JP4054894B2 - 再帰反射性キューブコーナー物品を形成する型に使用する薄板 - Google Patents

Description

技術分野
本発明は一般に、キューブコーナー再帰反射シートの形成における使用に適した型と、その製造方法と、その型により形成される再帰反射シートとに関する。本発明は特に、複数の薄い薄板から形成される型とその製造方法とに関する。
発明の背景
再帰反射材料にはその材料への入射光を元の光源に向け直すことができるという特徴がある。この性能を生かして、再帰反射シートはさまざまな人目を引く用途において広範囲に使用されてきた。再帰反射シートは、道路標識および看板などの平坦で硬質な物品に頻繁に用いられるが、凹凸表面あるいは可撓性表面にも使用されている。再帰反射シートを例えば、トラックトレーラーの側面に接着して畝および突出したリベットをもカバーすることも、道路作業員の安全チョッキあるいは他の保護衣類などの柔軟性のある身体部分に接着することも可能である。下の表面が凹凸あるいは可撓性を備えている場合、再帰反射シートはその再帰反射性能を損なうことなく下の表面に追従できることが望ましい。さらに、再帰反射をロール形態で梱包および搬送することが多いため、シートはコア周囲に巻き取ることが出来るだけの十分な可撓性を備えていることが必要である。
再帰反射シートとして周知の２種類は、微小球型シートおよびキューブコーナー型シートである。「ビーズ型」シートと呼ばれることもある微小球型シートは、多数の微小球を一般にバインダ層の少なくとも一部に埋め込んで備え、関連した正反射あるいは乱反射材料（例えば顔料粒子、金属片、あるいは蒸着コーティングなど）を用いて入射光を再帰反射する。米国特許第３，１９０，１７８号（ＭｃＫｅｎｚｉｅに付与）、同第４，０２５，１５９号（ＭｃＧｒａｔｈに付与）および、同第５，０６６，０９８号（Ｋｕｌｔに付与）にはそれを説明する実施例が開示されている。有利なことに、微小球型シートは一般に凹凸表面あるいは可撓性表面への接着も可能である。さらに、ビーズ型再帰反射材の対称構造により、微小球型シートをシート表面に垂直な軸を中心として回転した場合も、その総合的な光反射の方向は比較的一定である。このように、微小球型シートはそれを配置する表面の方向性にあまり影響を受けない。しかしながら一般に、このシートはキューブコーナー型シートに比較すると再帰反射効率は劣る。
キューブコーナー再帰反射シートは、一般に実質的に平坦な底面と、その底面に対向する複数のキューブコーナー要素を備える構造面とを含む本体部分を備える。各キューブコーナー要素には、３枚の互いに実質的に垂直な光学面があり、これらは１つの基準点あるいは先端部において交差する。キューブコーナー要素の底部は光をキューブコーナー要素内に透過する開口部として機能する。使用時、シートの底面に入った入射光は、シートの底面において屈折されてシート上に配置されたキューブコーナー要素の底面を通過し、３枚の垂直な各キューブコーナー光学面に反射されて光源へと再度方向付けられる。キューブコーナー要素の光学軸ともよばれる対称軸は、キューブコーナー開口部を通過して延在し、キューブコーナー要素の３枚の光学面に対して等角度を形成する軸である。キューブコーナー要素の要素底部への入射光に対する光学効率は通常、ほぼ光学軸上で最大となる。キューブコーナー再帰反射面が再帰反射する光量は、入射角が光学軸からそれるにつれて減少する。
キューブコーナー再帰反射シートの最大再帰反射効率は、シートの構造面上に位置するキューブコーナー要素の構造による結果である。用語「有効領域」および「有効開口部」が用いて、キューブコーナー技術において要素の底部への入射光を再帰反射するキューブコーナー要素の部分を表す。キューブコーナー要素の設計にあたり有効開口部を特定することに関する詳細な教示は本発明の開示内容の範囲外である。キューブコーナー構造の有効開口部を特定する１つの工程は、Ｅｃｋｈａｒｄｔ著「Ａｐｐｌａｉｅｄ Ｏｐｔｉｃｓ」、第１０巻、第７号、１９７１年７月、１５５９〜１５６６ページに掲載されており、Ｓｔｒａｕｂｅｌに付与された米国特許第８３５，６４８号にも有効開口部の概要が説明されている。所与の入射角について、屈折した入射光に垂直な平面上に位置する３枚のキューブコーナー面の突出部と同じ平面上に第３の反射として画像を形成する画像表面の突出部との位相交点により有効領域を特定することが出来る。さらに用語「有効領域率」をキューブコーナー表面の合計突出面積で割った有効領域として定義する。再帰反射シートの再帰反射効率はシート上に位置するキューブコーナー要素の有効領域率と直接相関関係にある。
さらに、再帰反射シートの再帰反射パターンの光学特性も、キューブコーナー要素の構造に一部起因するものである。したがって、キューブコーナー要素の構造が歪めばシートの光学特性がそれに呼応して歪む。有害となる物理的な歪みを防止するため、再帰反射シートのキューブコーナー要素を通常比較的高い弾性係数を有する材料で製造し、シートの曲げあるいはエラストマの伸長間にキューブコーナー要素が物理的に歪みを起こさないようにする。上述のように、再帰反射シートに充分な可撓性をもたせることにより、シートを凹凸のある基材あるいはそれ自体が可撓性である基材への接着を可能とする、または再帰反射シートをロールに巻取り保管および運搬を容易にすることができる。
キューブコーナー再帰反射シートはまず、所望のキューブコーナー要素構造の雌型あるいは雄型形状を有する原型型を製造することから始める。この型をニッケルによる電気めっき、化学的蒸着、ありは物理的蒸着により複製し、キューブコーナー再帰反射シートを形成する工具を生産する。Ｐｒｉｃｏｎｅ他に付与された米国特許第５，１５６，８６３号には、キューブコーナー再帰反射シートの製造に用いる工具の形成加工の概略が説明されている。原型型を製造する周知の方法の例として、ピン収束技術、直接成形技術、積層技術を挙げられるが、これらにはそれぞれ利点および制約がある。
ピン収束技術において、それぞれが一方の端部に幾何学形状を有する複数のピンを一緒に束ねてキューブコーナー再帰反射表面を形成する。米国特許第１，５９１，５７２号（Ｓｔｉｍｓｏｎに付与）、同第３，９２６，４０２号（Ｈｅｅｎａｎに付与）、同第３，５４１，６０６号（Ｈｅｅｎａｎ他に付与）、および同第３，６３２，６９５号（Ｈｏｗｅｌｌに付与）にはそれを説明する実施例が示されている。ピン収束技術を用いることにより、１つの型でさまざまなキューブコーナー形状を製造することが出来る。しかしながらピン収束技術により小型キューブコーナー要素（例えば約１．０ｍｍ未満）を製造することは経済的および技術的にも実用的ではない。
直接成形技術において、一連の溝を一体成形による基材内に設けてキューブコーナー再帰反射表面を形成する。米国特許第３，７１２，７０６号（Ｓｔａｍｍに付与）および同第４，５８８，２５８号（Ｈｏｏｐｍａｎに付与）にはそれを説明する実施例が示されている。直接成形技術により、可撓性再帰反射シートに適合する非常に小型のキューブコーナー要素を正確に成形することができる。しかしながら、直接成形技術を用いて小さな入射角で非常に有効な開口部を有する特定のキューブコーナー形状を生産することは現在のところ不可能である。例示として、米国特許第３，７１２，７０６号に示されているキューブコーナー要素形状の最大理論上合計光回帰率はおよそ６７％である。
積層技術において、それぞれが一方の端部に幾何学形状を有する複数の薄板を束ねてキューブコーナー再帰反射表面を形成する。ドイツ特許第ＯＳ１９１７２９２号、国際特許出願第ＷＯ９４／１８５８１（Ｂｏｈｎ他に付与）、同第ＷＯ９７／０４９３９号（Ｍｉｍｕｒａ他に付与）および同第ＷＯ９７／０４９４０（Ｍｉｍｕｒａ他に付与）はすべて、複数の板上に溝表面が形成された成形反射面を開示している。この板を特定角度で傾斜し、交互に位置する板をはすに移動する。これによりそれぞれの要素が２枚の成形面と板の片側表面とにより形成される複数のキューブコーナー要素が得られる。Ｇｕｂｅｌａに付与された独特許第ＤＥ４２３６７９９号には、キューブコーナーを生産するためのキューブ表面を備えた成形工具の生産方法が開示されている。帯の片側縁部の縦全体に沿った第１の方向において不透明表面を研磨あるいは切断する。次いで第２の方向に複数のノッチを形成して帯上にキューブコーナー反射面を形成する。最後に帯側部において垂直に複数のノッチを形成する。Ｇｕｂｅｌａに付与された独仮特許第４４１０９９４Ｃ２号は関連特許である。
発明の簡単な要約
本願は、複数の薄板からなる再帰反射シート形成における使用に適した原型型およびその製造方法を開示する。有利なことに、本発明の教示により製造した原型型を用いて、１００％に近い再帰反射効率レベルを呈する再帰反射性キューブコーナーシートを製造することが出来る。可撓性再帰反射シートの製造を容易にするため、開示した方法により０．０１０ｍｍという細さのキューブコーナー再帰反射要素を製造することが可能となる。さらに本開示内容において、少なくとも２つの異なる方向において対称な再帰反射性能を呈するキューブコーナー再帰反射シートの製造を教示する。
一実施例は、再帰反射性キューブコーナー物品の形成に用いる型での使用に適した薄板に関する。この薄板は、対向して、その間に基準面を規定する第１および第２の主面を有するとともに、さらにその第１および第２の主面を接合する作用面を含む。この作用面はそれに実質的に平行で第１の基準面に垂直な第２の基準面と、第１の基準面および第２の基準面に垂直な第３の基準面とを規定する。薄板は、（ａ）薄板の作用面に少なくとも１つのＶ形溝を含む第１の溝セットであって、その溝が互いに交差して第１の溝角頂を規定する第１の溝面と第２の溝面とを規定するようになっている第一の溝セットと、（ｂ）薄板の作用面に少なくとも１つのＶ形溝を含む第２の溝セットであって、その溝が互いに交差して第２の溝角頂を規定する第３の溝面と第４の溝面とを規定し、かつ第３の溝面が第１の溝面と実質的に直交して第１の基準縁部を規定するようになっている第２の溝セットと、（ｃ）薄板の作用面に少なくとも２つの平行に隣接するＶ形溝を含む第３の溝セットであって、各々の溝が互いに交差して第３の溝角頂を規定する第５の溝面と第６の溝面とを規定し、かつ第５の溝面が第１および第３の溝面に実質的に直交して、第１の方向に配置される少なくとも１つのキューブコーナーを形成するようになっている第３の溝セットとを含む。
一実施例において、第１および第３の溝面がそれぞれほぼ直交して基準縁部を規定し、第２および第４の溝表面がほぼ直交して実質的に第１の基準面に平行である基準縁部を規定するように、第１および第２の溝セットを形成する。最後に、第３の溝セットは、第１の基準面に垂直な軸線に沿って延びる角頂をそれぞれ有する複数の溝を備える。この実施例において、薄板は薄板の作用面上に配置された光学的に対向するキューブコーナー要素を１列備える。
各キューブコーナー要素が有する３枚の互いに垂直な光学面を１つの薄板上に形成することが好ましい。３枚の光学面すべてを成形加工して形成することにより表面に確実に光学性能を持たせることが好ましい。位置決めに関する課題と薄板の取扱による破損とを最小限にするよう、切削加工段階およびそれに引き続く段階の間、平坦な界面を隣接する薄板間を保持することが好ましい。
再帰反射性キューブコーナー物品の形成における使用に適した型において使用する薄板の製造方法を開示する。この薄板は、対向して、その間に基準面を規定する第１および第２の主面を有するとともに、その第１および第２の主面を接合する作用面をさらに含む。この作用面はそれに実質的に平行で第１の基準面に垂直な第２の基準面と、第１の基準面および第２の基準面に垂直な第３の基準面とを規定する。その方法は、（ａ）薄板の作用面にＶ形溝を少なくとも１つ含む第１の溝セットであって、その溝が互いに交差して第１の溝角頂を規定する第１の溝面と第２の溝面とを規定するようになっている第１の溝セットを形成するステップと、（ｂ）薄板の作用面にＶ形溝を少なくとも１つ含む第２の溝セットであって、その溝が互いに交差して第２の溝角頂を規定する第３の溝面と第４の溝面とを規定し、かつ第３の溝面が第１の溝面に実質的に直交して第１の基準縁部を規定するようになっている第２の溝セットを形成するステップと、（ｃ）薄板の作用面に少なくとも２つの平行に隣接するＶ形溝を含む第３の溝セットであって、各々の溝が互いに交差して第３の溝角頂を規定する第５の溝面と第６の溝面とをそれぞれ規定し、かつ第５の溝面が第１および第３の溝面と実質的に直交して、第１の方向に配置される少なくとも１つのキューブコーナーを形成するようになっている第３の溝セットを形成するステップとを含む。
好適型アセンブリは複数の薄板を含み、各薄板は、平行に対向してその間に第１の基準面を規定する第１および第２の主面を有するとともに、その第１および第２の主面を接合する作用面をさらに有する。この作用面は、その作用面に実質的に平行で第１の基準面に垂直な第２の基準面と第１の基準面および第２の基準面に垂直な第３の基準面とを規定する。この複数の薄板が備える作用面は、（ａ）薄板の作用面に少なくとも１つのＶ形溝を含む第１の溝セットであって、その溝が互いに交差して第１の溝角頂を規定する第１の溝面と第２の溝面とを規定するようになっている第１の溝セットと、（ｂ）薄板の作用面に少なくとも１つのＶ形溝を含む第２の溝セットであって、その溝が互いに交差して第２の溝角頂を規定する第３の溝面と第４の溝面とを規定し、かつ第３の溝面が第１の溝面と実質的に直交して第１の基準縁部を規定するようになっている第２の溝セットと、（ｃ）薄板の作用面に少なくとも２つの平行に隣接するＶ形溝を含む第３の溝セットであって、その溝が各々、互いに交差して第３の溝角頂を規定する第５の溝面と第６の溝面とを規定する第５の溝面が第１および第３の溝面に実質的に直交して、少なくとも１つのキューブコーナーを形成するようになっている第３の溝セットとを含む。
一実施例において、それぞれの角頂が平面図においてそれぞれの第１の基準面に垂直な軸に沿って延びるように、第１および第２の溝セットを形成する。最後に、第３の溝セットは、第１の基準面に垂直な軸に沿って延びる角頂をそれぞれ有する複数の溝を備える。この実施例において各薄板は薄板の作用面上に配置された光学的に対向するキューブコーナー要素を１列備える。
再帰反射性キューブコーナー物品の形成での使用に適した型において使用する複数の薄板の製造方法も開示する。各薄板は、平行に対向してその間に第１の基準面を規定する第１および第２の主面を有するとともに、その第１および第２の主面を接合する作用面をさらに有する。この作用面は、その作用面に実質的に平行で第１の基準面に垂直な第２の基準面と第１の基準面および第２の基準面に垂直な第３の基準面とを規定する。その方法は、（ａ）複数の薄板を、それぞれの第１の基準面を互いに平行になって固定基準軸に対し第１の角度で配置するように方向付けするステップと、（ｂ）薄板の作用面に複数のＶ形溝を含む第１の溝セットであって、各々の溝が互いに交差して第１の溝角頂を規定する第１の溝面と第２の溝面とを規定するようになっている第１の溝セットを形成するステップと、（ｃ）複数の薄板を、それぞれの第１の基準面を互いに平行になって固定基準軸に対し第２の角度で配置するように方向付けするステップと、（ｄ）薄板の作用面に複数のＶ形溝を含む第２の溝セットであって、各々の溝が互いに交差して第２の溝角頂を規定する第３の溝面と第４の溝面とをそれぞれが規定し、かつ第３の溝面が第１の溝面と実質的に直交して第１の基準縁部を規定するようになっている第２の溝セットを形成するステップと、（ｅ）薄板の作用面に少なくとも２つの平行に隣接するＶ形溝を含む第３の溝セットであって、各々の溝が互いに交差して第３の溝角頂を規定する第５の溝面と第６の溝面とを規定し、かつ第５の溝面が第１および第３の溝面に実質的に直交して、少なくとも１つのキューブコーナーを形成するようになっている第３の溝セットを形成するステップとを含む。
開示の一方法において、基面を規定する適切な取付具内において複数の薄板を組み合わせる。第１の各基準面が互いに実質的に平行に、基面に垂直なベクトルである固定された基準軸に対して好ましくは４５°〜９０°、より好ましくは４５°〜６０°である第１の角度で配置されるように、取付具により薄板を固定することが好ましい。次いで、例えば刻線、フライ切断、研削あるいはフライス削りなどの適切な材料除去技術により複数薄板の作用面に隣接する複数薄板の各々の部分を除去して第１の溝セットを形成する。次いで、複数薄板を取付具内に再度組み合わせて、それぞれの第１の基準面を実質的に平行に、基面に垂直なベクトルである固定された基準軸に対して４５°〜９０°の、より好ましくは４５°〜６０°の第２の角度で配置するように固定する。次いで上述の適切な材料除去技術を用いて第２の溝セットを形成する。次いで複数薄板を取付具内に再度組み合わせて、それぞれの第１の基準面を基準軸に実質的に平行になるように固定する。次いで、上述の適切な材料除去技術を用いて第３の溝セットを形成する。
【図面の簡単な説明】
図１は、開示した方法における使用に適した１つの薄板の斜視図である。
図２は、第１の切削加工ステップ後の１つの薄板を示す端図である。
図３は、第１の切削加工ステップ後の薄板単体を示す側面図である。
図４は、第１の切削加工ステップ後の薄板単体を示す平面図である。
図５は、第２の切削加工ステップ後の薄板単体を示す端図である。
図６は、第２の切削加工ステップ後の薄板単体を示す側面図である。
図７は、第２の切削加工ステップ後の薄板単体を示す平面図である。
図８は、第２の切削加工ステップ後の薄板単体を示す斜視図である。
図９は、第３の切削加工ステップ後の薄板単体を示す端図である。
図１０は、第３の切削加工ステップ後の薄板単体を示す側面図である。
図１１は、第３の切削加工ステップ後の薄板単体を示す平面図である。
図１２は、第３の切削加工ステップ後の薄板単体を示す斜視図である。
図１３は、開示した方法における使用に適した複数の薄板を示す斜視図である。
図１４は、第１の方向に方向付けられた複数の薄板を示す端図である。
図１５は、第１の機械加工操作後の複数の薄板を示す端図である。
図１６は、第１の機械加工操作後の複数の薄板を示す側面図である。
図１７は、第２の機械加工操作後の複数の薄板を示す端図である。
図１８は、第２の機械加工操作後の複数の薄板を示す端図である。
図１９は、第２の機械加工操作後の複数の薄板を示す側面図である。
図２０は、第３の機械加工操作後の複数の薄板を示す側面図である。
図２１は、第３の機械加工操作後の複数の薄板を示す平面図である。
図２２は、別の実施例による第１の機械加工操作後の薄板単体を示す端図である。
図２３は、図２２に示した実施例の側面図である。
図２４は、図２２に示した薄板の平面図である。
図２５は、別の実施例による第２の機械加工操作後の薄板単体を示す端図である。
図２６は、図２５に示した実施例の側面図である。
図２７は、図２５に示した薄板の平面図である。
図２８は、別の実施例による第２の機械加工操作後の薄板単体を示す側面図である。
図２９は、図２８に示した実施例の端図である。
図３０は、図２８に示した薄板の平面図である。
図３１は、薄板単体の作用面の一部を示す平面図である。
図３２は、図３１に示した作用面の側面図である。
好適実施例の詳細な説明
さまざまな実施例を説明するにあたり、わかりやすくするために特定の用語を用いることとする。しかしながら、その用語は制限を目的にするものではなく、このような意図で選択した用語はそれぞれ、同様に機能する技術的な等価物をすべて含むものと理解されたい。本発明と同日出願された関連出願には、「キューブコーナーシート型およびその製造方法（Cube Corner Sheeting Mold and Method Making the Same）」（代理人整理番号５１９４６ＵＳＡ９Ａ）、「再帰反射性キューブコーナーシート、その型およびその製造方法（Retroreflective Cube Corner Sheeting，Molds Therefore，and Methods of Making the Same）」（代理人整理番号５３３１８ＵＳＡ８Ａ）、「大きく傾斜したキューブコーナー要素からなるタイル張りの再帰反射性シート」（Tiled Retroreflective Sheeting Composed of Highly Canted Cube Corner Elements）」（代理人整理番号５３２８５ＵＳＡ９Ａ）、「再帰反射性キューブコーナーシート型およびその製造方法（Retroreflective Cube Corner Sheeting Mold and Method of Making the Same）」（代理人整理番号５１９５２ＵＳＡ６Ａ）、および「２配向再帰反射性シート（Dual Orientation Retroreflective Sheeting）」（代理人整理番号５２３０３ＵＳＡ８Ｂ）がある。
開示する実施例において、さまざまな寸法および形状の完全なキューブコーナー要素が使用可能である。一列になって隣接する完全な形状を有するキューブコーナー要素の底縁部のすべては同一平面上に位置していない。反対に、一列になって隣接する切頭キューブコーナー要素の底縁部が通常同じ平面上に位置する。一定の所与傾斜量において、完全な形状を有するキューブコーナー要素は接頭キューブコーナー要素に比べて反射する総光量は多いが、入射角が大きくなると完全な形状を有するキューブが反射する総光量は接頭キューブコーナー要素に比べてより急速に減少する。完全な形状を有するキューブコーナー要素における１つの利点は、入射角が大きい時点での性能を大きく損なうことなく、小さな入射角においても反射する総光量が大きいことである。
嵌合する対配列のキューブコーナーに対して予想される総光回帰率（ＴＬＲ）は、有効領域率および光強度がわかれば算出することが出来る。光強度を、正面損失および再帰反射光への３枚の各キューブコーナー表面からの反射により削減してもよい。総光回帰率を、有効領域率および光強度による生成物あるいは再帰反射される総入射光率として定義する。直接成形されたキューブコーナー配列に対する総光回帰率についての説明は米国特許第３，７１２，７０６号（Ｓｔａｍｍに付与）に提示されている。
薄板の一実施例について、その製造方法も同時に図１〜図１２を参照しながら説明する。図１を参照すると、再帰反射シートの形成に適した型の製造に有用である代表的な薄板１０が示されている。薄板１０は、第１の主面１２とそれに対向する第２の主面１４とを備える。薄板１０はさらに、作用面１６とそれに対向して第１の主面１２とそれに対向する第２の主面１４との間に延びる底面１８を備える。薄板１０はさらに、第１の端面２０とそれに対向する第２の端面２２とを備える。好適実施例において、薄板１０は長方形からなる多面体であり、対向する複数の面は実質的に平行である。しかしながら、薄板１０の対向する面が平行でなくともよいことを理解されたい。
説明上、デカルト座標系を薄板１０に重ね合わせることができる。第１の基準面２４を第１の主面１２および第２の主面１４間の中央に位置付ける。ｘ−ｚ面と呼ばれる第１の基準面２４はその垂直ベクトルとしてｙ軸を有する。ｘ−ｙ面と呼ばれる第２の基準面２６は薄板１０の作用面１６と実質的に同一平面上に延び、その垂直ベクトルとしてｚ軸を有する。ｙ−ｚ面と呼ばれる第３の基準面２８は第１の端面２０および第２の端面２２間の中央に位置して、その垂直ベクトルとしてｘ軸を有する。わかりやすくするため、本発明のさまざまな形状特性を、本明細書内に述べるようにデカルト座標面を参照しながら説明する。しかしながら、これらの特性を他の座標系あるいは薄板の構造を参照することにより説明することも可能であることを理解されたい。
薄板を、成形可能なプラスチック類（例えばポリエチレンテレフタレート、ポリメタクリル酸メチル、およびポリカーボネート）あるいは金属類（例えば真鍮、ニッケル、銅、あるいはアルミニウム）などの、公差を正確に維持できる寸法的に安定な材料により形成することが好ましい。薄板の物性寸法はまず成形時における制限により制約を受ける。薄板は、少なくとも０．１ｍｍの厚さ、５．０〜１００．０ｍｍの高さ、１０〜５００ｍｍの幅を有することが好ましい。これらの寸法の提示は例証のみを目的としており、制限を目的とするものではない。
図２〜図１２は、薄板１０の作用面１６における複数の光学的に対向するキューブコーナー要素を備える構造面の構成を示すものである。簡単に要約すると、複数の平行に隣接する溝３０ａ、３０ｂ、３０ｃなど（全体の参照符号は３０）を含む第１の溝セットを、薄板１０の作用面１６に形成する（図２〜図４）。溝３０により、第１の溝面３２ａ、３２ｂ、３２ｃなどおよび第２の溝面３４ｂ、３４ｃ、３４ｄなどを規定する。少なくとも１つの、好適には平行に隣接する複数の溝３８ａ、３８ｂ、３８ｃなど（全体の参照符号は３８）を含む第２の溝セットも薄板１０の作用面１６に形成する（図５〜図７）。溝３８により、第３の溝面４０ａ、４０ｂ、４０ｃなどおよび第４の溝面４２ｂ、４２ｃ、４２ｄなどを規定する。重要なことには、第１の溝面３２ａ、３２ｂ、３２ｃなどがそれぞれ第３の溝面４０ａ、４０ｂ、４０ｃなどと実質的に直交して、それぞれが第１の基準縁部４４ａ、４４ｂ、４４ｃなどを規定し、第２の溝面３４ａ、３４ｂ、３４ｃなどは第４の溝面４２ｂ、４２ｃ、４２ｄなどと実質的に直交して第２の基準縁部４５ｂ、４５ｃ、４５ｄなどを規定する。本明細書内において使用するように、用語「実質的に直交」あるいは「ほぼ直角に」は、各面の間の二面角がおよそ９０°であることを意味するものとするが、Ａｐｐｅｌｄｏｒｎに付与された米国特許第４，７７５，２１９号に開示され請求されている直交における僅かなズレもこの範囲とする。次いで、平行に隣接する複数の溝４６ａ、４６ｂ、４６ｃなどを備える第３の溝セットを薄板１０の作用面１６に形成する（図９〜図１１）。この第３の溝セットの溝がそれぞれ第５の溝面４８ａ、４８ｂ、４８ｃなどおよび第６の溝面５０ａ、５０ｂ、５０ｃなどを規定する。重要なことには、第５の溝面４８ａ、４８ｂ、４８ｃなどがそれぞれ第１の溝面３２ａ、３２ｂ、３２ｃなどおよび第３の溝面４０ａ、４０ｂ、４０ｃなどに実質的に直交して複数のキューブコーナー要素を形成する。さらに、第６の溝面５０ａ、５０ｂ、５０ｃなどがそれぞれ第２の溝面３４ａ、３４ｂ、３４ｃなどおよび第４の溝面４２ｂ、４２ｃ、４２ｄなどに実質的に直交して複数のキューブコーナー要素を形成する。本明細書内において使用するように、用語「溝セット」とは、薄板１０の作用面１６に形成された、平行であるが必ずしも同一平面上である必要はない複数の溝をいう。
図２〜図４を参照すると、少なくとも１つの、好ましくは複数の平行に隣接する溝３０ａ、３０ｂ、３０ｃなど（全体の参照符号は３０）を含む第１の溝セットが薄板１０の作用面１６に形成されている。図示のようにこれらの溝が、溝角頂３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄなど（全体の参照符号は３３）において縁部３６ａ、３６ｂ、３６ｃなどに沿って交差する第１の溝面３２ａ、３２ｂ、３２ｃなど（全体の参照符号は３２）と第２の溝面３４ｂ、３４ｃ、３４ｄなど（全体の参照符号は３４）を規定する。薄板の縁部において、溝形成操作により例えば３２ａ、３４ｄという溝単面を形成してもよい。図２〜図４に示すようにこのパターンを薄板１０の作用面１６全体にわたり反復することが好ましい。溝角頂３３を約０．０１ｍｍ〜約１．０ｍｍの範囲の距離をおいて分離することが好ましいが、この寸法は本発明を限定するものではない。
特に図２を参照すると、各溝角頂３３が第１の主面１２と第２の主面１４と第２の基準面２６とに交差する軸に沿って延びるように溝３０が形成されている。図２〜図４に示す実施例において、各溝角頂３３を、第１の基準面２４と第２の基準面２６とに直交する面上に配置し、図４の平面図において各溝角頂３３が明らかに第１の基準面２４に垂直になるように溝３０を形成する。
図２〜図４において、各溝角頂３３はおよそ５４．７４°の鋭角θ₁で第２の基準面２６と交差する。しかしながら、各溝角頂３３が５４．７４°とは異なる角度で第２の基準面２６と交差するように形成してもよいことを理解されたい。一般に、各溝角頂３３が約４５°〜ほぼ９０°の角度のいずれかの角度で第２の基準面と交差するように溝を形成すると良好な結果となる。さらに、溝３０の対向する複数の面（例えば３４ｂと３２ｂ）の間の二面角は図２〜図４に示す実施例において１２０°である。この角度は通常９０°〜１８０°の間で変化させることができる。
図５〜図８を参照すると、少なくとも２つの平行に隣接する溝３８ａ、３８ｂ、３８ｃなど（全体の参照符号は３８）を含む第２の溝セットが薄板１０の作用面１６に形成されている。これらの溝が、溝角頂４１ｂ、４１ｃ、４１ｄなど（全体の参照符号は４１）および縁部４７ａ、４７ｂ、４７ｃなどにおいて交差する第３の溝面４０ａ、４０ｂ、４０ｃなど（全体の参照符号は４０）と第４の溝面４２ｂ、４２ｃ、４２ｄなど（全体の参照符号は４２）とを規定する。薄板の縁部において、溝形成操作により例えば４０ａ、４２ｄという溝単面を形成してもよい。溝面３２ａおよび４０ａが第１の基準縁部４４ａに沿ってほぼ直角に交差するように溝３８ａを形成する。同様に、溝面３４ｂおよび４２ｂが第２の基準縁部４５ｂに沿ってほぼ直角に交差し、溝面３２ｂおよび４０ｂが基準縁部４４ｂに沿ってほぼ直角に交差するように溝３８ｂを形成する。このパターンを薄板１０の作用面１６全体にわたり反復することが好ましい。各溝角頂４１間に約０．０１ｍｍ〜約１．０ｍｍの範囲の距離をおくことが好ましいが、この寸法が本発明を限定することを意図するものではない。
再度図５〜図８を参照すると、各溝角頂４１が第２の主面１４および第２の基準面２６に交差する軸に沿って延びるように溝３８が形成されている。同様に、各溝角頂４１を第１の基準面２４および第２の基準面２６に直交する面に配置して、図７の平面図において各溝角頂４１が明らかに第１の基準面２４に垂直であるように、溝３８を形成する。さらに特に図７を参照すると、各溝角頂４１ａ、４１ｂ、４１ｃなどが第１の溝セット３０の各溝角頂３３ａ、３３ｂ、３３ｃと実質的に同じ平面上となるように第２の溝セットの溝３８を形成することが好ましいことがわかる。しかしながら、対向する各溝角頂（例えば３３、４１）が同一平面上である必要はない。
各溝角頂４１は第２の基準面２６とおよそ５４．７４°の鋭角θ₂で交差する。しかしながら、各溝角頂４１が第２の基準面２６と５４．７４°とは異なる角度で交差するように溝３８を形成してもよいことを理解されたい。さらに、開示した実施例はθ₁とθ₂とが等しい角度になるように作製しているが、これらを異なる角度にしてもよい。θ₁およびθ₂の角度の関係については以下においてさらに詳細に説明する。一般に、各溝角頂４１が第２の基準面２６と約４５°〜約９０°のいずれかの角度で交差するように溝を形成するのが適切であるが、θ₁がθ₂とが等しければより好ましく、その角度は約４５°〜約６０°の間が好ましい。開示した実施例において、溝３８の対向面（例えば４２ｂおよび４０ｂ）間の二面角は１２０°である。したがって基準縁部４４、４５をそれぞれ第２の基準面２６からおよそ４５°のγ₁およびγ₂の角度を持たせて配置する。
図８は、第２の溝セットに溝３８を形成した後の代表的な薄板１０を示す斜視図である。上述のように薄板１０はその作用面１６に一連の溝３０、３８を形成して備える。溝角頂はそれぞれ第１の基準面２４にほぼ沿って交差し、薄板１０の作用面１６に実質的にＶ型の複数の溝を規定する。
図９〜図１２は、薄板１０に複数の溝４６ａ、４６ｂ、４６ｃなどを含む第３の溝セットを形成した薄板１０の実施例を示す。開示した実施例において、第３の溝４６は、各溝角頂５２ａ、５２ｂ、５２ｃにおいて交差する第５の各溝面４８ａ、４８ｂ、４８ｃなどおよび第６の各溝面５０ａ、５０ｂ、５０ｃなどを規定する。各溝角頂５２が第１の基準面２４に実質的に垂直な軸線に沿って延びるように溝４６を形成する。第５の各溝面４８を第１の各溝面３２および第３の各溝面４０に実質的に直角な面に配置し、第６の各溝面５０を第２の各溝面３４および第４の各溝面４２に実質的に直角な面に配置するように第３の溝４６を形成する。開示した実施例において、溝面４８、５０がそれぞれ第２の基準面２６に垂直な軸８２から４５°の角度α₁およびα₂をなすように第３の溝４６を形成する。より一般に、角度α₁はγ₁に等しく角度α₂はγ₂に等しい。
本発明により第５の各溝面４８の形成することにより、薄板１０の作用面１６に３枚の互いに垂直な光学面を有する複数のキューブコーナー要素６０ａ、６０ｂ、６０ｃなど（全体の参照符号は６０）を得られる。１点で互いに交ってそれぞれのキューブコーナー頂点あるいは先端６２ａ、６２ｂ、６２ｃなどを規定する第１の各溝面３２ａ、３２ｂ、３２ｃなど、第３の各溝面４０ａ、４０ｂ、４０ｃなど、および第５の各溝面４８ａ、４８ｂ、４８ｃなどにより各キューブコーナー要素６０を画成する。同様に、第６の各溝面５０を形成することにより、薄板１０の作用面１６に複数のキューブコーナー要素７０ａ、７０ｂ、７０ｃなど（全体の参照符号は符号７０）も得られる。１点で互いに交ってそれぞれのキューブコーナー頂点あるいは先端６３ａ、６３ｂ、６３ｃなどを規定する第２の各溝面３４ａ、３４ｂ、３４ｃなど、第４の各溝面４２ａ、４２ｂ、４２ｃなどおよび第６の各溝面５０ａ、５０ｂ、５０ｃなどにより各キューブコーナー要素７０を画成する。第５の溝面４８および第６の溝面５０の双方により薄板１０の作用面１６に複数のキューブコーナー要素を形成することが好ましい。しかしながら、別の実施例において、第５の溝面４８あるいは第６の溝面５０のどちらかのみによりキューブコーナー要素を形成するように第３の各溝４６を形成することも出来ることを理解されたい。
作用面１６を従来の精密切削加工工具および技術により形成することが好ましい。薄板１０に溝を形成するために適した材料除去技術の例として、例えば刻線、フライス削り、溝切り、フライ切断などの精密工学技術を挙げられる。一実施例において、薄板１０の第２の主面１４を精密機械取付具の表面などの実質的に平坦な表面に合わせ、第１の作用面１２および第１の基準面２４に約３５．２６°（９０°−θ₁）の角度で交差する軸線に沿って１２０°の夾角を有するＶ字型切削工具を移動することにより各溝３０ａ、３０ｂ、３０ｃなどを作用面１６に形成することが出来る。
開示した実施例において、各関連溝３０を作用面１６に同じ深さで形成し、切削工具を横方向に隣接する溝間で等距離だけ移動することにより、溝を実質的に同一に形成する。次に、薄板１０の第１の主面１２をその平坦な表面に合わせ、第２の作用面１４および第１の基準面２４に約３５．２６°（９０°−θ₁）の角度で交差する軸線に沿って１２０°の夾角を有するＶ字型切削工具を移動することにより、各溝３８ａ、３８ｂ、３８ｃなどを作用面１６に形成することができる。最後に、第１の基準面２４に実質的に垂直な軸線に沿って９０°の夾角を有するＶ字型切削工具を移動することにより、第３の溝４６ａ、４６ｂ、４６ｃなどを作用面１６に形成することができる。
３つの溝形成ステップを具体的な順序で述べたが、当業者であればこれらのステップの順序が重要ではないことは明白であろう。これらのステップをどの順序で実施してもよい。さらに、当業者であれば３つの溝セットを１地点に合わせた薄板を用いて形成できることが明白であり、このような方法も本発明の開示内である。さらに、薄板を精密機械取付具に固定する具体的な方法も重要ではない。薄板の固定には、物理的、化学的および電磁気方法が使用可能である。
再帰反射物品の形成における使用に適した型を形成するため、上述のように形成されたキューブコーナー６０、７０を含む作用面１６を有する複数の薄板１０を適切な従来の取付具内で組み合わせることが出来る。次いで、例えばニッケルによる電気めっきなどの精密複製技術を用いて作用面１６を複製し、作用面１６の雌鋳型を形成することが出来る。電気めっき技術は再帰反射技術の当業者には周知である。例えばＰｒｉｃｏｎｅ他に付与された米国特許第４，４７８，７６９号および同第５，１５６，８６３号を参照されたい。作用面１６の雌鋳型を型として用いて、作用面１６の雄型となる再帰反射物品を形成することが出来る。より一般に、さらに電鋳レプリカを形成し、一緒に組み合わせてさらに大きな型を形成する。薄板１０の本来の作用面１６あるいはその雄型をエンボス加工具として使用して再帰反射物品を形成することも可能であることに留意されたい。特開平８−３０９８５１号および米国特許第４，６０１，８６１号（Ｐｒｉｃｏｎｅに付与）を参照されたい。再帰反射技術の当業者には、各薄板１０の作用面１６が独立した逆反射体として機能することが明白であろう。したがって、型内で隣接する薄板を相対的に正確な角度あるいは距離に位置付ける必要はない。
図１３〜図２１には、再帰反射物品の形成における使用に適した型での使用に適した複数の薄板を形成する別の方法を示す。図１３〜図２１に示した実施例において、上述のように別々にではなく複数の薄板を組み合わせて固定しながら、複数の薄板の作用面に複数のキューブコーナー要素を形成する。複数の薄板１０の各作用面１６が実質的に同一平面上になるように複数の薄板１０を組み合わせることが好ましい。簡単に要約すると、各主面が固定基準軸８２に対して第１の角度θ₁を持って位置するように複数の薄板１０を方向付ける（図１４参照）。好適には複数の平行に隣接するＶ形溝を備える第１の溝セットを複数の薄板１０の作用面１６に形成する（図１５〜図１６）。次いで、各主面が基準軸８２に対して第２の角度θ₂を持って位置するように複数の薄板を方向付ける（図１７）。複数の平行に隣接するＶ形溝を備える第２の溝セットを複数の薄板１０の作用面１６に形成する（図１８〜図１９）。次いで、第１の各基準面が基準軸８２対して実質的に平行に位置するように複数の薄板を方向付け、各薄板１０の作用面１６に複数のＶ形溝を備える第３の溝セットを形成する（図２０）。第３の溝セットを形成することにより、複数の薄板１０の作用面に複数のキューブコーナーを備える構造面を得られる（図２１）。
図１３〜図２１に示す実施例についてより詳細に説明する。図１３を参照すると、１薄板１０の第１の主面１２が隣接する薄板１０の第２の主面１４に隣接するように互いに組み合わされた複数の薄い薄板１０が例示されている。複数の薄板１０を、複数の薄板を互いに隣接して固定することが出来る従来の取付具内に組み合わせることが好ましい。取付具の細部構造は重要ではないが、説明の便宜上、図１３に示すように薄板１０を位置付けする際、この取付具が好適実施例において各薄板１０の底面に実質的に平行な基面８０を規定とすることが好ましい。複数の薄板１０を上述のようにデカルト座標系による３次元空間で描写することができる。各第１の基準面２４を基面８０に垂直にして薄板を位置付けると、複数の薄板１０の各作用面１６が実質的に同一平面上になることが好ましい。
図１４を参照すると、第１の各規準面２４を基面８０に垂直な固定基準軸８２から第１の角度θ₁を持って配置するように複数の薄板１０が方向付けられている。一実施例において、角度θ₁はおよそ５４．７４°である。理論上、角度θ₁は約４５°〜約９０°の間であればいずれの角度でもよいが、実際の角度θ₁は通常約４５°〜約６０°の範囲内である。図１５および図１６を参照すると、薄板を角度θ₁で配置して、複数の平行に隣接するＶ形溝３０ａ、３０ｂ、３０ｃなど（全体の参照符号は３０）を含む第１の溝セットが複数の薄板１０の作用面１６に形成されている。各溝角頂３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ（全体の参照符号は３３）などにおいて交差する第１の各溝面３２ａ、３２ｂ、３２ｃなど（全体の参照符号は参照符号３２）および第２の各溝面３４ｂ、３４ｃ、３４ｄなど（全体の参照符号は参照符号３４）により溝３０を画成する。薄板縁部において、溝形成操作により例えば３２ｂ、３４ｄという溝単面を形成してもよいことに留意されたい。このパターンを薄板１０の作用面１６全体にわたり反復することが好ましい。
フライス削り、刻線およびフライ切断などの精密機械技術あるいは化学エッチング、あるいはレーザアブレーション技術を含む広範囲からのさまざまな材料除去技術のいずれかにより、複数の薄板の作用面１６を部分的に除去して溝３０を形成する。一実施例によると、第１の溝セットの溝３０を、１２０°の夾角を有するダイヤモンド切削工具を基面８０に実質的に平行な軸線に沿って複数薄板１０の作用面１６を横切って反復移動する高精密機械操作において形成する。しかしながら、基面８０に平行ではない軸線に沿ってダイヤモンド切削工具を移動して、複数の薄板１０全体を深さを変えて切削することも可能であることを理解されたい。また、複数の薄板を移動し、機械工具を静止して保持することも可能であることも理解されたい。複数の薄板１０および機械工具の相対移動は本発明の開示内容の範囲である。
図１５および図１６に示す実施例において、第１の溝セットの溝３０は、各溝角頂３３が各薄板の第１の主面１２および第２の主面と交差するような深さで形成されている。これにより、図１５に示す端図において、溝角頂３３は基面８０に平行な軸線に沿って延びる実質的に連続した線を形成する。さらに、溝角頂３３および縁部３６が第１の基準面２４および第２の基準面２６に直交する面に位置するように、溝３０を形成する。このように、図４に類似した平面図において、各溝角頂が複数の薄板１０の各第１の基準面２４に対して垂直なのは明らかである。しかしながら別の方法として、溝３０を浅くして形成する、あるいは別の軸線に沿って形成することも可能である。
図１７〜図１９を参照すると、各第１の主面２４が基面８０に垂直な固定基準軸８２から第２の角度θ₂をなすように、複数の薄板１０を方向付けられ、複数の平行に隣接するＶ形溝３８ｂ、３８ｃなどを含む第２の溝セット（全体の参照符号は３８）が複数の薄板１０の作用面１６に形成されている。開示の実施例において、角度θ₂はおよそ５４．７４°である。上述のように、理論上、角度θ₂は４５°〜９０°の間であればいずれの大きさでもよいが、実際の角度θ₂はおよそ４５°〜６０°の範囲内が好ましい。複数の薄板１０に角度θ₂を持たせて方向付けるため、薄板１０を取付具から除去して、第１の各基準面に角度θ₂を持たせて再度組み合わせることが好ましい。各溝角頂４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ（全体の参照符号は符合４１）において縁部４７ａ、４７ｂ、４７ｃ沿いに交差する第３の各溝面４０ａ、４０ｂｃ、４０ｃなど（全体の参照符号は符合４０）および第４の各溝面４２ｂ、４２ｃ、４２ｄなど（全体の参照符号は符合４２）により溝３８を画成する。薄板縁部において、溝形成操作により例えば４０ａ、４２ｄという溝単面を形成してもよいことに留意されたい。このパターンを複数の薄板１０の作用面１６全体にわたり反復することが好ましい。
第２の溝セットである溝３８も、１２０°の夾角を有するダイヤモンド切削工具を基面８０に実質的に平行な切削軸線に沿って複数の薄板１０の作用面１６を横切って反復移動する高精密機械操作によって形成することが好ましい。作用面１６での深さを第１の溝セットの溝３０とほぼ同じにして溝３８を形成することが好ましい。さらに、各溝角頂（例えば４１ａ、４１ｂなど）が第１の溝セットにおける溝３０の各溝角頂（例えば３３ａ、３３ｂなど）と実質的に同一平面上になるように、第２の溝セットの溝３８を形成することが好ましい。第２の溝セットの溝３８を形成後、各薄板１０は図８に示す薄板と実質的に同一となることが好ましい。
図２０および図２１において、複数の平行に隣接するＶ型溝４６ａ、４６ｂ、４６ｃなど（全体の参照符号は符合４６）を含む第３の溝セットを複数の薄板１０の作用面１６に形成する。第３の溝４６ａ、４６ｂ、４６ｃなど（全体の参照符号は符合４６）により、各溝角頂５２ａ、５２ｂ、５２ｃ（全体の参照符号は符合５２）において交差する第５の各溝面４８ａ、４８ｂ、４８ｃなど（符合４８）および第６の各溝面５０ａ、５０ｂ、５０ｃなど（全体の参照符号は符合５０）を規定する。第５の各溝面４８ａ、４８ｂ、４８ｃが第１の各溝面（例えば３２ａ、３２ｂなど）および第３の各溝面（例えば４０ａ、４０ｂ、４０ｃなど）に実質的に直角をなして位置するように、第３の各溝４６を形成することが重要である。
上述のように第５の溝面４８を形成することにより、各薄板１０の作用面１６に、全体の参照符号を６０として示した複数のキューブコーナー要素（例えば６０ａ、６０ｂ、６０ｃなど）を得られる。１点で互いに交って各キューブコーナー頂点あるいは先端を規定する第１の各溝面３２、第３の各溝面４０、および第５の各溝面４８が各キューブコーナー要素６０を画成する。同様に、第６の各溝面（例えば５０ａ、５０ｂ、５０ｃなど）を、第２の各溝面（例えば３４ａ、３４ｂ、３４ｃなど）および第４の各溝面（例えば４２ａ、４２ｂ、４２ｃなど）に対して実質的に直角に配置する。第６の溝面５０を形成することによりさらに、薄板１０の作用面１６に複数のキューブコーナー要素７０ａ、７０ｂなど（全体の参照符号は７０）を得られる。１点で互いに交って各キューブコーナー頂点あるいは先端７２を規定する第２の溝面３４、第４の溝面４２、および第６の溝面５０が各キューブコーナー要素７０を画成する。第５の溝面４８および第６の溝面５０の双方により薄板１０の作用面１６に複数の光学的に対向するキューブコーナー要素を形成することが好ましい。しかしながら、第５の溝面４８あるいは第６の溝面５０のどちらかのみによりキューブコーナー要素を形成するように第３の溝４６を形成することも出来ることを理解されたい。
３枚の互いに垂直な光学面３２、４０、４８および３４、４２、５０をそれぞれ有するキューブコーナー要素６０、７０の配列を１つの薄板上に形成することが好ましい。３枚の光学面をすべて成形加工により形成することにより、確実に光学特性を備えた面とすることが好ましい。切削加工段階およびそれに引き続く段階の間、隣接する薄板間に平面である界面１２、１４を設けて、位置合わせに関する課題および薄板の取扱による破損を最小限にすることが好ましい。
好適方法において、複数の溝４６を形成する前に、複数の薄板１０を再度方向付けて各主面２４を基準軸８２にほぼ平行に配置する。好適実施例において、９０°の夾角を有するダイヤモンド切削工具を基面８０に実質的に平行な軸線に沿って複数の薄板１０の作用面を横切って移動する。しかしながら、各主面が基準軸８２に対して角度をなして配置されているに薄板についても溝４６は形成可能である。各溝角頂５２が第１および第２の溝セットの溝角頂よりわずかに深くなるように、溝４６を形成することが好ましい。溝４６を形成することにより、実質的に図１２に示す構造表面を有する複数の薄板１０が得られる。
作用面１６は再帰反射体として望ましい特性をいくつか備えている。薄板１０の作用面１６に形成されたキューブコーナー要素形状は、キューブコーナー頂点がキューブコーナー要素のほぼ中央に位置すればほぼ１００％に到達する最有効開口部となる形状であることから、「完全な」あるいは「かなり有効な」キューブコーナー要素形状として特徴付けることが出来る。再帰反射技術の当業者であれば、各頂点を中心から変位して設計してさまざまな入射角性能に関する課題あるいは他の課題に対処することができることは明白である。このように、作用面１６のレプリカとして形成される再帰反射面は、キューブコーナー要素の対称軸にほぼ沿った再帰反射体上の入射光に対して光学的にかなり有効である。さらに、キューブコーナー要素６０および７０を対向した方向に配置し、第１の基準面２４に対して対称であることから、高入射角での再帰反射体への入射光に対して対称な再帰反射性能を呈する。
図２２〜図３０には、１つの薄板に複数のキューブコーナー要素を光学的に対向しない方向に設ける別の実施例を示している。図２２〜図３０に示すキューブコーナー要素は実質的に同じ方向を向いている。このため、図２２〜図３０に示す薄板のレプリカとして形成される再帰反射シートは、かなり非対称な入射角性能を呈する。これは、例えば防塞標識あるいは特定の舗装標識用途などの一方向だけに作用する再帰反射用途に望ましいと言える。このような薄板形成方法を具体的に１つの薄板を用いて図示する。しかしながら、図１３〜図２１を用いて開示した成形技術は複数の薄板の製造にも同様に有効であることを理解されたい。
簡単に要約すると、複数の平行に隣接した溝１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃなど（全体の参照符号は１３０）を含む第１の溝セットを薄板１１０の作用面１１６に形成する（図２２〜図２４）。第１の溝セットの溝は、第１の各溝面１３２ａ、１３２ｂ、１３２ｃなどおよび第２の各溝面１３４ａ、１３４ｂ、１３４ｃなどを規定する。少なくとも１つの、好ましくは複数の平行に隣接した溝１３８ａ、１３８ｂ、１３８ｃなど（全体の参照符号は１３８）を含む第２の溝セットも薄板１１０の作用面１１６に形成する（図２５〜図２７）。第２の溝セットの溝は、第３の各溝面１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃなどおよび第４の各溝面１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃなどを規定する。重要なことには、第１の各溝面１３２ａ、１３２ｂ、１３２ｃなどが第３の各溝面１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃなどに実質的に直交して、第１の基準縁部１４４ａ、１４４ｂ、１４４ｃ、１４４ｄなどを規定する。開示の実施例において、第２の各溝面１３４ａ、１３４ｂ、１３４ｃなどは第４の各溝面１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃなどと実質的に同一平面に位置する。次いで、複数の平行に隣接する溝１４６ａ、１４６ｂ、１４６ｃなどを含む第３の溝セットを薄板１１０の作用面１１６に形成する（図２８〜図３０）。第３の溝セットの溝により、第１の各溝面１３２ａ、１３２ｂ、１３２ｃなどおよび第３の溝面１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃなどに先端１６２ａ、１６２ｂ、１６２ｃ、１６２ｄにおいて実質的に直交する第５の各溝面１５０ａ、１４５ｂ、１５０ｃなどを規定して、薄板１１０上に同じ方向に配置される複数のキューブコーナー１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃを形成する。
図２１〜図３０に示す薄板を上述のように精密切削加工技術を用いて形成することが好ましい。垂直軸に対して非対称であり、第２の基準面２６に対しておよそ５０．７°の角度θ₁をなして交差する軸線に沿っておよそ６６．１°の夾角を有する切削工具を用いて第１の溝セット１３０を成形加工することにより、薄板の一実施例を製造してもよい。同様に、垂直軸に対して非対称であり、第２の基準面２６に対しておよそ５０．７°である角度θ₂をなして交差する軸線に沿っておよそ６６．１°の夾角を有する切削工具を用いて成形加工することにより第２の溝セット１３８を形成することが好ましい。最後に、第１の基準面２４に実質的に垂直な軸線に沿っておよそ３５°の夾角αを有する半角工具を用いて成形加工することにより第３の溝セット１４６を形成することが好ましい。縁部１４４ａ、１４４ｂ、１４４ｃ、１４４ｄなどをそれぞれ、第２の基準面２６からおよそ３５°の角度γ₁を持たせて配置する。図２８に示す実施例においてα＝γ₁である。
以上の説明において、いくつかの具体的なキューブコーナー要素形状の実施例およびその形状を製造するために必要な関連機械構造を開示してきた。本開示内容の方法を用いて、溝の角度（例えばα₁、α₂）を変えることによりさまざまなキューブコーナー要素形状を製造することができ、それに応じて薄板を傾斜する角度（例えばθ₁およびθ₂）を変えれば薄板の作用面上に得られるキューブコーナー要素の配向が変化する。この薄板のレプリカとして製造される物品も本発明範囲内である。上述によりキューブコーナー形状のいくつかの実施例を開示してきた。以下の段落において、当業者であれば広範囲のキューブコーナー要素形状を製造できるように、キューブコーナー要素面の間の角度関係について一般的な説明をする。
図３１および図３２は、１つのキューブコーナー要素４６０を形成して備えた薄板４１０の作用面を示す平面図および側面図である。薄板４１０をそれぞれ第１、第２、および第３の基準面４２４、４２６、および４２８による立体としてとらえてもよい。例示として、キューブコーナー要素４６０を実質的に互いに垂直な３枚の光学面４３２、４３４、４４８を備える単位キューブとして規定してもよい。薄板４１０の作用面に形成される第１の溝４３０における１枚の光学面を光学面４３２とし、薄板４１０の作用面に形成される第２の溝４３８における１枚の光学面を光学面４３４とする。溝４４６の１面を光学面４４８とする。基準面４５６ａは溝４４６の角頂に平行であり、第２の基準面４２６に垂直である。同様に、基準面４５６ｂは溝４４６の角頂に平行であり、第２の基準面に垂直である。基準面４５６ａおよび４５６ｂを第３の基準面４２８に対して角度φ₃を持って位置する。角度φ₃は薄板の表面上に位置するキューブコーナー要素の角度回転量に対応する。機械加工上の制約により、溝セットを基準面４２４および４２８に実質的に一致する軸線に沿って形成するように、０°〜ほぼ９０°が角度φ₃の可能範囲である。しかしながら角度φ₃は０°〜４５°の範囲であることが好ましい。
光学面４４８を基準面４５６ａから角度α₁を持たせて配置する。同様に、光学面４３２を基準面４５６ｂから角度α₂を持たせて配置し、光学面４３４を基準面４５６ｂから角度α₃を持たせて配置する。単位キューブ４６０を従来の精密機械技術を用いて形成し、使用する切削工具の夾角に角度α₁、α₂およびα₃を対応させてキューブコーナー要素４６０を規定する溝を形成することが好ましい。
図３２は、３１−３１線で切取った単位キューブ４６０の側面図である。溝４３０の角頂４３３を第２の基準面４２６に対して鋭角β₁を持たせて配置する。同様に、溝４３８の角頂４４１を基準面４２６から鋭角β₂を持たせて配置する。光学面４３２の配向は溝の角度α₁および角度β₁との相関関係によるものである。同様に、光学面４３４の配向は溝の角度α₂および角度β₂との相関関係によるものである。
基準軸として単位キューブ４６０を形成する溝角頂を用いて第２のデカルト座標系を設けることができる。具体的には、ｘ軸を面４５６および第２の基準面４２６の交差部分に平行に設定し、ｙ軸を第２の基準面４２６に平行かつｘ軸に垂直に設定することが可能であり、ｚ軸を第２の基準面４２６に垂直に延在させる。この座標系を採用して、単位正規ベクトルＮ₁、Ｎ₂およびＮ₃をそれぞれ以下のように単位キューブ表面４４８、４３２、４３４について規定することが出来る。
N₁=cos(α₁)j+sin(α₁)k
N₂=sin(α₂)sin(β₁)i-cos(α₂)j+cos(β₁)sin(α₂)k
N₃=-sin(β₂)sin(α₃)i-cos(α₃)j+cos(β₂)sin(α₃)k
表面４３２、４３４、４４８は実質的に互いに垂直でなければならない。したがって、正規ベクトルの内積は０に等しい。
N₁・N₂=N₂・N₃=N₁・N₃=0.
したがって、以下の条件が成立する。
tan(α₁)tan(α₂)cos(β₁)=1
tan(α₁)tan(α₂)cos(β₂)=1
tan(β₁)tan(β₂)=1+tan²(α₁).
これらの式により、特に単位キューブ４６０向けの形状上の制約を具体的に規定する。キューブコーナー技術に精通した者であれば例えばキューブコーナー４６０を含めて配向を変えて、一般的な手法を適用することが出来る。
再帰反射シートなどの再帰反射物品の製造において、複数の薄板の構造面を、電鋳技術あるいは他の従来の複製技術を用いて複製可能な原型型として用いる。複数の薄板に実質的に同一のキューブコーナー要素を備える、あるいは異なる寸法、形状あるいは配向のキューブコーナー要素を備えることができる。業界では「スタンパ」と呼ばれるレプリカの構造面はキューブコーナー要素の雌型を備える。このレプリカを型として用いて再帰反射面を形成する。しかしながらより一般に、数多くの雄型あるいは雌型レプリカを組み合わせて再帰反射シートの形成に有用な大きさを有する型を形成する。例えば上述のようにキューブコーナー要素の配列を備えて予め形成したシートをエンボス加工する、あるいは流体材料を型に射込むことにより、再帰反射シートを一体材料として製造することができる。別の方法として、国際特許出願第ＷＯ９５／１１４６４号および米国特許第３，６４８，３４８号に教示されているようにキューブコーナー要素を予め形成されたフィルムに射込む、あるいは予め形成されたフィルムを予め形成されたキューブコーナー要素に積層することにより、再帰反射シートを積層物として製造することができる。例示として、このようなシートを、電気分解したニッケルを原型型上に蒸着して形成したニッケル型を用いて製造することができる。電鋳した型をスタンパとして用いて型のパターンをおよそ５００μｍ厚さで約１．５９の屈折率を有するポリカーボネートフィルム上にエンボス加工することができる。この型はおよそ１７５℃〜２００℃の温度で行う押圧によるプレス加工において使用可能である。
このようは反射性シートの製造に有用な物質は、寸法的に安定で、耐久性および耐候性を備え、容易に所望の形状に変形可能な物質であることが好ましい。適した物質の例として、Ｒｏｈｍ ａｎｄ Ｈａａｓ製Ｐｌｅｘｉｇｌａｓなどの約１．５の屈折率を一般に有するアクリル類、約１．６の屈折率を有する熱硬化性アクリレート、エポキシアクリレートおよび好適には放射線硬化済ポリカーボネート類、ポリエチレン系イオノマー類（「ＳＵＥＬＹＮ」の商標名で販売）、ポリエステル類、および酢酸酪酸セルロース類を挙げることができる。通常加熱および加圧下において変形可能な光学的に透過性物質であれば、一般にいずれも使用可能である。再帰反射シートの形成に適した他の物質はＳｍｉｔｈ他に付与された米国特許第５，４５０，２３５号に開示されている。このシートに着色剤、染料、ＵＶ吸収剤、あるいは他の添加剤を必要に応じて含有することも可能である。
使用する環境によって、再帰反射シートに支持層を設けることが望ましい場合もある。支持層は、全内反射の原理により光を反射する再帰反射シートに特に有用である。開示した再帰反射シートと効果的に係合できる透明材料あるいは着色材料を含む半透明材料で製造した支持層であればいずれも適切である。適した支持材料の例として、アルミニウムシート、めっき鋼板、ポリメタクリル酸メチル、ポリエステル、ポリアミド、ポリフッ化ビニル、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリウレタンなどの重合物質および、これらおよび他の材料から製造された広範囲の積層物を挙げられる。
支持層あるいは支持シートを、格子模様あるいは反射要素に適した他の形状でシールすることができる。シールは、超音波溶接、接着剤を含む数多くの方法を使用して、あるいは反射要素の配列上を不連続に加熱シールして（米国特許第３，９２４，９２８号参照）行うことができる。土埃および／または水分などの汚染物の進入を防ぎ、キューブコーナー要素の反射面に隣接する空間を保持するために、シールすることが望ましい。
この合成物の強度あるいは耐久性を強化したい場合、ポリカーボネート、ポリブチレート、あるいは繊維補強プラスチック製支持シートを用いることができる。得られた再帰反射材料の可撓性の程度に依存して、この材料を巻き取る、あるいは帯片に切断する、あるいは他の適した設計にしてよい。この再帰反射材料を接着剤あるいは剥離シートで裏打ちして、接着剤を塗布するあるいは他の固定手段を用いるステップを追加することなく、いずれの基材への適用にも有用とすることができる。
本明細書に開示したキューブコーナー要素をそれぞれ、米国特許第４，７７５，２１９号に教示されているように、その物品が再帰反射した光を所望パターンあるいは拡散形状に分散するように適応することができる。通常起こる溝の半角誤差は±２０アーク分未満であり、±５アーク分未満のことが多い。
発明の背景において開示した特許を含め、言及したすべての特許および特許出願はその内容を本明細書に引用したものとする。以上、本発明をいくつかの実施例に言及して説明してきたが、当業者であれば本発明の範囲から逸脱することなく、説明した実施例に数多くの変更を加える事ができることは明白であろう。したがって、本発明の範囲は本明細書に記載した好適構造および方法に制約されるものではなく、以下における広義の請求の範囲に制約されるものである。

Claims (1)

1. 第１の基準面（24、424）を両者間に規定する互いに反対側の第１および第２の主面（12、14）と、それら第１および第２の主面を互いに接続する作用面（16）とを有し、該作用面が、該作用面に実質的に平行で該第１の基準面に垂直な第２の基準面（26、426）と、該第１の基準面および該第２の基準面に垂直な第３の基準面（28、428）とを規定する、再帰反射性キューブコーナー物品を形成する型に使用する薄板（10、410）において、
   前記薄板の前記作用面に形成される少なくとも１つのＶ形溝（30a、30b、30c、430）を有する第１の溝セット（30）であって、該Ｖ形溝が、互いに交差して第１の溝角頂（33a、33b、33c、433）を画定する第１の溝面（32a、32b、32c、432）と第２の溝面（34b、34c、34d）とを規定するようになっている第１の溝セットと、
   前記薄板の前記作用面に形成される少なくとも１つのＶ形溝（38a、38b、38c、438）を有する第２の溝セット（38）であって、該Ｖ形溝が、互いに交差して第２の溝角頂（41b、41c、41d、441）を画定する第３の溝面（40a、40b、40c、440）と第４の溝面（42b、42c、42d）とを規定するようになっているとともに、該第３の溝面が、前記第１の溝面に実質的に直交して、第１の基準縁部（44a、44b、44c）を規定するようになっている第２の溝セットと、
   前記薄板の前記作用面に形成される少なくとも２つの平行なＶ形溝（46a、46b、46c、446）を有する第３の溝セット（46）であって、該Ｖ形溝の各々が、互いに交差して第３の溝角頂（52a、52b、52c）を画定する第５の溝面（48a、48b、48c、448）と第６の溝面（50a、50b、50c）とを規定するようになっているとともに、該少なくとも２つの平行な溝のうち一方の溝の該第５の溝面が、前記第１および第３の溝面に実質的に直交して、第１の方向に配置される第１のキューブコーナー要素（60a、60b、60c、460）を形成するようになっている第３の溝セットとを具備すること、
   を特徴とする薄板。

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