(57)【要約】【課題】ワークＷの表面Ｆの複数領域に種類の異なる皮膜を電着によって形成し、これら皮膜によって所定の皮膜パターンを得る場合に、工数の低減を可能とさせる。【解決手段】パターン形成装置は、複数のタンク１１〜１９と、電源装置１０とを備えている。タンク１１〜１９は、種類の異なる皮膜が形成される複数領域それぞれの輪郭形状と同一形状である開口端を有し、これら開口端をワークＷの表面Ｗに当接させた状態で、種類の異なる皮膜を形成するための電着液をそれぞれ溜める。電源装置１０は、第一電極となるワークＷと、複数のタンク１１〜１９内の第二電極それぞれとの間に所定の電圧を印加する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークの表面の複数領域に種類の異なる皮膜を電着によって形成し、これら皮膜によって所定の皮膜パターンを得るパターン形成装置であって、
種類の異なる皮膜が形成される前記複数領域それぞれの輪郭形状と同一形状である開口端を有し、当該開口端を前記表面に当接させた状態で、種類の異なる皮膜を形成するための電着液をそれぞれ溜める複数のタンクと、
第一電極となる前記ワークと、前記複数のタンク内の第二電極それぞれとの間に所定の電圧を印加する電源装置と、
を備えていることを特徴とするパターン形成装置。
【請求項２】
前記電源装置は、前記第一電極と、前記複数のタンク内の前記第二電極それぞれとの間に、電圧を同時に印加する請求項１に記載のパターン形成装置。
【請求項３】
前記ワークの表面に前記タンクの開口端を当接させた状態で当該タンク内の電着液が当該ワークの表面と当該開口端との間から漏れるのを防止するシール部を更に備えている請求項１又は２に記載のパターン形成装置。
【請求項４】
前記複数のタンクの内壁面の少なくとも一部が、前記第二電極となっている請求項１〜３のいずれか一項に記載のパターン形成装置。
【請求項５】
ワークの表面の複数領域に種類の異なる皮膜を電着によって形成し、これら皮膜によって所定の皮膜パターンを得るパターン形成方法であって、
前記ワークの表面のうち、種類の異なる皮膜が形成される複数領域に対して、これら複数領域それぞれの輪郭形状と同一の形状である開口端を有している複数のタンクを当接させ、
これらタンクそれぞれに、種類の異なる皮膜を形成するための電着液を溜め、
第一電極となる前記ワークと、前記複数のタンク内の第二電極それぞれとの間に電圧を印加することを特徴とするパターン形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークの表面の複数領域に種類の異なる皮膜を電着によって形成し、これら皮膜によって所定の皮膜パターンをワークの表面に得るパターン形成装置、及び、パターン形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、金属製ワークの表面の摩擦抵抗を小さくするために、その表面に樹脂による皮膜を形成する場合があり、このような皮膜を形成するための手段として、電着が知られている。すなわち、図７に示すように、樹脂成分を含む電着液（電解液）９０を溜めた水槽９１内に、ワーク９２と対向電極９３とを配置し、これらに直流電圧を印加することで、電着液９０に含まれている樹脂成分をワーク９２の表面に付着させ、樹脂による皮膜を形成することができる。なお、電着によりワークの表面に皮膜を形成する装置として、例えば特許文献１に記載のものがある。
【０００３】
また、図８に示すように、ワーク９５の表面の複数領域に種類の異なる皮膜を電着によって形成し、これら皮膜によって所定の皮膜パターンを形成する場合、以下に説明するように、従来ではマスクが用いられる。なお、図８では、板状のワーク９５の表面が９つの領域Ａ１〜Ａ９に区画されており、領域Ａ２，Ａ４，Ａ６，Ａ８に、第一の皮膜を形成し、領域Ａ１，Ａ９に、第一の皮膜と種類が異なる第二の皮膜を形成し、領域Ａ３，Ａ７に、第一の皮膜及び第二の皮膜と種類が異なる第三の皮膜を形成し、領域Ａ５に、第一、第二及び第三の皮膜と種類が異なる第四の皮膜を形成する。
【０００４】
このような皮膜パターンを形成する場合、まず、第一の皮膜を形成するための電着液が溜められた水槽内に、ワーク及び対向電極を配置する。なお、このワークの表面には、図９（Ａ）に示すように、格子状のマスクＭ１が被せられている。そして、ワーク及び対向電極に直流電圧を印加することで、マスクＭ１に覆われていない領域Ａ２，Ａ４，Ａ６，Ａ８に、第一の皮膜が形成される（図９（Ｂ）参照）。
次に、第二の皮膜を形成するための電着液が溜められた水槽内に、第一の皮膜が形成されたワーク及び対向電極を配置する。なお、このワークの表面に被せるマスクは、図９（Ｃ）に示すように、別のマスクＭ２に取り替えられている。これにより、マスクＭ２に覆われていない領域Ａ１，Ａ９に、第二の皮膜が形成される（図９（Ｄ）参照）。
【０００５】
以下、同様に、第三の皮膜を形成するための電着液が溜められた水槽内に、マスクＭ３（図９（Ｅ）参照）に交換したワークを配置し、領域Ａ３，Ａ７に第三の皮膜を形成する（図９（Ｆ））。
さらに、第四の皮膜を形成するための電着液が溜められた水槽内に、マスクＭ４（図９（Ｇ）参照）を被せたワークを配置し、領域Ａ５に第四の皮膜を形成する（図９（Ｈ））。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２５６８９５号公報（図１参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記のとおり、ワークの表面の複数領域Ａ１〜Ａ９に種類の異なる皮膜を電着によって形成し、これら皮膜によって所定の皮膜パターンを得るためには、電着液の種類を異ならせた水槽内に、繰り返しワークを配置して複数回の電着の処理を行う必要がある。そして、その処理毎に、ワークに被せるマスクを交換する必要があり、従来の方法では、工数が多く発生し、製品コストが高くなるという問題点がある。
【０００８】
そこで、本発明は、ワークの表面の複数領域に種類の異なる皮膜を電着によって形成し、これら皮膜によって所定の皮膜パターンを得る場合に、工数の低減を可能とさせるパターン形成装置、及び、工数の低減が可能となるパターン形成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、ワークの表面の複数領域に種類の異なる皮膜を電着によって形成し、これら皮膜によって所定の皮膜パターンを得るパターン形成装置であって、種類の異なる皮膜が形成される前記複数領域それぞれの輪郭形状と同一形状である開口端を有し、当該開口端を前記表面に当接させた状態で、種類の異なる皮膜を形成するための電着液をそれぞれ溜める複数のタンクと、第一電極となる前記ワークと、前記複数のタンク内の第二電極それぞれとの間に所定の電圧を印加する電源装置とを備えていることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、ワークの表面のうち、種類の異なる皮膜が形成される複数領域に対して、これら複数領域それぞれの輪郭形状と同一の形状である開口端を有している複数のタンクを当接させ、これらタンクそれぞれに、種類の異なる皮膜を形成するための電着液を溜め、第一電極となるワークと複数のタンク内の第二電極との間に電圧を印加することにより、ワークの表面の前記複数領域に、種類の異なる皮膜が形成される。すなわち、ワークの表面に種類の異なる皮膜を形成するために、従来のようなマスクが不要となることから、その交換も不要であり、工数の低減が可能となる。
【００１１】
また、前記電源装置は、前記第一電極と、前記複数のタンク内の前記第二電極それぞれとの間に、電圧を同時に印加するのが好ましい。
この場合、種類の異なる皮膜を形成する複数領域に対して、同時に電着を行い、種類の異なる皮膜を同時に形成することができる。
【００１２】
また、前記パターン形成装置は、前記ワークの表面に前記タンクの開口端を当接させた状態で当該タンク内の電着液が当該ワークの表面と当該開口端との間から漏れるのを防止するシール部を更に備えているのが好ましい。
この構成によれば、ワークの表面に区画されて形成された複数領域が隣接しており、複数のタンクが隣接して配置される場合であっても、電着液が漏れて隣りのタンク内の電着液と混ざるのを防ぐことができる。
【００１３】
また、前記複数のタンクの内壁面の少なくとも一部が、前記第二電極となっているのが好ましい。
この場合、タンクの内壁面の少なくとも一部を、第一電極（ワーク）の対向電極とすることができる。
【００１４】
また、本発明は、ワークの表面の複数領域に種類の異なる皮膜を電着によって形成し、これら皮膜によって所定の皮膜パターンを得るパターン形成方法であって、前記ワークの表面のうち、種類の異なる皮膜が形成される複数領域に対して、これら複数領域それぞれの輪郭形状と同一の形状である開口端を有している複数のタンクを当接させ、これらタンクそれぞれに、種類の異なる皮膜を形成するための電着液を溜め、第一電極となる前記ワークと、前記複数のタンク内の第二電極それぞれとの間に電圧を印加することを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、ワークの表面の複数領域に、種類の異なる皮膜を形成するために、従来のようなマスクが不要となることから、その交換も不要であり、工数の低減が可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ワークの表面の複数領域に、種類の異なる皮膜を電着によって形成し、これら皮膜によって所定の皮膜パターンを得るために、従来のようなマスクが不要であることから、その交換も不要であり、工数の低減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のパターン形成装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】タンクとワークとを分離させた状態の図である。
【図３】タンクを上下逆とし、当接部を上にして示した説明図である。
【図４】タンクを断面として示す正面から見た説明図である。
【図５】パターン形成装置によって所定の皮膜パターンが得られたワークの表面の説明図である。
【図６】他の実施形態によるパターン形成装置の概略構成を示す斜視図である。
【図７】従来の装置を説明する説明図である。
【図８】ワークの表面の説明図である。
【図９】従来のパターン形成方法を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明のパターン形成装置の概略構成を示す斜視図である。このパターン形成装置は、ワークＷの表面Ｆの複数領域に種類の異なる皮膜を電着によって形成し、これら皮膜によって所定の皮膜パターンを得るための装置である。なお、このようにワークＷの表面に皮膜を形成する理由は、例えば、表面における耐摩耗性を向上させたり、摩擦抵抗を低減させるためであり、また、複数種類の皮膜を有する皮膜パターンとするのは、表面Ｆの領域毎に特性を変えるためである。
【００１９】
図５は、本実施形態のパターン形成装置によって所定の皮膜パターンが得られたワークＷの表面Ｆの説明図である。本実施形態では、ワークＷは金属板からなり、この表面Ｆは、格子状に区画されており、９つの領域Ａ１〜Ａ９を有している。なお、このワークＷは、後に説明するが、電極（第一電極）となる。
そして、この表面Ｆに対して４種類の皮膜を電着によって形成し、これら４種類の皮膜による皮膜パターンが得られる。具体的には、領域Ａ２，Ａ４，Ａ６，Ａ８に、第一の皮膜Ｓ１を形成し、領域Ａ１，Ａ９に、第一の皮膜Ｓ１と種類が異なる第二の皮膜Ｓ２を形成し、領域Ａ３，Ａ７に、第一の皮膜Ｓ１及び第二の皮膜Ｓ２と種類が異なる第三の皮膜Ｓ３を形成し、領域Ａ５に、第一、第二及び第三の皮膜Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３と種類が異なる第四の皮膜Ｓ４を形成する。
【００２０】
図１において、パターン形成装置は、複数のタンク１１〜１９を備えている。図２は、これらタンク１１〜１９とワークＷとを分離させた状態の図である。図１及び図２において、パターン形成装置は、ワークＷの表面Ｆに皮膜が形成される前記領域Ａ１〜Ａ９と同数のタンク、つまり、９つのタンク１１〜１９を備えている。
このパターン形成装置は、表面Ｆが上向きとなるようにしてワークＷを設置し、この表面Ｆの上にタンク１１〜１９を載せた状態として使用される。つまり、タンク１１〜１９それぞれは、表面Ｆ側（つまり、下端部側）に開口した構成を有しており、ワークＷの表面Ｆに各タンクの下端部を当接させて使用される。
各タンクの内周面は上下に長い筒形状を有しており、これらタンク１１〜１９の下端部は、表面Ｆに対する当接部９となる。タンク１１〜１９それぞれの下端部（開口端）は、領域Ａ１〜Ａ９それぞれの外周縁に当接する。
【００２１】
図３は、タンク１１〜１９を上下逆とし、前記当接部９を上にして示した説明図である。タンク１１〜１９それぞれの開口端２１〜２９の形状は、領域Ａ１〜Ａ９それぞれの輪郭形状と同一形状である。本実施形態では、領域Ａ１〜Ａ９それぞれは輪郭形状が矩形であり、領域Ａ１〜Ａ９全ての形状は同じである。したがって、開口端２１〜２９それぞれの形状は、全て同じ矩形である。これら開口端２１〜２９は、ワークＷの表面Ｆに当接する当接部９となる。また、タンク１１〜１９それぞれは、その長手方向（上下方向）に沿って、同一の断面形状を有している。
そして、本実施形態では、これらタンク１１〜１９は一体ものとして構成されている。つまり、例えば、タンク１１の内壁面１１ａと、その隣りのタンク１２の内壁面１２ａとは、共通した一つの側壁の両側面からなる。
【００２２】
そして、これらタンク１１〜１９は、開口端２１〜２９を表面Ｆに当接させた状態で、種類の異なる皮膜を形成するための電着液（電解液）をそれぞれ溜めることができる。図４は、タンク１７，１８，１９を断面として示す正面から見た説明図である。この図４によれば、タンク１７，１８，１９それぞれには、異なる種類の電着液Ｌ３，Ｌ１，Ｌ２が溜められている。タンク１１〜１９それぞれの内部空間は、他のタンクの内部空間と独立して構成されており、電着液同士が混ざり合うことがない。
【００２３】
図１において、本実施形態では、タンク１２，１４，１６，１８には、第一の皮膜Ｓ１を形成するための同じ電着液Ｌ１が溜められ、タンク１１，１９には、第二の皮膜Ｓ２を形成するための同じ電着液Ｌ２が溜められ、タンク１３，１７には、第三の皮膜Ｓ３を形成するための同じ電着液Ｌ３が溜められ、タンク１５には、第四の皮膜Ｓ４を形成するための電着液Ｌ４が溜められている。これら電着液Ｌ１〜Ｌ４それぞれは樹脂成分を含み、それぞれ樹脂成分が異なっている。このため、本実施形態では、表面Ｆに、種類の異なる樹脂製の皮膜Ｓ１〜Ｓ４が形成される。
【００２４】
なお、タンク１１〜１９それぞれは、図示しないが、配管を通じてサーバタンクに接続されており、このサーバタンクに溜められている電着液が、前記配管を通じて、タンク１１〜１９それぞれに供給される構成であってもよい。
【００２５】
また、パターン形成装置は、電着液の漏れを防止するシール部８を備えている（図３及び図４参照）。シール部８は、ワークＷの表面Ｆに当接させるタンク１１〜１９の開口端２１〜２９に設けられている。つまり、シール部８は、タンク１１〜１９の当接部９に設けられている。シール部８は、例えばゴム又はシリコン等の樹脂製からなり、開口端２１〜２９に樹脂を接着して構成される。このシール部８によれば、ワークＷの表面Ｆにタンク１１〜１９の開口端２１〜２９を当接させた状態で、タンク１１〜１９内の電着液Ｌ１〜Ｌ４が、表面Ｆと開口端２１〜２９との間から漏れるのを防止することができる。
【００２６】
特に、本実施形態では、ワークＷの表面Ｆに区画されて形成された複数の領域Ａ１〜Ａ９には、隣接している領域（例えば、Ａ７とＡ８）が含まれていることから、これら領域に対応するタンク（図４において、タンク１７とタンク１８）同士は隣接して配置されるが、この場合であっても、電着液Ｌ１（Ｌ３）が漏れて隣りのタンク内の電着液Ｌ３（Ｌ１）と混ざるのを防ぐことができる。
【００２７】
また、タンク１１〜１９内には、第一電極（ワークＷ）の対向電極として第二電極３１〜３９が設けられている（図４参照）。本実施形態では、タンク１１〜１９それぞれの内壁面に電極３１〜３９が設けられている。すなわち、タンク１１〜１９それぞれの内壁面の一部が、第二電極３１〜３９となっている。
なお、前記のとおり、タンク１１〜１９の当接部９にはシール部８が設けられていることから、このシール部８が、非導電性の材料からなり、タンク１１〜１９とワークＷとの間を電気的に絶縁する部材として機能することにより、タンク１１〜１９それぞれの内壁面の全部が、第二電極となっていてもよい。つまり、タンク１１〜１９は、導電性を有する素材により構成されていてもよい。
【００２８】
そして、このパターン形成装置は、更に、電源装置１０を備えている（図１参照）。電源装置１０は、第一電極となるワークＷと、タンク１１〜１９内の第二電極３１〜３９それぞれとの間に所要の直流電圧を印加する。これにより、ワークＷの表面Ｆの領域Ａ１〜Ａ９それぞれに、隣りの領域とは種類の異なる皮膜が形成され、図５に示すような格子状の皮膜パターンが得られる。特に、本実施形態では、電源装置１０は、第一電極（ワークＷ）と、タンク１１〜１９内の第二電極３１〜３９それぞれとの間に、電圧を同時に印加し、同時に電着処理を行う。
【００２９】
以上の構成を備えたパターン形成装置によって、ワークＷの表面Ｆの領域Ａ１〜Ａ９に種類の異なる皮膜を電着によって形成し、これら皮膜によって所定の皮膜パターンを得るパターン形成方法について説明する。
図１及び図２に示すように、ワークＷの表面Ｆのうち、種類の異なる皮膜が形成される領域Ａ１〜Ａ９に対して、これら領域Ａ１〜Ａ９それぞれの輪郭形状と同一の形状である開口端２１〜２９（図３参照）を有しているタンク１１〜１９を当接させる。
【００３０】
そして、これらタンク１１〜１９それぞれに、種類の異なる皮膜Ｓ１〜Ｓ４を形成するための電着液Ｌ１〜Ｌ４を溜め、第一電極となるワークＷと、タンク１１〜１４内の第二電極３１〜３９それぞれとの間に、電源装置１０によって、直流電圧を印加する。
【００３１】
このように電圧を印加することにより、ワークＷの表面Ｆの領域Ａ１〜Ａ９に、種類の異なる皮膜Ｓ１〜Ｓ４が形成され、図５に示す皮膜パターンが得られる。したがって、ワークＷの表面Ｆに種類の異なる皮膜Ｓ１〜Ｓ４を形成するために、従来のようなマスクが不要となることから、その交換も不要であり、皮膜パターンを形成するために要する工数の低減が可能となる。この結果、ワークＷの表面処理を短時間で行うことができ、製品コストの低減に貢献することが可能となる。
【００３２】
特に本実施形態では、タンク１１〜１９それぞれに所要の電着液Ｌ１〜Ｌ４を溜めた状態とし、第二電極３１〜３９それぞれと第一電力（ワークＷ）との間の電圧を同時に印加することで、領域Ａ１〜Ａ９に対して、同時に電着を行うことができ、種類の異なる皮膜Ｓ１〜Ｓ４を同時に形成することができる。
【００３３】
これに対して、従来では、図９により説明したように、複数の領域に対して複数種類の皮膜を形成するためには、複数種類の電着液が溜められた水槽と、複数種類のマスクとが必要であり、水槽を替えながらワークに電着を行い、しかも、水槽を替える毎に、マスクを交換する必要がある。マスクの交換と電着処理とを１つの工程とすると、４種類の皮膜Ｓ１〜Ｓ４を形成するためには、４回の工程を繰り返し行う必要がある。
しかし、本実施形態によれば、マスクは不要であり、また、すべての領域Ａ１〜Ａ９に対して電着処理を同時に行うことで、１工程で、つまり、短時間で、４種類の皮膜Ｓ１〜Ｓ４をワークＷの表面Ｆに形成することが可能となる。
【００３４】
なお、電源装置１０を用いた電着処理のための制御に関して、すべてのタンク１１〜１９で、電圧、電流等が同じ条件となるように制御してもよいが、タンク１１〜１９それぞれで条件を異ならせてもよい。条件としては、電流、電圧、印加時間のうちの少なくとも一つを含む。この制御のために、電源装置１０は、この条件を制御するための制御部（図示せず）を備えている。この制御部は、ＣＰＵや内部メモリを有するマイコンからなる。
【００３５】
例えば、図１に示す実施形態では、電源が単一であり、第一電極となるワークＷと、タンク１１〜１９内の第二電極３１〜３９それぞれとの間に所要の電圧を印加して、同じパラメータ（例えば、電流、電圧）及び同じプロセス（例えば、印加時間）により電着処理を行う場合について説明したが、これ以外として、一つのタンクに対して一つの電源を設けてもよく（図６参照）、この図６の場合、タンク１１〜１９に対して電源Ｖ１〜Ｖ９を設けている。このため、電着処理は、タンク毎にそのパラメータやプロセスを変えて行うことが可能となり、例えば、タンク１１〜１９に貯留されている電着液の特性が様々であっても、その特性に応じてパラメータとプロセスとのうちの一方又は双方を変えて電着処理を行うことが可能となる。
【００３６】
また、本発明のパターン形成装置は、図示する形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであってもよい。例えば、ワークＷは板状ではなく、円筒状や円柱状のものであってもよく、また、ワークの表面に区画されて形成される複数の領域は、矩形でなく、曲線部分を含む形状等その他の形状であってもよい。そして、この領域の輪郭形状に合わせて、タンク（開口端）を形成すればよい。
【符号の説明】
【００３７】
８：シール部    １０：電源装置    １１〜１９：タンク    １１ａ：内壁面    ２１〜２９：開口端    ３１〜３９：第二電極    Ｗ：ワーク（第一電極）    Ｆ：表面    Ａ１〜Ａ９：領域    Ｌ１〜Ｌ４：電着液    Ｓ１：第一の皮膜    Ｓ２：第二の皮膜    Ｓ３：第三の皮膜    Ｓ４：第四の皮膜
【図１】
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【図２】
2014040633.tif 000004
【図３】
2014040633.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2014040633.tif 000008
【図７】
2014040633.tif 000009
【図８】
2014040633.tif 000010
【図９】
2014040633.tif 000011