電解めっき装置
【課題】簡素な構成の磁場発生手段でも効果的な攪拌によりめっき膜厚を均一化できるとともに低濃度のめっき浴でも高速めっきが可能である電解めっき装置を提供する。
【解決手段】めっき浴１１内にアノード電極２０とカソード電極２１とを対向して配設し、アノード電極２０とカソード電極２１との間に電場を与えてめっきを行う電解めっき装置において、カソード電極２１の近傍領域に前記電場に対して直交する成分をもつ磁場を形成する磁場発生手段１３０をカソード電極２１の反アノード電極２０側に配設するとともに、前記磁場をカソード電極２１の面内方向に対して平行に移動させることのできる磁場移動手段１３２を備えてなる構成とする。
【解決手段】めっき浴１１内にアノード電極２０とカソード電極２１とを対向して配設し、アノード電極２０とカソード電極２１との間に電場を与えてめっきを行う電解めっき装置において、カソード電極２１の近傍領域に前記電場に対して直交する成分をもつ磁場を形成する磁場発生手段１３０をカソード電極２１の反アノード電極２０側に配設するとともに、前記磁場をカソード電極２１の面内方向に対して平行に移動させることのできる磁場移動手段１３２を備えてなる構成とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、めっき膜を形成する電解めっき装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電解めっき装置を用いて成膜を行う際には、めっき析出部への金属イオンの補給を円滑にして成膜速度を高くすること、さらには、めっき膜を均一化することなどを目的として、めっき浴内の撹拌が行われる。
【０００３】
従来の電解めっき装置では、めっき浴内の攪拌方式として、例えば、空気による撹拌（従来方式１）、被めっき物の移動による撹拌（従来方式２）、棒を用いた機械的な撹拌（従来方式３）などが用いられている。
【０００４】
また、上記の各攪拌方式以外に、磁場を利用した攪拌（従来方式４）も提案されている（例えば特許文献１参照）。図７は、従来の磁場を利用した攪拌方式（従来方式４）を示す電解めっき装置の構成図であり、電解めっき装置を側方（左右方向）から見た構成を模式的に示すものである。図７の電解めっき装置では、めっき浴１１（めっき槽１０に入れられためっき液）内に、めっき電源２２に接続されたアノード電極２０とカソード電極２１（被めっき物）とからなる電極部が配設され、カソード電極２１の反アノード電極側およびアノード電極２０の反カソード電極側にそれぞれ第１の磁極３０Ａ（Ｎ極またはＳ極）および第２の磁極３０Ｂ（Ｓ極またはＮ極）を配置した磁場発生手段（電磁石）３０を設けた構成となっている。そして、図７の電解めっき装置では、アノード電極２０・カソード電極２１間に発生する電場（Ｅ）２３と磁場発生手段（電磁石）３０から生成される磁場（Ｂ）３１とによりめっき浴１１中のイオンがローレンツ力を受け、めっき浴１１が撹拌される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２２５９９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のように、電解めっき装置におけるめっき浴内の攪拌方式として例えば従来方式１〜４が提案されているが、それぞれ次のような点が問題と考えられる。
（従来方式１における問題）
空気による攪拌を行う従来方式１では、汚れた空気などがめっき浴内に入る恐れがある、という問題が有る。
【０００７】
（従来方式２における問題）
被めっき物の移動による攪拌を行う従来方式２では、被めっき物の支持及び導電のための引っ掛け治具の枝骨に被めっき物が強固に結合されていないと、被めっき物の移動と共に被めっき物が揺れるので撹拌の効果が落ちてしまう、という問題が有る。
【０００８】
（従来方式３における問題）
棒を用いた機械的な攪拌を行う従来方式３では、イオンが十分に拡散しない、という問題が有る。
【０００９】
（従来方式４における問題）
従来方式４（図７）では、磁場を利用してめっき浴内の撹拌を行う方式であることにより、攪拌のために空気を送り込む必要がなく、また、被めっき物を移動させる必要もないため、少なくとも従来方式１および２における上述の各問題点は解消されている。しかしながら、従来方式４のような磁場分布の場合、めっき浴内のイオンの撹拌効果を高めるためには、磁場発生手段（電磁石）の回転や磁場発生手段（電磁石）による交流磁場の生成が必要となってくる。この点に関し、磁石を向かい合わせて配置するだけの直流磁場の構成では、イオンに働くローレンツ力が一定方向となってしまうため、撹拌効果としては不十分である。
【００１０】
このように、従来方式４では、攪拌効果を十分なものとするためには、磁場発生手段（電磁石）の回転や磁場発生手段（電磁石）による交流磁場の生成が必要となるので、電解めっき装置が複雑な構造となり、コストがかかる、という問題が有る。
【００１１】
また、従来方式１〜４では、被めっき物が複雑な構造をしている場合などでは、めっき膜厚が不均一になってしまうなどの問題もある。
また、さらに、電解めっき装置において高速でめっきを行う場合には、その成膜速度を高くするのに電流密度を上げる必要があり、そのためには、めっき浴濃度を高くする必要があるが、めっき浴濃度を高くすると、めっき液のコストが高くなってしまうという問題も有る。
【００１２】
従来技術における上述の点、特に従来方式４のような磁場を利用した攪拌方式が有している有利な点を考慮すると、電解めっき装置におけるめっき浴内の攪拌方式としては、磁場を利用した攪拌方式の更なる改良を図ることが適当と考えられる。
【００１３】
このため、本発明は、従来の磁場を利用した攪拌方式を改良し、簡素な構成の磁場発生手段でも効果的な攪拌により被めっき物のめっき膜厚を均一化することが可能であるとともに低濃度のめっき浴でも高速めっきが可能である電解めっき装置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】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明によれば、めっき浴内に，電極部を形成するアノード電極とカソード電極とを対向して配設し、アノード電極とカソード電極との間に電場を与えてめっきを行う電解めっき装置において、カソード電極の近傍領域に前記電場に対して直交する成分をもつ磁場を形成する磁場発生手段を，カソード電極の反アノード電極側に配設するとともに、前記磁場をカソード電極の面内方向に対して平行に移動させることのできる磁場移動手段を備えてなる構成とする（請求項１の発明）。
【００１５】
上記請求項１の発明によれば、カソード電極（被めっき物）の反アノード電極側に磁場発生手段を配設し、この磁場発生手段により、めっき浴（めっき槽に入れられためっき液）内におけるカソード電極の近傍領域に、アノード電極・カソード電極間の電場に対して直交する成分をもつ磁場を形成するようにしていることにより、めっき浴中のイオンにローレンツ力が働くことによってイオンが動き、それによって空いた空間に別の粒子が動いてくる流れにより、めっき浴を効果的に撹拌することができる。
【００１６】
また、上記請求項１の発明によれば、めっき浴全体における磁場分布は、磁場発生手段により形成される磁場によって、カソード電極の近傍領域が高磁場となる磁場分布となり、このような磁場分布がイオンに対する閉じ込め磁場として作用する。そのため、めっき浴内におけるイオンはカソード電極側に集まって、カソード電極の近傍領域でイオン濃度が高濃度になるという濃度分布が形成される。このため、低濃度のめっき浴中でも高濃度のめっき浴によるめっきと同様なめっき効果が得られ、低濃度のめっき浴でも高速めっきが可能となる。
【００１７】
なお、上記請求項１の発明によれば、磁場を利用した撹拌方式であることにより、攪拌のために空気を送り込む必要がないため、汚れた空気などがめっき浴内を汚染することがなく、また、被めっき物を移動させる必要がないため、被めっき物の揺れによって撹拌の効果が落ちてしまうこともなく、さらには、棒を用いた機械的な攪拌方式とは異なり、十分にイオンが拡散するような効果が得られる。
【００１８】
また、さらに、上記請求項１の発明によれば、磁場をカソード電極の面内方向に対して平行に移動させることができる。そして、磁場の移動により、めっき浴内におけるイオンが高濃度となる部分も移動し、その高濃度の部分では低濃度の部分よりもめっきの析出反応が促進される。このため、例えば表面に凹凸の多い被めっき物などにおけるめっきの析出しにくい箇所の近傍領域に高濃度の部分が移動するように磁場を移動させて、めっきの析出しにくい箇所でめっきの析出を促進するようにすることによって、被めっき物全体におけるめっき膜厚の均一性をより向上させることが可能となる。また、磁場の移動によって、被めっき物における任意の箇所を任意のめっき膜厚にすることも可能となる。
【００１９】
そして、上記請求項１に記載の電解めっき装置において、前記磁場発生手段は，１対の磁極として，中心部に配置される第１の磁極と，第１の磁極に対してカソード電極の面内方向に平行な方向での外径側に同心状に配置される第２の磁極とを備えており、中心部の第１の磁極の磁極面と外径側の第２の磁極の磁極面との間に磁場が形成される構成とするとよい（請求項２の発明）。
【００２０】
上記請求項２の発明によれば、磁場発生手段の中心部に配置される第１の磁極の磁極面と，第１の磁極に対してカソード電極の面内方向に平行な方向での外径側に同心状に配置される第２の磁極の磁極面との間に磁場が形成され、アノード電極・カソード電極間の電場に対して直交成分をもつ磁場分布となる。このような磁場によりローレンツ力を受けるめっき浴中のイオンは、カソード電極の面内方向と平行に円を描くようなサイクロイド運動をする。また、磁場の方向はめっき浴内の位置により異なるため、磁場によりイオンが受けるローレンツ力もその位置に応じて異なった方向に働く。このようにして、めっき浴が効果的に撹拌される。
【００２１】
また、上記請求項２の発明によれば、磁場発生手段は中心部の第１の磁極と外径側の第２の磁極とからなる簡素な構成でよく、この磁場発生手段をカソード電極の反アノード電極側に配設すればよいので、効果的な攪拌により被めっき物のめっき膜厚を均一化することが可能な電解めっき装置を低コストで実現することができる。
【００２２】
また、上記請求項１に記載の電解めっき装置において、前記磁場発生手段として、中央部の磁石と，中央部の磁石を中心として同心状に配置される複数の円環状の電磁石とを，カソード電極の面内方向と平行な面に配設するとともに、各円筒状の電磁石に励磁電流を供給する電磁石用電源と，各円筒状の電磁石への励磁電流の通流を制御する励磁用スイッチ回路とからなる励磁操作部を設け、前記励磁用スイッチ回路によって各円環状の電磁石の励磁電流通流状態の切り替えを行ない、中央部の磁石との組合せで磁場を形成する円環状の電磁石を切り替えることにより、磁場をカソード電極の面内方向に対して平行に移動させることができるようにしてなる構成とするとよい（請求項３の発明）。
【００２３】
上記請求項３の発明によれば、励磁用スイッチ回路によって中央部の磁石との組合せで磁場を形成する円環状の電磁石を切り替えることにより、機械的な移動機構なしで、磁場をカソード電極の面内方向に対して平行に移動させることができるので、磁場移動方式として好適である。
【００２４】
また、上記請求項１に記載の電解めっき装置において、前記磁場発生手段として、複数の単位電磁石をカソード電極の面内方向と平行な面に２次元的に並べて配設するとともに、 各単位電磁石に励磁電流を供給する電磁石用電源と，各単位電磁石への励磁電流の通流を制御する励磁用スイッチ回路とからなる励磁操作部を設け、前記励磁用スイッチ回路によって各単位電磁石の励磁電流通流状態の切り替えを行ない、磁場を形成する単位電磁石同士の組合せを切り替えることにより、磁場をカソード電極の面内方向に対して平行に移動させることができるようにしてなる構成とするとよい（請求項４の発明）。
【００２５】
上記請求項４の発明によれば、励磁用スイッチ回路によって磁場を形成する単位電磁石同士の組合せを切り替えることにより、機械的な移動機構なしで、磁場をカソード電極の面内方向に対して平行に移動させることができるので、磁場移動方式として好適である。
【００２６】
次に、本発明によれば、めっき浴内に，電極部を形成するアノード電極とカソード電極とを対向して配設し、アノード電極とカソード電極との間に電場を与えてめっきを行う電解めっき装置において、前記電極部は１対のアノード電極とアノード電極同士の間に配置されたカソード電極とからなるものであって、カソード電極の近傍領域に前記電場に対して直交する成分をもつ磁場を形成する磁場発生手段を，カソード電極の側面側に配設するとともに、前記磁場をカソード電極の面内方向に対して平行に移動させることのできる磁場移動手段を備えてなる構成としてもよい（請求項５の発明）。
【００２７】
上記請求項５の発明によれば、１対のアノード電極とアノード電極同士の間に配置されたカソード電極とからなる電極部構成のうち、カソード電極（被めっき物）の側面側に磁場発生手段を配設し、この磁場発生手段により、めっき浴（めっき槽に入れられためっき液）内におけるカソード電極の近傍領域に、アノード電極・カソード電極間の電場に対して直交する成分をもつ磁場を形成するようにしていることにより、めっき浴中のイオンにローレンツ力が働くことによってイオンが動き、それによって空いた空間に別の粒子が動いてくる流れにより、めっき浴を効果的に撹拌することができる。
【００２８】
また、上記請求項５の発明によれば、カソード電極の一方の側面側に配置された第１の磁極の磁極面から他方の側面側に配置された第２の磁極の磁極面に直線的に向う磁場が形成され、アノード電極・カソード電極間の電場に対して直交成分をもつ磁場分布となる。そして、カソード電極の一方面と他方面とで、それぞれ対向するアノード電極との間に形成される電場の方向が逆方向であることにより、イオンが受けるローレンツ力の向きも逆方向となるため、イオンがカソード電極の周りを循環するような流れ、すなわち、イオンがカソード電極の一方面側のめっき浴領域と他方面側のめっき浴領域との間で循環するような流れが作り出され、これにより、カソード電極（被めっき物）の近傍領域におけるめっき浴の撹拌効果が高いものとなる。
【００２９】
また、さらに、上記請求項５の発明によれば、上記請求項１の発明と同様に、めっき浴全体における磁場分布は、磁場発生手段により形成される磁場によって、カソード電極の近傍領域が高磁場となる磁場分布となり、このような磁場分布がイオンに対する閉じ込め磁場として作用する。そのため、めっき浴内におけるイオンはカソード電極側に集まって、カソード電極の近傍領域でイオン濃度が高濃度になるという濃度分布が形成される。このため、低濃度のめっき浴中でも高濃度のめっき浴によるめっきと同様なめっき効果が得られ、低濃度のめっき浴でも高速めっきが可能となる。
【００３０】
なお、上記請求項５の発明によれば、上記請求項１の発明と同様に、磁場を利用した撹拌方式であることにより、攪拌のために空気を送り込む必要がないため、汚れた空気などがめっき浴内を汚染することがなく、また、被めっき物を移動させる必要がないため、被めっき物の揺れによって撹拌の効果が落ちてしまうこともなく、さらには、棒を用いた機械的な攪拌方式とは異なり、十分にイオンが拡散するような効果が得られる。
【００３１】
また、さらに、上記請求項５の発明によれば、上記請求項１の発明と同様に、磁場をカソード電極の面内方向に対して平行に移動させることができる。そして、磁場の移動により、めっき浴内におけるイオンが高濃度となる部分も移動し、その高濃度の部分では低濃度の部分よりもめっきの析出反応が促進される。このため、例えば表面に凹凸の多い被めっき物などにおけるめっきの析出しにくい箇所の近傍領域に高濃度の部分が移動するように磁場を移動させて、めっきの析出しにくい箇所でめっきの析出を促進するようにすることによって、被めっき物全体におけるめっき膜厚の均一性をより向上させることが可能となる。また、磁場の移動によって、被めっき物における任意の箇所を任意のめっき膜厚にすることも可能となる。
【００３２】
また、上記請求項５に記載の電解めっき装置において、前記磁場発生手段として、２つの電磁石を，カソード電極を側方の両側から挟み込む位置関係で互いに異なる極性の磁極面同士が対向するように配置してなる電磁石対を、カソード電極の面内方向と平行な方向に沿って複数並べて配設するとともに、各電磁石対に励磁電流を供給する電磁石用電源と，各電磁石対への励磁電流の通流を制御する励磁用スイッチ回路とからなる励磁操作部を設け、前記励磁用スイッチ回路によって各電磁石対の励磁電流通流状態の切り替えを行ない、磁場を形成する電磁石対を切り替えることにより、磁場をカソード電極の面内方向に対して平行に移動させることができるようにしてなる構成とするとよい（請求項６の発明）。
【００３３】
上記請求項６の発明によれば、励磁用スイッチ回路によって磁場を形成する電磁石対を切り替えることにより、機械的な移動機構なしで、磁場をカソード電極の面内方向に対して平行に移動させることができるので、磁場移動方式として好適である。
【００３４】
また、上記請求項１ないし６のいずれか１項に記載の電解めっき装置において、前記磁場発生手段により形成される磁場は、交流磁場である構成とするとよい（請求項７の発明）。
【００３５】
上記請求項７の発明によれば、アノード電極・カソード電極間の電場との組合せでめっき浴中のイオンにローレンツ力を及ばす磁場が交流磁場であることにより、めっき浴中のイオンの受けるローレンツ力の向きが周期的に入れ替わることによる乱流効果によって、被めっき物における凹凸の有る部分も含めためっき膜厚の均一性をより向上させることができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、電解めっき装置におけるめっき浴の攪拌方式として、簡素な構成の磁場発生手段でも効果的な攪拌により被めっき物のめっき膜厚を均一化することが可能になるとともに低濃度のめっき浴でも高速めっきが可能になる。
【００３７】
また、本発明によれば、被めっき物が複雑な構造をしている場合でも、めっきの析出しにくい箇所の近傍領域にイオンが高濃度となる部分が移動するように磁場を移動させて、めっきの析出を促進することによって、被めっき物全体におけるめっき膜厚の均一性をより向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施例１による電解めっき装置を示す構成図
【図２】実施例１の電解めっき装置における攪拌方式の原理を示す説明図
【図３】実施例１における磁場移動方式の異なる構成例を示す図
【図４】実施例１における磁場移動方式のさらに異なる構成例を示す図
【図５】本発明の実施例２による電解めっき装置を示す構成図
【図６】実施例２における磁場移動方式の異なる構成例を示す図
【図７】従来の電解めっき装置を示す構成図
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、本発明の実施形態を図１〜図６に示す実施例に基づいて説明する。同一の構成要素については、同一の符号を付け、重複する説明は省略する。なお、本発明は、下記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲内で適宜変形して実施することができるものである。
［本発明の実施形態］
本発明は、めっき浴内に，電極部を形成するアノード電極とカソード電極とを対向して配設し、アノード電極とカソード電極との間に電場を与えてめっきを行う電解めっき装置において、めっき浴内の攪拌方式として、カソード電極の近傍領域にアノード電極・カソード電極間の電場に対して直交する成分をもつ磁場を形成する磁場発生手段を設け、上記磁場によるローレンツ力がめっき浴中のイオンに与える力によって，カソード電極のアノード電極側の全面にわたってめっき浴が攪拌されるようにしてなる構成とし、さらには、上記磁場をカソード電極の面内方向に対して平行に移動させることのできる磁場移動手段を備えてなる構成としたものである。
【００４０】
そして、本発明による攪拌方式の構成では、簡素な構成の磁場発生手段でも効果的な攪拌により被めっき物のめっき膜厚を均一化することが可能になるとともに低濃度のめっき浴でも高速めっきが可能になる。
【００４１】
また、本発明では、上記磁場移動手段を備えていることにより、被めっき物が複雑な構造をしている場合でも、めっきの析出しにくい箇所の近傍領域にイオンが高濃度となる部分が移動するように磁場を移動させて、めっきの析出を促進することによって、被めっき物全体におけるめっき膜厚の均一性をより向上させることが可能となる。
【実施例１】
【００４２】
（イ）図１は本発明の実施例１による電解めっき装置を示す構成図であり、電解めっき装置を側方（水平方向）から見た構成を模式的に示すものである。図１に示すように、実施例１の電解めっき装置は、めっき浴１１（めっき槽１０に入れられためっき液）内に、めっき電源２２に接続されたアノード電極２０とカソード電極２１（被めっき物）とからなる電極部が配設され、この電極部のうちカソード電極２１の反アノード電極側に第１の磁極１３０Ａおよび第２の磁極１３０Ｂを備えた磁場発生手段１３０を設けてなる構成となっている。
【００４３】
磁場発生手段１３０は、後述の図２（ｂ）に示されているように、中心部に配置される第１の磁極（Ｎ極またはＳ極）１３０Ａに対してカソード電極２１の面内方向に平行な方向での外径側に同心状に第２の磁極（Ｓ極またはＮ極）１３０Ｂを配置した構造となっている。磁場発生手段１３０における第１の磁極１３０Ａおよび第２の磁極１３０Ｂは磁極保持部１３０Ｃにより保持固定されている。磁極保持部１３０Ｃ内においては、第１の磁極１３０Ａと第２の磁極１３０Ｂとの間に図示されない磁気回路部が設けられている。
【００４４】
なお、実施例１の電解めっき装置では、磁場発生手段１３０としては、永久磁石を用いてもよく、電磁石を用いてもよい。また、電磁石を用いた場合の磁場発生手段１３０としては、直流磁場を発生させる構成および交流磁場を発生させる構成のいずれも適用することができる。
（ロ）実施例１の電解めっき装置では、アノード電極２０・カソード電極２１間に発生する電場（Ｅ）２３と、磁場発生手段１３０から生成される，上記電場（Ｅ）２３に対して直交する成分をもつ磁場（Ｂ）１３１とによりめっき浴１１中のイオンがローレンツ力を受け、めっき浴１１が撹拌される。そして、実施例１の電解めっき装置においては、磁場発生手段１３０として永久磁石を用いる構成や電磁石で直流磁場を発生させる構成であっても、攪拌効果を十分なものとすることができる。
【００４５】
図２は、実施例１の電解めっき装置における攪拌方式の原理を示す説明図である。図２（ａ）〜（ｂ）に示されるように、実施例１の電解めっき装置では、中心部に配置される第１の磁極（Ｎ極またはＳ極）１３０Ａに対してカソード電極２１の面内方向に平行な方向での外径側に同心状に第２の磁極（Ｓ極またはＮ極）１３０Ｂを配置した構造の磁場発生手段１３０による磁場、すなわち、中心部の第１の磁極１３０Ａの磁極面と外径側の第２の磁極１３０Ｂの磁極面との間に形成される磁場を用いている。これによって、実施例１の電解めっき装置では、磁場発生手段の回転や磁場発生手段（電磁石）による交流磁場の印加などがなくとも、ローレンツ力１４２によってイオン４１にカソード電極２１の面内方向と平行に円を描くようなサイクロイド運動をさせることができ、これにより、簡素な構成の磁場発生手段によって、めっき浴の攪拌を効果的に行うことができる。
【００４６】
また、図２（ｃ）に示されるように、イオン４１は、磁力線１４３に沿ってラーマー運動を行う。このラーマー運動では、荷電粒子の運動は磁場が強いほど回転半径が小さくなるため、めっき浴１１内における高磁場の位置ほどイオン濃度が高くなる。
【００４７】
そして、実施例１の電解めっき装置では、めっき浴１１全体における磁場分布は、磁場発生手段１３０により形成される磁場によって、カソード電極２１の近傍領域が高磁場となる磁場分布となり、このような磁場分布がイオンに対する閉じ込め磁場として作用する。そのため、めっき浴１１内におけるイオンはカソード電極１１側に集まって、カソード電極２１の近傍領域でイオン濃度が高濃度になるという濃度分布が形成される。このため、低濃度のめっき浴中でも高濃度のめっき浴によるめっきと同様なめっき効果が得られ、低濃度のめっき浴でも高速めっきが可能となる。
【００４８】
なお、交流磁場発生手段１３０による磁場を交流磁場とした構成では、めっき浴中のイオンの受けるローレンツ力の向きが周期的に入れ替わることによる乱流効果によって、被めっき物における凹凸の有る部分も含めためっき膜厚の均一性をより向上させることができるようになる。
（ハ）また、さらに、実施例１の電解めっき装置では、磁場発生手段１３０における磁極保持部１３０Ｃと機械的に係合してなる磁場発生手段用移動装置１３２を設け、これにより、磁場発生手段１３０をカソード電極（被めっき物）２１の面内方向に対して平行に移動させることができるようにしている。磁場発生手段１３０の移動に伴い、磁場もカソード電極（被めっき物）２１の面内方向に対して平行に移動することにより、めっき浴１１内におけるイオンが高濃度となる部分も移動し、その高濃度の部分では低濃度の部分よりもめっきの析出反応が促進される。このため、例えば表面に凹凸の多い被めっき物などにおけるめっきの析出しにくい箇所の近傍領域に高濃度の部分が移動するように磁場発生手段１３０を移動させて、めっきの析出しにくい箇所でめっきの析出を促進するようにすることによって、被めっき物全体におけるめっき膜厚の均一性をより向上させることが可能となる。また、磁場発生手段１３０の移動によって、被めっき物における任意の箇所を任意のめっき膜厚にすることも可能となる。
（ニ）なお、実施例１における磁場移動方式として、磁場発生手段１３０における磁極保持部１３０Ｃと機械的に係合してなる磁場発生手段用移動装置１３２を設けた構成を示したが、磁場移動方式は上記構成に限定されるものではなく、例えば、次のような構成を適用することもできる。
【００４９】
（ａ）図３は、本発明の実施例１における磁場移動方式の異なる構成例を示す図であって、図３（ａ）は本構成例における磁場発生手段１５０の側断面図であり、図３（ｂ）は磁場発生手段１５０の平面図（図３（ａ）におけるＰ１矢視図）であり、図３（ｃ）は磁場発生手段１５０を構成する各電磁石のための励磁操作部の一例を原理的に示す回路図である。
【００５０】
図３（ａ）に示すように、本構成例における磁場発生手段１５０は、電磁石１５２，１５２Ａ，１５２Ｂ，１５２Ｃが磁気回路を形成するための平板状の磁性部材１５１上に設けられた構成であり、電磁石１５２の例えばＳ極側および電磁石１５２Ａ，１５２Ｂ，１５２Ｃの例えば各Ｎ極側が磁性部材１５１側に接するように配置されている。なお、図３（ａ）における電磁石１５２，１５２Ａ，１５２Ｂ，１５２Ｃにそれぞれ「Ｓ」および「Ｎ」の極性を記載しているが、これは各電磁石の励磁状態での極性を示すものである。そして、本構成例における磁場発生手段１５０は、各電磁石の反磁性部材１５１側の磁極面が図１におけるカソード電極（被めっき物）２１と対向するようにして配設されるものであり、磁性部材１５１の板面がカソード電極２１の面内方向と平行とされている。
【００５１】
電磁石１５２は、図３（ｂ）に示すように、例えば概略円柱状の電磁石として構成される。一方、電磁石１５２Ａ，１５２Ｂ，１５２Ｃは、図３（ｂ）に示すように、電磁石１５２を中心として同心状に配置される円環状の電磁石として構成される。そして、さらに電磁石１５２Ａ，１５２Ｂ，１５２Ｃは、より具体的な構成としては、それぞれ、図３（ｂ）に示されるように、複数個（図では６個）の部分的な円弧状に分割された形状の電磁石１５２Ａｓ１〜１５２Ａｓ６、１５２Ｂｓ１〜１５２Ｂｓ６、１５２Ｃｓ１〜１５２Ｃｓ６（以下「単位電磁石」とも称する）を円環状に組合せるとともに各単位電磁石を直列または並列に接続してなる電磁石群として構成される。
【００５２】
なお、中心部に位置する電磁石１５２には永久磁石を用いてもよい。また、円環状の電磁石１５２Ａ，１５２Ｂ，１５２Ｃを構成する単位電磁石の形状は、図３（ｂ）に示すような円弧状に限定されるものではなく、方形状（３次元形状としては四角柱状）など他の形状であってもよく、複数の単位電磁石を組合せて概略円環状の電磁石群を形成することができればよい。また、さらに、円環状の電磁石１５２Ａ，１５２Ｂ，１５２Ｃをそれぞれ構成する単位電磁石の個数（分割数）は、図３（ｂ）に示した６個に限定されるものではない。
【００５３】
そして、図３（ｃ）に示すように、電磁石用電源１５３の正極ＶＰおよび負極ＶＮからの直流の励磁電流が、スイッチ１５４，１５４Ａ，１５４Ｂ，１５４Ｃよりなる励磁用スイッチ回路を介して、電磁石１５２，１５２Ａ，１５２Ｂ，１５２Ｃに供給されるようにして、励磁操作部が構成されている。ここで、電磁石１５２Ａ，１５２Ｂ，１５２Ｃは、それぞれ上記のように複数個の単位電磁石を直列または並列に接続した電磁石群となっているが、図３（ｃ）では、それぞれ１つの電磁石として図示している。なお、図３（ｃ）は励磁操作部の一例を示すものであって、本発明は図３（ｃ）の構成に限定されるものではない。
【００５４】
図３の構成例における磁場の移動は次のようにして行う。すなわち、図３（ｃ）に示すように、スイッチ１５４，１５４Ａをオンして電磁石１５２，１５２Ａを励磁するとともに、スイッチ１５４Ｂ，１５４Ｃをオフして電磁石１５２Ｂ，１５２Ｃを非励磁とした状態では、図３（ａ）に示すように、中心部の電磁石１５２の磁極面（例えばＮ極）と外径側の電磁石１５２Ａの磁極面（例えばＳ極）との間に実線で示す磁場（Ｂ）１５５Ａが形成される。
【００５５】
この状態から、図３（ｃ）においてスイッチ１５４，１５４Ｂをオンして電磁石１５２，１５２Ｂを励磁するとともに、スイッチ１５４Ａ，１５４Ｃをオフして電磁石１５２Ａ，１５２Ｃを非励磁とした状態に切り替えると、図３（ａ）に示すように、中心部の電磁石１５２の磁極面（例えばＮ極）と外径側の電磁石１５２Ｂの磁極面（例えばＳ極）との間に破線で示す磁場（Ｂ）１５５Ｂが形成される状態に切り替わるので、これに伴い、磁場発生手段１５０による磁場が電磁石１５２を中心として外径側に拡がるように移動し、磁場と電場とが直交する領域が外径側に移動する。そして、このような磁場の移動により、めっき浴１１内におけるイオンが高濃度となる部分を移動させることができる。
【００５６】
上述のように、図３の構成例は、複数の電磁石をオンオフさせて磁場のパターンを切り替えることに磁場を移動させる方式であって、磁場発生手段として、（図１および図３（ａ）〜図３（ｂ）に示すように）中央部の磁石（電磁石または永久磁石）と，中央部の磁石（電磁石または永久磁石）を中心として同心状に配置される複数の円環状の電磁石とを，カソード電極２１の面内方向と平行な面に配設するとともに、各円筒状の電磁石に励磁電流を供給する電磁石用電源と，各円筒状の電磁石への励磁電流の通流を制御する励磁用スイッチ回路とからなる励磁操作部を設けたものである。そして、図３の構成例は、励磁用スイッチ回路でのスイッチ操作によって各円環状の電磁石の励磁電流通流状態の切り替えを行ない、中央部の磁石（電磁石または永久磁石）との組合せで磁場を形成する円環状の電磁石を切り替えることにより、機械的な移動機構なしで、磁場をカソード電極２１の面内方向に対して平行に移動させることができるので、本発明の実施例１における磁場移動方式として好適である。
【００５７】
なお、図３の構成例では、図３（ａ）〜図３（ｃ）に示す、中央部の磁石も電磁石とした構成において、電磁石用電源１５３を交流電源として、中央部の電磁石の磁極面と各円環状の電磁石の磁極面との間に交流磁場が形成されるようにしてもよい。
【００５８】
（ｂ）図４は、本発明の実施例１における磁場移動方式のさらに異なる構成例を示す図であって、図４（ａ）は本構成例における磁場発生手段１６０の側断面図であり、図４（ｂ）は磁場発生手段１６０の平面図（図４（ａ）におけるＰ２矢視図）であり、図４（ｃ）は磁場発生手段１６０を構成する各電磁石のための励磁操作部の一例を原理的に示す回路図である。
【００５９】
図４（ａ）〜図４（ｂ）に示すように、本構成例における磁場発生手段１６０は、複数個（図では３７個）の例えば概略六角柱状の電磁石１６２ｓ１〜１６２ｓ３７（以下「単位電磁石」とも称する）が磁気回路を形成するための平板状の磁性部材１６１上に２次元的に稠密に（すなわち蜂の巣の断面状に）並べるようにして設けられた構成であり、各電磁石の一方側の磁極面が磁性部材１６１側に接するように配置されている。なお、単位電磁石１６２ｓ１〜１６２ｓ３７の形状は、図４（ｂ）に示すような六角柱状に限定されるものではなく、磁性部材１６１上に２次元的に稠密に並べるのに適合した形状であればよい。本構成例における磁場発生手段１６０は、各単位電磁石の反磁性部材１６１側の磁極面が図１におけるカソード電極（被めっき物）２１と対向するようにして配設されるものであり、磁性部材１６１の板面がカソード電極２１の面内方向と平行とされている。ここで、以下の説明では、単位電磁石１６２ｓ１〜１６２ｓ３７の各励磁コイルはいずれも同じ極性に巻回されているものとする。また、図４（ｂ）における「１」〜「３７」の数字は、単位電磁石１６２ｓ１〜１６２ｓ３７を示す略号として記載したものである。
【００６０】
そして、図４（ｃ）に示すように、電磁石用電源１６３の正極ＶＰおよび負極ＶＮからの直流の励磁電流が、単位電磁石ごとに設けられたスイッチ対、すなわち、「スイッチ１６４ａ１，１６４ｂ１」〜「スイッチ１６４ａ３７，１６４ｂ３７」よりなる励磁用スイッチ回路を介して、単位電磁石１６２ｓ１〜電磁石１６２ｓ３７に供給されるようにして、励磁操作部が構成されている。ここで、上記スイッチ対を構成する２つのスイッチ、例えば単位電磁石１６２ｓ１９に対応するスイッチ１６４ａ１９，１６４ｂ１９は、それぞれ「正極ＶＰとの接続」、「負極ＶＮとの接続」および「非接続」の３状態を選択できる接点構成となっており、これらのスイッチの操作により、「単位電磁石に第１の極性の電流が通流する」状態と、「単位電磁石に第２の極性の電流が通流する」状態と、「単位電磁石に電流が通流しない」状態とを選択することができるものとなっている。なお、図４（ｃ）は励磁操作部の一例を示すものであって、本発明は図４（ｃ）の構成に限定されるものではない。
【００６１】
図４の構成例における磁場の移動は次のようにして行う。すなわち、図４（ｃ）に示すように、各スイッチを操作して、磁性部材１６１の中央部に配置された単位電磁石１６２ｓ１９には「Ｉｓ１９」で図示する極性の励磁電流が通流するとともに、単位電磁石１６２ｓ１９を囲うように隣接して同心状に配置された６個の単位磁石（１６２ｓ１２，１６２ｓ１３，１６２ｓ１８，１６２ｓ２０，１６２ｓ２５，１６２ｓ２６）にはそれぞれ「Ｉｓ１９」とは逆極性の励磁電流（例えば「Ｉｓ２０」）が通流するようにし、さらに、上記７個以外の単位電磁石には励磁電流が通流しないようにする。この状態では、単位電磁石１６２ｓ１９の反磁性部材１６１側の磁極面が例えばＮ極である場合には、単位電磁石１６２ｓ１９を囲む６個の単位磁石の反磁性部材１６１側の磁極面はいずれも逆極性のＳ極となるので、図４（ａ）に示すように、単位電磁石１６２ｓ１９の磁極面（例えばＮ極）とその外径側の６個の単位電磁石（１６２ｓ１２，１６２ｓ１３，１６２ｓ１８，１６２ｓ２０，１６２ｓ２５，１６２ｓ２６）の磁極面（例えばＳ極）との間に実線で示す磁場（Ｂ）１６５Ａが形成される。
【００６２】
上記の状態から、図４（ｃ）において各スイッチを操作して、単位電磁石１６２ｓ１７の反磁性部材１６１側の磁極面が例えばＮ極となるとともに単位電磁石１６２ｓ１７を囲む６個の単位磁石（１６２ｓ１０，１６２ｓ１１，１６２ｓ１６，１６２ｓ１８，１６２ｓ２３，１６２ｓ２４）の反磁性部材１６１側の磁極面がいずれも逆極性のＳ極となり、さらに、上記７個以外の単位電磁石は非励磁で磁極が形成されないようにした場合、図４（ａ）に示すように、単位電磁石１６１ｓ１７の磁極面（例えばＮ極）とその外径側の６個の単位電磁石（１６２ｓ１０，１６２ｓ１１，１６２ｓ１６，１６２ｓ１８，１６２ｓ２３，１６２ｓ２４）の磁極面（例えばＳ極）との間に破線で示す磁場（Ｂ）１６５Ｂが形成されることになる。そして、これに伴い、磁場発生手段１６０による磁場が、カソード電極（被めっき物）２１の面内方向に対して平行に移動し、磁場と電場とが直交する領域が移動する。そして、このような磁場の移動により、めっき浴１１内におけるイオンが高濃度となる部分を移動させることができる。また、上述のように、励磁用スイッチ回路による切り替え操作の前後で磁場を形成する単位電磁石同士の相対的位置関係が保持されるようにすれば、磁場の移動の前後で磁場の形状が変わらないようにすることができる。
【００６３】
なお、図３の構成例は磁場発生手段１５０による磁場の中心位置が磁石１５２の位置に固定された構成となっているのに対して、図４の構成例は、単位電磁石１６２ｓ１〜１６２ｓ３７に対する励磁操作により磁場を任意の位置に移動させることができるので、被めっき物における任意の箇所を任意のめっき膜厚にする上でより好適である。
【００６４】
上述のように、図４の構成例は、複数の電磁石のオンオフおよび極性切替によって磁場のパターンを切り替えることにより磁場を移動させる方式であって、磁場発生手段として、（図１および図４（ａ）〜図４（ｂ）に示すように）複数の単位電磁石をカソード電極２１の面内方向と平行な面に２次元的に並べて配設するとともに、各単位電磁石に励磁電流を供給する電磁石用電源と，各単位電磁石への励磁電流の通流を制御する励磁用スイッチ回路とからなる励磁操作部を設けたものである。そして、図４の構成例は、励磁用スイッチ回路でのスイッチ操作によって、各単位電磁石の励磁電流通流状態の切り替え、すなわち「第１の極性の電流が通流する」状態と，「第２の極性の電流が通流する」状態と，「電流が通流しない」状態との３つの状態間での切り替えを行ない、磁場を形成する単位電磁石同士の組合せを切り替えることにより、機械的な移動機構なしで、磁場をカソード電極２１の面内方向に対して平行に移動させることができるので、本発明の実施例１における磁場移動方式として好適である。
【００６５】
なお、図４の構成例では、図４（ａ）〜図４（ｃ）に示す構成において、電磁石用電源１６３を交流電源として、単位電磁石同士の磁極面の間に交流磁場が形成されるようにしてもよい。
【実施例２】
【００６６】
（イ）図５は本発明の実施例２による電解めっき装置を示す構成図であり、電解めっき装置を上方（垂直方向）から見た構成を模式的に示すものである。図５に示すように、実施例２の電解めっき装置は、めっき浴１１（めっき槽１０に入れられためっき液）内に、めっき電源２２に接続された，１対のアノード電極２０，２０とアノード電極同士の間に配置されたカソード電極２１とからなる電極部が配設され、この電極部のうちカソード電極（被めっき材）２１の両方の側面側（左右の側面側）に第１の磁極２３０Ａおよび第２の磁極２３０Ｂを配置した磁場発生手段２３０を設けてなる構成となっている。なお、実施例２の電解めっき装置における磁場発生手段２３０の第１の磁極２３０Ａおよび第２の磁極２３０Ｂの配置箇所は、図５とは異なる配置箇所、すなわち、カソード電極（被めっき材）２１の上下の側面側としてもよい。
【００６７】
磁場発生手段２３０における第１の磁極２３０Ａおよび第２の磁極２３０Ｂは磁極保持部２３０Ｃにより保持固定されている。磁極保持部２３０Ｃ内においては、第１の磁極２３０Ａと第２の磁極２３０Ｂとの間に図示されない磁気回路部が設けられている。
【００６８】
なお、実施例２の電解めっき装置では、実施例１の電解めっき装置と同様に、磁場発生手段２３０としては、永久磁石を用いてもよく、電磁石を用いてもよい。また、電磁石を用いた場合の磁場発生手段２３０としては、直流磁場を発生させる構成および交流磁場を発生させる構成のいずれも適用することができる。
（ロ）実施例２の電解めっき装置では、アノード電極２０・カソード電極２１間に発生する電場（Ｅ）２３と、磁場発生手段２３０から生成される，上記電場（Ｅ）２３に対して直交する成分をもつ磁場（Ｂ）２３１とによりめっき浴１１中のイオンがローレンツ力を受け、めっき浴１１が撹拌される。そして、実施例２の電解めっき装置においては、実施例１の電解めっき装置と同様に、磁場発生手段２３０として永久磁石を用いる構成や電磁石で直流磁場を発生させる構成であっても、攪拌効果を十分なものとすることができる。
【００６９】
なお、実施例２の電解めっき装置は、１対のアノード電極２０，２０とアノード電極同士の間に配置されたカソード電極２１（被めっき物）とからなる電極部構成になっているので、一度のめっき工程で被めっき物の両面にめっきを付着させたい場合には特に好適である。
【００７０】
実施例２の電解めっき装置では、実施例１の電解めっき装置と同様に、めっき浴１１全体における磁場分布は、磁場発生手段２３０により形成される磁場によって、カソード電極２１の近傍領域が高磁場となる磁場分布となり、このような磁場分布がイオンに対する閉じ込め磁場として作用する。そのため、めっき浴１１内におけるイオンはカソード電極１１側に集まって、カソード電極２１の近傍領域でイオン濃度が高濃度になるという濃度分布が形成される。このため、低濃度のめっき浴中でも高濃度のめっき浴によるめっきと同様なめっき効果が得られ、低濃度のめっき浴でも高速めっきが可能となる。
【００７１】
また、実施例２の電解めっき装置では、磁場発生手段２３０による磁場が、カソード電極２１の一方の側面側に配置された第１の磁極２３０Ａの磁極面から他方の側面側に配置された第２の磁極２３０Ｂの磁極面に直線的に向う磁場であることにより、実施例１の電解めっき装置とは異なり、ローレンツ力によってイオンにカソード電極２１の面内方向と平行に円を描くようなサイクロイド運動をさせることはできない。一方、実施例２の電解めっき装置においては、カソード電極２１の一方面（図５における左側のアノード電極２０に対向する面）と他方面（図５における右側のアノード電極２０に対向する面）とで、それぞれ対向するアノード電極２０，２０との間に形成される電場（Ｅ）２３の方向が逆方向であることにより、イオンが受けるローレンツ力の向きも逆方向となるため、イオンがカソード電極（被めっき物）２１の周りを循環するような流れ、すなわち、イオンがカソード電極２１の一方面側のめっき浴領域と他方面側のめっき浴領域との間で循環するような流れ（図５における「イオンの流れ方向２４４」参照）が作り出され、これにより、カソード電極（被めっき物）２１の近傍領域におけるめっき浴の撹拌効果が高いものとなっている。
【００７２】
なお、交流磁場発生手段２３０による磁場を交流磁場とした構成では、めっき浴中のイオンの受けるローレンツ力の向きが周期的に入れ替わることによる乱流効果によって、被めっき物における凹凸の有る部分も含めためっき膜厚の均一性をより向上させることができるようになる。
（ハ）また、実施例２の電解めっき装置でも、実施例１の電解めっき装置と同様に、磁場発生手段２３０における磁極保持部２３０Ｃと機械的に係合してなる磁場発生手段用移動装置２３２を設け、これにより、磁場発生手段２３０をカソード電極（被めっき物）２１の面内方向に対して平行に移動させることができるようにしている。磁場発生手段２３０の移動に伴い、磁場もカソード電極（被めっき物）２１の面内方向に対して平行に移動することにより、めっき浴１１内におけるイオンが高濃度となる部分も移動し、その高濃度の部分では低濃度の部分よりもめっきの析出反応が促進される。このため、例えば表面に凹凸の多い被めっき物などにおけるめっきの析出しにくい箇所の近傍領域に高濃度の部分が移動するように磁場発生手段２３０を移動させて、めっきの析出しにくい箇所でめっきの析出を促進するようにすることによって、被めっき物全体におけるめっき膜厚の均一性をより向上させることが可能となる。また、磁場発生手段２３０の移動によって、被めっき物における任意の箇所を任意のめっき膜厚にすることも可能となる。
（ニ）なお、実施例２における磁場移動方式として、磁場発生手段２３０における磁極保持部２３０Ｃと機械的に係合してなる磁場発生手段用移動装置２３２を設けた構成を示したが、磁場移動方式は上記構成に限定されるものではなく、例えば、次のような構成を適用することもできる。
【００７３】
（ａ）図６は、本発明の実施例２における磁場移動方式の異なる構成例を示す図であって、図６（ａ）は本構成例における磁場発生手段２５０の側断面図であり、図６（ｂ）は磁場発生手段２５０を構成する各電磁石のための励磁操作部の一例を原理的に示す回路図である。そして、図６（ａ）のＰ３矢視方向が、電解めっき装置を上方（垂直方向）から見た方向（図５における紙面の奥行き方向）に対応する。
【００７４】
図６（ａ）に示すように、本構成例における磁場発生手段２５０は、電磁石２５２Ａ１〜２５２Ｅ１、２５２Ａ２〜２５２Ｅ２が磁気回路を形成するための概略コの字状の磁性部材２５１上に設けられた構成であり、電磁石２５２Ａ１〜２５２Ｅ１の例えば各Ｎ極側および電磁石２５２Ａ２〜２５２Ｅ２の例えば各Ｓ極側が磁性部材２５１側に接するように配置されている。そして、電磁石２５２Ａ１，２５２Ａ２、電磁石２５２Ｂ１，２５２Ｂ２、電磁石２５２Ｃ１，２５２Ｃ２、電磁石２５２Ｄ１，２５２Ｄ２、および電磁石２５２Ｅ１，２５２Ｅ２がそれぞれ互いに対向する電磁石対を形成するように配置されている。なお、図６（ａ）における各電磁石にそれぞれ「Ｓ」および「Ｎ」の極性を記載しているが、これは、各電磁石の励磁状態での極性をそれぞれ示すものである。また、本構成例における磁場発生手段２５０は、電磁石２５２Ａ１〜２５２Ｅ１の例えば各Ｓ極側の磁極面および電磁石２５２Ａ２〜２５２Ｅ２の例えば各Ｎ極側の磁極面が図５におけるカソード電極（被めっき物）２１の側方端と対向するようにして配設される。
【００７５】
電磁石２５２Ａ１〜２５２Ｅ１、２５２Ａ２〜２５２Ｅ２は、いずれも例えば概略円柱状あるいは概略角柱状の電磁石として構成される。なお、図６は電磁石対を５対設けた構成を示しているが、本発明は図６の構成に限定されるものではない。
【００７６】
そして、図６（ｂ）に示すように、電磁石用電源２５３の正極ＶＰおよび負極ＶＮからの直流の励磁電流が、スイッチ２５４Ａ〜スイッチ２５４Ｅよりなる励磁操作用スイッチ回路を介して、電磁石対２５２Ａ１，２５２Ａ２〜電磁石対２５２Ｅ，２５２Ｅ２に供給されるようにして、励磁操作部が構成されている。なお、図６（ｂ）は励磁操作部の一例を示すものであって、本発明は図６（ｂ）の構成に限定されるものではない。
【００７７】
図６の構成例における磁場の移動は次のようにして行う。すなわち、図６（ｂ）に示すように、スイッチ２５４Ｃをオンして電磁石対２５２Ｃ１，２５２Ｃ２を励磁するとともに、その他のスイッチをオフしてその他の電磁石対を非励磁とした状態では、図６（ａ）に示すように、電磁石２５２Ｃ１の磁極面（図ではＳ極）と電磁石２５２Ｃ２の磁極面（図ではＮ極）との間に実線で示す磁場（Ｂ）２５５Ａが形成される。
【００７８】
上記の状態から、例えば図６（ｂ）においてスイッチ２５４Ｄをオンして電磁石対２５２Ｄ１，２５２Ｄ２を励磁するとともに、その他のスイッチをオフしてその他の電磁石対を非励磁とした状態に切り替えると、図６（ａ）に示すように、電磁石２５２Ｄ１の磁極面（図ではＳ極）と電磁石２５２Ｄ２の磁極面（図ではＮ極）との間に破線で示す磁場（Ｂ）２５５Ｂが形成される状態に切り替わるので、これに伴い、磁場発生手段２５０による磁場がカソード電極（被めっき物）２１の面内方向に対して平行に移動し、これにより、磁場と電場とが直交する領域が移動する。そして、このような磁場の移動により、めっき浴１１内におけるイオンが高濃度となる部分を移動させることができる。
【００７９】
上述のように、図６の構成例は、複数の電磁石対をオンオフさせて磁場を移動させる方式であって、磁場発生手段として、２つの電磁石（例えば２５２Ａ１，２５２Ａ２）を，（図５および図６（ａ）に示すように）カソード電極２１を側方の両側から挟み込む位置関係で互いに異なる極性の磁極面同士が対向するように配置してなる電磁石対を、カソード電極２１の面内方向と平行な方向に沿って複数並べて配設するとともに、各電磁石対に励磁電流を供給する電磁石用電源と，各電磁石対への励磁電流の通流を制御する励磁用スイッチ回路とからなる励磁操作部を設けたものである。そして、図６の構成例は、励磁用スイッチ回路でのスイッチ操作によって各電磁石対の励磁電流通流状態の切り替えを行ない、磁場を形成する電磁石対を切り替えることにより、機械的な移動機構なしで、磁場をカソード電極２１の面内方向に対して平行に移動させることができるので、本発明の実施例２における磁場移動方式として好適である。
【００８０】
なお、図６の構成例では、図６（ａ）〜図６（ｂ）に示す構成において、電磁石用電源２５３を交流電源として、電磁石対により交流磁場が形成されるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００８１】
１０・・・めっき槽、１１・・・めっき浴（めっき槽１０に入れられためっき液）
２０・・・アノード電極、２１・・・カソード電極（被めっき物）、２２・・・めっき電源、２３・・・電場（Ｅ）
３０，１３０，２３０・・・磁場発生手段、３０Ａ，２３０Ａ・・・第１の磁極、３０Ｂ，２３０Ｂ・・・第２の磁極、１３０Ａ・・・第１の磁極（中央部の磁極）、１３０Ｂ・・・第２の磁極（外径側の磁極）、１３０Ｃ、２３０Ｃ・・・磁極保持部、３１，１３１，２３１・・・磁場（Ｂ）、１３２、２３２・・・磁場発生手段用移動装置
４１・・・イオン、１４２・・・ローレンツ力、１４３・・・磁力線、２４４・・・イオンの流れ方向
１５０・・・磁場発生手段、１５１・・・磁性部材、１５２，１５２Ａ，１５２Ｂ，１５２Ｃ・・・電磁石、１５２Ａｓ１〜１５２Ａｓ６，１５２Ｂｓ１〜１５２Ｂｓ６，１５２Ｃｓ１〜１５２Ｃｓ６・・・単位電磁石、１５３・・・電磁石用電源、１５４，１５４Ａ，１５４Ｂ，１５４Ｃ・・・スイッチ、１５５Ａ，１５５Ｂ・・・磁場（Ｂ）
１６０・・・磁場発生手段、１６１・・・磁性部材、１６２ｓ１〜１６２ｓ３７・・・単位電磁石、１６３・・・電磁石用電源、１６４ａ１〜１６４ａ３７，１６４ｂ１〜１６４ｂ３７・・・スイッチ、１６５Ａ，１６５Ｂ・・・磁場（Ｂ）
２５０・・・磁場発生手段、２５１・・・磁性部材、２５２Ａ１〜Ｅ１，２５２Ａ２〜Ｅ２・・・電磁石、２５３・・・電磁石用電源、２５４Ａ〜２５４Ｅ・・・スイッチ、２５５Ａ，２５５Ｂ・・・磁場（Ｂ）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、めっき膜を形成する電解めっき装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電解めっき装置を用いて成膜を行う際には、めっき析出部への金属イオンの補給を円滑にして成膜速度を高くすること、さらには、めっき膜を均一化することなどを目的として、めっき浴内の撹拌が行われる。
【０００３】
従来の電解めっき装置では、めっき浴内の攪拌方式として、例えば、空気による撹拌（従来方式１）、被めっき物の移動による撹拌（従来方式２）、棒を用いた機械的な撹拌（従来方式３）などが用いられている。
【０００４】
また、上記の各攪拌方式以外に、磁場を利用した攪拌（従来方式４）も提案されている（例えば特許文献１参照）。図７は、従来の磁場を利用した攪拌方式（従来方式４）を示す電解めっき装置の構成図であり、電解めっき装置を側方（左右方向）から見た構成を模式的に示すものである。図７の電解めっき装置では、めっき浴１１（めっき槽１０に入れられためっき液）内に、めっき電源２２に接続されたアノード電極２０とカソード電極２１（被めっき物）とからなる電極部が配設され、カソード電極２１の反アノード電極側およびアノード電極２０の反カソード電極側にそれぞれ第１の磁極３０Ａ（Ｎ極またはＳ極）および第２の磁極３０Ｂ（Ｓ極またはＮ極）を配置した磁場発生手段（電磁石）３０を設けた構成となっている。そして、図７の電解めっき装置では、アノード電極２０・カソード電極２１間に発生する電場（Ｅ）２３と磁場発生手段（電磁石）３０から生成される磁場（Ｂ）３１とによりめっき浴１１中のイオンがローレンツ力を受け、めっき浴１１が撹拌される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２２５９９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のように、電解めっき装置におけるめっき浴内の攪拌方式として例えば従来方式１〜４が提案されているが、それぞれ次のような点が問題と考えられる。
（従来方式１における問題）
空気による攪拌を行う従来方式１では、汚れた空気などがめっき浴内に入る恐れがある、という問題が有る。
【０００７】
（従来方式２における問題）
被めっき物の移動による攪拌を行う従来方式２では、被めっき物の支持及び導電のための引っ掛け治具の枝骨に被めっき物が強固に結合されていないと、被めっき物の移動と共に被めっき物が揺れるので撹拌の効果が落ちてしまう、という問題が有る。
【０００８】
（従来方式３における問題）
棒を用いた機械的な攪拌を行う従来方式３では、イオンが十分に拡散しない、という問題が有る。
【０００９】
（従来方式４における問題）
従来方式４（図７）では、磁場を利用してめっき浴内の撹拌を行う方式であることにより、攪拌のために空気を送り込む必要がなく、また、被めっき物を移動させる必要もないため、少なくとも従来方式１および２における上述の各問題点は解消されている。しかしながら、従来方式４のような磁場分布の場合、めっき浴内のイオンの撹拌効果を高めるためには、磁場発生手段（電磁石）の回転や磁場発生手段（電磁石）による交流磁場の生成が必要となってくる。この点に関し、磁石を向かい合わせて配置するだけの直流磁場の構成では、イオンに働くローレンツ力が一定方向となってしまうため、撹拌効果としては不十分である。
【００１０】
このように、従来方式４では、攪拌効果を十分なものとするためには、磁場発生手段（電磁石）の回転や磁場発生手段（電磁石）による交流磁場の生成が必要となるので、電解めっき装置が複雑な構造となり、コストがかかる、という問題が有る。
【００１１】
また、従来方式１〜４では、被めっき物が複雑な構造をしている場合などでは、めっき膜厚が不均一になってしまうなどの問題もある。
また、さらに、電解めっき装置において高速でめっきを行う場合には、その成膜速度を高くするのに電流密度を上げる必要があり、そのためには、めっき浴濃度を高くする必要があるが、めっき浴濃度を高くすると、めっき液のコストが高くなってしまうという問題も有る。
【００１２】
従来技術における上述の点、特に従来方式４のような磁場を利用した攪拌方式が有している有利な点を考慮すると、電解めっき装置におけるめっき浴内の攪拌方式としては、磁場を利用した攪拌方式の更なる改良を図ることが適当と考えられる。
【００１３】
このため、本発明は、従来の磁場を利用した攪拌方式を改良し、簡素な構成の磁場発生手段でも効果的な攪拌により被めっき物のめっき膜厚を均一化することが可能であるとともに低濃度のめっき浴でも高速めっきが可能である電解めっき装置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】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明によれば、めっき浴内に，電極部を形成するアノード電極とカソード電極とを対向して配設し、アノード電極とカソード電極との間に電場を与えてめっきを行う電解めっき装置において、カソード電極の近傍領域に前記電場に対して直交する成分をもつ磁場を形成する磁場発生手段を，カソード電極の反アノード電極側に配設するとともに、前記磁場をカソード電極の面内方向に対して平行に移動させることのできる磁場移動手段を備えてなる構成とする（請求項１の発明）。
【００１５】
上記請求項１の発明によれば、カソード電極（被めっき物）の反アノード電極側に磁場発生手段を配設し、この磁場発生手段により、めっき浴（めっき槽に入れられためっき液）内におけるカソード電極の近傍領域に、アノード電極・カソード電極間の電場に対して直交する成分をもつ磁場を形成するようにしていることにより、めっき浴中のイオンにローレンツ力が働くことによってイオンが動き、それによって空いた空間に別の粒子が動いてくる流れにより、めっき浴を効果的に撹拌することができる。
【００１６】
また、上記請求項１の発明によれば、めっき浴全体における磁場分布は、磁場発生手段により形成される磁場によって、カソード電極の近傍領域が高磁場となる磁場分布となり、このような磁場分布がイオンに対する閉じ込め磁場として作用する。そのため、めっき浴内におけるイオンはカソード電極側に集まって、カソード電極の近傍領域でイオン濃度が高濃度になるという濃度分布が形成される。このため、低濃度のめっき浴中でも高濃度のめっき浴によるめっきと同様なめっき効果が得られ、低濃度のめっき浴でも高速めっきが可能となる。
【００１７】
なお、上記請求項１の発明によれば、磁場を利用した撹拌方式であることにより、攪拌のために空気を送り込む必要がないため、汚れた空気などがめっき浴内を汚染することがなく、また、被めっき物を移動させる必要がないため、被めっき物の揺れによって撹拌の効果が落ちてしまうこともなく、さらには、棒を用いた機械的な攪拌方式とは異なり、十分にイオンが拡散するような効果が得られる。
【００１８】
また、さらに、上記請求項１の発明によれば、磁場をカソード電極の面内方向に対して平行に移動させることができる。そして、磁場の移動により、めっき浴内におけるイオンが高濃度となる部分も移動し、その高濃度の部分では低濃度の部分よりもめっきの析出反応が促進される。このため、例えば表面に凹凸の多い被めっき物などにおけるめっきの析出しにくい箇所の近傍領域に高濃度の部分が移動するように磁場を移動させて、めっきの析出しにくい箇所でめっきの析出を促進するようにすることによって、被めっき物全体におけるめっき膜厚の均一性をより向上させることが可能となる。また、磁場の移動によって、被めっき物における任意の箇所を任意のめっき膜厚にすることも可能となる。
【００１９】
そして、上記請求項１に記載の電解めっき装置において、前記磁場発生手段は，１対の磁極として，中心部に配置される第１の磁極と，第１の磁極に対してカソード電極の面内方向に平行な方向での外径側に同心状に配置される第２の磁極とを備えており、中心部の第１の磁極の磁極面と外径側の第２の磁極の磁極面との間に磁場が形成される構成とするとよい（請求項２の発明）。
【００２０】
上記請求項２の発明によれば、磁場発生手段の中心部に配置される第１の磁極の磁極面と，第１の磁極に対してカソード電極の面内方向に平行な方向での外径側に同心状に配置される第２の磁極の磁極面との間に磁場が形成され、アノード電極・カソード電極間の電場に対して直交成分をもつ磁場分布となる。このような磁場によりローレンツ力を受けるめっき浴中のイオンは、カソード電極の面内方向と平行に円を描くようなサイクロイド運動をする。また、磁場の方向はめっき浴内の位置により異なるため、磁場によりイオンが受けるローレンツ力もその位置に応じて異なった方向に働く。このようにして、めっき浴が効果的に撹拌される。
【００２１】
また、上記請求項２の発明によれば、磁場発生手段は中心部の第１の磁極と外径側の第２の磁極とからなる簡素な構成でよく、この磁場発生手段をカソード電極の反アノード電極側に配設すればよいので、効果的な攪拌により被めっき物のめっき膜厚を均一化することが可能な電解めっき装置を低コストで実現することができる。
【００２２】
また、上記請求項１に記載の電解めっき装置において、前記磁場発生手段として、中央部の磁石と，中央部の磁石を中心として同心状に配置される複数の円環状の電磁石とを，カソード電極の面内方向と平行な面に配設するとともに、各円筒状の電磁石に励磁電流を供給する電磁石用電源と，各円筒状の電磁石への励磁電流の通流を制御する励磁用スイッチ回路とからなる励磁操作部を設け、前記励磁用スイッチ回路によって各円環状の電磁石の励磁電流通流状態の切り替えを行ない、中央部の磁石との組合せで磁場を形成する円環状の電磁石を切り替えることにより、磁場をカソード電極の面内方向に対して平行に移動させることができるようにしてなる構成とするとよい（請求項３の発明）。
【００２３】
上記請求項３の発明によれば、励磁用スイッチ回路によって中央部の磁石との組合せで磁場を形成する円環状の電磁石を切り替えることにより、機械的な移動機構なしで、磁場をカソード電極の面内方向に対して平行に移動させることができるので、磁場移動方式として好適である。
【００２４】
また、上記請求項１に記載の電解めっき装置において、前記磁場発生手段として、複数の単位電磁石をカソード電極の面内方向と平行な面に２次元的に並べて配設するとともに、 各単位電磁石に励磁電流を供給する電磁石用電源と，各単位電磁石への励磁電流の通流を制御する励磁用スイッチ回路とからなる励磁操作部を設け、前記励磁用スイッチ回路によって各単位電磁石の励磁電流通流状態の切り替えを行ない、磁場を形成する単位電磁石同士の組合せを切り替えることにより、磁場をカソード電極の面内方向に対して平行に移動させることができるようにしてなる構成とするとよい（請求項４の発明）。
【００２５】
上記請求項４の発明によれば、励磁用スイッチ回路によって磁場を形成する単位電磁石同士の組合せを切り替えることにより、機械的な移動機構なしで、磁場をカソード電極の面内方向に対して平行に移動させることができるので、磁場移動方式として好適である。
【００２６】
次に、本発明によれば、めっき浴内に，電極部を形成するアノード電極とカソード電極とを対向して配設し、アノード電極とカソード電極との間に電場を与えてめっきを行う電解めっき装置において、前記電極部は１対のアノード電極とアノード電極同士の間に配置されたカソード電極とからなるものであって、カソード電極の近傍領域に前記電場に対して直交する成分をもつ磁場を形成する磁場発生手段を，カソード電極の側面側に配設するとともに、前記磁場をカソード電極の面内方向に対して平行に移動させることのできる磁場移動手段を備えてなる構成としてもよい（請求項５の発明）。
【００２７】
上記請求項５の発明によれば、１対のアノード電極とアノード電極同士の間に配置されたカソード電極とからなる電極部構成のうち、カソード電極（被めっき物）の側面側に磁場発生手段を配設し、この磁場発生手段により、めっき浴（めっき槽に入れられためっき液）内におけるカソード電極の近傍領域に、アノード電極・カソード電極間の電場に対して直交する成分をもつ磁場を形成するようにしていることにより、めっき浴中のイオンにローレンツ力が働くことによってイオンが動き、それによって空いた空間に別の粒子が動いてくる流れにより、めっき浴を効果的に撹拌することができる。
【００２８】
また、上記請求項５の発明によれば、カソード電極の一方の側面側に配置された第１の磁極の磁極面から他方の側面側に配置された第２の磁極の磁極面に直線的に向う磁場が形成され、アノード電極・カソード電極間の電場に対して直交成分をもつ磁場分布となる。そして、カソード電極の一方面と他方面とで、それぞれ対向するアノード電極との間に形成される電場の方向が逆方向であることにより、イオンが受けるローレンツ力の向きも逆方向となるため、イオンがカソード電極の周りを循環するような流れ、すなわち、イオンがカソード電極の一方面側のめっき浴領域と他方面側のめっき浴領域との間で循環するような流れが作り出され、これにより、カソード電極（被めっき物）の近傍領域におけるめっき浴の撹拌効果が高いものとなる。
【００２９】
また、さらに、上記請求項５の発明によれば、上記請求項１の発明と同様に、めっき浴全体における磁場分布は、磁場発生手段により形成される磁場によって、カソード電極の近傍領域が高磁場となる磁場分布となり、このような磁場分布がイオンに対する閉じ込め磁場として作用する。そのため、めっき浴内におけるイオンはカソード電極側に集まって、カソード電極の近傍領域でイオン濃度が高濃度になるという濃度分布が形成される。このため、低濃度のめっき浴中でも高濃度のめっき浴によるめっきと同様なめっき効果が得られ、低濃度のめっき浴でも高速めっきが可能となる。
【００３０】
なお、上記請求項５の発明によれば、上記請求項１の発明と同様に、磁場を利用した撹拌方式であることにより、攪拌のために空気を送り込む必要がないため、汚れた空気などがめっき浴内を汚染することがなく、また、被めっき物を移動させる必要がないため、被めっき物の揺れによって撹拌の効果が落ちてしまうこともなく、さらには、棒を用いた機械的な攪拌方式とは異なり、十分にイオンが拡散するような効果が得られる。
【００３１】
また、さらに、上記請求項５の発明によれば、上記請求項１の発明と同様に、磁場をカソード電極の面内方向に対して平行に移動させることができる。そして、磁場の移動により、めっき浴内におけるイオンが高濃度となる部分も移動し、その高濃度の部分では低濃度の部分よりもめっきの析出反応が促進される。このため、例えば表面に凹凸の多い被めっき物などにおけるめっきの析出しにくい箇所の近傍領域に高濃度の部分が移動するように磁場を移動させて、めっきの析出しにくい箇所でめっきの析出を促進するようにすることによって、被めっき物全体におけるめっき膜厚の均一性をより向上させることが可能となる。また、磁場の移動によって、被めっき物における任意の箇所を任意のめっき膜厚にすることも可能となる。
【００３２】
また、上記請求項５に記載の電解めっき装置において、前記磁場発生手段として、２つの電磁石を，カソード電極を側方の両側から挟み込む位置関係で互いに異なる極性の磁極面同士が対向するように配置してなる電磁石対を、カソード電極の面内方向と平行な方向に沿って複数並べて配設するとともに、各電磁石対に励磁電流を供給する電磁石用電源と，各電磁石対への励磁電流の通流を制御する励磁用スイッチ回路とからなる励磁操作部を設け、前記励磁用スイッチ回路によって各電磁石対の励磁電流通流状態の切り替えを行ない、磁場を形成する電磁石対を切り替えることにより、磁場をカソード電極の面内方向に対して平行に移動させることができるようにしてなる構成とするとよい（請求項６の発明）。
【００３３】
上記請求項６の発明によれば、励磁用スイッチ回路によって磁場を形成する電磁石対を切り替えることにより、機械的な移動機構なしで、磁場をカソード電極の面内方向に対して平行に移動させることができるので、磁場移動方式として好適である。
【００３４】
また、上記請求項１ないし６のいずれか１項に記載の電解めっき装置において、前記磁場発生手段により形成される磁場は、交流磁場である構成とするとよい（請求項７の発明）。
【００３５】
上記請求項７の発明によれば、アノード電極・カソード電極間の電場との組合せでめっき浴中のイオンにローレンツ力を及ばす磁場が交流磁場であることにより、めっき浴中のイオンの受けるローレンツ力の向きが周期的に入れ替わることによる乱流効果によって、被めっき物における凹凸の有る部分も含めためっき膜厚の均一性をより向上させることができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、電解めっき装置におけるめっき浴の攪拌方式として、簡素な構成の磁場発生手段でも効果的な攪拌により被めっき物のめっき膜厚を均一化することが可能になるとともに低濃度のめっき浴でも高速めっきが可能になる。
【００３７】
また、本発明によれば、被めっき物が複雑な構造をしている場合でも、めっきの析出しにくい箇所の近傍領域にイオンが高濃度となる部分が移動するように磁場を移動させて、めっきの析出を促進することによって、被めっき物全体におけるめっき膜厚の均一性をより向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施例１による電解めっき装置を示す構成図
【図２】実施例１の電解めっき装置における攪拌方式の原理を示す説明図
【図３】実施例１における磁場移動方式の異なる構成例を示す図
【図４】実施例１における磁場移動方式のさらに異なる構成例を示す図
【図５】本発明の実施例２による電解めっき装置を示す構成図
【図６】実施例２における磁場移動方式の異なる構成例を示す図
【図７】従来の電解めっき装置を示す構成図
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、本発明の実施形態を図１〜図６に示す実施例に基づいて説明する。同一の構成要素については、同一の符号を付け、重複する説明は省略する。なお、本発明は、下記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲内で適宜変形して実施することができるものである。
［本発明の実施形態］
本発明は、めっき浴内に，電極部を形成するアノード電極とカソード電極とを対向して配設し、アノード電極とカソード電極との間に電場を与えてめっきを行う電解めっき装置において、めっき浴内の攪拌方式として、カソード電極の近傍領域にアノード電極・カソード電極間の電場に対して直交する成分をもつ磁場を形成する磁場発生手段を設け、上記磁場によるローレンツ力がめっき浴中のイオンに与える力によって，カソード電極のアノード電極側の全面にわたってめっき浴が攪拌されるようにしてなる構成とし、さらには、上記磁場をカソード電極の面内方向に対して平行に移動させることのできる磁場移動手段を備えてなる構成としたものである。
【００４０】
そして、本発明による攪拌方式の構成では、簡素な構成の磁場発生手段でも効果的な攪拌により被めっき物のめっき膜厚を均一化することが可能になるとともに低濃度のめっき浴でも高速めっきが可能になる。
【００４１】
また、本発明では、上記磁場移動手段を備えていることにより、被めっき物が複雑な構造をしている場合でも、めっきの析出しにくい箇所の近傍領域にイオンが高濃度となる部分が移動するように磁場を移動させて、めっきの析出を促進することによって、被めっき物全体におけるめっき膜厚の均一性をより向上させることが可能となる。
【実施例１】
【００４２】
（イ）図１は本発明の実施例１による電解めっき装置を示す構成図であり、電解めっき装置を側方（水平方向）から見た構成を模式的に示すものである。図１に示すように、実施例１の電解めっき装置は、めっき浴１１（めっき槽１０に入れられためっき液）内に、めっき電源２２に接続されたアノード電極２０とカソード電極２１（被めっき物）とからなる電極部が配設され、この電極部のうちカソード電極２１の反アノード電極側に第１の磁極１３０Ａおよび第２の磁極１３０Ｂを備えた磁場発生手段１３０を設けてなる構成となっている。
【００４３】
磁場発生手段１３０は、後述の図２（ｂ）に示されているように、中心部に配置される第１の磁極（Ｎ極またはＳ極）１３０Ａに対してカソード電極２１の面内方向に平行な方向での外径側に同心状に第２の磁極（Ｓ極またはＮ極）１３０Ｂを配置した構造となっている。磁場発生手段１３０における第１の磁極１３０Ａおよび第２の磁極１３０Ｂは磁極保持部１３０Ｃにより保持固定されている。磁極保持部１３０Ｃ内においては、第１の磁極１３０Ａと第２の磁極１３０Ｂとの間に図示されない磁気回路部が設けられている。
【００４４】
なお、実施例１の電解めっき装置では、磁場発生手段１３０としては、永久磁石を用いてもよく、電磁石を用いてもよい。また、電磁石を用いた場合の磁場発生手段１３０としては、直流磁場を発生させる構成および交流磁場を発生させる構成のいずれも適用することができる。
（ロ）実施例１の電解めっき装置では、アノード電極２０・カソード電極２１間に発生する電場（Ｅ）２３と、磁場発生手段１３０から生成される，上記電場（Ｅ）２３に対して直交する成分をもつ磁場（Ｂ）１３１とによりめっき浴１１中のイオンがローレンツ力を受け、めっき浴１１が撹拌される。そして、実施例１の電解めっき装置においては、磁場発生手段１３０として永久磁石を用いる構成や電磁石で直流磁場を発生させる構成であっても、攪拌効果を十分なものとすることができる。
【００４５】
図２は、実施例１の電解めっき装置における攪拌方式の原理を示す説明図である。図２（ａ）〜（ｂ）に示されるように、実施例１の電解めっき装置では、中心部に配置される第１の磁極（Ｎ極またはＳ極）１３０Ａに対してカソード電極２１の面内方向に平行な方向での外径側に同心状に第２の磁極（Ｓ極またはＮ極）１３０Ｂを配置した構造の磁場発生手段１３０による磁場、すなわち、中心部の第１の磁極１３０Ａの磁極面と外径側の第２の磁極１３０Ｂの磁極面との間に形成される磁場を用いている。これによって、実施例１の電解めっき装置では、磁場発生手段の回転や磁場発生手段（電磁石）による交流磁場の印加などがなくとも、ローレンツ力１４２によってイオン４１にカソード電極２１の面内方向と平行に円を描くようなサイクロイド運動をさせることができ、これにより、簡素な構成の磁場発生手段によって、めっき浴の攪拌を効果的に行うことができる。
【００４６】
また、図２（ｃ）に示されるように、イオン４１は、磁力線１４３に沿ってラーマー運動を行う。このラーマー運動では、荷電粒子の運動は磁場が強いほど回転半径が小さくなるため、めっき浴１１内における高磁場の位置ほどイオン濃度が高くなる。
【００４７】
そして、実施例１の電解めっき装置では、めっき浴１１全体における磁場分布は、磁場発生手段１３０により形成される磁場によって、カソード電極２１の近傍領域が高磁場となる磁場分布となり、このような磁場分布がイオンに対する閉じ込め磁場として作用する。そのため、めっき浴１１内におけるイオンはカソード電極１１側に集まって、カソード電極２１の近傍領域でイオン濃度が高濃度になるという濃度分布が形成される。このため、低濃度のめっき浴中でも高濃度のめっき浴によるめっきと同様なめっき効果が得られ、低濃度のめっき浴でも高速めっきが可能となる。
【００４８】
なお、交流磁場発生手段１３０による磁場を交流磁場とした構成では、めっき浴中のイオンの受けるローレンツ力の向きが周期的に入れ替わることによる乱流効果によって、被めっき物における凹凸の有る部分も含めためっき膜厚の均一性をより向上させることができるようになる。
（ハ）また、さらに、実施例１の電解めっき装置では、磁場発生手段１３０における磁極保持部１３０Ｃと機械的に係合してなる磁場発生手段用移動装置１３２を設け、これにより、磁場発生手段１３０をカソード電極（被めっき物）２１の面内方向に対して平行に移動させることができるようにしている。磁場発生手段１３０の移動に伴い、磁場もカソード電極（被めっき物）２１の面内方向に対して平行に移動することにより、めっき浴１１内におけるイオンが高濃度となる部分も移動し、その高濃度の部分では低濃度の部分よりもめっきの析出反応が促進される。このため、例えば表面に凹凸の多い被めっき物などにおけるめっきの析出しにくい箇所の近傍領域に高濃度の部分が移動するように磁場発生手段１３０を移動させて、めっきの析出しにくい箇所でめっきの析出を促進するようにすることによって、被めっき物全体におけるめっき膜厚の均一性をより向上させることが可能となる。また、磁場発生手段１３０の移動によって、被めっき物における任意の箇所を任意のめっき膜厚にすることも可能となる。
（ニ）なお、実施例１における磁場移動方式として、磁場発生手段１３０における磁極保持部１３０Ｃと機械的に係合してなる磁場発生手段用移動装置１３２を設けた構成を示したが、磁場移動方式は上記構成に限定されるものではなく、例えば、次のような構成を適用することもできる。
【００４９】
（ａ）図３は、本発明の実施例１における磁場移動方式の異なる構成例を示す図であって、図３（ａ）は本構成例における磁場発生手段１５０の側断面図であり、図３（ｂ）は磁場発生手段１５０の平面図（図３（ａ）におけるＰ１矢視図）であり、図３（ｃ）は磁場発生手段１５０を構成する各電磁石のための励磁操作部の一例を原理的に示す回路図である。
【００５０】
図３（ａ）に示すように、本構成例における磁場発生手段１５０は、電磁石１５２，１５２Ａ，１５２Ｂ，１５２Ｃが磁気回路を形成するための平板状の磁性部材１５１上に設けられた構成であり、電磁石１５２の例えばＳ極側および電磁石１５２Ａ，１５２Ｂ，１５２Ｃの例えば各Ｎ極側が磁性部材１５１側に接するように配置されている。なお、図３（ａ）における電磁石１５２，１５２Ａ，１５２Ｂ，１５２Ｃにそれぞれ「Ｓ」および「Ｎ」の極性を記載しているが、これは各電磁石の励磁状態での極性を示すものである。そして、本構成例における磁場発生手段１５０は、各電磁石の反磁性部材１５１側の磁極面が図１におけるカソード電極（被めっき物）２１と対向するようにして配設されるものであり、磁性部材１５１の板面がカソード電極２１の面内方向と平行とされている。
【００５１】
電磁石１５２は、図３（ｂ）に示すように、例えば概略円柱状の電磁石として構成される。一方、電磁石１５２Ａ，１５２Ｂ，１５２Ｃは、図３（ｂ）に示すように、電磁石１５２を中心として同心状に配置される円環状の電磁石として構成される。そして、さらに電磁石１５２Ａ，１５２Ｂ，１５２Ｃは、より具体的な構成としては、それぞれ、図３（ｂ）に示されるように、複数個（図では６個）の部分的な円弧状に分割された形状の電磁石１５２Ａｓ１〜１５２Ａｓ６、１５２Ｂｓ１〜１５２Ｂｓ６、１５２Ｃｓ１〜１５２Ｃｓ６（以下「単位電磁石」とも称する）を円環状に組合せるとともに各単位電磁石を直列または並列に接続してなる電磁石群として構成される。
【００５２】
なお、中心部に位置する電磁石１５２には永久磁石を用いてもよい。また、円環状の電磁石１５２Ａ，１５２Ｂ，１５２Ｃを構成する単位電磁石の形状は、図３（ｂ）に示すような円弧状に限定されるものではなく、方形状（３次元形状としては四角柱状）など他の形状であってもよく、複数の単位電磁石を組合せて概略円環状の電磁石群を形成することができればよい。また、さらに、円環状の電磁石１５２Ａ，１５２Ｂ，１５２Ｃをそれぞれ構成する単位電磁石の個数（分割数）は、図３（ｂ）に示した６個に限定されるものではない。
【００５３】
そして、図３（ｃ）に示すように、電磁石用電源１５３の正極ＶＰおよび負極ＶＮからの直流の励磁電流が、スイッチ１５４，１５４Ａ，１５４Ｂ，１５４Ｃよりなる励磁用スイッチ回路を介して、電磁石１５２，１５２Ａ，１５２Ｂ，１５２Ｃに供給されるようにして、励磁操作部が構成されている。ここで、電磁石１５２Ａ，１５２Ｂ，１５２Ｃは、それぞれ上記のように複数個の単位電磁石を直列または並列に接続した電磁石群となっているが、図３（ｃ）では、それぞれ１つの電磁石として図示している。なお、図３（ｃ）は励磁操作部の一例を示すものであって、本発明は図３（ｃ）の構成に限定されるものではない。
【００５４】
図３の構成例における磁場の移動は次のようにして行う。すなわち、図３（ｃ）に示すように、スイッチ１５４，１５４Ａをオンして電磁石１５２，１５２Ａを励磁するとともに、スイッチ１５４Ｂ，１５４Ｃをオフして電磁石１５２Ｂ，１５２Ｃを非励磁とした状態では、図３（ａ）に示すように、中心部の電磁石１５２の磁極面（例えばＮ極）と外径側の電磁石１５２Ａの磁極面（例えばＳ極）との間に実線で示す磁場（Ｂ）１５５Ａが形成される。
【００５５】
この状態から、図３（ｃ）においてスイッチ１５４，１５４Ｂをオンして電磁石１５２，１５２Ｂを励磁するとともに、スイッチ１５４Ａ，１５４Ｃをオフして電磁石１５２Ａ，１５２Ｃを非励磁とした状態に切り替えると、図３（ａ）に示すように、中心部の電磁石１５２の磁極面（例えばＮ極）と外径側の電磁石１５２Ｂの磁極面（例えばＳ極）との間に破線で示す磁場（Ｂ）１５５Ｂが形成される状態に切り替わるので、これに伴い、磁場発生手段１５０による磁場が電磁石１５２を中心として外径側に拡がるように移動し、磁場と電場とが直交する領域が外径側に移動する。そして、このような磁場の移動により、めっき浴１１内におけるイオンが高濃度となる部分を移動させることができる。
【００５６】
上述のように、図３の構成例は、複数の電磁石をオンオフさせて磁場のパターンを切り替えることに磁場を移動させる方式であって、磁場発生手段として、（図１および図３（ａ）〜図３（ｂ）に示すように）中央部の磁石（電磁石または永久磁石）と，中央部の磁石（電磁石または永久磁石）を中心として同心状に配置される複数の円環状の電磁石とを，カソード電極２１の面内方向と平行な面に配設するとともに、各円筒状の電磁石に励磁電流を供給する電磁石用電源と，各円筒状の電磁石への励磁電流の通流を制御する励磁用スイッチ回路とからなる励磁操作部を設けたものである。そして、図３の構成例は、励磁用スイッチ回路でのスイッチ操作によって各円環状の電磁石の励磁電流通流状態の切り替えを行ない、中央部の磁石（電磁石または永久磁石）との組合せで磁場を形成する円環状の電磁石を切り替えることにより、機械的な移動機構なしで、磁場をカソード電極２１の面内方向に対して平行に移動させることができるので、本発明の実施例１における磁場移動方式として好適である。
【００５７】
なお、図３の構成例では、図３（ａ）〜図３（ｃ）に示す、中央部の磁石も電磁石とした構成において、電磁石用電源１５３を交流電源として、中央部の電磁石の磁極面と各円環状の電磁石の磁極面との間に交流磁場が形成されるようにしてもよい。
【００５８】
（ｂ）図４は、本発明の実施例１における磁場移動方式のさらに異なる構成例を示す図であって、図４（ａ）は本構成例における磁場発生手段１６０の側断面図であり、図４（ｂ）は磁場発生手段１６０の平面図（図４（ａ）におけるＰ２矢視図）であり、図４（ｃ）は磁場発生手段１６０を構成する各電磁石のための励磁操作部の一例を原理的に示す回路図である。
【００５９】
図４（ａ）〜図４（ｂ）に示すように、本構成例における磁場発生手段１６０は、複数個（図では３７個）の例えば概略六角柱状の電磁石１６２ｓ１〜１６２ｓ３７（以下「単位電磁石」とも称する）が磁気回路を形成するための平板状の磁性部材１６１上に２次元的に稠密に（すなわち蜂の巣の断面状に）並べるようにして設けられた構成であり、各電磁石の一方側の磁極面が磁性部材１６１側に接するように配置されている。なお、単位電磁石１６２ｓ１〜１６２ｓ３７の形状は、図４（ｂ）に示すような六角柱状に限定されるものではなく、磁性部材１６１上に２次元的に稠密に並べるのに適合した形状であればよい。本構成例における磁場発生手段１６０は、各単位電磁石の反磁性部材１６１側の磁極面が図１におけるカソード電極（被めっき物）２１と対向するようにして配設されるものであり、磁性部材１６１の板面がカソード電極２１の面内方向と平行とされている。ここで、以下の説明では、単位電磁石１６２ｓ１〜１６２ｓ３７の各励磁コイルはいずれも同じ極性に巻回されているものとする。また、図４（ｂ）における「１」〜「３７」の数字は、単位電磁石１６２ｓ１〜１６２ｓ３７を示す略号として記載したものである。
【００６０】
そして、図４（ｃ）に示すように、電磁石用電源１６３の正極ＶＰおよび負極ＶＮからの直流の励磁電流が、単位電磁石ごとに設けられたスイッチ対、すなわち、「スイッチ１６４ａ１，１６４ｂ１」〜「スイッチ１６４ａ３７，１６４ｂ３７」よりなる励磁用スイッチ回路を介して、単位電磁石１６２ｓ１〜電磁石１６２ｓ３７に供給されるようにして、励磁操作部が構成されている。ここで、上記スイッチ対を構成する２つのスイッチ、例えば単位電磁石１６２ｓ１９に対応するスイッチ１６４ａ１９，１６４ｂ１９は、それぞれ「正極ＶＰとの接続」、「負極ＶＮとの接続」および「非接続」の３状態を選択できる接点構成となっており、これらのスイッチの操作により、「単位電磁石に第１の極性の電流が通流する」状態と、「単位電磁石に第２の極性の電流が通流する」状態と、「単位電磁石に電流が通流しない」状態とを選択することができるものとなっている。なお、図４（ｃ）は励磁操作部の一例を示すものであって、本発明は図４（ｃ）の構成に限定されるものではない。
【００６１】
図４の構成例における磁場の移動は次のようにして行う。すなわち、図４（ｃ）に示すように、各スイッチを操作して、磁性部材１６１の中央部に配置された単位電磁石１６２ｓ１９には「Ｉｓ１９」で図示する極性の励磁電流が通流するとともに、単位電磁石１６２ｓ１９を囲うように隣接して同心状に配置された６個の単位磁石（１６２ｓ１２，１６２ｓ１３，１６２ｓ１８，１６２ｓ２０，１６２ｓ２５，１６２ｓ２６）にはそれぞれ「Ｉｓ１９」とは逆極性の励磁電流（例えば「Ｉｓ２０」）が通流するようにし、さらに、上記７個以外の単位電磁石には励磁電流が通流しないようにする。この状態では、単位電磁石１６２ｓ１９の反磁性部材１６１側の磁極面が例えばＮ極である場合には、単位電磁石１６２ｓ１９を囲む６個の単位磁石の反磁性部材１６１側の磁極面はいずれも逆極性のＳ極となるので、図４（ａ）に示すように、単位電磁石１６２ｓ１９の磁極面（例えばＮ極）とその外径側の６個の単位電磁石（１６２ｓ１２，１６２ｓ１３，１６２ｓ１８，１６２ｓ２０，１６２ｓ２５，１６２ｓ２６）の磁極面（例えばＳ極）との間に実線で示す磁場（Ｂ）１６５Ａが形成される。
【００６２】
上記の状態から、図４（ｃ）において各スイッチを操作して、単位電磁石１６２ｓ１７の反磁性部材１６１側の磁極面が例えばＮ極となるとともに単位電磁石１６２ｓ１７を囲む６個の単位磁石（１６２ｓ１０，１６２ｓ１１，１６２ｓ１６，１６２ｓ１８，１６２ｓ２３，１６２ｓ２４）の反磁性部材１６１側の磁極面がいずれも逆極性のＳ極となり、さらに、上記７個以外の単位電磁石は非励磁で磁極が形成されないようにした場合、図４（ａ）に示すように、単位電磁石１６１ｓ１７の磁極面（例えばＮ極）とその外径側の６個の単位電磁石（１６２ｓ１０，１６２ｓ１１，１６２ｓ１６，１６２ｓ１８，１６２ｓ２３，１６２ｓ２４）の磁極面（例えばＳ極）との間に破線で示す磁場（Ｂ）１６５Ｂが形成されることになる。そして、これに伴い、磁場発生手段１６０による磁場が、カソード電極（被めっき物）２１の面内方向に対して平行に移動し、磁場と電場とが直交する領域が移動する。そして、このような磁場の移動により、めっき浴１１内におけるイオンが高濃度となる部分を移動させることができる。また、上述のように、励磁用スイッチ回路による切り替え操作の前後で磁場を形成する単位電磁石同士の相対的位置関係が保持されるようにすれば、磁場の移動の前後で磁場の形状が変わらないようにすることができる。
【００６３】
なお、図３の構成例は磁場発生手段１５０による磁場の中心位置が磁石１５２の位置に固定された構成となっているのに対して、図４の構成例は、単位電磁石１６２ｓ１〜１６２ｓ３７に対する励磁操作により磁場を任意の位置に移動させることができるので、被めっき物における任意の箇所を任意のめっき膜厚にする上でより好適である。
【００６４】
上述のように、図４の構成例は、複数の電磁石のオンオフおよび極性切替によって磁場のパターンを切り替えることにより磁場を移動させる方式であって、磁場発生手段として、（図１および図４（ａ）〜図４（ｂ）に示すように）複数の単位電磁石をカソード電極２１の面内方向と平行な面に２次元的に並べて配設するとともに、各単位電磁石に励磁電流を供給する電磁石用電源と，各単位電磁石への励磁電流の通流を制御する励磁用スイッチ回路とからなる励磁操作部を設けたものである。そして、図４の構成例は、励磁用スイッチ回路でのスイッチ操作によって、各単位電磁石の励磁電流通流状態の切り替え、すなわち「第１の極性の電流が通流する」状態と，「第２の極性の電流が通流する」状態と，「電流が通流しない」状態との３つの状態間での切り替えを行ない、磁場を形成する単位電磁石同士の組合せを切り替えることにより、機械的な移動機構なしで、磁場をカソード電極２１の面内方向に対して平行に移動させることができるので、本発明の実施例１における磁場移動方式として好適である。
【００６５】
なお、図４の構成例では、図４（ａ）〜図４（ｃ）に示す構成において、電磁石用電源１６３を交流電源として、単位電磁石同士の磁極面の間に交流磁場が形成されるようにしてもよい。
【実施例２】
【００６６】
（イ）図５は本発明の実施例２による電解めっき装置を示す構成図であり、電解めっき装置を上方（垂直方向）から見た構成を模式的に示すものである。図５に示すように、実施例２の電解めっき装置は、めっき浴１１（めっき槽１０に入れられためっき液）内に、めっき電源２２に接続された，１対のアノード電極２０，２０とアノード電極同士の間に配置されたカソード電極２１とからなる電極部が配設され、この電極部のうちカソード電極（被めっき材）２１の両方の側面側（左右の側面側）に第１の磁極２３０Ａおよび第２の磁極２３０Ｂを配置した磁場発生手段２３０を設けてなる構成となっている。なお、実施例２の電解めっき装置における磁場発生手段２３０の第１の磁極２３０Ａおよび第２の磁極２３０Ｂの配置箇所は、図５とは異なる配置箇所、すなわち、カソード電極（被めっき材）２１の上下の側面側としてもよい。
【００６７】
磁場発生手段２３０における第１の磁極２３０Ａおよび第２の磁極２３０Ｂは磁極保持部２３０Ｃにより保持固定されている。磁極保持部２３０Ｃ内においては、第１の磁極２３０Ａと第２の磁極２３０Ｂとの間に図示されない磁気回路部が設けられている。
【００６８】
なお、実施例２の電解めっき装置では、実施例１の電解めっき装置と同様に、磁場発生手段２３０としては、永久磁石を用いてもよく、電磁石を用いてもよい。また、電磁石を用いた場合の磁場発生手段２３０としては、直流磁場を発生させる構成および交流磁場を発生させる構成のいずれも適用することができる。
（ロ）実施例２の電解めっき装置では、アノード電極２０・カソード電極２１間に発生する電場（Ｅ）２３と、磁場発生手段２３０から生成される，上記電場（Ｅ）２３に対して直交する成分をもつ磁場（Ｂ）２３１とによりめっき浴１１中のイオンがローレンツ力を受け、めっき浴１１が撹拌される。そして、実施例２の電解めっき装置においては、実施例１の電解めっき装置と同様に、磁場発生手段２３０として永久磁石を用いる構成や電磁石で直流磁場を発生させる構成であっても、攪拌効果を十分なものとすることができる。
【００６９】
なお、実施例２の電解めっき装置は、１対のアノード電極２０，２０とアノード電極同士の間に配置されたカソード電極２１（被めっき物）とからなる電極部構成になっているので、一度のめっき工程で被めっき物の両面にめっきを付着させたい場合には特に好適である。
【００７０】
実施例２の電解めっき装置では、実施例１の電解めっき装置と同様に、めっき浴１１全体における磁場分布は、磁場発生手段２３０により形成される磁場によって、カソード電極２１の近傍領域が高磁場となる磁場分布となり、このような磁場分布がイオンに対する閉じ込め磁場として作用する。そのため、めっき浴１１内におけるイオンはカソード電極１１側に集まって、カソード電極２１の近傍領域でイオン濃度が高濃度になるという濃度分布が形成される。このため、低濃度のめっき浴中でも高濃度のめっき浴によるめっきと同様なめっき効果が得られ、低濃度のめっき浴でも高速めっきが可能となる。
【００７１】
また、実施例２の電解めっき装置では、磁場発生手段２３０による磁場が、カソード電極２１の一方の側面側に配置された第１の磁極２３０Ａの磁極面から他方の側面側に配置された第２の磁極２３０Ｂの磁極面に直線的に向う磁場であることにより、実施例１の電解めっき装置とは異なり、ローレンツ力によってイオンにカソード電極２１の面内方向と平行に円を描くようなサイクロイド運動をさせることはできない。一方、実施例２の電解めっき装置においては、カソード電極２１の一方面（図５における左側のアノード電極２０に対向する面）と他方面（図５における右側のアノード電極２０に対向する面）とで、それぞれ対向するアノード電極２０，２０との間に形成される電場（Ｅ）２３の方向が逆方向であることにより、イオンが受けるローレンツ力の向きも逆方向となるため、イオンがカソード電極（被めっき物）２１の周りを循環するような流れ、すなわち、イオンがカソード電極２１の一方面側のめっき浴領域と他方面側のめっき浴領域との間で循環するような流れ（図５における「イオンの流れ方向２４４」参照）が作り出され、これにより、カソード電極（被めっき物）２１の近傍領域におけるめっき浴の撹拌効果が高いものとなっている。
【００７２】
なお、交流磁場発生手段２３０による磁場を交流磁場とした構成では、めっき浴中のイオンの受けるローレンツ力の向きが周期的に入れ替わることによる乱流効果によって、被めっき物における凹凸の有る部分も含めためっき膜厚の均一性をより向上させることができるようになる。
（ハ）また、実施例２の電解めっき装置でも、実施例１の電解めっき装置と同様に、磁場発生手段２３０における磁極保持部２３０Ｃと機械的に係合してなる磁場発生手段用移動装置２３２を設け、これにより、磁場発生手段２３０をカソード電極（被めっき物）２１の面内方向に対して平行に移動させることができるようにしている。磁場発生手段２３０の移動に伴い、磁場もカソード電極（被めっき物）２１の面内方向に対して平行に移動することにより、めっき浴１１内におけるイオンが高濃度となる部分も移動し、その高濃度の部分では低濃度の部分よりもめっきの析出反応が促進される。このため、例えば表面に凹凸の多い被めっき物などにおけるめっきの析出しにくい箇所の近傍領域に高濃度の部分が移動するように磁場発生手段２３０を移動させて、めっきの析出しにくい箇所でめっきの析出を促進するようにすることによって、被めっき物全体におけるめっき膜厚の均一性をより向上させることが可能となる。また、磁場発生手段２３０の移動によって、被めっき物における任意の箇所を任意のめっき膜厚にすることも可能となる。
（ニ）なお、実施例２における磁場移動方式として、磁場発生手段２３０における磁極保持部２３０Ｃと機械的に係合してなる磁場発生手段用移動装置２３２を設けた構成を示したが、磁場移動方式は上記構成に限定されるものではなく、例えば、次のような構成を適用することもできる。
【００７３】
（ａ）図６は、本発明の実施例２における磁場移動方式の異なる構成例を示す図であって、図６（ａ）は本構成例における磁場発生手段２５０の側断面図であり、図６（ｂ）は磁場発生手段２５０を構成する各電磁石のための励磁操作部の一例を原理的に示す回路図である。そして、図６（ａ）のＰ３矢視方向が、電解めっき装置を上方（垂直方向）から見た方向（図５における紙面の奥行き方向）に対応する。
【００７４】
図６（ａ）に示すように、本構成例における磁場発生手段２５０は、電磁石２５２Ａ１〜２５２Ｅ１、２５２Ａ２〜２５２Ｅ２が磁気回路を形成するための概略コの字状の磁性部材２５１上に設けられた構成であり、電磁石２５２Ａ１〜２５２Ｅ１の例えば各Ｎ極側および電磁石２５２Ａ２〜２５２Ｅ２の例えば各Ｓ極側が磁性部材２５１側に接するように配置されている。そして、電磁石２５２Ａ１，２５２Ａ２、電磁石２５２Ｂ１，２５２Ｂ２、電磁石２５２Ｃ１，２５２Ｃ２、電磁石２５２Ｄ１，２５２Ｄ２、および電磁石２５２Ｅ１，２５２Ｅ２がそれぞれ互いに対向する電磁石対を形成するように配置されている。なお、図６（ａ）における各電磁石にそれぞれ「Ｓ」および「Ｎ」の極性を記載しているが、これは、各電磁石の励磁状態での極性をそれぞれ示すものである。また、本構成例における磁場発生手段２５０は、電磁石２５２Ａ１〜２５２Ｅ１の例えば各Ｓ極側の磁極面および電磁石２５２Ａ２〜２５２Ｅ２の例えば各Ｎ極側の磁極面が図５におけるカソード電極（被めっき物）２１の側方端と対向するようにして配設される。
【００７５】
電磁石２５２Ａ１〜２５２Ｅ１、２５２Ａ２〜２５２Ｅ２は、いずれも例えば概略円柱状あるいは概略角柱状の電磁石として構成される。なお、図６は電磁石対を５対設けた構成を示しているが、本発明は図６の構成に限定されるものではない。
【００７６】
そして、図６（ｂ）に示すように、電磁石用電源２５３の正極ＶＰおよび負極ＶＮからの直流の励磁電流が、スイッチ２５４Ａ〜スイッチ２５４Ｅよりなる励磁操作用スイッチ回路を介して、電磁石対２５２Ａ１，２５２Ａ２〜電磁石対２５２Ｅ，２５２Ｅ２に供給されるようにして、励磁操作部が構成されている。なお、図６（ｂ）は励磁操作部の一例を示すものであって、本発明は図６（ｂ）の構成に限定されるものではない。
【００７７】
図６の構成例における磁場の移動は次のようにして行う。すなわち、図６（ｂ）に示すように、スイッチ２５４Ｃをオンして電磁石対２５２Ｃ１，２５２Ｃ２を励磁するとともに、その他のスイッチをオフしてその他の電磁石対を非励磁とした状態では、図６（ａ）に示すように、電磁石２５２Ｃ１の磁極面（図ではＳ極）と電磁石２５２Ｃ２の磁極面（図ではＮ極）との間に実線で示す磁場（Ｂ）２５５Ａが形成される。
【００７８】
上記の状態から、例えば図６（ｂ）においてスイッチ２５４Ｄをオンして電磁石対２５２Ｄ１，２５２Ｄ２を励磁するとともに、その他のスイッチをオフしてその他の電磁石対を非励磁とした状態に切り替えると、図６（ａ）に示すように、電磁石２５２Ｄ１の磁極面（図ではＳ極）と電磁石２５２Ｄ２の磁極面（図ではＮ極）との間に破線で示す磁場（Ｂ）２５５Ｂが形成される状態に切り替わるので、これに伴い、磁場発生手段２５０による磁場がカソード電極（被めっき物）２１の面内方向に対して平行に移動し、これにより、磁場と電場とが直交する領域が移動する。そして、このような磁場の移動により、めっき浴１１内におけるイオンが高濃度となる部分を移動させることができる。
【００７９】
上述のように、図６の構成例は、複数の電磁石対をオンオフさせて磁場を移動させる方式であって、磁場発生手段として、２つの電磁石（例えば２５２Ａ１，２５２Ａ２）を，（図５および図６（ａ）に示すように）カソード電極２１を側方の両側から挟み込む位置関係で互いに異なる極性の磁極面同士が対向するように配置してなる電磁石対を、カソード電極２１の面内方向と平行な方向に沿って複数並べて配設するとともに、各電磁石対に励磁電流を供給する電磁石用電源と，各電磁石対への励磁電流の通流を制御する励磁用スイッチ回路とからなる励磁操作部を設けたものである。そして、図６の構成例は、励磁用スイッチ回路でのスイッチ操作によって各電磁石対の励磁電流通流状態の切り替えを行ない、磁場を形成する電磁石対を切り替えることにより、機械的な移動機構なしで、磁場をカソード電極２１の面内方向に対して平行に移動させることができるので、本発明の実施例２における磁場移動方式として好適である。
【００８０】
なお、図６の構成例では、図６（ａ）〜図６（ｂ）に示す構成において、電磁石用電源２５３を交流電源として、電磁石対により交流磁場が形成されるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００８１】
１０・・・めっき槽、１１・・・めっき浴（めっき槽１０に入れられためっき液）
２０・・・アノード電極、２１・・・カソード電極（被めっき物）、２２・・・めっき電源、２３・・・電場（Ｅ）
３０，１３０，２３０・・・磁場発生手段、３０Ａ，２３０Ａ・・・第１の磁極、３０Ｂ，２３０Ｂ・・・第２の磁極、１３０Ａ・・・第１の磁極（中央部の磁極）、１３０Ｂ・・・第２の磁極（外径側の磁極）、１３０Ｃ、２３０Ｃ・・・磁極保持部、３１，１３１，２３１・・・磁場（Ｂ）、１３２、２３２・・・磁場発生手段用移動装置
４１・・・イオン、１４２・・・ローレンツ力、１４３・・・磁力線、２４４・・・イオンの流れ方向
１５０・・・磁場発生手段、１５１・・・磁性部材、１５２，１５２Ａ，１５２Ｂ，１５２Ｃ・・・電磁石、１５２Ａｓ１〜１５２Ａｓ６，１５２Ｂｓ１〜１５２Ｂｓ６，１５２Ｃｓ１〜１５２Ｃｓ６・・・単位電磁石、１５３・・・電磁石用電源、１５４，１５４Ａ，１５４Ｂ，１５４Ｃ・・・スイッチ、１５５Ａ，１５５Ｂ・・・磁場（Ｂ）
１６０・・・磁場発生手段、１６１・・・磁性部材、１６２ｓ１〜１６２ｓ３７・・・単位電磁石、１６３・・・電磁石用電源、１６４ａ１〜１６４ａ３７，１６４ｂ１〜１６４ｂ３７・・・スイッチ、１６５Ａ，１６５Ｂ・・・磁場（Ｂ）
２５０・・・磁場発生手段、２５１・・・磁性部材、２５２Ａ１〜Ｅ１，２５２Ａ２〜Ｅ２・・・電磁石、２５３・・・電磁石用電源、２５４Ａ〜２５４Ｅ・・・スイッチ、２５５Ａ，２５５Ｂ・・・磁場（Ｂ）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
めっき浴内に，電極部を形成するアノード電極とカソード電極とを対向して配設し、アノード電極とカソード電極との間に電場を与えてめっきを行う電解めっき装置において、
カソード電極の近傍領域に前記電場に対して直交する成分をもつ磁場を形成する磁場発生手段を，カソード電極の反アノード電極側に配設するとともに、
前記磁場をカソード電極の面内方向に対して平行に移動させることのできる磁場移動手段を備えてなる
ことを特徴とする電解めっき装置。
【請求項２】
前記磁場発生手段は，１対の磁極として，中心部に配置される第１の磁極と，第１の磁極に対してカソード電極の面内方向に平行な方向での外径側に同心状に配置される第２の磁極とを備えており、
中心部の第１の磁極の磁極面と外径側の第２の磁極の磁極面との間に磁場が形成される ことを特徴とする請求項１に記載の電解めっき装置。
【請求項３】
前記磁場発生手段として、中央部の磁石と，中央部の磁石を中心として同心状に配置される複数の円環状の電磁石とを，カソード電極の面内方向と平行な面に配設するとともに、 各円環状の電磁石に励磁電流を供給する電磁石用電源と，各円環状の電磁石への励磁電流の通流を制御する励磁用スイッチ回路とからなる励磁操作部を設け、
前記励磁用スイッチ回路によって各円環状の電磁石の励磁電流通流状態の切り替えを行ない、中央部の磁石との組合せで磁場を形成する円環状の電磁石を切り替えることにより、磁場をカソード電極の面内方向に対して平行に移動させることができるようにしてなる ことを特徴とする請求項１に記載の電解めっき装置。
【請求項４】
前記磁場発生手段として、複数の単位電磁石をカソード電極の面内方向と平行な面に２次元的に並べて配設するとともに、各単位電磁石に励磁電流を供給する電磁石用電源と，各単位電磁石への励磁電流の通流を制御する励磁用スイッチ回路とからなる励磁操作部を設け、
前記励磁用スイッチ回路によって各単位電磁石の励磁電流通流状態の切り替えを行ない、磁場を形成する単位電磁石同士の組合せを切り替えることにより、磁場をカソード電極の面内方向に対して平行に移動させることができるようにしてなることを特徴とする請求項１に記載の電解めっき装置。
【請求項５】
めっき浴内に，電極部を形成するアノード電極とカソード電極とを対向して配設し、アノード電極とカソード電極との間に電場を与えてめっきを行う電解めっき装置において、
前記電極部は１対のアノード電極とアノード電極同士の間に配置されたカソード電極とからなるものであって、カソード電極の近傍領域に前記電場に対して直交する成分をもつ磁場を形成する磁場発生手段を，カソード電極の側面側に配設するとともに、
前記磁場をカソード電極の面内方向に対して平行に移動させることのできる磁場移動手段を備えてなる
ことを特徴とする電解めっき装置。
【請求項６】
前記磁場発生手段として、２つの電磁石を，カソード電極を側方の両側から挟み込む位置関係で互いに異なる極性の磁極面同士が対向するように配置してなる電磁石対を、カソード電極の面内方向と平行な方向に沿って複数並べて配設するとともに、各電磁石対に励磁電流を供給する電磁石用電源と，各電磁石対への励磁電流の通流を制御する励磁用スイッチ回路とからなる励磁操作部を設け、
前記励磁用スイッチ回路によって各電磁石対の励磁電流通流状態の切り替えを行ない、磁場を形成する電磁石対を切り替えることにより、磁場をカソード電極の面内方向に対して平行に移動させることができるようにしてなることを特徴とする請求項５に記載の電解めっき装置。
【請求項７】
前記磁場発生手段により形成される磁場は、交流磁場であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の電解めっき装置。
【請求項１】
めっき浴内に，電極部を形成するアノード電極とカソード電極とを対向して配設し、アノード電極とカソード電極との間に電場を与えてめっきを行う電解めっき装置において、
カソード電極の近傍領域に前記電場に対して直交する成分をもつ磁場を形成する磁場発生手段を，カソード電極の反アノード電極側に配設するとともに、
前記磁場をカソード電極の面内方向に対して平行に移動させることのできる磁場移動手段を備えてなる
ことを特徴とする電解めっき装置。
【請求項２】
前記磁場発生手段は，１対の磁極として，中心部に配置される第１の磁極と，第１の磁極に対してカソード電極の面内方向に平行な方向での外径側に同心状に配置される第２の磁極とを備えており、
中心部の第１の磁極の磁極面と外径側の第２の磁極の磁極面との間に磁場が形成される ことを特徴とする請求項１に記載の電解めっき装置。
【請求項３】
前記磁場発生手段として、中央部の磁石と，中央部の磁石を中心として同心状に配置される複数の円環状の電磁石とを，カソード電極の面内方向と平行な面に配設するとともに、 各円環状の電磁石に励磁電流を供給する電磁石用電源と，各円環状の電磁石への励磁電流の通流を制御する励磁用スイッチ回路とからなる励磁操作部を設け、
前記励磁用スイッチ回路によって各円環状の電磁石の励磁電流通流状態の切り替えを行ない、中央部の磁石との組合せで磁場を形成する円環状の電磁石を切り替えることにより、磁場をカソード電極の面内方向に対して平行に移動させることができるようにしてなる ことを特徴とする請求項１に記載の電解めっき装置。
【請求項４】
前記磁場発生手段として、複数の単位電磁石をカソード電極の面内方向と平行な面に２次元的に並べて配設するとともに、各単位電磁石に励磁電流を供給する電磁石用電源と，各単位電磁石への励磁電流の通流を制御する励磁用スイッチ回路とからなる励磁操作部を設け、
前記励磁用スイッチ回路によって各単位電磁石の励磁電流通流状態の切り替えを行ない、磁場を形成する単位電磁石同士の組合せを切り替えることにより、磁場をカソード電極の面内方向に対して平行に移動させることができるようにしてなることを特徴とする請求項１に記載の電解めっき装置。
【請求項５】
めっき浴内に，電極部を形成するアノード電極とカソード電極とを対向して配設し、アノード電極とカソード電極との間に電場を与えてめっきを行う電解めっき装置において、
前記電極部は１対のアノード電極とアノード電極同士の間に配置されたカソード電極とからなるものであって、カソード電極の近傍領域に前記電場に対して直交する成分をもつ磁場を形成する磁場発生手段を，カソード電極の側面側に配設するとともに、
前記磁場をカソード電極の面内方向に対して平行に移動させることのできる磁場移動手段を備えてなる
ことを特徴とする電解めっき装置。
【請求項６】
前記磁場発生手段として、２つの電磁石を，カソード電極を側方の両側から挟み込む位置関係で互いに異なる極性の磁極面同士が対向するように配置してなる電磁石対を、カソード電極の面内方向と平行な方向に沿って複数並べて配設するとともに、各電磁石対に励磁電流を供給する電磁石用電源と，各電磁石対への励磁電流の通流を制御する励磁用スイッチ回路とからなる励磁操作部を設け、
前記励磁用スイッチ回路によって各電磁石対の励磁電流通流状態の切り替えを行ない、磁場を形成する電磁石対を切り替えることにより、磁場をカソード電極の面内方向に対して平行に移動させることができるようにしてなることを特徴とする請求項５に記載の電解めっき装置。
【請求項７】
前記磁場発生手段により形成される磁場は、交流磁場であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の電解めっき装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−１９５８９８（Ｐ２０１１−１９５８９８Ａ）
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６４１２５（Ｐ２０１０−６４１２５）
【出願日】平成２２年３月１９日（２０１０．３．１９）
【出願人】（０００００５２３４）富士電機株式会社 (3,146)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１９日（２０１０．３．１９）
【出願人】（０００００５２３４）富士電機株式会社 (3,146)
【Ｆターム（参考）】
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