(57)【要約】  本発明による電極構造（１００）は、アルミニウム基材の表面と接触するアルミニウム電極（１０）と、アルミニウム基材の表面に対してアルミニウム電極（１０）を固定する固定部材（２０）と、固定部材（２０）とアルミニウム基材との間に配置される弾性部材（３０）と、少なくともある条件においてアルミニウム電極（１０）と電気的に接続されるリード線（４０）と、リード線（４０）が開口部（５０ａ）を貫通した状態で密閉されたカバー部材（５０）とを備える。
2012073820.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム基材の表面を陽極酸化するための電極構造であって、
前記アルミニウム基材の表面と接触するアルミニウム電極と、
前記アルミニウム基材の表面に対して前記アルミニウム電極を固定する固定部材と、
前記固定部材と前記アルミニウム基材との間に配置される弾性部材と、
少なくともある条件において前記アルミニウム電極と電気的に接続されるリード線と、
開口部の設けられたカバー部材であって、前記アルミニウム電極の少なくとも一部を覆い、前記リード線が前記カバー部材の前記開口部を貫通した状態で密閉されたカバー部材と
を備える、電極構造。
【請求項２】
前記電極構造は、それぞれが、前記アルミニウム電極、前記固定部材、前記弾性部材、前記リード線および前記カバー部材を有する複数の電極部を備える、請求項１に記載の電極構造。
【請求項３】
前記アルミニウム基材は円筒状または円柱状であり、
前記複数の電極部は、前記アルミニウム基材の外側表面に取り付けられる、請求項２に記載の電極構造。
【請求項４】
前記固定部材には開口部が設けられており、
前記アルミニウム電極は、
前記アルミニウム基材と前記弾性部材との間に設けられた接触領域と、
前記固定部材の前記開口部を介して前記接触領域と電気的に接続された接続領域と
を有する、請求項１から３のいずれかに記載の電極構造。
【請求項５】
前記アルミニウム電極は、前記接触領域および前記接続領域の連続する導電膜を含む、請求項４に記載の電極構造。
【請求項６】
前記リード線は、別の条件において前記アルミニウム電極と絶縁される、請求項１から５のいずれかに記載の電極構造。
【請求項７】
前記カバー部材においてねじ切られたねじ切り部と、
前記ねじ切り部と螺合する絶縁性のねじと、
前記カバー部材の内部において前記リード線と電気的に接続された導電部材と、
前記導電部材に設けられ、前記ねじの先端を支持するベアリングと
を有する、請求項６に記載の電極構造。
【請求項８】
前記ねじを締める場合、前記導電部材は前記アルミニウム電極に接触して前記導電部材は前記アルミニウム電極と電気的に接続し、
前記ねじを緩める場合、前記導電部材は前記アルミニウム電極から離れて前記導電部材は前記アルミニウム電極から絶縁される、請求項７に記載の電極構造。
【請求項９】
前記カバー部材の前記開口部にゴム栓が設けられている、請求項１から８のいずれかに記載の電極構造。
【請求項１０】
前記カバー部材は、前記固定部材にねじで固定されている、請求項１から９のいずれかに記載の電極構造。
【請求項１１】
前記固定部材は樹脂層を含む、請求項１から１０のいずれかに記載の電極構造。
【請求項１２】
前記カバー部材は、前記固定部材と一体的に形成されている、請求項１から３のいずれかに記載の電極構造。
【請求項１３】
前記カバー部材および前記固定部材は樹脂層から構成される、請求項１２に記載の電極構造。
【請求項１４】
前記弾性部材には開口部が設けられており、
前記弾性部材の開口部を介して前記アルミニウム電極は前記アルミニウム基材と電気的に接続される、請求項１２または１３に記載の電極構造。
【請求項１５】
前記アルミニウム基材に取り付けられる前の前記電極構造において、前記アルミニウム電極の表面が前記弾性部材の表面よりも突出するように前記アルミニウム電極は配置されている、請求項１２から１４のいずれかに記載の電極構造。
【請求項１６】
円筒状のアルミニウム基材に取り付けられた、請求項１から１５のいずれかに記載の少なくとも１つの電極構造と、
前記円筒状のアルミニウム基材の内側表面から前記アルミニウム基材を支持する支持部材と
を備える、基材保持装置。
【請求項１７】
前記支持部材は、
前記アルミニウム基材を介して前記電極構造と対向する電極対向支持部材と、
前記電極構造と対向することなく前記アルミニウム基材を支持する電極非対向支持部材と
を含む、請求項１６に記載の基材保持装置。
【請求項１８】
前記少なくとも１つの電極構造は、第１電極構造と、前記第１電極構造とは異なる位置に取り付けられた第２電極構造とを有する、請求項１７に記載の基材保持装置。
【請求項１９】
前記電極対向支持部材は、
前記アルミニウム基材を介して前記第１電極構造と対向する前記第１電極対向支持部材と、
前記アルミニウム基材を介して前記第２電極構造と対向する前記第２電極対向支持部材と
を含む、請求項１８に記載の基材保持装置。
【請求項２０】
前記電極非対向支持部材は、前記第１電極対向支持部材と前記第２電極対向支持部材との間に配置される、請求項１９に記載の基材保持装置。
【請求項２１】
前記電極対向支持部材および前記電極非対向支持部材のそれぞれは円盤形状を有しており、
前記電極対向支持部材の直径の最大値は、前記アルミニウム基材の内径よりも大きく、
前記電極対向支持部材の直径の最小値および前記電極非対向支持部材の直径の最大値は前記アルミニウム基材の内径よりも小さい、請求項１７から２０のいずれかに記載の基材保持装置。
【請求項２２】
前記電極対向支持部材および前記電極非対向支持部材のそれぞれに開口部が設けられている、請求項１７から２１のいずれかに記載の基材保持装置。
【請求項２３】
前記電極対向支持部材は、前記電極非対向支持部材よりも厚い、請求項１７から２２のいずれかに記載の基材保持装置。
【請求項２４】
アルミニウム基材を用意する工程と、
前記アルミニウム基材に電極構造を取り付ける工程であって、前記電極構造は、前記アルミニウム基材の表面と接触するアルミニウム電極と、前記アルミニウム基材の表面に対して前記アルミニウム電極を固定する固定部材と、前記固定部材と前記アルミニウム基材との間に配置される弾性部材と、少なくともある条件において前記アルミニウム電極と電気的に接続されるリード線と、開口部の設けられたカバー部材であって、前記アルミニウム電極の少なくとも一部を覆い、前記リード線が前記カバー部材の前記開口部を貫通した状態で密閉されたカバー部材とを備える、工程と、
前記アルミニウム基材の表面を電解液に接触させた状態で陽極酸化を行う工程と
を包含する、陽極酸化層の形成方法。
【請求項２５】
前記アルミニウム基材を用意する工程において、前記アルミニウム基材は円筒状または円柱状である、請求項２４に記載の陽極酸化層の形成方法。
【請求項２６】
前記電極構造を取り付ける工程において、前記電極構造は、それぞれが、前記アルミニウム電極、前記固定部材、前記弾性部材、前記リード線および前記カバー部材を備える複数の電極部を有しており、前記複数の電極部のそれぞれのアルミニウム電極は、前記アルミニウム基材と前記弾性部材との間に設けられた接触領域と、前記固定部材の前記開口部を介して前記接触領域と電気的に接続された接続領域とを有しており、前記複数の電極部のそれぞれの前記接触領域がリング状に構成される、請求項２５に記載の陽極酸化層の形成方法。
【請求項２７】
前記陽極酸化を行った後に前記アルミニウム基材のエッチングを行う工程をさらに包含する、請求項２４から２６のいずれかに記載の陽極酸化層の形成方法。
【請求項２８】
前記陽極酸化を行う工程は、前記リード線と前記アルミニウム電極とが電気的に接続した状態で行われ、
前記エッチングを行う工程は、前記リード線と前記アルミニウム電極とが絶縁した状態で行われる、請求項２７に記載の陽極酸化層の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極構造、基材保持装置および陽極酸化層の形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウムに陽極酸化を行うと、その表面にポーラスアルミナ層を有する陽極酸化層が形成される。従来から、アルミニウムの陽極酸化は、規則正しく配列されたナノオーダーの円柱状の細孔（微細な凹部）を形成できる簡易な手法として注目されてきた。硫酸、蓚酸または燐酸等の酸性電解液またはアルカリ性電解液中にアルミニウム基材を浸漬し、これを陽極として電圧を印加すると、アルミニウム基材の表面で酸化と溶解が同時に進行し、その表面に細孔を有する酸化膜を形成することができる。この円柱状の細孔は、酸化膜に対して垂直に配向し、一定の条件下（電圧、電解液の種類、温度等）では自己組織的な規則性を示すため、各種機能材料への応用が期待されている（特許文献１〜４参照）。【０００３】
特定の条件下で形成されたポーラスアルミナ層では、酸化膜の表面に垂直な方向から見たときに、ほぼ正六角形のセルが二次元的に最も高密度で充填された配列をとる。それぞれのセルはその中央に細孔を有しており、細孔の配列は周期性を有している。セルは局所的な皮膜の溶解および成長の結果として形成されるものであり、バリア層と呼ばれる細孔底部で、皮膜の溶解と成長とが同時に進行する。このとき、セルのサイズ、すなわち、隣接する細孔の間隔（中心間距離）は、バリア層の厚さのほぼ２倍に相当し、陽極酸化時の電圧にほぼ比例することが知られている。また、細孔の直径は、電解液の種類、濃度、温度等に依存するものの、通常、セルのサイズ（膜面に垂直な方向からみたときのセルの最長対角線の長さ）の１／３程度であることが知られている。このようなポーラスアルミナ層の細孔は、特定の条件下では高い規則性を有する（周期性を有する）配列、また、条件によってはある程度規則性の乱れた配列あるいは不規則（周期性を有しない）な配列を形成する。【０００４】
例えば、陽極酸化層は、反射防止材の作製に用いられる（特許文献１〜４参照）。反射防止材は、いわゆるモスアイ（Ｍｏｔｈｅｙｅ、蛾の目）構造の原理を利用している。凹凸の周期が可視光（λ＝３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）の波長以下に制御された微細な凹凸パターンが基板表面に形成される。基板に入射した光に対する屈折率を凹凸の深さ方向に沿って入射媒体の屈折率から基板の屈折率まで連続的に変化させることによって反射を防止したい波長域の光の反射が抑えられる。反射防止機能を発現する凹凸パターンを構成する凸部の２次元的な大きさは１０ｎｍ以上５００ｎｍ未満である。【０００５】
反射防止材をテレビや携帯電話などに用いられる表示装置やカメラレンズなどの光学素子の表面に設けることにより、表面反射を低減して光の透過量を高めることができる。反射防止技術により、屈折率の異なる媒体の界面を光が通過する場合（例えば、空気とガラスとの界面に光が入射する場合）、フレネル反射などによる光の透過量の低下が抑制され、結果として、視認性が向上する。モスアイ構造は、広い波長域にわたって入射角依存性の小さい反射防止作用を発揮できるほか、多くの材料に適用でき、凹凸パターンを基板に直接形成できるなどの利点を有している。その結果、低コストで高性能の反射防止膜（または反射防止表面）を提供できる。【０００６】
例えば、特許文献２には、陽極酸化ポーラスアルミナ膜を表面に有するスタンパを用いて、反射防止膜（反射防止表面）を形成する方法が開示されている。特許文献３に、アルミニウムの陽極酸化と孔径拡大処理を繰り返すことによって、細孔の孔径が連続的に変化するテーパー形状の凹部を形成する技術が開示されている。また、特許文献４には、微細な凹部が階段状の側面を有するアルミナ層を用いて反射防止膜を形成する技術が開示されている。【０００７】
このように陽極酸化ポーラスアルミナ膜を利用することによって、モスアイ構造を表面に形成するための型（以下、「モスアイ用型」という。）を容易に製造することができる。特に、特許文献２および４に記載されているように、陽極酸化膜の表面をそのまま型として利用すると、製造コストを低減させることができる。【０００８】
また、上述した特許文献１〜４とは異なり、電子写真感光体の支持体として、円筒状のアルミニウム合金の表面を陽極酸化した陽極酸化層を用いることが知られている（特許文献５参照）。特許文献５には、円筒状のアルミニウム合金を載せた固定座から給電を行うことが開示されている。なお、特許文献５には、固定座を絶縁体材料で形成して、円筒状のアルミニウム合金の内側表面と電解液を介して囲まれた給電棒から間接給電を行うことが好ましい旨が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特表２００１−５１７３１９号公報
【特許文献２】特表２００３−５３１９６２号公報
【特許文献３】特開２００５−１５６６９５号公報
【特許文献４】国際公開第２００６／０５９６８６号
【特許文献５】特許第３３４６０６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
電極とアルミニウム基材とを直接接触させて給電を行う場合、陽極酸化時に、電極とアルミニウム基材との接触が十分でないと、陽極酸化が均一に行われないことがある。また、電極はリード線を介して電源と電気的に接続されるが、電極とリード線との接続部分に電解液が侵入すると、リード線が溶解してしまうことがある。【００１１】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、電極とアルミニウム基材との接触不良を抑制するとともに電極とリード線との接続部分への電解液の侵入を抑制する電極構造、基材保持装置および陽極酸化層の形成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明による実施形態の電極構造は、アルミニウム基材の表面を陽極酸化するための電極構造であって、前記アルミニウム基材の表面と接触するアルミニウム電極と、前記アルミニウム基材の表面に対して前記アルミニウム電極を固定する固定部材と、前記固定部材と前記アルミニウム基材との間に配置される弾性部材と、少なくともある条件において前記アルミニウム電極と電気的に接続されるリード線と、開口部の設けられたカバー部材であって、前記アルミニウム電極の少なくとも一部を覆い、前記リード線が前記カバー部材の前記開口部を貫通した状態で密閉されたカバー部材とを備える。【００１３】
ある実施形態において、前記電極構造は、それぞれが、前記アルミニウム電極、前記固定部材、前記弾性部材、前記リード線および前記カバー部材を有する複数の電極部を備える。【００１４】
ある実施形態において、前記アルミニウム基材は円筒状または円柱状であり、前記複数の電極部は、前記アルミニウム基材の外側表面に取り付けられる。【００１５】
ある実施形態において、前記固定部材には開口部が設けられており、前記アルミニウム電極は、前記アルミニウム基材と前記弾性部材との間に設けられた接触領域と、前記固定部材の前記開口部を介して前記接触領域と電気的に接続された接続領域とを有する。【００１６】
ある実施形態において、前記アルミニウム電極は、前記接触領域および前記接続領域の連続する導電膜を含む。【００１７】
ある実施形態において、前記リード線は、別の条件において前記アルミニウム電極と絶縁される。【００１８】
ある実施形態において、前記カバー部材においてねじ切られたねじ切り部と、前記ねじ切り部と螺合する絶縁性のねじと、前記カバー部材の内部において前記リード線と電気的に接続された導電部材と、前記導電部材に設けられ、前記ねじの先端を支持するベアリングとを有する。【００１９】
ある実施形態において、前記ねじを締める場合、前記導電部材は前記アルミニウム電極に接触して前記導電部材は前記アルミニウム電極と電気的に接続し、前記ねじを緩める場合、前記導電部材は前記アルミニウム電極から離れて前記導電部材は前記アルミニウム電極から絶縁される。【００２０】
ある実施形態において、前記カバー部材の前記開口部にゴム栓が設けられている。【００２１】
ある実施形態において、前記カバー部材は、前記固定部材にねじで固定されている。【００２２】
ある実施形態において、前記固定部材は樹脂層を含む。【００２３】
ある実施形態において、前記カバー部材は、前記固定部材と一体的に形成されている。【００２４】
ある実施形態において、前記カバー部材および前記固定部材は樹脂層から構成される。【００２５】
ある実施形態において、前記弾性部材には開口部が設けられており、前記弾性部材の開口部を介して前記アルミニウム電極は前記アルミニウム基材と電気的に接続される。【００２６】
ある実施形態では、前記アルミニウム基材に取り付けられる前の前記電極構造において、前記アルミニウム電極の表面が前記弾性部材の表面よりも突出するように前記アルミニウム電極は配置されている。【００２７】
本発明による実施形態の基材保持装置は、円筒状のアルミニウム基材に取り付けられた、上記に記載の少なくとも１つの電極構造と、前記円筒状のアルミニウム基材の内側表面から前記アルミニウム基材を支持する支持部材とを備える。【００２８】
ある実施形態において、前記支持部材は、前記アルミニウム基材を介して前記電極構造と対向する電極対向支持部材と、前記電極構造と対向することなく前記アルミニウム基材を支持する電極非対向支持部材とを含む。【００２９】
ある実施形態において、前記少なくとも１つの電極構造は、第１電極構造と、前記第１電極構造とは異なる位置に取り付けられた第２電極構造とを有する。【００３０】
ある実施形態において、前記電極対向支持部材は、前記アルミニウム基材を介して前記第１電極構造と対向する前記第１電極対向支持部材と、前記アルミニウム基材を介して前記第２電極構造と対向する前記第２電極対向支持部材とを含む。【００３１】
ある実施形態において、前記電極非対向支持部材は、前記第１電極対向支持部材と前記第２電極対向支持部材との間に配置される。【００３２】
ある実施形態において、前記電極対向支持部材および前記電極非対向支持部材のそれぞれは円盤形状を有しており、前記電極対向支持部材の直径の最大値は、前記アルミニウム基材の内径よりも大きく、前記電極対向支持部材の直径の最小値および前記電極非対向支持部材の直径の最大値は前記アルミニウム基材の内径よりも小さい。【００３３】
ある実施形態において、前記電極対向支持部材および前記電極非対向支持部材のそれぞれに開口部が設けられている。【００３４】
ある実施形態において、前記電極対向支持部材は、前記電極非対向支持部材よりも厚い。【００３５】
本発明による実施形態の陽極酸化層の形成方法は、アルミニウム基材を用意する工程と、前記アルミニウム基材に電極構造を取り付ける工程であって、前記電極構造は、前記アルミニウム基材の表面と接触するアルミニウム電極と、前記アルミニウム基材の表面に対して前記アルミニウム電極を固定する固定部材と、前記固定部材と前記アルミニウム基材との間に配置される弾性部材と、少なくともある条件において前記アルミニウム電極と電気的に接続されるリード線と、開口部の設けられたカバー部材であって、前記アルミニウム電極の少なくとも一部を覆い、前記リード線が前記カバー部材の前記開口部を貫通した状態で密閉されたカバー部材とを備える、工程と、前記アルミニウム基材の表面を電解液に接触させた状態で陽極酸化を行う工程とを包含する。【００３６】
ある実施形態では、前記アルミニウム基材を用意する工程において、前記アルミニウム基材は円筒状または円柱状である。【００３７】
ある実施形態では、前記電極構造を取り付ける工程において、前記電極構造は、それぞれが、前記アルミニウム電極、前記固定部材、前記弾性部材、前記リード線および前記カバー部材を備える複数の電極部を有しており、前記複数の電極部のそれぞれのアルミニウム電極は、前記アルミニウム基材と前記弾性部材との間に設けられた接触領域と、前記固定部材の前記開口部を介して前記接触領域と電気的に接続された接続領域とを有しており、前記複数の電極部のそれぞれの前記接触領域がリング状に構成される。【００３８】
ある実施形態では、前記陽極酸化層の形成方法は、前記陽極酸化を行った後に前記アルミニウム基材のエッチングを行う工程をさらに包含する。【００３９】
ある実施形態では、前記陽極酸化を行う工程は、前記リード線と前記アルミニウム電極とが電気的に接続した状態で行われ、前記エッチングを行う工程は、前記リード線と前記アルミニウム電極とが絶縁した状態で行われる。
【発明の効果】
【００４０】
本発明の実施形態によれば、電極とアルミニウム基材との接触不良を抑制するとともに電解液の侵入の抑制された電極構造を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】（ａ）は本発明による電極構造の第１実施形態を示す模式的な断面図であり、（ｂ）は本実施形態の電極構造の模式的な側面図である。
【図２】本実施形態の電極構造の取り付けられたアルミニウム基材の模式図である。
【図３】（ａ）および（ｂ）は本実施形態の電極構造における電極部の模式図である。
【図４】本実施形態の電極構造の模式的な断面図である。
【図５】本発明による基材保持装置の実施形態の模式図である。
【図６】本実施形態の基材保持装置における支持部材の模式図である。
【図７】（ａ）はｙ方向から見た電極非対向支持部材の模式図であり、（ｂ）はｘ方向から見た電極非対向支持部材の模式図である。
【図８】（ａ）はｙ方向から見た電極対向支持部材の模式図であり、（ｂ）はｘ方向から見た電極対向支持部材の模式図である。
【図９】（ａ）はｙ方向から見た別の電極非対向支持部材の模式図であり、（ｂ）はｙ方向から見た別の電極対向支持部材の模式図である。
【図１０】本実施形態の陽極酸化処理装置の模式図である。
【図１１】（ａ）および（ｂ）は本実施形態の陽極酸化処理装置における電極構造の組み立てを示す模式図である。
【図１２】本実施形態の電極構造の取り付けられるアルミニウム基材の一例を示す模式図である。
【図１３】（ａ）および（ｂ）は本実施形態の陽極酸化層の形成方法を示す模式図である。
【図１４】図１３に示した形成方法で形成された陽極酸化層の模式的な断面図である。
【図１５】本実施形態のエッチング処理装置の模式図である。
【図１６】（ａ）〜（ｅ）は、本実施形態の陽極酸化層の形成方法を示す模式図である。
【図１７】図１６に示した形成方法で形成された陽極酸化層の模式的な断面図である。
【図１８】本実施形態の陽極酸化層を型として用いて転写する工程を説明するための模式的な断面図である。
【図１９】（ａ）〜（ｃ）は本実施形態の搬送部材を示す模式図である。
【図２０】本実施形態の電極構造の変形例の模式的な断面図である。
【図２１】本発明による電極構造の第２実施形態の模式的な断面図である。
【図２２】本発明による電極構造の第２実施形態の模式的な拡大断面図である。
【図２３】本実施形態の電極構造の変形例の模式的な拡大断面図である。
【図２４】図２３に示した電極構造を備える陽極酸化処理装置で形成された陽極酸化層のＳＥＭ像を示す図である。
【図２５】比較例の陽極酸化層のＳＥＭ像を示す図である。
【図２６】（ａ）は本発明による電極構造の第３実施形態を示す模式的な断面図であり、（ｂ）は本実施形態の電極構造の模式的な側面図である。
【図２７】（ａ）は本実施形態の電極構造の模式図であり、（ｂ）は（ａ）の２７ｂ−２７ｂ’線に沿った模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下、図面を参照して、本発明による電極構造、基材保持装置、および、陽極酸化層の形成方法の実施形態を説明する。ただし、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
【００４３】
（実施形態１）
以下、図１〜図４を参照して、本発明による電極構造の第１実施形態を説明する。図１（ａ）および図１（ｂ）に本実施形態の電極構造１００Ａの模式図を示す。図１（ａ）はｙ方向から見た電極構造１００Ａの模式図であり、図１（ｂ）はｘ方向から見た電極構造１００Ａの模式図である。
【００４４】
電極構造１００Ａは、電極部１００ａ、１００ｂから構成される。ここでは、電極部１００ａ、１００ｂは同様の構成を有しており、ｙ方向からみて対称的な構成を有している。
【００４５】
電極部１００ａ、１００ｂのそれぞれは、アルミニウム電極１０と、固定部材２０と、弾性部材３０と、リード線４０と、カバー部材５０とを備えている。電極構造１００Ａは、円筒状または円柱状のアルミニウム基材（図１には図示せず）を陽極酸化するために用いられる。例えば、電極構造１００Ａの幅（電極構造１００Ａをｘ方向から見たときのｙ方向に沿った長さ）は５０ｍｍである。
【００４６】
アルミニウム電極１０のアルミニウムの純度はアルミニウム基材の純度よりも低い。例えば、アルミニウム基材の表面のアルミニウムは９９．９９質量％（４Ｎと表記することがある。）以上のアルミニウムであるのに対し、アルミニウム電極１０は、純度９９．５０質量％以上のアルミニウムから形成される。なお、本明細書において、アルミニウム電極１０を単に電極１０と呼ぶことがある。
【００４７】
電極１０の少なくとも一部はアルミニウム基材の表面と接触する。電極１０はリード線４０を介して電源（図示せず）と電気的に接続されている。陽極酸化を行う場合、リード線４０および電極１０を介してアルミニウム基材に電圧が印加される。
【００４８】
固定部材２０は、アルミニウム基材の表面と接触した状態で電極１０を固定する。固定部材２０は比較的高い硬度の材料から形成される。例えば、固定部材２０はポリアセタール樹脂から形成される。一般に、ポリアセタール樹脂は、強度および弾性率の点で優れている。例えば、ポリアセタール樹脂の曲げ強度および曲げ弾性率は、それぞれ、９１０ｋｇ／ｃｍ2、２６×１０3ｋｇ／ｃｍ2である。固定部材２０は、アルミニウム基材の表面と対応する形状を有している。
【００４９】
弾性部材３０はアルミニウム基材と固定部材２０との間に配置される。弾性部材３０は例えばシリコーンゴムから形成される。一般に、シリコーンゴムは比較的高い耐熱性を示し、例えば、周囲温度が２００℃であっても使用可能である。
【００５０】
リード線４０では、導電性の配線が絶縁部材で被覆されている。例えば、配線は銅から形成されている。あるいは、配線は鋼心アルミより線またはアルミ合金より線であってもよい。絶縁部材は、耐薬品性および屈曲性の観点で、ポリエチレン（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ：ＰＥ）またはフッ素樹脂から形成される。
【００５１】
カバー部材５０は、電極１０とリード線４０との接続部分をカバーする。カバー部材５０は固定部材２０にねじで固定されている。なお、カバー部材５０は固定部材２０にシール材で封止されてもよく、あるいは、カバー部材５０と固定部材２０との境界にゴムパッキンを設けてもよい。カバー部材５０には貫通する開口部５０ａが設けられており、カバー部材５０は、開口部５０ａにリード線４０が貫通した状態で密閉されている。例えば、開口部５０ａにはゴム栓５２が設けられている。なお、開口部５０ａはシール材で封止されてもよく、あるいは、開口部５０ａはねじを用いて密閉されてもよい。
【００５２】
電極構造１００Ａは、円筒状または円柱状の外側表面と対応する内側表面を有している。このため、アルミニウム基材が円筒状または円柱状であっても、電極構造１００Ａはアルミニウム基材との電気的な接続を確実に行うことができる。また、アルミニウム基材と固定部材２０との間には弾性部材３０が設けられているため、仮に、アルミニウム基材が変形してもアルミニウム基材と電極１０との接触を確実にすることができる。
【００５３】
図２に、電極構造１００Ａの取り付けられたアルミニウム基材ａＬの模式図を示す。アルミニウム基材ａＬは円筒状または円柱状であり、電極構造１００はアルミニウム基材ａＬの外側表面に取り付けられる。アルミニウム基材ａＬの外径は約３０８ｍｍであり、母線の長さは５００ｍｍである。
【００５４】
詳細は後述するが、アルミニウム基材ａＬはバルクのアルミニウムであってもよい。あるいは、アルミニウム基材ａＬは積層構造の最表面にアルミニウム膜の設けられた構成であってもよい。例えば、アルミニウム基材ａＬは円筒状または円柱状の支持体の外側表面にアルミニウム膜の設けられた構成であってもよい。この場合、絶縁性の支持体の上にアルミニウム膜が形成されてもよく、あるいは、導電性の支持体の上に絶縁層を介してアルミニウム膜が形成されてもよい。
【００５５】
ここでは、アルミニウム基材ａＬの両端に２つの電極構造１００Ａ１、１００Ａ２が設けられている。電極構造１００Ａ１、１００Ａ２は互いに同様の構成を有している。電極構造１００Ａ１はアルミニウム基材ａＬの一方の端部に設けられており、電極構造１００Ａ２はアルミニウム基材ａＬの他方の端部に設けられている。本明細書において、電極構造１００Ａ１、１００Ａ２をそれぞれ第１電極構造１００Ａ１、第２電極構造１００Ａ２と呼ぶことがある。
【００５６】
詳細は後述するが、このように電極構造１００Ａの取り付けられたアルミニウム基材ａＬに対して陽極酸化を行うことにより、円筒状の陽極酸化層を形成できる。なお、アルミニウム基材ａＬのうち電極構造１００Ａ１、１００Ａ２の取り付けられた部分では他の部分と同様には陽極酸化されないため、電極構造１００Ａ１、１００Ａ２の幅は短いことが好ましい。
【００５７】
円筒状の陽極酸化層は型として好適に用いられる。例えば、円筒状の陽極酸化層を型として用いてロール・ツー・ロール方式で転写を行うことができる。なお、ここでいう「型」は、種々の加工方法（スタンピングやキャスティング）に用いられる型を包含し、スタンパということもある。また、この「型」は印刷（ナノプリントを含む）にも用いられ得る。
【００５８】
以下、図３を参照して電極構造１００Ａの構成を具体的に説明する。図３（ａ）は電極構造１００Ａの電極部１００ａにおける電極１０とリード線４０との接続部分付近の模式図であり、図３（ｂ）は図１（ａ）の３ｂ−３ｂ’線付近を拡大した模式図である。
【００５９】
図３（ａ）に示すように、電極１０は、アルミニウム基材ａＬと接触する接触領域１２と、接触領域１２に接続された接続領域１４とを有している。電極１０の接触領域１２はアルミニウム基材ａＬ（図３には図示せず）の表面と接触する。ここでは、固定部材２０には開口部２０ａが設けられており、電極１０の接続領域１４は、固定部材２０の開口部２０ａを介して接触領域１２と電気的に接続されている。
【００６０】
上述したように、電極１０はアルミニウムを有している。電極１０として、例えば、純度９９．８５％以上のアルミニウム合金（いわゆる、１０８５）が用いられてもよい。電極１０の接触領域１２および接続領域１４は連続していることが好ましく、電極１０は折り曲げられたアルミニウム膜であってもよい。例えば、電極１０はいわゆるアルミホイルを折り曲げたものであってもよい。例えば、アルミホイルの厚さは０．２ｍｍ以下である。一般的なアルミニウム板には切削痕が残っていることがあり、切削痕に起因してアルミニウム板はアルミニウム基材ａＬと充分に接触しないことがある。しかしながら、アルミホイルを用いることにより、アルミニウム基材ａＬとの接触をより確実に行うことができる。
【００６１】
リード線４０は接続領域１４と電気的に接続されている。例えば、リード線４０は接続領域１４とボルト（ビス）およびナットで固定されてもよく、リード線４０は接続領域１４において接着剤で固定されてもよい。または、リード線４０が接続領域１４と直接接触するように絶縁部材で挟み込まれてよい。あるいは、リード線４０は別の導電部材を介して電極１０と電気的に接続されてもよい。
【００６２】
カバー部材５０は、電極１０とリード線４０とが電気的に接続する部分を覆う。カバー部材５０は、例えばポリ塩化ビニル（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ  ｃｈｌｏｒｉｄｅ：ＰＶＣ）から形成される。カバー部材５０は、透明、絶縁性および耐薬品性等の特性を有することが好ましい。ここでは、カバー部材５０には開口部５０ａが設けられており、カバー部材５０は、リード線４０がカバー部材５０の開口部５０ａを介して外部から内部に貫通した状態で密閉されている。開口部５０ａにはゴム栓５２が設けられている。
【００６３】
図３（ｂ）に示すように、電極構造１００Ａでは、弾性部材３０は電極１０（接触領域１２）と固定部材２０との間に配置される。このため、弾性部材３０はアルミニウム基材ａＬと固定部材２０との間に配置されている。ここでは、弾性部材３０は、２つのＯリング３２ａ、３２ｂとの間に配置されている。例えば、弾性部材３０の厚さは３．５ｍｍ、幅は３０ｍｍであり、Ｏリング３２ａ、３２ｂの直径は４ｍｍである。
【００６４】
なお、ここでは、電極部１００ａの構成を説明したが、電極部１００ｂも同様の構成を有している。
【００６５】
図４に、電極構造１００Ａの模式図を示す。電極部１００ａ、１００ｂは、例えばねじ１１０で固定される。例えば、電極部１００ａ、１００ｂは、ボルトおよびナットを用いて、円筒状または円柱状の外側表面と対応する内側表面を形成するように、組み立てられる。なお、本明細書において、電極部１００ａ、１００ｂをそれぞれ第１電極部１００ａ、第２電極部１００ｂと呼ぶことがある。
【００６６】
電極部１００ａ、１００ｂのそれぞれには２つの電極１０が設けられている。電極部１００ａには２つの電極１０ａ、１０ｂが設けられており、電極部１００ｂには２つの電極１０ｃ、１０ｄが設けられている。電極１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄは互いに分離可能である。電極部１００ａにおいて電極１０ａ、１０ｂの一部が固定部材２０の開口部２０ａを貫通している。同様に、電極部１００ｂにおいて電極１０ｃ、１０ｄの一部が固定部材２０の開口部２０ａを貫通している。
【００６７】
電極構造１００Ａでは、電極１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄのそれぞれの接触領域１２を組み合わせたものもほぼ円筒形状を有しており、これをｙ方向からみるとほぼ環状である。同様に、電極部１００ａ、１００ｂのそれぞれの固定部材２０を組み合わせたものもほぼ円筒形状を有しており、これをｙ方向からみるとほぼ環状である。また、電極部１００ａ、１００ｂのそれぞれの弾性部材３０を組み合わせたものも、一部に開口部が設けられているが、ほぼ円筒形状を有しており、これをｙ方向からみるとほぼ環状である。
【００６８】
なお、電極１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄのそれぞれの接触領域１２を組み合わせた円筒の内径は円筒状のアルミニウム基材の外径よりもわずかに大きい。電極構造１００Ａをアルミニウム基材ａＬに取り付けることによって電極１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの接触領域１２は円筒状または円柱状のアルミニウム基材ａＬの外側表面と接触する。
【００６９】
このように電極構造１００Ａでは、電極１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの接触領域１２は全体で円筒形状を構成しており、電極１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの接触領域１２の内側表面は、アルミニウム基材ａＬの外側表面と確実に接触するように弾性部材３０を介して固定部材２０で固定されている。このため、アルミニウム基材の外側表面が円筒状または円柱状であっても、さらには、アルミニウム基材ａＬの表面が多少変形したとしても、電極１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの接触領域１２とアルミニウム基材ａＬとの接触を確実に行うことができる。
【００７０】
電極構造１００Ａの取り付けられたアルミニウム基材ａＬに対して陽極酸化が行われる。なお、後述するように、このアルミニウム基材ａＬに対して陽極酸化だけでなくエッチングが行われてもよく、陽極酸化およびエッチングはそれぞれ複数回行われてもよい。また、アルミニウム基材の支持体は、円筒状および円柱状のいずれであってもよい。ただし、同様の材料の支持体を比較すると、円筒状の支持体は円柱状の支持体よりも軽く、取扱いが容易である。アルミニウム基材ａＬが円筒状の場合、アルミニウム基材ａＬは以下のように保持されることが好ましい。
【００７１】
以下、アルミニウム基材ａＬを保持する基材保持装置２００を説明する。図５に、基材保持装置２００の模式図を示す。基材保持装置２００は、円筒状のアルミニウム基材ａＬの外側表面に取り付けられた電極構造１００Ａ（１００Ａ１、１００Ａ２）と、円筒状のアルミニウム基材ａＬの内側表面を支持する支持部材２１０とを備えている。
【００７２】
ここで、図６〜図８を参照して支持部材２１０を説明する。図６に、電極構造１００Ａの取り付けられた円筒状のアルミニウム基材ａＬ、および、このアルミニウム基材ａＬと組み立て前の支持部材２１０の模式図を示す。支持部材２１０は円盤状の部材を有している。
【００７３】
支持部材２１０は、アルミニウム基材ａＬを介して電極構造１００Ａと対向する電極対向支持部材２１２と、電極構造１００Ａと対向することなくアルミニウム基材ａＬを支持する電極非対向支持部材２１４とを含む。ここでは、電極対向支持部材２１２および電極非対向支持部材２１４は、それぞれほぼ円盤形状を有している。なお、本明細書において、電極対向支持部材２１２および電極非対向支持部材２１４をそれぞれ、単に、支持部材２１２および支持部材２１４と呼ぶことがある。支持部材２１２、２１４はそれぞれ樹脂から形成される。
【００７４】
ここでは、支持部材２１２、２１４は共通のシャフト２３０ａに取り付けられている。また、支持部材２１２には、その中心から外側に延びるシャフト２３０ｂが取り付けられていることが好ましい。
【００７５】
上述したように、アルミニウム基材ａＬには２つの電極構造１００Ａ１、１００Ａ２が取り付けられる。支持部材２１２は、電極構造１００Ａ１、１００Ａ２とそれぞれ対向する支持部材２１２ａ、２１２ｂを有している。支持部材２１２ａはアルミニウム基材ａＬを介して電極構造１００Ａ１と対向しており、支持部材２１２ｂはアルミニウム基材ａＬを介して電極構造１００Ａ２と対向している。なお、本明細書において、電極対向支持部材２１２ａ、２１２ｂをそれぞれ第１電極対向支持部材２１２ａ、第２電極対向支持部材２１２ｂと呼ぶことがある。支持部材２１４は２つの支持部材２１２ａ、２１２ｂの間に配置される。
【００７６】
図７（ａ）および図７（ｂ）に支持部材２１４の模式図を示す。図７（ａ）はｙ方向から見た支持部材２１４の模式図であり、図７（ｂ）はｘ方向から見た支持部材２１４の模式図である。なお、支持部材２１４にはシャフト２３０ａの貫通する孔２１４ｓが設けられている。
【００７７】
作製の容易性の観点から、支持部材２１４の直径の値は一定であり、また、支持部材２１４は＋ｙ方向および−ｙ方向から見た場合の円の直径はほぼ等しいことが好ましい。この場合、支持部材２１４の直径はアルミニウム基材ａＬの内径よりも若干小さい。
【００７８】
なお、支持部材２１４の直径は一定でなくてもよい。ｙ方向からみて支持部材２１４は厳密な円でなくてもよい。この場合でも、支持部材２１４の直径の最大値はアルミニウム基材ａＬの内径よりも若干小さい。例えば、アルミニウム基材ａＬの内径が３００ｍｍである場合、支持部材２１４の直径の最大値は２９９．８ｍｍである。
【００７９】
図８（ａ）および図８（ｂ）に支持部材２１２ａの模式図を示す。図８（ａ）はｙ方向から見た支持部材２１２ａの模式図であり、図８（ｂ）はｘ方向から見た支持部材２１２ａの模式図である。支持部材２１２ａにもシャフト２３０ａの取り付けられる穴２１２ｓが設けられている。なお、ここでは図示していないが、支持部材２１２ａの図８（ａ）に示した面とは反対の面にはシャフト２３０ｂの取り付けられる穴が設けられている。
【００８０】
支持部材２１２ａは＋ｙ方向および−ｙ方向から見た場合の円の直径は異なる。より長い直径（すなわち、支持部材２１２ａの直径の最大値）は、アルミニウム基材ａＬの内径よりも大きく、より短い直径（すなわち、支持部材２１２ａの直径の最小値）は、アルミニウム基材ａＬの内径よりも小さい。例えば、アルミニウム基材ａＬの内径が３００ｍｍである場合、支持部材２１２ａの直径の最小値は２９９．８ｍｍであり、支持部材２１２ａの直径の最大値は３００．２ｍｍである。
【００８１】
例えば、図８（ｂ）に示すように、支持部材２１２ａの外周面には段差が設けられている。あるいは、支持部材２１２ａは、内側に外側から向かってその直径が徐々に長くなるように加工されていてもよい。このように、支持部材２１２ａは、その少なくとも一部の直径がアルミニウム基材ａＬの内径よりもわずかに大きい形状を有していることが好ましい。支持部材２１２ａの直径の小さな面は、支持部材２１４と対向するように配置されており、支持部材２１２ａの一部はアルミニウム基材ａＬの内側に入らない。
【００８２】
また、支持部材２１２ａは、アルミニウム基材ａＬを介して電極構造１００Ａ１と対向する。電極構造１００Ａを取り付ける際の支持部材２１２ａの変形を抑制するために、支持部材２１２ａの幅はある程度広いことが好ましい。例えば、支持部材２１２ａの幅（ｘ方向からみた長さ）は支持部材２１４よりも広いことが好ましい。なお、ここでは、支持部材２１２ａの構成を説明したが、支持部材２１２ｂも支持部材２１２ａと同様の構成を有している。
【００８３】
例えば、支持部材２１０は以下のように取り付けられる。支持部材２１２ａ、２１２ｂの一方を取り外した状態の支持部材２１０をアルミニウム基材ａＬの内側表面内で移動させて、先に取り外した支持部材２１２ａ、２１２ｂを再び取り付ける。なお、支持部材２１０に対するアルミニウム基材ａＬの取り付けおよび取り外しを円滑にするために、支持部材２１２、２１４の一部に切欠部を設け、この切欠部を利用してエア抜きを行ってもよい。あるいは、冷却によってアルミニウム基材ａＬの体積を減少させた状態で支持部材２１０にアルミニウム基材ａＬを取り付けてもよい。
【００８４】
なお、支持部材２１２、２１４はシャフト２３０ａに金具（例えば、Ｃリング）を用いて取り付けられていることが好ましい。この場合、支持部材２１０に取り付けられるアルミニウム基材ａＬの長さが異なっても、シャフト２３０ａに取り付けられる支持部材２１２、２１４の位置をスライドさせることができる。
【００８５】
図９（ａ）および図９（ｂ）に示すように、支持部材２１２および支持部材２１４のそれぞれには、シャフト２３０ａ、２３０ｂのための穴２１４ｓおよび孔２１２ｓとは別に、開口部２１２ｏ、２１４ｏが設けられることが好ましい。一般に、陽極酸化によって熱が発生し、また、陽極酸化速度は温度に応じて変化する。電解液が支持部材２１２および支持部材２１４に設けられた開口部２１２ｏ、２１４ｏを通過して流れることにより、アルミニウム基材ａＬから発生する熱に起因する温度ムラを抑制することができ、結果として、陽極酸化を均一に行うことができる。
【００８６】
上述した基材保持装置２００は、下記の陽極酸化処理装置に好適に用いられる。
【００８７】
以下、図１０を参照して本実施形態の陽極酸化処理装置３００を説明する。陽極酸化処理装置３００は、図５〜図９を参照して上述した基材保持装置２００と、陽極電線３１０と、陰極電線３２０と、電極構造３３０と、陰極電線３２０および電極構造３３０を電気的に接続するリード線３４０と、陽極酸化槽３５０とを備えている。電極構造１００Ａ１、１００Ａ２のリード線４０は、陽極電線３１０と電気的に接続されている。このため、アルミニウム基材ａＬの外側表面に取り付けられた電極構造１００Ａ１、１００Ａ２は陽極酸化のための陽極として利用され、電極構造３３０は、陽極酸化のための陰極として利用される。なお、上述したように、アルミニウム基材ａＬは円筒状であり、その内部は支持部材２１０で支持されてもよい。ただし、アルミニウム基材ａＬは円柱形状であってもよい。
【００８８】
電極構造３３０はアルミニウム基材ａＬの周囲に同心円状に設けられている。電極構造３３０は、複数の線状部３３２と、複数の線状部３３２の両端と接触する接続部３３４とを有している。線状部３３２および接続部３３４は、例えばステンレス鋼から形成される。
【００８９】
電極構造３３０は、ほぼ円筒状またはほぼ円柱状のアルミニウム基材ａＬとの最短距離がほぼ一定となるように同心円状に設けられている。各線状部３３２はアルミニウム基材ａＬの母線と平行に設けられている。例えば、アルミニウム基材ａＬの直径が１５０ｍｍの場合、幅４０ｍｍの線状部３３２は、アルミニウム基材ａＬの表面から７８．７ｍｍの距離でアルミニウム基材ａＬの周囲に１２個配置される。
【００９０】
陽極酸化槽３５０には電解液が溜められている。例えば、電解液は、濃度０．３質量％のシュウ酸である。電極構造１００Ａの取り付けられたアルミニウム基材ａＬおよび電極構造３３０の全体は電解液に浸漬している。例えば、アルミニウム基材ａＬは、その母線が電解液の界面と平行になるように浸漬されている。
【００９１】
陽極酸化を行う場合、陽極電線３１０と陰極電線３２０との間に８Ｖの電圧を印加する。このとき、隣接する線状部３３２が互いに分離されているため、電解液の循環が促進される。なお、ここでは図示していないが、線状部３３２および接続部３３４のそれぞれには布がかぶせられている。このようなマスキングにより、電極構造３３０において発生する水素の泡に起因する電解液の流れのムラを抑制できる。
【００９２】
なお、電極構造３３０は容易に分離可能な構成であってもよい。
【００９３】
図１１（ａ）に示すように、電極構造３３０は、下部分３３０ａおよび上部分３３０ｂを有しており、下部分３３０ａは図示されない支持部材に支持されている。その後、電極構造１００Ａ１、１００Ａ２の取り付けられたアルミニウム基材ａＬを設置する。
【００９４】
図１１（ｂ）に示すように、上部分３３０ｂを下部分３３０ａと組み合わせる。上部分３３０ｂは下部分３３０ａとねじで組み立てられる。アルミニウム基材ａＬと電極構造３３０との距離は陽極酸化層の特性に大きく影響するため、電解液内でアルミニウム基材ａＬと電極構造３３０との距離が変動しないことが好ましい。例えば、電極構造３３０は ステンレス鋼（Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ  Ｕｓｅｄ  Ｓｔｅｅｌ：ＳＵＳ）から形成され、軽量化のために、電極構造３３０は比較的薄いことが好ましい。また、電解液内の揺らぎの発生を抑制するために、電極構造３３０はＬ字形状またはＣ字形状の部品から形成されることが好ましい。このように電極構造３３０を組み立て可能とすることにより、アルミニウム基材ａＬの陽極酸化処理装置３００への設置を容易にすることができる。
【００９５】
上述したように、アルミニウム基材ａＬはバルクのアルミニウムであってもよい。あるいは、アルミニウム基材ａＬは積層構造の最表面にアルミニウム膜の設けられた構成であってあってもよい。
【００９６】
以下、図１２を参照してアルミニウム基材ａＬの一例を説明する。ここでは、アルミニウム基材ａＬは、円筒状の支持体２１と、絶縁層２２と、無機下地層２３と、緩衝層２４と、アルミニウム膜２５とを有している。なお、無機下地層２３および緩衝層２４の少なくとも一方は省略されてもよい。
【００９７】
支持体２１として、円筒状の金属管を用いてもよく、または、メタルスリーブを用いてもよい。支持体２１として、円筒状の金属管を用いる場合、例えば、厚さ１．０ｍｍ以上である金属製の円筒が支持体２１として用いられる。円筒状の金属管としては、例えば、アルミニウム製の管やステンレス鋼（例えば、ＪＩＳ規格ＳＵＳ３０４）製の管を用いることができる。
【００９８】
また、支持体２１として、メタルスリーブを用いる場合、厚さが０．０２ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である金属製の円筒が用いられる。メタルスリーブとしては、例えば、ニッケル、ステンレス鋼、チタンのいずれか、またはこれらのうちの少なくとも１つを含む合金で形成されたメタルスリーブを用いることができる。支持体２１として、メタルスリーブを用いる場合、メタルスリーブは比較的軽いため、取り扱いが容易である。
【００９９】
絶縁層２２は、支持体２１の外周面上に形成される。絶縁層２２は、例えば有機絶縁層である。有機絶縁層の材料として、例えば樹脂が用いられる。支持体２１の外周面上に、硬化性樹脂を付与することによって硬化性樹脂層を形成し、その後、硬化性樹脂を硬化させることにより、支持体２１の外周面上に有機絶縁層を形成する。
【０１００】
硬化性樹脂層は、例えば、電着法により形成することができる。電着法として公知の電着塗装方法を用いることができる。例えば、まず、支持体２１を洗浄し、次に、支持体２１を、電着樹脂を含む電着液が貯留された電着槽に浸漬する。電着槽には、電極が設置されている。
【０１０１】
例えば、カチオン電着によって硬化性樹脂層を形成するときは、支持体２１を陰極とし、電着槽内に設置された電極を陽極として、支持体２１と陽極との間に電流を流し、支持体２１の外周面上に電着樹脂を析出させることによって、硬化性樹脂層を形成する。あるいは、アニオン電着によって硬化性樹脂層を形成するときは、支持体２１を陽極とし、電着槽内に設置された電極を陰極として電流を流すことにより硬化性樹脂層を形成する。その後、洗浄工程、焼付工程等を行うことにより、有機絶縁層が形成される。電着樹脂としては、例えば、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、またはこれらの混合物を用いることができる。
【０１０２】
硬化性樹脂層を形成する方法としては、電着法以外に、例えば、吹き付け塗装を用いることができる。ウレタン系の樹脂やポリアミック酸を用いて、スプレーコート法や静電塗装法により、支持体２１の外周面上に硬化性樹脂層を形成することができる。ウレタン系の樹脂としては、例えば、日本ペイント株式会社製のウレトップを用いることができる。
【０１０３】
上記以外にも、例えば、ディップコート法やロールコート法を用いてもよい。硬化性樹脂として、熱硬化性のポリアミック酸を用いた場合、ポリアミック酸をディップコート法により塗布して硬化性樹脂層を形成した後、ポリアミック酸を３００℃程度に加熱することにより、有機絶縁層を形成する。ポリアミック酸は、例えば日立化成工業株式会社から入手できる。
【０１０４】
支持体２１の外周面上に絶縁層２２を設けることにより、支持体２１と、絶縁層２２の上に形成されるアルミニウム膜２５との間が絶縁される。
【０１０５】
なお、支持体とアルミニウム膜との間の絶縁が不十分であると、後述する、陽極酸化工程とエッチング工程とを繰り返すモスアイ用型の製造工程において、エッチングを行ったときに、支持体とアルミニウム膜との間に局所電池反応が生じることにより、アルミニウム膜に直径１μｍ程度の窪みが形成されることがある。また、支持体とアルミニウム膜との間の絶縁が不十分であると、後述する陽極酸化工程において、支持体にも電流が流れることがある。支持体に電流が流れると、支持体およびアルミニウム膜を含む基材全体として過剰な電流が流れることとなるので、安全性の観点から好ましくない。
【０１０６】
絶縁層２２は、無機絶縁層であってもよい。無機絶縁層の材料としては、例えばＳｉＯ2またはＴａ2Ｏ5を用いることができる。なお、有機絶縁層は、無機絶縁層に比べ、絶縁層上に形成されるアルミニウム膜の表面の鏡面性を高くすることができる。このように、絶縁層上に形成されるアルミニウム膜の表面の鏡面性が高いと、後に形成されるポーラスアルミナ層の表面の平坦性を高くできる。
【０１０７】
絶縁層２２の上にアルミニウム膜２５が形成される。例えば、アルミニウム膜２５は、アルミニウムの堆積によって形成される。アルミニウム膜２５は例えば、スパッタ法で形成される。アルミニウム膜２５は、高純度のアルミニウムターゲットから形成されることが好ましい。例えば、アルミニウム膜２５は４Ｎ以上のアルミニウムターゲットから形成されることが好ましい。なお、アルミニウム膜２５は、例えば、外周面上に絶縁層２２が形成された支持体２１を回転させながら、アルミニウムを蒸着させることによって形成してもよい。
【０１０８】
絶縁層２２として有機絶縁層を設ける場合、絶縁性の観点から、有機絶縁層の厚さは例えば７μｍ以上であることが好ましい。また、絶縁層２２として有機絶縁層を設ける場合、有機絶縁層の表面をプラズマアッシングで処理することが好ましい。プラズマアッシングを行うことにより、有機絶縁層と、有機絶縁層の上に形成されるアルミニウム膜２５との密着性を向上させることができる。
【０１０９】
なお、絶縁層２２として有機絶縁層を設ける場合、有機絶縁層とアルミニウム膜２５との間に、無機酸化物を含む無機下地層２３を形成することが好ましい。無機下地層２３を設けることにより、有機絶縁層２２とアルミニウム膜２５との密着性を向上させることができる。無機下地層２３は、例えば、酸化シリコンまたは酸化チタンから形成されることが好ましい。あるいは、無機下地層２３は、無機窒化物から形成されてもよい。例えば、無機下地層２３は、窒化シリコンから形成されてもよい。
【０１１０】
無機下地層２３は、スパッタリング法で作製することができる。例えば、ＤＣリアクティブスパッタ法やＲＦスパッタ法で作製することができる。無機下地層２３の厚さは、５００ｎｍ以下であることが好ましく、３００ｎｍ以下であることがさらに好ましい。また、アルミニウム膜２５の密着性の観点から、無機下地層２３の厚さは５０ｎｍ以上であることが好ましい。スパッタリング法で形成する場合、密着性の観点から、無機下地層２３内に形成されるピンホールの数は少ないことが好ましく、ピンホール抑制の観点から、無機下地層２３の厚さは７０ｎｍ以上であることが好ましい。
【０１１１】
なお、無機下地層２３の上には、アルミニウムを含有する緩衝層２４を形成することが好ましい。緩衝層２４は、無機下地層２３とアルミニウム膜２５との接着性を向上させるように作用する。また、緩衝層２４は、無機下地層２３を酸から保護する。
【０１１２】
緩衝層２４は、アルミニウムと、酸素または窒素とを含むことが好ましい。酸素または窒素の含有率は一定であってもよいが、特に、アルミニウムの含有率が無機下地層２３側よりもアルミニウム膜２５側において高いプロファイルを有することが好ましい。熱膨張係数などの物性値の整合に優れるからである。
【０１１３】
緩衝層２４内のアルミニウムの含有率の厚さ方向におけるプロファイルは、段階的に変化してもよいし、連続的に変化してもよい。例えば、緩衝層２４をアルミニウムと酸素とで形成する場合、アルミニウム膜２５に近い層ほど酸素含有率が漸次低下するように複数の酸化アルミニウム層を形成し、最上層の上にアルミニウム膜２５を形成する。言い換えると、アルミニウムの含有率が、無機下地層２３側よりもアルミニウム膜２５側で高いプロファイルを有するように、複数の酸化アルミニウム層を形成する。
【０１１４】
アルミニウム膜２５に近い層ほど酸素含有率が漸次低下するように複数の酸化アルミニウム層を形成することにより、アルミニウム膜２５に近い層ほど熱膨張係数を高くすることができ、アルミニウム膜２５に近い層ほど熱膨張係数をアルミニウム膜２５の熱膨張係数に近付けることができる。その結果、比較的低温の陽極酸化と比較的高温のエッチングを繰り返すことで生じる熱応力に強く、密着性の高いアルミニウム膜２５を形成することができる。
【０１１５】
緩衝層２４は、例えば、以下の（１）−（３）の３つの方法を用いて形成することができる。
【０１１６】
（１）ＡｒガスとＯ2ガスとの混合ガスと、酸素元素を含むＡｌターゲットとを用いて、反応性スパッタリング法によって成膜する。このとき、ターゲット中の酸素含有率は１ａｔ％以上４０ａｔ％以下の範囲内にあることが好ましい。ターゲット中の酸素含有率が１ａｔ％未満であるとターゲットに酸素を含有させた効果が無く、４０ａｔ％を超えるとＯ2ガスを用いる必要が無い。
【０１１７】
（２）スパッタガスとして純Ａｒガスと、酸素元素を含むＡｌターゲットとを用いて反応性スパッタリング法によって成膜する。このとき、ターゲット中の酸素含有率は５ａｔ％以上６０ａｔ％以下の範囲内にあることが好ましい。ターゲット中の酸素含有率が５ａｔ％未満であると成膜する酸化アルミニウム層に十分な量の酸素を含有させることができないことがあり、６０ａｔ％を超えると成膜する酸化アルミニウム層に含まれる酸素元素の含有率が高くなり過ぎることがある。無機下地層側の酸化アルミニウム層に含まれる酸素元素の含有率が６０ａｔ％を超えると、無機下地層（ＳｉＯ2）と酸化アルミニウム層との接着性が低下することがある。
【０１１８】
（３）純Ａｌターゲットを用いて反応性スパッタリング法によって成膜する。このとき、スパッタリングに用いる混合ガスのＡｒガスとＯ2ガスとの流量比を２：０超２：１以下程度とする。ＡｒガスとＯ2ガスとの流量比が２：１を超えると、成膜する酸化アルミニウム層に含まれる酸素元素の含有率が高くなり過ぎることがある。
【０１１９】
なお、緩衝層２４は、単一の酸化アルミニウム層から構成されてもよい。また、アルミニウムと窒素とを含む緩衝層２４も上記と同様に形成することができる。また、緩衝層２４の厚さは、生産性の観点から、１μｍ以下であることが好ましい。
【０１２０】
以下、図１〜図４、図１０および図１３を参照して本実施形態の陽極酸化層の形成方法を説明する。図１３は、アルミニウム基材ａＬの一部の表面を拡大して示している。
【０１２１】
図１３（ａ）に示すように、アルミニウム基材ａＬを用意する。上述したように、アルミニウム基材ａＬはバルクのアルミニウム基材であってもよく、あるいは、支持体の上にアルミニウム膜の設けられたものであってもよい。例えば、アルミニウム基材ａＬは図１２に示した構成を有していてもよい。
【０１２２】
図２に示したように、このアルミニウム基材ａＬに、電極構造１００Ａ１、１００Ａ２を取り付ける。電極構造１００Ａ１、１００Ａ２のそれぞれは、図１および図４を参照して上述したように、アルミニウム基材ａＬの表面と接触する電極１０と、アルミニウム基材ａＬの表面に対して電極１０を固定する固定部材２０と、固定部材２０とアルミニウム基材ａＬとの間に配置される弾性部材３０と、電極１０と電気的に接続されるリード線４０と、リード線４０がカバー部材５０の開口部５０ａを貫通した状態で密閉されたカバー部材５０とを備えている。図１〜図４を参照して上述したように、電極構造１００Ａ１、１００Ａ２が２つの電極部１００ａ、１００ｂから構成される場合、電極部１００ａ、１００ｂをそれぞれアルミニウム基材ａＬに取り付けて電極部１００ａ、１００ｂの接続部分がねじ１１０で固定される。
【０１２３】
図１３（ｂ）に示すように、アルミニウム基材ａＬを電解液に浸漬させた状態で陽極酸化を行う。陽極酸化は、例えば、図１０を参照して上述した陽極酸化装置３００において行われる。このとき、カバー部材５０が電解液に対して電極１０とリード線４０との接続部分を密閉していることにより、リード線４０の溶解を抑制することができる。
【０１２４】
陽極酸化により、アルミニウム基材ａＬの表面に、複数の細孔ａｑ（微細な凹部）を有するポーラスアルミナ層ａｐが形成される。ポーラスアルミナ層ａｐは、細孔ａｑを有するポーラス層と、バリア層とを有している。陽極酸化は、例えば、酸性の電解液中で行われる。電解液は、例えば、蓚酸、酒石酸、燐酸、クロム酸、クエン酸、リンゴ酸からなる群から選択される酸を含む水溶液である。以上のようにして陽極酸化層ａｎが形成される。
【０１２５】
図１４に、陽極酸化層ａｎの模式的な断面図を示す。陽極酸化層ａｎの表面にはポーラスアルミナ層ａｐが設けられている。ここでは、細孔ａｑはほぼ円柱形状である。
【０１２６】
なお、陽極酸化条件（例えば、電解液の種類、印加電圧）を調整することにより、細孔間隔、細孔の深さ、細孔のサイズ等を調節できる。また、ポーラスアルミナ層の厚さも適宜調整され得る。アルミニウム基材ａＬの表面が所定の厚さのアルミニウム膜を有する場合、そのアルミニウム膜を完全に陽極酸化してもよい。このようにして、アルミニウム基材ａＬの表面に陽極酸化層ａｎが形成される。陽極酸化層ａｎは型として用いてよい。陽極酸化層ａｎを型として用いることにより、表面積の増大を簡便に行うことができる。例えば、陽極酸化層ａｎは、放熱素子、熱電素子などの作製に好適に用いられる。
【０１２７】
なお、必要に応じてエッチングを行ってもよい。例えば、陽極酸化だけでなくエッチングを行うことにより、アルミニウム基材ａＬの表面に形成される微細な凹部の形状を変化させることができる。
【０１２８】
図１５に、エッチング処理装置４００を示す。エッチング処理装置４００は、エッチング液の溜められたエッチング槽４１０を備えている。エッチングを行う場合、エッチング槽４１０にアルミニウム基材ａＬが浸漬される。
【０１２９】
なお、上述した陽極酸化は、電極構造１００Ａの取り付けられたアルミニウム基材ａＬに対して行われるが、カバー部材５０により、電極１０とリード線４０との接続部分への電解液の侵入が抑制される。同様に、エッチングも、電極構造１００Ａの取り付けられたアルミニウム基材ａＬに対して行われてもよい。特に、陽極酸化およびエッチングを繰り返し行う場合には、効率性の観点から、陽極酸化において用いられる電極構造１００Ａを取り外すことなくエッチングを行うことが好ましい。また、陽極酸化において上述したように円筒状のアルミニウム基材ａＬを内側から支持する支持部材２１０を用いる場合、コストおよび処理時間短縮の観点から、アルミニウム基材ａＬから支持部材２１０を取り外すことなくエッチングが行われることが好ましい。
【０１３０】
以下、図１６を参照して、陽極酸化工程だけでなくエッチング工程を含む陽極酸化層の形成工程を説明する。図１６（ａ）〜図１６（ｅ）は、アルミニウム基材および陽極酸化層の表面近傍を拡大した模式図である。
【０１３１】
まず、図１６（ａ）に示すように、アルミニウム基材ａＬを用意する。上述したように、このアルミニウム基材ａＬには電極構造１００Ａが取り付けられている。
【０１３２】
図１６（ｂ）に示すように、アルミニウム基材ａＬの表面ａｓを陽極酸化することによって複数の細孔ａｑ（微細な凹部）を有するポーラスアルミナ層ａｐを形成する。ポーラスアルミナ層ａｐは、細孔ａｑを有するポーラス層と、バリア層とを有している。陽極酸化は、例えば、陽極酸化処理装置３００（図１０）で行われる。
【０１３３】
陽極酸化は、例えば、酸性の電解液中で行われる。電解液は、例えば、蓚酸、酒石酸、燐酸、クロム酸、クエン酸、リンゴ酸からなる群から選択される酸を含む水溶液である。例えば、アルミニウム基材ａＬの表面ａｓを、蓚酸水溶液（濃度０．３ｗｔ％、液温１８℃）を用いて、印加電圧８０Ｖで３７秒間陽極酸化を行うことにより、ポーラスアルミナ層ａｐを形成する。陽極酸化条件（例えば、電解液の種類、印加電圧）を調整することにより、細孔間隔、細孔の深さ、細孔の形状等を調節できる。なお、ポーラスアルミナ層の厚さは適宜変更され得る。アルミニウム基材ａＬの表面が所定の厚さのアルミニウム膜を有する場合、そのアルミニウム膜を完全に陽極酸化してもよい。
【０１３４】
図１６（ｃ）に示すように、ポーラスアルミナ層ａｐをアルミナのエッチャントに接触させてエッチングすることにより、細孔ａｑの孔径を拡大する。ここで、ウェットエッチングを採用することによって、細孔壁およびバリア層をほぼ等方的にエッチングすることができる。エッチングは、例えば、エッチング処理装置４００（図１５）で行われる。
【０１３５】
エッチング液の種類・濃度、およびエッチング時間を調整することによって、エッチング量（すなわち、細孔ａｑの大きさおよび深さ）を制御することができる。エッチング液としては、例えば１０質量％の燐酸や、蟻酸、酢酸、クエン酸などの有機酸の水溶液やクロム燐酸混合水溶液を用いることができる。例えば、燐酸（濃度１ｍｏｌ／Ｌ、液温３０℃）を用いて２９分間エッチングを行うことにより、細孔ａｑを拡大する。
【０１３６】
なお、必要に応じて、図１６（ｄ）に示すように、アルミウム基材ａＬの表面を再び陽極酸化してもよい。この場合、細孔ａｑが深さ方向に成長するとともにポーラスアルミナ層ａｐが厚くなる。ここで細孔ａｑの成長は、既に形成されている細孔ａｑの底部から始まるので、細孔ａｑの側面は階段状になる。例えば、この陽極酸化も同じ陽極酸化処理装置３００（図１０）で行ってもよい。
【０１３７】
また、必要に応じて、ポーラスアルミナ層ａｐをアルミナのエッチャントに接触させることによってさらにエッチングすることにより細孔ａｑの孔径をさらに拡大する。ここでもエッチングは、同じエッチング処理装置４００（図１５参照）で行ってもよい。
【０１３８】
このように、上述した陽極酸化工程およびエッチング工程を繰り返すことによって、図１６（ｅ）に示すように、所望の凹凸形状を有するポーラスアルミナ層ａｐを有する陽極酸化層ａｎが得られる。なお、陽極酸化工程およびエッチング工程を繰り返し行う場合（すなわち、陽極酸化工程を少なくとも２回行う場合）、最後に、陽極酸化を行うことが好ましい。陽極酸化層ａｎの凹部ａｑは深い部分ほど狭くなる形状を有している。このようにして、反転されたモスアイ構造の設けられた陽極酸化層ａｎが形成される。このような陽極酸化層ａｎは、例えば、反射防止材のモスアイ構造を実現するための型として好適に用いられる。
【０１３９】
図１７に、陽極酸化層ａｎの模式的な断面図を示す。図１７に示すように、陽極酸化層ａｎの表面にはポーラスアルミナ層ａｐが設けられている。ここでは、細孔ａｑは深い部分ほど狭くなる尖状形状を有している。
【０１４０】
以上のようにして円筒状の陽極酸化層ａｎが形成される。上述したように、図１４または図１７に示した陽極酸化層ａｎは、ロール・ツー・ロール方式で転写を行う型として用いられる。なお、円筒状のアルミニウム基材ａＬの表面に陽極酸化層ａｎを形成した場合、転写時に、陽極酸化層ａｎの設けられたアルミニウム基材ａＬのみを用いると、剛性や真円度の低さに起因して充分な転写が行われないことがある。この場合には、円筒状のアルミニウム基材ａＬの内部にコア材を挿入することにより、陽極酸化層ａｎの剛性や真円度を改善することができる。例えば、コア材として、図５〜図８を参照して上述した支持部材２１０を用いてもよい。
【０１４１】
以下、図１８を参照して、陽極酸化層ａｎを用いた転写を説明する。ここでは、図１７に示した陽極酸化層ａｎを用いている。紫外線硬化樹脂５１０が表面に付与された被加工物５２０を、陽極酸化層ａｎに押し付けた状態で、紫外線硬化樹脂５１０に紫外線（ＵＶ）を照射することによって紫外線硬化樹脂５１０を硬化する。紫外線硬化樹脂５１０としては、例えばアクリル系樹脂を用いることができる。被加工物５２０は、例えば、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）フィルムである。被加工物５２０は巻き出しローラ（図示せず）から巻き出され、その後、表面に、例えばスリットコータ等により紫外線硬化樹脂５１０が付与される。被加工物５２０は、支持ローラ５３２および５３４によって支持されている。支持ローラ５３２および５３４は、回転機構を有し、被加工物５２０を搬送する。また、円筒状の陽極酸化層ａｎは、被加工物５２０の搬送速度に対応する回転速度で回転される。
【０１４２】
その後、被加工物５２０から陽極酸化層ａｎを分離することによって、陽極酸化層ａｎの凹凸構造（反転されたモスアイ構造）が転写された硬化物層５１０’が被加工物５２０の表面に形成される。表面に硬化物層５１０’が形成された被加工物５２０は巻き取りローラによって巻き取られる。
【０１４３】
なお、上述したように、陽極酸化およびエッチングにおいてアルミニウム基材ａＬに取り付けられた電極構造１００Ａを取り外さない場合、基材保持装置２００を搬送することが好ましい。同様に、陽極酸化およびエッチングにおいて必要に応じて設けられた支持部材２１０を取り外さない場合、基材保持装置２００を搬送することが好ましい。
【０１４４】
以下、図１９を参照して搬送部材６００を説明する。搬送部材６００は、基材保持装置２００と、上に基材保持装置２００の設けられた底面部６１０とを備えている。また、搬送部材６００は、底面部６１０と連結されて基材保持装置２００を囲む枠部材６２０をさらに備えてもよい。例えば、枠部材６２０の上方に設けられたフック６２２に棒をひっかけ、クレーン等を用いてこの棒とともに搬送部材６００を持ち上げて移動させることにより、搬送部材６００の搬送を行ってもよい。
【０１４５】
また、搬送部材６００は図１０および図１１に示した電極構造３３０またはその下部分３３０ａをさらに備えてもよく、その場合、電極構造３３０またはその下部分３３０ａは、図示しない支持構造を介して底面部６１０に取り付けられている。
【０１４６】
陽極酸化が行われる場合、搬送部材６００は、図１０を参照して上述した陽極酸化処理装置３００の陽極酸化槽３５０内に搬送され、陽極酸化処理装置３００に設置される。この場合、底面部６１０または枠部材６２０は陰極電線３２０と電気的に接続されていてもよい。
【０１４７】
エッチングが行われる場合、搬送部材６００は、図１５を参照して上述したエッチング処理装置４００のエッチング槽４１０内に搬送され、エッチング処理装置４００に設置される。このように、搬送部材６００は、陽極酸化処理装置３００およびエッチング処理装置４００の一部として用いられてもよい。なお、エッチング処理装置４００に搬送する場合、搬送部材６００は図１０および図１１に示した電極構造３３０またはその上部分３３０ｂを取り外した状態で搬送されてもよい。
【０１４８】
なお、上述した説明では、電極構造１００Ａは２つの電極部１００ａ、１００ｂから構成されたが、本発明の実施形態はこれに限定されない。電極構造１００Ａは３以上の電極部から構成されてもよい。例えば、電極構造１００Ａは４つの電極部から構成されてもよい。あるいは、図２０に示すように、電極構造１００Ａは１つの電極部から構成されてもよい。
【０１４９】
なお、上述した説明では、陽極酸化工程およびエッチング工程において円筒状または円柱状のアルミニウム基材ａＬは、その母線が重力方向と直交するように配置されたが、本発明の実施形態はこれに限定されない。円筒状または円柱状のアルミニウム基材ａＬは、その母線が重力方向と平行に配置されてもよい。この場合、アルミニウム基材ａＬには１つの電極構造１００Ａが取り付けられることが好ましい。例えば、電極構造１００Ａは、アルミニウム基材ａＬの上部に取り付けられる。
【０１５０】
（実施形態２）
上述した説明では、電極１０およびリード線４０は常に電気的に接続されていたが、本発明の実施形態はこれに限定されない。電極１０およびリード線４０の導通および絶縁は条件に応じて切り換えられてもよい。
【０１５１】
以下、図２１および図２２を参照して本発明による電極構造の第２実施形態を説明する。図２１は、本実施形態の電極構造１００Ｂをｙ方向から見た模式的な断面図であり、図２２は電極構造１００Ｂの一部を拡大した模式図である。本実施形態の電極構造１００Ｂは、電極とリード線との電気的な接続が切換可能である点を除いて上述した電極構造１００Ａと同様の構成を有しており、冗長を避けるために重複する説明を省略する。
【０１５２】
ここでも、電極構造１００Ｂは電極部１００ａ、１００ｂから構成されており、電極部１００ａ、１００ｂのそれぞれは、電極１０と、固定部材２０と、弾性部材３０と、リード線４０と、カバー部材５０とを備えている。リード線４０はある条件下において電極１０と電気的に接続されているが、別の条件下において電極１０から絶縁される。電極構造１００Ｂでは、電極部１００ａ、１００ｂのそれぞれは、カバー部材５０においてねじ切られたねじ切り部７２と、ねじ切り部７２と螺合する絶縁性のねじ７４と、カバー部材５０の内部においてリード線４０と電気的に接続された導電部材７６と、ねじ７４の先端を支持する導電部材７６に設けられたベアリング７８とをさらに備える。
【０１５３】
ここでは、ねじ７４は樹脂から形成されており、ねじ７４は、例えばポリテトラフルオロエチレンから形成されている。例えば、リード線４０は、導電部材７６にビスで固定されている。導電部材７６は、例えばアルミニウムから形成されている。例えば、導電部材７６は、３Ｎ（９９．９質量％）以上の純度のアルミニウムから形成される。
【０１５４】
ねじ７４を締めると、導電部材７６は電極１０の接続領域１４に近づく方に移動する。ねじ７４をある程度締めると、導電部材７６が電極１０の接続領域１４と接触し、リード線４０は導電部材７６を介して電極１０と電気的に接続する。
【０１５５】
これに対して、ねじ７４を緩めると、導電部材７６は電極１０の接続領域１４から離れる方に移動する。ねじ７４をある程度緩めると、導電部材７６が電極１０の接続領域１４から離れ、リード線４０は電極１０から絶縁される。
【０１５６】
また、ここでは、電極部１００ａ、１００ｂのそれぞれは、ねじ７４を締めた場合に導電部材７６と接触する絶縁部材７９をさらに備えている。ねじ７４を完全に締めた場合、電極１０の接続領域１４は導電部材７６と絶縁部材７９との間に挟まれており、この結果、電源（図示せず）は、リード線４０、導電部材７６および電極１０を介してアルミニウム基材ａＬと電気的に接続される。このようにねじ７４に応じて導電部材７６が電極１０の接続領域１４に対して移動することにより、電極１０ひいてはアルミニウム基材ａＬとリード線４０との電気的な接続を切り換えることができる。
【０１５７】
なお、電極構造１００Ｂの取り付けられたアルミニウム基材ａＬに対して、図１６を参照して上述したように陽極酸化だけでなくエッチングを行ってもよい。なお、エッチング時に、エッチング液がカバー部材５０内に侵入すると、ガルバニック腐食が起きることがある。特に、エッチング時間が長い場合、ガルバニック腐食が起きやすい。電極構造１００Ｂでは、エッチング時に、アルミニウム基材ａＬをリード線４０から絶縁することにより、エッチング液がカバー部材５０内に浸入したとしても、ガルバニック腐食を抑制できる。
【０１５８】
なお、上述した説明では、電極部１００ａ、１００ｂのそれぞれにねじ切り部７２、ねじ７４、導電部材７６およびベアリング７８がそれぞれ１つずつ設けられていたが、本発明の実施形態はこれに限定されない。また、上述した説明では、電極部１００ａ、１００ｂのそれぞれのカバー部材５０を１つのリード線４０が貫通していたが、本発明の実施形態はこれに限定されない。
【０１５９】
図２３に、別の電極構造１００Ｂの模式図を示す。この電極構造１００Ｂにおいて電極部１００ａでは、カバー部材５０においてねじ切られたねじ切り部７２ａ、７２ｂと、ねじ切り部７２ａ、７２ｂとそれぞれ螺合するねじ７４ａ、７４ｂと、カバー部材５０の内部においてリード線４０ａ、４０ｂとそれぞれ電気的に接続された導電部材７６ａ、７６ｂと、ねじ７４ａ、７４ｂの先端を支持する導電部材７６ａ、７６ｂにそれぞれ設けられたベアリング７８ａ、７８ｂとを有している。
【０１６０】
ねじ７４ａ、７４ｂの少なくとも一方を締める場合、電極１０はリード線４０ａ、４０ｂと電気的に接続する。これに対して、ねじ７４ａ、７４ｂの両方を開く場合、電極１０はリード線４０ａ、４０ｂと絶縁される。一般に、長時間、陽極酸化層を用いて転写を行うと、電極１０の交換が必要となるが、このように、電極１０ごとに、リード線４０ａ、４０ｂ、ねじ７４ａ、７４ｂ、導電部材７６ａ、７６ｂ、ベアリング７８ａ、７８ｂを設けることにより、電極１０の交換を簡便に行うことができる。
【０１６１】
図２４に、図２３に示した電極構造１００Ｂを取り付けたアルミニウム基材ａＬから形成された陽極酸化層のＳＥＭ像を示す。
【０１６２】
ここでは、アルミニウム基材ａＬは、図１２を参照して上述したように、円筒状の支持体２１と、絶縁層２２と、アルミニウム膜２５とを有している。アルミニウム基材ａＬの外径は約３００ｍｍであり、母線の長さは約１５００ｍｍである。支持体２１は厚さ１００μｍのメタルスリーブである。具体的には、支持体２１としてシームレスのニッケルメタルスリーブを用いている。絶縁層２２は厚さ１０μｍ以上１００μｍ以下のアクリルメラミン樹脂であり、例えば、電着法で形成される。絶縁層２２の上に、厚さ約１μｍのアルミニウム膜２５が堆積される。
【０１６３】
このアルミニウム基材ａＬに対して、本実施形態の電極構造１００Ｂを取り付けて陽極酸化およびエッチングが行われる。陽極酸化は、図１０を参照して上述した陽極酸化処理装置３００を用いて行われる。具体的には、電解液として温度５℃、濃度０．０５ｍｏｌ／Ｌのシュウ酸を用いる。電圧８０Ｖであり、処理時間は１分である。
【０１６４】
エッチングは、図１５を参照して上述したエッチング処理装置４００を用いて行われる。具体的には、エッチング液として、温度３０℃、濃度１ｍｏｌ／Ｌのリン酸を用いる。処理時間は２０分である。ここでは、陽極酸化を５回、エッチングを４回、それぞれ交互に行われる。
【０１６５】
比較のために、図２５に、電極構造１００Ｂを取り付けることなくリード線と電気的に接続された同様のアルミニウム基材ａＬに対して同様の陽極酸化およびエッチングを行うことによって形成された陽極酸化層のＳＥＭ像を示す。図２５から理解されるように、この陽極酸化層の表面には、ガルバニック腐食が発生している。ガルバニック腐食は、アルミニウム基材と電極との接触部分にエッチング液が侵入したことに起因している。
【０１６６】
図２４と図２５との比較から理解されるように、電極構造１００Ｂを取り付けることにより、ほぼ均一な凹部の設けられた陽極酸化層を形成することができる。
【０１６７】
なお、上述した説明では、電極構造１００Ｂは２つの電極部１００ａ、１００ｂから構成されたが、本発明の実施形態はこれに限定されない。電極構造１００Ｂは３以上の電極部から構成されてもよい。例えば、電極構造１００Ｂは４つの電極部から構成されてもよい。あるいは、電極構造１００Ｂは１つの電極部から構成されてもよい。
【０１６８】
また、上述した説明では、電極構造１００Ｂでは、リード線４０とアルミニウム基材ａＬとの電気的な接続はねじ７４等を用いて切り換えられたが、本発明の実施形態はこれに限定されない。例えば、カバー部材５０内に切換スイッチを設けて電気的な接続を切り換えてもよい。
【０１６９】
（実施形態３）
以下、図２６および図２７を参照して本発明による電極構造の第３実施形態を説明する。図２６（ａ）はｙ方向から見た電極構造１００Ｃの模式図であり、図２６（ｂ）はｘ方向から見た電極構造１００Ｃの模式図である。電極構造１００Ｃは、円筒状または円柱状のアルミニウム基材の陽極酸化を行うために用いられる。
【０１７０】
ここでは、電極構造１００Ｃは４つの電極部１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄから構成される。電極部１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄのそれぞれは、隣接する２つの電極部とねじ（図示せず）で固定されている。電極部１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄのそれぞれは、電極１０と、固定部材２０と、弾性部材３０と、リード線４０と、カバー部材５０とを備えている。ここでは、電極１０はバルク状の部材である。また、固定部材２０、弾性部材３０はそれぞれほぼ円筒形状を有している。
【０１７１】
固定部材２０には凹部２０ａが設けられており、電極１０は、固定部材２０の凹部２０ａに配置されている。弾性部材３０は、アルミニウム基材ａＬと固定部材２０との間に設けられており、弾性部材３０には、電極１０の一部を露出させるように開口部３０ａが設けられている。電極１０は、弾性部材３０の開口部３０ａを貫通してアルミニウム基材ａＬ（図２６には図示せず）と接触している。アルミニウム電極１０のアルミニウムの純度はアルミニウム基材ａＬの純度よりも低い。例えば、アルミニウム基材ａＬの表面は純度９９．９９質量％（４Ｎと表記することがある。）以上のアルミニウムから形成されているのに対し、アルミニウム電極１０は純度９９．５０質量％以上のアルミニウムから形成される。
【０１７２】
電極構造１００Ｃでは、固定部材２０およびカバー部材５０は一体的に形成されている。例えば、固定部材２０およびカバー部材５０は樹脂層から構成される。例えば、樹脂層はポリアセタール樹脂から形成される。
【０１７３】
カバー部材５０の一部には開口部５０ａが設けられており、カバー部材５０は、リード線４０が開口部５０ａを貫通した状態で密閉される。例えば、開口部５０ａにはゴム栓５２が設けられている。なお、開口部５０ａはシール材で封止されてもよく、あるいは、開口部５０ａはねじを用いて密閉されてもよい。また、ここでは、カバー部材５０と電極１０との間に弾性部材３２がさらに設けられており、電極１０に不必要な力が加わることが抑制される。
【０１７４】
図２７（ａ）に、電極構造１００Ｃの内側表面の一部を拡大した模式図を示し、図２７（ｂ）に図２７（ａ）の２７ｂ−２７ｂ’線に沿った模式的な断面図を示す。
【０１７５】
本実施形態の電極構造１００Ｃでは、電極１０は固定部材２０および弾性部材３０に覆われている。このため、陽極酸化時に電極構造１００Ｃの取り付けられたアルミニウム基材ａＬを電解液に浸漬させても、電解液は電極１０にまで侵入しない。
【０１７６】
電極構造１００Ｃでは、電極１０および弾性部材３０がアルミニウム基材ａＬの円筒状または円柱状の外側表面と対応する内側表面を形成している。また、弾性部材３０は、アルミニウム基材ａＬと固定部材２０との間に配置されている。このため、弾性部材３０の開口部３０ａを介して露出された電極１０は円筒状または円柱状のアルミニウム基材ａＬの外側表面と確実に接触することができる。また、仮に、アルミニウム基材ａＬの表面が多少変形したとしてもアルミニウム基材ａＬと電極１０との接触が確実に行われる。
【０１７７】
また、電極構造１００Ｃをアルミニウム基材ａＬに取り付ける前の状態において、電極１０の表面は弾性部材３０の表面よりもわずかに突出している。例えば、電極１０の表面は弾性部材３０の表面よりも０．２ｍｍ突出している。これにより、電極構造１００Ｃをアルミニウム基材ａＬに取り付けた際に、電極１０とアルミニウム基材ａＬとの電気的な接続を確実にすることができる。なお、電極１０の突出部分の大きさは弾性部材３０の硬度に応じて変化させてもよい。
【０１７８】
なお、上述した説明では、電極構造１００Ｃは４つの電極部から構成されたが、本発明の実施形態はこれに限定されない。電極構造１００Ｃは２つの電極部から構成されてもよい。あるいは、電極構造１００Ｃは１つの電極部から構成されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１７９】
本発明の実施形態によれば、電極とアルミニウム基材との接触不良を抑制するとともに電解液の侵入を抑制する電極構造を提供することができる。このような電極構造を用いることにより、陽極酸化を均一に行うことができる。
【符号の説明】
【０１８０】
１０  電極
２０  固定部材
３０  弾性部材
４０  リード線
５０  カバー部材
５０ａ  開口部
１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ  電極構造
１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ  電極部
【図１】
2012073820.tif 000003
【図２】
2012073820.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2012073820.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
2012073820.tif 000010
【図９】
2012073820.tif 000011
【図１０】
2012073820.tif 000012
【図１１】
2012073820.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2012073820.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2012073820.tif 000019
【図１８】
2012073820.tif 000020
【図１９】
2012073820.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年12月20日(2013.12.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム基材の表面を陽極酸化するための電極構造であって、
前記アルミニウム基材の表面と接触するアルミニウム電極と、
前記アルミニウム基材の表面に対して前記アルミニウム電極を固定する固定部材と、
前記固定部材と前記アルミニウム基材との間に配置される弾性部材と、
少なくともある条件において前記アルミニウム電極と電気的に接続されるリード線と、
開口部の設けられたカバー部材であって、前記アルミニウム電極の少なくとも一部を覆い、前記リード線が前記カバー部材の前記開口部を貫通した状態で密閉されたカバー部材と
を備え、
前記アルミニウム基材は、円筒状または円柱状であって、
前記固定部材は、前記アルミニウム基材の外側表面に対応する内側表面を有し、
前記アルミニウム電極は、前記アルミニウム基材の前記外側表面に接触するアルミニウム膜を有し、
前記弾性部材は、前記固定部材と前記アルミニウム基材との間に膜状に形成されている、電極構造。
【請求項２】
前記電極構造は、それぞれが、前記アルミニウム電極、前記固定部材、前記弾性部材、前記リード線および前記カバー部材を有する複数の電極部を備える、請求項１に記載の電極構造。
【請求項３】
前記複数の電極部は、前記アルミニウム基材の外側表面に取り付けられる、請求項２に記載の電極構造。
【請求項４】
前記固定部材には開口部が設けられており、
前記アルミニウム電極は、
前記アルミニウム基材と前記弾性部材との間に設けられた接触領域と、
前記固定部材の前記開口部を介して前記接触領域と電気的に接続された接続領域と
を有する、請求項１から３のいずれかに記載の電極構造。
【請求項５】
前記アルミニウム膜は、前記接触領域および前記接続領域を有する、請求項４に記載の電極構造。
【請求項６】
前記リード線は、別の条件において前記アルミニウム電極と絶縁される、請求項１から５のいずれかに記載の電極構造。
【請求項７】
前記カバー部材においてねじ切られたねじ切り部と、
前記ねじ切り部と螺合する絶縁性のねじと、
前記カバー部材の内部において前記リード線と電気的に接続された導電部材と、
前記導電部材に設けられ、前記ねじの先端を支持するベアリングと
を有する、請求項６に記載の電極構造。
【請求項８】
前記ねじを締める場合、前記導電部材は前記アルミニウム電極に接触して前記導電部材は前記アルミニウム電極と電気的に接続し、
前記ねじを緩める場合、前記導電部材は前記アルミニウム電極から離れて前記導電部材は前記アルミニウム電極から絶縁される、請求項７に記載の電極構造。
【請求項９】
前記カバー部材の前記開口部にゴム栓が設けられている、請求項１から８のいずれかに記載の電極構造。
【請求項１０】
前記カバー部材は、前記固定部材にねじで固定されている、請求項１から９のいずれかに記載の電極構造。
【請求項１１】
前記固定部材は樹脂層を含む、請求項１から１０のいずれかに記載の電極構造。
【請求項１２】
アルミニウム基材の表面を陽極酸化するための電極構造であって、
前記アルミニウム基材の表面と接触するアルミニウム電極と、
前記アルミニウム基材の表面に対して前記アルミニウム電極を固定する固定部材と、
前記固定部材と前記アルミニウム基材との間に配置される弾性部材と、
少なくともある条件において前記アルミニウム電極と電気的に接続されるリード線と、
開口部の設けられたカバー部材であって、前記アルミニウム電極の少なくとも一部を覆い、前記リード線が前記カバー部材の前記開口部を貫通した状態で密閉されたカバー部材とを備え、
前記カバー部材は、前記固定部材と一体的に形成されており、
前記弾性部材には開口部が設けられており、
前記弾性部材の開口部を介して前記アルミニウム電極は前記アルミニウム基材と電気的に接続される、電極構造。
【請求項１３】
前記カバー部材および前記固定部材は樹脂層から構成される、請求項１２に記載の電極構造。
【請求項１４】
前記アルミニウム基材は、円筒状または円柱状であって、
前記固定部材は、前記アルミニウム基材の外側表面に対応する内側表面を有し、
前記弾性部材は、前記固定部材と前記アルミニウム基材との間に膜状に形成されている、請求項１２または１３に記載の電極構造。
【請求項１５】
前記アルミニウム基材に取り付けられる前の前記電極構造において、前記アルミニウム電極の表面が前記弾性部材の表面よりも突出するように前記アルミニウム電極は配置されている、請求項１２から１４のいずれかに記載の電極構造。
【請求項１６】
円筒状のアルミニウム基材に取り付けられた、請求項１から１５のいずれかに記載の少なくとも１つの電極構造と、
前記円筒状のアルミニウム基材の内側表面から前記アルミニウム基材を支持する支持部材と
を備える、基材保持装置。
【請求項１７】
前記支持部材は、
前記アルミニウム基材を介して前記電極構造と対向する電極対向支持部材と、
前記電極構造と対向することなく前記アルミニウム基材を支持する電極非対向支持部材と
を含む、請求項１６に記載の基材保持装置。
【請求項１８】
前記少なくとも１つの電極構造は、第１電極構造と、前記第１電極構造とは異なる位置に取り付けられた第２電極構造とを有する、請求項１７に記載の基材保持装置。
【請求項１９】
前記電極対向支持部材は、
前記アルミニウム基材を介して前記第１電極構造と対向する前記第１電極対向支持部材と、
前記アルミニウム基材を介して前記第２電極構造と対向する前記第２電極対向支持部材と
を含む、請求項１８に記載の基材保持装置。
【請求項２０】
前記電極非対向支持部材は、前記第１電極対向支持部材と前記第２電極対向支持部材との間に配置される、請求項１９に記載の基材保持装置。
【請求項２１】
前記電極対向支持部材および前記電極非対向支持部材のそれぞれは円盤形状を有しており、
前記電極対向支持部材の直径の最大値は、前記アルミニウム基材の内径よりも大きく、
前記電極対向支持部材の直径の最小値および前記電極非対向支持部材の直径の最大値は前記アルミニウム基材の内径よりも小さい、請求項１７から２０のいずれかに記載の基材保持装置。
【請求項２２】
前記電極対向支持部材および前記電極非対向支持部材のそれぞれに開口部が設けられている、請求項１７から２１のいずれかに記載の基材保持装置。
【請求項２３】
前記電極対向支持部材は、前記電極非対向支持部材よりも厚い、請求項１７から２２のいずれかに記載の基材保持装置。
【請求項２４】
アルミニウム基材を用意する工程と、
前記アルミニウム基材に電極構造を取り付ける工程であって、前記電極構造は、前記アルミニウム基材の表面と接触するアルミニウム電極と、前記アルミニウム基材の表面に対して前記アルミニウム電極を固定する固定部材と、前記固定部材と前記アルミニウム基材との間に配置される弾性部材と、少なくともある条件において前記アルミニウム電極と電気的に接続されるリード線と、開口部の設けられたカバー部材であって、前記アルミニウム電極の少なくとも一部を覆い、前記リード線が前記カバー部材の前記開口部を貫通した状態で密閉されたカバー部材とを備える、工程と、
前記アルミニウム基材の表面を電解液に接触させた状態で陽極酸化を行う工程と
を包含し、
前記電極構造を取り付ける工程において、前記電極構造は、それぞれが、前記アルミニウム電極、前記固定部材、前記弾性部材、前記リード線および前記カバー部材を備える複数の電極部を有しており、前記複数の電極部のそれぞれのアルミニウム電極は、前記アルミニウム基材と前記弾性部材との間に設けられた接触領域と、前記固定部材の前記開口部を介して前記接触領域と電気的に接続された接続領域とを有しており、前記複数の電極部のそれぞれの前記接触領域がリング状に構成される、陽極酸化層の形成方法。
【請求項２５】
前記アルミニウム基材を用意する工程において、前記アルミニウム基材は円筒状または円柱状である、請求項２４に記載の陽極酸化層の形成方法。
【請求項２６】
前記弾性部材は、前記固定部材と前記アルミニウム基材との間に膜状に形成されている、請求項２５に記載の陽極酸化層の形成方法。
【請求項２７】
前記陽極酸化を行った後に前記アルミニウム基材のエッチングを行う工程をさらに包含する、請求項２４から２６のいずれかに記載の陽極酸化層の形成方法。
【請求項２８】
前記陽極酸化を行う工程は、前記リード線と前記アルミニウム電極とが電気的に接続した状態で行われ、
前記エッチングを行う工程は、前記リード線と前記アルミニウム電極とが絶縁した状態で行われる、請求項２７に記載の陽極酸化層の形成方法。
【国際調査報告】
2012073820.tif 000030
2012073820.tif 000031
2012073820.tif 000032
2012073820.tif 000033