表面处理方法及表面处理装置与流程

本发明涉及一种用于对被处理体进行表面处理的表面处理方法及表面处理装置。更详细而言，本发明涉及一种用于在由铝、钽、铌、钛、铪、锆、锌、钨、铋或锑等的阀金属构成的被处理体的被处理面形成氧化被膜的表面处理方法及表面处理装置。此外，阀金属也被称作“valvemetals”或“阀门金属”。

背景技术：

已知有如下的表面处理方法：即，如图7a及图7b所示，通过对小面积的被处理体111进行包含微电弧氧化处理在内的阳极氧化处理，从而在被处理体的表面上形成氧化被膜。在图7a及图7b中，附图标记121表示电解液槽，附图标记122表示电解液。在被处理体111为小面积的情况下，也可以通过将被处理体111的整体浸渍在电解液122中而形成氧化被膜。然而，伴随着被处理体111成为大面积，在图7a及图7b所示的技法、即包含需要高电压及高电流密度的微电弧氧化处理在内的阳极氧化处理中，电源或冷却器等的设备变大，难以处理大面积的被处理体。

为了解决该问题，本发明人以往提出了如下的表面处理方法(专利文献1)：即，通过分割大面积的被处理体的表面并分多次进行包含微电弧氧化处理在内的阳极氧化处理，从而在被处理体的整个表面上形成氧化被膜。在此，微电弧氧化处理(伴随火花放电的阳极氧化处理)为阳极氧化处理的一种，是指能够形成优异的氧化被膜的表面处理方法。然而，专利文献1所公开的方法具备通过从电解液中提拉被处理体而去除掩模材料的工序，因此具有操作效率差的问题。

为了解决专利文献1的方法中的问题，本发明人进一步提出了不使用掩模而进行表面处理的方法(专利文献2)。由此，不需要去除掩模材的工序，操作效率得到改善。然而，在专利文献2所公开的方法中，在被处理体的处理面残留有条纹图案，需要改善处理面的外观。

因此，本发明人研究了如下的方法：在不分割大面积的被处理体的表面的情况下，对数m²的被处理体进行微电弧氧化处理。在微电弧氧化处理(伴随火花放电的阳极氧化处理)的情况下，与未伴随火花放电的通常的阳极氧化处理相比较，在高电流密度且高电压下进行处理。因此，在通过微电弧氧化处理对处理面积大的被处理体形成氧化被膜的情况下，具有如下的问题：需要大规模的电源设备或大型的电解液冷却机构等，从而在设备方面花费成本。

专利文献1：日本专利第4836921号公报

专利文献2：日本专利第5770575号公报

技术实现要素：

本发明是鉴于上述情况而提出的，其目的是提供一种表面处理方法及表面处理装置，即使利用小电流的电源装置及简易的电解液冷却机构，也能够通过包含微电弧氧化处理在内的阳极氧化处理对大面积的被处理体断续地形成氧化被膜。

为了解决上述问题，本发明提供如下的表面处理方法及表面处理装置。即，本发明的第一方式所涉及的表面处理方法为：通过在由阀金属构成的被处理体的被处理面设定多个处理区域，并且将各处理区域连续或断续地浸渍在电解液中以进行阳极氧化处理，从而在所述被处理面上形成氧化被膜。

所述阳极氧化处理包括第m(m为2以上的整数)工序，所述第m工序具备：第ma工序，仅将所述被处理体中的第一处理区域浸渍在所述电解液中，保持在电压vm而以成为规定的电流i1的方式，在所述被处理体的第一处理区域形成期望的氧化被膜，所述电压vm比阳极氧化处理的最高电压vmax更低，所述阳极氧化处理包含微电弧氧化处理；第mb工序，将完成所述第ma工序后的被处理体达到与所述第一处理区域相邻的第二处理区域为止浸渍在所述电解液中，并在与第ma工序相同的条件下在所述第二处理区域形成期望的氧化被膜；和第mn工序(n为1以上的整数)，将完成所述第mb工序后的被处理体达到第n处理区域为止浸渍在所述电解液中，并在与第ma工序相同的条件下在所述第n处理区域形成期望的氧化被膜，从而在所述被处理面的整个区域形成氧化被膜。在此，通过使所述电压vm向所述最高电压vmax的方向依次增加而设为规定的数值，并且反复进行所述第m工序，从而形成合计膜厚为期望的厚度的所述氧化被膜。

换言之，所述阳极氧化处理包括工序m(相当于上述“第m工序”)，所述工序m具备：第m1工序(相当于上述“第ma工序”)，仅将所述被处理体中的第一处理区域浸渍在所述电解液中，保持在电压vm而以成为规定的电流i1的方式，在所述被处理体的第一处理区域形成期望的氧化被膜，所述电压vm比阳极氧化处理的最高电压vmax更低，所述阳极氧化处理包含微电弧氧化处理；第m2工序(相当于上述“第mb工序”)，将完成所述第m1工序后的被处理体达到与所述第一处理区域相邻的第二处理区域为止浸渍在所述电解液中，并在与第m1工序相同的条件下在所述第二处理区域形成期望的氧化被膜；和第mn工序(n为1以上的整数)，将完成所述第m2工序后的被处理体达到第n处理区域为止浸渍在所述电解液中，并在与第m1工序相同的条件下在所述第n处理区域形成期望的氧化被膜，从而在所述被处理面的整个区域形成氧化被膜。在此，通过使所述电压vm向所述最高电压vmax的方向依次增加而设为规定的数值，并且至少反复进行两次所述工序m，从而形成合计膜厚为期望的厚度的所述氧化被膜。

在本发明的第一方式所涉及的表面处理方法中，在所述阳极氧化处理中，所述n为1，通过构成所述第m工序的所述第ma工序、所述第mb工序、…所述第mn工序也可以将所述被处理体连续或断续地浸渍在所述电解液中。

换言之，在所述阳极氧化处理中，所述n为1，可以将所述被处理体连续或断续地浸渍在所述电解液中。

在本发明的第一方式所涉及的表面处理方法中，所述第mb工序、…所述第mn工序中的规定的电流值也可以与所述第ma工序中的规定的电流i1相同。

换言之，所述第m2工序、…所述第mn工序中的规定的电流值也可以与所述第m1工序中的规定的电流i1相同。

在本发明的第一方式所涉及的表面处理方法中，在将所述被处理体中的所述第一处理区域、所述第二处理区域、…所述第n处理区域按顺序浸渍在所述电解液中时，也可以以该被处理体向该电解液的深度方向进展或停止的方式，控制所述被处理体相对于所述电解液的液面的位置。

在本发明的第一方式所涉及的表面处理方法中，为了控制所述被处理体相对于所述电解液的液面的位置，也可以固定所述电解液的液面的高度位置来调整所述被处理体相对于所述电解液的液面的高度位置。

在本发明的第一方式所涉及的表面处理方法中，为了控制所述被处理体相对于所述电解液的液面的位置，也可以固定所述被处理体的高度位置来调整所述电解液的液面相对于所述被处理体的高度位置的高度。

本发明的第一方式所涉及的表面处理方法也可以在继所述阳极氧化处理中的最后的第m工序之后依次进一步具备：工序p，在规定的时间使电压连续或断续地下降至比进行所述最后的第m工序时的所述电压vm更低的电压vm-为止，进行所述阳极氧化处理；和工序q，在所述电压vm-下进行恒压处理。

换言之，继所述阳极氧化处理中的最后的工序m之后依次进一步具备：工序p，在规定的时间使电压连续或断续地下降至比进行所述最后的工序m时的所述电压vm更低的电压vm-为止，进行所述阳极氧化处理；和工序q，在所述电压vm-下进行恒压处理。

本发明的第二方式所涉及的表面处理装置通过将由阀金属构成的被处理体浸渍在电解液中以进行阳极氧化处理，从而对所述被处理体形成氧化被膜。该表面处理装置包括：阳极单元，用于通过阳极氧化处理在所述被处理体的被处理面上形成所述氧化被膜；电解液槽，用于收纳所述电解液，并且具备能够向该电解液浸渍所述阳极单元的开口部；阴极单元，被配置为在所述电解液中与所述阳极单元相对；电源单元，用于在所述阳极单元和所述阴极单元浸渍在所述电解液中的状态下，在所述阳极单元与所述阴极单元之间产生电流，从而进行所述阳极氧化处理；和被处理体的移动单元，具备以下功能：为了将直至所述被处理体中的特定处理区域浸渍在所述电解液中，使所述被处理体向所述电解液的深度方向移动，并且使所述被处理体静止在直至所述特定处理区域浸渍于所述电解液中的位置上，在每次对所述被处理体的整个区域施加规定的电压而一系列阳极氧化处理结束时，所述移动单元使所述阳极单元向从该电解液中提拉该被处理体的方向移动，直至所述被处理体的整个区域从所述电解液中露出的位置为止。

本发明的第三方式所涉及的表面处理装置为通过将由阀金属构成的被处理体浸渍在电解液中以进行阳极氧化处理，从而对所述被处理体形成氧化被膜的表面处理装置，具备：阳极单元，用于通过阳极氧化处理在所述被处理体的被处理面上形成所述氧化被膜；电解液槽，用于收纳所述电解液，并且具备能够向该电解液浸渍所述阳极单元的开口部；阴极单元，被配置为在所述电解液中与所述阳极单元相对；电源单元，用于在所述阳极单元和所述阴极单元浸渍在所述电解液中的状态下，在所述阳极单元与所述阴极单元之间产生电流，从而进行所述阳极氧化处理；和被处理体的移动单元，具备以下功能：为了将直至所述被处理体中的特定处理区域浸渍在所述电解液中，使所述被处理体向所述电解液的深度方向移动，并且对规定的电流值与处理电流的值进行比较，在处理电流的值大于所述规定的电流值的情况下使所述被处理体静止，在每次对所述被处理体的整个区域施加规定的电压而一系列阳极氧化处理工序结束时，所述移动单元使所述阳极单元向从该电解液中提拉该被处理体的方向移动，直至所述被处理体的整个区域从所述电解液中露出的位置为止，并且在所述一系列阳极氧化处理工序之后的下一个一系列阳极氧化处理工序中，将比所述规定的电压更高的电压作为规定的电压而施加于所述被处理体。

根据本发明的第一方式所涉及的表面处理方法，以通过断续的氧化处理(在保持于比微电弧氧化处理的最高电压vmax更低的电压vm且设为规定的电流i1的条件下)由氧化被膜覆盖被处理体的被处理面的方式，进行前述的第m(m为2以上的整数)工序。另外，通过使所述电压vm向所述最高电压vmax的方向依次增加并设为规定的数值，并反复进行所述第m工序，从而形成最终膜厚为期望的厚度的所述氧化被膜。由此，本发明的第一方式所涉及的表面处理方法为提供如下的表面处理方法做出贡献：即使利用小电流密度的电源装置及简易的电解液的冷却机构，也能够通过包含微电弧氧化处理在内的阳极氧化处理来对大面积的被处理体断续地形成氧化被膜。

另外，就利用本发明的第一方式所涉及的表面处理方法形成的被处理体的被处理面而言，通过在形成氧化被膜时保持在低于最高电压vmax的电压vm且设为规定的电流i1，即使断续地进行处理，处理面上也不会残留彩色的图案。因此，能够获得处理面的外观的均匀性优异的氧化被膜。

此外，在本发明的第一方式所涉及的表面处理方法中，所述阳极氧化处理能够为：所述n为1，通过构成所述第m工序的所述ma工序、所述mb工序、…所述第mn工序将所述被处理体连续或断续地浸渍在所述电解液中。此时，所述mb工序、…所述第mn工序中的规定的电流值被设为与所述第ma工序中的规定的电流i1相同的数值。

本发明的第二方式所涉及的表面处理装置具备被处理体的移动单元，所述被处理体的移动单元具备以下功能：为了将直至被处理体中的特定处理区域浸渍在电解液中，使所述被处理体向所述电解液的深度方向移动，并且使所述被处理体静止在直至所述特定处理区域浸渍于所述电解液中的位置上。并且，在每次对所述被处理体的整个区域施加规定的电压而一系列阳极氧化处理结束时，所述移动单元使所述阳极单元向从该电解液中提拉该被处理体的方向移动，直至所述被处理体的整个区域从所述电解液中露出的位置为止。由此，根据本发明的第二方式所涉及的表面处理装置，由于能够将包含微电弧氧化处理在内的阳极氧化处理时的电流保持在规定的电流i1以下，因此不需要大容量的电源。此外，由于能够积极降低氧化被膜的形成过程中的所有发热，因此与以往相比能够缩小用于冷却处理系统的系统。

因此，本发明的第二方式所涉及的表面处理装置带来如下的表面处理装置：即使利用小电流密度的电源装置及简易的电解液的冷却机构，也能够通过微电弧氧化处理对大面积的被处理体断续地形成氧化被膜。

另外，本发明的第二方式所涉及的表面处理装置具有上述的阳极单元，因此可以以自动覆盖被处理体的方式对大面积的被处理体形成由期望的膜厚构成的氧化被膜。

本发明的第三方式所涉及的表面处理装置具备被处理体的移动单元，所述被处理体的移动单元具备以下功能：为了将直至被处理体中的特定处理区域浸渍在电解液中，使所述被处理体向所述电解液的深度方向移动，并且对规定的电流值与处理电流的值进行比较，在处理电流的值大于所述规定的电流值的情况下使所述被处理体静止。并且，在每次对所述被处理体的整个区域施加规定的电压而一系列阳极氧化工序结束时，所述移动单元使所述被处理体的整个区域向从该电解液中提拉该被处理体的方向移动，直至所述被处理体的整个区域从所述电解液中露出的位置为止，并且在所述一系列阳极氧化处理工序之后的下一个一系列阳极氧化处理工序中，将高于所述规定的电压的电压作为规定的电压而施加于所述被处理体。由此，根据本发明的第三方式所涉及的表面处理装置，由于能够将包含微电弧氧化处理在内的阳极氧化处理时的电流保持在规定的电流i1以下，因此不需要大容量的电源。此外，由于能够积极降低氧化被膜的形成过程中的所有发热，因此与以往相比能够缩小用于冷却处理系统的系统。

因此，本发明的第三方式所涉及的表面处理装置带来如下的表面处理装置：即使利用小电流密度的电源装置及简易的电解液的冷却机构，也能够通过微电弧氧化处理对大面积的被处理体断续地形成氧化被膜。

另外，由于本发明的第三方式所涉及的表面处理装置具备上述阳极单元，因此可以以自动覆盖被处理体的方式对大面积的被处理体形成由规定的膜厚构成的氧化被膜。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式所涉及的表面处理装置的方框图。

图2a是表示本发明的实施方式所涉及的表面处理方法的流程图。

图2b是示意性地表示在本发明的实施方式所涉及的表面处理方法中被处理体与电解液之间的位置关系的图。

图3a是表示本发明的实施方式所涉及的表面处理方法的说明图。

图3b是表示本发明的实施方式所涉及的表面处理方法的说明图。

图3c是表示本发明的实施方式所涉及的表面处理方法的说明图。

图3d是表示本发明的实施方式所涉及的表面处理方法的说明图。

图3e是表示本发明的实施方式所涉及的表面处理方法的说明图。

图3f是表示本发明的实施方式所涉及的表面处理方法的说明图。

图3g是表示本发明的实施方式所涉及的表面处理方法的说明图。

图4是表示电压及电流与处理时间之间的关系的图表，是通过本发明的实施方式所涉及的方法进行处理时的电压电流曲线。

图5是表示电压及电流与处理时间之间的关系的图表，是一并处理时的电压电流曲线。一并处理是指通过将被处理体的表面的整个区域(整体)同时浸渍在电解液中而进行处理的方法。

图6是表示被处理体在浸渍方向上的位置与处理时间之间的关系的图表。

图7a是表示以往的表面处理方法的说明图。

图7b是表示以往的表面处理方法的说明图。

具体实施方式

下面，基于附图对本发明的实施方式所涉及的表面处理装置及表面处理方法的最佳方式进行说明。此外，本实施方式是为了更好地理解本发明的主旨而具体说明的，在没有特别指定的情况下，并不限定本发明。

图1是表示本发明的实施方式所涉及的表面处理装置的方框图。

如图1所示，本发明的实施方式所涉及的表面处理装置为如下的表面处理装置：将由铝或铝合金构成的被处理体11浸渍在电解液22中以进行阳极氧化处理(阳极氧化处理工序)，从而对所述被处理体形成氧化被膜。

在该表面处理装置中，通过阳极氧化处理形成有氧化被膜的所述被处理体11作为阳极单元发挥功能。

在该表面处理装置中，用于收纳电解液22的电解液槽21具备开口部，该开口部能够用于向该电解液浸渍阳极单元(被处理体11)。

在电解液22中的与处于浸渍状态的阳极单元(被处理体11)相对的位置上配置有阴极单元17。

本发明的实施方式所涉及的表面处理装置具备用于进行所述阳极氧化处理的电源单元30。该电源单元30在阳极单元(被处理体11)和阴极单元17浸渍在电解液22中的状态下，在阳极单元(被处理体11)与阴极单元17之间产生电流，从而进行所述阳极氧化处理。

本发明的实施方式所涉及的表面处理装置具备被处理体11的移动单元(例如，促动器或移动装置)40。移动单元40通过第一支撑部41和第二支撑部42保持被处理体11。该移动单元40具备以下功能：为了将直至被处理体11中的特定处理区域浸渍在电解液22中，使被处理体11向电解液22的深度方向(z方向)移动；以及在直至所述特定处理区域也浸渍于电解液22的位置下使被处理体11静止。

即，移动单元40具备：能够上下移动的第一支撑部41；和第二支撑部42，用于连结该第一支撑部41的另一端和被处理体11的上端，并且将被处理体11保持在悬挂状态。由此，能够通过在被处理体11的整个区域(被处理体11浸渍于电解液22的方向(z方向)的所有区域)施加规定的电压，进行一系列阳极氧化处理(一系列阳极氧化处理工序)。另外，当所述一系列阳极氧化处理结束时，移动单元40使所述阳极单元(被处理体11)向从电解液22中提拉被处理体11的方向移动，直至被处理体11的整个区域从电解液22中露出的位置为止。

经由序列发生器50由信息处理装置60控制移动单元40的上下移动。信息处理装置60用于控制通过通信线路从电源单元30施加于阳极单元(被处理体11)及阴极单元17的信息(电压、电流)。在图1中示出分开配置有序列发生器50和信息处理装置60的结构例，但也可以采用合并有序列发生器50和信息处理装置60的控制装置(未图示)。在该情况下，移动单元40具备控制装置，通过控制装置来控制移动单元40。该控制装置所具备的控制部优选具有比较部，该比较部具备用于比较上述规定的电流值和处理电流的值的功能。即，移动单元40用于比较规定的电流值和处理电流值。另外，如后述，移动单元40也可以具有以下功能：对处理电流值与规定的电流值进行比较，其结果大于所述规定的电流值的情况下，使所述被处理体静止。

图2a是表示本发明的实施方式所涉及的表面处理方法的流程图。图2b是示意性地表示在本发明的实施方式所涉及的表面处理方法中被处理体与电解液之间的位置关系的图。图3a～图3g是表示本发明的实施方式所涉及的表面处理方法的说明图。在基于以下的图3a～图3g的说明中，对于在所述阳极氧化处理中，所述n为“3以上”，通过构成所述第m工序(m为2以上的整数)的所述第ma工序、所述第mb工序、…所述第mn工序将所述被处理体“断续地”浸渍在所述电解液中的情况进行详细描述。

就本发明的实施方式所涉及的表面处理方法而言，通过在由铝或铝合金构成的被处理体11的被处理面设定多个处理区域a、b、c、…n[图3a]，并且将各处理区域断续地浸渍在电解液中以进行阳极氧化处理，从而在所述被处理面上形成氧化被膜。在此，“断续”是指将首先处理区域a、其次处理区域b、之后处理区域c、…最后处理区域n(即，将被处理体11的被处理面的整个区域)按顺序浸渍在电解液中而进行阳极氧化处理。

在图3a中，x1表示被处理体11的宽度，x2表示被处理体11的高度，x3表示被处理体11的厚度。

本发明的实施方式所涉及的表面处理方法中的阳极氧化处理包括后述的第m(m为2以上的整数)工序。即，所述第m(m为2以上的整数)工序由以下说明的第ma工序、第mb工序、第mc工序、…第mn工序构成。

第ma工序为使被处理体11向z方向仅移动距离δa。由此，设为只将被处理体11中的第一处理区域a浸渍在电解液22中的状态。保持该浸渍状态的同时，保持在电压vm而以成为规定的电流i1的方式，在被处理体11的第一处理区域a形成期望的氧化被膜，所述电压vm比阳极氧化处理的最高电压vmax更低，所述阳极氧化处理包含微电弧氧化处理[图3b→图3c：第ma工序]。在图3b及图3c中，附图标记δa为第一处理区域a在z方向上的宽度。在图3c中，附图标记15a1为形成于第一处理区域a的氧化被膜。在此，规定的电流为由操作员输入该电流值的电流。本发明的实施方式所涉及的表面处理装置(图1)还具备规定电流值的输入部。

接着，使完成所述第ma工序后的被处理体11向z方向仅移动距离δb。由此，被处理体11设为与第一处理区域a一同将达到与该第一处理区域a相邻的第二处理区域b为止也浸渍在电解液22中的状态。保持该浸渍状态的同时，在与第ma工序相同的条件下，在第二处理区域b形成规定的氧化被膜[图3d：第mb工序]。

此时，在第一处理区域a几乎未形成氧化被膜。在图3d中，附图标记δb为第二处理区域b在z方向上的宽度。在图3d中，附图标记15b1为形成于第二处理区域b的氧化被膜。

接着，使完成所述第mb工序后的被处理体11向z方向仅移动距离δc。由此，被处理体11设为与第一处理区域a及第二处理区域b一同将达到与该第二处理区域b相邻的第三处理区域c为止也浸渍在电解液22中的状态。保持该浸渍状态的同时，在与第ma工序相同的条件下，在第三处理区域c形成期望的氧化被膜[图3e：第mc工序]。此时，在第一处理区域a和第二处理区域b几乎未形成氧化被膜、在图3e中，附图标记δc为第三处理区域c在z方向上的宽度。在图3e中，附图标记15c1为形成于第三处理区域c的氧化被膜。

第三处理区域c之后也同样通过使被处理体11仅向z方向移动规定距离，从而设为按顺序将直至相连的处理区域也浸渍在电解液22中的状态。保持该浸渍状态的同时，在与第ma工序相同的条件下，在相邻的处理区域形成期望的氧化被膜。

如此，通过按顺序重复进行与mb工序和mc工序同样的工序，设为将直至被处理体11的最后的处理区域n(即，被处理体11的所有被处理面)也浸渍在电解液22中的状态。保持该浸渍状态的同时，在与第ma工序相同的条件下在最后的处理区域n形成期望的氧化被膜[图3f：第mn工序]。此时，在第一处理区域a～最后的处理区域n之前的一个处理区域几乎未形成氧化被膜。由此，获得在被处理体11的被处理面的整个区域形成有氧化被膜的状态。在图3f中，附图标记δn为最后的处理区域n在z方向上的宽度。在图3e中，附图标记15n1为形成于最后的处理区域n的氧化被膜。

根据以上的第m工序(第ma工序～第mn工序)，结束通过保持在规定的电压vm而形成氧化被膜的一系列工序。之后，从浸渍在电解液22中的状态提拉形成有氧化被膜的被处理体11(在-z方向移动)，设为被处理体11从电解液22露出的状态。

而且，作为比事先设定的规定的电压vm更高的电压，保持在比微电弧氧化处理的最高电压vmax更低的电压vm+1(vm＜vm+1＜vmax)，并且以成为规定的电流i1的方式进行管理的同时，在被处理体11的第一处理区域a形成期望的氧化被膜。以下，与上述的电压vm的情况相同，进行一系列工序(第ma工序～第mn工序)。由此，获得如下的状态：在通过规定的电压vm形成于被处理体11的被处理面的整个区域的氧化被膜上，形成有通过规定的电压vm+1形成的氧化被膜。即，在一系列阳极氧化处理工序之后的一系列阳极氧化处理工序中，将比所述规定的电压更高的电压作为规定的电压而施加于所述被处理体。

通过使所述电压vm向所述最高电压vmax的方向依次增加并设为规定的数值(vm＜vm+1＜vm+2＜vm+3＜…＜vm+n＜vmax))，反复进行所述第m工序(第ma工序～第mn工序)，从而能够在被处理体11的被处理面的整个区域形成合计膜厚为期望的厚度的所述氧化被膜。

即，本发明的实施方式所涉及的表面处理方法以通过断续的氧化处理(在保持为比微电弧氧化处理的最高电压vmax更低的电压vm且设为规定的电流i1的条件下)由氧化被膜覆盖被处理体的被处理面的方式进行前述的第m工序。另外，通过使所述电压vm向所述最高电压vmax的方向依次增加并设为规定的数值，反复进行所述第m工序，从而形成合计膜厚为期望的厚度的所述氧化被膜。

以上，基于图3a～图3g，对在阳极氧化处理中通过所述n为“3以上”且构成所述第m工序的所述第ma工序、所述第mb工序、…所述第mn工序将所述被处理体“断续”地浸渍在所述电解液中的情况进行了说明，但本发明并不限定于此。

所述n也可以是“1或2”。并且，通过构成所述第m工序的所述第ma工序、所述第mb工序、…所述第mn工序将所述被处理体“断续”地浸渍在所述电解液中，代替此方法也可以采用将所述被处理体“连续”地浸渍在所述电解液中的方法。

即，也可以在阳极氧化处理中，通过所述n为“1”且构成所述第m工序的第ma工序、所述第mb工序、…所述第mn工序将所述被处理体“连续”或“断续”地浸渍在所述电解液中。此时，优选所述第mb工序、…所述第mn工序中的规定的电流值为与所述第ma工序中的规定的电流i1相同的数值。

以下，对如下过程进行描述：在采用合并后的控制装置所具备的控制部的情况下，在第m工序(m为2以上的整数)的所述第ma工序、所述第mb工序、…所述第mn工序将所述被处理体浸渍在所述电解液中时，为了“断续”地控制而利用“目标值、当前值、操作量、移动量”的典型对策。

目标值为由操作员输入的规定的电流值。

当前值为处理电流(阳极氧化处理时的电流)。

操作量为浸渍被处理体时的速度。此外，该浸渍速度典型地为由操作员输入的固定速度，但也可以设为目标值与当前值的差分(差分)乘以比例常数后的值的速度。在后者的情况下，能够在更短的时间内进行表面处理。

移动量为被处理体向z方向移动的距离。移动量通过未图示的传感器等被读入到控制部。此时，直至某一处理区域的浸渍与如下的情况具有相同含义：从开始位置向z方向移动至和与下一个处理区域对应的移动量一致为止。

或者，将对操作量进行时间积分后的值设为移动量，也可以是在不需要传感器的情况下，向z方向移动直至和与下一个处理区域对应的移动量一致为止。在此，与处理区域对应的移动量的定义为由操作员输入的任意值，但优选设定与控制部的控制周期时间对应的值。这是因为能够通过进行该设定来实现最小的处理区域。

控制部通过比较“移动量”和“与处理区域对应的移动量”来检测直至某一处理区域的浸渍的完成，接着进行“目标值”与“当前值”的比较。该比较的结果，如果当前值为规定的电流值以下，则由于不需要停止，因此允许与下一个处理区域对应的移动。

此外，在当前值超过规定的电流值的情况下，将停止浸渍的处理，即操作量设为零。然而，在实际设备的调整范围内可允许被处理体向相反方向稍微移动。

如上述，在本发明的实施方式中，控制部通过反复执行多次该一系列处理，进行所述第ma工序、所述第mb工序、…所述第mn工序的处理。即，在比较目标值和当前值的结果，具有成为“断续处理”、或成为“一部分连续处理”、或成为“全部连续处理”的情况。

图2a是表示上述的本发明的实施方式所涉及的表面处理方法的流程图，表示反复进行第m工序(第ma工序～第mn工序)。图2b是示意性地表示相当于图3b和图3f的、被处理体11与电解液22之间的位置关系的图。

即，图2a表示在阳极氧化处理时的电流值i与规定的电流i1之间的关系满足“i1≥i”的情况下向“是”的方向进展。

此外，即使在上述关系满足“i1≥i”的情况下，也可以将促动器的位置设为z1＜z。在满足该条件时，构成第m工序的“第ma工序～第mn工序”未被划分为各个工序，视为连续的一个工序。在此，z1表示基板的前侧面与液面接触的状态下的基板的后侧面的位置(高度)，z2表示阳极氧化处理时的基板的后侧面的位置(高度)[图2b]。

因此，本发明的实施方式带来如下的表面处理方法：即使利用小电流密度的电源装置及简易的电解液的冷却机构，也能够通过微电弧氧化处理对大面积的被处理体断续地形成氧化被膜。

另外，利用本发明的实施方式所涉及的表面处理方法的被处理体的被处理面通过由断续的氧化处理形成的氧化被膜的多层结构来覆盖。通过在形成氧化被膜时，保持在比最高电压vmax更低的电压vm且设为规定的电流i1，从而即使进行断续处理，也不会在处理面残留彩色的图案。因此，本发明的实施方式为提供处理面的外观的均匀性优异的氧化被膜做出贡献。

图4是表示形成氧化被膜时施加的电压及电流与处理时间之间的关系的图表，是由本发明的实施方式所涉及的方法进行处理时的电压电流曲线。在图4中，实线表示电压，虚线表示电流。

根据图4可知，在本发明的实施方式所涉及的表面处理方法中形成氧化被膜时保持在比最高电压vmax更低的电压vm时，被控制为保持规定的电流i1。另外，在本发明的实施方式中，如图4所示，通过使所述电压vm向所述最高电压vmax方向依次增加而设为规定的数值(vm＜vm+1＜vm+2＜vm+3＜…＜vm+n＜vmax)，即使在进行所述第m工序(第ma工序～第mn工序)的情况下，也被控制为保持规定的电流i1。

此外，如图4所示，本发明的实施方式所涉及的表面处理方法也可以在继最后的第m工序(第ma工序～第mn工序)之后依次进一步具备：工序p，在规定的时间使电压连续或断续地下降至比进行所述最后的第m工序时的所述电压vm更低的电压vm-为止，进行所述阳极氧化处理；和工序q，在所述电压vm-下进行恒压处理。

由此，虽然在后者的电压(vm-)下不会发生绝缘破坏，但比后者的电压(vm-)更高的前者的电压(vm)下能够容易修复如发生绝缘破坏的较弱部分，从而能够获得具有更高的耐电压及耐蚀性的氧化被膜。

优选通过反复进行多次这种前者的电压(vm)与后者的电压(vm-)之间的电压变化，从而更切实地进行膜的修复。

图5是表示形成氧化被膜时施加的电压及电流与处理时间之间的关系的图表，是一并处理时的电压电流曲线。在图5中，实线表示电压，虚线表示电流。

通过比较图4和图5可知，如果进行一并处理，则虽然处理时间为通过本发明的实施方式所涉及的方法处理时的1/3，但处理电流需要为通过本发明的实施方式所涉及的方法处理时的3倍。由此，明确可知本发明的实施方式所涉及的连续处理能够抑制处理电流，并且能够利用较小的设备来处理大面积的被处理体。

图6是表示被处理体在浸渍方向上的位置与处理时间之间的关系的图表。

根据图6可知，在处理电压较低的情况下，整个样品被浸渍而直至完成该电压下的处理为止的时间较短。另一方面，在处理电压较高的情况下，整个样品被浸渍而直至完成该电压下的处理为止的时间较长。

在本发明的实施方式所涉及的表面处理方法中，将所述被处理体中的所述第一处理区域、所述第二处理区域、…所述第n处理区域按顺序浸渍在所述电解液中时，优选以该被处理体向该电解液的深度方向进展或停止的方式，控制所述被处理体相对于所述电解液的液面的位置。

由此，能够防止如被处理体11的被处理面中的还未形成膜的区域相对于电解液22的液面露出或进入的操作。因此，能够在难以发生绝缘破坏现象的状态下，稳定地进行氧化被膜的形成。

如此，作为控制被处理体11相对于电解液22的液面的位置的方法，可列举以下描述的两种技法。

第一技法为通过固定所述电解液的液面的高度位置来调整所述被处理体相对于所述电解液的液面的高度位置的方法。

第二技法为通过固定所述被处理体的高度位置来调整所述电解液的液面相对于所述被处理体的高度位置的高度的方法。

即使在任一技法中，也能够控制被处理体11相对于电解液22的液面的位置。在被处理体11较小(处理面积狭窄)的情况下，也可以选择任一技法。然而，在被处理体11较大(处理面积宽广)的情况下，由于用于收纳电解液22的电解液槽21也为大容量，因此适合第一技法。

作为本发明的实施方式所涉及的表面处理装置，可列举如图1所示的表面处理装置。即，本发明的实施方式所涉及的表面处理装置具备被处理体的移动单元，该被处理体的移动单元具备以下功能：为了将直至被处理体中的特定处理区域浸渍在电解液中，使所述被处理体向所述电解液的深度方向移动，并且使所述被处理体静止在直至所述特定处理区域也浸渍于所述电解液的位置上。并且，在每次对所述被处理体的整个区域施加规定的电压而一系列阳极氧化处理结束时，所述移动单元使所述阳极单元向从该电解液中提拉该被处理体的方向移动，直至所述被处理体的整个区域从所述电解液中露出的位置为止。

由此，根据本发明的实施方式，由于能够将阳极氧化处理时的电流保持在规定的电流i1以下，因此不需要大容量的电源，所述阳极氧化处理包含微电弧氧化处理。此外，由于能够积极降低氧化被膜的形成过程中的所有发热，因此与以往相比能够缩小用于冷却处理系统的系统。

因此，本发明的实施方式带来如下的表面处理装置：即使利用小电流的电源装置及简易的电解液的冷却机构，也能够通过包含微电弧氧化处理在内的阳极氧化处理对大面积的被处理体断续地形成氧化被膜。

另外，本发明的实施方式所涉及的表面处理装置由于具备上述阳极单元，因此可以以自动覆盖被处理体的方式，对大面积的被处理体形成由期望的膜厚构成的氧化被膜。

在本发明的实施方式中注重的“电流密度”为在将直至被处理体中的特定处理区域浸渍在电解液中的状态下，利用由电解液的液面特别规定的被处理体的表面周围的长度(周长)来除以电流值的数值，是所谓的“线电流密度”。

在图3a中，将被处理体的尺寸设为x1＝2500mm、x2＝3000mm、x3＝50mm时，被处理体的表面周围的长度(周长)为“2500×2+50×2”。在将由(直流)电源装置施加的(最大)电压设为50v、将(最大)电流设为50a时，“线电流密度”被计算为0.0098a/mm(≒50/5100)。即，只有极其微弱的电流作用于电解液的液面所接触的被处理体的表面周围(周长部)。因此，根据本发明的实施方式，能够在除氧化被膜的成长区域以外难以发生绝缘破坏的现象的状态下，稳定地进行氧化被膜的形成。

如此，本发明的实施方式只需这种极其微弱的电流发挥作用便能形成氧化被膜。因此，根据本发明的实施方式，不需要像供给大电流那样的电源装置，即使利用小电流密度的电源装置也能够充分形成氧化被膜。因此，本发明的实施方式带来如下的表面处理装置：即使利用简易的电解液的冷却机构，也能够通过包含微电弧氧化处理在内的阳极氧化处理对大面积的被处理体断续地形成氧化被膜。

另外，本发明的实施方式所涉及的表面处理装置由于具备上述阳极单元，因此可以以自动覆盖被处理体的方式，对大面积的被处理体稳定地形成由期望的膜厚构成的氧化被膜。

产业上的可利用性

本发明能够广泛地应用于由阀金属构成的被处理体的表面处理法中。本发明适合用作真空装置的内部空间中使用的物品例如加热面板或喷水器板(シャワープレート)、腔室的内壁材等的表面处理法。

附图标记说明

11被处理体；21电解液槽；22电解液；22a液面；15a1、15b1、15c1、…15n1(15)氧化被膜；a、b、c、…n处理区域。