JP2002004076A - 電鋳装置 - Google Patents

電鋳装置

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JP2002004076A
JP2002004076A JP2000185947A JP2000185947A JP2002004076A JP 2002004076 A JP2002004076 A JP 2002004076A JP 2000185947 A JP2000185947 A JP 2000185947A JP 2000185947 A JP2000185947 A JP 2000185947A JP 2002004076 A JP2002004076 A JP 2002004076A
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Eiji Saito
Masatoshi Suzuki
正敏 鈴木
Minoru Tazoe
稔 田添
Makoto Ito
伊藤　　誠
Yuji Segawa
雄司 瀬川
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    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D1/00—Electroforming
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D1/00—Electroforming
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    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10S204/07—Current distribution within the bath

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 本発明は、メッキ液の分解を招来させること
なく、短時間で高品質のメッキ膜を形成することができ
る電鋳装置を提供すること。 【解決手段】メッキ液を収容する収容部１５０と、この
収容部内に配置され、且つメッキを施すメッキ対象物を
備える陰極部１２０と、前記収容部内に配置され、且つ
前記陰極部に対向して配置される陽極部１４０と、を有
する電鋳装置であって、前記陽極部の通電開口面積が、
前記陰極部の通電開口面積より大きく形成されているこ
とで電鋳装置を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、メッキ対象物であ
る、例えば光ディスク原盤の表面にメッキを施すための
電鋳装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えばガラス製の光ディスク原盤
にメッキ膜を形成する電鋳装置にあっては、メッキ液を
収容する本槽内に、この光ディスク原盤を配置する陰極
部が形成されている。この陰極部は、光ディスク原盤を
配置する配置する配置面を有すると共に、配置された光
ディスク原盤を回転させるための回転機構を備えてい
る。また、この本槽内には、前記陰極部に対向し、且つ
一定の距離を保持して、陽極部であるチタンバスケット
が配置されている。このチタンバスケットには、ニッケ
ル（Ｎｉ）玉が複数個、収容されている。このように構
成される電鋳装置をスタートさせると、前記チタンバス
ケットと光ディスク原盤との間に所定の電流、電圧が印
加され、光ディスク原盤の表面にニッケルのメッキ膜が
一定の膜厚で形成されるようになっている。このような
電鋳装置を用いて光ディスク原盤の表面にメッキを形成
するときの電流と、その時間は例えば以下のように行わ
れる。
【０００３】すなわち、例えば光ディスク原盤のサイズ
が直径２００ｍｍで、メッキ膜厚を２９０μｍ乃至３０
０μｍに形成する場合、先ず、光ディスク原盤の表面に
０．２Ａ／ｄｍ2 乃至０．３Ａ／ｄｍ2 の低電流密度が
形成されるように電流を印加する。そして、その後、例
えば１０分乃至２０分かけて徐々に電流を上げ、光ディ
スク原盤の表面の電流密度を、例えば２２Ａ／ｄｍ2 乃
至２６Ａ／ｄｍ2 にまで上昇させる。そして、この電流
密度で７０分乃至８０分電流を印加しつづけると、光デ
ィスク原盤の表面に３００μｍの膜厚が形成されること
になる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、光ディスク
原盤の製造工程には、この電鋳装置を用いたメッキ工程
だけでなく、その前工程として、ガラス原盤にピット等
を形成するカッティング工程等がある。このカッティン
グ工程は、近年、工程に要する時間の短縮化が達成さ
れ、現在、３０分程度でカッティング工程が終了するよ
うになっている。これに伴い、光ディスク原盤製造工程
の全体のプロセスの時間短縮が要請されるようになって
いる。そこで、上述の電鋳装置によるメッキ工程の時間
も短縮するよう強く要請されている。上述の例では、光
ディスク原盤のサイズが直径２００ｍｍで、メッキ膜厚
を２９０μｍ乃至３００μｍに形成するには、光ディス
ク原盤の表面の電流密度を２２Ａ／ｄｍ2 乃至２６Ａ／
ｄｍ2 とした場合、７０分乃至８０分の間、電流を印加
しつづける必要がある。
【０００５】ところで、光ディスク原盤の表面の電流密
度と所要時間には、図１５に示すような関係がある。す
なわち、光ディスク原盤の表面のメッキ膜厚３００μｍ
を３０分以内で行うには、光ディスク原盤の表面の電流
密度を５０Ａ／ｄｍ2 程度にまで上昇させればよいこと
になる。しかし、このように光ディスク原盤の表面の電
流密度を５０Ａ／ｄｍ2 程度にまで上昇させると、光デ
ィスク原盤に対向して配置されるチタンバスケット内で
の金属の不動態が発生する。この不動態は、ニッケル
（Ｎｉ）の溶解に優先して水酸化イオンや塩素イオンの
放電が生じ、酸素、塩素ガス等発生する現象をいう。こ
の不動態が生じると、本槽内のメッキ液のＰＨが低下
し、メッキ液の分解が生じ、光ディスク原盤に所望のメ
ッキを形成できなくなってしまうという問題があった。
【０００６】また、光ディスク原盤の表面の電流密度を
５０Ａ／ｄｍ2 程度にまで上昇させると、この高い電流
密度でメッキ液の温度が上昇し、メッキ液が滞留し易い
チタンバスケット付近では、例えばメッキ液の通常の温
度である５０度Ｃ乃至５５度Ｃを超え７０度Ｃ以上まで
達することがある。このようにメッキ液の温度が高温に
なると、やはりメッキ液の分解が生じ、光ディスク原盤
に所望のメッキを形成できなくなってしまうという問題
があった。
【０００７】そこで、本発明は、以上の点に鑑み、メッ
キ液の分解を招来させることなく、短時間で高品質のメ
ッキ膜を形成することができる電鋳装置を提供すること
を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記目的は、請求項１の
発明によれば、メッキ液を収容する収容部と、この収容
部内に配置され、且つメッキを施すメッキ対象物を備え
る陰極部と、前記収容部内に配置され、且つ前記陰極部
に対向して配置される陽極部と、を有する電鋳装置であ
って、前記陽極部の通電開口面積が、前記陰極部の通電
開口面積より大きく形成されていることを特徴とする電
鋳装置により、達成される。
【０００９】前記構成によれば、前記陽極部の通電開口
面積が、前記陰極部の通電開口面積より大きく形成され
ているので、前記陰極部の電流密度を上昇させても、前
記陽極部の電流密度は、前記陰極部ほど上昇しない。し
たがって、前記陽極部で不動態は生ぜず、メッキ液の分
解等を未然に防止することができる。また、メッキ液が
滞留し易い前記陽極部の電流密度が前記陰極部ほど上昇
しないので、高温によるメッキ液の分解も未然に防止す
ることができる。
【００１０】好ましくは、請求項２の構成によれば、請
求項１の構成において、前記陰極部が一定の傾斜角を保
持するように配置されていることを特徴とする電鋳装置
である。
【００１１】前記構成によれば、前記陰極部が一定の傾
斜角を保持するように配置されている例えば傾斜型回転
式電鋳装置において、前記陰極部の電流密度を上昇させ
ても、前記陽極部の電流密度は、前記陰極部ほど上昇し
ないようにすることができる。
【００１２】好ましくは、請求項３の構成によれば、請
求項２の構成において、前記陽極部の通電開口面積が、
前記陰極部の通電開口面積の２倍乃至３倍以上に形成さ
れていることを特徴とする電鋳装置である。
【００１３】前記構成によれば、前記陽極部の通電開口
面積が、前記陰極部の通電開口面積の２倍乃至３倍に形
成されている場合は、特に前記陰極部の電流密度を上昇
させても、前記陽極部の電流密度は、前記陰極部の電流
密度の半分以下に止まることになる。したがって、前記
陽極部でより不動態は生じないようにすることができ、
メッキ液の分解等をさらに未然に防止することができ
る。
【００１４】好ましくは、請求項４の発明によれば、請
求項３の構成において、前記陽極部がチタンバスケット
で形成され、このチタンバスケットと前記陰極部のメッ
キ対象物との間に、隔膜面と遮蔽版とが配置され、前記
チタンバスケットと前記隔膜面との間にメッキ液を送る
ための第１の配管部と、前記陰極部と前記遮蔽版との間
にメッキ液を送るための第２の配管部と、を有すること
を特徴とする記載の電鋳装置である。
【００１５】前記構成によれば、前記チタンバスケット
と前記隔膜面との間にメッキ液を送るための第１の配管
部と、前記陰極部と前記遮蔽版との間にメッキ液を送る
ための第２の配管部と、を有するので、メッキ液の滞留
を防ぎ、電流を印加した際のメッキ液の温度上昇を未然
に防ぐことができる。したがって、メッキ液の分解をよ
り有効に防止することができる。
【００１６】好ましくは、請求項５の発明によれば、請
求項４の構成において、前記チタンバスケットと隔膜面
との距離が約５ｍｍ乃至約２０ｍｍに形成されると共
に、前記隔膜面と前記遮蔽版との距離が約１０ｍｍ乃至
約３０ｍｍに形成されていることを特徴とする電鋳装置
である。
【００１７】前記構成によれば、前記チタンバスケット
と隔膜面との距離が約５ｍｍ乃至約２０ｍｍに形成され
ると共に、前記隔膜面と前記遮蔽版との距離が約１０ｍ
ｍ乃至約３０ｍｍに形成されているので、電流が印加さ
れたことによるメッキ液の上昇を正確に制御することが
できる。したがって、メッキ液の分解をさらに有効に防
止することができる。
【００１８】好ましくは、請求項６の発明によれば、請
求項５の構成において、前記チタンバスケットは、全体
が箱状に成っており、このチタンバスケットの少なくと
も、陰極部に対向する面には、メッシュが形成されてい
ることを特徴とする電鋳装置である。
【００１９】好ましくは、請求項７の発明によれば、請
求項４の構成において、前記遮蔽版の中央部には、開口
部が形成されていると共に、この開口部の外周には、複
数のパンチング穴が形成されているパンチング穴形成部
が形成されていることを特徴とする電鋳装置である。
【００２０】前記構成によれば、前記遮蔽版の中央部に
は、開口部が形成されていると共に、この開口部の外周
には、複数のパンチング穴が形成されているパンチング
穴形成部が形成されているので、前記陽極部の電流密度
を大きく上昇させずに、前記陰極部の電流密度を大きく
上昇させることができると共に、メッキ対象物上に形成
されるメッキ膜厚も均一にすることができる。
【００２１】好ましくは、請求項８の発明によれば、請
求項１の構成において、前記陰極部がメッキ対象物を載
置するキャップベースと、メッキ対象物を保持するキャ
ップと、を有し、前記メッキ対象物とキャップとの間に
リング状部材が配置されることを特徴とする電鋳装置で
ある。
【００２２】前記構成によれば、前記メッキ対象物とキ
ャップとの間にリング状部材が配置されるので、前記メ
ッキ対象物と前記リング状部材との接触面積が大とな
り、メッキ対象物に施された通電皮膜が破壊され難くな
り、通電不良が生じ難くなる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施形態
を図１乃至図１４を参照しながら、詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例で
あるから、技術的に好ましい種々の限定が付されている
が、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を
限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られる
ものではない。
【００２４】図１は、本実施の形態に係る電鋳装置であ
る傾斜型回転式電鋳装置１００を示す概略図である。図
１に示すように、傾斜型回転式電鋳装置１００は、ロー
タリーヘッド部１１０、メッキ槽部１３０及びコントロ
ールタンク部１６０等を有している。このロータリーヘ
ッド部１１０は、陰極部１２０を備えており、駆動部１
１１により陰極部１２０が回転等するようになってい
る。また、メッキ層部１３０は、メッキ液を収容する収
容部である本槽１５０と、この本槽１５０内に配置され
ている陽極部であるチタンバスケット１４０とを有して
いる。さらに、コントロールタンク部１６０は、コント
ロールタンク本体２００を有しており、このコントロー
ルタンク本体２００から配管１７０によりメッキ液が本
槽１５０へ供給されるようになっている。この配管１７
０には、メッキ液を本槽１５０に送るためのポンプ１９
０やフィルタ１８０が設けられている。
【００２５】図２は、図１のロータリーヘッド部１１０
及びメッキ槽部１３０の詳細を示した斜視図である。図
２に示すようにロータリーヘッド部１１０は、本槽１５
０の蓋１５１に対して設けられている。そして、この蓋
１５１の外側には、陰極部１２０を回転させるためのモ
ータと通電用接点を有する駆動部１１１が配置され、蓋
１５１の内側には、陰極部１２０が配置されている。こ
のようにロータリーヘッド部１１０が設けられている本
槽１５０の蓋１５１を閉めると、この陰極部１２０は、
本槽１５０内で約４５度の角度に傾斜して配置されるこ
とになる。陰極部１２０が傾斜して配置されると、本槽
１５０内に収容されるメッキ液に発生するガス等が容易
に液面方向に抜け、ガス等によってメッキ不良が発生す
るのを防止することができる。また、駆動部１１１によ
って陰極部１２０が周方向に回転されられるが、この回
転によって陰極部１２０に配置されるメッキ対象物であ
る例えば光ディスク原盤の表面に形成されるメッキ膜厚
を均一にすることができる。
【００２６】ところで、メッキ液が収容される本槽１５
０には、隔壁１５２を介してチタンバスケット１４０が
配置されている。このチタンバスケット１４０は、その
内部にニッケル（Ｎｉ）玉等が収容されていると共に、
その陰極部１２０と対向する面は、網目状のメッシュに
成っている。このチタンバスケット１４０の近傍には、
電流分布調整用の遮蔽板２１０やチタンバスケット通電
用のバー２２０等が設けられている。
【００２７】図３は、図２に示す陰極部１２０の具体的
構成を示す分解斜視図である。図３に示すように陰極部
１２０は、後述するキャップ１２４への通電と後述する
ガラス製の光ディスク原盤１２３を保持するためのキャ
ップベース１２１を有している。このキャップベース１
２１は、駆動部１１１のモータ等により図の矢印方向に
回転されるように構成されている。このキャプベース１
２１円形の面には、メッキ対象物である例えばガラス製
の光ディスク原盤１２２が載置される。光ディスク原盤
１２２は、例えば直径が２００ｍｍ程度に形成される。
この光ディスク原盤１２２の周縁部に当接するように、
リング状部材である通電リング１２３が設けられてい
る。通電リング１２３は、具体的には幅が８ｍｍ乃至１
２ｍｍで形成されており、厚みが０．２ｍｍ乃至０．５
ｍｍに形成されている。また、材質は金属で例えばＳＵ
Ｓ３０４，３１６等によって形成されている。
【００２８】このような通電リング１２３を介してキャ
ップ１２４により、光ディスク原盤１２２は、キャップ
ベース１２１に、密着して保持される。また、通電時に
はキャップ１２４及び通電リング１２３を介して光ディ
スク原盤１２２の表面に通電されることになる。ところ
で、この通電リング１２３は、従来の電鋳装置の陰極部
には、存在しなかったものである。図４（ａ）に従来の
陰極部のキャップ１２４と光ディスク原盤１２２との当
接状態を示す。図４（ａ）に示すように、従来は光ディ
スク原盤１２３とキャップ１２４の端部が当接している
にすぎないため、メッキを行う際に、例えば電流の上昇
を１０分で電流値を１４０Ａ（電流密度５０Ａ／ｄ
ｍ2 ）とした場合、光ディスク原盤１２３とキャップ１
２４との接触部分から、通電皮膜が破壊され、通電不良
の問題が起きていた。これを解決するには、従来、電流
の上昇を１０分という短時間ではなく、より長い時間を
かけるしか方法がなかった。
【００２９】しかし、本実施の形態では、図４（ｂ）に
示すように通電リング１２３を介してキャップ１２４は
光ディスク原盤１２２と当接している。したがって、光
ディスク原盤１２２との接触面積が従来より大となる。
このため、例えば電流の上昇を３分乃至４分で電流値を
１４０Ａ（電流密度５０Ａ／ｄｍ2 ）とした場合でも、
光ディスク原盤１２３と通電リング１２３との接触部分
から、通電皮膜が破壊されることがなく、通電不良の問
題が起きるのを未然に防止することができた。このよう
に短時間のメッキが可能となると光ディスク原盤製造工
程の全体のプロセスの時間も短縮することができる。
【００３０】このように構成される陰極部１２０を図２
の本槽１５０内に配置した状態を示すのが図５である。
図５に示すように陰極部１２０に対して一定の間隔、例
えば３０ｍｍ乃至３５ｍｍ距離をおいて上述の電流分布
調整用の遮蔽板２１０が配置されている。この遮蔽板２
１０は、図６に示すように、その中央に開口部である通
電開口部２１１が設けられており、この通電開口部２１
１は、例えば直径又は長軸方向が１２０ｍｍ乃至１４０
ｍｍに形成されている。そして、この通電開口部２１１
の外周には、パンチング穴形成部であるメッシュ状開口
部２１２が設けられており、この直径又は長軸方向は例
えば３００ｍｍに形成されている。このメッシュ状開口
部２１２の直径又は長軸方向の長さは、後述する隔膜面
２３０の開口部と同様の大きさと成っている。
【００３１】このように構成される遮蔽版２１０の図５
において左側には、例えば１０ｍｍ乃至３０ｍｍの間隔
を空けて隔膜面２３０が設けられている。この隔膜面２
３０は、図において、その左側に配置されてるチタンバ
スケット１４０内に収容されているニッケル玉が溶解
し、ニッケルスラッジが発生した場合、このニッケルス
ラッジ飛散防止堰として機能するものである。具体的に
は、隔膜面２３０は、図７に示すように構成され、その
中央に開口２３１を有しており、その直径又は長軸方向
の長さは上述の遮蔽板２１０のメッシュ開口部２１２と
同様の例えば３００ｍｍと成っている。
【００３２】さらに、この隔膜面２３０の図５における
左側には、５ｍｍ乃至２０ｍｍの間隔を空けてチタンバ
スケット１４０が配置されている。このチタンバスケッ
ト１４０は、具体的には、図８に示すように構成されて
いる。すなわち、全体が箱状を成し、その前面１４１側
である隔膜面２３０側に網目状のメッシュ部が形成され
ている。また、チタンバスケット１４０の内部に例え
ば、スルファミン酸ニッケルが玉状に収容されている。
ところで、上述のように、本実施の形態においては、こ
のチタンバスケット１４０の前面１４１側に、隔膜面２
３０を設け、さらに遮蔽板２１０を配置する構成となっ
ている。すなわち、チタンバスケット１４０の前面１４
１のメッシュ部の開口は、先ず、隔膜面２３０で遮断さ
れる。しかし、隔膜面２３０は、その中央に、例えば直
径又は長軸方向に３００ｍｍの開口２３１を有してい
る。そして、この隔膜面２３０に対して配置される遮蔽
板２１０は、その中央の通電開口部２１１とメッシュ状
開口２１２を併せた開口部の直径又は長軸方向が３００
ｍｍとなっている。この直径又は長軸方向の長さ３００
ｍｍが陽極側（チタンバスケット１４０側）の開口面積
の基準と成る。
【００３３】これに対して、上述のように、陰極部１２
０の光ディスク原盤１２２の直径は２００ｍｍである
が、その周縁部はキャップ１２４や通電リング１２３で
覆われているため、通電開口は、直径１８５ｍｍ程度と
なり、これが開口面積の基準となる。ここで、陽極側の
開口面積の基準となる直径又は長軸方向の長さ３００ｍ
ｍと陰極側の開口面積の基準となる直径１８５ｍｍを比
べると明らかに陽極側の方が開口面積が大となる。ここ
で、陽極側の開口面積と陰極側の開口面積については、
製品の品質保持、製品の安定化又は装置の実用化の可能
性を考慮すると、陽極側が陰極側により面積比で２倍乃
至３倍の大きさにする必要がある。このように構成され
た傾斜型回転式電鋳装置１００に電流を印加し、光ディ
スク原盤１２２の通電開口表面とチタンバスケット２２
０の通電開口表面の電流密度を計測したのが図９であ
る。
【００３４】図９に示すように、トータル電流値を１４
０Ａとし、光ディスク原盤１２２の表面の電流密度を５
２．２Ａ／ｄｍ2 としても、チタンバスケット２２０の
表面の電流密度は１９．８Ａ／ｄｍ2 に止まり、チタン
バスケット２２０側のニッケル玉に不動態が生じる電流
密度である５０Ａ／ｄｍ2 にはならない。したがって、
メッキ液のＰＨも低下せず、メッキ液の分解も未然に防
ぐことができる。また、このように光ディスク原盤１２
２の表面の電流密度を５０Ａ／ｄｍ2 まで上昇させるこ
とができるので、図１５に示すように、メッキ膜厚３０
０μｍを３０分という高速で形成できることになる。さ
らに、本実施の形態では、上述のようにチタンバスケッ
ト１４０と隔膜面２３０、さらに隔膜面２３０と遮蔽板
２１０との間を一定の距離、隔離して配置されているの
で、傾斜型回転式電鋳電鋳装置１００に電流を印加した
際に、電流の流れが良好となり、上述のように一定のメ
ッキ膜厚を高速に形成しやすくなっている。
【００３５】一方、従来は、隔膜面と遮蔽版が分離せず
一体化されており、その中央部の開口は長軸方向又は直
径は１６０ｍｍ乃至１７０ｍｍとなり、この数値を上述
の光ディスク原盤の開口面積の基準である１８５ｍｍと
比べると、明らかに開口面積は小となる。このような開
口面積を有する従来のチタンバスケットの表面の電流密
度と光ディスク原盤の表面の電流密度を計測したのが、
図１０である。図１０に示すように、トータル電流値６
０Ａで、光ディスク原盤の表面の電流密度を２２Ａ／ｄ
ｍ2 まで上昇させると、チタンバスケットの表面の電流
密度も２８Ａ／ｄｍ2 まで上昇している。したがって、
光ディスク原盤の表面の電流密度を本実施の形態の光デ
ィスク原盤１２２のと同様に５０Ａ／ｄｍ2 程度まで上
昇させると、チタンバスケットの電流密度は５０Ａ／ｄ
ｍ2 を超えてしまい、上述のニッケルの不動態が生じ、
メッキ液の分解を招来するおそれがある。
【００３６】このように本実施の形態では、従来の電鋳
装置と異なり、光ディスク原盤１２２の表面の電流密度
５２．２Ａ／ｄｍ2 にすると同時に、チタンバスケット
１４０の表面の電流密度を１９．８Ａ／ｄｍ2 に押さえ
ることができ、メッキ液の分解を生ぜずに、高速にメッ
キができる傾斜型回転式電鋳装置１００である。
【００３７】また、従来の電鋳装置では、光ディスク原
盤の表面の電流密度を５０Ａ／ｄｍ2 程度にまで上昇さ
せ、短時間でメッキ厚膜を形成すると、光ディスク原盤
の表面に形成されるメッキ厚膜にバラツキが生じ、電着
応力が増大していた。しかし、本実施の形態では、図６
に示すように通電開口部２１１の外側にメッシュ状開口
部２１２を設けており、且つ、遮蔽板２１０の通電用開
口の長軸方向の長さ又は直径を１２５ｍｍとし、陰極部
１２０とチタンバスケット１４０との極間距離を６０ｍ
ｍ、陰極部１２０と遮蔽板２１０との距離を３０ｍｍ乃
至３５ｍｍと成るように形成されている。したがって、
光ディスク原盤１２２の表面の直径４０ｍｍ乃至１４０
ｍｍの範囲内である膜厚エリアに、膜厚を２９５±５μ
ｍの範囲で形成することができた。
【００３８】また、従来の電鋳装置では、光ディスク原
盤の表面に形成するメッキ厚膜の表面にピットやブツ不
良が多発するという問題があった。しかし、本実施の形
態では、メッキ液にピット防止剤を添加している。した
がって、メッキ厚膜の表面にピットやブツ不良が発生す
るのを未然に防止することができる。
【００３９】ところで、図５に示すように、チタンバス
ケット１４０の図において左側には堰２４０が設けら
れ、メッキ液がオーバーフローしないように構成されて
いるとともに、メッキ液を図１に示す配管１７０から本
槽１５０内部に導く吐出口及びノズルが設けられてい
る。すなわち、図１１は、図５におけるノズル等の位置
を示す図である。本実施の形態では、従来の電鋳装置と
異なり、吐出口２５１が、チタンバスケット１４０と隔
膜面２３０との間に配置されている。また、ノズル２５
２は、陰極部１２０と遮蔽板２１０との間に設けられて
いる。
【００４０】このように配置された吐出口２５１からの
メッキ液は、図において矢印で示すようにチタンバスケ
ット１４０と隔膜面２３０との間、及びチタンバスケッ
ト１４０と堰２４０との間を流れ、最後は、堰２４０を
越え、堰２４０の図において左側に流れるようになって
いる。この吐出口２５１における流量は、例えば５乃至
２０リットル／分である。一方、ノズル２５２は、陰極
部１２０と遮蔽板２１０との間にメッキ液を流すように
配置されている。このように、本実施の形態では、メッ
キ液が特に滞留し易いチタンバスケット１４０の近傍
に、従来と異なる吐出口２５１を設け、このチタンバス
ケット１４０の近傍のメッキ液の流れを促進している。
したがって、電流を印加した際に、メッキ液の温度が著
しく上昇し、例えばメッキ液がチタンバスケット１４０
の近傍で、通常の５０度Ｃ乃至５５度Ｃに対し、７０度
以上になるのを防止することができる。
【００４１】このようにメッキ液が７０度以上になる
と、特にスルファミン酸ニッケルを使用している場合
は、メッキ液の分解が発生し、メッキ不良の原因なって
しまう。そのため、上述のように吐出口２５１を設ける
ことで、メッキ液の分解を未然に防ぐことができるよう
になっている。以上のように構成されている吐出口２５
１及びノズル２５２に供給されるメッキ液は、図１２に
示すように循環するようになっている。すなわち、コン
トロールタンク部２００内のメッキ液は、このコントロ
ールタンク部２００と接続されているポンプ１９０の作
用により、フィルタ１８０でろ過された後、、第１の配
管１７１と第２の配管１７２に分岐される。この第１の
配管１７１は、チタンバスケット１４０用の冷却管とな
っており、本槽１５０内に設けられた吐出口２５１に接
続されている。
【００４２】一方、第２の配管１７２は、本槽１５０内
のノズル２５２に接続されている。このように本槽１５
０内に導かれたメッキ液は、オーバーフロー管１７３に
より、本槽１５０からコントロールタンク本体２００に
戻される。また、本実施の形態では、従来例と異なり、
リターン管１７４が配置され、メッキ液の循環がより円
滑に行われるようになっている。本実施の形態に係る傾
斜型回転式電鋳装置１００は、上述のように構成される
が、以下、その動作等を説明する。先ず、使用者は、傾
斜型回転式電鋳装置１００の本槽１５０内に図１２のコ
ントロールタンク本体２００からメッキ液を一定量注入
する。このメッキ液には、ピット防止剤が含有されてい
ると共に、メッキ液の設定温度が６０度Ｃ、通電時に
は、６２度乃至６４度になるように形成されている。
【００４３】次に、図２に示す状態で、メッキを施す対
象である光ディスク原盤１２２を陰極部１２０のキャッ
プベース１２１に配置して、通電リング１２３を介して
キャップ１２４を装着する。すると、陰極部１２０に光
ディスク原盤１２２が装着されることになる。この状態
で、図５に示すように陰極部１２０を本槽１５０内に配
置する。さらにその他所定の操作を行って、傾斜型回転
式電鋳装置１００を稼働させる。稼働と同時に電流が流
され、図１３に示すように、開始から３分乃至４分でト
ータル電流値が１４０Ａとなる。このとき、陰極部１２
０の開口面積よりチタンバスケット１４０側の陽極側の
ン開口面積が２倍乃至３倍大きくなるように形成されて
いるので、図９に示すように光ディスク原盤１２２の表
面の電流密度は５２，２Ａ／ｄｍ2 となるが、チタンバ
スケット１４０の表面の電流密度は１９．８Ａ／ｄｍ2
に止まる。
【００４４】このため、チタンバスケット１４０内に収
容されているスルファミン酸ニッケルの玉に上述の不動
態が生ぜず、メッキ液が分解するおそれがない。また、
通電しながら陰極部１２０のキャップベース１２１は、
図５の駆動部１１１により図の矢印方向に回転するた
め、膜厚を均一に形成することができる。また、本実施
の形態では、上述のように遮蔽板２１０の通電開口部２
１１を例えば長軸方向の長さ又は直径を１２５ｍｍ、陰
極部１２０とチタンバスケット１４０との極間距離を６
０ｍｍ、陰極部１２０と遮蔽板２１０との間を３０ｍｍ
乃至３５ｍｍ離して設置している。そして、遮蔽板２１
０の通電開口部２１１の外周に、パンチング穴を多数設
けて形成されたメッシュ状開口部２１２が形成されてい
るので、光ディスク原盤１２２の表面の直径４０ｍｍ乃
至１４０ｍｍの膜厚エリア内に膜厚を２９５±５ｍｍの
範囲で形成することができる。
【００４５】ところで、図１３に示すように、上述のよ
うに電流値が１４０Ａとなってから、その状態で電流を
例えば２７分３０秒流しつづける。すると、図１５に示
すようにメッキ膜厚３００μｍのメッキが光ディスク原
盤１２２の表面に形成されることになる。この２７分３
０秒の間、図１２に示すようにメッキ液はコントロール
タンク本体２００と本槽１５０内を循環するので、メッ
キ液の滞留による不良メッキの発生も防ぐことができ
る。また、本槽１５０内の吐出口２５１からメッキ液が
チタンバスケット１４０の近傍に吐出されるため、チタ
ンバスケット１４０近傍のメッキ液の温度上昇を有効に
防ぐことができる。特に、チタンバスケット１４０に収
容されているスルファミン酸ニッケルは、温度に弱いた
め、メッキ液を６５度以下に保持される必要があり、こ
の温度制御を容易に行うことができる。
【００４６】さらに、本槽１５０内のチタンバスケット
１４０、隔膜面２３０、遮蔽板２１０等は、一定の間隔
を保持しているため、電流の流れもよくなり、より精度
の高いメッキ膜の形成を容易にしている。以上のように
して、光ディスク原盤１２２の表面に３００μｍの膜厚
を形成した後、この光ディスク原盤１２２を陰極部１２
０から取り外すことで、一連の作業は終了する。このよ
うに本実施の形態の傾斜型回転式電鋳装置１００によれ
ば、わずか２７分３０秒で均一で良質の３００μｍの膜
厚を光ディスク原盤１２２に形成できるので、光ディス
ク原盤製造工程の全体のプロセスの時間を大幅に短縮す
ることができる。また、本実施の形態によれば、製造さ
れた光ディスク原盤の品質も向上することになる。
【００４７】本実施の形態においては、ガラス原盤であ
るメタルマスターを例に説明したが、他にニッケルメタ
ル原盤であるマザーやスタンパーでも同様である。
【００４８】図１５は、本実施の形態の変形例に係る傾
斜型回転式電鋳装置３００を示す図である。本変形例で
は、上述の傾斜型回転式電鋳装置１００を例えば３台並
べるて構成されている。したがって、光ディスク原盤等
のメッキの生産性をより、向上させることができる。ま
た、図１５は、単に傾斜型回転式電鋳装置１００を３台
並べたが、これに限らずコントロールタンクを１つに
し、本槽を増設してもよい。
【００４９】また、上記各実施の形態の各構成は、その
一部を省略したり、上述していない他の任意の組み合わ
せに変更することができる。
【００５０】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、メ
ッキ液の分解を招来させることなく、短時間で高品質の
メッキ膜を形成することができる電鋳装置を提供するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る電鋳装置である傾斜型回転
式電鋳装置を示す概略図である。
【図２】図１のロータリーヘッド部及びメッキ槽部の詳
細を示した斜視図である。
【図３】図２に示す陰極部の具体的構成を示す分解斜視
図である。
【図４】（ａ）従来のキャップと光ディスク原盤との関
係を示す説明図である。（ｂ）図３のキャップ、通電リ
ング及び光ディスク原盤との関係を示す説明図である。
【図５】図４の陰極部を図２の本槽内に配置した状態を
示すのが概略断面図である。
【図６】遮蔽板を示す概略図である。
【図７】隔膜面を示す概略図である。
【図８】チタンバスケットを示す概略図である。
【図９】光ディスク原盤の通電開口表面とチタンバスケ
ットの通電開口表面の電流密度を計測した図である。
【図１０】従来の光ディスク原盤の通電開口表面とチタ
ンバスケットの通電開口表面の電流密度を計測した図で
ある。
【図１１】図５におけるノズル等の位置を示す概略図で
ある。
【図１２】メッキ液の循環構造を示す概略図である。
【図１３】電流とメッキ時間との関係を示す図である。
【図１４】本実施の形態の変形例を示す図である。
【図１５】電流密度と所要時間との関係を示す図であ
る。
【符号の説明】
１００・・・傾斜型回転式電鋳装置、１１０・・・ロー
アリーヘッド部、１２０・・・陰極部、１２１・・・キ
ャップベース、１２２・・・光ディスク原盤、１２３・
・・通電リング、１２４・・・キャップ、１３０・・・
メッキ槽部、１４０・・・チタンバスケット、１４１・
・・前面、１５０・・・本槽、１５１・・・蓋、１５２
・・・隔壁、１６０・・・コントロールタンク、１７０
・・・配管、１７１・・・第１の配管、１７２・・・第
２の配管、１７３・・・オーバーフロー管、１７４・・
・リターン管、１８０・・・フィルタ、１９０・・・ポ
ンプ、２００・・・コントロールタンク本体、２１０・
・・遮蔽板、２１１・・・通電開口部、２１２・・・メ
ッシュ状開口部、２２０・・・チタンバスケット通電用
のバー、２３０・・・隔膜面、２４０・・・堰、２５１
・・・吐出口、２５２・・・ノズル
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１３年１月３０日（２００１．１．３
０）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 電鋳装置
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、メッキ対象物であ
る、例えば光ディスク原盤の表面にメッキを施すための
電鋳装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えばガラス製の光ディスク原盤
にメッキ膜を形成する電鋳装置にあっては、メッキ液を
収容する本槽内に、この光ディスク原盤を配置する陰極
部が形成されている。この陰極部は、光ディスク原盤を
配置する配置する配置面を有すると共に、配置された光
ディスク原盤を回転させるための回転機構を備えてい
る。また、この本槽内には、前記陰極部に対向し、且つ
一定の距離を保持して、陽極部であるチタンバスケット
が配置されている。このチタンバスケットには、ニッケ
ル（Ｎｉ）玉が複数個、収容されている。このように構
成される電鋳装置をスタートさせると、前記チタンバス
ケットと光ディスク原盤との間に所定の電流、電圧が印
加され、光ディスク原盤の表面にニッケルのメッキ膜が
一定の膜厚で形成されるようになっている。このような
電鋳装置を用いて光ディスク原盤の表面にメッキを形成
するときの電流と、その時間は例えば以下のように行わ
れる。
【０００３】すなわち、例えば光ディスク原盤のサイズ
が直径２００ｍｍで、メッキ膜厚を２９０μｍ乃至３０
０μｍに形成する場合、先ず、光ディスク原盤の表面に
０．２Ａ／ｄｍ2 乃至０．３Ａ／ｄｍ2 の低電流密度が
形成されるように電流を印加する。そして、その後、例
えば１０分乃至２０分かけて徐々に電流を上げ、光ディ
スク原盤の表面の電流密度を、例えば２２Ａ／ｄｍ2 乃
至２６Ａ／ｄｍ2 にまで上昇させる。そして、この電流
密度で７０分乃至８０分電流を印加しつづけると、光デ
ィスク原盤の表面に３００μｍの膜厚が形成されること
になる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、光ディスク
原盤の製造工程には、この電鋳装置を用いたメッキ工程
だけでなく、その前工程として、ガラス原盤にピット等
を形成するカッティング工程等がある。このカッティン
グ工程は、近年、工程に要する時間の短縮化が達成さ
れ、現在、３０分程度でカッティング工程が終了するよ
うになっている。これに伴い、光ディスク原盤製造工程
の全体のプロセスの時間短縮が要請されるようになって
いる。そこで、上述の電鋳装置によるメッキ工程の時間
も短縮するよう強く要請されている。上述の例では、光
ディスク原盤のサイズが直径２００ｍｍで、メッキ膜厚
を２９０μｍ乃至３００μｍに形成するには、光ディス
ク原盤の表面の電流密度を２２Ａ／ｄｍ2 乃至２６Ａ／
ｄｍ2 とした場合、７０分乃至８０分の間、電流を印加
しつづける必要がある。
【０００５】ところで、光ディスク原盤の表面の電流密
度と所要時間には、図１５に示すような関係がある。す
なわち、光ディスク原盤の表面のメッキ膜厚３００μｍ
を３０分以内で行うには、光ディスク原盤の表面の電流
密度を５０Ａ／ｄｍ2 程度にまで上昇させればよいこと
になる。しかし、このように光ディスク原盤の表面の電
流密度を５０Ａ／ｄｍ2 程度にまで上昇させると、光デ
ィスク原盤に対向して配置されるチタンバスケット内で
の金属の不動態が発生する。この不動態は、ニッケル
（Ｎｉ）の溶解に優先して水酸化イオンや塩素イオンの
放電が生じ、酸素、塩素ガス等発生する現象をいう。こ
の不動態が生じると、本槽内のメッキ液のＰＨが低下
し、メッキ液の分解が生じ、光ディスク原盤に所望のメ
ッキを形成できなくなってしまうという問題があった。
【０００６】また、光ディスク原盤の表面の電流密度を
５０Ａ／ｄｍ2 程度にまで上昇させると、この高い電流
密度でメッキ液の温度が上昇し、メッキ液が滞留し易い
チタンバスケット付近では、例えばメッキ液の通常の温
度である５０度Ｃ乃至５５度Ｃを超え７０度Ｃ以上まで
達することがある。このようにメッキ液の温度が高温に
なると、やはりメッキ液の分解が生じ、光ディスク原盤
に所望のメッキを形成できなくなってしまうという問題
があった。
【０００７】そこで、本発明は、以上の点に鑑み、メッ
キ液の分解を招来させることなく、短時間で高品質のメ
ッキ膜を形成することができる電鋳装置を提供すること
を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記目的は、請求項１の
発明によれば、メッキ液を収容する収容部と、この収容
部内に配置され、且つメッキを施すメッキ対象物を備え
る陰極部と、前記収容部内に配置され、且つ前記陰極部
に対向して配置される陽極部と、を有する電鋳装置であ
って、前記陽極部の通電開口面積が、前記陰極部の通電
開口面積より大きく形成されていることを特徴とする電
鋳装置により、達成される。
【０００９】前記構成によれば、前記陽極部の通電開口
面積が、前記陰極部の通電開口面積より大きく形成され
ているので、前記陰極部の電流密度を上昇させても、前
記陽極部の電流密度は、前記陰極部ほど上昇しない。し
たがって、前記陽極部で不動態は生ぜず、メッキ液の分
解等を未然に防止することができる。また、メッキ液が
滞留し易い前記陽極部の電流密度が前記陰極部ほど上昇
しないので、高温によるメッキ液の分解も未然に防止す
ることができる。
【００１０】好ましくは、請求項２の構成によれば、請
求項１の構成において、前記陰極部が一定の傾斜角を保
持するように配置されていることを特徴とする電鋳装置
である。
【００１１】前記構成によれば、前記陰極部が一定の傾
斜角を保持するように配置されている例えば傾斜型回転
式電鋳装置において、前記陰極部の電流密度を上昇させ
ても、前記陽極部の電流密度は、前記陰極部ほど上昇し
ないようにすることができる。
【００１２】好ましくは、請求項３の構成によれば、請
求項２の構成において、前記陽極部の通電開口面積が、
前記陰極部の通電開口面積の２倍乃至３倍以上に形成さ
れていることを特徴とする電鋳装置である。
【００１３】前記構成によれば、前記陽極部の通電開口
面積が、前記陰極部の通電開口面積の２倍乃至３倍に形
成されている場合は、特に前記陰極部の電流密度を上昇
させても、前記陽極部の電流密度は、前記陰極部の電流
密度の半分以下に止まることになる。したがって、前記
陽極部でより不動態は生じないようにすることができ、
メッキ液の分解等をさらに未然に防止することができ
る。
【００１４】好ましくは、請求項４の発明によれば、請
求項３の構成において、前記陽極部がチタンバスケット
で形成され、このチタンバスケットと前記陰極部のメッ
キ対象物との間に、隔膜面と遮蔽板とが配置され、前記
チタンバスケットと前記隔膜面との間にメッキ液を送る
ための第１の配管部と、前記陰極部と前記遮蔽板との間
にメッキ液を送るための第２の配管部と、を有すること
を特徴とする記載の電鋳装置である。
【００１５】前記構成によれば、前記チタンバスケット
と前記隔膜面との間にメッキ液を送るための第１の配管
部と、前記陰極部と前記遮蔽板との間にメッキ液を送る
ための第２の配管部と、を有するので、メッキ液の滞留
を防ぎ、電流を印加した際のメッキ液の温度上昇を未然
に防ぐことができる。したがって、メッキ液の分解をよ
り有効に防止することができる。
【００１６】好ましくは、請求項５の発明によれば、請
求項４の構成において、前記チタンバスケットと隔膜面
との距離が約５ｍｍ乃至約２０ｍｍに形成されると共
に、前記隔膜面と前記遮蔽板との距離が約１０ｍｍ乃至
約３０ｍｍに形成されていることを特徴とする電鋳装置
である。
【００１７】前記構成によれば、前記チタンバスケット
と隔膜面との距離が約５ｍｍ乃至約２０ｍｍに形成され
ると共に、前記隔膜面と前記遮蔽板との距離が約１０ｍ
ｍ乃至約３０ｍｍに形成されているので、電流が印加さ
れたことによるメッキ液の温度上昇を正確に制御するこ
とができる。したがって、メッキ液の分解をさらに有効
に防止することができる。
【００１８】好ましくは、請求項６の発明によれば、請
求項５の構成において、前記チタンバスケットは、全体
が箱状に成っており、このチタンバスケットの少なくと
も、陰極部に対向する面には、メッシュが形成されてい
ることを特徴とする電鋳装置である。
【００１９】好ましくは、請求項７の発明によれば、請
求項４の構成において、前記遮蔽板の中央部には、開口
部が形成されていると共に、この開口部の外周には、複
数のパンチング穴が形成されているパンチング穴形成部
が形成されていることを特徴とする電鋳装置である。
【００２０】前記構成によれば、前記遮蔽板の中央部に
は、開口部が形成されていると共に、この開口部の外周
には、複数のパンチング穴が形成されているパンチング
穴形成部が形成されているので、前記陽極部の電流密度
を大きく上昇させずに、前記陰極部の電流密度を大きく
上昇させることができると共に、メッキ対象物上に形成
されるメッキ膜厚も均一にすることができる。
【００２１】好ましくは、請求項８の発明によれば、請
求項１の構成において、前記陰極部がメッキ対象物を載
置するキャップベースと、メッキ対象物を保持するキャ
ップと、を有し、前記メッキ対象物とキャップとの間に
リング状部材が配置されることを特徴とする電鋳装置で
ある。
【００２２】前記構成によれば、前記メッキ対象物とキ
ャップとの間にリング状部材が配置されるので、前記メ
ッキ対象物と前記リング状部材との接触面積が大とな
り、メッキ対象物に施された通電皮膜が破壊され難くな
り、通電不良が生じ難くなる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施形態
を図１乃至図１４を参照しながら、詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例で
あるから、技術的に好ましい種々の限定が付されている
が、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を
限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られる
ものではない。
【００２４】図１は、本実施の形態に係る電鋳装置であ
る傾斜型回転式電鋳装置１００を示す概略図である。図
１に示すように、傾斜型回転式電鋳装置１００は、ロー
タリーヘッド部１１０、メッキ槽部１３０及びコントロ
ールタンク部１６０等を有している。このロータリーヘ
ッド部１１０は、陰極部１２０を備えており、駆動部１
１１により陰極部１２０が回転等するようになってい
る。また、メッキ層部１３０は、メッキ液を収容する収
容部である本槽１５０と、この本槽１５０内に配置され
ている陽極部であるチタンバスケット１４０とを有して
いる。さらに、コントロールタンク部１６０は、コント
ロールタンク本体２００を有しており、このコントロー
ルタンク本体２００から配管１７０によりメッキ液が本
槽１５０へ供給されるようになっている。この配管１７
０には、メッキ液を本槽１５０に送るためのポンプ１９
０やフィルタ１８０が設けられている。
【００２５】図２は、図１のロータリーヘッド部１１０
及びメッキ槽部１３０の詳細を示した斜視図である。図
２に示すようにロータリーヘッド部１１０は、本槽１５
０の蓋１５１に対して設けられている。そして、この蓋
１５１の外側には、陰極部１２０を回転させるためのモ
ータと通電用接点を有する駆動部１１１が配置され、蓋
１５１の内側には、陰極部１２０が配置されている。こ
のようにロータリーヘッド部１１０が設けられている本
槽１５０の蓋１５１を閉めると、この陰極部１２０は、
本槽１５０内で約４５度の角度に傾斜して配置されるこ
とになる。陰極部１２０が傾斜して配置されると、本槽
１５０内に収容されるメッキ液に発生するガス等が容易
に液面方向に抜け、ガス等によってメッキ不良が発生す
るのを防止することができる。また、駆動部１１１によ
って陰極部１２０が周方向に回転されられるが、この回
転によって陰極部１２０に配置されるメッキ対象物であ
る例えば光ディスク原盤の表面に形成されるメッキ膜厚
を均一にすることができる。
【００２６】ところで、メッキ液が収容される本槽１５
０には、隔壁１５２を介してチタンバスケット１４０が
配置されている。このチタンバスケット１４０は、その
内部にニッケル（Ｎｉ）玉等が収容されていると共に、
その陰極部１２０と対向する面は、網目状のメッシュに
成っている。このチタンバスケット１４０の近傍には、
電流分布調整用の遮蔽板２１０やチタンバスケット通電
用のバー２２０等が設けられている。
【００２７】図３は、図２に示す陰極部１２０の具体的
構成を示す分解斜視図である。図３に示すように陰極部
１２０は、後述するキャップ１２４への通電と後述する
ガラス製の光ディスク原盤１２３を保持するためのキャ
ップベース１２１を有している。このキャップベース１
２１は、駆動部１１１のモータ等により図の矢印方向に
回転されるように構成されている。このキャプベース１
２１円形の面には、メッキ対象物である例えばガラス製
の光ディスク原盤１２２が載置される。光ディスク原盤
１２２は、例えば直径が２００ｍｍ程度に形成される。
この光ディスク原盤１２２の周縁部に当接するように、
リング状部材である通電リング１２３が設けられてい
る。通電リング１２３は、具体的には幅が８ｍｍ乃至１
２ｍｍで形成されており、厚みが０．２ｍｍ乃至０．５
ｍｍに形成されている。また、材質は金属で例えばＳＵ
Ｓ３０４，３１６等によって形成されている。
【００２８】このような通電リング１２３を介してキャ
ップ１２４により、光ディスク原盤１２２は、キャップ
ベース１２１に、密着して保持される。また、通電時に
はキャップ１２４及び通電リング１２３を介して光ディ
スク原盤１２２の表面に通電されることになる。ところ
で、この通電リング１２３は、従来の電鋳装置の陰極部
には、存在しなかったものである。図４（ａ）に従来の
陰極部のキャップ１２４と光ディスク原盤１２２との当
接状態を示す。図４（ａ）に示すように、従来は光ディ
スク原盤１２３とキャップ１２４の端部が当接している
にすぎないため、メッキを行う際に、例えば電流の上昇
を１０分で電流値を１４０Ａ（電流密度５０Ａ／ｄ
ｍ2 ）とした場合、光ディスク原盤１２３とキャップ１
２４との接触部分から、通電皮膜が破壊され、通電不良
の問題が起きていた。これを解決するには、従来、電流
の上昇を１０分という短時間ではなく、より長い時間を
かけるしか方法がなかった。
【００２９】しかし、本実施の形態では、図４（ｂ）に
示すように通電リング１２３を介してキャップ１２４は
光ディスク原盤１２２と当接している。したがって、光
ディスク原盤１２２との接触面積が従来より大となる。
このため、例えば電流の上昇を３分乃至４分で電流値を
１４０Ａ（電流密度５０Ａ／ｄｍ2 ）とした場合でも、
光ディスク原盤１２３と通電リング１２３との接触部分
から、通電皮膜が破壊されることがなく、通電不良の問
題が起きるのを未然に防止することができた。このよう
に短時間のメッキが可能となると光ディスク原盤製造工
程の全体のプロセスの時間も短縮することができる。
【００３０】このように構成される陰極部１２０を図２
の本槽１５０内に配置した状態を示すのが図５である。
図５に示すように陰極部１２０に対して一定の間隔、例
えば３０ｍｍ乃至３５ｍｍ距離をおいて上述の電流分布
調整用の遮蔽板２１０が配置されている。この遮蔽板２
１０は、図６に示すように、その中央に開口部である通
電開口部２１１が設けられており、この通電開口部２１
１は、例えば直径又は長軸方向が１２０ｍｍ乃至１４０
ｍｍに形成されている。そして、この通電開口部２１１
の外周には、パンチング穴形成部であるメッシュ状開口
部２１２が設けられており、この直径又は長軸方向は例
えば３００ｍｍに形成されている。このメッシュ状開口
部２１２の直径又は長軸方向の長さは、後述する隔膜面
２３０の開口部と同様の大きさと成っている。
【００３１】このように構成される遮蔽板２１０の図５
において左側には、例えば１０ｍｍ乃至３０ｍｍの間隔
を空けて隔膜面２３０が設けられている。この隔膜面２
３０は、図において、その左側に配置されてるチタンバ
スケット１４０内に収容されているニッケル玉が溶解
し、ニッケルスラッジが発生した場合、このニッケルス
ラッジ飛散防止堰として機能するものである。具体的に
は、隔膜面２３０は、図７に示すように構成され、その
中央に開口２３１を有しており、その直径又は長軸方向
の長さは上述の遮蔽板２１０のメッシュ開口部２１２と
同様の例えば３００ｍｍと成っている。
【００３２】さらに、この隔膜面２３０の図５における
左側には、５ｍｍ乃至２０ｍｍの間隔を空けてチタンバ
スケット１４０が配置されている。このチタンバスケッ
ト１４０は、具体的には、図８に示すように構成されて
いる。すなわち、全体が箱状を成し、その前面１４１側
である隔膜面２３０側に網目状のメッシュ部が形成され
ている。また、チタンバスケット１４０の内部に例え
ば、スルファミン酸ニッケルが玉状に収容されている。
ところで、上述のように、本実施の形態においては、こ
のチタンバスケット１４０の前面１４１側に、隔膜面２
３０を設け、さらに遮蔽板２１０を配置する構成となっ
ている。すなわち、チタンバスケット１４０の前面１４
１のメッシュ部の開口は、先ず、隔膜面２３０で遮断さ
れる。しかし、隔膜面２３０は、その中央に、例えば直
径又は長軸方向に３００ｍｍの開口２３１を有してい
る。そして、この隔膜面２３０に対して配置される遮蔽
板２１０は、その中央の通電開口部２１１とメッシュ状
開口２１２を併せた開口部の直径又は長軸方向が３００
ｍｍとなっている。この直径又は長軸方向の長さ３００
ｍｍが陽極側（チタンバスケット１４０側）の通電開口
面積の基準と成る。
【００３３】これに対して、上述のように、陰極部１２
０の光ディスク原盤１２２の直径は２００ｍｍである
が、その周縁部はキャップ１２４や通電リング１２３で
覆われているため、通電開口は、直径１８５ｍｍ程度と
なり、これが通電開口面積の基準となる。ここで、陽極
側の通電開口面積の基準となる直径又は長軸方向の長さ
３００ｍｍと陰極側の通電開口面積の基準となる直径１
８５ｍｍを比べると明らかに陽極側の方の通電開口面積
が大となる。ここで、陽極側の通電開口面積と陰極側の
通電開口面積については、製品の品質保持、製品の安定
化又は装置の実用化の可能性を考慮すると、陽極側が陰
極側により面積比で２倍乃至３倍の大きさにする必要が
ある。このように構成された傾斜型回転式電鋳装置１０
０に電流を印加し、光ディスク原盤１２２の通電開口表
面とチタンバスケット２２０の通電開口表面の電流密度
を計測したのが図９である。
【００３４】図９に示すように、トータル電流値を１４
０Ａとし、光ディスク原盤１２２の表面の電流密度を５
２．２Ａ／ｄｍ2 としても、チタンバスケット２２０の
表面の電流密度は１９．８Ａ／ｄｍ2 に止まり、チタン
バスケット２２０側のニッケル玉に不動態が生じる電流
密度である５０Ａ／ｄｍ2 にはならない。したがって、
メッキ液のＰＨも低下せず、メッキ液の分解も未然に防
ぐことができる。また、このように光ディスク原盤１２
２の表面の電流密度を５０Ａ／ｄｍ2 まで上昇させるこ
とができるので、図１５に示すように、メッキ膜厚３０
０μｍを３０分という高速で形成できることになる。さ
らに、本実施の形態では、上述のようにチタンバスケッ
ト１４０と隔膜面２３０、さらに隔膜面２３０と遮蔽板
２１０との間を一定の距離、隔離して配置されているの
で、傾斜型回転式電鋳電鋳装置１００に電流を印加した
際に、電流の流れが良好となり、上述のように一定のメ
ッキ膜厚を高速に形成しやすくなっている。
【００３５】一方、従来は、隔膜面と遮蔽板が分離せず
一体化されており、その中央部の開口は長軸方向又は直
径は１６０ｍｍ乃至１７０ｍｍとなり、この数値を上述
の光ディスク原盤の開口面積の基準である１８５ｍｍと
比べると、明らかに開口面積は小となる。このような開
口面積を有する従来のチタンバスケットの表面の電流密
度と光ディスク原盤の表面の電流密度を計測したのが、
図１０である。図１０に示すように、トータル電流値６
０Ａで、光ディスク原盤の表面の電流密度を２２Ａ／ｄ
ｍ2 まで上昇させると、チタンバスケットの表面の電流
密度も２８Ａ／ｄｍ2 まで上昇している。したがって、
光ディスク原盤の表面の電流密度を本実施の形態の光デ
ィスク原盤１２２のと同様に５０Ａ／ｄｍ2 程度まで上
昇させると、チタンバスケットの電流密度は５０Ａ／ｄ
ｍ2 を超えてしまい、上述のニッケルの不動態が生じ、
メッキ液の分解を招来するおそれがある。
【００３６】このように本実施の形態では、従来の電鋳
装置と異なり、光ディスク原盤１２２の表面の電流密度
５２．２Ａ／ｄｍ2 にすると同時に、チタンバスケット
１４０の表面の電流密度を１９．８Ａ／ｄｍ2 に押さえ
ることができ、メッキ液の分解を生ぜずに、高速にメッ
キができる傾斜型回転式電鋳装置１００である。
【００３７】また、従来の電鋳装置では、光ディスク原
盤の表面の電流密度を５０Ａ／ｄｍ 2 程度にまで上昇さ
せ、短時間でメッキ厚膜を形成すると、光ディスク原盤
の表面に形成されるメッキ厚膜にバラツキが生じ、電着
応力が増大していた。しかし、本実施の形態では、図６
に示すように通電開口部２１１の外側にメッシュ状開口
部２１２を設けており、且つ、遮蔽板２１０の通電用開
口の長軸方向の長さ又は直径を１２５ｍｍとし、陰極部
１２０とチタンバスケット１４０との極間距離を６０ｍ
ｍ、陰極部１２０と遮蔽板２１０との距離を３０ｍｍ乃
至３５ｍｍと成るように形成されている。したがって、
光ディスク原盤１２２の表面の直径４０ｍｍ乃至１４０
ｍｍの範囲内である膜厚エリアに、膜厚を２９５±５μ
ｍの範囲で形成することができた。
【００３８】また、従来の電鋳装置では、光ディスク原
盤の表面に形成するメッキ厚膜の表面にピットやブツ不
良が多発するという問題があった。しかし、本実施の形
態では、メッキ液にピット防止剤を添加している。した
がって、メッキ厚膜の表面にピットやブツ不良が発生す
るのを未然に防止することができる。
【００３９】ところで、図５に示すように、チタンバス
ケット１４０の図において左側には堰２４０が設けら
れ、メッキ液がオーバーフローしないように構成されて
いるとともに、メッキ液を図１に示す配管１７０から本
槽１５０内部に導く吐出口及びノズルが設けられてい
る。すなわち、図１１は、図５におけるノズル等の位置
を示す図である。本実施の形態では、従来の電鋳装置と
異なり、吐出口２５１が、チタンバスケット１４０と隔
膜面２３０との間に配置されている。また、ノズル２５
２は、陰極部１２０と遮蔽板２１０との間に設けられて
いる。
【００４０】このように配置された吐出口２５１からの
メッキ液は、図において矢印で示すようにチタンバスケ
ット１４０と隔膜面２３０との間、及びチタンバスケッ
ト１４０と堰２４０との間を流れ、最後は、堰２４０を
越え、堰２４０の図において左側に流れるようになって
いる。この吐出口２５１における流量は、例えば５乃至
２０リットル／分である。一方、ノズル２５２は、陰極
部１２０と遮蔽板２１０との間にメッキ液を流すように
配置されている。このように、本実施の形態では、メッ
キ液が特に滞留し易いチタンバスケット１４０の近傍
に、従来と異なる吐出口２５１を設け、このチタンバス
ケット１４０の近傍のメッキ液の流れを促進している。
したがって、電流を印加した際に、メッキ液の温度が著
しく上昇し、例えばメッキ液がチタンバスケット１４０
の近傍で、通常の５０度Ｃ乃至５５度Ｃに対し、７０度
Ｃ以上になるのを防止することができる。
【００４１】このようにメッキ液が７０度以上になる
と、特にスルファミン酸ニッケルを使用している場合
は、メッキ液の分解が発生し、メッキ不良の原因なって
しまう。そのため、上述のように吐出口２５１を設ける
ことで、メッキ液の分解を未然に防ぐことができるよう
になっている。以上のように構成されている吐出口２５
１及びノズル２５２に供給されるメッキ液は、図１２に
示すように循環するようになっている。すなわち、コン
トロールタンク部２００内のメッキ液は、このコントロ
ールタンク部２００と接続されているポンプ１９０の作
用により、フィルタ１８０でろ過された後、 、第１の配
管１７１と第２の配管１７２に分岐される。この第１の
配管１７１は、チタンバスケット１４０用の冷却管とな
っており、本槽１５０内に設けられた吐出口２５１に接
続されている。
【００４２】一方、第２の配管１７２は、本槽１５０内
のノズル２５２に接続されている。このように本槽１５
０内に導かれたメッキ液は、オーバーフロー管１７３に
より、本槽１５０からコントロールタンク本体２００に
戻される。また、本実施の形態では、従来例と異なり、
リターン管１７４が配置され、メッキ液の循環がより円
滑に行われるようになっている。本実施の形態に係る傾
斜型回転式電鋳装置１００は、上述のように構成される
が、以下、その動作等を説明する。先ず、使用者は、傾
斜型回転式電鋳装置１００の本槽１５０内に図１２のコ
ントロールタンク本体２００からメッキ液を一定量注入
する。このメッキ液には、ピット防止剤が含有されてい
ると共に、メッキ液の設定温度が６０度Ｃ、通電時に
は、６２度Ｃ乃至６４度Ｃになるように形成されてい
る。
【００４３】次に、図２に示す状態で、メッキを施す対
象である光ディスク原盤１２２を陰極部１２０のキャッ
プベース１２１に配置して、通電リング１２３を介して
キャップ１２４を装着する。すると、陰極部１２０に光
ディスク原盤１２２が装着されることになる。この状態
で、図５に示すように陰極部１２０を本槽１５０内に配
置する。さらにその他所定の操作を行って、傾斜型回転
式電鋳装置１００を稼働させる。稼働と同時に電流が流
され、図１３に示すように、開始から３分乃至４分でト
ータル電流値が１４０Ａとなる。このとき、陰極部１２
０の開口面積よりチタンバスケット１４０側の陽極側の
ン開口面積が２倍乃至３倍大きくなるように形成されて
いるので、図９に示すように光ディスク原盤１２２の表
面の電流密度は５２，２Ａ／ｄｍ2 となるが、チタンバ
スケット１４０の表面の電流密度は１９．８Ａ／ｄｍ2
に止まる。
【００４４】このため、チタンバスケット１４０内に収
容されているスルファミン酸ニッケルの玉に上述の不動
態が生ぜず、メッキ液が分解するおそれがない。また、
通電しながら陰極部１２０のキャップベース１２１は、
図５の駆動部１１１により図の矢印方向に回転するた
め、膜厚を均一に形成することができる。また、本実施
の形態では、上述のように遮蔽板２１０の通電開口部２
１１を例えば長軸方向の長さ又は直径を１２５ｍｍ、陰
極部１２０とチタンバスケット１４０との極間距離を６
０ｍｍ、陰極部１２０と遮蔽板２１０との間を３０ｍｍ
乃至３５ｍｍ離して設置している。そして、遮蔽板２１
０の通電開口部２１１の外周に、パンチング穴を多数設
けて形成されたメッシュ状開口部２１２が形成されてい
るので、光ディスク原盤１２２の表面の直径４０ｍｍ乃
至１４０ｍｍの膜厚エリア内に膜厚を２９５±５μｍの
範囲で形成することができる。
【００４５】ところで、図１３に示すように、上述のよ
うに電流値が１４０Ａとなってから、その状態で電流を
例えば２７分３０秒流しつづける。すると、図１５に示
すようにメッキ膜厚３００μｍのメッキが光ディスク原
盤１２２の表面に形成されることになる。この２７分３
０秒の間、図１２に示すようにメッキ液はコントロール
タンク本体２００と本槽１５０内を循環するので、メッ
キ液の滞留による不良メッキの発生も防ぐことができ
る。また、本槽１５０内の吐出口２５１からメッキ液が
チタンバスケット１４０の近傍に吐出されるため、チタ
ンバスケット１４０近傍のメッキ液の温度上昇を有効に
防ぐことができる。特に、チタンバスケット１４０に収
容されているスルファミン酸ニッケルは、温度に弱いた
め、メッキ液を６５度Ｃ以下に保持される必要があり、
この温度制御を容易に行うことができる。
【００４６】さらに、本槽１５０内のチタンバスケット
１４０、隔膜面２３０、遮蔽板２１０等は、一定の間隔
を保持しているため、電流の流れもよくなり、より精度
の高いメッキ膜の形成を容易にしている。以上のように
して、光ディスク原盤１２２の表面に３００μｍの膜厚
を形成した後、この光ディスク原盤１２２を陰極部１２
０から取り外すことで、一連の作業は終了する。このよ
うに本実施の形態の傾斜型回転式電鋳装置１００によれ
ば、わずか２７分３０秒で均一で良質の３００μｍの膜
厚を光ディスク原盤１２２に形成できるので、光ディス
ク原盤製造工程の全体のプロセスの時間を大幅に短縮す
ることができる。また、本実施の形態によれば、製造さ
れた光ディスク原盤の品質も向上することになる。
【００４７】本実施の形態においては、ガラス原盤であ
るメタルマスターを例に説明したが、他にニッケルメタ
ル原盤であるマザーやスタンパーでも同様である。
【００４８】図１４は、本実施の形態の変形例に係る傾
斜型回転式電鋳装置３００を示す図である。本変形例で
は、上述の傾斜型回転式電鋳装置１００を例えば３台並
べて構成されている。したがって、光ディスク原盤等の
メッキの生産性をより、向上させることができる。ま
た、図１４は、単に傾斜型回転式電鋳装置１００を３台
並べたが、これに限らずコントロールタンクを１つに
し、本槽を増設してもよい。
【００４９】また、上記各実施の形態の各構成は、その
一部を省略したり、上述していない他の任意の組み合わ
せに変更することができる。
【００５０】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、メ
ッキ液の分解を招来させることなく、短時間で高品質の
メッキ膜を形成することができる電鋳装置を提供するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る電鋳装置である傾斜型回転
式電鋳装置を示す概略図である。
【図２】図１のロータリーヘッド部及びメッキ槽部の詳
細を示した斜視図である。
【図３】図２に示す陰極部の具体的構成を示す分解斜視
図である。
【図４】（ａ）従来のキャップと光ディスク原盤との関
係を示す説明図である。（ｂ）図３のキャップ、通電リ
ング及び光ディスク原盤との関係を示す説明図である。
【図５】図４の陰極部を図２の本槽内に配置した状態を
示すのが概略断面図である。
【図６】遮蔽板を示す概略図である。
【図７】隔膜面を示す概略図である。
【図８】チタンバスケットを示す概略図である。
【図９】光ディスク原盤の通電開口表面とチタンバスケ
ットの通電開口表面の電流密度を計測した図である。
【図１０】従来の光ディスク原盤の通電開口表面とチタ
ンバスケットの通電開口表面の電流密度を計測した図で
ある。
【図１１】図５におけるノズル等の位置を示す概略図で
ある。
【図１２】メッキ液の循環構造を示す概略図である。
【図１３】電流とメッキ時間との関係を示す図である。
【図１４】本実施の形態の変形例を示す図である。
【図１５】電流密度と所要時間との関係を示す図であ
る。
【符号の説明】 １００・・・傾斜型回転式電鋳装置、１１０・・・ロー
アリーヘッド部、１２０・・・陰極部、１２１・・・キ
ャップベース、１２２・・・光ディスク原盤、１２３・
・・通電リング、１２４・・・キャップ、１３０・・・
メッキ槽部、１４０・・・チタンバスケット、１４１・
・・前面、１５０・・・本槽、１５１・・・蓋、１５２
・・・隔壁、１６０・・・コントロールタンク、１７０
・・・配管、１７１・・・第１の配管、１７２・・・第
２の配管、１７３・・・オーバーフロー管、１７４・・
・リターン管、１８０・・・フィルタ、１９０・・・ポ
ンプ、２００・・・コントロールタンク本体、２１０・
・・遮蔽板、２１１・・・通電開口部、２１２・・・メ
ッシュ状開口部、２２０・・・チタンバスケット通電用
のバー、２３０・・・隔膜面、２４０・・・堰、２５１
・・・吐出口、２５２・・・ノズル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田添 稔 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 伊藤 誠 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 瀬川 雄司 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 5D121 BA05 CB07 CB09

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 メッキ液を収容する収容部と、 この収容部内に配置され、且つメッキを施すメッキ対象
    物を備える陰極部と、 前記収容部内に配置され、且つ前記陰極部に対向して配
    置される陽極部と、を有する電鋳装置であって、 前記陽極部の通電開口面積が、前記陰極部の通電開口面
    積より大きく形成されていることを特徴とする電鋳装
    置。
  2. 【請求項２】 前記陰極部が一定の傾斜角を保持するよ
    うに配置されていることを特徴とする請求項１に記載の
    電鋳装置。
  3. 【請求項３】 前記陽極部の通電開口面積が、前記陰極
    部の通電開口面積の２倍乃至３倍に形成されていること
    を特徴とする請求項２に記載の電鋳装置。
  4. 【請求項４】 前記陽極部がチタンバスケットで形成さ
    れ、 このチタンバスケットと前記陰極部のメッキ対象物との
    間に、隔膜面と遮蔽版とが配置され、 前記チタンバスケットと前記隔膜面との間にメッキ液を
    送るための第１の配管部と、 前記陰極部と前記遮蔽版との間にメッキ液を送るための
    第２の配管部と、を有することを特徴とする請求項３に
    記載の電鋳装置。
  5. 【請求項５】 前記チタンバスケットと隔膜面との距離
    が約５ｍｍ乃至約２０ｍｍに形成されると共に、前記隔
    膜面と前記遮蔽版との距離が約１０ｍｍ乃至約３０ｍｍ
    に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の電
    鋳装置。
  6. 【請求項６】 前記チタンバスケットは、全体が箱状に
    成っており、 このチタンバスケットの少なくとも、陰極部に対向する
    面には、メッシュが形成されていることを特徴とする請
    求項５に記載の電鋳装置。
  7. 【請求項７】 前記遮蔽版の中央部には、開口部が形成
    されていると共に、この開口部の外周には、複数のパン
    チング穴が形成されているパンチング穴形成部が形成さ
    れていることを特徴とする請求項４に記載の電鋳装置。
  8. 【請求項８】 前記陰極部がメッキ対象物を載置するキ
    ャップベースと、 メッキ対象物を保持するキャップと、を有し、 前記メッキ対象物とキャップとの間にリング状部材が配
    置されることを特徴とする請求項１に記載の電鋳装置。
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