(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェットマーキングシステムのためのアルミニウム製ドラムであって、
約０．０５ミクロンから約０．７ミクロンまでの範囲内の平均表面粗さと、約０．１ミクロンから約１ミクロンまでの範囲内の切込み深さにおける約２％から約１００％までの範囲内の負荷長さ率とを有する表面のきめを備え、約０．１ミクロンから約０．７ミクロンまでの前記切込み深さについての前記負荷長さ率と前記切込み深さとの関係性は、約０．１ミクロンの切込み深さにおける約２％の前記負荷長さ率、約０．２ミクロンの切込み深さにおける約７％の前記負荷長さ率、約０．３ミクロンの切込み深さにおける約１８％の前記負荷長さ率、約０．４ミクロンの切込み深さにおける約３２％の前記負荷長さ率、約０．５ミクロンの切込み深さにおける約４７％の前記負荷長さ率、約０．６ミクロンの切込み深さにおける約６０％の前記負荷長さ率、及び約０．７ミクロンの切込み深さにおける約７０％の前記負荷長さ率をそれぞれ直線で結ぶことにより得られる曲線を第１曲線とし、約０．１ミクロンの切込み深さにおける約７％の前記負荷長さ率、約０．２ミクロンの切込み深さにおける約４６％の前記負荷長さ率、約０．３ミクロンの切込み深さにおける約７４％の前記負荷長さ率、約０．４ミクロンの切込み深さにおける約８２％の前記負荷長さ率、約０．５ミクロンの切込み深さにおける約８６％の前記負荷長さ率、約０．６ミクロンの切込み深さにおける約８９％の前記負荷長さ率、及び約０．７ミクロンの切込み深さにおける約９５％の前記負荷長さ率をそれぞれ直線で結ぶことにより得られる曲線を第２曲線とした場合に、前記第１曲線と前記第２曲線と間の範囲内にある、１つまたは複数のセットから選択されるアルミニウム製ドラム。
【請求項２】
前記表面のきめは、約０．６ミクロン未満の平均最大輪郭ピーク高さを備える、請求項１に記載のドラム。
【請求項３】
前記表面のきめは、約０．１ミクロンから約２０ミクロンまでの範囲内の平均ピットサイズと、１平方ミリメートル当たり約１０００から１平方ミリメートル当たり約３０，０００までの範囲内の平均ピット密度とを有する、請求項１に記載のドラム。
【請求項４】
前記アルミニウム製ドラムは、アルミニウム（Ａｌ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、珪素（Ｓｉ）、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）及びこれらの組合せからなる群から選択される合金元素を備える、請求項１に記載のドラム。
【請求項５】
固体インクジェットマーキングシステムのための画像ドラムを製造する方法であって、
アルミニウム製ドラムを準備することと、
前記アルミニウム製ドラムの外面にベース表面のきめを形成するために、化学的プロセス、機械的プロセス及びこれらの組合せからなる群から選択される１つまたは複数のプロセスを制御することと、
前記アルミニウム製ドラムの外面に酸化物層を共形的に形成するために、前記アルミニウム製ドラムを陽極酸化することと、
表面のきめが約０．１ミクロンから約０．６ミクロンまでの範囲内の平均表面粗さと、約０．６ミクロン未満の平均最大輪郭ピーク高さとを有し、前記きめが、約０．１ミクロンから約０．６ミクロンまでの範囲内の切込み深さにおける約２％から約８９％までの範囲内の負荷長さ率を有し、前記負荷長さ率と前記切込み深さとの関係性は、約０．１ミクロンの切込み深さにおける約２％の前記負荷長さ率、約０．２ミクロンの切込み深さにおける約７％の前記負荷長さ率、約０．３ミクロンの切込み深さにおける約１８％の前記負荷長さ率、約０．４ミクロンの切込み深さにおける約３２％の前記負荷長さ率、約０．５ミクロンの切込み深さにおける約４７％の前記負荷長さ率、及び約０．６ミクロンの切込み深さにおける約６０％の前記負荷長さ率をそれぞれ直線で結ぶことにより得られる曲線を第１曲線とし、約０．１ミクロンの切込み深さにおける約７％の前記負荷長さ率、約０．２ミクロンの切込み深さにおける約４６％の前記負荷長さ率、約０．３ミクロンの切込み深さにおける約７４％の前記負荷長さ率、約０．４ミクロンの切込み深さにおける約８２％の前記負荷長さ率、約０．５ミクロンの切込み深さにおける約８６％の前記負荷長さ率、及び約０．６ミクロンの切込み深さにおける約８９％の前記負荷長さ率をそれぞれ直線で結ぶことにより得られる曲線を第２曲線とした場合に、前記第１曲線と前記第２曲線と間の範囲内にあるように、前記陽極酸化されたアルミニウム製ドラムの前記ベース表面のきめを機械的に微調整することを含む方法。
【請求項６】
約５ナノメートルから約５００ナノメートルまでの範囲内の平均細孔サイズを有する前記陽極酸化されたアルミニウム製ドラム内の細孔をシーラントを用いて密封することをさらに含み、前記シーラントはポリマーシーラント、フッ化金属シーラント及びこれらの組合せを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記機械的に微調整される表面のきめは、１ページ当たり約０．５マイクロリットルから１ページ当たり約１５マイクロリットルまでの範囲内の油消費量を有し、前記油は剥離油を含む、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
固体インクジェットマーキングシステムであって、
約０．１ミクロンから約０．６ミクロンまでの範囲内の平均表面粗さと、約０．１ミクロンから約０．７ミクロンまでの範囲内の切込み深さにおける約５％から約９５％までの範囲内の負荷長さ率とを有する表面のきめを備えるアルミニウム製画像ドラムであって、前記負荷長さ率と前記切込み深さとの関係性は、約０．１ミクロンの切込み深さにおける約２％の前記負荷長さ率、約０．２ミクロンの切込み深さにおける約７％の前記負荷長さ率、約０．３ミクロンの切込み深さにおける約１８％の前記負荷長さ率、約０．４ミクロンの切込み深さにおける約３２％の前記負荷長さ率、約０．５ミクロンの切込み深さにおける約４７％の前記負荷長さ率、約０．６ミクロンの切込み深さにおける約６０％の前記負荷長さ率、及び約０．７ミクロンの切込み深さにおける約７０％の前記負荷長さ率をそれぞれ直線で結ぶことにより得られる曲線を第１曲線とし、約０．１ミクロンの切込み深さにおける約７％の前記負荷長さ率、約０．２ミクロンの切込み深さにおける約４６％の前記負荷長さ率、約０．３ミクロンの切込み深さにおける約７４％の前記負荷長さ率、約０．４ミクロンの切込み深さにおける約８２％の前記負荷長さ率、約０．５ミクロンの切込み深さにおける約８６％の前記負荷長さ率、約０．６ミクロンの切込み深さにおける約８９％の前記負荷長さ率、及び約０．７ミクロンの切込み深さにおける約９５％の前記負荷長さ率をそれぞれ直線で結ぶことにより得られる曲線を第２曲線とした場合に、前記第１曲線と前記第２曲線と間の範囲内にある、１つまたは複数のセットから選択されるアルミニウム製画像ドラムと、
前記アルミニウム製画像ドラム上へインクを噴射するように構成される複数の印刷ヘッドノズルを備える印刷ヘッドとを備え、前記アルミニウム製画像ドラムは、前記アルミニウム製画像ドラムから噴射されるインクを印刷媒体へ転写するために前記印刷媒体と接触して構成される固体インクジェットマーキングシステム。
【請求項９】
前記アルミニウム製画像ドラムは、アルミニウム製画像ドラム全体に対して少なくとも約９７重量％のアルミニウムと、約２重量％未満のマンガンと、約１重量％未満の鉄とを含む、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記アルミニウム製画像ドラムの前記表面のきめは、約２ミクロンから約２２ミクロンまでの範囲内の厚さを有する酸化アルミニウムを備える、請求項８に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本教示は、概して固体インクジェットマーキングシステムに用いられる画像転写部材に関し、より具体的には、固体インクジェットの表面トポグラフィを有する画像転写部材の材料及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
あるタイプの固体インクジェット印刷では、印刷ヘッドからアルミニウム製画像ドラムへインクが噴射され、次いで最終的な印刷媒体（例えば、紙）上へ転写されて定着（即ち、転写同時定着）される。このプロセスの間、噴射される画像は、アルミニウム製画像ドラムの表面上へ装着されている離型層上へ配置される。離型層は、画像ドラムの良好な剥離特性を維持し、それにより最終印刷媒体上への印刷画像の転写をサポートするために、フッ素系油、鉱油、シリコーン油または他の所定の機能性油等の剥離油を含む。
【０００３】
従来のアルミニウム製画像ドラムの表面の粗さ、組成、及び結晶構造と画像品質との相関性は、十分に理解されていない。しかしながら、アルミニウム製画像ドラムの表面と剥離油層との間の相互作用は噴射される画像の転写に重大な役割を果たすことが知られている。例えば、アルミニウム製画像ドラムの表面粗さまたは表面のきめは、ドラム表面上の油消費量に関連している。具体的には、所定レベルの表面のきめは望ましいものであるが、過度のきめは、油の消費量を著しく増大させることに起因して問題である。著しく増大される油消費量は、次に運転コスト及び最終印刷媒体上の画像ドロップアウトを増大させる。一方で、表面のきめが少なすぎる、または表面が滑らか過ぎると、しばしば油消費量は低くなる、即ち油保持は低下する結果となり、これにより、用紙経路に染みが付き、光沢度が高まりかつ／または印刷画像上に画像ドロップアウトが生じる場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、先行技術のこれらの問題及び他の問題点を克服し、かつ固体インクジェットマーキングシステムに有用である適切な表面のきめを有する画像ドラム及びこの画像ドラムを製造するための方法を提供する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
様々な実施形態によれば、本教示は、固体インクジェットマーキングシステムのためのアルミニウム製ドラムを含む。アルミニウム製ドラムは、表面のきめを含むことが可能である。表面のきめは、約０．０５ミクロンから約０．７ミクロンまでの範囲内の平均表面粗さと、約０．１ミクロンから約１ミクロンまでの範囲内の切込み深さにおける約２％から約１００％までの範囲内の負荷長さ率とを有することが可能である。約０．１ミクロンから約０．７ミクロンまでの前記切込み深さについての負荷長さ率と切込み深さとの関係性は、約０．１ミクロンの切込み深さにおける約２％の前記負荷長さ率、約０．２ミクロンの切込み深さにおける約７％の前記負荷長さ率、約０．３ミクロンの切込み深さにおける約１８％の前記負荷長さ率、約０．４ミクロンの切込み深さにおける約３２％の前記負荷長さ率、約０．５ミクロンの切込み深さにおける約４７％の前記負荷長さ率、約０．６ミクロンの切込み深さにおける約６０％の前記負荷長さ率、及び約０．７ミクロンの切込み深さにおける約７０％の前記負荷長さ率をそれぞれ直線で結ぶことにより得られる曲線を第１曲線とし、約０．１ミクロンの切込み深さにおける約７％の前記負荷長さ率、約０．２ミクロンの切込み深さにおける約４６％の前記負荷長さ率、約０．３ミクロンの切込み深さにおける約７４％の前記負荷長さ率、約０．４ミクロンの切込み深さにおける約８２％の前記負荷長さ率、約０．５ミクロンの切込み深さにおける約８６％の前記負荷長さ率、約０．６ミクロンの切込み深さにおける約８９％の前記負荷長さ率、及び約０．７ミクロンの切込み深さにおける約９５％の前記負荷長さ率をそれぞれ直線で結ぶことにより得られる曲線を第２曲線とした場合に、前記第１曲線と前記第２曲線と間の範囲内にある、１つまたは複数のセットから選択されることが可能である。負荷長さ率／切込み深さのこれらの１つまたは複数のセットは、表３にも記載されている。表３については、後に詳述する。
【０００６】
様々な実施形態によれば、本教示は、固体インクジェットマーキングシステムのための画像ドラムを製造するための方法も含む。この方法では、表面のきめは、化学的プロセス、機械的プロセス及びこれらの組合せのうちの１つまたは複数のプロセスを使用しかつ制御することによってアルミニウム製ドラムの外面に形成されることが可能である。続いて、表面のきめ内に酸化被膜を形成するために、このアルミニウム製ドラムの陽極酸化を行うことができる。陽極酸化されたアルミニウム製ドラムの底面のきめは、次に、約０．１ミクロンから約０．６ミクロンまでの範囲内の平均表面粗さ及び約０．６ミクロン未満の平均最大輪郭ピーク高さを提供するために機械的に微調整されることが可能である。
【０００７】
様々な実施形態によれば、本教示はさらに固体インクジェットマーキングシステムを含む。固体インクジェットマーキングシステムは、アルミニウム製画像ドラム上へインクを噴射するように構成される複数の印刷ヘッドノズルを有する印刷ヘッドを含むことが可能である。アルミニウム製画像ドラムは、アルミニウム製画像ドラムから噴射されるインクを印刷媒体へ転写するために、印刷媒体と接触して構成されることが可能である。アルミニウム製画像ドラムは、約０．１ミクロンから約０．７ミクロンまでの範囲内の切込み深さにおける約５％から約９５％までの範囲内の負荷長さ率を有する表面のきめを含むことが可能である。負荷長さ率と切込み深さとの関係性は、表３に記載されているような１つまたは複数のセットから選択されることが可能である。表３については、後に詳述する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１−１】本教示の様々な実施形態による例示的な固体インクマーキングシステムを描いている。
【図１−２】本教示の様々な実施形態による、図１Ａ−１Ｂにおけるアルミニウム製ドラムの例示的な表面トポグラフィを描いている。
【図１−３】従来のアルミニウム表面を描いている。
【図１−４】本教示の様々な実施形態による、例示的な表面のきめの形状測定結果を示す。
【図２】本教示の様々な実施形態による、例示的なマシン設計の印刷品質（ＰＱ）と油消費量（ＯＣ）との関係性を示す。
【図３】本教示の様々な実施形態による、画像ドラムを製造するための例示的な方法を表す。
【図４】本教示の様々な実施形態による、アルミニウム表面を制御するための例示的な実験計画（ＤＯＥ）を表す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
例示的な実施形態は、固体インクジェットマーキングシステムに有用である表面のきめを有する画像転写部材と、表面のきめをその形成の間に制御するための方法とを提供する。画像転写部材の表面のきめが制御可能であることに起因して、例えばシリコーン油等の剥離油による表面湿潤及び印刷物への剥離油転写は低減される、またはなくされることが可能である。
【００１０】
図１Ａ−図１Ｂは、本教示の様々な実施形態による例示的な固体インクジェットマーキングシステム１００Ａを描いている。図１Ｃは、本教示の様々な実施形態による、図１Ａ−１Ｂにおける固体インクジェットマーキングシステムのための例示的なアルミニウム製ドラムの例示的な表面のきめを描いている。
【００１１】
実施形態において、固体インクジェットマーキングシステム１００Ａは、例えばオフセット印刷アーキテクチャを有することが可能であり、かつ印刷ヘッドノズル１１０と、画像ドラム１２０と、印刷媒体１３０と、転写定着ローラまたは加圧ローラ１４０と、ドラム保全エレメント１５０とを含むことが可能である。
【００１２】
図１Ａ−図１Ｂに示されているように、印刷ヘッドノズル１１０は、ドラム表面に固形インク画像層を形成するために、例えば画像ドラム１２０である中間画像転写部材の表面上へインク１０５を噴射することができる。例えば用紙または透明フィルムである印刷媒体１３０は、画像ドラム１２０と接触状態にされることが可能である。インク画像は、次に、当業者には既知であるような転写定着ローラ１４０を使用することによって印刷媒体１３０へ転写されかつ定着される（即ち、転写同時定着される）ことが可能である。ドラム保全エレメント１５０は、噴射される画像を受け入れて転写するために、画像ドラム１２０上へ剥離油の薄層を提供することができる。
【００１３】
実施形態において、画像ドラム１２０は、例えば、適切な表面の油消費量（ＯＣ）ひいては高い印刷品質を見込む表面のきめを有するアルミニウム製画像ドラムであることが可能である。図２は、本教示の様々な実施形態による、例示的なマシン設計の印刷品質（ＰＱ）と油消費量（ＯＣ）との関係性を示す。
【００１４】
図２の２１０で示されているようなこの具体例では、例示的な１番の油の適切な油消費量（ＯＣ）は、１ページ当たり約２マイクロリットルから１ページ当たり約４マイクロリットルまでの範囲内であることが可能である。２２０では、例示的な２番の油の場合の適切な油消費量（ＯＣ）は、高い印刷品質を提供するために、１ページ当たり約３マイクロリットルから１ページ当たり約８マイクロリットルまでの範囲内であることが可能である。
【００１５】
本明細書で開示されているように、画像ドラム１２０の表面は、転写定着領域における剥離機構に起因して生じるストリッパの染み、リブの染みまたは他の印刷欠陥を回避できる望ましい油消費量を有することが可能である。またこれは、高い両面ドロップアウト、高い片面ドロップアウトまたは画像ドラム１２０から印刷媒体１３０へのインクピクセル転写に関する任意の故障も回避することができる。実施形態において、画像ドラム１２０は、例えば１ページ当たり約０．１マイクロリットルから１ページ当たり約２０マイクロリットルまでの範囲内、または１ページ当たり約０．５マイクロリットルから１ページ当たり約１５マイクロリットルまでの範囲内、または１ページ当たり約１マイクロリットルから１ページ当たり約１０マイクロリットルまでの範囲内の油消費量を有することが可能である。油消費量がインクカバレッジ約１００％の単色塗りつぶし印刷を基礎とする平均量であり得ることは、理解されるべきである。しかしながら、顧客に見える実際の量はこれより少なく、典型的な印刷の範囲に依存する。典型的な印刷範囲には、他の変数の中でもとりわけ、媒体タイプの多様さ、環境条件、画像密度及び／またはカバーする色及び面積が含まれる可能性がある。
【００１６】
実施形態において、画像ドラム１２０は、様々な規則的または不規則なトポグラフィによるナノまたはマイクロ表面構造を含む表面のきめまたはトポグラフィを有することが可能である。例えば、表面構造は、周期的な、かつ／または規則正しいナノ、マイクロまたはナノマイクロ表面構造を含むことが可能である。例示的な実施形態では、開示されている表面のきめは、突出性または貫入性の特徴を有することが可能である。
【００１７】
図１Ｃに例示的に示されているように、アルミニウム製ドラム１２０の表面のきめは、窪みまたは他の貫入性の構造体である複数のピット構造体１２５を含むことが可能である。実施形態において、例示的なピット構造体１２５はピット突起によって画定されかつ分離されることが可能である。比較用に、図１Ｄにおける従来型のアルミニウム製ドラムは、複数の従来型のピット構造体２５を含むことが可能である。
【００１８】
実施形態において、ピット構造体１２５及び／またはピット突起は、例えば正方形、長方形、円形、星形または他の任意の適切な形状等の様々な断面形状を有することが可能である。様々な実施形態において、ピット構造体１２５のサイズ及び形状は、任意または不規則であることが可能である。
【００１９】
表面のきめの測定には、様々な既知の技術を使用することができる。例えば、表面のきめを特徴づけるために、接触粗面計または非接触干渉計が使用可能である。
【００２０】
概して、表面の特性決定は、その測定に使用される計器、ソフトウェア及び／または電気的セットアップを含む測定技術によって著しく影響される可能性がある。例えば、開示されている画像ドラム１２０の表面のきめを画定するためには、Ｆｏｒｄ  Ｔｏｏｌ  ａｎｄ  Ｇａｇｅ（ウィスコンシン州ミルウォーキー）から市販されているＺｅｉｓｓ  Ｓｕｒｆｃｏｍ  １３０Ａを使用することができる。具体的には、表１は、Ｚｅｉｓｓ  Ｓｕｒｆｃｏｍ  １３０Ａを使用する際の例示的な測定パラメータを記載している。
【００２１】
画像ドラム１２０の表面のきめの測定結果は、振幅パラメータ、勾配パラメータ、支持率パラメータ等を含むことが可能である。これらのうちで、Ｒａは、粗さ曲線縦座標の絶対値の算術平均を示し、Ｒｐは、あるサンプリング長さ内の粗さの中間ラインに対する任意のピークの最大高さを示し、負荷長さ率曲線（ＢＡＣ）は、表面の一般形態の異なる切込み深さまたは高さにおける負荷長さ率のプロットを示す。数学的には、負荷長さ率曲線は表面形状の高さ（または切込み深さ）の累積確率密度関数であり、よって形状トレースを積分することによって計算可能である。ピーク高さ及び／または負荷長さ率は、アルミニウム表面の油消費量の重大な指針であることが考えられる。例えば、本明細書で開示されているような負荷長さ率またはＲｐの値が獲得されなければ、そのアルミニウム表面に関して典型的な表面のきめの測定値の他の値が同等であっても、油消費量は望ましくないものになる場合がある。
【００２２】
実施形態において、開示されている表面のきめまたはトポグラフィを有する画像ドラム１２０は、例えば約０．０５ミクロンから約０．７ミクロンまでの範囲内、または約０．１ミクロンから約０．６ミクロンまでの範囲内または約０．２ミクロンから約０．４ミクロンまでの範囲内の平均表面粗さ（Ｒａ）を有することが可能である。
【００２３】
典型的には、（例えば苛性エッチング／陽極酸化技術を用いて製造される）従来のアルミニウム表面は、約０．２ミクロンから約０．６ミクロンまでの平均粗さを有するが（図１Ｄ参照）、これは開示されているアルミニウム表面の場合の範囲内である。しかしながら、開示されているアルミニウム表面の所定の切込み深さにおけるＲｐ値及び／または負荷長さ率は、従来のアルミニウム表面とは著しく異なる、即ち、従来のアルミニウム表面のＲｐ値及び／または負荷長さ率の範囲外であることができる。
【００２４】
例えば、表２に示されているように、従来のアルミニウム表面（図１Ｄ参照）は、約０．６ミクロンから約０．９ミクロンまでの平均最大輪郭ピーク高さ（Ｒｐ）を有するが、開示されているアルミニウム表面（図１Ｃ参照）は、約０．６ミクロン未満、例えば約０．０５ミクロンから約０．６ミクロンまでの間、または約０．２ミクロンから約０．６ミクロンまでの範囲内の平均最大輪郭ピーク高さ（Ｒｐ）を有することが可能である。
【００２５】
図１Ｅは、本教示の様々な実施形態による、表１に記載された仕様を有するＺｅｉｓｓ  Ｓｕｒｆｃｏｍ  １３０Ａの計器を使用した例示的なドラム表面のきめの形状測定結果を示す。具体的には、図１Ｅにおける形状測定結果は、負荷長さ率を切込み深さの関数として示している。図示されているように、曲線１８０及び曲線１８０より上にプロットされた領域は、従来のアルミニウム製ドラムの様々な関連の切込み深さにおける負荷長さ率を示しているが、これは表面が粗すぎることを指している。これに対して、図１Ｅにおける曲線１８０より下の積分領域は、開示されているアルミニウム製ドラム表面の様々な関連する切込み深さにおける負荷長さ率を示す。例示的な実施形態では、開示されているアルミニウム製ドラム表面は、様々な関連する切込み深さにおいて、図１Ｅにおける曲線１８０と曲線１９０との間である積分領域に相当する負荷長さ率を有することが可能である。ここで、曲線１９０より下にプロットされる領域は、表面が滑らか過ぎることを指している。
【００２６】
実施形態において、例示的な画像ドラムは、約０．１ミクロンから約１ミクロンまでの範囲内または約０．１ミクロンから約０．７ミクロンまでの範囲内の切込み深さにおいて、約２％から約１００％までの範囲内または約５％から約９５％までの範囲内の負荷長さ率を有することが可能である。例えば、図１Ｅに示されているように、例示的なアルミニウム製ドラム表面は、約０．１ミクロンの切込み深さにおいて約２％から約７％までの範囲内の負荷長さ率、約０．２ミクロンの切込み深さにおいて約７％から約４６％までの範囲内の負荷長さ率、約０．３ミクロンの切込み深さにおいて約１８％から約７４％までの範囲内の負荷長さ率、約０．４ミクロンの切込み深さにおいて約３２％から約８２％までの範囲内の負荷長さ率、約０．５ミクロンの切込み深さにおいて約４７％から約８６％までの範囲内の負荷長さ率、約０．６ミクロンの切込み深さにおいて約６０％から約８９％までの範囲内の負荷長さ率及び／または約０．７ミクロンの切込み深さにおいて約７０％から約９５％までの範囲内の負荷長さ率を呈することが可能である。
【００２７】
さらに、表３は、先に述べたような２つの曲線１８０及び１９０間の望ましい領域の範囲内にある負荷長さ率／切込み深さの様々な例示的セットを示している。
【表３】
0005782307.tif 000002
【００２８】
開示されているように、開示されているアルミニウム表面の表面粗さは従来のアルミニウム表面の粗さを包含しているが、所定の切込み深さにおけるＲｐ値及び／または負荷長さ率との組合せは、従来のアルミニウム製ドラムとは著しく異なる開示された画像ドラムを可能にし得る。よって、適切な表面の油消費量ひいては高い印刷品質を達成することができる。
【００２９】
さらに、開示されている画像ドラムは、１平方ミリメートル当たり約１００から１平方ミリメートル当たり約４０，０００までの範囲内、または１平方ミリメートル当たり約１０００から１平方ミリメートル当たり約３０，０００までの範囲内、または１平方ミリメートル当たり約２５００から１平方ミリメートル当たり約２５，０００までの範囲内の平均ピット密度を有することが可能である。実施形態において、画像ドラム１２０は、例えば約０．１ミクロンから約２５ミクロンまでの範囲内、または約０．１ミクロンから約２０ミクロンまでの範囲内、または約２ミクロンから約１５ミクロンまでの範囲内の平均ピットサイズまたは平均ピット直径を有することが可能である。
【００３０】
様々な実施形態において、画像ドラムの表面のきめ／トポグラフィは、２つ以上のスケール上で周期的構造を有する階層的な表面のきめを有することが可能である。例としては、その横方向及び垂直なスケーリング挙動が同一ではないがスケーリング則に従うフラクタルなものを指すフラクタル表面及び自己アフィン表面を含むことができる。
【００３１】
実施形態において、アルミニウム製ドラムの表面のきめは、その製造の間に、例えばＡｌ合金組成物及び結晶構造体を制御すること、表面処理の化学的性質／条件を制御すること等によって制御されることが可能である。
【００３２】
例示的なアルミニウム製画像ドラムは、アルミニウム（Ａｌ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、珪素（Ｓｉ）、銅（Ｃｕ）及びクロム（Ｃｒ）を含む、但しこれらに限定されない元素を有するＡｌ含有合金から製造されることが可能である。実施形態において、開示されているアルミニウム製画像ドラムを製造するためのアルミニウム合金は、例えば、アルミニウム製ドラム全体に対して少なくとも約９７重量％のアルミニウムを含むことが可能である。実施形態においては、アルミニウム製ドラム全体に対して約２重量％以下のマンガン（Ｍｎ）を使用可能である。実施形態においては、アルミニウム製ドラム全体に対して約１重量％以下の鉄（Ｆｅ）を使用可能である。
【００３３】
図３は、本教示の様々な実施形態による、開示されている表面のきめを有する画像ドラムを製造するための例示的な方法を表す。実施形態においては、様々な製造段階で画像ドラムの表面のきめを監視するために、ＳＥＭ（走査電子顕微鏡）技術及び／または白色光干渉法を使用することができる。
【００３４】
図３における３１０では、本明細書で開示されているようなアルミニウム製ドラムを準備することができる。準備されるアルミニウム製ドラムは、例えば当業者には既知であるようなアルミニウム製ドラムのベース材料として３０００系アルミニウムまたは６０００系アルミニウムを含むことが可能である。
【００３５】
図３の３２０において、準備されたアルミニウム製ドラムは、複数のベースピット構造体によって形成され得る、かつベース表面のきめ及び／または粗さを有し得るベースドラム表面を提供するように処理されることが可能である。実施形態において、画像ドラムのベース表面はさらに、図１Ａ−図１Ｃ及び図１Ｅに記されているような開示されている最終的な表面のきめを有する最終的なドラム表面を提供するように処理されることが可能である。
【００３６】
実施形態において、提供されたアルミニウム製ドラムは、例えば化学的処理、機械的処理及び／またはこれらの組合せによって処理されることが可能である。化学的処理は、苛性エッチングまたは酸浸漬等の湿式または乾式エッチングを含むエッチングプロセスを含むことが可能であり、一方で機械的処理は、ラッピングプロセス、摩耗ブラストプロセス、バフ研磨プロセス及び／または丸削りプロセスを含む、但しこれらに限定されない研磨または粗化プロセスを含むことが可能である。
【００３７】
画像ドラム１２０のベース表面のきめ／トポグラフィ及び従って最終的な表面のきめ／トポグラフィは、図３における３２０の処理によって制御されることが可能である。例えば、エッチングプロセスが包含される場合、エッチングの化学的性質及びエッチング時間とエッチング温度等のエッチング条件は、画像ドラム１２０にとって望ましいベース、そして最終的な表面のきめをもたらすように制御されることが可能である。ある例示的な実施形態では、エッチングプロセスは、酸及び塩基を含む様々な異なる化学物質、例えば水酸化ナトリウムを含むことが可能である。エッチング温度は約３５℃またはそれ以上であることが可能であり、例えば約３５℃から約７５℃までの範囲内、または７５℃より高いことが可能である。エッチング時間長さは約３０秒またはそれ以上であることが可能であり、例えば約３０秒から約２００秒までの範囲内、または２００秒より長いことが可能である。その結果、エッチングされるアルミニウム製ドラムの表面のきめは制御可能に変えられて最適化されることが可能である。
【００３８】
図４は、陽極酸化プロセス（図３における３３０参照）に先行してエッチングステップによりアルミニウム表面を制御するための例示的な実験計画（ＤＯＥ）を示している。
【００３９】
図４の例示的な２ｘ２ＤＯＥは、約３０秒または約２００秒のエッチング時間、及び約３５℃または約７５℃のエッチング温度を示している。エッチング溶液は、約５５℃の公称エッチング温度を有する水酸化ナトリウムを含むことが可能である。ＳＥＭ画像（不図示）から観察されるように、ドラム表面上のエッチングサイトは、約３５℃で約３０秒間エッチングされると核となって成長することができる。ピット構造体は、約７５℃で約２００秒間エッチングされると成長することができ、ピットの中には互いに合体し得るものがある。この方法では、ベース表面のきめは、これらのエッチング温度及びエッチング時間というパラメータを調整することによって制御されることが可能である。
【００４０】
実施形態では、アルミニウムの組成及び／またはアルミニウムの結晶構造の僅かな相違がアルミニウム製画像ドラム１２０の表面のきめを変える可能性がある。
【００４１】
例えば、アルミニウム製ドラムの３００３型等の３０００系アルミニウムは、全て約９８％のアルミニウムを含む可能性がある。しかしながら、ドラム合金組成の僅かな相違は、開示されているアルミニウム製画像ドラム１２０の製造の間に、結晶構造、サイズ及び／または方向性、合金内の不溶性領域のサイズ等に対して影響を及ぼす可能性がある。表面のきめの変化及びエッチング特性は、望ましいアルミニウム製ドラムを製造するように調整されることが可能である。３００３アルミニウム製ドラムを含む例では、あるドラムは、その表面のきめが高いピット密度及び小さいピットサイズを有することに起因して、他のドラムよりも適切な油消費量（ＯＣ）及びより良い印刷品質を有することが可能である。
【００４２】
図３の３３０において、化学的及び／または機械的に処理されたアルミニウム製ドラムは、次に、酸化アルミニウムの層を共形的に形成しかつアルミニウム製ドラムに表面硬度を与えるために陽極酸化されることが可能である。例えば、酸化アルミニウム層は、約２μｍから約３０μｍまでの範囲内、または約５μｍから約２５μｍまでの範囲内、または約８μｍから約２０μｍまでの範囲内の厚さを有することが可能である。陽極酸化プロセスは、任意の既知のものが本教示の様々な実施形態に従って使用可能である。
【００４３】
場合により、アルミニウム製ドラムの陽極酸化プロセスに続いて、密封プロセスを使用することができる。実施形態では、陽極酸化されたアルミニウム製ドラム内の細孔または穴を充填するために様々なシーラント及びその組合せが使用可能である。このような細孔または穴は、例えば３３０における陽極酸化プロセスから生成される可能性があり、かつ約５ナノメートルから約５００ナノメートルまでの範囲内、または約５ナノメートルから約２００ナノメートルまでの範囲内、または約５０ナノメートルから約１００ナノメートルまでの範囲内の平均サイズを有する可能性がある。
【００４４】
実施形態において、陽極酸化されたアルミニウム製ドラムは、低い表面エネルギーを有するポリマーシーラントで密封されることが可能である。ポリマーシーラントは、例えばポリテトラフルオロエチレンを含むことが可能である。或いは、陽極酸化されたアルミニウムは、例えばフッ化ニッケルを含むフッ化金属シーラントで密封されることが可能である。
【００４５】
図３の３４０では、陽極酸化プロセス及び／または場合により密封プロセスに続いて、得られた画像ドラム表面に対して二次処理を実行することができる。実施形態において、二次処理は、図１Ａ−図１Ｃ及び図１Ｅに記されているような表面のきめを微調整するため（例えばベース表面の粗さから表面粗さを増大または低減するため）に機械的研磨または粗化プロセスを含むことが可能である。さらに、陽極酸化プロセスに続く二次処理は、先のプロセスから堆積されている場合があるドラム表面上の不純物を除去することができる。
【００４６】
二次処理の後、処理された酸化アルミニウム層は、約１μｍから約２５μｍまでの範囲内、または約２μｍから約２２μｍまでの範囲内、または約５μｍから約１８μｍまでの範囲内の厚さを有することが可能である。
【００４７】
実施形態において、図３における上述の様々なステップは、追加され、省略され、組み合わされ、変更され、または異なる順序で実行されてもよい。苛性エッチング及び陽極酸化しか含まない従来技術を用いて用意されるアルミニウム表面に比較して、開示されている方法によって用意されかつ制御されるアルミニウム表面は、図１Ａ−図１Ｃ及び図１Ｅに記されているような開示されている表面のきめを有することが可能である。
【図１−４】
0005782307.tif 000003
【図１−１】
0005782307.tif 000004
【図１−２】
0005782307.tif 000005
【図１−３】
0005782307.tif 000006
【図２】
0005782307.tif 000007
【図３】
0005782307.tif 000008
【図４】
0005782307.tif 000009