JPH1025590A - 電鋳装置および電鋳方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】刻々と変化する電鋳浴や陽極、あるいは陰極の
状態に対して常に最適な電極間距離をとるようにした電
鋳装置を提供することを目的とする。 【解決手段】電鋳装置において、電極間距離を自動制御
して最適条件が得られるようにし、例えば光ディスクス
タンパの作製の際に徐々に電流密度を上げていくととも
に、初期においては電極間距離を大きくし、後期におい
ては電極間距離を小さくとることによって、均一な電着
性と高電流密度化とを両立できるようにしたものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電鋳装置および電鋳
方法に係り、とくに電鋳液中に対向配置された陽極と陰
極との間に直流電圧を印加して陰極上に電鋳物を得るよ
うにした電鋳装置および電鋳方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスク、光磁気ディスク等の円盤状
記録媒体は、主平面上の信号記録領域に音声や映像等の
記録信号が微小な穴によって構成されるピットとして記
録され、また信号記録領域には信号記録を行なうための
微小な案内溝であるグルーブあるいはアドレス情報のた
めのピットが基板上に設けられている。これらのピット
やグルーブは、一般にニッケル金型のスタンパを用いて
透明な樹脂材料基板に転写形成されて円盤状記録媒体が
製作される。

【０００３】スタンパは大別すると、ガラス基板からガ
ラス原盤を製作するマスタリング工程と、ガラス原盤か
らニッケルスパッタを製作する電鋳工程とから成る。マ
スタリング工程は、ガラス基板上にレジスト層を形成す
る工程と、ピットあるいはグルーブに対応する部分を残
して他のレジスト層をレーザカッティングするカッティ
ング工程と、レジスト層を現像する現像工程と、レジス
ト層の上に銀またはニッケル膜を形成する導電化処理の
工程から成る。

【０００４】電鋳工程は、ガラス原盤上にニッケルの厚
膜を形成してニッケルファザーを製作する電鋳工程と、
この電鋳工程によって得られたニッケルファザーをガラ
ス原盤から剥離する剥離工程と、ニッケルファザーの表
面に施す脱銀処理の工程と、ニッケルファザーを基にし
たニッケルの厚膜であるマザーニッケルを製作する電鋳
工程と、この電鋳工程によって得たマザーニッケルをニ
ッケルファザーから剥離する剥離工程と、マザーニッケ
ルを基にしてスタンパを製作する電鋳工程等の各工程と
から構成されている。そしてとくに電鋳工程は、電鋳装
置を用いて行なわれる。

【０００５】電鋳装置は電解液を注入した電解槽内に陽
極と陰極とを対向配置するとともに、陰極上にガラスマ
スターまたはニッケルマスターを配しておき、両極間に
直流電圧を印加して陰極上に電鋳物を得るようにしてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の電鋳装置におい
て、互いに対向配置される陽極と陰極との間の距離、す
なわち電極間距離は固定式あるいは半固定式であって、
一旦電鋳を開始すると、途中でその距離を任意に制御す
ることができなかった。

【０００７】このような理由から、電鋳物の品質で電極
間距離に依存し、しかも相反する事項に対してはそれら
の妥協点に電極位置を固定せざるを得なかった。またメ
ッキ電流通電中に時々刻々変化する電鋳浴や陽極、陰極
の状態に対しても、初期の電極間距離のままで電鋳処理
が行なわれ、時々刻々の状況変化に対して最適な値に設
定することができないという問題があった。

【０００８】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たものであって、電鋳を開始した後における電鋳槽内に
おける電鋳の状態に応じて電極間距離を任意に調整し得
るようにした電鋳装置および電鋳方法を提供することを
目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、電鋳液を注入
した電鋳槽内に陽極と陰極とを対向配置し、両極間に直
流電圧を印加して陰極上に電鋳物を得るようにした電鋳
装置において、前記陽極と前記陰極との間の距離を移動
調整する調整機構と、電鋳槽内における電鋳の状態に応
じて前記調整機構を経時的に制御する制御手段と、をそ
れぞれ具備する電鋳装置に関するものである。

【００１０】前記調整機構が陽極に対して陰極を移動調
整するようにしてよい。

【００１１】あるいはまた前記調整機構が陰極に対して
陽極を移動調整するようにしてよい。

【００１２】また方法の発明は、電鋳液中に対向配置さ
れた陽極と陰極との間に直流電圧を印加して陰極上に電
鋳物を得るようにした電鋳方法において、電鋳の状態に
応じて前記陽極と前記陰極との間の距離が適正になるよ
うに制御するようにしたことを特徴とする電鋳方法に関
するものである。

【００１３】電鋳開始からの時間、両極間の電流値、両
極間の印加電圧、電鋳開始からの積算電流値、電鋳液の
ｐＨ、電鋳液の温度の内の１つの値または２つ以上の値
を基にして陽極と陰極との間の距離の制御が行なわれる
ようにしてよい。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施の形態
に係る電鋳装置を示すものであって、この電鋳装置は左
端側の壁面が傾斜面になっている電鋳槽１０を備えてい
る。電鋳槽１０内には仕切り壁１１が設けられており、
この仕切り壁１１の右側の部分がオーバフロー受け部１
２から構成されている。そしてオーバフロー受け部１２
は配管によって下部液槽１３と接続されるようになって
おり、オーバフロー受け部１２で受けられたオーバフロ
ー液が下部液槽１３に導かれるようになっている。

【００１５】下部液槽１３の側部にはポンプ１４が配さ
れており、このポンプ１４によって下部液槽１３内の電
鋳液を圧送し、フィルタ１５を通して電鋳槽１０に戻す
ようにしている。すなわち電鋳槽１０は、仕切り壁１１
の上縁が液面となるようにその中に電鋳液１６が注入さ
れた状態になっている。

【００１６】電鋳液１６を注入した電鋳槽１０内には陽
極２０と陰極２１とが互いに対向するように配されてい
る。陽極２０はチタンケース２２を備え、このチタンケ
ース２２内にニッケルペレット２３を充填するようにし
ている。これに対して陰極２１の上面にはガラスマスタ
ーあるいはニッケルマザー２４が取付けられるようにな
っている。そして直流電源２５が陽極２０と陰極２１と
に接続され、両極間に電鋳のための電流が流れるように
なっている。

【００１７】陰極２１は支軸２８の先端部に取付けられ
るとともに、この支軸２８が回転機構２９によって回転
駆動されるようになっており、このために陰極２１は支
軸２８の軸線を中心として回転可能に構成されている。
また回転機構２９はスライド部３０上に支持されてお
り、しかもこのスライド部３０がアクチュエータ３１に
よって移動可能になっている。さらにスライド部３０は
回転支持装置３２によって回転可能に支持されるように
なっている。

【００１８】次に陽極２０と陰極２１との間の間隔Ｌを
調整するための機構について説明すると、アクチュエー
タ３１を制御するためにコントローラ３３が設けられて
いる。このコントローラ３３はコンピュータを含む制御
装置であって、その入力側にはセンサ３４が接続される
ようになっている。なおここでは便宜上単一のセンサ３
４を示しているが、実際にはコントローラ３３には複数
のセンサ、例えば電流検出センサ、電圧検出センサ、電
鋳槽１０内の電鋳液１６のｐＨ検出センサ、電鋳液１６
の温度検出センサ等の各種のセンサが接続されるように
なっている。またアクチュエータ３１の後端部には位置
センサ３５が取付けられるとともに、このセンサ３５が
コントローラ３３と接続されるようになっている。

【００１９】このように本実施の形態に係る電鋳装置
は、光ディスクスタンパまたは光磁気ディスクスタンパ
の電鋳装置であって、電鋳槽１０内にはニッケルメッキ
液から成る電鋳液１６が注入されており、電鋳槽１０内
には陽極２０と陰極２１とが対向して配されている。陽
極２０はチタンケース２２内にニッケルペレット２３を
充填した構造を有し、陰極２１には母型となるガラスマ
スターまたはニッケルマザー２４を装着したものであ
る。

【００２０】陽極２０と陰極２１との間に直流電圧を直
流電源２５によって印加すると、陽極２０のニッケルペ
レット２３が溶解し、同時に陰極２１上のガラスマスタ
ー２４またはニッケルマザーから成る母型に電鋳物を生
ずる。光ディスクまたは光磁気ディスクの製造の際に、
この電鋳物をスタンパとし、プラスチックディスクを成
形するための金型として用いる。

【００２１】陰極２１は回転機構２９によって通電中は
回転し、さらに回転支持装置３２の回転運動によって、
陰極２１に対するワークの着脱時には陰極２１が電鋳槽
１０の外に出るようになっている。

【００２２】ニッケルメッキ液から成る電鋳液１６は下
部液槽１３内においてその温度、ｐＨ、液量を調整さ
れ、ポンプ１４によって圧送され、フィルタ１５を通っ
て電鋳槽１０内に戻される。そして仕切り壁１１の上縁
をオーバフローした後にオーバフロー受け部１２で受け
られ、下部液槽１３に戻る循環を常時行なうようになっ
ている。

【００２３】本実施の形態に係る電鋳装置の大きな特徴
は、陽極２０と陰極２１との間の電極間距離Ｌが固定ま
たは半固定ではなく、この距離Ｌを任意の値に経時的に
制御するようにしていることである。このような制御の
ためにスライド部３０と、アクチュエータ３１と、位置
センサ３５と、コントローラ３３と、複数のセンサ３４
とがそれぞれ作動するようになっている。

【００２４】コントローラ３３は陽極２０と陰極２１と
の間に流れる電流値や電圧値、あるいは電鋳開始からの
積算電流値、電鋳槽１０内の電鋳液１６のｐＨ、電鋳槽
１０内の温度等をセンサ３４から入力するか、あるいは
また時間の経過に応じて、予めプログラミングされたシ
ーケンスに従ってアクチュエータ３１に出力を与える。

【００２５】アクチュエータ３１はコントローラ３３か
らの出力信号に応じて正転あるいは逆転を行なうように
なっており、これによってスライド部３０が前進あるい
は後退を行なう。その際にアクチュエータ３１に設けら
れている位置センサ３５によってコントローラ３３はス
ライド部３０の位置を検出する。スライド部３０の動き
に従って陰極２１は陽極２０との間の平行度、中心位置
を保持したままで軸線方向に移動し、陽極２０と陰極２
１との間の電極間距離Ｌが調整される。

【００２６】図２はコントローラ３３に内蔵されている
コンピュータによる電極間距離の調整の動作をフローチ
ャートによって示したものである。コントローラ３３内
のコンピュータは電鋳開始からの経過時間をタイマを通
して読込み、さらにその時点での電流値と電圧値を読込
む。また積算電流値の演算を行なう。

【００２７】この後ｐＨセンサによって電鋳槽１０内の
ｐＨを読込み、温度センサによって電鋳液１６の温度を
読込む。そしてこれらの各情報を基にして適正電極間距
離の演算を行なう。そして位置センサ３５によって実際
の電極間距離の読込みを行なうとともに、演算された電
極間距離と実際の電極間距離との比較を行なう。

【００２８】電極間の距離Ｌが演算値よりも小さい場合
にはアクチュエータ３１を正転させて電極間距離Ｌを所
定の寸法だけ広くする。これに対して電極間距離が演算
された値よりも大きい場合には、アクチュエータ３１を
逆転させて電極間距離を広くする。このような動作が一
定の時間毎に繰返して実行されるために、刻々と変化す
る電鋳液１６の性状や陽極２０、陰極２１の状態に応じ
て、常に最適な電極間距離Ｌを得ることが可能になる。

【００２９】このように本実施の形態に係る電鋳装置お
よび電鋳方法は、陽極２０と陰極２１との間の距離を任
意に調整する機構と、その機構を駆動するアクチュエー
タ３１と、このアクチュエータ３１を制御するコントロ
ーラ３３とを具備するようにし、センサ３４の検出に応
じてコントローラ３３によって電極間距離Ｌを任意に調
整するようにしたものである。

【００３０】従ってメッキ電流通電中に電極間距離を自
動制御することが可能になり、刻々と変化する電鋳槽１
０内の状態や陽極２０および陰極２１の状態に応じて常
に最適な電極間距離をとることが可能になる。また寸法
が異なるワークを陰極２１に装着した場合においても、
迅速に電極間距離を変化させ、電鋳槽１０内の構造物と
の干渉を防止することができるばかりでなく、このとき
の電極間距離についても、常に最適な値に保つことが可
能になるために、多種類のワークを同一ラインで流すこ
とが可能になる。

【００３１】次に第２の実施の形態を図３によって説明
する。上記第１の実施の形態においては、陰極２１を移
動させて電極間距離Ｌを変化させたが、陽極２０を移動
させて電極間距離を変化させることが可能である。とく
に回転陰極２１の両側に陽極２０を配した電鋳槽１０の
場合には、陽極２０を移動させないと所定の効果が得難
い。第２の実施の形態においては図３に示すように、両
側の陽極２０を移動させ、これら両側の陽極２０と回転
陰極２１との間の距離Ｌ₁ 、Ｌ₂ を制御するようにして
いる。

【００３２】この場合に中央の陰極２１は支軸３８およ
び回転機構３９によって回転されるようになっている。
これに対して両側の陽極２０はそれぞれ上記第１の実施
の形態と同様の駆動系および共通の制御系を有してい
る。すなわち陽極２０が取付けられたスライド部３０、
アクチュエータ３１、位置センサ３５を左右の陽極２０
がそれぞれ備え、これら左右の陽極２０の駆動機構を共
通のコントローラ３３によって制御するようにしてい
る。なおコントローラ３３にはセンサ３４の検出出力が
入力されるようになっている。

【００３３】コントローラ３３は各種のセンサ３４から
の入力信号に応じて左右のアクチュエータ３１を正転ま
たは逆転させるようにし、これによってスライド部３０
を前後方向に往復動させ、左右の陽極２０を中央の回転
陰極２１に対して近接または離間させ、これによって陰
極２１と陽極２０との間の電極間距離Ｌ₁ 、Ｌ₂ の調整
を行なうようにしている。

【００３４】次に第３の実施の形態を図４によって説明
する。この実施の形態は中央にある回転陰極２１に対し
て左側の陽極２０のみを移動可能にしたものである。す
なわち左側の陽極２０をスライド部３０に連結するとと
もに、このスライド部３０をアクチュエータ３１によっ
て移動させるようにし、しかもアクチュエータ３１を制
御するためにセンサ３４に接続されたコントローラ３３
を配するようにしている。

【００３５】従ってセンサ３４の検出に応じてコントロ
ーラ３３によってアクチュエータ３１を正転あるいは逆
転させると、スライド部３０が図４において左右の何れ
か一方に移動され、これによって回転する陰極２１に対
する陽極２０の距離が最適な値に調整されるようにな
る。

【００３６】なお上記３つの実施の形態においては、陰
極２１あるいは陽極２０の移動のためのスライド部３０
としてボールブッシュ式の摺動機構を採用するようにし
ているが、必ずしもボールブッシュ式のシステムテーブ
ルを用いる必要はなく、その他各種の摺動機構あるいは
移動機構に置換可能である。また制御部を構成するコン
トローラ３３に対する入力は例示したものに限定され
ず、電気信号に変換できるものであれば、他の信号であ
ってもよい。またマニュアル操作によって入力される信
号をも含むものである。

【００３７】

【発明の効果】本発明は、調整機構によって陽極と陰極
との間の距離を移動調整可能にするとともに、電鋳槽内
における電鋳の状態に応じて制御手段によって調整機構
を経時的に制御するようにしたものである。

【００３８】従って本発明によれば、電鋳槽内における
電鋳の状態に応じて常に適正な電極間距離を得ることが
可能になり、刻々と変化する電鋳浴や陽極、陰極の状態
に対して常に適正な電極間距離をとることが可能にな
る。

【００３９】電鋳の状態に応じて陽極と陰極との間の距
離が適正になるように制御するようにした電鋳方法によ
れば、常に最適条件となるような距離を隔てて対向する
陽極と陰極とを用いて電鋳が行なわれる。

【００４０】電鋳開始からの時間、両極間の電流値、両
極間の印加電圧、電鋳開始からの積算電流値、電鋳液の
ｐＨ、電鋳液の温度の内の１つの値または２つ以上の値
を基にして陽極と陰極との間の距離の制御が行なわれる
ようにすると、これらの値を基にして陽極と陰極との間
の距離の制御が行なわれることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態の電鋳装置を示す要部縦断面
図である。

【図２】同電鋳装置による電極間の距離の調整動作を示
すフローチャートである。

【図３】第２の実施の形態に係る電鋳装置の要部縦断面
図である。

【図４】第３の実施の形態に係る電鋳装置の要部縦断面
図である。

【符号の説明】

１０‥‥電鋳槽、１１‥‥仕切り壁、１２‥‥オーバフ
ロー受け部、１３‥‥下部液槽、１４‥‥ポンプ、１５
‥‥フィルタ、１６‥‥電鋳液、２０‥‥陽極、２１‥
‥陰極、２２‥‥チタンケース、２３‥‥ニッケルペレ
ット、２４‥‥ガラスマスター、ニッケルマザー、２５
‥‥直流電源、２８‥‥支軸、２９‥‥回転機構、３０
‥‥スライド部、３１‥‥アクチュエータ、３２‥‥回
転支持装置、３３‥‥コントローラ、３４‥‥センサ、
３５‥‥位置センサ、３８‥‥支軸、３９‥‥回転機構

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電鋳液を注入した電鋳槽内に陽極と陰極と
   を対向配置し、両極間に直流電圧を印加して陰極上に電
   鋳物を得るようにした電鋳装置において、 前記陽極と前記陰極との間の距離を移動調整する調整機
   構と、 電鋳槽内における電鋳の状態に応じて前記調整機構を経
   時的に制御する制御手段と、 をそれぞれ具備する電鋳装置。
2. 【請求項２】前記調整機構が陽極に対して陰極を移動調
   整す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】前記調整機構が陰極に対して陽極を移動調
   整することを特徴とする請求項１に記載の電鋳装置。
4. 【請求項４】電鋳液中に対向配置された陽極と陰極との
   間に直流電圧を印加して陰極上に電鋳物を得るようにし
   た電鋳方法において、 電鋳の状態に応じて前記陽極と前記陰極との間の距離が
   適正になるように制御するようにしたことを特徴とする
   電鋳方法。
5. 【請求項５】電鋳開始からの時間、両極間の電流値、両
   極間の印加電圧、電鋳開始からの積算電流値、電鋳液の
   ｐＨ、電鋳液の温度の内の１つの値または２つ以上の値
   を基にして陽極と陰極との間の距離の制御が行なわれる
   ことを特徴とする請求項４に記載の電鋳方法。