JP2005231023A - 電解加工用電極工具及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】微細な表面形状の電解加工においても精度よく被加工物の表面加工を行えると共に長期間の使用に耐える電解加工用電極工具及びその製造方法を提供する。
【解決手段】電解加工用電極工具の表面における導電パターンを、電極基材の表面を溝加工することにより設けられた丘（ランド）により描かれる導電パターンの表面を絶縁樹脂でモールドし、その表面を機械的研磨加工することにより導電パターンの丘（ランド）を露出させ、次いで、導電パターンの丘（ランド）を化学的に溶解することにより得られる導電パターン面が絶縁樹脂面より低く形成された電解加工用電極工具であって、両者の高低差が１〜５μｍであり、所望により、さらに導電パターン面に金属層を設けることを特長とする電解加工用電極工具及びその製造方法。
【選択図】 図４
【解決手段】電解加工用電極工具の表面における導電パターンを、電極基材の表面を溝加工することにより設けられた丘（ランド）により描かれる導電パターンの表面を絶縁樹脂でモールドし、その表面を機械的研磨加工することにより導電パターンの丘（ランド）を露出させ、次いで、導電パターンの丘（ランド）を化学的に溶解することにより得られる導電パターン面が絶縁樹脂面より低く形成された電解加工用電極工具であって、両者の高低差が１〜５μｍであり、所望により、さらに導電パターン面に金属層を設けることを特長とする電解加工用電極工具及びその製造方法。
【選択図】 図４
Description
本発明は、電解加工に使用される電解加工用電極及びその製造方法に関し、更に詳しくは流体軸受に用いる動圧発生溝の凹部の電解加工を、高精度かつ長期間に亘って行うことができる電解加工用電極及びその製造方法に関する。
従来の動圧溝加工用の電極工具においては、図１に示すような非導電性材料として、電極基材１の表面にレジスト法により絶縁皮膜２を形成したものが知られている。このタイプの電極工具は、導電パターン３が微細になるほど電極基材１と非導電性材料との密着力が弱くなり、絶縁被膜２の剥離の発生率が高くなる。
また、被加工物表面に電極工具の導電部の露出パターンに対応した形状の動圧溝を形成する動圧溝加工装置において、電解加工用電極工具が、電極基材の表面を、樹脂微粒子を付着させて焼き付けてなる絶縁樹脂の層によって上記所定パターン以外の領域を被覆したものが知られている。さらに、電極基材の表面に、加工すべき動圧溝パターンの孔があらかじめ形成され樹脂シートを固定してなる構造のものを用いたものが記載され、樹脂微粒子を基体表面に付着させて焼き付けてなる樹脂層を非導電性材料として用いることにより、従来のレジスト膜の形成や樹脂の埋め込みに比して、基体に対する密着力を大幅に向上させることができ、樹脂微粒子の材質としては、高い絶縁性を有するポリイミド樹脂等を好適に採用することができる旨記載され、一方、あらかじめ所要形状にパターニングした樹脂シート用いれば、従来のレジスト膜の形成や樹脂の埋め込みにより非導電性材料を付着させた従来の電極工具に比して、基体に対する非導電性材料の密着力を大幅に向上させることができるとしている（特許文献１）。
さらに、微細な表面形状の電解加工に用いられる電解加工用電極工具においては、加工パターン以外の領域の絶縁被膜も微細になるため、これに用いられる非導電材料である絶縁樹脂体の基体に対する密着力が弱くなり易く、電解加工中に流される電解液の影響により、この絶縁体が剥離してしまうという問題があり、絶縁体に用いられる非導電性材料樹脂は、紫外線あるいは熱等により硬化を行うものが多く、電極工具に用いられる導電性基体との密着性は一般的に低い。更にまた、このような微細な表面形状の電解加工は、電極工具と被加工物との加工間隙を狭く設定して行われることから、間隙の壁面に形成されている絶縁被膜が電解液の流動から受けるせん断方向の力も大きい。このような絶縁被膜の剥離が発生すると、正確な加工パターンを被加工物に転写することができなくなる上、絶縁被膜の剥離片が電極工具と被加工物との加工間隙を詰まらせてしまうという問題も発生する。この剥離片の詰まりは、電解液の流れを部分的に阻害し、その部分の加工形状の不良を引き起こして、この被加工物を部材として使用している最終製品、つまり動圧軸受等の歩留まりを左右することとなる。また、この剥離片の詰まりは、最悪の場合、何らかの形で電気的短絡を引き起こし、電極工具と被加工物の両者に損傷を生じさせ、これらの交換作業を余儀なくされることもある。そこで、前記の目的を達成するために、表面に凹部を形成すべき被加工物と、導電性基体の表面に所定パターンの導電部が形成されてなる電極とを、電解液中に対向させて浸漬するとともに、これら被加工物と電極とを加工用電源の正極および負極にそれぞれ接続して電流を流すことによって、被加工物表面に電極の導電部パターンに対応した形状の凹部を形成する電解加工用電極において、前記電極の表面における前記導電部パターン以外の領域には、絶縁被膜として電着塗装膜が形成されていることを特徴とする電解加工用電極工具が記載され、電着塗装に用いられる樹脂（電着塗料）としては、電解加工における耐電圧および電解液に対する耐食性を考慮して、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂あるいはポリイミド系樹脂が好適に採用されること、この発明の電解加工用電極によれば、電極（電極工具）表面の導電部以外の領域を覆う絶縁被膜として、電着塗料による被膜を用いることにより、基体と絶縁被膜との密着力を向上させることができる。また、これらの密着面は、電解液が浸透し難く、剥離等の損傷の発生が抑えられることから、電極工具表面の加工パターンが長期にわたり維持されることが記載されている。
また、好ましくは、その後、電着塗装膜上面に、別の非導電性材料樹脂からなる被膜が形成される。この場合に使用される非導電性材料樹脂は特に限定されないが、その樹脂は、先に形成されている電着塗装膜との密着性（なじみ）を考慮して選択されることが望ましいこと、そして、表面に非導電性材料膜が形成された基体は、研磨加工等により、表面の導電部上の非導電性材料膜と電着塗装膜を取り去り、基体表面の加工パターンを露出させることで、導電部と絶縁被膜とからなる表面が面一となった電極工具を得ることができる旨記載されている（特許文献２）。
また、被加工物表面に電極工具の導電部の露出パターンに対応した形状の動圧溝を形成する動圧溝加工装置において、電解加工用電極工具が、電極基材の表面を、樹脂微粒子を付着させて焼き付けてなる絶縁樹脂の層によって上記所定パターン以外の領域を被覆したものが知られている。さらに、電極基材の表面に、加工すべき動圧溝パターンの孔があらかじめ形成され樹脂シートを固定してなる構造のものを用いたものが記載され、樹脂微粒子を基体表面に付着させて焼き付けてなる樹脂層を非導電性材料として用いることにより、従来のレジスト膜の形成や樹脂の埋め込みに比して、基体に対する密着力を大幅に向上させることができ、樹脂微粒子の材質としては、高い絶縁性を有するポリイミド樹脂等を好適に採用することができる旨記載され、一方、あらかじめ所要形状にパターニングした樹脂シート用いれば、従来のレジスト膜の形成や樹脂の埋め込みにより非導電性材料を付着させた従来の電極工具に比して、基体に対する非導電性材料の密着力を大幅に向上させることができるとしている（特許文献１）。
さらに、微細な表面形状の電解加工に用いられる電解加工用電極工具においては、加工パターン以外の領域の絶縁被膜も微細になるため、これに用いられる非導電材料である絶縁樹脂体の基体に対する密着力が弱くなり易く、電解加工中に流される電解液の影響により、この絶縁体が剥離してしまうという問題があり、絶縁体に用いられる非導電性材料樹脂は、紫外線あるいは熱等により硬化を行うものが多く、電極工具に用いられる導電性基体との密着性は一般的に低い。更にまた、このような微細な表面形状の電解加工は、電極工具と被加工物との加工間隙を狭く設定して行われることから、間隙の壁面に形成されている絶縁被膜が電解液の流動から受けるせん断方向の力も大きい。このような絶縁被膜の剥離が発生すると、正確な加工パターンを被加工物に転写することができなくなる上、絶縁被膜の剥離片が電極工具と被加工物との加工間隙を詰まらせてしまうという問題も発生する。この剥離片の詰まりは、電解液の流れを部分的に阻害し、その部分の加工形状の不良を引き起こして、この被加工物を部材として使用している最終製品、つまり動圧軸受等の歩留まりを左右することとなる。また、この剥離片の詰まりは、最悪の場合、何らかの形で電気的短絡を引き起こし、電極工具と被加工物の両者に損傷を生じさせ、これらの交換作業を余儀なくされることもある。そこで、前記の目的を達成するために、表面に凹部を形成すべき被加工物と、導電性基体の表面に所定パターンの導電部が形成されてなる電極とを、電解液中に対向させて浸漬するとともに、これら被加工物と電極とを加工用電源の正極および負極にそれぞれ接続して電流を流すことによって、被加工物表面に電極の導電部パターンに対応した形状の凹部を形成する電解加工用電極において、前記電極の表面における前記導電部パターン以外の領域には、絶縁被膜として電着塗装膜が形成されていることを特徴とする電解加工用電極工具が記載され、電着塗装に用いられる樹脂（電着塗料）としては、電解加工における耐電圧および電解液に対する耐食性を考慮して、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂あるいはポリイミド系樹脂が好適に採用されること、この発明の電解加工用電極によれば、電極（電極工具）表面の導電部以外の領域を覆う絶縁被膜として、電着塗料による被膜を用いることにより、基体と絶縁被膜との密着力を向上させることができる。また、これらの密着面は、電解液が浸透し難く、剥離等の損傷の発生が抑えられることから、電極工具表面の加工パターンが長期にわたり維持されることが記載されている。
また、好ましくは、その後、電着塗装膜上面に、別の非導電性材料樹脂からなる被膜が形成される。この場合に使用される非導電性材料樹脂は特に限定されないが、その樹脂は、先に形成されている電着塗装膜との密着性（なじみ）を考慮して選択されることが望ましいこと、そして、表面に非導電性材料膜が形成された基体は、研磨加工等により、表面の導電部上の非導電性材料膜と電着塗装膜を取り去り、基体表面の加工パターンを露出させることで、導電部と絶縁被膜とからなる表面が面一となった電極工具を得ることができる旨記載されている（特許文献２）。
また、図２に示すように、電極基材表面を溝加工することにより設けられた丘（ランド）により描かれる導電パターンの表面を絶縁樹脂でモールドし、その表面を機械的研磨加工することにより導電パターンの丘（ランド）を露出させたものが知られている。削り落とされた凹部に絶縁被膜２が埋め込まれ、表面が略平坦であるタイプの電極工具の場合は、電解液の流れに伴う力の影響は受けにくいものの、絶縁被膜２と導電基材１との界面に徐々に電解液が浸透し、最終的には絶縁被膜２が剥離するという問題は避けられない。
このタイプの電解加工用電極工具に関してさらに代表的な従来技術がある（特許文献３参照）。
ここには、電解加工用電極工具の被加工物に対向する部分のうち、動圧溝に対応しない部分に凹部を形成して、該凹部に非導電性材料（絶縁樹脂２）を設け、この非導電性材で覆われない部分を電極露出部（電極パターン３）に形成すると共に、電極露出部（電極パターン３）の表面が、非導電性材料（絶縁樹脂２）の表面に対して面一となるように形成し、この電解加工用電極工具を用いて動圧溝の電解加工を行うようにした構成にして、軸受流体に軸支用の動圧を発生させる動圧溝を動圧軸受の動圧面に対して電解加工で所定の溝形状に加工するものである。このような構成を有する動圧軸受における動圧溝の電解加工方法においては、電極露出部（電極パターン３）の表面が非導電性材料（絶縁樹脂２）の表面に対して面一にされて電解加工が行われることから、転写精度を向上すべく加工間隙が狭くされても、加工により生じた電解生成物や温度上昇をした電解液の滞留がなされなくなって電解条件が所望に保たれると共に、非導電性材料（絶縁樹脂２）に対する電解生成物の衝突に起因して発生する非導電性材料の剥離片による詰まりがなくされて電解液の流速低下が防止され、特に面一にされた場合にあっては凹凸がなくされることから電解液の流速低下がさらに防止され、しかもこのように流速低下が防止されることによって電流密度の低下が防止されて被加工物の加工表面の面粗さが向上されると共に、このように電流密度の低下が防止されることによって電解加工速度が高められるようになるとしている。
このタイプの電解加工用電極工具に関してさらに代表的な従来技術がある（特許文献３参照）。
ここには、電解加工用電極工具の被加工物に対向する部分のうち、動圧溝に対応しない部分に凹部を形成して、該凹部に非導電性材料（絶縁樹脂２）を設け、この非導電性材で覆われない部分を電極露出部（電極パターン３）に形成すると共に、電極露出部（電極パターン３）の表面が、非導電性材料（絶縁樹脂２）の表面に対して面一となるように形成し、この電解加工用電極工具を用いて動圧溝の電解加工を行うようにした構成にして、軸受流体に軸支用の動圧を発生させる動圧溝を動圧軸受の動圧面に対して電解加工で所定の溝形状に加工するものである。このような構成を有する動圧軸受における動圧溝の電解加工方法においては、電極露出部（電極パターン３）の表面が非導電性材料（絶縁樹脂２）の表面に対して面一にされて電解加工が行われることから、転写精度を向上すべく加工間隙が狭くされても、加工により生じた電解生成物や温度上昇をした電解液の滞留がなされなくなって電解条件が所望に保たれると共に、非導電性材料（絶縁樹脂２）に対する電解生成物の衝突に起因して発生する非導電性材料の剥離片による詰まりがなくされて電解液の流速低下が防止され、特に面一にされた場合にあっては凹凸がなくされることから電解液の流速低下がさらに防止され、しかもこのように流速低下が防止されることによって電流密度の低下が防止されて被加工物の加工表面の面粗さが向上されると共に、このように電流密度の低下が防止されることによって電解加工速度が高められるようになるとしている。
本発明者は、電極基材表面を溝加工することにより設けられた丘（ランド）により描かれる導電パターンの表面を絶縁樹脂でモールドし、その表面を機械的研磨加工することにより導電パターンの丘（ランド）を露出させるタイプの電解加工用電極工具において、微細な表面形状の電解加工においても精度よく被加工物の表面加工を行えると共に長期間の使用に耐える電解加工用電極工具及びその製造方法を提供する。
上記目的を達成する為に、本発明者は鋭意研究したところ、電極基材表面を溝加工することにより設けられた丘（ランド）により描かれる導電パターンの表面を絶縁樹脂でモールドし、モールド樹脂の表面を機械的研磨する際、研磨が電極基材表面の丘（ランド）まで達したとき、電極基材は絶縁樹脂に比して、金属特有の延性があるため、本来、谷であるべき部分まで、丘（ランド）が溝（グルーブ）への落ち込み方向へ向かって張り出す傾向にあり、これがバリの発生する大きな原因であることを突き止めた。
そこで、本発明者は、電極基材表面を溝加工することにより設けられた丘（ランド）により描かれる導電パターンにおいて、丘（ランド）が溝（グルーブ）への落ち込み方向へ向かって張り出さないようにし、正確な導電パターンが作れるように工夫した。すなわち、電極基材の表面を溝加工することにより設けられた丘（ランド）と溝（グルーブ）より成り、丘（ランド）により描かれる導電パターンに対応する電極基材表面が、溝（グルーブ）に一体成型され埋め込まれ絶縁樹脂面より低く形成された電解加工用電極工具であって、両者の高低差が１〜５μｍであることを特長とする電解加工用電極工具を見出した。
そこで、本発明者は、電極基材表面を溝加工することにより設けられた丘（ランド）により描かれる導電パターンにおいて、丘（ランド）が溝（グルーブ）への落ち込み方向へ向かって張り出さないようにし、正確な導電パターンが作れるように工夫した。すなわち、電極基材の表面を溝加工することにより設けられた丘（ランド）と溝（グルーブ）より成り、丘（ランド）により描かれる導電パターンに対応する電極基材表面が、溝（グルーブ）に一体成型され埋め込まれ絶縁樹脂面より低く形成された電解加工用電極工具であって、両者の高低差が１〜５μｍであることを特長とする電解加工用電極工具を見出した。
また、本発明は、被加工物と、基体の表面に所定の導電パターンが形成されてなる電解加工用電極工具を、電解液中に対向させて浸漬し、被加工物と電極工具とをそれぞれ正極および負極に接続して電流を流すことにより、被加工物表面に所定の導電部パターンに対応した形状の凹部を形成させる電解加工用電極工具において、電極基材の表面を溝加工することにより設けられた丘（ランド）により描かれる導電パターンを含む電極基材の表面を絶縁樹脂でモールドし、その絶縁樹脂面を機械的研磨加工することにより導電パターンの丘（ランド）を露出させ、次いで、導電パターンの丘（ランド）を化学的に溶解することにより得られる導電パターン面が絶縁樹脂面より低く形成された電解加工用電極工具であって、両者の高低差が１〜５μｍであることを特長とする電解加工用電極工具及びその製造方法である。
本発明において、電解加工用電極工具における導電パターン面を絶縁樹脂面より１〜５μｍ低く形成することにより、バリを除去することができ、その結果、微細な導電パターンであっても、導電パターンに対応した形状の凹部を有する被加工物（ワーク）を、再現性良く２０万個以上作れる電極工具が得られることがわかった。
また、導電パターンに対応する電極基材表面と絶縁樹脂面との高低差が１μｍ以下では、バリが見られることがあり、高低差が５μｍ以上でもバリの除去効果は変わらず、金属面である導電パターンの丘（ランド）のみを化学的に溶解するのに時間がかかり、工程管理が難しくなる。とくに、高低差が３μｍ程度が良い。
さらに、本発明は、電極基材の表面を溝加工することにより設けられた丘（ランド）と溝（グルーブ）より成り、丘（ランド）により描かれる導電パターンに対応する電極基材の表面が、溝（グルーブ）に一体成型されて埋め込まれた絶縁樹脂の表面より低く形成された電解加工用電極工具であって、両者の高低差が１〜５μｍであり、高低差の一部又は全部に相当する厚さで導電パターンに対応する電極基材の表面に金属を被覆させて導電パターン面を形成することができる。
また、被覆金属が、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｃｒから選ばれる金属の１種であることを特徴とすることができる。
さらにまた、本発明は、被覆金属の厚さを高低差の１／５〜５／５とすることができる。
本発明において、電解加工用電極工具における導電パターン面を絶縁樹脂面より１〜５μｍ低く形成することにより、バリを除去することができ、その結果、微細な導電パターンであっても、導電パターンに対応した形状の凹部を有する被加工物（ワーク）を、再現性良く２０万個以上作れる電極工具が得られることがわかった。
また、導電パターンに対応する電極基材表面と絶縁樹脂面との高低差が１μｍ以下では、バリが見られることがあり、高低差が５μｍ以上でもバリの除去効果は変わらず、金属面である導電パターンの丘（ランド）のみを化学的に溶解するのに時間がかかり、工程管理が難しくなる。とくに、高低差が３μｍ程度が良い。
さらに、本発明は、電極基材の表面を溝加工することにより設けられた丘（ランド）と溝（グルーブ）より成り、丘（ランド）により描かれる導電パターンに対応する電極基材の表面が、溝（グルーブ）に一体成型されて埋め込まれた絶縁樹脂の表面より低く形成された電解加工用電極工具であって、両者の高低差が１〜５μｍであり、高低差の一部又は全部に相当する厚さで導電パターンに対応する電極基材の表面に金属を被覆させて導電パターン面を形成することができる。
また、被覆金属が、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｃｒから選ばれる金属の１種であることを特徴とすることができる。
さらにまた、本発明は、被覆金属の厚さを高低差の１／５〜５／５とすることができる。
本発明の電解加工用電極工具は１個の工具で、微細な導電パターンであっても、導電パターンを転写した形状の凹部を有する被加工物（ワーク）を、再現性良く２０万個以上作れることがわかった。
また、本発明によれば、導電パターンの丘におけるバリを取る事が出来るので、微細な丘（ランド）幅のパターンを正確に形成することが出来る。さらに、本発明の電解加工用電極工具の製造方法によれば、バリの発生しやすい電極基材や絶縁樹脂であっても、バリを取ることが出来るため、その組み合わせを適宜選択し、所望の特性の電解加工用電極工具を作成することが出来る。これによって、より小型の流体軸受の製造が可能となる。
また、導電パターンに対応する電極基材の表面に、銅系合金や鉄系合金よりも電気特性に優れ、化学的に安定な導電性材料であるＰｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｃｒから選ばれる1種の金属を被覆させることによって、電解加工中に発生する電解生成物の付着が抑えられ、導電パターン面の初期状態が長期に亘り維持される。そのため、加工品質が安定すると共に、電極工具の寿命（導電パターンの再現性を確保しながら製造できるワークの限界個数）を更に延ばすことが出来、加工コストを低減させることが出来る。
また、本発明によれば、導電パターンの丘におけるバリを取る事が出来るので、微細な丘（ランド）幅のパターンを正確に形成することが出来る。さらに、本発明の電解加工用電極工具の製造方法によれば、バリの発生しやすい電極基材や絶縁樹脂であっても、バリを取ることが出来るため、その組み合わせを適宜選択し、所望の特性の電解加工用電極工具を作成することが出来る。これによって、より小型の流体軸受の製造が可能となる。
また、導電パターンに対応する電極基材の表面に、銅系合金や鉄系合金よりも電気特性に優れ、化学的に安定な導電性材料であるＰｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｃｒから選ばれる1種の金属を被覆させることによって、電解加工中に発生する電解生成物の付着が抑えられ、導電パターン面の初期状態が長期に亘り維持される。そのため、加工品質が安定すると共に、電極工具の寿命（導電パターンの再現性を確保しながら製造できるワークの限界個数）を更に延ばすことが出来、加工コストを低減させることが出来る。
本発明において用いる絶縁樹脂は、ＮａＮＯ3 （硝酸ナトリウム）に代表される電解液に対して耐薬品性が高い材料であり、電極基材に対して密着力が良いものであれば、どのようなものでも良いが、代表的にはエポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリイミド系樹脂から選ばれる１種が望ましい、より好ましくはエポキシ系樹脂が良い。
さらに、本発明において用いる電解加工用電極工具の電極基材は、銅、銅系合金あるいは鉄系合金が挙げられるが、銅系合金としては真鍮や燐青銅、鉄系合金としてはオーステナイト系ステンレス（ＳＵＳ３０３，３０４等）などが挙げられる。
さらに、本発明において用いる電解加工用電極工具の電極基材は、銅、銅系合金あるいは鉄系合金が挙げられるが、銅系合金としては真鍮や燐青銅、鉄系合金としてはオーステナイト系ステンレス（ＳＵＳ３０３，３０４等）などが挙げられる。
また、本発明のもうひとつの形態は、電極基材の表面を溝加工することにより設けられた丘（ランド）により描かれる導電パターンを作成し、次いで、電極基材の表面を絶縁樹脂でモールドし、さらに、絶縁樹脂の表面を機械的研磨加工することにより導電パターンの丘（ランド）を露出させ、次いで、導電パターンの丘（ランド）のみを化学的に溶解することを特徴とする導電パターン面が絶縁樹脂面より低く形成された電解加工用電極工具の製造方法に関するものである。
さらに、本発明においては、電極基材の表面を溝加工することにより設けられた丘（ランド）により描かれる導電パターンを作成するに際し、丘（ランド）が溝（グルーブ）に落ち込む端部にアールを付けることにより、研磨加工中に丘（ランド）が溝（グルーブ）に落ち込む端部が拡張するのを防止させ、バリの発生を防ぐことができる。
また、本発明は、電極基材の表面を溝加工することにより設けられた丘（ランド）により描かれる導電パターンを作成し、次いで、電極基材の表面を絶縁樹脂でモールドし、さらに、絶縁樹脂の表面を機械的研磨加工することにより導電パターンの丘（ランド）を露出させ、次いで、導電パターンの丘（ランド）のみを化学的に溶解することを特徴とする、導電パターンに対応する電極基材の表面が絶縁樹脂面より１〜５μｍ低く形成された電解加工用電極を作成し、次いでＰｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｃｒから選ばれる金属の１種を蒸着若しくはメッキにより、１〜５μｍの高低差の一部又は全部に相当する厚さで金属を被覆させたことを特徴とする導電パターン面が形成された電解加工用電極工具の製造方法でもある。
さらに、本発明は、被覆金属の厚さを調節して、高低差の１／５〜５／５とすることが出来る。
さらに、本発明においては、電極基材の表面を溝加工することにより設けられた丘（ランド）により描かれる導電パターンを作成するに際し、丘（ランド）が溝（グルーブ）に落ち込む端部にアールを付けることにより、研磨加工中に丘（ランド）が溝（グルーブ）に落ち込む端部が拡張するのを防止させ、バリの発生を防ぐことができる。
また、本発明は、電極基材の表面を溝加工することにより設けられた丘（ランド）により描かれる導電パターンを作成し、次いで、電極基材の表面を絶縁樹脂でモールドし、さらに、絶縁樹脂の表面を機械的研磨加工することにより導電パターンの丘（ランド）を露出させ、次いで、導電パターンの丘（ランド）のみを化学的に溶解することを特徴とする、導電パターンに対応する電極基材の表面が絶縁樹脂面より１〜５μｍ低く形成された電解加工用電極を作成し、次いでＰｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｃｒから選ばれる金属の１種を蒸着若しくはメッキにより、１〜５μｍの高低差の一部又は全部に相当する厚さで金属を被覆させたことを特徴とする導電パターン面が形成された電解加工用電極工具の製造方法でもある。
さらに、本発明は、被覆金属の厚さを調節して、高低差の１／５〜５／５とすることが出来る。
また、本発明において電極基材に溝加工を施し、凹部を形成する方法は、電解加工、ミーリング等の機械加工、レーザー加工、放電加工、またはショットブラスト等の方法を用いることができる。
また、本発明において絶縁樹脂の表面を機械的研磨加工する方法は、周知の研磨方法を採用することが出来る。
さらに、導電パターンの丘（ランド）のみを化学的に溶解する方法は、電極基材を酸やアルカリで溶解させるエッチングが挙げられる。電気化学的な電解加工によって行っても良い。
また、本発明においては、図７に示すように、導電パターンに対応する電極基材の表面を絶縁樹脂の表面よりも１〜５μｍ低く形成し、次いで、蒸着やメッキ等により、その高低差の一部又は全部に相当する厚さの金属で被覆させることができる。電気特性に優れ、化学的に安定な金属で導電パターンに対応する電極基材の表面を被覆させることにより、電解加工中に発生する電解生成物の付着が抑えられ、導電パターン面の初期状態が長期に亘って維持される。そのため、加工品質が安定し、より長時間の使用に耐えることが可能な電極工具が得られる。
さらに、本発明は、被覆金属を、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｃｒから選ばれる金属の１種とすることができるが、特にＰｔが好ましく用いられる。
また、本発明において絶縁樹脂の表面を機械的研磨加工する方法は、周知の研磨方法を採用することが出来る。
さらに、導電パターンの丘（ランド）のみを化学的に溶解する方法は、電極基材を酸やアルカリで溶解させるエッチングが挙げられる。電気化学的な電解加工によって行っても良い。
また、本発明においては、図７に示すように、導電パターンに対応する電極基材の表面を絶縁樹脂の表面よりも１〜５μｍ低く形成し、次いで、蒸着やメッキ等により、その高低差の一部又は全部に相当する厚さの金属で被覆させることができる。電気特性に優れ、化学的に安定な金属で導電パターンに対応する電極基材の表面を被覆させることにより、電解加工中に発生する電解生成物の付着が抑えられ、導電パターン面の初期状態が長期に亘って維持される。そのため、加工品質が安定し、より長時間の使用に耐えることが可能な電極工具が得られる。
さらに、本発明は、被覆金属を、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｃｒから選ばれる金属の１種とすることができるが、特にＰｔが好ましく用いられる。
（電解加工用電極工具の作成例１）
図３に示す手順により、電解加工用電極工具を作成した。
電極基材１として、銅系合金である真鍮を用いた。加工電極となる面を洗浄したのち、図５に示すパターンがランドになるように、ミーリング加工により溝加工を施した。導電パターン（丘ランド）３が得られた後、加工面を脱脂洗浄した。次いで、加工面の上からエポキシ樹脂でモールド成型加工した。硬い絶縁樹脂が得られた。絶縁樹脂は、研磨により除去される絶縁樹脂層４と、研磨後に溝（グルーブ）に残るべき絶縁樹脂２より構成される。絶縁樹脂層４を研磨機で研磨することで、徐々に薄くして導電パターン（丘（ランド））３が見えるまで研磨した。丘（ランド）が溝（グルーブ）へ落ち込む端部５付近に、ところどころバリが発生していた。
次いで、硝酸６０％溶液に３秒間浸漬して、純水で洗浄した。導電パターン（丘（ランド））３がエッチングされて、バリが完全に取れていた。導電パターン面が絶縁樹脂面より低く形成された電解加工用電極工具が得られ、導電パターン面と絶縁樹脂面の高低差は２μｍであった。
図３に示す手順により、電解加工用電極工具を作成した。
電極基材１として、銅系合金である真鍮を用いた。加工電極となる面を洗浄したのち、図５に示すパターンがランドになるように、ミーリング加工により溝加工を施した。導電パターン（丘ランド）３が得られた後、加工面を脱脂洗浄した。次いで、加工面の上からエポキシ樹脂でモールド成型加工した。硬い絶縁樹脂が得られた。絶縁樹脂は、研磨により除去される絶縁樹脂層４と、研磨後に溝（グルーブ）に残るべき絶縁樹脂２より構成される。絶縁樹脂層４を研磨機で研磨することで、徐々に薄くして導電パターン（丘（ランド））３が見えるまで研磨した。丘（ランド）が溝（グルーブ）へ落ち込む端部５付近に、ところどころバリが発生していた。
次いで、硝酸６０％溶液に３秒間浸漬して、純水で洗浄した。導電パターン（丘（ランド））３がエッチングされて、バリが完全に取れていた。導電パターン面が絶縁樹脂面より低く形成された電解加工用電極工具が得られ、導電パターン面と絶縁樹脂面の高低差は２μｍであった。
（電解加工用電極工具の作成例２）
図４に示す手順により、電解加工用電極工具を作成した。
電極基材１として、銅系合金である真鍮を用いた。加工電極となる面を洗浄したのち、図５に示すパターンがランドになるように、ミーリング加工により溝加工を施した。導電パターン（丘（ランド））３が得られた後、丘（ランド）が溝（グルーブ）に落ち込む端部にアールを付け、加工面を洗浄した。次いで、加工面の上からエポキシ樹脂でモールド成型加工した。硬い絶縁樹脂が得られた。絶縁樹脂は、研磨により除去される絶縁樹脂層４と、研磨後に溝（グルーブ）に残るべき絶縁樹脂２より構成される。絶縁樹脂層４を研磨機で研磨することで、徐々に薄くして導電パターン（丘（ランド））３が見えるまで研磨した。丘（ランド）が溝（グルーブ）へ落ち込む端部５付近のバリ発生が殆んど見られなかった。
次いで、硝酸６０％溶液に２秒間浸漬して、純水で洗浄した。導電パターン（丘（ランド））３がエッチングされて、バリが完全に取れていた。導電パターン面が絶縁樹脂面より低く形成された電解加工用電極工具が得られ、導電パターン面と絶縁樹脂面の高低差は３μｍであった。
図４に示す手順により、電解加工用電極工具を作成した。
電極基材１として、銅系合金である真鍮を用いた。加工電極となる面を洗浄したのち、図５に示すパターンがランドになるように、ミーリング加工により溝加工を施した。導電パターン（丘（ランド））３が得られた後、丘（ランド）が溝（グルーブ）に落ち込む端部にアールを付け、加工面を洗浄した。次いで、加工面の上からエポキシ樹脂でモールド成型加工した。硬い絶縁樹脂が得られた。絶縁樹脂は、研磨により除去される絶縁樹脂層４と、研磨後に溝（グルーブ）に残るべき絶縁樹脂２より構成される。絶縁樹脂層４を研磨機で研磨することで、徐々に薄くして導電パターン（丘（ランド））３が見えるまで研磨した。丘（ランド）が溝（グルーブ）へ落ち込む端部５付近のバリ発生が殆んど見られなかった。
次いで、硝酸６０％溶液に２秒間浸漬して、純水で洗浄した。導電パターン（丘（ランド））３がエッチングされて、バリが完全に取れていた。導電パターン面が絶縁樹脂面より低く形成された電解加工用電極工具が得られ、導電パターン面と絶縁樹脂面の高低差は３μｍであった。
（電解加工用電極工具の作成例３）
図４に示す手順により、電解加工用電極工具を作成した。
電極基材１として、オーステナイト系ステンレスであるＳＵＳ３０４を用いた。加工電極となる面を洗浄したのち、図５に示すパターンがランドになるように、レーザー加工により溝加工を施した。
導電パターン３が得られた後、丘（ランド）が溝（グルーブ）に落ち込む端部にアールを付け、加工面を脱脂洗浄した。次いで、加工面の上からエポキシ樹脂でモールド成形加工した。硬い絶縁樹脂２が得られた。絶縁樹脂層４を研磨することで、徐々に薄くして導電パターン（丘（ランド））３が見えるまで研磨した。丘（ランド）が溝（グルーブ）へ落ち込む端部５付近のバリの発生が殆んど見られなかった。
次いで、硝酸６０％溶液に３秒間浸漬して、純水で洗浄した。導電パターン（丘（ランド））３がエッチングされて、バリが完全に取れていた。導電パターン面が絶縁樹脂面より低く形成された電解加工用電極工具が得られ、導電パターン面と絶縁樹脂面の高低差は１μｍであった。
図４に示す手順により、電解加工用電極工具を作成した。
電極基材１として、オーステナイト系ステンレスであるＳＵＳ３０４を用いた。加工電極となる面を洗浄したのち、図５に示すパターンがランドになるように、レーザー加工により溝加工を施した。
導電パターン３が得られた後、丘（ランド）が溝（グルーブ）に落ち込む端部にアールを付け、加工面を脱脂洗浄した。次いで、加工面の上からエポキシ樹脂でモールド成形加工した。硬い絶縁樹脂２が得られた。絶縁樹脂層４を研磨することで、徐々に薄くして導電パターン（丘（ランド））３が見えるまで研磨した。丘（ランド）が溝（グルーブ）へ落ち込む端部５付近のバリの発生が殆んど見られなかった。
次いで、硝酸６０％溶液に３秒間浸漬して、純水で洗浄した。導電パターン（丘（ランド））３がエッチングされて、バリが完全に取れていた。導電パターン面が絶縁樹脂面より低く形成された電解加工用電極工具が得られ、導電パターン面と絶縁樹脂面の高低差は１μｍであった。
（電解加工用電極工具の作成例４）
図３に示す手順により、電解加工用電極工具を作成した。
電極基材１として、オーステナイト系ステンレスであるＳＵＳ３０４を用いた。加工電極となる面を洗浄したのち、図５に示すパターンがランドになるように、ミーリング加工により溝加工を施した。導電パターン（丘ランド）３が得られた後、加工面を脱脂洗浄した。次いで、加工面の上からエポキシ樹脂でモールド成型加工した。硬い絶縁樹脂が得られた。絶縁樹脂は、研磨により除去される絶縁樹脂層４と、研磨後に溝（グルーブ）に残るべき絶縁樹脂２より構成される。絶縁樹脂層４を研磨機で研磨することで、徐々に薄くして導電パターン（丘（ランド））３が見えるまで研磨した。丘（ランド）が溝（グルーブ）へ落ち込む端部５付近に、ところどころバリが発生していた。
次いで、硝酸６０％溶液に浸漬して、純水で洗浄した。導電パターン（丘（ランド））３がエッチングされて、バリが完全に取れていた。導電パターンに対応する電極基材表面が絶縁樹脂面より低く形成された電解加工用電極工具が得られ、導電パターンに対応する電極基材表面と絶縁樹脂面の高低差は４．０μｍであった。
次いで、得られた電解加工用電極工具を、白金のメッキ液に浸漬し、２．０μｍの白金層を導電パターンに対応する電極基材表面に設けた。
得られた電解加工用電極工具は、図７に示すように、導電パターンの表面に白金メッキ層３’を有していた。白金メッキ後の導電パターン面と絶縁樹脂面の高低差は２．０μｍであった。
図３に示す手順により、電解加工用電極工具を作成した。
電極基材１として、オーステナイト系ステンレスであるＳＵＳ３０４を用いた。加工電極となる面を洗浄したのち、図５に示すパターンがランドになるように、ミーリング加工により溝加工を施した。導電パターン（丘ランド）３が得られた後、加工面を脱脂洗浄した。次いで、加工面の上からエポキシ樹脂でモールド成型加工した。硬い絶縁樹脂が得られた。絶縁樹脂は、研磨により除去される絶縁樹脂層４と、研磨後に溝（グルーブ）に残るべき絶縁樹脂２より構成される。絶縁樹脂層４を研磨機で研磨することで、徐々に薄くして導電パターン（丘（ランド））３が見えるまで研磨した。丘（ランド）が溝（グルーブ）へ落ち込む端部５付近に、ところどころバリが発生していた。
次いで、硝酸６０％溶液に浸漬して、純水で洗浄した。導電パターン（丘（ランド））３がエッチングされて、バリが完全に取れていた。導電パターンに対応する電極基材表面が絶縁樹脂面より低く形成された電解加工用電極工具が得られ、導電パターンに対応する電極基材表面と絶縁樹脂面の高低差は４．０μｍであった。
次いで、得られた電解加工用電極工具を、白金のメッキ液に浸漬し、２．０μｍの白金層を導電パターンに対応する電極基材表面に設けた。
得られた電解加工用電極工具は、図７に示すように、導電パターンの表面に白金メッキ層３’を有していた。白金メッキ後の導電パターン面と絶縁樹脂面の高低差は２．０μｍであった。
（電解加工用電極工具の作成例５）
図４に示す手順により、電解加工用電極工具を作成した。
電極基材１として、銅系合金である真鍮を用いた。加工電極となる面を洗浄したのち、図５に示すパターンがランドになるように、ミーリング加工により溝加工を施した。導電パターン（丘ランド）３が得られた後、丘（ランド）が溝（グルーブ）に落ち込む端部にアールを付け、加工面を脱脂洗浄した。次いで、加工面の上からエポキシ樹脂でモールド成型加工した。硬い絶縁樹脂が得られた。絶縁樹脂は、研磨により除去される絶縁樹脂層４と、研磨後に溝（グルーブ）に残るべき絶縁樹脂２より構成される。絶縁樹脂層４を研磨機で研磨することで、徐々に薄くして導電パターン（丘（ランド））３が見えるまで研磨した。丘（ランド）が溝（グルーブ）へ落ち込む端部５付近に、バリ発生が殆んど見られなかった。
次いで、硝酸６０％溶液に浸漬して、純水で洗浄した。導電パターン（丘（ランド））３がエッチングされて、バリが完全に取れていた。導電パターン面が絶縁樹脂面より低く形成された電解加工用電極工具が得られ、導電パターンに対応する電極基材表面と絶縁樹脂面の高低差は５．０μｍであった。
次いで、得られた電解加工用電極工具を洗浄した後、白金のメッキ液に浸漬し、２．０μｍの白金層を導電パターンに対応する電極基材表面に設けた。
得られた電解加工用電極工具は、図７に示すように、導電パターンの表面に白金メッキ層３’を有していた。白金メッキ後の導電パターン面と絶縁樹脂面の高低差は３．０μｍであった。
図４に示す手順により、電解加工用電極工具を作成した。
電極基材１として、銅系合金である真鍮を用いた。加工電極となる面を洗浄したのち、図５に示すパターンがランドになるように、ミーリング加工により溝加工を施した。導電パターン（丘ランド）３が得られた後、丘（ランド）が溝（グルーブ）に落ち込む端部にアールを付け、加工面を脱脂洗浄した。次いで、加工面の上からエポキシ樹脂でモールド成型加工した。硬い絶縁樹脂が得られた。絶縁樹脂は、研磨により除去される絶縁樹脂層４と、研磨後に溝（グルーブ）に残るべき絶縁樹脂２より構成される。絶縁樹脂層４を研磨機で研磨することで、徐々に薄くして導電パターン（丘（ランド））３が見えるまで研磨した。丘（ランド）が溝（グルーブ）へ落ち込む端部５付近に、バリ発生が殆んど見られなかった。
次いで、硝酸６０％溶液に浸漬して、純水で洗浄した。導電パターン（丘（ランド））３がエッチングされて、バリが完全に取れていた。導電パターン面が絶縁樹脂面より低く形成された電解加工用電極工具が得られ、導電パターンに対応する電極基材表面と絶縁樹脂面の高低差は５．０μｍであった。
次いで、得られた電解加工用電極工具を洗浄した後、白金のメッキ液に浸漬し、２．０μｍの白金層を導電パターンに対応する電極基材表面に設けた。
得られた電解加工用電極工具は、図７に示すように、導電パターンの表面に白金メッキ層３’を有していた。白金メッキ後の導電パターン面と絶縁樹脂面の高低差は３．０μｍであった。
（電解加工用電極工具の作成例６）
図３に示す手順により、電解加工用電極工具を作成した。
電極基材１として、オーステナイト系ステンレスであるＳＵＳ３０４を用いた。加工電極となる面を洗浄したのち、図５に示すパターンがランドになるように、ミーリング加工により溝加工を施した。導電パターン（丘ランド）３が得られた後、加工面を脱脂洗浄した。次いで、加工面の上からエポキシ樹脂でモールド成型加工した。硬い絶縁樹脂が得られた。絶縁樹脂は、研磨により除去される絶縁樹脂層４と、研磨後に溝（グルーブ）に残るべき絶縁樹脂２より構成される。絶縁樹脂層４を研磨機で研磨することで、徐々に薄くして導電パターン（丘（ランド））３が見えるまで研磨した。丘（ランド）が溝（グルーブ）へ落ち込む端部５付近に、ところどころバリが発生していた。
次いで、硝酸６０％溶液に浸漬して、純水で洗浄した。導電パターン（丘（ランド））３がエッチングされて、バリが完全に取れていた。導電パターンに対応する電極基材表面が絶縁樹脂面より低く形成された電解加工用電極工具が得られ、導電パターンに対応する電極基材表面と絶縁樹脂面の高低差は３μｍであった。
次いで、得られた電解加工用電極工具を、白金のメッキ液に浸漬し、２．０μｍの白金層を導電パターンに対応する電極基材表面に設けた。
得られた電解加工用電極工具は、図７に示すように、導電パターンの表面に白金メッキ層３’を有していた。白金メッキ後の導電パターン面と絶縁樹脂面の高低差は、１．０μｍであった。
図３に示す手順により、電解加工用電極工具を作成した。
電極基材１として、オーステナイト系ステンレスであるＳＵＳ３０４を用いた。加工電極となる面を洗浄したのち、図５に示すパターンがランドになるように、ミーリング加工により溝加工を施した。導電パターン（丘ランド）３が得られた後、加工面を脱脂洗浄した。次いで、加工面の上からエポキシ樹脂でモールド成型加工した。硬い絶縁樹脂が得られた。絶縁樹脂は、研磨により除去される絶縁樹脂層４と、研磨後に溝（グルーブ）に残るべき絶縁樹脂２より構成される。絶縁樹脂層４を研磨機で研磨することで、徐々に薄くして導電パターン（丘（ランド））３が見えるまで研磨した。丘（ランド）が溝（グルーブ）へ落ち込む端部５付近に、ところどころバリが発生していた。
次いで、硝酸６０％溶液に浸漬して、純水で洗浄した。導電パターン（丘（ランド））３がエッチングされて、バリが完全に取れていた。導電パターンに対応する電極基材表面が絶縁樹脂面より低く形成された電解加工用電極工具が得られ、導電パターンに対応する電極基材表面と絶縁樹脂面の高低差は３μｍであった。
次いで、得られた電解加工用電極工具を、白金のメッキ液に浸漬し、２．０μｍの白金層を導電パターンに対応する電極基材表面に設けた。
得られた電解加工用電極工具は、図７に示すように、導電パターンの表面に白金メッキ層３’を有していた。白金メッキ後の導電パターン面と絶縁樹脂面の高低差は、１．０μｍであった。
（電解加工用電極工具の作成例４）
図３に示す手順により、電解加工用電極工具を作成した。
電極基材１として、オーステナイト系ステンレスであるＳＵＳ３０４を用いた。加工電極となる面を洗浄したのち、図５に示すパターンがランドになるように、ミーリング加工により溝加工を施した。導電パターン（丘ランド）３が得られた後、加工面を脱脂洗浄した。次いで、加工面の上からエポキシ樹脂でモールド成型加工した。硬いから絶縁樹脂が得られた。絶縁樹脂は、研磨により除去される絶縁樹脂層４と、研磨後に溝（グルーブ）に残るべき絶縁樹脂２より構成される。絶縁樹脂層４を研磨機で研磨することで、徐々に薄くして導電パターン（丘（ランド））３が見えるまで研磨した。丘（ランド）が溝（グルーブ）へ落ち込む端部５付近に、ところどころバリが発生していた。
次いで、硝酸６０％溶液に浸漬して、純水で洗浄した。導電パターン（丘（ランド））３がエッチングされて、バリが完全に取れていた。導電パターンに対応する電極基材表面が絶縁樹脂面より低く形成された電解加工用電極工具が得られ、導電パターンに対応する電極基材表面と絶縁樹脂面の高低差は４．０μｍであった。
次いで、得られた電解加工用電極工具を、白金のメッキ液に浸漬し、４．０μｍの白金層を導電パターンに設ける。
得られた電解加工用電極工具は、導電パターンの表面に白金メッキ層を有していた。白金メッキ後の導電パターン面と絶縁樹脂面が面一な電解加工用電極工具が得られた。
図３に示す手順により、電解加工用電極工具を作成した。
電極基材１として、オーステナイト系ステンレスであるＳＵＳ３０４を用いた。加工電極となる面を洗浄したのち、図５に示すパターンがランドになるように、ミーリング加工により溝加工を施した。導電パターン（丘ランド）３が得られた後、加工面を脱脂洗浄した。次いで、加工面の上からエポキシ樹脂でモールド成型加工した。硬いから絶縁樹脂が得られた。絶縁樹脂は、研磨により除去される絶縁樹脂層４と、研磨後に溝（グルーブ）に残るべき絶縁樹脂２より構成される。絶縁樹脂層４を研磨機で研磨することで、徐々に薄くして導電パターン（丘（ランド））３が見えるまで研磨した。丘（ランド）が溝（グルーブ）へ落ち込む端部５付近に、ところどころバリが発生していた。
次いで、硝酸６０％溶液に浸漬して、純水で洗浄した。導電パターン（丘（ランド））３がエッチングされて、バリが完全に取れていた。導電パターンに対応する電極基材表面が絶縁樹脂面より低く形成された電解加工用電極工具が得られ、導電パターンに対応する電極基材表面と絶縁樹脂面の高低差は４．０μｍであった。
次いで、得られた電解加工用電極工具を、白金のメッキ液に浸漬し、４．０μｍの白金層を導電パターンに設ける。
得られた電解加工用電極工具は、導電パターンの表面に白金メッキ層を有していた。白金メッキ後の導電パターン面と絶縁樹脂面が面一な電解加工用電極工具が得られた。
実施例８〜１２
実施例１及び２と同様にして表１に示す条件で電解加工用電極工具を作成し、実用に供した。その結果も併せて示す。
なお、従来例は実施例１においてエッチング工程のみを省いたものである。
表１の結果より、本発明の電極工具は従来よりも微細な幅のパターンを、正確に被加工物（ワーク）に転写できることが明らかである。また、白金メッキを施された電極工具では、より長い工具寿命を得ることができた。
最小幅：ワーク表面に正確に転写できるパターンの最小幅
寿命：電解加工用電極工具1個が、パターンの再現性を確保しながら製造できる
ワークの限界個数
実施例１及び２と同様にして表１に示す条件で電解加工用電極工具を作成し、実用に供した。その結果も併せて示す。
なお、従来例は実施例１においてエッチング工程のみを省いたものである。
表１の結果より、本発明の電極工具は従来よりも微細な幅のパターンを、正確に被加工物（ワーク）に転写できることが明らかである。また、白金メッキを施された電極工具では、より長い工具寿命を得ることができた。
寿命：電解加工用電極工具1個が、パターンの再現性を確保しながら製造できる
ワークの限界個数
実施例１、２で作成した電解加工用電極工具を用いて、被加工物（ワーク）に導電パターンを転写して凹部を形成する例を図６に示す。
電極基材１と絶縁樹脂（溝）２により形成した導電パターン丘（ランド）３からなる電解加工用電極工具と被加工物（ワーク）６を図に示すように、電解液８が流れるスキ間（約２０〜１００μｍ）を介して対峙させ、直流パルス電源１３のマイナス極を電解加工用電極工具に、プラス極を被加工物（ワーク）に接続する。
電解液貯蔵タンク内には、ＮａＮＯ3 （硝酸ナトリウム）を１５重量％含有する電解液８が所定量蓄えられ、ポンプ９及びフィルター１０を介して、電解加工用電極工具のハウジング内へ電解液を供給する電解液供給管１１及び電解加工用電極工具のハウジング内から電解液を排出して電解液貯蔵タンクに戻す電解液排出管１２が接続され、電解液８は、フィルター９で濾過されつつ循環されるように構成されている。
好ましい実施形態においては、電解加工部における電解液８の流速は、８〜１２ｍ／ｓｅｃとなるように設定されている。
電圧６〜１８Ｖで、直流パルス電源１３からプラス側の被加工物（ワーク）とマイナス側の電解加工用電極工具との間に、電流を１〜５秒間通電する。
被加工物（ワーク）６のうち、電解加工用電極工具の導電パターン丘（ランド）３に対応した被加工物（ワーク）６の面のみが電解作用により削られて、凹部となり、電解加工用電極工具の導電パターン丘（ランド）の形状を凹部とした動圧発生溝パターンが得られる。
電極基材１と絶縁樹脂（溝）２により形成した導電パターン丘（ランド）３からなる電解加工用電極工具と被加工物（ワーク）６を図に示すように、電解液８が流れるスキ間（約２０〜１００μｍ）を介して対峙させ、直流パルス電源１３のマイナス極を電解加工用電極工具に、プラス極を被加工物（ワーク）に接続する。
電解液貯蔵タンク内には、ＮａＮＯ3 （硝酸ナトリウム）を１５重量％含有する電解液８が所定量蓄えられ、ポンプ９及びフィルター１０を介して、電解加工用電極工具のハウジング内へ電解液を供給する電解液供給管１１及び電解加工用電極工具のハウジング内から電解液を排出して電解液貯蔵タンクに戻す電解液排出管１２が接続され、電解液８は、フィルター９で濾過されつつ循環されるように構成されている。
好ましい実施形態においては、電解加工部における電解液８の流速は、８〜１２ｍ／ｓｅｃとなるように設定されている。
電圧６〜１８Ｖで、直流パルス電源１３からプラス側の被加工物（ワーク）とマイナス側の電解加工用電極工具との間に、電流を１〜５秒間通電する。
被加工物（ワーク）６のうち、電解加工用電極工具の導電パターン丘（ランド）３に対応した被加工物（ワーク）６の面のみが電解作用により削られて、凹部となり、電解加工用電極工具の導電パターン丘（ランド）の形状を凹部とした動圧発生溝パターンが得られる。
次に、従来の電解加工用電極工具で得られた加工面と、本発明による電解加工用電極工具で得られた加工面の比較について述べる。
図８Ａは、表１の従来例と導電パターン形状のみが異なる、従来の電極工具を用いて電解加工を行った加工面の拡大写真である。電極工具の導電パターン丘(ランド)に対応して電解作用により形成された凹部２０と、その間の丘部２１によって描かれる動圧発生溝パターンが見られる。パターンの最小幅は２０μｍである。図８Ｂは、図８Ａと同じ加工面の中心部における１６７２μｍ×１２３４μｍの面積に対して、光干渉波測定を行って得られた３次元チャートである。この測定方法では、図８Ａのような２次元的な拡大写真では明らかにされない、微細な表面形状を詳細に観察することができる。図８Ｂで示されているように、従来の電極工具によって得られた加工面には、２次元的な拡大写真では見ることのできない、最小幅となる凹部先端付近における形状不良箇所２２や凹部２０同士の分離不良箇所２３が発生している。
図８Ａは、表１の従来例と導電パターン形状のみが異なる、従来の電極工具を用いて電解加工を行った加工面の拡大写真である。電極工具の導電パターン丘(ランド)に対応して電解作用により形成された凹部２０と、その間の丘部２１によって描かれる動圧発生溝パターンが見られる。パターンの最小幅は２０μｍである。図８Ｂは、図８Ａと同じ加工面の中心部における１６７２μｍ×１２３４μｍの面積に対して、光干渉波測定を行って得られた３次元チャートである。この測定方法では、図８Ａのような２次元的な拡大写真では明らかにされない、微細な表面形状を詳細に観察することができる。図８Ｂで示されているように、従来の電極工具によって得られた加工面には、２次元的な拡大写真では見ることのできない、最小幅となる凹部先端付近における形状不良箇所２２や凹部２０同士の分離不良箇所２３が発生している。
図９Ａは、本発明の実施例２と導電パターン形状のみが異なる、本発明による電極工具を用いて電解加工を行った加工面の拡大写真である。図８Ａと同様に、電極工具の導電パターン丘(ランド)に対応して電解作用により形成された凹部２０と、その間の丘部２１によって描かれる動圧発生溝パターンが見られる。パターンの最小幅も同様に２０μｍである。図８Ａと図９Ａを比較しても両方の加工面の違いは明らかではない。図９Ｂは、図９Ａと同じ加工面の中心部における１６７２μｍ×１２３４μｍの面積に対して、光干渉波測定を行って得られた３次元チャートである。図９Ｂにより、本発明による電極工具によって得られた加工面には、図８Ｂで見られるような、凹部先端付近における形状不良箇所２２や凹部２０同士の分離不良箇所２３が発生しておらず、最小幅２０μｍの微細な動圧発生溝パターンが加工面に正確に再現されていることが分かる。動圧発生溝パターンが正確に加工されると、設計値どおりの動圧力を発生させることが出来る。従って、本発明による電極工具で形成された動圧発生溝を有する流体軸受は、従来の電極工具で形成された動圧発生溝を有する流体軸受よりも優れた軸受性能を発揮することが出来る。
本発明の電解加工用電極工具は、導電パターンを描く丘の端部付近のバリが除去されているので、バリに影響されることなく、微細な丘（ランド）幅のパターンを正確に被加工物に形成することが出来る。さらに、本発明の電解加工用電極工具の製造方法によれば、バリが発生しやすい欠点がある電極基材や樹脂であっても、バリが効果的に除去されるため、電極基材と樹脂の組み合わせを適宜選択して、所望の特性の電極工具を作成することが可能となり、より小型の流体軸受の開発に寄与することが出来る。また、導電パターン面に白金メッキ等を施すことによって加工品質の安定化、電極工具の一層の長寿命化などの効果が得られ、加工コストの低減が可能となる。
１ 電極基材
２ 絶縁樹脂
３ 導電パターン（丘（ランド））
３’メッキ層
４ 絶縁樹脂層
５ 丘（ランド）が溝（グルーブ）への落ち込む端部
６ 被加工物（ワーク）
７ 被加工物上のパターン
８ 電解液
９ ポンプ
１０フィルター
１１電解液供給管
１２電解液排出管
１３パルス電源
２ 絶縁樹脂
３ 導電パターン（丘（ランド））
３’メッキ層
４ 絶縁樹脂層
５ 丘（ランド）が溝（グルーブ）への落ち込む端部
６ 被加工物（ワーク）
７ 被加工物上のパターン
８ 電解液
９ ポンプ
１０フィルター
１１電解液供給管
１２電解液排出管
１３パルス電源
Claims (10)
- 電極基材の表面を溝加工することにより設けられた丘（ランド）と溝（グルーブ）より成り、丘（ランド）により描かれる導電パターンに対応する電極基材表面が、溝（グルーブ）に一体成型されて埋め込まれた絶縁樹脂の表面より低く形成された電解加工用電極工具であって、両者の高低差が１〜５μｍであることを特長とする電解加工用電極工具。
- 絶縁樹脂が、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリイミド系樹脂から選ばれる１種であることを特徴とする請求項１に記載の電解加工用電極工具。
- 電解加工用電極工具の電極基材が、真鍮若しくはオーステナイト系ステンレスであり、絶縁層がエポキシ系樹脂であることを特徴とする請求項１に記載した電解加工用電極工具。
- 電極基材の表面を溝加工することにより設けられた丘（ランド）により描かれる導電パターンを作成し、次いで、電極基材の表面を絶縁樹脂でモールドし、さらに、絶縁樹脂の表面を機械的研磨加工することにより導電パターンの丘（ランド）を露出させ、次いで、導電パターンの丘（ランド）のみを化学的に溶解することを特徴とする導電パターン面が絶縁樹脂面より低く形成された電解加工用電極工具の製造方法。
- 電極基材の表面を溝加工することにより設けられた丘（ランド）により描かれる導電パターンを作成するに際し、丘（ランド）が溝（グルーブ）に落ち込む端部にアールを付けることを特徴とする請求項４に記載した導電パターン面が絶縁樹脂面より低く形成された電解加工用電極工具の製造方法。
- 電極基材の表面を溝加工することにより設けられた丘（ランド）と溝（グルーブ）より成り、丘（ランド）により描かれる導電パターンに対応する電極基材表面が、溝（グルーブ）に一体成型されて埋め込まれた絶縁樹脂の表面より低く形成された電解加工用電極工具であって、両者の高低差が１〜５μｍであり、高低差の一部又は全部に相当する厚さで、導電パターンに対応する電極基材表面に金属を被覆させたことを特徴とする電解加工用電極工具。
- 被覆金属が、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｃｒから選ばれる金属の１種であることを特徴とする請求項６に記載した電解加工用電極工具。
- 被覆金属の厚さが高低差の１／５〜５／５であることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載した電解加工用電極工具。
- 電極基材の表面を溝加工することにより設けられた丘（ランド）により描かれる導電パターンを作成し、次いで、電極基材の表面を絶縁樹脂でモールドし、さらに、絶縁樹脂の表面を機械的研磨加工することにより導電パターンの丘（ランド）を露出させ、次いで、導電パターンの丘（ランド）のみを化学的に溶解することを特徴とする導電パターンに対応する電極基材表面が絶縁樹脂面より１〜５μｍ低く形成された電解加工用電極を作成し、次いでＰｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｃｒから選ばれる金属の１種を蒸着若しくはメッキにより、１〜５μｍの高低差の一部又は全部に相当する厚さで導電パターンに対応する電極基材表面に金属を被覆させたことを特徴とする導電パターン面が形成された電解加工用電極工具の製造方法。
- 被覆金属の厚さが、高低差の１／５〜５／５であることを特徴とする請求項９に記載した電解加工用電極工具の製造方法。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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