ラミナの作製方法
【課題】複製用のマイクロ構造化ラミナの作製方法及び装置を提供する。
【解決手段】マイクロ構造化ラミナ（単数又は複数）上に小さいキューブコーナ構造体を反復して配置する目的でラミナ１０を機械加工する際、自由度が、ｘ方向の平行移動、ｚ方向の平行移動及びｙを中心とする回転を含む運動学的位置決めが有利である機械加工用固定具１００を使用し、個々のラミナ１０にＶ形溝を機械加工することにより、キューブコーナマイクロ構造体を形成する。
【解決手段】マイクロ構造化ラミナ（単数又は複数）上に小さいキューブコーナ構造体を反復して配置する目的でラミナ１０を機械加工する際、自由度が、ｘ方向の平行移動、ｚ方向の平行移動及びｙを中心とする回転を含む運動学的位置決めが有利である機械加工用固定具１００を使用し、個々のラミナ１０にＶ形溝を機械加工することにより、キューブコーナマイクロ構造体を形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複製用のマイクロ構造化ラミナ（ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ ｌａｍｉｎａ）の作製方法及び装置に関する。好ましい実施形態では、本発明は、機械加工により個々のラミナ上にＶ形溝を設けてキューブコーナマイクロ構造体を形成することに関する。
【背景技術】
【０００２】
再帰反射材料は、材料に入射した光を再方向付けして元の光源の方向に戻す能力により特性付けられる。この特性のおかげで、様々な交通安全用途及び人的安全用途で再帰反射シートが広く使用されるようになった。再帰反射シートは、乗物や衣類のための再帰反射テープや、道路標識、防柵、ライセンスプレート、路面標示、標示テープなどの様々な物品で広く利用されている。
【０００３】
２つの公知のタイプの再帰反射シートは、マイクロスフェア（微小球）型シート及びキューブコーナ型シートである。「ビーズ型」シートと呼ばれることもあるマイクロスフェア型シートでは、典型的には、入射光を再帰反射するために、バインダー層中に少なくとも部分的に埋め込まれかつ正反射材料又は拡散反射材料（例えば、顔料粒子、金属フレーク、蒸気コートなど）に関連付けられた多数のマイクロスフェアが利用される。ビーズ型レトロリフレクターの対称ジオメトリーに基づいて、マイクロスフェア型シートは、その姿勢に関係なく、すなわちシートの表面に垂直な軸を中心に回転した場合にも、同一の全光反射を呈する。したがって、そのようなマイクロスフェア型シートは、シートを表面に配置するときの姿勢に対する感度が比較的低い。しかしながら、一般的には、そのようなシートは、キューブコーナ型シートよりも再帰反射効率が悪い。
【０００４】
キューブコーナ型再帰反射シートは、典型的には、実質的に平面状のフロント表面と、複数の幾何学的構造体を含むリア構造化表面（その一部分又は全部は、キューブコーナ素子として構成された３つの反射面を含む）とを有する薄肉透明層を備えている。キューブコーナ型再帰反射シートは、最初に、構造化表面を有するマスター成形型を作製することにより一般に製造される。そのような構造化表面は、完成シートがキューブコーナ角錐若しくはキューブコーナキャビティ（又はその両方）を有するか否かに応じて、完成シートにおける所望のキューブコーナ素子ジオメトリーか或いはそのネガティブ（反転）コピーに対応するものである。次に、エンボス加工、押出加工又はキャストアンドキュアリングのような方法によりキューブコーナ型再帰反射シートを形成するためのツールを作製すべく、従来のニッケル電鋳のような任意の好適な技術を用いて成形型を複製する。米国特許第５，１５６，８６３号明細書（プリコーン（Ｐｒｉｃｏｎｅ）ら）には、キューブコーナ型再帰反射シートの製造に使用されるツールを形成するためのプロセスの例示的全体図が提供されている。マスター成形型を作製するための公知の方法としては、ピンバンドリング法、直接機械加工法、及びラミナを利用する方法が挙げられる。
【０００５】
ピンバンドリング法では、複数のピン（それぞれの一端にキューブコーナ素子のような幾何学的形状を有する）を集成一体化してマスター成形型を形成する。米国特許第１，５９１，５７２号明細書（スティムソン（Ｓｔｉｍｓｏｎ））及び同第３，９２６，４０２号明細書（ヒーナン（Ｈｅｅｎａｎ））には、具体例が提示されている。
【０００６】
直接機械加工法の場合、平面状基材の表面に一連の溝を形成することによりマスター成形型を形成する。周知の一方法では、３セットの平行溝を６０度の開先角で互いに交差させてキューブコーナ素子（それぞれ等辺底面三角形を有する）のアレイを形成する（米国特許第３，７１２，７０６号明細書（スタム（Ｓｔａｍｍ））を参照されたい）。他の方法では、２セットの溝を６０度超の角度で互いに交差させかつ第３のセットの溝を他の２つのセットのそれぞれと６０度未満の角度で交差させることにより傾斜キューブコーナ素子マッチドペアのアレイを形成する（米国特許第４，５８８，２５８号明細書（フープマン（Ｈｏｏｐｍａｎ））を参照されたい）。
【０００７】
ラミナを利用する方法では、１つの長手縁上に幾何学的形状を形成したラミナと呼ばれる複数の薄いシート（すなわちプレート）を集成してマスター成形型を形成する。ラミナを利用する方法の具体例は、欧州特許出願公開第０８４４０５６Ａ１号明細書（三村）、米国特許第６，０１５，２１４号明細書（ヒーナン（Ｈｅｅｎａｎ））、米国特許第５，９８１，０３２号明細書（スミス（Ｓｍｉｔｈ））、米国特許第６，１５９，４０７号明細書（クリンケ（Ｋｒｉｎｋｅ））及び米国特許第６，２５７，８６０号明細書（ラトレル（Ｌｕｔｔｒｅｌｌ））に見出すことができる。
【０００８】
切頭キューブコーナアレイの隣り合うキューブコーナ素子の底縁は、典型的には共面上に存在する。「完全キューブ」又は「好適ジオメトリー（ＰＧ）キューブコーナ素子」として記述される他のキューブコーナ素子構造体は、典型的には、共面上に存在する底縁を有さない。そのような構造体は、典型的には、切頭キューブコーナ素子と比較してより高い全光反射を呈する。ＰＧキューブコーナ素子は、国際公開第００／６０３８５号パンフレットに記載されているように、直接機械加工により作製できるものがある。しかしながら、この多段階製造プロセスを用いて幾何学的確度を保持するのは困難である。また、得られるＰＧキューブコーナ素子及び／又は素子配置に関して、設計上の制約が顕在化する可能性もある。これとは対照的に、ピンバンドリング法及びラミナを利用する方法では、様々な形状及び配置のＰＧキューブコーナ素子の形成が可能である。しかしながら、ピンバンドリング法とは異なり、ラミナを利用する方法は、比較的小さいＰＧキューブコーナ素子を形成する能力をも有利に提供する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
当技術分野では、再帰反射シートを製造するのに使用するのに好適なラミナの機械加工方法が報告されているが、業界は、さらに改善された方法及び装置に優位性を見出すであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
一実施形態として、本発明は、ラミナを用意するステップと、ラミナの表面部分が露出されるようにラミナを固定具内に運動学的に位置決めするステップと、表面部分を機械加工するステップとを含む、ラミナの機械加工方法に関する。表面部分は、好ましくは、ラミナの厚さの範囲に及ぶ。さらに本発明は、ラミナの縁に複数の溝を形成し、それら溝がキューブコーナマイクロ構造体を形成する構成において、特に有利である。
【００１１】
他の実施形態として、本発明は、マイクロ構造化された縁を有するラミナを用意するステップと、個々のラミナを固定具中に運動学的に位置決めしてスタックを形成するステップと、スタック内でラミナの位置を維持するステップとを含む、ラミナの集成方法に関する。
【００１２】
他の実施形態として、本発明は、各々が２つの主面を有する少なくとも２枚のシートを用意するステップと、均一な厚さになるようにそれらシートの主面を機械加工（例えばダイヤモンド機械加工）するステップと、スタックの形態にシートを集成するステップと、好ましくは放電加工によりスタック内の２つ以上のラミナを同時にカットするステップとによる、ラミナの作製方法に関する。
【００１３】
他の実施形態として、本発明は、固定具内にラミナのスタックを、露出したマイクロ構造化表面をスタックが有するように用意するステップと、導電性カバーシートをスタックに、固定具がカバーされかつ構造化表面が露出されるように装着するステップと、メッキ溶液中で露出表面に電鋳処理を施してレプリカを形成するステップとを含む、マスター成形型の複製方法に関する。好ましくは、レプリカをスタックから取り出した後でメッキ溶液の乾燥を行う。この方法は、好ましくは、カバーシートを焼嵌めすることを含む。
【００１４】
他の実施形態として、本発明は、垂直支持基台により連結されて両者間に調整可能な開口を有する２つの対向平行表面と、ラミナを受容すべくそれら対向表面の少なくとも一方を後退又は前進させるための手段と、個々のラミナを運動学的に位置決めするための手段とを含む、ラミナ（単数又は複数）の固定具に関する。固定具は、ラミナ（単数又は複数）の位置を確認するための手段を、任意選択的に有することができる。集成用固定具は、好ましくは、スタック内でラミナ（単数又は複数）の位置を維持するための手段をさらに含む。さらに、隣接ラミナに対する各ラミナの位置の精度は、少なくとも０．０００１インチ（０．００２５４ｍｍ）である。
【００１５】
上記した実施形態の各々において、ラミナは、好ましくは０．００１インチ（０．０２５４ｍｍ）〜０．０２０インチ（０．５０８ｍｍ）、より好ましくは０．００３インチ（０．０７６ｍｍ）〜０．０１０インチ（０．２５４ｍｍ）の範囲内の厚さを有する。特に、そのような薄いラミナでは、機械加工用の固定具及び／又は集成用の固定具を用いて、例えば、ｘ方向平行移動、ｚ方向平行移動、及びｙを中心とする回転に運動学的拘束を加えることにより、ラミナを３自由度で運動学的に拘束することが好ましい。ラミナ及び／又は固定具は、好ましくは、運動学的に位置決めするのに好適な（例えば３つの）非平面状突起を有する。ラミナは、好ましくは、例えば可動ジョーにより提供される両側からの真空又は接触圧力により、残りの３自由度において非運動学的に拘束される。
【００１６】
ラミナは、機械加工可能なプラスチック又は機械加工可能な金属から構成される。特に、集成ラミナの集成及び複製を行う場合（例えば電鋳溶液）、各ラミナは、好ましくは±０．００２インチ（０．０５０８ｍｍ）未満、より好ましくは±０．０００２インチ（０．００５０８ｍｍ）未満の厚さ許容差（すなわち、ラミナ内の厚さのばらつき）を有する。再帰反射シート用の成形型の製造に利用されるラミナの厚さ許容差は、より好ましくは±０．０００１インチ（０．００２５４ｍｍ）未満である。さらに、ラミナの主面は、典型的には０．０００００５インチ（０．０００１２７ｍｍ）未満の表面粗さを有する。これに加えて、集成スタックにおけるラミナ間の長さのばらつきは、好ましくは±０．０００１インチ（０．００２５４ｍｍ）未満、より好ましくは０．０００２インチ（０．００５０８ｍｍ）未満である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】ラミナの斜視図である。
【図２】固定具内の１枚のラミナの斜視図である。
【図３】シートのスタックからカットされる複数のラミナの斜視図である。
【図４】例示的な集成用固定具に与えられたラミナの集成スタックの斜視図である。
【図５】ラミナとカバーシートとの集成スタックの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明は、ラミナを機械加工する方法、ラミナを集成してマスター成形型を形成する方法、ラミナを作製する方法、及びラミナのスタックを含むマスター成形型を複製する方法を開示する。本発明は、ラミナ（単数又は複数）、並びにラミナ（単数又は複数）の機械加工及び／又は集成に使用するのに好適な固定具として有用な装置に関する。本発明は、これらの各実施形態の単独実施及びそのような実施形態の種々の併用実施に関する。
【００１９】
ラミナを機械加工する方法、ラミナを集成する方法、複数のラミナさらには１つのラミナを機械加工するための固定具及び／又は集成するための固定具は、「運動学的位置決め」という共通した特徴を共有する。例えば、精密機械設計（Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｄｅｓｉｇｎ）、アレキサンダー・スロカム（Ａｌｅｘａｎｄｅｒ Ｓｌｏｃｕｍ）著、プレンティス・ホール（Ｐｒｅｎｔｉｃｅ Ｈａｌｌ）刊、ニュージャージー州イングルウッドクリフス（Ｅｎｇｌｅｗｏｏｄ Ｃｌｉｆｆｓ，Ｎｅｗ Ｊｅｒｓｅｙ）、１９９２年、第３５２〜３５４頁に記載されているように、運動学的設計の原理によれば、点の数を最小限にして点接触を行うことにより所望の位置及び姿勢（すなわち、６自由度−（マイナス）所望の自由度）で物体を拘束できるはずである。理論上、単一の接触点を達成することはできない。したがって、接触点は小さい領域である。
【００２０】
明確にするために、ラミナに重ね合わせた三次元のデカルト座標系を基準にして、ラミナの運動学的位置決めについて記述する。しかしながら、他の座標系を用いて運動学的位置決めについて記述し得ること、或いは他の姿勢（例えば鉛直）でラミナ及び／又は固定具を位置決めし得ることは理解されよう。
【００２１】
図１に関して、「位置」とは、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸に沿った座標を意味し、一方、姿勢とは、これらの軸の各々を中心とする回転を意味する。したがって、機械加工用の固定具又は集成用の固定具に配置する前のラミナは、６つの自由度（すなわちｘ軸、ｙ軸、ｚ軸、ｘ軸を中心とする回転、ｙ軸を中心とする回転、ｚ軸を中心とする回転）で移動する能力を有する。
【００２２】
運動学的位置決めを行うために、ラミナ及び／又は固定具（すなわち、機械加工用の固定具及び／又は集成用の固定具）は、好ましくは突起を含む。接触応力及びラミナの変形を最小限に抑えるとともにラミナと固定具との間の接触面積を最小限に抑えるべく、突起は、好ましくは、丸面取りされる。本明細書中では、ラミナだけが突起を含み、ラミナの突起を介してラミナを位置決めするように機械加工用固定具及び／又は集成用固定具が設計されている実施形態に関連させて、本発明をさらに詳細に説明する。しかしながら、他の実施形態として、固定具（単数又は複数）だけが突起を含むものもある。さらに他の実施形態では、ラミナと固定具の両方が突起を含む。さらに、丸面取りされた突起が好ましいが、ラミナの運動学的位置決めが達成されるのであれば、他の形状の突起及びは他の突起配置もまた好適である。
【００２３】
一実施形態では、ラミナは好ましくは、少なくとも３つの突起、例えば、長さ（すなわち、ラミナの平面内の最長寸法）の方向に延在する１つの突起と、高さ（すなわち、ラミナの平面内の最短寸法）の方向に延在する２つの突起とを含む。また、対向方向に正確に方向付けられた力を固定具に接触する各突起に加えるべく、ラミナは、追加の突起をさらに含むことができる。
【００２４】
ラミナの例示的機械加工用固定具及び突起を有するラミナ設計を、図１〜図２に示す。半径１及び２と機械加工用固定具１００の平面状表面１１３との接触が、半径５及び６に作用する力と組み合わされて、ラミナは、ｚ軸方向で運動学的に拘束される（すなわち、ｚ方向の平行移動が拘束される）とともに、ｙ軸を中心とする回転も拘束される。さらに、半径３と機械加工用固定具の平面状表面１１４との接触が、半径４に作用する力と組み合わされて、ラミナは、ｘ軸方向で運動学的に拘束される（すなわち、ｘ方向の平行移動が拘束される）。ラミナの表面１４は、残りの３つの自由度（すなわち、ｙ方向の平行移動、ｘを中心とする回転、及びｚを中心とする回転）においてラミナを拘束する機械加工用固定具１００のジョー１１１の表面（図示せず）に接触する。したがって、好ましい実施形態では、ラミナは、３自由度（すなわち、ｘ方向の平行移動、ｚ方向の平行移動、ｙを中心とする回転）で運動学的に拘束されるとともに、残りの３自由度では、ラミナの非運動学的表面接触により拘束される。ラミナを任意選択的に、ｙ方向の平行移動、ｚを中心とする回転、及びｘを中心とする回転で、運動学的に拘束することもできる。これは特に、これらの拘束の結果として許容できない屈曲変形が生ずることを防止できる十分な厚さのラミナの場合である。
【００２５】
本願の発明者らは、マイクロ構造化ラミナ（単数又は複数）上に小さいキューブコーナ構造体を反復して配置する目的でラミナを機械加工する際、運動学的位置決めが有利であることを見出した。位置決め誤差が溝形成機の精度に近づくように集成用固定具に複数のマイクロ構造化ラミナを相対的に配置するには、運動学的位置決めが有利である。本明細書に記載の方法及び装置は、ラミナの縁にキューブコーナマイクロ構造体を機械加工するのに特に好適であるが、そのような方法及び装置は、マイクロ構造化表面（例えば縁）を有するラミナを利用する他のタイプのマイクロ構造体（例えばフックアンドループファスナー）の機械加工に使用するのに好適であると考えられる。
【００２６】
一般的には、ラミナは、縁に直接機械加工される溝を形成するのに好適な任意の基材で構成され得る。好適な基材は、バリ生成を伴うことなくクリーンに機械加工され、低い延性及び低い粒状性を呈し、そして溝形成後に寸法確度を保持するものである。様々な機械加工可能なプラスチック又は金属を利用し得る。好適なプラスチックは、熱可塑性材料又は熱硬化性材料、例えば、アクリル又は他の材料を含む。機械加工可能な金属としては、アルミニウム、黄銅、銅、無電解ニッケル及びそれらの合金が挙げられる。好ましい金属としては、非鉄金属が挙げられる。好適なラミナ材料は、例えば、圧延、キャスティング、化学堆積、電気堆積又は鍛造により、シートの形態に形成可能である。好ましい機械加工材料は、典型的には、溝の形成時のカッティングツールの摩耗を最小限に抑えるように選択される。他のタイプのマイクロ構造体を含むラミナでは、他の材料もまた好適であり得る。
【００２７】
ラミナは、その厚さの少なくとも約１０倍（好ましくは、その厚さの少なくとも１００、２００、３００、４００、５００倍）の長さ及び高さを有する薄肉プレートである。本発明は、なんら特定の寸法のラミナ（単数又は複数）に限定されるものではない。当業者であればわかるように、ラミナ（単数又は複数）の最適寸法は、ラミナの曲げ剛性、座屈剛性及び取扱いの容易さに関連付けられる。さらに、再帰反射シートの製造に使用することが意図されるラミナの場合、最適寸法はまた、最終設計の光学的要件（例えば、キューブコーナの構造）により拘束され得る。本発明は、一般的には、０．２５インチ（６．３５ｍｍ）未満、好ましくは０．１２５インチ（３．１７５ｍｍ）未満の厚さを有するラミナに有利である。再帰反射シートを形成するための成形型に使用するのに好適なラミナの場合、各ラミナの厚さは、好ましくは約０．０２０インチ（０．５０８ｍｍ）未満、より好ましくは約０．０１０インチ（０．２５４ｍｍ）未満である。典型的には、そのようなラミナの厚さは、少なくとも約０．００１インチ（０．０２５４ｍｍ）、より好ましくは少なくとも約０．００３インチ（０．０７６２ｍｍ）である。そのようなラミナ（単数又は複数）の長さは、約１インチ（２５．４ｍｍ）〜約２０インチ（５．０８ｃｍ）の範囲内であり、典型的には６インチ（１５．２４ｃｍ）未満である。そのようなラミナの高さ（すなわち、縁１８と作用表面１６との間の距離）は、典型的には約０．５インチ（１２．７ｍｍ）〜約３インチ（７．６２ｃｍ）の範囲内であり、より典型的には約２インチ（５．０８ｃｍ）未満である。
【００２８】
スタック内の集成された複数のラミナは、典型的には、実質的に同一サイズである。各ラミナの厚さ、長さ及び高さは、通常の機械加工許容差に応じたばらつきを有する。他の用途ではより大きい寸法ばらつきでも好適であり得るが、水溶液からの電鋳に付すことが意図される集成ラミナの場合には、ラミナ間の高さのばらつきは、約±０．００５インチ（０．１２７ｍｍ）未満、より好ましくは±０．０００５インチ（０．０１２７ｍｍ）未満、さらにより好ましくは±０．００００５インチ（０．００１２７ｍｍ）未満であることが好ましい。さらに、ラミナ間の長さのばらつきは、好ましくは±０．０００５インチ（０．０１２７ｍｍ）未満、より好ましくは±０．０００１インチ（０．００２５４ｍｍ）未満、さらにより好ましくは±０．００００５インチ（０．００１２７ｍｍ）未満である。ラミナにおける厚さ許容差は、特に再帰反射シートを製造するための成形型に供させるラミナの場合、好ましくは±０．０００２インチ（０．００５０８）未満、さらにより好ましくは±０．０００１インチ（０．００２５４ｍｍ）未満、より好ましくは±０．００２インチ（０．０５０８ｍｍ）未満である。ラミナの機械加工時及び集成時に反復可能な位置決めを確実に行うために、各ラミナの面（すなわち、面１２及び１４）は、好ましくは約０．００００８インチ（０．０００２ｍｍ）未満、より好ましくは０．０００００４インチ（０．０００１ｍｍ）未満の平均表面粗さになるように機械加工される。
【００２９】
接触突起（例えば、１、２及び３）の外側縁は、典型的には、多くとも機械加工時及び／又は集成時の最大目標位置決め誤差に等しい谷／峰（Ｐｖ）表面粗さを有する。好ましくは、接触突起のＰｖ表面粗さは、最大目標位置決め誤差の１／３未満、より好ましくは最大目標位置決め誤差の約１／６未満である。したがって、±０．０００１インチ（０．００２５ｍｍ）の最大位置決め誤差では、突起のＰｖ表面粗さは、好ましくは約０．００００１６インチ（０．０００４ｍｍ）以下である。
【００３０】
丸面取り突起の場合、接触半径１、２及び３のサイズは、好ましくは、ラミナ突起の組成及びラミナの寸法に関連させて、接触半径に作用する力の大きさに基づいて選択される。すなわち、接触半径のサイズは、応力を減少し、変形を防止し、先に記載したような固定具との接触を最小限に抑えるように選択される。０．０１０インチ（０．２５４ｍｍ）の厚さ、６インチ（１５ｃｍ）の長さ、及び２インチ（５ｃｍ）の高さを有する黄銅で構成された再帰反射シートを、２ポンド（０．９ｋｇ）の印加力で製造するのに使用するのに好適なラミナの好適接触半径１、２及び３は、約１０インチである。
【００３１】
図３を参照すると、ラミナを作製する好ましい方法は、上記した所望の表面粗さ及び厚さ許容差になるように２枚以上のシートの主面１２及び１４（図示せず）をダイヤモンド旋削機などで面削りするステップと、スタック３００の形態にシートを集成するステップと、次に、スタックの全体に渡ってラミナの周囲形状をカッティングする（切り出す）ステップとを含む。主面の面削りは、例えば、グラインディング、ラッピング、ミリングにより、好ましくはダイヤモンド加工により、達成し得る。シートの面削りは、個々のラミナの面削りよりも効率的であり、典型的には、より良好な厚さ均一性（特に、縁近傍）を生じる。さらに、２つ以上のラミナを同時に切り出すことは、ラミナを個別に切り出すよりも効率的であり、典型的には、ラミナ寸法のより良好な均一性を生じる。スタックから同時に切り出し得るシートの数は、個別シートの厚さ及び切り出し時にスタックを保持する能力に依存する。約０．０１０インチ（０．２５４ｍｍ）の厚さを有するシートでは、少なくとも８０枚（例えば１００枚）のシートをスタックの形態に集成して、ラミナの同時切り出しを行うことができる。シートの長さ及び高さがラミナの目標の長さ及び高さよりもごく僅かに大きい場合、各シートから１つのラミナを切り出し得る。しかしながら、典型的には、シートのサイズは、各シートから５つ以上のラミナを切り出すのに十分な程度に大きい。周囲形状は、前述した寸法ばらつきを有するラミナを提供するのに好適な任意の手段を用いて、スタックから切り出し得る。しかしながら、ワイヤー放電加工（「ワイヤーＥＤＭ」）によりスタックからのラミナの切り出しを行うことが好ましい。そのようにすれば、高さ及び長さの許容差だけでなく縁のＰｖ表面粗さもまた、ラミナの周囲縁の後続の面削りを行うことなく目標の範囲内になる。しかし、その代わりに、それほど精密でない切り出し手段を用いて２つ以上のラミナを同時にスタックから切り出すことも可能である。次に、溝を形成する直前に、図１のラミナ（特に作用表面１６）を機械加工用固定具中に位置決めした状態で所望の許容差で機械加工し得る。
【００３２】
図２では、両者間に調整可能な開口を設けたジョー１１１及び１１２を有する機械加工用固定具１００に、ラミナ１０が装着されている。開口は、２つの平行な平面状表面と基台１０９の１つの垂直な平面状表面１１３とにより画定される。機械加工用固定具は、ラミナの半径３に接触する平面状表面１１４を有する止め１１０をさらに含み、一方、平面状表面１１３はラミナの半径１及び２に接触する。機械加工用固定具は、好ましくは、半径１、２及び３とそれらのそれぞれの平面状表面との接触を維持するために、ラミナ半径４、５及び６に一定の直交力を印加する。そのような力は、メカニカルスレッド、スプリング、レバー、さらには流体圧ピストンのような任意の好適な手段により印加し得る。より一般的には、力は一定である必要もなければ、突起４、５及び６に直接印加する必要もないが、そうすることが好ましい。
【００３３】
ラミナの表面１４は、ジョー１１１の第１の平行表面に接触した状態に（例えば、非運動学的に）保持される。任意選択的に、また好ましくは、ラミナの表面１２は、同時にジョー１１２の第２の平行表面に接触した状態に保持される。ジョーは、メカニカルスレッド、スプリング、流体圧ピストン、レバーなどの任意の好適な手段を用いて、また好ましくは、ジョー１１１及び１１２に設けた孔又はチャネルを介して作用する真空を利用して、所定の位置に保持し得る。そのような方法で両側からの真空を印加すれば、ラミナの曲げ剛性が増大され、結果として、主要真空表面からラミナが剥落しなくなる。機械加工用固定具は、任意の材料から作製し得る。前述の運動学的に接触した平面状表面１１４及び１１３は、好ましくは、耐摩耗性のダイヤモンド加工可能な材料から構築され、続いてダイヤモンド加工により鏡面仕上げされる。好ましくは、ラミナに接触する固定具の平面状表面は、ラミナの材料に類似した硬度又はそれよりも大きい硬度を有する材料から作製される。しかし、その代わりに、固定具の平坦な接触表面は、エネルギーを吸収することによりラミナ接触点に加わる応力を減少させる目的で、より軟質の材料を含み得る。しかしながら、そのような材料は、典型的には、より小さい耐摩耗性を有する。ラミナ突起に接触する機械加工用固定具の各平面状表面（１１４及び１１３）は、多くとも前述したようなラミナの縁の表面粗さに等しい表面粗さを有することが好ましい。
【００３４】
本発明の方法は、縁部（実質的に平面状の狭い部分、例えば作用表面１６）が露出されるように機械加工用固定具中にラミナを運動学的に位置決めした後に、ラミナの縁部を機械加工することを含む。したがって、機械加工される表面部分は、ラミナの厚さの範囲に及ぶ。本明細書中で使用する場合、「機械加工」とは、工作機械によるカッティング、シェイピング、ミリング、グラインディング又はフィニッシングを意味する。ラミナの他の表面（例えば、主面１２及び／又は１４）を機械加工するために運動学的位置決めを利用することも可能であるが、本発明に係る方法及び装置は、複数のＶ字形溝を形成することによりラミナの露出縁部（すなわち作用表面１６）上にキューブコーナマイクロ構造体を機械加工するのに特に好適である。
【００３５】
図１を参照すると、ラミナ１０は、第１の主面１２及びその反対側の第２の主面１４を有する。ラミナ１０は、第１の主面１２と第２の主面１４との間にいずれも延在する作用表面１６及びその反対側の下端表面１８をさらに有する。ラミナ１０はさらに、第１の端表面２０及びその反対側の第２の端表面２２を有する。
【００３６】
ラミナ１０は、運動学的位置決めを記述する目的で利用したのと同一の重ね合わされたデカルト座標系を用いて、三次元空間内に特性付けることができる。第１の基準平面２４は、主面１２と主面１４との間の中央に配置される。ｘｚ平面と呼ばれる第１の基準平面２４は、その法線ベクトルとしてｙ軸を有する。ｘｙ平面と呼ばれる第２の基準平面２６は、ラミナ１０の作用表面１６と実質的に同一面上に延在し、その法線ベクトルとしてｚ軸を有する。ｙｚ平面と呼ばれる第３の基準平面２８は、第１の端表面２０と第２の端表面２２との間の中央に配置され、その法線ベクトルとしてｘ軸を有する。
【００３７】
キューブコーナマイクロ構造体を含むラミナ（単数又は複数）を機械加工する方法では、溝形成機を用いて、第１の溝セット、任意選択的な第２の溝セット、及び好ましくは第３の主要溝が形成される。本明細書中で使用する場合、「溝セット」という用語は、ラミナ１０の作用表面１６に形成された複数の溝であって、後述するような特定の基準平面に対して名目上平行〜１°以内非平行、及び／又は溝セット内の隣接溝に対して名目上平行〜１°以内非平行の範囲にある複数の溝を意味する。名目上平行な溝とは、溝形成機の精度の範囲内で意図的変化が与えられない溝である。溝角度の精度は、カットの長さ（例えば、ラミナの厚さ）にわたり、典型的には少なくとも±２アーク分（±０．０３３度）程度の精度、より好ましくは少なくとも±１アーク分（±０．０１７度）程度の精度、さらにより好ましくは少なくとも±１／２アーク分（±０．００８３度）程度の精度、最も好ましくは少なくとも±１／４アーク分（±０．００４２度）程度の精度である。溝セットの溝は、さらに詳細に後述されるように、再帰反射発散プロファイルを改善する目的で開先角誤差及び／又はスキュー及び／又はインクリネーションのような小さい意図的変化をも含み得る。
【００３８】
一般的には、第１の溝セットは、ラミナの第１の主面１２及び作用表面１６と交差する溝頂点をそれぞれに有する複数の溝を含む。作用表面１６は不変（すなわち非構造化）の状態を維持する部分を含んでいてもよいが、作用表面１６は非構造化表面部分を実質的に含まないことが好ましい。
【００３９】
第２の溝セット（すなわち、存在する場合）は、ラミナの第１の主面１４及び作用表面１６と交差する溝頂点をそれぞれに有する複数の溝を含む。第１及び第２の溝セットは、ほぼ第１の基準平面２４に沿って交差して、複数の交互に現れる峰とｖ字形の谷とを含む構造化表面を形成する。
【００４０】
第１及び第２の溝セットはいずれも、本明細書中で「サイド溝」として言及されることもある。本明細書中で使用する場合、サイド溝は、基準平面２８に名目上平行〜基準平面２８に１°以内非平行の範囲内にある溝である。その代わりに又はそれに加えて、サイド溝セット内の個々の溝はまた、互いに名目上平行〜１°以内非平行の範囲内にある。サイド溝は、任意選択的に、基準平面２４に対し垂直〜上述した偏差度を有していてもよい。
【００４１】
素子の第３の面は、欧州特許出願公開第０８４４０５６Ａ１号明細書及び米国特許第６，０１０，６０９号明細書（三村）に記載されているように作用表面１２又は１４から構成されてもよいが、ラミナは、好ましくは、実質的にラミナの全長に延在する主要溝面を含む。主要溝面の形成の結果として、ラミナ上に３つの垂直又はほぼ垂直な光学面を有する複数のキューブコーナ素子を含む構造化表面が得られる。典型的には、そのような主要溝面と作用表面１２又は１４との交差は、基準平面２６に名目上平行である。単一ラミナは、単一の主要溝面、両サイドの１対の溝面、及び／又は、１対の主要溝面を同時に提供する作用表面１６と基準平面２４との交線に沿った主要溝を、有し得る。
【００４２】
反対の姿勢に向けられた１対の単一ラミナ、好ましくは反対の姿勢に向けられた複数のラミナは、典型的には、それらのそれぞれの主要溝面が主要溝を形成するように集成される。
【００４３】
本発明は、当技術分野で公知の多くの光学設計に好適である。例示的な光学設計については、例えば、欧州特許出願公開第０８４４０５６Ａ１号明細書及び米国特許第６，０１０，６０９号明細書（三村）、米国特許第６，０１５，２１４号明細書（ヒーナン（Ｈｅｅｎａｎ））、米国特許第５，９８１，０３２号明細書（スミス（Ｓｍｉｔｈ））、米国特許第６，１５９，４０７号明細書（クリンケ（Ｋｒｉｎｋｅ））及び米国特許第６，２５７，８６０号明細書（ラトレル（Ｌｕｔｔｒｅｌｌ））に記載されている。
【００４４】
サイド溝は、再帰反射シートの発散プロファイルを改善するためにスキュー及び／又はインクリネーションを含み得る。本明細書中で使用する場合、「スキュー」とは、基準平面２８に対する平行からの偏差を意味する。「インクリネーション」とは、名目上直交傾き（すなわち、主要溝表面に垂直なベクトルの傾き）からの特定のサイド溝の基準平面２８内の傾きの偏差を意味する。スキューしたサイド溝及び／又はインクリネーションしたサイド溝の利点に関するさらに詳細な内容は、本出願と同一日に出願された「キューブコーナ素子を含むラミナ及び再帰反射シート」という名称の米国特許出願代理人事件整理番号ＦＮ５８１７９ＵＳ００２中に見出される。
【００４５】
スキュー及び／又はインクリネーションによる単一のキューブコーナ素子の形状変化は、単一の素子に対しては小さいが（例えば、主に二面角の変化に限られる）、スキューした溝及び／又はインクリネーションした溝をラミナのスタックに形成する際には、問題を伴い得ることは明らかである。サイド溝は１°程度まで平行からずれるので、かなり多様なキューブジオメトリーがスタックの全体に渡って生成される可能性がある。この多様性は、スタックサイズの増加に伴って増加する。多様なキューブジオメトリーを生成することなく同時に（すなわちスタックで）機械加工できる最大ラミナ数の計算値は、僅か２つ程度のラミナである（例えば、０．００２インチ（０．０５０８ｍｍ）のサイド溝間隔を有する厚さ０．０２０インチ（０．５０８ｍｍ）のラミナで、１°のスキューの場合）。したがって、本明細書に記載の方法及び装置は、サイド溝が「スキュー」及び／又は「インクリネーション」を含む個々のラミナを機械加工するのに特に有用である。
【００４６】
好ましくは少なくとも３つの自由度で運動学的に拘束した状態で、複数の溝を、ラミナ（単数又は複数）の露出縁（単数又は複数）上に溝形成機を用いて形成する。直接機械加工法の例としては、米国特許第４，５８８，２５８号明細書（フープマン（Ｈｏｏｐｍａｎ））及び同第３，７１２，７０６号明細書（スタム（Ｓｔａｍｍ））に記載されているように、フライカッティング、ミリング、グラインディング及びルーリングが挙げられる。これら米国特許には、溝をカッティングして基材中にキューブコーナ光学面を形成するための２つの対向するカッティング表面を有する１回通過又は複数回通過の工作機械が開示されている。好ましくは、ダイヤモンドツールを利用して溝を形成する。
【００４７】
複数のＶ形溝は、好ましくは、各溝を高精度で形成することのできるダイヤモンドツール機械を用いて形成される。コネチカット州ブリッジポートのムーア・スペシャル・ツール・カンパニー（Ｍｏｏｒｅ Ｓｐｅｃｉａｌ Ｔｏｏｌ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｂｒｉｄｇｅｐｏｒｔ，ＣＴ）、ニューハンプシャー州キーンのプレシテック（Ｐｒｅｃｉｔｅｃｈ，Ｋｅｅｎｅ，ＮＨ）、及びペンシルバニア州ピッツバーグのエアロテック・インコーポレーテッド（Ａｅｒｏｔｅｃｈ Ｉｎｃ．，Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇ，ＰＡ）は、そのような目的に好適な機械を製造している。そのような機械は、典型的にはレーザー干渉計位置決めデバイスを含む。好適な精密ロータリーテーブルは、エイエイ・ゲイジ（ＡＡ Ｇａｇｅ）（ミシガン州スターリング・ハイツ（Ｓｔｅｒｌｉｎｇ Ｈｅｉｇｈｔｓ，ＭＩ））から商業的に入手可能であり、一方、好適な顕微干渉計は、ザイゴ・コーポレーション（Ｚｙｇｏ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）（コネチカット州ミドルフィールド（Ｍｉｄｄｌｅｆｉｅｌｄ，ＣＴ））及びビーコ（Ｖｅｅｃｏ）の１部門であるワイコ（Ｗｙｋｏ）（アリゾナ州トゥーソン（Ｔｕｃｓｏｎ，ＡＺ））から商業的に入手可能である。マイクロ構造（例えば、溝頂点間隔及び溝深さ）の精度（すなわち、ポイントツーポイント位置決め）は、好ましくは±５００ｎｍ程度の精度、より好ましくは少なくとも±２５０ｎｍ程度の精度、最も好ましくは少なくとも±１００ｎｍ程度の精度である。溝角度の精度は、カットの長さ（例えば、ラミナの厚さ）にわたり、少なくとも±２アーク分（±０．０３３度）程度の精度、より好ましくは少なくとも±１アーク分（±０．０１７度）程度の精度、さらにより好ましくは少なくとも±１／２アーク分（±０．００８３度）程度の精度、最も好ましくは少なくとも±１／４アーク分（±０．００４２度）程度の精度である。さらに、解像度（すなわち、現在軸位置を検出する溝形成機の能力）は、典型的には精度の少なくとも約１０％である。したがって、±１００ｎｍの精度では、解像度は少なくとも±１０ｎｍである。短い距離（すなわち、１０個の隣接平行溝）では、精度はほぼ解像度に等しい。そのような高確度の複数の溝を継続時間にわたり終始一貫して形成するために、プロセスの温度は、±０．０１℃以内、好ましくは±０．１℃以内に維持される。
【００４８】
使用に好適なダイヤモンドツールは、ケイ・アンド・ワイ・ダイヤモンド（Ｋ＆Ｙ Ｄｉａｍｏｎｄ）（ニューヨーク州ムーアーズ（Ｍｏｏｅｒｓ，ＮＹ））又はチャードン・ツール（Ｃｈａｒｄｏｎ Ｔｏｏｌ）（オハイオ州チャードン（Ｃｈａｒｄｏｎ，ＯＨ））から購入することのできるダイヤモンドツールのように、高品質のものである。特に、好適なダイヤモンドツールは、先端から０．０１０インチ（０．２５４ｍｍ）以内がスクラッチフリーである。これは、２０００倍の白色光顕微鏡を用いて評価できる。典型的には、ダイヤモンドの先端は、約０．００００３インチ（０．０００７６２ｍｍ）〜約０．００００５インチ（０．００１２７０ｍｍ）の範囲内のサイズの平坦部分を有する。さらに、好適なダイヤモンドツールの表面仕上げは、好ましくは約３ｎｍ未満の粗さ平均及び約１０ｎｍ未満の峰から谷までの粗さを有する。表面仕上げは、機械加工可能な基材にテストカットを形成して、ビーコ（Ｖｅｅｃｏ）の１部門であるワイコ（Ｗｙｋｏ）（アリゾナ州トゥーソン（Ｔｕｃｓｏｎ，ＡＺ）から購入できるような顕微干渉計によりテストカットを評価することにより、評価可能である。
【００４９】
ラミナの作用表面１６はマイクロ構造化される。つまり、構造体（例えばキューブコーナ素子）の横方向寸法は、好ましくは０．０００５インチ（０．０１２７ｍｍ）〜０．２５インチ（６．３５ｍｍ）の範囲内にある。本明細書中で使用する場合、「横方向寸法」とは、対向する面間又は特徴体間で測定されるような構造体のサイズ（例えば、隣接サイド溝の溝頂点間の距離又はラミナの厚さ）を意味する。素子の横方向寸法は、好ましくは０．０１５インチ（０．３８１ｍｍ）未満、より好ましくは０．０１０インチ（０．２５４ｍｍ）未満、最も好ましくは約０．００６インチ（０．１５２４ｍｍ）未満である。
【００５０】
所望のマイクロ構造体を有するように個々のラミナの縁を機械加工した後、複数のラミナを所望の構成でスタッキングする。典型的には、キューブコーナマイクロ構造体の場合、第１のラミナ上のキューブが隣接ラミナに対して反対のキューブ姿勢を向くように、ラミナをスタッキングする。
【００５１】
機械加工用固定具及び集成用固定具は、垂直支持基台に連結された２つの対向平行表面を含むという共通した特徴を共有する。対向平行表面は、それらの間に調整可能な開口を有する。それら固定具はまた、ラミナを受容すべく対向表面の少なくとも一方を後退及び前進させるための手段、並びに個々のラミナを運動学的に位置決めするための手段を有する。さらに、それら固定具は、好ましくは、ラミナ（単数又は複数）の適正な配置を確認するのに好適な手段、例えば、接触（例えばプローブ）型及び非接触（例えば顕微鏡）型の計測器を備える。機械加工用固定具は、ラミナ（単数又は複数）の露出縁に所望のマイクロ構造体を形成する間、単一のラミナを運動学的に位置決めするように設計される（そのような位置決めは一時的に行われる）。一方、集成用固定具は、スタック内に各ラミナを運動学的に位置決めするように設計される。
【００５２】
図４を参照すると、マイクロ構造化表面部分を含む複数のラミナのスタック４６０は、集成用固定具４００の第１の（例えば固定の）ジョー４１０と第２の（例えば可動の）ジョー４２０との間に拘束される。ラミナの主面１２及び１４に接触（すなわち非運動学的に接触）するジョーの平行表面は、基台４３０の垂直表面と組み合わされて、精密機械加工ポケットを形成し、ポケットの長さは、最終的なスタックの最長ラミナよりも僅かに大きい（例えば、０．０００１インチ（０．００２５４ｍｍ）大きい）。固定ジョー４１０は、好ましくは０．０００５インチ（０．０１２７ｍｍ）以内で、より好ましくは０．０００１インチ（０．００２５４ｍｍ）以内でポケット縁に垂直になるように、スクリュー４１５を用いて基台４３０に強固に固定される。可動ジョー４２０は、前進又は後退させて、最終的な集成スタックの幅よりも僅かに広い位置にネジ２５で強固に固定される。ラミナの突起（すなわち、接触半径１、２及び３）に接触するポケットの表面は、例えば０．０００１インチ（０．００２５４ｍｍ）以内で平坦である。図示されている基台及びジョーは、それぞれ単一部分から構成されているが、その代わりに、上述した許容差を達成するように正確に配置された複数部分から構築することも可能である。
【００５３】
ラミナの集成時には、塵埃及び他の有機又は無機の汚染物質が原因で生じるおそれのある位置決め誤差を回避するのに十分な程度に、集成用固定具及びラミナ（単数又は複数）がクリーンな状態になるように注意を払う。その場合、集成用固定具内にラミナを挿入する前に、集成用固定具及び各ラミナの接触表面を、好適な溶媒、石鹸溶液及び／又は脱イオン水で洗浄する。さらに、好ましくはクリーンルーム中で集成を行う。
【００５４】
固定ジョーから可動ジョーの方向に蓄積されるように、必ずというわけではないが好ましくは一度に、ラミナ（単数又は複数）をポケットに挿入する。集成用固定具によりラミナに加えられる運動学的拘束は、機械加工用固定具による拘束にかなり近い。可動ジョー４２０は、スタックに加わる一定のｙ軸方向の力を維持し、かつ挿入される後続のラミナのためのギャップをｙ軸方向に間欠的に形成する、二段階デバイスを含む。二段階デバイスの一定の力は、任意の好適な機械的手段又は手動的手段により提供され得るが、好ましくは空気式ピストンにより提供される。デバイスの第１段階は、ポケットの下端の方向にラミナの高さの１／２にほぼ等しい距離までラミナを挿入できるようにする。デバイスの第２段階は、このラミナをポケットの下端の方向に残りの距離まで挿入できるようにする。各ラミナをスタックの形態に挿入した後、任意の好適な機械的手段又は手動的手段により、半径３がポケットの対応する縁に接触するようにラミナをｘ方向に押圧し、そして半径１及び２がポケットの下端に接触するようにｚ方向にも押圧する。集成プロセスを行う際、ラミナの適正位置を確認すべくラミナ位置を測定し、必要であれば、個別に調整を行うことが可能である。位置決め突起（単数又は複数）の反対側の突起（すなわち、接触半径５及び６を含む突起）が、前述したような一定した高さであるとすれば、例えば、露出した突起の上端に沿ってプローブを移動させることによりラミナの位置を確認することができる。ラミナが適切に位置決めされていることを確認した後、調整ネジ４７０を締めて、ラミナを可動ジョーに接触させる。次に、締付けネジ４２５を僅かに弛めることにより、調整ネジに加えられた適度なトルクを利用して可動ジョーをｙ方向に平行移動させる。次に、適正圧力がスタックに加えられるまで、調節ネジを個別に締める。固定具（特に、ラミナ（単数又は複数）に接触する構成部品）の構築に使用される材料は、ラミナ材料の熱膨張係数に類似した熱膨張係数を有するように選択される。スタックは、固定ジョー及び可動ジョーの外表面を越えて約０．０５０インチ（１．２７ｍｍ）突出し、複製のためのマイクロ構造化表面を提供する。
【００５５】
機械加工したときと同一の姿勢で複数のラミナを集成することが好ましい（例えば、接触半径３が集成用固定具の同一側の表面に接触するように、ラミナを方向付ける）。或いはまた、隣り合うラミナが反対の姿勢を向くように、複数のラミナを配置することも可能である。例えば、隣り合うラミナを、半径４が集成用固定具の、それぞれに対応する側の表面に運動学的に接触するように位置決めすることができる。複数のラミナをこのように互い違いに置くことは、作用表面１６に切削形成された異なるタイプの光学的設計を最小限にする点で有利である。しかしながら、そのような集成は、ラミナの位置決めを互い違いにしたときに生ずる誤差が溝形成機を用いて対向構造体を形成するときに生ずる誤差よりも大きいので、より困難であり、かつそれほど正確ではないと推測される。
【００５６】
運動学的に位置決めされて集成された複数のラミナは、米国特許第４，４８６，３６３号明細書（プリコーン（Ｐｒｉｃｏｎｅ）ら）に記載されているエンボスツールなどのツールとして使用できる。しかしながら、典型的には、集成ラミナは非常に小さい表面積を有するので、製造効率を得るために、ツールの複製後、シーミング又はタイリングを行って複製コピーを一体化し、実質的により大きいツールを作製するようにする。
【００５７】
露出したマイクロ構造化表面を複製するために、図５に示されるように、複数のラミナのマイクロ構造化表面が露出されかつ固定具の残りの部分がカバーされるように、０．０５０インチ（１．２７ｍｍ）の厚肉のカバーシート５００を固定具に装着する。典型的には、ステンレス鋼のような導電性シートを、スタックの突出したマイクロ構造化表面のサイズよりも僅かに小さい開口を有するように機械加工する（例えばワイヤーＥＤＭ）。カバーシートは、好ましくは、メッキのバリ（例えば、電着された材料の非常に薄い層であって、典型的には約０．０００２インチ（０．００５０８ｍｍ）未満の厚さを有する）の除去を容易にすべく、背面（図示せず）に鏡面仕上げが施され、かつ電鋳されたツールの一方向ストリッピングを可能にすべく、前面に直線的サンダー仕上げが施される。好ましくは、サンダー仕上げラインは、ラミナの主要溝にほぼ平行である。カバーシートは、好ましくは、メッキされたレプリカにおける境界部のバリを最小限に抑えるべく、スタックの突出部の周囲に（例えば熱的に）収縮嵌めされ、例えば、カバーシートの背面に溶接されたスタッドを用いて集成用固定具に取り付けられる。しかしながら、取付け具が電気メッキされることがないように、取付け具は、カバーシートを貫通して延在することはない。カバーシートに取り囲まれた複数のラミナのマイクロ構造化表面は、非導電性メッキ用の固定具に配置される。
【００５８】
或いはまた、集成スタックは、周縁の平面状表面部分を含んでいてもよい。これは、スタックの両端に非構造化ラミナを挿入することと、作用表面１６の両端の一部分を非構造化状態で残存させることとを組み合わせることにより、達成される。周縁の平面状部分がスタックの周縁で少なくとも０．１２５インチ（３．１７５ｍｍ）の幅であれば、カバーシートが不要になる可能性がある。しかしながら、カバーシートが存在しない場合は、ラミナスタック及び集成用固定具のジオメトリーは、電鋳されたレプリカを引き剥がすことができるようなものでなければならない（すなわち、レプリカが固定具に固着しないようにしなければならない）。
【００５９】
次に、従来のニッケル電鋳のような任意の好適な方法を用いて、「マスター成形型」とも呼ばれる露出マイクロ構造化表面を複製し、マイクロ構造化シートを形成するのに望ましいサイズのツールを作製する。好ましくは、集成ラミナのスタックを湿潤状態に保持し、その後、電鋳を開始し、集成ラミナのスタックから各レプリカを取り出し、その後、ラミナスタックの主面間に滲出した可能性のあるメッキ溶液の乾燥を行う。各レプリカを取り出した後、もう一度メッキを開始するまで、スタックを継続的に湿潤状態に保持する。このようにしてマルチジェネレーショナルなポジティブ及びネガティブコピーツールが形成される。そのようなツールは、マスターと実質的に同一のキューブ形成精度を有する。米国特許第４，４７８，７６９号明細書及び同第５，１５６，８６３号明細書（Ｐｒｉｃｏｎｅ）並びに米国特許第６，１５９，４０７号明細書（Ｋｒｉｎｋｅ）に記載されているような電鋳法は、公知である。複数の複製物は、多くの場合、例えば、米国特許第６，３２２，６５２号明細書（ポールソン（Ｐａｕｌｓｏｎ））に記載されているような溶接により、連結一体化される。次に、得られたツールを利用して、当技術分野で知られているようなエンボス加工、押出加工又はキャスト・キュアリングなどの方法によるキューブコーナ型再帰反射シートの形成に供することが可能である。
【００６０】
上記の説明は、例示を目的としたものであり、限定しようとするものではない。本発明の種々の修正形態及び変更形態は、本発明の範囲及び精神から逸脱することなく以上の説明から当業者に自明なものとなろう。また、本発明は、本明細書中に記載されている例示的な実施形態に過度に制限されるものではない。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複製用のマイクロ構造化ラミナ（ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ ｌａｍｉｎａ）の作製方法及び装置に関する。好ましい実施形態では、本発明は、機械加工により個々のラミナ上にＶ形溝を設けてキューブコーナマイクロ構造体を形成することに関する。
【背景技術】
【０００２】
再帰反射材料は、材料に入射した光を再方向付けして元の光源の方向に戻す能力により特性付けられる。この特性のおかげで、様々な交通安全用途及び人的安全用途で再帰反射シートが広く使用されるようになった。再帰反射シートは、乗物や衣類のための再帰反射テープや、道路標識、防柵、ライセンスプレート、路面標示、標示テープなどの様々な物品で広く利用されている。
【０００３】
２つの公知のタイプの再帰反射シートは、マイクロスフェア（微小球）型シート及びキューブコーナ型シートである。「ビーズ型」シートと呼ばれることもあるマイクロスフェア型シートでは、典型的には、入射光を再帰反射するために、バインダー層中に少なくとも部分的に埋め込まれかつ正反射材料又は拡散反射材料（例えば、顔料粒子、金属フレーク、蒸気コートなど）に関連付けられた多数のマイクロスフェアが利用される。ビーズ型レトロリフレクターの対称ジオメトリーに基づいて、マイクロスフェア型シートは、その姿勢に関係なく、すなわちシートの表面に垂直な軸を中心に回転した場合にも、同一の全光反射を呈する。したがって、そのようなマイクロスフェア型シートは、シートを表面に配置するときの姿勢に対する感度が比較的低い。しかしながら、一般的には、そのようなシートは、キューブコーナ型シートよりも再帰反射効率が悪い。
【０００４】
キューブコーナ型再帰反射シートは、典型的には、実質的に平面状のフロント表面と、複数の幾何学的構造体を含むリア構造化表面（その一部分又は全部は、キューブコーナ素子として構成された３つの反射面を含む）とを有する薄肉透明層を備えている。キューブコーナ型再帰反射シートは、最初に、構造化表面を有するマスター成形型を作製することにより一般に製造される。そのような構造化表面は、完成シートがキューブコーナ角錐若しくはキューブコーナキャビティ（又はその両方）を有するか否かに応じて、完成シートにおける所望のキューブコーナ素子ジオメトリーか或いはそのネガティブ（反転）コピーに対応するものである。次に、エンボス加工、押出加工又はキャストアンドキュアリングのような方法によりキューブコーナ型再帰反射シートを形成するためのツールを作製すべく、従来のニッケル電鋳のような任意の好適な技術を用いて成形型を複製する。米国特許第５，１５６，８６３号明細書（プリコーン（Ｐｒｉｃｏｎｅ）ら）には、キューブコーナ型再帰反射シートの製造に使用されるツールを形成するためのプロセスの例示的全体図が提供されている。マスター成形型を作製するための公知の方法としては、ピンバンドリング法、直接機械加工法、及びラミナを利用する方法が挙げられる。
【０００５】
ピンバンドリング法では、複数のピン（それぞれの一端にキューブコーナ素子のような幾何学的形状を有する）を集成一体化してマスター成形型を形成する。米国特許第１，５９１，５７２号明細書（スティムソン（Ｓｔｉｍｓｏｎ））及び同第３，９２６，４０２号明細書（ヒーナン（Ｈｅｅｎａｎ））には、具体例が提示されている。
【０００６】
直接機械加工法の場合、平面状基材の表面に一連の溝を形成することによりマスター成形型を形成する。周知の一方法では、３セットの平行溝を６０度の開先角で互いに交差させてキューブコーナ素子（それぞれ等辺底面三角形を有する）のアレイを形成する（米国特許第３，７１２，７０６号明細書（スタム（Ｓｔａｍｍ））を参照されたい）。他の方法では、２セットの溝を６０度超の角度で互いに交差させかつ第３のセットの溝を他の２つのセットのそれぞれと６０度未満の角度で交差させることにより傾斜キューブコーナ素子マッチドペアのアレイを形成する（米国特許第４，５８８，２５８号明細書（フープマン（Ｈｏｏｐｍａｎ））を参照されたい）。
【０００７】
ラミナを利用する方法では、１つの長手縁上に幾何学的形状を形成したラミナと呼ばれる複数の薄いシート（すなわちプレート）を集成してマスター成形型を形成する。ラミナを利用する方法の具体例は、欧州特許出願公開第０８４４０５６Ａ１号明細書（三村）、米国特許第６，０１５，２１４号明細書（ヒーナン（Ｈｅｅｎａｎ））、米国特許第５，９８１，０３２号明細書（スミス（Ｓｍｉｔｈ））、米国特許第６，１５９，４０７号明細書（クリンケ（Ｋｒｉｎｋｅ））及び米国特許第６，２５７，８６０号明細書（ラトレル（Ｌｕｔｔｒｅｌｌ））に見出すことができる。
【０００８】
切頭キューブコーナアレイの隣り合うキューブコーナ素子の底縁は、典型的には共面上に存在する。「完全キューブ」又は「好適ジオメトリー（ＰＧ）キューブコーナ素子」として記述される他のキューブコーナ素子構造体は、典型的には、共面上に存在する底縁を有さない。そのような構造体は、典型的には、切頭キューブコーナ素子と比較してより高い全光反射を呈する。ＰＧキューブコーナ素子は、国際公開第００／６０３８５号パンフレットに記載されているように、直接機械加工により作製できるものがある。しかしながら、この多段階製造プロセスを用いて幾何学的確度を保持するのは困難である。また、得られるＰＧキューブコーナ素子及び／又は素子配置に関して、設計上の制約が顕在化する可能性もある。これとは対照的に、ピンバンドリング法及びラミナを利用する方法では、様々な形状及び配置のＰＧキューブコーナ素子の形成が可能である。しかしながら、ピンバンドリング法とは異なり、ラミナを利用する方法は、比較的小さいＰＧキューブコーナ素子を形成する能力をも有利に提供する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
当技術分野では、再帰反射シートを製造するのに使用するのに好適なラミナの機械加工方法が報告されているが、業界は、さらに改善された方法及び装置に優位性を見出すであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
一実施形態として、本発明は、ラミナを用意するステップと、ラミナの表面部分が露出されるようにラミナを固定具内に運動学的に位置決めするステップと、表面部分を機械加工するステップとを含む、ラミナの機械加工方法に関する。表面部分は、好ましくは、ラミナの厚さの範囲に及ぶ。さらに本発明は、ラミナの縁に複数の溝を形成し、それら溝がキューブコーナマイクロ構造体を形成する構成において、特に有利である。
【００１１】
他の実施形態として、本発明は、マイクロ構造化された縁を有するラミナを用意するステップと、個々のラミナを固定具中に運動学的に位置決めしてスタックを形成するステップと、スタック内でラミナの位置を維持するステップとを含む、ラミナの集成方法に関する。
【００１２】
他の実施形態として、本発明は、各々が２つの主面を有する少なくとも２枚のシートを用意するステップと、均一な厚さになるようにそれらシートの主面を機械加工（例えばダイヤモンド機械加工）するステップと、スタックの形態にシートを集成するステップと、好ましくは放電加工によりスタック内の２つ以上のラミナを同時にカットするステップとによる、ラミナの作製方法に関する。
【００１３】
他の実施形態として、本発明は、固定具内にラミナのスタックを、露出したマイクロ構造化表面をスタックが有するように用意するステップと、導電性カバーシートをスタックに、固定具がカバーされかつ構造化表面が露出されるように装着するステップと、メッキ溶液中で露出表面に電鋳処理を施してレプリカを形成するステップとを含む、マスター成形型の複製方法に関する。好ましくは、レプリカをスタックから取り出した後でメッキ溶液の乾燥を行う。この方法は、好ましくは、カバーシートを焼嵌めすることを含む。
【００１４】
他の実施形態として、本発明は、垂直支持基台により連結されて両者間に調整可能な開口を有する２つの対向平行表面と、ラミナを受容すべくそれら対向表面の少なくとも一方を後退又は前進させるための手段と、個々のラミナを運動学的に位置決めするための手段とを含む、ラミナ（単数又は複数）の固定具に関する。固定具は、ラミナ（単数又は複数）の位置を確認するための手段を、任意選択的に有することができる。集成用固定具は、好ましくは、スタック内でラミナ（単数又は複数）の位置を維持するための手段をさらに含む。さらに、隣接ラミナに対する各ラミナの位置の精度は、少なくとも０．０００１インチ（０．００２５４ｍｍ）である。
【００１５】
上記した実施形態の各々において、ラミナは、好ましくは０．００１インチ（０．０２５４ｍｍ）〜０．０２０インチ（０．５０８ｍｍ）、より好ましくは０．００３インチ（０．０７６ｍｍ）〜０．０１０インチ（０．２５４ｍｍ）の範囲内の厚さを有する。特に、そのような薄いラミナでは、機械加工用の固定具及び／又は集成用の固定具を用いて、例えば、ｘ方向平行移動、ｚ方向平行移動、及びｙを中心とする回転に運動学的拘束を加えることにより、ラミナを３自由度で運動学的に拘束することが好ましい。ラミナ及び／又は固定具は、好ましくは、運動学的に位置決めするのに好適な（例えば３つの）非平面状突起を有する。ラミナは、好ましくは、例えば可動ジョーにより提供される両側からの真空又は接触圧力により、残りの３自由度において非運動学的に拘束される。
【００１６】
ラミナは、機械加工可能なプラスチック又は機械加工可能な金属から構成される。特に、集成ラミナの集成及び複製を行う場合（例えば電鋳溶液）、各ラミナは、好ましくは±０．００２インチ（０．０５０８ｍｍ）未満、より好ましくは±０．０００２インチ（０．００５０８ｍｍ）未満の厚さ許容差（すなわち、ラミナ内の厚さのばらつき）を有する。再帰反射シート用の成形型の製造に利用されるラミナの厚さ許容差は、より好ましくは±０．０００１インチ（０．００２５４ｍｍ）未満である。さらに、ラミナの主面は、典型的には０．０００００５インチ（０．０００１２７ｍｍ）未満の表面粗さを有する。これに加えて、集成スタックにおけるラミナ間の長さのばらつきは、好ましくは±０．０００１インチ（０．００２５４ｍｍ）未満、より好ましくは０．０００２インチ（０．００５０８ｍｍ）未満である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】ラミナの斜視図である。
【図２】固定具内の１枚のラミナの斜視図である。
【図３】シートのスタックからカットされる複数のラミナの斜視図である。
【図４】例示的な集成用固定具に与えられたラミナの集成スタックの斜視図である。
【図５】ラミナとカバーシートとの集成スタックの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明は、ラミナを機械加工する方法、ラミナを集成してマスター成形型を形成する方法、ラミナを作製する方法、及びラミナのスタックを含むマスター成形型を複製する方法を開示する。本発明は、ラミナ（単数又は複数）、並びにラミナ（単数又は複数）の機械加工及び／又は集成に使用するのに好適な固定具として有用な装置に関する。本発明は、これらの各実施形態の単独実施及びそのような実施形態の種々の併用実施に関する。
【００１９】
ラミナを機械加工する方法、ラミナを集成する方法、複数のラミナさらには１つのラミナを機械加工するための固定具及び／又は集成するための固定具は、「運動学的位置決め」という共通した特徴を共有する。例えば、精密機械設計（Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｄｅｓｉｇｎ）、アレキサンダー・スロカム（Ａｌｅｘａｎｄｅｒ Ｓｌｏｃｕｍ）著、プレンティス・ホール（Ｐｒｅｎｔｉｃｅ Ｈａｌｌ）刊、ニュージャージー州イングルウッドクリフス（Ｅｎｇｌｅｗｏｏｄ Ｃｌｉｆｆｓ，Ｎｅｗ Ｊｅｒｓｅｙ）、１９９２年、第３５２〜３５４頁に記載されているように、運動学的設計の原理によれば、点の数を最小限にして点接触を行うことにより所望の位置及び姿勢（すなわち、６自由度−（マイナス）所望の自由度）で物体を拘束できるはずである。理論上、単一の接触点を達成することはできない。したがって、接触点は小さい領域である。
【００２０】
明確にするために、ラミナに重ね合わせた三次元のデカルト座標系を基準にして、ラミナの運動学的位置決めについて記述する。しかしながら、他の座標系を用いて運動学的位置決めについて記述し得ること、或いは他の姿勢（例えば鉛直）でラミナ及び／又は固定具を位置決めし得ることは理解されよう。
【００２１】
図１に関して、「位置」とは、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸に沿った座標を意味し、一方、姿勢とは、これらの軸の各々を中心とする回転を意味する。したがって、機械加工用の固定具又は集成用の固定具に配置する前のラミナは、６つの自由度（すなわちｘ軸、ｙ軸、ｚ軸、ｘ軸を中心とする回転、ｙ軸を中心とする回転、ｚ軸を中心とする回転）で移動する能力を有する。
【００２２】
運動学的位置決めを行うために、ラミナ及び／又は固定具（すなわち、機械加工用の固定具及び／又は集成用の固定具）は、好ましくは突起を含む。接触応力及びラミナの変形を最小限に抑えるとともにラミナと固定具との間の接触面積を最小限に抑えるべく、突起は、好ましくは、丸面取りされる。本明細書中では、ラミナだけが突起を含み、ラミナの突起を介してラミナを位置決めするように機械加工用固定具及び／又は集成用固定具が設計されている実施形態に関連させて、本発明をさらに詳細に説明する。しかしながら、他の実施形態として、固定具（単数又は複数）だけが突起を含むものもある。さらに他の実施形態では、ラミナと固定具の両方が突起を含む。さらに、丸面取りされた突起が好ましいが、ラミナの運動学的位置決めが達成されるのであれば、他の形状の突起及びは他の突起配置もまた好適である。
【００２３】
一実施形態では、ラミナは好ましくは、少なくとも３つの突起、例えば、長さ（すなわち、ラミナの平面内の最長寸法）の方向に延在する１つの突起と、高さ（すなわち、ラミナの平面内の最短寸法）の方向に延在する２つの突起とを含む。また、対向方向に正確に方向付けられた力を固定具に接触する各突起に加えるべく、ラミナは、追加の突起をさらに含むことができる。
【００２４】
ラミナの例示的機械加工用固定具及び突起を有するラミナ設計を、図１〜図２に示す。半径１及び２と機械加工用固定具１００の平面状表面１１３との接触が、半径５及び６に作用する力と組み合わされて、ラミナは、ｚ軸方向で運動学的に拘束される（すなわち、ｚ方向の平行移動が拘束される）とともに、ｙ軸を中心とする回転も拘束される。さらに、半径３と機械加工用固定具の平面状表面１１４との接触が、半径４に作用する力と組み合わされて、ラミナは、ｘ軸方向で運動学的に拘束される（すなわち、ｘ方向の平行移動が拘束される）。ラミナの表面１４は、残りの３つの自由度（すなわち、ｙ方向の平行移動、ｘを中心とする回転、及びｚを中心とする回転）においてラミナを拘束する機械加工用固定具１００のジョー１１１の表面（図示せず）に接触する。したがって、好ましい実施形態では、ラミナは、３自由度（すなわち、ｘ方向の平行移動、ｚ方向の平行移動、ｙを中心とする回転）で運動学的に拘束されるとともに、残りの３自由度では、ラミナの非運動学的表面接触により拘束される。ラミナを任意選択的に、ｙ方向の平行移動、ｚを中心とする回転、及びｘを中心とする回転で、運動学的に拘束することもできる。これは特に、これらの拘束の結果として許容できない屈曲変形が生ずることを防止できる十分な厚さのラミナの場合である。
【００２５】
本願の発明者らは、マイクロ構造化ラミナ（単数又は複数）上に小さいキューブコーナ構造体を反復して配置する目的でラミナを機械加工する際、運動学的位置決めが有利であることを見出した。位置決め誤差が溝形成機の精度に近づくように集成用固定具に複数のマイクロ構造化ラミナを相対的に配置するには、運動学的位置決めが有利である。本明細書に記載の方法及び装置は、ラミナの縁にキューブコーナマイクロ構造体を機械加工するのに特に好適であるが、そのような方法及び装置は、マイクロ構造化表面（例えば縁）を有するラミナを利用する他のタイプのマイクロ構造体（例えばフックアンドループファスナー）の機械加工に使用するのに好適であると考えられる。
【００２６】
一般的には、ラミナは、縁に直接機械加工される溝を形成するのに好適な任意の基材で構成され得る。好適な基材は、バリ生成を伴うことなくクリーンに機械加工され、低い延性及び低い粒状性を呈し、そして溝形成後に寸法確度を保持するものである。様々な機械加工可能なプラスチック又は金属を利用し得る。好適なプラスチックは、熱可塑性材料又は熱硬化性材料、例えば、アクリル又は他の材料を含む。機械加工可能な金属としては、アルミニウム、黄銅、銅、無電解ニッケル及びそれらの合金が挙げられる。好ましい金属としては、非鉄金属が挙げられる。好適なラミナ材料は、例えば、圧延、キャスティング、化学堆積、電気堆積又は鍛造により、シートの形態に形成可能である。好ましい機械加工材料は、典型的には、溝の形成時のカッティングツールの摩耗を最小限に抑えるように選択される。他のタイプのマイクロ構造体を含むラミナでは、他の材料もまた好適であり得る。
【００２７】
ラミナは、その厚さの少なくとも約１０倍（好ましくは、その厚さの少なくとも１００、２００、３００、４００、５００倍）の長さ及び高さを有する薄肉プレートである。本発明は、なんら特定の寸法のラミナ（単数又は複数）に限定されるものではない。当業者であればわかるように、ラミナ（単数又は複数）の最適寸法は、ラミナの曲げ剛性、座屈剛性及び取扱いの容易さに関連付けられる。さらに、再帰反射シートの製造に使用することが意図されるラミナの場合、最適寸法はまた、最終設計の光学的要件（例えば、キューブコーナの構造）により拘束され得る。本発明は、一般的には、０．２５インチ（６．３５ｍｍ）未満、好ましくは０．１２５インチ（３．１７５ｍｍ）未満の厚さを有するラミナに有利である。再帰反射シートを形成するための成形型に使用するのに好適なラミナの場合、各ラミナの厚さは、好ましくは約０．０２０インチ（０．５０８ｍｍ）未満、より好ましくは約０．０１０インチ（０．２５４ｍｍ）未満である。典型的には、そのようなラミナの厚さは、少なくとも約０．００１インチ（０．０２５４ｍｍ）、より好ましくは少なくとも約０．００３インチ（０．０７６２ｍｍ）である。そのようなラミナ（単数又は複数）の長さは、約１インチ（２５．４ｍｍ）〜約２０インチ（５．０８ｃｍ）の範囲内であり、典型的には６インチ（１５．２４ｃｍ）未満である。そのようなラミナの高さ（すなわち、縁１８と作用表面１６との間の距離）は、典型的には約０．５インチ（１２．７ｍｍ）〜約３インチ（７．６２ｃｍ）の範囲内であり、より典型的には約２インチ（５．０８ｃｍ）未満である。
【００２８】
スタック内の集成された複数のラミナは、典型的には、実質的に同一サイズである。各ラミナの厚さ、長さ及び高さは、通常の機械加工許容差に応じたばらつきを有する。他の用途ではより大きい寸法ばらつきでも好適であり得るが、水溶液からの電鋳に付すことが意図される集成ラミナの場合には、ラミナ間の高さのばらつきは、約±０．００５インチ（０．１２７ｍｍ）未満、より好ましくは±０．０００５インチ（０．０１２７ｍｍ）未満、さらにより好ましくは±０．００００５インチ（０．００１２７ｍｍ）未満であることが好ましい。さらに、ラミナ間の長さのばらつきは、好ましくは±０．０００５インチ（０．０１２７ｍｍ）未満、より好ましくは±０．０００１インチ（０．００２５４ｍｍ）未満、さらにより好ましくは±０．００００５インチ（０．００１２７ｍｍ）未満である。ラミナにおける厚さ許容差は、特に再帰反射シートを製造するための成形型に供させるラミナの場合、好ましくは±０．０００２インチ（０．００５０８）未満、さらにより好ましくは±０．０００１インチ（０．００２５４ｍｍ）未満、より好ましくは±０．００２インチ（０．０５０８ｍｍ）未満である。ラミナの機械加工時及び集成時に反復可能な位置決めを確実に行うために、各ラミナの面（すなわち、面１２及び１４）は、好ましくは約０．００００８インチ（０．０００２ｍｍ）未満、より好ましくは０．０００００４インチ（０．０００１ｍｍ）未満の平均表面粗さになるように機械加工される。
【００２９】
接触突起（例えば、１、２及び３）の外側縁は、典型的には、多くとも機械加工時及び／又は集成時の最大目標位置決め誤差に等しい谷／峰（Ｐｖ）表面粗さを有する。好ましくは、接触突起のＰｖ表面粗さは、最大目標位置決め誤差の１／３未満、より好ましくは最大目標位置決め誤差の約１／６未満である。したがって、±０．０００１インチ（０．００２５ｍｍ）の最大位置決め誤差では、突起のＰｖ表面粗さは、好ましくは約０．００００１６インチ（０．０００４ｍｍ）以下である。
【００３０】
丸面取り突起の場合、接触半径１、２及び３のサイズは、好ましくは、ラミナ突起の組成及びラミナの寸法に関連させて、接触半径に作用する力の大きさに基づいて選択される。すなわち、接触半径のサイズは、応力を減少し、変形を防止し、先に記載したような固定具との接触を最小限に抑えるように選択される。０．０１０インチ（０．２５４ｍｍ）の厚さ、６インチ（１５ｃｍ）の長さ、及び２インチ（５ｃｍ）の高さを有する黄銅で構成された再帰反射シートを、２ポンド（０．９ｋｇ）の印加力で製造するのに使用するのに好適なラミナの好適接触半径１、２及び３は、約１０インチである。
【００３１】
図３を参照すると、ラミナを作製する好ましい方法は、上記した所望の表面粗さ及び厚さ許容差になるように２枚以上のシートの主面１２及び１４（図示せず）をダイヤモンド旋削機などで面削りするステップと、スタック３００の形態にシートを集成するステップと、次に、スタックの全体に渡ってラミナの周囲形状をカッティングする（切り出す）ステップとを含む。主面の面削りは、例えば、グラインディング、ラッピング、ミリングにより、好ましくはダイヤモンド加工により、達成し得る。シートの面削りは、個々のラミナの面削りよりも効率的であり、典型的には、より良好な厚さ均一性（特に、縁近傍）を生じる。さらに、２つ以上のラミナを同時に切り出すことは、ラミナを個別に切り出すよりも効率的であり、典型的には、ラミナ寸法のより良好な均一性を生じる。スタックから同時に切り出し得るシートの数は、個別シートの厚さ及び切り出し時にスタックを保持する能力に依存する。約０．０１０インチ（０．２５４ｍｍ）の厚さを有するシートでは、少なくとも８０枚（例えば１００枚）のシートをスタックの形態に集成して、ラミナの同時切り出しを行うことができる。シートの長さ及び高さがラミナの目標の長さ及び高さよりもごく僅かに大きい場合、各シートから１つのラミナを切り出し得る。しかしながら、典型的には、シートのサイズは、各シートから５つ以上のラミナを切り出すのに十分な程度に大きい。周囲形状は、前述した寸法ばらつきを有するラミナを提供するのに好適な任意の手段を用いて、スタックから切り出し得る。しかしながら、ワイヤー放電加工（「ワイヤーＥＤＭ」）によりスタックからのラミナの切り出しを行うことが好ましい。そのようにすれば、高さ及び長さの許容差だけでなく縁のＰｖ表面粗さもまた、ラミナの周囲縁の後続の面削りを行うことなく目標の範囲内になる。しかし、その代わりに、それほど精密でない切り出し手段を用いて２つ以上のラミナを同時にスタックから切り出すことも可能である。次に、溝を形成する直前に、図１のラミナ（特に作用表面１６）を機械加工用固定具中に位置決めした状態で所望の許容差で機械加工し得る。
【００３２】
図２では、両者間に調整可能な開口を設けたジョー１１１及び１１２を有する機械加工用固定具１００に、ラミナ１０が装着されている。開口は、２つの平行な平面状表面と基台１０９の１つの垂直な平面状表面１１３とにより画定される。機械加工用固定具は、ラミナの半径３に接触する平面状表面１１４を有する止め１１０をさらに含み、一方、平面状表面１１３はラミナの半径１及び２に接触する。機械加工用固定具は、好ましくは、半径１、２及び３とそれらのそれぞれの平面状表面との接触を維持するために、ラミナ半径４、５及び６に一定の直交力を印加する。そのような力は、メカニカルスレッド、スプリング、レバー、さらには流体圧ピストンのような任意の好適な手段により印加し得る。より一般的には、力は一定である必要もなければ、突起４、５及び６に直接印加する必要もないが、そうすることが好ましい。
【００３３】
ラミナの表面１４は、ジョー１１１の第１の平行表面に接触した状態に（例えば、非運動学的に）保持される。任意選択的に、また好ましくは、ラミナの表面１２は、同時にジョー１１２の第２の平行表面に接触した状態に保持される。ジョーは、メカニカルスレッド、スプリング、流体圧ピストン、レバーなどの任意の好適な手段を用いて、また好ましくは、ジョー１１１及び１１２に設けた孔又はチャネルを介して作用する真空を利用して、所定の位置に保持し得る。そのような方法で両側からの真空を印加すれば、ラミナの曲げ剛性が増大され、結果として、主要真空表面からラミナが剥落しなくなる。機械加工用固定具は、任意の材料から作製し得る。前述の運動学的に接触した平面状表面１１４及び１１３は、好ましくは、耐摩耗性のダイヤモンド加工可能な材料から構築され、続いてダイヤモンド加工により鏡面仕上げされる。好ましくは、ラミナに接触する固定具の平面状表面は、ラミナの材料に類似した硬度又はそれよりも大きい硬度を有する材料から作製される。しかし、その代わりに、固定具の平坦な接触表面は、エネルギーを吸収することによりラミナ接触点に加わる応力を減少させる目的で、より軟質の材料を含み得る。しかしながら、そのような材料は、典型的には、より小さい耐摩耗性を有する。ラミナ突起に接触する機械加工用固定具の各平面状表面（１１４及び１１３）は、多くとも前述したようなラミナの縁の表面粗さに等しい表面粗さを有することが好ましい。
【００３４】
本発明の方法は、縁部（実質的に平面状の狭い部分、例えば作用表面１６）が露出されるように機械加工用固定具中にラミナを運動学的に位置決めした後に、ラミナの縁部を機械加工することを含む。したがって、機械加工される表面部分は、ラミナの厚さの範囲に及ぶ。本明細書中で使用する場合、「機械加工」とは、工作機械によるカッティング、シェイピング、ミリング、グラインディング又はフィニッシングを意味する。ラミナの他の表面（例えば、主面１２及び／又は１４）を機械加工するために運動学的位置決めを利用することも可能であるが、本発明に係る方法及び装置は、複数のＶ字形溝を形成することによりラミナの露出縁部（すなわち作用表面１６）上にキューブコーナマイクロ構造体を機械加工するのに特に好適である。
【００３５】
図１を参照すると、ラミナ１０は、第１の主面１２及びその反対側の第２の主面１４を有する。ラミナ１０は、第１の主面１２と第２の主面１４との間にいずれも延在する作用表面１６及びその反対側の下端表面１８をさらに有する。ラミナ１０はさらに、第１の端表面２０及びその反対側の第２の端表面２２を有する。
【００３６】
ラミナ１０は、運動学的位置決めを記述する目的で利用したのと同一の重ね合わされたデカルト座標系を用いて、三次元空間内に特性付けることができる。第１の基準平面２４は、主面１２と主面１４との間の中央に配置される。ｘｚ平面と呼ばれる第１の基準平面２４は、その法線ベクトルとしてｙ軸を有する。ｘｙ平面と呼ばれる第２の基準平面２６は、ラミナ１０の作用表面１６と実質的に同一面上に延在し、その法線ベクトルとしてｚ軸を有する。ｙｚ平面と呼ばれる第３の基準平面２８は、第１の端表面２０と第２の端表面２２との間の中央に配置され、その法線ベクトルとしてｘ軸を有する。
【００３７】
キューブコーナマイクロ構造体を含むラミナ（単数又は複数）を機械加工する方法では、溝形成機を用いて、第１の溝セット、任意選択的な第２の溝セット、及び好ましくは第３の主要溝が形成される。本明細書中で使用する場合、「溝セット」という用語は、ラミナ１０の作用表面１６に形成された複数の溝であって、後述するような特定の基準平面に対して名目上平行〜１°以内非平行、及び／又は溝セット内の隣接溝に対して名目上平行〜１°以内非平行の範囲にある複数の溝を意味する。名目上平行な溝とは、溝形成機の精度の範囲内で意図的変化が与えられない溝である。溝角度の精度は、カットの長さ（例えば、ラミナの厚さ）にわたり、典型的には少なくとも±２アーク分（±０．０３３度）程度の精度、より好ましくは少なくとも±１アーク分（±０．０１７度）程度の精度、さらにより好ましくは少なくとも±１／２アーク分（±０．００８３度）程度の精度、最も好ましくは少なくとも±１／４アーク分（±０．００４２度）程度の精度である。溝セットの溝は、さらに詳細に後述されるように、再帰反射発散プロファイルを改善する目的で開先角誤差及び／又はスキュー及び／又はインクリネーションのような小さい意図的変化をも含み得る。
【００３８】
一般的には、第１の溝セットは、ラミナの第１の主面１２及び作用表面１６と交差する溝頂点をそれぞれに有する複数の溝を含む。作用表面１６は不変（すなわち非構造化）の状態を維持する部分を含んでいてもよいが、作用表面１６は非構造化表面部分を実質的に含まないことが好ましい。
【００３９】
第２の溝セット（すなわち、存在する場合）は、ラミナの第１の主面１４及び作用表面１６と交差する溝頂点をそれぞれに有する複数の溝を含む。第１及び第２の溝セットは、ほぼ第１の基準平面２４に沿って交差して、複数の交互に現れる峰とｖ字形の谷とを含む構造化表面を形成する。
【００４０】
第１及び第２の溝セットはいずれも、本明細書中で「サイド溝」として言及されることもある。本明細書中で使用する場合、サイド溝は、基準平面２８に名目上平行〜基準平面２８に１°以内非平行の範囲内にある溝である。その代わりに又はそれに加えて、サイド溝セット内の個々の溝はまた、互いに名目上平行〜１°以内非平行の範囲内にある。サイド溝は、任意選択的に、基準平面２４に対し垂直〜上述した偏差度を有していてもよい。
【００４１】
素子の第３の面は、欧州特許出願公開第０８４４０５６Ａ１号明細書及び米国特許第６，０１０，６０９号明細書（三村）に記載されているように作用表面１２又は１４から構成されてもよいが、ラミナは、好ましくは、実質的にラミナの全長に延在する主要溝面を含む。主要溝面の形成の結果として、ラミナ上に３つの垂直又はほぼ垂直な光学面を有する複数のキューブコーナ素子を含む構造化表面が得られる。典型的には、そのような主要溝面と作用表面１２又は１４との交差は、基準平面２６に名目上平行である。単一ラミナは、単一の主要溝面、両サイドの１対の溝面、及び／又は、１対の主要溝面を同時に提供する作用表面１６と基準平面２４との交線に沿った主要溝を、有し得る。
【００４２】
反対の姿勢に向けられた１対の単一ラミナ、好ましくは反対の姿勢に向けられた複数のラミナは、典型的には、それらのそれぞれの主要溝面が主要溝を形成するように集成される。
【００４３】
本発明は、当技術分野で公知の多くの光学設計に好適である。例示的な光学設計については、例えば、欧州特許出願公開第０８４４０５６Ａ１号明細書及び米国特許第６，０１０，６０９号明細書（三村）、米国特許第６，０１５，２１４号明細書（ヒーナン（Ｈｅｅｎａｎ））、米国特許第５，９８１，０３２号明細書（スミス（Ｓｍｉｔｈ））、米国特許第６，１５９，４０７号明細書（クリンケ（Ｋｒｉｎｋｅ））及び米国特許第６，２５７，８６０号明細書（ラトレル（Ｌｕｔｔｒｅｌｌ））に記載されている。
【００４４】
サイド溝は、再帰反射シートの発散プロファイルを改善するためにスキュー及び／又はインクリネーションを含み得る。本明細書中で使用する場合、「スキュー」とは、基準平面２８に対する平行からの偏差を意味する。「インクリネーション」とは、名目上直交傾き（すなわち、主要溝表面に垂直なベクトルの傾き）からの特定のサイド溝の基準平面２８内の傾きの偏差を意味する。スキューしたサイド溝及び／又はインクリネーションしたサイド溝の利点に関するさらに詳細な内容は、本出願と同一日に出願された「キューブコーナ素子を含むラミナ及び再帰反射シート」という名称の米国特許出願代理人事件整理番号ＦＮ５８１７９ＵＳ００２中に見出される。
【００４５】
スキュー及び／又はインクリネーションによる単一のキューブコーナ素子の形状変化は、単一の素子に対しては小さいが（例えば、主に二面角の変化に限られる）、スキューした溝及び／又はインクリネーションした溝をラミナのスタックに形成する際には、問題を伴い得ることは明らかである。サイド溝は１°程度まで平行からずれるので、かなり多様なキューブジオメトリーがスタックの全体に渡って生成される可能性がある。この多様性は、スタックサイズの増加に伴って増加する。多様なキューブジオメトリーを生成することなく同時に（すなわちスタックで）機械加工できる最大ラミナ数の計算値は、僅か２つ程度のラミナである（例えば、０．００２インチ（０．０５０８ｍｍ）のサイド溝間隔を有する厚さ０．０２０インチ（０．５０８ｍｍ）のラミナで、１°のスキューの場合）。したがって、本明細書に記載の方法及び装置は、サイド溝が「スキュー」及び／又は「インクリネーション」を含む個々のラミナを機械加工するのに特に有用である。
【００４６】
好ましくは少なくとも３つの自由度で運動学的に拘束した状態で、複数の溝を、ラミナ（単数又は複数）の露出縁（単数又は複数）上に溝形成機を用いて形成する。直接機械加工法の例としては、米国特許第４，５８８，２５８号明細書（フープマン（Ｈｏｏｐｍａｎ））及び同第３，７１２，７０６号明細書（スタム（Ｓｔａｍｍ））に記載されているように、フライカッティング、ミリング、グラインディング及びルーリングが挙げられる。これら米国特許には、溝をカッティングして基材中にキューブコーナ光学面を形成するための２つの対向するカッティング表面を有する１回通過又は複数回通過の工作機械が開示されている。好ましくは、ダイヤモンドツールを利用して溝を形成する。
【００４７】
複数のＶ形溝は、好ましくは、各溝を高精度で形成することのできるダイヤモンドツール機械を用いて形成される。コネチカット州ブリッジポートのムーア・スペシャル・ツール・カンパニー（Ｍｏｏｒｅ Ｓｐｅｃｉａｌ Ｔｏｏｌ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｂｒｉｄｇｅｐｏｒｔ，ＣＴ）、ニューハンプシャー州キーンのプレシテック（Ｐｒｅｃｉｔｅｃｈ，Ｋｅｅｎｅ，ＮＨ）、及びペンシルバニア州ピッツバーグのエアロテック・インコーポレーテッド（Ａｅｒｏｔｅｃｈ Ｉｎｃ．，Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇ，ＰＡ）は、そのような目的に好適な機械を製造している。そのような機械は、典型的にはレーザー干渉計位置決めデバイスを含む。好適な精密ロータリーテーブルは、エイエイ・ゲイジ（ＡＡ Ｇａｇｅ）（ミシガン州スターリング・ハイツ（Ｓｔｅｒｌｉｎｇ Ｈｅｉｇｈｔｓ，ＭＩ））から商業的に入手可能であり、一方、好適な顕微干渉計は、ザイゴ・コーポレーション（Ｚｙｇｏ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）（コネチカット州ミドルフィールド（Ｍｉｄｄｌｅｆｉｅｌｄ，ＣＴ））及びビーコ（Ｖｅｅｃｏ）の１部門であるワイコ（Ｗｙｋｏ）（アリゾナ州トゥーソン（Ｔｕｃｓｏｎ，ＡＺ））から商業的に入手可能である。マイクロ構造（例えば、溝頂点間隔及び溝深さ）の精度（すなわち、ポイントツーポイント位置決め）は、好ましくは±５００ｎｍ程度の精度、より好ましくは少なくとも±２５０ｎｍ程度の精度、最も好ましくは少なくとも±１００ｎｍ程度の精度である。溝角度の精度は、カットの長さ（例えば、ラミナの厚さ）にわたり、少なくとも±２アーク分（±０．０３３度）程度の精度、より好ましくは少なくとも±１アーク分（±０．０１７度）程度の精度、さらにより好ましくは少なくとも±１／２アーク分（±０．００８３度）程度の精度、最も好ましくは少なくとも±１／４アーク分（±０．００４２度）程度の精度である。さらに、解像度（すなわち、現在軸位置を検出する溝形成機の能力）は、典型的には精度の少なくとも約１０％である。したがって、±１００ｎｍの精度では、解像度は少なくとも±１０ｎｍである。短い距離（すなわち、１０個の隣接平行溝）では、精度はほぼ解像度に等しい。そのような高確度の複数の溝を継続時間にわたり終始一貫して形成するために、プロセスの温度は、±０．０１℃以内、好ましくは±０．１℃以内に維持される。
【００４８】
使用に好適なダイヤモンドツールは、ケイ・アンド・ワイ・ダイヤモンド（Ｋ＆Ｙ Ｄｉａｍｏｎｄ）（ニューヨーク州ムーアーズ（Ｍｏｏｅｒｓ，ＮＹ））又はチャードン・ツール（Ｃｈａｒｄｏｎ Ｔｏｏｌ）（オハイオ州チャードン（Ｃｈａｒｄｏｎ，ＯＨ））から購入することのできるダイヤモンドツールのように、高品質のものである。特に、好適なダイヤモンドツールは、先端から０．０１０インチ（０．２５４ｍｍ）以内がスクラッチフリーである。これは、２０００倍の白色光顕微鏡を用いて評価できる。典型的には、ダイヤモンドの先端は、約０．００００３インチ（０．０００７６２ｍｍ）〜約０．００００５インチ（０．００１２７０ｍｍ）の範囲内のサイズの平坦部分を有する。さらに、好適なダイヤモンドツールの表面仕上げは、好ましくは約３ｎｍ未満の粗さ平均及び約１０ｎｍ未満の峰から谷までの粗さを有する。表面仕上げは、機械加工可能な基材にテストカットを形成して、ビーコ（Ｖｅｅｃｏ）の１部門であるワイコ（Ｗｙｋｏ）（アリゾナ州トゥーソン（Ｔｕｃｓｏｎ，ＡＺ）から購入できるような顕微干渉計によりテストカットを評価することにより、評価可能である。
【００４９】
ラミナの作用表面１６はマイクロ構造化される。つまり、構造体（例えばキューブコーナ素子）の横方向寸法は、好ましくは０．０００５インチ（０．０１２７ｍｍ）〜０．２５インチ（６．３５ｍｍ）の範囲内にある。本明細書中で使用する場合、「横方向寸法」とは、対向する面間又は特徴体間で測定されるような構造体のサイズ（例えば、隣接サイド溝の溝頂点間の距離又はラミナの厚さ）を意味する。素子の横方向寸法は、好ましくは０．０１５インチ（０．３８１ｍｍ）未満、より好ましくは０．０１０インチ（０．２５４ｍｍ）未満、最も好ましくは約０．００６インチ（０．１５２４ｍｍ）未満である。
【００５０】
所望のマイクロ構造体を有するように個々のラミナの縁を機械加工した後、複数のラミナを所望の構成でスタッキングする。典型的には、キューブコーナマイクロ構造体の場合、第１のラミナ上のキューブが隣接ラミナに対して反対のキューブ姿勢を向くように、ラミナをスタッキングする。
【００５１】
機械加工用固定具及び集成用固定具は、垂直支持基台に連結された２つの対向平行表面を含むという共通した特徴を共有する。対向平行表面は、それらの間に調整可能な開口を有する。それら固定具はまた、ラミナを受容すべく対向表面の少なくとも一方を後退及び前進させるための手段、並びに個々のラミナを運動学的に位置決めするための手段を有する。さらに、それら固定具は、好ましくは、ラミナ（単数又は複数）の適正な配置を確認するのに好適な手段、例えば、接触（例えばプローブ）型及び非接触（例えば顕微鏡）型の計測器を備える。機械加工用固定具は、ラミナ（単数又は複数）の露出縁に所望のマイクロ構造体を形成する間、単一のラミナを運動学的に位置決めするように設計される（そのような位置決めは一時的に行われる）。一方、集成用固定具は、スタック内に各ラミナを運動学的に位置決めするように設計される。
【００５２】
図４を参照すると、マイクロ構造化表面部分を含む複数のラミナのスタック４６０は、集成用固定具４００の第１の（例えば固定の）ジョー４１０と第２の（例えば可動の）ジョー４２０との間に拘束される。ラミナの主面１２及び１４に接触（すなわち非運動学的に接触）するジョーの平行表面は、基台４３０の垂直表面と組み合わされて、精密機械加工ポケットを形成し、ポケットの長さは、最終的なスタックの最長ラミナよりも僅かに大きい（例えば、０．０００１インチ（０．００２５４ｍｍ）大きい）。固定ジョー４１０は、好ましくは０．０００５インチ（０．０１２７ｍｍ）以内で、より好ましくは０．０００１インチ（０．００２５４ｍｍ）以内でポケット縁に垂直になるように、スクリュー４１５を用いて基台４３０に強固に固定される。可動ジョー４２０は、前進又は後退させて、最終的な集成スタックの幅よりも僅かに広い位置にネジ２５で強固に固定される。ラミナの突起（すなわち、接触半径１、２及び３）に接触するポケットの表面は、例えば０．０００１インチ（０．００２５４ｍｍ）以内で平坦である。図示されている基台及びジョーは、それぞれ単一部分から構成されているが、その代わりに、上述した許容差を達成するように正確に配置された複数部分から構築することも可能である。
【００５３】
ラミナの集成時には、塵埃及び他の有機又は無機の汚染物質が原因で生じるおそれのある位置決め誤差を回避するのに十分な程度に、集成用固定具及びラミナ（単数又は複数）がクリーンな状態になるように注意を払う。その場合、集成用固定具内にラミナを挿入する前に、集成用固定具及び各ラミナの接触表面を、好適な溶媒、石鹸溶液及び／又は脱イオン水で洗浄する。さらに、好ましくはクリーンルーム中で集成を行う。
【００５４】
固定ジョーから可動ジョーの方向に蓄積されるように、必ずというわけではないが好ましくは一度に、ラミナ（単数又は複数）をポケットに挿入する。集成用固定具によりラミナに加えられる運動学的拘束は、機械加工用固定具による拘束にかなり近い。可動ジョー４２０は、スタックに加わる一定のｙ軸方向の力を維持し、かつ挿入される後続のラミナのためのギャップをｙ軸方向に間欠的に形成する、二段階デバイスを含む。二段階デバイスの一定の力は、任意の好適な機械的手段又は手動的手段により提供され得るが、好ましくは空気式ピストンにより提供される。デバイスの第１段階は、ポケットの下端の方向にラミナの高さの１／２にほぼ等しい距離までラミナを挿入できるようにする。デバイスの第２段階は、このラミナをポケットの下端の方向に残りの距離まで挿入できるようにする。各ラミナをスタックの形態に挿入した後、任意の好適な機械的手段又は手動的手段により、半径３がポケットの対応する縁に接触するようにラミナをｘ方向に押圧し、そして半径１及び２がポケットの下端に接触するようにｚ方向にも押圧する。集成プロセスを行う際、ラミナの適正位置を確認すべくラミナ位置を測定し、必要であれば、個別に調整を行うことが可能である。位置決め突起（単数又は複数）の反対側の突起（すなわち、接触半径５及び６を含む突起）が、前述したような一定した高さであるとすれば、例えば、露出した突起の上端に沿ってプローブを移動させることによりラミナの位置を確認することができる。ラミナが適切に位置決めされていることを確認した後、調整ネジ４７０を締めて、ラミナを可動ジョーに接触させる。次に、締付けネジ４２５を僅かに弛めることにより、調整ネジに加えられた適度なトルクを利用して可動ジョーをｙ方向に平行移動させる。次に、適正圧力がスタックに加えられるまで、調節ネジを個別に締める。固定具（特に、ラミナ（単数又は複数）に接触する構成部品）の構築に使用される材料は、ラミナ材料の熱膨張係数に類似した熱膨張係数を有するように選択される。スタックは、固定ジョー及び可動ジョーの外表面を越えて約０．０５０インチ（１．２７ｍｍ）突出し、複製のためのマイクロ構造化表面を提供する。
【００５５】
機械加工したときと同一の姿勢で複数のラミナを集成することが好ましい（例えば、接触半径３が集成用固定具の同一側の表面に接触するように、ラミナを方向付ける）。或いはまた、隣り合うラミナが反対の姿勢を向くように、複数のラミナを配置することも可能である。例えば、隣り合うラミナを、半径４が集成用固定具の、それぞれに対応する側の表面に運動学的に接触するように位置決めすることができる。複数のラミナをこのように互い違いに置くことは、作用表面１６に切削形成された異なるタイプの光学的設計を最小限にする点で有利である。しかしながら、そのような集成は、ラミナの位置決めを互い違いにしたときに生ずる誤差が溝形成機を用いて対向構造体を形成するときに生ずる誤差よりも大きいので、より困難であり、かつそれほど正確ではないと推測される。
【００５６】
運動学的に位置決めされて集成された複数のラミナは、米国特許第４，４８６，３６３号明細書（プリコーン（Ｐｒｉｃｏｎｅ）ら）に記載されているエンボスツールなどのツールとして使用できる。しかしながら、典型的には、集成ラミナは非常に小さい表面積を有するので、製造効率を得るために、ツールの複製後、シーミング又はタイリングを行って複製コピーを一体化し、実質的により大きいツールを作製するようにする。
【００５７】
露出したマイクロ構造化表面を複製するために、図５に示されるように、複数のラミナのマイクロ構造化表面が露出されかつ固定具の残りの部分がカバーされるように、０．０５０インチ（１．２７ｍｍ）の厚肉のカバーシート５００を固定具に装着する。典型的には、ステンレス鋼のような導電性シートを、スタックの突出したマイクロ構造化表面のサイズよりも僅かに小さい開口を有するように機械加工する（例えばワイヤーＥＤＭ）。カバーシートは、好ましくは、メッキのバリ（例えば、電着された材料の非常に薄い層であって、典型的には約０．０００２インチ（０．００５０８ｍｍ）未満の厚さを有する）の除去を容易にすべく、背面（図示せず）に鏡面仕上げが施され、かつ電鋳されたツールの一方向ストリッピングを可能にすべく、前面に直線的サンダー仕上げが施される。好ましくは、サンダー仕上げラインは、ラミナの主要溝にほぼ平行である。カバーシートは、好ましくは、メッキされたレプリカにおける境界部のバリを最小限に抑えるべく、スタックの突出部の周囲に（例えば熱的に）収縮嵌めされ、例えば、カバーシートの背面に溶接されたスタッドを用いて集成用固定具に取り付けられる。しかしながら、取付け具が電気メッキされることがないように、取付け具は、カバーシートを貫通して延在することはない。カバーシートに取り囲まれた複数のラミナのマイクロ構造化表面は、非導電性メッキ用の固定具に配置される。
【００５８】
或いはまた、集成スタックは、周縁の平面状表面部分を含んでいてもよい。これは、スタックの両端に非構造化ラミナを挿入することと、作用表面１６の両端の一部分を非構造化状態で残存させることとを組み合わせることにより、達成される。周縁の平面状部分がスタックの周縁で少なくとも０．１２５インチ（３．１７５ｍｍ）の幅であれば、カバーシートが不要になる可能性がある。しかしながら、カバーシートが存在しない場合は、ラミナスタック及び集成用固定具のジオメトリーは、電鋳されたレプリカを引き剥がすことができるようなものでなければならない（すなわち、レプリカが固定具に固着しないようにしなければならない）。
【００５９】
次に、従来のニッケル電鋳のような任意の好適な方法を用いて、「マスター成形型」とも呼ばれる露出マイクロ構造化表面を複製し、マイクロ構造化シートを形成するのに望ましいサイズのツールを作製する。好ましくは、集成ラミナのスタックを湿潤状態に保持し、その後、電鋳を開始し、集成ラミナのスタックから各レプリカを取り出し、その後、ラミナスタックの主面間に滲出した可能性のあるメッキ溶液の乾燥を行う。各レプリカを取り出した後、もう一度メッキを開始するまで、スタックを継続的に湿潤状態に保持する。このようにしてマルチジェネレーショナルなポジティブ及びネガティブコピーツールが形成される。そのようなツールは、マスターと実質的に同一のキューブ形成精度を有する。米国特許第４，４７８，７６９号明細書及び同第５，１５６，８６３号明細書（Ｐｒｉｃｏｎｅ）並びに米国特許第６，１５９，４０７号明細書（Ｋｒｉｎｋｅ）に記載されているような電鋳法は、公知である。複数の複製物は、多くの場合、例えば、米国特許第６，３２２，６５２号明細書（ポールソン（Ｐａｕｌｓｏｎ））に記載されているような溶接により、連結一体化される。次に、得られたツールを利用して、当技術分野で知られているようなエンボス加工、押出加工又はキャスト・キュアリングなどの方法によるキューブコーナ型再帰反射シートの形成に供することが可能である。
【００６０】
上記の説明は、例示を目的としたものであり、限定しようとするものではない。本発明の種々の修正形態及び変更形態は、本発明の範囲及び精神から逸脱することなく以上の説明から当業者に自明なものとなろう。また、本発明は、本明細書中に記載されている例示的な実施形態に過度に制限されるものではない。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラミナを機械加工する方法であって、
ラミナを用意することと、
前記ラミナの縁部が露出されるように、前記ラミナを固定具に運動学的に位置決めすることと、
前記ラミナの前記縁部に複数の溝を形成することと、
を含む方法。
【請求項２】
前記ラミナが０．００１インチ〜０．０２０インチの範囲の厚さを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ラミナが０．００３インチ〜０．０１０インチの範囲の厚さを有する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記複数の溝がキューブコーナマイクロ構造体を形成する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ラミナが最小限の個別の接触点で前記固定具により拘束される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ラミナが、ｘｚ平面内に延在して、前記固定具により３自由度で運動学的に拘束される、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記自由度が、ｘ方向の平行移動、ｚ方向の平行移動及びｙを中心とする回転を含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記ラミナが少なくとも３つの非平面状突起を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記ラミナが、両側の真空により非運動学的に拘束される、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記ラミナが、機械加工可能なプラスチック又は機械加工可能な金属を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記ラミナが０．００２インチ〜０．０２０インチの範囲の厚さを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記ラミナが±０．００２インチの厚さ許容差を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ラミナが±０．０００２インチの厚さ許容差を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記溝の少なくとも一部分がサイド溝である、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記サイド溝が、スキュー、インクリネーション又はそれらの組合せを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
ラミナを集成する方法であって、
マイクロ構造化した縁を含むラミナを用意することと、
固定具に個々のラミナを運動学的に位置決めしてスタックを形成することと、
前記スタックにおける前記ラミナの位置を維持することと、
を含む方法。
【請求項１７】
前記ラミナが０．００２インチ〜０．０２０インチの範囲の厚さを有する、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記ラミナが±０．００２インチの厚さ許容差を有する、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記ラミナが±０．０００２インチの厚さ許容差を有する、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
ラミナを作製する方法であって、
各々が２つの主面を有する少なくとも２枚のシートを用意することと、
前記シートの前記主面を均一な厚さに機械加工することと、
前記シートをスタックの形態に集成することと、
前記スタックから２つ以上のラミナを同時に切り出すことと、
を含む方法。
【請求項２１】
前記切り出しがワイヤー放電加工により達成される、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記ラミナが０．００２インチ〜０．０２０インチの範囲の厚さを有する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記ラミナが±０．００２インチの厚さ許容差を有する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２４】
前記ラミナが±０．０００２インチの厚さ許容差を有する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２５】
前記シートの前記主面が０．０００００８インチ未満のＰｖ表面粗さを有する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２６】
前記ラミナの長さが０．００１インチ未満だけ異なる、請求項２０に記載の方法。
【請求項２７】
前記ラミナの長さが０．０００１インチ未満だけ異なる、請求項２０に記載の方法。
【請求項２８】
前記主面の前記機械加工がダイヤモンド工具により達成される、請求項２０に記載の方法。
【請求項２９】
マスター成形型を複製する方法であって、
ラミナのスタックであって、露出したマイクロ構造化表面を有するスタックを、固定具に用意することと、
前記マイクロ構造化表面が露出されるように前記スタックに導電性カバーシートを装着することと、
電気メッキ溶液を用いて、前記露出した表面に電鋳処理を施して、レプリカを形成することと、
を含む方法。
【請求項３０】
前記メッキ溶液を乾燥させる前に、前記スタックから前記レプリカを取り出すことをさらに含む、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記カバーシートを収縮嵌めすることをさらに含む、請求項２９に記載の方法。
【請求項３２】
運動学的に位置決めするのに適した突起を含む、ラミナ。
【請求項３３】
マイクロ構造化表面を含む、請求項３２に記載のラミナ。
【請求項３４】
前記マイクロ構造化表面がキューブコーナ素子を含む、請求項３２に記載のラミナ。
【請求項３５】
垂直支持基台により連結された２つの対向平行表面であって、両者間に調整可能な開口を有する表面と、
ラミナを受容すべく前記対向平衡表面の少なくとも一方を後退及び前進させるための手段と、
個々のラミナを運動学的に位置決めするための手段と、
を含む、ラミナの固定具。
【請求項３６】
前記固定具が、スタック内で複数の前記ラミナの位置を維持するための手段をさらに含む、請求項３５に記載の固定具。
【請求項３７】
前記ラミナの位置を確認するための手段をさらに含む、請求項３５に記載の固定具。
【請求項３８】
前記位置決めが±０．０００１インチ以下の精度を有する、請求項３５に記載の固定具。
【請求項３９】
前記対向表面が真空を含む、請求項３５に記載の固定具。
【請求項４０】
運動学的位置決めに適した複数の突起を含む、請求項３５に記載の固定具。
【請求項４１】
ラミナを機械加工する方法であって、
ラミナを用意することと、
前記ラミナの表面が露出されるように、前記ラミナを固定具に運動学的に位置決めすることと、
前記ラミナの前記表面を機械加工することと、
を含む方法。
【請求項４２】
前記ラミナの前記露出した表面が、その厚さに渡って設けられる、請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
前記ラミナが０．００２インチ〜０．０２０インチの範囲の厚さを有する、請求項４１に記載の方法。
【請求項１】
ラミナを機械加工する方法であって、
ラミナを用意することと、
前記ラミナの縁部が露出されるように、前記ラミナを固定具に運動学的に位置決めすることと、
前記ラミナの前記縁部に複数の溝を形成することと、
を含む方法。
【請求項２】
前記ラミナが０．００１インチ〜０．０２０インチの範囲の厚さを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ラミナが０．００３インチ〜０．０１０インチの範囲の厚さを有する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記複数の溝がキューブコーナマイクロ構造体を形成する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ラミナが最小限の個別の接触点で前記固定具により拘束される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ラミナが、ｘｚ平面内に延在して、前記固定具により３自由度で運動学的に拘束される、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記自由度が、ｘ方向の平行移動、ｚ方向の平行移動及びｙを中心とする回転を含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記ラミナが少なくとも３つの非平面状突起を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記ラミナが、両側の真空により非運動学的に拘束される、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記ラミナが、機械加工可能なプラスチック又は機械加工可能な金属を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記ラミナが０．００２インチ〜０．０２０インチの範囲の厚さを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記ラミナが±０．００２インチの厚さ許容差を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ラミナが±０．０００２インチの厚さ許容差を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記溝の少なくとも一部分がサイド溝である、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記サイド溝が、スキュー、インクリネーション又はそれらの組合せを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
ラミナを集成する方法であって、
マイクロ構造化した縁を含むラミナを用意することと、
固定具に個々のラミナを運動学的に位置決めしてスタックを形成することと、
前記スタックにおける前記ラミナの位置を維持することと、
を含む方法。
【請求項１７】
前記ラミナが０．００２インチ〜０．０２０インチの範囲の厚さを有する、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記ラミナが±０．００２インチの厚さ許容差を有する、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記ラミナが±０．０００２インチの厚さ許容差を有する、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
ラミナを作製する方法であって、
各々が２つの主面を有する少なくとも２枚のシートを用意することと、
前記シートの前記主面を均一な厚さに機械加工することと、
前記シートをスタックの形態に集成することと、
前記スタックから２つ以上のラミナを同時に切り出すことと、
を含む方法。
【請求項２１】
前記切り出しがワイヤー放電加工により達成される、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記ラミナが０．００２インチ〜０．０２０インチの範囲の厚さを有する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記ラミナが±０．００２インチの厚さ許容差を有する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２４】
前記ラミナが±０．０００２インチの厚さ許容差を有する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２５】
前記シートの前記主面が０．０００００８インチ未満のＰｖ表面粗さを有する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２６】
前記ラミナの長さが０．００１インチ未満だけ異なる、請求項２０に記載の方法。
【請求項２７】
前記ラミナの長さが０．０００１インチ未満だけ異なる、請求項２０に記載の方法。
【請求項２８】
前記主面の前記機械加工がダイヤモンド工具により達成される、請求項２０に記載の方法。
【請求項２９】
マスター成形型を複製する方法であって、
ラミナのスタックであって、露出したマイクロ構造化表面を有するスタックを、固定具に用意することと、
前記マイクロ構造化表面が露出されるように前記スタックに導電性カバーシートを装着することと、
電気メッキ溶液を用いて、前記露出した表面に電鋳処理を施して、レプリカを形成することと、
を含む方法。
【請求項３０】
前記メッキ溶液を乾燥させる前に、前記スタックから前記レプリカを取り出すことをさらに含む、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記カバーシートを収縮嵌めすることをさらに含む、請求項２９に記載の方法。
【請求項３２】
運動学的に位置決めするのに適した突起を含む、ラミナ。
【請求項３３】
マイクロ構造化表面を含む、請求項３２に記載のラミナ。
【請求項３４】
前記マイクロ構造化表面がキューブコーナ素子を含む、請求項３２に記載のラミナ。
【請求項３５】
垂直支持基台により連結された２つの対向平行表面であって、両者間に調整可能な開口を有する表面と、
ラミナを受容すべく前記対向平衡表面の少なくとも一方を後退及び前進させるための手段と、
個々のラミナを運動学的に位置決めするための手段と、
を含む、ラミナの固定具。
【請求項３６】
前記固定具が、スタック内で複数の前記ラミナの位置を維持するための手段をさらに含む、請求項３５に記載の固定具。
【請求項３７】
前記ラミナの位置を確認するための手段をさらに含む、請求項３５に記載の固定具。
【請求項３８】
前記位置決めが±０．０００１インチ以下の精度を有する、請求項３５に記載の固定具。
【請求項３９】
前記対向表面が真空を含む、請求項３５に記載の固定具。
【請求項４０】
運動学的位置決めに適した複数の突起を含む、請求項３５に記載の固定具。
【請求項４１】
ラミナを機械加工する方法であって、
ラミナを用意することと、
前記ラミナの表面が露出されるように、前記ラミナを固定具に運動学的に位置決めすることと、
前記ラミナの前記表面を機械加工することと、
を含む方法。
【請求項４２】
前記ラミナの前記露出した表面が、その厚さに渡って設けられる、請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
前記ラミナが０．００２インチ〜０．０２０インチの範囲の厚さを有する、請求項４１に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−２１８８１１（Ｐ２０１１−２１８８１１Ａ）
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１１−１２２０８４（Ｐ２０１１−１２２０８４）
【出願日】平成２３年５月３１日（２０１１．５．３１）
【分割の表示】特願２００６−５０８７０１（Ｐ２００６−５０８７０１）の分割
【原出願日】平成１６年２月９日（２００４．２．９）
【出願人】（５０５００５０４９）スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (2,080)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２２０８４（Ｐ２０１１−１２２０８４）
【出願日】平成２３年５月３１日（２０１１．５．３１）
【分割の表示】特願２００６−５０８７０１（Ｐ２００６−５０８７０１）の分割
【原出願日】平成１６年２月９日（２００４．２．９）
【出願人】（５０５００５０４９）スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (2,080)
【Ｆターム（参考）】
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