JP2014013307A - ホログラム製造装置およびホログラム製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高い回折効率を有するホログラムを高い生産効率で製造することができるホログラム製造装置を提供する。
【解決手段】ホログラム製造装置１０は、二以上の支持部材１２，１３と、二以上の支持部材によって移動可能に支持された環状のベルト２０と、ベルトの移動経路のうちの隣り合う二つの支持部材の間となる一区間を含む領域に向け平行光束を照射する露光装置と、を含む。ベルト２０は、二以上の支持部材に架け渡された環状のベルト本体２２と、ベルト本体に保持されたホログラム原版３０と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ホログラム原版を用いてホログラム感材を露光することによりホログラムを製造するホログラム製造装置およびホログラム製造方法に関する。

例えば特許文献１〜３に開示されているように、参照光およびホログラム原版からの再生光を複製用のホログラム感材に露光することによって、ホログラム感材に干渉縞を記録し、ホログラムを製造する方法が知られている。特許文献１および特許文献２には、平板状のホログラム原版を用いる方法が開示されており、特許文献３には、ドラム上に配置された湾曲状のホログラム原版を用いる方法が開示されている。

特開平７−１１４３３０号公報 特開２０００−２１４７５２号公報 特開平３−１４８６８７号公報

ただし、特許文献１および特許文献２に開示された方法では、平板状のホログラム原版上にホログラム感材を配置する工程と、ホログラム原版上のホログラム感材を露光する工程と、露光済みのホログラム感材をホログラム原版上から回収する工程とを、ホログラムを製造する度に、順に実施していかなくてはならない。このため、ホログラム感材を間欠的に搬送しながら、ホログラムを順に製造していくことになる。したがって、特許文献１および特許文献２に開示された方法では、生産効率を大幅に上昇させることができない。

また、特許文献３に開示された方法では、ドラム上に配置された湾曲状のホログラム原版を含むドラムの外周面上に、ウェブ状のホログラム感材が巻き付くようにして配置される。そして、ホログラム感材は、ドラムが回転することにより移動し、所定の区間を通過する際に露光される。特許文献３に開示された方法によれば、ウェブ状のホログラム感材へ干渉縞を連続的に記録していき、ホログラムを連続的に製造していくことができる。

しかしながら、特許文献３に開示された方法では、露光されるホログラム感材が湾曲している。このため、露光用の光として平行光束を用いた場合には、ホログラム感材の移動にともなって、ホログラム感材の所定の箇所を露光する光の入射角度が変化する。このため、高い回折効率で所望の回折現象を引き起こすホログラムを製造することができない。また、特許文献３に開示された方法では、ホログラム感材に対する参照光の入射方向に、制約が生じてしまう。とりわけ、参照光を平行光束にしたとしても、参照光の入射方向を自由に設定することは極めて困難となる。

本発明は以上の点を考慮してなされたものであり、高い回折効率を有するホログラムを高い生産効率で製造することができるホログラム製造装置およびホログラム製造方法を提供することを目的とする。

本発明によるホログラム製造装置は、
二以上の支持部材と、
前記二以上の支持部材によって移動可能に支持されたベルトであって、前記二以上の支持部材に架け渡された環状のベルト本体と、前記ベルト本体に保持されたホログラム原版と、を有する環状のベルトと、
前記ベルトの移動経路のうちの隣り合う二つの支持部材の間となる一区間を含む領域に向け平行光束を照射し、前記ベルト上に供給されたホログラム感材を露光する露光装置と、を備える。

本発明によるホログラム製造装置において、前記供給されるホログラム感材が、接着性を有しており、前記ベルトに接着した状態で前記ベルトとともに移動するようにしてもよい。

本発明によるホログラム製造装置が、前記ホログラム感材を前記ベルト上へ供給する供給装置であって、前記ホログラム感材と前記ホログラム感材を挟持するセパレータおよび支持体とを含む元材を供給する元材供給機構と、前記元材供給機構から供給される前記元材の前記セパレータを前記ホログラム感材から剥離させて回収するセパレータ回収機構と、を有する供給装置を、さらに備えるようにしてもよい。

本発明によるホログラム製造装置が、露光された前記ホログラム感材を前記ベルトから剥離させて回収する回収装置であって、前記ホログラム感材の前記ベルトに接着していた面に合紙を積層して回収する回収装置を、さらに備えるようにしてもよい。

本発明によるホログラム製造装置において、前記ホログラム原版の表面に剥離処理が施されていてもよいし、或いは、前記ホログラム原版の前記ホログラム感材と対面する側に剥離層が設けられていてもよい。

本発明によるホログラム製造装置が、前記ホログラム感材を回収された後の前記ベルトを洗浄する洗浄装置を、さらに備えるようにしてもよい。

本発明によるホログラム製造装置が、前記ベルトの移動経路に沿って前記隣り合う二つの支持部材の間となる位置に設けられ、前記環状のベルトに内面側から当接する面を有した支持台を、さらに備え、
前記露光装置は、前記支持台上に位置にしている前記ベルト上のホログラム感材に平行光束を照射するようにしてもよい。

本発明によるホログラム製造装置において、前記ベルトは、前記露光装置から照射された光のうちの前記ホログラム原版を透過した０次光の反射を抑制する手段を、さらに有するようにしてもよい。

本発明によるホログラム製造方法は、
ホログラム原版を有するベルトであって、二以上の支持部材に支持されて移動する環状のベルト上に、ホログラム感材を供給する工程と、
前記ベルトの移動経路に沿って隣り合う二つの支持部材の間を前記ベルトに支持されて移動しているホログラム感材に平行光束を照射して、前記ホログラム感材を露光する工程と、
露光されたホログラム感材を前記ベルト上から回収する工程と、を備える。

本発明によるホログラム製造方法において、接着性を有したホログラム感材が前記ベルト上に供給され、前記ホログラム感材は、前記ベルトに接着した状態で、前記ベルトとともに移動するようにしてもよい。

本発明によるホログラム製造方法において、前記ホログラム感材と前記ホログラム感材を挟持するセパレータおよび支持体とを含む元材をまず供給し、その後に元材から前記セパレータを除去して、前記ホログラム感材を前記ベルト上に供給するようにしてもよい。

本発明によるホログラム製造方法において、露光された前記ホログラム感材を、前記ベルトから剥離させて、合紙を積層して回収するようにしてもよい。

本発明によるホログラム製造方法において、前記ホログラム原版の表面に剥離処理が施されていてもよいし、或いは、前記ホログラム原版の前記ホログラム感材と対面する側に剥離層が設けられていてもよい。

本発明によるホログラム製造方法が、前記ホログラム感材を回収された後の前記ベルトを洗浄する工程を、さらに備えるようにしてもよい。

本発明によるホログラム製造方法において、前記ベルトの移動経路に沿って前記隣り合う二つの支持部材の間となる位置に設けられ支持台の前記環状のベルトに内面側から当接する面上を、前記ベルトに支持されて移動しているホログラム感材に平行光束を照射するようにしてもよい。

本発明によるホログラム製造方法において、ホログラム感材に平行光束を照射している際に前記ホログラム原版を透過した０次光の反射を、前記ベルトに設けられた手段によって、抑制するようにしてもよい。

本発明によれば、高い回折効率を有するホログラムを高い生産効率で製造することができる。

図１は、本発明による一実施の形態を説明するための模式図であって、ホログラム製造装置およびホログラム製造方法を説明するための斜視図である。 図２は、ベルトの構成の一例を示す図である。 図３は、ホログラム製造装置の供給装置から供給される元材の層構成の一例を示す図である。 図４は、図２のベルトを準備する方法の一例を説明するための図である。

図１〜図４は本発明による一実施の形態を説明するための図である。以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。

なお、以下においては、リップマンホログラムとも呼ばれる反射型の体積ホログラム８５を製造するための装置および方法について説明する。以下に説明する装置および方法は、後述の説明から明らかになるように、とりわけ反射型の体積ホログラム８５に好適に適用され得る。まず、ホログラム８５の製造に用いられるホログラム製造装置１０について説明し、その後に、ホログラム製造方法について説明する。

ホログラム製造装置１０は、二以上の支持部材１２，１３と、二以上の支持部材１２，１３によって移動可能に支持された環状のベルト２０と、ベルト２０の移動経路のうちの隣り合う二つの支持部材１２，１３の間となる一区間に向け平行光束を照射しベルト２０上に供給されたホログラム感材８０を露光する露光装置１８と、を有している。ベルト２０は、一以上のホログラム原版３０を含んでいる。また、ホログラム製造装置１０は、ホログラム感材８０をベルト２０上へ供給する供給装置５０と、露光されたホログラム感材８０をベルト２０から剥離させて回収する回収装置６０と、をさらに備えている。

このホログラム製造装置１０では、ホログラム感材８０が、ベルト２０上にてホログラム原版３０と重ねられた状態にて、露光される。この際、図２に示すように、露光装置１８から照射される光Ｌ２１が参照光として、またホログラム感材８０をいったん透過してホログラム原版３０で回折された回折光Ｌ２３が物体光として、ホログラム感材８０に入射する。露光装置１８からの光Ｌ２１と回折光Ｌ２３とが干渉することにより、ホログラム感材８０内に明暗パターンである干渉縞が生成される。そして、この干渉縞が、感光性を有したホログラム感材８０に記録される。このようにして、ホログラム感材８０に干渉縞を記録することにより、ホログラム８５が製造される。

以下、ホログラム製造装置１０の各部の構成について、詳述していく。

供給装置５０は、ウェブ状のホログラム感材８０、言い換えると長尺でロール状に巻き取られたホログラム感材８０を、ベルト２０上に供給していく。ホログラム感材８０は、例えば、銀塩乳剤や重クロム酸ゼラチン等の種々の公知の複製用ホログラム感材を用いることができるが、とりわけ、回折効率および取り扱い性の面で優れたフォトポリマーを好適に用いることができる。

加えて、ここで説明する形態において、ホログラム感材８０は、接着性を有しており、ベルト２０に向けていったん加圧されると当該ベルト２０に接着するようになっている。なお、ここで用いる「接着性」とは、別途の接着剤を塗布することなく、ベルト２０に向けていったん加圧することによりベルト２０に接着し得る性質のことをいう。なお、本件明細書で用いる「接着」、「接着性」および「接着剤」との用語は、それぞれ、「粘着」、「粘着性」および「粘着剤」の意味を含むものとする。

図１に示された形態において、供給装置５０は、ホログラム感材８０を含む積層体として構成された元材７８を供給する元材供給機構５２と、元材供給機構５２から供給される元材７８のセパレータ８３をホログラム感材８０から剥離させて回収するセパレータ回収機構５４と、を有している。図３に示されるように、ここで説明する例では、元材７８は、支持体８２と、ホログラム感材８０と、セパレータ８３と、をこの順番で含んでいる。支持体８２およびセパレータ８３は、ホログラム感材８０を保護するための保護層として機能する。支持体８２は、例えば樹脂フィルムから構成され得る。セパレータ８３は、接着性を有したホログラム感材８０に対する剥離性を有しており、例えば、剥離処理を施された樹脂フィルムから構成され得る。

図１に示す例において、供給装置５０は、元材供給機構を構成する元材供給ロール５２と、セパレータ回収機構を構成するセパレータ回収ロール５４と、元材７８を誘導する供給案内ロール５６ａ，５６ｂ，５６ｃと、を含んでいる。元材７８は、第１供給案内ロール５６ａおよび第２供給案内ロール５６ｂを通過して、セパレータ８３を剥がされる。セパレータ８３を剥がされた元材７８、すなわち、ホログラム感材８０および支持体８２の積層体は、第１供給案内ロール５６ａおよび第３供給案内ロール５６ｃのそれぞれによってベルト２０に向けて加圧されている。このため、ホログラム感材８０および支持体８２の積層体は、第１供給案内ロール５６ａを通過した後、ベルト２０上に接着して、ベルト２０と同期して移動するようになる。

次に、ベルト２０を支持して搬送する支持部材１２，１３について説明する。支持部材１２，１３は、例えば、その中心軸線を中心として回転可能に構成された支持ロール１２，１３として形成され得る。この形態においては、二以上の支持ロール１２，１３のうち一以上が駆動ロールとして機能し、その他のロールが従動ロールとして機能することにより、支持したベルト２０を移動させることが可能となる。図１に示された形態では、二本の支持ロール１２，１３が、環状のベルト２０を移動可能に支持する支持部材として、設けられている。

次に、ベルト２０について説明する。図２に示すように、ベルト２０は、環状のベルト本体２２と、ベルト本体２２に保持されたホログラム原版３０と、を有している。環状のベルト本体２２は、二以上の支持部材１２，１３に架け渡されており、二以上の支持部材１２，１３によって画成される移動経路に沿って移動可能となっている。環状のベルト本体２２は、帯状のベルトの両端を接続することによって、形成されていてもよい。帯状のベルトの両端を接続する場合には、ベルト本体２２の表面に凹凸が生じないよう、ベルトの側端面同士を対面させるようにして接続することが好ましい。

ベルト本体２２として、例えば、金属製ベルトを利用することができる。帯状の金属製ベルトの両端を接続してベルト本体２２を作製する方法としては、当該帯状の金属製ベルトの両端を溶接にて接続し、その後に、表面を平坦化するために溶接部分を研磨する方法が例示される。また別の方法として、帯状の金属製ベルトの両端を溶接にて接続し、その後に、厚みを均一化するために溶接部分を圧延する方法が例示される。さらに別の方法として、帯状の金属製ベルトの両端を圧延にて接続する方法も例示される。

ベルト本体２２上には、一以上のホログラム原版３０が貼合されている。ベルト本体２２の外周面上に、より多くのホログラム原版３０が設けられていることが好ましく、ベルト本体２２の外周面上にホログラム原版３０が隙間無く敷き詰められていることがより好ましい。このような形態によれば、供給装置５０から連続的に繰り出されるホログラム感材８０の使用効率、すなわち使用歩留まりを上昇させることができ、且つ、同一時間でより多くのホログラム８５を作製することも可能となる。

なお、ベルト２０は、ホログラム原版３０に加えて、種々の機能を期待された層を含むようにしてもよい。一例として図２に示されたベルト２０は、接着性を有したホログラム感材８０に接触するようになる層としての剥離層２６と、ホログラム原版３０とベルト本体２２との間に設けられた反射防止層２４と、を含んでいる。なお、ベルト２０に含まれる各層２６，３０，２４およびベルト本体２２は、接着層３８，４２，４４を介して、互いに接着されている。すなわち、図２に示されたベルト２０は、剥離層２６、第１接着層３８、ホログラム原版３０、第２接着層４２、反射防止層２４、第３接着層４４およびベルト本体２２を、この順番で含んでいる。ホログラム原版３０以外の層２６，３８，４２，２４，４４は、各ホログラム原版３０に対応して、ベルト本体２２上に一以上保持されるようにしてもよい。

図示された例において、ホログラム感材８０は、ベルト２０に剥離層２６の側から接着され、その後、ベルト２０の剥離層２６から剥がされるようになる。つまり、ここで用いる「ベルトに積層される」とは、ベルト本体２２上に積層されることだけを意味するものではなく、ベルト２０に含まれるいずれかの層に積層されることを意味する。また、ここで用いる「ベルトから剥がされる」または「ベルトから剥離される」とは、ベルト本体２２から剥がされる又は剥離されることだけを意味するものではなく、ベルト２０に含まれるいずれかの層から剥がされる又は剥離されることを意味する。

剥離層２６として、例えば、ホログラム感材８０に対面する側の面に剥離処理を施された樹脂フィルムを用いることができる。このような剥離層２６をベルト２０の最表面に設けることによって、ホログラム感材８０を露光した後、接着性を有したホログラム感材８０を損傷することなくベルト２０から剥がすことができる。反射防止層２４は、露光に用いられる光の反射を防止する手段としての一例である。反射防止層２４は、例えば、可視光吸収性を有した黒色の樹脂フィルムから構成され得る。

また、後述するように、ホログラム感材８０を露光するための光は、剥離層２６および第１接着層３８を介してホログラム感材８０へ入射する。したがって、露光装置１８からの光の有効利用を図る上で、剥離層２６および第１接着層３８は、露光装置１８からの光に対する透過性を有していることが好ましい。

ここで、図４を参照して、図２に示された層構成のベルト２０を作製する方法の一例について説明する。まず、図４に示すように、マスター原版３４、原版用感材３１および支持体３２をこの順番で含む積層体Ｓ１を用意する。支持体３２は、原版用感材３１を支持する層である。原版用感材３１は、所望の干渉縞を記録されることによってホログラム原版３０を形成するようになる層であり、上述したホログラム感材８０と同様の材料を用いて作製され得る。マスター原版３４は、ホログラム原版３０に記録される干渉縞に対応した干渉縞を有するホログラムである。この積層体Ｓ１に対して、支持体３２の側からコヒーレント光を照射して、原版用感材３１を露光する。この際、コヒーレント光の積層体Ｓ１への入射方向は、支持体３２および原版用感材３１を透過した光が、マスター原版３４に入射する際に当該マスター原版３４に記録された干渉縞のブラッグ条件を満たすよう、決定される。この露光によって、支持体３２を透過して原版用感材３１に入射する光と、原版用感材３１を透過した後にマスター原版３４で回折されて原版用感材３１に再入射する光とが干渉して、明暗のパターンが原版用感材３１に生成される。このパターンに対応した干渉縞が原版用感材３１に記録され、ホログラム原版３０が得られる。

積層体Ｓ１の露光が終了した後、マスター原版３４を取り除いて合紙３６を積層する。得られた積層体Ｓ２に対して、後処理、例えば、加熱処理およびＵＶ光照射処理を施し、ホログラム原版３０の感光性を消失させる。その後、積層体Ｓ２から合紙３６を剥がして、代わりに、第１接着層３８およびセパレータ４０を積層し、積層体Ｓ３を得る。その後、積層体Ｓ３の支持体３２を剥がして、代わりに、第２接着層４２および反射防止層２４を積層し、積層体Ｓ４を得る。次に、積層体Ｓ４の反射防止層２４の側へ、第３接着層４４およびセパレータ４６を積層し、積層体Ｓ５を得る。その後、積層体Ｓ５の第１接着層３８側のセパレータ４０を剥がして、代わりに、剥離層２６を積層し、積層体Ｓ６を得る。得られた積層体Ｓ６の第３接着層４４側のセパレータ４６を剥がした後に、第３接着層４４を介して、この積層体Ｓ６をベルト本体２２に貼合する。積層体Ｓ６を所望の数だけ、ベルト本体２２上に配置することにより、ベルト２０が得られる。

次に、露光装置１８について説明する。露光装置１８は、ベルト２０上に支持されたホログラム感材８０に対して、干渉性を有したコヒーレント光からなる平行光束を照射するように構成されている。図１に示すよう、露光装置１８は、ベルト２０の外側からコヒーレント光Ｌ２１を照射するようになっている。一例として、露光装置１８は、コヒーレント光であるレーザー光を発振するレーザー光源と、レーザー光源からのレーザー光を平行光束化する図示しない光学系と、を含んでいる。光学系としては、例えばレーザー光を発散させ散乱光を除去するスペイシャルフィルタおよび発散光をコリメートするレンズ等を含む光学系を用いることができる。

図１に示すように、支持部材１２，１３によって画成されるベルト２０の移動経路のうちの隣り合う二つの支持部材１２，１３の間となる一区間を含む領域に向け、平行光束を照射する。図１に示された例では、露光装置１８は、点線で囲まれた照射領域ＩＡに向けて平行光束を照射する。これにより、ベルト２０上に設けられたホログラム感材８０は、二つの支持部材１２，１３の間となる一区間をベルト２０と同期して移動している間に、支持体２２の側から平行光束を照射されることになる。なお、ベルト２０の移動経路の近傍に、マスクが配置され、露光装置１８からの光がトリミングされて、所望の照射領域ＩＡに高精度で平行光束を照射するようにしてもよい。なお、図１には、二点鎖線により、矩形形状の開口９５ａを形成されたマスク９５が、例示されている。

また、図１に示された形態では、支持部材１２，１３によって画成されるベルト２０の移動経路のうちの隣り合う二つの支持部材１２，１３の間となる位置に、支持台１５が設けられている。支持台１５は、環状ベルト２０に内面側から当接する平坦な支持面１６を有している。図１に示された例において、露光装置１８は、支持台１５の支持面１６上に向けて平行光束を照射するようになっている。したがって、露光装置１８は、支持台１５上に位置にするベルト２０上のホログラム感材８０に平行光束を照射する。

なお、露光装置１８をベルト２０の外側に配置することによって、ベルト２０の周長を必要以上に長くする必要がなくなる。したがって、露光装置１８をベルト２０の外側に配置することによって、ホログラム製造装置１０の小型化を図ることができる。また、露光装置１８をベルト２０の外側に配置すると、ホログラム感材８０およびホログラム原版３０を含むベルト２０のうちの、ホログラム感材８０の側から光が入射し、反射型の体積ホログラム８５が作製されるようになる。したがって、ホログラム製造装置１０の小型化を可能にし得るといった利点を享受し得る上で、ここで説明するホログラム製造装置１０は、反射型の体積ホログラムの製造に好適に用いられ得る。

次に、回収装置６０について説明する。露光されたウェブ状のホログラム感材８０、言い換えると、干渉縞を含んだウェブ状のホログラム８５をベルト２０から剥離させて回収していく。図１に示された形態において、回収装置６０は、ホログラム感材８５としてベルト２０に接着していた面の側に合紙８６を積層して、ホログラム８５を回収する。

具体的な構成として、図１に示された回収装置６０は、合紙８６を供給する合紙供給機構としての合紙供給ロール６４と、合紙供給機構６４から供給される合紙８６並びにベルト２０から剥がしたホログラム８５および支持体８２を積層して回収するホログラム回収機構としてのホログラム回収ロール６２と、ホログラム８５、支持体８２および合紙８６を誘導する回収案内ロール６６ａ，６６ｂと、を有している。ベルト２０に接着したホログラム８５および支持体８２は、ベルト２０と第１回収案内ロール６６ａとの間を通過した後、ベルト２０から剥がされる。その後、ホログラム８５および支持体８２は、第１回収案内ロール６６ａ及び第２回収案内ロール６６ｂの間を通過する際に、ホログラム８５の支持体８２とは反対の側から合紙８６を積層され、その後に、ホログラム回収ロール６２に巻き取られる。

ところで、図１に示されたホログラム製造装置１０には、ベルト２０の移動経路に沿った回収装置６０の下流側で供給装置５０の上流側となる位置に、洗浄装置７０が配置されている。洗浄装置７０は、ホログラム感材８０が接着されていたベルト２０を洗浄するために設けられている。洗浄装置７０は、例えば、処理液を用いる装置として構成し、処理液によって、ホログラム感材８０を剥がした後にもベルト２０上に残留している接着成分等を除去するようにしてもよい。また、洗浄装置７０は、他の構成例として、粘着ローラーのように、ごみ等の付着物を回収するローラー機構であってもよいし、或いは、ウエス等を用いてごみ等の付着物を拭き取るワイピング機構であってもよい。

次に、以上のホログラム製造装置１０を用いてホログラムを製造する方法について説明する。以下に説明するホログラム製造方法は、主として、環状ベルト２０上のホログラム原版３０と重なる位置にホログラム感材８０を供給する工程と、ベルト２０の移動経路に沿って隣り合う二つの支持部材１２，１３の間をベルト２０に支持されて移動しているホログラム感材８０に平行光束Ｌ２１を照射してホログラム感材８０を露光する工程と、露光されたホログラム感材８０をベルト２０上から回収する工程と、ホログラム感材８０を回収された後のベルト２０を洗浄する工程と、を含んでいる。

なお、以下に説明する例では、図示されているように、ウェブ状のホログラム感材８０が、ベルト２０上に供給されていき、このウェブ状のホログラム感材８０に対して処理がなされていく。したがって、ホログラム感材８０の或る一部分に関して言えば、ホログラム感材８０を供給する工程、ホログラム感材８０を露光する工程、ホログラム８５を剥がす工程が、順番に実施されていく。その一方で、ウェブ状のホログラム感材８０を全体的に観察すると、ホログラム感材８０を供給する工程、ホログラム感材８０を露光する工程、ホログラム８５を剥がす工程が、ホログラム感材８０の異なる部分に対して並行して実施されている。このため、以下に説明する方法によれば、短時間で多数のホログラム８５を作製することができ、生産効率の面で優れる。

まず、ホログラム感材８０を供給する工程では、元材供給ロール５２からウェブ状の元材７８が供給されていく。元材７８がベルト２０上に供給される途中、元材７８に含まれるセパレータ８３がセパレータ回収ロール５４に回収される。結果として、ウェブ状のホログラム感材８０が、支持体８２とともに、支持部材１２，１３によって駆動されているベルト２０上に搬送される。

ホログラム感材８０は、接着性を有しているため、第１供給案内ロール５６ａによってベルト２０へ向けて押圧されることにより、ベルト２０に接着する。そして、回収装置６０によってベルト２０から剥がされるまで、ホログラム感材８０は、ベルト２０に接着した状態で、ベルト２０と同期してベルト２０の移動にともなって移動する。

ベルト２０とともに移動するホログラム感材８０は、露光工程において、露光装置１８から照射される光によって露光される。図１に示すように、ホログラム感材８０は、一対の支持ロール１２，１３の間を移動している際に、露光されることになる。したがって、ベルト２０の移動速度を一定に保っておくことにより、ホログラム感材８０の各部分が、露光装置１８による照射領域ＩＡを通過する時間が一定となる。これにより、ホログラム感材８０の長手方向に沿った各部分の間で、露光条件を均一化することができる。

図２に示すように、露光装置１８から照射される光Ｌ２１は、参照光として、ホログラム感材８０に入射する。ホログラム感材８０は露光装置１８からの光に対する透過性を有しており、これにより、ホログラム感材８０に入射した光Ｌ２２は、ホログラム感材８０を透過して、ホログラム原版３０へ入射する。なお、露光装置１８は、ホログラム原版３０へ入射する光Ｌ２２がホログラム原版３０のブラッグ条件を満たすようになる方向に沿って、平行光束を照射する。この結果、ホログラム原版３０への入射光Ｌ２２は、高い回折効率で回折される。そして、ホログラム原版３０からの回折光Ｌ２３が、ホログラム感材８０へ向けて進む。

このように、ホログラム感材８０には、露光装置１８から照射される光Ｌ２１が参照光として、またホログラム感材８０をいったん透過してホログラム原版３０で回折された回折光Ｌ２３が物体光として、入射する。露光装置１８からの光Ｌ２１と回折光Ｌ２３とが干渉することにより、ホログラム感材８０の内部に明暗パターンが生成される。そして、この明暗パターンが、干渉縞として、感光性を有したホログラム感材８０に記録される。このようにして、ホログラム感材８０に干渉縞を記録することにより、ホログラム８５が製造される。

なお、ベルト２０の移動速度が一定であれば、ベルト２０が照射領域を通過する時間も一定となる。したがって、露光装置１８が一定の領域を照射することにより、ウェブ状のホログラム感材８０の各位置を同一の露光条件で露光することができる。したがって、ホログラム感材８０の各位置に、同様の干渉縞を記録していき、同様の回折特性を呈するホログラム８５を作製していくことができる。

ところで、ホログラム原版３０に入射した光の一部は、ホログラム原版３０で回折されることなく、０次光としてホログラム原版３０を透過する。このような光がその後に進行方向を変化させてホログラム感材８０に入射してしまうと、ホログラム感材８０に不要な干渉縞が形成されて、得られたホログラム８５の回折効率が低下してしまう可能性がある。これに対して、図示された例では、ホログラム原版３０に第２接着層４２を介して反射防止層２４が積層されている。反射防止層２４は、一例として、露光装置１８から照射される光に対する吸収能を有する光吸収層として形成される。このため、ホログラム原版３０を透過した０次光のその後における反射が、反射防止層２４によって、効果的に防止され得る。結果として、得られたホログラム８５の回折効率が、期待した程度とならなないことを効果的に回避することができる。

露光後のホログラム感材８０は、ベルト２０から剥離させられて、合紙８６と重ねて回収される。この際、合紙８６は、合紙供給ロール６４から繰り出される。合紙供給ロール６４と積層されたホログラム８５および支持体８２は、ホログラム回収ロール６２に巻き取られる。

なお、図２に示すように、ベルト２０の最表面には、接着性を有したホログラム感材８０に対して剥離性を示す剥離層２６が設けられている。このため、ホログラム感材８０を損傷させてしまうことなく、ベルト２０から剥がすことができる。また、ホログラム感材８０を剥がす際のベルト２０の損傷も効果的に防止することができるので、ベルト２０の寿命を長期化させることができる。

ホログラム感材８０を回収された後のベルト２０は、洗浄装置７０によって洗浄される。洗浄工程では、ホログラム感材８０を剥がした後にベルト２０上に残留するホログラム感材８０の接着成分等を除去することができる。ベルト２０を清浄に保つことにより、ベルト２０とホログラム感材８０との間に異物等が混入してしまうことを効果的防止することができる。この結果、ベルト２０上に接着するホログラム感材８０に対して、露光装置１８からの平行光束を一定の方向から照射し続けることが可能となる。すなわち、所望の回折特性を有するホログラム８５を安定して製造することが可能となる。

ところで、本実施の形態によれば、露光装置１８からホログラム感材８０に平行光束を照射している。また、ホログラム感材８０は、一対の支持ロール１２，１３の間を移動している際に、露光されることになる。ホログラム感材８０を支持するベルト２０は、一対の支持ロール１２，１３に架け渡されており、一対の支持ロール１２，１３の間を直線状の経路に沿って移動し得る。したがって、ホログラム感材８０は、ベルト２０とともに移動している間、露光装置１８からの平行光束を一定の方向から照射され続けるようになる。したがって、上述した特許文献３（特開平３−１４８６８７号公報）に開示された方法と比較して、高回折効率のホログラム８５を作製することが可能となる。

なお、特許文献３（特開平３−１４８６８７号公報）に開示されているドラム上に配置されたホログラム感材を露光する態様においては、ドラムの中心軸線を中心として放射状の方向から参照光を照射することにより、ホログラム感材への参照光の入射方向を均一化させることができる。しかしながら、このような方法によれば、参照光のプロファイルを整形するための光学系が非常に大型化してしまう。一方、本実施の形態によれば、広く利用されている平行光束を用いるので、露光装置１８を簡易化および小型化することが可能となる。

また、特許文献３に開示された方法では、ホログラム感材への参照光への入射方向の変化を低減するため、ホログラム感材の移動方向、ドラムの周方向に沿った照明領域の長さを短くする必要がある。この結果、ホログラム感材の各部分を十分な光エネルギー量で露光するためには、ホログラム感材の搬送速度を低下させる必要があり、生産効率を向上させることができない。

一方、本実施の形態によれば、ベルト２０の移動経路、言い換えると、ホログラム感材８０の搬送経路に沿った照明領域ＩＡの長さを長く取ることにより、ホログラム感材８０を比較的に高速度で移動させながら、ホログラム感材８０を十分な光エネルギー量で露光することができる。これにより、高回折効率のホログラム８５を短時間で多数作製することができ、生産効率の面で優れる。

加えて、特許文献３に開示された方法では、ウェブ状のホログラム感材に対する参照光の入射方向に、制約が生じてしまう。具体的には、ホログラム感材を保持するドラムの中心軸線に直交する面内においてドラムの表面への法線方向に対して傾斜した方向から、参照光を照射することは可能であるが、ホログラム感材を保持するドラムの中心軸線と平行な面内においてドラムの表面への法線方向に対して傾斜した方向から、参照光を照射することは、光学系の大きさ及び光学系の取り扱いの制約から、ホログラムの実生産には現実的に極めて困難である。

一方、本実施の形態によれば、例えば図１に示された例のように、ベルト表面への法線方向ＮＤおよび幅方向ＣＤの両方向に平行な面内において法線方向ＮＤから傾斜した方向に沿って露光装置１８からの光を入射させること、或いは、ベルト表面への法線方向ＮＤおよび機械方向ＭＤの両方向に平行な面内において法線方向ＮＤから傾斜した方向に沿って露光装置１８からの光を入射させることは、光学系の大きさ及び光学系の取り扱い性の面で特に優劣は無く、且つ、特許文献３に開示された方法と比較すると、光学系の大きさ及び光学系の取り扱い性の面で著しく有利である。すなわち、ベルト本体２２上へのホログラム原版３０の効率的な配置を考慮して、露光装置１８からの平行光束の進行方向を選択すればよく、これにより、同一時間で多量のホログラム８５を製造することができ、生産効率の面で優れる。

また、とりわけ本実施の形態によれば、一対の支持部材１２，１３の間に支持台１５が設けられている。そして、支持台１５の平坦面１６に支持されながら移動するベルト２０上のホログラム感材８０が、露光装置１８から平行光束を照射される。このため、ホログラム感材８０の移動中に、ホログラム感材８０の各部分への参照光の入射角度が効果的に維持され得る。また、ホログラム感材８０の各位置の間でも、参照光の入射角度が効果的に均一化され得る。このため、高効率のホログラム８５をより高い生産効率で作製することができる。なお、ここで用いる「平坦」とは、厳密な意味での全く凹凸が生じていない平坦な面だけを意味するものではなく、ここで説明した作用効果を期待することができる程度の平坦さを持った面を含む意味として用いている。

さらに、本実施の形態によれば、接着性を有したホログラム感材８０がベルト２０上に供給され、ホログラム感材８０は、ベルト２０に接着した状態で、ベルト２０とともに移動する。したがって、ホログラム感材８０がベルト２０上でずれてしまうことが抑制される。これにより、ホログラム感材８０を移動させながら露光したとしても、ホログラム感材８０への参照光の入射角度を効果的に維持することができる。加えて、特許文献３に開示された方法のようにホログラム感材をドラムに向けて押圧し続けて、ホログラム感材をドラム上に保持する必要もない。したがって、得られたホログラム８５の実際の使用時と同様の条件下、より具体的には、意図的な外力による変形を生じていない状態にて、ホログラム感材８０に干渉縞を記録することが可能となる。これにより、本実施の形態によれば、得られたホログラム８５が期待された回折特性を呈するようになる。

以上のように本実施の形態によれば、高い回折効率を有するホログラム８５を高い生産効率で製造することができる。

なお、上述した一実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。以下、図面を参照しながら、変形の一例について説明する。

上述した実施の形態において、第１接着層３８を介して剥離層２６が設けられている例を示したが、これに限られない。第１接着層３８および剥離層２６を省いて、ホログラム原版３０の表面に剥離処理を行うようにしても、同様の作用効果を期待することができる。

また、上述した実施の形態において、ベルト本体２２とホログラム原版３０との間に、ホログラム原版３０を透過した０次光の反射を防止するための手段としての層４４が設けられている例を示したが、これに限られない。例えば、第２接着層４２および反射防止層２４を省いて、第３接着層４４に、ホログラム原版３０を透過した０次光の反射を防止する機能を付与するようにしてもよい。一具体例として、露光装置１８からの光に対する吸収能を有した成分を、第３接着層４４に含有させるようにしてもよい。また、ベルト本体２２が、露光装置１８からの光に対して光透過性を有するようにしてもよい。

さらに、露光装置１８が、二以上の波長域のコヒーレント光を照射するようにしてもよい。この場合、供給装置５０から供給されるホログラム感材８０が、二以上の波長域の両方に対して感光性を示す層から構成されていてもよいし、各波長域に対してそれぞれ感光性を示す複数の層を含むように構成されていてもよい。このような変形例によれば、複数色で再生される高回折効率のホログラム８５を高い生産効率で生産することができる。

なお、以上において上述した実施の形態に対するいくつかの変形例を説明してきたが、当然に、複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。

１０ ホログラム製造装置
１２，１３ 支持部材、支持ロール
１５ 支持台
１６ 面
１８ 露光装置
２０ ベルト
２２ ベルト本体
２４ 反射防止層、反射防止手段、光吸収層
２６ 剥離層、剥離フィルム
３０ ホログラム原版
３８ 接着層、第１接着層、透明接着層
４２ 接着層、第２接着層
４４ 接着層、第３接着層
４６ セパレータ
５０ 供給装置
５２ 元材供給ロール、元材供給機構
５４ セパレータ回収ロール、セパレータ回収機構
６０ 供給装置
６２ ホログラム回収ロール
６４ 合紙供給ロール
７０ 洗浄装置
７８ 元材
８０ ホログラム感材
８２ 支持体
８３ セパレータ
８５ ホログラム
８６ 合紙

Claims (16)

1. 二以上の支持部材と、
   前記二以上の支持部材によって移動可能に支持されたベルトであって、前記二以上の支持部材に架け渡された環状のベルト本体と、前記ベルト本体に保持されたホログラム原版と、を有する環状のベルトと、
   前記ベルトの移動経路のうちの隣り合う二つの支持部材の間となる一区間を含む領域に向け平行光束を照射し、前記ベルト上に供給されたホログラム感材を露光する露光装置と、を備える、ホログラム製造装置。
2. 前記供給されるホログラム感材は、接着性を有しており、
   前記ベルトに接着した状態で、前記ベルトとともに移動する、請求項１に記載のホログラム製造装置。
3. 前記ホログラム感材を前記ベルト上へ供給する供給装置であって、前記ホログラム感材と前記ホログラム感材を挟持するセパレータおよび支持体とを含む元材を供給する元材供給機構と、前記元材供給機構から供給される前記元材の前記セパレータを前記ホログラム感材から剥離させて回収するセパレータ回収機構と、を有する供給装置を、さらに備える、請求項１または２に記載のホログラム製造装置。
4. 露光された前記ホログラム感材を前記ベルトから剥離させて回収する回収装置であって、前記ホログラム感材の前記ベルトに接着していた面に合紙を積層して回収する回収装置を、さらに備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載のホログラム製造装置。
5. 前記ホログラム原版の表面に剥離処理が施されている、或いは、前記ホログラム原版の前記ホログラム感材と対面する側に剥離層が設けられている、請求項１〜４のいずれか一項に記載のホログラム製造装置。
6. 前記ホログラム感材を回収された後の前記ベルトを洗浄する洗浄装置を、さらに備える、請求項２〜５のいずれか一項に記載のホログラム製造装置。
7. 前記ベルトの移動経路に沿って前記隣り合う二つの支持部材の間となる位置に設けられ、前記環状のベルトに内面側から当接する面を有した支持台を、さらに備え、
   前記露光装置は、前記支持台上に位置にしている前記ベルト上のホログラム感材に平行光束を照射する、請求項１〜６のいずれか一項に記載のホログラム製造装置。
8. 前記ベルトは、前記露光装置から照射された光のうちの前記ホログラム原版を透過した０次光の反射を抑制する手段を、さらに有する、請求項１〜７のいずれか一項に記載のホログラム製造装置。
9. ホログラム原版を有するベルトであって、二以上の支持部材に支持されて移動する環状のベルト上に、ホログラム感材を供給する工程と、
   前記ベルトの移動経路に沿って隣り合う二つの支持部材の間を前記ベルトに支持されて移動しているホログラム感材に平行光束を照射して、前記ホログラム感材を露光する工程と、
   露光されたホログラム感材を前記ベルト上から回収する工程と、を備える、ホログラムの製造方法。
10. 接着性を有したホログラム感材が前記ベルト上に供給され、前記ホログラム感材は、前記ベルトに接着した状態で、前記ベルトとともに移動する、請求項９に記載のホログラムの製造方法。
11. 前記ホログラム感材と前記ホログラム感材を挟持するセパレータおよび支持体とを含む元材をまず供給し、その後に元材から前記セパレータを除去して、前記ホログラム感材を前記ベルト上に供給する、請求項９または１０に記載のホログラムの製造方法。
12. 露光された前記ホログラム感材を、前記ベルトから剥離させて、合紙を積層して回収する、請求項９〜１１のいずれか一項に記載のホログラムの製造方法。
13. 前記ホログラム原版の表面に剥離処理が施されている、或いは、前記ホログラム原版の前記ホログラム感材と対面する側に剥離層が設けられている、請求項９〜１２のいずれか一項に記載のホログラム製造方法。
14. 前記ホログラム感材を回収された後の前記ベルトを洗浄する工程を、さらに備える、請求項９〜１３のいずれか一項に記載のホログラム製造方法。
15. 前記ベルトの移動経路に沿って前記隣り合う二つの支持部材の間となる位置に設けられ支持台の前記環状のベルトに内面側から当接する面上を、前記ベルトに支持されて移動しているホログラム感材に平行光束を照射する、請求項９〜１４のいずれか一項に記載のホログラム製造方法。
16. ホログラム感材に平行光束を照射している際に前記ホログラム原版を透過した０次光の反射を、前記ベルトに設けられた手段によって、抑制する、請求項９〜１５のいずれか一項に記載のホログラム製造方法。

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