JPH11328749A - 原盤の電鋳装置と電鋳方法及びメタル原盤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 メッキ時間を短縮でき、原盤におけるメッキ
の膜厚分布を均一化することができる原盤の電鋳装置と
電鋳方法及びメタル原盤を提供すること。 【解決手段】 ディスク状の原盤に対して電鋳によりメ
ッキを施すための原盤の電鋳装置１０であり、メッキ液
が収容される収容槽１２と、収容槽１２内に配置され
て、原盤を着脱自在に支持して回転するカソード電極１
４と、収容槽１２内に原盤支持部に対向して配置される
アノード電極１６と、収容槽１２内のメッキ液の乱流を
作る乱流形成手段２０とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディスク状の原盤
に対して電鋳によりメッキを施すための原盤の電鋳装置
と、電鋳方法及びそれにより得られるメタル原盤に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】ディスク状の原盤、たとえば光ディスク
の製造の際に使用される光ディスク原盤に対しては、そ
の表面にメッキを施すことがある。このようなディスク
状の原盤としては、たとえばガラス原盤があるが、この
ガラス原盤に対してたとえばニッケルメッキのようなメ
ッキを電鋳装置により施すことでメタル原盤が得られ
る。図１１は、従来の電鋳装置の一例を示しており、メ
ッキ槽１００の中にはメッキ液１０１が収容されてお
り、収容槽１００の中にはカソード電極１０２とアノー
ド電極１０３及びノズル１０４が配置されている。カソ
ード電極１０２に対してはディスク状の原盤１０５が取
り付けられて、ノズル１０４からはメッキ液１０１が噴
出するようになっている。カソード電極１０２とアノー
ド電極１０３の間に電圧が与えられると、アノード電極
１０３内のアノードが金属イオンとして溶解し、ディス
ク状の原盤１０５の表面に対してメッキを施すようにな
っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような電鋳工程に
おいて、原盤１０５におけるメッキ面の異常析出現象や
原盤１０５自体の反りの影響を防ぐために、カソード電
極１０２とアノード電極１０３の間における電流密度は
ある一定値以上に上げることができず、そのために原盤
１０５のメッキ時間がある一定以上は掛かり短縮するこ
とができない。アノード電極１０３とカソード電極１０
２間に向けてメッキ液をノズル１０４から吐き出すの
で、メッキ液１０１の流れはアノード電極１０３とカソ
ード電極１０２にほぼ平行な層流となり、カソード電極
１０２の近傍の金属析出によって使用された金属イオン
を積極的に補うことが難しい。

【０００４】この理由から、図１１の従来の電鋳装置
は、高濃度の金属イオンがカソード電極１０２に供給で
きないので、原盤１０５の高速メッキ処理には不向きで
ある。又メッキ液が層流で流れるので、これによりメッ
キが施された原盤のメッキの膜厚分布は、ディスク状の
原盤の面内においてバラツキが非常に大きくそのバラツ
キを抑えることが難しい。そこで本発明は上記課題を解
消し、メッキ時間を短縮でき、原盤におけるメッキの膜
厚分布を均一化することができる原盤の電鋳装置と電鋳
方法及びメタル原盤を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明にあ
っては、ディスク状の原盤に対して電鋳によりメッキを
施すための原盤の電鋳装置であり、メッキ液が収容され
る収容槽と、収容槽内に配置されて、原盤を着脱自在に
支持して回転するカソード電極と、収容槽内に原盤支持
部に対向して配置されるアノード電極と、収容槽内のメ
ッキ液の乱流を作る乱流形成手段と、を備えることを特
徴とする原盤の電鋳装置により、達成される。

【０００６】本発明では、ディスク状の原盤に対して電
鋳によりメッキを施すための原盤の電鋳装置であり、収
容槽はメッキ液が収容されている。カソード電極は、収
容槽内に配置されて原盤を着脱可能に支持して回転す
る。アノード電極は、収容槽内に原盤支持部に対向して
配置されている。乱流形成手段は、収容槽内のメッキ液
の乱流を作る。これにより、カソード電極とアノード電
極に電圧を印加して原盤に対してメッキを施す際に、メ
ッキ液の乱流を乱流形成手段が作るので、高速メッキが
可能となりメッキ時間が短縮でき、この電鋳によって作
成されるメタル原盤のメッキの膜厚分布を均一化するこ
とができる。

【０００７】本発明において、好ましくは乱流形成手段
がカソード電極側に配置されており、乱流形成手段は凸
状に又は凹状に形成されている。乱流形成手段は、収容
槽とアノード電極から離して配置されている。これによ
り乱流形成手段が収容槽やアノード電極に当たるような
ことがない。本発明において好ましくは、カソード電極
は原盤を着脱可能に取り付けるための固定治具とこの固
定治具を着脱可能に保持する回転ヘッドを有し、乱流形
成手段は固定治具に設けられている。これにより原盤は
固定治具に対して取り付けた後に、固定治具を回転ヘッ
ドに取り付けることで、簡単に原盤をカソード電極に着
脱可能に固定することができる。しかも乱流形成手段が
固定治具に設けられているので、回転ヘッドが回転すれ
ば、自動的にメッキ液の乱流を形成することができる。

【０００８】上記目的は、本発明にあっては、メッキ液
が収容された収容槽内でカソード電極とアノード電極間
に電圧をかけることで、カソード電極に固定されたディ
スク状の原盤に対して電鋳によりメッキを施すための原
盤の電鋳方法であり、カソード電極に原盤を支持して回
転する際に、このカソード電極の回転によりカソード電
極とアノード電極の間で、乱流形成手段が収容槽内のメ
ッキ液の乱流を作ることを特徴とする原盤の電鋳方法に
より、達成される。

【０００９】本発明では、メッキ液が収容された収容槽
内でカソード電極とアノード電極間に電圧を掛けること
で、カソード電極に固定されたディスク状の原盤に対し
て電鋳によりメッキを施すための原盤の電鋳方法であ
り、カソード電極に原盤を支持して回転する際に、この
カソード電極の回転によりカソード電極とアノード電極
の間で、乱流形成手段が収容槽内のメッキ液の乱流を作
る。これにより、カソード電極とアノード電極に電圧を
印加して原盤に対してメッキを施す際に、メッキ液の乱
流を乱流形成手段が作るので、高速メッキが可能となり
メッキ時間が短縮でき、この電鋳によって作成されるメ
タル原盤のメッキの膜厚分布を均一化することができ
る。

【００１０】本発明の原盤の電鋳方法において、好まし
くは乱流形成手段が収容槽内のメッキ液の乱流を作るこ
とにより、収容槽内でのアノードから溶解した金属イオ
ンの供給される方向を、カソード電極の原盤の半径方向
からカソード電極の原盤におけるメッキ液の膜厚方向に
変換することができる。これにより、原盤におけるメッ
キ膜の膜厚分布をより均一にすることができる。

【００１１】上記目的は、本発明にあっては、メッキ液
が収容された収容槽内でカソード電極とアノード電極間
に電圧をかけることで、カソード電極に固定されたディ
スク状の原盤に対して電鋳によりメッキを施して得られ
るメタル原盤であり、カソード電極に原盤を支持して回
転する際に、このカソード電極の回転によりカソード電
極とアノード電極の間で、乱流形成手段が収容槽内のメ
ッキ液の乱流を作ることで得られるディスク状のメタル
原盤により、達成される。本発明では、このように作ら
れるディスク状のメタル原盤は、乱流形成手段が収容槽
内のメッキ液の乱流を作ることで原盤のメッキ膜の膜厚
分布が面内において均一になり、良質のメタル原盤とな
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述
べる実施の形態は、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、これらの形態に限られるものではな
い。

【００１３】図１は、本発明の原盤の電鋳装置の好まし
い実施の形態を示している。この原盤の電鋳装置１０
は、概略的には収容槽１２、カソード電極１４、アノー
ド電極１６、メッキ液の乱流形成手段２０等を有してい
る。収容槽１２の中には、メッキ液２２が収容されてお
り、このメッキ液２２はノズル２４から噴出することが
できる。このノズル２４の配置されている方向は、アノ
ード電極１６の長さ方向Ｘとほぼ平行である。ノズル２
４には供給ポンプ２６が接続されており、この供給ポン
プ２６が作動すると、収容槽１２内のメッキ液２２がノ
ズル２４から勢いよく噴出する。

【００１４】カソード電極１４とアノード電極１６は、
収容槽１２内のメッキ液２２の中に対向して配置されて
いる。カソード電極１４は、ディスク状の原盤３２を交
換する際に、図１で示す状態からＴ方向にたとえば回転
して収容槽１２の中から取り出すことが可能になってい
る。カソード電極１４は、モータ２６の作動により、た
とえばＲ方向に連続回転できる。カソード電極１４は、
回転ヘッド２８と、固定治具３０を有している。回転ヘ
ッド２８はモータ２６によりＲ方向に連続回転できると
ともに、固定治具３０を図示しない取り付け機構を用い
て、着脱可能に固定することができる。この固定治具３
０を取り付ける取り付け機構としては、たとえばねじ込
みによる取り付け機構、はめ込みによる取り付け機構等
を採用することができる。

【００１５】固定治具３０は、電鋳処理をしようとする
対象物であるディスク状の原盤３２を着脱可能に取り付
けることができる。このディスク状の原盤３２の取り付
け機構としては、フックにより取り付ける方式や真空吸
引等を採用することができる。固定治具３０と回転ヘッ
ド２８は、ほぼ円形状である。このカソード電極１４
は、アノード電極１６に対して平行に対向するように配
置されている。回転ヘッド２８の回転軸２８Ａの方向
は、アノード電極１６の設定方向Ｘとは直交している。
カソード電極１４とアノード電極１６に対しては電源３
４から電圧を印加することができる。この電源３４、モ
ータ２６及び供給ポンプ２６は制御部３６により制御す
ることが可能である。

【００１６】次に、上述した固定治具３０及び乱流形成
手段２０について説明する。図２〜図４は、固定治具３
０と乱流形成手段２０の一例を示している。図２〜図４
において、固定治具３０は上述したように円板状であ
り、その中央部には原盤３２を上述したような取り付け
方法によりしっかりと固定することができる。乱流形成
手段２０は、固定治具３０の表面４０の端部位置に形成
されている。この乱流形成手段２０は、多段型の凹形状
のものである。図２〜図４の例では、この乱流形成手段
２０は、たとえば表面４０から見て菱形形状になってお
り、表面４０側から内部に行くに従って段部２０Ａ，２
０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄと段々小さくなっている。

【００１７】次に、上述した図１の原盤電鋳装置１０に
より、ディスク状の原盤３２に対してメッキ膜を形成す
る原盤の電鋳方法について説明する。収容槽１２の中に
はメッキ液２２が収容されている。このメッキ液２２と
しては、たとえばスルファミン酸ニッケル溶液を用いる
ことができる。カソード電極１４は、図１における破線
で示すように収容槽１２の外に退出しており、このカソ
ード電極１４の回転ヘッド２８に対して、図２〜図４に
示すような固定治具３０が固定されている。この固定治
具３０にはディスク状の原盤３２が固定されている。

【００１８】カソード電極１４が、図１の破線の状態か
ら実線の状態に移動されて、カソード電極１４はメッキ
液２２の中に入る。この状態では、カソード電極１４が
アノード電極１６に対向しており、ディスク状の原盤３
２はアノード電極１６に対面している。しかもディスク
状の原盤３２とアノード電極１６の間には所定の間隔が
設定されている。制御部３６はモータ２６に指令を与え
てカソード電極１４をＲ方向に連続回転させるととも
に、原盤３２を作動してカソード電極１４とアノード電
極１６の間に電圧を印加し、供給ポンプ２６を作動して
ノズル２４から勢いよくメッキ液２２を噴出して循環さ
せる。

【００１９】カソード電極１４が回転することにより、
乱流形成手段２０がＲ方向に回転するので、ノズル２４
から吹き出されたメッキ液２２の流れは層流ではなく乱
流に変わる。これにより、メッキ液２２はＳ方向（原盤
の半径方向）に流れる状態から、ディスク状の原盤３２
の面に形成されるメッキ膜の膜厚方向Ｗに沿って変換さ
れる。つまりアノードから溶解した金属イオン（たとえ
ばニッケルイオン）の供給方向が、カソード電極１４の
原盤３２の面に沿った方向からメッキ膜の膜厚方向に変
換されるのである。

【００２０】メッキ液の流れが層流から乱流になること
により、アノード電極１６やカソード電極１４の近傍の
金属析出によって使用された金属イオンを積極的に補う
ことができる。従って、高濃度の金属イオンがカソード
電極１４側に供給できるので、原盤３２の高速メッキ処
理を行うことができる。そして層流から乱流方式にメッ
キ液の流れを変えることができ、しかもそのメッキ液の
供給方向が原盤の面方向からメッキ膜の膜厚方向へ変換
できるので、原盤３２に形成されていくメッキ膜の膜厚
分布は、原盤の面内バラツキを極力小さくすることがで
きる。

【００２１】乱流を作りながらメッキ液を原盤３２に対
して供給できるので、金属イオンを積極的に素早く、層
流の時よりも多数箇所に供給できることになる。すなわ
ち金属イオンの原盤における成長点の数が多くなる。メ
ッキ液の流れる方向がカソード電極１４の方向になるの
で、原盤の膜厚方向へのメッキ成長が促進されて、原盤
３２の高速メッキを行うことが可能である。従ってメッ
キ処理により得られるメタル原盤を作成する時間が従来
の時間よりも短縮することができる。以上のようにして
原盤に対するニッケルメッキのようなメッキ処理を行っ
た後には、モータ２６を停止し、かつ電源３４からの電
圧供給を停止するとともに供給ポンプ２６も停止させ
る。そしてカソード電極１４を実線の状態から破線の状
態に持ち上げてメッキ液２２の外に出す。そして、固定
治具３０を回転ヘッド２８から取り外すとともに、固定
治具３０からディスク状の原盤３２を取り外せばよい。

【００２２】図５〜図１０は、本発明の固定治具３０及
び乱流形成手段２０の別の実施の形態を示している。ま
ず図５と図６の実施の形態では、固定治具３０の表面４
０の端部には乱流形成手段１２０が形成されている。こ
の乱流形成手段１２０は、曲線状の段部１２０ａから作
られており、全体的には凹状の部分である。図７と図８
に示す固定治具３０と乱流形成手段２２０では２つの羽
根状の乱流形成手段２２０が表面４０の端部に固定され
ている。このような乱流形成手段２２０は、表面４０か
ら突出している凸状のものである。図９と図１０の実施
の形態では、固定治具３０の周囲面３０Ａにおいて複数
の羽根状の乱流形成手段３２０が形成されている。この
乱流形成手段３２０は周囲面３０Ａから突出した凸状の
ものである。

【００２３】本発明の原盤の電鋳装置は、図示例の実施
の形態に限らず、たとえば次のようなものも採用でき
る。たとえばノズルから吐き出されたメッキ液の流れが
層流の状態から乱流の状態になった状態で、アノード電
極からカソード電極の方向に送ることができるようなも
のであれば、上述した実施の形態に限定されず多様な乱
流形成手段を採用することができる。たとえばキャップ
とも呼んでいる原盤の固定治具３０に対して、乱流形成
手段を直接加工する場合には、上述したような凸形状や
凹形状に限らず深い楔形のものやあるいは細かいストラ
イプ状のものその他多数の穴を形成する等多様なものが
採用できる。また、カソード電極１４が収容槽１２の中
から出す方式としては、図１のような回転方式でなく、
図１のカソード電極１４の状態のまま上方に持ち上げる
方式であってもよい。

【００２４】固定治具の側面側に取り付けるものとして
は、上述したような羽根（プロペラ）状のものに限ら
ず、他の形状のあるいは数の変更や、大きさの変更ある
いは表面積等の変更を行うことが勿論可能である。本発
明の原盤の電鋳装置及び電鋳方法を用いることにより、
従来の電鋳方法に対して固定治具を改造すれば簡単にメ
ッキ液の流れを層流から乱流に変換することができ、低
コストでそのような処置を行うことができる。メッキ液
の流れを層流から乱流にすることができるので、原盤の
高速メッキが可能となり、メッキ時間を大幅に短縮でき
る。メッキ液の流れが層流から乱流に変えることができ
るので、電鋳によって作られるメタル原盤におけるメッ
キ膜の膜厚分布を均一化することができる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
メッキ時間を短縮でき、原盤におけるメッキの膜厚分布
を均一化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原盤の電鋳装置の好ましい実施の形態
を示す図。

【図２】図１の原盤の電鋳装置に用いられる固定治具と
乱流形成手段の一例を示す正面図。

【図３】図２の固定治具と乱流形成手段を示す、一部切
り欠き部分を有する側面図。

【図４】図２の固定治具と乱流形成手段を示す斜視図。

【図５】本発明の別の実施の形態の固定治具と乱流形成
手段を示す正面図。

【図６】図５の固定治具と乱流形成手段の側面図。

【図７】本発明のさらに別の固定治具と乱流形成手段を
示す正面図。

【図８】図７の固定治具と乱流形成手段を示す側面図。

【図９】本発明のさらに別の固定治具と乱流形成手段を
示す正面図。

【図１０】図９の固定治具と乱流形成手段の側面図。

【図１１】従来の電鋳装置を示す図。

【符号の説明】

１０・・・原盤の電鋳装置、１２・・・収容槽、１４・
・・カソード電極、１６・・・アノード電極、２０・・
・乱流形成手段、２４・・・ノズル、３０・・・固定治
具

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディスク状の原盤に対して電鋳によりメ
   ッキを施すための原盤の電鋳装置であり、 メッキ液が収容される収容槽と、 収容槽内に配置されて、原盤を着脱自在に支持して回転
   するカソード電極と、 収容槽内に原盤支持部に対向して配置されるアノード電
   極と、 収容槽内のメッキ液の乱流を作る乱流形成手段と、 を備えることを特徴とする原盤の電鋳装置。
2. 【請求項２】 乱流形成手段は、カソード電極側に配置
   される請求項１に記載の原盤の電鋳装置。
3. 【請求項３】 乱流形成手段は、凸状に又は凹状に形成
   されている請求項１に記載の原盤の電鋳装置。
4. 【請求項４】 乱流形成手段は、収容槽とアノード電極
   からは離して配置されている請求項１に記載の原盤の電
   鋳装置。
5. 【請求項５】 カソード電極は原盤を着脱可能に取り付
   けるための固定治具と、この固定治具を着脱可能に保持
   する回転ヘッドと、を有し、乱流形成手段は固定治具に
   設けられている請求項１に記載の原盤の電鋳装置。
6. 【請求項６】 メッキ液が収容された収容槽内でカソー
   ド電極とアノード電極間に電圧をかけることで、カソー
   ド電極に固定されたディスク状の原盤に対して電鋳によ
   りメッキを施すための原盤の電鋳方法であり、 カソード電極に原盤を支持して回転する際に、このカソ
   ード電極の回転によりカソード電極とアノード電極の間
   で、乱流形成手段が収容槽内のメッキ液の乱流を作るこ
   とを特徴とする原盤の電鋳方法。
7. 【請求項７】 乱流形成手段が収容槽内のメッキ液の乱
   流を作ることにより、収容槽内でのメッキ液の供給され
   る方向が、カソード電極の原盤の半径方向からカソード
   電極の原盤におけるメッキ膜の膜厚方向に変換される請
   求項６に記載の原盤の電鋳方法。
8. 【請求項８】 メッキ液が収容された収容槽内でカソー
   ド電極とアノード電極間に電圧をかけることで、カソー
   ド電極に固定されたディスク状の原盤に対して電鋳によ
   りメッキを施して得られるメタル原盤であり、 カソード電極に原盤を支持して回転する際に、このカソ
   ード電極の回転によりカソード電極とアノード電極の間
   で、乱流形成手段が収容槽内のメッキ液の乱流を作るこ
   とで得られるディスク状のメタル原盤。