JPH03226244A

JPH03226244A - 回転体通電機構

Info

Publication number: JPH03226244A
Application number: JP2020257A
Authority: JP
Inventors: Shinkichi Hashimoto; 眞吉橋本; Makoto Hirase; 平瀬　信
Original assignee: Tosoh Corp
Current assignee: Tosoh Corp
Priority date: 1990-01-30
Filing date: 1990-01-30
Publication date: 1991-10-07

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は回転体に電圧を印加する回転体通電機構に関す
る。

［従来の技術］コンパクトディスク（ＣＤ）、ビデオディスク（ＶＤ）
あるいは光磁気ディスク（ＭＯ）を製造するためのマス
タリング工程において、ガラスマスターからスタンバは
電鋳工程を通じて作成される。

このような電鋳工程においては、スルファミン酸ニッケ
ル水溶液を電解液とした高速電鋳が行われる。高速電鋳
を行うためにはメツキ液の攪拌を十分に行う必要がある
ため、連続フィルタリングしながらメツキ液を電解槽へ
循環すると共に、カソードであるガラス円盤を５０〜１
１００ｒｐ程度で回転させ、メツキ液の組成ずれが起こ
らないようにしている。したがって、電鋳に必要な５０
〜１００Ａもの大電流を、回転しているガラス円盤にど
のようにして流すかが技術的な問題となる。

従来の電鋳装置における回転体通電装置を第５図に示す
。

従来の回転体通電機構１００において、回転体であるガ
ラス円盤（図示せず）ご保持する四転治其のシャフト１
０１の先端にブッシング１０２が取付けられ、このブッ
シング１０２がプラスチッククロス１０４によりモータ
（図示せず）の駆動軸１０６に取付けられている。

印加すべき電圧は通電用ケーブル１０８から銅製のロッ
ド１１０を介し砲金製のステータ１１２に印加される。

このステータ１１２はブッシング１０２方向にはね（図
示せず）により付勢され、ブッシング１０２が回転して
もステータ１１２が一定の力で接触して、を流がステー
タ１１２からブッシング１０２、シャフト１０１を介し
てガラス円盤（図示せず）に流れる。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、従来の回転体通電装置では、ブッシング
１０２にステータ１１２が接触して通電しているため、
時間が経過するとステータ１１２が磨耗して焼き付いた
り、微粉化したりする。このため、ステータ１１２とブ
ッシング１０２間の接触抵抗が時々刻々変化する。

回転通電機構１００をオーバーホールした直後の初期状
態では第６図（ａ）に示すように平均電圧＜１３．５Ｖ
）からの変動は土２５ｍＶ程度であるが、４時間経過す
ると第６図（ｂ）に示すように電圧変動が二８０ｍＶ程
度になり、さらに時間が経過すると第６図（Ｃ）に示す
ようにスパイク状のノイズが発生するまでになる。

このような電圧変動は電鋳工程における電着物の表面状
態に大きな影響を及ぼすという問題があった。すなわち
、電圧変動が小さければ電着物の表面は平滑であるが、
電圧変動が大きくなると電着物の表面が粗くなる。スパ
イク状のノイズが発生するまでになると、電着物の表面
が更に粗くなる。電着物の表面が粗くなると、スタンパ
の裏面を十分研磨する必要が生じてくる。しかし、長時
間スタンパを研磨するほどＩ！！厚分布が悪くなる。

このため、最終的に、スタンパを用いて射出圧縮成形機
で作成されるディスク基板の機械特性（特に面振れ、心
振れ）が劣化してしまうという問題が生じた。

本発明は上記事情を考慮してなされたもので、長時間回
転させても回転体への印加電圧の変動を極めて小さく抑
えることできる回転体通電機構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］上記目的は、回転体に電圧を印加して通電する回転体通
電機構において、前記回転体の回転軸に内輪が嵌着され
た円筒ころ軸受と、前記円筒ころ軸受の外輪に取付けら
れた電圧印加用電極とを有し、前記電圧印加用電極に電
圧を印加することにより、前記円筒ころ軸受を介して前
記回転体に電圧を印加することを特徴とする回転体通電
機構によって達成される。

［作用］本発明によれば、円筒ころ軸受を介して回転体に電圧を
印加するようにしているので、長時間回転させても回転
体への印加電圧の変動を小さく抑えることできる。

［実施例］本発明の一実施例による回転体通電機構を用いたＴｈ　
＠装置を第１図に示す、この電鋳装置は、スルファミン
酸ニッケル水溶液を電解液とし、原盤上にニッケルを電
鋳して、光デイスク製造用等に用いるスタンパを製造す
るものとして説明する。

電鋳装置の本槽１０は、第１図に示すように、電鋳が行
われる電鋳槽１２とオーバーフローした電解液を収納す
るオーバーフロー槽１４に分かれている。オーバフロー
槽１４下部にはドレイン１５が設けられている。

電鋳槽１２の底部には、第１の電極であるチタニウムバ
スケット１８が載置されている。このチタニウムバスケ
ット１８は電着時にアノードとして機能する。チタニウ
ムバスケット１８内には消耗電極として機能するイオウ
含有ニッケル１６が収納され、電着によって失われるニ
ッケルイオンを電解液に補給する。チタニウムバスケッ
ト１８の底部にはトレイン２０が設けられ、循環する電
解液を調整層（図示せず）に戻す。

電鋳槽１２の上部には回転治具２２が設けられ、チタニ
ウムバスケット１８に相対する位置に原盤であるガラス
円盤２４を保持する。ガラス円盤２４にはニッケルがス
パッタされており、電着時にはカソードとして機能する
。回転治具２２はモータ２６によつ回転され、ガラス円
盤２４に均一に電着及びエツチングが行われるようにす
る。ガラス円盤２４には本実施例による回転体通電機構
５０により正又は負の電圧が印加される。

チタニウムバスゲット１８のガラス円盤２４側には、イ
オウ含有ニラゲルのスラッジをトラップするフィルタク
ロス３２が取付けられている。フィルタクロス３２の上
側にはバッフル板２８が設けられ、主に電界の補正とメ
ツキ液の流路調整の役目をする。

バッフル板２８上には、例えば塩化ビニール製のスペー
サ３３による隙間を介して第３の電極である補助電極３
４が形成されている。補助電極３４は、例えばニオブに
白金をクラッド処理した耐強酸性の網状電極であり、そ
の周囲をチタン製のサポート部材で補強した構造をして
おり、網電極の片面にアクリル族のバッフル板４０が張
付けられている。このバッフル板４０の役目はバッフル
板２８と同様である。

電鋳槽１２中夫には電解液ノズル４２が設けられ、ガラ
ス円盤２４と補助電極３４間に電解液を吐出して、メツ
キ液の濃度分極を是正する。また、電鋳槽１２中央には
窒素ノズル４４も設けられ、ガラス円盤２４と補助電極
３４間に窒素を吹出して、ガラス円盤２４表面の水素ガ
スの追出しを行つ。

この電鋳装置では、第１の電極であるチタニウムバスケ
ット１８に相対して第２の電極であるガラス円盤２４が
設けられ、これらチタニウムバスゲット１８とガラス円
盤２４の間に第３の電極である補助電極３４が挿入され
た構造になっている。

プログラムされた電源電圧はチタニウムバスケ・ソト１
８とカラス円盤２４と補助電極３４に印加される。第１
の電極であるチタニウムバスゲット１８、第２の電極で
あるカラス円盤２４、第３の電極である補助電極３４か
ら選択された２つの電極に、正又は負の電圧が印加され
る。

ガラス円盤２４にニッケルを＠省するときには、チタニ
ウムバスケット１８が正、ガラス円盤２４が負になるよ
うな電圧を印加し、チタニウムバスゲット１８をアノー
ドとしてガラス円盤２４をカソードとして機能させる。

このとき、補助電極３４はフローティングである。

カラス円盤２４の表面に電着したニッケルをエツチング
するときには、カラス円盤２４が正、補助電極３４が負
になるような電圧を印加し、ガラス円盤２４をアノード
として補助電極３４をカソードとして機能させる。この
とき、チタニウムバスケット１８は７０−ティングであ
る。したがって、ガラス円盤２４からエツチングされた
ニッケルは全て補助電極３４により捕獲され、イオウ含
有ニラゲル１６やチタニウムバスケット１８が汚染され
ない。

この電鋳装置に用いられる本実施例の回転体通電機構５
０の詳細を第２図及び第３図を用いて説明する。第２図
は回転体通電機構５０のＡ−Ａ線断面図、第３図は同Ｂ
−Ｂ線断面図である。

回転体通電ａｍ５ｏは、回転体であるガラス円盤２４を
保持する回転治具２２をモータ２６により回転しながら
、回転治具２２のシャフト２２ａに通電する機構である
。

シャフト２２ａの先端には、例えば鉄又は５ＵＳ３１６
で作られたブッシング５２が取付けられ、このブッシン
グ５２がプラスチッククロス５３を介してモータ２６の
駆動軸２６ａに取付けられている。シャフト２２ａは例
えば５ＵＳ３１６で作られている。

ブッシング５２には円筒ころ軸受５４が嵌着されている
０円筒ころ軸受５４は例えば５ＵＳ３１６製の内輪５４
ａと外輪５４ｂの間に同じ＜５ＵＳ３１６Ｌ製の円筒形
のころ５４ｃを封入したものである。円筒ころ軸受５４
の内輪５４ａがブヅシンク５２に嵌着され、その外！！
５４　ｂには５ＵＳ３１６Ｌ製のロッド取付用部材５６
が固着されている。

ロッド取付用部材５６には通電のために、例えば５ＵＳ
３１６Ｌ製のロッド５８がねじ止めされている。ロッド
５８のロック用ナツト５８ａとロッド取付用部材５６の
間にスプリング６０か挿入され、常に一定の力を円筒こ
ろ軸受５４に加えるようにしている。＠源からの通電用
ケーブル６２の先端は電極ナツト６４に圧着され、この
電極ナツト６４はロッド５８の先端に取付けられる。

これらブッシング５２、円筒ころ軸受５４等の回転体通
電８１１＄１５０の回転部分は全体がホルダ６６により
覆われている。このホルダ６６は例えばアルミニウム又
は５ＵＳ３１６により作られ、回転治具２２゛のシャフ
ト２２ａを玉軸受６８を介して支持し、ブッシング５２
を玉軸受７０を介して支持している。また、ホルダ６６
にはストレーナ７２が設けられ、回転により発生する金
属粉等の異物が外部の電鋳装置内に散らないようにして
いる。あるいは、この穴を通して真空ポンプ（図示せず
）により回転通電機構５０内部を排気する。

この回転体通＠機構うＯにおいて通電用ケーブル６２は
、電極ナツト６４、ロッド５８、ロッド取付用部材５６
、円筒ころ軸受５４、ブッシング５２、シャフト２２ａ
、回転治具２２を介して、ガラス円盤２４に電気的に接
続されている。非回転部分と回転部分は円筒ころ軸受５
４を介して電気的に接続されている。円筒ころ軸受５４
において、内輪５４ａと外輪５４ｂはころ５４ｃと線接
触しているため、機械的に円滑に回転すると共に、電気
的には小さな接触抵抗で接続することができる。

本実施例の回転体通電機構を電鋳装置に用いた場合の電
圧変動を測定した。

電解液としてスルファミン酸ニッケル水溶液を用いた。

スルファミン酸ニッケル水溶液の組成は、Ｎｉ　（ＮＨ
２ＳＯ３）２　・４Ｈ２０を４００　ｇ／ｊ、Ｎ１Ｃｊ
□・６Ｈ２０を４　ｇ／、１１　、　Ｈ，ＢＯ３を４０
ｇ／Ｊ！であり、ｐＨは４．０であった。

電解液温度を５５℃とし、本積１０へのフィルタリング
流量は２０Ｊ／ｍｉｎとした。カソードて′あるガラス
円盤２４は１９８ｍｍφ（通電有効エリア）であり、そ
の回転数を８０ｒｐｍとした。

カソードであるガラス円盤２４とアノードであるチタニ
ウムバスケット１８との距離を１４４ｍｍとした。ガラ
ス円盤２４に流れる最終的な電流値を５ＯＡとして測定
した。

その結果、第４図に示すように１４Ｖの電圧に対し、電
圧変動がわずか±１０ｍＶと極めて小さかった。１００
時間以上経っても電圧変動は±１０ｍＶ程度に抑えられ
た。スタンパの膜厚を０゜３　ｍ　ｍとしたとき平滑剤
は一切使用せず、本積１０におけるＮ２バブリングによ
る攪拌を行うこともなく、スタンパ裏面の粗さは５〜７
μｍ台におさまり・た。

本発明は上記実施例に限らず種々の変形が可能である。

例えば、上記実施例ではアノードとカソードの他に補助
電極を有する３極型電鋳装置に本発明の回転体通電機構
を用いたが、アノードとカソードを有する２極型電鋳装
置に本発明を適用しても有効である。また、電鋳装置に
限らす回転体に電圧を印加して通電する必要があればい
かなる装置にも適用することがでさる。

［発明の効果］以上の通り、本発明によれば、長時間回転させても回転
体への印加電圧の変動を小さく抑えることできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による回転体通電機構を用い
た電鋳装置を示す図、第２図は同回転体通電機構のＡ−Ａ線断面図、第３図は
同回転体通電機構のＢ−Ｂ線断面図、第４図は本発明の
一実施例の回転体通電機構を用いた電８装置における電
圧変動を示すグラフ、第５図は従来の回転体通電機構を
示す図、第６図は従来の回転体通電機構を用いた電鋳装
置における電圧変動を示すグラフである。図において、１０・・・本積１２・・・＠鋳槽１４・・・オーバーフロー槽１５・・・ドレイン１６・・・イオウ含有ニッケル１８・・・チタニウムバスケット２０・・・ドレイン２２・・・回転治具２２ａ・・・シャフト２４・・・ガラス円盤２６・・・モータ２６ａ・・・駆動軸２８・・・バッフル板３２・・・フィルタクロス３３・・・スペーサ３４・・・補助電極４０・・・バッフル板４２・・・電解液ノズル４・・・窒素ノズル０・・・回転体通電機構２・・・ブッシング３・・・グラスチッククロス４・・・円筒ころ軸受４ａ・・・内輪４ｂ・・・外輪４Ｃ・・・ころ６・・・口・ソド取付用部材８・・・ロッド８ａ・・・ロック用ナツト０・・・スプリング２・・・通電用ケーブル４・・・電極ナツト６・・・ホルダ８・・・玉軸受０・・・玉軸受２・・・ストレーナ００・・・回転体通電機構０１・・・シャフト０２・・・ブ・ソシング０４・・・プラスチッククロス０６・・・駆動軸０８・・・通電用ケーブル１０・・・ロンド１２・・・ステータ

Claims

【特許請求の範囲】回転体に電圧を印加して通電する回転体通電機構におい
て、前記回転体の回転軸に内輪が嵌着された円筒ころ軸受と
、前記円筒ころ軸受の外輪に取付けられた電圧印加用電極
とを有し、前記電圧印加用電極に電圧を印加することにより、前記
円筒ころ軸受を介して前記回転体に電圧を印加すること
を特徴とする回転体通電機構。