JP2013171270A

JP2013171270A - 防塵性アルミニウム反射ミラー及びその製造方法

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Publication number: JP2013171270A
Application number: JP2012036993A
Authority: JP
Inventors: Naoto Sasaki; 直人佐々木
Original assignee: Ricoh Imaging Co Ltd
Current assignee: Ricoh Imaging Co Ltd
Priority date: 2012-02-23
Filing date: 2012-02-23
Publication date: 2013-09-02
Anticipated expiration: 2032-02-23
Also published as: JP6064339B2

Abstract

【課題】高い防塵性を有し、機械的強度及び低散乱性等の反射特性に優れ、かつ易生産性及び低コスト性を有するアルミニウム反射ミラーを提供する。
【解決手段】アルミニウムからなる基材10と、アルミニウム基材10の反射面11上に形成された複数の細孔21を有するポーラスアルミナ層20とを有することを特徴とする防塵性アルミニウム反射ミラー。
【選択図】図１

Description

本発明は防塵性及び耐久性に優れたアルミニウム反射ミラー及びその製造方法に関する。

反射光学系では、一般的に、金属の表面に鏡面加工を施した反射ミラー（反射鏡）や、鏡面加工を施した基板の表面に金属を成膜した反射ミラー（反射鏡）が使用されている。金属の中でも、広い波長域で均一な反射率を有し、コスト及び加工性で優れたアルミニウムが多く用いられる。

特にカメラ等、民生用の光学機器に用いられる反射ミラーは、通常、塵、埃、粒子等の微小なゴミが多く浮遊した雰囲気中で使用されるため、これらのゴミが反射ミラーの表面に付着する現象が良く見られる。

ミラー表面に異物が付着することにより、光の散乱による反射光量の低減、ノイズの発生、像のコントラストの低下、ゴミが像に映り込んでしまう（あるいは視認されてしまう）など、光学性能の低下が発生してしまうという問題が生じることが知られている。

このように、反射ミラーへの微小なゴミの付着によって、測定装置や撮像装置の機能低下や不具合が発生する場合がある。そのため、素子の性能を維持するためには、ゴミが付着して性能が劣化した場合、ブロアーで送風したり、布や紙で拭いたりしてゴミを除去する必要がある。

しかし、アルミニウムの表面は非常に柔らかく、布や紙で擦るだけで容易に傷がつき性能が劣化してしまうため、布や紙で拭いてゴミを除去することができない。通常、ブロアーを用いて送風することによりクリーニングを行なうが、それでも完全にゴミが除去できるわけではなく、最終的には反射ミラーを交換したり、アルミニウムの膜を再度成膜し直す必要があるため多大な手間やコストが掛かる。

対策として、反射ミラーのアルミニウム表面に酸化セリウム（CeO₂），酸化ケイ素（SiO），二酸化ケイ素（SiO₂），酸化アルミニウム（Al₂O₃），フッ化マグネシウム（MgF₂）等の誘電体の保護膜を成膜する手法が知られている。例えば特許文献１（特開平2-50104号公報）は、アルミニウム層の表面に酸化ケイ素やフッ化マグネシウムからなる保護層が形成された金属反射膜を開示している。

保護膜の効果により、布や紙で拭いても傷がつきにくくなるため、ゴミが付着して性能が劣化した場合、布や紙で拭いてクリーニングすることが可能になる。そのため、ゴミ付着による性能劣化が確認された段階ですぐに、反射ミラーを交換したり、アルミニウムの膜を再形成する必要がなくなる。しかし、素子表面にゴミが付着するという基本的な性質は変わらないため、ゴミ付着による反射ミラーの性能劣化の進行速度は変わらず、やはり、一定の頻度で確認や清掃等のメンテナンスが必要となる。

特許文献２（特開2008-233878号公報）は、反射面に、アルミナ、亜鉛酸化物又は亜鉛水酸化物からなる微細な凹凸を有する防塵膜が形成され、最表面に撥水性又は撥水撥油性を有する膜が形成された防塵性反射鏡を提案している。微細凹凸を設けることにより、反射鏡表面と塵埃間に働く分子間力を低減させ、塵埃の付着性を弱めることにより防塵性を付与している。すなわち、ゴミの付着性が低下し、ゴミが付着してもブロアーなどによる送風のみでゴミの除去が容易である。またゴミが付着しにくくなるので、ゴミ付着による経時劣化の進行が遅く、メンテナンス性に優れている。

しかし、上記の防塵膜は、花弁状アルミナと呼ばれ、図９に示すように、非常に先鋭な花弁状の微細凹凸を持つことから、構成物質およびその構造的な要因により機械的強度が非常に弱く布や紙で擦るだけで容易に構造が破壊されてしまう。

よって、通常、ブロアー送風によるクリーニングを行なうが、それでも完全にゴミが除去できるわけではなく、経時的に性能の劣化が起きた場合には、ゴミの付着時に布や紙で拭いてゴミを除去することができないため、やはり、ミラーを交換したり、アルミニウムの膜を再度成膜し直す必要があり、多大な手間やコストが掛かる。また花弁状アルミナ膜を得るためには、反射面にアルミナを含むゲル膜を均一に形成した後、ゲル膜を熱水で処理する処理が必要であることから、工程が多く且つ複雑であり、その結果コストも高くなってしまうという問題点があった。

特開平2-50104号公報特開2008-233878号公報

従って本発明の目的は、高い防塵性を有し、機械的強度及び低散乱性等の反射特性に優れ、かつ易生産性及び低コスト性を有するアルミニウム反射ミラーを提供することである。

本発明の別の目的は、かかるアルミニウム反射ミラーを製造する方法を提供することである。

上記課題に鑑み鋭意研究の結果、本発明者は、アルミニウムからなる基材の反射面上に形成された複数の細孔を有するポーラスアルミナ層を設けることにより、反射面に保護膜の機能と防塵機能を同時に付与することができ、高い防塵性を有し、機械的強度及び低散乱性等の反射特性に優れ、かつ易生産性及び低コスト性を有する防塵性アルミニウム反射ミラーが得られることを発見し、本発明に想到した。

即ち、本発明の防塵性アルミニウム反射ミラー及びその製造方法は以下の特徴を有している。
[1] アルミニウムからなる基材と、前記アルミニウム基材の反射面上に形成された複数の細孔を有するポーラスアルミナ層とを有することを特徴とする防塵性アルミニウム反射ミラー。
[2] 上記[1] に記載の防塵性アルミニウム反射ミラーであって、前記細孔の周期が使用する光の波長よりも小さいことを特徴とする防塵性アルミニウム反射ミラー。
[3] 上記[1] 又は[2] に記載の防塵性アルミニウム反射ミラーであって、前記細孔の周期が50〜300 nmであることを特徴とする防塵性アルミニウム反射ミラー。
[4] 上記[1]〜[3] のいずれかに記載の防塵性アルミニウム反射ミラーであって、前記反射面の三次元平均表面粗さが1〜100 nmであることを特徴とする防塵性アルミニウム反射ミラー。
[5] 上記[1]〜[4] のいずれかに記載の防塵性アルミニウム反射ミラーであって、前記ポーラスアルミナ層の膜厚が20〜200 nmであることを特徴とする防塵性アルミニウム反射ミラー。
[6] 上記[1]〜[5] に記載の防塵性アルミニウム反射ミラーを製造する方法において、アルミニウムからなる母材の表面を陽極酸化処理することにより、細孔構造を有する前記ポーラスアルミナ層を前記アルミニウム基材の反射面上に形成することを特徴とする防塵性アルミニウム反射ミラーの製造方法。
[7] 上記[6] に記載の防塵性アルミニウム反射ミラーの製造方法であって、アルミニウムからなる母材の表面を陽極酸化処理し、ポーラスアルミナ層を形成し、前記形成されたポーラスアルミナ層を剥離した後、前記アルミニウム母材の表面を再度陽極酸化処理することにより、細孔構造を有する前記ポーラスアルミナ層を前記アルミニウム基材の反射面上に形成することを特徴とする防塵性アルミニウム反射ミラーの製造方法。
[8] 上記[6] 又は[7] に記載の防塵性アルミニウム反射ミラーの製造方法であって、前記アルミニウム母材のアルミニウム純度が99％以上であることを特徴とする防塵性アルミニウム反射ミラーの製造方法。
[9] 上記[6]〜[8] のいずれかに記載の防塵性アルミニウム反射ミラーの製造方法であって、前記ポーラスアルミナ層の細孔の径を拡大する処理を行うことを特徴とする防塵性アルミニウム反射ミラーの製造方法。

本発明によれば、高い防塵性を有するアルミニウム反射ミラーが得られるため、反射ミラーの反射面へのゴミの付着を防止するとともに、付着したゴミの除去を容易にし、反射鏡表面へのゴミ付着による問題発生を防ぐことができる。さらに本発明のアルミニウム反射ミラーは、防塵性に加え、民生光学機器に使用するために不可欠である機械的強度、低散乱性等の反射特性、易生産性及び低コスト性を兼ね備える。

本発明の一実施例による防塵性アルミニウム反射ミラーを示す断面図である。本発明の他の実施例による防塵性アルミニウム反射ミラーを示す断面図である。本発明の一実施例による防塵性アルミニウム反射ミラーの製造方法を示す図である。本発明の別の実施例による防塵性アルミニウム反射ミラーの製造方法を示す図である。本発明のさらに別の実施例による防塵性アルミニウム反射ミラーの製造方法を示す図である。本発明の一実施例による防塵性アルミニウム反射ミラーの反射面を示すSEM写真である。本発明の別の実施例による防塵性アルミニウム反射ミラーの反射面を示すSEM写真である。防塵性アルミニウム反射ミラーの分光反射率を示すグラフである。従来の防塵性アルミニウム反射ミラーの反射面を示すSEM写真である。

[1] 防塵性アルミニウム反射ミラー
本発明の一実施例による防塵性アルミニウム反射ミラー１は、図１に示すように、アルミニウムからなる基材10の反射面11にポーラスアルミナ層20が形成されている。ポーラスアルミナ層20は二次元周期で配置された複数のセル22と細孔21から構成される。ポーラスアルミナ層20の複数のセル22は、深さ方向に径がほぼ均一な円筒構造を有し、円筒状のセル22の内部空間が、深さ方向に径がほぼ均一な円柱状の細孔21を形成する。ポーラスアルミナ層は基材10の両面に設けても良い。

基材10は高純度のアルミニウムからなるのが好ましい。基材10の材料として高純度アルミニウムを用いると、後述する陽極酸化により欠陥が少なく、高精度な細孔21を有するポーラスアルミナ層20を形成することができる。基材10に用いる高純度アルミニウムの純度は99％以上であるのが好ましい。また反射ミラーがより高精度な微細凹凸形状および低散乱性を要求される場合には、基材10に用いる高純度アルミニウムの純度は99.9％以上であるのがより好ましい。

ポーラスアルミナ層20の表面凹凸の面密度の指標である三次元平均表面粗さ（SRa）が大きいほど、ポーラスアルミナ層20に付着した塵埃粒子の分子間力及び接触帯電付着力を低減する効果が高い。分子間力Fとは、分子と分子が非常に接近した際に発生する引力のことであり、下記一般式(1)：
［AはHamaker定数（van der Waals 相互作用の大きさを表す量）であり、D₁は塵埃粒子径であり、Zは塵埃粒子とポーラスアルミナ層20の表面との間の距離であり、kはポーラスアルミナ層20の弾性係数であり、bはポーラスアルミナ層20の三次元平均表面粗さSRaである。］により表すことができる。分子間力Fに影響を与えるパラメータの中で、特にSRaが支配的である。ポーラスアルミナ層20の表面の三次元平均表面粗さSRaを大きくすることにより、分子間力Fが低減し、塵埃粒子の付着力も低減させることができる。

また均一に帯電した塵埃粒子とポーラスアルミナ層20との間の接触帯電付着力F₁は、下記一般式(2)：
［ただしε₀は真空の誘電率8.85×10^-12（F/m）であり、Vcは塵埃粒子とポーラスアルミナ層20との接触電位差であり、AはHamaker定数（van der Waals 相互作用の大きさを表す量）であり、kは下記式：k＝k₁ + k₂（ただしk₁及びk₂は各々k₁＝（1−ν₁ ²）／E₁及びk₂＝（1−ν₂ ²）／E₂であり、ν₁及びν₂はポーラスアルミナ層20及び塵埃粒子のPoisson比であり、E₁及びE₂はそれぞれポーラスアルミナ層20及び塵埃粒子のYoung率である。）により表される係数であり、D₁は塵埃粒子径であり、Z₀はポーラスアルミナ層20と塵埃粒子との間の距離であり、bはポーラスアルミナ層20のSRaである。］により表され、化学的なポテンシャルの差により発生する。式(2) から明らかなように、b（ポーラスアルミナ層20のSRa）を大きくすることにより、接触帯電付着力F₁も小さくできる。

三次元平均表面粗さSRaは、原子間力顕微鏡（AFM）を用いてJIS B0601により求められる中心線平均粗さ（Ra：算術平均粗さ）を三次元に拡張したものであって、下記式(3)：
(ただしX_L〜X_Rは測定面のX座標の範囲であり、Y_B〜Y_Tは測定面のY座標の範囲であり、S₀は測定面がフラットであるとした場合の面積｜X_R−X_L｜×｜Y_T−Y_B｜であり、XはX座標であり、YはY座標であり、F（X,Y）は測定点（X,Y）における深さであり、Z₀は測定面内の平均深さである。）により表される。

三次元平均表面粗さSRaは１〜100 nmであるのが好ましく、5〜50 nmであるのが特に好ましい。ポーラスアルミナ層20のSRaが１nm以上であると、ポーラスアルミナ層20に付着した塵埃粒子の分子間力F及び接触帯電付着力F₁が十分に小さく、SRaが100 nmを超えると光の散乱が発生し、光学機器には不適になる。Sraは、細孔21の周期、深さ及び径を制御することにより、適宜調節することができる。

式(1) 及び(2) 中のHamaker定数Aは屈折率の関数で近似され、屈折率が小さいほど小さくなる。

ポーラスアルミナ層20の複数の細孔21の周期は、防塵性アルミニウム反射ミラー１に使用する光の波長よりも小さいのが好ましい。細孔21を使用する光の波長以下の周期で二次元配置すると、ポーラスアルミナ層20の表面での光の散乱の発生を防止することができ、アルミニウム反射ミラー１に防塵性を付与すると同時に、低散乱性が得られる。

細孔21の平均周期pは、使用する光の波長に応じて適宜設定可能であるが、50〜300 nmであるのが好ましく、100〜200 nmであるのがより好ましい。また細孔21の平均周期pと使用する光の波長との比は0.1〜1.0であるのが好ましい。

ポーラスアルミナ層20の膜厚Ｔは、限定的ではないが、20〜200 nmであるのが好ましく、50〜180 nmであるのがより好ましい。膜厚Ｔが20 nm未満であると防塵性が不十分であり、膜厚Ｔが200 nm超であるとアルミニウム反射ミラー１の反射特性が劣る。

細孔21の平均深さhは、限定的ではないが、10〜190 nmであるのが好ましく、40〜170 nmであるのがより好ましい。細孔21の平均深さhが10 nm未満であると防塵性が不十分であり、平均深さhが190 nm超であると低散乱性及び機械的強度が劣る。細孔21の平均深さはAFM測定やSEMによる形状観察により推定した。

細孔21の周期及び深さ制御することにより、ポーラスアルミナ層20の三次元平均表面粗さSRa及び光学特性を制御することができるため、良好な防塵性、反射特性及び低散乱性が得られる。このような防塵性アルミニウム反射ミラー１は、従来の錐状微細構造と異なり、複数の円筒状セルと細孔を有するポーラスアルミナ構造であるため、高い機械的強度を有する。そのため、紙や布による拭き取り等の塵埃の除去作業に対しても、セル22及び細孔21は十分に耐えることができる。従って、防塵性によりゴミの付着を防ぐとともに、ゴミの除去を容易にし、もしゴミが付着しても拭取りにより再生可能であり、光学性能を長期に維持でき、交換が不要であることから、長寿命・低コストな防塵性アルミニウム反射ミラーが得られる。

本発明の別の実施例による防塵性アルミニウム反射ミラー１は、図２に示すように、基板30の表面にアルミニウムを成膜することにより、アルミニウム20を形成しても良い。また基材10の反射面11と反対側の面に一般的なガラス基板や樹脂基板、金属基板等を設けても良い。

防塵性アルミニウム反射ミラー１の反射面11に、細孔21の凹凸による防塵性、反射特性を維持できる範囲で、さらに撥水性や撥水撥油性の膜を薄く成膜しても良い。さらに、耐環境性を向上させるため、誘電体膜などによる保護膜を反射面11に形成しても良い。これらの場合、十分に薄い膜厚とすることにより、撥水性膜、撥水撥油性膜、保護膜等を形成しても、反射面11の形状を反映した微細凹凸による防塵効果を維持することが可能である。

[2] 防塵性アルミニウム反射ミラーの製造方法
本発明の防塵性アルミニウム反射ミラー１の製造方法を、図３〜５を用いて以下詳細に説明する。

アルミニウムからなる母材40の表面41を鏡面加工してアルミニウム反射ミラーを作製する（図3(a)）。アルミニウム母材40のアルミニウム純度が99％以上であるのが好ましい。母材40の材料として純度の高いアルミニウムを用いることにより、後述の陽極酸化処理により形成されるポーラスアルミナ層20に局所的に大きな欠陥が生じにくくなるため、入射光の低散乱性が得られる。また図２に示すように、一般的なガラス基板や樹脂基板、金属基板等の基板30の表面を鏡面加工し、その鏡面加工された表面にアルミニウム母材40を成膜することにより、アルミニウム反射ミラーを作製しても良い。

アルミニウム母材40を陽極にセットし、電解質に浸漬し、電圧を印加して陽極酸化処理（アルマイト処理）することにより、アルミニウム母材40の表面にポーラスアルミナ層20が形成される（図3(b)）。ポーラスアルミナ層20は二次元周期で配置された複数のセル22と細孔21からなり、ポーラスアルミナ層20の複数のセル22は、深さ方向に径がほぼ均一な円筒構造を有し、円筒状のセル22の内部空間が、深さ方向に径がほぼ均一な円柱状の細孔21を形成する。それにより、アルミニウム基材10の反射面11に複数の微細な細孔21を有するポーラスアルミナ層20が形成されたアルミニウム反射ミラーが得られる。陽極酸化に用いる電解質としてはシュウ酸、硫酸、リン酸等が挙げられる。このようなアルマイト処理は周知技術のものを用いて良い（例えば、特開2009-287124号公報参照）。

ポーラスアルミナ層20の細孔21の深さ及び周期は陽極酸化処理時の印加電圧、電流、処理時間、電解質の酸の種類、濃度、温度、処理するアルミの表面積等といった製造条件に相関する。そのため、これらの製造条件を調整することにより、ポーラスアルミナ層20の細孔21の深さ及び周期を制御することができる。例えば、陽極酸化時に印加する電圧を高くすると周期が大きくなり、陽極酸化の処理時間を長くすると細孔の深さが大きくなる。

図４に示すように、陽極酸化処理が終了した段階におけるポーラスアルミナ層20の細孔径が小さく、防塵性を発現するために十分な凹凸形状が得られない場合、ポーラスアルミナ層20の細孔径を拡大する処理を行っても良い（図4(c)）。例えば、リン酸等の酸に浸漬することにより細孔径を大きくすることができる。

図５に示すように、陽極酸化処理によりアルミニウム母材40の反射面41にポーラスアルミナ層50を一旦形成し（図5(a) 及び(b)）、クロム酸及びリン酸の混酸等の剥離液に浸漬してポーラスアルミナ層50を剥離した後（図5(c)）、アルミニウム母材40の露出した凹凸面42に再び陽極酸化処理を行ってポーラスアルミナ層20を形成しても良い（図5(d)）。このような前処理を行うことにより、ポーラスアルミナ層20の表面状態及び細孔21の周期性を整えることができる。また周期性の向上に伴いセル22の壁の厚さも均等となることからポーラスアルミナ層20の機械的強度を向上することができる。さらに、上述したように細孔21の孔径拡大処理を行っても良い（図5(e)）。

以下実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

実施例１
25 mm×25 mm×５mmのガラス（BK7）基板30の１面を反射面として研削・研磨により光学鏡面を形成した。基板30の光学鏡面に純度99.99%の高純度アルミニウムからなる基材10を真空蒸着により約200 nm成膜し、アルミニウム反射ミラーを作製した。得られたアルミニウム反射ミラーを17℃の0.3 Mシュウ酸電解質に浸漬し、陽極に電圧60Vを30秒間印加し、アルミニウム基材10の表面にポーラスアルミナ層20を形成した。ポーラスアルミナ層20を60℃の５wt％リン酸に40分浸漬して孔径拡大処理を行った。得られたアルミニウム反射ミラーを純水により洗浄した後乾燥させ、防塵性アルミニウム反射ミラー１（試料１）を作製した。

実施例２
実施例１と同様の方法で、鏡面研磨したガラス（BK7）基板30の反射面に純度99.99%の高純度アルミニウムからなる基材10を真空蒸着により約500 nm成膜し、アルミニウム反射ミラーを作製した。得られたアルミニウム反射ミラーを17℃の0.3 Mシュウ酸電解質に浸漬し、陽極に電圧60Vを120秒間印加し、アルミニウム基材10の表面にポーラスアルミナ層を形成した。このアルミニウム反射ミラーを、1.8 wt%クロム酸と6 wt%リン酸の混酸に15分浸漬し、形成されたポーラスアルミナ層を溶解させ、再びアルミニウム基材10の反射面を露出させた。さらに、1回目の陽極酸化処理と同様に、17℃の0.3 Mシュウ酸電解質に浸漬し、陽極に電圧60Vを30秒間印加し、アルミニウム基材10の表面にポーラスアルミナ層20を形成した。実施例1と同様に、ポーラスアルミナ層20を60℃の５wt％リン酸に40分浸漬して孔径拡大処理を行った。得られたアルミニウム反射ミラーを純水により洗浄した後乾燥させ、防塵性アルミニウム反射ミラー１（試料２）を作製した。

比較例１
実施例１と同様の方法で、鏡面研磨したガラス（BK7）基板30の反射面に純度99.99%の高純度アルミニウムからなる基材10を真空蒸着により約100 nm成膜し、比較例１のアルミニウム反射ミラー（試料３）を作製した。

比較例２
比較例１のアルミニウム反射ミラーの反射面に、さらに真空蒸着により酸化シリコン（SiO）からなる保護膜を140 nm成膜し、比較例２のアルミニウム反射ミラー（試料４）を作製した。

(1) 表面状態
実施例１及び２の防塵性アルミニウム反射ミラー１のポーラスアルミナ層20の表面のSEM写真をそれぞれ図６及び７に示す。実施例１及び２のいずいれも、孔径約100nmの細孔が約150nmの周期で二次元的に配置した凹凸構造を有しているのが確認された。さらに、実施例１と比べて実施例2のほうが細孔の周期が平均化され、また細孔間の壁の厚さが均等になっているのが確認された。

(2) 防塵性
実施例１、実施例２、比較例１及び比較例２のアルミニウム反射ミラー（試料１〜４）の表面に同一条件で強制的にゴミを付与し、各試料１〜４に付着するゴミの数を調べることにより、ゴミの付着性を評価した。

密閉容器中で試料１を容器底面に垂直に設置した状態で、擬似的なゴミとして粒径分布５〜75μmのけい砂［JIS Z 8901試験用粉体1-2種（社団法人日本粉体工業技術協会）］を電動ファンを用いて容器中に均一に散布し、その後５分間静置することによって試料１の表面にゴミを付着させた。容器から試料１を取り出し、試料１の表面の50倍の倍率で拡大画像を顕微鏡写真にて撮影後、画像中の3ヶ所の範囲におけるゴミの数を集計することにより、試料１における単位面積あたりに付着するゴミの数を調べた。この試験を５回繰り返したときの単位面積あたりの付着ゴミの数の平均値を試料１のゴミ付着数とした。試料２〜４についても同様の方法でゴミ付着数を求めた。各試料のゴミ付着数の測定結果を表１に示す。合わせて、各試料の三次元平均表面粗さSRaを表１に示す。

実施例１及び２（試料１及び２）のゴミ付着数もほぼ同じであった。比較例１及び２（試料３及び４）のゴミ付着数は、比較例２の方がやや多いもののほぼ同じであった。また実施例１及び２のゴミ付着数は、比較例１及び比較例２のゴミ付着数の約１／10と明らかに少なく、ポーラスアルミナ層20を有する実施例１及び２の防塵性アルミニウム反射ミラー１のほうが比較例のものと比べてゴミが付着しにくい（垂直に保つだけで落下しやすい）ことが分かった。

次に、密閉容器中で試料を容器底面に水平に設置した状態で、上記と同じ条件で各試料1〜4にゴミを付着させた後、ゴミが付着した状態の各試料１〜４を同一条件で強制的にゴミを除去させ、その後に残留するゴミの数を調べることにより、防塵効果の評価を行った。すなわち、一般的なカメラクリーニング用ブロアーを用いて、各試料の反射面側上方20 cmの距離から、同一の距離、風量で30回送風してゴミの除去を行った。各試料１〜４の表面の50倍の倍率で拡大画像を顕微鏡写真にて撮影後、上記と同様の方法で各試料１〜４における単位面積あたりに残留するゴミの数の平均値（ゴミ付着数）を求めた。各試料のゴミ付着数の測定結果を表２に示す。

実施例１及び２（試料１及び２）のゴミ残留数もほぼ同じであった。比較例１及び２（試料３及び４）のゴミ残留数は、比較例１の方がやや多いもののほぼ同じであった。また実施例１及び２のゴミ残留数は、比較例１及び２のゴミ付着数の約１／10と明らかに少なく、ポーラスアルミナ層20を有する実施例１及び２の防塵性アルミニウム反射ミラー１のほうが比較例のものと比べて優れた防塵性（再吸着し難い）を有することが分かった。

(3) 反射特性
実施例１、実施例２、比較例１及び比較例２のアルミニウム反射ミラーの分光反射率を図８に示す。実施例１、実施例２、比較例１及び比較例２の可視光領域（波長400 nm〜700 nm）における反射率の平均値を表３に示す。

図８から分かるように、比較例１のアルミニウム反射ミラーは、可視光領域に渡って平坦な反射率特性を示している。それに対し、比較例２では、可視光領域の短波長側及び長波長側で反射率が低下している。その結果、可視光領域における平均反射率が低下している。このことから、保護膜の形成によりアルミニウム反射ミラーの反射特性が劣化していることが分かる。

実施例１及び２の防塵性アルミニウム反射ミラー１は、比較例１の防塵性アルミニウム反射ミラーよりも可視光領域における平均反射率が低く、可視光領域の短波長側及び長波長側で反射率の低下が見られた。しかし、保護膜を形成した比較例２のアルミニウム反射ミラーよりも可視光領域における平均反射率が高く、可視光領域の短波長側及び長波長側での反射率の低下の程度が少なかった。

このことから、実施例１及び２の防塵性アルミニウム反射ミラー１は、保護膜を形成したポーラスアルミナ層を有しないアルミニウム反射ミラーと比べて、反射特性に優れていることが分かった。

(4) 耐擦傷性
各試料１〜４の反射面11の耐擦傷性を確認するため拭き取りテストを実施した。試料１〜４を大気中に1ヶ月間放置して反射面11にゴミを付着させた後、アセトンを含ませたシルボン紙を用いて反射面11を軽く拭き取ってゴミを除去した。ゴミ除去後の反射面11を観察し、傷の有無を確認した。試料３では、拭き取りにより細かい傷が多数発生しているのが確認された。保護膜を有する試料４では傷は確認されなかった。試料4と同様、実施例の試料１及び２においても、傷は確認されなかった、このことから、ポーラスアルミナ層20を有する実施例１及び２の防塵性アルミニウム反射ミラー１は、アルミニウム反射ミラーの表面に保護膜を設けるのと同様の十分な耐擦傷性を有することが確認された。

以上の通り、本発明の実施例１及び２のポーラスアルミナ層を有する防塵性アルミニウム反射ミラーは、ポーラスアルミナ層を有しない防塵性アルミニウム反射ミラーと比べて、十分な反射特性を維持しつつ、優れた防塵性と耐擦傷性（機械的強度）を有することが分かった。

１・・・防塵性アルミニウム反射ミラー
10・・・アルミニウム基材
11・・・反射面
20・・・ポーラスアルミナ層
21・・・細孔
30・・・基板
40・・・アルミニウム母材
41・・・反射面

Claims

アルミニウムからなる基材と、前記アルミニウム基材の反射面上に形成された複数の細孔を有するポーラスアルミナ層とを有することを特徴とする防塵性アルミニウム反射ミラー。
請求項1に記載の防塵性アルミニウム反射ミラーであって、前記細孔の周期が使用する光の波長よりも小さいことを特徴とする防塵性アルミニウム反射ミラー。
請求項1又は２に記載の防塵性アルミニウム反射ミラーであって、前記細孔の周期が50〜300 nmであることを特徴とする防塵性アルミニウム反射ミラー。
請求項1〜３のいずれかに記載の防塵性アルミニウム反射ミラーであって、前記反射面の三次元平均表面粗さが1〜100 nmであることを特徴とする防塵性アルミニウム反射ミラー。
請求項1〜４のいずれかに記載の防塵性アルミニウム反射ミラーであって、前記ポーラスアルミナ層の膜厚が20〜200 nmであることを特徴とする防塵性アルミニウム反射ミラー。
請求項1〜５に記載の防塵性アルミニウム反射ミラーを製造する方法において、アルミニウムからなる母材の表面を陽極酸化処理することにより、細孔構造を有する前記ポーラスアルミナ層を前記アルミニウム基材の反射面上に形成することを特徴とする防塵性アルミニウム反射ミラーの製造方法。
請求項６に記載の防塵性アルミニウム反射ミラーの製造方法であって、アルミニウムからなる母材の表面を陽極酸化処理し、ポーラスアルミナ層を形成し、前記形成されたポーラスアルミナ層を剥離した後、前記アルミニウム母材の表面を再度陽極酸化処理することにより、細孔構造を有する前記ポーラスアルミナ層を前記アルミニウム基材の反射面上に形成することを特徴とする防塵性アルミニウム反射ミラーの製造方法。
請求項６又は７に記載の防塵性アルミニウム反射ミラーの製造方法であって、前記アルミニウム母材のアルミニウム純度が99％以上であることを特徴とする防塵性アルミニウム反射ミラーの製造方法。
請求項６〜８のいずれかに記載の防塵性アルミニウム反射ミラーの製造方法であって、前記ポーラスアルミナ層の細孔の径を拡大する処理を行うことを特徴とする防塵性アルミニウム反射ミラーの製造方法。