(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の面を有して、構造化表面に配設される突出部およびキャビティを備えた物品であって、前記複数の面の少なくとも１つが機械加工部分と非機械加工部分とを具備する複合面であり、前記機械加工部分が前記非機械加工部分とほぼ整列し、前記機械加工部分と前記非機械加工部分とが１０°未満だけ異なる配向を有する突出部およびキャビティを備えた物品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
背景
本発明は主に、微細複製技術を利用して作製される構造化表面に関する。本発明は、再帰反射性キューブコーナ要素を具備する構造化表面に特に適用される。
【０００２】
本明細書で使用する特定用語の意味については、本明細書の最後にある用語解説部分を参照されたい。
【０００３】
再帰反射シート材、メカニカルファスナおよび研磨製品のような種々の最終用途に、微細複製の構造化表面を使用することが知られている。以下の説明は再帰反射の分野に焦点を合わせているが、開示した方法と物品が、微細複製の構造化表面を利用する他の分野に等しく充分適用できることが明白であろう。
【０００４】
キューブコーナ再帰反射シート材は、典型的に、略平坦な前面と、複数の幾何学的構造を含む後部構造化表面とを有する薄い透明層を具備し、前記幾何学的構造のいくつかまたはすべては、キューブコーナ要素として構成された３つの反射面を含む。
【０００５】
キューブコーナ再帰反射シート材は、構造化表面を有するマスタ型を最初に形成することによって一般に製造され、このような構造化表面は、完成シート材にキューブコーナ錐体を含むか、キューブコーナキャビティを含むか（あるいは両方とも含む）に応じて、その完成シート材の所望のキューブコーナ要素形状またはその雌型（逆転）複製物に対応する。次に、従来のニッケル電鋳、化学蒸着、または物理的蒸着のような適切な技術を用いて前記型を複製して、エンボス加工、押出または成形硬化のような工程によってキューブコーナ再帰反射シート材を形成するための工具を製造する。米国特許第５，１５６，８６３号（Ｐｒｉｃｏｎｅ等）は、キューブコーナ再帰反射シート材の製造に用いられる工具の形成方法の例証的概要を提供している。マスタ型の公知の製造方法は、ピンバンドル技術、積層技術、および直接機械加工技術を含む。これらの技術にはそれぞれ固有の利点と制約がある。
【０００６】
ピンバンドルでは、一方の端部にキューブコーナ要素のような幾何学形状を各々が有する複数のピンを共に組み合わせてマスタ型枠を形成する。米国特許第１，５９１，５７２号（Ｓｔｉｍｓｏｎ）および第３，９２６，４０２号（Ｈｅｅｎａｎ）は、例証的実施例を提供している。ピンバンドルは、各ピンが個別に機械加工されるので、単一の型の中に多種多様のキューブコーナ形状を製造する機能を提供する。しかし、このような技術は、ピンの数が多いため、また正確に機械加工し、次に束状に配置して、型を形成するために必要な要素の先細り寸法のため、小さなキューブコーナ要素（例えば、約１ｍｍよりも低いキューブ高さの要素）を作製するには非実用的である。
【０００７】
積層技術では、各薄層が、一方の端部に形成された幾何学形状を有する、薄層として知られる複数のプレート状の構造を組み立ててマスタ型を形成する。積層技術は一般的にピンバンドル技術ほど労働集約的でないが、これは、個別に機械加工される部品数が、所定サイズの型およびキューブコーナ要素について、かなり小さいからである。しかし、設計の柔軟性はピンバンドルによって達成可能な設計と較べて劣る。積層技術の例示目的の実例は、米国特許第４，０９５，７７３号（Ｌｉｎｄｎｅｒ）、国際公開特許第ＷＯ９７／０４９３９（Ｍｉｍｕｒａ等）、および１９９７年７月２日出願の米国出願連続番号第０８／８８６，０７４号、「キューブコーナシート材型およびその製造方法」に確認することができる。
【０００８】
直接機械加工技術では、一連の溝側面を平坦な基板面に形成して、マスタ型を形成する。周知の一実施形態では、３つの組の平行溝が互いに６０°の開先角度で交差して、等辺の基部三角形を各々が有するキューブコーナ要素の配列を形成する（米国特許第３，７１２，７０６号（Ｓｔａｍｍ）参照）。他の実施形態では、２組の溝が６０°よりも大きな角度で互いに交差し、また第３の組の溝が６０°よりも小さな角度で他方の２つの組の各々と交差して、傾斜したキューブコーナ要素の適合対の配列を形成する（米国特許第４，５８８，２５８号（Ｈｏｏｐｍａｎ）参照）。ピンバンドルまたは積層技術は、型の形成中または他の時間に互いに運動または移動し得る、また互いに分離するかもしれない構成部品に依存するので、直接機械加工技術は、ピンバンドルまたは積層技術を用いて達成できないより困難な方法で、非常に小さなキューブコーナ要素を正確に機械加工する機能を提供する。さらに、直接機械加工では、多数の個別面は切削工具の連続運動の中で典型的に形成され、またこのような個別面は型作製工程の全体にわたってそれらの整列を維持するので、直接機械加工技術は、ピンバンドルまたは積層技術によって造られる構造化表面よりも一般的により高い均一性と適合性を有する大きな領域の構造化表面を生成する。
【０００９】
しかし、直接機械加工技術の大きな不都合は、製造し得るキューブコーナ形状の種類における低い設計柔軟性であった。例を挙げると、上に参照したＳｔａｍｍ特許に示されたキューブコーナ要素の最高の理論的な全光再帰は約６７％である。その特許の発行以来、構造と技術が開示されており、これらによって、直接機械加工を用いて設計家が利用できるキューブコーナの設計の多様性が大きく拡大されている。例えば、米国特許第４，７７５，２１９号（Ａｐｐｌｅｄｏｒｎ等）、第４，８９５，４２８号（Ｎｅｌｓｏｎ等）、第５，６００，４８４号（Ｂｅｎｓｏｎ等）、第５，６９６，６２７号（Ｂｅｎｓｏｎ等）、および第５，７３４，５０１号（Ｓｍｉｔｈ）参照。これらの後者の参考文献に開示されたキューブコーナ設計のあるものは、ある特定の観測と入口形状において十分に６７％を越える有効開口値を示し得る。
【００１０】
にもかかわらず、「好ましい形状」または「ＰＧ」キューブコーナ要素と呼ばれるキューブコーナ要素のクラス全体は、今日まで、公知の直接機械加工技術の範囲内に留まっている。ＰＧキューブコーナ要素の１つの型式を組み込んだ基板が図１の平面図に示されている。本図に示したキューブコーナ要素の各々は、３つの正方形の面と、平面図で六角形の輪郭とを有する。ＰＧキューブコーナ要素の１つは、簡単に識別するために肉太の輪郭で強調表示されている。強調表示されたキューブコーナ要素は、構造化表面の面に対して傾斜した非二面角縁部（肉太に強調表示された６つの縁部の任意の１つ）を有し、またこのような縁部は隣接するキューブコーナ要素の隣接した非二面角縁部（肉太に強調表示されたこのような各縁部は、その隣接する６つのキューブコーナ要素の非二面角縁部に平行のみでなく、連続している）に平行であるので、ＰＧキューブコーナ要素であることが理解できる。直接機械加工技術を利用するＰＧキューブコーナ要素のような幾何学的構造を製造するための方法が、本出願に開示されている。また、このような方法に従って製造される物品が開示され、このような物品は、特別に構成された少なくとも１つの複合面を有することを特徴とする。
【００１１】
要旨
幾何学的構造が複数の面を有する、型またはシートのような構造化表面の物品が開示される。少なくとも１つの面は、機械加工部分と非機械加工部分とを具備する複合面である。例えば、非機械加工部分は他の基板からの複製、あるいは適切な工具によるエンボス加工によって形成することができる。遷移線は、機械加工部分を非機械加工部分から分離し得る。幾何学的構造は、当然、キューブコーナ要素を形成するように配設された面を具備し得る。
【００１２】
キューブコーナ要素、およびこのような要素の配列を組み込んだ構造化表面が開示され、キューブコーナ要素の少なくとも１つ面は、このような要素の非二面角縁部で終端し、面は、非二面角縁部に非平行の遷移線の対向面に配設された２つの構成面を具備する。キューブコーナ要素は、ＰＧキューブコーナ要素を具備することができ、またこのような要素の正確に１つの面、正確に２つの面、または３つのすべての面は、それぞれの非二面角縁部に非平行の遷移線の両側面に配設された２つの構成面を具備し得る。隣接するキューブコーナ要素の配列に、配列内の各キューブコーナ要素は上述のように構成された少なくとも１つの面を有することができる。さらに、キューブコーナ要素は、採用する直接機械加工技術の故に非常に小さく（十分に１ｍｍ未満のキューブの高さ）造ることができる。
【００１３】
構造化表面が、少なくとも１つキャビティに隣接して配設された錐体を具備する型が開示され、キャビティは非機械加工面によって形成され、錐体は機械加工面によって少なくとも部分的に形成される。
【００１４】
少なくとも１つの幾何学的構造を具備する構造化表面の物品を製造するための方法が、開示される。本方法は、非機械加工面を有する調製された基板を提供することと、調製された基板から材料を除去して、機械加工面と非機械加工面が共に、幾何学的構造面の一方を形成するように、機械加工面を形成することとを含む。
【００１５】
基準面に沿って延在して、ＰＧキューブコーナ要素を含む構造化表面を基板内に形成するための方法も開示される。本方法は、調製された基板を提供することと、基準面に実質的に平行な軸に沿って延在する調製された基板内に溝側面を形成することとを含む。溝側面によって形成された面は、調製された基板に組み込まれた他の面と共に組み合わせられて、ＰＧキューブコーナ要素を形成する。
【００１６】
調製された基板を提供するための種々の方法が開示される。１つのそのような方法は、機械的、化学的、電磁的または他の適切な手段によって、第１の初期基板の中に、機械加工不可能な突出部（またはキャビティ）の配列を形成することから始める。第１の初期基板のネガ複製は、機械加工に適切な材料から成る第２の初期基板内に造られる。第２の初期基板内の突出部の上方部分は、錐体を形成するために機械加工される。次に、第２の初期基板のネガ複製が造られて、調製された基板を形成する。調製された基板は、第２の初期基板内に形成された錐体に対応するキャビティを含み、またキャビティの間に突出部も含む。ある実施形態では、錐体はキューブコーナ錐体であり、かくしてキャビティはキューブコーナキャビティである。
【００１７】
このような調製された基板を用いて、次に、突出部に形成された機械加工面が、第２の初期基板から複製されていた、隣接するキューブコーナキャビティの面（「非機械加工面」）と実質的に整列されるように、突出部を選択的に機械加工することによって溝側面が形成される。ＰＧキューブコーナ要素の少なくとも１つの面は、機械加工面の一方と非機械加工面の一方の両方を含む複合面である。複合面は、複製された面を機械加工面から分離する遷移線を含み得る。再帰反射シート材または他のキューブコーナ物品は、次に、直接機械加工操作によって修正されるような調製された基板から複製することができる。
【００１８】
調製された基板を提供するための他の方法は、実質的に平坦な作用面を有する調製された基板から始まる。次に、キューブコーナキャビティの配列は、硬化した工具でエンボス加工することによって作用面に深く形成される。キューブコーナキャビティの間の突出部を形成する作用面の中間部分は、非機械加工のままにされる。次に、機械加工面を形成するために突出部に溝側面が選択的に形成され、キューブコーナキャビティの機械加工面とエンボス面は、共にキューブコーナ要素の配列を形成する。
図面では、便宜上同一の参照記号を用いて、同一である要素、あるいは同一または同様の機能を果たす要素を示している。
【００１９】
例示的実施形態の詳細な説明
図２では、調製された基板１０が斜視図で拡大して示されている。調製された基板１０を作製できる方法に関する説明は、後述する。基板１０は、基準面ｘ−ｙを一般的に画定する構造化表面１２を有する。構造化表面１２は、キューブコーナキャビティ１８を形成する３つの基に配設された面１６を含む。構造化表面１２のキューブコーナキャビティ１８の間に、突出部２０が点在している。図示したような突出部の各々は３つの側面と頂面とを有し、三角形断面である。調製された基板を造るために用いられる手順に応じて、突出部２０の側面は、鉛直から離れて多少の程度傾斜し得る。図では、突出部２０の頂面に配置された基準点２２は、説明を容易にするために示されている。突出部２０の頂部が、基準点２２によってマークされた位置を通過することは重要でなく、側面または頂面が、明瞭な形状、配向、または表面仕上げを有することも重要でない。これは、突出部２０の外側部分が引き続く直接機械加工操作で取り除かれるからである。
【００２０】
図３は、このような直接機械加工操作中の中間段に調製された基板１０を示している。切削工具２４ａ、２４ｂ、２４ｃ（全体として２４と呼ぶ）は、切削工具または基板あるいは両方の運動によって構造化表面１２に沿って移動して、溝側面２６ａ（図３の斜視図から隠されている）２６ｂ、２６ｃを形成する。各工具２４は、いわゆる「半角」工具として示され、この半角工具は、それが材料を通して進行するときに、１対の対向した溝側面よりも、むしろ１つのみの溝側面を形成するが、このことは必要でない。直接機械加工手順に従って、切削工具２４は、ｘ−ｙ基準面に対して実質的に平行な軸２８ａ、２８ｂ、２８ｃに沿って移動し、かくして、それぞれの溝側面もまた、基準面に対して実質的に平行な軸に沿って延在することを保証する。溝側面がキューブコーナキャビティ１８の隣接面１６と実質的に整列（並進的かつ回転的に）するように、軸２８ａ、２８ｂ、２８ｃを慎重に位置決めし、また工具配向を慎重に選択することが好ましい。しかし、以下に説明するかなり小さな不整列は、許容し得るか、あるいはキューブコーナ物品の所望の光学特性および利用可能な切断機械の精密さの機能として望ましいことかもしれない。整列の程度に関係なく、遷移線３０はキャビティ１８の面１６から溝側面を分離する。図３から分かるように、すべての切削工具による機械加工された突出部２０は、各溝側面２６ａ、２６ｂ、２６ｃの内の１つの面を含む幾何学的構造２０ａと参照される突出部を形成する。構造２０ａの３つの面がキャビティ１８の隣接面１６と実質的に整合され、またこのようなキャビティ１８が共通の配向を有する場合、構造２０ａの３つの面は「切頭の」キューブコーナ錐体を形成する（個別に考えた場合）。このような錐体は、構造化表面の面内に「基部三角形」を形成する正確に３つの非二面角縁部を有することで特徴づけられる。
【００２１】
基板１０は、二次機械加工の大きな変形なしに、また大きなばり取りなしに、削り、切断し、さもなければ機械加工できる材料から成る。これは、機械加工面、または他の基板のその複製が有効な光学反射体として機能できることを保証する。適切な基板材料について以下にさらに説明する。
【００２２】
３つの切削工具が図３に示されているが、単一の切削工具も使用できることを指摘したい。切削工具は、ダイヤモンドまたは他の適切な硬質材料から造ることができる。機械加工面は、公知のいくつかの材料除去技術の任意の１つ、例えば、それ自体の軸を中心に回る回転カッタが傾けられて、基板の表面に沿って引かれるミリング、ダイヤモンドのようなカッタが急速回転ホイールまたは同様の構造の周辺に装着され、次に、このホイールが基板の表面に沿って引かれるフライカッティング、ダイヤモンドのような非回転カッタが基板の表面に沿って引かれるルーリング、および切断先端またはエッジを有する回転ホイールが基板の表面に沿って引かれる研削によって形成できる。これらのうち、好適な方法はフライカッティング法およびルーリング法である。機械加工作業中に、切削工具、基板、または両方が周囲に対して並進されるかどうかは重要でない。可能ならば、完全角切削工具は半角工具よりも好ましいが、これは、前者が後者よりも破損しにくく、より高い機械加工速度を可能にするからである。最後に、１つまたは複数の湾曲部分を有する切削工具は、所望の光学的または機械的効果を達成するために、開示した実施形態を使用して、平坦でない（湾曲した）表面または面を提供することができる。
【００２３】
図４は、すべての溝側面が直接機械加工操作によって形成された後の基板１０の図面である。図示したように、前の図２と図３に示したすべての突出部２０は、修正されており、幾何学的構造２０ａを形成する。各幾何学的構造２０ａは、３つの機械加工面を具備し、溝側面２６ａ、２６ｂおよび２６ｃの各１つは、互いにほぼ直角に構成されて、切頭のキューブコーナ錐体を形成する。これらの３つの面の各々は、隣接するキューブコーナキャビティ１８の最も近い面と実質的に整列されるように機械加工される。このため、新しいキューブコーナキャビティ３２が形成され、各々の新しいキューブコーナキャビティ３２は１つのキューブコーナキャビティ１８と１つの面とを具備し、その各々は幾何学的構造２０ａに隣接する。参照番号３２ａは、そのような１つのキューブコーナキャビティ３２を肉太の輪郭線で示している。キューブコーナキャビティ３２の１つの所定の面は、キューブコーナキャビティ１８の１つの面と、機械加工面２６ａ、２６ｂまたは２６ｃの１つを具備する。以下に説明するように、キューブコーナキャビティ１８の面１６は非機械加工の面である。したがって、各キューブコーナキャビティ３２は、非機械加工部分と機械加工部分とから形成される複合面を具備する。遷移線３０は、機械加工部分を非機械加工部分から分離する。
【００２４】
また、図４に示した構造化表面に形成された新しいキューブコーナ錐体３４も認識できる。各キューブコーナ錐体３４は、キューブコーナ錐体である１つの幾何学的構造２０ａと、各々がキューブコーナキャビティ１８に隣接する１つの面とを具備する。錐体３４の１つの各面は、キャビティ１８の１つからの非機械加工の面１６と、構造２０ａからの機械加工面を具備する複合面である。参照番号３４ａは、そのような１つのキューブコーナ錐体３４を肉太の輪郭線で示している。基準点２２が錐体３４の最上部の末端またはピークを示すことに留意されたい。両方のキューブコーナ錐体３４とキューブコーナキャビティ３２は、キューブコーナ要素の非二面角縁部で終端する面を有するので、ＰＧキューブコーナ要素であり、このような非二面角縁部は基準面ｘ−ｙに非平行である。
【００２５】
図５は、図４の構造化表面の平面図を示している。遷移線３０は、ＰＧキューブコーナ要素、すなわちキューブコーナキャビティ３２およびキューブコーナ錐体３４の識別を補助するため、他の線よりも細く描かれている。このようなＰＧキューブコーナ要素の複合面は、遷移線３０の両側に配設された機械加工および非機械加工部分を有する。図２〜図５の実施形態では、すべての遷移線３０は、本実施形態の場合ｘ−ｙ面と同一平面である遷移面と呼ばれる共通面に位置する。構造化表面の非機械加工面は遷移面の一方の側面に配設され、機械加工面は他方の側面に配設される。
【００２６】
機械加工および非機械加工表面の間の構造的な差は僅かであるが、このような差は、一般的に、下にある材料を検査することによって検出することができる。ある適切な検査技術は、粒子または結晶構造、分子配向、あるいはクロム酸塩または潤滑剤のような微量元素の量の変化の検査を含む。
【００２７】
図２〜図５の直接機械加工されたキューブコーナ物品は、上からの光入射に関して（キューブコーナキャビティ３２によって）、および基板が少なくとも部分的に透明である場合、下からの光入射に関して（キューブコーナ錐体３４によって）、その両方についてそれ自体再帰反射性物品として機能できる。いずれの場合も、基板の組成に応じて、アルミニウム、銀、または金のような正反射性の薄い被覆を構造化表面に加えて、複合面の反射率を増強することができる。光が下から入射する場合、全内部反射を行う空気界面のため反射コーティングを回避することができる。
【００２８】
しかし、より一般には、図２〜図５の直接機械加工の調製された基板は型として使用され、この型から、従来の複製技術を用いて、直接にまたは型の多数の形成を通じて最終用途の再帰反射性物品が製造される。それにもかかわらず、直接機械加工の調製された基板から作製される各型または他の物品は、キューブコーナ要素の非二面角縁部で終端する少なくとも１つの面を有するキューブコーナ要素を含み、少なくとも１つの面は、遷移線の両側に配設された２つの構成面を具備し、遷移線はこのような非二面角縁部に対して非平行である。図４と図５から理解されるように、遷移線３０はｘ−ｙ面と一致した遷移面にあり、これに対し、ＰＧキューブコーナキャビティ３２およびＰＧキューブコーナ錐体３４の両方について肉太で示した非二面角縁部は、ｘ−ｙ面に対して傾斜している。基板内の異なる深さに溝側面を形成することによって、遷移線がすべて同一面内にない表面を作製することも可能である。
【００２９】
上述の直接機械加工技術を用いて、多種多様の構造化表面を作製することができる。図５のＰＧキューブコーナ要素の各々は、構造化表面のｘ−ｙ基準面に垂直の対称軸を有する。キューブコーナ要素は、概ね対称軸に沿って要素に入射する光に反応して最高の光学効率を典型的に示す。キューブコーナ要素によって再帰反射される光量は、入射角が対称軸から逸脱するにつれて、一般的に低下する。図６は、それらの対称軸が構造化表面の法線に対して斜めであるように、図６のＰＧキューブコーナ要素がすべて斜めにされる点を除いて、ｘ−ｙ面に沿って延在する図５と同様の構造化表面３６の平面図である。図６の各ＰＧキューブコーナキャビティ４６の対称軸は、＋ｚ方向の垂直成分（紙面から）と＋ｙ方向の直交成分とを有するｙ−ｚ面に対して平行の面にある。図６のＰＧキューブコーナ錐体４８の対称軸は、反対方向を指し、−ｚおよび−ｙ方向の成分を有する。表面３６を作製するとき、調製された基板（図１３下部参照）が使用され、この場合略三角形の断面の突出部の形状は、図２のような等辺であるよりも、むしろ二等辺である。さらに、非機械加工のキューブコーナキャビティ面は、同様の形状の二等辺三角形の輪郭を有するように配設される。
【００３０】
キューブコーナ要素の４つの別個の型式、すなわち、平面図の非機械加工面と三角形の輪郭とを有する切頭のキューブコーナキャビティ、機械加工面と三角形の輪郭とを有する切頭のキューブコーナ錐体、複合面と六角形の輪郭とを有するＰＧキューブコーナキャビティ、および同様に複合面と六角形の輪郭とを有するＰＧキューブコーナ錐体が、構造化表面３６の上にある。代表的な非機械加工のキューブコーナキャビティは、図６の肉太の輪郭線４０によって示され、また代表的な機械加工されたキューブコーナ錐体は、肉太の輪郭線４２によって示されている。遷移線４４は、機械加工面を非機械加工の面から分離し、またこのようなすべての線４４はｘ−ｙ面に対して平行の遷移面にある。他の実施形態では、遷移線は遷移面に対して平行であり得るが、同一平面でなくてもよい。キャビティ４０と錐体４２の所定の面は、傾斜ＰＧキューブコーナ要素、特に傾斜ＰＧキューブコーナキャビティ４６と傾斜ＰＧキューブコーナ錐体４８とを形成する。基準点２２は、上述のように、ｘ−ｙ面に配設された局部的な先端またはピークを識別する。
【００３１】
図７は、図６と同様の構造化表面３６ａであり、同様の部分は添字「ａ」の図６と同一の参照番号を有する。図７のＰＧキューブコーナ要素は、構造化表面３６ａの法線に対して斜めにされるが、図６のＰＧキューブコーナ要素と比較して異なる方向に斜めにされる。各ＰＧキューブコーナキャビティ４６ａの対称軸は、ｙ−ｚ面に対して平行の面に配設され、＋ｚ方向に垂直の成分と−ｙ方向に直交の成分とを有する。
【００３２】
図８は、図６と図７と同様の構造化表面であり、同様の部分は添字「ｂ」の図６と同一の参照番号を有する。図８のＰＧキューブコーナ要素も斜めにされるが、図６と図７のＰＧキューブコーナ要素と異なり、傾斜度は、各ＰＧキューブコーナ要素の平面図の八角形の輪郭が左右対称の対称面を有しない程度である。図８のキューブコーナキャビティの各々は、＋ｚ、＋ｙおよび−ｘ方向の成分を有する対称軸を有する。遷移線４４によって形成される三角形（図６）が、６０°未満の１つのみの開先角度を各々が有する二等辺三角形であり、線４４ａによって形成される三角形（図７）が、６０°よりも大きな１つのみの開先角度を各々が有する二等辺三角形であり、また線４４ｂによって形成される三角形（図８）が不等辺の三角形であることが指摘される。このような三角形の開先角度の代表的な角度の値は、それぞれ（７０、７０、４０）、（８０、５０、５０）および（７０、６０、５０）である。
【００３３】
図９〜図１３を用いて、本発明における使用に適切な調製された基板を作製するための方法について、以下に説明する。例示目的のために、図６の構造化表面を形成するために有用な構造化表面について説明する。しかし、同一の原理は他の実施形態に直接適用できる。要約すると、突出部の配列を具備する構造化表面は、直接機械加工以外の方法によって第１の基板（図９〜図１０）に形成される。次に、構造化表面のネガ複製が、機械加工可能な材料から成る第２の基板（図１１）に造られる。次に、第２の基板の構造化表面の突出部の上方部分が直接機械加工されて、キューブコーナ錐体（図１２）を形成する。最後に、機械加工された第２の基板の構造化表面のネガ複製が第３の基板内に造られて（図１３）、調製された基板を形成し、この基板内で、キューブコーナキャビティ（複製面を有する）の配列が突出部の配列とかみ合わせられる。機械加工された第２の基板は、望むなら、その後マスタとして使用することができ、このマスタから、多数の同一の調製された基板が電鋳されるか、さもなければ複製される。
【００３４】
多様な手順が可能である。１つの手順では、第１および第２の基板は無視され、所望の構造化表面がエンボス工具を用いて、調製された基板に直接付与される。他の手順では、キューブコーナ錐体が第１の基板に形成され、第３の基板が中間の第２の基板からよりも、むしろ第１の基板から直接複製されるように、第１の基板は機械加工可能な材料から成る。以下に説明するように、機械加工可能な積層は、調製された基板を製造する際に使用することができる。
【００３５】
図９に戻ると、平坦な下層および上層５０、５１を具備する基板は、パターン化されたマスキング層５２を支承しているのが示されている。マスキング層５２は、複数の列の三角形をかみ合わせる形態でパターン化され、その寸法と形状は、完成した型（図６参照）に現れる遷移線の網目に密に近似するように選択される。層５２が三角形状の島５２ｂの配列を具備するように、三角形の窓部５２ａが形成されている。このようなパターン化されたマスキング層５２を形成する一つの方法は、従来のフォトレジストと周知のフォトリソグラフィ技術による。例えば、層５２は、均一な金属層として最初に基板に加えることができる。次に、ポジまたはネガのフォトレジスト層が層５２の頂部に加えられる。フォトレジストの部分は、三角形の配列パターンまたは逆三角形の配列パターンを支承するマスクを用いて、光に選択的に露光され、次にフォトレジストの露光されたまたは露光されていない部分が化学的に除去される。これによって、フォトレジストの三角形状の窓部が開口され、この結果、表面に加えられた第２の化学物質は、層５２の露光部分に選択的に作用できる。残りのフォトレジストを除去した後、層５２の三角形の島のみが基板表面に残る。
【００３６】
図１０では、所望の断面形状を有する突出部５６は、マスク表面を異方性エッチング剤にさらし、上層５１全体をエッチングすることによって、基板に形成されている。下方面が、図１０および引き続く図１１〜図１３に陰付きで示されている。層５０と５１は同一の材料から成ることが可能であるが、より好適な方法では、上層５１はポリマ材料から成り、層５０と５２は、エッチストッパとして機能する銅のような金属を含み、またエッチング手段は上面全体を照射する強力な電磁ビームである。層５１の露光された領域は電磁ビームによって除去され、島５２ｂによって保護された領域は元のまま残される。電磁エッチング手段は、材料を通して、等方的であるよりも、むしろ表面に対してほぼ垂直の軸のみに実質的に沿って実施される。この挙動は、マスキング層の島５２ｂの下の基板材料の切り落としを防止し、大きな傾斜の壁部の相応によく形成されたキャビティと、実質的に平坦な底部とを生じ、キャビティは相補的な突出部５６の配列を画定する。層５１を通して深さＤを基板内に完全にエッチングした後、異方性エッチング剤は取り除かれ、次に、残りのマスキング層が除去される。深さＤは、完成した型内のＰＧキューブコーナ要素のキューブ高さ以上であるように選択することが好ましい。
【００３７】
他の方法では、基板が、パターン化されたマスキング層５２を含まないことを除いて、図９の基板と同様の基板が使用される。その代わりに、５２ａに対応する領域が照射されて、５２ｂに対応する領域が照射されないように、従来のマスクおよび光学系によってそれ自体パターン化される電磁ビームに上層５１を露光することによって、三角形のキャビティが形成される。この方法の実施例が基板で実証され、この場合、下層５０は銅であり、上層５１は、Ｅ．Ｉ．Ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ販売のＫａｐｔｏｎ  Ｈフィルムの０．１２５ｍｍの厚さのピースであったが、Ｋａｐｔｏｎ  Ｖフィルムおよび他のポリイミドも使用可能である。電磁エッチング手段は、２４８ｎｍの波長と約０．５〜１．２ジュール／ｃｍ2のエネルギ密度とを有するパルス式クリプトンフッ素化物レーザであった。研磨手順に続いて、突出部の側壁は、法線から測定された約５°の角度で傾けられ、突出部の基部が頂部よりも僅かに大きくなるように傾斜されるべきことが確認された。
【００３８】
図１０に示した表面を生成するための代替的な技術は、微細機械加工技術、イオンミリングのような技術、ローレット切り、化学エッチング、さらに基板がワックスのような柔らかい溶融点の低い材料から成るホットメルトにおける当業者に容易に理解できるであろう。例えば、Ｍａｒｃ  Ｍａｄｏｕによる「微細機械加工の基本」の第６章（ＣＲＣ  Ｐｒｅｓｓ１９９７年）に記述されたＬＩＧＡとして知られる技術は、他の利用可能な技術である。
【００３９】
一般的に、図１０の基板は、滑らかで正確な表面を直接機械加工するのに適切な材料から構成されなくてもよい。したがって、図１０の表面の特徴は、参照番号５８で図１１に示した他の基板に複製するか、さもなければ複写する必要があるかもしれず、このような基板５８は直接機械加工に適切な材料から成る。基板５８は、基板５０の構造化表面のネガ複製である構造化表面を有することが示されている。かくして、キャビティ６０は突出部５６に実質的に対応し、突出部６２は、突出部５６によって画定される基板５０のキャビティに実質的に対応する。基板５０の構造化表面のポジ複製を有する基板は、基板５８の代わりに等しく十分に使用できるであろう。
【００４０】
次に、突出部６２の上方部分は完全角または半角工具のような適切な切削工具によって直接機械加工される。工具は、基板に対して平行な軸に沿って案内され、また図１２に示したような溝側面６４ａ、６４ｂ、６４ｃを形成するために、三角形の突出部の境界と正確に整列される。切削工具の深さは、寸法Ｄのある小部分、好ましくは約半分に制限される。溝側面は、切頭のキューブコーナ錐体６６が突出部６２の上方半部に形成されるような角度で切断される。突出部６２の上方部分のみを機械加工する結果、キャビティ６０の下方部分は元のまま残り、このような下方部分は縮小キャビティ６０’と呼ばれる。縮小キャビティは、次の関係を満たす深さＤ’を有することが好ましい。
Ｄ’≧（（所望のＰＧキューブの高さ）−（キューブコーナ錐体６６のキューブの高さ）。
【００４１】
最後に、調製された基板を得るために、基板５８の構造化表面のネガ複製が、基板６８の適切な複製技術によって造られ、この基板６８は、図６に示したＰＧキューブコーナ要素が後に形成される調製された基板である。基板６８は、キューブコーナ錐体６６に対応するキューブコーナキャビティ７２を具備する構造化表面７０を有する。重要なことは、各キューブコーナキャビティ７２の面が、表面７０の機械加工ではなく、その代わりに他の構造化表面から表面７０を複製することによって形成されることである。したがって、キューブコーナキャビティ７２の面は非機械加工の面と呼ばれる。突出部７４は、構造化表面７０にも含まれ、突出部は縮小キャビティ６０’に対応し、したがって高さＤ’を有する。基板６８は、キャビティ７２の非機械加工の面と整列し、調製された基板内で精密な溝側面を後に機械加工して、所望の構造化表面形状を生じることができるように、機械加工可能な材料から成る。
【００４２】
キューブコーナ要素の傾斜については、所定の光学効果のために、最終の物品に傾斜キューブコーナ要素が所望ならば、対応するキューブコーナキャビティ７２も、ＰＧキューブコーナキャビティ４６（図６参照）も同様に斜めにするように、キューブコーナ錐体６６は斜めになるように設計されることが明白であろう。代わりに、キューブコーナ要素は斜めにする必要がない。
【００４３】
図１０に関連して説明したように、図２または図１３に示したような調製された基板を製造できる代替的な技術は、微細機械加工技術の当業者に容易に認識できるであろう。１つのそのような代替的な技術では、三角形断面であり、またピンの一方の端部に形成されたキューブコーナ錐体を有する単一のピンは、繰り返し焼き付け工程を用いて、凹状のキューブコーナキャビティの配列を適切な可塑性材料の基板内にエンボス加工することができる。可塑性材料が機械加工可能ならば、その材料は、調製された基板として機能でき、またその後の操作で、キューブコーナキャビティの間の突出部の中に溝側面を機械加工することができる。この場合、得られる幾何学的構造は、機械加工部分と非機械加工部分とを有する少なくとも１つの複合表面を有し、非機械加工部分は、ピンによって形成されたキューブコーナキャビティのエンボス面である。基板の機械加工が不可能ならば、調製された基板は、構造化表面のポジ複製をこのような機械加工可能な材料の中に造ることによって形成できる。等しい数の従来の複製ステップを用いて、ポジ複製を造ることができる。
【００４４】
今説明したピンエンボス加工技術の別形態は、複数のピンが共に保持され、またキューブコーナキャビティを当初は平坦な表面の共通の深さに同時にエンボス加工する場合である。
【００４５】
調製された基板は、種々の形態を使用することができる。上に示した各実施形態では、調製された基板は、キューブコーナキャビティと突出部の配列を具備する構造化表面を有し、各突出部は、急傾斜の側壁と平坦な大きな頂面とを有する。溝側面が突出部に後で形成される場合、切削工具はかなり大きな量の材料を除去するが、これは、急傾斜の側壁と引き続く機械加工面との間の角度がしばしば１０度を越えるからであり、典型的に約１０〜約４５度の範囲にある。完成した型により酷似している構造化表面を有する修正された調製された基板、例えば、その個別面が所望の配向からほとんど角度のない、好ましくは約０．５〜約２度の範囲の基板を提供することが望ましいかもしれない。次に、最終の溝側面形成中に、はるかに少ない材料を突出部から除去することによって、このような修正された調製された基板に溝側面を形成することができ、これによって有害なひずみを引き起こすことがある工具力を低減する。他の利点は切削工具の摩耗の減少である。修正された調製された基板はまた、異なった構造のドータモールドの一族を造ることができるマスタとして使用できる。
【００４６】
図１４ａ〜ｄは、３次元の構造化表面を単純化のために２次元で概略的に示している。このような構造化表面は、少なくとも３面の錐体と少なくとも３面のキャビティとを有する幾何学的構造を具備することが理解される。図１４ａでは、修正された調製された基板７６に、図示したような実際の面８０ａ−ｄを具備する構造化表面７８が設けられる。遷移面８４にある遷移線８２（点として図示）は、面８０ａ、ｂを面８０ｃ、ｄから分離する。基準面８６ａ−ｄはまた破線で示され、最終の型の構造化表面における、同様に遷移線８２に終端するいくつかまたはすべての面の所望の位置を表している。最終の型が再帰反射性であるように意図される場合、基準面８６ａ、８６ｄは互いに平行であり、面８６ｂ、８６ｃに対して垂直である。
【００４７】
修正された調製された基板７６は、複数の特徴によって図２の基板１０のような前述の調製された基板から区別される。第１に、面８０ｃ、ｄは面８６ｃ、ｄよりも傾斜し、目標よりも僅かに深いキャビティを生じる。このようなより深いキャビティは、例えば、通常必要とされるよりも高い錐体を複製することによって形成することができる。第２に、面８０ａ、ｂによって形成された突出部は、同様に、所望の構造から僅かに異なるにすぎない。面８０ａ、ｂは面８６ａ、ｂよりも傾斜し、目標よりも僅かに高い突出部を生じる。重要なことは、実際の面が、遷移線８２に沿って、遷移面８４のそれぞれの基準面に交差することである。
【００４８】
次に、面８４の上方に配設された基板７６の部分を機械加工することができ、所望の面８６ａ、８６ｂを有する突出部を形成するために必要な少量の材料を削り落とす。しかし、より好ましくは、基板７６それ自体は機械加工されず、その代わりに追加の型を造るときに使用するために元のまま残される。このような場合、構造化表面７８のネガ複製は他の基板９０（図１４ｂ）に最初に造られる。基板７６の部分に対応する基板９０の部分には、同一の参照番号が与えられるが、ダッシュ（’）が付けられている。面８０ｃ、８０ｄからの複製によって形成された面８０ｃ’、８０ｄ’は、図１４ｂに示されていないが、これは、溝側面が所望の面８６ｃ’、８６ｄ’に終端するように、引き続く直接機械加工ステップにおいて突出部に溝側面が形成されているからである。面８０ａ’、８０ｂ’によって形成されたキャビティは、キャビティが複製された突出部が所望の突出部よりも高いので、所望のキャビティよりも深いことに留意されたい。
【００４９】
基板９０の構造化表面９２が、複合面を具備するキャビティと錐体とを含み、１つの複合面は面８６ｄ’と８０ａ’から形成され、他の複合面は面８０ｂ’と８６ｃ’から形成される。構成面８６ｄ’と８０ａ’は、構成面８０ｂ’、８６ｃ’のように、ほんの僅か互いに不整列であるにすぎない。したがって、構造化表面９０は、それがキューブコーナキャビティ（複合面８６ｄ’−８０ａ’および複合面８０ｂ’−８６ｃ’によって示される）を含むという興味深い特性を有し、この場合、面８４’の一方の側のキャビティの部分は相互に垂直の構成面を具備し、また面８４’の他方の側の部分は相互に垂直でないが、ほとんど垂直である構成面を具備する。構造化表面９０に形成されたキューブコーナ錐体は、同一の方法で特徴づけることができる。
【００５０】
図１４ｃに進むと、構造化表面９２から複製された構造化表面９６を有する基板９４が示されている。二重のダッシュ（’’）が、図１４ａと図１４ｂの表示にさもなければ対応する参照番号に添付されている。構造化表面９２に関して、構造化表面９６は複合面キューブコーナ要素を含み、この場合、面８４’’の一方の側の要素の部分は相互に垂直の構成面を具備し、また面８４’’の他方の側の部分は相互に垂直でないが、ほとんど垂直である構成面を具備する。図１４ｃに示した基板９４は、図１４ｄに示した最終の型のために用意される基板として機能できる。溝側面は、面８４’’の上側に留まり、また少量の材料を突出部から除去して、機械加工面８６ａ’’と８６ｂ’’を形成する切削工具によって、基板内に直接機械加工され、前記機械加工面は、それぞれ複製面８６ｄ’’と８６ｃ’’と実質的に整列される。
【００５１】
本出願に開示したキューブコーナ要素は、米国特許第４，７７５，２１９号（Ａｐｐｌｅｄｏｒｎ等）によって教示されているように、物品によって再帰反射される光を所望のパターンまたは発散プロフィルに分布するように個別に調整することができる。例えば、ＰＧキューブコーナ要素を形成する複合面は、キューブコーナ要素の他方の面との相互直交性を生成する配向から、数分のような小さな値だけ異なる配向の繰り返しパターンで配設することができる。これは、溝側面（最終的に、遷移面の下に完成された型の面になる溝側面ならびに遷移面の上に完成された型の面になる溝側面の両方）を、「溝の半角誤差」として知られる値だけ、相互直交面を生成する角度と異なる角度で、機械加工することによって達成できる。典型的に、導入される溝の半角誤差は、±２０角度分よりも小さく、しばしば±５角度分よりも小さい。一連の連続した平行溝側面は、ａｂｂａａｂｂａ．．．またはａｂｃｄａｂｃｄ．．．，のような溝の半角誤差の繰り返しパターンを有することができ、ここで、ａ、ｂ、ｃおよびｄは唯一の正または負の値である。一実施形態では、遷移面の上に完成された型の面を形成するために使用される溝の半角誤差のパターンは、遷移面の下に完成された型の面を形成するために使用される溝の半角誤差と一致させることができる。この場合、各複合面の機械加工部分および非機械加工部分は、実質的に角度を成して互いに整列される。他の実施形態では、一方の組の面を形成するために使用されるパターンは、他方の組の面を形成するために使用されるパターンと異なることができ、この場合、遷移面の下の面は非ゼロ角度誤差の所定のパターンを組み込み、遷移面の上の面は実質的に何の角度誤差も組み込まない。後者の場合、各複合面の機械加工部分および非機械加工部分は、正確に角度を成して互いに整列されない。
【００５２】
好適に、図１４ａに関連して説明した基板７６のような基板は、マスタ基板として機能でき、このマスタ基板から、ドータモールドの一族全体を製造することができ、すべては、平面図において同一の一般形状のキューブコーナ要素を有するが、僅かに異なる面構造を有する。このような１つのドータモールドは、構成面が整列される複合面を各々が有するキューブコーナ要素を組み込むことができ、複合面のすべては、キューブコーナ要素の残りの面に対して相互に垂直である（例えば、図１４ｄ参照）。このような他のドータモールドは、構成面が整列される複合面を同様に有するキューブコーナ要素を組み込むことができるが、複合面は、キューブコーナ要素の残りの面との直交性と異なり得る。さらに他のこのようなドータモールドは、構成面が整列されない複合面を有するキューブコーナ要素を組み込むことができる（例えば、図１４ｂ、図１４ｃ参照）。すべてのこのようなドータモールドは、機械加工によって取り除かれる最少量の材料によって、単一のマスタ型から造ることができる。
【００５３】
遷移線
先行する図では、複合面の構成面の間の遷移線は、単純な線または点として示してきた。遷移線は、一般的に、使用する切削工具の内容と、切削工具の運動が、溝側面の形成工程において他方の面と正確に整列される程度とに応じて、非常に多様な形態を取ることができる。多くの用途では、遷移線は最小にすべきアーティファクトであるが、他の用途では、部分的に透明な物品のような所望の光学的結果を達成するために、遷移線を有効に使用できる。
【００５４】
図１５は、開示した方法で使用可能ないくつかの可能な切削工具の拡大した概略形状を示している。図１５（ａ）と（ｂ）は半角工具を示し、図１５（ｃ）と（ｄ）は完全角工具を示している。平坦な先端は図１５（ａ）と（ｃ）の工具に設けられる。鋭いエッジの先端は図１５（ｂ）と（ｄ）の工具に設けられる。他の手段は、丸くされたか、または丸みがつけられた先端を有する工具を含む。これらの工具の各々は、当業者に既知のような人造ダイヤモンドまたは他の適切な硬質の材料を含むことができる。
【００５５】
図１６は、同様に拡大した形態で、複合面の２つの構成面が交わる領域を示す概略断面図であり、異なる種類の可能な遷移線を示している。各々の図面はそれぞれの遷移線の軸に沿ったものである。図１６（ａ）では、機械加工面１０４は、非機械加工の面１０６とほぼ完璧に位置合わせして形成され、最小の幅のほとんど認識できない遷移線１０８ａを生じる。線は、面１０４と１０６の間の顕微鏡的表面組織の差を観察することによってのみ検出可能である。図１６（ｂ）では、基板材料の中にあまりに遠く配置された平坦な先端の切削工具は、水平に配設された小さな平坦面を生成し、遷移線１０８ｂを形成する。図１６（ｃ）では、基板材料からあまりに離れて位置決めされた切削工具は、突出部壁部の垂直に配設された小さな残部を残して、遷移線１０８ｃを形成する。図１６（ｄ）では、基板材料の中にあまりに遠くまたあまりに深く配置された平坦な先端の切削工具は、ぎざぎざの遷移線１０８ｄを生成する。図１６（ｅ）では、調製された基板および先行基板（これから、調製された基板が複製される）の両方に溝側面を形成するときに不整列である鋭い先端の工具は、さらにぎざぎざの遷移線１０８ｅを生成する。図１６（ｆ）の遷移線１０８ｆは、線１０８ｆが平坦な先端の切削工具を用いて造られる点を除いて、線１０８ｅと同様である。
【００５６】
図１７は、理想化された遷移線３０に代えて遷移線１０８ｂ（図１６参照）を、以前に図４と図５に示した構造化表面に有する効果を示している。図１７は、１つのＰＧキューブコーナキャビティ３２の平面図である。構成面１６および２６ａ、２６ｂ、２６ｃは平坦な遷移線１０８ｂによって分離される。キャビティ３２が再帰反射性であるように、面が高反射性であると仮定すると、各遷移線の反射は可視であり、１０８ｂ’として示されている（ＰＧキューブコーナキャビティ３２の３つの二面角縁部の反射も可視であるが、混乱を避けるために示さない）。３本の線１０８ｂとそれらの相手側１０８ｂ’とによって占められる領域は、再帰反射に有効な領域を直接損なう。かくして、再帰反射性の能動領域を最大にすべきならば、切削工具位置を慎重に制御することによって遷移線の幅が最小にされる。しかし、単に再帰反射性であるだけでなく、同時に単純な平坦なミラーのように振る舞うか、あるいは部分的に透明である物品を製造することが望ましいかもしれない。このような場合、１０８ｂのような遷移線は、このような結果を達成するために使用可能である。
【００５７】
追加的実施形態
完全には再帰反射性でない実施形態
図１８ａと図１８ｂには、４面の突出部の配列とキャビティとを有する基板１１０が示されている。突出部は上面１１２と、隣接する傾斜側面１１４とによって画定され、他方、キャビティは下面１１６と、隣接する表面１１４とによって画定される。凹んだ平坦面が、図１８ａ、図１９の平面図に陰付きで示されている。基板１１０の表面は、図１１に関連して前に説明した基板５８と同一の方法で形成することができる。
【００５８】
図１９に示したように、溝側面１１８、１２０は、軸１２２、１２４に沿って移動する切削工具の動作によって突出部の上方部分に形成される。溝側面は、突出部に４面の錐体を形成する。錐体ピークは点１２６によって識別される。下面１１６および側面１１４の下方部分は元のまま残されることに留意されたい。
【００５９】
機械加工された基板１１０のネガ複製は、標準複製技術を用いて基板１２８内に造られる。基板１１０のピーク１２６は、基板１２８内に穴１２６ａを生成し、穴１２６ａは、基板１１０の上方に傾斜した溝側面１１８、１２０にそれぞれ対応する下方に傾斜した面１１８ａ、１２０ａの底部に位置する。平坦頂面の突出部は下方面１１６によって基板１２８内に形成されるが、それぞれ軸１３４、１３６に沿った切削工具の動作によって溝側面１３０、１３２を基板内に形成した後について図２０ａと図２０ｂに示されている。溝側面１３０、１３２は隣接面１１８ａ、１２０ａとそれぞれ実質的に整列され、錐体ピーク１３８を有する錐体を形成する。遷移線１４０は機械加工面を複製面１１８ａ、１２０ａから分離する。隣接した機械加工かつ複製された面は、各々が３面であり、組み合わせられて４面の複合面を形成する。このような複合面は、延在した幾何学的構造を画定し（両方のキャビティは穴１２６ａにセンタリングされ、錐体はピーク１３８にセンタリングされており、代表的な延在したキャビティの輪郭１４２参照）、前記幾何学的構造は、基板１１０の三角形の面１１８、１２０から形成される、あるいは基板１２８の三角形の面１３０、１３２から形成される単一の錐体のいずれよりも幅広くかつ深い。
【００６０】
基板１２８、またはそのポジまたはネガレプリカは、種々の目的のために使用することができる。面１１８ａが相互に直角にされるならば、また面１２０ａ、１３０および１３２についても同様にされるならば、物品は、所定の入射面のみで再帰反射性である、いわゆる点滅再帰反射器として機能することができる。このような物品は、光源の入射方向が、図２０ａの面に対して垂直の、また軸１３４または軸１３６に平行の面に位置する光源のみについて再帰反射性である。このような物品は、構造内容に応じて、構造化表面側から、あるいは構造化表面の反対側の平坦な側から照明することができる。
【００６１】
基板１２８はまた、研磨面として、あるいは研磨性のレプリカを製造するための型として使用することができる。このような用途のために、面１２０ａ、１３０、１３２またはそれらをより小さな角度またはより大きな角度に配向して、所望の研磨特性を生じることができるので、面１１８ａを相互に直角に造ることができる。
【００６２】
積層の部分的使用の実施形態
上に開示した実施形態では、直接機械加工技術は、エッチング、エンボス加工、複製等のような他の技術と共に利用して、直接機械加工に決して関連することのなかった構造化表面を生成する。以下の実施例は、積層技術のような一体成形でない技術に関連して直接機械加工技術を利用することが、どのように可能であるかを示している。要約すると、調製された基板は、作用面が機械加工された積層群によって形成される構造化表面を複製することによって製造される。次に、調製された基板を直接機械加工して、完成した構造化表面を生じる。
【００６３】
図２１では、作用面１４８を各々が有する複数の個々の積層１４６は、基部面１５０を画定する取付け具（図示せず）に共に保持される。各積層は、ばりのない滑らかな表面の機械加工に適切な材料から成る。積層は、図２１の基部面の上に垂直に配設される。図２２は、取付け具の中で軸１５２を中心にして角度θだけ積層を傾けるか、または回転した後の、また軸１５２に垂直かつ面１５０に平行である軸１５４と平行に移動する切削工具によって、１組の隣接したｖ字状の溝を作用面１４８に形成した後の、軸１５２を見下ろす端部立面図を示している。溝は、上縁１５６と下縁１５８を交差する溝側面１５５、１５７を有する。図２３は、軸１５４に沿って観測される積層の側面図を示している。隣接した溝側面１５５、１５７は相互にほぼ垂直である。
【００６４】
次に、積層は図２１のように真っ直ぐに立てられ、また追加の溝側面１６０は、軸１５２に平行に移動する切削工具の動作によって各積層の作用面に形成される。表面１６０は、表面１５５、１５７に相互にほぼ垂直に形成され、これによって、各積層の作用面に１列のキューブコーナ錐体を画定し、各キューブコーナ錐体は、表面１５５、１５７、１６０の各々１つの表面を具備する。最後に、他の積層のすべては、１つの積層の縁部１５６が、その隣接した積層の縁部１５８と整列するように、軸１５２に対して平行方向にオフセットされる。今説明した３つの積層の縦方向拡大立面図は、図２４に示され、図面は他の点では図２２の図面に対応している。
【００６５】
積層によって製造される構造化表面のネガ複製は、一体成形の基板１６２に造られ、その平面図は図２５に示されている。図２４の面と縁部に対応するそれらは、ダッシュ（’）付きの同一の参照番号によって識別される。積層の作用面はキューブコーナ錐体を画定するので、基板１６２の構造化表面は、複製面１５５’、１５７’、１６０’によって形成されるキューブコーナキャビティを有する。図２４のキューブコーナ錐体および図２５のキューブコーナキャビティの両方は、ＰＧキューブコーナ要素であるが、これは、少なくとも１つの非二面角縁部（１５８または１５８’）が、構造化表面の面に対して傾斜し、また隣接キューブコーナ要素の隣接した非二面角縁部に対して平行であるからである。基板１６２は、調製された基板であると考えることができ、キューブコーナキャビティの配列には、突出部１６４の配列が点在され、その１つのみが図２５の点線で示されている。各突出部１６４は、３つの三角形の面を画定する三角形の基部と、面１５５’の上方部分と、面１５７’の上方部分とを有し、また他の２つの面を接合する実質的に垂直の面が１６６に示されている。
【００６６】
次に、調製された基板１６２に直接機械加工が実行されて、突出部１６４に溝側面１６８を形成し、溝側面は面１６０’と実質的に整列され、構造化表面の面に平行な軸に沿って延在する。遷移線１７０も、このような軸に沿って延在し、機械加工面１６８を複製面１６０’から分離する。先端またはピーク１７２は、突出部１６４の機械加工面１６８と複製面１５５’、１５７’の残部との交差部に形成される。隣接面１６８と１６０’は複合面を形成する。
【００６７】
図２６と図５とを比較すると、基板１６２の構造化表面が、ちょうど基板１０が有するように、ＰＧキューブコーナ要素、すなわちＰＧキューブコーナ錐体とＰＧキューブコーナキャビティの両方を有することが理解される。また、明白なのは、基板１０のキューブコーナ要素が３つの複合面を含み、この複合面の各々が、遷移線の両側に配設された２つの構成面を具備していたのに対し、基板１６２のキューブコーナ要素は１つのみの複合面を有するという事実である。最後に、図２６の構造化表面は、１つの機械加工面１６８を有する３面の錐体１６４の配列と、非機械加工の面によって画定されたキャビティの配列とを具備することが理解され、キャビティは構造化表面の残部（遷移線１７０によって画定された面の下に位置する面１５５’、１５７’、１６０’の部分）を具備し、また各錐体は、キャビティに隣接して、キャビティの１つの上に少なくとも部分的に延在する。
【００６８】
光学的に対向したキューブコーナを有する実施形態
キューブコーナキャビティなしの錐体
他の実施形態は図２７〜図２９の順序で示される。図２７は、突出部１８２およびキャビティ１８４（陰付きで示されている）の配列を具備する構造化表面を有する初期基板１８０の平面図であり、キャビティ１８４は、突出部１８２の実質的に垂直の壁部によって画定される。基板１８０は、基板１８０の突出部とキャビティが、三角形であるよりも、むしろ水平断面で４面のダイヤモンド形状であることを除いて、図１２の基板と同様である。溝側面ａ、ｂならびにｃ、ｄは、切削工具の動作によって、それぞれ軸１８６と１８８に沿って基板に形成されている。軸１８６、１８８は構造化表面の面に平行であり、かくして側面ａ、ｂ、ｃ、ｄがすべて、このような面に平行な軸に沿って延在することを保証する。切削工具の形状は、表面ｃに対して実質的に垂直の表面「ａ’」を構成するように、また表面ｄに対して実質的に垂直の表面ｂを構成するように選択される。かくして、各突出部１８２は、構造化表面の面に対して傾斜すると共に点１８９によって識別される隆起ピークで出会う４つの面ａ、ｂ、ｃ、ｄを有する。面ａ、ｂ、ｃ、ｄがキューブコーナ要素を形成しないことに留意されたい。
【００６９】
次に、この構造化表面のネガ複製は、電鋳法または他の適切な手段によって、本出願において調製された基板と呼ばれる基板１９０の中に造られる。初期基板１８０の面ａ−ｄは、調製された基板１９０内に複製面ａ’−ｄ’を形成する。基板１８０のキャビティ１８４は、基板１９０内に突出部１９２を形成し、軸１９４、１９６に沿って移動する切削工具によって溝側面ｅ、ｆ、ｇ、ｈが突出部の中に形成された後のこのような突出部が図２８に示されている。対の個別面、ａ’とｆ、ｂ’とｅ、ｃ’とｈおよびｄ’とｇが、複合面、すなわちそれぞれ指定された面ａ’ｆ、面ｂ’ｅ、面ｃ’ｈおよび面ｄ’ｇを形成するように、それぞれの複製面に対して実質的に平行であり、またそれと実質的に位置合わせされたこのような表面を形成するために、切削工具は制御される。面ａ’ｆは面ｃ’ｈに対して実質的に垂直であり、面ｂ’ｅは面ｄ’ｇに対して実質的に平行である。点１９８は、面ｅ、ｆ、ｇ、ｈによって形成された錐体のピークを配置する。図の面に平行な共通の遷移面にすべてが実質的に配設された遷移線２００は、機械加工面ｅ−ｈを非機械加工面ａ’−ｄ’から分離する。
【００７０】
図２９は、図示したような軸２０２に沿った切削工具の動作によって、対向溝側面ｉとｊを具備する１組の平行溝を基板１９０の中に形成した後の基板を示している。図示した実施形態では、表面ｉとｊは、構造化表面の法線に対して同一の角度で傾斜しているが、これは全く必要ではない。このような溝は、遷移線２００よりも深く基板１９０の中に延在し、面ａ’、ｂ’、ｃ’、ｄ’の交差部に配設された局所最小値にほぼ等しい深さに延在することが好ましい。切削工具は、構造化表面の最も高い部分を除去し、最上部のピークを点１９８（図２８）から点２０４に移動する。
【００７１】
表面ｉは、複合面ｂ’ｅとｄ’ｇに対して実質的に垂直であるように構成され、かくして２０６で示したＰＧキューブコーナ錐体の１つの群を形成する。表面ｊは、複合面ａ’ｆとｃ’ｈに対して実質的に垂直であるように構成され、２０８で示したＰＧキューブコーナ錐体の他の群を形成する。錐体２０６、２０８はキューブコーナ要素の適合対であるが、これは、一方が、構造化表面に垂直の軸を中心とする他方の１８０°の回転に対応するからであり、また錐体２０６対錐体２０８の１対１の対応性があるからである。各錐体２０６、２０８が、正確に２つの複合的な面を有することに留意されたい。また、構造化表面がキューブコーナキャビティを含まないことに留意されたい。しかし、切頭の非機械加工面ａ’、ｂ’、ｃ’、ｄ’はキャビティを形成し、また機械加工面ｅ、ｇ、ｉによって、あるいは機械加工面ｈ、ｆ、ｊによって形成される錐体は、このような複数の錐体が所定のキャビティに隣接するように、構造化表面に配設される。
【００７２】
図３０〜図３２は、今説明した実施形態の別形態を示している。図３０では、初期基板２１０は、基板の中に突出部２１２とキャビティ２１４（陰付きで示されている）とを有し、溝側面ａ、ｂ、ｃ、ｄは、軸２１６、２１８に沿って動作する切削工具によって突出部の上方部分に形成される。突出部の下方部分は、平面図では見えない実質的に垂直の壁部を有する。キャビティ２１４は、多数の突出部のこのような垂直の壁部に延在し、この壁部によって画定されるが、これは、このような突出部が、以前の図のように、平面図では完全に相互接続された配列を形成せず、部分的に相互接続された配列のみをむしろ形成するからである。かくして、キャビティ２１４は、全面の突出壁部によって実質的に完全には画定されないので、「閉鎖」キャビティというよりも、むしろ「開口」キャビティと呼ぶことができる。前と同じように、表面「ａ」は表面ｃに垂直であり、また表面ｂは表面ｄに垂直である。点２２０は、表面ａ、ｂ、ｃ、ｄによって形成された錐体のピークを配置する。
【００７３】
図３１は、他の基板２２２内の構造化表面のネガ複製を示している。面ａ−ｄは複製面ａ’−ｄ’を形成する。キャビティ２１４は延在した突出部２２４を生成し、この突出部の上に、軸２２６、２２８に沿った１つ以上の切削工具の動作によって溝側面ｅ、ｆ、ｇ、ｈが形成されており、切削工具は、それぞれ表面ｂ’、ａ’、ｄ’、ｃ’と共面の表面ｅ、ｆ、ｇ、ｈを形成するように制御され、かくして複合面ａ’ｆ、ｂ’ｅ、ｃ’ｈおよびｄ’ｇを形成する。遷移線２３０は、機械加工面ｅ−ｈを非機械加工面ａ’−ｄ’から分離する。点２３２は、これらの複合面によって形成された錐体のピークを配置する。
【００７４】
図３２は、軸２３４、２３６、２３８に沿って１組の異なる３つの平行溝を基板内に形成した後の基板２２２を示している。軸２３６に沿った溝は、図１５ｂまたは図１５ｄのような鋭いエッジの工具によって形成され、対向溝側面ｉとｊを具備する。軸２３４と２３６に沿った溝は、図１５ａまたは図１５ｃのような平坦な先端を有する工具によって形成される。対向溝側面ｋとｌは、溝側面ｎとｏが平坦な溝底部ｐから上方に傾斜するように、平坦な溝底部ｍから上方に傾斜する。表面ｉ、ｋ、ｎは、互いに平行であり、また複合面ｂ’ｅとｄ’ｇに垂直である。表面ｊ、ｌ、ｏは、互いに平行であり、また複合面ａ’ｆとｃ’ｈに垂直である。この形状によって、構造化表面の６つの異なる種類のＰＧキューブコーナ錐体、すなわち面ｋ、ｂ’ｅとｄ’ｇを有する錐体２４０、面ｌ、ａ’ｆとｃ’ｈを有する錐体２４２、面ｉ、ｂ’ｅとｄ’ｇを有する錐体２４４、面ｊ、ａ’ｆとｃ’ｈを有する錐体２４６、面ｎ、ｂ’ｅとｄ’ｇを有する錐体２４８、および面ｏ、ａ’ｆとｃ’ｈを有する錐体２５０が得られる。錐体２４０と２４２は、錐体２４４、２４６および錐体２４８、２５０と同様に適合対である。最後の組の平行溝の深さは、キューブコーナ錐体２４０、２４２、２４４、２４６、２４８および２５０のピークがすべて同一の高さで配設されるように調整されるが、これは必要でない。かくして、軸２３６に沿った溝は、最も深い溝底部を有し、軸２３４に沿った溝は最も浅い溝底部（ｍ）を有し、また軸２３８に沿った溝は中間の深さの溝底部（ｐ）を有する。
【００７５】
図示したような異なる溝底部を有する溝の使用は、基板２２２の構造化表面から造られた再帰反射物品の光学性能に影響を与える。第１に、平坦な溝底部ｍ、ｐは、窓として機能できる再帰反射物品の平坦な特徴を生成し、物品を部分的に透明にする。第２に、種々の溝形状はキューブコーナ要素のいわゆるアスペクト比に影響を与え、次に、これが観測角の機能としての再帰反射性の性能に影響を与える。本出願で用いられているようなアスペクト比は、平面図で見たキューブコーナ要素の輪郭の延長の程度に関する。例えば、肉太の輪郭線に示したＰＧキューブコーナ錐体２４４は、所定の幅だけ分離された左縁と右縁、および所定の長さだけ分離された上縁と下縁を有する。長さ対幅の比は、その特定のキューブコーナ要素のアスペクト比である。基板２２２のＰＧキューブコーナ錐体はすべて同一の幅を有するが、錐体２４４と２４６は最長の長さを有し、錐体２４０と２４２は最短の長さを有し、また錐体２４８と２５０は中間の長さを有することを容易に理解できる。キューブコーナ開口のアスペクト比の調整が望ましいが、これは、それによって発散特性（固定光源位置について、観測角の関数としての再帰反射光の量）、およびキューブコーナ物品の入射角性（固定観測角について、光源位置の関数としての再帰反射光の量）を調整できるからである。
【００７６】
図３２に示したような平坦な溝底部を溝に設けることは、基板の中で、このような平坦な溝底部が、他方の面の交差部に配置された鋭い凹状点または縁部よりも深いとき、追加の利点を有する。このような場合、ネガ複製の表面の最も高い部分は平坦頂面の隆起になるので、より大きな型をスケールアップするために共に接合できる基板のネガ複製は、より堅牢になり、また損傷しにくくなる。このようなネガ複製を平坦面の上に下向きに配置すると、平坦頂面の隆起それ自体は、それらの大きな表面積の故に受ける損傷が小さく、さらに、隣接面によって形成される鋭い点または隆起をこのような平坦面との接触による損害から守る。
【００７７】
図２９と図３２のキューブコーナ要素は、所望に応じて斜めにするか、あるいは斜めにしないことが可能である。より大きくまたはより小さく斜めにしたキューブコーナ要素の製造は、菱形の突出部（図２７、図３０）の形状が、次に、溝側面の配向（ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｉ、ｊ等）が所望の傾斜度に適応するように調整することによって達成される。図２９と図３２の実施形態を形成するために利用される技術によって、光学的に対向するキューブコーナ要素の適合対が生成されることがすでに指摘されている。斜角形成が用いられるならば、このような適合対は、米国特許第４，５８８，２５８号（Ｈｏｏｐｍａｎ）、第５，８１２，３１５号（Ｓｍｉｔｈ等）、および第５，８２２，１２１号（Ｓｍｉｔｈ等）に説明されている原理と一致して、構造化表面を有する物品が拡大範囲の入口角にわたって可視であるように、広げられた再帰反射性の角度性を生じる。
【００７８】
再び図３２に戻ると、そこに示した構造化表面は、図４、５、６、７、８、１２、１４ｂ、１４ｄ、１９、２０ａ、２０ｂ、２６、２７、２８、および２９、３０、３１と同様に、錐体の各々がキャビティの少なくとも１つに隣接して配設された、非機械加工面によって形成されたキャビティと、機械加工面によって少なくとも部分的に形成された錐体とを具備すると、観測することができる。図３２の切頭の非機械加工面ａ’、ｂ’、ｃ’、ｄ’はキャビティを形成し、また錐体は機械加工面ｅ、ｇおよびｋ、ｉ、またはｎの１つによって、あるいは機械加工面ｈ、ｆおよびｌ、ｊまたはｏの１つによって形成される。
【００７９】
解説
型基板の作用面は、任意の適切な物理的寸法を有することができ、選択基準は、最終成型面の所望の寸法と、溝面を切断するために使用される機械の角度および並進の精度とを含む。作用面は、２つのキューブコーナ要素よりも大きな最小横断方向寸法を有し、各キューブコーナ要素は、好ましくは約２５μｍ〜約１ｍｍの範囲、より好ましくは約２５μｍ〜約０．２５ｍｍの範囲の横断方向寸法および／またはキューブ高さを有する。典型的に、作用面は側面において数平方インチであり、４インチ（１０ｃｍ）の側面が標準である。より小さな寸法を用いて、構造化表面全体にわたって非機械加工表面と位置合わせして、より容易に溝を切断することができる。基板の厚さは、約０．５〜約２．５ｍｍの範囲である。（本出願における測定値は、例示目的のために提供され、限定を意図しない）。薄い基板により厚い基部に装着して、剛性を与えることができる。完成された多数の型は、例えば、公知のタイル張り装置で溶接することにより互いに組み合わせて、大きなタイル張りされた型を生じ、次にこの型を使用して、タイル張りの再帰反射製品を製造することができる。
【００８０】
再帰反射シート材のような再帰反射物品の製造では、機械加工された基板の構造化表面は、電鋳技術または他の従来の複製技術を用いて複製できるマスタ型として用いられる。構造化表面は、実質的に同一のキューブコーナ要素を含むことができるか、あるいは種々の寸法、形状または配向のキューブコーナ要素を含み得る。時に、関連技術で「スタンパ」と呼ばれるレプリカの構造化表面は、キューブコーナ要素のネガイメージを含む。このレプリカは、再帰反射物品を形成するための型として使用することができる。しかし、より一般的には、多数の適切なレプリカを並んで組み立てて、タイル張りの再帰反射シート材を形成する際の使用に十分に大きなタイル張りされた型を形成する。次に、再帰反射シート材は、例えば、上述したようなキューブコーナ要素の配列を有する予備成形シートをエンボス加工することによって、あるいは流体材料を型内に鋳造することによって、一体型材料として製造し得る。日本国特許第８−３０９８５１号および米国特許第４，６０１，８６１号（Ｐｒｉｃｏｎｅ）参照。代わりに、再帰反射シート材は、ＰＣＴ出願第ＷＯ９５／１１４６４号（Ｂｅｎｓｏｎ，Ｊｒ．等）および米国特許第３，６８４，３４８号（Ｒｏｗｌａｎｄ）に教示されているように、キューブコーナ要素を予備成形フィルムに対して鋳造することによって、あるいは予備成形フィルムを予備成形キューブコーナ要素にラミネートすることによって、層状製品として製造し得る。実施例によれば、このようなシート材は、マスタ型の上にニッケルを電解蒸着することによって形成されたニッケル型を用いて製造し得る。電鋳された型をスタンパとして使用し、約１．５９の屈折率を有する約５００μｍの厚さのポリカーボネートフィルム上に、型のパターンをエンボス加工することができる。型をプレス内で使用することができ、約１７５℃〜約２００℃の温度でプレスを実行する。
【００８１】
上述の種々の型基板は、一般的に、２つのグループ、すなわち先行する基板から複製することによって、複製基板の構造化表面の少なくとも一部を収容する複製基板と、収容しないバルク基板とに分類し得る。図９に示した基板はバルク基板の実施例であり、図２１〜図２４の積層１４６である。さらに、複製基板は、それらの構造化表面が引き続き機械加工される複製基板、例えば、図２〜図５の調製された基板１０、図１１と図１２の基板５８、図１３の調製された基板６８、図１４ｂの基板９０、図１４ｃと図１４ｄの調製された基板９４、図１８ａ、ｂと図１９の基板１１０、図２０ａ、ｂの基板１２８、図２５と図２６の調製された基板１６２、図２７の基板１８０、図２８と図２９の基板１９０、図３０の基板２１０、図３１と図３２の基板２２２と、複製基板の構造化表面が引き続き機械加工されない複製基板、例えばエンボス加工または成形硬化のために用いられる最終型とに分類し得る。
【００８２】
バルク型基板と共に使用するために適切な材料は、当業者に周知であり、またばり形成なしに清浄に機械加工でき、溝形成の後に寸法精度を維持する任意の材料を一般的に含む。機械加工可能なプラスチックまたは金属のような種々の材料を利用し得る。アクリルは可塑性材料の例であり、アルミニウム、真鍮、無電解ニッケルおよび銅は有用な金属の例である。
【００８３】
複製型基板と共に使用するための、引き続き機械加工されない適切な材料は、当業者に周知であり、また先行する構造化表面に対して忠実な適合性を維持するプラスチックまたは金属のような種々の材料を含む。アクリルまたはポリカーボネートのような熱的にエンボス加工またはキャストされるプラスチックを使用し得る。電気分解、化学、または蒸気蒸着されるニッケルまたはニッケル合金のような金属も適切である。
【００８４】
構造化表面が引き続き機械加工される複製型基板と共に使用するために適切な材料も、当業者に周知である。このような材料は、低い収縮または膨張、低い応力等のような物理的性質を有するべきであり、この両方の性質は、先行する構造化表面に対する忠実な適合性を保証し、このような材料のダイヤモンド加工に役立つ。アクリル（ＰＭＭＡ）またはポリカーボネートのようなプラスチックは、熱的なエンボス加工によって複製し、引き続きダイヤモンド加工することができる。適切な硬質または軟質の金属は、電気蒸着された銅、無電解ニッケル、アルミニウム、またはその複合物を含む。
【００８５】
このような型から直接または間接的に造られる再帰反射シート材に関して、有用なシート材料は、寸法的に安定し、耐久性があり、耐候性であり、また所望の構造に容易に成形可能な材料であることが好ましい。適切な材料の例は、Ｒｏｈｍ  ａｎｄ  Ｈａａｓからのプレキシグラス樹脂のような一般的に約１．５の屈折率を有するアクリル樹脂と、約１．６の屈折率を有する熱硬化物質のアクリレートおよびエポキシアクリレート、好ましくは放射硬化されたポリカーボネートと、ポリエチレンベースのイオノマ（「ＳＵＲＬＹＮ」の名称で市販）と、ポリエステルと、セルロースアセテートブチレートとを含む。一般的に、典型的に熱および圧力下で成形可能な、光学的に透過の任意の材料を使用することができる。再帰反射シート材を形成するために適切な他の材料が、米国特許第５，４５０，２３５号（Ｓｍｉｔｈ等）に開示されている。必要に応じて、シートはまた、着色剤、染料、紫外線吸収剤、あるいは他の添加剤を含み得る。
【００８６】
ある場合には、再帰反射シート材に補強層を提供することが望ましい。補強層は、全内部反射の原理に従って光を反射する再帰反射シート材に特に有用である。適切な補強層は、開示された再帰反射シート材と有効に係合し得る着色された材料を含む、透明または不透明な任意の材料から造ることができる。適切な補強材料は、アルミシート材と、亜鉛めっき鋼と、ポリメタクリル酸メチル、ポリエステル、ポリアミド、ポリフッ化ビニル、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリウレタンのような重合体材料と、これらと他の材料から造られた多種多様のラミネートとを含む。
【００８７】
補強層またはシートは、グリッドパターンまたは反射要素に適切な他の任意の構造の中にシールすることができる。シールは、超音波溶接、接着剤を含むいくつかの方法を用いて、あるいは反射要素の配列上の別個の位置でヒートシールすることによって（例えば、米国特許第３，９２４，９２８号参照）行うことができる。シールは、土および／または水分のような汚染物質の進入を阻止し、またキューブコーナ要素の反射面に隣接した空隙を維持するために望ましい。
【００８８】
複合体に追加の強度または靭性が必要ならば、ポリカーボネート、ポリブトリエートまたは強化プラスチックの裏張りシートを使用し得る。得られる再帰反射材料の可撓性の程度に応じて、ストリップまたは他の適切な形態に材料を転造するか、または切断し得る。再帰反射材料はまた、接着剤とリリースシートとで裏打ちして、接着剤を塗布するか、あるいは他の固定手段を用いる追加ステップなしに、任意の基板への前記材料の適用を有用にし得る。
【００８９】
選択用語集
「隣接キューブコーナ要素のアレイ」は、すべての隣接キューブコーナ要素と共にそれに隣接する所定のキューブコーナ要素を意味する。
【００９０】
「閉鎖キャビティ」は、全側面の突出部または錐体の壁部によって実質的に画定されたキャビティを意味する。
【００９１】
「複合面」は、互いに近接する少なくとも２つの識別可能な面（「構成面」と呼ばれる）から成る面を意味する。構成面は、互いに実質的に整列されるが、互いに関してかなり小さな量だけ（約１０°未満、好ましくは約１°未満）、並進的におよび／または回転的に構成面をオフセットして、本出願に記述したような所望の光学効果を達成することができる。
【００９２】
「キューブコーナキャビティ」は、キューブコーナ要素として配設された３つの面によって少なくとも部分的に画定されたキャビティを意味する。
【００９３】
「キューブコーナ要素」は、協働して、光を再帰反射するか、さもなければ光を所望の位置に導く１組の３つの面を意味する。３つの面のいくつかまたはすべては複合面であり得る。「キューブコーナ要素」はまた、それ自体光を再帰反射しないか、さもなければ光を所望の位置に導かないが、適切な基板に複写されるならば（ポジまたはネガの意味で）、光を再帰反射するか、さもなければ光を所望の位置に導く１組の３つの面を形成する１組の３つの面を含む。
【００９４】
「キューブコーナ錐体」は、キューブコーナ要素として配設された少なくとも３つの側面を有する材料体を意味する。
【００９５】
「キューブの高さ」は、基板上に形成されるか、あるいは形成可能であるキューブコーナ要素に関して、キューブコーナ要素の部分の間の基板に垂直な軸に沿った最大の分離を意味する。
【００９６】
キューブコーナ要素の「二面角縁部」は、同一のキューブコーナ要素の２つの他の面の１つに隣接するキューブコーナ要素の３つの面の１つの縁部である。どのキューブコーナ要素が考慮されているかに応じて、構造化表面の特定の縁部が二面角縁部であってもよく、あるいはそうでなくてもよいことに留意されたい。
【００９７】
「直接機械加工」は、典型的に、基板の面に対して実質的に平行な軸に沿って切削工具を引くことによって、基板の面に１つ以上の溝側面を形成することを指す。
【００９８】
「幾何学的構造」は、複数の面を有する突出部またはキャビティを意味する。
【００９９】
「溝」は、溝軸に沿って伸長されると共に２つの対向した溝側面によって少なくとも部分的に画定されたキャビティを意味する。
【０１００】
「溝側面」は、実質的に連続的な直線運動により、基板に交差して１つ以上の切削工具を引くことによって形成可能な表面または一連の表面を意味する。このような運動はフライカッティング技術を含み、この場合、切削工具は、実質的に直線経路に沿って前進するときに回転運動を行う。
【０１０１】
「機械加工不可能」とは、基準面に沿って延在する構造化表面に関して、基準面に対して実質的に平行な経路に沿って切削工具を引くことによって、このような構造化表面を簡単に作製できないことを意味する。
【０１０２】
キューブコーナ要素の「非二面角縁部」は、このようなキューブコーナ要素の二面角縁部でないキューブコーナ要素の３つの面の１つの縁部である。どのキューブコーナ要素が考慮されているかに応じて、構造化表面の特定の縁部が非二面角縁部であってもよく、あるいはそうでなくてもよいことに留意されたい。
【０１０３】
「ＰＧキューブコーナ要素」は、「好ましい形状」のキューブコーナ要素を意味し、また基準面に沿って延在するキューブコーナ要素の構造化表面の関連で規定される。本出願の目的のために、ＰＧキューブコーナ要素は、（１）基準面に非平行であり、（２）隣接キューブコーナ要素の隣接した非二面角縁部に対して実質的に平行である少なくとも１つの非二面角縁部を有するキューブコーナ要素を意味する。３つの反射面がすべて長方形（正方形を含む）であるキューブコーナ要素は、ＰＧキューブコーナ要素の１つの実施例である。
【０１０４】
「調製された基板」は、所望のまたは最終の構造化表面の部分のみに対応する複数の面を有する基板を意味する。
【０１０５】
「突出部」は通常の広い意味を有し、錐体を含み得る。
【０１０６】
「錐体」は、頂点で出会う３つ以上の側面を有する突出部を意味し、錐台を含み得る。
【０１０７】
「基準面」は、隣接したキューブコーナ要素または他の幾何学的構造の群の近傍の面に近似する面または他の表面を意味し、キューブコーナ要素または幾何学的構造は面に沿って配設される。
【０１０８】
「再帰反射性」とは、光源のまたはその近くの観測者が反射光を検出できるように、斜めに入る入射光が、入射方向に反平行の方向、またはほぼその方向に反射される特性を有することを意味する。
【０１０９】
「構造化」とは、表面に関連して用いる場合、種々の配向で配設された複数の別個の面を有する表面を意味する。
【０１１０】
「対称軸」は、キューブコーナ要素に関連して用いる場合、キューブコーナ頂点を通して延在する軸を指し、キューブコーナ要素の３つの面を有する等角を形成する。対称軸は、キューブコーナ要素の光学軸とも時折り呼ばれる。
【０１１１】
「遷移線」は、複合面の構成面を分離する線または他の細長い部分を意味する。
【０１１２】
本出願に引用した特許および特許出願のすべては、参考として組み込まれている。本発明について好適な実施形態を参考にして説明してきたが、当業者は、本発明の精神と範囲から逸脱することなしに、形態および詳細における変更をなし得ることを認識するであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来技術から公知のＰＧキューブコーナ要素配列の１つの型式を具備する構造化表面の平面図である。
【図２】  調製された基板の斜視図である。
【図３】  いくつかの溝側面を機械加工した後の図２の基板の斜視図である。
【図４】  すべての溝側面を機械加工した後の図２の基板の斜視図である。
【図５】  図４の平面図である。
【図６】  傾斜ＰＧキューブコーナ要素を有する構造化表面の平面図であり、このような面は、図２〜図５に関連して説明した方法を用いて作製できる。
【図７】  傾斜ＰＧキューブコーナ要素を有する構造化表面の平面図であり、このような面は、図２〜図５に関連して説明した方法を用いて作製できる。
【図８】  傾斜ＰＧキューブコーナ要素を有する構造化表面の平面図であり、このような面は、図２〜図５に関連して説明した方法を用いて作製できる。
【図９】  マスクされた基板の斜視図である。
【図１０】  マスクを用いて基板に突出部を形成した後の図９の基板の斜視図である。
【図１１】  図１０の基板から複製された機械加工不可能な構造化表面を有する基板の斜視図である。
【図１２】  基板の突出部に溝側面を直接機械加工して、キューブコーナ錐体を形成した後の図１１の基板の斜視図である。
【図１３】  図２の基板と同様の調製された基板を形成する、図１２の基板の複製の斜視図である。
【図１４ａ】  所望の形状に非常に近似した構造化表面の物品から、所望の形状を有する１つまたは複数の物品までの進行の２次元表示を示した概略図である。
【図１４ｂ】  所望の形状に非常に近似した構造化表面の物品から、所望の形状を有する１つまたは複数の物品までの進行の２次元表示を示した概略図である。
【図１４ｃ】  所望の形状に非常に近似した構造化表面の物品から、所望の形状を有する１つまたは複数の物品までの進行の２次元表示を示した概略図である。
【図１４ｄ】  所望の形状に非常に近似した構造化表面の物品から、所望の形状を有する１つまたは複数の物品までの進行の２次元表示を示した概略図である。
【図１５ａ】  溝側面を形成するときに使用し得る異なる切削工具の先端を示している。
【図１５ｂ】  溝側面を形成するときに使用し得る異なる切削工具の先端を示している。
【図１５ｃ】  溝側面を形成するときに使用し得る異なる切削工具の先端を示している。
【図１５ｄ】  溝側面を形成するときに使用し得る異なる切削工具の先端を示している。
【図１６ａ】  複合面の２つの構成面が出会う領域を拡大して示した概略断面図であり、異なる種類の可能な遷移線を示している。
【図１６ｂ】  複合面の２つの構成面が出会う領域を拡大して示した概略断面図であり、異なる種類の可能な遷移線を示している。
【図１６ｃ】  複合面の２つの構成面が出会う領域を拡大して示した概略断面図であり、異なる種類の可能な遷移線を示している。
【図１６ｄ】  複合面の２つの構成面が出会う領域を拡大して示した概略断面図であり、異なる種類の可能な遷移線を示している。
【図１６ｅ】  複合面の２つの構成面が出会う領域を拡大して示した概略断面図であり、異なる種類の可能な遷移線を示している。
【図１６ｆ】  複合面の２つの構成面が出会う領域を拡大して示した概略断面図であり、異なる種類の可能な遷移線を示している。
【図１７】  構成面の間の各遷移線が有限の幅を有する、ＰＧキューブコーナキャビティの平面図である。
【図１８ａ】  ４面の突出部の配列を有する初期基板の平面図である。
【図１８ｂ】  その断面図である。
【図１９】  突出部の上方部分に溝側面を形成した後の図１８ａ〜図１８ｂの基板の平面図である。
【図２０ａ】  図１９の基板のネガ複製を造り、このようなネガ複製の上方部分に溝側面を機械加工することによって獲得可能な基板の平面図である。
【図２０ｂ】  図２０ａに示したような断面図である。
【図２１】  積層群の斜視図である。
【図２２】  積層の作用面に機械加工された１組の溝を有する、斜めの位置の積層の縦方向立面図である。
【図２３】  図２２の積層の側面図である。
【図２４】  積層を傾けて整列に戻し、さらに積層の作用面を機械加工した後の積層の縦方向拡大立面図である。
【図２５】  調製された基板の構造化表面の平面図であり、構造化表面は、図２４の積層によって形成された構造化表面のネガ複製である。
【図２６】  基板に溝側面を形成した後の図２５の基板である。
【図２７】  突出部の上方部分に溝側面を形成した後の初期基板の平面図である。
【図２８】  図２７の基板のネガ複製を造り、このようなネガ複製の上方部分に溝側面を機械加工することによって獲得可能な基板の平面図である。
【図２９】  追加の１組の平行溝を基板内に機械加工した後の図２８の基板の平面図である。
【図３０】  図２７〜図２９と同様の形態の代替実施形態である。
【図３１】  図２７〜図２９と同様の形態の代替実施形態である。
【図３２】  図２７〜図２９と同様の形態の代替実施形態である。
【図１】
0004494648.tif 000002
【図２】
0004494648.tif 000003
【図３】
0004494648.tif 000004
【図４】
0004494648.tif 000005
【図５】
0004494648.tif 000006
【図６】
0004494648.tif 000007
【図７】
0004494648.tif 000008
【図８】
0004494648.tif 000009
【図９】
0004494648.tif 000010
【図１０】
0004494648.tif 000011
【図１１】
0004494648.tif 000012
【図１２】
0004494648.tif 000013
【図１３】
0004494648.tif 000014
【図１４ａ】
0004494648.tif 000015
【図１４ｂ】
0004494648.tif 000016
【図１４ｃ】
0004494648.tif 000017
【図１４ｄ】
0004494648.tif 000018
【図１５ａ】
0004494648.tif 000019
【図１５ｂ】
0004494648.tif 000020
【図１５ｃ】
0004494648.tif 000021
【図１５ｄ】
0004494648.tif 000022
【図１６ａ】
0004494648.tif 000023
【図１６ｂ】
0004494648.tif 000024
【図１６ｃ】
0004494648.tif 000025
【図１６ｄ】
0004494648.tif 000026
【図１６ｅ】
0004494648.tif 000027
【図１６ｆ】
0004494648.tif 000028
【図１７】
0004494648.tif 000029
【図１８ａ】
0004494648.tif 000030
【図１８ｂ】
0004494648.tif 000031
【図１９】
0004494648.tif 000032
【図２０ａ】
0004494648.tif 000033
【図２０ｂ】
0004494648.tif 000034
【図２１】
0004494648.tif 000035
【図２２】
0004494648.tif 000036
【図２３】
0004494648.tif 000037
【図２４】
0004494648.tif 000038
【図２５】
0004494648.tif 000039
【図２６】
0004494648.tif 000040
【図２７】
0004494648.tif 000041
【図２８】
0004494648.tif 000042
【図２９】
0004494648.tif 000043
【図３０】
0004494648.tif 000044
【図３１】
0004494648.tif 000045
【図３２】
0004494648.tif 000046