(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解槽に満たされた電解液中に個片状の複数のワークを連続的に移動して通すことにより該ワークを電解研磨する電解研磨装置において、
電解槽中に投入されたワークを検知するセンサと、
前記センサによる検知結果に基づくワーク数に応じて電解研磨用の全体電流を制御する制御部と、を備え、
前記センサは、電解液中を移動中の１個のワークに流れる電解研磨用の電流を計測してワークを検知することを特徴とする電解研磨装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記センサの電流計測結果に基づいてワーク投入の良不良を検知し、異常箇所以外のワークに対する電流密度を所望の値になるように電解研磨用の全体電流を制御することを特徴とする請求項１に記載の電解研磨装置。
【請求項３】
前記センサは、電解槽の入口部分に配置され、電解槽に新たに投入されるワークに流れる電解研磨用の電流を計測することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電解研磨装置。
【請求項４】
前記センサは、電解槽の入口部分と出口部分の２箇所に配置されてそれぞれ投入される１個のワークと排出される１個のワークに流れる電流を計測し、
前記制御部は、前記出口部分のセンサによって計測される電流値を所望の電流値とするように電解研磨用の全体電流を制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電解研磨装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記入口部分のセンサの電流計測結果に基づいて投入不良としたワークが電解槽の出口部分に至ったときに、前記出口部分のセンサによって計測される電流値に基づく電流制御を行わずに、電解槽内のワーク数に基づいて電解研磨用の全体電流を制御することを特徴とする請求項４に記載の電解研磨装置。
【請求項６】
前記制御部は、電解研磨用の電流を流す電流源の電圧をモニタしており、電解槽に新たにワークが投入された際に前記電圧の変化率が所定の電圧範囲を越えたときに、ワークに投入不良が発生したとみなすことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の電解研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、個片状の複数のワークを連続的に通すことによりワークを電解研磨する電解研磨装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電解液中に浸した導電性の被加工物（ワーク）を正極として電解液中で直流電流を流すことにより被加工物の表面を電気化学的に研磨するいわゆる電解研磨装置が、金属表面の仕上げのために広く用いられている。電解研磨は電解めっきの逆反応として理解される。
【０００３】
このような電解研磨において、電解研磨による加工品質を安定に保つには、めっき品質の確保の場合と同様に、ワークにおける電流密度を一定に保つことが重要である。電流密度が変動した場合、ワーク表面の研磨除去量が電流密度に比例して変動したり、面粗度などの表面状態が変化したりして、これらの変動が品質不良の原因となる。ところが、個片状の複数のワークを連続的に処理する場合、簡略な方法として、電解液中に存在する全ワークに供給する全体電流を定電流源を用いて一定に制御することによって、電流密度を一定に保つことが行われている。
【０００４】
上述の電流密度をより詳細に制御する例として、多層配線基板のめっき装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この例では、めっき液中に露出する露出面に供給する電流を該露出面面積の拡大に応ずる所定の条件に従って増加させ、露出面に供給される電流の電流密度を一定に保つ工夫がなされている。
【０００５】
また、個片状の複数のワークを連続的に通すことによりワークを電解研磨する電解研磨装置の例として、電解液中に多数のローラを配置して搬送機構を形成し、このローラと電解液中の対極との間に電圧を印加してワークに電解研磨処理を施す装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００７−２３３６８号公報
【特許文献２】特開２００１−２０７３００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した特許文献１に示されるような装置は、露出面積の変化が、ワークの形状や電流の流し方によって予想される面積変化率を予め数式的に求めたものであって、処理中の予想外の変化には対応することができない。また、上述した特許文献２には電流密度の制御について何ら記載されていない。
【０００７】
ここで、電流密度の制御についてさらに述べる。個片状の同一種類の複数のワークを連続的に電解槽（電解液中）に通すことによりワークを電解研磨する電解研磨装置において、装置が正常に稼動している状態においては、電解槽に入っているワークの数は一定であるので、全体電流を一定に保つことにより電流密度を一定にすることができる。しかしながら、設備の稼動開始時には、電解槽に投入されるワークの数はゼロから一定数まで増加し、稼動終了時には、一定数からゼロまで減少するので、全体電流を一定にするだけでは電流密度を一定に保つことはできない。
【０００８】
上述の処理開始、処理終了時の電流変動の問題は、ダミーのワークを投入することにより解決できるが、ワークの種類毎にダミーを準備する必要がある。しかしながら、定常稼動時において、ワーク投入に失敗してしまうトラブルが発生した際には、電解槽に入っている実質的なワークの数が変動することになるので、やはり、全体電流を一定にするだけでは電流密度を一定に保つことはできない。
【０００９】
さらに、外見上は電解槽内のワークの数が一定数に保たれている場合においても、給電部とワークとの電気的接触不良などによって接触抵抗が極端に大きくなった場合には、総電流を一定にするだけでは電流密度を一定に保つことはできない。このように、電流密度を変動させる要因は様々に存在する。そして、定電流源が一定の電流を流しているのに、ワークの欠落や接触不良などが発生して実行電極面積が変動するので、たった１つのワークにおける不具合が電流密度の変動を生じさせ、ひいては、電解槽に入っているワーク全ての加工品質に悪影響を与えてしまうことになる。
【００１０】
本発明は、上記課題を解消するものであって、簡単な構成により、電解槽中のワーク数の変動やワークの脱落、欠損による電流密度変化に対応してワークに対して所望の電流密度となるように電流を制御し、高品質処理を実現できる電解研磨装置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】
【００１１】
上記課題を達成するために、請求項１の発明は、電解槽に満たされた電解液中に個片状の複数のワークを連続的に移動して通すことにより該ワークを電解研磨する電解研磨装置において、電解槽中に投入されたワークを検知するセンサと、前記センサによる検知結果に基づくワーク数に応じて電解研磨用の全体電流を制御する制御部と、を備え、前記センサは、電解液中を移動中の１個のワークに流れる電解研磨用の電流を計測してワークを検知するものである。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１に記載の電解研磨装置において、前記制御部は、前記センサの電流計測結果に基づいてワーク投入の良不良を検知し、異常箇所以外のワークに対する電流密度を所望の値になるように電解研磨用の全体電流を制御するものである。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載の電解研磨装置において、前記センサは、電解槽の入口部分に配置され、電解槽に新たに投入されるワークに流れる電解研磨用の電流を計測するものである。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項１または請求項２に記載の電解研磨装置において、前記センサは、電解槽の入口部分と出口部分の２箇所に配置されてそれぞれ投入される１個のワークと排出される１個のワークに流れる電流を計測し、前記制御部は、前記出口部分のセンサによって計測される電流値を所望の電流値とするように電解研磨用の全体電流を制御するものである。
【００１５】
請求項５の発明は、請求項４に記載の電解研磨装置において、前記制御部は、前記入口部分のセンサの電流計測結果に基づいて投入不良としたワークが電解槽の出口部分に至ったときに、前記出口部分のセンサによって計測される電流値に基づく電流制御を行わずに、電解槽内のワーク数に基づいて電解研磨用の全体電流を制御するものである。
【００１６】
請求項６の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の電解研磨装置において、前記制御部は、電解研磨用の電流を流す電流源の電圧をモニタしており、電解槽に新たにワークが投入された際に前記電圧の変化率が所定の電圧範囲を越えたときに、ワークに投入不良が発生したとみなすものである。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明によれば、電解液中を移動中の１個のワークに流れる電解研磨用の電流を計測してワークを検知するので、赤外線センサや近接センサなどを用いてワークの有無を検知する方法に比べて、外見では判断ができないような電気接続に関する異常（給電部とワークの接触不良など）も検出でき、電流計測結果に基づいて、ワーク数の変動やワークの脱落、欠損による電流密度変化に対応して異常箇所以外のワークに対して所望の電流密度となるように電流を制御でき、高品質処理を実現できる。すなわち、ワークを検知するセンサを備えることにより、電解槽内に入っているワークの数を正確に管理することにより、電流密度を一定に保つことができ、不良を防ぐことができる。また、本発明によれば、処理開始、処理終了時の電流変動の問題を、ダミーのワークを投入することなく解決できる。
【００１８】
請求項２の発明によれば、異常箇所以外のワークに対する電流密度を所望の値になるように電解研磨用の全体電流を制御するので、高品質処理を実現できる。
【００１９】
請求項３の発明によれば、電流計を入口部分に配置することにより、必要最少限のセンサ数でワーク検知の機能を果たすことができる。通常、電解槽中ではワーク数の変動は発生しないと考えられるので、入口部分で投入失敗などによるワーク欠落の発見を早期に行って電解槽中で既に処理中の他のワークへの影響を最小限にとどめることができる。
【００２０】
請求項４の発明によれば、互いに離間した少なくとも２つのセンサで電流を計測することができるので、２つのセンサのうち、一方のセンサ位置においてワークが欠損している場合であっても、通常、他方のセンサ位置におけるワークに流れる電流を測定できる。また、出口部分のセンサによって計測される電流値を制御用に用いるので、ワーク１個あたりの電流、すなわち電流密度に基づいて全体電流を制御でき、高品質処理を実現できる。つまり、出口部分に設けた電流計を用いて、出口部分における正常なワークに対しての電流値が最適となるように全体の電流を制御することにより、状態をフィードバックした正確な電流密度制御をすることができる。
【００２１】
この場合、ワーク１個あたりの最適電流値にワーク数を掛け算して得られた電流値となるように電解研磨用の全体電流を制御する制御方法よりも、より処理中の状況に即した制御ができる。また、電流制御の基準とされる出口部分のワークと、少なくとも同一形状かつ電気的に同一状態の電解槽中のワークには、その基準とされたワークと同量の電流が流れるので、１つのワークにおける不具合が電流密度の変動を生じさせて電解槽に入っているワーク全ての加工品質に悪影響を与えるという従来の問題を解消することができる。
【００２２】
請求項５の発明によれば、出口部分のワークにおける電流値が参照できるときと参照できないときとを使い分けるので、その場面における最適な方法で電流制御を行うことができ高品質処理を実現できる。
【００２３】
請求項６の発明によれば、定電流制御を行っている場合において、電解槽内のワークの数が減少したり電流が流れない不良があったりした場合、電圧値が上昇し電流密度も上昇することに基づいて電圧値の上昇をモニタするので、ワークへの電流供給異常を効果的に検出でき、電流密度制御に反映して高品質処理を実現できる。この場合、電解液の抵抗率は液の温度や液中の金属イオン濃度によって変化するため、電圧値が閾値を越えるかどうかの判断ではなく、電圧値の変化率に注目することにより電流供給異常検出の機能を果たすことができる。この方法によれば、簡易な構成により不良判断をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態に係る電解研磨装置について、図面を参照して説明する。
【００２５】
（第１の実施形態）
図１（ａ）は本発明の第１の実施形態に係る電解研磨装置の全体構成を示し、図１（ｂ）は電解研磨プロセスの流れを示す。電解研磨装置１は、電解槽２に満たされた電解液２ａ中に個片状の複数のワークＷを連続的に通すことにより該ワークＷを電解研磨する電解研磨装置である。電解研磨装置１は、電解槽２中に投入されたワークＷを検知するセンサ３と、センサ３による検知結果に基づくワーク数に応じて電解研磨用の電流を制御する制御部４と、を備えている。制御部４は、ワーク１個あたりの最適電流値にワーク数を掛け算して得られた電流値となるように電解研磨用の全体電流を制御して高品質処理を実現する。以下、詳細に説明する。
【００２６】
電解研磨装置１は、金属片から成る各ワークＷを電解研磨するために、電解研磨の前後に前処理や後処理を行う設備を備えている。その処理の全体は、例えば、ワーク取付けａ、電解研摩ｂ、液切りｃ、洗浄ｄ、液切りｅ、乾燥ｆ、ワーク取外しｇ、の７工程からなる。ワークＷは、これらの工程を順番に経て電解研磨される。
【００２７】
上述の各工程に対応して、ワーク自動取付け装置（不図示）、電解槽２、エア１２ａを噴出する液きりノズル１２、洗浄槽１３、エア１５ａを噴出する液きりノズル１５、熱風１６ａを噴出する乾燥ノズル１６、ワーク自動取外し装置（不図示）が、この順番で配置され、これらが配置された空間の上方に、一方方向に一定速度で循環走行するリング状の金属ベルト１０が配置されている。
【００２８】
金属ベルト１０は、ワークＷの搬送とワークＷへの給電経路の役割を担い、金属ベルト１０が一定の速度でワークＷを搬送することにより、ワークＷの加工時間が一定に保たれる。金属ベルト１０は、ワークＷを吊り下げて搬送するための金属角棒を一定間隔で備えている。各金属角棒には、ワークＷを固定するためのクリップが設けられている（これらの構造は、後述の図４に、金属角棒１０ａ、クリップ１０ｂとして示されている）。
【００２９】
金属ベルト１０は、給電ローラ５１を介して電流源５の正極に接続され、搬送中のワークＷは、金属ベルト１０、金属角棒１０ａ、およびクリップ１０ｂを介して給電される。電流源５の負極側は、電解槽２の電解液２ａ中に設けられた電極板（不図示、後述の図２に電極板５２として示されている）に接続されている。
【００３０】
センサ３は、電解槽２中に投入されたワークＷを検知して、その検知結果を制御部４に送信するものであればよい。センサ３は、例えば、赤外線センサ、近接センサ、あるいは、機械的にワークＷに接触してオンオフするスイッチ（例えば、電解槽２の入口部分に配置したレバーによって動作する微小接点間隔とスナップアクション機構とを有するいわゆるマイクロスイッチ）などを用いることができる。
【００３１】
ここで、電解研磨装置１の動作、すなわち、ワークＷに対する処理を、順番に説明する。処理前のワークＷは、マガジン１１に収納されている。ワーク自動取付け装置（不図示）は、電解槽２の入口前において、ワークＷをマガジン１１から取り出し、一定速度で移動中の金属ベルト１０の金属角棒１０ａにクリップ１０ｂを用いて装着する。
【００３２】
ワークＷは、金属ベルト１０に次々と装着され、搬送されて電解槽２に投入される。電解槽２の入口部分では、センサ３が投入されたワークＷを検知して、検知結果を制御部４に送信する。制御部４は、時間経過と共に電解槽２から排出されるワークＷの数と、センサ３から送信される投入されたワークＷの数から、電解槽２に存在するワークＷの個数を把握することができる。制御部４は、ワーク１個あたりの最適電流値にワーク数を掛け算して得られた電流値の電流を出力するように電流源５を制御して、電解研磨用の全体電流を制御する。
【００３３】
電解槽２を通過したワークＷは、液きりノズル１２から噴出するエア１２ａによって電解液が吹き飛ばされ（すなわち、液きりされ）、洗浄槽１３に投入されて洗浄液１３ａによって洗浄される。なお、洗浄液１３ａは、不図示のポンプによって循環されており、洗浄槽１３の外部のイオン交換樹脂１４によって再生されて、洗浄槽１３の下流側から上流側に向かってオーバフローしながら流されている。
【００３４】
洗浄槽１３を通過したワークＷは、液きりノズル１５から噴出するエア１５ａによって洗浄液が吹き飛ばされ、乾燥ノズル１６から噴出する熱風１６ａによって乾燥され、ワーク自動取外し装置（不図示）によって金属ベルト１０から外されて、マガジン１７に収納され、電解研磨装置１による処理が終了する。
【００３５】
上述の電解槽２についてさらに述べる。電解槽２の入口側と出口側は、二重箱構造になっており、それぞれワークＷが通過可能なスリットが設けられている（不図示）。また、内側の箱体のスリットからは、内部の電解液２ａがオーバフローして、外側の箱体に溢れ出し、溢れ出た電解液２ａは外側の箱体によって回収される。ワークＷは、電解液２ａがオーバフローしているスリットを通って電解液２ａ中に入り、同様に電解液２ａがオーバフローしているスリットを通って電解液２ａ中から出てくる。ワークＷが電解液２ａの中に入ると、ワークＷに電流が流れて、ワークＷが電解研磨される。
【００３６】
ここで、ワークＷが有効に電解研磨される電解槽２の長さを有効電解長Ｌとする。また、ワークＷが投入されるピッチ、つまり、上述の金属ベルト１０に取り付けられた金属角棒１０ａのピッチをピッチＤとする。このとき、有効電解長Ｌが、ピッチＤの整数倍、つまり、Ｌ＝ｎ×Ｄ、（ｎは整数）であると、有効電解長Ｌの内部に存在するワークＷの個数が常にｎとなる（但し、ワークＷの取付け欠損はないとする）。つまり、例えば、入口側でワークＷが三分の一だけ有効電解長Ｌの中に侵入したとき、出口側で、同様に、ワークＷが三分の一だけ有効電解長Ｌから出ており、入口側で半分だけ有効電解長Ｌの中に侵入したとき、出口側で、半分だけ出ていることになる。
【００３７】
なお、ワークＷの取付け欠損がある場合は、金属ベルト１０の搬送速度に基づいて、その欠損部の位置が有効電解長Ｌのどこにあるかを判断できると共に、有効電解長Ｌの中のワークＷの数を算出することができる。
【００３８】
本発明において処理対象とする複数のワークＷは、全て同一形状と仮定されている。ワークＷは、例えば、電気かみそりの外刃のような薄い金属片に多数の加工孔を有するものであり、機械加工やエッチング加工されたワークＷの加工部が電解研磨される。また、本発明において、ワークＷは個片状の物であれば適用でき、その大きさや形状に限定されるものではない。
【００３９】
本実施形態の電解研磨装置１によれば、投入されたワークＷの数をセンサ３の検知結果に基づいてカウントし、電解槽２に入っているワークＷの数に基づいて電解研磨用の電流を制御するので、ワーク数の変動やワークＷの脱落、欠損による電流密度変化に対応してワークＷに対して所望の電流密度となるように電流を制御でき、高品質処理を実現できる。すなわち、ワークＷを検知するセンサ３を備えることにより、電解槽２内に入っているワークＷの数を正確に管理することができ、従って、電流密度を一定に保つことができ、不良を防ぐことができる。また、順次変化する電解槽２内のワークＷの個数に応じて電流を制御できるので、処理開始、処理終了時の電流変動の問題を、ダミーのワークを投入することなく解決できる。
【００４０】
（第２の実施形態）
図２は第２の実施形態に係る電解研磨装置の電解槽の平面図と電流制御のブロック構成を示し、図３（ａ）〜（ｄ）はワークの電流計測の様子を示し、図４は電流計測用のクランプ部の外観と動作を示す。本実施形態の電解研磨装置１は、上述の第１の実施形態において、１個のワークＷに流れる電解研磨用の電流を計測してワークＷを検知するセンサ３を備えるものであり、そのセンサ３は、電解槽２の入口部分に配置され、電解槽２に新たに投入されるワークＷに流れる電解研磨用の電流を計測する。
【００４１】
図２に基づいて電解槽２の詳細部分の構成を説明する。金属ベルト１０は、給電ローラ５１を介して電流源５の正極に接続されている。電解槽２には、ワークＷの両側に電極板５２が設けられ、それは電流源５の負極に接続されている。
【００４２】
センサ３は、クランプ式電流計であって、そのクランプ部３１が電解槽２の入り口部分に配置されている。クランプ部３１は、金属ベルト１０の動きに同期して移動することができ、電解槽２に新たなワークＷが入ってくる毎に、その新たなワークＷに流れる電流を測定する。
【００４３】
上述のクランプ部３１の動きをさらに説明する。図３（ａ）において、クランプ部３１は、新たに投入されたワークＷに対して電流測定のために退避位置からワークＷに接近するところである。クランプ部３１は、ワークＷに接近後、図３（ｂ）、図４に示すように、金属角棒１０ａを囲む配置とされる。金属角棒１０ａは、金属ベルト１０とワークＷとを電気的かつ機械的に接続する導体であり、クランプ部３１は、金属角棒１０ａを流れる電流、従ってワークＷを流れる電流を計測する。
【００４４】
クランプ部３１は、図３（ｃ）示すように、金属ベルト１０の移動に同期して移動し、その間、金属角棒１０ａを流れる電流を計測する。クランプ部３１は、ワークＷの装着ピッチ（前述のピッチＤ）を移動する前に、図３（ｄ）示すように、金属角棒１０ａから後退して電流計測を中止し、図３（ａ）示す状態に復帰し、次の新たに投入されるワークＷについて電流計測を開始する。従って、クランプ部３１は、図３における矢印ｐで示すように、接近、移動、後退、復帰の動作を繰り返して、新たに投入されたワークＷに流れる電流を測定する。
【００４５】
制御部４は、上述のセンサ３から送られる電流測定結果に基づいて、ワーク有無判別、接触不良判別、電解槽内ワーク数カウント、電解研磨用に流す電流値（全体電流Ｉ）の計算、および電流源５の制御による電流制御を行う。
【００４６】
上述のワーク有無判別、不良判別は、新たに電解槽２に入ってきたワークＷに対する電流値が、予め設定した範囲から外れた場合に不良と判断することにより行われる。ワークＷが無い状態も不良に含めるものとする。ワークＷが無い状態では、金属角棒１０ａが電解液２ａに浸かっている少ない面積部分からしか電流が流れないので、他の正常なワークＷと比べて測定値が非常に低い値となる。判別基準となる電流値の範囲は、品質要求から許容される電流のばらつき範囲を根拠に決定する必要がある。
【００４７】
また、電解槽２内のワークＷ数のカウントは、上記判定結果、電解槽２の有効長さ、および金属ベルト１０の搬送速度に基づいて求めることができる。制御部４は、電解槽２内のどの場所を不良のワークＷが移動中かという位置情報を常時算出する。制御部４は、不良ワークＷの位置情報を参照して、電解槽２内のワークＷの個数を求めて記憶する。制御部４は、電解槽２内に存在するワークＷの個数に応じて、電解研磨のための全体電流Ｉを算出し、全体電流Ｉを流すように電流源５を制御する。
【００４８】
本実施形態の電解研磨装置１によれば、赤外線センサや近接センサなどを用いてワークＷの有無を検知する方法に比べて、１個のワークＷに流れる電流値を計測してワークＷを検知する方法は、外見では判断ができないような電気接続に関する異常、例えば、給電部であるクリップ１０ｂにおけるワークＷの電気的接触不良なども検出できる。また、電流計測結果に基づいて異常箇所以外のワークＷに対する電流密度を所望の値になるように制御できる。
【００４９】
また、電流計から成るセンサ３を入口部分に配置することにより、必要最少限のセンサ数でワークＷ検知の機能を果たすことができる。通常、電解槽２中ではワークＷ数の変動は発生しないと考えられるので、入口部分で投入失敗などによるワークＷ欠落の発見を早期に行って電解槽２中で既に処理中の他のワークＷへの影響を最小限にとどめることができる。
【００５０】
（第３の実施形態）
図５は第３の実施形態に係る電解研磨装置の電解槽の平面図と電流制御のブロック構成示す。本実施形態の電解研磨装置１は、第２の実施形態の電解研磨装置１においてセンサ３を電解槽２の出口部分に追加したものである。すなわち、電解研磨装置１において、センサ３は、電解槽２の入口部分と出口部分の２箇所に配置されてそれぞれ投入されるワークＷと排出されるワークＷに流れる電流を計測する。出口部分におけるクランプ部３１は、入口部分におけるクランプ部３１と同様の動作を行って、排出されつつあるワークＷに流れる電流を測定し、その測定結果は制御部４に送信される。
【００５１】
制御部４は、入口部分のセンサ３の電流計測結果に基づいてワークＷ投入の良不良を検知すると共に、出口部分のセンサ３によって計測される電流値を所望の電流値とするように電解研磨用の全体電流Ｉを制御する。
【００５２】
それぞれの計測された電流値は、制御部４へ入力される。制御部４は入力された情報に基づいて、ワーク有無判別、接触不良判別、電解槽内ワーク数カウント、電流値計算、を行い電流指令の信号を電流源５へと出力する。電流源５は、制御部４によって指示された電流値を出力するように定電流制御を行う。
【００５３】
本実施形態の電解研磨装置１によれば、互いに離間した少なくとも２つのセンサ３で電流を計測することができるので、２つのセンサ３のうち、一方のセンサ位置においてワークＷが欠損している場合であっても、通常、他方のセンサ位置におけるワークＷに流れる電流を測定できる。また、出口部分のセンサ３によって計測される電流値をを制御用に用いるので、ワークＷの１個あたりの電流、すなわち電流密度に基づいて全体電流を制御でき、高品質処理を実現できる。
【００５４】
なお、理想的には全てのワークＷに対するそれぞれの電流値をフィードバックすることが望ましいが、全てをモニタすることは現実的ではなく、出口部分の１箇所の電流値をモニタすることにより、必要最少限のセンサ数で有効な制御を実現できる。つまり、出口部分に設けた電流計を用いて、出口部分における正常なワークＷに対しての電流値が最適となるように制御することにより、状態をフィードバックした正確な電流密度制御をすることができる。この場合、ワーク１個あたりの最適電流値にワーク数を掛け算して得られた電流値となるように電解研磨用の全体電流を制御する制御方法よりも、より処理中の状況に即した制御ができる。
【００５５】
（第４の実施形態）
図６、図７は第４の実施形態に係る電解研磨装置の電解電流制御のフローチャートを示す。本実施形態の電解研磨装置１は、上述の第３の実施形態の電解研磨装置１において電解研磨用の電流制御をさらに詳細にしたものである。すなわち、電解研磨装置１において、制御部４は、入口部分のセンサ３の電流計測結果に基づいて投入不良としたワークＷが電解槽の出口部分に至ったときに、出口部分のセンサ３によって計測される電流値に基づく電流制御を行わずに、電解槽２内のワーク数に基づいて電解研磨用の全体電流を制御するものである。
【００５６】
上述の電流制御の処理を、電解槽２の入口部分における処理と、電解槽２の出口部分における処理とに分けて説明する。制御部４は各センサ３、すなわちクランプ部３１を備えた電流計を制御しており、電解槽２の入口部分において、図６に示すように、センサ３によって、新たに投入されたワークＷの電流計測を行う（＃１）。制御部４は、その電流計測結果に基づいて、新たに投入されたワークＷの良不良判断を行い（＃２）、その結果に基づいて電解槽２内の良品ワーク数を算出する（＃３）。
【００５７】
その後、制御部４は、処理終了かどうかを判断し、終了でない場合には（＃４でＮｏ）、次の新たに導入されるワークＷについて上記の処理を行うため、ステップ＃１に処理を戻し、以下同様に繰り返す。処理が終了の場合には（＃４でＹｅｓ）、処理を終了する。
【００５８】
上述のステップ＃１〜＃４の処理は、新たなワークＷが電解槽２に投入されるタイミング、すなわち、金属ベルト１０の移動速度とワークＷの装着ピッチＤとに基づく時間間隔（その間隔を時間ΔＴとする）で繰り返される。
【００５９】
制御部４は、上述のワークＷの良不良の判断結果を記憶しており、電解処理中の各時点における電解槽２中における、良品ワークＷの個数と、不良品ワークＷの位置とを把握している。これらの情報は、以下に述べる電解槽２の出口部分における処理において参照される。
【００６０】
電解槽２の出口部分における処理は、図７に示すように、繰り返し処理の最初のステップにおいて、制御部４によってタイマがセットされる（Ｓ１）。このタイマは、上述の時間ΔＴから所定の時間を差し引いた時間に設定されている。その所定の時間は、上述のクランプ部３１が復帰するのに要する時間などを含んでいる。
【００６１】
次のステップで、制御部４は、電解槽２の出口部分において、電流測定の対象としているワークＷの良不良を、上述の図６の処理において得られた情報に基づいて、判断する（Ｓ２）。なお、不良ワークは、ワークの欠落の場合も含めた表現となっている。
【００６２】
制御部４は、対象とするワークＷが良品ワークＷの場合に（Ｓ２でＹｅｓ）、対象ワークＷに流れる電流を測定し（Ｓ３）、電流源５に出力指令するための、新しい電流指令値Ｉｎを決定する（Ｓ４）。
【００６３】
電流指令値Ｉｎは、Ｉｎ＝Ｉｃ＋ｋ（ｉｄ−ｉｅ）、によって決定される。ここで、Ｉｃは、電流源５に対する現在の電流指令値、ｋは定数、ｉｄはワークＷの１個あたりの最適電流値、ｉｅは出口部分の電流計による対象ワークＷに流れる電流の測定値である。
【００６４】
上述のように、新しい電流指令値Ｉｎは、出口部分の良品ワークＷに流れる電流値ｉｅ（測定値）に基づいて、他のワークＷに流れる電流をフィードバック制御するように決定される。従って、上記の定数ｋは、フィードバックの効き具合を決定する定数であり、一般的なフィードバック手法に基づいて決定される。
【００６５】
また、上述のステップＳ２において、対象とするワークＷが不良品とされる場合に（Ｓ２でＮｏ）、新しい電流指令値Ｉｎは、電解槽２内の良品ワークＷの個数ｎに基づいて決定される（Ｓ５）。すなわち、上記のｉｄを用いて、Ｉｎ＝ｎ×ｉｄ、によって決定される。
【００６６】
上述のように、ワークＷの良不良に応じて決定された新しい電流指令値Ｉｎが、制御部４によって、電流源５に与えられ、電流源５は電流Ｉｎ（全体電流Ｉ）を出力する（Ｓ６）。
【００６７】
その後、制御部４は、タイマが時間切れでない場合に（Ｓ７でＮｏ）、上述のステップＳ２から処理を繰り返す。出口部分におけるワークＷが良品の場合、ステップＳ４における数式による電流指令値Ｉｎによるフィードバック制御を一定時間内に繰り返すことにより、出口部分の電流計による測定値ｉｅがワーク１個あたりの最適電流値ｉｄへと収束する。また、出口部分のワークＷが不良のため電流値を参照できないときには、ステップＳ５による電流指令値Ｉｎを用いるので、制御部４は、その場面における最適な方法で電流制御を行うことができる。
【００６８】
上述のタイマが時間切れとは、現在電流測定の対象としているワークＷが排出されてしまうので、次に排出されるワークＷを電流測定の対象にすべきという指示と解される。クランプ部３１は、測定対象を次のワークＷに切り替える（乗り換える）ことになる。
【００６９】
タイマが時間切れの場合には（Ｓ７でＹｅｓ）、制御部４は、全体の処理が終了かどうかを判断する（Ｓ８）。ステップＳ８で処理終了ではないとされる場合（Ｓ８でＮｏ）、制御は、ステップＳ１から繰り返され、ステップＳ８で処理終了とされる場合（Ｓ８でＹｅｓ）、処理は終了される。
【００７０】
本実施形態の電解研磨装置１によれば、出口部分のワークＷに流れる電流値が参照できるときと参照できないときとを使い分けるので、その場面における最適な方法で電流制御を行うことができ高品質処理を実現できる。なお、図６を参照して説明した入口部分における良不良の判断は（＃２）、ワークＷ投入後のなるべく早い時期に行われる方が好ましいが、本実施形態の電流制御によると、電解槽２の入口部分と出口部分とにおいて同時に不良のワークＷが存在しない限り、時間ΔＴの間に行えばよいことになる。
【００７１】
（第５の実施形態）
第５の実施形態に係る電解研磨装置１は、上述の第１乃至第４の実施形態の電解研磨装置において、制御部４が、電解研磨用の電流を流す電流源５の電圧をモニタしており、電解槽２に新たにワークＷが投入された際にその電圧の変化率が所定の電圧範囲を越えたときに、そのワークＷに投入不良が発生したとみなすようにしたものである。
【００７２】
本実施形態の電解研磨装置１によれば、定電流制御を行っている場合において、電解槽２内のワークＷの数が減少したり電流が流れない不良があったりした場合、電圧値が上昇し電流密度も上昇することに基づいて電圧値の上昇をモニタするので、ワークＷへの電流供給異常を効果的に検出でき、電流密度制御に反映して高品質処理を実現できる。
【００７３】
この場合、電解液２ａの抵抗率は、通常、液の温度や液中の金属イオン濃度によって変化するので、電圧値が閾値を越えるかどうかの判断ではなく、電圧値の変化率に注目することにより、確実かつ効果的に電流供給異常検出の機能を果たすことができる。この方法によれば、簡易な構成により不良判断をすることができる。
【００７４】
なお、本発明は、上記構成に限られることなく種々の変形が可能である。例えば、上述した各実施形態の構成を矛盾のない範囲で互いに組み合わせた構成とすることができ、そのような組合せ可能な構成の実施形態は明記されていなくても当然に本発明に含まれる。なお、電解研磨と電解めっきとは、互いに逆プロセスの関係にあるので、本発明は、電解めっき装置に対しても、電解研磨装置と同様に適用することができる。
【００７５】
また、第３、第４の実施形態において、電解槽２の出口部分におけるワークＷに流れる電流を測定して電流制御の対象とすること（電流制御の基準とすること）について述べたが、この場合の出口部分における電流測定の位置（より詳しくは移動するので範囲）は、少なくとも、電解槽２の有効電解長Ｌの内部であって、入口部分のワークＷよりも下流側、かつ、ワーク装着のピッチＤの範囲において有効に電流測定できる範囲を確保できる位置、が好ましい。
【００７６】
また、第４の実施形態において、必要に応じて、出口部分の注目する１つのワークＷについて、ピッチＤの大略２倍の距離の間、その注目するワークＷを電流制御の基準とするようにしてもよい。これは、クランプ部３１の移動距離を長くすることにより対応できる。このような構成とすることにより、出口部分でのワークＷが不良の場合に、電解槽２内のワークＷの個数に基づく電流制御の替わりに、正常ワークＷに流れる電流値に基づいて全体電流をより適切に制御できる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】（ａ）は本発明の第１の実施形態に係る電解研磨装置の全体構成図、（ｂ）は電解研磨の一連の工程図。
【図２】第２の実施形態に係る電解研磨装置の電流制御のブロック構成と電解槽の平面図。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は同上電解研磨装置におけるワークの電流計測を説明する電解槽の入口部分の平面図。
【図４】同上電流計測用のセンサの動作を説明する斜視図。
【図５】第３の実施形態に係る電解研磨装置の電流制御のブロック構成と電解槽の平面図。
【図６】第４の実施形態に係る電解研磨装置の電解槽入口部分における処理のフローチャート。
【図７】同上電解研磨装置の電解槽出口部分での処理と電流制御のフローチャート。
【符号の説明】
【００７８】
１    電解研磨装置
２    電解槽
２ａ    電解液
３    センサ
４    制御部
５    電流源
Ｉ    全体電流
Ｗ    ワーク
【図１】
0005100259.tif 000002
【図２】
0005100259.tif 000003
【図３】
0005100259.tif 000004
【図４】
0005100259.tif 000005
【図５】
0005100259.tif 000006
【図６】
0005100259.tif 000007
【図７】
0005100259.tif 000008