BRPI0609284A2

BRPI0609284A2 - artigo microrreplicado, método de produzir um artigo microrreplicado, e, monitor óptico

Info

Publication number: BRPI0609284A2
Application number: BRPI0609284-5A
Authority: BR
Inventors: James N Dobbs; John C Nelson
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2005-03-09
Filing date: 2006-03-06
Publication date: 2010-09-08
Also published as: CN101171532A; EP1861736A1; MX2007010903A; WO2006098940A1; US20060209428A1; JP2008536161A; KR20070108568A; KR101323524B1

Abstract

São descritos artigo mierorreplicado, tendo uma superficie redutora de moiré, e método de manufaturá-lo. Um artigo microrreplicado inclui um substrato flexível, tendo primeira e segunda superficies opostas, um primeiro padrão microrreplicado revestido sobre a primeira superficie e um segundo padrão microrreplicado revestido sobre a segunda superficie. O primeiro padrão microrreplicado revestido e o segundo padrão mierorreplicado revestido são alinhados dentro de 10 micrómetros na direção da máquina e na direção transversal, e o primeiro padrão microrreplicado revestido e o segundo padrão mierorreplicado revestido formam uma pluralidade de segmentos de lente. Cada segmento de lente inclui uma pluralidade de elementos de lente, cada um tendo um eixo geométrico óptico em que todos os eixos geométricos ópticos do elemento de lente são paralelos entre si e os elementos de lente dentro de um primeiro segmento de lente têm eixos geométricos ópticos que são deslocados dos eixos geométricos ópticos dos elementos de lente dentro de um segundo segmento de lente adjacente.

Description

"ARTIGO MICRORREPLICADO, MÉTODO DE PRODUZIR UMARTIGO MICRORREPLICADO, E, MONITOR ÓPTICO"

CAMPO DA INVENÇÃO

A descrição refere-se genericamente à moldagem contínua dematerial em uma folha contínua e, mais especificamente, à moldagem deartigos tendo uma superfície redutora de moiré e um alto grau de registroentre os padrões moldados nos lados opostos da folha contínua.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

Na fabricação de muitos artigos, da impressão de jornais àfabricação de sofisticados dispositivos eletrônicos e ópticos, é necessárioaplicar algum material, que seja pelo menos temporariamente em formalíquida, aos lados opostos de um substrato. E com freqüência o caso de que omaterial aplicado ao substrato é aplicado em um padrão predeterminado; nocaso de, p. ex., impressão, a tinta é aplicada na configuração de letras eimagens. E comum, em tais casos, que haja pelo menos uma exigênciamínima de registro entre os padrões nos lados opostos do substrato.

Quando o substrato é um artigo distinto, tal como uma placade circuito, os aplicadores de um padrão podem usualmente basear-se em umaborda para auxiliar na obtenção do registro. Mas, quando o substrato é umafolha contínua e não é possível basear-se em uma borda do substrato paraperiodicamente referir-se para manter o registro, o problema torna-se umpouquinho mais difícil. Ainda, mesmo no caso de folhas contínuas, quando aexigência de registro não é severa, p. ex., um deslocamento fora de registroperfeito maior do que 100 micrômetros é tolerável, expedientes mecânicossão conhecidos para controlar a aplicação do material naquela medida. A arteimpressão é repleta de dispositivos capazes de atender a tal padrão.

Entretanto, em alguns produtos tendo padrões em ladosopostos de um substrato, um registro muito mais preciso entre os padrões énecessário. Em tal caso, se a folha contínua não estiver em movimentocontínuo, são conhecidos aparelhos que podem aplicar material em um talpadrão. E se a folha contínua estiver em movimento contínuo, se for tolerável,como em, p. ex., alguns tipos de circuitos flexíveis, reajustar os rolos depadronização dentro de 100 micrômetros ou mesmo 5 micrômetros de registroperfeito, uma vez por revolução dos rolos de padronização, a arte aindafornece diretrizes de como proceder.

Entretanto, p. ex., em artigos ópticos, tais como películas deaumento de brilho, é necessário que os padrões do polímero opticamentetransparente, aplicados aos lados opostos de um substrato, fiquem fora deregistro em não mais do que uma tolerância muito pequena, em qualquerponto da rotação da ferramenta. Até aqui a arte silencia a cerca de comomoldar uma superfície padronizada em lados opostos de uma folha contínuaque está em movimento contínuo, de modo que os padrões sejam mantidoscontinuamente, em vez de intermitentemente, em registro dentro de 100micrômetros.

Um problema com a utilização de películas em um monitor éque as exigências cosméticas para um monitor destinado para visualizaçãominuciosa, tal como um monitor de computador, são muito elevadas. Istoocorre porque tais monitores são vistos muito próximos por longos períodosde tempo e assim mesmo defeitos muito pequenos podem ser detectados aolho nu e provocar distração do espectador. A eliminação de tais defeitospode ser dispendiosa tanto em tempo de inspeção como em materiais.

Os defeitos são manifestados em diversas diferentes maneiras.Há defeitos físicos tais como salpicos, fiapos, arranhões, inclusões etc. etambém defeitos que são fenômenos ópticos. Entre os fenômenos ópticosmais comuns estão as franjas de moiré. As franjas de moiré são um padrão deinterferência que é formado quando dois padrões semelhantes a gradesimilares são superpostos. Eles criam um padrão próprio que não existe emum ou outro dos originais. O resultado é uma série de padrões de franja quemudam de formato quando as grades são movidas em relação entre si.

Diversas caminhos foram seguidos para superar o problema dedefeitos em unidades de monitor. Um é simplesmente aceitar uma baixaprodução de unidades de monitor aceitáveis, produzidas pelo processo demanufatura convencional. Isto é obviamente inaceitável em um mercadocompetitivo. Um segundo caminho é adotar procedimentos de manufaturarmuito limpos e cuidadosos e impor rígidos padrões de controle de qualidade.Embora isto possa melhorar a produção, o custo de produção é aumentadopara cobrir o custo de instalações limpas e de inspeção. Outro caminho parareduzir os defeitos é introduzir um difusor ao monitor, um difusor desuperfície ou um difusor de massa. Tais difusores podem mascarar muitosdefeitos e aumentar a produção de manufatura a baixo custo adicional.Entretanto, os dispersores difusores iluminam e diminuem o brilho no-eixo daluz percebida pelo observador, assim reduzindo o desempenho.

SUMÁRIO

Um aspecto da presente descrição é dirigido a um artigomicrorreplicado, tendo uma superfície redutora de moiré. Um artigomicrorreplicado inclui um substrato flexível, tendo primeira e segundasuperfícies opostas, um primeiro padrão microrreplicado revestido sobre aprimeira superfície e um segundo padrão microrreplicado revestido nasegunda superfície. O primeiro padrão microrreplicado revestido e o segundopadrão microrreplicado revestido ficam em registro dentro de 10 micrômetrosna direção da máquina e numa direção transversal e o primeiro padrãomicrorreplicado revestido e o segundo padrão microrreplicado revestidoformam uma pluralidade de segmentos de lente. Cada segmento de lenteinclui uma pluralidade de elementos de lente. Cada elemento de lente tem umeixo óptico, em que todos os eixos ópticos do elemento de lente são paralelosentre si e os elementos de lente dentro de um primeiro segmento de lente têmeixos ópticos que são deslocados dos eixos ópticos dos elementos de lente,dentro de um segundo segmento de lente adjacente.

Em algumas formas de realização, cada elemento de lente temquatro lados retilíneos e o primeiro padrão microrreplicado revestido e osegundo padrão microrreplicado revestido ficam em registro dentro de 10micrômetros para cada um dos quatro lados de cada elemento de lente. Emalgumas formas de realização, os eixos ópticos do elemento de lente desegmentos de lente adjacentes são deslocados entre si em 20 micrômetros oumenos. Cada eixo óptico de elemento de lente de segmento de lente pode serdeslocado em uma distância constante, uma distância aleatória ou umadistância pseudo-aleatória.

São também descritos métodos de produzir artigosmicrorreplicados. Os métodos incluem as etapas de fornecer um substrato, emforma de folha contínua, tendo primeira e segunda superfícies opostas, epassar o substrato através de um aparelho de moldagem por rolo, para formarum primeiro padrão microrreplicado revestido na primeira superfície e umsegundo padrão microrreplicado revestido na segunda superfície. O primeiropadrão microrreplicado revestido e o segundo padrão microrreplicadorevestido ficam em registro dentro de 10 micrômetros e o primeiro padrãomicrorreplicado revestido e o segundo padrão microrreplicado revestidoformam uma pluralidade de segmentos de lente. Cada segmento de lenteinclui uma pluralidade de elementos de lente. Cada elemento de lente tem umeixo óptico em que todos os eixos ópticos de elemento de lente são paralelosentre si e os elementos de lente dentro de um primeiro segmento de lente têmeixos ópticos que são deslocados dos eixos ópticos dos elementos de lentedentro de um segundo segmento de lente adjacente.

DEFINIÇÕES

No contexto desta descrição, "registro" significa oposicionamento de estruturas sobre uma superfície da folha contínua em umadefinida relação com outras estruturas do lado posto da mesma folha contínua.No contexto desta descrição, "folha contínua" significa umafolha de material tendo uma dimensão fixa em uma direção e umpredeterminado ou indeterminado comprimento na direção ortogonal.

No contexto desta descrição, "registro contínuo" significa quesempre, durante a rotação dos primeiro e segundo rolos padronizados, o graude registro entre as estruturas dos rolos é melhor do que um limiteespecificado.

No contexto desta descrição, "microrreplicado" ou"microrreplicação" significa a produção de uma superfície microestruturada,através de um processo em que as características da superfície estruturadaretêm uma fidelidade característica individual durante a manufatura, deproduto para produto, que varia em não mais do que cerca de 100micrômetros.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Nas diversas figuras do desenho anexo, partes semelhantescontêm numerais de referência similares e:

A FIG. 1 ilustra uma vista em seção transversal esquemáticade um monitor ilustrativo;

A FIG. 2 ilustra uma vista em seção transversal esquemáticade uma película microrreplicada de acordo com a presente descrição;

A FIG. 3 ilustra uma vista de topo de uma películamicrorreplicada ilustrativa de acordo com a presente descrição;

A FIG. 4 ilustra uma vista em seção transversal esquemáticada película microrreplicada ilustrativa da FIG. 3, tomada ao longo da linha A-4;

A FIG. 5 ilustra uma vista em perspectiva de uma forma derealização exemplo de um sistema incluindo um sistema de acordo com apresente descrição;

A FIG. 6 ilustra uma vista minuciosa de uma parte do sistemada FIG. 5, de acordo com a presente descrição.

A FIG. 7 ilustra outra vista em perspectiva do sistema da FIG.de acordo com a presente descrição.

A FIG. 8 ilustra uma vista esquemática de uma forma derealização exemplo de um aparelho de moldagem de acordo com a presentedescrição.

A FIG. 9 ilustra uma vista minuciosa de uma seção doaparelho de moldagem da FIG. 8, de acordo com a presente descrição;

A FIG. 10 ilustra uma vista esquemática de uma forma derealização exemplo de um arranjo de montagem de rolo de acordo com apresente descrição;

A FIG. 11 ilustra uma vista esquemática de uma forma derealização exemplo de um arranjo de montagem para um par de rolospadronizados de acordo com a presente descrição;

A FIG. 12 ilustra uma vista esquemática de uma forma derealização exemplo de um arranjo de motor e rolo de acordo com a presentedescrição;

A FIG. 13 ilustra uma vista esquemática se uma forma derealização exemplo de um meio para controlar o registro entre rolos, deacordo com a presente descrição; e

A FIG. 14 ilustra um diagrama em bloco de uma forma derealização exemplo de um método e aparelho para controlar o registro deacordo com a presente descrição.

DESCRIÇÃO DETALHADA

Genericamente, a presente descrição é dirigida a um substratoflexível, revestido com estruturas padronizadas microrreplicadas em cadalado. Os artigos microrreplicados ficam em registro em relação entre si a umalto grau de precisão. Preferivelmente, as estruturas nos lados opostoscooperam para fornecer as qualidades ópticas do artigo como desejadas e,mais preferivelmente, as estruturas são uma pluralidade de lentes que incluium aspecto redutor de moiré.

A FIG. 1 ilustra uma vista em seção transversal esquemáticade um monitor ilustrativo 1. Na forma de realização ilustrada, o monitor 1inclui uma ou mais fontes de luz 10a, IOb fornecendo luz para uma películaóptica 14. O monitor 1 pode incluir um ou mais componentes ópticosadicionais, como desejado. Os componentes ópticos adicionais podem incluir,por exemplo, um guia de luz 12, disposto entre a uma ou mais fontes de luz10a, IOb e a película óptica 14 e uma célula de cristal líquido 16 dispostaadjacente à película óptica 14. A célula de cristal líquido 16 inclui umapluralidade de colunas de pixéis, que são paralelas a pelo menos a um eixoóptico de elemento de lente selecionado. Em algumas formas de realização,pelo menos os elementos de lente selecionados são paralelos às mas não comas colunas de pixéis. Elementos de lente adjacentes escalonados em relação àcoluna de pixéis podem ajudar a reduzir a ocorrência de franjas de moiré. Apelícula óptica 14 aqui descrita pode ser usada em uma variedade deaplicações como desejado.

Em algumas formas de realização, a película óptica 14 podeser usada em monitores de cristal líquido estereoscópicos. Um monitor decristal líquido estereoscópico ilustrativo é descrito em "Dual DirectionalBacklight for Stereoscopic LCD", Sasagawa et al., 1-3, SID 03 Digest,2000. Como mostrado na Fig. 1, o monitor 1 inclui uma fonte de luz de olhodireito IOa e uma fonte de luz de olho esquerdo 10b. Na forma de realizaçãoilustrada, as fontes de luz 10a, IOb operam em uma taxa de campo de 120 Hze uma velocidade de projeção de 60 Hz, assim imagens paralaxe são exibidasseparadamente para o olho direito, quando a fonte de luz do olho direito 1 Oa éiluminada e para o olho esquerdo quando a fonte de luz do olho esquerdo 10bé iluminada, fazendo com que a imagem percebida apareça em trêsdimensões.A Fig. 2 ilustra uma vista em seção transversal esquemática deuma película óptica microrreplicada 14 de acordo com a presente descrição. Apelícula óptica 14 inclui um substrato de folha contínua 20, tendo umaprimeira superfície 22 e uma segunda superfície oposta 24. Um primeiropadrão ou estrutura microrreplicado revestido 25 é disposto no substrato 20 daprimeira superfície 22. Um segundo padrão ou estrutura microrreplicadorevestido 35 é disposto na segunda superfície 24 do substrato 20. Na forma derealização ilustrada, o primeiro padrão ou estrutura microrreplicado revestido25 compreende uma pluralidade de lentes curvas ou cilíndricas e o segundopadrão ou estrutura microrreplicado revestido 35 compreende uma pluralidadede lentes de prisma.

A película óptica 14 pode ter qualquer dimensão útil. Emalgumas formas de realização, a película óptica 14 tem uma altura T de 50 a500 micrômetros ou de 75 a 400 micrômetros, ou de 100 a 200 micrômetros.O primeiro padrão microrreplicado revestido 25 e o segundo padrãomicrorreplicado revestido 35 podem ter o mesmo passo ou período P derepetição. Em algumas formas de realização, o passo ou período P derepetição pode ser de 25 a 200 micrômetros, ou 50 a 150 micrômetros, comodesejado. O passo ou período P de repetição pode formar uma pluralidade deelementos de lente. Cada elemento de lente pode unir-se a um elemento delente adjacente em um primeiro ponto de união 26 e um segundo ponto deunião 36. Em algumas formas de realização, o primeiro ponto de união 26 e osegundo ponto de união 36 são adjacentes ao substrato 20 e em registro. Emoutras formas de realização, o primeiro ponto de união 26 e o segundo pontode união 36 ficam em registro em uma relação geométrica definida, que podenão ser adjacente entre si através (direção-z) da folha contínua 20. O substrato20 pode ter qualquer espessura Tj, tal como, por exemplo, 10 a 150micrômetros ou de 15 a 125 micrômetros. O primeiro padrão microrreplicado25 pode ter qualquer espessura T6, tal como, por exemplo, de 10 a 50micrômetros e uma característica ou espessura de estrutura T3 de 5 a 50micrômetros. O segundo padrão microrreplicado 35 pode ter qualquerespessura T5, tal como, por exemplo, de 25 a 200 micrômetros e umcaracterística ou espessura de estrutura T2 de 10 a 150 micrômetros. Umaespessura de ponto de união T4 pode ter qualquer valor útil, tal como, porexemplo, de 10 a 200 micrômetros. As lentes curvas podem ter qualquer raioútil R, tal como, por exemplo, de 25 a 150 micrômetros, ou de 40 a 70micrômetros.

Na forma de realização exemplo mostrada, as característicasmicrorreplicadas opostas 25, 35 cooperam para formar uma pluralidade deelementos de lente. Uma vez que o desempenho de cada elemento de lente éfunção do alinhamento das características opostas 25, 35 formando cadaelemento de lente, o alinhamento ou registro de precisão das características delente é preferível.

Genericamente, a película óptica 14 da presente descriçãopode ser produzida por um sistema e método, descritos abaixo, para produzirestruturas microrreplicadas de dois lados, em registro tanto no eixo-x (direçãoda máquina "MD") como no eixo-y ortogonal (direção transversal à folhacontínua "TD"), situando-se no plano do substrato 20 de cada elemento delente, podendo ser de mais do que cerca de 10 micrômetros ou de mais do que5 micrômetros, ou de mais do que 3 micrômetros, ou de mais do que 1micrômetro. O sistema geralmente inclui uma unidade de moldagem de rolocom rolo e inclui uma primeira unidade de padronização e uma segundaunidade de padronização. Cada respectiva unidade cria um padrãomicrorreplicado em uma respectiva superfície de uma folha contínua tendouma primeira e uma segunda superfície. Um primeiro padrão é criado noprimeiro lado da folha contínua um segundo padrão é criado na segundasuperfície da folha contínua. Uma característica redutora de moiré pode serincluída nos primeiro e/ou segundo padrões microrreplicados. A característicaredutora de moiré, ilustrada na Fig. 3 e Fig. 4 inclui um pluralidade desegmentos de lente tendo eixos ópticos paralelos porém deslocados.

A Fig. 3 ilustra uma vista de topo de uma películamicrorreplicada ilustrativa 14 de acordo com a presente descrição. A Fig. 4ilustra uma vista em seção transversal esquemática da películamicrorreplicada ilustrativa 14 da Fig. 3, tomada ao longo da linha 4 - 4. Apelícula óptica ilustrada inclui um primeiro segmento de lente 31, incluindoquatro elementos de lente 3IA, 31B, 31C, 3ID dispostos adjacentes entre siao longo de um eixo-X e cada um tendo eixos ópticos paralelos 30A. Umsegundo segmento de lente 32 é disposto adjacente ao primeiro segmento delente 31. O segundo segmento de lente 32 inclui quatro elementos de lente32A, 32B, 32C, 32D dispostos adjacentes entre si ao longo de um eixo-X ecada um tendo eixos ópticos paralelos 30B. Os eixos ópticos 30A doselementos de lente 3IA, 31B, 31C, 3ID do primeiro segmento de lente sãoparalelos ao eixo óptico 30B dos elementos de lente 3IA, 32B, 32C, 32D dosegundo segmento de lente 32. Um terceiro segmento de lente 33 é dispostoadjacente ao segundo segmento de lente 32. O terceiro segmento de lente 33inclui quatro elementos de lente 33A, 33B, 33C, 33D, dispostos adjacentesentre si ao longo do eixo-X e cada um tendo eixos ópticos paralelos 3 OC. oseixos ópticos 3OB dos elemento de lente 32A, 32B, 32C, 32D do segundosegmento de lente 32 são paralelos ao porém deslocados em uma distância Bdo eixo óptico 30C dos elementos de lente 33A, 33B, 33C, 33D do terceirosegmento de lente 33. A distância AeB pode ter um valor constante ou umvalor aleatório ou um valor pseudo-aleatório ao longo de um ou outro ou deambos os eixo-x positivo e/ou eixo-x negativo. Em algumas formas derealização, a distância AeB estão dentro de um valor predeterminado de 0,5a 50 micrômetros ou de 1 a 25 micrômetros, ou de 3 a 20 micrômetros.

Entende-se que, embora somente três segmentos de lentesejam ilustrados na Figura 3 e Fig. 4, a película óptica 14 pode incluirqualquer número de segmentos de lente. Os elementos de lente de cadasegmento de lente pode ter qualquer largura ao longo do eixo-Y. Em algumasformas de realização, o segmento de lente e os elementos de lente têm umcomprimento ao longo do eixo-Y igual a 1 a 100 vezes ou 3 a 20 vezes opasso P (ao longo do eixo-X) de cada elemento de lente. Em algumas formasde realização, o segmento de lente e os elementos de lente têm umcomprimento ao longo do eixo-Y em uma faixa de 250 a 2000 micrômetrosou de 500 a 1500 micrômetros.

A característica redutora de moiré pode ser um padrão regularou aleatório, que pode ser formado pelo aparelho de moldagem de rolo comrolo e método descrito abaixo. A características redutora de moiré pode serformada sobre os rolos mestres descritos abaixo por qualquer método. Emuma forma de realização, a característica moiré é formada sobre os rolosmestres com técnicas de torneamento a diamante conhecidas.

Os padrões para as ferramentas (rolos) usadas paramanufaturar as películas ópticas moldadas rolo com rolo aqui descritas podemser produzidos por técnicas de torneamento a diamante conhecidas.Tipicamente, as ferramentas são feitas por torneamento a diamante em umpeça bruta cilíndrica conhecida como um rolo. A superfície do rolo étipicamente de cobre duro, embora outros materiais possam ser usados. Asestruturas de microrreplicação são formadas em padrões contínuos em tornoda circunferência do rolo. Se as estruturas a são produzidas tiverem um passoconstante, a ferramenta mover-se-á em uma velocidade constante. Umamáquina de tornear a diamante típica fornecerá controle independente daprofundidade em que a ferramenta penetra no rolo, dos ângulos horizontal evertical que a ferramenta faz no rolo e da velocidade transversal do rolo. Afim de produzir as estruturas microrreplicadas de características redutora demoiré da descrição, um servo atuador de ferramenta rápido pode seradicionado ao aparelho de torneamento a diamante.Um servo atuador de ferramenta rápido ilustrativo é descritona US 6.354.709. Esta referência descreve uma ferramenta a diamantesuportada por uma pilha piezoelétrica. Quando a pilha piezoelétrica éestimulada por um sinal elétrico variável, ela faz com que a ferramenta dediamante seja movida, de modo que a distância em que ela se estende doestojo muda. E possível que a pilha piezoelétrica seja estimulada por um sinalde freqüência constante ou programada, porém é geralmente preferívelutilizar-se uma freqüência aleatória ou pseudo-aleatória. Como aqui usado, otermo aleatório deve ser entendido como incluindo pseudo-aleatório. Aferramenta mestre (rolo) assim produzida pode então ser usada nos processosde moldagem e cura de rolo com rolo descritos abaixo, para produzir apelícula óptica descrita aqui.

A película óptica redutora de moiré 14 descrita acima pode serfeita utilizando-se um aparelho e método para produzir estruturasmicrorreplicadas precisamente alinhadas nas superfícies opostas da folhacontínua, o aparelho e métodos que são descritos em detalhe abaixo. Em umaforma de realização, a folha contínua ou substrato é feito de tereftalato depolietileno (PET), com a espessura de 0,0049 polegadas (0,012 cm). Emoutras formas de realização, outros materiais de folha contínua podem serusados, por exemplo, policarbonato.

Uma primeira estrutura microrreplicada pode ser feita em umprimeiro rolo padronizado moldando-se e curando-se um líquido curávelsobre o primeiro lado da folha contínua. Em uma forma de realização, oprimeiro líquido curável pode ser uma solução de resina de acrilatofotocurável, incluindo fotômetro 6010, disponível na Cognis Corp.,Cincinnati, Ohio; acrilato de tetraidrofurfurila SR385 e SR238 (70/15/15 )1,6-hexanodiol diacrilato, ambos disponíveis na Satomer Co., Expon,Pennsylvania; Canforquinona, disponível na Hanford Research Inc., Stratford,Connecticut; e benzoato de etil-4-dimetilamino (0,75/0,5%), disponível naAldrich Chemical Co., Milwaukee, Wiscosin. A segunda estruturamicrorreplicada pode ser feita em um segundo rolo padronizado, moldando-see curando-se um líquido fotocurável sobre o segundo lado da folha contínua.O segundo líquido curável pode ser o mesmo que o primeiro líquido curável.

Após cada respectiva estrutura ser moldada em um padrão,cada respectivo padrão é curado usando-se uma fonte de luz de cura incluindouma fonte de luz ultravioleta. Um rolo de descascar pode então ser usado pararemover o artigo microrreplicado do segundo rolo padronizado.Opcionalmente, um agente de liberação ou revestimento pode ser usado paraauxiliar na remoção das estruturas padronizada das ferramentas padronizadas.

Os ajustes do processo ilustrativo usados para criar um artigodescrito acima são como seguem. Uma velocidade de folha contínua de cercade 1,0 pé por minuto, com uma tensão de folha contínua para dentro e parafora do aparelho de moldagem, de cerca de 2,0 libras (0,908 kg) força. Umarelação de estiramento de rolo de descascamento de cerca de 5% para puxar afolha contínua para longe da segunda ferramenta padronizada. Uma pressãode aperto de cerca de 4,0 libras (1,816 kg) força. Um intervalo entre oprimeiro e segundo rolos padronizados de cerca de 0,010 polegadas (0,0254cm). A resina pode ser suprida à primeira superfície da folha contínuautilizando-se um aparelho de revestimento conta-gotas e resina pode sersuprida à segunda superfície em uma taxa de cerca de 1,35 ml/min,utilizando-se uma bomba de seringa.

A cura da primeira estrutura microrreplicada pode serrealizada com uma Lâmpada de Arco de Mercúrio de 200 - 500 W Oriel empotência máxima e um DCR II Fostec em potência máxima, com todos oscomponentes montados seqüencialmente. A cura da segunda estruturamicrorreplicada pode ser realizada com uma Fonte de Lua UV de EnergiaEspectral, um DCRII Fostec em potência máxima e uma Bomba de Luz RSLIInc. 150 MHS, com todos os componentes montados seqüencialmente.O primeiro rolo padronizado pode incluir uma série deimagens negativas para formar lentes cilíndricas com um passo de 75micrômetros. O segundo rolo padronizado incluiu uma série de imagensnegativas para formar uma pluralidade de prismas simétricos em passo de 75micrômetros.

Cada unidade de padronização inclui meio para aplicar umrevestimento, um membro de padronização e um membro de cura.Tipicamente, as unidades de padronização incluem rolos padronizados e umaestrutura de suporte para suportar e acionar cada rolo. Meio de revestimentoda primeira unidade de padronização ministra um primeiro material derevestimento curável em uma primeira superfície da folha contínua. Meio derevestimento da segunda unidade de padronização ministra um segundomaterial de revestimento curável em uma segunda superfície da folhacontínua, em que a segunda superfície é oposta à primeira superfície.Tipicamente, os primeiro e segundo materiais de revestimento são da mesmacomposição. Porém podem ser materiais diferentes, como desejado.

Após o primeiro material de revestimento ser colocado nafolha contínua, a folha contínua passa através de um primeiro membropadronizado, em que um padrão é criado no primeiro material derevestimento. O primeiro material de revestimento é então curado ou esfriadopara formar o primeiro padrão. Subseqüentemente, após o segundo materialde revestimento ser colocado sobre a folha contínua, a folha contínua passaatravés de um segundo membro padronizado, em que um padrão é criado nosegundo material de revestimento. O segundo material de revestimento éentão curado para formar o segundo padrão. Tipicamente, cada membropadronizado é uma ferramenta microrreplicada e cada ferramenta tipicamentetem um membro de cura dedicado, para curar o material. Entretanto, épossível ter-se um único membro de cura, que cure tanto o primeiro como osegundo materiais padronizados. E também possível colocarem-se osrevestimentos sobre os rolos padronizados.

O sistema também inclui meio para girar os primeiro esegundo rolos padronizados, de modo que seus padrões sejam transferidospara os lados opostos da folha contínua, enquanto está em movimentocontínuo, e ditos padrões são mantidos em registro contínuo em ditos ladosopostos da folha contínua em melhor do que cerca de 10 micrômetros.

Uma vantagem da presente descrição é que uma folha contínuatendo uma estrutura microrreplicada em cada superfície oposta da folhacontínua pode ser manufaturada tendo-se a estrutura microrreplicada em cadalado da folha contínua continuamente formada, enquanto mantendo-se asestruturas microrreplicadas nos lados opostos em registro genericamentedentro de 10 micrômetros entre si, ou dentro de 5 micrômetros, ou dentro de 3micrômetros, ou dentro de 1 micrômetro.

Com referência agora às Figs. 5-6, uma forma de realizaçãoexemplo de um sistema 110, incluindo um aparelho de moldagem rolo comrolo 120, é ilustrado. No aparelho de moldagem representado 120, uma folhacontínua 122 é provida ao aparelho de moldagem 120 por um carretei dedesenrolar principal (não mostrado). A natureza exata da folha contínua 122pode variar largamente, dependendo do produto sendo produzido. Entretanto,quando o aparelho de moldagem 120 é usado para a fabricação de artigosópticos, é usualmente conveniente que a folha contínua 122 seja translúcidaou transparente, para permitir a cura através da folha contínua 122. A folhacontínua 122 é dirigida em torno de vários rolos 126 para dentro do aparelhode moldagem 120.

Controle de tensão preciso da folha contínua 122 é benéficopara obterem-se ótimos resultados, de modo que a folha contínua 122 podeser direcionada através de um dispositivo sensor de tensão (não mostrado).Em situações em que é desejável utilizar-se uma folha contínua derevestimento para proteger a folha contínua 122, a folha contínua derevestimento é tipicamente separada no carretei de desenrolar e direcionadapara um carretei de enrolar folha contínua de revestimento (não mostrada). Afolha contínua 122 pode ser direcionada, via um rolo intermediário, para umrolo intermediário, para controle de tensão de precisão. Os rolosintermediários podem direcionar a folha contínua 122 para uma posição entreo rolo de aperto 154 e uma primeira cabeça de revestimento 156.

Uma variedade de métodos de revestimento pode serempregada. Na forma de realização ilustrada, a primeira cabeça derevestimento 156 é uma cabeça de revestimento matriz. A folha contínua 122então passa entre o rolo de aperto 154 e um primeiro rolo padronizado 160. Oprimeiro rolo padronizado 160 tem uma superfície padronizada 162 e, quandoa folha contínua 122 passa entre o rolo de aperto 154 e o primeiro rolopadronizado 160, o material administrado sobre a folha contínua 122 pelaprimeira cabeça de revestimento 156 é conformado em um negativo desuperfície padronizada 162.

Embora a folha contínua 122 fique em contato com o primeirorolo padronizado 160, o material é ministrado pela segunda cabeça derevestimento 164 sobre a outra superfície da folha contínua 122. Em paralelocom o exame acima com respeito à primeira cabeça de revestimento 156, asegunda cabeça de revestimento 164 é também um arranjo de revestimento dematriz, incluindo um segundo extrusor (não mostrado) e uma segunda matrizde revestimento (não mostrada). Em algumas formas de realização, o materialadministrado pela primeira cabeça de revestimento 156 é uma composiçãoincluindo um precursor de polímero e destinada a ser curada em um polímerosólido, com a aplicação de energia de cura, tal como, por exemplo, radiaçãoultravioleta.

O material que foi administrado sobre a folha contínua 122pela segunda cabeça de revestimento 164 é então trazido em contato com osegundo rolo padronizado 174, com uma segunda superfície padronizada 176.Em paralelo com o exame acima, em algumas formas de realização, omaterial administrado pela segunda cabeça de revestimento 164 é umacomposição incluindo um precursor de polímero e destinada a ser curada empolímero sólido, com a aplicação de energia de cura, tal como, por exemplo,radiação ultravioleta.

Neste ponto, a folha contínua 122 teve um padrão aplicado aambos os lados. Um rolo de descascamento 182 pode estar presente paraauxiliar na remoção da folha contínua 122 do segundo rolo padronizado 174.

Em alguns exemplos, a tensão da folha contínua para dentro e para fora doaparelho de moldagem rolo com rolo é quase constante.

A folha contínua 122 tendo um padrão microrreplicado de doislados é então dirigida para um carretei de enrolar (não mostrado) via váriosrolos intermediários. Se uma película intercalada for desejada para proteger afolha contínua 122, ela pode ser providenciada por um carretei de desenrolarsecundário (não mostrado) e a folha contínua e a película intercalada sãoenroladas juntas no carretei de enrolar em uma apropriada tensão.

Com referência agora às Figs. 5 - 7, os primeiro e segundorolos são acoplados às primeira e segunda unidades motoras 210, 220,respectivamente. O suporte para as unidades motoras 210, 220 é realizadofixando as unidades em uma estrutura 230, direta ou indiretamente. Asunidades motoras 210, 220 são acopladas à estrutura utilizando-se arranjos demontagem de precisão. Na forma de realização exemplo mostrada, a primeiraunidade motora 210 é fixamente engastada na estrutura 230. A segundaunidade motora 220, que é colocada em posição quando a folha contínua 122é enfiada através do aparelho de moldagem 120, pode necessitar serposicionada repetidamente e é, portanto, móvel, tanto na direção transversalcomo na direção da máquina. O arranjo de motor móvel 220 pode seracoplado a lâminas lineares 222, para auxiliar no repetido posicionamentopreciso, por exemplo, quando comutando-se entre padrões dos rolos. Osegundo arranjo motor 220 também inclui um segundo arranjo de montagem225 sobre o lado detrás da armação 230, para posicionamento do segundo rolopadronizado 174 lado a lado em relação ao primeiro rolo padronizado 160.

Em alguns casos, o segundo arranjo de montagem 225 inclui lâminas lineares223, permitindo posicionamento preciso nas direções transversal e damáquina.

Com referência à Fig. 8, é ilustrada uma forma de realizaçãoexemplo de uma aparelho de moldagem 420, para produzir uma folhacontínua de dois lados 422, com estruturas microrreplicadas em registro comsuperfícies opostas. A unidade inclui primeiro e segundo meios derevestimento 456, 464, um rolo de aperto 454 e um primeiro e segundo rolospadronizados 460, 474. A folha contínua 422 é apresentada ao primeiro meiode revestimento 456, neste exemplo uma primeira matriz de extrusão 456. Aprimeira matriz 456 administra um primeiro revestimento de camada líquidacurável 470 sobre a folha contínua 422. O primeiro revestimento 470 écomprimido dentro do primeiro rolo padronizado 460 por meio de um rolo deaperto 454, tipicamente um rolo coberto de borracha. Enquanto no primeirorolo padronizado 460 o revestimento é curado usando-se uma fonte de cura480, por exemplo, uma lâmpada, de luz de comprimento de onda adequado,tal como, por exemplo, uma fonte de luz ultravioleta.

Uma segunda camada de líquido curável 481 é revestida nolado oposto da folha contínua 422, empregando-se uma segunda matriz deextrusão 464. A segunda camada 481 é comprimida no segundo rolo deferramenta padronizado 474 e o processo de cura repetido para a segundacamada de revestimento 481. O registro dos dois padrões de revestimento éconseguido mantendo-se os rolos de ferramenta 460, 474 em uma relaçãoangular precisa entre si, como será descrito a seguir.

Com referência à Fig. 9, uma vista minuciosa de uma parte dosprimeiro e segundo rolos padronizados 560, 574 é ilustrada. O primeiro rolopadronizado 560 tem um primeiro padrão 562 para formar uma superfíciemicrorreplicada. O segundo rolo padronizado 574 tem um segundo padrãomicrorreplicada 576. Na forma de realização exemplo mostrada, os primeiro esegundo padrões 562, 576 são o mesmo padrão, embora os padrões possamser diferentes. Na forma de realização ilustrada, o primeiro padrão 562 e osegundo padrão 576 são mostrados como estruturas de prisma, entretanto,quaisquer estruturas simples ou múltiplas úteis podem formar o primeiropadrão 562 e o segundo padrão 576. Em uma forma de realização ilustrativa,o primeiro padrão 562 pode ser uma estrutura de lente cilíndrica e o segundopadrão 576 pode ser uma estrutura de lente prismática ou vice-versa.

Quando uma folha contínua 522 passa através do primeiro rolo560, um primeiro líquido curável (não mostrado) em uma primeira superfície524, é curado por uma fonte de luz de cura 525, próxima de uma primeiraregião 526 do primeiro rolo padronizado 560. Uma primeira estruturapadronizada microrreplicada 590 é formada no primeiro lado 524 da folhacontínua 522 quando o líquido é curado. A primeira estrutura padronizada 590é um negativo do padrão 562 do primeiro rolo padronizado 560. Após aprimeira estrutura padronizada 590 ser formada, um segundo líquido curável581 é administrado sobre uma segunda superfície 527 da folha contínua 522.

Para assegurar que o segundo líquido 581 não seja curado prematuramente, osegundo líquido 582 pode ser isolado da primeira luz de cura 525 localizando-se a primeira luz de cura 525, de modo que não caia sobre o segundo líquido581. Alternativamente, meio de proteção 592 pode ser colocado entre aprimeira luz de cura 525 e o segundo líquido 581. As fontes de cura podemtambém ser localizadas dentro de seus respectivos rolos padronizados, onde éimpraticável ou difícil curar através da folha contínua.

Após a primeira estrutura padronizada 590 ser formada, afolha contínua 522 continua ao longo do primeiro rolo 560, até penetrar naregião de intervalo 575, entre os primeiro e segundo rolos padronizados 560,574. O segundo líquido 581 então contata o segundo padrão 576 do segundorolo padronizado e é conformado em uma segunda estrutura microrreplicada,que é então curada por uma segunda luz de cura 535. Quando a folha contínua522 passa para dentro do vão 575 entre os primeiro e segundo rolospadronizados 560, 574, a primeira estrutura padronizada 590, que está nestaocasião substancialmente curada e ligada à folha contínua 522, impede que afolha contínua 522 deslize, enquanto a folha contínua 522 começa a mover-separa dentro do vão 575 e em torno do segundo rolo padronizado 574. Istoremove o estiramento e deslizamentos da folha contínua quando uma fonte deerro de registro entre a primeira e segunda estruturas padronizadas forma-sesobe a folha contínua.

Suportando a folha contínua 522 do primeiro rolo padronizado560, enquanto o segundo líquido 581 entra em contato com o segundo rolopadronizado 574, o grau de registro entre as primeira e segunda estruturasmicrorreplicadas 590, 593, formadas nos lados opostos 524, 527 da folhacontínua 522, torna-se função do controle da relação posicionai entre assuperfícies dos primeiro e segundo rolos padronizados 560, 574. Oenrolamento-S da folha contínua, em torno dos primeiro e segundo rolospadronizados 560, 574 e entre o vão 575 formado pelos rolos, minimiza osefeitos da tensão, mudanças de esforço, temperatura, microdeslizamentocausado por mecanismos de aperto da folha contínua e controle da posiçãolateral. Tipicamente, o enrolamento-S mantém a folha contínua 522 emcontato com cada rolo através de um ângulo de enrolamento de 180 graus,embora o ângulo de enrolamento possa ser mais ou menos dependente deexigências particulares.

Para aumentar o grau de registro entre os padrões formadosnas superfícies opostas de uma folha contínua, prefere-se ter uma variação depasso de baixa freqüência em torno do diâmetro médio de cada rolo.Tipicamente, os rolos padronizados são do mesmo diâmetro, embora isto nãoseja necessário. Situa-se dentro da habilidade e conhecimento de uma pessoade habilidade comum na arte selecionar o rolo apropriado para qualqueraplicação particular.

Com referência à Fig. 10, um arranjo de engaste de motor éilustrado. Um motor 633 para acionar uma ferramenta ou rolo padronizado662 é fixado na estrutura da máquina 650 e conectado através de umacoplamento 640 a um eixo rotativo 601 do rolo padronizado 662. O motor633 é acoplado a um codificador primário 630. Um codificador secundário651 é acoplado à ferramenta para fornecer controle de registro angular precisodo rolo padronizado 662. Codificadores primário 630 e secundário 651cooperam para fornecer controle ao rolo padronizado 662, para mantê-lo emregistro com um segundo rolo padronizado, como será mais descrito a seguir.

A redução ou eliminação da ressonância de eixo é importantequando esta é uma fonte de erro de registro, permitindo controlar a posiçãopadrão dentro dos limites especificados. Utilizando-se o acoplamento 640entre o motor 633 e o eixo 650, que é mais largo do que os programas dedimensionamento geral também reduzirá a ressonância de eixo causada poracoplamentos mais flexíveis. As unidades de suporte 660 são localizadas emvários locais, para fornecer suporte rotacional para o arranjo de motor.

Na forma de realização exemplo mostrada, o diâmetro do roloferramenta 662 pode ser menor do que o diâmetro de seu motor 633. Paraacomodar este arranjo, os rolos ferramenta podem ser instalados em paresdispostos em imagem de espelho. Na Fig. 11, duas unidades de rolos deferramenta 610 e 710 são instaladas como imagens de espelho, a fim de sãocapazes de trazer os dois rolos ferramenta 662 e 762 juntos. Com referênciatambém à Fig. 3, o primeiro arranjo de motor é típica e fixamente preso àestrutura e o segundo arranjo de motor é posicionado utilizando-se lâminaslineares de qualidade óptica móveis.

A unidade de rolo ferramenta 710 é muito similar à unidade derolo ferramenta 610 e inclui um motor 733 para acionar uma ferramenta ourolo padronizado 762 fixado na estrutura de máquina 750 e conectado atravésde um acoplamento 740 a um eixo rotativo 701 do rolo padronizado 762. Omotor 733 é acoplado a um codificador primário 730. Um codificadorsecundário 751 é acoplado à ferramenta para prover controle de registroangular preciso do rolo padronizado 762. Os codificadores primário 730 esecundário 751 cooperam para fornecer controle do rolo padronizado 762,para mantê-lo em registro com um segundo rolo padronizado, como serádescrito mais a seguir.

A redução ou eliminação da ressonância de eixo é importante,visto que esta é uma fonte de erro de registro, permitindo controle deposicionamento do padrão dentro dos limites especificados. Empregando-seum acoplamento 740 entre o motor 733 e o eixo 750, que é maior do que osprogramas de dimensionamento geral também reduzirá a ressonância de eixocausada por acoplamento mais flexível. As unidades de suporte 760 sãolocalizadas em vários locais para fornecer suporte rotacional pra o arranjo demotor.

Em razão de se desejar que os tamanhos característicos dasestruturas microrreplicadas de ambas as superfícies de uma folha contínuafiquem em registro fino entre si, os rolos padronizados devem ser controladoscom um alto grau de precisão. O registro transversal à folha contínua, dentrodos limites descritos aqui, pode ser realizado aplicando-se as técnicas usadasno controle do registro na direção da máquina, como descrito a seguir. Porexemplo, para se conseguir cerca de 10 micrômetros de colocação decaracterística extremidade com extremidade em um rolo padronizado com 10polegadas (25,4 cm) de circunferência, cada rolo deve ser mantido dentro deuma precisão rotacional de ± 32 segundos de arco por revolução. O controledo registro torna-se mais difícil quando a velocidade em que a folha contínuadesloca-se através do sistema é aumentada.Os Requerentes construíram e demonstram um sistema tendorolos padronizados circulares de 10 polegadas (25,4 cm), que podem criaruma folha contínua tendo características padronizadas nas superfícies opostasda folha contínua, que ficam em registro dentro de 2,5 micrômetros. Ao leresta descrição e aplicar os princípios aqui ensinados, uma pessoa dehabilidade comum na arte avaliará como realizar o grau de registro paraoutras superfícies microrreplicadas.

Com referência à Fig. 12, um esquemático de um arranjo demotor 800 é ilustrado. O arranjo de motor 800 inclui um motor 810 incluindoum codificador primário 830 e um eixo motriz 820. O eixo motriz 820 éacoplado a um eixo acionado 840 do rolo padronizado 860, através de umaacoplamento 825. Um codificador secundário, ou carga, 850 é acoplado aoeixo acionado 840. Usando-se dois codificadores no arranjo de motor descritopermite-se que a posição do rolo padronizado seja medida mais precisamente,pela localização do dispositivo de medição (codificador) 850 próximo do rolopadronizado 860, assim reduzindo ou eliminando os efeitos de perturbaçõesde torque, quando o arranjo de motor 800 está operando.

Com referência à Fig. 13, um esquemático do arranjo de motorda Fig. 12 é ilustrado quando fixado aos componentes de controle. Noaparelho exemplo mostrado nas Figs. 5-7, uma instalação similar controlacada arranjo de motor 210 e 220. Portanto, o arranjo de motor 900 inclui ummotor 910, incluindo um codificador primário 930 e um eixo motriz 920. Oeixo motriz 920 é acoplado a um eixo acionado 940 do rolo padronizado 960através do acoplamento 930. Um codificador secundário, ou de carga, 950 éacoplado ao eixo acionado 940.

O arranjo de motor 900 comunica-se com um arranjo decontrole 965, para permitir controle de precisão do rolo padronizado 960. Oarranjo de controle 965 inclui um módulo motriz 966 e um módulo programa975. O módulo programa 975 comunica-se com o módulo motriz 966 via umalinha 977, por exemplo, uma rede de fibras SERCOS. O módulo programa975 é usado para introduzir parâmetros, tais como pontos de ajuste, aomódulo motriz 966. O módulo motriz 966 recebe energia tri-fásica de entradade 480 volts 915, retifica-a para DC e distribui-a via uma conexão de energia973 para controlar o motor 910. O codificador de motor 912 alimenta umsinal de posicionamento pra controlar o módulo 966. O codificadorsecundário 950 do rolo padronizado 960 também alimenta um sinal deposição de volta para o módulo motriz 966, via a linha 971. O módulo motriz966 utiliza os sinais do codificador para precisamente posicionar o rolopadronizado 960. O projeto do controle para obter-se o grau de registro édescrito em detalhes abaixo.

Na forma de realização ilustrativa mostrada, cada rolopadronizado é controlado por um arranjo de controle dedicado. Os arranjos decontrole dedicados cooperam para controlar o registro entre os primeiro esegundo rolos padronizados. Cada módulo motriz comunica-se com e controlasua respectiva unidade motora.

O arranjo de controle do sistema construído e demonstradopelos Requerentes inclui o seguinte. Para acionar cada um dos rolospadronizados, um motor de elevado desempenho, de baixo torque de rodadentada, com uma realimentação de codificador senoidal de alta resolução(512 ciclos senoidais χ 4096 interpolações motrizes » 2 milhões de partespor revolução) foi usado, modelo MHD090B-035-NG0-UN, disponível naBosch-Rexroth (indramat). O sistema também incluiu motores síncronos,modelo MHD090B-035-NG0-UN, disponíveis na Bosch-Rexroth (Indramat),porém outros tipos, tais como motores de indução, podem também ser usados.

Cada motor foi diretamente acoplado (sem caixa deengrenagens ou redução mecânica) através de um acoplamento de foleextremamente rígido, modelo BK5-300, disponível na R/W Corporation.Projetos alternativos de acoplamento poderiam ser usados, porém o estilo defole geralmente combina dureza ao mesmo tempo que provendo alta precisãorotacional. Cada acoplamento foi dimensionado a fim de que um acoplamentosubstancialmente maior fosse selecionado que não aquele que asespecificações típicas dos fabricantes recomendaria.

Adicionalmente, pinças de recuo zero ou cubos de travamentode estilo compressivo entre o acoplamento e os eixos são preferidos. Cadaeixo de rolo foi fixado a um codificador através de um codificador de lado decarga de eixo oco, modelo RON255C, disponível na Heidenhain Corp.,Schaumburg, IL. A seleção do codificador deve ter as mais elevadas precisãoe resolução possíveis, tipicamente maiores do que precisão de 32 segundos dearco. No projeto dos Requerentes, 18000 ciclos senoidais por revolução foramempregados, que, em conjunto com a interpolação de acionamento deresolução de 4096 bits, resultou em excesso de 50 milhões de partes porresolução de revolução, fornecendo uma resolução substancialmente maiselevada do que a precisão. O codificador do lado de carga tinha uma precisãode ± 2 segundos de arco; o desvio máximo das unidades supridas foi menordo que ± 1 segundo de arco.

Em alguns exemplos, cada eixo pode ser projetado para ter umdiâmetro tão largo quanto possível e tão curto quanto possível, paramaximizar a dureza, resultando na mais elevada possível freqüênciaressonante. O alinhamento de precisão de todos os componentes rotacionais édesejado para assegurar erro de registro mínimo, devido a esta fonte de errode registro.

Com referência à Fig. 14, no sistema dos Requerentes,comandos de referência de posição idênticos foram apresentados a cada eixosimultaneamente através de uma rede de fibra SERCOS em uma taxa deatualização de 2 ms. Cada eixo interpola a referência de posição com umchaveta cúbica, na taxa de atualização de circuito de posição de intervalos de250 microssegundos. O método de interpolação não é crítico, visto que avelocidade constante resulta em um trajeto de intervalo de tempo constantesimples. A resolução é crítica para eliminar quaisquer erros dearredondamento ou representação numérica. Em alguns casos, é importanteque o ciclo de controle do eixo geométrico seja sincronizado na taxa deexecução de circuito de corrente (intervalos de 62 microssegundos).

O trajeto de topo 1151 é a seção de controle de alimentaçãoavante. A estratégia de controle inclui um circuito de posicionamento 1110,um circuito de velocidade 1120 e um circuito de corrente 1130. A referênciade posição 1111 é diferenciada, uma vez para gerar os termos de alimentaçãoavante de velocidade 1152 e uma segundo vez para gerar o termo dealimentação avante de aceleração 1155. O trajeto de alimentação avante 1151ajuda o desempenho durante as mudanças de velocidade de linha e a correçãodinâmica.

O comando de posição 1111 é subtraído da posição de corrente1114, gerando um sinal de erro 116. O erro 116 é aplicado a um controladorproporcional 1115, gerando a referência de comando de velocidade 1117. Arealimentação de velocidade 1167 é subtraída do comando 1117 para gerar osinal de erro de velocidade 1123, que é então aplicado a um controlador PID.

A realimentação de velocidade 1167 é gerada diferenciando-se o sinal deposição do codificador de motor 1126. Devido aos limites de diferenciação eresolução numérica, um filtro de baixa passagem Butterworth 1124 é aplicadopara remover componentes de ruído de alta freqüência do sinal de erro 1123.

Um filtro de faixa de eliminação estreita (entalhe) 1129 é aplicado ao centroda freqüência ressonante do rolo - motor. Isto permite que ganhossubstancialmente mais elevados sejam aplicados ao controlador de velocidade1120. Resolução aumentada do codificador de motor também melhorariam odesempenho. O exato local dos filtros no diagrama de controle não é crítico;os trajetos avante ou inverso são aceitáveis, embora os parâmetros desintonização sejam dependentes do local.Um controlador PID poderia também ser usado no circuito deposição, porém o retardo de fase adicional do integrador torna a estabilizaçãomais difícil. O circuito de corrente é um controlador PI tradicional; ganhossão estabelecidos pelos parâmetros do motor. O circuito de corrente de largurade faixa mais elevada possível permitirá desempenho ótimo. Ondulação detorque mínima é também desejada.

A minimização das perturbações externas é importante paraobter-se registro máximo. Isto inclui construção de motor e comutação decircuito de corrente como anteriormente examinado, porém a minimizaçãodas perturbações mecânicas é também importante. Exemplos incluem controlede tensão extremamente suave penetrando e saindo do vão da folha contínua,uniformes suporte e arraste de vedador, minimizando os transtornos de tensãode descascamento da folha contínua do rolo, rolo de aperto de borrachauniforme. No atual projeto, um terceiro eixo geométrico engrenado nos rolosferramenta é provido como um rolo de tração para auxiliar na remoção daestrutura curada da ferramenta.

O material de folha contínua pode ser qualquer materialadequado, sobre o qual uma estrutura padronizada microrreplicada pode sercriada. Exemplos de materiais de folha contínua são tereftalato de polietileno,metacrilato de polimetila ou policarbonato. A folha contínua pode também serem camadas múltiplas. Uma vez que o líquido é tipicamente curado por umafonte de cura no lado oposto que àquele sobre o qual a estrutura padronizada écriada, o material de folha contínua deve ser pelo menos parcialmentetranslúcido à fonte de cura empregada. Exemplos de fontes de energia de curasão radiação infravermelha, radiação ultravioleta, radiação de luz visível,microondas ou feixe-e. Uma pessoa de habilidade comum na arte observaráque outras fontes de cura podem ser usadas e a seleção de uma combinação dematerial de folha contínua/fonte de cura particular dependerá do artigoparticular (tendo estruturas microrreplicadas em registro) a ser criado.Uma alternativa para curar o líquido através da folha contínuaseria utilizar-se uma cura reativa de duas partes, por exemplo, um epóxi, queseria útil para folhas contínuas que são de difícil cura, tal como uma folhacontínua metálica, ou folhas contínuas tendo uma camada metálica. A curapoderia ser realizada por mistura em linha de componentes ou catalisador depulverização em uma parte do rolo padronizado, que curaria o líquido paraformar a estrutura microrreplicada quando o revestimento e catalisadorentrassem em contato.

O líquido de que as estruturas microrreplicadas são criadaspode ser um material fotopolimerizável curável, tal como acrilatos curáveispor luz UV. Uma pessoa de habilidade comum na arte constataria que outrosmateriais de revestimento podem ser usados e a seleção de um materialdependerá das características particulares desejadas para as estruturasmicrorreplicadas. Similarmente, o método de cura particular empregado estádentro da habilidade e conhecimento de uma pessoa de habilidade comum naarte. Exemplos de métodos de cura são cura reativa, cura térmica ou cura porradiação.

Exemplos de meios de revestimento que são úteis para suprir econtrolar líquido à folha contínua são, por exemplo, revestimento por matrizou faca, junto com qualquer bomba adequada, tal como uma bomba deseringa ou peristáltica. Uma pessoa de habilidade comum na arte observaráque outros meios de revestimento podem ser usados e seleção de um meioparticular dependerá das características particulares do líquido a ser suprido àfolha contínua.

Várias modificações e alterações da presente descrição serãoevidentes para aqueles hábeis na arte, sem desvio do escopo e espírito destadescrição e deve ser entendido que esta descrição não é limitada às formas derealização ilustrativas aqui expostas.

Claims

1. Artigo microrreplicado caracterizado pelo fato de quecompreende:um substrato flexível, tendo primeira e segunda superfíciesopostas;um primeiro padrão microrreplicado revestido sobre a primeirasuperfície; eum segundo padrão microrreplicado revestido sobre a segundasuperfície;em que o primeiro padrão microrreplicado revestido e osegundo padrão microrreplicado revestido ficam em registro dentro de 10micrômetros na direção da máquina e na direção transversal e o padrãomicrorreplicado e o segundo padrão microrreplicado revestido formam umapluralidade de segmentos de lente, cada segmento de lente compreendendouma pluralidade de elementos de lente, cada elemento de lente tendo um eixogeométrico óptico em que todos os eixos geométricos ópticos de elemento delente são paralelos entre si e os elementos de lente dentro de um primeirosegmento de lente tem eixos geométricos ópticos que são deslocados doseixos geométricos ópticos dos elementos de lente dentro de um segundosegmento de lente adjacente.

2. Artigo microrreplicado de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que cada elemento de lente tem dois lados paralelosà direção da máquina e dois lados paralelos à direção transversal e o primeiropadrão microrreplicado revestido e o segundo padrão microrreplicadorevestido ficam em registro dentro de 5 micrômetros nos dois lados paralelosà direção da máquina e nos dois lados paralelos à direção transversal, de cadaelemento de lente.

3. Artigo microrreplicado de acordo com a reivindicação 1 ou-2, caracterizado pelo fato de que o primeiro padrão microrreplicado revestidocompreende uma pluralidade de prismas e o segundo padrão microrreplicadorevestido compreende uma pluralidade de lentes cilíndricas.

4. Artigo microrreplicado de acordo com as reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que tem uma altura total em uma faixa de 75 a 400 micrômetros.

5. Artigo microrreplicado de acordo com as reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o primeiro padrão microrreplicado revestidoe o segundo padrão microrreplicado revestido terem um período de repetiçãoem uma faixa de 50 a 150 micrômetros.

6. Artigo microrreplicado de acordo com as reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que os segmentos de lente adjacentes do eixogeométrico óptico do elemento de lente são deslocados entre si em 20micrômetros ou menos.

7. Artigo microrreplicado de acordo com as reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que cada segmento de lente tem umcomprimento em uma faixa de 250 a 2000 micrômetros.

8. Artigo microrreplicado de acordo com as reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que os segmentos de lente adjacentes do eixogeométrico óptico de lente são deslocados entre si por uma distância aleatóriaselecionada de uma faixa de distância predeterminada.

9. Artigo microrreplicado de acordo com a reivindicação 1 a 8,caracterizado pelo fato de que os segmentos de lente adjacentes do eixogeométrico óptico do elemento de lente são deslocados entre si por umadistância constante.

10. Método de produzir um artigo microrreplicado incluindouma pluralidade de características de lente microrreplicadas, dito métodocaracterizado pelo fato de que compreende:fornecer um substrato, em forma de folha contínua, tendoprimeira e segunda superfícies opostas; epassar o substrato através de um aparelho de moldagem rolocom rolo, para formar um primeiro padrão microrreplicado revestido sobre aprimeira superfície e um segundo padrão microrreplicado revestido sobre asegunda superfície.em que o primeiro padrão microrreplicado revestido e osegundo padrão microrreplicado revestido ficam em registro dentro de 10micrômetros na direção da máquina e na direção transversal e o primeiropadrão microrreplicado revestido e o segundo padrão microrreplicadorevestido formam uma pluralidade de segmentos de lente, cada segmento delente compreende uma pluralidade de elementos de lente, cada elemento delente tendo um eixo geométrico óptico em que todos os eixos geométricosópticos do elemento de lente são paralelos entre si e os elementos de lentedentro de um primeiro segmento de lente têm eixos geométricos ópticos quesão deslocados dos eixos geométricos ópticos dos elementos de lente dentrode um segundo segmento de lente adjacente.

11. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizadopelo fato de que a etapa de passar compreende passar o substrato através deum aparelho de rolo com rolo, para formar um primeiro padrãomicrorreplicado revestido sobre a primeira superfície e um segundo padrãomicrorreplicado revestido sobre a segunda superfície e o primeiro padrãomicrorreplicado revestido e o segundo padrão microrreplicado revestido ficamem registro dentro de 10 micrômetros na direção da máquina e na direçãotransversal e o primeiro padrão microrreplicado revestido e o segundo padrãomicrorreplicado revestido formam uma pluralidade de elementos de lente,cada segmento de lente compreende uma pluralidade de elementos de lente,cada elemento de lente tendo um eixo geométrico óptico em que todos oseixos geométricos ópticos de elemento de lente são paralelos entre si e oselementos de lente dentro de um primeiro segmento de lente têm eixosgeométricos que são deslocados em 20 micrômetros ou menos dos eixosgeométricos ópticos dos elementos de lente, dentro de um segundo segmentode lente adjacente.

12. Método de acordo com as reivindicações 10 ou 11,caracterizado pelo fato de que a etapa de passar compreende passar osubstrato através de uma aparelho de moldagem rolo com rolo, para formarum primeiro padrão microrreplicado revestido sobre a primeira superfície eum segundo padrão microrreplicado revestido sobre a segunda superfície e oprimeiro padrão microrreplicado revestido compreende uma pluralidade deprismas e o segundo padrão microrreplicado revestido compreende umapluralidade de lentes cilíndricas.

13. Método de acordo com as reivindicações 10 a 12,caracterizado pelo fato de que a etapa de passar compreende passar osubstrato através de um aparelho de moldagem rolo com rolo, para formar umprimeiro padrão microrreplicado revestido sobre a primeira superfície e umsegundo padrão microrreplicado revestido sobre a segunda superfície, e oprimeiro padrão microrreplicado revestido e o segundo padrãomicrorreplicado revestido terem um período de repetição em uma faixa de 50a 150 micrômetros.

14. Monitor óptico caracterizado pelo fato de que compreende:uma fonte de luz;uma película óptica compreendendo:um substrato flexível, tendo primeira e segunda superfíciesopostas;um primeiro padrão microrreplicado revestido sobre a primeirasuperfície; e umsegundo padrão microrreplicado revestido sobre a segundasuperfície, em que o primeiro padrão microrreplicado revestido e o segundopadrão microrreplicado revestido ficam em registro dentro de 10 micrômetrosna direção da máquina e na direção transversal e o primeiro padrãomicrorreplicado revestido e o segundo padrão microrreplicado revestidoformarem uma pluralidade de segmentos de lente, cada segmento de lentecompreendendo uma pluralidade de elementos de lente, cada elemento delente tendo um eixo geométrico óptico em que todos os eixos geométricosópticos do elemento de lente são paralelos entre si e os elementos de lentedentro de um primeiro segmento de lente têm eixos geométricos ópticos quesão deslocados dos eixos geométricos ópticos dos elementos de lente dentrode um segundo segmento de lente adjacente; eum componente óptico tendo uma superfície opondo-se àpelícula óptica, em que a luz da fonte de luz passa através da película óptica edo componente óptico.

15. Monitor óptico de acordo com a reivindicação 14,caracterizado pelo fato de que o componente óptico compreende uma célulade monitor de cristal líquido, disposto para receber a luz da película óptica.

16. Monitor óptico de acordo com a reivindicação 15,caracterizado pelo fato de que a célula de monitor de cristal líquidocompreende uma pluralidade de colunas de pixéis paralelas a cada eixogeométrico óptico de elemento de lente.

17. Monitor óptico de acordo com as reivindicações 14 a 16,caracterizado pelo fato de que cada elemento de lente ter dois lados paralelosna direção da máquina e dois lados paralelos na direção transversal e oprimeiro padrão microrreplicado revestido e o segundo padrãomicrorreplicado revestido ficarem em registro dentro de 5 micrômetros nosdois lados paralelos à direção da máquina e nos dois lados paralelos à direçãotransversal de cada elemento de lente.

18. Monitor óptico de acordo com as reivindicações 14 a 17,caracterizado pelo fato de que o primeiro padrão microrreplicado revestidocompreende uma pluralidade de prismas e o segundo padrão microrreplicadorevestido compreende uma pluralidade de lentes cilíndricas.

19. Monitor óptico de acordo com as reivindicações 14 a 18,caracterizado pelo fato de que o artigo microrreplicado ter uma altura total emuma faixa de 75 a 400 micrômetros.

20. Monitor óptico de acordo com as reivindicações 14 a 19,caracterizado pelo fato de que o primeiro padrão microrreplicado revestido eo segundo padrão microrreplicado revestido terem um período de repetiçãoem uma faixa de 50 a 150 micrômetros.