JPH05508236A - 再生防止方法及び再生防止基質 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 スイッチオン・オフ式に多重状態で相互作用する、写真複写防止、偽造防止並び にファクシミリ送信防止システム発明の背景 本発明は、写真複写防止及びテレファクシミリ送信防止の用紙に関し、即ち、従 来通りの黒色又は同様の暗色における情報を担持しているとき視覚的に判読可能 な様式−おいて容易に写真複写され或いはテレファクシミリによって送信され得 ることのない用紙に関するものである。

改良された写真複写機の現在の有用性は、文書又はその一部分を判読可能な様式 における写真複写に対して抵抗を有するものにすることに関わる問題を増大させ た。現在の殆どの写真複写機による視覚的に判読可能な写真複写を防止すること に成功している写真複写防止用紙は、１９８５年６月１１日付けで発行されたガ ードナー（Ｇａｒｄｎｅｒ）その他の米国特許明細書第４．５２２．４２９号、 １９８６年１２月３０日付けで発行されたガードナーその他の米国特許明細書第 ４゜６３２、４２９号、及び１９８９年９月１９日付けで発行されたガンジャン （Ｇｕｎｄｊ　ｉ　ａｎ　）の米国特許明細書第４．８６７、４８１号において 説明されており、これ以後一般的にノーコピー技術と呼ばれるものである。

米国特許明細書第４．５２２．４２９号は、約６００ミリミクロン以下の波長の 光に関して約１０％以下の反射スペクトル応答を備えたカラーを有する写真複写 防止用紙の使用を教示しているが、この用紙は、情報が表面にタイプされたりそ の他の方法で付加される場合には、用紙が白色光の下で観察されるときにそのよ うな情報を人間の眼によって判読し得るものとするに足るほど十分に情報を視覚 的に対比させるものである。

米国特許明細書第４．６３２．４２９号は、約６２５ミリミクロン以下の波長の 光に関しては効果的にゼロとなり、約１，０００ミリミクロンまでの波長に関し ては約１％以下になる反射スペクトル応答を備えたカラーを有する表面を備える ように成した写真複写防止用紙の使用を教示していて、この用紙は、実質的に非 透過性の情報がその表面にタイプされたりその他の方法で付加された後、用紙が 判読可能な情報の様式において写真複写されることを実質的に不可能と成し、こ の用紙は、裏面から表面に可視光線を透過させることが可能であって、可視光線 が用紙に対してその裏面から表面に透過されるとき、用紙の表面を観察する人間 の眼によって情報を判読し得るものとするに足るほど十分な対比を実質的に非透 過性の情報と透過光線の間に持たせることになる。

上述のヨーロッパ特許出願の教示に拠る写真複写防止及びテレファクシミリ送信 防止の効果における更なる改良は、特殊な単−周波数又は所望の多重周波数にお ける用紙反射率の空間スペクトル変調を使用することによって達成されることに なる。

発明の要約 ここで、新規技術の本発明が報告される。それは、異なった光学的波長における 多重状態の光学的密度に変換して、写真複写防止システムの製造において使用さ れることになる、多重状態の光学的特性を形成することから成る。このようなシ ステムは、例えば紙又はその他の物質の表面にマーカーベンによってマークを形 成するために使用されるインクの形態において、或いは紙又は文書の一部分又は 全表面における一様なコーティングの形態において実施されることが可能であり 、ベンマーク又は用紙コーティングは、集中的な照明に曝されるとき可変光学的 特性を発揮することになる。

本発明は、多（の特定方式の１つにおいて光学的な多重状態特性の装置を構築す ることから成り、紙又はその他の文書基質と併せて適用されるとき、その組合せ は、写真複写、テレファクシミリ送信、又はその他の同等な再生手段に対して抵 抗を示すことになる。この写真複写防止システムは、ユーザーによって制御され ることになる開ループ操作のためのものとして、或いは写真複写の光源それ自体 が光学的特性における変化を産み出すことになる閉ループ式の機械操作構成のた めのものとして設計されることが可能である。このシステムにおいて使用すれる 基礎的な物理特性は、一定の物質の物理的な特性であり、これらの物質の光学的 な吸収スペクトル特性又は反射スペクトル特性は、所望の波長における十分な強 度の（典型的には光学的な）照射に曝されるとき劇的に変化することになる。

そのような変化の視覚的な効果は、視認可能な色の変化である。一般的に、フォ トクロミック材料のような一定の物質は、それらの自然な状態では本質的に透明 であり、長波長の紫外線又は短波長の青色照射に曝されるとき濃い青色に変わる ことになる。本発明は、詳細には特殊なインク又は色素コーティングシステムを 構築することから成り、このシステムは、スイッチング活性化照射に曝されると き特殊な低減応答時間を備えた好都合で特殊な可変光学的特性を発揮することを 許容されることになる。更に、コーティングシステムは、特定の空間分布を備え た基質に対して物理的に適用され、結果として生じるシステムのスペクトル、時 間及び空間に関する光学的特性の組合せは、写真複写、テレファクシミリ送信、 又はその他の種類の写真再生の試みに対して抵抗を示すことになる。このように して、本発明は、その可変光学的スペクトル特性、特定の時間的挙動、即ち適用 される活性化光源に対する応答時間、及び紙又はその他の基質に対する特殊な空 間分布を備えたその適用に関して、光学的に有効なコーティングシステムを選択 することに関わるのである。

本発明の基本的な要素の１つがコピー不能特性を原稿の判読可能特性から完全に 分離することによって写真複写の防止問題に関して新たな自由度を導入すること にあることは、容易に認識され得るであろう。総ての従前の利用可能な技術にお いて、上述の２つの特性は、高度にコピー不能なシステムが同時に判読可能性を 減少させる傾向にあり即ち読み手には不便であるようにして、緊密に不都合に結 合しているのである。

所望される可変光学的特性、応答時間、及び適用されるコーティングの空間分布 をそれぞれに規定することになる本発明の特徴は、別々に説明されるものとする 。写真複写防止に関わる本発明を実施するとき、理想的には、上記の３つの規定 の総てが尊重されなければならない。上記の規定の１つ又はもう１つが軽視され るときには、品質は劣っているがそれでもなお所定の用途に関しては十分である システムが結果として生じることになる。

ここで、本発明は、後続の説明及び添付図面を参照して更に詳細に説明されるこ とになる。

図面の簡単な説明 図１は、本発明に従った反射率特性のグラフである。

図２は、本発明に従ったフォトクロミック色素に関する反射率特性のグラフであ る。

図３は、本発明の方法並びに装置に関する反射率特性のグラフである。

図４は、本発明の１つの実施例に関する断面図である。

図５は、本発明のもう１つの実施例を示している。

図６は、図５の要素を使用している実施例に関する側面図である図７Ａ及び図７ Ｂは、本発明のもう１つの実施例を示している。

図８Ａ及び図８Ｂは、本発明の更なる実施例を示している。

図９は、図８の実施例に関する代替例を示している。

図１０は、本発明に従った薄膜式光増幅器（ＴＦＬＩ）を示している。

図１１は、図１０のＴＦＬＩのＡめの単一散乱体の場合を示している。

図１２は、図１０における散乱中心の分布を示している。

図１３は、球形散乱体に関する上面図である。

図１４は、ｎ　及びＬ／ｄに依存する光増幅因子Ｋに関する図式表示を示してい る。

図１５は、本発明のもう１つの実施例に関する上面図である。

図１６は、図１５の実施例の細部である。

発明の詳細な説明 １、　ユニ孟不ｚＬｑ釧支入べ之上酉詩１コーティングは、紙バルブに対する色 素含浸によるばかりでなく、標準的な用紙コーティング、インキング、又は印刷 技術の中の１つを使用して、塗布されることも可能である。一般的に、コーティ ングの組成は、水溶状態、アルコール、或いはトルエン中におけるアクロロイド 溶液であるローム＆ハースＢ　６６　（Ｒｏｈｍ　＆　）Ｉａａｓ　Ｂ６６　） のような炭化水素溶液中における標準的なアクリル材料即ち樹脂から構成される ことが可能であり、それに対して色素の組合せが添加されて、「基礎光学的特性 」と分類するものを産み出すことになる。

広範な範囲の適用において、基礎スペクトル特性が以下の何れかのものから構成 されることも可能であると企図されている。無色、即ち可視スペクトルの全範囲 に渡って非常に高い反射率を備えた無地の白色である透明状態、或いは４００か ら５００ナノメータの波長範囲又はそれを越えて３０％又はそれ以上の反射率ピ ークを備えて青色領域内に存在し得る淡色、或いは５６０ナノメータの波長及び それを越えて３０％又はそれ以上の反射率を備えて、５６０ナノメータ及びその 近傍において遮断されることになる黄色領域内に存在し得る淡色、或いは６００ ナノメータ及びそれを越えて３０％又（、ｔそれ以上の反射率を備えて、６００ ナノメータ及びその近傍において遮断されることになるピンク又は赤色の領域内 における淡色、或いは最後に、ノコビ技術において更に詳細に説明され、そのス ペクトル特性が図１において示されている濃い赤紫色である。

コーティングの組成に入るその他の基本的な要素は、可変光学的特性の色素であ り、その典型的な具体例は、重量で０．５％のオーズ社（Ｃｈｒｏｍａ　Ｃｈｅ ｍｉｃａｌｓ　Ｉｎｃ、　ｏｆ　Ｄａｙｔｏｎ、　０ｂｉｏ　）のフォトクロミ ック色素、クロマダイ（Ｃｈｒｏｍａｄｙｅ　）　１５又はクロマダイ２である 。この色素は、コーティング化合物に対して単純に添加されることも可能である が、本発明の本質的な特徴は、現在では良好に確立されている技術を使用してマ イクロカプセル封入形態において非線形の色素を部会長（添加することにあり、 コーティング材料のその他の成分から独立していてそれによって影響されないこ とになるフォトクロミック色素のための最適な溶剤構造の使用を許容するのであ る。これは、そのスペクトル挙動と活性化照射源に対する応答時間の両者に関し て複合コーティングシステムの動的挙動を調整することを許容することになる。

本発明において使用されるように指定されているフォトクロミック色素は、活性 化光に曝されるとき、上述の基礎色のピーク即ち最大の反射率波長の近傍におい て広域の最小値を備えた強度の吸収帯域を結果として明確に産み出すことが要求 される。その吸収最小値は、概して、図２において示されるように６００ナノメ ータの領域を越えて拡大することが期待されている。

活性化したフォトクロミック色素は、先に列挙した基礎スペクトル特性を次のよ うに改変することになり、それは、スイッチングオンとして大まかに説明される ことが可能であり、即ち、濃い青色又は更に一般的には上記の基礎特性と結合す るときの補色の添加が、それらを青色、紫色、濃い茶色又は黒色としてそれぞれ に表すようにして改変するのである。十分な写真複写防止の効果は、新たな反射 率が、４００ナノメータ以下から６００ナノメータの近傍にまで及ぶ非常に広域 の最小値を示して、図３において示されるように１０％又は更に好ましくは５％ の範囲における最大値に限定されるときに達成される。

図４において示されるような本件の非常に確実な写真複写防止効果の実際的な実 施例の１つにおいて、写真再生耐性Ｓ置は、多層構造を使用して形成されるもの であり、紙基質３の表面における第１の層即ち底部層１は、「ノコビ技術」によ って規定される特性を発揮し、上述の「基礎スペクトル特性」の１つを発揮する ようにして準備されたコーティングから成る頂部層２によって被覆されることに なる。しかし、本発明の実施のこの方法は、過度に制限的かつ保護的なものであ る。それ故に、第１層のスペクトル特性は、実質的に高い反射率を許容し、従っ て不活性装置の実質的に高い判読可能性をも許容するようにして軽減されること が可能であり好都合でもある。頂部層の基礎スペクトル特性が活性化光源によっ て「変換」されるとき、全体の特性は、ノコビ規定の範囲内に十分に納まること になり、従って文書はコピー不能なものとなるのである。

本発明は、限界の範囲内において、約１５％を越えて実質的に白色である１００ ％の反射率に近いスペクトル特性にまで達することになる可視スペクトルに渡っ た全体の反射率を有する底部層によって実施されることが可能である。この場合 、最も効果的な写真複写防止装置は、二重層の表面に印刷される情報が上記引用 の具体例においては青色、紫色、濃い茶色又は黒色のようなフォトクロミック層 の「変換」スペクトル特性に対応する色であるとき獲得されることになるが、こ れらの色のみに限定されることはない。可変スペクトル特性コーティングの活性 化において、印刷情報と背景コーティングの間におけるコントラストが排除され ることになり、十分な再生が不可能となることは明白である。

本発明の１実施例において、多重状態の非線形光学システムは、幾つかの紫外線 及び可視波長の８１　、ａ　２及びａ３等において活性化され、これらの波長の １つのための単独のフィルタでは、装置の活性化を中和し得ないことになる。

Ｉｌ、斗変光宇貴葺並辺ｌ寛濠ｌ 活性化光源の影響の下における可変光学的特性の挙動を説明することになる多く の様々な形式の動的応答が、本発明によって利用可能となる。活性化光は、紫外 線又は可視スペクトルの領域内に存在することが可能であり、更に重要なことは 、応答の速度が、ミリ秒の領域まで増大されることも数秒にまで落されることも 可能であり、活性化照射の強度が、非常に小さな値からＣ１１２当り数ジュール まで変化することも可能であるということである。

基本的に異なった２つの操作モードが考慮されている。

Ａ、　開ループ又はユーザー制御の操作モード本発明の「開放式Ｊ又は「ユーザ ー制御」の構成において、フォトクロミック材料は、波長、応答速度及び強度の 要求事項が関連する範囲において広範な選択の自由度で選定される。この構成に おいて、先に導入された２層方式の第２の層２を構成することになるフォトクロ ミックコーティングのスペクトル特性の変換を制御する者は、ユーザーである。

ユーザーは、所望の時間の長さく典型的には数十秒）に渡って必要な紫外線又は 可視波長における所望の光強度レベルを提供することになる集中的な光源を使用 して、写真複写機の外側から照明を当てることによって、可変スペクトル特性コ ーティングを写真複写防止状態に切り換えることになり、そのスペクトル特性は 、最小反射率が上述のように５−１０％のオーダーにある十分な光学的密度の「 晴いＪ状態へと変換するのである。前述したように印刷情報を担持するこの二重 層基質が写真複写機又はファクシミリ装置において使用されるとき、判読可能な コピーを入手しようとする試みは失敗することになる。この操作モードは、頂部 コーティングがその元の基礎スペクトル特性を復元し始めるとき、制御するユー ザーが実質的に存在して文書をアクセス不能にする場合において有益である。こ の用途における復元時間は、可能な限り遅いことが望ましく、典型的には数十分 又は更には数時間のオーダーにあることになる。

Ｂ、　閉ループ操作 閉ループ又は「機械制御」の構成において、スペクトル特性の変換は、機械の光 源それ自体の影響を受けて発生する。この構成にお長の照射に反応することにな る典型的にはスピロピラン・フォトクロミック族である色素を光学的に有効な層 において使用することにあり、クロマ・ケミカルズ社のクロマダイ２が、そのよ うな色素の有効な具体例である。

しかし、閉ループの操作モードにおける本発明の成功に関する致命的な要求事項 は、光学的に有効な色素システムが、１ジユール／Ｃ１の数分の１のオーダーに あるスイッチング光エネルギー閾値によって、非常に短い応答時間、即ち１秒の 数分の１から最大でも１秒というオーダーにある応答時間を提示することが可能 でなければならないという必要性である。

従って、本発明の中心部分は、例えば、フォトクロミック色素システムを担持し 、含有し、或いは囲繞して、上記指定の速い応答時間及び低いスイッチング光強 度閾値をそれに対して付与することになる装置から構成されるのである。

フォトクロミズムのような色変化現象の原因である光化学的な相互作用は、本来 非常に速いものであり、数ナノ秒以下の分子移行時間の長さによってのみ制限さ れることが周知である。しかし、その弛緩プロセスが色変化の強度を制限するこ とによって長い露光時間を必要とすることになり、その露光時間は、通常、シス テムをコピー不能状態に切り換えるために要求される深度の色変化を達成するた めには数十秒から数百秒の範囲内であり得るのである。実際的には、色の切換え 時間は、活性化光の強度を増大させることによって短縮されることが可能である 。従って、本発明は、写真複写機の光強度のように外部的に付加される所定の活 性化光強度に関して、フォトクロミック色素成分に衝突する光の実際の強度が数 倍にされ、その分だけ色変化メカニズムを加速するように成した、光強度増幅装 置の開発に関わるものである。フォトクロミック的な色の切換え時間に関する様 々な加速の技術が、以下に列挙される。本発明の特定の実施例は、所定の用途に おいて要求されるレベルまで反応の速度を増大させるために、それらの中の１つ を使用し或いはそれらの幾つかを組合せて使用することも可能である。

■、　フォトクロミック色素の封入格納：　マイクロカプセルより太き（寸法形 成されるマクロカプセル前述したように、フォトクロミック色素は、図５におい て示されるように、カーボンレス用紙のものに類似した技術を使用して、球形の マクロカプセル１０の中に収納される。

マイクロカプセル封入は、先ず初めに、フォトクロミック色素が色素の印刷プロ セス又はコーティングプロセスにおいて使用されることになるビヒクルから独立 した環境において維持されることが可能となるエンクロージャを提供する。フォ トクロミック色素は、トルエン、酢酸セルロースその他のように制御された環境 を選択して、本質的に速い応答時間及び都合良く画成されるスペクトル特性を発 揮することになる。この後者の目的のみのための封入は、５ミクロンのオーダー の典型的なマイクロカプセル寸法を要求することになるが、本発明において、好 適な寸法は、顕かに太き（，１０から２５ミクロン及び更には５０ミクロンとい う範囲内にある。これらの構造は、通常のマイクロカプセル寸法に対比して、マ クロカプセルと呼ぶものとする。

二こで、マクロカプセル１０は、図５で示されたように光集積要素として利用さ れている。

マクロカプセル球体の外側表面の一部は、反射コーティング１１によって被覆さ れる。これは、例えば、標準的な真空蒸着技術によって達成されることが可能で ある。光がそのようなマクロカプセルに非被覆方向から入射するとき、顕かな球 面鏡の効果が、光Ｉｃを中心に向かって集中させることになり、その強度は、入 射光強度■ｉに比較して非常に太き（なり、球体の直径の関数であることになる 。結果として、Ｍ＝Ｉｃ／Ｉｉは、その平方、或いは入射光の波長に対する直径 の比率の平方にほぼ比例するのである。従って、光増幅のこの方法は、Ｍ＝　（ Ｄ／λ）２であって、Ｄ＝２５ミクロン、え＝０．５ミクロンである場合には、 Ｍ＝２５００というオーダーにおいて、有効スイッチング光強度の増倍を提供す ることが可能となる。

この方式の実際の実行において、１桁又は２桁さえもＭが劣化したとしても、そ れでもなお約２５という相当な大きさのＭの値を提供して、対応する切換え時間 の短縮を付与することになる。

図６は、この技術の実際的な実施例の具体例を提示するものであり、透明基質３ ０が、フォトクロミック色素を充填したマクロカプセル１０によって先ず側面３ １から被覆され、これらのマクロカプセルは、その後、蒸着、或いは、コーティ ング、含浸、スパッタリング、被着等の同等の技術によって、金属製の光反射コ ーティング１１を同じ側面３１からカプセルの表面において塗布されることにな り、これで、マクロカプセルは、この基質の印刷、観察及び写真複写の側面でも ある基質の側面３２からそれらに衝突する光のための球面鏡となるのである。

既に集中的な写真複写機の光が側面３２から入射するとき、集束して更に増幅さ れる光強度Ｉｃは、多重状態の光学的特性を直ちに暗い状態に切り換えて、側面 ３２０表面における印刷情報をコピー不能な状態にすることが明白である。その 一方、判読に使用される通常の周囲の光は、側面３２に入射する遥かに少ない照 射密度という結果になるので、マクロカプセル内において対応して集束する光強 度は、基質のフォトクロミックコーティングにおいて認識可能な色の変化を産み 出すことが不可能となる。これは、周囲の照明光強度に関して、集束する光強度 Ｉｃが必要な高速スイッチングＩｃレベルのほぼ１０％であるようにして、光増 幅因子Ｍを基準化することを要求することになる。

フォトクロミック色素の短いスイッチオフ時間は、実際的な実施例において重要 であることが判明している。スイッチオフ時間が遅ければ、暗化した色素は、集 中的な光に露光された後、徐々に明るくなる。しかし、基質が周囲の光に曝され るならば、それは、時間が経つと益々暗くなって、不都合なことに元の状態には 戻らなくなるのである。

速いスイッチオフ時間を獲得するためには、色素の環境が制御されなければなら ない。詳しく言えば、色素は、オフ状態となるその応答時間を明白に改善するこ とになる液体溶剤の中においてマクロカプセル内に保持されるのである。

これに関しては、以下の溶剤及び色素が使用可能である。

浴週 二塩基酸エステル　−　デュポン社（Ｄｕｐｏｎｔ）によるＤＢＥフタル酸ジブ チル 酢酸ジエチル ダイチック−Ａ　（Ｄｙｔｅｋ−Ａ　）　−デュポン社ＫＭＣ−１１３；　ジ・ イソプロピル・ナフチレントルエン キシレン 安息香酸ｎ−ブチル 鉱油 トリクロロ・ベンゼン トリメチル・ベンゼン 色フ（クロマ・ケミカルズ社からのクロマダイ）Ｃ−Ｉ　Ｃ−２Ｃ−５Ｃ−１５ Ｃ−１８Ｃ−１９Ｃ−２０Ｃ−３８ Ｃ−３９Ｃ−４３Ｃ−４４Ｃ−５２ ２、準ファプリー・ベロー構造 光学用語におけるファプリー・ベロー構造は、一般的に、間隔りによって分離さ れる２枚の対面する部分反射表面から構成される。

図７Ａは、セクションＩにおいて説明され、構成要素４２と分類される光学的に 有効なコーティングを収容するために利用されるように成したその構成を示して いて、構成要素４１及び４３は、構成要素４２の厚さしによって分離されること になる部分反射コーティングから成るものである。

この構造の基本的な特徴は、強度−１ｉの入射照射に曝されるとき、区域４２の 内部における照射強度のレベルＩｅまでの劇的な増大から成る。これは、構成要 素４２の内部において照射を捕捉することになる反射鏡４１及び４３の間におけ る多重反射に起因する。これは、ファプリー・ベロー構造の周知の特徴であり、 その増幅比率Ｆ＝Ｉｅ／Ｉｉは、Ｉｉの入射角度及び図７Ａにおける構成要素４ １及び４３の反射率に依存して数桁の大きさまで到達することが可能である。

必要とされる実際の増幅比率は一２概して運かに僅かなものであり、２５という 因子のオーダーにあるので、ファプリー・ベロー構造におけるＩｉの入射の不規 則な角度、反射鏡４１及び４３の何れかにおける欠陥その他のようなパラメータ 変動に起因する因子Ｆの劣化は、それでもなおＦの必要な大きさを提供し、それ に応じて光学的スイッチングの必要な加速をも提供することになる。

この構造の実際的な実施例は、図７Ｂに示されるようにして獲得される。紙又は 透明なアクリル基質４０が初めに軽金属溶射によって反射コーティング４３で被 覆され、第２の工程において、厚さＬのフォトクロミックの有効なコーティング ４２が塗布され、Ｌの値は、一般的に２５から５０ミクロンの範囲内に存在し得 るように成し、最後に、第２の反射コーティング４１が軽金属溶射の最後の工程 を介して付加される。ファプリー・ベローの光増幅及びスイッチング加速の方式 は、写真複写防止用紙を作製するときに紙の基質と併せて使用されるが、自己粘 着テープから成る透明なアクリル基質と併せても都合良く使用されることになり 、このテープは、文書の選択的な部分に貼付されることが可能である写真複写防 止装置として利用されるのである。

３、　断面変形伝搬による照射密度増幅この技術の基本的なコンセプトは、断面 領域Ａのガイド５１の中を伝搬し、続いて小さ目の断面領域ａのガイド５２の中 へ移動されるように成した全体の光束を示している図８Ａにおいて図解される。

Ａにおける照射密度はＩｉ＝φ／Ａに等しく、ａにおける密度はエア＝φ／ａで あることが示されている。従って、照射密度は、変換因子Ｋ　＝　Ｉ　Ｔ　／　 Ｉ　ｉ　＝　Ａ　／　ａによって増強されることになる。

ここで、このコンセプトは、図８Ｂにおいて示されるようなプレーナー構造に移 管され、断面領域の変形及びそれに対応する光照射密度の変換は、入射する光束 を図８Ｂで示されたようなプレーナー型のシート即ち薄膜の表面に対して垂直方 向に分流し、光学的ガイドとして機能することになるシートの表面に平行な方向 において厚さｔのシート即ち薄１１９６０の内部を伝搬させるように成したこと によって獲得される。従って、光学的照射密度の増幅は、Ｋ＝ＩＴ／１ｉが１／ ｌに比例するようにして獲得されるものとして容易に示されることが可能である 。

結果として、このシート即ち薄膜は、薄膜式光増幅器（ＴＦＬＩ）として機能す るのである。

この技術の典型的な実施例において、図８Ｂのプレーナーシートは、写真複写防 止用紙のコーティング又は透明アクリル製の自己粘着テープのコーティングを構 成することになる。ｔが標準的に非常に小さく、典型的には数ミクロンのオーダ ーにあるので、Ｋは非常に大きく形成されることが可能である。例えばセクショ ンＩ−１において説明されたようなものであるフォトクロミック的に有効な色素 システムが、厚さｔのコーティングの内部に埋め込まれる。従って、それらは増 幅された光強度エアに曝されることになり、暗い状態に対するそれらの変換即ち スイッチングは、それに応じて加速されるのである。シートの厚さの内側におけ るシート表面に垂直な光伝搬方向からシート表面に平行な方向への分流は、多く の様々な方式において実施され、それらの方式の幾つかの組合せによっても実施 されることが可能である。

本発明において、伝搬方向の分流を達成するために提案される技術は、厚さｔの 全体に渡った積極的又は受動的な光散乱中心の内包と共に、光伝搬シート材料と 自由空間の間における実質的に正である誘電係数の示差に頼るものである。

図９は、本発明の特定の実施例において個別的に或いは組合せて利用されること になる、光散乱体の３つの形式６１．６２及び６３を示している。散乱体６１は 、アルミニウム又はその他の金属粉末シードのような反射不純物をプレーナーシ ートの本体の内部に埋め込むことによって獲得されることになる、受動的な点散 乱中心である。

散乱体６２は、プレーナーシート材料の組成に螢光顔料を導入することによって 実現され、螢光顔料は、波長の広域帯域における入射光を吸収し、狭隘な帯域幅 ではあるが長波長における照射を全方向に再発光するように成した、積極的な点 散乱中心である。

散乱体６３は、典型的には真空蒸着による金属溶射によってプレーナーシート６ ０の底面に対して付加されるミクロ波形の反射面である。

典型的には写真複写機によって生起されることになる外部的に付加される光束ψ が、プレーナーシートの頂部表面に衝突して、その中へ貫通するとき、散乱体６ １．６２及び６３の中心の何れか又は総てから散乱した光は、図９において示さ れたように、高い屈折率のプレーナーシート材料と外部自由空間の間の境界面に おける全円反射に対する周知の親和性に起因してシートの厚さの内部に殆どが捕 捉されることになる。

図９は、写真複写防止装置として利用される際の紙基質のコーティングを構成す るか、或いは用紙の部分を選択的にコピー不能にするために使用され得る自己粘 着式の透明アクリルテープのコーティングを構成することになる、断面変形伝搬 構造の最終的な形態を示している。

ＴＦＬＩに関しては、数学的なモデルを導き出すことが可能である。ＴＦＬＩは 、薄膜と、薄膜の中に埋設される散乱中心（散乱体）とから構成される。散乱中 心の屈折率が十分に高いものであるならば、散乱中心による吸収は僅かとなって 、入射する光学的エネルギーの殆どが垂直方向から水平方向に変換されることが 可能であるものと期待され、高強度の光出力を獲得することが可能となる（図１ ０）。その決定的な条件は、ｎ　１　＜　ｎ　２　＜　ｎ　３であり、ｎｌ、ｎ ２及びｎ３は、囲繞する材料、薄膜及び散乱中心のそれぞれの屈折率である。散 乱体は、金属製の反射物であることも可能である。

先ず初めに、図１１において示されるように、唯１つの球形散乱体が存在する場 合の薄膜について議論する。光ビームが薄膜に衝突するとき、反射ビームＡ、Ｂ 、が表面ｌにおいて全反射されることになるポイントＡ、を見出すことが可能で ある。更に、表面２におけるＡ　２　Ｂ　２の全反射を導（ことになるポイント Ａ２を見出すことも可能である。この記述に基づいて、θ息及びθ２は、以下の 式に従って計算されることが可能である・ ｓｉｎ　２θ＋＝ｎ＋／ｎ２　θ＋　＝１／２ｓｉｎ−’　（ｎ＋　／ｎｚ　） θ２：π／２−θ。

この場合、球体の屈折率が球体表面において如何なる吸収も生じないほど十分に 高いものであると仮定すると、領域Ａ、Ａ２に衝突する光エネルギーは、表面１ 及び２において全反射されることになる。このことは、球体が金属製の反射物で ある場合に当て嵌まる。

ここで、その寸法及び散乱体分布が図１２に示されている正方形に形成された薄 膜を考慮して見ることにする。この薄膜においては、Ｎ個の散乱中心が都合良く 配分さね、それらの間の間隔は、導出を簡略化するためにそれらの間における相 互作用を省略することが可能であるほど十分に大きいものであると仮定する。結 果として、放出される全エネルギーは、各々の散乱体によって反射されるエネル ギーの単なる合計である。

ヴアンデヒュルスト（Ｖａｎ　Ｄｅ　Ｈｕｌｓｔ）は、粒子半径の３倍の相互間 隔が、独立簡略化、即ち散乱体の間における相互作用を無視するための十分な条 件であることを指摘した。

入射エネルギーがＥ。であり、表面積がＳ。であると仮定すると、入射ビームの 強度はＥ、／Ｓｏであり、それを工。と指定すれば、即ち、■。＝Ｅ、／Ｓ、ど なる。

Ｅ、が良好に配分されていると仮定すると、散乱体を逸して散乱体の間の間隙を 通過するエネルギーは、消失することになり、Ｅ　ｌ。

１１分類される。表面ｌにおける有脂反射の故に、Ｅｏの小部分子のみが薄膜の 中へ入ることになる。

散乱体の間における間隙の面積がＳｏであるならば、Ｓ、＝ｍｒＬであり、Ｓ２ 　＝ｍｒ’であるとき、Ｓ’　＝　（、／−Ｎ−１）Ｓ、＋ＩＮ　（ＪＮ−１） Ｓ２となる。

図１２から、Ｌ＝２ｒ７Ｎ＋ｍｒ　＜ｌＮ−１）である。

Ｎ〉）１であるので、上記の方程式は、以下のように簡略化されることが可能で ある。

Ｌ　＝　２　ｒ　Ｊ　Ｎ　＋　ｒｎ　ｒ　Ｊ　Ｎ　即ち、Ｌ２＝Ｎ　（ｍ＋２） 　２ｒ２であり１ 、’、Ｎ＝Ｌ２／　（（ｍ＋２）　２ｒ　２）　即ち、ＪＮ＝Ｌ／１（ｍ＋２） ｒ）となる。

置き換えて、Ｎ”’　４　Ｎ””　−１とすると、Ｓ’　＝Ｎ−ｍ　（ｍ＋２） ｒ２＋Ｎ・２ｍｒ２＝Ｎ−ｍ　（ｍ＋４）ｒ２となる。

薄膜の頂部表面の面積は： ５＝Ｌ２＝Ｃ２ｒＪＮ＋ｍｒＪＮ　’　＝Ｎｒ２（ｍ＋２）　２であり、 ”　Ｅ＋ａ−１”　（Ｓ’　／５）ＴＥｏ　＝（４ｎｚ／　（１＋ｎｚ）’）　 ・　（（ｍ２＋４ｍ）／　（ｍ２＋　４　ｍ　＋　４　）　）　Ｅ　ｏとなるの である。

明白に、それは、Ｎから独立しているｅＥｏが固定されるならば、Ｅ、。、、は 、薄膜の屈折率、及び図１２において示されたパラメータｍの関数である。

散乱体の表面に入射する光学的エネルギーは、Ｅ　５ｃａｔｔｅｒ　＝　Ｔ　Ｅ 　ＯＥ　ｌａ＋＋ｔ＝ＴＥ、−（Ｓ’　／５）ＴＥｏ＝　（４Ｔ／　（ｍ２＋４ ｍ＋４））　Ｅ’となる。

更に、散乱体によって反射された後で表面１及び２によって全反射されるエネル ギーを計算することになる。この全反射エネルギーは、ＥＴＲと呼ばれる。

球体の上面図（図１３）から、 ＥＴＲ＝（リング帯域の面積）／（円形の面積）・Ｅ、。７１、。、＝（π（ｒ 　ｓｉｎθ、）２−π（ｒｓｉｎθ１）２）／（πｒ２　）　・Ｅ、。ａ＋＋ｍ ｒ ＝　（ｓｉｎ’θ２−５ｉｎ２θｌ　）　”　Ｅｓｃａｔｔｓｒ＝　（ｃｏｓ２ θ＋　−８ｊｆ＋２θ　）　”　１ｃａｔｔａｒＥＴ、＝ｃｏｓ　２θｌ　−（ ４Ｔ／　（ｍ＋２）　２）　・ＥＯである。

最後に、出力光ビームの強度Ｉは、 Ｉ　＝Ｔ’　・ＥＴａ／４Ｌｄ＝＝ｃｏｓ　２θ＋　・　（Ｔ２／　（ｍ＋２） ’ン　・　（Ｅ、／Ｌｄ）となる。

入射光ビームの強度が、Ｉｎ　＝Ｅ、／Ｌ’であるので、■及び■の比は、 Ｋ＝Ｉ／Ｉ。＝　（Ｌ／ｄ）　ｃｏｓ　２θｌ　−（Ｔ２／　（ｍ＋２）　２： （４ｎｚ’／　（１＋ｎ、）　２）　・　（Ｌ／ｄ）　・　（ｃｏｓ　２θ１／ 　（ｍ＋２）’　）である。

上記の表現式から、ＫがＬ／ｄに関して比例することは明白であるが、Ｋと屈折 率ｎ、の間の関係は暗示的である。この問題を数値的に解くことは、更に容易で ある。典型的には、１．７に等しいｎ２において、Ｌ／ｄの値を１００から１０ ００の範囲において選択すると、Ｋは、最大となって、θ１は、１８°に相当す る０、３１４（ラド）である。図１４は、Ｌ／ｄ及びｎ　の関数としてのＫの変 分を提示している。

図１４から、ｎｆｆ　＝１，７、Ｌ／ｄ＝１０００であるとき、Ｋが７．０４と いうその最大値に到達することを示すことは容易である、明白に、Ｋは、Ｌ／ｄ の更に高い値に関しては更に高い値に到達することになる。

４、　多層式の実行 本発明の特定の実施例において、上記のセクション■において規定されたような 基準的２層システムの第２の層を多数の下位層に分割して、個々の下位層がセク ションエ及びＩＩにおいて開示された技術の中の１つを利用して獲得されるよう に為すことは、有益であることが判明している。この複合構造は、異なった下位 層の積重ね束の伝達関数の積である特性を発揮することになり、多層式複合シス テムは、上記開示の異なった技術によって提供される特性を都合良く利用するこ とを許容されるのである。

ＩＩｌ、　コー−ン　大 本発明のもう１つの重要な要素は、セクション■及びＩＩにおいて説明された考 察の１つ又はそれ以上を利用して獲得され、セクションエの図４において説明さ れた構造の第２の層を構成することになる、可変スペクトル特性のコーティング を、空間的に不均一な様式において原本の紙又はその他の文書基質の表面に敷設 されるように成した２層システムとして規定することである。この第２層は、前 述のヨーロッパ特許出願の規定に類似した単−次元又は多重次元或いは二次元的 な空間的フーリエ周波数による１００％の密度変調に応じて、印刷又はコーティ ングの標準的な方法の１つによって不均一に敷設されるものとして規定される。

これは、本発明の優れた特徴である。密度の空間変調は、光学的に有効な頂部層 の可変スペクトル特性にお↓プる広範な動的領域を許容するので、本件技術は、 写真複写防止の分野において大成功を収めることになる。

詳しく言えば、薄膜式光増幅器の実施例に関して、フォトクロミック色素は、１ ９９０年６月２９日付けで出願された未決のＰｃ丁出願第ＣＡ９０００２０３号 において開示されたスクランブル・パターンに従って、紙基質に塗布されること も可能なのである。

図１５において示されるように。色素は、前述のスクランブル・パターンにおけ る円形に対応するドーナツ形状１０１の形態において基質１００の表面に印刷さ れる。ＴＦＬＩは、それを覆って、各々のドーナツ形状の中心１０２の中に充填 し、その廻りにおける１０３をも充填するようにして被覆される。そ−の結果と して、図１６において示されるように、領域１０１に入る光■１は色素に向がっ て案内され、領域１０３に入る光Ｉ３もまた色素に向かって案内され、更に、光 １２もまた完工、及びＩ３に加算されることになる。

本発明の基本的な特徴は１文書が写真複写に曝される際における空間的密度変調 のスクランブル効果をオフに切り換える能力にあり、従って、フォトクロミック システムがスイッチオフの状態にあるとき文書の判読性が劣化しないということ に注目することが重要である。実際に、セクションエにおいて導入された２層構 造の底面層が淡色又は更に好ましくは白色を有するようにして形成されるときに は、写真複写防止用紙は、事実上、殆ど白い紙であるように見えることも可能な のである。

本件の開示は、新規な写真複写防止及びテレファクシミリ送信防止の技術に関す る発明を説明するものであり、この技術は、文書を写真複写しようと試みる過程 においてコピー不能特性がオン・オフに切り換わるようにして、相互作用するコ ピー不能な用紙又は文書を製造するという可能性を提供することになる。更にな お、本発明は、文書のコピー不能特性をその判読可能性から切り離すものであり 、従って、その判読性が、大きく改善されることも可能である。

本発明の利点の１つは、偽造技術では光学的な活性作用を転写することが通例と して不可能であるので、本発明に拠る文書が本発明に拠らない偽造文書から容易 に識別され得ることにある。従って。

偽造文書は、真性の原本が反応するようにはフォトクロミック検査に対して反応 しないことになる。このようにして、本発明は、偽造防止の用途をも有するので ある。

当該分野における熟練者にとっては、本発明のその他の実施例も容易に明白であ ることになる。

ＦＩＧ、　４ ヌグロ力７°ｔル ＦＩＧ、５ 工ｉ　入＃ｔ＠１隻 ＦＩＧ、６ Ｆ［Ｇ、７Ｂ Ｆ　ＩＧ、８Ａ　Ｆ［Ｇ、８８ ＦＩＧ、　９ ＦＩＧ、ｌｏ ＦＩＧ、ｌ２ ＦＩＧ、Ｉ３ ｎ２反ひＬ／ｄの関数ヒしでのＫＧ麦分ＦＩＧ、＋４ 要約口 写真複写、テレファクシミリ送信等による基質の表面における印刷物の再生を防 止するための方法並びに装置である。基質は、少なくとも１つの主要表面を準備 され、フォトクロミック色素は、１つの主要表面に対して塗布され、色素が、所 定の時限において色素によって吸収される光の量の関数である応答時間に従って 、光に対する露光に応じて色を変えるように為される。１つの主要表面は、所定 量の光によって照明され、その応答時間は、所定量の光から色素によって吸収さ れる光の割合を増大させることによって、色素の色における変化を加速するため に低減されることになる。

手続補正書（自５所、２１ 、発明の名称 国際調査報告 国際調査報告　。Ａ９□。０工。１

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．少なくとも１つの主要表面を基質に準備し；フォトクロミック色素を１つの 主要表面に塗布して、色素が、所定の時限において色素によって吸収される光の 量の関数である応答時間に従って、光に対する露光に応じて色を変えるように成 し；所定量の光によって１つの主要表面を照明し：所定量の光から色素によって 吸収される光の割合を増大させることによって、色素の色における変化を加速す るために応答時間を低減させるように成した、各段階を含んで成る：写真複写、 テレファクシミリ送信等による基質の表面における印刷物の再生を防止する方法 。
2. ２．フォトクロミック色素を塗布する段階は、色素を透明な球形カプセルの中へ 封入し、それらのカプセルによって主要表面を被覆するように成し、応答時間を 低減させる段階は、球形カプセルの表面の一部を反射コーティングで覆うように 成した、請求の範囲第１項に記載の方法。
3. ３．封入する段階は、色素を液体溶剤と共に封入するように成した、請求の範囲 第２項に記載の方法。
4. ４．応答時間を低減させる段階は、１つの主要表面に隣接した反射表面及び部分 反射表面を包含して、それらの間に色素を備えることになるファブリー・ベロー 構造の中において色素を配設するように成した、請求の範囲第１項に記載の方法 。
5. ５．応答時間を低減させる段階は、１つの主要表面に対して薄膜式光増幅器を塗 布し、その表面に入射する光を１つの主要表面に平行な方向において増大した強 度を備えて色素に向かって案内するように成した、請求の範囲第１項に記載の方 法。
6. ６．少なくとも１つの主要表面を備えた基質と；色素が、所定の時限において色 素によって吸収される光の量の関数である応答時間に従って、光に対する露光に 応じて色を変えるように成した、１つの主要表面に塗布されるフォトクロミック 色素と；所定量の光から色素によって吸収される光の割合を増大させることによ って、色素の色における変化を加速するために、所定量の光による１つの主要表 面の照明に応じて、色素の応答時間を低減させる手段とを含んで成る：写真複写 、テレファクシミリ送信等による基質の表面における印刷物の再生を防止する装 置。
7. ７．フォトクロミック色素は、透明な球形カプセルの中へ封入され、主要表面に 被せて被覆されるように成した色素を含んで成り、応答時間を低減させる手段は 、反射コーティングによって球形カプセルの表面の一部を覆うように成した被覆 を含んで成る、請求の範囲第６項に記載の装置。
8. ８．色素は、液体溶剤と共に封入されるように成した、請求の範囲第７項に記載 の装置。
9. ９．応答時間を低減させる手段は、１つの主要表面に隣接した反射表面及び部分 反射表面を包含して、それらの間に色素を配設するように成したファブリー・ベ ロー構造を含んで成る、請求の範囲第６項に記載の装置。
10. １０．応答時間を低減させる手段は、１つの主要表面に塗布されて、その表面に 入射する光を１つの主要表面に平行な方向において増大した強度を備えて色素に 向かって案内するように成した、薄膜式光増幅器を含んで成る、請求の範囲第６ 項に記載の装置。