JPH06105670B2 - 磁性膜の製造方法 - Google Patents

磁性膜の製造方法

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JPH06105670B2
JPH06105670B2 JP62123889A JP12388987A JPH06105670B2 JP H06105670 B2 JPH06105670 B2 JP H06105670B2 JP 62123889 A JP62123889 A JP 62123889A JP 12388987 A JP12388987 A JP 12388987A JP H06105670 B2 JPH06105670 B2 JP H06105670B2
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久幸 加来
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 NC工作機等に用いられるサーボモータの回転軸の回転角
あるいは直線運動するリニアーモータ応用機器等の移動
体の位置を検出する装置として回転体あるいは移動体の
表面に磁化パターンを形成し、この磁化パターンを磁気
センサ等を用いて読み取ることにより位置検出を行う磁
気式のエンコーダが知られている。
本発明はこのような磁気式のエンコーダ等に用いる磁化
パターン記録用の磁性膜の電気めっき法による製造法に
関するものである。
〔従来の技術〕
磁化パターンを形成するために使用される磁性めっき膜
には磁気ディスク用に磁性めっき皮膜が知られており、
このようなめっき膜では膜の面内方向に着磁記録する面
内磁化めっき膜とめっき膜面に垂直な方向に着磁記録す
る垂直磁化めっき膜の2種類が知られている。この場合
記録密度を上げるため磁化パターンの着磁ピッチを狭く
して行くと面内磁化膜では反磁界が増大し、残留磁化の
減衰と回転を生じ再生出力が減少するという問題がある
ため垂直磁化膜の適用が検討されつつある。
磁気式エンコーダにおいても同様な問題があり、高分解
能化しようとして磁気ドラムの着磁ピッチを狭くして行
くと反磁界が大きくなつて磁気センサからの出力が小さ
くなる。このため磁気エンコーダの磁気ドラムに対して
も垂直磁化膜の適用が考えられるが、従来から磁気ディ
スク等に適用が検討されている垂直磁化めっき膜は再生
ヘッドと磁気記録媒体との距離を非常に狭くできるため
膜厚は厚くても数μm以下で用いられており、磁気特性
がこの範囲の膜厚で良好となるようなめっき組成とめっ
き条件が選定されている。
一方、磁気式エンコーダにおいては取付側のモータのシ
ャフトの振れ等があるため磁化パターンを形成した磁気
ドラムとそれからのもれ磁束の変化を検出する磁気セン
サとの間隔は通常数10μm程度以上に設定されるためこ
れに使用される磁性膜は数10μm以上の膜厚が必要とさ
れる。このため、従来から磁気ディスク用に開発されて
きた無電解めっき法を主体にした垂直磁化膜では磁気特
性や生産性の面で磁気式エンコーダ用ドラムに適用する
ことは難しい。
厚膜で垂直方向に磁化容易軸を有するめっき膜の作製方
法としては、1962年発行の雑誌「Journal of Applied P
hysics 33巻1316ページ」および1962年発行の雑誌「Jou
rnal of the Electrochemical Society 99巻 11号 10
40ページ」においてCoCl2・6H2O,NH4Cl,NaH2PO2・H2O
からなる水溶液中で直流電解することによりCo-Pめっ
き皮膜を得る方法が報告されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記公知文献ではめっき面に対して垂直方向に磁化容易
軸を有するめっき皮膜は、面内方向での保磁力(Hc)が
1000 Oeから1300 Oe,角形比(Ir/Is),Ir:残留磁化,Is:
飽和磁化)が0.3から0.4と報告されているのみであり、
詳細なめっき条件やめっき面に対して垂直方向の磁気特
性については全く報告されていないが、このような特性
の膜では垂直磁化膜として利用するには面内方向の角形
比が大き過ぎ、その分だけ垂直方向への磁気異方性が弱
い。このため、磁気エンコーダの磁気ドラム等へ適用し
ても垂直方向への磁化が十分に行えないという問題があ
る。本発明の目的は磁気エンコーダの磁気ドラムへ適用
できる磁気特性と外観の良好な垂直磁化膜のめっき方法
を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は上記の目的を達成するためになされたもので、
塩化コバルト六水塩を(CoCl2・6H2O)を80g/l〜200g/
l,次亜りん酸ナトリウム(NaH2PO2・H2O)を40g/l〜90g
/l,塩化アンモニウムを80g/l〜150g/l,エーテル結合基
と水酸基の両方を有する非イオン界面活性剤を0.04g/l
〜2g/l含む電解液中において平均的な電流密度が2A/dm2
から8A/dm2で電解を行うことにより磁気特性と外観の良
好な垂直磁化膜を得るという方法である。
なお、この場合、パルス繰返し周期が0.1msから30ms,パ
ルス繰返し周期に対するパルス幅の比率が0.1から0.6
で,平均電流密度が2A/dm2〜6A/dm2の電流パルスを用い
て電解することにより直流電解に比べて表面が平滑なめ
っき皮膜が得られる。
〔作用〕
本発明者らはCoCl2・6H2Oを80g/l〜200g/l,NH4Clを80g/
l〜150g/l、アルキルアリルエーテル型のようなエーテ
ル結合基と水酸基を有する非イオン界面活性剤を0.04g/
l〜2g/l含む水溶液にNaH2PO2・H2Oを40g/l〜90g/l溶解
させることによりめっき膜面に垂直方向の保磁力と角形
比(Ir/Is)が大きいめっき膜が得られることを見い出
した。特に平均的な電流密度が2A/dm2から8A/dm2の範囲
で電解することによりめっき膜の面内方向の保磁力が10
00 Oe以下、角形比が0.3以下と小さい一方で垂直方向の
保磁力が1500 Oe以上,角形比が0.7以上と垂直方向への
磁気異方性が非常に大きなめっき皮膜が得られることを
見い出した。
平均的な電流密度が2A/dm2よりも小さい場合と8A/dm2
りも大きい場合はめっき膜面に垂直方向の保磁力と角形
比が面内方向での値に近くなり磁気異方性が小さな膜し
か得られない。
NaH2PO2・H2Oは40g/lよりも少ない添加量では垂直方向
と面内方向の磁気特性が同程度となり90g/lよりも添加
量が多い場合にはめっき皮膜表面が粗くなり実用に向か
ない。このためNaH2PO2・H2Oの濃度は40g/lから90g/lが
適している。
めっき液中のCoCl2・6H2Oが80g/lよりも少ない場合およ
び塩化アンモニウムが80g/lよりも少ない場合はめっき
皮膜の保磁力が低下する。
一方、CoCl2・6H2Oの添加量が200g/lを越える場合やNH4
Clの添加量が150g/lを越える場合にはめっき皮膜の光沢
低下やめっき浴からの汲出量の増大等を生じるため、Co
Cl2・H2Oについては80g/l〜200g/l、NH4Clについては80
g/l〜150g/lの範囲の添加量が適している。
エーテル結合基と水酸基を有する非イオン界面活性剤の
添加はめっき膜面に垂直方向の保磁力と角形比の増大に
効果がある。
また、界面活性剤無添加ではめっき液の攪拌跡などにめ
っき皮膜の表面に不均一な模様を生じやすいが、界面活
性剤の添加によりこのようなめっき皮膜表面の不均一が
解消される。
これらの効果は非イオン界面活性剤の添加量が0.04g/l
よりも少ないとほとんど認められず、添加量が2g/lを越
えると残留磁化の低下やめっき皮膜表面が粗くなる等の
問題を生じる。このため非イオン界面活性剤の添加量は
0.04g/lから2g/lの範囲が適している。
また、公知文献ではすべて直流で電解してめっき皮膜を
得ているが、本発明者らはパルス繰返し周期が0.1msか
ら30ms,パルス繰返し周期に対するパルス幅の比率が0.1
から0.6で平均電流密度が2A/dm2から6A/dm2の電流パル
スを用いて電解することにより直流電解で得られるめっ
き皮膜と比較して表面が平滑で光沢性の良いめっき皮膜
が得られることを見い出した。パルス繰返し周期が0.1m
sよりも短かったり30msを越える場合にはめっき皮膜に
垂直な方向での保磁力と角形比が低下する。また、平均
電流密度が2A/dm2よりも小さい場合および6A/dm2よりも
大きい場合も同様な問題を生じる。
パルス繰返し周期に対するパルス幅の比率が0.1よりも
小さい場合には垂直方向の保磁力と角形比が低下し、0.
6よりも大きい場合にはめっき皮膜表面の平滑化効果が
少なくなる。
なお、めっき液温が低いほど垂直方向の保磁力が大きく
なる傾向が認められるが、めっき皮膜表面がやや粗くな
るため実用的な浴温の範囲は40℃〜60℃が望ましい。ま
た、めっき液のpHは2以下では垂直方向の保磁力が小さ
く、6.5以上では沈殿を生じるため実用的にはpH3からpH
4.5の範囲が望ましい。
〔実施例1〕 CoCl2・6H2O80g/l,NH4Cl 80g/l,アルキルアリルエーテ
ル型非イオン界面活性剤(商品名:トリトンX−100、
林純薬工業製)を0.04g/l加えた水溶液中にNaH2PO2・H2
Oを40g/lから90g/l溶解してめっき液を作製し、めっき
液温を50℃pHを3.5に調整した。電解脱脂した銅板を酸
洗した後めっき液中に浸漬し、第1図に示す電解電流波
形を用いてパルス繰返し周期θが0.1msから30msパルス
繰返し周期に対するパルス幅の比率(t/θ)が0.1,平均
電流密度(ic=txip/θ)が3A/dm2の条件で電解し、膜
厚10μmのめっき皮膜を得た。陽極にはCo板を使用し
た。得られためっき皮膜のめっき膜面に垂直な方向と面
内方向の保磁力(Hc)と反磁界補正後の角形比(Ir/I
s)を第1表に示す。これよりわかるように垂直方向のH
cが2000〜2300 Oe,角形比が0.7から0.8と大きい一方
で、面内方向のHcが900 Oe以下、角形比が0.1から0.3と
小さい垂直方向への磁気異方性が大きなめっき皮膜が得
られた。めっき皮膜の外観も均一で光沢も良好であっ
た。
〔実施例2〕 CoCl2・6H2O160g/l,NH4Cl 100g/l,NaH2PO2・H2O45g/l,
非イオン界面活性剤(トリトンX−100)を0.12g/lを純
水に溶解してめっき液を作製した。電解脱脂後の銅板を
酸洗してめっき液中に浸漬した後、直流で電流密度を2A
/dm2から8A/dm2まで変化させて膜厚13μmのめっきを行
った。めっき液温度は50℃とし、pHを3.7とした。
得られためっき皮膜のめっき膜面に対して垂直方向の保
磁力と反磁界補正後の角形比および面内方向の保磁力と
角形比を第2図に示す。これよりわかるように垂直方向
の保磁力が1500〜2300 Oe,角形比が0.7〜0.8と大きい一
方で面内方向の保磁力が1000 Oe以下、角形比が0.2以下
と小さく垂直方向への磁気異方性が大きなめっき皮膜が
得られた。めっき皮膜の外観も良好であった。
本実施例の液組成を有するめっき液を用い、電流密度3A
/dm2で磁気エンコーダ用の磁気ドラムに膜厚40μmまで
めっきを行った。
めっき後の磁気ドラムに多極着磁を行いモータシャフト
に取付けた後磁気センサと組合せて出力信号を調べたと
ころ出力変動の少ない良好な信号が得られた。
またAl材をジンケート処理してNi-P無電解めっきを施
した後、実施例2と同じ条件でめっきを行ったところ保
磁力,角形比ともに銅素材試料と同じ値を示した。
〔実施例3〕 実施例2と同じ組成のめっき液を用い、パルス繰返し周
期に対するパルス幅の比率が0.1から0.6で平均電流密度
を2A/dm2から6A/dm2まで変化させてパルス電解を行い、
銅板上に膜厚40μmまでめっきを行った。得られためっ
き皮膜のめっき膜面に垂直な方向の保磁力と反磁界補正
後の角形比および面内方向の保磁力と角形比を第2表に
示す。これよりわかるようにめっき皮膜の垂直方向の保
磁力が1500 Oeから2200 Oe,角形比が0.7から0.8と大き
い一方で面内方向の保磁力900 Oe以下で角形比が0.3以
下と小さく垂直方向の磁気異方性が大きなめっき膜が得
られた。めっき皮膜の外観も均一で光沢が良好であっ
た。
〔実施例4〕 CoCl2・6H2O200g/l,NH4Cl 150g/l、NaH2PO2・H2O60g/l
を溶解した水溶液にアルキルアリルエーテル型非イオン
界面活性剤(商品名:ニッサン ノニオンNS)を0.1g/l
から2g/l加えためっき液を作製し、液温40℃,pHを4.0に
調整した。電解脱脂した銅板を酸洗した後めっき液中に
浸漬し、電流密度3A/dm2で直流電解して膜厚20μmまで
めっきを行った。得られためっき皮膜のめっき膜面に対
して垂直方向の保磁力と反磁界補正後の角形比および面
内方向の保磁力と角形比を第3図に示す。これによりわ
かるようにめっき皮膜の垂直方向の保磁力は1800 Oeか
ら2400 Oe,角形比は0.7から0.8と大きい一方で、面内方
向の保磁力は800 Oe以下、角形比は0.2以下と小さく、
垂直方向への磁気異方性が大きなめっき皮膜が得られ
た。めっき皮膜の外観も良好であった。
〔発明の効果〕
本発明の実施により厚膜でも膜面と垂直方向の磁気異方
性が大きく、外観も良好な磁性膜を得ることができる。
本発明によるめっき皮膜を磁気式エンコーダの磁気ドラ
ム等に適用すると高分解能エンコーダを製造できる。ま
た、本発明によって得られるめっき皮膜は保磁力が大き
いため減磁しにくく、これにより外部からの磁気ノイズ
の影響を受けにくく経時劣化の少ない信頼性の高い磁気
式エンコーダを製造できる。
【図面の簡単な説明】
第1図はパルス電解における電解電流波形の説明図、第
2図は本発明に係わる磁性膜の製造方法における電流密
度と得られためっき膜の磁気特性の関係を示す図、第3
図はめっき液中の界面活性材添加量とめっき膜の磁気特
性との関係を示す図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】塩化コバルト六水塩を80g/l〜200g/l,次亜
    りん酸ナトリウムを40g/l〜90g/l,塩化アンモニウムを8
    0g/l〜150g/l,エーテル結合基と水酸基の両方を有する
    非イオン界面活性剤を0.04g/l〜2g/l含む電解液中にお
    いて、平均的な電流密度が2A/dm2から8A/dm2で電解する
    ことを特徴とする磁性膜の製造方法。
  2. 【請求項2】パルス繰返し周期が0.1msから30ms,パルス
    繰返し周期に対するパルス幅の比率が0.1から0.6で平均
    電流密度が2A/dm2〜6A/dm2の電流パルスを用いて電解す
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の磁性膜
    の製造方法。
JP62123889A 1987-05-22 1987-05-22 磁性膜の製造方法 Expired - Lifetime JPH06105670B2 (ja)

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