(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの隆起構造体を有するコーナキューブ物品を製作する方法であって、
工作可能な一体型基体を準備するステップと、
前記一体型基体に、少なくとも２種類の交差する溝セットによって形成された少なくとも１つのコーナキューブ素子アレイを有する構造体表面を工作するステップと、
工作可能な基体（70）に、前記構造体表面の第１レプリカを作製するステップと、
前記第１レプリカから前記基体（70）の第１部分を除去して、前記構造体表面における２本の平行溝の間でそれらに平行に延在する第１キャビティ（77）を、該構造体表面に形成するステップと、
前記基体（70）の第２部分を除去して、前記第１キャビティ（77）の深さに略等しい深さを有する第２キャビティを、前記構造体表面に形成するステップと、
前記第１レプリカから第２レプリカを作製して、前記第１キャビティ（77）及び前記第２キャビティの逆コピーである少なくとも２つの隆起構造体（123, 125）をコーナキューブ物品に設けるステップとを具備すること、
を特徴とするコーナキューブ物品製作方法。
【請求項２】
前記キャビティ（77）が、前記コーナキューブ素子（75）の高さ（Ｄ″）に少なくとも等しい寸法の深さ（Ｄ′）を有する複数の側壁（78）によって境界付けされている、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
基平面（128）に配置される基面と該基面の反対側の構造体表面とを有する光学的に実質的透明な基体（135）を具備する再帰反射性シーティングであって、
前記構造体表面が、
少なくとも２種類の交差する溝セットによって前記基体に形成されたコーナキューブ素子群の複数のアレイ（116）と、
前記複数のアレイ（116）の間に延在する第１隆起構造体（123）と、
前記第１隆起構造体（123）に交差する第２隆起構造体（125）とを備え、
前記第１及び第２隆起構造体（123, 125）が、前記構造体表面上の２本の溝の間でそれらに平行に延在すること、
を特徴とする再帰反射性シーティング。
【請求項４】
前記第１隆起構造体（123）に隣接して配置される応力分散手段（131）をさらに具備する請求項３に記載の再帰反射性シーティング。
【請求項５】
前記第１隆起構造体（123）がその表面上に複数のコーナキューブ素子を備える請求項３又は４に記載の再帰反射性シーティング。
【請求項６】
前記構造体表面に隣接して配置されるシール媒体（477）をさらに具備する請求項３〜５のいずれか１項に記載の再帰反射性シーティング。
【請求項７】
前記隆起構造体（123）は、前記基体（135）における溝から、前記基平面（128）に対し60度と90度との間の角度で延在する第１側壁（104）と、前記第１側壁から前記基平面（128）に略平行に延在する頂面（126）とを具備する、請求項３〜６のいずれか１項に記載の再帰反射性シーティング。
【請求項８】
基面と該基面の反対側の構造体表面とを有する基体（140）を具備する再帰反射性シーティングであって、
前記構造体表面が、
少なくとも２種類の交差する溝セットによって形成され、基準平面（151）の上方で第１高さに配置される複数のコーナキューブ素子を有する第１領域（142）と、
少なくとも２種類の交差する溝セットによって形成され、前記基準平面（151）の上方で前記第１高さとは異なる第２高さに配置される複数のコーナキューブ素子を有する第２領域（146）とを備え、
前記第２領域（146）で最も深い溝の底が、共通の基準平面に関して、前記第１領域（142）の最高点よりも高い位置にあること、
を特徴とする再帰反射性シーティング。
【発明の詳細な説明】
関連出願との前後参照
本出願は1993年10月20日出願の「直接工作隆起構造再帰反射性コーナキューブ物品と製作方法」の名称になる米国特許出願第08/139,563号の一部継続出願である。
発明の分野
本発明は、プリズム式の再帰反射性素子を有する再帰反射性物品及びその製作方法に関する。
背景
多数のタイプの再帰反射性物品が知られており、これらは多様な方法で作られる。通常のタイプの再帰反射性物品は、透明な微小球、代表的には半球形再帰反射体をその上に備えている微小球を使用する。このタイプの再帰反射体の事例は、米国特許第2,407,680号（Palmquist）、米国特許第3,190,178号（McKenzie）及び米国特許第4,025,159号（McGrath）に開示されている。
別のタイプの再帰反射性物品は、コーナキューブとして一般に知られている１以上の構造体部分を組込んだプリズム式デザインを有する。コーナキューブ型反射性素子を採用した再帰反射性シーティング（板体）は周知である。この種のデザインの例は、米国特許第3,684,348号（Rowland）に示されている。
再帰反射性コーナキューブ素子アレイ（列体）物品の製作は、ピン束ね（pin bundling）法及び直接工作（direct machining）法を含む種々の工法によって作られたモールド（型）を用いて実施される。ピン束ね法を用いて作られるモールドは、再帰反射性コーナキューブ素子の特徴的形態に形成された端部を各々に有する別個のピンを、一体的に組合せることによって作られる。例えば、幾つかのピン束ねアレイを精巧に組立てて、種々のピン構造の形態にすることができるが、この種のピン束ねアレイ物品は、形成すべきマイクロキューブ構造が小さくなるに従って、作製が著しく難しくなる。米国特許第3,926,402号（Heenan他）及び米国特許第3,632,695号（Howell）は、ピン束ね法の事例である。
直接工作法は、より一般的なものとして知られており、基体の所要箇所を切削して、相互交差によりコーナキューブ素子を構成する溝群のパターンを作製するステップを有する。この溝付き基体はマスターモールドと称され、このマスターモールドから、一連の刻印複製物すなわちレプリカを作製できる。場合によっては、マスターモールドは再帰反射性物品として有用であるが、より一般的には、作製される多数のレプリカを再帰反射性物品として使用する。直接工作法は、小寸のマイクロキューブアレイ物品用のマスターモールドを製作するための優れた方法である。小寸のマイクロキューブアレイ物品は、シーティング用の連続ロール品のような、向上した可撓性を備えた薄いレプリカアレイ物品を作るのに特に有益である。マイクロキューブアレイ物品は、連続プロセスによる製造を一層容易にする。大寸のアレイ物品を製作するプロセスも、直接工作法を用いることにより、他の方法を用いるよりは容易になる。直接工作法の一例は、米国特許第4,588,258号（Hoopman）に示されている。
再帰反射性物品には、うね状構造体を備えたものがある。ピン束ねの技術分野では、この種の構造体は米国特許第4,243,618号（VanArnam）、第4,202,600号（Burke他）、第4,726,706号（Attar）、第4,208,090号（Heenan）、第4,498,733号（Flanagan）、第3,922,065号（Schultz）、第3,417,959号（Schultz）及び第3,924,929号（Holmen）に示されている。再帰反射性物品の他のうね状構造体が、米国特許第4,025,159号（McGrath）において、微小球やビード付きのシーティング構造用のものとして教示されている。
上述のうね状構造体に類似した他の構造体が、米国特許第4,801,193号（Martin）、第4,618,518号（Pricone）及び第5,171,624号（Walter）に記載されている。しかしこれらの特許は、うね状構造体を隣接キューブ群の形成から独立して再帰反射性シーティングに形成することを開示しているに過ぎない。通常、この種の構造体は、キューブ群と同時に直接工作及び複製によって一体的に形成されるのではなく、シーティング上に鋳型成形によって形成される。
発明の要旨
本発明は、少なくとも１つの隆起構造体を有するコーナキューブ物品を製作する方法であって、工作可能な一体型基体を準備するステップと、前記一体型基体に、少なくとも２種類の交差する溝セットによって形成された少なくとも１つのコーナキューブ素子アレイを有する構造体表面を工作するステップと、工作可能な基体に、前記構造体表面の第１レプリカを作製するステップと、前記第１レプリカから前記基体の第１部分を除去して、前記構造体表面における２本の平行溝の間でそれらに平行に延在する第１キャビティを、該構造体表面に形成するステップと、前記基体の第２部分を除去して、前記第１キャビティの深さに略等しい深さを有する第２キャビティを、前記構造体表面に形成するステップと、前記第１レプリカから第２レプリカを作製して、前記第１キャビティ及び前記第２キャビティの逆コピーである少なくとも２つの隆起構造体をコーナキューブ物品に設けるステップとを具備すること、を特徴とするコーナキューブ物品製作方法を提供する。
本発明はまた、基平面に配置される基面と該基面の反対側の構造体表面とを有する光学的に実質的透明な基体を具備する再帰反射性シーティングであって、前記構造体表面が、少なくとも２種類の交差する溝セットによって前記基体に形成されたコーナキューブ素子群の第１アレイと、少なくとも２種類の交差する溝セットによって前記基体に形成されたコーナキューブ素子群の第２アレイと、前記第１アレイと前記第２アレイとの間に延在する第１隆起構造体と、前記第１隆起構造体に交差する第２隆起構造体とを備え、前記第１及び第２隆起構造体が、前記構造体表面上の２本の溝の間でそれらに平行に延在すること、を特徴とする再帰反射性シーティングを提供する。
本発明はまた、基面と該基面の反対側の構造体表面とを有する基体を具備する再帰反射性シーティングであって、前記構造体表面が、少なくとも２種類の交差する溝セットによって形成され、基準平面の上方で第１高さに配置される複数のコーナキューブ素子を有する第１領域と、少なくとも２種類の交差する溝セットによって形成され、前記基準平面の上方で前記第１高さとは異なる第２高さに配置される複数のコーナキューブ素子を有する第２領域とを備え、前記第２領域で最も深い溝の底が、共通の基準平面に関して、前記第１領域の最高点よりも高い位置にあること、を特徴とする再帰反射性シーティングを提供する。
【図面の簡単な説明】
図１は、再帰反射性シーティングを製作するための従来の３本溝式の直接工作マスターの平面図である。
図２は、図１の線２−２に沿った断面図である。
図３は、図１に示すマスターの再帰反射性レプリカの平面図である。
図４は、図３の線４−４に沿った断面図である。
図５は、異なる高さで交差する複数の隆起部を備える公知の再帰反射性シーティングの平面図である。
図６は、図５の線６−６に沿った断面図である。
図７は、図５の線７−７に沿った断面図である。
図８は、図５に示すものと同様の物品を、コーナキューブ素子と隆起部との破壊を伴う分離を生じた状態で示す側面図である。
図９は、初期の直接工作可能な基体であって、基体に形成された複数の溝セットの１つに対し平行に位置合わせして形成されたキャビティ部分を備える基体の平面図である。
図10は、図９の線10−10に沿った断面図である。
図11は、図９に示す基体を複製することによって形成された追加の直接工作可能な基体の平面図である。
図12は、図11の線12−12に沿った断面図である。
図13は、同一高さで交差する複数の隆起部を備える直接工作可能な基体の平面図である。
図14は、図13の線14−14に沿った断面図である。
図15は、精密製作された隆起部とシール媒体とを示す側面図であって、超音波エネルギー集中手段を溶融前の形態で示す。
図16は、図13に示すものと同様の構造体の側面図であって、応力を受けている隆起部からコーナキューブ素子が分離するのを阻止する応力分散手段の効果を表現している。
図17は、コーナキューブ素子を含む幾何学的構造体の複数の領域を備える直接工作された基体の平面図である。
図18は、図17の線18−18に沿った断面図である。
図19は、幾何学的構造体の複数の領域と交差する隆起部とを備える直接工作された基体の平面図である。
図20は、図19の線20−20に沿った断面図である。
図21は、一連の一体型基体を直接工作することにより形成された領域化した一体型基体のレプリカである直接工作されたコーナキューブ物品の平面図である。
図22は、図21の線22−22に沿った断面図である。
図23は、異なる幾何学的構造体と方位とを有する再帰反射性コーナキューブ素子の複数の領域であって、１つの隆起領域を含む領域を備える直接工作されたコーナキューブ物品の平面図である。
図24は、図23の線24−24に沿った断面図である。
図25は、異なる幾何学的構造体を有する再帰反射性素子の複数の領域であって、少なくとも１つの隆起部を含む領域を備える直接工作されたコーナキューブ物品の平面図である。
図26は、図25の線26−26に沿った断面図である。
図27は、再帰反射性コーナキューブ素子を含む幾何学的構造体の複数の領域であって、隣り合う領域のコーナキューブ素子よりも大きな高さを有するコーナキューブ素子を備えた１つの領域を含む複数の領域を備える直接工作されたコーナキューブ物品の平面図である。
図28は、図27の線28−28に沿った断面図である。
図29は、複数の再帰反射性コーナキューブ素子と１つの隆起部とを備える直接工作されたコーナキューブ物品の平面図である。
図30は、図29の線30−30に沿った断面図である。
図31は、再帰反射性コーナキューブ素子を含む幾何学的構造体の複数の領域と、隣りの領域のコーナキューブ構造体よりも高いピークを有するコーナキューブ素子を含む１つの隆起領域とを備える直接工作されたコーナキューブ物品の平面図である。
図32は、図31の線32−32に沿った断面図である。
図33は、再帰反射性コーナキューブ素子を含む幾何学的構造体の複数の領域と、互いに干渉しない複数の隆起領域とを備える直接工作されたコーナキューブ物品の平面図である。
図34は、図33の線34−34に沿った断面図である。
図35は、図33の線35−35に沿った断面図である。
図36は、１セットの平行な溝群を基体に直接工作することによって複数の幾何学的構造体が形成されている、初期の直接工作可能な基体の平面図である。
図37は、図36の線37−37に沿った断面図である。
図38は、図36の線38−38に沿った断面図である。
図39は、図36の基体のレプリカを示す平面図である。
図40は、図39の線40−40に沿った断面図である。
図41は、図39の線41−41に沿った断面図である。
図42は、図39に示すレプリカ物品であって、初期溝セットの方位内にある複数の隆起部に形成された追加の溝群を備えるレプリカ物品の平面図である。
図43は、図42の線43−43に沿った断面図である。
図44は、図42の線44−44に沿った断面図である。
図45は、再帰反射性コーナキューブ素子の複数の領域を備える直接工作された２種溝セット型のコーナキューブ物品の平面図である。
図46は、図45の線46−46に沿った断面図である。
図47は、図45の線47−47に沿った断面図である。
図48は、分離面の境界エッジを形成する隆起領域とコーナキューブ素子とを含む幾何学的構造体の複数の領域を備える直接工作されたコーナキューブ物品の断面図である。
図49は、少なくとも１個の他の領域における幾何学的構造体の上方にシール媒体を保持するのに適した隆起領域を含む幾何学的構造体の複数の領域を備える直接工作されたコーナキューブ物品の断面図である。
図50は、複数の隆起領域を備えるとともに、幾何学的構造体の再帰反射面を備えた領域の上方にシール媒体を保持するのに適した複数の隆起部を有する直接工作されたコーナキューブ物品の断面図である。
実施形態の詳細な説明
直接工作法は一般に、小さなマイクロキューブアレイ物品のためのマスターモールドを効率的に作製するための好ましい方法である。これは、向上した可撓性を有する薄いレプリカアレイ物品の製作においては、直接工作した基体が有利であるとともに、ピン束ね法と比較したときに、格段に効率的な製作工程となるからである。直接工作した基体の一例は、米国特許第3,712,706号（Stamm）に教示されている。このスタム特許と米国特許第4,588,258号（Hoopmna）とはそれぞれ、基体に溝群を切削して複数のコーナキューブ光学面を形成するための、対向する２つの切削刃面を有する工作工具の一回又は複数回のパスによって形成された構造体の事例を開示する。
直接工作した溝群は、複数の独立した平行な溝群から構成される溝セットとして工作されるのが好ましいと認められている。上記した特許の例では、少なくとも３種類の溝セットが必要となる。これに対し、米国特許第4,349,598号（White）及び米国特許第4,895,428号（Nelson他）には、２種類の溝セットのみを作製する直接工作法の事例が示されている。
再帰反射性コーナキューブ素子アレイ物品は、一般に、再帰反射性コーナキューブ素子の適合ペア、すなわち、図１の直接工作コーナキューブ物品16において示すコーナキューブ素子12とコーナキューブ素子14とのように、幾何学的に合同であって互いに180°回転した一対のキューブを基礎として構成される。図示の物品16における複数のコーナキューブ素子は、同一溝深さを有する溝群によって境界付けされるとともに、同一の素子長を有する。従来の３本溝式アレイの最高点は、キューブピーク20によって規定される。物品16内の全ての素子は、図２に示すように共通基準面18の上方で同一の高さを有する。従来のキューブアレイ物品に関するこの基本的な適合ペアのコンセプトを開示する他の事例は、米国特許第3,712,706号（Stamm）、米国特許第4,588,258号（Hoopman）、米国特許第1,591,572号（Stimson）、米国特許第2,310,790号（Jungersen）、米国特許第5,122,902号（Benson）及びドイツ特許DE4242264号（Gubela）に示されている。
図１及び図２においては、従来の非傾斜コーナキューブ素子の一例が示されているが、これは平面視で３面を有し、そして各コーナキューブ素子の基部に正三角形を有している。これらのコーナキューブ反射素子は、基体に直接工作された３種類の溝セットによって形成されている。図１は、マスターモールドとして有用な直接工作コーナキューブ物品を平面図で示しており、このマスターモールドは次に、複製又はめっきされて、図３及び図４に示すような直接工作コーナキューブ物品22を形成する。図１において、互いに平行でない溝セットの双方の溝25同士は、代表的に示す箇所27で互いに交差している。
図１及び図２は、平面18に直交する対称軸19を個別に有する複数の非傾斜キューブを含んで成る再帰反射性コーナキューブ素子アレイ物品を示している。対称軸は、素子の複数の面によって規定される挟角すなわち二面角の三等分線となる中心軸すなわち光学軸である。しかし、特定の用途では、再帰反射性コーナキューブ素子の適合ペアの対称軸を、基平面に直角ではない方向に傾けることは有利である。それにより傾いた複数のコーナキューブ素子を組合せると、広範囲に亘る入射角を再帰反射するアレイ物品が作製される。このことは、米国特許第4,588,258号（Hoopman）に教示されており、他の図面との関係でも後述する。傾きは、前方向でも後方向でもよい。このフープマン特許は、1.5の屈折率に対し13°までの傾き量を有する構造体も開示する。フープマンはさらに、9.736°の傾きのあるキューブを開示している。このような幾何学的要件は、溝切り工具がキューブ光学面を損傷するに至らない範囲での、従来のアレイ物品におけるキューブの最大前傾を表現している。この損傷は通常、工具が隣り合う素子のエッジ部分を切除して第３の溝を形成する間に発生する。米国特許第2,310,790号（Jungersen）はフープマン特許に示されるものとは反対の方向に傾いた構造体を開示している。
これらの従来型のアレイ物品では、光学性能は便宜的に、有効領域すなわち有効開口（active aperture）を構成する実際に再帰反射性のある領域の割合によって規定される。有効開口の割合は、傾き量、屈折率及び入射角の関数として変化する。
入射角がゼロでないときは、従来のアレイ物品は多くとも、大略類似寸法の異なる２つの開口形状を表す。これは、従来のコーナキューブ素子における幾何学的合同の適合ペアが単一タイプであることによる。従来の傾斜型のコーナキューブアレイ物品は、開口形状が傾度によって左右されるとはいえ、類似の傾向を示す。
従来のコーナキューブアレイ物品は、傾きや他のデザイン上の特徴に起因するさらなる光学的制約の下で製作されて、ある種の環境下での非常に特異な性能を付与される場合がある。この一例は、米国特許第4,895,428号（Nelson他）に開示される構造であり、これは後述する幾つかの図面における多重領域型の変形形態に示される。このような幾何学的構成においては、コーナキューブ素子はそれぞれ、基部三角形の各々が消滅する点に向けて後方向へ傾いている。
従来のアレイ物品に関して再考すれば、米国特許第4,202,600号（Burke他）及び米国特許第4,243,618号（Van Arnam）は、スタム（Stamm）特許に示される三角形基部のコーナキューブ反射素子すなわちプリズムを開示し、且つ参考として言及している。バーク（Burke）他の特許は、少なくとも最小の予期される視距離から高入射角度で視たときに、眼に対して均一な輝度の外観を作り出すために、多数の異方性の領域でこれらのプリズムを傾けることを開示している。バンアルナム（Van Arnam）の文献は、ピン束ね法を用いて、コーナキューブ三角錐ピラミッドの異方性パターンを作製すること、及び束ねたピンによって形成されたモールドに溝群を格子状に切削することを開示している。この方法により、ピンは、モールドから成形されるシーティングが背材をこのシーティングに固着するための隆起格子を含むように、切削される。ピン束ね法で作製した再帰反射性物品におけるうね状構造体の別の例は、米国特許第3,632,695号（Howell）に示されているが、この特許では、各うね状構造体は、光源からの光を反射するのではなく透過させるレンズ領域として形成されている。
直接工作型の再帰反射性コーナキューブ物品は、多くの場合、性能改良の目的で空気等の低屈折率材料を再帰反射性素子の隣りに維持するために、再帰反射性物品に施工されるシール用フィルムを支持するよう構成される。金属化処理や他の反射性被覆も、再帰反射性コーナキューブ素子物品に有利に利用できる。
図５は、コネチカット州ニューブリテンのReflexite Corporationから商標名DURABRITEで販売されたものに代表される、直接工作法を用いて形成できるコーナキューブ物品シーティング29の一部分を示す平面図である。コーナキューブ物品シーティング29は、複数のコーナキューブ素子30と複数の隆起部33、35とを含んで成る。このコーナキューブ物品シーティング29における隆起部の配置、寸法、方向性及び品質は、物品の不要な性能ロスの原因になっている。例えば、多数のキューブが損傷することにより、領域38、39等の、隆起部に隣接した領域における光学性能の損失が生じる。また、隆起部が有する大きなテーパ角度は、そのようなテーパを適合させるのに再帰反射性素子の一部又は全体を除去する必要があるので、再帰反射性の著しい損失を招く原因となっている。もう１つの問題は、隆起部の、それに隣接する構造体に対する高さに関するものである。隆起部のテーパ角度と高さとの双方が過大であると、物品の有効再帰反射領域が低減する。大きな高さ比も、望ましくない取扱い性と剛直性とを有するシーティングを生み出す。
上記したシーティングの構造は、光学性能が劣化した領域を生み出すことに加えて、隆起部に異なる高さで交差する部分を生じさせる。これは、図６及び図７の断面図に明瞭に示されている。両図は、隆起部33、35の一部分が異なる高さにあって、シーティングサンプルにおいて隆起部の全高の約16％に及ぶ高さの差が交差部分で生じていることを明示する。この高さの差は、それら隆起部に対する媒体37等のシール媒体の結合強度を低下させるので、この構造で作製された製品の耐久性に直接的に影響を及ぼす惧れがある。これは、高位部のブリッヂ効果と、その結果として生じるシール媒体と少なくとも１つの隆起部との間の結合不足又は非結合領域とに起因するものである。このシーティングに対するシール媒体の結合信頼性も、隆起部の頂面の丸まった不正確且つ不調和な形状によって低下する。
シーティング29における他の構造上の問題は、極端に薄いランド42と、隆起部の具体的寸法とに関係している。この薄いランド42は、米国特許第3,689,346号（Rowland）、同第3,810,804号（Rowland）及び同第3,811,983号（Rowland）に開示されているように、効率的であると認識されている特定の製作プロセスの結果であると思われる。しかしながら、このような薄いランドの構成は、現実に、コーナキューブと支持層との境界に数多くの鋭いノッチを生成し、それらノッチにより、溝25等の溝群の下に応力破損を生じる惧れがある。
図８は、ボディフィルム／オーバレイ層と称される支持層48、薄いランド42、複数のコーナキューブ素子30、隆起部33及びシール媒体37を含んで構成されたコーナキューブ物品シーティング29を示す。コーナキューブ物品シーティング29は、シール媒体37を、接着剤50によって隆起部33に、且つ接着剤55によって基体53に取り付けた状態で示されている。図８は、シーティング29における幾つかの問題点を明示している。第１の問題点は、溝25の箇所に生じる一種の応力破損である。これによって、後に支持層48が隆起部33から分離する事態が生じる。これは、隆起部33のうね面57に貼り付いているシール媒体37の比較的強い結合強度に対比して、隆起部33の下の非常に薄いランド領域の強度が比較的弱いこと、及び隆起部33の基部56の極めて鋭い境界線に高応力集中点が存在することによって生じる。このタイプの破損は、環境上の破壊的状況によって悪化させられ、再帰反射性コーナキューブ素子の大半又は全てが脱落することによって、シーティングにおける影響を受けた領域の再帰反射性を完全に失う事態に至る。
もう１つの問題は、隆起部の不正確さを補う結合層を形成するのに必要な接着剤の量が多くなることである。図８に示すように、この結合層は実際には、テーパ状の側面60に沿って相当な距離に亘り広がっている。接着剤のこのような移動は、隆起部に隣接する結合層に生じるネッキング効果によって、脆弱な領域を追加的に生み出す。
本発明は、直接工作型の再帰反射性コーナキューブを有する物品及びシーティング、並びにそれらの製作方法に関し、直接工作型コーナキューブ物品の技術水準を高めるものである。これは、新規な製作プロセスと、再帰反射性能及び製品の全体的耐久性を著しく向上させる直接工作型コーナキューブ物品の新規な構成とを採用したことによる。このような物品は、新規な隆起構造体を有するアレイ（列体）物品として、一連の一体型基体から作製される。
図９及び図10はそれぞれ、例えば図３に示すシーティング22のような、初期の（すなわち第１の）直接工作可能な一体型基体のレプリカ70を示す平面図及び断面図である。レプリカ70は、個別の素子75のような同一のコーナキューブ素子群を含む複数の幾何学的構造体を有する領域73を含んで成る。基体の材料は部分的に削除され、それにより図10の断面図に示すように、基部78と両側壁79とによって境界付けされた少なくとも１つのキャビティ77が基体に形成される。側壁79は、深さＤ′まで工作されるが、この深さは初期の平行溝セットの深さＤ″以上となっている。後述する好適な基体材料を使用することに加えて、原型のパターンすなわち基体からレプリカを分離させることができなければならない。そのために、原型基体とレプリカ基体との間に分離層を使用することが必要となる場合もある。分離層は、原型とレプリカとの基体材料同士の接着を防止することによって、レプリカの分離を可能にするものである。このような分離層は、表面酸化層、中間の薄い金属被覆物、化学銀めっき、異なる材料と被覆物の組合せ等の、様々な材料から成り得る。
次に、図11に示すように、直接工作可能なレプリカ70のレプリカ80として、追加の（すなわち第２の）一体型基体を形成する。適当な追加の一体型基体を選定する際には、初期基体の特徴部の複製精度に関する要求、再帰反射性コーナキューブ素子を含む幾何学的構造体の形成に関する追加の一体型基体の妥当性、及び幾何学的特徴部を損傷することなく初期基体から追加基体を分離する能力といった、諸要件に配慮しなければならない。初期の一体型基体、一体型レプリカ70及び一体型レプリカ80はそれぞれ、再帰反射面を作るのに適した材料から作製されることが好ましい。本発明に係る再帰反射面を形成するのに適した基体は、直接工作された溝ないし溝セットを形成するのに適したあらゆる材料から作製できる。適当な材料は、バリを作ることなくクリーンな状態に工作でき、低延性及び低粒状性を示し、溝の形成後に寸法精度を維持できるものである。工作可能なプラスチックや金属等の多様な材料を利用することができる。適当なプラスチックは、アクリル等の熱可塑性又は熱硬化性の材料である。適当な金属は、アルミニウム、黄銅、ニッケル、銅等である。好ましい金属は非鉄金属である。好ましい工作材料は、溝の形成時に切削工具の摩耗を最小限度に抑えるものであるべきである。なお、初期基体は、コーナキューブ素子ではない幾何学的構造体を有していてもよい。
一体型基体、すなわち材料の単体片から成る基体の使用は、ピン束ね法によって作製される基体のような非一体型の基体に比べて、極めて有益である。例えば一体型基体は、無数の小さいピンを取扱い、切削し、そして組立てる必要性を回避する。これは、製作の容易性及び効率を高めることに役立ち、製作中のキューブの損傷を低減させる。それ故に、一体型基体の使用は、不変の光学性能を発揮しなければならない極めて多数のピンの正確な扱い、切削及び組立を要求するような、広大な領域に亘るアレイの直接工作に、一層貢献する。初期の直接工作可能な一体型基体のレプリカに形成されたキャビティ79に対応して、一体型レプリカ80には、図11及び図12に示すような少なくとも１つの隆起部100が形成される。その後、追加の溝やキャビティを、レプリカ80、又は多数複製された一体型レプリカに、直接に切削工作して、後述する少なくとも２種類の平行な溝群の溝セットによって境界付けされたコーナキューブ素子群75を含む幾何学的構造体の、複数の領域を形成することができる。
隆起部100の側壁104の高さＤ′は、キャビティ側壁79の深さＤ′に相当する。好ましくは、側壁104の高さＤ′と当該隆起部に隣接する基体の表面領域における最も高いコーナキューブ素子75の高さＤ″との比は、約1.1：１と約２：１との間にあるのが好ましい。しかし、隆起部が後述する他の新規な特徴との組合せで作製、使用されたときには、この比が約２：１を越えてもよい。
本発明の一実施形態は、少なくとも１つの幾何学的構造体領域を有するレプリカとしての基体材料を部分的に削除して、側壁によって境界付けされた少なくとも２個の交差するキャビティをレプリカに形成する工程を含んで成る。これらの交差キャビティは、溝セットによって形成されたコーナキューブ素子の深さ以上の深さに形成されることが好ましい。また、各キャビティは、他の交差キャビティの最大深さに実質的に等しい深さまでレプリカ内に延びる少なくとも１つの側壁を有する。図13及び図14はそれぞれ、初期の一体型基体の一体型レプリカとしての物品110を示す平面図及び断面図であり、この物品110は、この方法によって作製された単一の領域116と隆起部とを有している。図示のように、２個の交差した隆起部123、125は、溝セット118、119の溝群によって境界付けされるとともに、それら隆起部が平坦で且つ高精度に作製された頂部を有するように、物品110に工作される。これにより、物品を形成する基体材料へのシール媒体の結合力が最適化される。一様に平坦な頂面を隆起部に精密製作することにより、シール媒体を取付けるための材料及び作業の選択範囲がある程度拡大する。例えば図15は、超音波エネルギー集中手段127の使用を溶融前の形態で示している。この集中手段127を含むシール方法を採用することにより、接着剤使用量の削減、製作効率の改善及び耐久性の向上等の利点が得られる。これらの利点を得るためには、隆起部を精確且つ均斉に作製して、全ての集中手段127がシール媒体37に接触できるようにすることが必要である。このような精度は、従来知られた構造体及びその製作法を用いては達成され得ない。図16は、エネルギー集中手段127の音波溶融後に、シール媒体37に対し隆起部123が平坦且つ一様に接触している状態を示している。
隆起部123、125は実質的に、1.27×10-2mm（0.5mil）、好ましくは7.62×10-3mm（0.3mil）、最も好ましくは5.08×10-3mm（0.2mil）以下の均斉な高さを有することが好ましい。その結果、シール媒体や他の基体（例えば印字層）が隆起部に一様に接触している物品が得られる。これは、交差配置される隆起部の構成において特に重要な特徴であって、シール媒体と隆起部との間の空隙を排除して、シール媒体が隆起部から分離しないようにするものである。しかもこれにより、シール媒体を隆起部の平坦な頂面に結合させるのに要する結合層が有る場合には、その結合層における接着剤の量が低減する。
図13に示す隆起部123、125は、物品の光学性能を最適化する目的で様々に調整できる。例えば、それら隆起部を溝によって境界付けできるし、また、隆起部を境界付けする溝を、それら隆起部に隣接する領域116における溝セットに平行に向けることができる。隆起部が溝によって境界付けされる場合は、個々の隆起部を境界付けする両溝の間の距離を、各隆起部を囲む領域にある溝セット内の溝間距離の整数倍にして、溝間隔を一定にする。図13に示すように、各隆起部123、125は、隣接する領域116における溝群の間隔Ｗの２倍となる境界溝の間隔２Ｗを有している。これにより、製造工程中に損傷する再帰反射性素子の個数が僅かになり、この構成を採用する再帰反射性シーティングの性能が著しく向上する。
図14は、図13の構造体の断面図であり、本質的に同一高さの隆起部123、125を明示している。また図14は、隆起部の一実施形態として、物品110の基平面128の法線に対し約30°未満のテーパ角度を成して側壁104が形成された構成を示す。用途によっては、好ましい角度は約５°〜約10°の範囲である。このようにテーパ角度が低減すると、削除されたり損傷したりする再帰反射性素子の個数を最小限度に抑えながら、より幅広の隆起部頂面126が形成される。この低減テーパはまた、白さを減ずることなく物品の輝度を高める。
図13及び図14はさらに、物品を強化するための応力分散手段を示している。図14に示すように、応力分散手段の一実施形態は、隆起部（例えば隆起部123）とその隣接領域の幾何学的構造体との間に延在し、隆起部に隣接して配置される湾曲面131から構成される。好ましくはこの湾曲面は、少なくとも約0.254mm（100マイクロインチ）の半径を有している。１つの実施形態では、この湾曲面は、マスター又はレプリカにおける初期のキャビティを、基体に形成されるキューブ群の基部のレベルに等しい深さまで切込むことによって形成できる。この形式の応力分散手段は、図８に関連して説明したような、それらの箇所に生起する破壊性の応力集中の可能性を低減させる。図16は、再帰反射性シーティング等の物品を強化するための応力分散手段の別の実施形態を示している。この応力分散手段は、少なくとも0.0254mm（１mil）の実質的に均一な厚さＴを有するランド135から構成される。この構成は、コーナキューブ群と支持層との境界に沿った応力集中を、それらの境界における鋭いノッチを湾曲化することにより低減させて、シーティングの強度を増大させることに寄与できるものである。これにより、シーティングの構造的完全性が高まる。シーティングの強度が増大すると、コーナキューブ素子群等の、隣接する幾何学的構造体から隆起部を分離する惧れが低減する。
図17及び図18はそれぞれ、本発明の他の実施形態を示す平面図及び断面図であり、この実施形態では、追加の直接工作可能な一体型基体140が、領域142、146を含むコーナキューブ素子群の複数の領域を備えている。領域146は例えば、最初に隆起部として形成され、次いで３種類の溝セットパターンを用いて直接工作される。この隆起部の直接工作は、少なくとも２種類の平行溝セットによって境界付けされたコーナキューブ素子群を含む複数の幾何学的構造体を備えた隆起部を作製するものである。図18に示すような１つの実施形態では、少なくとも１つの隆起領域146における最も深い溝の底部は、共通基準面151に対し、当該隆起領域に隣接する領域における最も高い構造体よりも高い位置の深さまで工作される。図19及び図20はそれぞれ、同様に３種類の溝セットパターンを用いて作製された複数の交差する隆起領域146を備える基体160を、平面図及び断面図で示している。
図17〜図20に示すように、隆起領域における少なくとも１つの溝セットは、当該隆起領域に隣接する領域における少なくとも１つの溝セットに平行であることが好ましい。また、隆起領域の全幅は、当該領域に隣接する領域における溝セットの溝間距離の整数倍であることが好ましい。この構成は、一実施形態では、第１のコーナキューブ素子アレイ領域における溝セットから溝群によって境界付けされる隆起部を形成するのに適したキャビティを有する初期基体を作ることによって達成される。これは特に、隣接する領域におけるキューブ群が、同じ幾何学的構造で寸法が異なる（すなわち幾何学的相似の関係にある）場合に、特に有用である。これにより、製造工程中に損傷する再帰反射性素子の個数が僅かになり、この構成を採用する再帰反射性シーティングの性能が著しく向上する。さらに、隆起領域自体を工作することは、隆起部を製作する際と同様に高い平坦度に基体表面を工作することを、初期段階で要求しない。
従来の再帰反射性コーナキューブ素子の構成が有していた構造上及び光学上の制約は、上記した隆起構造体としての再帰反射性コーナキューブ素子構造体及びその製作方法を用いることによって回避される。この新規な再帰反射性コーナキューブ素子構造体及びその製作方法の使用は、コーナキューブ素子の形状の多様化を許容する。例えば、１つのアレイ物品におけるキューブ群を、異なる高さ又は異なる形状を有する隆起した不連続な幾何学的構造体として、容易に製作できる。上記した方法及び構造を用いることにより、高度に調整可能な光学性能を有するキューブアレイ物品の製作も可能になる。例えば、ゼロ入射角を含む多くの入射角において、上記した複合的な隆起構造体を有するアレイ物品は、高い有効開口率で多様な有効開口形状を呈すること、若しくは向上した発散プロファイルを提供すること、又はその両方によって、従来のアレイ物品よりも性能の優れたものになる。また複合隆起構造体の製作は、異なる形状及び寸法の有効開口を備えて近接かつ離間して混ざり合ったキューブ群によって得られる向上した光学性能を生み出す。これにより、日中及び夜間の両方の観察条件下で、複合隆起構造体を有するアレイ物品の外観が、広範囲の視距離に亘ってさらに均一化する。複合隆起構造体のコーナキューブ素子群及びその領域の上記した利点は、これらの特徴的構成を有する物品の有用性を高める。このような物品は例えば、交通制御部材、再帰反射性自動車マーキング、光電センサ、方向反射器、可撓性再帰反射性アレイ物品、及び人間又は動物用の反射性衣類を包含する。
上述したように、従来のコーナキューブ素子の構成における多くの制約事項は、複合隆起構造体の製作方法を採用することによって解消される。図17の基体140に示すような複合隆起構造体の構成においては、従来型のキューブ構造を有するキューブ面は、１つのアレイ物品における複数のキューブ形状の一部として存在してもよい。しかし、従来のキューブの形状及び性能の一般的限界は、複合隆起構造体及びその製作法を用いても同様には抑制されない。
図21及び図22はそれぞれ、他の実施形態による基体200の平面図及び断面図であり、この基体200は、２種類の溝セットを有する直接工作した一体型基体のレプリカである。基体200は、幾何学的相似形のコーナキューブ素子212、216の複数の領域206、208を含んで構成される。基体200は、コーナキューブ素子群212を含む複数の幾何学的構造体を有する隆起領域208を備える。それらコーナキューブ素子群212は、領域206におけるコーナキューブ素子群216に対し、異なる寸法を有して、共通基準面214の上方の異なる高さに位置する。基体200は、舗道マーカ、進入路マーカ、側溝マーカ、道路分離帯、障壁及びこれらの類似用途のように、高入射角度での高い輝度が要求される用途において特に有用である。
図23及び図24はそれぞれ、さらに他の実施形態による基体250の平面図及び断面図であり、この基体250は、３種類の溝セットを有する直接工作した一体型基体のレプリカである。基体250は、少なくとも１つの隆起領域を含む複数の領域252、254を含んで構成される。隆起領域254は、領域252におけるコーナキューブ素子群265に対し、寸法及び形状が異なり且つ共通基準面263の上方の高さが異なるコーナキューブ素子群260を含む複数の幾何学的構造体を備える。隆起領域254は、隣接領域の溝群に対し平行関係にある直接工作された二次溝群266を有する１つの二次溝セットを備えている。この実施形態では、隆起領域254の隣接領域における２本の溝は、隆起領域254の全幅が当該隆起領域の隣接領域における溝セットの溝間距離の整数倍になるように、隆起領域254を境界付けしている。直接工作された二次溝群267を有するもう１つの二次溝セットは、隣接領域におけるいずれの溝に対しても非平行の関係に配置される。また、一次溝セットの溝群268も、隣接領域における全ての溝に対して非平行関係に配置される。なお、いずれの溝も、要求される方向性に応じて、隣接領域の溝に対し平行に整合するように構成できる。これにより、光学性能を最適化すべくコーナキューブ素子260の方向性を実質的にいかようにも設定でき、しかもこれは隣接領域252の構造体に損傷を与えることなく達成される。
図23はさらに、二次溝266、267の相互交差点269において一次溝268がそれら二次溝266、267を通らないような、少なくとも１つの領域254を有する複合隆起構造キューブ型のアレイ物品250の構成を示している。一次溝群268は、等間隔に配置されるとともに、複数の二次溝交差点269に対し中心に配置される。アレイ物品250は、複合隆起構造体としてのコーナキューブ構造体のもう１つの新規な特徴を呈示する。具体的には、３種類の非平行で相互交差しない溝セットを直接工作することにより、コーナキューブ物品を製作する方法を示す。これらの溝セットは、90°未満の挟角で交差することが好ましい。工作の不正確さにより、交差点において溝同士の意図しない僅かな離隔が生じ得る。しかし、本発明のこの態様は、意図的に実質的離隔を生じさせるものである。例えば、２種類の溝セットの溝同士の交差点と第３の溝セットの少なくとも１本の溝との間の離隔距離を約0.01mmよりも大きくすることにより、この特徴による利点が生じるようになる。しかし、正確な最小離隔距離は、具体的な工具、基体、プロセス制御及び要求される光学性能に依存する。
非相互交差型の溝セットは、有効開口の寸法及び形状が異なる個別のコーナキューブ素子群を含む複合型の幾何学的構造体を生み出す。アレイ物品250のようにアレイ全体を、相互交差した溝セットと相互交差しない溝セットとの組合せによって生み出されるコーナキューブ群を有するように形成できる。溝セットの位置は、所望範囲の入射角に亘って最大の全光再帰を生じるように調整される。また、少なくとも１つの溝セットにおける溝間距離は、少なくとも他の１つの溝セットにおける溝間距離に等しくなくてもよい。また、少なくとも１つの平行溝セットを繰返して基体に工作し、個々の工作毎に当該溝セットの溝間距離を任意に変えるようにすることもできる。さらに、いずれの溝もその一部分を、少なくとも１つの他の溝の深さとは異なる深さまで工作することができる。
図25及び図26はそれぞれ、もう１つの実施形態による基体270の平面図及び断面図であり、この基体270は、２種類の溝セットと３種類の溝セットとの混成セットを有する直接工作した一体型基体のレプリカである。基体270は、少なくとも１つの隆起領域を含む複数の領域274、276を含んで構成される。隆起領域276は、領域274におけるコーナキューブ素子群285に対し、寸法及び形状が異なり且つ共通基準面283の上方の高さが異なるコーナキューブ素子群280を含む複数の幾何学的構造体を備える。実際には隆起領域276は、共通基準面283に対し、隣接領域274の最も高い構造体（例えばキューブ285）よりも高い深さまで工作された溝群を備えている。基体270は、高入射角で再帰光量のピークをもたらすように調整されたコーナキューブ素子群を備えているが、他の組合せも有用である。
図27及び図28はそれぞれ、もう１つの実施形態による基体290の平面図及び断面図であり、この基体290は、直接工作した一体型基体のレプリカである。基体290は、少なくとも１つの隆起領域を含む複数の領域293、295を含んで構成される。隆起領域295は、コーナキューブ素子群297を含む複数の幾何学的構造体を備える。コーナキューブ素子群297とコーナキューブ素子群303とは、共通基基準面300を共有しており、これは物品の加工処理において非常に役立つものである。コーナキューブ素子群297は、領域293におけるコーナキューブ素子群303に対し、寸法が相違するとともに、共通基準面300の上方の高さが異なるピークを有している。基体290は、他の構造体よりも高い特定の構造体を備え、それにより、レプリカの加工及び取扱いの間にキューブ群に与える損傷を最小限度に抑えている。図27及び図28は、隆起領域の隣接領域における溝セットの溝間隔Ｗと、隆起領域における溝セットの対応する溝間隔２Ｗとを示している。この工作法においては、物品は、隆起領域における溝セットの溝間隔が隆起領域の隣接領域における溝セットの溝間隔の整数倍となるような、直接工作型のコーナーキューブ素子群を備えた隆起領域を有することが望ましい。この製作方法は、隆起領域に隣接した光学構造体に対する損傷を、著しく低減させるか又は消滅させることができる。
どの溝セットにおいても溝間隔を変更できるようにすることは、さらなる有益な特徴を有する複合隆起構造キューブ型のアレイ物品を作製するのに利用できる。この場合、溝セット内の一次溝の間隔を、二次溝交差点に対し、アレイ物品全体に亘って繰返しパターンで変動させることができる。広範囲に亘る開口の寸法及び形状により、このアレイ物品において、屈折による再帰反射光の発散プロファイル又は再帰エネルギーパターンの均一性が向上する。溝群の適正配置は、設計に際し、所与の用途に対する最適な製品性能を与えるために有利に利用される。もう１つの有利な特徴は、隣接部分におけるコーナキューブ素子群とは実質的同一形状でありながら異なる光学性能を発揮するコーナキューブ素子群を有する隆起領域を製作することである。
本発明の方法によれば、図29及び図30に示すように、隆起部及び隆起領域をさらに異なる形状に作製できる。図示の実施形態では、六面の隆起部315が基体319に形成されている。隆起部315は、複数のコーナキューブ素子325を有する領域322によって包囲されている。隆起部315は、初期の（第１の）一体型基体の変形レプリカを複製することによって製作される。変形レプリカには、その基体材料を部分的に削除して、少なくとも１つのキャビティを形成する。このキャビティは、放電加工、フォトエッチング、その他の精密技法等の、公知の方法を用いて形成される。キャビティは、変形レプリカにおいて、隣接領域における溝セットによって形成されたコーナキューブ素子群の深さ以上の深さに達する側壁によって境界付けされる。その後、このレプリカを複製することにより、領域322と、隣接領域に形成されたコーナキューブ素子群の高さ以上の高さに達する側壁を有する少なくとも１つの隆起部315とを備えたコーナキューブ物品が作製される。
図31及び図32は、図29及び図30に示す隆起部付き物品に類似しているが、溝セットの溝によって境界付けされていない隆起領域形状を有する隆起領域付き物品を示す。基体330は、コーナキューブ素子群335を含む複数の幾何学的構造体を有する隆起領域333を備える。この隆起領域は、複数のコーナキューブ素子340を有する領域338によって包囲されている。図31及び図32の実施形態では、コーナキューブ素子335、340は幾何学的相似形である。しかし、個々の領域内のコーナキューブ素子は、光学性能特性を調整すべく多様な幾何学的構造及び方向性を有することができるし、共通基準面341に対して異なる高さに配置することができる。本発明は、再帰反射性コーナキューブ素子の構造及び製作方法の技術分野では従来知られておらず且つ不可能であった、構造体の数多くの組合せを可能にする。
図33〜図35は、直接工作された一体型基体のレプリカである基体350を示す。この基体350では、不連続且つ独立した異種の隆起領域352、354に、コーナキューブ素子群を含む複数の幾何学的構造体が、互いに異なるパターンの繰返しによって形成されている。１つの領域の一部分は、その領域の他部分から、隆起部又は隆起領域等の他の構造体によって離隔されていてもよい。１つの領域の全ての部分は同時に作製されるべきであり、且つ他の隆起構造体の工作工程に干渉しないようにしなければならない。このような異種独立領域の構成によれば、２個より多い領域を有するアレイ物品を作製するのに必要な複製サイクルの回数が効果的に減少する。個々の隆起領域は、複数のコーナキューブ素子370を有する隣接領域365によって境界付けされている。
図36〜図38は、初期の溝セット398が初期の隆起領域395に工作されている初期の一体型基体390を示している。基体390は、初期の凹状領域393を有してもよいし、又はこの領域を溝セット398の工作後に形成するようにしてもよい。図39〜図41は、工作された基体390のレプリカ402を示している。レプリカ402において、基体390の特徴部は、溝セット398により形成された溝が隣接領域410よりも低い領域406においてピークになるように、反転して形成される。
図42〜図44は、追加の溝417をさらに工作することにより、複数の工作隆起部415を作製した基体402を示している。それら隆起部415は、隣接領域における類似構造体の基平面424よりも高い基平面421を共有する構造体を、それぞれに有している。また、互いに隣接する領域における構造体のピーク高さは同一である。この構成は、図46にも示されている。図45〜図47はそれぞれ、複数の溝427を備えた追加の溝セットをさらに工作することにより、コーナキューブ素子群の領域を形成した基体402を示している。領域436はコーナキューブ素子群438を備え、領域442はコーナキューブ素子群445を備える。図36〜図47に示す方法によれば、１回の複製ステップだけで、図45〜図47に示す領域分けしたコーナキューブ物品が製作される。
図48は、初期の直接工作された一体型基体のレプリカとして、上述の通りに製作された基体455を断面図で示す。基体455は、高さ及び幾何学的構造が相違したコーナキューブ素子群を含む幾何学的構造体の領域を備える。図48は、構造体459、460のように、溝セットの溝によって形成された側面461、462を各々に有する複数の幾何学的構造体を示している。少なくとも１つの領域において、幾何学的構造体の側面は、分離面466の境界エッジ463を形成している。それら側面は、コーナキューブ光学面、及びコーナキューブ又は他の幾何学的構造体上の非光学面を有することができる。分離面466は、断面で見たときに、平坦部分又は湾曲部分を有することができる。
上記方法の他の実施形態では、再帰反射光パターンの形状をさらに変形させる物品又は物品のレプリカが作製される。そのような実施形態は、少なくとも１種類の溝セットにおける少なくとも１つの溝側面の角度が、溝側面によって規定されるコーナキューブ素子の他面に対し直交するのに必要な角度とは相違したものである。同様に、少なくとも１種類の溝セットを、互いに異なる少なくとも２つの溝側面角度の繰返しパターンから構成できる。溝切り工具の形状やその他の技術は、少なくとも幾つかのキューブにおいて少なくとも１つのコーナキューブ素子光学面の少なくとも機能上重要な部分が円弧になっているコーナキューブ素子を作製できるように選択される。この円弧面は凹状でも凸状でもよい。円弧面は、１つの溝セットにおける１本の溝によって初期に形成されたものであって、当該溝に実質的平行な方向に見て平坦である。或いは円弧面は、この溝に平行な円筒軸線を有する円筒形でもよいし、この溝に直角な方向に変化する曲率半径を有していてもよい。
複合隆起構造体の構成は、交通制御部材、再帰反射性自動車マーキング、光電センサ、標識、内部照明式再帰反射性物品、反射性衣服及び再帰反射性マーキング等の、実質的全光を再帰させる再帰反射性シーティングを必要とする用途において、特に有益である。複合隆起構造の技術及び概念から得られる光学的性能及び設計自由度の改善により、製品性能、コスト効率及び市場利益が向上する。
再帰反射性シーティングにおける全光再帰性は、有効開口度（％）と再帰反射光線強度との関係によって左右される。キューブ形状、入射角及び屈折率の組合せによっては、有効開口度（％）が比較的高い場合にも、光強度の著しい低減により全光再帰性が低下することがある。一例として、再帰反射光線の全反射に依存している再帰反射コーナキューブ素子アレイ物品が挙げられる。光強度は、全反射のための臨界角を１つのキューブ面で越えた場合に、実質的に低減する。このような状況に対しては、金属被覆や他の反射性被覆物をアレイ物品の一部分に施すことを有利に利用できる。例えば、シール媒体に接触するキューブ面を有する隆起領域は、キューブ面が反射性被覆を有しているときに大抵は反射性が向上する。このような部分は、アレイ物品全体であってもよい。
分離面は、隆起構造型すなわち複合領域型の再帰反射性コーナキューブ素子アレイを利用した可撓性シーティングを含むシーティングにおいて、光透過性すなわち透明性を増大させるために有利に用いることができる。これは例えば、通常は射出成形法を用いて作製される標識や自動車の信号光反射器等の、内部照明型の再帰反射性物品に特に有用である。
直接工作型の再帰反射性コーナキューブ素子物品は、大抵の場合、再帰反射性素子に隣接して性能向上のための空気等の低屈折率材料を維持する目的で、再帰反射性物品に添付されるシール用フィルムを支持するように設計される。従来のアレイ物品においては、この種のシール媒体は一般に、コーナキューブ素子群に直接に接触して配置されるが、この方法は全光再帰性を劣化させる惧れがある。しかし、複合隆起構造体の構成を用いれば、シール媒体は、低位の再帰反射性コーナキューブ素子群に接触することなく、したがってそれら低位の素子群の光学的物性を劣化させることなく、アレイ物品の最も高い面上に配置される。この最高位面は、コーナキューブ素子群だけでなく、非再帰反射性の角錐部分、台形部分、柱状部分又は他の構造体によっても形成できる。工作公差や非直交性の意図的誘引に起因した溝の位置やコーナキューブ素子の挟角の僅かな非均一性から、高さの微少なバラツキが生じる場合があるが、このようなバラツキは、本発明で教示した高さの差とは関連性が無いものである。シール媒体を使用するアレイ物品において、上記した最高位面は、コーナキューブ素子の上方での媒体保持とシーティングの光透過性の増大との両目的で、面取りすることができる。シーティングの光透過性は、透明又は部分的透明のシール媒体の使用によって増大され得る。
本発明の方法に従って作られた物品は、再帰反射性コーナキューブ素子とシール媒体との接触量を低減するために有用である。図49は、一実施形態として、コーナキューブ素子を含む幾何学的構造体の複数の領域を有する基体470を示している。第１の領域は、別の領域におけるキューブ群475よりも高い高さを有するキューブ群473を備える。キューブ473のような相対的に高位の幾何学的構造体は、シール媒体477を、低位の幾何学的構造体の上方へ離間して支持する。同様に、図50は、図49に示す幾何学的構造体に加えて隆起部484を備えた基体481を示している。隆起部484は、コーナキューブ素子473、475を含む他の全ての幾何学的構造体の上方に、シール媒体477を支持する。隆起部484は、シーティングの光透過度すなわち透明度を増大させるためにも有利に利用できる。
本発明の再帰反射性の物品ないしシーティングに適した材料は、寸法安定性、耐久性及び耐候性があり、且つ所望形態に容易に複製できる透明材料であることが好ましい。適当な材料の例は、ガラス、アクリル（Rohm and Hass Companyによって製造されたPlexiglasブランドの樹脂のような約1.5の屈折率を有するもの）、ポリカーボネート（約1.57の屈折率を有するもの）、反応性材料（米国特許第4,576,850号、同第4,582,885号及び同第4,668,558号に教示されているようなもの）、ポリエチレン基イオノマー（SURLYNのブランド名でE. I. Dupont de Nemours and Co, Inc.によって市販されているもの等）、ポリエステル、ポリウレタン、及びセルローズアセテートブチレートを包含する。ポリカーボネートは、一般に広範囲の入射角に亘って再帰反射性能を向上させるのに役立つ頑丈さ及び比較的高い屈折率を有するので、特に適している。これらの材料はさらに、染料、着色剤、顔料、UV安定剤、又は他の添加剤を含有することができる。材料が透明性を有することにより、物品ないしシーティングの分離面又は面取り面がそれを通し確実に光を透過させるようになる。
隆起部や分離面を採用することにより、物品の再帰反射性を消滅させることなく、物品全体に亘って局部的な透明部分が形成される。部分的に透明な材料が要求される用途では、物品の低い屈折率が、物品を透過する光の範囲を向上させる。このような用途では、光透過範囲に優れたアクリル（屈折率約1.5）が望ましい。
完全再帰反射性が必要な物品では、高屈折率を有する材料が好ましい。このような用途では、約1.5の屈折率を有するポリカーボネート等の材料が、材料の屈折率と空気の屈折率の差を高めて再帰反射性を増大させるために使用される。また、ポリカーボネートは一般に、温度安定性と衝撃抵抗性を有するので好ましい材料となる。
本発明の範囲及び精神から逸脱することなく、種々の修正及び変形をなし得ることは、当業者にとって明らかであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３９】
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【図４２】
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【図３７】
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【図３８】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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