JPH09504384A - 再帰反射性コーナキューブ物品と製作方法の新規工作技術 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 基体を工作することによりコーナキューブ素子光学列体（12）を作成する方法。この方法は複種の溝セット（14，16，20）を直接工作可能基体に直接工作することによってコーナキューブ素子（24，26，30）を含む複種の幾何学的構造を有する列体を形成する工程と、この基体に同じ経路に沿ってはいるが溝深さの異う少なくとも２種の溝セットを工作することによって光学部分と非光学部分の両方を有する１種の幾何学的構造側面を作成する工程とを含んで成る。

Description

【発明の詳細な説明】 再帰反射性コーナキューブ物品と製作方法の新規工作技術 発明の分野 本発明はプリズム式再帰反射性素子を有する再帰反射性素子物品に関する。 発明の背景 コーナキューブとして慣用的に知られている１以上の***構造を組込んだプリ ズム式デザインを包含する数多くのタイプの再帰反射性素子は既知である。コー ナキューブタイプの反射性素子を採用した再帰反射性シーテイングは周知である 。コーナキューブ素子は単一コーナで略直角に互いに会合する３横面を有してい る三面体構造である。光線は代表的には全内部反射によりキューブ面で或いは反 射性被覆物で反射する。再帰反射性コーナキューブ素子を含んで成る直接工作列 体の製作は多くの非効率性と制約を有している。実働開口割合（度）、フレキシ ビリテイ及び製作はこれらの制約によって阻害されるし、全体の製作コスト対性 能は以下に教示の新規クラスの物品と製作法に対し、相対的にしばしば高いもの になる。 発明の要旨 本発明は直接工作された平行な溝の少なくとも２種の交差するセットによって 規定されているコーナキューブの列体で作られているコーナキューブ物品を提供 する。この列体内の構造の少なくとも１種の高さは調節され、或いはこの列体内 の他の構造とは以下に説明するように異なっている。本発明は更にこの種のコー ナキューブ物 品を製作する方法を提供する。要するに、この方法はここで説明される平行な溝 の交差する一連のセットを基体に工作し、そして基体の１回或いは複数回の積成 レプリカ(generations replica)を形成することを含んで成る。 本発明の再帰反射性物品は従来式のコーナキューブ再帰反射性素子デザインの 数多くの構造上並びに光学上の制約を克服する。本発明によって与えられる新規 クラスの多重構造コーナキューブ列体は多様なコーナキューブ形状を可能にし且 つ高度に調整可能な光学性能を有するコーナキューブ列体の製作を可能にする。 図面の簡単な説明 本発明は以下の図面を参照して更に説明される。 図１は本発明の例示の直接工作３種溝セット式再帰反射性コーナキューブ素子 列体の平面図である。 図２は図１の線２−２に沿った断面図である。 図３は図１，２に示す列体の幾つかの実働開口の平面図である。 図４は３°の逃げ角を有する本発明の例示の直接工作多重溝セット式列体の平 面図である。 図５は図４の線５−５に沿った断面図である。 図６は図４に示す実働開口の幾つかの平面図である。 図７は本発明の例示の直接工作再帰反射性コーナキューブ素子列体の平面図で ある。 図８は図７の線８−８に沿った断面図である。 図９は図７，８に示す列体の実働開口の幾つかの平面図である。 図10は本発明の例示の直接工作傾化再帰反射性コーナキューブ素子列体の平面 図である。 図11は図10に示す列体のゼロ入射角における実働開口の幾つかの 平面図である。 図12は図１，４，７に示す列体の場合の実働開口度対入射角を描いているグラ フである。 図13は図７，10に示す列体の場合の実働開口度対入射角を描いているグラフで ある。 図14はシール媒体の使用を描いた断面図である。 図15は分離面を有する再帰反射性コーナキューブ素子列体を描いた断面図であ る。 図16は直接工作列体の溝切り用の工作工具の説明図である。 図17は列体の幾つかの領域を含んで成る本発明の例示の複合列体の平面図であ る。 図18は変動溝スページングを有する本発明の例示の直接工作列体の平面図であ る。 これらの図は、図12，13を除き、理想化されたものであって実尺のものではな く、単に例示と非限定を意図したものである。 本発明の説明例の詳細な説明 本発明はコーナキューブ物品の製作方法として、反射性面に適した工作可能材 料を準備し；そしてこの基体に平行な溝の少なくとも２種のセットを直接工作す ることによってコーナキューブ素子を含む複種の幾何学的構造を基体に作る工程 を含んで成る、斯ゝるコーナキューブ物品の製作方法を提供する。直接工作は光 学部分と非光学部分を有する少なくとも１種の幾何学的構造側面を削成する。 本発明は更にコーナキューブ物品を製作する方法として、基体に複種の初期溝 セットが工作されることによってコーナキューブ素子を含む複種の幾何学的構造 を作成している斯ゝる工作可能基体を準備し、そして少なくとも１種の溝セット に少なくとも１本の追加溝 を直接工作することによって幾何学的構造の少なくとも１種の高さを調節する工 程を含んで成る、斯ゝるコーナキューブ物品の製作方法を提供する。 本発明は更に、コーナキューブ物品を製作する方法として、基体に複種の溝セ ットが工作されることによってコーナキューブ素子を含む複種の幾何学的構造を 生成している斯ゝる直接工作可能基体を準備し、そしてこの基体に少なくとも２ 種の溝セットの各々に部分的に重複している経路に沿っているが溝深さの異なる 少なくとも１本の溝を工作することによって最終の溝を形成する工程を含んで成 る、斯ゝるコーナキューブ物品の製作方法を提供する。 本発明は更に、直接工作された基体として、これにコーナキューブ素子を含む 複種の幾何学的構造が工作されている斯ゝる直接工作基体のレプリカである再帰 反射性コーナキューブ物品を提供する。少なくとも１種の幾何学的構造は少なく とも１種の溝セットに少なくとも１本の追加溝を直接工作することによって調節 された高さのものである。 本発明は更に、直接工作された基体として、これにコーナキューブ素子を含む 複種の幾何学的構造が工作されている斯ゝる直接工作基体のレプリカである再帰 反射性コーナキューブ物品を提供する。各幾何学的構造は基体に配設されている 平行な最終の溝の少なくとも２種のセットの各々からの少なくとも１本の溝によ って境界付けられており、少なくとも１種の幾何学的構造は光学的部分と非光学 的部分の両方を有する側面を含んで成る。 本発明は更に、再帰反射性コーナキューブ素子を含む幾何学的構造の複数の領 域を含んで成る複合シーテイングを提供する。各領域は直接工作された基体とし て、それに複種の初期溝セットが工作されることによってコーナキューブ素子を 含む複種の幾何学的構造を 作成している斯ゝる直接工作基体のレプリカを含んで成る。この複合シーテイン グは少なくとも１種の溝セットに少なくとも１本の追加溝を直接工作することに よって形成されているコーナキューブ素子を含む高さ調節されている幾何学的構 造を有する少なくとも１つの領域を含んで成る。 本発明は更に、再帰反射性コーナキューブ素子を含む幾何学的構造の複数の領 域を含んで成る複合シーテイングを提供する。各領域は直接工作された基体とし て、それに複数のコーナキューブ素子が複数の溝セットからの複数の溝によって 境界付けられている斯ゝる直接工作基体のレプリカを含んで成る。この複合シー テイングは光学的部分と非光学的部分の両方を有する少なくとも１種の幾何学的 構造側面を備えた少なくとも１つの領域を含んで成る。 再帰反射性コーナキューブ素子ミクロキューブ列体の製作はピン束ね法と直接 工作法として知られるものを含む異なる技法によって作られたモールドを用いて 達成される。ピン束ね法を用いて作られるモールドは各ピンがコーナキューブ再 帰反射性素子の特徴を備えるように外形付けられた端部を有する斯ゝる個別のピ ン群を一諸に組合せることによって作られる。ピン束ね法の事例は米国特許第3, 926,402 号（Heenan他）と共に特許第423,464 号と第441,319 号(Leray)を包含 する。 原則的にこれまた一般に知られる直接工作法はコーナキューブ素子を形成する ために交差している溝パターンを作るための基体の切削用部分を含んで成る。溝 付き基体はマスターと称され、このマスターから一連の印像、即ちレプリカが形 成される。或る場合には、このマスターは再帰反射性物品として有用であるが、 多重積成レプリカを包含するレプリカは再帰反射性物質として一層一般的に使用 される。直接工作法は小さなミクロ球列体用のマスターモールドを 製造する優れた方法である。ミクロ球列体はシーテイングを目的とする連続ロー ル品等の可撓性が向上している薄いレプリカ列体（アレイ）を作成するのに特に 有益である。ミクロ球列体は連続プロセス製作法に役立つものである。大きな列 体の作成プロセスは直接工作法を使う方が他の方法を使うよりも容易となる。直 接工作法の事例は米国特許第4,588,258 号(Hoopman)と米国特許第3,712,706 号( Stamm)に示されており、両者は基体にコーナキューブ光学面を形成するための溝 削成に用いる対立する２枚の切削面を有している工作工具の単一回或いは多数回 のパスを開示している。２種の溝セットのみに係る直接工作法の１例は米国特許 第4,895,428 号（Nelson）に示されている。 図１は各溝セットが複数の平行な非重複溝を含んで成る斯ゝる少なくとも３種 の溝セットを用いることによって直接工作可能な基体13から製作された再帰反射 性コーナキューブ素子列体12の１実施例を開示している。好ましくは、等間隔溝 14，16から成る二次的溝セットは非平行の関係に配置され、一次的溝セットは二 次的溝交差点22の間の中点に配位している複数の平行な等間隔の一次的溝20から 成る。別の例の溝スペーシングは等間隔よりむしろ変動間隔になる溝を含んで成 る。図１に開示の例では、再帰反射性コーナキューブ素子を含む複数の***した 不連続な幾何学的構造が形成される。この図において、２種の溝セット内の溝の 交差点は第３種の溝セットの少なくとも１本とは一致しない。更に、２種の溝セ ット内の溝と第３種の溝セットの少なくとも１本の溝との交差点の間隔は好まし くは約0.01mmより大きい。これらの幾何学的構造の全てはコーナキューブ素子24 ，26，30に類似している。図１は均一カット深さの一次的溝と二次的溝から形成 されているコーナキューブ素子を内部に示している多重構造列体を図示している 。溝は60°の内角度で交差 する。 図２は図１の線２−２に沿った断面図である。図２はコーナキューブ素子24， 26，30に対応するキューブピーク34，36，38の高さの相違を図示している。キュ ーブピーク38はその他の全ての面に対して直接工作基体の非常に高い点を表して いる。それに加えて、図１，２に示す構造の形成はこのタイプの列体の工作処理 中に困難性を生み出す垂直面41をもたらす。垂直面はこれらの列体の複製中に適 合する面の相互保留に寄与することから、労力不効率、材料の浪費及び製作のス ローダウンを結果的にもたらす。 これらの列体のためには、その光学性能は現実に再帰反射性のある面域、即ち 有効面積或いは実働開口の割合（パーセント）によって便宜上規定される。この 実働開口度は傾度、屈折率及び入射角の関数として変化する。図１，２に示す列 体12の構造は図３の実働開口度の図に模式的に示すように例外的な略91％の実働 開口度を呈示する。図３は多重実働開口サイズを描いており、これは上述の幾何 学的構造と製作方法を用いたときに得られる。具体的には、異なるサイズの開口 47，49，53は混和され且つ密に配置されており、そして図１に示す異なるタイプ の再帰反射性コーナキューブ素子24，26，30に対応している。列体12は光電セン サ、交通制御材料、方位反射器及び再帰反射性マーキング等のゼロ或いは低い入 射角において高輝度を要求する用途で実に有効である。 図４は図１に関連して説明され且つ示されているものに類似の態様で多重溝セ ットを用いて形成された再帰反射性コーナキューブ素子列体56を開示している。 しかし、列体56は３°の逃げ角で溝94，95，96の各々を工作することによって形 成される。図５に示すように、この逃げ角は図２に示す面41と比較して面62の方 位が垂直からやや外れる結果をもたらす。面62のこの垂直からやや外れる方位は 製作の容易性を高め、且つ列体56の複製に際して著しい改良を可能にする。 逃げ角の適用は更にこのような列体に対応した実働開口度の減小をもたらす。 図６に示すように、列体56は多重異サイズ、異形開口47，79，83を含んで成る。 図３に示すように、図６に描かれている開口も密に接近配置され、それにより低 入射角において比較的高い輝度を与える。しかし、列体56の最大実働開口度は特 定の光学面域を消滅させる逃げ角の適用により僅かに約84％に低減されるに過ぎ ない。逃げ度合の増大は製作と複製の容易性を高めるために利用され得るが、そ れと共に最大実働開口度を更に低減させることになる。充分大きな逃げ角度は列 体内の相対的に高位の構造のある種のものを低下させる。しかし、その結果の三 面角構造は最早やコーナキューブ再帰反射性素子ではない。 図７は複数の二次的溝と一次的溝を備えた列体12と列体56に類似したやり方で 製作された再帰反射性コーナキューブ素子列体88のもう１つ別の実施例を示して いる。工作工具の単一回或いは多数回のパスはコーナキューブ素子光学面を含み 得る幾何学的構造側面を形成する溝の形状を作成するために使用することが出来 る。最終の溝は全ての幾何学的構造側面を形成し、そして１本以上の溝から成り 得る。直接工作された列体88はこれに形成された構造の少なくとも１つの高さを 更に調節することを除き列体56と実質的に同一に形成される。これは幾つかの異 なる可能な態様の１つにおいて達成される。１例は複種の溝セットを工作し、そ れによってコーナキューブ素子を含む複数の幾何学的構造を作成すること、及び 基体の重複した或いは部分的に一部重複した経路に沿っているが異なる溝深さに 、少なくとも２種の溝セットの各々における少なくとも１本の溝を工作すること を含んで成る。もう１つ別の例は基体に平行な溝の少 なくとも２種のセットを直接工作して当該溝工作が光学部分と非光学部分の両方 を有する少なくとも１種の幾何学的構造側面を備えた最終の溝を形成するように することによってコーナキューブ素子を含む複数の幾何学的構造を作ることを含 んで成る。これに関連していえば、「光学部分」とは特定の入射角において現実 に再帰反射性がある面を称すものである。好ましくはこれらの部分は幾何学的構 造側面を形成する溝の軸線に平行な軸線に沿って交差している。これは最終溝を 形成する新規の工作工具を用い、２種の溝セットのみを用いて最終溝を形成する 、或いは２種より多い溝セットを単に用いるだけで以下に説明するように最終溝 を形成することによって達成される。 例えば、図５に始から示され、図８にも部分的に示されている一次的溝94が基 体13に工作される。次いで、その後の処理工程で、その後の溝96を形成するため の適宜の工作工具は、一次的溝経路に重複する或いは一部重複する態様で或いは 一次的溝94に実質的に平行な態様で、コーナキューブ素子76（図５）の高さを低 下させるに充分な深さではあるが、素子24.77 等のその他の既形成コーナキュー ブ素子の光学面を削成することになる深さではない斯ゝる深さで以って基体に通 される。その後の溝セットを含む当該後続処理工程では、溝96が溝94と一部重複 状態で形成される。溝96は既設溝94の１側に基体面を削成することによってのみ 形成されがちである。溝96の内角は如何る値のものでもよいが、それは好ましく は隣りのコーナキューブ素子の面を削成するべきではない。この結果として、溝 に沿った幾何学的構造の最終面を形成する工作作業の産物である、図８の側面視 で示される最終溝97が得られる。類似の追加的工作作業は二次的溝セットに沿っ て面に対して実行され得る。図８に示すように、図５にコーナキューブ素子76と して描かれてそして今やピ ーク101 を有するコーナキューブ素子99として新規な形状に形成されているコー ナキューブ素子はコーナキューブ素子76の高さＨ₂より低い。最終の溝97は光学 的部分と非光学的部分の両方を有する少なくとも１つの幾何学的構造側面98、即 ちコーナキューブを形成する実質的に直交した三種の面の１種ではない面を形成 する。 コーナキューブ素子の少なくとも１つの高さの直接工作法を用いた調節は実質 的プロセス利益を与え、且つ機械的及び光学的性能を改良する。相対的に低い高 度は複製プロセスに際しマスター列体からレプリカを容易に分離させることを可 能にする。事実、複製の品質も高さを減じられた薄い列体に対し大きく改良され る。高さの低減も、一般に図１−６に関して説明されたものよりも全体的に薄い 構成の列体88をもたらす。これは製作、処理及びハンドリンの容易性を高める。 それに加えて、薄いが、それでもなお既知の列体を越える実質的利益を有する、 列体はばかし効果を減じるためにも有利である。この効果は薄い列体でなければ 、光が通る非常に長い（例えば高い）構造のチァンネル効果により列体の光再帰 反射性面に対する光量を低減させる。 上述の新規の切削法を用いて高さを調節することの利点はその結果の列体、特 に非ゼロ入射角を用いる列体の実働開口度を増大させることにある。これらの列 体は約91％の最大値までの実働開口度を呈し得る。もっとも、これらの新規切削 法を用いると、少なくとも約７％或いはそれ以上の実働開口度に維持することが 出来る。図９は列体88のゼロ入射角において見える実働開口を示している。列体 88の実働開口度は多重、異サイズ、異形開口47，79，106によって表現される。 これらの開口はコーナキューブ素子24，77，99に対応する。列体88は多種多様の 用途で使用出来るし、特には高輝度と改良された機械的可撓性（フレキシビリテ イ）とを要求する用途のた めに有用である。 コーナキューブ素子マスター列体の多重積成複製(multigenerational replica tion)は垂直面も深い溝や高い幾何学的構造もない列体を使用することにより大 きく改良される。相対的に短い構造はマスターからの複製物を光学面を傷付けず に分離させる仕事を単純化する。また相対的に短い構造は複製物とマスターの間 の機械的相互係留力を低下させることになる。更に、相対的に短い構造は複製物 とマスターの間にバブルが捕捉される傾向を弱め、同じ材料の相対的に高い構造 よりも相対的に低い温度で処理され得るし、そして相対的に高いスピード処理に 対し適応性がある。最高位のものといえる構造はコーナキューブ素子或いはその 他の幾何学的構造のいづれかであり得るし、処理の際の実質的利益は最高位の構 造の高さが少なくともその次の順位で最高位となるべき構造の高さ程度に低下さ せられたときに生まれることが認知される。これは勿論、複数の幾何学的構造が １種或いは異なる複種の幾何学的構造を包含することが出来ることを認めるもの である。 列体12、列体56及び列体88は基平面110に直角な個別の対称軸を有する非傾キ ューブを含んで成るコーナキューブ素子再帰反射性列体の事例である。対称軸は 素子の面によって規定される内角、即ち二面角の三等分線である中心軸或いは光 学軸である。しかし、ある種の用途ではコーナキューブ再帰反射性素子の対称軸 を基平面に対し直角ではない方位に傾けることは有益である。その結果の傾化コ ーナキューブ素子は併せて、入射角の異なる範囲に亘って再帰反射する列体を生 み出す。図10は、各々が入角58.5°−58.5°−63°で交差する一次的溝と二次的 溝から形成されている複数のコーナキューブ素子を含んで成る傾化コーナキュー ブ素子列体116 を開示している。一次的溝118 の各々と二次的溝117，119の各々 は均等に離間 していて、３°の逃げ角を有している。列体116 は列体88の利点の全てを有して いるが、非ゼロ入射角でピーク輝度も呈する。これは非ゼロ入射角が最も多く起 きがちなハイウエイ標識等の用途で特に有用である。一次的溝118 は二次的溝交 差点120 の間の中心に配位している。 図11はゼロ入射角で実働開口度を開示している。列体116 は再帰反射性コーナ キューブ素子131，133，137 に対応する多重異形、異サイズ実働開口122，125， 129を含んでなる。図11は列体116 の傾きによって生起される非実働領域141 の サイズによって示されるように、０°の入射角で実働開口度が低下することを表 している。 図12は屈折率が1.59及び入射角が０°±20°の場合の非傾列体における、実働 開口度対入射角の関係を開示している。曲線151 は米国特許第3,712,706 号(Sta mm)に開示されているように、従来の60°−60°−60°式列体における実働開口 度を表している。曲線153 は図１の60°−60°−60°対称式列体における実働開 口度を表している。曲線155 は図７の60°−60°−60°高度調節３°逃げ角式列 体88における実働開口度を表し、曲線159 は図４の60°−60°−60°非高度調節 ３°逃げ角式列体における実働開口度を表している。 図12は曲線153 によって示される約91％の最大実働開口度を有する高輝度列体 を示しており、この開口度は逃げ角のない溝で以って形成されている列体におい て達成される。逃げ角のある列体は処理性（プロセッシング）を向上させるが、 これも曲線159 で描かれているように実働開口度を比較的に低減させるものであ る。実働開口度のこの低減は列体における最高位構造に高さ調節することを行う ことなく逃げ角を適用することから引き起こされる。これらの製作技術は上述の 列体において、約−15°から約20°の間の範囲の入射角の場合に実働開口度の顕 著な増大を可能にする列体内の最高位構 造の高さを低下させる追加の処理はゼロ度を含む広範囲の逃げ角を有する列体に 対して使用され得る。 図13は1.59の屈折率を有する列体における実働開口度対入射角を開示している 。曲線155 は図７に示す60°−60°−60°、非対称、３°逃げ角式列体88の場合 の実働開口度を表している。この列体は高さ調節された溝セットか、或いは制御 されたカット（切込み）深さの溝セットのいづれかを含み、これらはいづれも少 なくとも１つの光学部分と少なくとも１つの非光学部分を有する新規な幾何学的 構造側面を生み出す。曲線163 は図10に示す列体に対応した、溝によって形成さ れた58°−58.5°−63°の内角を有する再帰反射性コーナキューブ素子を有する 、図10に示す列体116に対応した傾化列体における実働開口度を表している。図1 3に示すように、曲線163 は曲線155 が非ゼロ入射角でピーク輝度を達成するこ とを除き、この曲線155 と実質的に同じ特徴を有している。両曲線155，163は基 体の平面上にある軸線に関して回転したときに非対称の入射角性(entrance angu larity)を呈する。この他の値の傾度はピーク実働開口度と関連している入射角 性を制御するために有利に適用される。 再帰反射性シーテイングの全光再帰性能（total light return）は実働開口度 と再帰反射光線強度との積から得られる。キューブ外形、人射角及び屈折率のあ る種の組合せによれば、実働開口度が可成り高い値であってさえ、光強度の著し い低減によって、全光再帰性能を低下させられる結果となる。１例は再帰反射光 線の全内部反射に依存している再帰反射性コーナキューブ素子列体である。光強 度は全内部反射のための臨界角がキューブ面の１つにおいて越えられてしまうな らば実質的に低減される。列体の１部にメラライズ処理や反射性被覆を施こすこ とはこのような事情にあるときに有利に利用し得る。例えば、シール媒体と接触 しているキューブ面を有す る列体の具体的な部分は表面が反射性被覆物を有している場合に、しばしば相対 的に高い反射性のものになる。部分とは列体の全体を包含してもよい。 上で示したように、再帰反射性直接工作コーナキューブ物品は、性能改良のた めに再帰反射性素子の隣りに空気等の低屈折率材料を維持するために再帰反射性 物品に施こされるシール媒体を受容するようにしばしば設計される。従来式列体 では、この媒体は多くの場合に、全光再帰性能を劣化させる態様であるコーナキ ューブ素子に直接触状に配置される。しかし、図14に示すように、シール媒体17 5 は素子24，99等の相対的に低位の再帰反射性コーナキューブ素子の光学物性を 劣化させないようにこの低位素子に接触させることなく、列体の最高位面181 に 配置させることが出来る。最高位面はコーナキューブ素子、非再帰反射性の角錐 、台錐、柱或いはその他の構造のものであり得る。僅かな高度のバラツキは工作 公差や非直角交性の意図的な採用による溝位置やコーナキューブ素子の内角の僅 かな不均一度から生れ得るが、これらのバラツキは本発明に開示し、教示されて いる変動の例には類似するものではない。シール媒体を用いている場合には、最 高位面がコーナキューブ素子の上方に媒体を保持すること、並びにシーテイング の光透過度を増大させることの、両方のために成形され得る。シーテイングの光 透過性は透明な或いは部分的に透明なシール媒体の適用によって増大され得る。 最高位構造の高さの低下は特にシール媒体を用いるキューブシーテイングの場 合に、曲げ剛さに劇的な効果を有していることが認識されている。シーテイング 厚のゆるやかな低減でさえも剛性に顕著な効果を有している。それはシート曲げ の際の曲げ剛さがキューブ肉厚に比例しているためである。例えば肉厚を全体的 に20％減じると、曲げ剛さが略50％低下することになる。 図15は本発明の別の例の側面説明図である。この図は図14に示す列体88の１部 に類似しているが分離面206 を使用している列体200 を部分的に示している。幾 何学的構造218，219の側面210，213は分離面との間の境界エッジ221，223を形成 している。側面はコーナキューブ、その他の構造のコーナキューブ素子光学面並 びに非光学面を含み得る。分離面206 は断面視で平坦な或いは湾曲した部分を有 し得る。分離面は上述の列体構造を利用している、可撓性シーテイングを包含し た、シーテイングの光透過性を高めるために有利に利用され得る。分離面206 は 平坦な或いは湾曲したチップを備えた工作工具を用いて、或いは列体マスターの レプリカから材料削除によって形成され得る。この構成は内部照明標識と***舗 道マーカー等の用途で特に有用である。 本発明の再帰反射性物品或いはシーテイングのために適した材料は好ましくは 、寸法安定性、耐久性及び耐候性のある透明材料であって、所望形態に容易に複 製され得る斯ゝる材料である。適当な材料の事例は：ガラス；Rohm and Hass Co mpany により製造される Plexiglasブランド樹脂等の約1.5 の屈折率を有するア クリル；米国特許第4,576,850 号、第4,582,885 号及び第4,668,558 号に教示さ れているもの等の反射性材料；Dupont de Nemours and Co.，IncによりSURLYNの ブランド名の下で市販されているもの等のポリエチレン基イオノマー；ポリエス テル、ポリウレタン；及びセルローズアセテートブチレートを包含する。ポリカ ーボネートはそのタフネス及び入射角の広範囲に亘って再帰反射性を向上させる ことに概して寄与する比較的高い屈折率の故に、特に適している。これらの材料 は染料、着色剤、顔料、UV安定剤或いは添加物をも包含することが出来る。材料 の透明性は面取り面或いは分離面が物品或いはシーテイングのこれらの部分に光 が透過することを保証する。 面取り面及び／或いは分離面の組込みは物品の再帰反射性を消滅させず、むし ろこれは物品全体を部分的に透明にする。部分的透明材料を要求するある種の用 途では、物品の低屈折率が物品透過光の範囲を改良する。これらの用途では、ア クリル（約1.5 の屈折率）の透過範囲の増大が望ましい。完全再帰反射性物品で は、高い屈折率を有する材料が好ましい。これらの用途では、ポリカーボネート 等の約1.59の屈折率を有する材料は、この材料と空気の屈折率間の相違を増大さ せ、従って再帰反射性を強めるために使用される。ポリカーボネートは更にその 温度安定性と衝撃抵抗とから一般に好ましい。 本発明に係る直接工作列体は列体の少なくとも１種の構造の高さを調節するこ とによって形成されている。上述のように、この種の列体を製作する技法は基体 に溝工作が光学部分と非光学部分の両方を有している少なくとも１種の幾何学的 構造側面を形成するように平行な溝の少なくとも２種のセットを直接工作するこ とによってコーナキューブ素子を含む複数の幾何学的構造を作ることを含んで成 る。この工作は最終の溝の少なくとも１側に多重側面を形成している複数の異な る幾何学的構造面を同時に削成するための溝切り手段を有する新規工作工具を用 いて達成される。このタイプの工具例は図16に示されているが、この工具230 は 第１切削面235、第２切削面237 及び第３切削面239 を有する溝切り手段を含ん で成る。本例では第１切削面235 と第２切削面237 は光学部分と非光学部分の両 方を有する少なくとも１種の幾何学的構造面を削成するように外形付けられてい る。 この方法のその他の例は再帰反射性パターンの形状を更に変形している、物品 或いは物品のレプリカの作成を含む。これらの実施例は溝の少なくとも１種のセ ットにおける少なくとも１つの溝側角と して、溝側によって規定される素子の他面との直角交差を作るのに必要な角度と は異なる斯ゝる溝側角を含む。同様に、少なくとも１種の溝セットは互いに相違 する少なくとも２種の溝側角の繰返しパターンを含むことが出来る。溝切り工具 の形状或いはその他の技法はコーナキューブ素子として、少なくともある種のキ ューブの少なくとも１つのコーナキューブ素子光学面の大部分が円弧になってい る斯ゝるコーナキューブ素子を作ることが出来る。この円弧面は凹状でも、凸状 でもよい。溝セットの１種における溝の１本によって初期に形成された円弧面は 当該溝に平行な方向において平坦である。円弧面は該溝に平行な軸線を有する円 筒形であってもよいし、該溝に直角な方向の種々の曲率半径を有してもよい。 複合タイル張り法は異なる方位のコーナキューブ素子の領域を組合せるための 技法である。これは例えば、高い入射角の場合に、その方位に無関係に均一外観 を有することになるテーテイングを提供するために従来式列体で使用される。図 17において、複合列体244 は列体88の幾つかの領域を含んで成る。複合列体は従 来式列体或いは異なる形態を有する高さ調節された列体或いは光学部分と非光学 部分の両方を有する少なくとも１種の幾何学的構造側面を備えた列体を含む直接 工作コーナキューブ再帰反射性素子列体の隣接した領域を含んで成ることが出来 る。領域のサイズは具体的用途の要件に係って選定されるべきである。例えば、 交通制御用途では領域が期待される最小視距離での狙いを定めていない人間の眼 にとって視覚的に解像可能ではない程に充分に小さい斯ゝる領域を要求される。 これは均一外観を有する複合列体を提供する。或いは、チァンネルマーキングや 方位反射器の用途では要求される最大視距離で領域が狙い定めていない人間の眼 によって容易に解像され得る程に充分に大きい斯ゝる領域を要求される。 図18は図７の列体88に類似してはいるが、変動溝スペーシングを有している列 体254 を開示している。溝257，258，259 は全て同じ溝セット内のものである。 しかし、列体のこの部分に示すように、列体の少なくとも１種の溝セット内の溝 スペーシングは第１溝257 とその隣りの第２溝258 の間のスペーシング（Ｌ₁） が第２溝258 とその隣りの第３溝259 との間のスペーシング（Ｌ₂）とは相違し ているように、変動させられている。 再帰反射性コーナキューブ素子光学列体内の幾何学的構造の高さを、切込み（ セット）の深さの調節或いは追加的な調節溝切り工程の実施のいづれかによって 調節するプロセスは実質的に有益なものとなる。これらの利益は種々の入射角に おける実働開口度の向上、列体の一層の肉薄構成、列体の処理、複製及びハンド リングの改良、列体の光学性能の改良、列体の透明性の向上及び列体の可撓性の 向上を含む。 本発明の範囲と精神から逸脱しない本発明の種々の変形と変更は当業者には明 白になるものである。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年１２月１４日 【補正内容】 請求の範囲 １．基平面(110)に配位する基面と当該基面に対立する構造面とを有する基体 （13）を含んで成るコーナキューブ物品であって、該構造面が基体（13）に溝の 少なくとも２種の交差したセットによって形成されているコーナキューブ素子（ 24，77，99）の１列体を含む斯ゝるコーナキューブ物品において： 少なくとも１本の溝（97）の少なくとも１側面（98）はコーナキューブ素子の 面ではないが、基面(110)に対する第１角で以って溝頂点から延在している第１ 部分と、コーナキューブ素子の面ではないが、当該第１部分から延在して、基平 面(110)に対して第２角として該第１部分のなす第１角より実質的に小さい斯ゝ る第２角をなしている第２部分とを有している、コーナキューブ物品。 ２．該第２部分がコーナキューブ素子の反射性面を形成している、請求項１の コーナキューブ物品。 ３．２種の溝セット内の溝の交差点が第３種の溝セットの１本の溝から少なく とも0.01mmだけ離れている、請求項１或いは２のコーナキューブ物品。 ４．第１溝の溝頂点が、標準平面の上方の第１距離に配位し、そして第２溝の 溝頂点が当該第１距離とは異なる、該標準平面の上方の第２距離に配位している 、請求項１−３のいづれか１項のコーナキューブ物品。 ５．少なくとも１種の溝セットが繰返しパターンで、互いに異なる少なくとも ２種の溝側角を含む、請求項１−４のいづれか１項のコーナキューブ物品。 ６．該基体（13）が再帰反射性シーテイングで使用するのに適している実質的 に光学透明性の材料を含んで成る、請求項１−５のい づれか１項のコーナキューブ物品。 ７．該基体（13）の１部が鏡面反射性材料で被覆されている、請求項６のコー ナキューブ物品。 ８．該物品が、該基平面(110)に略直角な該基面に入射した光に応答して80％ より大きな実働開口度を呈する、請求項６或いは７のコーナキューブ物品。 ９．該物品が、該基平面(110)に略直角な該基面に入射した光に応答して90％ より大きな実働開口度を呈する、請求項６或いは７のコーナキューブ物品。 10．該物品が基面(110)に対して鈍角で以って該基面に入射した光に応答して 最大の輝度を呈する、請求項６或いは７のコーナキューブ物品。 11．該物品が該基体（13）の平面内にある軸線に関して回転したときに非対称 入射角性を呈する、請求項１−10のいづれか１項のコーナキューブ物品。 12．少なくともある種のコーナキューブ素子の少なくとも１面がその大部分に 亘って円弧状である、請求項１−11のいづれか１項のコーナキューブ素子。 13．該円弧面の形状は円筒軸線が該円弧面を境界付ける溝に略平行であるよう に実質的に円筒状である、請求項12のコーナキューブ物品。 14．コーナキューブ素子（24，77，99）の該列体の少なくとも２種の幾何学的 構造が該基平面(110)の上方の異なる高さを有している、請求項１−13のいづれ か１項のコーナキューブ物品。 15．複数の該幾何学的構造がシール媒体(175)の支持手段を提供している、請 求項14のコーナキューブ物品。 16．基平面(110)に配位する基面と当該基面に対立する構造面と を有する基体（13）を含んで成る複合コーナキューブ物品であって、該構造面は ：基体（13）に溝の少なくとも２種の交差したセットによって形成されているコ ーナキューブ素子の第１列体；及び素子（13）に溝の少なくとも２種の交差する セットによって形成されているコーナキューブ素子の第２列体を含んで成り、 該第１列体における少なくとも１本の溝の少なくとも１側面（98）がコーナキ ューブ素子の面ではないが基平面(110)に対し第１角で以って溝頂点から延在し ている第１部分と、コーナキューブ素子の面であって該第１部分から延在して、 該第１部分のなす第１角よりも実質的に小さい第２角を基平面(110)に対してな す第２部分とを有している、斯ゝる複合コーナキューブ物品。 17．コーナキューブ物品を製作する方法であって： 工作可能基体（13）を準備し； 該基体（13）に少なくとも２種の交差する溝セットを工作し、それによって基 体（13）にコーナキューブ素子（24，77，99）の１列体を形成する工程を含んで 成り、 該溝セット工作工程は少なくとも１種の溝セットにおける少なくとも１本の溝 に１本の追加溝（96）を工作し、それによって最終の溝（97）としてその１側に コーナキューブ素子の面ではないが基平面(110)に対する第１角で以って溝頂点 から延在している第１部分と、コーナキューブ素子の面であって該第１部分から 延在して、該第１部分のなす第１角よりも実質的に小さい第２角を基平面に対し てなす第２部分とを有する複合コーナキューブ素子側面（98）を有する斯ゝる最 終溝（37）を形成する工程を含んで成る、斯ゝるコーナキューブ物品の製作方法 。 18．該最終溝（97）が第１切削面(235)と第２切削面(237)を含む複合切削面を 有する工作工具を用いて形成される、請求項17の方 法。 19．該第１部分と該第２部分が該複合コーナキューブ素子側面（98）を形成す る溝の軸線に平行な軸線に沿って交差している、請求項17或いは18の方法。 20．請求項17−19のいづれか１項の方法によって製作されたコーナキューブ物 品。 21．請求項20の物品のレプリカであるコーナキューブ物品。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スミス，ケネス エル. アメリカ合衆国，ミネソタ 55133―3427, セント ポール，ポスト オフィス ボッ クス 33427（番地なし)

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．コーナキューブ物品を製作する方法であって： ａ）反射性面を形成するのに適した工作可能な材料を準備し；そして ｂ）溝工作が光学部分と非光学部分の両方を有する少なくとも１種の幾何学的 構造側面を形成するように、該基体に平行な最終溝の少なくとも２種のセットを 直接工作することによりコーナキューブ素子を含む複数の幾何学的構造を作る工 程を含んで成る、斯ゝるコーナキューブ物品の製作方法。 ２．幾何学的構造が平行な溝の３種のセットを用いて作られる、請求項１の方 法。 ３．該光学部分と非光学部分が最終の溝を包含する単一の溝によって形成され る、請求項１の方法。 ４．溝工作が溝の少なくとも１側に多重側面を同時に削成出来るように外形付 けられた工作工具を用いて達成される、請求項１の方法。 ５．幾何学的構造側面の光学部分と非光学部分は部分的に重複している経路に 沿った異なる溝であって、複合された最終の溝を形成する斯ゝる異なる溝によっ て形成される、請求項１の方法。 ６．幾何学的構造側面光学部分と非光学部分が幾何学的構造側面を形成する溝 の軸線に平行な軸線に沿って交差している、請求項１の方法。 ７．請求項１の方法に従って製作された物品。 ８．幾何学的構造が水平標準基平面に対し僅かに垂直から外れている面を含ん で成る、請求項７の物品。 ９．請求項７の物品のレプリカであるコーナキューブ物品。 10．物品が再帰反射性のものである、請求項９の物品。 11．請求項２の物品のレプリカである再帰反射性コーナキューブ物品。 12．コーナキューブ物品を製作する方法であって： ａ）直接工作可能な基体として、それに複種の初期溝セットが工作されること によってコーナキューブ素子を含む複数の幾何学的構造を作成している斯ゝる工 作可能基体を準備し；そして ｂ）少なくとも１種の溝セットに少なくとも１本の追加溝を直接工作すること によって少なくとも１種の幾何学的構造の高さを調節する工程を含んで成る、 斯ゝるコーナキューブ物品の製作方法。 13．請求項12の３種溝セット例の物品のレプリカである再帰反射性コーナキュ ーブ物品。 14．追加溝の少なくとも１本が初期溝セットの１種によって形成されている溝 経路と部分的に重複している、請求項12の方法。 15．追加溝の少なくとも１本が初期溝セットの１種によって形成された溝経路 に実質的に平行である、請求項12の方法。 16．請求項12の方法に従って製作された物品。 17．請求項16の物品のレプリカである再帰反射性物品。 18．少なくとも１種の溝セットにおける少なくとも１本の溝が幾何学的構造側 面として、分離面の境界エッジを形成している斯ゝる側面を規定している、請求 項10或いは17の物品。 19．物品が部分的に光透過性である、請求項18の物品。 20．物品が交通制御材料、自動車マーキング、光電センサ、方位反射器、内部 照明標識、衣服及びマーキングを含む構造のリストから選択された構成を含んで 成る、請求項10或いは17の物品。 21．物品が透明である、請求項10或いは17の物品。 22．物品の１部が反射性材料で被覆されている、請求項10或いは17の物品。 23．ゼロ入射角において少なくとも２種の異なる実働開口サイズを呈する、請 求項10或いは17の物品。 24．ゼロ入射角において少なくとも２種の異なる実働開口サイズを呈する、請 求項10或いは17の物品。 25．ゼロ入射角において、実働開口度が80％より大きい、請求項10或いは17の 物品。 26．ゼロ入射角において実働開口度が90％より大きい請求項10或いは17の物品 。 27．最大輝度が非ゼロ入射角で起きる、請求項10或いは17の物品。 28．物品が基体の平面内の軸線に関して回転したときに非対称入射角性を呈す る、請求項10或いは17の物品。 29．物品は少なくとも１種の溝セットにおいて溝側面によって規定された他面 と直交差することになる角度とは異なる少なくとも１種の溝側面角を有している 、請求項10或いは17の物品。 30．少なくとも１種の溝セットが繰返しパターンにおいて、互いに異なる少な くとも２種の溝側角を含む、請求項10或いは17の物品。 31．少なくともある種のコーナキューブ素子の少なくとも１つのキューブ面が 再帰反射光パターンの形状を変形するためにキューブ面の大部分に亘って円弧状 である、請求項10或いは17の物品。 32．円弧面の形状は円筒の軸が円弧面を境界付ける溝に略平行であるように実 質的に円筒形である、請求項10或いは３の物品。 33．改良性能のコーナキューブ物品を製作する方法であって： ａ）直接工作可能な基体として、複種の溝セットが工作されるこ とによってコーナキューブ素子を含む複数の幾何学的構造を作成している、斯ゝ る基体を準備し；そして ｂ）少なくとも２種の溝セットの各々における少なくとも１本の溝を基体の部 分的に重複する経路に沿っているが異なる溝深さで以って工作し、それによって 最終の溝を形成する、 斯ゝる改良性能コーナキューブ物品の製作方法。 34．請求項33の方法に従って製作された物品のレプリカである、再帰反射性コ ーナキューブ物品。 35．幾何学的構造が平行な溝の３種のセットを用いて作られている、請求項34 の物品。 36．直接工作された基体として、それに複種の初期溝セットが工作されること によってコーナキューブ素子を含む複数の幾何学的構造を作成していて、当該幾 何学的構造の少なくとも１種が少なくとも１種の溝セットに少なくとも１本の追 加溝を直接工作することによって高さ調節されている、斯ゝる直接工作基体のレ プリカである再帰反射性コーナキューブ物品。 37．幾何学的構造が平行な溝の３種のセットを用いて作られている、請求項36 の物品。 38．直接工作された基体として、コーナキューブ素子を含む複種の幾何学的構 造が工作されていて、各幾何学的構造が基体の平行な最終の溝の少なくとも２種 のセットを各々からの少なくとも１本の溝によって境界付けられており、少なく とも１種の幾何学的構造が光学部分と非光学部分の両方を有している１側面を含 んで成る、斯ゝる直接工作基体のレプリカである再帰反射性コーナキューブ物品 。 39．幾何学的構造が平行な溝の３種のセットを用いて作られている、請求項38 の物品。 40．少なくとも２種の異形幾何学的構造を有する、請求項10，17，34−36或い は38の物品。 41．幾何学的構造側面の光学部分と非光学部分が当該側面を形成する溝の軸線 に平行な軸線に沿って交差している、請求項38の物品。 42．実働開口度が略ゼロ入射角において70％より大きい、請求項10，17，34− 36或いは37の物品。 43．２種の溝セット内の溝の交差点が第３種の溝セットにおける少なくとも１ 本の溝とは一致していない、請求項11，13，35或いは39の物品。 44．２種の溝セット内の溝と第３種の溝セットの少なくとも１本の溝との交差 点が約0.01mmより大きな距離で分離されている、請求項43の物品。 45．少なくとも２種の幾何学的構造が共通標準平面の上方の異なる高さを有し ている、請求項10，17，34，36或いは38の物品。 46．複数の幾何学的構造が物品に付設されるシール媒体の支持手段を提供して いる、請求項45の物品。 47．再帰反射性コーナキューブ素子の複数の領域として、各領域が複数の初期 の溝セットが工作されることによりコーナキューブ素子を含む、複種の幾何学的 構造を作成している直接工作された基体のレプリカである、斯ゝる複数の領域を 含んで成る再帰反射性コーナキューブ素子複合シーテイングであって、この複合 シーテイングが少なくとも１種の溝セットに少なくとも１本の追加溝を直接工作 することによって形成されたコーナキューブ素子を含む高さ調節された幾何学的 構造を備えた少なくとも１つの領域を含んで成る、斯ゝる再帰反射性コーナキュ ーブ素子複合シーテイング。 48．少なくとも１本の追加溝が初期溝セットの少なくとも１種に よって形成されている溝に実質的に平行である、請求項47の物品。 49．少なくとも１本の追加溝が対応する初期溝とは異なる溝深さに工作されて いる、請求項47の物品。 50．基体の平面内にある軸線に関して回転したときに対称入射角性を呈する、 請求項47の物品。 51．再帰反射性コーナキューブ素子を含む幾何学的構造の複数の領域として、 各領域は複数のコーナキューブ素子が基体に複種の溝セットによって境界付けら れている直接工作された基体のレプリカである、斯ゝる複数の領域を含んで成る 再帰反射性コーナキューブ素子複合シーテイングであって、この複合シーテイン グが光学部分と非光学部分の両方を有する少なくとも１つの幾何学的構造側面を 備えた少なくとも１つの領域を含んで成る、斯ゝる再帰反射性コーナキューブ素 子複合シーテイング。 52．基体の平面内の軸線に関して回転したときに、対称入射角性を呈する、請 求項51の物品。 53．少なくとも１種の溝セット内の溝スペーシングは第１溝とその隣りの第２ 溝との間のスペーシングが当該第２溝とその隣りの第３溝との間のスペーシング とは異なるように変動させられている、請求項10，17，34，36或いは38の物品。