微细轴形成方法、利用该方法形成的微细轴及微细轴形成装置的制作方法

专利名称：：微细轴形成方法、利用该方法形成的微细轴及微细轴形成装置的制作方法
技术领域：
：本发明涉及电火花加工中所使用的微细轴的形成方法及装置，更详细地说，涉及采用了以板材作为对置电极，对扫描旋转的电极轴进行的电火花现象的微细轴形成。
背景技术：
：作为非接触加工的电火花加工方法，由于加工反作用力小，故其在使用微细工具的微加工领域中发挥效果。用于微电火花加工的微细轴的成形方法，如图21所示，包括(l)反向电火花法；(2)引线电火花研削法(WireElectroDischargeGrinding法，下面称作WEDG法)；(3)利用孔的电火花微细轴成形法；(4)重复转印微电火花加工法；(5)利用锌电极的微细加工；(6)采用了单电火花的微细电极的微细轴瞬间成形法等。这样成形的微细轴被用于微细形状及表面粗糙度的测定探针、显微操作用工具、喷嘴孔等微细孔成形工序、微细模型用二维、三维微细形状制作工具等。特别是由于反向电火花加工法为非接触加工，因此，加工反作用力小，可容易地形成微细轴。另外，无需替换成形轴，即可以同一加工装置中成形的轴作为工具来实施下一阶段的加工，因此其成为标准的加工工艺。专利文献1:日本特开2004-142087号公报WEDG法如图21中(3)所示，是采用电火花加工法的微细轴形成法的代表方法，其以黄铜制的行进线为工具。该方法中，因能够容易实现高精度的微细轴，从而成为标准的方法，但是存在耗费时间、以及为使电火花相对于轴侧面非对称地产生而达到数微米程度以下的微小半径时不能避免振动的影响的问题。另外，作为实现对称电火花的方法，有一种以轴为工具在板上边开孔边如一种共滑动加工那样形成微细轴的方法(参照图21中(3)及专利文献1等)。该情况下，由于主轴的扫描方向为相对于板上表面垂直的方向，故存在加工微细轴直径和微细轴长度不能独立控制的缺点。因此，为实现目标轴直径及轴形状而需要大量经验数据。虽然也有使轴相当于预先开设的孔摆动的方法，但也会带来开设初期孔的问题、及与WEDG法同样的加工时间及轴振动的问题。由此，现有的方法中需要高度的熟练技能，量产性也不好，因此，并不能如发明初期所期待的那样普及。这也是微加工陷入死谷的原因。
发明内容因此，本发明的目的在于提供一种利用电极扫描方式的微细轴形成方法及微细轴形成装置，其不必学习现有方法那样的高度的熟练技能，即可高效地成形微细轴。为解决上述课题，本发明第一方面提供一种微细轴的形成方法，其特征在于，包括提供用于加工成所述微细轴的电极的工序；提供用于成形所述电极的成形材料的工序；使所述电极以所述电极的长度方向为中心旋转的电极旋转工序；为使所述电极和所述成形材料之间产生电火花而使用电火花加工电源向所述电极及所述成形材料供电的供电工序；按照从所述成形材料的侧端一侧横切所述成形材料的方式使通过所述电极旋转工序旋转的所述电极移动的电极移动工序；在所述电极移动工序中，使用通过所述电火花工序在所述电极和所述成形材料之间产生的电火花在所述成形材料上形成槽，并且成形所述电极，从而形成所述微细轴的微细轴形成工序。本发明第二方面在第一方面的基础上，提供一种微细轴的形成方法，其特征在于，具备缝隙形成工序，在所述电极移动工序之前，预先沿着所述电极移动的方向在所述成形材料上形成缝隙。本发明第三方面在第二方面的基础上，提供一种微细轴的形成方法，其特征在于，所述成形材料由两个成形材料构成，所述缝隙作为所述两个成形材料间的间隙形成。本发明第四方面在第三方面的基础上，提供一种微细轴的形成方法，其特征在于，所述两个成形材料彼此电绝缘。本发明第五方面在第三方面的基础上，提供一种微细轴的形成方法，其特征在于，所述两个成形材料彼此电连接。本发明第六方面在第一第五方面中任一方面的基础上，提供一种微细轴的形成方法，其特征在于，在所述电极移动工序中，在与从所述成形材料的侧端面横切所述成形材料的方向不同的方向上，对所述电极追加副运动。本发明第七方面在第六方面的基础上，提供一种微细轴的形成方法，其特征在于，所述副运动是所述电极相对于所述成形材料的上表面向垂直方向的往复运动。本发明第八方面在第六方面的基础上，提供一种微细轴的形成方法，其特征在于，所述副运动是所述电极相对于所述成形材料的上表面向倾斜方向的往复运动。本发明第九方面在第一-第五方面中任一方面的基础上，提供一种微细轴的形成方法，其特征在于，在所述电极移动工序中，在平行于所述成形材料的上表面的方向上，使所述电极相对于所述成形材料摆动运动。本发明第十方面在第三-第五方面中任一方面的基础上，提供一种微细轴的形成方法，其特征在于，还包括测定所述两个加工材料之间的电火花频率的电火花频率测定工序；控制所述电火花频率测定工序中测定得到的所述电火花频率彼此相等的电火花频率控制工序。本发明第十一方面在第十方面的基础上，提供一种微细轴的形成方法，其特征在于，所述电火花频率控制工序具备控制所述两个加工材料分别与所述电极的距离相等的距离控制装置。本发明第十二方面在第十或第十一方面的基础上，提供一种微细轴的形成方法，其特征在于，所述电火花频率测定工序是对所述两个成形材4'+中流过的电流分别进行纟全测的电流纟企测工序。本发明第十三方面在第三~第五、第十~第十二方面中任一方面的基础上，提供一种微细轴的形成方法，其特征在于，在所述电极移动工序之前，还包括预先在所述两个成形材料之间进行电火花加工，将所述缝隙内面成形的缝隙电火花加工工序。本发明第十四方面在第一-第十三方面中任一方面的基础上，提供一种微细轴的形成方法，其特征在于，包括在所述微细轴形成工序之后的槽宽调节工序和在所述槽宽调节工序之后的再加工工序，其中，所述槽宽调节工序将所述成形材料的所述槽缩窄，所述再加工工序顺序进行所述电极旋转工序、所述供电工序、所述电极移动工序、所述微细轴形成工序。本发明第十五方面在第十四方面的基础上，提供一种微细轴的形成方法，其特征在于，多次重复进行所述再加工工序。本发明第十六方面提供一种微细轴，其特征在于，使用第一第十五方面中任一方面所述的微细轴的形成方法由所述电极形成所述微细轴。本发明第十七方面提供一种微细轴的形成装置，其特征在于，具备用于加工成所述微细轴的电极；用于成形所述电极的成形材料；使所述电极以所述电极的长度方向为中心旋转的电极旋转机构；为使所述电极和所述成形材料之间产生电火花而向所述电极及所述成形材料供电的电火花加工电源；按照从所述成形材料的侧端一侧横切所述成形材料的方式使通过所述电极旋转机构旋转的所述电极移动的电极移动机构，在所述电极移动机构动作时，使用通过所述电火花加工电源在所述电极和所述成形材料之间产生的电火花在所述成形材料上形成槽的同时成形所述电极，从而形成所述微细轴。本发明第十八方面在第十七方面的基础上，提供一种微细轴的形成装置，其特征在于，所述成形材料上具备预先沿着所述电极移动的方向在所述成形材料上形成的缝隙。本发明第十九方面在第十八方面的基础上，提供一种微细轴的形成装置，其特征在于，所述成形材料由两个成形材料构成，所述缝隙作为所述两个成形材料间的间隙形成。本发明第二十方面在第十九方面的基础上，提供一种微细轴的形成装置，其特征在于，具备分别测定两个所述加工材料之间的电火花频率的电火花相等的电火花频率控制装置。〃<A'〃；本发明第二十一方面在第一-第十五方面中任一方面的基础上，提供一种微细轴的形成方法，其特征在于，使用硅制成形材料作为所述成形材料。本发明第二十二方面在第二十一方面的基础上，提供一种微细轴的形成方法，其特征在于，在所述电极和所述硅制成形材料之间产生电火花，形成所述微细轴，同时在所述微细轴的表面形成含硅层。本发明第二十三方面提供一种微细轴，其特征在于，具备利用第二十一或二十二方面所述的微细轴形成方法在所述微细轴的所述表面形成的所述含硅层。图1是表示本发明第一实施方式的微细轴形成方法的概念侧视图；图2是表示利用图1的微细轴形成方法的加工状态的立体图；图3是用于本发明的电火花加工的电火花加工装置的概略块图；图4是表示图1的微细轴形成方法中的电极的轴径相对于加工时间的变化图表；图5是表示用表1的加工条件所加工的电极状态示意图6是表示图1的微细轴形成方法中的每个材料的电极的轴径相对于加工时间的变化图表；图7(a)、图7(b)是表示锌合金及超硬合金的加工时的电火花电压波形的图表；图8是表示本发明第二实施方式的微细轴形成方法的概念上面图9是表示利用图8的微细轴形成方法的加工状态的立体图IO是表示本发明第三实施方式的微细轴形成方法的立体图11是表示本发明第四实施方式的微细轴形成方法的立体图12是表示本发明第五实施方式的微细轴形成方法的立体图13是表示通过斜上方扫描加工得到的电极的状态示意图14是表示本发明第六实施方式的微细轴形成方法的立体图15是表示本发明第七实施方式的微细轴形成方法的立体图16是表示利用图15中的微细轴形成方法将电极加工成带台阶的微细轴的状态示意图17是表示本发明第一附加方式的立体图；图18(a)、图18(b)是表示本发明第二附加方式的立体图；图19是表示切换伺服电压时的相对于加工时间的电极轴的半径的图表；图20是表示利用第二附加方式由电极成形的微细轴的图；图21(1)(6)是表示现有的微细轴的成形方法的示意图；图22是表示本发明实施方式的电火花加工的方式示意；图23是本发明实施方式的电火花加工时的(a)Si电极的电火花波形图，(b)BS电极的电火花波形图24是表示利用本发明实施例加工形成的微细线轴的侧视图25是由本发明实施例得到的微细线轴的腐蚀实验，(a)是盐酸侵蚀前的状态图，(b)是盐酸侵蚀后的状态图26是表示图25中的腐蚀实验中轴的直径相对于腐蚀时间的变化图；图27是表示由本发明实施例得到的Si电极及BS电极的表面粗糙度曲线图28是表示对由本发明实施例得到的Si电极进行SEM图像及EDS分析的结果图。附图标记i兌明1电极la^走辟争轴lb4鼓细轴3成形板3a端面3b缝隙3c槽5电火花加工电源7扫描方向(电极移动方向)9电火花加工装置11载置台12a.>12b、12c步进电动机15驱动时钟控制部16力口工液面17视频显微镜18个人计算机19驱动器21平均化电路23比较器27电火花偏差检测电路27a电流;险测器33成形板33a端面33b缝隙33c槽具体实施例方式下面，参照本发明的利用电极扫描方式的微细轴形成方法及微细轴形成方法的各实施方式。其中，各实施方式中，同一部分使用同一符号，省略其说明。(第一实施方式)第一实施方式是"直行扫描方式"的微细轴形成方法。图1所示的概念图中，细长的圓柱状的成形用电极1(即扫描旋转轴)通过未图示的旋转机构以轴线方向(长度方向)la为中心可旋转地配置，且通过未图示的电极扫描移动机构沿水平方向可移动地配置。在电极1的一侧优选水平固定配置有厚度为几个毫米程度以下的板状的成形板(成形材料)3。图2是电极1在成形板中进行电火花加工的状态。如图2所示，为使电极1和成形板3之间产生电火花，使电极1及成形板3分别连接于电火花加工电源5。由此，利用电火花加工电源5向电极1和成形板3之间施加放电电压，从而在他们之间产生电火花。在该放电状态下，电极1在旋转的同时从板3的侧端面3a—侧朝向板3的内部，按照在平行于成形板7的上表面的扫描方向7将成形板3横切的方式移动。通过该扫描时的放电来切削电极1及成形板3，在成形板3上形成槽3b。另一方面，虽然通过该扫描时的放电也切削电极l,但由于电极l旋转着，故电极1的周围被均等地切削而变细，成形电极1进而可形成微细轴。图3表示用于上述加工的电火花加工装置9的概念图。电火花加工装置9具有水平载置加工板3的载置台11。该载置台11通过步进电动机12a在X轴方向被驱动，通过步进电动机12b在Y轴方向被驱动，通过步进电动机12c在Z轴方向(图3中上下方向)被驱动。另外，电极1在载置台11上方通过电极旋转才几构lc以其轴线方向lc为中心可旋转地被配置。如图3所示，电极1和加工板3之间的施加电压由平均化电路21平均化，并输入到驱动时钟控制部(V-f变换器)15及比较器23。在进行电火花加工时，为实现与伺服电动机相同的动作，利用驱动时钟控制部15控制各步进电动机的驱动时钟。另外，为容易地进行所加工的微细轴的测定，在电火花加工装置9上设置可进行加工装置9上的微细轴观测、微细轴径测定的视频显微镜17。该视频显微镜17被设置在可拍摄加工装置9的加工中或加工后的微细轴的位置。另外，将视频显微镜17的影像显示到个人计算机18的显示屏上，进行加工中途或加工后的电极1(微细轴)的观察，并评价其轴径及形状。另外，为促进放电，使电极1和加工板3的周围配置于加工液面16之下。表1表示利用电火花加工装置9的电极1的加工条件之一例。电极1使用4)500Mm的超硬合金，成形板3使用可期待加工稳定化的锌合金(ZAPREC)、黄铜及S50C、超硬合金。表1加工条件<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>通过图4所示的电极1的轴径相对于加工时间的变化，可观察微细轴成形过程。电极1的轴径由视频显微镜17取得的图像测定。测定取三个部位的平均值，分解能为3jam/像素(pixel)。另外，该图中也表示了在各加工时间加工得到的轴形状。成形板3为黄铜制。电极1的轴径随加工时间的经过而细线化，在20分钟程度的加工时间下，500mm直径的微细轴成形为约20jum。因此，在规定的条件下实施加工，若在数据库中构筑加工时间和轴径、或扫描距离和轴径的关系，则本方法中可得到任意的轴径。图5表示在该加工条件下加工而成的电极的观察结果。其次，对成形板3的材料波及由电极1成形的微细轴的成形特性的影响进行调查。图6表示作为成形板3的材料，分别使用锌合金、黄铜、S50C、超硬合金进行加工的结果。就微细轴的成形速度而言，锌合金、黄铜最快，其次是超硬合金、S50C次之。为调查其原因，图7表示锌合金及超硬合金加工时的放电电压波形的观察结果。在进行超硬合金的加工时，多有短路状态，从而成为间歇放电状态，相对于此，锌合金几乎没有发现短路，从而放电频率为非常高的状态。对于黄铜而言，也有同样的倾向，因而被认为放电频率不同会对轴的成形速度造成影响。(第二实施方式)第二实施方式是使用"带缝隙板"的^(鼓细轴形成方法及装置。如第一实施方式，即使在规定的条件下实施加工，且在数据库中构筑加工时间和轴径或扫描距离和轴径的关系的情况下，在电火花加工时，由于放电状态因加工液的状态及电极材料、成形板材料等而变化，有时也很难以较高的再现性得到所希望的电极直径。特别是在电极直径越细的情况，可能产生难以应用该方法的情况。因此，在第二实施方式的加工方法中，如图8所示，通过线电极电火花加工对厚度为几个毫米程度以下的成形板3进行缝隙加工，预先形成缝隙3c。然后，如图8所示，与第一实施方式的情况相同，沿该缝隙3c的中心面3d使电极1旋转并进行扫描。然后，如图9所示，将该电极1朝向成形板3的内部进行扫描，实施电极l的加工。该情况下，可得到与缝隙3c的宽度对应的轴径的微细轴。(第三实施方式)第三实施方式是"2片板制得的缝隙形成板"的微细轴形成方法及装置。"2片板制得的缝隙形成板"是指，如图IO所示，通过将厚度为几个毫米程度以下的2片成形板33的侧面彼此平行地接近并固定配置，形成缝隙(间隙)33c。另外，2片成形板33被电连接而成为同一电位。而且，通过使成形用电极1从成形板33的槽端面33a—侧朝向缝隙33c的内部进行扫描，在成形板33之间形成比缝隙33c宽的槽33b,从而成形电极1的形状。该情况下，与第二实施方式相比，不需要通过电火花加工来预先形成缝隙，从而缝隙的宽度也可以任意调节。(第四实施方式)第四实施方式是利用"绝缘连接板"的微细轴形成方法及装置。"绝缘连接板"基本上与第三实施方式的相同，使用2片成形板构成缝隙33c。但是，在第四实施方式中，如图11所示，将一成形板33d与电火花加工电源5电连接，将另一成形板33e与电火花加工电源5电绝缘。而且，使成形用电极1从成形板33d、33e的槽端面33a—侧朝向缝隙33c的内部旋转的同时进行扫描。此时，在成形板33d和电极1之间有电火花产生，从而成形板33d和电极1被切削，在成形板33e和电极1之间没有电火花产生，从而成形板33e和电极1几乎未被切削。该情况下，绝缘后的成形板33e和缝隙33c—侧的侧面未被进行电火花加工，因此，可使电极1沿该侧面进行扫描。另外，该第四实施方式(图11)中，也可以将2片成形板看作为1个电容器，其静电电容和成形板之间的槽宽成正比。因此，若利用静电电容检测装置检测出该电容器的静电电容，驱动伺服电动机使成形板33移动，以得到适宜的槽宽，则无需视觉上测定槽宽，就可以进行成形板间的槽宽控制。(第五实施方式)第五实施方式是利用"上下扫描"、"斜上方扫描"、"间歇扫描，，的微细轴形成方法及装置。第一实施方式中已进行了说明，可通过步进电动机12a、12b、12c使电极1相对于成形板33沿任意方向动作。下面说明的副运动50是在与电极1的在扫描方向7的移动即主运动不同的方向作用于电极1的运动。例如，在图12所示的电极1的水平扫描时，增加使电极l在相对于成形板33的上表面呈垂直的方向上下往复动作的副运动50。由此，可使电极1的轴方向的形状平滑。另外，在图12所示的电极1的扫描时，也可以增加使电极1相对于成形板33的上表面为斜上方方向往复动作作为副运动50。通过这样的加工，如图13所示，可将电极1的下端部成形为光滑的圓锥形状。图13的情况中，使仰角成为45。增加副运动50。另外，也可以间歇地增加这些副运动50来进行扫描。第五实施方式(图12)是在第三实施方式(图10)的基础上应用了副运动50的实施方式，该副运动50也可以应用于其它任一实施方式。(第六实施方式)第六实施方式是利用"摆动运动，，的微细轴形成方法及装置。如图14所示，在电极l扫描时，增加了相对于成形板33的水平上表面平行地摆动运动。摆动运动通过使用步进电动机12a、12b使载置台11适宜往复运动而实现。第六实施方式(图12)是在第三实施方式(图10)的基础上应用了上述摆动运动的实施方式，该摆动运动也可以应用于其它任一实施方式。(第七实施方式)第七实施方式是利用"放电频率差比值控制"的微细轴形成方法及装置。"放电频率差比值控制"是指，控制电极1的扫描方向7以使彼此绝缘的两片成形板33中流过的电流或放电频率相等。如图15所示，在成形板33和放电加工电源5的连接线上分别设置电流检测器27a，检测各成形板33上流过的电流。另外，由各电流检测器27a检测各成形板上流过的电流(即电火花量)。进而由电火花偏压检测电路27对检测到的电流进行比较，按照两者相等的方式通过驱动器29驱动步进电动机12b,使成形板33向相对于电极1的扫描方向7呈垂直的方向移动。由此，无需视觉上检测电极1的位置就能够持续使电极1在缝隙33c的中心面移动。另外，各成形板33上流过的电流与放电频率成正比，另外，放电频率与电极1的表面和面向缝隙33的成形板33的侧面之距离成正比。因此，只要控制为两成形板33的放电频率相等，就能够在两成形板33和电极1的距离相等的状态下扫描电极1。图16表示利用第七实施方式加工电极1的状态。其中，图16所示的是,电极材料使用超硬合金，成形板使用黄铜，加工成带台阶的微细轴。其结果是，可成形具有51Mm的前端直径的微细轴。(附加方式)作为第一附加方式，如图17所示，在进行电极l的扫描之前，可预先赋予绝缘板彼此之间二维或三维运动，以控制槽截面形状。该附加方式作为第三实施方式(图IO)的前处理，在成形板33之间预先进行电火花加工，将两者的面成形进而形成均等的缝隙(槽)33c。具体而言，在进行电极1的扫描前，在载置板25上通过步进电动机对一个成形板33作用上下左右的往复运动，同时将两成形板33与电火花加工电源5连接，以在成形板33之间的缝隙33c产生电火花。由此，可平滑地成形与缝隙33c对面的成形板33的两侧面。若使用这样的平滑的缝隙33c扫描电极1，则可使电火花均等地产生，从而能够以更高的精度成形微细轴。另外，在第一附加方式(图17)中，槽形成时的放电频率和成形板之间的槽宽成正比。因此，若使用图15所示的槽宽度控制机构测定槽形成时的放电频率，并基于该放电频率实施槽宽度测定，驱动伺服电动机使成形板33移动以达到适宜的槽宽，则无需在视觉上测定槽宽也能够进行槽宽控制。另外，作为第二附加方式，在第一第七实施方式的任一方式的基础上，也可以考虑在控制槽宽的同时重复地进行轴成形加工的、所谓"重复扫描时的缝隙宽度控制"或"重复扫描"。第二附加方式中，在各重复成形工序中将成为电火花电气条件及极间距离的指标的伺服电压切换为逐渐形成微细轴的条件。下面，使用图18说明第二附加方式。首先，在第一工序中，扫描成形板33之间的缝隙33c来电火花加工图18中右上方所示的电极1，。在第一工序中进行了电火花成形的、成形为微细轴l，b的电极1，如图18中左上方所示。在第二工序中，在缩窄成形板33的缝隙33c的宽度作成缝隙33，c的状态下，如图18中右下方所示，再次扫描缝隙33，c来电火花加工电极1，。在第二工序中进行了电火花成形的具有微细轴的电极l，，如图18中左下方所示。通过进一步缩窄缝隙33'c来重复与该第二工序相同的工序，可通过电极来成形细的微细轴。图19是在将伺服电压逐渐切换为微细条件的情况下，在横轴上取加工时间、在纵轴上取电极1的轴半径的示意图。另外，图20表示通过第二追加方式由电极1成形的微细轴。另外，在上述各实施方式中，作为成形板3、33的材料，可使用铜-鴒等低耗损板、硅板及压粉体、半烧结体等有损耗板、锌合金等小功函数板。另外，在第二第七实施方式中，代替电极l，也可以扫描并成形非导电性轴。具体而言，若以两片板材料的一个为导电被覆用电极，以另一个为整形用电极，在两板之间扫描非导电性轴，则通过两板间的电火花也可以成形非导电性轴。根据本发明的微细轴形成方法及装置，由于电极的基本运动(扫描方向7)相对于成形板的上表面为平行，因此，放电频率(每单位时间的电火花发生次数)增大，得到接近理想的值。另外，在与电极的行进方向垂直的方向上，可使电极左右的放电频率相同，从而加工时的振动的影响减少，实现稳定的电极成形。另外，由于后方相对于电极的行进方向开放，故加工屑的排出性提高，其结果是可缩短加工时间。另外，在对成形板预先成形缝隙(槽)时，从缝隙宽度减去电火花间隙(电极和槽内面之间)的距离为微细轴的最终轴直径，因此，电火花自动结束，在加工中途轴不会消失，从而形状控制极其容易。另外，当加工的轴径变为微细时，成形板的缝隙方向和电极的旋转轴扫描方向7之间的误差相对增大，但只要将两片成形板绝缘配置，移动控制使两成形板的放电频率一致，则就能够将扫描方向和槽方向保持平行。该情况下，若在扫描电极之前，在两片成形板间预先进行电火花加工，则能够进一步使成形板的缝隙内的相向面完全一至丈。另外，若选择功函数小的材料为成形板的材料，则由于电火花容易产生，因此，例如在气体加工中，也可以稳定地实现电火花加工。若选择硅等作为成形板的材料，则可将成形轴表面改质为具有极高的耐腐蚀性的表面。另外，在各实施方式及追加方式的基础上，也可以提供一种不替换由上述电极1成形的微细轴，而以该微细轴作为工具进行电火花加工的方法及其装置。具体而言，不将通过上述各实施方式或追加方式成形的微细轴从电火花加工装置9上拆下，而是从载置台11上除去成形板3或33。之后，在同一电火花加工装置9的载置台ll上重新装设被加工物，然后对于该被加工物，使用微细轴作为工具也可以对该被加工物进行微细孔成形或扫描形状制造。实施例1本实施例中，选择硅作为成形板的材料，将成形的微细轴的表面改质为具有极高的耐腐蚀性的表面。在以硅为电极(成形板)对钢材进行精电火花加工时，可知其与铜电极相比，加工速度高，加工面粗糙度得到改善，即使电极面积增大，面粗糙度也不会发生劣化。另外，本发明的发明者报告了，以硅为电极对不锈钢进行电火花加工，在被加工物表面形成具有耐腐蚀、耐磨损性的强固的层。如上述实施方式中所说明，进行利用扫描电火花加工的微细轴形成，可成形具有高长宽比的微细轴。因此，使用上述实施方式的装置及方法，以硅板为电极(成形板)进行微细轴成形扫描电火花加工，并调查了成形后的微细轴的耐腐蚀性、表面粗糙度等。(利用硅电极的表面改质加工)在本实施例中，应用上述实施方式中所示的成形方法，以硅晶片(厚度0.5mm、比电阻0.02Qcm)为电极3(成形板)，对不4秀钢(SUS)圓棒1进行扫描电火花加工。图22表示该实验的方式。图23表示利用Si电极(Si制成形板)及BS(黄铜)电极(BS制成形板)的扫描电火花加工时的电火花波形。由图23可知，与BS电极相比，Si电极方面，加工初期的偏心的影响也被直接消除，成为稳定的电火花，可容易地进行微细轴的成形。另外，作为微细线轴成形的条件，以如下条件实施，电极使用Si(-),峰值电流Ip-1A，脉冲宽度(一个脉冲的电流继续时间)Tp=2nm，暂停时间(脉冲和脉沖之间的时间)Tr=16ym，加工时间为20分钟21秒。其结果是，可制作图24所示的前端直径为约10ym程度的微细线轴。可考虑在该细线表面形成硅皮膜，这样，可进行耐腐蚀性优良的微细轴的成形。因此，对执行了硅电极加工的圆棒利用盐酸进行了腐蚀实验。(腐蚀实验)在采用硅电极的电火花加工中，认为用5分钟程度的加工即可在表面覆盖硅皮膜、为确认之，在每一时间(1分钟间隔)观察被加工物(SUS(不锈钢)制圓棒)的状态。其结果是，即使考虑圓棒偏心，也可以在约4分钟时观察到被认为外周面是硅皮膜的光滑的电火花痕迹，且能够确认以5分钟程度的电火花即可进行表面改质。此时的直径为400ym程度。另夕卜，对于黄铜电极而言，也可以以同一加工条件加工到直径400ium程度，将通过各电极加工而成的圓棒浸入到盐酸(26%溶液)中，比较腐蚀程度。图25(a)中，与未加工圆棒一起表示的是通过BS电极材料及Si电极材料加工到直径400wm程度的SUS圓棒的加工部位。图25(b)表示将上述加工物被盐酸水溶液侵蚀了9小时后的前端部位。未加工物及BS得到的加工物观察到侵蚀正在进行的样子。与之相对，利用Si电极的加工部位完全没有侵蚀的痕迹，而未加工部则被侵蚀从而变细。其次，图26表示轴直径相对于侵蚀时间的变化。未加工轴(SUS圆棒)和BS电极得到的轴，在保持因电火花加工而产生的两者的直径差别的同时，其直径伴随着时间的经过而减少。另一方面，可知利用Si电极对SUS进行的加工即使在微细轴成形时，也能够实现极高的耐腐蚀性。(表面粗糙度测定)在显微镜下的观察中，表面看来，发现Si电极加工中的表面比BS电极加工表面更光滑。因此，由共焦点型三维显微镜及表面粗糙计来进行表面粗糙度的测定。图6表示两者的表面粗糙度曲线图。利用Si电极(0.25nm、Ra)的加工部位呈现比利用BS电极(1.5nm、Ra)的加工部位更光滑的面性状。(SEM图像、EDS分析)利用Si电极进行电火花加工，对表面改质后的圆棒通过SEM(扫描电子显微镜)及EDS(能量分散型X线分光energy-dispersiveX—rayspectroscopy)进行观察。图28表示对圓棒截面进行SEM图像及EDS分析得到的Si、Fe、Cr的解析结果。通过EDS分析可知在加工物表面载置有Si(或含Si的化合物)。另外，由EDS图像发现，其膜的厚度为几个微米程度。综上所述，本实施例中，以硅为电极(成形板)进行扫描电火花加工，可成形微细线轴。这样成形的微细轴具有耐腐蚀性，从而加工面粗糙度得到改善，比通常的电火花加工面光滑。由于形成于被加工物表面的硅被膜连盐酸都不能将其腐蚀，故可考虑用于腐蚀环境下的扫描探针及微细操作工具。权利要求1、一种微细轴的形成方法，其特征在于，包括如下工序提供用于加工成所述微细轴的电极的工序；提供用于成形所述电极的成形材料的工序；使所述电极以所述电极的长度方向为中心旋转的电极旋转工序；为使所述电极和所述成形材料之间产生电火花而使用电火花加工电源向所述电极及所述成形材料供电的供电工序；按照从所述成形材料的侧端一侧横切所述成形材料的方式使通过所述电极旋转工序旋转的所述电极移动的电极移动工序；在所述电极移动工序中，使用通过所述电火花工序在所述电极和所述成形材料之间产生的电火花在所述成形材料上形成槽的同时成形所述电极，从而形成所述微细轴的微细轴形成工序。2、如权利要求1所述的微细轴的形成方法，其特征在于，还包括缝隙形成工序，即在所述电极移动工序之前，预先沿着所述电招_移动的方向在所述成形材料上形成缝隙。3、如权利要求2所述的微细轴的形成方法，其特征在于，所述成形材料由两个成形材料构成，所述缝隙作为所述两个成形材料间的间隙形成。4、如权利要求3所述的微细轴的形成方法，其特征在于，所述两个成形材料彼此电绝缘。5、如权利要求3所述的微细轴的形成方法，其特征在于，所述两个成形材料彼此电连接。6、如权利要求1~5中任意一项所述的微细轴的形成方法，其特征在于，在所述电极移动工序中，在与从所述成形材料的侧端一侧;境切所述成形材料的方向不同的方向上，对所述电极追加副运动。7、如权利要求6所述的微细轴的形成方法，其特征在于，所述副运动是所述电极相对于所述成形材料的上表面向垂直方向的往复运动。8、如权利要求6所述的^:细轴的形成方法，其特征在于，所述副运动是所述电极相对于所述成形材料的上表面向倾斜方向的往复运动。9、如权利要求1~5中任意一项所述的微细轴的形成方法，其特征在于，在所述电极移动工序中，在平行于所述成形材料的上表面的方向上，^使所述电极相对于所述成形材料摆动运动。10、如权利要求35中任意一项所述的微细轴的形成方法，其特征在于，还包括测定所述两个加工材料之间的电火花频率的电火花频率测定工序；控制所述电火花频率测定工序中测定得到的所述电火花频率彼此相等的电火花频率控制工序。11、如权利要求10所述的微细轴的形成方法，其特征在于，所述电火花频率控制工序具备控制所述两个加工材料分别与所述电极的距离相等的距离控制装置。12、如权利要求10或11所述的微细轴的形成方法，其特征在于，所述电火花频率测定工序是对所述两个成形材料中流过的电流分别进行检测的电流;险测工序。13、如权利要求35、10~12中任意一项所述的^i细轴的形成方法，其特征在于，在所述电极移动工序之前，还包括预先在所述两个成形材料之间进行电火花加工，将所述缝隙内面成形的缝隙电火花加工工序。14、如权利要求1~13中任意一项所述的微细轴的形成方法，其特征在于，包括在所述微细轴形成工序之后的槽宽调节工序和在所述槽宽调节工序之后的再加工工序，其中，所述槽宽调节工序将所述成形材料的所述槽缩窄，所述再加工工序顺序进行所述电极旋转工序、所述供电工序、所述电极移动工序、所述^:细轴形成工序。15、如权利要求14所述的微细轴的形成方法，其特征在于，多次重复进行所述再加工工序。16、一种微细轴，其特征在于，使用权利要求1~15中任意一项所述的微细轴的形成方法由所述电极形成所述微细轴。17、一种微细轴的形成装置，其特征在于，具备用于加工成所述纟敬细轴的电极；用于成形所述电极的成形材料；使所述电极以所述电极的长度方向为中心旋转的电极旋转机构；为使所述电极和所述成形材料之间产生电火花而向所述电极及所述成形材料供电的电火花加工电源；按照从所述成形材料的侧端一侧横切所述成形材料的方式使通过所述电极旋转机构旋转的所述电极移动的电极移动机构，在所述电极移动机构动作时，使用通过所述电火花加工电源在所述电极和所述成形材料之间产生的电火花，在所述成形材料上形成槽的同时成形所述电极，/人而形成所述^鼓细轴。18、如权利要求17所述的微细轴的形成装置，其特征在于，所述成形材料上具备预先沿着所述电极移动的方向在所述成形材料上形成的缝隙。19、如权利要求18所述的微细轴的形成装置，其特征在于，所述成形材料由两个成形材料构成，所述缝隙作为所述两个成形材料间的间隙形成。20、如权利要求19所述的微细轴的形成装置，其特征在于，具备分别测定两个所述加工材料之间的电火花频率的电火花频率测定^/U勾；电火花频率控制机构。21、如权利要求1~15中任意一项所述的微细轴的形成方法，其特征在于，使用硅制成形材料作为所述成形材料。22、如权利要求21所述的微细轴的形成方法，其特征在于，在所述电极和所述硅制成形材料之间产生电火花，形成所述微细轴，同时在所述微细轴的表面形成含硅层。23、一种微细轴，其特征在于，具备利用权利要求21或22所述的微细轴形成方法在所述微细轴的所述表面形成的所述含硅层。全文摘要本发明提供一种微细轴形成方法及微细轴形成装置，其不必学习现有的方法的高度的熟练技能，即可成形微细轴。本发明的微细轴形成装置具备用于加工成微细轴的细长电极(1)；用于成形电极(1)的成形板(3)；使电极(1)以电极(1)的长度方向(1a)为中心旋转的电极旋转机构；为使电极(1)和成形板(3)之间产生电火花而向电极(1)及成形板(3)供电的电火花加工电源(5)；按照从成形板(3)的侧端面(3a)一侧横切成形板(3)的方式使通过电极旋转机构旋转的电极(1)移动的电极移动机构。在电极移动机构动作时，使用通过电火花加工电源(5)在电极(1)和成形板(3)之间产生的电火花在成形板(3)上形成槽(3b)的同时成形电极(1)，从而形成微细轴。文档编号B23H9/00GK101304832SQ200680041798公开日2008年11月12日申请日期2006年11月9日优先权日2005年11月16日发明者毛利尚武,谷贵幸申请人:国立大学法人东京大学;国立大学法人筑波技术大学