示されるべき情報自体は触知できないが、この情報の周囲を触知式に構成できる。すなわち、この情報は消極表現の形態を有する。

マークは、どのような補助手段も使用せずに目で見て分かる情報の形態、または虫眼鏡の助けだけではっきりと分かる微細な書込みの形態を備えることができる。触知可能なマークは、有価証券表面の任意の場所、または有価証券の何カ所かに重大な制限無く配置できる。

また、レーザーを使用して本発明にしたがって作成されるマークは、別の方法で作成されたマークを補足することができ、したがって新たなセキュリティ要素を形成できる。例えば、着色されたラインのプリントと本発明にしたがって作成されたラインレリーフとを、着色されたラインがレリーフの側面に位置するように組み合わせることができる。視角を変えることによって視覚的印象が異なったものになるが、これはシャドーイング効果によるものである。

有価証券にいくつかのマークを付ける場合、これらのマークは同じ内容のものとすることもできるし、異なる内容のものとすることもできる。あるいは、マークが互いに、または他の方法で有価証券上に作成された情報と何らかの関係を有することができ、よって、偽造防止の一層の向上に貢献できる。例えば、有価証券の通し番号から計算されたチェック数字をレーザー加工できる。

本発明の有価証券は、例えば、証券用紙で作られた、銀行券、小切手、ビザ、証紙、パスポートのページまたは他のセキュリティされるべき書類など、実質的な構成材が証券用紙であるすべての書類である。本発明の範囲内において、有価証券は紙／箔の複合物から構成することもでき、その場合、触感によるチェック可能性を保証するように、触知可能なレーザーマークを担持する証券用紙の領域へのアクセスが妨げられてはならない。これは、マークから遠ざかる方向を向いている側にだけ箔を有する有価証券書類よって、またはマーキング領域を箔内に窓状に空白に残しておくことによって行われる。ここでは、レーザー刻印を紙と箔の間の境界領域を超えて延在させることが有用であり得る。使用される刻印パラメーターに応じて、箔はただ黒色化されるだけだったり、付加的に分割されたりして、よって、別の触知可能なレリーフがもたらされる。

触知性を損なわずに触知可能なマークに重ね刷りできることも分かっているマークが、例えば金属を重ね刷りすることによって形成される場合、金属−有色層の反射に応じて、特殊な明／暗効果がもたらされる。ある視角で見たときに、鏡面反射、したがって散漫散乱のために印刷インクが明るく見えるとき、触知可能なマークは、この明るい背景の前方の暗い情報として、または暗い背景の前方の明るい情報として認知される。

あるいはレーザーで作成される触知可能なマークと同じ色調を有する印刷インクで触知可能なマークに重ね刷りをすることができる。例えば、触知可能なマークを作成するために、赤外スペクトル領域で作動するＮｄ：ＹＡＧレーザーが使用され、触知可能なマークが灰色の外観を有する場合、視認性をカモフラージュするようにこのマークに灰色の印刷インクで重ね刷りすることできる。

本発明の有価証券は、例えば、セキュリティスレッド、光学的に可変のセキュリティ要素、セキュリティプリント、もしくは例えば発光体または磁性体などの機械可読のセキュリティ特徴など、別のセキュリティ特徴を有することができる。有価証券がセキュリティスレッドを有する場合、本発明のレーザーマークをセキュリティスレッドの領域に形成できる。セキュリティスレッドがいわゆる「ウィンドウセキュリティスレッド」として有価証券に準織込み状態である場合、すなわち、セキュリティスレッドが有価証券の表面の何カ所で直接見えるようになっている場合、セキュリティスレッドが有価証券に埋め込まれているこれらの中間領域にレーザーマークを形成できる。あるいは、前述のように、マークは箔／紙の境界領域を越えて延びることができ、したがってセキュリティスレッドもレーザーマークを担持する。ウィンドウ領域内だけにセキュリティスレッドのマークを存在させることも可能である。本発明の有価証券は、あらゆる種類の製品を保護するためにも使用できる。

本発明の特別な実施態様によれば、本発明の触知可能なマークは、凹版印刷など、触知できる別のセキュリティ要素と組み合わせることができる。ここで、別の触知性が用いられる。凹版印刷によって作成されるレリーフは、周囲との接合部が硬く、すなわちはっきりしているが、本発明のマークは柔らかい接合部と、やわらかいビロード状の触知可能な表面とを有している。

例えば、触知できる凹版印刷マークは、触知できる縁部等と同じ色であって、凹版印刷によって同様に作成されることが好ましい、着色されているが触知可能ではないフィールドの枠を構成できる。この色がレーザー放射線を吸収する場合、レーザーが照射されるとこの色は除去され、それと同時に触知可能なレーザーマークが形成される。しかしながら、インク層を除去せずにレーザーマークを作成することも可能である。この着色領域の下に付加的に下塗層を配置することもできる。この下塗層は、発光体を含み、および／または除去される色の除去特性に積極的に影響を及ぼし、および／または除去されない色の耐性に積極的に影響を及ぼす。

別の実施態様によれば、レーザーマークの領域に配置される印刷インクは、磁性または導電性を有することができ、または発光性の有機半導体層（ＯＬＥＤ）の形態を有することができる。その後のレーザー刻印によって、それぞれの層の機械測定可能な信号に外乱を生じさせ、これを別の真正性特徴として利用できる。これらの外乱は、例えば、通し番号などの個別化情報を表すことができる。このようにして、目で見ることができる触知可能なレーザーマークが機械でチェックできるようになる。

別の変形例によれば、証券用紙または有価証券は、カーボンブラックと中空の球状の空洞とを含むコーティングを備えることができる。本発明によるレーザー刻印中、レーザー放射線はカーボンブラック成分に吸収され、その結果、目に見える黒色化が生じる。同時に、気体の発生により中空の球状の空洞が膨張するか、壊れるかして、そのため十分に触知可能なレリーフが生じる。その後、黒色化領域には、中空の球状部が存在しなくなるが、レーザーマークの側面の領域では、膨張して壊れていない中空の球状が依然として存在しており、これが光を散漫散乱させて周囲に対してコントラストを成す。有価証券または証券用紙を傾斜させると、さらにコントラスト反転が生じるが、これは、側面と側面を包囲する領域の反射特性が異なることによる。

特別な実施態様によれば、有価証券は、本発明の触知可能なマークの領域に付加的なコーティングを有する。レーザーマークは、コーティングの領域の全体に存在することも、一部分だけに存在することも可能である。この付加的なコーティングは、英数字、ロゴ、模様、組みひも飾り等などのあらゆる印刷画像、全体に積層される有色層またはラッカー層、もしくは反射光中に認められる回折発生構造などの多層セキュリティ要素とすることができる。すなわち、コーティングは、印刷、蒸着、吹付け、または転写法による転写によって作成できる。レーザー刻印は、液晶色素または干渉層色素を含有する印刷層、もしくは例えばアルミニウム、銀または金で作られた金属層など、光学的に可変の印刷層に組み合わせることが好ましい。

コーティングが使用レーザー放射線に対して透明であるとき、刻印パラメーターを適切に選択すると、証券用紙のコーティングの下に触知可能なマークが作成され、それと同時に、前記マークはコーティングを破壊せずにコーティングを盛り上がらせる。コーティングが光透過性で、レーザーマークによって証券用紙の色が変化する場合、本発明のマークの触知可能なレリーフに加え、前記色変化を見ることができる。コーティングがカラー印刷画像またはインク層である場合、これらの色効果は、その下のマーク、すなわち証券用紙の色変化によって影響を受ける。このように、触知可能なマークに加え、周囲と色調の異なる、目で見て分かるマークを有色表面に作成することができる。

しかしながら、レーザー放射線を吸収する吸収性コーティングが使用される場合は、証券用紙の実際のマーキングの前か、またはこれと同時に、このコーティングの一部分または全体が取り除かれる。この場合も、コーティングの領域が取り除かれるので、マークを目で見ることができる。

本発明の特別な実施態様によれば、コーティングは、証券用紙または有価証券に施される、例えばラベルまたは転写要素の形態の多層セキュリティ要素で構成される。最も簡素な事例では、セキュリティ要素は、観察者の位置から見たときに、好ましくはラッカー層であるプラスチック層、薄いアルミニウム層などの金属層、およびセキュリティ要素を証券用紙または有価証券に固着させるための接着剤層、という層順序を示す。ラッカー層は、目で観察できる回折効果を生じる、ホログラムまたはいずれか他の回折格子像などの型付け構造を付加的に有することができる。レーザー、好ましくはＮｄ：ＹＡＧレーザー、によるマーキングのときに、金属層が領域的に取り除かれる。同時に、マーキングされた証券用紙は、証券用紙の箔層構造を隆起させ、よって触知可能なレリーフが結果的に提供される。刻印パラメーターの選択により、上記作業によってセキュリティ要素のラッカー層が取り除かれない、ほとんど取り除かれない、または全く取り除かれなくなる。また、マーキングパラメーターをそれぞれ選択すると、これと同時に証券用紙が黒色化される。この黒色化は、金属層が取り除かれたセキュリティ要素の透明領域からよく見える。マーキングパラメーターは、金属層を取り除く領域が、触知可能なマークを備えた部分領域よりも大きくなるように調節できる。

この実施態様の触知できるレーザーマーキング領域は非常に滑らかな領域で囲まれているので、セキュリティ特徴の触知性はさらに高くなる。

セキュリティ特徴の触知性は、基材にレーザーマーキングを施す前に基材にカレンダー加工を施すことによっても向上させることができる。これによって、特に滑らかな周囲に囲まれたセキュリティ特徴が作成される。

ところで、レーザーによる触知可能なマークの作成は、荒い表面の方が大きな功を奏し、すなわち、荒い表面では、より少ないエネルギーで特定のレリーフ高さを実現できる。

別の実施態様によれば、証券用紙または有価証券を、箔要素に対向する表面からのレーザー放射線で照射することも可能である。このようにして、レーザーに面する表面に触知可能なマークが作成される。同時に、照射領域において箔要素の金属層が除去されるので、箔要素側にマーキングが見えるようにもなる。したがって、結果的にある種の透けて見える位置合わせが提供される。

特別な実施態様によれば、有価証券の繊維質の基材は、その表面の少なくとも部分領域が、レーザーマーキングされた部分領域の繊維が基材表面から触知可能に突出することによって触感で検知できるセキュリティ特徴を構成するように、レーザー放射線によってマーキングされる。

証券用紙の表面領域の繊維は、通常、主として証券用紙の表面と平行に延びており、サイズ剤によってこの位置に保持される。レーザー照射時に、繊維複合材が破壊され、単繊維の各端部が複合材から外されるため、繊維は、その内部応力によって基材表面から突き出す。これらの繊維は、基材表面から突出する網状構造を構成し、この網状構造が触知可能なマークを形成する。

これに関係して、引裂き強度を備えた長い繊維を有する他の紙と比較される特に適切な繊維基材の材料は、綿の模造皮紙および他の綿の証券用紙であることが判明している。これらのタイプの紙は一般に証券用紙に特に適している。Ｎｄ：ＹＡＧレーザー（波長１０６４ｎｍ）を用いて行った綿の証券用紙の試験で、上に詳述したような特に良好な結果が得られた。

本発明のこの実施態様では、基材表面上のコーティングであって、このコーティングを通してレーザーマーキングを実施できるコーティングが形成することもできる。第１の変形例によれば、コーティングはレーザー放射線によって気化させられ、その下の繊維基材の繊維構造が壊され、よって繊維が基材表面から突出する。コーティングは、例えば、箔、特にホログラム箔とすることができる。この場合の触感で検知できるレーザーマークを備えた部分領域は、特に滑らかな領域で包囲されており、その結果、セキュリティ特徴の触知性が高くなる。

第２の変形例によれば、このコーティングは、レーザー放射線を吸収しない層、特に面積印刷もしくは組みひも飾り模様などの模様印刷で構成される。このようなインク印刷層は通常は非常に薄いので、その下の繊維構造を壊すことによって繊維構造が破壊されるとともに、基材の繊維が基材表面の上に再び触知可能に突出する。

さらに非吸収層は、同様に繊維構造から外れた繊維によって壊される、表面が滑らかで、特に透明な薄いラッカー層とすることもできる。この変形例もまた、滑らかな領域で包囲された触知可能なセキュリティ特徴の優れた検知性を特徴としている。

コーティングが印刷、蒸着、吹付けのいずれで形成されたものであるかとは無関係に、繊維複合材の破壊時に繊維の直立によって壊されるあらゆる薄いコーティングが非吸収層として適している。

例えば、特殊な条件下でのみ見える発光体、または不可視波長範囲、特にＵＶ領域でのみ見える発光体などの添加剤をこの非吸収層に混合することが特に有利である。それによって、触感で検知できるセキュリティ特徴に加え、他のセキュリティ特徴が特に有利な態様で有価証券に組み込まれる。基材繊維の直立および非吸収性層の破壊によって、レーザーマークを包囲する非吸収層の領域と比較して特に高いコントラストが実現される。このコントラストは目で検知することも可能であるし、適切な検査装置で検出することも可能である。

特別な実施態様によれば、レーザーマーキングによって、マーキングされる部分領域の色を変化または変更させる。その結果、人間の目または画像処理装置によって検査することを目的とする場合のコントラストが歴然と高まる。

この色変化は、上に説明したように、好ましくは繊維基材に含有可能な適切な添加剤によって強められる。色変化は、選択された添加剤の種類により、レーザー放射線によってもたらされるエネルギーか、または他の波長依存色変更機構によって、熱的にもたらされる。この例の添加剤としても、メルク社のレーザーイリオジンが好ましい。熱によって生じる色変化は、適切な吸収性物質によってさらに強めることができる。隆起した触知可能なマーキングを、マーキングされた場所の色変更によってその周囲から視覚的に異なるものとすることができるとき、この場合のマークはそれぞれのカラーコントラストを有するように正確な位置合わせで印刷しなくてはならないので、単純なエンボス加工による偽造がより困難なものとなるという利点を有する。

触感で認知できるマークは、異なる機構の相互作用によって形成することもできる。レーザー放射線だけでは、繊維基材の膨張すなわち繊維構造の破壊しかできない。上述のように、繊維構造の破壊により、基材表面に突出する繊維によって形成されるレリーフ構造がもたらされる。使用される基材材料または使用されるレーザーパラメーターより、触知可能なレリーフを前述の効果の組合せで構成することも可能である。ここでは、基材材料は膨張するとともに少なくとも部分的に破壊され、よって個々の繊維が基材表面から突出し、中空の空間が散在する網状構造が形成される。

レーザー刻印のステップは、有価証券のどの製造段階においても実施できる。例えば、ロールの形態に製造した後、できるだけ早期にそれぞれのマークを証券用紙に形成することが有用な場合がある。これは特に、無端状の証券用紙が、回折を生じさせる、例えばストリップ状のセキュリティ要素などの箔コーティングを備え、このセキュリティ要素に上述のように本発明のマークを形成する場合に該当する。

しかし、レーザーマーキングを行うステップは、有価証券作成時の最後の処理ステップの１つとして行われる。例えば多重コピーシートの形態で有価証券が印刷される場合には、レーザーマーキングは、シートまたは既に切断されて完成した有価証券に対して実施できる。通し番号などの触知可能な個別情報をレーザーマーキングによって作成する場合には、特に後者が有用である。必要があれば、最後のステップでレーザー加工された情報を再チェックして、その正しさを確認できる。

高い安全保障という観点において、本発明の特別な利点の１つは、前述の効果を単純な手段で偽造できないことである。レーザーを使用するには、大きな投資と、通常の印刷機会またはデジタル印刷装置を使用するのに必要な知識レベルをはるかに超える深遠な技術的ノウハウが必要である。

本発明の別の利点は、非接触式の印刷作業で一般的な速度でレーザーマーキングを実施できることである。特に、例えば、触知可能なセキュリティ特徴としての通し番号または他の個別化特徴を有価証券に組み込むことによって、各書類を個別にマーキングすることが可能である。例えば、特殊な条件下でのみ見える発光体、または不可視波長範囲、特にＵＶまたはＩＲ領域でのみ見える発光体などの添加剤を、コーティング、またはコーティングまたはセキュリティ要素の層のうちの少なくとも１つに混合することが特に有利である。これによって、触感で検知できるセキュリティ特徴のほかに、別のセキュリティ特徴も有価証券に組み込まれる。

また、気化されるレーザー吸収性コーティングと非吸収性の層とを、便宜上気化されるべき層が最上層となるように繊維基材の上に積層することも可能である。

本発明の別の利点は、第１の時間のレーザー刻印を利用して有価証券、特に銀行券、の縁領域に触知可能なマークを形成することができることである。今日まで、凹版印刷によって作成される触知可能な印刷画像を個々の書類の縁領域まで延ばすことは望まれていなかった。印刷作業がシートに対して行われ、その場合に切断工具に色が付くからである。しかしながら、本発明の触知可能なマークは切断作業を妨げないので、切断されるべき縁部にまでマークを延ばすことが可能である。銀行券は主として縁部に触れられるので、縁部まで延びるマークにより、触知可能なマークが真正性特徴として速やかに認知されるという利点がある。

以下の実施例および付属の図面により、本発明の利点を説明する。前述のそれぞれの特徴および以下に記載される実施形態は、単独で使用される場合でも、組み合わされて使用される場合でも独創的である。実施例は好適な実施形態に相当するが、決して本発明を限定するものではない。図に示されている比率は実際の寸法と一致するものではなく、主として理解の増進に役立つ。

図１は、銀行券の形態の本発明の有価証券１を示す。本発明による有価証券１は、レーザー光線の作用によって作成されたレリーフ構造の形態の触知可能なマーク２を有する。示されている実施例は、例えば、転写要素または回折発生構造を備えたラベルとすることができるパッチの形態のセキュリティ要素３をさらに有する。セキュリティ要素３の領域にも本発明の触知可能なマーク４が配置されている。示されている実施例の２つのレーザーマーク２、４は全く同じ内容のものである。また、この証券用紙は、例えば、凹版印刷、インクジェット等といったいずれか別の方法を利用して加えられた別の情報９を有する。

しかし、これら２つのレーザーマーク２、４は互いにまったく無関係に構成することも可能であるし、別の真正性特徴を形成するなんらかの方法で互いに関連付けることも可能である。このようにして、セキュリティ要素３が実際に有価証券１に属しているか否かを確認できる。また、１つまたはそれ以上のレーザーマークを、例えば情報９など、有価証券に配置されている別の情報と、いずれかの内容に関して関連付けることができる。

当然のことながら、セキュリティ要素３は他のどのような形態とすることもできる。ある実施形態では、セキュリティ要素３が有価証券１の全幅または全長わたって延びるストリップの形態を有することが適切である。一方のレーザーマーク２、４だけを有価証券１に設けることも可能である。セキュリティ要素３ではなく、別の種類のコーティング、例えば、ラッカー層または箔コーティング、もしくはいずれかの印刷画像などを選択できる。

有価証券１は、本発明の触知可能なレーザーマークのほかに、例えばセキュリティスレッド、発光性、導電性、または磁性のセキュリティ特徴など、別のセキュリティ特徴を有することもできる。

また、有価証券１は必ずしも銀行券である必要はなく、例えば小切手、セキュリティラベル、ビザ、パスポートのページなど、紙媒体で作られた書類であれば、他のどのような書類とすることもできる。重要なことは、有価証券の自由に触れることができる構成要素の１つが繊維質の紙基材で構成されていることである。紙基材は、純綿の繊維紙または綿繊維とプラスチック繊維とから作られる混合物であることが好ましい。

図２は、本発明の有価証券１を線Ａ−Ａに沿って切った断面図である。有価証券は、レーザー光線の作用によってもたらされた触知可能な隆起部５をレーザーマーク２の領域内に有している。隆起部５が、基材表面６の他の部分からどのくらい突出しているかは、使用されるレーザーエネルギーと、刻印処理中の有価証券とレーザー光線との間の相対速度に大きく左右される。

マーキング領域における実際の繊維構造もまた、刻印パラメーターおよび使用される紙基材によって大きく変わる。綿繊維で作られ、サイズ層を備える紙の場合、このサイズ層ならびに紙のカレンダー加工によって、通常および第１の近似固体表面が保証される。

図３は、綿繊維で作られる本発明の証券用紙２０の、レーザーマーク２の領域内のなどの表面領域を示す。示されている証券用紙２０のあらゆる細部にサイズ層が含まれているが、分かりやすくするために、サイズ層は示されていない。証券用紙２０の領域６１は、製造上の理由により、普通の表面を有している。レーザーマークの領域では、サイジング処理を施した表面が壊されて、繊維複合材がほぐされ、すなわち、おそらく気体の発生により、繊維５１の間に中空の空間５２が形成される。レーザーエネルギーが適切な高さのときに、比較的網目の広い綿繊維５１の網状構造が形成されて、証券用紙２の表面６１から突出するが、綿繊維５１はサイズ層に覆われたままである。

触知可能な隆起部５は、別の紙組成を使用した場合にまったく異なった外観を有することができる。したがって、本発明の触知可能なマークは隆起部５として概略的に示されているに過ぎない。

図４は、本発明の有価証券１を線Ａ−Ａに沿って切った断面図である。しかしながら、ここでは、レーザー光線の作用によって、隆起部５のほかに、有価証券材料に色の変更、特に黒色化７がもたらされた。有価証券材料１中に、色変更または黒色化７が存在するかどうか、どのくらいの深さであるかは、刻印パラメーターおよび有価証券１に使用される証券用紙の組成によって大きく変化する。

図５は、本発明の有価証券１を線Ａ−Ａに沿って切った断面図である。この場合、転写要素で構成されたセキュリティ要素３の形態のコーティングが、レーザーマーク４の領域に配置されている。転写要素は、接着剤層３１によって有価証券１に固着されている。接着剤層３１とプラスチック層、特にラッカー層３３との間には金属層３２が配置されている。この金属層３２は、レーザーマーク４の領域には無い。レーザーによる刻印処理中に金属層３２は気化し、および／または分解されて見えなくなる。そのため、レーザー刻印によって生じる色変更７は、ラッカー層３３および接着剤層３１を通して見える。刻印パラメーターは、金属層３２を取り除く領域が、触知可能なマークを備えた部分領域よりも大きくなるように調節できる。したがって、レーザーによって生じた目に見える色変更または黒色化は、透明領域によって包囲されている。

示される実施例では、プラスチック層３３および接着剤層３１はレーザーよってほとんどまたは全く破壊されない。使用される刻印パラメーターによって、１層または２層を部分的または全体的に除去することができる。

転写要素ではなく、透明層または着色インク層を繊維基材に備えることができる。これに関して重要なことは、レーザーマーキングに使用されるレーザー放射線をインク層が吸収しないことである。インク層は、例えば印刷など、任意の態様で基板に積層できる。基板表面を滑らかな印象にするインク層が特に有利である。この意味で、「インク層」という用語は、汚れを寄せつけない、任意に透明な、コーティングまたは保護用のラッカーコートも含む。

インク層は使用されるレーザー放射線を吸収するので、基材層の中までレーザーエネルギーの吸収が起こる。このように、隆起部５が基板に作成され、それによって結果的にインク層の中に触知可能なマークが形成される。

非吸収性のインク層は、例えば発光性の染料など、ある特定の条件下のみ見えるようになる染料、または、例えば赤外線領域または紫外線領域で輝く物質など、人間の目に見えない特性を備えた染料を含有する。

インク層は全体に積層する必要はない。カラーの模様、特にセキュリティ印刷でしばしば使用される組みひも飾り模様の１つとすることも可能である。唯一の要件は、この模様のインク層が使用されるレーザ放射線を透過させる程度のものであるということである。

図６は、本発明の有価証券１の別の実施形態の平面図である。この事例では、触知可能なマーク２が有価証券１の縁領域の中にまで延びている。通常の支払取引でも手で扱われるとき、銀行券は主に縁に触れられる。この縁領域の触知可能なセキュリティ要素の配置により、セキュリティ要素を簡単および高速にチェックできる。有価証券は、いくつかの写しを含むシートに印刷され、その後に個々の写しに切り離されるので、例えば触知可能な凹版印刷などの他の触知可能な特徴を有価証券の縁領域に配置することは不可能であるか、あるいは非常な困難をともなう。ところが、凹版印刷要素を縁領域に配置すると、シートを個々の写しに切断しているときに切断工具に色がつく危険がある。

図７〜１０は、単層の証券用紙１００の触知可能なレーザーマーク２の別の実施形態を示す。

図７では、触知可能な鋸歯上のレリーフ２５が作成されるように、異なるレーザーパラメーター、詳細にはレーザーエネルギーが使用される。この実施形態は、撫でる方向に応じて、右から左に撫でるときと比較して左から右に撫でるときの感触が違っているという利点を有する。この特徴は付加的なセキュリティ特徴として使用できる。使用されるレーザーエネルギーが異なると、目で見て分かる黒色化効果が異なるものとなる。よって個々の鋸歯は異なる灰色の影を有する。

図６には、触知可能な凹版印刷要素と本発明にしたがって作成された触知可能なレーザーマークの組合せからなるセキュリティ特徴が示されている。示されている例では、触知可能な凹版印刷マーク２６が、触知可能なレーザーマーク２７を囲む縁領域を形成している。凹版印刷では、証券用紙１００が凹版印刷プレートに押し付けられるので、この領域に紙が形成される。同時に、この紙はエンボス加工された領域にインク２８を受け入れる。したがって、凹版印刷のマーク２６の触知可能効果は、エンボス加工およびエンボス領域の高いインク盛りによって提供される。この種のマーキングは急傾斜の側面を形成し、硬い急な傾斜要素として、柔らかくほとんどビロード状のマーク２７と触知性の点で明確に区別できる。

図９において、第１のステップでは有色の線模様３０、３１で印刷される証券用紙が示されている。その後、印刷された線３０、３１の間の境界領域が、レーザーによって本発明にしたがって刻印され、その結果、触知可能なレリーフが形成される。証券用紙の領域５が膨張により、線３０、３１が隆起部５の側面にシフトする。印刷された線３０、３１と隆起部５との組合せによって、光学的に可変なセキュリティ要素が形成され、このセキュリティ要素は、視角によって見た目の印象が異なったものとなる。例えば、線３０が第１の色の線であり、線３１が第２１の色の線である場合、左からの斜角で見たときに、第２の色の有色線３１だけしか見えない。したがって、セキュリティ要素は第２の色に見える。はシャドーイング効果によって線３０は見えない。しかしながら、右からの斜角で見たときには、線３１が隠れ、したがって理想的には有色線３０だけしか見えない。したがって、セキュリティ要素は第１の色に見える。ここで、印刷されレーザー加工された線は、必ずしも正確なラスターを形成する必要な無く、印刷された線の一部によってこの効果が得られれば十分である。

図１０は、本発明のセキュリティ要素１００の別の実施形態である。この実施例では、セキュリティ要素３が、図５に関連して既に説明されたように、証券用紙１００の表面上に配置されている。このセキュリティ要素は、接着剤層３１、回折構造３４、反射層３２および保護層３３から構成されている。証券用紙１００の反対側の表面には、本発明のマークが設けられている。ここで、隆起したマーク５が形成され、それと同時に、レーザー照射領域内のセキュリティ要素３の元は連続的な金属被覆３２が破壊されるように、レーザーエネルギーおよび他のレーザーパラメーターが調節される。すなわち、レーザー放射線が照射される領域のセキュリティ要素３が透明であるので、隆起部５と同時に生じる黒色化を、この透明領域を通して見ることができる。しかしながら、図５に示される実施例とは異なり、本発明の隆起部５はセキュリティ要素３の反対側に位置し、セキュリティ要素３の表面では実質的に触知できない。

これらの実施形態は、インク層を基材の表面に配置し、それからその上に箔材料を配置することによって互いに組み合わせることもできる。第１の箔材料はレーザーによって気化され、箔の下のインク層が露出する。さらにレーザーを作用させるおとにより、前述のように触知可能なマーク５が基材に現れる。

箔材料が、例えば金属蒸着されたプラスチック箔など、不透明な箔の形態を有している場合、レーザーマーク５は、この箔の下にある、露出しているインク層により、はっきり見えるコントラストを生じさせる。

レーザーマークの領域にインクが配置される場合、基材表面から繊維が突出することによって、適切な検査装置で検知できる、周囲と比べてはっきりしたコントラストが得られる。したがって、この効果は機械による自動試験に適している。

図１１は、基材１０にレーザーマーク１１を形成するレーザースキャナを概略的にします。基材１０は、すぐに切断される有価証券、いくつかの有価証券の写しを含んだシート、または無端状の証券用紙とすることができる。

レーザー１２は、ガルバノメーターによって駆動される２つのミラー１３を介して偏向される。一方のミラー１３はｘ方向に対応し、他方のミラーはｙ方向に対応している。平面視野レンズ１５内で、レーザー光線１２が基材１０の表面に集束される。基材１０はマーキング処理中に速度ｖにしたがって移動するようになっている。速度ｖはセンサーに記録されており、コンピュータに送られ、速度ｖが補償されるようにコンピュータを介してガルバノメーター１４の制御が行われる。したがって、このマーキング法は、印刷作業において通常通りに高速で処理される無接触式の有価証券のマーキングに利用すると特に有利である。

基材１０は、例えば、ポイント状の複数の既存レーザー光線によるマトリックスまたは部分的にテンプレートで覆われた、より大きな輪郭のビームによって、他の方法でマーキングすることも可能である。そのようなテンプレートは自動的に変化するように構成できる。速度ｖにしたがって放射線をそれぞれの移動させることが不可能であるか、または望ましくない場合には、移動する基板を短い照射時間でマーキングすることも可能である。ポリゴンミラーによる光線制御も可能である。

レーザー加工されえる基材に応じて、放射源として、例えば、ＣＯ_２レーザー、Ｎｄ：ＹＡＧレーザー、または他のレーザータイプが可能であり、例えば、Ｎｄ：ＹＡＧレーザーだけの場合の２倍または３倍の周波数で作動するようにしたレーザーも可能である。

例えばレーザー出力、照射時間、レーザー動作モードなどの刻印パラメーターを変化させることによって、結果として得られるマークを変化させることができる。すなわち、レーザーによって作成される隆起部は、個々に高さを変えることができる。触知可能なマークは、高さ３０〜１００μｍであることが好ましい。また、使用されるレーザー放射線またはレーザー出力に合わせて紙の組成を調節する必要がある。

マーキングは、例えば、基本波長１０６４ｎｍ、平均出力２６Ｗおよび変調周波数８ＫＷのＮｄ：ＹＡＧレーザーで実施される。基材に入射するレーザー光線の直径（スポット径）は約１００μｍであり、基材上でのレーザー光線の移動速度は２５０〜１００ｍｍ／秒である。これを利用して作成される本発明のマークの一般的な高さは、３０〜８０μｍである。ここの事例において、特に低移動速度の場合、明らかに大きな値、例えば、２５０ｍｍ／秒で１００μｍを超える高さ、が達成された。マークの幅は０．２〜０．６ｍｍの間で変化し得る。

カレンダー加工された密度９０ｇ／ｍｍ^２の綿の模造皮紙の場合、例えば、刻印速度３３０ｍｍ／秒で、平均レリーフ高さ７０μｍ、線幅約５００μｍの触知可能な第２のマークが結果的に形成される。しかしながら、刻印速度６７５ｍｍ／秒では、同じライン幅で最高５０μｍのレリーフ高さしか得られない。

綿とプラスチック繊維の混合物から作られる、プラスチック繊維比１２．５ｗｔ％、単位面積重量９０ｇ／ｍｍ^２の紙（いわゆるシンゼック（Ｓｙｎｔｈｅｋ）紙）の場合、２５０ｍｍ／秒で作成されるマーク寸法は、平均高さ６５μｍ、平均幅０．５ｍｍである。移動速度を１０００ｍｍ／秒に増加すると、寸法は、平均高さ３５μｍ、平均幅０．３ｍｍとなる。

図１２は、多数のレーザーを用いて本発明のマークをシートに同時に形成する本発明の実施形態を示す。示されている事例では、シートは６段および６列を有しており、すなわち、このシーツ３６上には、有価証券の３６枚のシングルコピーが配置されている。各段毎に、印刷シート上方にレーザー管が配置され、前記レーザー管は、各段に配置されたシングルコピーに本発明のマークを形成する。この配置を利用することにより、１つのレーザー光線を印刷シート全体にわたって移動させる必要がなくなり、印刷シートの各段と平行に１回移動させるだけで済むので、処理量を著しく増加させることができる。個々のコピーの刻印は、示されている例には表示されていないミラーによるレーザー放射線の偏向によって行われる。また、レーザーは走査ヘッド４３を備えることができる。

本発明の有価証券を示す図である。 本発明の有価証券を線Ａ−Ａに沿って切った断面図である。 本発明の有価証券の繊維構造の変形例を示す図である。 本発明の有価証券の別の実施形態を線Ａ−Ａに沿って切った断面図である。 本発明の有価証券を線Ｂ−Ｂに沿って切った断面図である。 本発明のマークが縁領域に配置された状態の本発明の有価証券を示す図である。 本発明の有価証券の変形例の断面図である。 本発明の有価証券の別の変形例の断面図である。 本発明の有価証券のさらに別の変形例の断面図である。 本発明の有価証券のさらに別の変形例の断面図である。 レーザースキャナ書込装置の概略図である。 有価証券シート刻印用のレーザー刻印装置の概略図である。

符号の説明

１ 有価証券
２ レーザーマーク
３ セキュリティ要素
４ レーザーマーク
５ 隆起部
６ 基材表面
７ 黒色化
９ 情報
１０ 基材
１１ レーザーマーク
１２ レーザー光線
１３ ミラー
１４ ガルバノメーター
１５ 平面視野レンズ

Claims (30)

1. レーザーによって作成されるレリーフ構造の形態の触知可能なマークを少なくとも１つ備えた、証券用紙を有する、例えば銀行券または同様物などの有価証券。
2. 前記有価証券の前記触知可能なマークの領域に、目で見て分かる色変更があることを特徴とする請求項１に記載の有価証券。
3. 前記証券用紙の前記触知可能なマークの前記領域が黒色化されることを特徴とする請求項１または２に記載の有価証券。
4. 前記色変更および／またはレリーフ形成を増強させる添加剤を、前記証券用紙の少なくとも或る領域に含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有価証券。
5. 前記証券用紙が、綿、リンター、亜麻または何か同様なものなどの一年生植物の繊維を少なくとも何割か含んでいることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の有価証券。
6. 前記証券用紙が綿繊維とプラスチック繊維との混合物を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の有価証券。
7. 前記マークのレリーフ構造がさまざまなレリーフ高さおよび／またはさまざまな黒色化の度合いを有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の有価証券。
8. 前記触知可能なマークが、英数字、バーコード、パターンまたは微細書込の形態で存在することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の有価証券。
9. いくつかの触知可能なマークが前記有価証券の表面に存在することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の有価証券。
10. 内容的に互いに関連のあるいくつかの触知可能なマークが前記有価証券上に存在することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の有価証券。
11. 前記触知可能なマークが、前記有価証券上の内容的に異なる情報に関連付けられていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の有価証券。
12. レーザーによって作成されるレリーフ構造の形態の触知可能なマークを少なくとも１つは有する、銀行券、ＩＤカードまたは同様物などの証券用紙または有価証券。
13. 前記有価証券または証券用紙がコーティングを有し、および前記触知可能なマークの少なくとも一部分がこのコーティングの領域に配置されていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の有価証券または証券用紙。
14. 前記コーティングが多層のセキュリティ要素であることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の有価証券または証券用紙。
15. 前記セキュリティ要素が少なくとも１つのプラスチック層と１つの金属層とを有し、少なくとも前記触知可能なマークの前記領域にある少なくとも前記金属層がレーザーの作用によって取り除かれることを特徴とする請求項１４に記載の有価証券または証券用紙。
16. 前記プラスチック層が回折構造を有することを特徴とする請求項１５に記載の有価証券または証券用紙。
17. 前記金属層が取り除かれる領域が触知可能なマークを備えた領域よりも大きいことを特徴とする請求項１５または１６に記載の有価証券または証券用紙。
18. 前記有価証券または証券用紙が紙と箔の間に接合部を有し、前記触知可能なマークが前記紙／箔の境界領域を越えて延びていることを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１項に記載の有価証券または証券用紙。
19. 前記コーティングが印刷物であることを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１項に記載の有価証券または証券用紙。
20. 前記印刷物および前記触知可能なマークは、光学的に可変の要素が結果的に提供されるように互いに配置されることを特徴とする請求項１９に記載の有価証券または証券用紙。
21. 前記有価証券または証券用紙が多層形態を備えていることを特徴とする請求項１〜１９のいずれか１項に記載の有価証券または証券用紙。
22. 証券用紙を含む、例えば銀行券または同様物などの有価証券に触知可能なマークを作成する方法において、前記証券用紙にレーザー放射線を照射し、レリーフ構造の形態の触知可能なマークが結果的に提供されるようにレーザーパラメーターと前記証券用紙の組成とを調節することを特徴とする方法。
23. 前記マーキングパラメーターが、触知可能なマーキングに加え、目で見て分かる前記証券用紙の色変更が結果的に提供されるように選択されることを特徴とする請求項２２に記載の方法。
24. 前記証券用紙の前記触知可能なマークの領域がレーザー放射線によって黒色化されることを特徴とする請求項２２または２３に記載の方法。
25. 前記レーザーパラメーターを、さまざまなレリーフ高さおよび／または黒色化の度合いが前記証券用紙に結果的に提供されるように調節することを特徴とする、請求項２２〜２４のいずれか１項に記載の方法。
26. 例えば銀行券または同様物などのための有価証券用証券用紙に触知可能なマークを作成する方法において、前記証券用紙の少なくとも１つの部分領域にレーザー放射線を照射し、レリーフ構造の形態の触知可能なマークが結果的に提供されるようにレーザーパラメーターと前記証券用紙の組成とを調節することを特徴とする方法。
27. 前記レーザーによる前記刻印の前に前記有価証券または証券用紙にコーティングを施し、前記触知可能なマークをこのコーティングの前記領域内の少なくとも一部分に作成することを特徴とする請求項２２〜２６のいずれか１項に記載の方法。
28. 前記転写方法を利用して多層のセキュリティ要素をコーティングとして付着させることを特徴とする請求項２２〜２７のいずれか１項に記載の方法。
29. Ｎｄ：ＹＡＧレーザーが使用されることを特徴とする請求項２２〜２８のいずれか１項に記載の方法。
30. 前記レーザーによる前記刻印が、セキュリティ印刷作業にとって通常通りの高速な態様で行われることを特徴とする請求項２２〜２９のいずれか１項に記載の方法。

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