特許 5786917 ワイヤ放電加工装置およびワイヤ放電加工方法。

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5786917

(24)【登録日】2015年8月7日

(45)【発行日】2015年9月30日

(54)【発明の名称】ワイヤ放電加工装置およびワイヤ放電加工方法。

(51)【国際特許分類】

   B23H 7/02 20060101AFI20150910BHJP

   B23H 7/10 20060101ALI20150910BHJP

【ＦＩ】

   B23H7/02 Q

   B23H7/10 E

【請求項の数】9

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2013-216404(P2013-216404)

(22)【出願日】2013年10月17日

(65)【公開番号】特開2014-166674(P2014-166674A)

(43)【公開日】2014年9月11日

【審査請求日】2013年10月31日

(31)【優先権主張番号】特願2013-14491(P2013-14491)

(32)【優先日】2013年1月29日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】390002761

【氏名又は名称】キヤノンマーケティングジャパン株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000154990

【氏名又は名称】株式会社牧野フライス製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100188938

【弁理士】

【氏名又は名称】榛葉 加奈子

(72)【発明者】

【氏名】栗原 治弥

【審査官】 山崎 孔徳

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−１４００８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／１２５６５６（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｈ ７／０２ − ７／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

並設されたワイヤでワークを放電加工によりスライスするワイヤ放電加工装置であって、
同一方向に走行させるように前記ワイヤを周回させる複数のメインローラと、
前記周回する複数本のワイヤに、前記放電加工するための加工電源を一括給電する給電子と、
前記ワークを、前記周回するワイヤに接近する方向に送り出すワーク送り部と、
前記給電子および前記ワークとに導通して前記放電加工するための加工電源を供給する電源配線と、
を備え、
前記給電子および前記ワーク送り部とが、前記複数のメインローラを周回するワイヤの内側に配置されて、前記電源配線を用いた前記加工電源の電源回路が前記給電子および前記ワーク送り部とにそれぞれ接続されており、
前記複数のメインローラを周回するワイヤの外側に配置されて、加工液を貯留する加工槽を備え、
前記ワーク送り部は前記給電子よりも低い位置に配置され、
保持する前記ワークが前記加工液に浸漬されるように、前記ワーク送り部が前記ワークを前記周回するワイヤに接近する方向に送り出すことを特徴とするワイヤ放電加工装置。

【請求項2】

並設されたワイヤでワークを放電加工によりスライスするワイヤ放電加工装置であって、
同一方向に走行させるように前記ワイヤを周回させる複数のメインローラと、
前記周回する複数本のワイヤに、前記放電加工するための加工電源を一括給電する給電子と、
前記ワークを、前記周回するワイヤに接近する方向に送り出すワーク送り部と、
前記給電子および前記ワークとに導通して前記放電加工するための加工電源を供給する電源配線と、
を備え、
前記給電子および前記ワーク送り部とが、前記複数のメインローラを周回するワイヤの内側に配置されて、前記電源配線を用いた前記加工電源の電源回路が前記給電子および前記ワーク送り部とにそれぞれ接続されており、
前記電源配線は、
上り用および下り用のケーブルを内包する同軸配線部と、
前記内包している前記上り用または前記下り用のケーブルが前記同軸配線部から分岐して前記給電子または前記ワーク送り部の一方と接続される単線部と、
を有し、
前記複数のメインローラの外周に形成される、異なる方向に走行する２つのワイヤ走行面どうしの間隔による長さより、前記分岐された単線部の長さの方が短いことを特徴とするワイヤ放電加工装置。

【請求項3】

並設されたワイヤでワークを放電加工によりスライスするワイヤ放電加工装置であって、
同一方向に走行させるように前記ワイヤを周回させる複数のメインローラと、
前記周回する複数本のワイヤに、前記放電加工するための加工電源を一括給電する給電子と、
前記ワークを、前記周回するワイヤに接近する方向に送り出すワーク送り部と、
前記給電子および前記ワークとに導通して前記放電加工するための加工電源を供給する電源配線と、
を備え、
前記給電子および前記ワーク送り部とが、前記複数のメインローラを周回するワイヤの内側に配置されて、前記電源配線を用いた前記加工電源の電源回路が前記給電子および前記ワーク送り部とにそれぞれ接続されており、
前記電源配線は、
上り用および下り用のケーブルを内包する同軸配線部と、
前記内包している前記上り用または前記下り用のケーブルが前記同軸配線部から分岐して前記給電子または前記ワーク送り部の一方と接続される単線部と、
を有し、
前記分岐された単線部の長さが、前記ワーク送り部が前記ワークを周回するワイヤに接近する方向に送り出す距離とほぼ同等であることを特徴とするワイヤ放電加工装置。

【請求項4】

並設されたワイヤでワークを放電加工によりスライスするワイヤ放電加工装置であって、
同一方向に走行させるように前記ワイヤを周回させる複数のメインローラと、
前記周回する複数本のワイヤに、前記放電加工するための加工電源を一括給電する給電子と、
前記ワークを、前記周回するワイヤに接近する方向に送り出すワーク送り部と、
前記給電子および前記ワークとに導通して前記放電加工するための加工電源を供給する電源配線と、
を備え、
前記給電子および前記ワーク送り部とが、前記複数のメインローラを周回するワイヤの内側に配置されて、前記電源配線を用いた前記加工電源の電源回路が前記給電子および前記ワーク送り部とにそれぞれ接続されており、
前記ワイヤに一括で給電された前記加工電源を前記ワークに放電する放電部と、
前記給電子に前記放電加工するための加工電源を供給する電源部と、
を備え、
前記電源部から前記給電子までの電源配線の抵抗が、前記給電子から前記放電部までのワイヤの抵抗よりも小さいことを特徴とするワイヤ放電加工装置。

【請求項5】

前記電源部から前記給電子までの電源配線の抵抗は０．１Ωよりも小さいことを特徴とする請求項４に記載のワイヤ放電加工装置。

【請求項6】

並設されたワイヤでワークを放電加工によりスライスし、同一方向に走行させるように前記ワイヤを周回させる複数のメインローラと、前記周回する複数本のワイヤに、前記放電加工するための加工電源を一括給電する給電子と、前記ワークを、前記周回するワイヤに接近する方向に送り出すワーク送り部と、前記給電子および前記ワークとに導通して前記放電加工するための加工電源を供給する電源配線と、前記複数のメインローラを周回するワイヤの外側に配置されて、加工液を貯留する加工槽とを備えるワイヤ放電加工装置におけるワイヤ放電加工方法であって、
前記給電子および前記ワーク送り部とが、前記複数のメインローラを周回するワイヤの内側に配置されて、前記電源配線を用いた前記加工電源の電源回路が前記給電子および前記ワーク送り部とにそれぞれ接続されており、
前記ワーク送り部は前記給電子よりも低い位置に配置されており、
保持する前記ワークが前記加工液に浸漬されるように、前記ワーク送り部が前記ワークを前記周回するワイヤに接近する方向に送り出すことを特徴とするワイヤ放電加工方法。

【請求項7】

並設されたワイヤでワークを放電加工によりスライスし、同一方向に走行させるように前記ワイヤを周回させる複数のメインローラと、前記周回する複数本のワイヤに、前記放電加工するための加工電源を一括給電する給電子と、前記ワークを、前記周回するワイヤに接近する方向に送り出すワーク送り部と、前記給電子および前記ワークとに導通して前記放電加工するための加工電源を供給する電源配線とを備えており、
前記電源配線が、上り用および下り用のケーブルを内包する同軸配線部と、前記内包している前記上り用または前記下り用のケーブルが前記同軸配線部から分岐して前記給電子または前記ワーク送り部の一方と接続される単線部とを有しているワイヤ放電加工装置におけるワイヤ放電加工方法であって、
前記給電子および前記ワーク送り部とが、前記複数のメインローラを周回するワイヤの内側に配置されて、前記電源配線を用いた前記加工電源の電源回路が前記給電子および前記ワーク送り部とにそれぞれ接続されており、
前記複数のメインローラの外周に形成される、異なる方向に走行する２つのワイヤ走行面どうしの間隔による長さより、前記分岐された単線部の長さの方が短いことを特徴とするワイヤ放電加工方法。

【請求項8】

並設されたワイヤでワークを放電加工によりスライスし、同一方向に走行させるように前記ワイヤを周回させる複数のメインローラと、前記周回する複数本のワイヤに、前記放電加工するための加工電源を一括給電する給電子と、前記ワークを、前記周回するワイヤに接近する方向に送り出すワーク送り部と、前記給電子および前記ワークとに導通して前記放電加工するための加工電源を供給する電源配線とを備えており、
前記電源配線が、上り用および下り用のケーブルを内包する同軸配線部と、前記内包している前記上り用または前記下り用のケーブルが前記同軸配線部から分岐して前記給電子または前記ワーク送り部の一方と接続される単線部とを有しているワイヤ放電加工装置におけるワイヤ放電加工方法であって、
前記給電子および前記ワーク送り部とが、前記複数のメインローラを周回するワイヤの内側に配置されて、前記電源配線を用いた前記加工電源の電源回路が前記給電子および前記ワーク送り部とにそれぞれ接続されており、
前記分岐された単線部の長さが、前記ワーク送り部が前記ワークを周回するワイヤに接近する方向に送り出す距離とほぼ同等であることを特徴とするワイヤ放電加工方法。

【請求項9】

並設されたワイヤでワークを放電加工によりスライスし、同一方向に走行させるように前記ワイヤを周回させる複数のメインローラと、前記周回する複数本のワイヤに、前記放電加工するための加工電源を一括給電する給電子と、前記ワークを、前記周回するワイヤに接近する方向に送り出すワーク送り部と、前記給電子および前記ワークとに導通して前記放電加工するための加工電源を供給する電源配線と、前記ワイヤに一括で給電された前記加工電源を前記ワークに放電する放電部と、前記給電子に前記放電加工するための加工電源を供給する電源部とを備えるワイヤ放電加工装置におけるワイヤ放電加工方法であって、
前記給電子および前記ワーク送り部とが、前記複数のメインローラを周回するワイヤの内側に配置されて、前記電源配線を用いた前記加工電源の電源回路が前記給電子および前記ワーク送り部とにそれぞれ接続されており、
前記電源部から前記給電子までの電源配線の抵抗が、前記給電子から前記放電部までの
ワイヤの抵抗よりも小さいことを特徴とするワイヤ放電加工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はワイヤ放電加工装置およびワイヤ放電加工方法の技術に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、シリコンインゴットを多数の薄片にスライスするための装置としてワイヤソーが知られているが、近年ワイヤ放電加工技術を用いてワークを薄板にスライスする技術がある。
例えば、特許文献１にはワイヤを走行する複数のガイドローラの中にワーク送り装置を配置する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０−２６０１５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

マルチワイヤ放電加工においては複数本のワイヤに同一パルスで同一電圧値の加工電源を一括給電しても、極間における放電の発生はワイヤ毎にそれぞれ異なるので、必ずしもワイヤ毎に同時に放電電流が安定状態に達して流れ出すとは限らない。

【0005】

特許文献１には、このようにもし極間でのワイヤ毎に放電電流の立ち上がり時間がばらついてしまうと、放電電流が立ち上がった後の加工エネルギーが変わってしまうので、ワイヤ毎の加工形状もバラバラになってしまうといった問題点に関しては何ら開示されていない。

【0006】

本発明は、複数本のワイヤに一括給電した場合であっても、極間においては放電加工が安定して発生している時間が実際に放電しているワイヤの本数に依存して加工エネルギーがバラついてしまうことを防止することが可能な仕組み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】

【0007】

本発明は、並設されたワイヤでワークを放電加工によりスライスするワイヤ放電加工装置であって、同一方向に走行させるように前記ワイヤを周回させる複数のメインローラと、前記周回する複数本のワイヤに、前記放電加工するための加工電源を一括給電する給電子と、前記ワークを、前記周回するワイヤに接近する方向に送り出すワーク送り部と、前記給電子および前記ワークとに導通して前記放電加工するための加工電源を供給する電源配線と、を備え、前記給電子および前記ワーク送り部とが、前記複数のメインローラを周回するワイヤの内側に配置されて、前記電源配線を用いた前記加工電源の電源回路が前記給電子および前記ワーク送り部とにそれぞれ接続されており、前記複数のメインローラを周回するワイヤの外側に配置されて、加工液を貯留する加工槽を備え、前記ワーク送り部は前記給電子よりも低い位置に配置され、保持する前記ワークが前記加工液に浸漬されるように、前記ワーク送り部が前記ワークを前記周回するワイヤに接近する方向に送り出すことを特徴とする。

【0008】

本発明は、並設されたワイヤでワークを放電加工によりスライスするワイヤ放電加工装置であって、同一方向に走行させるように前記ワイヤを周回させる複数のメインローラと、前記周回する複数本のワイヤに、前記放電加工するための加工電源を一括給電する給電子と、前記ワークを、前記周回するワイヤに接近する方向に送り出すワーク送り部と、前記給電子および前記ワークとに導通して前記放電加工するための加工電源を供給する電源配線と、を備え、前記給電子および前記ワーク送り部とが、前記複数のメインローラを周回するワイヤの内側に配置されて、前記電源配線を用いた前記加工電源の電源回路が前記給電子および前記ワーク送り部とにそれぞれ接続されており、前記電源配線は、上り用および下り用のケーブルを内包する同軸配線部と、前記内包している前記上り用または前記下り用のケーブルが前記同軸配線部から分岐して前記給電子または前記ワーク送り部の一方と接続される単線部と、を有し、前記複数のメインローラの外周に形成される、異なる方向に走行する２つのワイヤ走行面どうしの間隔による長さより、前記分岐された単線部の長さの方が短いことを特徴とする。

【0009】

本発明は、並設されたワイヤでワークを放電加工によりスライスするワイヤ放電加工装置であって、同一方向に走行させるように前記ワイヤを周回させる複数のメインローラと、前記周回する複数本のワイヤに、前記放電加工するための加工電源を一括給電する給電子と、前記ワークを、前記周回するワイヤに接近する方向に送り出すワーク送り部と、前記給電子および前記ワークとに導通して前記放電加工するための加工電源を供給する電源配線と、を備え、前記給電子および前記ワーク送り部とが、前記複数のメインローラを周回するワイヤの内側に配置されて、前記電源配線を用いた前記加工電源の電源回路が前記給電子および前記ワーク送り部とにそれぞれ接続されており、前記電源配線は、上り用および下り用のケーブルを内包する同軸配線部と、前記内包している前記上り用または前記下り用のケーブルが前記同軸配線部から分岐して前記給電子または前記ワーク送り部の一方と接続される単線部と、を有し、前記分岐された単線部の長さが、前記ワーク送り部が前記ワークを周回するワイヤに接近する方向に送り出す距離とほぼ同等であることを特徴とする。

【0010】

本発明は、並設されたワイヤでワークを放電加工によりスライスするワイヤ放電加工装置であって、同一方向に走行させるように前記ワイヤを周回させる複数のメインローラと、前記周回する複数本のワイヤに、前記放電加工するための加工電源を一括給電する給電子と、前記ワークを、前記周回するワイヤに接近する方向に送り出すワーク送り部と、前記給電子および前記ワークとに導通して前記放電加工するための加工電源を供給する電源配線と、を備え、前記給電子および前記ワーク送り部とが、前記複数のメインローラを周回するワイヤの内側に配置されて、前記電源配線を用いた前記加工電源の電源回路が前記給電子および前記ワーク送り部とにそれぞれ接続されており、前記ワイヤに一括で給電された前記加工電源を前記ワークに放電する放電部と、前記給電子に前記放電加工するための加工電源を供給する電源部と、を備え、前記電源部から前記給電子までの電源配線の抵抗が、前記給電子から前記放電部までのワイヤの抵抗よりも小さいことを特徴とする。

【発明の効果】

【0013】

本発明により、複数本のワイヤに一括給電した場合であっても、極間においては放電加工が安定して加工エネルギーがワイヤの本数に依存してバラついてしまうことを防止することが可能な仕組みを提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明のワイヤ放電加工システムを正面から見た図。

【図2】本発明のワイヤ放電加工装置を正面から見た図。

【図3】本発明における給電子とワイヤとの配置関係を側面から見た図。

【図4】従来技術（シングルワイヤ放電加工システム）における電気回路と各種部品の配置を示した図。

【図5】従来技術（マルチワイヤ放電加工システム）における電気回路と各種部品の配置を示した図。

【図6】本発明における極間状態（電圧と電流）と、加工電源のパルス（ＯＮ／ＯＦＦ）周期を示したもの。

【図7】本発明における電気回路と各種部品の配置を示した図。

【図8】本発明における電気回路と各種部品の配置を示した図。

【図9】本発明における電気回路と各種部品の配置を示した図。

【図10】理想的に給電子とワークを配置した場合のケーブル配線を正面から見た図。

【図11】主にインダクタンスからなる配線抵抗が大きかったこれまでの給電子とワークをそれぞれ配置した場合のケーブル配線を示した図。

【図12】主にインダクタンスからなる配線抵抗が小さくなるように、理想的に給電子とワークを配置した場合のケーブル配線を示した図。

【図13】本発明における複数のワイヤ間で放電の立ち上がり時間τを比較した結果である。

【図14】本発明におけるワイヤの本数の増加にともなって変化する合計の加工電流の理論計算値を比較したグラフである。

【図15】本発明のマルチワイヤ放電加工システムにおける放電電流の立ち上がり方を場合分けした図である。

【図16】本発明における給電子ユニットとワーク送り部との配置関係の変形例を正面から見た図。

【図17】本発明における給電子ユニットとワーク送り部との配置関係の変形例を正面から見た図。

【図18】本発明における給電子ユニットとワーク送り部との配置関係の変形例を正面から見た図。

【発明を実施するための形態】

【0015】

図１を説明する。

【0016】

図１は、本発明の実施の形態に係るマルチワイヤ放電加工機１を前方から見た外観図である。尚、図１に示す各機構の構成は一例であり、目的や用途に応じて様々な構成例があることは言うまでもない。

【0017】

図１は本発明におけるマルチワイヤ放電加工システム（半導体基板または太陽電池基板の製造システム）の構成を示す図である。マルチワイヤ放電加工システムは、マルチワイヤ放電加工装置１、電源装置２、加工液供給装置５０から構成されている。
マルチワイヤ放電加工システムは、放電により並設された複数本のワイヤの間隔で被加工物を薄片にスライスすることができる。

【0018】

１はマルチワイヤ放電加工装置であり、１には、サーボモータにより駆動されるワーク送り装置３がワイヤ１０３上部に設けられ上下方向にワーク１０５を移動できる。本発明ではワーク１０５が下（重力）方向に送られ、ワーク１０５とワイヤ１０３の間で放電加工がおこなわれる。

【0019】

２は電源装置であり、２には、サーボモータを制御する放電サーボ制御回路が放電の状態に応じて効率よく放電を発生させるために放電ギャップを一定の隙間に保つように制御し、またワーク位置決めを行い、放電加工を進行させる。

【0020】

加工電源回路（図７）は、放電加工のための放電パルスをワイヤ１０３へ供給するとともに、放電ギャップで発生する短絡などの状態に適応する制御を行いまた放電サーボ制御回路への放電ギャップ信号を供給する。

【0021】

５０は加工液供給装置であり、５０は、放電加工部の冷却、加工チップ（屑）の除去に必要な加工液をポンプによりワーク１０５とワイヤ１０３へ送液する共に、加工液中の加工チップの除去、イオン交換による電導度（１μＳ〜２５０μＳ）の管理、液温（２０℃付近）の管理を行う。おもに水が使用されるが、放電加工油を用いることもできる。

【0022】

８，９はメインローラであり、メインローラには、所望する厚さで加工出来るようにあらかじめ決められたピッチ、数で溝が形成されており、ワイヤ供給ボビンからの張力制御されたワイヤが２つのメインローラに必要数巻きつけられ、巻き取りボビンへ送られる。ワイヤ速度は１００ｍ／ｍｉｎから９００ｍ／ｍｉｎ程度が用いられる。
２つのメインローラが同じ方向でかつ同じ速度で連動して回転することにより、ワイ

【0023】

ヤ繰出し部から送られた１本のワイヤ１０３がメインローラ（２つ）の外周を周回し、並設されている複数本のワイヤ１０３を同一方向に走行させる（走行手段）ことができる。

【0024】

ワイヤ１０３は図８に示すように、１本の繋がったワイヤであり、図示しないボビンから繰り出され、メインローラの外周面のガイド溝（図示しない）に嵌め込まれながら、当該メインローラの外側に多数回（最大で２０００回程度）螺旋状に巻回された後、図示しないボビンに巻き取られる。
マルチワイヤ放電加工機１は、電源ユニット２と電線５１３を介して接続されており、電源ユニット２から供給される電力により作動する。

【0025】

マルチワイヤ放電加工機１は、図１に示すように、マルチワイヤ放電加工機１の土台として機能するブロック１５と、ブロック１５の上部の中に設置されている、ブロック２０と、ワーク送り装置３と、接着部４と、シリコンインゴット１０５と、加工液漕６と、メインローラ８と、ワイヤ１０３と、メインローラ９と、給電ユニット１０と、給電子１０４と、を備えている。
図２を説明する。
図２は、図１に示す点線１６枠内の拡大図である。

【0026】

８，９はメインローラであり、メインローラにワイヤ１０３が複数回巻きつけられており、メインローラに刻まれた溝に従い、所定ピッチでワイヤ１０３が整列している。
メインローラは中心に金属を使用し、外側は樹脂で覆う構造である。

【0027】

２つのメインローラの間であって、メインローラ８，９の内部のほぼ中央部の上の部分には、給電ユニットに取り付けられた給電子１０４を配置し、給電子１０４は、上向きに露出する表面をワイヤに接触させることで走行する複数本のワイヤ１０３に加工電源を一括して給電する。
図３に示したように、給電子１０４はワイヤ１０３の１０本と接触することで、加工電源からの放電パルス（図６の５０４）を１０本のワイヤに供給している。
給電子１０４が配置される位置は、シリコンインゴット１０５の両端よりワイヤの長さがほぼ等しくなる位置（５１１Ｌ１＝５１１Ｌ２）に設けてある。
給電子１０４には、機械的摩耗に強く、導電性があることが要求され超硬合金が使用されている。

【0028】

２つのメインローラの間であって、メインローラ８，９の内部のほぼ中央部の下の部分には、ワーク送り装置３に取付けたシリコンインゴット１０５を配置し、ワーク送り装置３がワークを１０５下方向に送り出すことでスライス加工が進行する。

【0029】

メインローラの下部に加工槽６を設け、ワイヤ１０３およびシリコンインゴット１０５を浸漬し、放電加工部の冷却、加工チップの除去を行う。加工槽６は加工液を貯留し、送り出されたワークを浸漬するためのものである。

【0030】

図３のように、ワイヤ１０４の本数を１０本に対して接触する給電子１０４を１個で示しているが、給電子あたりのワイヤ本数や給電子の総数は必要数に応じて増やすことは言うまでもない。

【0031】

ブロック２０は、ワーク送り装置３と接合されている。また、ワーク送り部３は、シリコンインゴット１０５（ワーク）と接着部４により接着（接合）されている。
本実施例では、加工材料（ワーク）として、シリコンインゴット１０５を例に説明する。

【0032】

接着部４は、ワーク送り装置３と、シリコンインゴット１０５（ワーク）とを接着（接合）するためのものであれば何でもよく、例えば、電導性の接着剤が用いられる。

【0033】

ワーク送り部３は、接着部４により接着（接合）されているシリコンインゴット１０５を上下方向に移動する機構を備えた装置であり、ワーク１０５を保持した状態でワーク送り部３が下方向（重力方向）に移動することにより、シリコンインゴット１０５をワイヤ１０３の方向に近づけることが可能となる。
ワーク送り部３は給電子１０４よりも低い位置に配置されている。
保持するワーク１０５が加工液に浸漬されるように、ワーク送り部３はワーク１０５を周回するワイヤに接近する方向に送りしている。
加工液漕６は、加工液を貯留するための容器であり複数のメインローラ（８，９）を周回するワイヤの外側に配置されている。

【0034】

加工液は、例えば、抵抗値が高い脱イオン水である。ワイヤ１０３と、シリコンインゴット１０５との間に、加工液を設けられることにより、ワイヤ１０３と、シリコンインゴット１０５との間で放電が起き、シリコンインゴット１０５を削ることが可能となる。

【0035】

メインローラ８、９には、ワイヤ１０３を取り付けるための溝が複数列形成されており、その溝にワイヤ１０３が取り付けられている。そして、メインローラ８、９が右又は左回転することにより、ワイヤ１０３が走行する。
また、図２に示すように、ワイヤ１０３は、メインローラ８、９に取り付けられ、メインローラ８、９の上側、及び下側にワイヤ列を形成している。

【0036】

また、ワイヤ１０３は、伝導体であり、電源ユニット２から電圧が供給された給電ユニット１０の給電子１０４と、ワイヤ１０３とが接触することにより、当該供給された電圧が給電子１０４からワイヤ１０３に印加される。（給電子１０４がワイヤ１０３に電圧を印加している。）

【0037】

そして、ワイヤ１０３と、シリコンインゴット１０５との間で放電が起き、シリコンインゴット１０５を削り（放電加工を行い）、薄板状のシリコン（シリコンウエハ）を作成することが可能となる。
図３を説明する。
図３は、給電子１０４の拡大図を示す。
給電子１０４（１個）はワイヤ１０３（１０本）と接触している。
ワイヤ１０３同士の間隔（ワイヤのピッチ）は０．３ｍｍ程度である。
図４を説明する。
図４は従来方式であるワイヤ毎に個別に加工電流を給電する個別給電での電気回路４００を示す図である。

【0038】

４０１は加工電源（Ｖｍ）である。放電加工に必要な電流を供給するために設定される加工電圧である。Ｖｍは６０Ｖ〜１５０Ｖで任意の加工電圧に設定することができる。

【0039】

４０２は加工電源（Ｖｓ）である。放電を誘発するために設定される誘発電圧である。さらにワイヤとワークとの間にて極間電圧（極間電流）の状態をモニターする目的にも使用される。Ｖｓは６０Ｖ〜３００Ｖで任意の誘発電圧に設定することができる。
４０３はトランジスタ（Ｔｒ２）である。加工電源ＶｍのＯＮ（導通）状態とＯＦＦ（非導通）状態をスイッチングで切り替える。
４０４はトランジスタ（Ｔｒ１）である。加工電源ＶｓのＯＮ（導通）状態とＯＦＦ（非導通）状態をスイッチングで切り替える。

【0040】

４０５は加工電流制限抵抗体の抵抗（Ｒｍ）である。固定の抵抗値を設定することで、１本毎のワイヤ電流（Ｉｗ）や極間放電電流（Ｉｇ）を制限する。Ｒｍは１Ω〜１００Ωで任意の抵抗値に設定することができる。つまりＶｍ＝６０Ｖ（ボルト）、Ｖｇ＝３０Ｖ、Ｒｍ＝１０Ωとした場合で、Ｉｗ（Ｉｇ）＝（６０Ｖ−３０Ｖ）／１０Ω＝３Ａ（アンペア）となる。

【0041】

なお、上記の計算式では、加工電源（Ｖｍ）から給電点（給電子）までの電圧降下を３０Ｖとしたが、ワイヤ抵抗（Ｒｗ）による給電点から放電点までの電圧降下は考慮していない。

【0042】

つまり従来方式である個別給電方式の場合には加工電流Ｉｗの値は、加工電流制限抵抗体の抵抗Ｒｍにより決定されるので、１本毎に所望のワイヤ電流や放電電流（Ｉｇ）を得るためには、ワイヤ抵抗ＲｗがＲｍ＞Ｒｗの関係になるように設定される。

【0043】

４０６は誘発電流制限抵抗（Ｒｓ）である。固定の抵抗値を設定することで放電を誘発する誘発電流を制限する。Ｒｓは１Ω〜１００Ωで任意の抵抗値に設定することができる。
４０７は極間電圧（Ｖｇ）である。放電中にワイヤ１０３とワーク１０５との間（極間）に印加される極間放電電圧である。
４０８は極間電流（Ｉｇ）である。放電中にワイヤ１０３とワーク１０５との間に流れる極間放電電流である。
４１０はワイヤ１本毎に個別に供給される加工電流（Ｉｗ）である。
図５を説明する。
図５は従来方式であるワイヤ毎に個別に加工電流を給電する個別給電での電気回路４００が複数本のワイヤに給電している図である。
４０９はワイヤ１本毎の抵抗を示すワイヤ抵抗（Ｒｗ）である。
２０４は個別の給電子である。シリコンインゴット１０５の両端の近傍に設けた、２ヶ所の個別給電子から加工電圧のパルスを印加し、放電加工を行う。
巻回するワイヤ１０３の本数と同数の電源回路４００に接続されている。

【0044】

図６は、本発明の極間放電電圧（Ｖｇｎ）及び極間放電電流（Ｉｇｎ）の変化とＴｒ１、Ｔｒ２のＯＮ／ＯＦＦ動作（タイミングチャート）を示す。グラフの横軸は時間である。

【0045】

まずトランジスタＴｒ１５０３をＯＮし、誘発電圧を印加する。このときワイヤ１０３とワーク１０５間（極間）は絶縁されているため、ほとんど極間放電電流は流れない。その後、極間放電電流が流れ始めて放電を開始するとＶｇｎが電圧降下することで、放電開始を検出しＴｒ２をＯＮすると、大きな極間放電電流を得る。所定時間経過後にＴｒ２をＯＦＦする。Ｔｒ２のＯＦＦを所定時間経過した後に再び一連の動作を繰り返す。
図７を説明する。

【0046】

図７は本発明における複数本のワイヤ（１０本）に一括で加工電流を給電する一括給電での電気回路２とワイヤ放電加工装置１との関係を示す図である。加工電流とワイヤ電流と極間放電電流が流れている状態を示している。
図７は、図８に示す電気回路２との等価回路を示している。

【0047】

仮に図４に示す従来方式の電気回路４００を、複数のワイヤ（１０本）に一括で加工電流を給電する一括給電での電気回路にそのまま導入したとすれば、加工電源から給電点の間にて加工電流を制御するために、電流制限抵抗体Ｒｍ４０５の代わりに、複数のワイヤ（１０本）に供給されるワイヤ電流の合計（１０倍）の加工電流が供給されるように、Ｒｍを１０本（メインローラ８、９を巻回する周回数）で割った抵抗値の電流制限抵抗体を加工電源から給電点との間に設置すればよい。
まず、このように固定された抵抗値を持つＲｍ／１０本を加工電源から給電子との間に設置した場合を説明する。

【0048】

１０本全てのワイヤとワークとの間で放電状態が均一にかつ同時に起こった場合には、１０本のワイヤで放電電流が均等に分散されるので、固定された抵抗値（Ｒｍ／１０本）に応じた放電電流が各ワイヤとワークとの間に供給されるので、過剰な放電電流の供給は問題とならない。

【0049】

しかしながら、１０本全てのワイヤとワークとの間で放電状態が均一にかつ同時に起こらなかった場合には、固定された抵抗値（Ｒｍ／１０本）に応じたワイヤ電流が放電状態になったワイヤとワークとの間に集中して供給されるので、過剰なワイヤ電流の供給が問題となる。つまり、１０本の中で１本のみが放電状態になった場合には、本来１本のワイヤとワークに供給されるべきワイヤ電流の１０倍のワイヤ電流が、放電状態になっているワイヤとワークに供給され、ワイヤが断線してしまう。

【0050】

５０５は配線５１３のインピーダンス（抵抗）である。加工電源（Ｖｍｎ）マイナス側に接続する上り用のケーブルである。加工電源部（Ｖｍｎ）から給電子１０４に加工電源を供給する。
５２０は配線５１４のインピーダンス（抵抗）である。加工電源（Ｖｍｎ）プラス側に接続する下り用のケーブルである。

【0051】

本発明の配線５１３の抵抗値Ｒｍｎ５０５は従来方式の加工電流制限抵抗体のように抵抗値を所定の値に固定するものではなく、１０本の中で１本のみが放電状態になった場合であっても、放電状態となった本数に応じて抵抗値が変動するように制御できる機構を備えている。

【0052】

さらに、本発明の抵抗値Ｒｍｎ５０５をワイヤ抵抗Ｒｗｎ５０９と比べて十分に小さな抵抗値の範囲で変動させることで、加工電流を制限するにあたってＲｗｎ５０９の方が支配的になり、抵抗値Ｒｍｎ５０５の影響はほぼ無視することができる。

【0053】

つまり、加工電源部５０１から給電子１０４までの間に流れ、極間ではワーク１０５に放電する極間放電電流になる加工電流の下限を制限する加工電流制限抵抗体を備えなくてもよいということである。
つまり、Ｒｍｎを１０本（メインローラ８、９を巻回する周回数）で単純に割った抵抗値よりも小さい抵抗値にすればよいということである。

【0054】

つまり各ワイヤの抵抗Ｒｗｎ５０９であるインピーダンスを利用することで、各ワイヤのワイヤ電流Ｉｗｎが安定して供給されるので、ワイヤ電流の集中が起こらない。
５０９はワイヤ１本毎のワイヤによる抵抗（Ｒｗｎ）である。

【0055】

ここで給電子１０４から放電部までのワイヤ抵抗値とは、給電子１０４と接触してから、かつ走行するワイヤ（１本）による、放電部までのワイヤの長さよる抵抗である。
例えば、ワイヤ１０本（メインローラ８、９を１０周巻回する）に一括で給電する場合の各ワイヤ抵抗をそれぞれＲｗ１、Ｒｗ２、〜Ｒｗ１０とする。

【0056】

従来方式のように、ＲｍｎではなくＲｗｎを１本毎のワイヤ電流（Ｉｗ）や放電電流（Ｉｇ）を制限する抵抗とすることで、１本毎のワイヤ電流（Ｉｗｎ）や放電電流（Ｉｇｎ）を制限することができる。つまり給電点（給電子）と放電点（放電部）との距離（長さＬ）を変えることで任意の抵抗値に設定することができる。つまりＶｍｎ＝６０Ｖ、Ｖｇｎ＝３０Ｖ、Ｒｗｎ＝１０Ωとした場合には、Ｉｗｎ（Ｉｇｎ）＝（６０Ｖ−３０Ｖ）／１０Ω＝３Ａとなる。

【0057】

なお、上記の計算式では、ワイヤ抵抗（Ｒｗｎ）による給電点から放電点までの電圧降下を３０Ｖとしたが、加工電源から給電点までの電圧降下を起こす抵抗（Ｒｍｎ）による給電点から放電点までの電圧降下は考慮していない。

【0058】

つまり本発明である一括給電方式の場合にはＩｗｎは、Ｒｍｎにより決定されるので、１本毎に所望のワイヤ電流（Ｉｗｎ）や放電電流（Ｉｇｎ）を得るためには、加工電源から給電点までの電圧降下を起こす抵抗ＲｍｎがＲｍｎ＜Ｒｗｎの関係になるように設定される。

【0059】

また各ワイヤ個別のワイヤ抵抗Ｒｗｎは（１）ワイヤの材質による電気抵抗値ρ、（２）ワイヤの断面積Ｂ、（３）ワイヤの長さＬ、の３つのパラメータからＲｗｎ＝（ρ×Ｂ）／Ｌの関係式によりで定めることができる。

【0060】

５０１は加工電源部（Ｖｍｎ）である。放電加工に必要な加工電流を供給するために設定される加工電圧である。Ｖｍｎは任意の加工電圧に設定することができる。さらに従来方式よりも加工電流の供給量が大きくなるので、４０１と比べると大きな電力（加工電圧と加工電流の積）を供給する。
加工電源部５０１は給電子１０４に加工電源（Ｖｍｎ）を供給する。

【0061】

５０２は加工電源部（Ｖｓｎ）である。放電を誘発するために設定される誘発電圧である。さらにワイヤとワークとの間にて極間電圧（極間電流）の状態をモニターし、ワーク送り装置の制御に利用する目的にも使用される。Ｖｓｎは任意の誘発電圧に設定することができる。さらに従来方式よりも誘発電流の供給量が大きくなるので、４０２と比べると大きな電力を供給する。
加工電源部５０２は給電子１０４に加工電源（Ｖｓｎ）を供給する。
５０３はトランジスタ（Ｔｒ２）である。加工電源ＶｍｎのＯＮ（導通）状態とＯＦＦ（非導通）状態をスイッチングで切り替える。
５０４はトランジスタ（Ｔｒ１）である。加工電源ＶｓｎのＯＮ（導通）状態とＯＦＦ（非導通）状態をスイッチングで切り替える。
５０７は放電極間電圧（Ｖｇｎ）である。放電中にワイヤ１０３とワーク１０５との間に印加される放電極間電圧である。
例えば、ワイヤ１０本に一括で給電する場合の各放電極間電圧をそれぞれＶｇ１、Ｖｇ２、〜Ｖｇ１０とする。

【0062】

放電によりワイヤ１０３とワーク１０５との間に放電極間電圧が印加される部分が放電部である。放電部において、走行する複数のワイヤと給電子との接触により走行する複数のワイヤに一括で給電された加工電源をワークに放電する。
５０８は放電極間電流（Ｉｇｎ）である。放電中にワイヤ１０３とワーク１０５との間に流れる放電極間電流である。
例えば、ワイヤ１０本に一括で給電する場合の各放電極間電流をそれぞれＩｇ１、Ｉｇ２、〜Ｉｇ１０とする。

【0063】

放電によりワイヤ１０３とワーク１０５との間に放電極間電流が流れる部分が放電部である。放電部において、走行する複数のワイヤと給電子との接触により走行する複数のワイヤに一括で給電された加工電源をワークに放電する。
５１０はワイヤ１本毎に個別に供給されるワイヤ電流（Ｉｗｎ）である。
例えば、ワイヤ１０本に一括で給電する場合の各ワイヤ電流をそれぞれＩｗ１、Ｉｗ２、〜Ｉｗ１０とする。
５１１は給電点から放電点までの距離Ｌであり、すなわち給電点（給電子）から放電点（ワーク）までのワイヤの長さである。
図８を説明する。
図８は本発明における複数本のワイヤ（１０本）に一括で加工電流を給電する一括給電の電気回路２により複数本のワイヤに一括給電している図である。

【0064】

１０４は給電子である。給電子１０４は走行する複数本のワイヤに一括で接触する。シリコンインゴット１０５と対向する位置に設けた、１ヶ所の給電子１０４から放電パルスを印加し、放電加工を行う。
メインローラを巻回するワイヤ１０３の本数（１０本）に対して１つの電源回路２が接続されている。
以下、図８の配置を参照して、ワイヤに流れる加工電流（各ワイヤ電流の合計）を説明する。

【0065】

図８に示すように、給電点（給電子１０４とワイヤ１０３が接触する位置）から放電点（ワイヤ１０３とワーク１０５との間）に流れるワイヤ電流は左右のメインローラの２方向に流れるので、各方向に対するワイヤ抵抗が存在している。
５１１Ｌ１は電流が左のメインローラ方向に流れた場合の給電点と放電点との長さ（距離）であり、Ｌ１の場合に定まるワイヤ抵抗をＲｗ１ａとする。
５１１Ｌ２は電流が右のメインローラ方向に流れた場合の、放電点と給電点との長さ（距離）であり、Ｌ２の場合に定まるワイヤ抵抗をＲｗ１ｂとする。
ワイヤ１０３がメインローラ８、９を１周巻回する長さを２ｍとする。
給電子１０４は、１周巻回する長さのほぼ半分の距離に配置されているので、放電点と給電点との距離（ワイヤの長さＬ）を１ｍである。
よって給電子から放電部までを走行するワイヤの距離は０．５ｍよりも長い。

【0066】

ワイヤ１０３の材質の主成分は鉄であり、ワイヤの直径は０．１２ｍｍ（断面積０．０６×０．０６×πｍｍ^２）である。ワイヤの抵抗値Ｒｗ１ａ、Ｒｗ１ｂはそれぞれ、同じ長さ（Ｌ１＝Ｌ２＝１ｍ）であるので各々のワイヤ抵抗値は同一の２０Ω程度とすればＲｗ１ａとＲｗ１ｂによる１本（メインローラ８、９を１周巻回する）の合成のワイヤ抵抗値は１０Ω程度となる。

【0067】

また、図８のようにＬ１及びＬ２の長さによるワイヤ抵抗値を同じ抵抗値にするために、Ｌ１とＬ２の長さが同じになるように給電子１０４を配置することが好ましいが、Ｌ１とＬ２の長さの違いが１０％程度（例えばＬ１が１ｍでＬ２が１．１ｍ）ことなるように給電子１０４を配置しても特に問題はない。
放電電圧Ｖｇ１〜Ｖｇ１０がほぼ等しい場合、ＶｍｎがそれぞれのＲｗ１〜Ｒｗ１０に印加されているので、Ｉｗ１〜Ｉｗ１０は全て同じワイヤ電流である。
ここでワイヤ抵抗による電圧降下値（Ｒｗ１×Ｉｗ１）と放電電圧（Ｖｇｎ）からＶｍｎを求める．
給電子１０４から放電部までの電圧降下は走行するワイヤの抵抗による電圧降下である。
Ｒｗ１＝１０Ω（給電子１０４から放電部までの抵抗値）。
Ｉｗ１＝３Ａ
Ｖｇｎ＝３０Ｖとすれば、Ｖｍｎは以下のようになる。
Ｖｍｎ＝１０（Ω）×３（Ａ）＋３０Ｖ＝６０Ｖ
よって給電子から放電部までの電圧降下は１０Ｖよりも大きい。
よって給電子から放電部までの抵抗値が１Ωよりも大きい。
尚、Ｒｗｎ＝（ρ×Ｂ）／Ｌの関係式により、ワイヤのパラメータによりワイヤ抵抗による電圧降下値を設定してもよい。

【0068】

よって、１０本全てのワイヤとワークとの間で放電状態が均一にかつ同時に起こった場合のＲｍｎを計算すると、全てのワイヤで放電状態となり１０本のワイヤにＩｗ１＝３Ａが流れている場合は、加工電源から給電点との間では全体で１０本×３Ａ＝３０Ａの加工電流が必要となり、この加工電源から給電点との間の電圧降下をＶｍｎの１００分の１（０．６Ｖ）とすれば、この場合のＲｍｎは以下のようになる。
よって加工電源部から給電子１０４までの電圧降下は１Ｖよりも小さい。
よって加工電源部から給電子までの電圧降下は、給電子から放電部までの電圧降下よりも小さい。
Ｒｍｎ＝０．６Ｖ／３０Ａ＝０．０２Ω（加工電源部５０１から給電子１０４までの抵抗値）。
よって加工電源部から給電子までの抵抗値は０．１Ωより小さい。
よって加工電源部から給電子までの抵抗値が、給電子から放電部までの抵抗値よりも小さい。
よって加工電源部から給電子１０４までの電圧降下と給電子１０４から放電部までの電圧降下との比は１０倍以上である。
よって加工電源部から給電子１０４までの抵抗値と給電子から放電部までの抵抗値との比が１０倍以上である。
よってＲｍｎを考慮して１０本の加工電流をもとめると（６０Ｖ−３０Ｖ）／（（１０Ω／１０本）＋０．０２Ω）＝２９．４１Ａとなり
ワイヤ一本当たりに割ったあとの加工電流は２．９４１Ａとなる。

【0069】

また、１０本全てのワイヤとワークとの間で放電状態が均一にかつ同時に起こらなかった場合に１本のワイヤ電流が流れたとしても、ワイヤ一本当たりに割ったあとの加工電流は（６０Ｖ−３０Ｖ）／（１０Ω＋０．０２Ω）＝２．９９４Ａとなり、１０本全てのワイヤとワークとの間で放電状態が均一にかつ同時に起こった場合と比べても大きな差は生じない。

【0070】

また更なる効果として、複数本であるＮ本（メインローラ８、９をＮ周巻回する）のワイヤに１箇所（一括）で給電する場合には、１本のワイヤ毎に個別に給電したときの加工速度に比べて加工速度が１／Ｎとなるが，本発明によれば、Ｎ本のワイヤへ１箇所（一括）で給電した場合においても１本のワイヤへ個別に給電したときと同等の加工速度を維持することができる。
図９及び図１０を説明する。

【0071】

６００は同軸ケーブル（同軸配線部）であり、放電加工するための電源をワイヤ放電加工装置１に供給している。同軸配線部は、配線抵抗Ｌ_Ｌを抑えるために、Ａ点に加工する電流を供給する上り用配線５１３と加工電源部（Ｖｍｎ）に加工した後の電流が戻る下り用配線５１４を内包している。
６０１Ｌは配線５１３のケーブルの物理的な長さである。
６０２Ｌは配線５１４のケーブルの物理的な長さである。
Ａ点は配線５１３のケーブルの終点であり、給電子１０４と電気的に接続されている。

【0072】

Ｂ点は同軸ケーブルでの配線５１４のケーブルの終点であり、ここから先は配線５１５とさらに繋がっている。Ｂ点からＣ点までは単線（配線５１５）として分岐している。
Ｃ点は配線５１５の単線ケーブルの終点であり、ワーク送り部３を介してワーク１０５と３に電気的に接続されている。
５１５が単線ケーブル（単線部）であり、同軸配線部６００が内包している上り用あるいは下り用のケーブルが同軸配線部６００から分岐している部分である。

【0073】

さらに分岐している単線部は給電子あるいはワーク送り部３のいずれか一方側（または両方側）と電気的に接続されている。図１０の場合ではワーク送り部３と接続している場合を示している。
図１１を説明する。

【0074】

電源装置から同軸ケーブル６００で中継端子（Ａ点とＢ点）まで配線される。中継端子までは、同軸ケーブルであるので低インピーダンスであり長さの影響は大きくない。

【0075】

放電加工を行うためワークとワイヤへ電圧を印加するため、中継端子でワーク側（＋）と給電子（ワイヤ）側（−）に分離（分岐）し、それぞれへ単線の電線で配線される。

【0076】

分岐している単線部は給電子あるいはワーク送り部３のいずれか一方側（または両方側）と電気的に接続されている。図１１の場合ではワーク送り部３と接続している場合を示している。

【0077】

図１１のように周回するワイヤのループの外側にワーク送り部３、給電子１０４が配置された場合、ワーク、給電子への単線部を、周回するワイヤとの干渉を避けるためワイヤのループの外側に電線を引き回す必要がある。

【0078】

ワーク、給電子への各単線部の長さは５０ｃｍ〜１ｍ程度必要となる。２本の合計では１ｍ〜２ｍとなりこのため比較的大きなインピーダンスを持つことになり、放電するワイヤの本数により、個々の放電エネルギーが一定にならない。
図１２を説明する。

【0079】

ワークと給電子をワイヤのループ内に配置する場合を説明する。ワークと給電子への配線は、電源装置からの同軸ケーブルの片側（マイナス極）を直接、給電子または給電子取付台に取付る。同軸ケーブルのプラス極は単線の電線と結線し、ワーク取付台へ配線する。

【0080】

もし給電子取付台とワーク取付台との間隔を最短距離に配置できれば、単線部の長さはワークの移動量分の電線の余裕で十分であり、ワークの移動量は標準的なシリコンインゴットの大きさ１５６ｍｍであるので、ワークの移動に伴ってワークを追従するケーブル部分のみを同軸配線部から分岐すればよく、単線部５１５の長さは最短では２０ｃｍ程度（ワーク送り部３が周回するワイヤ１０３に接近する方向にワーク１０５を送り出す距離とほぼ同等）になる。
よって、図１１と比較した場合、１／５〜１／１０まで単線部の長さを短縮することができる。

【0081】

つまりこの図１２のように給電子１０４とワーク送り部３を内側に配置した場合には、最長でも、複数のメインローラ８，９の外周に形成され、それぞれが異なる方向に走行する２つのワイヤ走行面（上面と下面）どうしの間隔による長さ（距離）よりも、同軸ケーブル部から分岐された単線部５１５の長さの方が短くなる。

【0082】

なお同軸ケーブル部から分岐される単線部５１１は図１２のようにワーク１０５だけと接続する下り用の１本であってもよく、給電子１０４だけと接続する上り用の１本であってもよい。またにワークと接続する下り用の１本と給電子１０４と接続する上り用の１本の２本がそれぞれ分岐する様態であってもよい。その場合は２本を合計した単線部５１５の総延長が、複数のメインローラ８，９の外周に形成される、それぞれが異なる方向に走行する２つのワイヤ走行面（上面と下面）どうしの間隔による長さ（距離）よりも短ければよい。
図１３を説明する。
図１３は後述する理論計算の結果を表にまとめたものである。
Ｔｒ１によりパルス電圧を発生させ、ワイヤとワーク間の放電電流を制御する。

【0083】

放電電流Ｉは、電源電圧（Ｖｍｎ）と主にインダクタンスからなる配線抵抗Ｌ_Ｌ、ワイヤ抵抗（純抵抗Ｒｗｎ、インダクタンスＬｗ）により次式により簡易的に計算することができる。（なお、厳密には放電極間電圧があるが、ここでは省略している）
配線抵抗Ｌ_Ｌとは、配線５１３、配線５１４、配線５１５の合計の抵抗成分と同じことを意味している。
放電しているワイヤが１本の場合には放電電流（アンペア）は次式で計算することができる。
Ｉ＝（Ｖｍｎ／Ｒｗ）＊（１−ｅ^−ｔ／τ）
τとは放電電流の立ち上がり時間である。
τ＝（Ｌ_Ｌ＋Ｌｗ）／Ｒｗ
またワイヤが多数本（１０本）の場合は、放電電流は次式で計算することができる。
Ｉ１０＝（Ｖｍｎ／（Ｒｗ／ｎ）＊（１−ｅ^−ｔ／τ）
τ１０＝（Ｌ_Ｌ＋（Ｌｗ／ｎ））／（Ｒｗ／ｎ）
ここでｎは一括給電するワイヤの本数である（放電しているワイヤの本数）である。
となる。
配線抵抗Ｌ_Ｌは主にインダクタンスであるから、極間での放電電流（Ｉｇｎ）の立ち上がり時間に大きく影響する。
このように立ち上がり時間であるτ（図１５に示す）には配線抵抗Ｌ_Ｌ（インダクタンス）である電源配線の抵抗値の大小が関係する。

【0084】

もともとワイヤ放電加工装置で使用する電源供給の電源配線ケーブルによるインピーダンス（抵抗）成分は、加工電源の電圧降下の要因となり得るので、一般的にできるだけ小さいことが望ましい。

【0085】

そのため一般的なシングルワイヤでのワイヤ放電加工装置においても、電源装置からワイヤ放電加工装置の近傍まではそのインピーダンス（抵抗）成分を小さくできる同軸ケーブルを使用して配線されている。
図１１に示したように、本発明のマルチワイヤ放電加工装置の中でワークと給電子がそれぞれ配置される位置は上述したように、

【0086】

（１）放電点から給電子ユニットまでのワイヤ長（ワイヤが走行する長さ）をできる限り長くすることでワイヤ長によるインピーダンス（抵抗成分）がより大きくなり、その結果、ワイヤ毎のインピーダンス（抵抗成分）が電源回路の中で支配的になり、ワイヤ毎に流れる電流値をワイヤ毎のインピーダンス（抵抗成分）で決定することができる。

【0087】

（２）給電子ユニットから放電点までの左右両側のワイヤ長（Ｌ１とＬ２）をできる限り等しくすることでワイヤ長によるインピーダンス（抵抗成分）もほぼ等しくなり、その結果、ワイヤ毎に流れる電流値を左右両側で等しくすることができ、ワークを左右両側（走行するワイヤの進行方向）で精度よく加工することができる。

【0088】

といった２つの理由で給電子ユニットと放電点のそれぞれが離れており、さらにワークは放電加工が進行するに伴って可動するため、電源装置から給電子に加工電源を供給して、ワイヤを流れたワイヤ電流が極間において放電を発生させ、ワークに流れた極間電流を加工電源に戻す電源回路を構成するためには、マルチワイヤ放電加工装置の近傍まで配線された同軸ケーブルから分岐された単線で配線されるケーブルは必ず必要となる。

【0089】

単線で配線されるケーブル長が長くなるとケーブル長によるインピーダンス（抵抗）成分が大きくなってしまい、配線抵抗Ｌ_Ｌ（インダクタンス）を増加させる要因となるが、

【0090】

本発明のマルチワイヤ放電加工装置において単線で配線されるケーブル長を出来るだけ短くすることは加工電源の電圧降下の要因となるという一般的なシングルワイヤでのワイヤ放電加工装置における一般的な理由とは異なり、各ワイヤ毎の加工エネルギーを放電状態によらず均一にすることを目的としている。

【0091】

このように、本発明のマルチワイヤ放電加工装置において単線部分のケーブルのインピーダンスをできる限り下げるためにはケーブル長はできるだけ短い方が好ましく、上述の２つの条件を満たして、最も単線部分のケーブル長が短くなるようにするには、ワーク送り部と給電子ユニットの両方を複数のメインローラの内側に配置することが最も好適である。
以下上記式を用いて理論計算した結果である。
この理論計算により立ち上がり時間であるτのバラつきと電源配線の長さの影響を示すことができる。
配線１本につきワイヤ１０本へ一括給電を行うとした場合、
ワイヤ抵抗 Ｒｗｎ：１０Ωとし、ワイヤのインダクタンスＬｗ：５０μＨと仮定する。
配線の長さが２ｍの時の配線抵抗Ｌ_Ｌを２μＨとし、０．２ｍの時の配線抵抗Ｌ_Ｌ：０．２μＨとした場合のτをそれぞれ計算した。
１３０１は極間で放電しているワイヤの本数である。
１３０２は配線抵抗とワイヤのインダクタンスを合計したものである。単位は［マイクロヘンリー］
１３０３はワイヤの抵抗である。
１３０４はτである。単位は時間［マイクロ秒］である。
１３０５はτのバラツキである。
放電の発生状態による影響を示す。

【0092】

表から、結果１３００と結果１４００を比較すると単線部の長さが０、２ｍの場合の方が、２ｍの場合と比べてτのバラツキが小さく、つまり放電するワイヤどうしで放電が立ち上がる時間［マイクロ秒］がほぼ均一にそろっていると言える。

【0093】

図１４は、上述の（Ｖｍｎ−Ｖｇｎ）／（（Ｒｗｎ／ワイヤの本数）＋Ｒｍｎ）＝加工電流の計算式を用いて、ワイヤの本数の増加にともなって変化する合計の加工電流の理論計算値を、Ｒｍｎだけを可変にして比較したグラフである。また式においてはＶｍｎ＝６０Ｖ、Ｖｇｎ＝３０Ｖ、Ｒｗｎ＝１０Ωとして加工電流の値（アンペア）を求めた。

【0094】

グラフの縦軸は合計の加工電流を示すアンペアであり、グラフの縦軸は給電子に接し、１箇所（一括）で給電されるワイヤの本数である。異なるサイズの給電子１０４をワイヤと接触されて給電することで、１箇所（一括）で給電されるワイヤの本数（１本、２本、１０本、、、、１００本）を変える事ができる。
グラフはＲｍｎ以外のパラメータを固定しＲｍｎの抵抗値（Ω）だけをそれぞれ異なる３つの抵抗値に置き換えて比較したものである。

【0095】

グラフから、Ｒｍｎをより小さくするほど、ワイヤの本数の増加にともなって加工速度と直接関連性があるといえる加工電流の合計はワイヤの本数にほぼ比例するように増加していることがわかる。

【0096】

本発明においては、ワイヤ１０３とワーク１０５間（極間）の加工液の抵抗値は極間の距離により変化する。よって誘発電流制限抵抗であるＲｓｎ５０６をこの極間の加工液の抵抗値とほぼ同じ程度の値に設定することで、極間電圧（Ｖｇｎ）の変動を検出することができる。
図１５を説明する。

【0097】

図１５はパルス電源の印加と、パルス電源の印加に伴って放電電流が立ち上がる関係を示したものである。本発明のワイヤ放電加工においては複数本のワイヤに同一パルスで同一電圧値の加工電源を一括給電した場合でも、
１．立ち上がりが早いワイヤの場合の加工（上図）
２．立ち上がりが遅いワイヤの場合の加工（下図）

【0098】

に模したように、電流と時間積つまり電気量に比例して加工エネルギーが定まる。極間における放電の発生はワイヤ毎にそれぞれ異なるので、そのため電流の立ち上がり時間が異なると、加工エネルギーが異なる。 つまり、上図の立ち上がり時間（τ）が短い場合は、電気量つまり加工エネルギーが増加し、ワークは多く加工される。

【0099】

逆に下図の立ち上がり時間（τ）が長い場合は、電気量つまり加工エネルギーが減少しワークは少なく加工される。このようにもし極間でのワイヤ毎に放電電流が安定して流れ出すまでの立ち上がり時間（τ）がばらついてしまうと、放電電流が立ち上がった後の加工エネルギーも変わってしまうので、ワイヤ毎の加工形状もバラバラになってしまう。
図１６を説明する。

【0100】

図１６は図２の配置の変形例である。この場合はワーク送り部と給電子ユニットの両方を複数のメインローラの内側に配置し、Ｌ１（左側のメインローラを走行する長さ）とＬ２（右側のメインローラを走行する長さ）をほぼ等距離にしているが、ワーク送り部の配置と給電子ユニットの配置は鉛直方向に必ずしも整列していなくても、本発明の目的が達成される配置例を示したものである。
図１７を説明する。

【0101】

図１７は図２の配置の変形例である。この場合はワーク送り部と給電子ユニットの両方を複数のメインローラの内側に配置しているが、Ｌ１（左側のメインローラを走行する長さ）とＬ２（右側のメインローラを走行する長さ）が異なる。この場合にはワイヤ毎に流れる電流値が左右両側異なるため、ワークを左右両側（走行するワイヤの進行方向）での精度も加工影響を受けるが、その差が１０％程度であれば本発明の目的が達成される。
図１８を説明する。

【0102】

図１８は図２の配置の変形例である。この場合はワーク送り部と給電子ユニットの両方を複数のメインローラの内側に配置し、Ｌ１（左側のメインローラを走行する長さ）とＬ２（右側のメインローラを走行する長さ）をほぼ等距離にしているが、複数のメインローラは図２のように２か所ではなく、図１８のように４か所に配置しても、本発明の目的が達成される配置例を示したものである。給電子ユニットの数は図２のように１カ所でなく図１８のように２か所に配置しても、本発明の目的が達成される配置例を示したものである。

【0103】

尚、本発明のマルチワイヤ放電加工システムでスライスされた半導体インゴットは、半導体用の基板または太陽電池用の基板として製造され、半導体デバイスや太陽電池として使用することができる。

【符号の説明】

【0104】

１ マルチワイヤ放電加工装置
２ 電源装置
３ ワーク送り部
１０３ ワイヤ電極
１０４ 給電子
１０５ ワーク（シリコンインゴット）
５０５ 加工電源（マイナス側）から給電子（給電部）までのケーブルによるインピーダンス
５２０ ワーク送り部（ワーク）から加工電源（プラス側）までのケーブルによるインピーダンス
５０９ 給電子（給電部）から極間（放電部）までのワイヤ１本によるインピーダンス
５１３ 加工電源（マイナス側）に接続する電源用配線ケーブル
５１４ 加工電源（プラス側）に接続する電源用配線ケーブル
５１５ 単線ケーブル（単線部）
６００ 同軸ケーブル（同軸配線部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】