(57)【要約】一実施形態では、エンボス加工ドラムが、外テーパを備えた外面を有するマンドレル（４）と、マンドレル（４）の第１の端部から延びる主ジャーナル（１０）と、マンドレル（４）の第２の端部から延びる副ジャーナル（１２）と、内テーパを備えたスリーブ内面を有し、マンドレル（４）の周りに配置されて、実質的に一定の外径を有するドラムを形成するスリーブ（６）と、副ジャーナル（１２）に係合し、スリーブ（６）の最小内径を有する第１のスリーブ端部が隣接して配置される着脱可能なジャーナル支持部（３０、５０）とを有している。一実施形態では、ドラムシステムのメンテナンス方法が、エンボス加工ドラムシステムにおけるジャーナル支持部（３０、５０）を解放することと、マンドレル（４）から外して副ジャーナル（１２）の上へスリーブ（６）を滑らせることとを含んでいる。
2009518196.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外テーパを備えた外面を有するマンドレル（４）と、
前記マンドレル（４）の第１の端部から延びる主ジャーナル（１０）と、
前記マンドレル（４）の第２の端部から延びる副ジャーナル（１２）と、
内テーパを備えたスリーブ内面を有し、前記マンドレル（４）の周りに配置されて、実質的に一定の外径を有するドラムを形成するスリーブ（６）と、
前記副ジャーナル（１２）に係合し、前記スリーブ（６）の最小内径を有する第１のスリーブ端部が隣接して配置される着脱可能なジャーナル支持部（３０、５０）と
を有するエンボス加工ドラムシステム。
【請求項２】
マンドレル外面を有するマンドレル（４、１０４）と、
前記マンドレルの第１の端部から延びる主ジャーナル（１２）と、
前記ジャーナルの第２の端部から延びる副ジャーナル（１０）と、
前記マンドレル（４、１０４）の周りに配置されてドラムを形成し、スリーブ外面に刻まれたパターンを有するシームレススリーブ（１０６）と
を有するエンボス加工ドラムシステム。
【請求項３】
内テーパを備えたブッシングをさらに有し、前記マンドレル外面が外テーパを有し、前記ブッシングが、前記スリーブと前記マンドレルとの間に配置されている、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
内テーパを備えた第１のブッシングおよび外テーパを備えた第２のブッシングをさらに有し、前記マンドレルおよび前記スリーブが円筒形であり、前記第１のブッシングが、前記マンドレルと前記第２のブッシングとの間に配置され、前記第２のブッシングが、前記第１のブッシングと前記スリーブとの間に配置されている、請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
前記スリーブが内テーパを備えたスリーブ内面を有し、前記マンドレルが外テーパを備えた外面を有する、請求項２に記載のシステム。
【請求項６】
前記スリーブ（６）の少なくとも一部の周りに配置された電鋳型をさらに有し、該電鋳型が、再帰反射要素を備えたパターンを有し、テープ、プレート、チューブ、およびこれらの少なくとも１つを含む組み合わせからなる群から選択された型である、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記パターンが光学小面を有し、該光学小面が、約１０ｎｍ以下の粗さを有し、半径約２μｍ以下にまで丸められている、請求項２から６のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項８】
前記スリーブが、ニッケル、銅、およびこれらの少なくとも１つを含む組み合わせからなる群から選択された材料を含む、請求項１から７のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項９】
前記着脱可能なジャーナル支持部（３０、５０）が、本体部分（５２、５６）に回転可能に取り付けられた上顎部（３２）を有し、前記副ジャーナル（１２）が、前記上顎部（３２）と前記本体部分（５２、５６）との間で前記着脱可能なジャーナル支持部（３０、５０）を通って延びている、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記着脱可能なジャーナル支持部（３０、５０）が、ロッド（３８）とカラー（３６）とを有する解放部材をさらに有し、前記ロッド（３８）が前記上顎部（３２）に物理的に係合する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記第１のスリーブ端部に機械的に係合する保持リング（８）をさらに有する、請求項１から１０のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１２】
前記スリーブ内面および前記マンドレルの外面が互いに異なる材料を含む、請求項１から１１のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１３】
前記内テーパが、約０．５°から約１０°のテーパ角を有する、請求項１から１２のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１４】
マンドレル（４）と、
前記マンドレル（４）の第１の端部から延びる主ジャーナル（１０）と、
前記マンドレル（４）の第２の端部から延びる副ジャーナル（１２）と、
前記マンドレル（４）の周りに配置されて、実質的に一定の外径を有するドラムを形成するスリーブ（６）と、
前記副ジャーナル（１２）に係合し、前記スリーブ（６）の最小内径を有する第１のスリーブ端部が隣接して配置される着脱可能なジャーナル支持部（３０、５０）と
を有するドラムシステムのメンテナンス方法であって、
前記ドラムシステムにおける前記着脱可能なジャーナル支持部（３０、５０）を解放することと、
前記マンドレル（４）から外して前記副ジャーナル（１２）の上へ前記スリーブ（６）を滑らせることと
を含む、ドラムシステムのメンテナンス方法。
【請求項１５】
前記マンドレル（４、１０４）および前記スリーブ（６、１０６）が互いに異なる熱膨張係数を有する材料を含み、前記スリーブ（６）を滑らせることの前に、前記マンドレル（４、１０４）および前記スリーブ（６、１０６）を加熱することをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記スリーブ（６）の少なくとも一部の周りに配置された、連続チューブである電鋳型をさらに有し、前記マンドレル（４）上へ別のスリーブ（６）を滑らせることと、前記電鋳型を締め付けるために前記別のスリーブを広げることとをさらに含む、請求項１４から１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
前記スリーブ（６）を滑らせることが、前記第１のスリーブ端部に配置された保持リング（８）を通って延びるジャッキ（７）で前記マンドレル（４）を係合することをさらに含む、請求項１４から１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
前記マンドレル（４）が、前記外テーパを備えた前記外面を有し、前記スリーブ（６）が、前記内テーパを備えた前記スリーブ内面を有する、請求項１４から１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
内テーパを備えた第１のブッシング（１１２）および外テーパを備えた第２のブッシング（１１４）をさらに有し、前記マンドレル（１０４）および前記スリーブ（１０６）が円筒形であり、前記第１のブッシングが、前記マンドレル（１０４）と前記第２のブッシング（１１４）との間に配置され、前記第２のブッシング（１１４）が、前記第１のブッシング（１１２）と前記スリーブ（１１６）との間に配置されている、請求項１４から１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２０】
実質的に一定の外径を有し、外面に刻まれたパターンを有するシームレスドラム（１０２）と、
前記マンドレルの第１の端部から延びる主ジャーナル（１２）と、
前記ジャーナルの第２の端部から延びる副ジャーナル（１０）と
を有するエンボス加工ドラムシステム。
【請求項２１】
前記ドラムが、ダイヤモンド旋削可能な材料を含む中子と、環境的に安定した材料を含む被覆とを有する、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
ドラム外面（１０２、１０６、６４）に刻まれたパターンを有し、外周を有するドラム（１０２）を備えたエンボス加工ドラムシステム（７０、８０）にポリマーを導入することと、
膜を作製するために前記ポリマーの表面に前記パターンを形成することと、
前記ドラムから前記膜を取り外すこととを含み、
前記膜が、前記外周よりも長い全長を有する、連続的でシームレスなパターンを有する
光学膜の製造方法。
【請求項２３】
請求項１１に記載の前記方法によって作製される光学膜。
【請求項２４】
請求項１２に記載の前記膜を有するバックライトディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２００５年１２月２日に出願され、参照することにより本明細書に組み込まれる米国特許出願第１１／２９２５０９号の一部継続出願であり、その出願日の利益を主張するものである。
【背景技術】
【０００２】
特殊な幾何学的パターンを有するエンボス加工された膜は、光を方向付けし、拡散させ、偏向させることができる。これらの膜は、バックライトディスプレイ（例えばフラットスクリーンモニタ）などの多くの用途で望ましい。バックライトディスプレイでは、ディスプレイから放出される光は、視軸（すなわちディスプレイに垂直な軸）に沿った指向性光となることができ、それにより電力消費量が減少する一方で、知覚される表示輝度は向上することになる。これらの膜で採用される幾何学的パターンは、光指向性を実現するために、ピラミッド形要素や三角形要素のようなプリズム形状を有することができる。これらの要素は、紫外線鋳造・硬化法や熱エンボス加工法のようないくつかの方法を利用して作製することができる。紫外線鋳造・硬化法では、光硬化性液体ポリマーをエンボス加工ドラムと薄いポリマーシートとの間に分配することができる。ポリマーシート上の張力および／またはゴム被覆ニップロールからの圧力は、ポリマーがドラム表面上のパターンに流入するのを助け、過剰なポリマーがドラムおよび膜の界面から移動するのを助ける。そして、紫外光源を用いて膜に付着しているポリマーを硬化させて、エンボス加工された膜を作製することができる。その後、さらに加工を行うために、エンボス加工された膜をドラムから引きはがすことができる。熱エンボス加工プロセスは、ポリマー膜をそのガラス転移温度より高い温度に加熱することと、膜をエンボス加工ドラムに押し付けることとを含んでいる。加熱されたポリマーは、エンボス加工ドラムの表面形状（surface feature）に流し込まれた後に冷却されて、その形状を膜に保持させることができ、その後、さらに加工を行うために、膜をドラムから引きはがすことができる。
【０００３】
その結果得られる光学膜の品質は、表面形状の複製の質に依存することになる。したがって、ドラムの表面が（例えば、へこみ、引っかき傷、反りなどの）ダメージを受けたり、作製された光学膜が限界光学性能を示すところまで薄くなったりしている場合、ドラムを修理しなければならない。ドラムに表面形状を設けるには２つの方法がある。第１の方法は、マイクロマシニング、フォトリソグラフィ、エッチング、レーザ書き込みなどのプロセスによって、ドラム自体の表面をパターン化する方法である。このようなエンボス加工ドラムを修理するために、エンボス加工ラインを停止して、ドラムへのアクセスを可能にする。その後、ドラムを機械から取り外して、ドラムの交換が行われる。これには、被覆ラインを停止し、冷却水ラインや機械駆動構成部品、例えば、ベルト、プーリ、モータ、ギアボックスなどを切り離し、そしてドラムを機械から完全に取り外す必要が生じる。その後、これとは逆の手順で新しいドラムの設置を行う。この作業を完了するには、数時間かかる可能性がある。
【０００４】
ドラム上に表面形状を設ける第２の方法は、まず電鋳型のような薄い型（tool）を作製して、それをクランプや接着剤などでドラムの平滑な表面に取り付ける方法である。この型は、ダメージを受けたり摩耗したりした場合には交換しなければならない。その際、被覆機を停止して、型を引きはがし、新しい型を鋳造ドラム上に取り付ける必要が生じる。これには、作業員の技能により１時間から３時間かかる可能性がある。加えて、作業員は鋳造ドラムに邪魔するものなくアクセスする必要があるが、鋳造ドラムは通常、ニップロール、１つまたは２つの殺菌灯、および型抜きロール（stripper roll）を有しており、これらはすべてドラムに非常に近接して取り付けられており、作業は困難となる。この手順は、膜製造の経済的成果に影響を与えるため、できるだけ短時間であることが望ましい。加えて、このような型を被覆機上に真っすぐに取り付けるのは困難であり、また機械に対して適切に位置合わせしたり揃えたりした状態で取り付けるのは困難である。
【０００５】
膜の作製に伴うさらなる問題は、パッチ膜形成を実施する必要があるために生じる廃棄物の量である。型（例えば電鋳型）は離散した矩形部品であるので、被覆は型に揃えられたパッチ状に施される。型の端部を上塗りすることで、型はドラムから引きはがされたり傷つけられたりすることになる。パッチ被覆では、より複雑な被覆機が使用される。電鋳型は、電鋳工程で、すなわち基本的には別の工場で作製されている。電鋳型を作製し使用することで、材料の廃棄物が大量に発生し、機械能力が無駄使いされる。すなわち、パッチ間の領域やパッチの始端および終端が廃棄物となってしまう。加えて、一般に、製品サイズ（例えば、ある特定の液晶ディスプレイに適合する矩形部品）はパッチサイズを効率的に使用するものではなく、それによってさらに多くの廃棄物が生じることになる。
【０００６】
代替の手法として、電鋳型の２つの端部を溶接するかあるいは接合して、マンドレル上に取り付けられる円筒形のスリーブを形成する手法がある。しかし、この接合部分は、被覆された膜がロールに巻かれた後でその膜に跡を残す（欠陥を生じさせる）ことになる被覆の破片や段差を形成せずに被覆されるほど、十分に平滑でなければならない。さらに、この接合部分は依然として不完全であり、継ぎ目の間からの打ち抜き（die-cut）となっている。
【０００７】
当技術分野にとって引き続き必要なのは、修理プロセスを簡略化して修理時間を短縮するため、および／または、廃棄物、プロセス時間および／または設備を削減するするための方法および設備である。例えば、エンボス加工業にとって必要なのは、エンボス加工ドラム（および同様の装置）の交換をより短時間で可能にする装置および方法である。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（要旨）
本明細書では、エンボス加工ドラムシステム、その使用方法、そのメンテナンス方法、およびこのドラムを用いて製造される膜が開示される。
【０００９】
一実施態様では、エンボス加工ドラムが、マンドレル外面を有するマンドレルと、マンドレルの第１の端部から延びる主ジャーナルと、ジャーナルの第２の端部から延びる副ジャーナルと、マンドレルの周りに配置されてドラムを形成するシームレススリーブとを有することができる。スリーブは、スリーブ外面に刻まれたパターンを有している。
【００１０】
別の実施態様では、エンボス加工ドラムシステムが、実質的に一定の外径を有するシームレスドラムと、マンドレルの第１の端部から延びる主ジャーナルと、ジャーナルの第２の端部から延びる副ジャーナルとを有している。ドラムは、ドラムの外面に刻まれたパターンを有している。
【００１１】
一実施態様では、光学膜の製造方法が、エンボス加工ドラムシステムにポリマーを導入することと、膜を作製するためにポリマーの表面にパターンを形成することと、ドラムから膜を取り外すこととを含んでいる。エンボス加工ドラムシステムは、ドラム外面に刻まれたパターンを備えたドラムを有している。膜は、ドラム外周よりも長い全長を有する、連続的でシームレスなパターンを有している。
【００１２】
上述の特徴および他の特徴は、以下の図面と詳細な説明によって例示される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
ここで参照する図は、例示的なものであって制限的なものではない。また、同様の構成要素には同じ参照番号が付されており、図を明確にするために、すべての参照番号がどの図にも繰り返し付されているわけではない。
【００１４】
（詳細な説明）
膜製造業では、エンボス加工ドラム（および類似の装置）の交換をより短い時間で可能にする装置および方法が必要である。このことが望まれているのは、エンボス加工ドラムの修理が、時間を浪費し、製造ラインの効率を低下させるからである。本明細書では、エンボス加工ドラムシステムおよびその使用方法が開示される。このようなシステムは、着脱可能なジャーナル支持部と、例えば、剛性を有し、および／またはテーパ状の、取り外し可能な外側スリーブを有するドラムとを備えている。そのシステムによって、機械からドラムを取り外す必要なくドラムを修理することができ、傷つけられたり摩耗したりしたドラムを修理するのに必要な時間が短縮される。それにより、作業効率は高められ、このような修理に伴う困難さが軽減される。より具体的には、システムは、修正されたエンボス加工ドラムおよび修正された取り付けシステムを有している。修正されたエンボス加工ドラムは、片持ち梁式マンドレルとスリーブとを有している。スリーブは、マンドレル外側の対応するテーパと対になるテーパを、その内径に備えている。このテーパによって、エンボス加工されたスリーブをマンドレルの一方の端部から取り外すことが可能となる。マンドレルの端部にアクセスするために、修正された取り付けシステムは支持フレームを有しており、その支持フレームは、例えば貝殻状の支持フレームのように開放可能であり、および／または、緩めてマンドレルから取り外し可能である。
【００１５】
一実施形態では、エンボス加工ドラムシステムが、マンドレル外面を有するマンドレルと、マンドレルの第１の端部から延びる主ジャーナルと、ジャーナルの第２の端部から延びる副ジャーナルと、マンドレルの周りに配置されてドラムを形成するシームレススリーブとを有することができる。スリーブは、スリーブ外面に刻まれたパターンを有している。システムは、内テーパを備えたブッシングをさらに有することができ、マンドレル外面は外テーパを有しており、ブッシングはスリーブとマンドレルとの間に配置されている。別の実施形態では、第１のブッシングが内テーパを備え、第２のブッシングが外テーパを備え、マンドレルおよびスリーブが円筒形であり、第１のブッシングが、マンドレルと第２のブッシングとの間に配置され、第２のブッシングが、第１のブッシングとスリーブとの間に配置されている。さらに別の実施形態では、スリーブが内テーパを備えたスリーブ内面を有し、マンドレルが外テーパを備えた外面を有している。いくつかの実施形態では、パターンが光学小面（optical facets）を有し、その光学小面は、約１０ｎｍ以下の粗さを有し、半径約２μｍ以下にまで丸められている。スリーブは、ニッケル、および／または銅を含んでいてよい。
【００１６】
別の実施形態では、エンボス加工ドラムシステムが、実質的に一定の外径を有するシームレスドラムと、マンドレルの第１の端部から延びる主ジャーナルと、ジャーナルの第２の端部から延びる副ジャーナルとを有している。ドラムは、ドラムの外面に刻まれたパターンを有している。またドラムは、ダイヤモンド旋削可能な材料を含む中子と、環境的に安定した材料を含む被覆とを有することができる。被覆は、ニッケル、コバルト、銀、アルミニウム、チタン、イリジウム、金、クロム、ベリリウム、タングステン、タンタル、モリブデン、白金、パラジウム、およびこれらの少なくとも１つを含む組み合わせを有していてよい。
【００１７】
一実施形態では、光学膜を製造する方法が、エンボス加工ドラムシステムにポリマーを導入することと、膜を作製するためにポリマーの表面にパターンを形成することと、ドラムから膜を取り外すこととを含んでいる。エンボス加工ドラムシステムは、ドラム外面に刻まれたパターンを備えたドラムを有している。膜は、ドラム外周より長い全長を有する、連続的でシームレスなパターンを有している。この膜を用いて、バックライトディスプレイを形成することができる。
【００１８】
いくつかの実施形態では、ドラムシステムが、パターンが刻まれたシームレスドラム外面を有するドラムと、ドラムの第１の端部から延びる主ジャーナルと、ドラムの第２の端部から延びる副ジャーナルと、副ジャーナルに係合する着脱可能なジャーナル支持部とを有することができる。システムは、着脱可能なジャーナル支持部に隣接するドラムの第１の端部に機械的に係合する保持リングをさらに有することができる。着脱可能なジャーナル支持部は、本体部分に回転可能に取り付けられた上顎部を有していてよく、副ジャーナルは、上顎部と本体部分との間で着脱可能なジャーナル支持部を通って延びている。
【００１９】
他の実施形態では、別個の電鋳型がなくなって、それによって電鋳型の継ぎ目をなくし、膜（例えば、ドラムの外周よりも長い全長を有し、微細構造を備えた使用可能領域を有する膜）を連続的に作製することが可能となる。したがって、ドラムは、その外面周りに連続的な微細構造を有していてよく、シームレスになっていてよい。連続的な外面微細構造は、いくつかの方法で実現することができる。すなわち、（ｉ）ドラムが、ドラムの外面に直接形成された所望のパターン（例えば光学パターン、すなわちコリメーティング膜（collimating film）を形成するのに使用できるパターン）のネガ（negative）を有することができ、（ｉｉ）微細構造が、ドラムを覆うように配置されたスリーブに直接形成可能であり、スリーブはテーパ状の内径を有していてよく、および／または、テーパ状のブッシングがスリーブとマンドレルとの間に位置していてよい。微細構造は、コリメーティングシートで使用される微細構造であってよい。例えば、多面プリズム構造であり、場合によってはあらゆる面が１０ナノメートル（ｎｍ）以下、場合によっては５ｎｍ以下などの表面粗さを有している。微細構造が単一ドラム（取り外し可能なスリーブを備えていない一体ドラム）上に配置されている場合、様々に記載されている迅速な解放技術を用いて、ドラム全体をエンボス加工機から素早く取り外すことができる。微細構造がスリーブの外面上に直接設けられている実施形態では、本明細書に記載の様々な急速解放技術およびスリーブ交換技術を採用することができる。パターンがドラムまたはスリーブ上に直接配置されていることで、パッチを形成する代わりに、連続的な膜を作製することが可能となる。これによって加工時間は短縮され、廃棄物は減少することになる。
【００２０】
次に、図１を参照すると、２で全体的に表した、例示的なエンボス加工ドラムの断面図が図示されている。エンボス加工ドラム２はマンドレル４を有し、マンドレルから主ジャーナル１０および副ジャーナル１２（以下、これらを「両ジャーナル」という）が延びている。使用時にはドラム２が両ジャーナル上に配置された軸受部１４上を回転できるので、両ジャーナルはマンドレル４を支持することができる。エンボス加工スリーブ６はマンドレル４上に配置されている。またエンボス加工スリーブ６は、マンドレル４上の外テーパ角（θ）に相当しうる内テーパ角（φ）を有しており、それによって、エンボス加工スリーブは副ジャーナル１２および軸受部１４の方からマンドレル４に取り付け可能となる。両方の構成部材に（例えば、ボルト、ばね状留め具、および／または取り外し可能に取り付けられる別の手段で）固定することができる保持リング８を利用して、スリーブ６はマンドレル４に締め付ける（例えば、ばね状に締め付ける）ことができる。
【００２１】
マンドレル４は、様々な機械加工プロセス（例えば、旋削、フライス加工、研削）を利用して、金属（例えば、銅、アルミニウム、鉄、クロム、ニッケル、コバルト、鉄）や金属合金（例えば、マルテンサイト、フェライト、およびオーステナイト系ステンレス材料）など材料、およびこれらの少なくとも１つを含む組み合わせから形成することができる。所望の膜を製造するために、ドラム２、したがってマンドレル４の温度が制御される。結果として、マンドレル４には熱制御部（図示せず）を配置することができる。またマンドレル４内部には、例えば、水などの熱交換流体を有する熱交換流路（例えば、水路）、二重胴式のスパイラルバッフル、熱交換カートリッジなどを配置することができる。
【００２２】
マンドレル４の外径上のテーパ角θは、いくつかの変数、例えばスリーブ６およびマンドレル４の熱膨張係数、マンドレル４とスリーブ６との間の熱伝達を最大にする能力などに基づいて選択することができる。例えば、テーパ角θは、約０．５度（°）から約１０°、より具体的には約０．５°から約５°、より一層具体的には約０．５°から約３°であってよく、例えば約１°であってよい。
【００２３】
マンドレル４および両ジャーナルは、（図示したように）１つの材料ブランクで形成するか、あるいは別々に形成して接合することができる。このような一実施形態では、両ジャーナルは、アルミニウムのマンドレル４を圧入可能なステンレス鋼製のシャフトを有することができる。しかし、組立方法および／または作製方法にかかわらず、エンボス加工ドラム２の構成部材（例えば、マンドレル４、スリーブ６、保持リング８、軸受部１４）が互いに同心円状で釣り合いがとれていて、それにより動作時に振動やずれを起こさず円滑な回転が確保されることが望ましい。
【００２４】
主ジャーナル１４は、副ジャーナル１２よりも長い全長を有することができ、それによって、その上に追加の軸受部（群）１４を取り付けることができる。副ジャーナル側の着脱可能なジャーナル支持部を取り外してスリーブ６の取り外しが可能となるときに、主ジャーナル部分がドラム２を支持するのを可能にするために、追加の軸受部を追加することができる。しかし、ジャーナルの長さは、特定のマンドレル４に対する構造的完全性をもたらす、所望の任意の長さを有することができる。用途によっては、ジャーナルの長さは、約２インチ（５センチメートル（ｃｍ））から約１６インチ（４１ｃｍ）、より具体的には約４インチ（１０ｃｍ）から約１２インチ（３０ｃｍ）であってよい。例えば、主ジャーナル１０は、全長１２インチ（３０ｃｍ）で２つの軸受部１４を有することができ、副ジャーナル１２は、全長４インチ（１０ｃｍ）で１つの軸受部１４を有することができる。
【００２５】
両ジャーナルの直径は、いくつかの変数、例えばマンドレル４やスリーブ６の寸法および重量、両ジャーナルに使用される材料の強度などに依存する。したがって、ジャーナルの正確な寸法は用途によって変化することになる。例えば、一実施形態では、両ジャーナルが、直径８インチ（２０．３ｃｍ）、全長２４インチ（６１ｃｍ）のマンドレル４に対して２．５インチ（６．４ｃｍ）の直径を有することができ、マンドレル４およびジャーナルは４００シリーズのステンレス鋼を含み、ドラムの表面はクロムめっきされ、スリーブ６はアルミニウム（例えば硬質陽極酸化アルミニウムなど）を含んでいる。
【００２６】
両ジャーナル上で用いられる軸受部１４は、耐用年数が長くなるような構成であってよく、（例えば、密封され硬化された転動体軸受のように）耐性を備えて動作時に振動を減らすことができる。軸受部１４は、圧入のような任意の方法を利用して両ジャーナル上に組み立て可能である。ドラムの迅速で容易な修理を可能にするために、ドラム２は、マンドレル４の端部に配置された取り外し可能なジャーナル支持部（群）を有している。取り外し可能なジャーナル支持部の固定が解除され、それがジャーナルから取り外されると、それとは反対側のジャーナルからドラム２は片持ち梁式で支持されることになる。したがって、この構成での応力に耐えることができる軸受部１４を使用すべきである。
【００２７】
スリーブ６をマンドレル４に固定するために、保持リング８が使用できる。図示した実施形態では、保持リング８の１つの面上に配置された穴１８（例えば、座ぐり貫通穴）に挿入可能なボルトが使用できる。さらに、穴１８は、任意のジャッキ（群）７（例えば、ジャッキボルト（群）、ジャッキスクリュー（群）など）を備えたねじを有することができる。マンドレル４からスリーブ６を取り外す際、ジャッキ（群）７をマンドレル４に対して作用させて、保持リング８をマンドレル４から押し離すことができ、それによって保持リング８の取り外しが簡略化できる。さらに、保持リングは、マンドレル４の（群）ねじ穴（群）１７に合わせて設けられた穴（群）１８を有している。これらのねじ穴によって、留め具（群）が保持リング８をマンドレル４に固定するのを可能にする。保持リング８は、両ジャーナルに関して上述したような任意の材料を含んでいてよい。また、任意の数や構成となる穴１７および１８を採用することができる。保持リング８の内径は、副ジャーナル１２上の軸受部（群）１４に合わせることができ、ドラム修理時にリングやスリーブが容易に取り外し可能となるような直径であることが望ましい。
【００２８】
スリーブ６は、マンドレル４と共に回転するように取り付けられている。したがって、図１、図３、および図４のように、スリーブ６の厚さは、ボルト用のタップ１６を受け入れるようにされていてよく、そのため、スリーブ６は、保持リング８にボルトで固定されて、および／またはその他の方法で取り付けられて、共回転を実現することができる。保持リングは、取り外し可能なボルト１７によってマンドレル４に取り付けられている。スリーブ６をマンドレル４上に取り外し可能に保持する他の方法を使用することも可能である。
【００２９】
ドラム２の機能に応じて、スリーブ６は、取り外し可能な（すなわち、スリーブを傷つけずにスリーブから取り外せるようにスリーブ上に取り外し可能に配置された）型、例えばスリーブ上に配置された電鋳型および／または他の外部型（例えば、ゴム製の表面型など）のような型を有することができる。その場合、型は、所望の表面形状（例えば微細構造）を有しているか、あるいは作製された膜に所望の表面（例えば、平滑表面、粗面、および／またはインプリント表面（imprinted surface））を施すことができる。光強化膜（light enhancement film）などの作製にドラム２を使用する場合、（例えばプリズム構造などの）所望の膜表面形状のネガを有する型（例えば電鋳型など）をスリーブ６上に配置することができる。型は、スリーブ６がマンドレル４上に配置される前か、配置された後で、スリーブ６上に配置することができる。効率を上げるために、スリーブ６をマンドレル４上に配置するより前に、層をスリーブ６上に配置することができ、それによって、マンドレル上のスリーブの交換が必要になったときに、マンドレルおよび層が迅速に交換できる。この型は、厚さ約０．０１ｍｍ以下であってよく、より具体的には、厚さ約５００マイクロメートル（μｍ）以下であってよい。
【００３０】
他の実施形態では、スリーブ６を使用して製品にインプリント表面を施す場合、多層化可能な（例えば、スリーブを傷つけずには層を分離できたり取り外したりできない、つまり単一単体構造の）スリーブ６は、図４に図示したように、スリーブの外面に直にパターンを有していてよい。
【００３１】
さらに、図５に図示したように、ドラムシステム８０は、円筒形のマンドレル１０４の周りに配置され、テーパ状のブッシング１１２および１１４でマンドレル１０４に保持される、シームレスで円筒形のスリーブ１０６を有することができる。内面上にテーパを有するテーパ状のブッシングを使用することで、円筒形のスリーブ１０６がテーパ状のマンドレル４に対して使用できることに、さらに留意されたい。この実施形態では、スリーブをマンドレルの周りに配置し、それからブッシングをスリーブとマンドレルとの間の所定位置に滑り込ませることができる。多数のブッシングを使用する場合には、スリーブをマンドレル上に配置するか、あるいは、スリーブを第２のブッシング上に配置した後で第２のブッシングと共にマンドレル上に配置することができる。スリーブおよび第２のブッシングがマンドレル上に配置されると、第１のブッシング（すなわち、ドラムシステムの着脱可能なジャーナル端部に配置されたブッシング）を所定位置に滑り込ませることができる。この第１のブッシングは、スリーブとマンドレルとの間に位置することができ、そのテーパ（外面または内面）に応じて、スリーブと第２のブッシングとの間か、あるいは第２のブッシングとマンドレルとの間に配置されることになる。組み立てを容易にするために、第２のブッシングはテーパ内面を有していてよい。
【００３２】
上述のテーパ状のマンドレルおよびテーパ状のスリーブのように、ブッシング（群）は（必要に応じて他のブッシングまたはマンドレルを補完する）補テーパ角を有することができる。このテーパ角は上述のテーパ角と同じであってよい。機械１台当たりで多数のスリーブが使用されることになるので、テーパ状のブッシングはドラムシステムを簡略化し、一方、ブッシング（群）は再利用可能である。加えて、特に微細構造がスリーブに設けられると、（非テーパ状で）円筒形のスリーブは、製造、マイクロマシニング、および／またはめっきなどを簡略化することができる。
【００３３】
スリーブのサイズおよび形状は、特定の用途およびマンドレル４のサイズに依存する。いくつかの実施形態では、スリーブ６は、マンドレル４に取り付けられるのに十分な、例えば（ねじなどの）留め具を受け入れるのに十分な厚さ、および再利用可能であるのに十分な厚さを有することができる。例えば、スリーブ６は、約１．５ミリメートル（ｍｍ）以上、より具体的には約３ｍｍ以上、より一層具体的には約５ｍｍ以上の厚さを有していてよい。他の実施形態では、スリーブがブッシング（群）によって支持されるのと同様に、ブッシング（群）は、留め具（群）の有無にかかわらず、スリーブをマンドレルに保持することができる。
【００３４】
いくつかの実施形態では、円筒体がシームレスであり、その外面に連続的なパターンを有している。他の実施形態では、スリーブ６は、スリーブ６がマンドレル４上に配置されるときにその直径が変化可能となるように、スリーブ６の一方の端部から他の端部まで延びるスリット（例えば縦スリット）を任意に備えることができる、概して円筒形状を有することができる。スリーブ６のテーパ角φは、スリーブとマンドレルとの間の正確な適合と有効な熱伝導とを確保するために、テーパ角θに一致するようにされていてよい。任意には、テーパ角φは、テーパ角θとは異なっていて、例えばテーパ角θより小さくなっていてよく、それによりマンドレル４とスリーブ６とを互いにきつくはめ込むことが可能となる。しかし、それぞれの角度θおよびφに差があると、マンドレル４からスリーブ６を取り外すのがより一層面倒となり、さらに時間がかかる可能性がある。
【００３５】
別の実施形態では、ドラム１０２が、その表面に直接形成されたパターンを有しており、それによってドラムに取り付けられる電鋳型スリーブ上に存在する可能性がある継ぎ目をなくせることになる（図６参照）。言い換えれば、この実施形態では、パターンが直接ドラム表面に形成（例えばダイヤモンド旋削）可能である。言い換えれば、ドラム、パターン、およびパターン上の任意の被覆は、それらを傷つけずにそれぞれ別の構成部材には分離できない。それらの構成部材は、外面の周りに微細構造を備えた単一でシームレスな構成部材であり、そのため、これらから（継ぎ目のない）連続的な微細構造とドラム外周よりも長い全長とを有する膜が形成可能である。
【００３６】
したがって、ドラム表面は、ダイヤモンド旋削可能な（例えば銅、ニッケル、リン、アルミニウムなど、およびこれらの少なくとも１つを含む組み合わせなどの）材料を含んでおり、その材料に微細構造が機械加工によって施される。ドラムまたはスリーブはこの材料で構成されていてよく、あるいは、ドラムをスチールのような他の材料で構成してからダイヤモンド旋削可能な材料で被覆したりめっきしたりしてよい。選択されたダイヤモンド旋削可能な材料が、酸化、汚れ、孔食、引っかき傷、へこみなどの環境被害に対する耐性を有する場合、この材料はそのまま被覆機で使用することができる。例えば、ニッケル−リン合金は、行うのは困難ではあるが、ダイヤモンド旋削は可能であり、それと同時に環境的にも安定である。一方、材料が環境的に安定ではない（例えば、容易にダイヤモンド旋削可能であるが、柔らかくて、酸化しやすく汚れやすい銅のような）場合には、表面を保護するためにダイヤモンド旋削の後で薄い保護金属被覆を施すことができ、および／または、表面を不動態化することができる。このため、不動態化プロセスによって形成された薄く均一な酸化層は、ドラム（例えば銅）に対する保護被覆としての機能を果たすことになる。
【００３７】
微細構造が機械加工によって施されるダイヤモンド旋削可能な被覆は、切削される微細構造を含むのに十分な厚さであってよく、また再利用するのに十分な厚さを有しうるのが望ましく、それにより、被覆があまりに薄くなって再めっきの必要が生じる前に、多数の切削工程を実施して生産に使用することが可能となる。例えば、その厚さは約０．１ｍｍから約５ｍｍであってよい。もしダイヤモンド旋削可能な材料が環境的に安定ではない場合、金属保護被膜は、微細構造の光学精度が維持されるように薄く平滑である。典型的には、光学小面は、約１０ｎｍ以下の粗さになるまで平滑のままでなければならず、鋭い微細形状は、半径が約２マイクロメートル（μｍ）以上になるまで丸められた状態になることはできない。被覆は、硬く、密であってよく、環境に対する耐性を有していてよい。例えば、被覆は、クロム、ニッケル、ニッケル−コバルト合金、ニッケル−リン合金といった、微細構造を有するスリーブに関して記載したような金属（群）であってよい。
【００３８】
スリーブおよびドラムの材料は、特定の用途および形成技術（例えば、その表面に微細構造を形成するかどうか）によって決まる。考えられる材料には、金属（群）（例えば、銅、アルミニウム、鉄、ニッケル、クロム、コバルト）、およびそれらの少なくとも１つを含む合金、また高分子材料（群）（熱可塑性プラスチックおよび／または熱硬化プラスチック）が含まれる。例えば、材料はゴムであってよく、あるいはマルテンサイト、フェライト、および／またはオーステナイト系ステンレスを含んでいてよい。スリーブまたはドラムは、例えば、スチールやアルミニウム、また所望のプロセスに十分な構造的完全性をもたらす他の材料などと、所望のパターンを有することのできる材料の表面被覆（外層）とで多層化することもできる。例えば、表面被覆は、特に、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、イリジウム（Ｉｒ）、クロム（Ｃｒ）、ベリリウム（Ｂｅ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、金（Ａｕ）、およびこれらの少なくとも１つを含む組み合わせ、例えばクロムおよび／またはニッケルの表面被覆を備えた銅などを有していてよい。いくつか考えられる合金としては、ニッケル−リン（ＮｉＰ）合金（例えば、Ｐの含有量が合金の総重量を基準にして約５ｗｔ％から約２５ｗｔ％、より具体的には約８ｗｔ％から約２０ｗｔ％、より一層具体的には約１０ｗｔ％から約１５ｗｔ％）、パラジウム−リン（ＰｄＰ）合金、コバルト−リン（ＣｏＰ）合金、ニッケル−コバルト（ＮｉＣｏ）合金、金−コバルト合金（ＡｕＣｏ）、およびコバルト−タングステン−リン（ＣｏＷＰ）合金が含まれる。
【００３９】
パターン（例えば、光反射要素のようなナノスケール分解能を備えた微細構造（立方体角部（例えば三角錐）、三面体、半球、角柱、楕円、正方体、溝、流路など、およびこれらの少なくとも１つを含む組み合わせ）など）が、様々な技術、例えば、機械加工（例えばマイクロマシニング）、リソグラフィ（例えばフォトリドグラフィ）、エッチング、蒸着、レーザ書き込み、ダイヤモンド切削などによって、スリーブ上に（図４および図５）、またはドラム上に（図６）配置できる。所望のナノスケール分解能および小面のエッジ半径を得るために、一般にダイヤモンド切削が用いられる。
【００４０】
ドラムの材料によっては、ドラムの外面にパターンを形成する場合、いったんパターンを形成した後で、ドラムを覆うように被覆を形成して、パターンを形成する形状の構造的完全性の向上、および／または酸化の抑制を実現することができる。パターンには、約１００マイクロメートル（μｍ）以下のサイズの微細構造を有する形状を含めることができる。さらに、角柱などのような微細構造は、光学的に平坦および平滑であって、約５０ｎｍ以下、より具体的には約２５ｎｍ以下、より一層具体的には約１０ｎｍ以下、さらに一層具体的には約５ｎｍ以下の表面粗さＲaを備えた小面を有している。
【００４１】
パターンのナノスケール分解能に適合してそれを保持し、所望の平均表面粗さ（Ｒａ）、例えば約１０ｎｍ以下のＲａを有する被覆を形成可能な様々な被覆プロセスを用いて、被覆（群）をパターン上に配置することができる。例示的な被覆技術には、めっき（例えば、無電解めっき、電解めっきなど）、蒸着、スパッタリング、および溶射（例えば、プラズマ溶射蒸着）が含まれ、あるいは、単純な化学的または電気化学的不動態化（例えば、酸化層（例えば、薄く均一な酸化層）を制御して形成するのを可能にする不動態化）が含まれる。例えば、アルミニウム中子に銅（例えばＵＢＡＣ（登録商標）銅）を電解めっきして、例えば約１．５ミリメートルの銅を有するドラムを形成することができる。それから、ドラムをダイヤモンド旋削して銅にプリズム微細構造を形成し、その後ドラムに、例えば１０ｎｍから１０００ｎｍの厚さでクロムかニッケル−コバルト合金を電解めっきすることができる。
【００４２】
そうして、ダイヤモンド旋削されたドラムを、電気めっきプロセスを含む様々なプロセスでめっきすることができる。電気めっきプロセスは電気めっきタンク内で行うことができ、そこではドラムの外面が電気接触を通じて陰極としての役目を果たすことになる。陽極は、金属化の際に堆積させるべき金属を含む様々な金属で構成することができる。例えば、ニッケルが金属化プロセスにおける所望の金属である場合、ニッケル陽極またはニッケル合金が使用可能である。例えば、ドラムを電気めっき液に浸し、任意に（例えば、１分当たり約１０回転（ｒｐｍ）まで）回転させて、金属をより均一に堆積させることができる。陽極や陰極と電気的に連通している整流器を、このプロセスの間一定に維持するか、あるいは調整することが可能である。電気めっきは最大約２４時間で完了することができる。
【００４３】
電気めっきタンク内の溶液は、ｐＨが約６以下の界面活性剤と、任意に硬化剤とを含む水溶液であってよい。その溶液は、堆積させるべき金属（群）をさらに含んでいる。溶液の一実施形態は、約６以下のｐＨを達成するのに十分な酸性を有する１リットル当たり約６０グラム（ｇ／ｌ）から約１００ｇ／ｌのスルファミン酸金属（例えば、堆積させるべき金属）と、被覆されるべき金属表面の湿潤に影響を与えるのに十分な量の界面活性剤と、任意に、例えば堆積物中の応力を制御する硬化剤とを含んでいてよい。例えば、その溶液は、約７０ｇ／ｌから約９０ｇ／ｌのスルファミン酸ニッケル、約２５ｇ／ｌから約３５ｇ／ｌのホウ酸、および約２から約５．０のｐＨを達成するのに十分なスルファミン酸を含んでいてよい。
【００４４】
システムに電流が印加されると、陽極金属が酸化して金属イオンを形成し、金属イオンは次に陰極（ドラムの外面）まで流れ、そこに堆積することになる。その後、陰極は、金属イオンを元素金属に還元する。以下に、ニッケルに関する陽極および陰極での反応について示す。
陽極：Ｎｉ0−２ｅ-→Ｎｉ2+
陰極：Ｎｉ2+＋２ｅ-→Ｎｉ
他の金属の電気めっきにおいても、陽極および陰極では同様の反応となる。電気めっきプロセス用に考えられるいくつかの金属には、ドラムの被覆用に上述した金属が含まれる。
【００４５】
電気めっきプロセスのパラメータには、溶液温度、組成、および整流器電圧が含まれている。温度に関して、電気めっきタンク内の溶液は、任意に約３０℃から約８０℃まで加熱することができ、より具体的には約３５℃から約６０℃、より一層具体的には約４０℃から約５０℃まで加熱することができる。堆積させるべき金属を陽極酸化させ、陰極では金属イオンを還元させる電流を発生させるのに十分な電圧を電極に印加するために、整流器が使用できる。例えば、ＮｉまたはＮｉ合金の被覆を形成する場合、電流密度は、１平方フィート当たり約２アンペア（ＡＳＦ）から約１００ＡＳＦ、より具体的には約５ＡＳＦから約６０ＡＳＦ、より一層具体的には約１０ＡＳＦから約３０ＡＳＦであってよい。
【００４６】
電流が印加中の電気めっきタンク内での暴露時間は、形成すべき特定の金属被覆とその被覆の所望の厚さとに基づいて決定することができる。被覆厚は、所望の構造的完全性と被覆の表面に形成される形状のサイズとに基づいていてよい。厚さは、最大約５００マイクロメートル（μｍ）以上であってよく、より具体的には約５０μｍから約４００μｍ、より一層具体的には約１００μｍから約３００μｍ、さらに一層具体的には約１５０μｍから約２５０μｍであってよい。
【００４７】
電気めっきの処理パラメータを制御することで、堆積金属の被覆厚が調整可能である。この金属被覆の厚さは以下の数式から算出することができる。
【００４８】
【数１】
2009518196.tif 000003
【００４９】
この数式によって、陰極の効率を１００％と仮定した場合の理論的な最大厚さが与えられる。しかし、電極は常に効率が１００％であるとは限らないので、実際の厚さは通常、数式によって算出される厚さよりも薄くなる。一般に、電極の効率は、使用される材料やその他の要因に応じて、約９５％から約９９％となっている。
【００５０】
いったん所望の厚さが得られれば、整流器はスイッチが切られ、円筒体は電気めっきタンクから取り外される。被覆されたマスタは、任意に、例えば（脱イオン水（すなわち、イオン交換樹脂で処理されてイオンが除去された水）などの）水ですすがれ、不活性環境（例えば、サブマスタ表面と化学的に相互作用せず、環境条件下で表面化学特性を変化させない環境）の下で保持される。いくつか考えられる不活性環境には、窒素、アルゴン、ヘリウム、真空などが含まれ、それは環境に依存することになる。
【００５１】
ドラムまたはスリーブの表面を保護する別の方法は不動態化であり、それは化学的および／または電気化学的技術によってドラム表面上に酸化および／または水酸化被覆を形成することである。酸化被覆の形成には、電解酸化プロセスを含めることができ、そこでは、電解電流および電解電圧が印加され、厚さが制御された酸化被覆が形成される。化学的不動態化は、制御された時間にわたってドラム表面を溶液に浸漬させることを含んでいてよい。特定の溶液は、ドラムの組成に依存している。いくつか考えられる溶液として、特にアルカリ金属水酸化溶液、（重クロム酸カリウムなどの）クロム酸が含まれる。
【００５２】
例えば、ドラムの表面は、（カリフォルニア州ハンティントンビーチのＳｕｎｓｈｉｎｅ  Ｍａｋｅｒｓ社から市販の）Ｓｉｍｐｌｅ  Ｇｒｅｅｎ（米国登録商標）溶液で任意にすすぐことができ、その後、サポニン溶液が噴霧されて、表面の湿潤を進展させることができる。重クロム酸カリウムの（例えば１リットル当たり約５グラム（ｇ／ｌ）の）溶液をドラムの表面に塗布する（例えば表面上に注ぐ）ことができる。その後、重クロム酸カリウムはドラム表面からすすぎ落とされて、不動態化されたドラム表面が形成される。サポニンと重クロム酸化カリウムの塗布は、任意に、必要に応じて繰り返すことができる。
【００５３】
以下の実施例では、アルミニウム製のドラムに約２２０ビッカース硬度の銅で約１．５ｍｍめっきを行った。その後、ドラムをダイヤモンド旋削してプリズム構造を施した。それから、各ドラムを酸洗浄してニッケル−コバルト合金を電気めっきし、その後、光学表面形状測定装置を用いて表面粗さの測定を行った。その結果を表１に示す。試料１および３のデータは、オーバーめっきされた（overplated）銅箔のデータであり、一方、試料２および４の結果は実際のドラムのものである。この結果は、保護めっきが施された後では、表面粗さを１０ｎｍ以下、場合によっては５ｎｍ以下に保つことができることを示している。測定値は、光学表面形状測定装置（ＭｉｃｒｏＸＡＭ表面プロファイラ、アリゾナ州ツーソンのＡＤＥ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ社製）を用いて得られたものである。
【００５４】
【表１】
2009518196.tif 000004
【００５５】
次に、図２ａを参照すると、例示的な着脱可能なジャーナル支持部の等角図が示されている。ドラム２は、副ジャーナル１２上にある軸受部１４に接触する着脱可能なジャーナル支持部３０によって支持されている。着脱可能なジャーナル支持部３０は、方向矢印４２で示すようにピボット３４で開放可能な上顎部３２を有している。カラー３６は、上顎部３２を軸受部１４上に固定するために使用できるねじ付きロッド３８に配置されている。上顎部３２が解放（固定解除）されると、着脱可能なジャーナル支持部３０は、ヒンジ４０によってドラム２から離れる方向に、例えば、方向矢印４４で図示した方向に回転することができる。いったんそれが離れれば、保持リング８をマンドレル４に固定するために使用されるボルト（図示せず）を取り外すことができ、スリーブ６をマンドレル４から取り外すことができる（スリーブ６をマンドレル４から引き離すために、ジャッキボルトが任意に使用可能である）。
【００５６】
着脱可能なジャーナル支持部３０は、ドラムの、スリーブ６が取り外されるべき側、すなわち、スリーブの内径が最小である側から取り外すことのできる任意の構成を有していてよい。
【００５７】
図２ｂは、着脱可能な支持部の別の実施形態、すなわち、修正された着脱可能な支持部の等角図を示している。修正された着脱可能な支持部５０は、ピボット３４で軸受部１４から離れる方向（方向矢印４６、４８で図示）へ自由に開放可能な上顎部３２および下顎部５２を有している。上顎部３２および下顎部５２は、ねじ付きロッド３８に取り付けられたカラー３６によって軸受部１４を固定することもできる。さらに、上顎部３２および下顎部５２が解放されると、修正された着脱可能な支持部５０は、方向矢印５４で示すように、ヒンジ４０によって軸受部１４から離れる方向に回転可能となる。
【００５８】
図２ｃに、着脱可能な支持部におけるさらに別の実施形態が図示されている。この実施形態では、上顎部３２はボルト５８で単純支持部５６に固定することができる。単純支持部５６は、ボルト５８で生産設備のフレーム（図示せず）に固定することができる。ドラム２にアクセスするために、上顎部３２を固定しているボルト５８は取り外し可能であり、単純支持部５６も、それを固定しているボルトを取り外すことによって取り外し可能である。
【００５９】
着脱可能なジャーナル支持部３０、修正された着脱可能な支持部５０、および単純支持部（以下、これらを「着脱可能な全ジャーナル支持部」という）は、両ジャーナルに関して上述したような材料を含んでいてよい。着脱可能な全ジャーナル支持部は、両ジャーナルのずれおよび／または軸受部の早期故障を長期の耐用年数にわたって引き起こす可能性のある摩耗に対して耐性を有するように製造されることが望ましい。
【００６０】
次に、図３を参照すると、６０で全体的に表した、例示的な修正されたドラムシステムが側面図として示されている。スリーブ６４は、マンドレル４上に部分的に取り付けられた状態で配置されている。スリーブ６４は、マンドレルのテーパ角θと等価である内テーパ角を有している。スリーブ６４の外径は、マンドレル４と同心円状であり、（非テーパ状の）一定径となっている。スリーブ６４は、スリット（図示せず）をさらに有し、そのスリットはスリーブ６４の全長に沿って配置されているため、スリーブ６４がマンドレル４上に進行するにつれて、スリーブ６４はその直径を広げることができる。電鋳型６２が、スリーブ６４の周りに配置されていてよい。電鋳型６２は、その外面上にはエンボス加工パターン、およびその内面上には平滑なボアを有しうる管状形状を有している。電鋳型６２は、方向矢印で示すようにスリーブ６４がマンドレル４上に進行することで、修正されたドラム６０に固定することができる。スリーブ６４は、マンドレル４上を進行するにつれて、その外径が広げられる。広げられたスリーブ６４は、電鋳型６２と係合して、電鋳型６２をマンドレル４上に固定させることができる。その後、保持リング８をマンドレル４および／またはスリーブ６４に固定することが可能となる。
【００６１】
スリーブ６４および電鋳型６２は、スリーブ６４がマンドレル４上に配置された後でスリットの幅を最小限に抑えるための耐性を有していてよい。電鋳型６２の、スリットにかかる部分は支持されておらず、スリットが広い場合、電鋳型６２は膜製造プロセスの圧力を受けてたわみ、それによって膜製品に繰り返し欠陥が発生する恐れがある。スリーブ６４がマンドレル４上に取り付けられた後でのスリットの幅は、約０．５インチ（１．３ｃｍ）以下、より具体的には約０．２５インチ（０．６ｃｍ）以下、より一層具体的には約０．１インチ（０．２ｃｍ）以下であってよい。
【００６２】
上述のように、電鋳型の継ぎ目をなくすパターンを有するドラム１０２は、上述の着脱可能な全支持部と共に使用することもでき、それによって、着脱可能な支持部を用いてドラム１０２全体が取り外され交換される。この実施形態では、着脱可能な全支持部は、ドラムおよび軸受部をそれらの支持部から解放させるために、ドラムの両側に位置していてよい。
【００６３】
電鋳型６２は、典型的な電鋳プロセスを利用して形成することができ、あるいはモールド成形、プレス成形、機械加工、研削、および／または他のプロセスで形成されたプラスチック型であってよい。電鋳型は、特にニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、イリジウム（Ｉｒ）、金（Ａｕ）、クロム（Ｃｒ）、ベリリウム（Ｂｅ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）などの金属と、これらの金属の少なくとも１つを含む合金と、これらの金属の少なくとも１つを含む混合物とを含んでいてよい。いくつか考えられる合金には、ニッケル−リン（ＮｉＰ）合金、パラジウム−リン（ＰｄＰ）合金、コバルト−リン（ＣｏＰ）合金、ニッケル−コバルト（ＮｉＣｏ）合金、およびコバルト−タングステン−リン（ＣｏＷＰ）合金が含まれる。例えば、一実施形態では、スリーブ６４は、耐摩耗性が向上するように陽極酸化されたアルミニウムを含んでいてよく、電鋳型６２は、ニッケル−コバルト合金を含んでいてよく、また５０マイクロメートル（μｍ）から約５００μｍの厚さを有していてよい。
【００６４】
かつては、ドラムの修理および／または電鋳型の交換は時間がかかり困難であった。例えば、鋳造ドラムは、電鋳型が両面テープで貼り付けられる平滑な表面を有していた。修理および交換では、作業員が電鋳型を引きはがし、テープを引きはがして、ロールから接着剤の残りかすの汚れを落とし、その後、新しいテープを貼り付け、最後に新しい電鋳型を貼り付ける必要があった。テープと電鋳型の両方を滑らかに、すなわち、欠陥をもたらすしわや空洞ができないように貼り付けるには入念な注意が必要であった。欠陥がある場合、型およびテープを引きはがし、プロセスを繰り返していた。
【００６５】
電鋳型を取り付ける別の方法は、電鋳型の端部を保持するためにドラムの表面でクランプ機構を用いる方法であった。この場合、作業員は依然として型を手で取り付ける必要があった。このプロセスの欠点は、クランプ機構が大型であり、ドラムと電鋳型との間での良好な熱伝導が抑制されることであった。さらに、大型のクランプ機構にアクセスするのは困難なため、電鋳型の取り外しが困難な場合があった。
【００６６】
本明細書で開示されるエンボス加工ドラムシステムは、取り外し可能なスリーブ／膜および着脱可能な全ジャーナル支持部を有しており、これらにより、コストのかかる生産設備の停止時間を短縮することができ、ドラムシステムの修理をより容易に行うことが可能となる。さらに、これらのドラムシステムを既存の生産設備に組み込んで、旧設備にもこれらの利益を提供することができる。本明細書で説明するドラムシステムは、ホットプレスローラ、フィルムガイドローラ、インプリントローラ（imprinting roller）、冷却ローラ（chill roller）などを含む、様々な用途で使用できることに留意されたい。
【００６７】
膜（例えばプリズム輝度強化膜（prismatic brightness enhancement films））を製造するために、被覆プロセス（例えば、紫外線（ＵＶ）鋳造・硬化プロセス）が使用できることにも留意されたい。ＵＶ硬化可能な液体樹脂は、ロールから供給されたプラスチック膜と、温度制御された鋳造ドラムの表面に取り付けられた型（例えば電鋳型）との間に挟まれている。樹脂は、この「型」または「鋳型」を埋めるので、ＵＶ光で硬化されて型から引きはがされると、プラスチック膜上の被覆は型の複製となる。この型は、離散した矩形部品であるので、被覆は、型に揃えられたパッチ状に施される必要がある。このプロセスに伴う問題には以下が含まれる。すなわち、型の端部を上塗りすることで、型がドラムから引きはがされたり傷つけられたりする可能性があること；パッチ被覆により複雑な被覆機が必要となること；型の作製に電鋳工程が使用され、複雑さが増すこと；材料の廃棄物が大量に発生し、機械能力に多くの無駄が生じること；パッチ間の領域やパッチの始端および終端が廃棄物になること；多くの場合、製品サイズ（ある特定の液晶ディスプレイに適合する矩形部品）はパッチサイズを効率的に使用したものではなく、さらに多くの廃棄物が生じること、である。
【００６８】
上で述べたように、表面形状は、スリーブ、例えば多層スリーブに配置可能である。また、表面形状はマンドレルに直接配置可能であることも理解されたい。表面形状は、機械加工（例えば、マイクロマシニング、ダイヤモンド機械加工など）、リソグラフィ（例えばフォトリソグラフィ）、エッチング、蒸着、レーザ書き込みのような様々なプロセスを用いて、スリーブまたはマンドレルに直接配置されていてよい。任意に、表面形状を覆うように薄層（例えば、厚さ約１０μｍ以下、より具体的には厚さ約１ナノメートル（ｎｍ）約１μｍの薄層）が配置されて、例えば、表面形状の硬度および／または化学安定性を向上させることができる。
【００６９】
スリーブ、マンドレル、および任意の薄層用の材料には、スリーブ、電鋳型、および表面層用に上述した材料が含まれる。例えば、材料（群）は、約１０ｎｍ以下の平均表面粗さ（Ｒａ）を備えた微細構造の光学特性を変化させない（例えば、先端が鋭いままである）ように十分な密度を有する、薄く均一な表面被覆を可能にする材料であってよく；表面が、例えば銅と比べて、傷がつきにくく耐薬品性（例えば、被覆材料に対して化学的に不活性）を有しており；および／または表面層（例えば薄層）が使用されない場合は、ベース材料（群）自体が、傷がつきにくく耐薬品性を有していてよく、同等の先端の鋭さや表面粗さをもたらすようにダイヤモンド旋削可能であってよい。
【００７０】
スリーブおよび／またはマンドレルに直接表面形状を使用することで、微細プラスチック膜の効率的な大量生産が可能となり、電鋳（または他の型の）工場が不要になり、設備が簡略化され、型の継ぎ目およびパッチ被覆に対処する必要がなくなる。この技術および設備は、材料使用効率および被覆機の能力を、大幅に、例えば、それぞれ約２倍から３倍といった割合で向上させることができる。
【００７１】
本明細書で開示される範囲は、包含的であって、組み合わせることができる（例えば、「約２５ｗｔ％まで、より具体的には約５ｗｔ％から約２０ｗｔ％」という範囲は、「約５ｗｔ％から約２５ｗｔ％」の範囲の両端点およびすべての中間値を含んでいる）。「組み合わせ」には、ブレンド、混合物、誘導体、合金、反応生成物などが含まれる。さらに、本明細書でいう「第１」、「第２」などは、順序、数量、重要度を意味するのではなく、ある要素を他の要素から区別するために使用されており、本明細書でいう“ａ”および“ａｎ”については、数量の限定を意味するのではなく、参照されたアイテムが少なくとも１つは存在することを意味している。数量に関連して使用される「約」という修飾語は、状態値を包含するものであり、文脈によって左右される意味を有している（例えば、特定の数量の測定値に付随したある程度の誤差を含んでいる）。本明細書で使用される「（群）」という接尾辞は、それが修飾する用語の単数形と複数形の両方を含み、それによってその用語の１つ以上を含むことを目的としている（例えば、「着色剤（群）」は１つ以上の着色剤を含んでいる）。明細書全体にわたる「一実施形態」、「別の実施形態」、「実施形態」などの参照は、その実施形態に関連して記載された特定の要素（例えば、形状、構造、および／または特徴）が、本明細書に記載された少なくとも１つの実施形態に含まれており、他の実施形態には存在してもしなくてもよいことを意味している。
【００７２】
すべての引用された特許、特許出願、および他の参考文献は、全体として参照することにより本明細書に組み込まれる。しかし、本出願における用語が、組み込まれる参考文献での用語と矛盾したり相反したりする場合、本出願の用語が、組み込まれる参考文献の矛盾している用語に優先する。
【００７３】
本発明を好適な実施形態を参照して説明したが、当業者には、本発明の範囲から逸脱せずに、様々な変更を施し、実施形態の各要素を等価物と交換できることが理解されよう。加えて、本発明の本質的な範囲から逸脱せずに特定の状況または材料を本発明の教示に適合させるために、多数の修正を施すことができる。したがって、本発明は、本発明を実施するために考えられる最良の形態として開示された特定の実施形態に限定されず、添付された特許請求の範囲内にあるすべての実施形態を含むことが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】例示的なエンボス加工ドラムの断面図である。
【図２ａ】例示的な着脱可能なジャーナル支持部の等角図である。
【図２ｂ】例示的な修正された着脱可能な支持部の等角図である。
【図２ｃ】例示的な単純支持部の等角図である。
【図３】例示的な修正されたドラムシステムの側面図である。
【図４】テーパ状のスリーブをテーパ状のドラムと共に使用する、ドラムシステムの別の実施形態の断面図である。
【図５】テーパ状のブッシングを円筒形のドラムおよびスリーブと共に使用する、ドラムシステムの別の実施形態の断面図である。
【図６】ドラムの表面にパターンを直接備えた、例示的な単一構成のエンボス加工ドラムの断面図である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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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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【国際調査報告】
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