JP4905824B2 - 情報印刷物 - Google Patents

Description

本発明は、商品券、小切手、クレジットカード、ＩＤカード等、偽造対策が必要なセキュリティ媒体に関するものであり、特に、肉眼での真偽判定が容易であるセキュリティ性の高い偽造防止策を施した情報印刷物に関する。

近年、商品券や小切手等の有価証券類やクレジットカードやキャッシュカード、ＩＤカード等のカード類、パスポートや免許証等の身分証明書類の偽造防止を目的として、回折格子パターンを前記証券類やカード、証明書等の表面に貼付することが行われている。
回折格子パターンは、光を回折させる方向や角度、明るさ等を制御することで、観察する角度に応じて、絵柄を変化させることや、立体像を表示することが可能である。回折格子パターンは、通常の印刷技術では表現することのできない指向性のある光沢を有することから、偽造防止策が必要な情報印刷物に広く用いられているが、より偽造されにくいセキュリティ機能を実現することが求められている。

この回折格子パターンの原版を作製する方法としては、電子ビーム露光装置を用い、かつコンピュータ制御により、感光性レジストが塗布された平面状の基板が載置されたＸ−Ｙステージを移動させて、基板の表面に回折格子パターンを形成する方法がある（例えば特許文献１、２参照）。
ここで、回折格子のパラメータとしては、
（１）回折格子の空間周波数（格子線のピッチ）
（２）回折格子の方向（格子線の方向）
（３）回折格子の描画領域（回折格子セルの配置）
の３つがある。
そして、
（１）に応じて、定点に対してその回折格子セルが光って見える色が変化し、
（２）に応じて、その回折格子セルが光って見える方向が変化し、
（３）に応じて、表示パターン（絵柄や文字等）が決定される。
そこで、基板の表面を数十〜数百μｍ程度の微小領域に分割し、各領域毎にこれらのパラメータを様々に変化させることで、絵柄や文字等を表現することができる。また、格子線を円弧状に配置することで奥行き感のある立体像を表現する方法が提案されている（例えば特許文献３参照）。

また、回折格子としては、加工の容易さから図１０に示すような矩形状回折格子０１もしくは図１１に示すような正弦波状回折格子０２が一般的であり、典型的な格子ピッチは０．５〜２μｍ程度、格子深さは０．１〜１μｍ程度である。
なお、矩形状もしくは正弦波状の断面形状を有する回折格子はバイナリー格子と呼ばれるが、このバイナリー格子では原理上、回折効率が低く、明るいパターンが得られないという問題がある。
一方、図１２に示すようにブレーズド格子０３は、典型的な格子ピッチや格子深さはバイナリー格子と同等であるが、その断面形状は鋸歯状であり、垂直方向からの入射光に対し回折角度と傾斜面による光の反射角とが一致した場合、その方向に理論上回折効率が１００％である回折光が生じ、それ以外の角度には光が射出されないという光学作用がある。すなわち、ブレーズド格子は、バイナリー格子と比較して非常に高い回折効率を得ることができ、また光の進行角度を厳密に制御できるという特徴をもっているため、視認性が高くセキュリティ用途に用いるのにより一層好適である。

ブレーズド格子の原版の作製においても、電子ビーム露光装置を用い、かつ、コンピュータ制御により、ステージ上に載置された平面状の基板にブレーズド格子の形状を構成していく方法が用いられる。ブレーズド格子の鋸歯状の断面形状を形成するために、例えば、電子線の照射位置に応じて電子ビームの照射時間を変化させたり、照射強度を調整したりすることで、加工される溝の深さを変化させ、ブレーズド格子の形状を得る方法が提案されている（例えば特許文献３参照）。
また、他にも複数枚のマスクパターンを用いてイオンビームによりエッチングする方法等が知られている。いずれのブレーズド格子の作製方法を用いても、バイナリー格子と比較して作製の難易度が高く、作製技術の面においてもセキュリティ用途に用いるのに適している。

次に、上記のような方法により作製された凹凸形状からなる回折格子パターンの原版から、電鋳等の方法により金属製のスタンパーを作製し、この金属製スタンパーを母型として透明基材上に熱可塑性樹脂や光硬化性樹脂を塗布し、金属製スタンパーを密着させ、熱や光を与えることで樹脂を硬化させ回折格子パターンを複製する。
そして、この複製された回折格子パターンは通常透明であるので、アルミニウム等の金属や誘電体の薄膜層を蒸着する等の方法により光反射層を設けた後、紙やプラスチックフィルム等の基材上に接着層を介して貼付され、さらに必要に応じて印刷層や回折格子パターン層の汚れや傷を防止するための保護層が設けられ、有価証券類やカード類が作製される。
特開平２−７２３２０号公報 米国特許５，０５８，９９２号公報 特開２０００−３９５０８号公報

しかしながら、回折格子パターンは多くのセキュリティ性が求められる情報印刷物に用いられるようになり、技術が広く認知されるのに伴って偽造品の発生も増加する傾向にあり、上記のような構成の回折格子パターンを有価証券等の基材の表面に貼付しただけでは、十分な偽造防止効果を発揮できなくなってきている。

そこで本発明は、目視による真偽の判定は容易かつ確実に行うことができ、さらに偽造品の作製がより一層困難である情報印刷物を提供することを目的としている。

上述の目的を達成するため、本発明の情報印刷物は、基材の面上に、印刷層と、接着層と、回折格子を構成する凹凸構造を有する透明な回折格子パターン形成層とが設けられた情報印刷物であって、前記凹凸構造は、各々が前記回折格子の個々の格子線を構成する複数本の凸条部が連続して形成されることで構成されており、前記凸条部の一方の面が光反射層を有し、前記凸条部の前記一方の面に相対する他方の面が光透過面とされていることを特徴としている。
また本発明の情報印刷物は、前記基材が紙またはプラスチックからなるシート状乃至平板状の基材であることを特徴としている。
また本発明の情報印刷物は、前記凸条部は断面が三角形状であって、前記凹凸構造はプリズム状回折格子を構成しており、前記凸条部の一方の斜面が光反射層を有し、それに相対する斜面が光透過面とされていることを特徴としている。
また本発明の情報印刷物は、前記プリズム状回折格子の頂点のなす角度が９０度以下であることを特徴としている。
また本発明の情報印刷物は、前記凸条部の前記三角形状の断面は緩やかな斜面と相対的に急峻な斜面とを有し、前記プリズム状回折格子はブレーズド格子であり、前記緩やかな斜面が光反射層を有し、前記急峻な斜面が光透過面とされていることを特徴としている。
また本発明の情報印刷物は、前記凹凸構造が、立体像を表示する機能を有する回折格子を構成していることを特徴としている。

本発明の情報印刷物によれば、以下のような効果がある。
（１）有価証券等の情報印刷物の表面上で、回折格子パターン特有の明るく輝く絵柄や文字等の表示と、印刷による絵柄や文字等の表示とを、観察する向きや角度に応じて切り替えることができるので、真偽判定が容易であり、かつ高いセキュリティ性が得られる。
（２）特に、回折格子パターンとして断面がプリズム状の回折格子を用いることで、格子線の光反射層を有する一方の斜面とその斜面に相対する光透過層である斜面が同時に認識されることがなく、それによりある観察角度において回折格子パターンによる絵柄や文字等と印刷による絵柄や文字等が混ざり不鮮明になってしまうことがなく、鮮明に絵柄や文字等を切り替えて表示することができる。
（３）また、回折格子パターンとしてブレーズド格子を用い、緩やかな斜面にのみ光反射層を設けることでより偽造防止効果の高い高輝度な回折格子パターンの表示と、印刷による絵柄や文字等の表示を切り替えることができる。
（４）さらに、回折格子パターンによって立体像が表示される場合、立体像が倒立する観察角度が、印刷による絵柄を認識できる観察角度となり、回折格子パターンが観察できる角度と印刷による絵柄を観察できる角度が明確であるので、真偽判定が容易かつ確実に行える。

本発明の実施の形態では、真偽の判定が容易で、従来の回折格子パターンを有する情報印刷物よりも偽造防止効果が高い情報印刷物を実現するために、回折格子パターンによる絵柄、文字等の表示と、回折格子パターンの下部に印刷されている情報の表示を観察角度に応じて選択的に行うことができる情報印刷物を提供する。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施例による回折格子パターンが基材の表面に貼付された情報印刷物の一例を示す平面図である。
図示において、情報印刷物の基材０４は、紙もしくはプラスチック板、プラスチックフィルム等のシート状や平板状の基材であり、基材０４の表面の任意の一領域に回折格子パターン０５が貼付されている。なお、この回折格子パターン０５は図１に示したような矩形のものだけでなく、円形や楕円形のもの、基材０４上を横断／縦断するような帯状のもの、基材０４の全面を覆い尽くすようなものなど様々な形態で貼付される。

回折格子パターンが貼付された情報印刷物の一般的な層構成としては、図２に示すように、基材０４の上に印刷層０６を施し、その上に接着層０７を介して回折格子パターン０５が存在する。
なお、回折格子パターン０５は、通常、熱可塑性樹脂や光硬化性樹脂により形成されており、透明であるので、外界からの入射光を効率良く回折し射出させるために、光反射層０８が設けられることが多い。この光反射層０８は、蒸着やスパッタ等の方法によって形成される金属層や、誘電体の薄膜層等である。さらに、回折格子パターン０５の層を保護するために必要に応じて保護層１０が設けられる。情報印刷物がクレジットカードやＩＤカード等の場合、基材０４の反りを防止するための層や、印刷のインクの密着性を高めるための層が設けられることもある。さらに基材０４上に別途磁気フィルム層等が設けられることもある。基材が紙である場合にも、必要に応じて様々な機能を有する層が設けられる。

このような構成により実現される回折格子パターンが貼付された情報印刷物では、回折格子パターン０５が貼付されている領域では回折格子パターン０５に形成された光反射層０８から回折された光による絵柄しか観察されず、回折格子パターン０５の領域の下面に印刷された絵柄や文字は全く認識することができない。
そのため、印刷層０６に印刷されている絵柄や文字等が遮蔽され、情報の欠落が生じたり、印刷されている絵柄の連続性がなくなるため、デザインに支障が生じたりしてしまう。また、光反射層を設けた回折格子パターンは様々な製品に用いられ、一般的なものとなっているため、それらの製品のものを剥がして、偽造した情報印刷物の表面に貼付するだけでも単純な模造品は作製できてしまう。

そこで、回折格子パターンの個々の格子線を構成する凹凸構造における各々の凸条部のその一方の面に光反射層を備え、その一方の面に相対する他方の面を光透過面とすることで、従来の光反射層が全面に均一に設けられた回折格子パターンには不可能な機能を実現する。
図３は個々の格子線を構成する各々の凸条部の一方の面に光反射層０８を設け、その一方の面に相対する他方の面を光透過面０９とした例である。
図示のように本例では、正弦波状の断面形状をもつ格子線（即ち凸条部）の一斜面１１には光反射層０８を設け、相対する斜面１２には光反射層を設けず光透過面０９となっている。
このような構成の回折格子パターンに例えば垂直に入射光１３が入射した場合、格子線のピッチ及び入射光１３の波長、入射角度によって一意に定められる角度に±ｎ次の回折光１４〜１７が射出される。

例えば、＋１次回折光１４が射出される位置１８で回折格子パターンを観察すると、回折光による明るく光沢のある絵柄等が認識される。また、回折光が射出されない位置１９で回折格子パターンを観察すると、回折光は観察されず、光反射層の色が認識されるだけである。
さらに、光反射層を有しない斜面１２側の−１次回折光が射出される位置２０では回折光による絵柄が観察されるものの、回折光が射出されない位置２１で回折格子パターンを観察すると、斜面１２は透過性を有するため回折光も光反射層の色も認識されることなく、回折格子パターンの下部の様子を認識することができる。

このような、格子線を構成する凹凸構造の面の向きに応じて光反射層の有無が制御された回折格子パターンを情報印刷物の表面に貼付することで、回折光による絵柄、文字等の表示と、印刷層の絵柄、文字等とを入射する光の角度や観察する位置に応じて、切り替えることができる。
図４（ａ）に示すように、情報印刷物２１を任意の角度で観察した際には回折格子パターン０５による絵柄が観察され、別の角度から観察した際には、図４（ｂ）に示すように、回折格子パターン０５の貼付されている領域では、回折格子パターンの下に印刷された絵柄等の情報を読み取ることができる。

次に、格子線の凹凸構造の一方の面にのみ光反射層を設ける方法としては、図５に示すように、真空中でアルミニウム等の蒸着用素材２２に対して回折格子パターン０５が斜めの方向に配置されるようにし、それを加熱、気化させ、面１１に蒸着による光反射層０８を設ける方法や、図６に示すように、回折格子パターン０５の前面に微小なスリット２３を設けたマスク２４を密着固定した後、蒸着し、開口部のみに光反射層を設ける方法等がある。

なお、格子線の凹凸構造としては、図２に示すような正弦波状のものでなく、図７に示すようなプリズム（三角形）状のものを用いるとより一層望ましい。
また、回折格子パターンによる絵柄等と印刷による絵柄等の表示を明確に切り替えるためには格子線の凹凸構造の面の向きが異なっている必要があるが、正弦波状の断面の場合は、凹凸形状の頂点の部分が丸みを帯びており、図３の観察位置２０側でもわずかながら光反射層０８が知覚されてしまう。
一方、プリズム状の断面の場合、図７に示すように、観察位置２０側では光反射層を有する面１１は知覚されず、印刷層の絵柄のみを認識することができる。さらに、プリズム状の回折格子の頂点部分のなす角度２４を９０度以下にすると、図５に示すような斜め方向からの蒸着による光反射層の形成の際に光反射層を設けない面１２側へ気化した蒸着素材が回り込む影響を低減することが期待できる。

また、回折格子パターンが、緩やかな斜面及び相対的に急峻な斜面からなる非対称の断面形状を有する凸条部（即ち格子線）を有するブレーズド格子を構成している場合、より偽造防止効果の高い情報印刷物を実現することができる。
ブレーズド格子は任意の一方向にのみ強い回折光を射出し、それ以外の方向へはほとんど回折光を射出させないという特性があるため、図８に示すようにブレーズド格子の緩やかな斜面２５に光反射層０８を設け、急峻な斜面２６は光透過面０９とすることで、回折格子パターンによる絵柄は非常に輝度が高く光沢の強いものとなり、光透過面０９（斜面２６）側が観察できる領域２０では印刷による絵柄を観察することができる。
バイナリー格子を用いると光透過面側でも回折光が観察される位置が存在するが、ブレーズド格子では斜面２６側には回折光をほとんど射出しないため、回折光による絵柄が観察される領域と、印刷による絵柄が観察される領域とをより明確に切り分けることができる。また、ブレーズド格子はバイナリー格子と比較して作製も困難であるため高い偽造防止効果を期待できる。

また、回折格子によって表現されるパターンが、奥行き感のある立体像である場合、真偽判定を容易かつ確実に行えることが期待できる。一般に、回折格子パターンで表現される立体像は、人物の胸像や動物等のキャラクター、企業のロゴマーク等が多く、それらは天地方向が予め定められ、観察する角度も予め決まっている。そして、それ以外の角度で立体像を観察することは一般的に稀である。
そこで、立体像を観察する角度において、観察者の視界に入る格子線の面には光反射層を施し、観察者の視界に入らない格子線の面は光透過性をもたせることで、図９（ａ）に示すように、情報印刷物の天地方向と立体像を観察する角度が同じ場合、回折格子パターン０５の領域には立体像２７が観察され、図９（ｂ）に示すように、立体像を観察しない角度、例えば、情報印刷物の天地方向を逆さまにして観察した場合には回折格子パターン０５の領域には印刷による絵柄や文字等が観察されるようにできる。
印刷による絵柄を観察できる角度は立体像の天地方向の情報により容易に判断することが可能であるので、真偽判定に不慣れな者でも確実に判定を行うことができる。立体像を表示するための回折格子パターンとしては、バイナリー格子、断面がプリズム型の回折格子、ブレーズド格子のいずれもが使用できる。

なお、以上の実施例では、回折格子パターン０５は基材０４の一部分に貼付されている状態を示したが、回折格子パターン０５が基材０４の全面に貼付されているような構成であっても構わない。

本発明の実施の形態による回折格子パターンが貼付された情報印刷物の一例を示す説明図である。 図１に示す回折格子パターンが貼付された情報印刷物の層構成を示す断面図である。 格子線を構成している凸条部の一方の面に光反射層を設け、その一方の面に相対する他方の面を光透過面とした回折格子パターンの一例を示す説明図である。 （ａ）は回折格子パターンによる絵柄が観察される位置から見た情報印刷物を示す外観図であり、（ｂ）は回折格子パターンの下部の印刷による絵柄が観察される位置から見た情報印刷物を示す外観図である。 回折格子パターンを斜めに配置した蒸着方法を示す説明図である。 回折格子パターンにスリットを設けたマスクを密着配置した蒸着方法を示す説明図である。 プリズム（三角形状）の断面をもつ回折格子パターンの一方の面に光反射層を設けた様子を示す説明図である。 ブレーズド格子の緩やかな斜面に光反射層を設けた様子を示す説明図である。 （ａ）は回折格子パターンによる立体像が観察される位置から眺めた情報印刷物を示す外観図であり、（ｂ）は、立体像が観察されない方向から印刷による絵柄を眺めた情報印刷物を示す外観図である。 矩形状の断面をもつバイナリー格子の従来例を示す断面図である。 正弦波状の断面をもつバイナリー格子の従来例を示す断面図である。 鋸歯状の断面をもつブレーズド格子の従来例を示す断面図である。

符号の説明

０４……基材、０５……回折格子パターン、０６……印刷層、０７……接着層、０８……光反射層、０９……光透過面、１０……保護層、１１、１２……回折格子の面、１３……入射光、１４……＋１次回折光、１５……＋２次回折光、１６……−１次回折光、１７……−２次回折光、１８〜２０……観察位置、２１……情報印刷物、２２……蒸着材料、２３……スリット、２４……マスク、２５……ブレーズド格子の緩やかな斜面、２６……ブレーズド格子の急峻な斜面、２７……立体像。

Claims (6)

1. 基材の面上に、印刷層と、接着層と、回折格子を構成する凹凸構造を有する透明な回折格子パターン形成層とが設けられた情報印刷物であって、
   前記凹凸構造は、各々が前記回折格子の個々の格子線を構成する複数本の凸条部が連続して形成されることで構成されており、
   前記凸条部の一方の面が光反射層を有し、前記凸条部の前記一方の面に相対する他方の面が光透過面とされている、
   ことを特徴とする情報印刷物。
2. 前記基材が紙またはプラスチックからなるシート状乃至平板状の基材であることを特徴とする請求項１記載の情報印刷物。
3. 前記凸条部は断面が三角形状であって、前記凹凸構造はプリズム状回折格子を構成しており、前記凸条部の一方の斜面が光反射層を有し、それに相対する斜面が光透過面とされていることを特徴とする請求項１記載の情報印刷物。
4. 前記プリズム状回折格子の頂点のなす角度が９０度以下であることを特徴とする請求項３記載の情報印刷物。
5. 前記凸条部の前記三角形状の断面は緩やかな斜面と相対的に急峻な斜面とを有し、前記プリズム状回折格子はブレーズド格子であり、前記緩やかな斜面が光反射層を有し、前記急峻な斜面が光透過面とされていることを特徴とする請求項３記載の情報印刷物。
6. 前記凹凸構造が、立体像を表示する機能を有する回折格子を構成していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の情報印刷物。

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