ホログラム複製方法およびホログラム作成方法
【課題】薄い厚みのホログラム積層体を実現し、さらに、光学密着液を使用せずに複製を行う。
【解決手段】ホログラム積層体は、感光性材料からなるホログラム記録層１と、ホログラム記録層１の上面に被着されたハードコート２と、ホログラム記録層１の下面に被着されたハードコート３とからなる。ハードコート２および３は、エネルギー線硬化樹脂によって形成される。ハードコート２および３のエネルギー線硬化樹脂は、完全硬化および半硬化の何れの状態でも良い。シールとしてホログラム積層体を構成する場合には、ハードコート３の下面に接着剤層４を介してセパレータ層（ＰＥＴ等の樹脂からなる剥離フィルム）５が存在する。ホログラム積層体の厚みを５０μｍ以下とできる。
【解決手段】ホログラム積層体は、感光性材料からなるホログラム記録層１と、ホログラム記録層１の上面に被着されたハードコート２と、ホログラム記録層１の下面に被着されたハードコート３とからなる。ハードコート２および３は、エネルギー線硬化樹脂によって形成される。ハードコート２および３のエネルギー線硬化樹脂は、完全硬化および半硬化の何れの状態でも良い。シールとしてホログラム積層体を構成する場合には、ハードコート３の下面に接着剤層４を介してセパレータ層（ＰＥＴ等の樹脂からなる剥離フィルム）５が存在する。ホログラム積層体の厚みを５０μｍ以下とできる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、リップマンホログラムに適用されるホログラム複製方法およびホログラム作成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
立体表示が可能なホログラムは、クレジットカードの真贋判定のために使用されている。現状では、干渉膜を表面の凹凸として記録したエンボス型ホログラムが多く使用されている。しかしながら、エンボス型ホログラムは、偽造されやすい問題があった。これに対して、干渉膜を膜内部の屈折率の差として記録するリップマン型ホログラムは、偽造が極めて困難である。その理由は、記録画像を制作するのに高度な技術が必要とされ、また、記録材料が入手困難なことによる。
【０００３】
リップマン型ホログラムを制作する過程は、概略的には、画像の撮像、またはコンピュータグラフィックスによる画像の取得と、取得した画像の編集等の処理からなるコンテンツ製作工程と、ホログラム原版作成工程と、複製（量産）工程とからなる。画像編集工程で得られた複数の画像のそれぞれが例えば円筒状レンズによって短冊状の画像に変換される。画像の物体光と参照光との干渉縞が短冊状の要素ホログラムとしてホログラム記録媒体に順次記録されることによって原版が作製される。原版に対してホログラム記録媒体が密着され、レーザ光が照射され、ホログラムが複製される。
【０００４】
このホログラムでは、例えば横方向の異なる観察点から順次撮影することにより得られた画像情報が短冊状の要素ホログラムとして横方向に順次記録されているので、このホログラムを観察者が両目で見たとき、その左右の目にそれぞれ写る２次元画像は若干異なるものとなる。これにより、観察者は視差を感じることとなり、３次元画像が再生されることとなる。
【０００５】
上述したように、短冊状の要素ホログラムを順次記録する場合には、水平方向のみに視差を持つＨＰＯ（Horizontal Parallax Only）ホログラムが作成される。ＨＰＯ型は、プリントにかかる時間が短く、高画質記録が実現できる。さらに、記録方式において上下視差も入れることもできる。水平方向および垂直方向の両方向に視差を持つホログラムは、ＦＰ（Full Parallax）型のホログラムと称される。
【０００６】
上述した複製に使用されるホログラム記録媒体（以下、ホログラム積層体と称する）として、下記の特許文献１に記載のものを図１３に示す。但し、特許文献１に記載されている構造は、ブロッキング層１０６および表面保護層１０８を有しない構成である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−０９０８５７号公報
【０００８】
図１３において、最も下側の２点鎖線で示すセパレータ層（剥離紙、剥離フィルム、カバーシート等とも称される）１０１に対して、接着層１０２、黒色シート１０３、接着層１０４、感光性材料例えばフォトポリマーからなるホログラム記録層１０５、ブロッキング層（ハードコート等）１０６、支持体フィルム１０７および表面保護層（ハードコート）１０８が順に積層されている。セパレータ層１０１は、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）からなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
支持体フィルム１０７は、ＰＥＴ、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）等が使用される。支持体フィルム１０７の表面硬度は低く傷がつきやすいので、その表面にハードコート処理をし、ハードコート１０８を形成する必要がある。また、支持体フィルム１０７は、数μｍから十数μｍ程度に薄く製造することは困難である。
【００１０】
ホログラム記録層１０５に記録された画像の画質を維持するには、支持体フィルム１０７の複屈折が十分に小さい必要があり、且つ支持体フィルム１０７の屈折率とホログラム記録層１０５の感光性材料の屈折率とが同一であることが望ましい。
【００１１】
感光性材料の成分により支持体フィルム１０７が化学的にダメージを受けるので（ケミカルアタック）、ホログラム記録層１０５と支持体フィルム１０７との間にブロッキング層（ハードコート等）１０６を配する必要がある。
【００１２】
ホログラム記録層１０５の表面に接着層１０４を塗布するのは感光性材料が完全にポリマー化された後に行う必要があり、未露光およびモノマー成分が残留している状況での接着層の形成が困難である。
【００１３】
上述した理由によって、実際に実現可能な構成が図１３に示すものとなる。かかるホログラム積層体は、セパレータ層１０１を除いても１００μｍ以上と厚くなる。商品そのものにホログラム積層体を貼り付けて使用する場合には、その総厚はできるだけ薄くしたい要望が多い。また、製造工程が複雑となり、製造コストが高くなる問題があった。さらに、レーザー露光で複製を作成する際に、ホログラム原版およびホログラム積層体の間に空気層が入ると屈折率の変化が起こり安定した複製ができない。そのため通常は、光学密着液を原版およびホログラム積層体の界面に塗布して、空気を除去して密着させる工程が必要となる。しかしながら、完全に空気が入らないようにすることは困難で、また、光学密着液が人体に有害な影響を与えるので、光学密着液を使用することは、問題である。
【００１４】
したがって、この発明の目的は、これらの問題点が解決されたホログラム複製方法およびホログラム作成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述した課題を解決するために、この発明は、エネルギー線硬化樹脂上に感光性材料が塗布され、
感光性材料が記録済のホログラム記録層を有する原版と対向配置され、
原版に対して感光性材料が密着され、
レーザ光がエネルギー線硬化樹脂側から密着状態の感光性材料および原版に対して照射するホログラム複製方法である。
【００１６】
エネルギー線硬化樹脂上に感光性材料を一定の厚みで塗布する塗布工程と、
感光性材料を記録済のホログラム記録層を有する原版と密着させ、レーザ光をエネルギー線硬化樹脂側から密着状態の感光性材料および原版に対して照射する複製工程と、
感光性材料に被着されたエネルギー線硬化樹脂を硬化させる硬化工程と
からなるホログラム作成方法である。
【００１７】
好ましくは、塗布工程を行う第１の位置と複製工程を行う第２の位置と硬化工程を行う第３の位置とが、それぞれ搬送手段によってインライン接続されている。
【００１８】
この発明は、第１のエネルギー線硬化樹脂上に感光性材料を一定の厚みで塗布する塗布工程と、
感光性材料を記録済のホログラム記録層を有する原版と密着させ、レーザ光を第１のエネルギー線硬化樹脂側から密着状態の感光性材料および原版に対して照射する複製工程と、
感光性材料と第２のエネルギー線硬化樹脂とを貼り合わせる貼り合わせ工程と、
感光性材料の両面に被着された第１および第２のエネルギー線硬化樹脂を硬化させる硬化工程と
からなるホログラム作成方法である。
【００１９】
好ましくは、塗布工程を行う第１の位置と複製工程を行う第２の位置と貼り合わせ工程を行う第３の位置と硬化工程を行う第４の位置とが、それぞれ搬送手段によってインライン接続されている。
【発明の効果】
【００２０】
この発明では、ホログラム記録層の感光性材料をエネルギー線硬化樹脂からなる支持体に塗布して形成される。支持体は、エネルギー線硬化樹脂を薄く塗布して作成することが可能であり、厚みを薄くできる。この感光性材料が塗布される支持体自体がハードコートの機能を有し、表面保護層として形成される。
【００２１】
この発明では、ホログラム記録層に被着される表面保護層が剥離紙の上にエネルギー線硬化樹脂を薄く塗布して作成される。接着剤層も同様に塗布して形成される。ホログラム積層体を商品に貼り付ける際に、背景によって画像が見にくくなることを防止するために、接着剤層自体が黒色とされるので、黒色シートを用いる必要がない。
【００２２】
エネルギー線硬化樹脂で形成される表面保護層およびブロッキング層は、複屈折がゼロに近く、また感光性材料の屈折率と同じ樹脂材料を用いることは容易である。一般的な樹脂フィルムの代わりにエネルギー線硬化樹脂の層を支持体として用いることによって、ホログラム積層体の総厚の低減、コストの低減、各構成層の屈折率の均一化が可能となる。
【００２３】
レーザー露光による複製時に光学密着液を用いず、ウェット状態の感光性材料をホログラム原版表面に密着させることで、ホログラム原版およびホログラム積層体間の空気を除去することができる。
【００２４】
ホログラム積層体の構成要素中に樹脂フィルムを使用しないことにより、ホログラム積層体が商品に貼り付けられた後に剥がす場合において、強度的に脆いエネルギー線硬化樹脂層自体が破壊されホログラム積層体の再貼り付けが不可能となる。このことによって、セキュリティを高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】ホログラフィックステレオグラム作成時の画像処理の一例の説明に用いる略線図である。
【図２】ホログラフィックステレオグラムプリンタ装置の光学系の一例を示す略線図である。
【図３】光重合型フォトポリマの感光プロセスを示す略線図である。
【図４】この発明によるホログラム積層体の一実施の形態の断面図である。
【図５】この発明によるホログラム積層体の一実施の形態の変形例断面図である。
【図６】この発明の一実施の形態のホログラム作成方法において、各工程の積層構造を示す断面図である。
【図７】ホログラム作成方法における感光性材料の塗布、乾燥および膜圧制御工程を示す略線図である。
【図８】ホログラム作成方法における複製、貼り合わせ、紫外線硬化樹脂硬化工程を示す略線図である。
【図９】ホログラム作成方法における外観検査、型抜き、巻き取り工程を示す略線図である。
【図１０】複製装置の複製工程の説明に用いる略線図である。
【図１１】ホログラム積層体をラミネート処理した構造の一例の説明に用いる略線図である。
【図１２】ホログラム積層体をラミネート処理した構造の他の例の説明に用いる略線図である。
【図１３】従来のホログラム積層体の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、この発明の一実施の形態について、図面を参照して説明する。以下に説明する実施の形態は、この発明の具体的な例であり、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、この発明の範囲は、以下の説明において、特にこの発明を限定する旨の記載がない限り、実施の形態に限定されないものとする。なお、説明は、以下の順序で行う。
１．一実施の形態
２．他の実施の形態（変形例）
【００２７】
１．一実施の形態
［ホログラム原版作成システム］
先ず、ホログラムが記録された原版が作成される。原版は、例えば水平方向の視差情報を有する多数の短冊状の複数の要素ホログラムを１つのホログラム記録媒体上に順次記録することで作成される。すなわち、図１に示すように、視差情報を含む複数の画像データＤ１のそれぞれを視差方向、すなわち、横（幅）方向にスリット状に分割し、分割後のスライスを寄せ集めて処理後の画像Ｄ５を再構成するものである。
【００２８】
かかる原版を作成するプリンタ装置の光学系について、図２を参照してより詳細に説明する。なお、図２Ａは、プリンタ装置全体の光学系を上方から見た図であり、図２Ｂは、プリンタ装置全体の光学系を横から見た図である。
【００２９】
プリンタ装置は、図２に示すように、所定の波長のレーザ光を出射するレーザ光源３１と、レーザ光源３１からのレーザ光Ｌ１の光軸上に配されたシャッタ３２、ミラー３８およびハーフミラー３３とを備えている。ここで、レーザ光源３１には、波長が５１４．５ｎｍ、出力２００ｍＷのアルゴンレーザを用いた。
【００３０】
シャッタ３２は、制御用コンピュータによって制御され、ホログラム記録媒体３０を露光しないときには閉じられ、ホログラム記録媒体３０を露光するときに開放される。また、ハーフミラー３３は、シャッタ３２を通過してきたレーザ光Ｌ２を、参照光と物体光とに分離するためのものであり、ハーフミラー３３によって反射された光Ｌ３が参照光となり、ハーフミラー３３を透過した光Ｌ４が物体光となる。
【００３１】
なお、この光学系において、ハーフミラー３３によって反射され、ホログラム記録媒体３０に入射する参照光の光路長と、ハーフミラー３３を透過しホログラム記録媒体３０に入射する物体光の光路長とは、ほぼ同じ長さとする。これにより、参照光と物体光との干渉性が高まり、より鮮明な再生像が得られるホログラムを作成することが可能となる。
【００３２】
ハーフミラー３３によって反射された光Ｌ３の光軸上には、参照光用の光学系として、シリンドリカルレンズ３４と、参照光を平行光とするためのコリメータレンズ３５と、コリメータレンズ３５からの平行光を反射する全反射ミラー３６とがこの順に配置されている。
【００３３】
そして、ハーフミラー３３によって反射された光は、先ず、シリンドリカルレンズ３４によって発散光とされる。次に、コリメータレンズ３５によって平行光とされる。その後、全反射ミラー３６によって反射され、ホログラム記録媒体３０の裏面側に入射する。
【００３４】
一方、ハーフミラー３３を透過した光Ｌ４の光軸上には、物体光用の光学系として、ハーフミラー３３からの透過光を反射する全反射ミラー３８、凸レンズとピンホールを組み合わせたスペーシャルフィルタ３９、物体光を平行光とするためのコリメータレンズ４０、記録対象の画像を表示する表示装置４１、表示装置４１を透過してきた光を要素ホログラムの幅方向に拡散させる一次元拡散板４２、一次元拡散板４２を透過した物体光をホログラム記録媒体３０上に集光するシリンドリカルレンズ４３、一次元拡散機能をもつ光学機能板４５がこの順に配置されている。
【００３５】
シリンドリカルレンズ４３が視差方向（要素ホログラム短手方向または観察時水平方向）に物体光を集光する。光学機能板４５は、集光された物体光を短冊状の要素ホログラムの長手方向に一次元的に拡散するもので、長手方向での視点の移動に対応するためのものである。例えばピッチが微細なレンチキュラーレンズを光学機能板４５として使用することができる。
【００３６】
そして、ハーフミラー３３を透過した光Ｌ４は、全反射ミラー３８によって反射された後、スペーシャルフィルタ３９によって点光源からの発散光とされる。次に、コリメータレンズ４０によって平行光とされ、その後、表示装置４１に入射する。表示装置４１は、例えば液晶ディスプレイからなる投影型の画像表示装置であり、制御用コンピュータによって制御され、制御用コンピュータから送られた画像データＤ５に基づく画像を表示する。
【００３７】
そして、表示装置４１を透過した光は、表示装置４１に表示された画像によって変調された光となり、一次元拡散板４２によって拡散される。ここで、一次元拡散板４２は、表示装置４１からの透過光を要素ホログラム幅方向に若干拡散させることにより、要素ホログラム内に光を分散させることで、作成されるホログラムの画質の向上に寄与する。
【００３８】
このとき、拡散板４２には、拡散板移動手段（図示は省略する）を設け、各要素ホログラムを形成する毎にこれをランダムに移動し、その位置を要素ホログラム毎に変えるようにする。これにより、ホログラムを観察したときに無限遠に定位するノイズを低減することができる。
【００３９】
［ホログラム記録媒体］
ここで、上述したホログラム原版作成システムにおいて使用されるホログラム記録媒体３０について説明する。このホログラム記録媒体３０は、ガラス板によってフォトポリマー層が挟まれた構成、またはフィルム上にフォトポリマーが塗布された構成を有している。
【００４０】
例えば光重合型フォトポリマーは、初期状態では、図３Ａに示すように、モノマＭがマトリクスポリマに均一に分散している。これに対して、図３Ｂに示すように、１０〜４００ｍＪ／ｃｍ2程度のパワーの光ＬＡを照射すると、露光部においてモノマＭが重合する。そして、ポリマ化するにつれて周囲からモノマＭが移動してモノマＭの濃度が場所によって変化し、これにより、屈折率変調が生じる。この後、図３Ｃに示すように、１０００ｍＪ／ｃｍ2程度のパワーの紫外線または可視光ＬＢを全面に照射することにより、モノマＭの重合が完了する。このように、光重合型フォトポリマーは、入射された光に応じて屈折率が変化するので、参照光と物体光との干渉によって生じる干渉縞（明暗）を、屈折率の変化として記録することができる。
【００４１】
［ホログラム積層体］
上述したプリンタ装置によって原版が作成され、原版に対してこの発明によるホログラム積層体が密着され、レーザ光が照射されることによって、原版が複製される。この発明によるホログラム積層体は、図４に示す構成を有している。
【００４２】
この発明によるホログラム積層体は、感光性材料からなるホログラム記録層１と、ホログラム記録層１の上面に被着された表面保護層（ハードコートと適宜称する）２と、ホログラム記録層１の下面に被着されたブロッキング層（ハードコートと適宜称する）３とからなる。ハードコート２および３は、エネルギー線硬化樹脂例えば紫外線硬化樹脂によって形成される。ハードコート２および３の紫外線硬化樹脂は、完全硬化および半硬化の何れの状態でも良い。シールとしてホログラム積層体を構成する場合には、ハードコート３の下面に接着剤層（粘着層とも呼ばれる）４を介してセパレータ層（ＰＥＴ等の樹脂からなる剥離フィルム）５が存在する。
【００４３】
ホログラム記録層１は、感光性材料として例えば屈折率Ｎが１．５２のフォトポリマーを使用し、入射される光の明暗を屈折率の差として記録することができる。ホログラム記録層１として要求される特性は、下記のものである。
高回折効率（例えば９０％以上）、回折波長半値幅：５〜３０ｎｍ、高感度（例えば２０ｍＪ／ｃｍ2以下）、収縮率が低いこと
【００４４】
ハードコート２は、傷の防止、帯電防止、フィルム形状形成、並びにホログラム形状の安定化のために設けられている。ハードコート２に要求される特性は、下記のものである。
高い表面硬度（傷つき防止のため）、低い表面抵抗、耐熱性（例えば１００〜１２０°Ｃ）、低い吸湿性、良好な接着性および材料密着性、感光性材料にほぼ等しい光学屈折率（例えば１．５２）、低い複屈折性（例えば±１５ｎｍ（波長が６３３ｎｍに対して））、低いヘイズ（表面または内部の不明瞭なくもり（外観上）の度合いのことをヘイズという）、高い透明性、表面の平滑性が良好なこと、薄い膜厚とできること（例えば２０μｍ以下）
【００４５】
ハードコート３は、材料透過防止とホログラム形状の安定化のために設けられている。感光性材料がセパレータ層５の樹脂フィルムに対して化学反応を起こすために、ブロッキング層としてのハードコート３が設けられる。ハードコート３に要求される特性は、下記のものである。
耐溶剤性（感光性材料を液状とするための溶剤によって化学的ダメージを受けない）、耐熱性（例えば１００〜１２０°Ｃ）、低い吸湿性、良好な接着性および材料密着性、薄い膜厚とできること（例えば２０μｍ以下）
【００４６】
接着剤層４は、良好な接着性が要求される。黒色とするのは、商品等に貼り付けた場合に、背景が透けて見えると、ホログラムの画像が見にくくなることを防止するためである。
【００４７】
各層の厚みの一例を下記に示す。
ホログラム記録層：１２μｍ、ハードコート２：１０μｍ、ハードコート３：１０μｍ、接着剤層４：１７μｍ
ホログラム積層体の全体の厚みｔ：４９μｍ
【００４８】
この発明の一実施の形態では、従来では１００μｍ以上であったホログラム積層体の厚みを５０μｍ以下とできる。
【００４９】
なお、図４に示すこの発明によるホログラム積層体の構成において、ハードコート３はホログラム記録層１の感光材料が接着剤層４に対して化学反応を生じる可能性がある場合には必要であるが、その可能性がない場合には、ハードコート３を省略してもよい。すなわち、図５示すように、ホログラム積層体を、ホログラム記録層１と、ホログラム記録層１の上面に被着されたハードコート２とからなる構成としてもよい。この構成にすることによって、ホログラム積層体の厚みをさらに薄くできる。
【００５０】
図５に示すホログラム積層体の各層の厚みの一例を下記に示す。
ホログラム記録層：１２μｍ、ハードコート２：１０μｍ、接着剤層１７μｍ、
ホログラム積層体の全体の厚みｔ：３９μｍ
【００５１】
［ホログラム積層体の製造方法］
次に、上述したホログラム積層体の製造工程について、図６、図７、図８および図９を参照して説明する。図６は、各工程の積層構造を示すものである。また、図７、図８および図９は、一連の製造工程を示すものであるが、図面の作成スペースの制約から一連の製造工程が工程毎に分割されたものである。
【００５２】
図７は、感光性材料の塗布、乾燥および膜厚制御工程を示す。図６Ａに示すように、例えばＰＥＴからなる剥離フィルム１１ａ上にハードコート２を構成するエネルギー線硬化樹脂例えば紫外線硬化樹脂１１ｂが塗布されたフィルム１１がロール状に巻かれている。紫外線硬化樹脂１１ｂは、未硬化または半硬化状態（この状態をウエット状態と称する）である。剥離フィルム１１ａは、紫外線硬化樹脂１１ｂの引っ張り強度を補強するためのもので、後述するように、完成時には、剥離されて破棄される。
【００５３】
繰り出されたフィルム１１が矢印方向に走行され、ローラ１２の周面に巻き付けられる。フィルムの紫外線硬化樹脂１１ｂ上に感光性材料例えばフォトポリマー１３がスリットダイヘッド１４によって一定の膜厚となるように塗布される。スリットダイヘッド１４は、有機溶剤を溶媒とする液状のフォトポリマーが図示しないタンクから供給され、スリットの幅でもってフォトポリマーを塗布するものである。スリットの開閉および開口の幅は、図示しない制御部によって制御可能とされている。
【００５４】
フォトポリマー１３が塗布されたフィルムが乾燥部１５に導入され、乾燥される。この乾燥によって、有機溶剤の除去等がなされる。乾燥部１５は、遠赤外線、温風等をフォトポリマー１３に当ててフォトポリマー１３を乾燥させる。乾燥は、塗布されたフォトポリマー１３がたれることを防止するために行われ、乾燥後において、フォトポリマー１３は、ウエット状態である。
【００５５】
乾燥後に膜厚測定装置１６によってフォトポリマー１３の厚みが測定され、測定結果によってスリットダイヘッド１４のスリットの開口量等が制御されてフォトポリマー１３の厚みが一定に制御される。フォトポリマー１３の塗布が終了した段階の積層構造を図６Ｂに示す。
【００５６】
次に、図８に示す構成によって、複製、貼り合わせ、紫外線硬化樹脂の硬化が行われる。剥離フィルム１１ａおよび紫外線硬化樹脂１１ｂが積層されたフィルム１１上にフォトポリマー１３が塗布された３層構造のフィルムが複製装置１７に導入される。複製装置１７において、フィルムが停止された状態において原版１８に対してフォトポリマー１３が密着され、レーザ光が照射される。図３を参照して説明した原理と同様に、原版１８の干渉縞が屈折率の変化としてフォトポリマー１３に複製される。複製装置１７については、後でより詳細に説明する。
【００５７】
複製後のフォトポリマー１３を有するフィルムが転接するローラ１９ａおよび１９ｂの間に導入される。一方、ロール状のフィルム２０が繰り出され、フィルム２０がローラ２１を介してローラ１９ａおよび１９ｂの間に導入される。このフィルム２０は、図６Ｃに示すように、例えばＰＥＴのセパレータ層２０ａ（図１におけるセパレータ層５に対応する）上に黒色の接着剤層２０ｂ（図１における接着剤層４に対応する）を介してハードコート３に対応する紫外線硬化樹脂２０ｃが積層された構造を有する。紫外線硬化樹脂２０ｃは、ウエット状態である。なお、図５に示すホログラム積層体を作製する場合には、フィルム２０は紫外線硬化樹脂２０ｃを省略した構成となる。
【００５８】
ローラ１９ａおよび１９ｂによってフォトポリマー１３と紫外線硬化樹脂２０ｃとが対向して圧着され、二つのフィルムが貼り合わされる。貼り合わされた後のフィルムに対して参照符号２２を付す。貼り合わせ後に、必要に応じて乾燥部２３によって乾燥がなされる。乾燥部２３を通過したフィルム２２に対して紫外線照射装置２４によって紫外線が照射される。フィルム２２は、図６Ｄに示す積層構造を有する。
【００５９】
紫外線の照射によって、紫外線硬化樹脂１１ｂおよび２０ｃが半硬化状態または完全硬化状態となり、それぞれが上述したような要求される特性を満たすハードコート２および３を構成する。図６Ｄに示される積層構造は、剥離フィルム１１ａを除いて図１に示すこの発明によるホログラム積層体の構成を基本的に有する。
【００６０】
図９に示す外観検査、型抜きおよび巻き取り工程に対してフィルム２２が移送される。欠陥検査カメラ２５によって欠陥の有無が検査される。互いに転接するローラ２６ａおよび２６ｂ間にフィルム２２が挿入され、剥離フィルム１１ａが剥離され、ロール状に巻き取られる。剥離フィルム１１ａが除去されたフィルム２７は、基本的にホログラム積層体を構成する。
【００６１】
互いに転接するローラ２６ａおよび型抜き用ロールカッター２６ｃ間にフィルム２７が挿入され、フィルム２７に対して型抜きがなされる。表面保護のハードコート２に対応する紫外線硬化樹脂１１ｂから例えばセパレータ層２０ａの表面までの深さの切り込みが形成される。フィルムの幅を横切るように切り込みを形成したり、矩形の切り込みを形成することによって、所望の平面形状の切り込みがロールカッター２６ｃによって形成される。なお、フィルム２７において、型抜きの結果生じた不要な部分を破棄しても良い。
【００６２】
型抜き工程が終了したフィルム２７が製品巻き取りロール２８によって巻き取られる。一つのロール毎に所定長のフィルム２７（フィルム状ホログラム積層体）が巻かれる。以上の工程によって、ホログラム積層体の製造が完了する。図７、図８および図９を参照して説明した一連の製造工程は、上述のようにインラインで行われる。インラインで上記一連の製造工程を行うことによって、感光性材料の劣化及び異物付着等による歩留りの低下が防止できる。また、未露光材料を保管するための暗室構造保管スペースも不要となる。
【００６３】
上述した複製装置１７（図８参照）について、図１０を参照してより詳細に説明する。複製装置１７は、原版１８を含む複製エリアを密閉するチャンバ（二点鎖線で示す）と、チャンバ全体を真空環境とする排気装置（図示しない）と、原版１８の幅以上の周面の幅を有するローラ５１，５２，５３，５４とを有する。原版１８は、例えば２枚のガラス板の間に記録済のホログラム記録層１８ａが存在するものである。原版１８として、この発明によるホログラム積層体と同様の構成のフィルム状のものを使用しても良い。フィルム２２のフォトポリマー１３の露出面が上側の原版１８と対向するようになされる。ローラ５１〜５４がフィルム２２の下面側に配置される。
【００６４】
ローラ５１および５４は、複製装置１７の入り口側および出口側にそれぞれ設置されており、設置位置は、固定である。ローラ５２および５３は、複製装置１７の内部で出口側の近傍に設置されている。ローラ５２は、原版１８の出口側のエッジの下方に位置している。ローラ５２および５３は、垂直方向に位置が可変可能とされている。さらに、ローラ５２および５３は、フィルム２２の移送方向（図１０に向って見て左から右への方向）と逆方向にスライド可能とされている。
【００６５】
図１０Ａに示すように、原版１８の下方にフィルム２２の複製領域が位置すると、フィルム２２の移送が停止され、チャンバ内が真空とされる。真空とするのは、原版１８とフィルム２２のフォトポリマー１３との間に空気が入り込むのを防止するためである。但し、真空化の工程を行わないでも良い。
【００６６】
次に、図１０Ｂに示すように、ローラ５２および５３が上昇され、フィルム２２が上に持ち上げられる。フィルム２２が原版１８のエッジに接触する位置よりやや上方にローラ５２、５３が上昇される。したがって、フィルム２２のフォトポリマー１３が原版１８のエッジに押し当てられる。
【００６７】
次に、図１０Ｃに示すように、ローラ５２および５３がスライドし、ローラ５３によってフィルム２２が原版１８の出口側エッジに押し付けられると共に、ローラ５２が入り口側に向って原版１８の入り口側のエッジの下方の位置までスライドされる。スライド時にローラ５２の加圧力によってフィルム２２のフォトポリマー１３が原版１８に圧着される。上述したように、フォトポリマー１３は、ウエット状態であるので、別個に密着液を使用しないでもフォトポリマー１３と原版１８との間に空気が入らないで、両者が全面で密着する。フォトポリマー１３と原版１８とが密着した状態で下方からレーザ光５５が照射される。レーザ光の波長は、原版１８の記録時と同一である。
【００６８】
所定光量のレーザ光５５を所定時間照射すると、原版１８のホログラム記録層１８ａからの反射光（物体光）とレーザ光５５（参照光）の干渉による明暗が屈折率の変化としてフォトポリマー１３に記録される。レーザ光５５の照射の後に、紫外線を照射して紫外線硬化樹脂を完全硬化させても良い。
【００６９】
次に、図１０Ｄに示すように、大気が導入されると共に、出口側ローラ５３が下降され、フィルム２２が原版１８の出口側エッジにおいて原版１８から剥離される。フィルム２２が原版１８から剥離されると、ローラ５２および５３がスライドすると共に下降し、ローラ５２および５３が図１０Ａに示す初期位置に位置する。そして、フィルム２２が移送され、次の記録領域が原版１８の下面に位置する状態でフィルム２２が停止される。そして、上述したのと同様の複製工程がなされる。
【００７０】
上述したこの発明の一実施の形態は、ホログラム積層体がセパレータ層５上に接着剤層４を介して被着される構成である。しかしながら、カード状ホログラムの場合では、ラミネート処理されるために、セパレータ層５を使用しない場合がある。図１１および図１２は、ラミネート処理される場合の構成例をそれぞれ示す。
【００７１】
図１１において、参照符号６１がこの発明によるホログラム積層体を示す。すなわち、ホログラム積層体６１は、画像情報が記録されたホログラム記録層１と、ホログラム記録層１の両面にハードコート２および３が被着された積層構造を有する。ホログラム積層体６１の両面にＰＥＴ等の透明樹脂フィルム６２および６３が配される。
【００７２】
さらに、透明樹脂フィルム６３の下面にプリントフィルム６４が配される。プリントフィルム６４は、枠に対して印刷が施されると共に、裏面が黒色に印刷された樹脂フィルムである。これらのホログラム積層体６１、透明樹脂フィルム６２および６３、プリントフィルム６４は、ほぼ同一の形状を有し、熱溶着等の方法で互いに接着される。
【００７３】
図１２に示す他の例は、ホログラム積層体７１の上面に透明樹脂フィルム７２およびプリントフィルム７３が順に積層され、下面に白色の樹脂（ＰＥＴ）フィルム７４が配された積層構造を有する。プリントフィルム７３は、枠に対する印刷がされると共に、枠内が透明とされている。樹脂フィルム７４は、ホログラム積層体７１と接する面が黒色印刷面とされ、反対面、すなわち、裏面に文字等が印刷されたものである。印刷される文字は、例えば当該ホログラムの鑑賞方法の説明文とされる。
【００７４】
２．他の実施の形態
以上、この発明の実施形態について説明してきたが、この発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えばエネルギー線硬化樹脂に対して感光性材料を塗布する場合に、エネルギー線硬化樹脂の表面にコロナ放電処理等の前処理を施すことによって、エネルギー線硬化樹脂と感光性材料との密着性がより高くなるようにしても良い。さらに、上述した説明では、紫外線硬化樹脂を使用したが、電子線硬化樹脂や可視光線硬化樹脂、熱硬化樹脂等を使用しても良い。
【符号の説明】
【００７５】
１・・・ホログラム記録層
２・・・表面保護層としてのハードコート
３・・・ブロッキング層としてのハードコート
４・・・接着剤層
５・・・セパレータ層
１１ａ・・・剥離フィルム
１１ｂ・・・紫外線硬化樹脂
１３・・・フォトポリマー
１４・・・スリットダイヘッド
１７・・・複製装置
１８・・・原版
２０ａ・・・セパレータ層としての紫外線硬化樹脂
２０ｂ・・・接着剤層
２０ｃ・・・紫外線硬化樹脂
３０・・・ホログラム記録媒体
３１・・・レーザ光源
４１・・・表示装置
Ｌ３・・・参照光
Ｌ４・・・物体光
【技術分野】
【０００１】
この発明は、リップマンホログラムに適用されるホログラム複製方法およびホログラム作成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
立体表示が可能なホログラムは、クレジットカードの真贋判定のために使用されている。現状では、干渉膜を表面の凹凸として記録したエンボス型ホログラムが多く使用されている。しかしながら、エンボス型ホログラムは、偽造されやすい問題があった。これに対して、干渉膜を膜内部の屈折率の差として記録するリップマン型ホログラムは、偽造が極めて困難である。その理由は、記録画像を制作するのに高度な技術が必要とされ、また、記録材料が入手困難なことによる。
【０００３】
リップマン型ホログラムを制作する過程は、概略的には、画像の撮像、またはコンピュータグラフィックスによる画像の取得と、取得した画像の編集等の処理からなるコンテンツ製作工程と、ホログラム原版作成工程と、複製（量産）工程とからなる。画像編集工程で得られた複数の画像のそれぞれが例えば円筒状レンズによって短冊状の画像に変換される。画像の物体光と参照光との干渉縞が短冊状の要素ホログラムとしてホログラム記録媒体に順次記録されることによって原版が作製される。原版に対してホログラム記録媒体が密着され、レーザ光が照射され、ホログラムが複製される。
【０００４】
このホログラムでは、例えば横方向の異なる観察点から順次撮影することにより得られた画像情報が短冊状の要素ホログラムとして横方向に順次記録されているので、このホログラムを観察者が両目で見たとき、その左右の目にそれぞれ写る２次元画像は若干異なるものとなる。これにより、観察者は視差を感じることとなり、３次元画像が再生されることとなる。
【０００５】
上述したように、短冊状の要素ホログラムを順次記録する場合には、水平方向のみに視差を持つＨＰＯ（Horizontal Parallax Only）ホログラムが作成される。ＨＰＯ型は、プリントにかかる時間が短く、高画質記録が実現できる。さらに、記録方式において上下視差も入れることもできる。水平方向および垂直方向の両方向に視差を持つホログラムは、ＦＰ（Full Parallax）型のホログラムと称される。
【０００６】
上述した複製に使用されるホログラム記録媒体（以下、ホログラム積層体と称する）として、下記の特許文献１に記載のものを図１３に示す。但し、特許文献１に記載されている構造は、ブロッキング層１０６および表面保護層１０８を有しない構成である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−０９０８５７号公報
【０００８】
図１３において、最も下側の２点鎖線で示すセパレータ層（剥離紙、剥離フィルム、カバーシート等とも称される）１０１に対して、接着層１０２、黒色シート１０３、接着層１０４、感光性材料例えばフォトポリマーからなるホログラム記録層１０５、ブロッキング層（ハードコート等）１０６、支持体フィルム１０７および表面保護層（ハードコート）１０８が順に積層されている。セパレータ層１０１は、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）からなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
支持体フィルム１０７は、ＰＥＴ、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）等が使用される。支持体フィルム１０７の表面硬度は低く傷がつきやすいので、その表面にハードコート処理をし、ハードコート１０８を形成する必要がある。また、支持体フィルム１０７は、数μｍから十数μｍ程度に薄く製造することは困難である。
【００１０】
ホログラム記録層１０５に記録された画像の画質を維持するには、支持体フィルム１０７の複屈折が十分に小さい必要があり、且つ支持体フィルム１０７の屈折率とホログラム記録層１０５の感光性材料の屈折率とが同一であることが望ましい。
【００１１】
感光性材料の成分により支持体フィルム１０７が化学的にダメージを受けるので（ケミカルアタック）、ホログラム記録層１０５と支持体フィルム１０７との間にブロッキング層（ハードコート等）１０６を配する必要がある。
【００１２】
ホログラム記録層１０５の表面に接着層１０４を塗布するのは感光性材料が完全にポリマー化された後に行う必要があり、未露光およびモノマー成分が残留している状況での接着層の形成が困難である。
【００１３】
上述した理由によって、実際に実現可能な構成が図１３に示すものとなる。かかるホログラム積層体は、セパレータ層１０１を除いても１００μｍ以上と厚くなる。商品そのものにホログラム積層体を貼り付けて使用する場合には、その総厚はできるだけ薄くしたい要望が多い。また、製造工程が複雑となり、製造コストが高くなる問題があった。さらに、レーザー露光で複製を作成する際に、ホログラム原版およびホログラム積層体の間に空気層が入ると屈折率の変化が起こり安定した複製ができない。そのため通常は、光学密着液を原版およびホログラム積層体の界面に塗布して、空気を除去して密着させる工程が必要となる。しかしながら、完全に空気が入らないようにすることは困難で、また、光学密着液が人体に有害な影響を与えるので、光学密着液を使用することは、問題である。
【００１４】
したがって、この発明の目的は、これらの問題点が解決されたホログラム複製方法およびホログラム作成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述した課題を解決するために、この発明は、エネルギー線硬化樹脂上に感光性材料が塗布され、
感光性材料が記録済のホログラム記録層を有する原版と対向配置され、
原版に対して感光性材料が密着され、
レーザ光がエネルギー線硬化樹脂側から密着状態の感光性材料および原版に対して照射するホログラム複製方法である。
【００１６】
エネルギー線硬化樹脂上に感光性材料を一定の厚みで塗布する塗布工程と、
感光性材料を記録済のホログラム記録層を有する原版と密着させ、レーザ光をエネルギー線硬化樹脂側から密着状態の感光性材料および原版に対して照射する複製工程と、
感光性材料に被着されたエネルギー線硬化樹脂を硬化させる硬化工程と
からなるホログラム作成方法である。
【００１７】
好ましくは、塗布工程を行う第１の位置と複製工程を行う第２の位置と硬化工程を行う第３の位置とが、それぞれ搬送手段によってインライン接続されている。
【００１８】
この発明は、第１のエネルギー線硬化樹脂上に感光性材料を一定の厚みで塗布する塗布工程と、
感光性材料を記録済のホログラム記録層を有する原版と密着させ、レーザ光を第１のエネルギー線硬化樹脂側から密着状態の感光性材料および原版に対して照射する複製工程と、
感光性材料と第２のエネルギー線硬化樹脂とを貼り合わせる貼り合わせ工程と、
感光性材料の両面に被着された第１および第２のエネルギー線硬化樹脂を硬化させる硬化工程と
からなるホログラム作成方法である。
【００１９】
好ましくは、塗布工程を行う第１の位置と複製工程を行う第２の位置と貼り合わせ工程を行う第３の位置と硬化工程を行う第４の位置とが、それぞれ搬送手段によってインライン接続されている。
【発明の効果】
【００２０】
この発明では、ホログラム記録層の感光性材料をエネルギー線硬化樹脂からなる支持体に塗布して形成される。支持体は、エネルギー線硬化樹脂を薄く塗布して作成することが可能であり、厚みを薄くできる。この感光性材料が塗布される支持体自体がハードコートの機能を有し、表面保護層として形成される。
【００２１】
この発明では、ホログラム記録層に被着される表面保護層が剥離紙の上にエネルギー線硬化樹脂を薄く塗布して作成される。接着剤層も同様に塗布して形成される。ホログラム積層体を商品に貼り付ける際に、背景によって画像が見にくくなることを防止するために、接着剤層自体が黒色とされるので、黒色シートを用いる必要がない。
【００２２】
エネルギー線硬化樹脂で形成される表面保護層およびブロッキング層は、複屈折がゼロに近く、また感光性材料の屈折率と同じ樹脂材料を用いることは容易である。一般的な樹脂フィルムの代わりにエネルギー線硬化樹脂の層を支持体として用いることによって、ホログラム積層体の総厚の低減、コストの低減、各構成層の屈折率の均一化が可能となる。
【００２３】
レーザー露光による複製時に光学密着液を用いず、ウェット状態の感光性材料をホログラム原版表面に密着させることで、ホログラム原版およびホログラム積層体間の空気を除去することができる。
【００２４】
ホログラム積層体の構成要素中に樹脂フィルムを使用しないことにより、ホログラム積層体が商品に貼り付けられた後に剥がす場合において、強度的に脆いエネルギー線硬化樹脂層自体が破壊されホログラム積層体の再貼り付けが不可能となる。このことによって、セキュリティを高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】ホログラフィックステレオグラム作成時の画像処理の一例の説明に用いる略線図である。
【図２】ホログラフィックステレオグラムプリンタ装置の光学系の一例を示す略線図である。
【図３】光重合型フォトポリマの感光プロセスを示す略線図である。
【図４】この発明によるホログラム積層体の一実施の形態の断面図である。
【図５】この発明によるホログラム積層体の一実施の形態の変形例断面図である。
【図６】この発明の一実施の形態のホログラム作成方法において、各工程の積層構造を示す断面図である。
【図７】ホログラム作成方法における感光性材料の塗布、乾燥および膜圧制御工程を示す略線図である。
【図８】ホログラム作成方法における複製、貼り合わせ、紫外線硬化樹脂硬化工程を示す略線図である。
【図９】ホログラム作成方法における外観検査、型抜き、巻き取り工程を示す略線図である。
【図１０】複製装置の複製工程の説明に用いる略線図である。
【図１１】ホログラム積層体をラミネート処理した構造の一例の説明に用いる略線図である。
【図１２】ホログラム積層体をラミネート処理した構造の他の例の説明に用いる略線図である。
【図１３】従来のホログラム積層体の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、この発明の一実施の形態について、図面を参照して説明する。以下に説明する実施の形態は、この発明の具体的な例であり、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、この発明の範囲は、以下の説明において、特にこの発明を限定する旨の記載がない限り、実施の形態に限定されないものとする。なお、説明は、以下の順序で行う。
１．一実施の形態
２．他の実施の形態（変形例）
【００２７】
１．一実施の形態
［ホログラム原版作成システム］
先ず、ホログラムが記録された原版が作成される。原版は、例えば水平方向の視差情報を有する多数の短冊状の複数の要素ホログラムを１つのホログラム記録媒体上に順次記録することで作成される。すなわち、図１に示すように、視差情報を含む複数の画像データＤ１のそれぞれを視差方向、すなわち、横（幅）方向にスリット状に分割し、分割後のスライスを寄せ集めて処理後の画像Ｄ５を再構成するものである。
【００２８】
かかる原版を作成するプリンタ装置の光学系について、図２を参照してより詳細に説明する。なお、図２Ａは、プリンタ装置全体の光学系を上方から見た図であり、図２Ｂは、プリンタ装置全体の光学系を横から見た図である。
【００２９】
プリンタ装置は、図２に示すように、所定の波長のレーザ光を出射するレーザ光源３１と、レーザ光源３１からのレーザ光Ｌ１の光軸上に配されたシャッタ３２、ミラー３８およびハーフミラー３３とを備えている。ここで、レーザ光源３１には、波長が５１４．５ｎｍ、出力２００ｍＷのアルゴンレーザを用いた。
【００３０】
シャッタ３２は、制御用コンピュータによって制御され、ホログラム記録媒体３０を露光しないときには閉じられ、ホログラム記録媒体３０を露光するときに開放される。また、ハーフミラー３３は、シャッタ３２を通過してきたレーザ光Ｌ２を、参照光と物体光とに分離するためのものであり、ハーフミラー３３によって反射された光Ｌ３が参照光となり、ハーフミラー３３を透過した光Ｌ４が物体光となる。
【００３１】
なお、この光学系において、ハーフミラー３３によって反射され、ホログラム記録媒体３０に入射する参照光の光路長と、ハーフミラー３３を透過しホログラム記録媒体３０に入射する物体光の光路長とは、ほぼ同じ長さとする。これにより、参照光と物体光との干渉性が高まり、より鮮明な再生像が得られるホログラムを作成することが可能となる。
【００３２】
ハーフミラー３３によって反射された光Ｌ３の光軸上には、参照光用の光学系として、シリンドリカルレンズ３４と、参照光を平行光とするためのコリメータレンズ３５と、コリメータレンズ３５からの平行光を反射する全反射ミラー３６とがこの順に配置されている。
【００３３】
そして、ハーフミラー３３によって反射された光は、先ず、シリンドリカルレンズ３４によって発散光とされる。次に、コリメータレンズ３５によって平行光とされる。その後、全反射ミラー３６によって反射され、ホログラム記録媒体３０の裏面側に入射する。
【００３４】
一方、ハーフミラー３３を透過した光Ｌ４の光軸上には、物体光用の光学系として、ハーフミラー３３からの透過光を反射する全反射ミラー３８、凸レンズとピンホールを組み合わせたスペーシャルフィルタ３９、物体光を平行光とするためのコリメータレンズ４０、記録対象の画像を表示する表示装置４１、表示装置４１を透過してきた光を要素ホログラムの幅方向に拡散させる一次元拡散板４２、一次元拡散板４２を透過した物体光をホログラム記録媒体３０上に集光するシリンドリカルレンズ４３、一次元拡散機能をもつ光学機能板４５がこの順に配置されている。
【００３５】
シリンドリカルレンズ４３が視差方向（要素ホログラム短手方向または観察時水平方向）に物体光を集光する。光学機能板４５は、集光された物体光を短冊状の要素ホログラムの長手方向に一次元的に拡散するもので、長手方向での視点の移動に対応するためのものである。例えばピッチが微細なレンチキュラーレンズを光学機能板４５として使用することができる。
【００３６】
そして、ハーフミラー３３を透過した光Ｌ４は、全反射ミラー３８によって反射された後、スペーシャルフィルタ３９によって点光源からの発散光とされる。次に、コリメータレンズ４０によって平行光とされ、その後、表示装置４１に入射する。表示装置４１は、例えば液晶ディスプレイからなる投影型の画像表示装置であり、制御用コンピュータによって制御され、制御用コンピュータから送られた画像データＤ５に基づく画像を表示する。
【００３７】
そして、表示装置４１を透過した光は、表示装置４１に表示された画像によって変調された光となり、一次元拡散板４２によって拡散される。ここで、一次元拡散板４２は、表示装置４１からの透過光を要素ホログラム幅方向に若干拡散させることにより、要素ホログラム内に光を分散させることで、作成されるホログラムの画質の向上に寄与する。
【００３８】
このとき、拡散板４２には、拡散板移動手段（図示は省略する）を設け、各要素ホログラムを形成する毎にこれをランダムに移動し、その位置を要素ホログラム毎に変えるようにする。これにより、ホログラムを観察したときに無限遠に定位するノイズを低減することができる。
【００３９】
［ホログラム記録媒体］
ここで、上述したホログラム原版作成システムにおいて使用されるホログラム記録媒体３０について説明する。このホログラム記録媒体３０は、ガラス板によってフォトポリマー層が挟まれた構成、またはフィルム上にフォトポリマーが塗布された構成を有している。
【００４０】
例えば光重合型フォトポリマーは、初期状態では、図３Ａに示すように、モノマＭがマトリクスポリマに均一に分散している。これに対して、図３Ｂに示すように、１０〜４００ｍＪ／ｃｍ2程度のパワーの光ＬＡを照射すると、露光部においてモノマＭが重合する。そして、ポリマ化するにつれて周囲からモノマＭが移動してモノマＭの濃度が場所によって変化し、これにより、屈折率変調が生じる。この後、図３Ｃに示すように、１０００ｍＪ／ｃｍ2程度のパワーの紫外線または可視光ＬＢを全面に照射することにより、モノマＭの重合が完了する。このように、光重合型フォトポリマーは、入射された光に応じて屈折率が変化するので、参照光と物体光との干渉によって生じる干渉縞（明暗）を、屈折率の変化として記録することができる。
【００４１】
［ホログラム積層体］
上述したプリンタ装置によって原版が作成され、原版に対してこの発明によるホログラム積層体が密着され、レーザ光が照射されることによって、原版が複製される。この発明によるホログラム積層体は、図４に示す構成を有している。
【００４２】
この発明によるホログラム積層体は、感光性材料からなるホログラム記録層１と、ホログラム記録層１の上面に被着された表面保護層（ハードコートと適宜称する）２と、ホログラム記録層１の下面に被着されたブロッキング層（ハードコートと適宜称する）３とからなる。ハードコート２および３は、エネルギー線硬化樹脂例えば紫外線硬化樹脂によって形成される。ハードコート２および３の紫外線硬化樹脂は、完全硬化および半硬化の何れの状態でも良い。シールとしてホログラム積層体を構成する場合には、ハードコート３の下面に接着剤層（粘着層とも呼ばれる）４を介してセパレータ層（ＰＥＴ等の樹脂からなる剥離フィルム）５が存在する。
【００４３】
ホログラム記録層１は、感光性材料として例えば屈折率Ｎが１．５２のフォトポリマーを使用し、入射される光の明暗を屈折率の差として記録することができる。ホログラム記録層１として要求される特性は、下記のものである。
高回折効率（例えば９０％以上）、回折波長半値幅：５〜３０ｎｍ、高感度（例えば２０ｍＪ／ｃｍ2以下）、収縮率が低いこと
【００４４】
ハードコート２は、傷の防止、帯電防止、フィルム形状形成、並びにホログラム形状の安定化のために設けられている。ハードコート２に要求される特性は、下記のものである。
高い表面硬度（傷つき防止のため）、低い表面抵抗、耐熱性（例えば１００〜１２０°Ｃ）、低い吸湿性、良好な接着性および材料密着性、感光性材料にほぼ等しい光学屈折率（例えば１．５２）、低い複屈折性（例えば±１５ｎｍ（波長が６３３ｎｍに対して））、低いヘイズ（表面または内部の不明瞭なくもり（外観上）の度合いのことをヘイズという）、高い透明性、表面の平滑性が良好なこと、薄い膜厚とできること（例えば２０μｍ以下）
【００４５】
ハードコート３は、材料透過防止とホログラム形状の安定化のために設けられている。感光性材料がセパレータ層５の樹脂フィルムに対して化学反応を起こすために、ブロッキング層としてのハードコート３が設けられる。ハードコート３に要求される特性は、下記のものである。
耐溶剤性（感光性材料を液状とするための溶剤によって化学的ダメージを受けない）、耐熱性（例えば１００〜１２０°Ｃ）、低い吸湿性、良好な接着性および材料密着性、薄い膜厚とできること（例えば２０μｍ以下）
【００４６】
接着剤層４は、良好な接着性が要求される。黒色とするのは、商品等に貼り付けた場合に、背景が透けて見えると、ホログラムの画像が見にくくなることを防止するためである。
【００４７】
各層の厚みの一例を下記に示す。
ホログラム記録層：１２μｍ、ハードコート２：１０μｍ、ハードコート３：１０μｍ、接着剤層４：１７μｍ
ホログラム積層体の全体の厚みｔ：４９μｍ
【００４８】
この発明の一実施の形態では、従来では１００μｍ以上であったホログラム積層体の厚みを５０μｍ以下とできる。
【００４９】
なお、図４に示すこの発明によるホログラム積層体の構成において、ハードコート３はホログラム記録層１の感光材料が接着剤層４に対して化学反応を生じる可能性がある場合には必要であるが、その可能性がない場合には、ハードコート３を省略してもよい。すなわち、図５示すように、ホログラム積層体を、ホログラム記録層１と、ホログラム記録層１の上面に被着されたハードコート２とからなる構成としてもよい。この構成にすることによって、ホログラム積層体の厚みをさらに薄くできる。
【００５０】
図５に示すホログラム積層体の各層の厚みの一例を下記に示す。
ホログラム記録層：１２μｍ、ハードコート２：１０μｍ、接着剤層１７μｍ、
ホログラム積層体の全体の厚みｔ：３９μｍ
【００５１】
［ホログラム積層体の製造方法］
次に、上述したホログラム積層体の製造工程について、図６、図７、図８および図９を参照して説明する。図６は、各工程の積層構造を示すものである。また、図７、図８および図９は、一連の製造工程を示すものであるが、図面の作成スペースの制約から一連の製造工程が工程毎に分割されたものである。
【００５２】
図７は、感光性材料の塗布、乾燥および膜厚制御工程を示す。図６Ａに示すように、例えばＰＥＴからなる剥離フィルム１１ａ上にハードコート２を構成するエネルギー線硬化樹脂例えば紫外線硬化樹脂１１ｂが塗布されたフィルム１１がロール状に巻かれている。紫外線硬化樹脂１１ｂは、未硬化または半硬化状態（この状態をウエット状態と称する）である。剥離フィルム１１ａは、紫外線硬化樹脂１１ｂの引っ張り強度を補強するためのもので、後述するように、完成時には、剥離されて破棄される。
【００５３】
繰り出されたフィルム１１が矢印方向に走行され、ローラ１２の周面に巻き付けられる。フィルムの紫外線硬化樹脂１１ｂ上に感光性材料例えばフォトポリマー１３がスリットダイヘッド１４によって一定の膜厚となるように塗布される。スリットダイヘッド１４は、有機溶剤を溶媒とする液状のフォトポリマーが図示しないタンクから供給され、スリットの幅でもってフォトポリマーを塗布するものである。スリットの開閉および開口の幅は、図示しない制御部によって制御可能とされている。
【００５４】
フォトポリマー１３が塗布されたフィルムが乾燥部１５に導入され、乾燥される。この乾燥によって、有機溶剤の除去等がなされる。乾燥部１５は、遠赤外線、温風等をフォトポリマー１３に当ててフォトポリマー１３を乾燥させる。乾燥は、塗布されたフォトポリマー１３がたれることを防止するために行われ、乾燥後において、フォトポリマー１３は、ウエット状態である。
【００５５】
乾燥後に膜厚測定装置１６によってフォトポリマー１３の厚みが測定され、測定結果によってスリットダイヘッド１４のスリットの開口量等が制御されてフォトポリマー１３の厚みが一定に制御される。フォトポリマー１３の塗布が終了した段階の積層構造を図６Ｂに示す。
【００５６】
次に、図８に示す構成によって、複製、貼り合わせ、紫外線硬化樹脂の硬化が行われる。剥離フィルム１１ａおよび紫外線硬化樹脂１１ｂが積層されたフィルム１１上にフォトポリマー１３が塗布された３層構造のフィルムが複製装置１７に導入される。複製装置１７において、フィルムが停止された状態において原版１８に対してフォトポリマー１３が密着され、レーザ光が照射される。図３を参照して説明した原理と同様に、原版１８の干渉縞が屈折率の変化としてフォトポリマー１３に複製される。複製装置１７については、後でより詳細に説明する。
【００５７】
複製後のフォトポリマー１３を有するフィルムが転接するローラ１９ａおよび１９ｂの間に導入される。一方、ロール状のフィルム２０が繰り出され、フィルム２０がローラ２１を介してローラ１９ａおよび１９ｂの間に導入される。このフィルム２０は、図６Ｃに示すように、例えばＰＥＴのセパレータ層２０ａ（図１におけるセパレータ層５に対応する）上に黒色の接着剤層２０ｂ（図１における接着剤層４に対応する）を介してハードコート３に対応する紫外線硬化樹脂２０ｃが積層された構造を有する。紫外線硬化樹脂２０ｃは、ウエット状態である。なお、図５に示すホログラム積層体を作製する場合には、フィルム２０は紫外線硬化樹脂２０ｃを省略した構成となる。
【００５８】
ローラ１９ａおよび１９ｂによってフォトポリマー１３と紫外線硬化樹脂２０ｃとが対向して圧着され、二つのフィルムが貼り合わされる。貼り合わされた後のフィルムに対して参照符号２２を付す。貼り合わせ後に、必要に応じて乾燥部２３によって乾燥がなされる。乾燥部２３を通過したフィルム２２に対して紫外線照射装置２４によって紫外線が照射される。フィルム２２は、図６Ｄに示す積層構造を有する。
【００５９】
紫外線の照射によって、紫外線硬化樹脂１１ｂおよび２０ｃが半硬化状態または完全硬化状態となり、それぞれが上述したような要求される特性を満たすハードコート２および３を構成する。図６Ｄに示される積層構造は、剥離フィルム１１ａを除いて図１に示すこの発明によるホログラム積層体の構成を基本的に有する。
【００６０】
図９に示す外観検査、型抜きおよび巻き取り工程に対してフィルム２２が移送される。欠陥検査カメラ２５によって欠陥の有無が検査される。互いに転接するローラ２６ａおよび２６ｂ間にフィルム２２が挿入され、剥離フィルム１１ａが剥離され、ロール状に巻き取られる。剥離フィルム１１ａが除去されたフィルム２７は、基本的にホログラム積層体を構成する。
【００６１】
互いに転接するローラ２６ａおよび型抜き用ロールカッター２６ｃ間にフィルム２７が挿入され、フィルム２７に対して型抜きがなされる。表面保護のハードコート２に対応する紫外線硬化樹脂１１ｂから例えばセパレータ層２０ａの表面までの深さの切り込みが形成される。フィルムの幅を横切るように切り込みを形成したり、矩形の切り込みを形成することによって、所望の平面形状の切り込みがロールカッター２６ｃによって形成される。なお、フィルム２７において、型抜きの結果生じた不要な部分を破棄しても良い。
【００６２】
型抜き工程が終了したフィルム２７が製品巻き取りロール２８によって巻き取られる。一つのロール毎に所定長のフィルム２７（フィルム状ホログラム積層体）が巻かれる。以上の工程によって、ホログラム積層体の製造が完了する。図７、図８および図９を参照して説明した一連の製造工程は、上述のようにインラインで行われる。インラインで上記一連の製造工程を行うことによって、感光性材料の劣化及び異物付着等による歩留りの低下が防止できる。また、未露光材料を保管するための暗室構造保管スペースも不要となる。
【００６３】
上述した複製装置１７（図８参照）について、図１０を参照してより詳細に説明する。複製装置１７は、原版１８を含む複製エリアを密閉するチャンバ（二点鎖線で示す）と、チャンバ全体を真空環境とする排気装置（図示しない）と、原版１８の幅以上の周面の幅を有するローラ５１，５２，５３，５４とを有する。原版１８は、例えば２枚のガラス板の間に記録済のホログラム記録層１８ａが存在するものである。原版１８として、この発明によるホログラム積層体と同様の構成のフィルム状のものを使用しても良い。フィルム２２のフォトポリマー１３の露出面が上側の原版１８と対向するようになされる。ローラ５１〜５４がフィルム２２の下面側に配置される。
【００６４】
ローラ５１および５４は、複製装置１７の入り口側および出口側にそれぞれ設置されており、設置位置は、固定である。ローラ５２および５３は、複製装置１７の内部で出口側の近傍に設置されている。ローラ５２は、原版１８の出口側のエッジの下方に位置している。ローラ５２および５３は、垂直方向に位置が可変可能とされている。さらに、ローラ５２および５３は、フィルム２２の移送方向（図１０に向って見て左から右への方向）と逆方向にスライド可能とされている。
【００６５】
図１０Ａに示すように、原版１８の下方にフィルム２２の複製領域が位置すると、フィルム２２の移送が停止され、チャンバ内が真空とされる。真空とするのは、原版１８とフィルム２２のフォトポリマー１３との間に空気が入り込むのを防止するためである。但し、真空化の工程を行わないでも良い。
【００６６】
次に、図１０Ｂに示すように、ローラ５２および５３が上昇され、フィルム２２が上に持ち上げられる。フィルム２２が原版１８のエッジに接触する位置よりやや上方にローラ５２、５３が上昇される。したがって、フィルム２２のフォトポリマー１３が原版１８のエッジに押し当てられる。
【００６７】
次に、図１０Ｃに示すように、ローラ５２および５３がスライドし、ローラ５３によってフィルム２２が原版１８の出口側エッジに押し付けられると共に、ローラ５２が入り口側に向って原版１８の入り口側のエッジの下方の位置までスライドされる。スライド時にローラ５２の加圧力によってフィルム２２のフォトポリマー１３が原版１８に圧着される。上述したように、フォトポリマー１３は、ウエット状態であるので、別個に密着液を使用しないでもフォトポリマー１３と原版１８との間に空気が入らないで、両者が全面で密着する。フォトポリマー１３と原版１８とが密着した状態で下方からレーザ光５５が照射される。レーザ光の波長は、原版１８の記録時と同一である。
【００６８】
所定光量のレーザ光５５を所定時間照射すると、原版１８のホログラム記録層１８ａからの反射光（物体光）とレーザ光５５（参照光）の干渉による明暗が屈折率の変化としてフォトポリマー１３に記録される。レーザ光５５の照射の後に、紫外線を照射して紫外線硬化樹脂を完全硬化させても良い。
【００６９】
次に、図１０Ｄに示すように、大気が導入されると共に、出口側ローラ５３が下降され、フィルム２２が原版１８の出口側エッジにおいて原版１８から剥離される。フィルム２２が原版１８から剥離されると、ローラ５２および５３がスライドすると共に下降し、ローラ５２および５３が図１０Ａに示す初期位置に位置する。そして、フィルム２２が移送され、次の記録領域が原版１８の下面に位置する状態でフィルム２２が停止される。そして、上述したのと同様の複製工程がなされる。
【００７０】
上述したこの発明の一実施の形態は、ホログラム積層体がセパレータ層５上に接着剤層４を介して被着される構成である。しかしながら、カード状ホログラムの場合では、ラミネート処理されるために、セパレータ層５を使用しない場合がある。図１１および図１２は、ラミネート処理される場合の構成例をそれぞれ示す。
【００７１】
図１１において、参照符号６１がこの発明によるホログラム積層体を示す。すなわち、ホログラム積層体６１は、画像情報が記録されたホログラム記録層１と、ホログラム記録層１の両面にハードコート２および３が被着された積層構造を有する。ホログラム積層体６１の両面にＰＥＴ等の透明樹脂フィルム６２および６３が配される。
【００７２】
さらに、透明樹脂フィルム６３の下面にプリントフィルム６４が配される。プリントフィルム６４は、枠に対して印刷が施されると共に、裏面が黒色に印刷された樹脂フィルムである。これらのホログラム積層体６１、透明樹脂フィルム６２および６３、プリントフィルム６４は、ほぼ同一の形状を有し、熱溶着等の方法で互いに接着される。
【００７３】
図１２に示す他の例は、ホログラム積層体７１の上面に透明樹脂フィルム７２およびプリントフィルム７３が順に積層され、下面に白色の樹脂（ＰＥＴ）フィルム７４が配された積層構造を有する。プリントフィルム７３は、枠に対する印刷がされると共に、枠内が透明とされている。樹脂フィルム７４は、ホログラム積層体７１と接する面が黒色印刷面とされ、反対面、すなわち、裏面に文字等が印刷されたものである。印刷される文字は、例えば当該ホログラムの鑑賞方法の説明文とされる。
【００７４】
２．他の実施の形態
以上、この発明の実施形態について説明してきたが、この発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えばエネルギー線硬化樹脂に対して感光性材料を塗布する場合に、エネルギー線硬化樹脂の表面にコロナ放電処理等の前処理を施すことによって、エネルギー線硬化樹脂と感光性材料との密着性がより高くなるようにしても良い。さらに、上述した説明では、紫外線硬化樹脂を使用したが、電子線硬化樹脂や可視光線硬化樹脂、熱硬化樹脂等を使用しても良い。
【符号の説明】
【００７５】
１・・・ホログラム記録層
２・・・表面保護層としてのハードコート
３・・・ブロッキング層としてのハードコート
４・・・接着剤層
５・・・セパレータ層
１１ａ・・・剥離フィルム
１１ｂ・・・紫外線硬化樹脂
１３・・・フォトポリマー
１４・・・スリットダイヘッド
１７・・・複製装置
１８・・・原版
２０ａ・・・セパレータ層としての紫外線硬化樹脂
２０ｂ・・・接着剤層
２０ｃ・・・紫外線硬化樹脂
３０・・・ホログラム記録媒体
３１・・・レーザ光源
４１・・・表示装置
Ｌ３・・・参照光
Ｌ４・・・物体光
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エネルギー線硬化樹脂上に感光性材料が塗布され、
上記感光性材料が記録済のホログラム記録層を有する原版と対向配置され、
上記原版に対して上記感光性材料が密着され、
レーザ光が上記エネルギー線硬化樹脂側から密着状態の上記感光性材料および上記原版に対して照射するホログラム複製方法。
【請求項２】
エネルギー線硬化樹脂上に感光性材料を一定の厚みで塗布する塗布工程と、
上記感光性材料を記録済のホログラム記録層を有する原版と密着させ、レーザ光を上記エネルギー線硬化樹脂側から密着状態の上記感光性材料および上記原版に対して照射する複製工程と、
上記感光性材料に被着された上記エネルギー線硬化樹脂を硬化させる硬化工程と
からなるホログラム作成方法。
【請求項３】
上記塗布工程を行う第１の位置と上記複製工程を行う第２の位置と上記硬化工程を行う第３の位置とが、それぞれ搬送手段によってインライン接続されている請求項２記載のホログラム作成方法。
【請求項４】
エネルギー線硬化樹脂上に感光性材料を一定の厚みで塗布する塗布工程と、
上記感光性材料を記録済のホログラム記録層を有する原版と密着させ、レーザ光を上記第１のエネルギー線硬化樹脂側から密着状態の上記感光性材料および上記原版に対して照射する複製工程と、
上記感光性材料と第２のエネルギー線硬化樹脂とを貼り合わせる貼り合わせ工程と、
上記感光性材料の両面に被着された上記第１および第２の紫外線硬化樹脂を硬化させる硬化工程と
からなるホログラム作成方法。
【請求項５】
上記塗布工程を行う第１の位置と上記複製工程を行う第２の位置と上記貼り合せ工程を行う第３の位置と上記硬化工程を行う第４の位置とが、それぞれ搬送手段によってインライン接続されている請求項４記載のホログラム作成方法。
【請求項１】
エネルギー線硬化樹脂上に感光性材料が塗布され、
上記感光性材料が記録済のホログラム記録層を有する原版と対向配置され、
上記原版に対して上記感光性材料が密着され、
レーザ光が上記エネルギー線硬化樹脂側から密着状態の上記感光性材料および上記原版に対して照射するホログラム複製方法。
【請求項２】
エネルギー線硬化樹脂上に感光性材料を一定の厚みで塗布する塗布工程と、
上記感光性材料を記録済のホログラム記録層を有する原版と密着させ、レーザ光を上記エネルギー線硬化樹脂側から密着状態の上記感光性材料および上記原版に対して照射する複製工程と、
上記感光性材料に被着された上記エネルギー線硬化樹脂を硬化させる硬化工程と
からなるホログラム作成方法。
【請求項３】
上記塗布工程を行う第１の位置と上記複製工程を行う第２の位置と上記硬化工程を行う第３の位置とが、それぞれ搬送手段によってインライン接続されている請求項２記載のホログラム作成方法。
【請求項４】
エネルギー線硬化樹脂上に感光性材料を一定の厚みで塗布する塗布工程と、
上記感光性材料を記録済のホログラム記録層を有する原版と密着させ、レーザ光を上記第１のエネルギー線硬化樹脂側から密着状態の上記感光性材料および上記原版に対して照射する複製工程と、
上記感光性材料と第２のエネルギー線硬化樹脂とを貼り合わせる貼り合わせ工程と、
上記感光性材料の両面に被着された上記第１および第２の紫外線硬化樹脂を硬化させる硬化工程と
からなるホログラム作成方法。
【請求項５】
上記塗布工程を行う第１の位置と上記複製工程を行う第２の位置と上記貼り合せ工程を行う第３の位置と上記硬化工程を行う第４の位置とが、それぞれ搬送手段によってインライン接続されている請求項４記載のホログラム作成方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１０−２３７７０７（Ｐ２０１０−２３７７０７Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４６４７４（Ｐ２０１０−１４６４７４）
【出願日】平成２２年６月２８日（２０１０．６．２８）
【分割の表示】特願２００８−２６８１９３（Ｐ２００８−２６８１９３）の分割
【原出願日】平成２０年１０月１７日（２００８．１０．１７）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月２８日（２０１０．６．２８）
【分割の表示】特願２００８−２６８１９３（Ｐ２００８−２６８１９３）の分割
【原出願日】平成２０年１０月１７日（２００８．１０．１７）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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