JPH0950228A - ホログラムの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ホログラムパターンの製造をより容易且つ効
率的にすることができるホログラムの製造方法を提供す
る。 【解決手段】 ホログラムパターンの平面形状をなすイ
ンク通過部１３を有する印刷原版１１を基板１の表面１
ａに装着し、印刷原版１１を基板１の裏側から電磁石１
５で吸着して基板表面１ａに密接させる第１の工程と、
インクを印刷原版１１に擦り付けることによりインク通
過部１３を通じて基板表面１ａに印刷する第２の工程
と、基板１に印刷したインクを固化させて前記ホログラ
ムパターンとする第３の工程とを備えることを解決手段
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ホログラムの製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ホログラムは、波面がきれいに揃った波
を利用して立体像などを記録、再生するホログラフィー
に用いられるものである。このホログラム１２０は、例
えば、図５に示すように、光Ｌを物体１１０にあて、そ
れを通過した回析光である信号波Ｌ１を、同じ光源から
直接得られた参照波Ｌ２と干渉させて、その干渉縞を感
光材料等にホログラムパターンとして記録することによ
り得られる。このホログラムパターンは、物体１１０の
立体的な位置情報であるため、図６に示すようにそのホ
ログラム１２０のホログラムパターンに再び光Ｌ３を照
射することで、立体像１１１が再現できる。また、この
ホログラム１２０には、計算機で求められた仮想立体像
の信号波に基づいて、そのホログラムパターンが形成さ
れたものもある。

【０００３】ホログラム１２０の用途には、大別して、
立体像の表示、ホログラフィー干渉法による計測、ホロ
グラム光学素子などがあるが、一般に知られているもの
としては、偽造防止を目的としてカードに設けられたも
のやパッケージの装飾がある。

【０００４】また、ホログラム１２０の製造原理は、上
記のようであるが、パッケージの装飾用のホログラム
等、同一のものを多量に生産する場合には、例えば図７
〜図１０に示すような方法が用いられる。まず、図７に
示すように基板１２１上にフォトレジスト１３１を塗布
し、乾燥して必要な厚さに形成する。次に、図８に示す
ようにフォトレジスト１３１が形成された基板１２１を
電子ビーム描画装置１４０内に入れ、フォトレジスト１
３１上に電子ビーム１４１を計算機により算出された仮
想立体像のホログラムパターンに基づいて走査し、その
フォトレジスト１３１を現像して、レジストパターン１
３１Ａを形成し、そのレジストパターン１３１Ａを用い
て図９に示すようにエッチングを行なう。以上の工程に
より、図１０に示すように基板１２１に仮想立体像のホ
ログラムパターン１２２を形成することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の方法で
は、工数が多いため製造作業が煩雑であり、製造サイク
ルを向上することが難しい。よって、大量生産に対応し
て更なる低コスト化を図ることが困難であるという問題
を有している。

【０００６】本発明は、上記事情に鑑み、ホログラムパ
ターンの製造をより容易且つ効率的にすることができる
ホログラムの製造方法を提供することを目的としてい
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のホログラ
ムの製造方法では、表面にホログラムパターンが形成さ
れる基板を備えたホログラムの製造方法であって、形成
すべきホログラムパターンの形状をなすインク通過部を
有する印刷原版を基板の表面に装着し、印刷原版を基板
の裏側から磁力で吸着して基板表面に密接させる第１の
工程と、インクを印刷原版に擦り付けることによりイン
ク通過部を通じて基板表面に印刷する第２の工程と、基
板に印刷したインクを固化させてホログラムパターンと
する第３の工程とを備えることを前記課題の解決手段と
した。従って、印刷原版を基板に吸着した状態で、印刷
原版に対するインクの擦り付けおよび基板へのインクの
印刷を行なうので、印刷原版と基板との間にずれが防止
され、基板へのインクの乗りや、インクの印刷位置精度
が確保される。また、基板に印刷されたインクは、イン
ク通過部を型とする立体形状を形成するので、固化され
ることにより目的形状のホログラムパターンを高精度に
形成することができる。

【０００８】請求項２記載のホログラムの製造方法で
は、請求項１記載のホログラムの製造方法であって、前
記第２の工程において、インクの擦り付けが印刷原版表
面を摺動するスクイージの往復動によりなされることを
前記課題の解決手段とした。従って、印刷原版に対する
スクイージの往復動により、基板へのインクの印刷が確
実になされる。また、印刷原版が基板に圧接状態で面接
触しているので、スクイージの往復動の際に印刷原版と
基板との間の面方向のずれが防止される。

【０００９】請求項３記載のホログラムの製造方法で
は、請求項１または２記載のホログラムの製造方法であ
って、前記インクが基材とホログラムパターンの構成材
料となる粒子とからなり、該粒子と前記基板の少なくと
も一部が同材質であることを前記課題の解決手段とし
た。従って、ホログラムパターンと基板との各種性質が
近いので、ホログラムパターンと基板との一体化が確実
になされるとともに、ホログラムパターンと基板とが全
体的に略一様な電気的、物理的性質を有することができ
る。

【００１０】請求項４記載のホログラムの製造方法で
は、請求項３記載のホログラムの製造方法であって、第
３の工程は、インク中の粒子を基板と一体に焼成する工
程であることを前記課題の解決手段とした。従って、基
板に印刷したインクを焼くことにより、基材を蒸発させ
てインク中の粒子からなるホログラムパターンを焼成す
ることができる。

【００１１】請求項５記載のホログラムの製造方法で
は、請求項１ないし３のいずれかに記載のホログラムの
製造方法であって、第３の工程は、インクに遠赤外線を
照射する工程であることを前記課題の解決手段とした。
従って、遠赤外線の作用によって、インクの表層および
内部が均等に加熱・固化される。また、インクの加熱と
同時に基板も加熱されるので、インク内の成分と基板と
がインクの固化とともに一体化され、固化時間の短縮も
可能である。

【００１２】請求項６記載のホログラムの製造方法で
は、請求項１ないし３のいずれかに記載のホログラムの
製造方法であって、インクは紫外線硬化性物質を含有
し、第３の工程は、インクに紫外線を照射して紫外線硬
化性物質を硬化させる工程であることを前記課題の解決
手段とした。従って、紫外線硬化性物質の硬化によって
インクが固化されるので、インクおよび基板の入熱が少
なく、入熱や冷却による歪みや変形等の心配が無い。

【００１３】請求項７記載のホログラムの製造方法で
は、請求項１ないし６のいずれかに記載のホログラムの
製造方法であって、基板へのインクの印刷完了後に、基
板裏側の磁力による吸着力を弱め、印刷原版をその裏側
から磁力で吸着して基板から離脱する第４の工程を備え
ることを前記課題の解決手段とした。従って、基板への
インクの印刷の完了後に、基板裏側の磁力の発生源で発
生する磁力を弱めるか磁力の発生源を基板から遠ざけて
印刷原版に対する吸着力を弱める。印刷原版の基板から
の離脱は、印刷原版裏面からの磁力による吸着なので、
印刷原版の広い範囲にわたって吸着力が作用し、印刷原
版に歪み等を生じさせることなく安定に離脱を行なうこ
とができる。

【００１４】請求項８記載のホログラムの製造方法で
は、請求項１ないし７のいずれかに記載のホログラムの
製造方法であって、第３の工程において固化の完了した
インクの上に、第１の工程および第２の工程によってイ
ンクを印刷する第５の工程を備えることを前記課題の解
決手段とした。従って、固化の完了したインク上にイン
クの印刷を再度行なうことにより、厚肉のホログラムパ
ターン、又は厚さ方向に急激に先細りであるなどインク
が充填されにくい形状のホログラムパターンをより緻密
に形成することができる。また、第５の工程と第２の工
程との間で異種のインクを使用すれば、種々の性状のホ
ログラムパターンを形成することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るホログラムの
製造方法の一実施形態を図を参照して説明する。図１
は、基板１の表面１ａに印刷原版１１を設置吸着する工
程（第１の工程）を示す図であり、基板１は、ガラス製
の板材であって平坦な表面１ａを有している。

【００１６】一方、印刷原版１１は、厚さ数μｍ〜数十
μｍ程度の薄板材であって、図３に示すように基板１の
表面１ａに形成すべきホログラムパターン２の形状をな
す図１に示す溝状のインク通過部１３がその厚さ方向に
貫通形成されている。印刷原版１１としては、（１）強
磁性体粉を結合材中に分散固定して形成された印刷原版
１１、あるいは（２）強磁性体からなる薄板にインク通
過部１３を形成した印刷原版１１、などが使用可能であ
る。

【００１７】（１）強磁性体粉を結合材中に分散固定し
たものとしては、ナイロンやポリエステル等の合成繊
維、またはステンレス等の金属細線などで織ったメッシ
ュスクリーンの、印刷パターンをなすインク通過部１３
以外の部分に、強磁性体粉を添加した樹脂層を形成した
ものなどが使用可能である。この場合、前記樹脂層の形
成方法としては、周知のフォトレジストに強磁性体粉末
を添加したものを前記スクリーンに塗布し、これを印刷
パターンの反転形状に露光した後、不要な部分を除去し
てインク通過部１３を形成する方法が好適である。強磁
性体としては、鉄，コバルト，ニッケルまたはこれらの
合金、酸化物系磁性材料、化合物系磁性材料など、従来
周知の強磁性体はいずれも使用可能である。なお、樹脂
層のみにより十分な引っ張り強度を得ることができれ
ば、前記メッシュスクリーンを省いて、金属粉を添加し
た樹脂（いわゆるゴム磁石、プラスチック磁石を含む）
のみから印刷原版１１を形成してもよい。その場合に
は、印刷原版１１をエッチングまたは機械加工し、印刷
パターンをなす開口部（インク通過部）を形成する。ま
た、メッシュスクリーンを強磁性体で形成してもよい。

【００１８】（２）強磁性金属薄板にインク通過部１３
を形成したものとしては、軟鉄、コバルト合金、ニッケ
ル合金等の強磁性金属の薄板を打ち抜き、レーザー加
工、エッチングなどの手法により加工し、印刷パターン
をなすインク通過部１３を形成したものが使用できる。
インク通過部１３を形成した金属薄板に、補強用のメッ
シュスクリーンを張り合わせて使用しても良い。

【００１９】図３に示すホログラムパターン２は、図２
に示すように印刷原版１１のインク通過部１３に充填さ
れることにより基板表面１ａに印刷されるインク１４を
固化したものである。このインク１４は、プロテイン等
を含有し、温度変化等によって流動状態から固化可能な
基材１４ａ内に前記基板１と同質のガラス粒子１４ｂを
分散したものである。

【００２０】以下、印刷原版１１等を用いた、基板１の
表面１ａへのホログラムパターン２の形成方法を説明す
る。第１の工程では、図１に示すように、印刷原版１１
を基板１の表面１ａに装着し、印刷原版１１を基板１の
裏側から電磁石１５の磁力で吸着して基板表面１ａに密
接させる。この際、電磁石１５は、図示しない電流供給
手段において、電流を調整することにより印刷原版１１
の吸着力が制御されている。

【００２１】第２の工程では、図２に示すように、印刷
原版１１の上面１１ａ上を摩擦・摺動可能に設けられ、
待機位置に待機されたスクイージ１６の摺動方向（図中
矢印Ａ方向）前側にインク１４を供給し、スクイージ１
６を駆動する。すると、インク１４は、スクイージ１６
により印刷原版１１に擦り付けられ、インク通過部１３
を通じて基板１に印刷される。この工程においては、ス
クイージ１６は、印刷原版１１の上面１１ａを往復駆動
され、このスクイージ１６の往復駆動により、インク１
４はインク通過部１３に高密に押し込められる。また、
本実施形態では、電磁石１５の吸着力によって印刷原版
１１の全面が基板表面１ａに圧接状態にあって隙間等の
発生が防止されている。従って、面方向に十分な摩擦力
が生じ、スクイージ１６が印刷原版１１の上面１１ａを
摩擦しつつ往復動する際にも印刷原版１１のずれを効果
的に防止できる。よって、基板表面１ａへのインク１４
の乗りや、インク１４の印刷位置精度が確保される。ま
た、スクイージ１６を、印刷原版１１の上面１１ａに強
く押し付けても、印刷原版１１がずれないので、インク
１４を、インク通過部１３により高密に押し込めること
ができる。よって、印刷原版１１のインク通過部１３を
型とする立体形状をより忠実に形成することができるの
で、図３に示すように目的形状のホログラムパターン２
を高精度に形成することができる。

【００２２】第３の工程では、図２の電磁石１５の通電
を解除し、基板１から印刷原版１１を離脱した後（図３
参照）、基板１に印刷したインク１４を乾燥固化させ
る。インク１４の固化は、インク１４の材料に対応して
焼結等によって行なってもよい。また、焼結の際、イン
ク１４にはプロテインが含有されているので、有機溶剤
などに比べてインク１４印刷時の体積の収縮が少なく、
目的の形状が維持される。

【００２３】また、第３の工程は、通電を解除し、印刷
原版１１をその裏面から磁力で吸着して、基板１から離
脱する第４の工程を内包する。これによれば、印刷原版
１１の広い範囲にわたって吸着力が作用し、印刷原版１
１に歪み等を生じさせることなく安定に離脱を行なうこ
とができる。また、この離脱作業にあっては、印刷原版
１１をホログラムパターン２の高さ方向に沿って正確に
移動することができるので、壁体形状に影響を与えるこ
とが無い。前記電磁石１５の通電解除は、電磁石１５を
基板１から遠ざけることにかえてもよい。基板１から離
脱後の印刷原版１１は、再度基板１への装着位置に移動
し、以下、繰り返しインク１４の印刷に使用される。な
お、前記電磁石１５にかえて永久磁石で印刷原版１１を
吸着することも可能である。この場合、印刷原版１１の
吸着力の調整を、永久磁石を基板１に対して接近離間さ
せることにより行なう。

【００２４】以上のように、本実施形態の方法によれ
ば、印刷原版１１を電磁石１５の吸着力で吸着して基板
１に圧接した状態で印刷原版１１に対するインク１４の
擦り付けおよび印刷を行なうので、印刷原版１１の基板
１との密着性の確保と面方向へのずれ防止とがなされ、
基板１へのインク１４の乗りや、インク１４の印刷位置
精度が確保され、基板表面１ａに目的形状のホログラム
パターン２を高精度かつ容易に形成することができる。
これにより、図４に示すホログラム１００の製造コスト
が低減されるとともに、その製造能率が向上される。加
えて、印刷原版１１におけるインク通過部１３の設計が
容易であるので、ホログラムパターン２の形状、形成位
置等の設定の自由度が向上する。

【００２５】また、図４に示すように、第３の工程にお
いて固化の完了したインク１４により形成された第一層
１７の上に、上記第１の工程および第２の工程によって
インク１４を印刷して第二層１８を形成（第５の工程）
して、ホログラムパターン２を成す構成とすることによ
り、厚肉のホログラムパターン２、又は厚さ方向に急激
に先細りであるなどインク１４が充填されにくい形状の
ホログラムパターン２をより緻密に形成することができ
る。従って、ホログラムパターン２をより容易且つ高精
度に形成することができる。

【００２６】その場合に、基板１と接する第一層１７を
基板１と同質のガラス粒子１４ｂを多量に含有する同質
層とし、第二層１８を基板１と異なる材質からなる異質
層１８とすることもできる。この異質層１８としては、
例えば、安価な材料などが考えられ、これにより、製造
コストの一層の低減が可能となる。

【００２７】また、インク１４に、紫外線硬化性物質を
含有させておき、そのインク１４に紫外線を照射して硬
化させる構成としてもよい。この構成では、インク１４
および基板１の入熱が少なく、入熱や冷却による歪みや
変形等の心配が無いので、ホログラムパターン２の形成
精度が一層向上する。

【００２８】自然乾燥によって固化可能なインク１４を
使用する場合には、インク１４の乾燥に遠赤外線を利用
することも可能である。この方法の場合、インク１４の
表層および内部が均等に加熱・固化されるので、インク
１４よりなるホログラムパターン２を成す壁体内部に応
力の残留が少なく品質が安定する。また、インク１４の
加熱と同時に基板１も加熱されるので、インク１４内の
成分と基板１とがインク１４の固化とともに容易かつ確
実に一体化され、固化時間の短縮も可能である。

【００２９】また、前述した強磁性材料の微粉末をイン
ク１４に混合しておくことにより、インク通過部１３内
に保持されたインク１４を基板１に向けて磁力で吸引
し、インク通過部１３からのインク１４の排出性向上を
図ることなども可能である。

【００３０】インク通過部１３内に凹凸を設ければ、多
様な形状のホログラムパターン２を形成することもでき
る。ただし、インク通過部１３内の凹凸は、印刷原版１
１の離脱において印刷されたインク形状が破壊されない
形状とする。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る請求
項１記載のホログラムの製造方法によれば、印刷原版を
基板に吸着した状態で、印刷原版に対するインクの擦り
付けおよび基板へのインクの印刷を行なうので、基板へ
のインクの乗りや、インクの印刷位置精度が確保され
る。また、基板に印刷されたインクは、インク通過部を
型とする立体形状を形成するので、固化されることによ
り目的形状のホログラムパターンを成す壁体を高精度に
形成することができる。よって、基板表面の目的位置に
目的形状のホログラムパターンを高精度かつ容易に形成
することができる。また、これにより、ホログラムの製
造コストが低減するとともに、その製造能率が向上す
る。加えて、印刷原版におけるインク通過部の設計が容
易であるので、ホログラムパターンの形状、形成位置等
の設定の自由度が向上するといった優れた効果を奏す
る。

【００３２】請求項２記載のホログラムの製造方法によ
れば、第２の工程において、インクの擦り付けが印刷原
版表面を摺動するスクイージの往復動によりなされるの
で、インクが確実に基板に印刷され、ホログラムパター
ンの形成精度が一層向上する。また、印刷原版が基板に
圧接状態で面接触しているので、スクイージの往復動の
際に印刷原版と基板との間の面方向のずれが防止され、
高い製造精度を容易に得られる。

【００３３】請求項３記載のホログラムの製造方法で
は、インクの粒子と基板との少なくとも一部が同材質で
あり、ホログラムパターンと基板との各種性質が近いの
で、ホログラムパターンと基板との一体化が確実になさ
れるとともに、ホログラムパターンと基板とが全体的に
略均等な電気的、物理的性質を有するホログラムを容易
かつ低コストで製造することができる。

【００３４】請求項４記載のホログラムの製造方法によ
れば、基板に印刷したインクを焼くことにより、インク
の基材を蒸発させてインク中の粒子からなるホログラム
パターンを焼成するので、基板とホログラムパターンと
の一体化が一層確実に図れるとともに、ホログラムの電
気性質や物理的性質の均等性が容易である。

【００３５】請求項５記載のホログラムの製造方法によ
れば、遠赤外線の照射によってインクを固化するので、
インクの表層および内部が均等に加熱・固化され、ホロ
グラムパターン内部に応力の残留が少なく品質が安定す
る。また、インクの加熱と同時に基板も加熱されるの
で、インク内の成分と基板とがインクの固化とともに容
易かつ確実に一体化がなされる。また、固化時間の短縮
も可能である。

【００３６】請求項６記載のホログラムの製造方法によ
れば、紫外線硬化物質の硬化によってインクが固化され
るので、インクおよび基板の入熱が少なく、入熱や冷却
による歪みや変形等の心配が無く、ホログラムパターン
の形成精度が一層向上する。

【００３７】請求項７記載のホログラムの製造方法によ
れば、印刷原版をその裏面から磁力で吸着して基板から
離脱することにより、印刷原版の広い範囲にわたって吸
着力が作用して、印刷原版に歪み等を生じさせることな
く安定に離脱を行なうことができ、印刷の完了したイン
ク形状に影響を与えないので、ホログラムパターンの形
成精度が一層向上するとともに、印刷原版を長期にわた
って繰り返し使用する場合においてもインクの印刷精度
を確保することができる。

【００３８】請求項８記載のホログラムの製造方法によ
れば、固化の完了したインク上にインクの印刷を再度行
なうことにより、厚肉のホログラムパターン又は厚さ方
向に急激に先細りであるなどインクが充填されにくい形
状のホログラムパターンを容易且つ高精度に形成するこ
とができる。また、固化の完了したインクに異種のイン
クを重ねて印刷することにより、種々の性状のホログラ
ムパターンを形成することができる。異質層に、安価な
材料を用いることによりの製造コストの一層の低減が可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るホログラムの製造方法の一実施
形態を示す図であって、基板表面に印刷原版を設置吸着
する工程（第１の工程）を示す図である。

【図２】 同実施形態における、インクのインク通過部
への擦り込み工程（第２の工程）を示す側断面図であ
る。

【図３】 同実施形態によって形成されたホログラムの
ホログラムパターンを示す斜視図である。

【図４】 本発明に係るホログラムの製造方法の別の実
施形態を示す図である。

【図５】 ホログラムの製造原理を示す図である。

【図６】 ホログラムから立体像を再現している図であ
る。

【図７】 従来のホログラムの製造方法の一例を示す図
であり、その第一工程を示すものである。

【図８】 従来のホログラムの製造方法の一例を示す図
であり、その第二工程を示すものである。

【図９】 従来のホログラムの製造方法の一例を示す図
であり、その第三工程を示すものである。

【図１０】 従来のホログラムの製造方法の一例を示す
図であり、その第四工程を示すものである。

【符号の説明】

１…基板 １ａ…表面 ２…ホログラムパターン １１…印刷原版 １１ａ…上面（表面） １３…インク通過部 １４…インク １４ａ…基材 １４ｂ…ガラス粒子（粒子） １６…スクイージ １００…ホログラム

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面にホログラムパターンが形成される
   基板を備えたホログラムの製造方法であって、 形成すべきホログラムパターンの形状をなすインク通過
   部を有する印刷原版を前記基板の表面に装着し、該印刷
   原版を前記基板の裏側から磁力で吸着して該基板表面に
   密接させる第１の工程と、 インクを前記印刷原版に擦り付けることにより前記イン
   ク通過部を通じて前記基板表面に印刷する第２の工程
   と、 前記基板に印刷したインクを固化させて前記ホログラム
   パターンとする第３の工程とを備えることを特徴とする
   ホログラムの製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載のホログラムの製造方法で
   あって、前記第２の工程において、前記インクの擦り付
   けが前記印刷原版表面を摺動するスクイージの往復動に
   よりなされることを特徴とするホログラムの製造方法。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載のホログラムの製
   造方法であって、前記インクが基材と前記ホログラムパ
   ターンの構成材料となる粒子とからなり、該粒子と前記
   基板の少なくとも一部が同材質であることを特徴とする
   ホログラムの製造方法。
4. 【請求項４】 請求項３記載のホログラムの製造方法で
   あって、前記第３の工程は、前記インク中の粒子を前記
   基板と一体に焼成する工程であることを特徴とするホロ
   グラムの製造方法。
5. 【請求項５】 請求項１ないし３のいずれかに記載のホ
   ログラムの製造方法であって、前記第３の工程は、前記
   インクに遠赤外線を照射する工程であることを特徴とす
   るホログラムの製造方法。
6. 【請求項６】 請求項１ないし３のいずれかに記載のホ
   ログラムの製造方法であって、前記インクは紫外線硬化
   性物質を含有し、前記第３の工程は、インクに紫外線を
   照射して前記紫外線硬化性物質を硬化させる工程である
   ことを特徴とするホログラムの製造方法。
7. 【請求項７】 請求項１ないし６のいずれかに記載のホ
   ログラムの製造方法であって、前記基板へのインクの印
   刷完了後に、前記基板裏側の磁力による吸着力を弱め、
   前記印刷原版をその裏側から磁力で吸着して該基板から
   離脱する第４の工程を備えることを特徴とするホログラ
   ムの製造方法。
8. 【請求項８】 請求項１ないし７のいずれかに記載のホ
   ログラムの製造方法であって、前記第３の工程において
   固化の完了したインクの上に、前記第１の工程および前
   記第２の工程によって前記インクを印刷する第５の工程
   を備えることを特徴とするホログラムの製造方法。